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Verfahren zur Darstellung von 4-Dimethylamino-1-phenyl-2, 3-dimethyl-5-pyrazolon
Aus der Patentschrift 431 16q., Kl. 12p, ist ein Verfahren zur Darstellung von 4-Dimethylamino-i-phenyl-2,
3 - dimethyl - 5 -pyrazolon bekannt; das Hauptmerkmal dieses Verfahrens ist dieUmgehung
derAbscheidung des 4-Amino-i-phenyl-2, 3-dimethyl-5-pyrazolons.
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Es wunde gefunden, dä,ß man die Darstellung der Dimethylaminoverbsndung
noch weiter vereinfachen kann, wenn. man vom i-Phenyl-3-methyl-5-py razolon ausgeht
und auch die Abscheidung von i-Phenyl-2, 3-dimethyl-5-pyrazolon als Base und die
Reinigung derselben vermeidet, was einen wesentlichen Fortschritt gegenüber dem
obengenannten Verfahren bedeutet, bei welchem von isoliertem: und gereinigtem i-Phenyl-2,
3-dimethyl-5-pyrazolon ausgegangen wird.
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Das Verfahren besteht darin, daß man in üblicher Weise erhaltene Methylierungsschmelzen
von i-Phenyl-3-methyl-5-pyrazolon längere Zeit mit Alkalihydroxyd- oder -carbonatlösungen
auf etwa ioo° erhitzt und die so behandelten Schmelzen nach dem Ansäuern unmittelbar
oder nach Abscheidung von festen Verbindungen auf Nitrosoantipyri.n weiterverarbeitet.
Bei den Methylierungen entstehen Zwischenprodukte, die sich bei unmittelbarer Verarbeitung
der Schmelzen sowohl der Abscheidung als feste Produkte als auch der Abscheidung
als q.-Nitrosoi-phenyl-2, 3-dimethyl-5-pyrazolon entziehen würden.
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Die Alkalibehandlung führt diese Zwischenprodukte in Salze des. i-Phenyl-z,
3-dimetliyl-5-pyrazolon's über, so daß durch die Alkalibehandlung die Ausbeuten
an Nitrosoverbindung um 12 bis 115°/p erhöht werden.
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Behandelt man z. B. die nach R o d i o n o w (vgl. Bull. de la Soc.
Chim. [q.1 39, S. 321) erhaltene Methylierungsschmelze von p-Toluolsulfonsäuremethylester
und i-Phenyl-3-methyl-5-pyrazolon, wie oben angegeben, mit Alkalien und macht mit
Mineralsäuren deutlich kongosauer, wodurch die Ausbeute an Salz erhöht wird, so
scheidet sich beim Erkalten und Rühren das p-toluolsulfonsaure Salz des i-Phenyl-2,
3-dimethyl-5-pyrazolons ab, welches abgenutscht, mit säurehaltigem Wasser nachgewaschen
und getrocknet wird. Man kann es auch nutschenfeucht verarbeiten.
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Durch die Abscheidung dieses Salzes werden bei der Methylierung entstehende
höher methylierte Produkte in der Mutterlauge zurückbehalten, und man erhält bei
der W eiterverarbeitung eine sehr reine Nitrosoverbindung.
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Die wässerige Lösung dieses p-toluolsulfonsauren Salzes setzt sich
ohne weiteren Säurezusatz unmittelbar mit Nitriten zu q.-Nitroso-i-phenyl-2, 3-dimethyl-5-pyrazolon
um. Die ausgeschiedene, sehr reine Nitrosoverbindung wird sofort oder nach dem Trocknen
in 4-Dimethylamino-i-phenyl-2, 3-dimethyl-5-pyrazolon übergeführt, ohne daß q.-Amino-i-phenyl-2,
3-diimethyl-5-pyrazolon als Base abgeschieden werden muß.
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Zu diesem Zweck bringt man die Nitrosoverbindung unter Rühren in ein
Gemenge von Eis, Zinkstaub und Bisulfit. Unter allmählicher
freiwilliger
Erwärmung des anfangs sehr kalten Gemenges tritt sehr bald Reduktion eins ohne daß
sich Wasserstoff entwickelt; die anfangs dünne Anschlemmung erstarrt für einige
Zeit zu einem dickem Brei und wird dann wieder dünnflüssig. Erhitzt man diese Lösung
auf etwa 70° bis 9o° und filtriert, so fällt ,fast alles angewandte Zink als sehr
gut filtrierbarer Niederschlag aus, und es .bildet sich eine klare Lösung, -die
beim Erhitzen mit Formaldehyd und Ameisensäure. in sehr guter Ausbeute 4-Dimethylamino-i-phenyl-2,
3-dimethyl-S-pyrazolon gibt, welches sich nach erfolgter Methylierung beim Neutralisieren
mit Mono- oder Bicarbonaten oder Alkal,ihyd@roxyd;en in kristallinischer Form abscheidet.
Aus der Mutterlauge kann der Rest mit Benzol extrahiert werden.
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Auch kann man unmittelbar -mit überschüssngem Alkalihydroxyd versetzen
und mit Benzol ausschütteln, ohne daß sich Zinkschlammemulsionen bilden; wie dies
bei der Arbeitsweise nach der schweizerischen Patentschrift iio2o2 der Fall ist;
dort wird in stark saurer Lösung und mit großen Mengen Zink - gearbeitet, da auch
die Methylierung durch Reduktion von Formaldehyd reit aus Säuren und Zink entwickeltem
Wasserstoff vorgenommen: wird. Bei Au.sscheid'ung des Endproduktes ist alles: angewandte
Zink noch in Lösung, die Zerlegung ,der gebildeten! Zinkverbindungen muß durch langes
Erwärmen mit vielem überschüssigem Alkali herbeigeführt werden, und es bildet sich
beim Ausschütteln mit Benzol unangenehme Emulsionen, die zur Trennung von der Ben.zollösung
filtriert werden müssen, was besondere Apparaturen .erfordert, Verluste an Lösungsmitteln
bringt und viel Arbeit verursacht.
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Eine unmittelbare Abscheidung der Dimethylaminoverbindung nach erfolgter
Reduktion in kristallinischer Form, wie bei dem vorliegenden Verfahren, ist hierbei
unmöglich, da hierbei Zinkoxyd und das Zinkdoppelsalz :der 4-Dimethylaminoverbsndung
sich ausscheiden würde.
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Man kann auch die, wie oben angegeben, mit Alkali behandelte Alkylierungsschmelze,
ohne das p-toluolsulfonsaure Salz abzuscheiden, mit Säuren: gegen Curcuml neutral
machen, dann. i Molekül Na N02 in Wasser gelöst zugeben und Salzsäure in zwei Stufen
einwirken lassen, so daß das Nitrit auch in zwei Stufen zur Wirkung kommt.
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Die hierdurch frei werdende salpetrige Säure wirkt zunächst auf die
in der Schmelze vorhandenen Nebenprodukte ein- und verwandelt sie -in harzige Massen,
bevor das i-Phenyl-2, 3-dimetliyl-5-pyrazolon in die Nitrosoverb.indung übergeführt
wird. Sind auf diese Weise alle Nebenprodukte ausgeschieden, so erkennt man dies
an einem Farbenumschlag der Lösung von Braun in Grün.
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Sobald :dieser Umschlag stattgefunden hat, wird die Zugäbe von Säure
unterbrochen. Nach Abfiltrieren der harzigen Masse gibt man, weiter Salzsäure zu
unter Rühren und Kühlen, wobei das 4-Nitroso-i-phenyl-2, 3-dimethyl-5-pyrazolon
in den bekannten grünen Kristallen ausfällt. Je nach Bedarf werden noch kleine Mengen
Nitrit oder Säure zugefügt. Nach erfolgter Nitrosierung rührt man 112 Stunde nach,
nutscht ab, wäscht erst mit Wasser und dann. mit Alkohol nach.
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Man kann in gleicher Weise mit Alkali gekochte andere Methylierun@gsschmelzen
-des i-Phenyl-3-methyl-5-pyrazolons behandeln; so z. B. solche, die mit Dimethylsulfat
oder Methylbromi:d oder anderen Alkylierungsm.itteln dargestellt sind.
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Die Reduktion und Methylierung auch dieser Nitrosoprodukte erfolgt,
wie oben beschrieben.
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Aus 174 g Pyrazolon werden so bis igo g 4-Dimethylamimo-i-phenyl-2,
3-d'imethyl-5-pyrazolom gewonnen; was 82°/o der Theorie entspricht, während bei
Abtrennung des i-Phenyl-2, 3-dimethyl-5-pyrazolons. und des 4-Amino-i -phenyl-2,
3,dimethyl-5-pyrazolons nur 54°/o an Dimethylaminoverbindung gewonnen werden.
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Beispiel i Darstellung des. p-toluolsulfonsauren Salzes 1749 i-Pheny1-3-methyl-5-pyrazolon
und 195 g p-Toluolsulfonsäuremethylester werden unter Rühren 5 bis 6 Stunden
auf i5o bis 16o° erhitzt und, hierauf 150 ccm Wasser und 87 g Natronlauge
46°/aig zugegeben, wobei die Schmelze in Lösung geht. Nach Zusatz von weiteren 44.:g
Natronlauge erhitzt man unter Rühren ungefähr 2 Stunden auf etwa ioo°. Man kühlt
dann ab und fügt unter Rühren und Kühlen igo g Salzsäure 3o°/pig zu. Die Lösung
muß :deutlich kongosauer sein. Man rührt einige Stünden, nutscht dann das ausgeschiedene
Salz ab und wäscht mit Wasser, das mit .Salzsäure angesäuert ist, nach, worauf man
im Vakuum trocknet. Beispiel 2 Nitrosoverbindung 2539 p-toluolsulfonsaures
i-Phenyl-a, 3-dimethyl-5-pyrazolon werden mit 670 g Eiswasser angeschlämmt;
unter Rühren wird eine konz. Lösung von Natriumnitrit eingetragen, wobei sich das
Salz löst. Bald . scheidet sich ein dicker' Brei von 4-Nitrosoi
-pheriyl-2,
3-dimethyl-5-pyrazolon ab. Man macht mit wenig Salz- oder Schwefelsäure hon.gosauer,
fügt, wenn nötig, so viel Nitrit zu, daß Jodstärkepapier gebläut wird und erhält
so ein sehr reines Nitrosoprodukt, welches unmittelbar in dieser Anschlämmung oder
nach vorhergehender Abtrennung nach folgender Methode feucht oder trocken zur Reduktion
verwandt werden kann.
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Beispiel 3 Reduktion 2309 Zinkstaub werden mit i2oo g Eis gut
gemischt; dann wird eine Lösung von iooo g konz. technischer Bisulfitlösung (etwa
380/,i,-,) zugegeben, gut verrührt, worauf man 217 g der 4-Nitrosoverbi.udung trocken
oder in Pastenform auf einmal zugibt und kräftig rührt. Die anfangs gebildete dicke
Paste wird allmählich dünnflüssig; man rührt mehrere Stunden, erhitzt etwa auf
70 bis 90°, saugt gut von dem gebildeten Zinkschlamm ab: und wäscht mit Wasser
von etwa 8o0 nach. Die so erhaltene Lösung ist wasserklar und kann unmittelbar nach
folgender Methode methyliert werden.
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Beispiel 4 Methylierung Die aus i Molekül Nitrosoverbindung erhaltene
Lösung wird in einem Rührgefäß auf etwa 9o0 erhitzt, ein Gemenge von 4 Molekülen
Fortnal,dehyd 36°/oig und 4 Molekülen Ameisensäure 850/,i.- zulaufen- gelassen.
und die Masse nach erfolgtem Zulaufen so lange erhitzt, alst C02 sich abspaltet.
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a) Unmittelbare Abscheidung in kristallinischer Form Man läßt dann
etwa ,die Hälfte der Flüssigkeit abdestillieren, kühlt auf 2o0 ab und fügt dann
unter Rühren Natronlauge, Natriumcarbonat oder Bicarbonatlösung bis zu eben deutlich
alkalischer Reaktion zu, wobei die 4 - Diniethylaminoverbindung kristallinisch ausfällt,
rutscht ab, trocknet, bringt mit warmem Benzol in Lösung und verdampft die, filtrierte
Benzollösung im Vakuum. Mehrere vereinigte alkalische Mutterlaugen werden mit Benzol
extrahiert und der Benzolrückstan.d mit der Hauptmenge vereinigt. Man kommt so mit
sehr geringen Mengen Lösungsmitteln aus.
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b) Alkalische Ausschüttelung der Methylierungsflüss.igkeit Man fügt@zur
eingedampften und filtrierten lNletlivliertingslösting von i Molekül Pyrazo-Ion
8oo ccm Natronlauge (4o° Be), schüttelt mit 8oo ccm- Benzol aus, trennt von, der
Lauge und dampft die filtrierte Benzollösung ein, zum Schluß im Vakuum.
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Beispiel 5 Die nach Beispiel i erhaltene, mit Alkali behandelte Methylierungsschmelze
wird mit i8°/Qiger Salzsäure gegen Curcuma neutral gemacht; man fügt dann je Molekül
6oo g Eis und eine Lösung von 70 g Natriumnitrit in ioo ccm Wasser zu. Dann
läßt man unter Rühren i Molekül 180%ige Salzsäure zulaufen. Anfangs tritt Abscheidüng
einer geringen Menge braunen Harzes auf. Sobald die Lösung in Grün umschlägt, stellt
man den Zulauf der Säure ab, seiht vom Harz ab und läßt weitere Säure zulaufen,
wobei sich die Nitrosoverbindung abscheidet. Man rutscht ab, wäscht erst mit Wasser
nach, dann mit etwas denaturiertem Alkohol oder anderen Lösungsmitteln, um Reste
von Verunreinigungen zu entfernen. Die Lösung muß auch hier kongosauer sein und
Jodkalistärkepapier bläuen. Die Verbindung entsteht in sehr guter Ausbeute und kann
feucht zur Reduktion. verwandt werden.
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Reduktion und Methylierung erfolgt genau, wie in Beispiel 3 ,und 4
beschrieben. Beispiel 6 174- i-Phenyl-3-methyl-5-pyrazolon und i2( >g D.imethylsulfat
werden gemischt und vorsichtig aufgeheizt. Nach sechsstürndigern Erhitzen auf etwa
16o° gibt man: So ccm Wasser und 196g Natronlauge 4o0 B6 zu und erhitzt zwei Stunden
auf etwa ioo°, worauf man mit Salzsäure.gegen Curcuma neutral macht, ein Molekül
NaN02 zugibt und, wie oben im Beispiel beschrieben, weiter arbeitet, indem man das
Nitrit in 2 Stufen einwirken läßt.