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Verfahren zur Herstellung von Propionitrilabkömmlingen Die Patentschrift
598 185 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aminoverbindungen, bei denen
man a, (3-ungesättigte Nitrile mit Hydroxylaminen, Hydrazinen, primären oder sekundären,
mindestens q. Kohlenstoffatome enthaltenden aliphatischen, hydroaromatischen oder
aromatischen Aminen oder mit Polyaminen umsetzt.
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Es wurde nun weiter gefunden, daß auch Körper; die NH-Gruppen in heterocyclischer
Bindung enthalten, mit Acrylnitril umgesetzt werden können, wenn man die Kondensation
in alkalischem Medium vornimmt. Bei der Kondensation werden zweckmäßig stark alkalisch
wirkende Stoffe zugesetzt, die die gewünschte - Reaktion beschleunigen und bzw.
oder polymerisationshemmend auf das Acrylnitril wirken. In solchen Fällen, in denen
die heterocyclische Verbindung selbst genügend stark alkalisch ist, wie z. B. Piperidin,
kann jedoch der Zusatz weiterer alkalisch wirkender Stoffe auch unterbleiben. Man
arbeitet zweckmäßig bei erhöhter Temperatur, bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck
und in Anwesenheit von Lflsungs- oder Verdünnungsmitteln. Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches
kann durch Destillation, Kristallisation, Extraktion oder mehrere dieser Maßnahmen
nacheinander erfolgen. Man erhält so in einfacher und bequemer Weise N-Propionitrile
von heterocyclischen Verbindungen, die, besonders in der Indolreihe, auf anderem
Wege nur schwierig und mit schlechten Ausbeuten erhalten werden können.
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Als NH-Gruppen in heterocyclischer Bindung enthaltende Körper seien
beispielsweise genannt: Pyrrol, dessen Hydrierungs- und an Kohlenstoff substituierte
Produkte, wie das 2-Methylpyrrol; Indol und dessen Hydrierungs- und an Kohlenstoff
substituierte Produkte, wie 2, 3-Dihydroindol, cc-Methyl- und a-Phenylindol, 5-Methylindol,
3-Methylindol, 2, 3-Dimethylindol; Carbazol sowie dessen Hydrierungs- und an Kohlenstoff
substituierte Produkte, wie Tetrahydro- und 1-I#exahydrocarbazol; Tetrahydrochinolin,
Tetrahydroisochinolin, Piperidin, Imidazol und dessen Substitutionsprodukte,wie
Benzimidazol; Dihydroacridin, Morpholin, Perimidine, wie Perimidin selbst oder Methylperimidin
u. dauch hydrierte Thiazine, wie Thiodiphenylamin usw. Solche heterocyclische Basen,
die zwei Iminogruppen
enthalten, können 2 Mol Acrylnitril anlagern,
z. B. Piperazin, hydrierte Pyrimidine und hydrierte Perimidine.
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Als alkalisch wirkende Katalysatoren seien beispielsweise die Oxyde,
Hydroxyde, Alkoholate, Phenolate, Naphtholate der Alkalien bzw. die freien Alkalimetalle
selbst ggnannt. Als weitere reaktionsfördernde Stoffe können Kupferverbindungen,
wie Kupferacetat, -oleat. -borat, -chlorür usw., zugesetzt- werden, die gleichzeitig
polymerisationshemmend auf das Acrylnitril wirken. Auch andere als Polymerisationsverzögerer
bekannte Stoffe, wie ein- oder mehrwertige P-henole, z. B. Phenol, Hydrochinon,
Resorcin usw.. können der Reaktionsmischung zugesetzt werden.
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Als als Lösungsmittel geeignete Stoffe seien beispielsweise Acrylnitril
selbst, ferner Alkohole, wie Butanol, sowie Kohlenwasserstoffe, wie Benzin, Benzol,
Cyclohexan, ferner auch Pyridin, Acetonitril und Essigester erwähnt.
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Die nach dem vorliegenden Verfahren erhaltenen Produkte können als
Zwischenprodukte für Farbstoffe und Heilmittelsynthesen Verwendung finden.
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Durch Verseifung lassen sich die CN-Gruppen der erhaltenen Kondensationspiodukte
in COOH-,. CONH,-, COOMe-Gruppen (lYIe-Metall) überführen. Durch nachträgliche Veresterung
oder durch Behandeln der erhaltenen Nitrile mit Säuren in Gegenwart von Alkoholen
können die entsprechenden Ester hergestelltwerden. Bei der katalytischen Hydrierung
entstehen die entsprechenden Amine. Beispiel i 5 Teile Pyrrol, io Teile Acrylnitril
und o., i Teil Natriumäthylat werden 5 Stunden lang unter Rückfluß :erhitzt. Das
erhaltene gelbe Öl wird der Vakuumdestillation unterworfen. Nach einem kleinen Vorlauf
von unverändertem Acrylnitril werden q. Teile \z-Pyrryl-(3-propionitril in Form
eines farblosen Öles vom Kpls- 15o bis 155° erhalten. Beispiel 2 85 Teile Piperidin
werden bei 8 bis 2o° unter Eiskühlung mit 53 Teilen Acrylnitril versetzt, wobei
starke Erwärmung auftritt. Nach ungefähr 16 Stunden wird im Vakuum destilliert,
wobei 127 Teile N-Piperidyl-r-propionitril in Form eines bei i 140 bei i ¢ mm 1-1g
siedenden, schwach gelblichen, blau fluoreszierenden Öles erhalten werden.
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Beispiel 3 88 Teile a-12ethylindol werden mit 36 Teilen Acrylnitril,
1,5 Teilen Natriumäthylat und
i Teil Kupferborat 12 bis 13- Stunden lang im
Autoklaven auf i3o° erhitzt. Bei der fraktionierten Destillation des Reaktionsproduktes
werden. 9i Teile N-(a-Methylindolyl)-(3-propionitril vom Kpß 18o bis 194' und vom
F. 82° neben geringen Mengen der Ausgangsstoffe erhalten. Die durch Verseifung erhaltene
Säure schmilzt bei i io° C.
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Als Nebenprodukt entsteht ein Körper vom F. 138°, der auf i Mol a-Methylindol
2 Mol Acrylnitril enthält und nach den bisherigen Untersuchungen die Konstitution
besitzt. Die durch Verseifung daraus erhaltene freie Dicarbonsäure schmilzt bei
128°.
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Man kann auch ohne Druck im Rührgefäß unter Rückfluß bei 9o° zu der
Mischung von a-Methylindol, Natriumäthylat und Kupferborat in den angegebenen Mengenverhältnissen
die .oben angegebenen Mengen Acrylnitril im Laufe von etwa i Stunde zulaufen lassen
und dann durch Fraktionierung aufarbeiten. Beispiel .l Zu Zoo Teilen Acrylnitril,
i Teil Natriumäthylat und i Teil Kupferborat werden bei 75" i oo Teile a-Phenylindol
im Laufe i Stunde unter Rühren und Rückflußkühlung hinzugegeben. Man erhitzt i bis
2 Stunden lang bei 75° weiter, läßt abkühlen; saugt ab und kristallisiert aus Alkohol
um. Man erhält in praktisch quantitativer Ausbeute N-(u-Phenylindolyl)-(3-propionitril
vom F. 9o° C. Die daraus durch Verseifung erhaltene Säure schmilzt bei 13o° C.
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Als Nebenprodukt wird ein Körper vom F. 159` erhalten, der auf i Mol
a-Phenylindol 2 Mol Acrylnitril enthält und wahrscheinlich die Konstitution
besitzt. Bei Ausführung der Kondensationsprodukte bei höherer Temperatur als vorstehend
angegeben. nimmt die Menge des Nebenproduktes erheblich zu. Wird außerdem die Acrylnitrilmenge
entsprechend erhöht, so kann das disubstituierte Produkt in nahezu quantitativer
:Ausbeute erhalten werden.
Beispiel 5 334 Teile Carbazol werden
in eine Mischung von 50o Teilen Acrylnitril und 4 Teilen Natriumäthylat eingetragen
und i Stunde lang auf 75' unter Rückfluß erhitzt. Die Masse löst sich zunächst und
erstarrt dann zu einem Brei von gelblichen Nadeln: Durch Umkristallisieren aus einer
Mischung aus gleichen - Teilen Alkohol und Benzol erhält man 33o Teile N-Carbazolyl-3-propionitril
in Form verfilzter Nadeln vom F. r56°. Aus der Kristallisationsmutterlauge können
weitere 'Mengen des Reaktionsproduktes gewonnen %%-erden, so daß die Ausbeute an
N-Carbaz-olyli>-propionitril praktisch quantitativ ist. Die daraus durch Verseifung
gewonnene Säure bildet nach dem Umkristallisieren aus Alkohol farblose Stäbchen
vom F. 172 bis 173°.
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Die gleiche gute Ausbeute erhält man, wenn man eine Lösung von 334
Teilen Carbazol iii 5oo Teilen Pyridin mit r Teil Natrium-:ithvlat und 122 Teilen
Acrvlnitril etwa r Stunde lang auf 9o bis 95' erwärmt und das Reaktionsprodukt in
der Kälte auskristallisieren läßt.
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Beispiel 6 17 Teile D ekahydrochinolin, 2 5 Teile Acrylnitril,
0,5 Teile NatriLunäthylat und o,5 Teile Kupferoleat werden im Autoklaven 2 Stunden
auf Zoo' erhitzt. Das Reaktionsprodukt wird im Vakuum destilliert, wobei i4Teile
N-D.ekali\-drochinolyl-(ß-propionitril vom Kpi; 16o bis t G@ ' erhalten werden.
Beispiel? 1; Teile Perimidin, 6o Teile Acrylnitril und etwa o, 5 Teile N atriumäthvlat
werden gemischt und- nach Beendigung der ersten Reaktion, die unter Selbsterwärmung
vor sich geht. ,'/2 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt. Der ganze Ansatz wird darauf
in Benzol gelöst; mit Äther werden harzige Verunreinigungen ausgefällt. Aus dem
Filtrat gewinnt man nach dem Einengen N-P.erimidyl-3-propionitril als selbe Kristalle
vom F. 136 bis 139°.
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Beispiel 8 58 Teile Indol, 3o Teile Acrylnitril, i Teil Natritunäthylat
und 0,5 Teile Küpferborat werden in einem Schüttelautoklaven 5 Stunden lang
auf i2o, bis r3o' erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird durch Vakuumdestillation 'aufgearbeitet.
Es werden 7:1,5 Teile N-Indolyl--@-prOpionitril vom Kpr 154 bis 156° F. .4; bis
.18' erhalten. Beispixel9 ' 86 Teile Piperazin werden allmählich in roh Teile Acrylnitril
eingetragen, wobei sich das Piperazin unter starker - Wärmeentwicklung löst. Nach
etwa 2ostündigem Stehen ist das Reaktionsgemisch zu einer weißen Kristallmasse erstarrt.
Sie wird mit wenig Äther gewaschen. Man erhält so das N, N'-Piperazinodi-3-propionitril
vom Schmelzpunkt 65 bis 66°. Beispiel 1o In einem Autoklaven werden 14 Teile 2,
3-Dimethylindol, o,5 Teile Natriumäthylat und 25 Teile Acrylnitril 12 Stunden lang
auf 130 bis i4o` erhitzt. Aus dem Reaktionsprodukt erhält man durch Destillation
12 Teile unverändertes Acrvlnitril und 16 Teile einer Fraktion mit den Siedegrenzen
i4o bis igo'/a mm. aus der man durch Umlosen aus Cvclohcxan N - (2, 3-Dimethylindolyl)-3-propionitril
vom F. 8 0' gewinnt. Beispiel ii Zu goo Teilen 5-Methoxy-2, 3-dimethylindol und
2 Teilen Natriumäthylat werden- bei iao bis 130° im Laufe i Stunde 285 Teile Acrylnitril
unter Rühren zugegeben. Das Ganze wird sodann eine weitere Stunde lang bei 140'
gehalten. Bei der Destillation des Reaktionsprodukts erhält man 140 Teile unverändertes
Acrylnitril und 963 Teile N-(5-hIethoxy-2, 3-dimethylindolyl)-3-propionitril vom
Kp.2 i 8 5 bis 2oo', F.93° (aus lIethanol). Beispiel 12 i 18 Teile Benzimidazol
werden mit Zoo Teilen Pyridin und o,5 Teilen Natriumäthylat versetzt. Unter ständigem
Rühren läßt man 53 Teile Acrylnitril bei 28 bis 35' allmählich zulaufen, wobei zeitweilig
mit Wasser gekühlt werden muß. Nach etwa 2 Stunden ist die Reaktion beendet. Man
erhitzt dann noch 1/2 Stunde lang auf etwa 8o' und destilliert hierauf das Pyridin
ab. Es verbleiben etwa 16o Teile Benzimidazyl-ß-propionitril. Dieses wird durch
mehrfaches Umlosen aus Alkohol gereinigt und schmilzt dann bei 112'.