DE750354C

DE750354C - Process for the production of alkoxy-4-amino-3-nitro-1-benzenes

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Publication number: DE750354C
Application number: DEN44294D
Authority: DE
Priority date: 1940-10-31
Filing date: 1940-10-31
Publication date: 1945-01-09

Description

In der Dissertation von P. W. M. van der Weyden (Verband tusschen smaak en structur van eenige derivaten van metanitraniline, Leiden [1939]) und der Veröffentlichung im »Recueil des Travaux chimiques des Pays Bas«, 59, 629 (1940) ist die partielle Reduktion von Alkoxy-4-dinitro-i,3-benzolen mit Natriumdisttlfidi beschrieben. Die erhaltenen Substan- zen_t die einen süßen Geschmack aufwiesen, wurden immer als reine Alkoxy-4-amino-3-nitro-i-benzole betrachtet. Weitaus am süßesten war der als Propoxy-4-amino-3~ nitro-i-benzol angesprochene Stoff. Dieser wurde als dunkelrotes Öl beschrieben, hatte also eine Form aufzuweisen, welche sich für die praktische Verwendung als Süßstoff nicht eignet.The partial reduction of Alkoxy-4-dinitro-i, 3-benzenes with sodium distillate described. Zen Both compounds obtained _t which had a sweet taste, have always been considered as a pure alkoxy-4-amino-3-nitro-i-benzenes. The substance referred to as propoxy-4-amino-3-nitro-i-benzene was by far the sweetest. This was described as a dark red oil, so it had a shape that was unsuitable for practical use as a sweetener.

Es ist nun festgestellt worden, daß das beschriebene dunkelrote Öl nicht das Propoxy-4-amino^3-nitro-i-benzol ist, sondern aus einer Mischung dieses Stoffes mit dem isomeren Propoxy-4-amino-i-nitn>3-benzol besteht und daß man die reine Verbindung in einfacher Weise aus dieser Mischung isolieren kann,It has now been found that the dark red oil described is not propoxy-4-amino ^ 3-nitro-i-benzene is, but consists of a mixture of this substance with the isomeric propoxy-4-amino-i-nitn> 3-benzene and that one can isolate the pure compound in a simple manner from this mixture,

z. B. durch Trennung der Salze auf Grund ihrer verschiedenen Löslichkeit. Sie liegt dann als schön kristallisierter Stoff vor, welcher sich ausgezeichnet für die praktische Verwendung als Süßstoff eignet. Die Süßkraft ist etwa 4ooomal größer als die vom Rohrzucker. Es ergab sich weiter, daß das abgetrennte Isomere keinen süßen Geschmack besitzt.z. B. by separating the salts due to their different solubility. she lies then as a nicely crystallized substance, which is excellent for practical use suitable as a sweetener. The sweetening power is about 4,000 times greater than that of cane sugar. It was further found that the separated isomer has no sweet taste.

Aber nicht nur das in der Literatur als PropO'xy-4-amino-3-nitro-i-benzol beschriebene dunkelrote Öl besteht aus zwei Isomeren, sondern auch bei der Herstellung von Isopropoxy-4-amino-3-nitro-1 -benzol, Butoxy-4-amino-j-nitro-i-benzol, Allyloxy-4-amino-3-nitro-1 -benzol, Benzyloxy^-amino-ß-nitro-ibenzol usw. durch partielle Reduktion der entsprechenden Dinitroverbindung fallen zunächst ebenfalls oft flüssige Mischungen der beiden Isomeren an, woraus sich die gewünschten Alkoxy-4-amino-3-nitro-i-benzole in reiner, kristallinischer Form gewinnen lassen.But not only that which is described in the literature as PropO'xy-4-amino-3-nitro-i-benzene dark red oil consists of two isomers but is also used in the manufacture of isopropoxy-4-amino-3-nitro-1 -benzene, butoxy-4-amino-j-nitro-i-benzene, Allyloxy-4-amino-3-nitro-1-benzene, benzyloxy-4-amino-ß-nitro-ibenzene etc. by partial reduction of the corresponding dinitro compound initially fall also often liquid mixtures of the two isomers, resulting in the desired Alkoxy-4-amino-3-nitro-i-benzenes can be obtained in pure, crystalline form.

Diese Substanzen besitzen einen mehr oder weniger ausgeprägten süßen Geschmack, daneben auch eine mehr oder weniger au'sge-These substances have a more or less pronounced sweet taste, next to it also a more or less

prägte lokalanästhetische Wirkung, welche ihrer Verwendung als Süßstoff jedoch nicht im Wege steht.had a local anesthetic effect, but not its use as a sweetener stands in the way.

Es wurde weiterhin gefunden, daß auch die Salze der Alkoxy-4-amino-3-nitro-i -benzole die praktisch wichtigen süßenden oder lokalanästhetischen Eigenschaften dieser \ erbindungen aufweisen.It has also been found that the salts of the alkoxy-4-amino-3-nitro-i-benzenes the practically important sweetening or local anesthetic properties of these compounds exhibit.

Man verfährt praktisch so, daß man in an sich, bekannter Weise die Alkoxy-4-amino-3-nitro-i-benzole, deren Alkoxygruppe mehr als zwei Kohlenstoffatome enthält, oder deren Salze herstellt, indem man in der 4-Stellung substituierteDinitro-i, 3-benzole partiell redu-¹S ziert und das erhaltene Rohprodukt der erfindungsgemäßen Behandlung unterwirft.In practice, the procedure is that, in a manner known per se, the alkoxy-4-amino-3-nitro-i-benzenes, the alkoxy group of which contains more than two carbon atoms, or the salts thereof, are prepared by dinitro substituted in the 4-position. i, 3-benzenes partially reduced ¹ S and the crude product obtained is subjected to the treatment according to the invention.

Die genannten wichtigen Eigenschaften sind auch, wenn auch selbstredend im abgeänderten Maße vorhanden, wenn der Benzolkern an den freien Stellen noch andere Substituenten enthält. Was für die Alkoxy-4-amino"3-mtro-ibenzole gesagt ist, gilt beispielsweise auch für Methyl- 5 -propoxy^-amino^-nitro-i-benzol. Die Substitution kann an der 2-, 5- und (oder) 6-Stelle vorhanden sein.The important properties mentioned are also present, even if of course to a different extent, if the benzene nucleus also contains other substituents in the free positions. What has been said for the alkoxy-4-amino "3-mtro-ibenzenes also applies, for example, to methyl-5-propoxy ^ -amino ^ -nitro-i-benzene. The substitution can be carried out on the 2-, 5- and (or ) 6 digits.

Die Isolierung des festen Isomeren kann vorteilhaft dadurch geschehen, daß man die Chlorhydrate herstellt und diese auf Grund des Unterschiedes ihrer Löslichkeit in Wasser oder verdünnter Salzsäure trennt. Einige, besonders die niedrigeren Azoxyverbindungen, eignen sich ausgezeichnet für die Süßung von Nahrungs-, Genuß- und Arzneimitteln. Sie weisen den Vorteil auf, weder einen Nebengeschmack zu besitzen noch einen Nachgeschmack hervorzurufen und in saurer Lösung und gegenüber kochendem Wasser stabil zu sein. Gemischt mit Milchzucker, Stärke und ähnlichen Stoffen kann man sie in an sich bekannter Weise als Tabletten verwenden.The isolation of the solid isomer can advantageously be done by the Produces chlorine hydrates and these due to the difference in their solubility in water or dilute hydrochloric acid separates. Some, especially the lower azoxy compounds, are ideal for sweetening food, beverages and medicines. she have the advantage of having neither an aftertaste nor an aftertaste and to be stable in acidic solution and to boiling water. Mixed with milk sugar, starch and similar substances they can be used as tablets in a manner known per se.

Ihre Löslichkeit in Wasser ist gering, aber wegen der großen Süßkraft durchaus genügend. Sie sind weiterhin etwas löslich in Kohlenwasserstoffölen (Paraffinöl) und sehr gut löslich in vielen anderen organischen Lösungsmitteln. Their solubility in water is low, but due to the great sweetening power it is quite sufficient. They are still somewhat soluble in hydrocarbon oils (paraffin oil) and very easily soluble in many other organic solvents.

Die neuen Stoffe besitzen eine schöne orangegelbe oder rote Farbe.The new fabrics have a beautiful orange-yellow or red color.

Zur Herstellung der Ausgangsgemische kann man in an sich bekannter Weise vorteilhaft von einem Halogenbenzol ausgehen, vorzugsweise von Chlorbenzol oder auch von Phenol. Durch Nitrierung setzt man dies in Chlor-4-dinitro-i,3-benzol bzw. Hydroxy-4-dinitro-i, 3-benzol um. Man ersetzt dann das Halogenatom bzw. die Hydroxylgruppe durch die gewünschte Alkoxygruppe mit mehr als zwei Kohlenstoffatomen. Die so hergestellte Verbindung wird partiell reduziert, wobei als Reduktionsmittel in erster Linie Natriumhydrosulfid, Natriumsulfid u.dgl. oder auch Zinnclilorür in Betracht kommen. Die entstandene Mischung von Isomeren stellt das Ausgangsmaterial für das Verfahren gemäß der Erfindung dar. Das Rohprodukt wird am besten mit einer Säure, vorzugsweise Salzsäure, in die Salze umgesetzt, und diese trennt man auf Grund, ihrer verschiedenen Löslichkeit in geeigneten Lösungsmitteln, z. B. in Wasser oder verdünnter Säure.The starting mixtures can advantageously be prepared in a manner known per se start from a halobenzene, preferably from chlorobenzene or from phenol. This is converted into chlorine-4-dinitro-i, 3-benzene or hydroxy-4-dinitro-i by nitration, 3-benzene around. You then replace the halogen atom or the hydroxyl group by the desired alkoxy group with more than two carbon atoms. The connection established in this way is partially reduced, with as Reducing agents primarily sodium hydrosulphide, Sodium sulphide and the like, or even tin chloride, can be used. The resulting Mixture of isomers is the starting material for the process according to the invention. The crude product is on ideally converted into the salts with an acid, preferably hydrochloric acid, and these are separated one due to their different solubility in suitable solvents, e.g. Am Water or dilute acid.

Das erhaltene Salz der Alkoxy-4-amino-3-nitro-1-benzole kann als solches als Süßstoff benutzt werden, da der saure Geschmack vollständig von dem stark süßen Geschmack überdeckt wird. Vorzugsweise wird aber das Salz, z. B. durch Zusatz von Alkali, in das freie AIkOxy-4-amino-3-nitro-i-benzol übergeführt. Die Zerlegung des Isomerengemisches kann jedoch auch in anderer Weise vorgenommen werden. Beispielsweise kann man das Roh- ^8t> produkt mit einer organischen Flüssigkeit, wie Petroläther, extrahieren. Nach dem Verdampfen des Petroläthers verbleibt als Rückstand durchwegs ein Öl, welches, gegebenenfalls nach dem Impfen mit einem Kristall der gewünschten Substanz, teilweise erstarrt und dann geschleudert wird. Besser läßt sich die > Trennung vornehmen, wenn man den Verdampfungsrückstand aus einem geeigneten Lösungsmittel, beim n-Propoxy-4-amino-3-nitro-i-benzol z.B. aus einem Gemisch vonPropanol und Petroläther, umkristallisiert. Eine andere Trennungsmethode besteht darin, daß man das flüssige Rohprodukt impft, stark abkühlt und schleudert.The salt of the alkoxy-4-amino-3-nitro-1-benzenes obtained can be used as such as a sweetener, since the sour taste is completely covered by the strongly sweet taste. Preferably, however, the salt, e.g. B. by adding alkali, converted into the free alkoxy-4-amino-3-nitro-i-benzene. However, the isomer mixture can also be broken down in other ways. For example, do you enable raw ^8t> product with an organic liquid, such as petroleum ether extract. After evaporation of the petroleum ether, an oil remains as a residue, which, if necessary after inoculation with a crystal of the desired substance, partially solidifies and is then centrifuged. The> separation can be carried out better if the evaporation residue is recrystallized from a suitable solvent, in the case of n-propoxy-4-amino-3-nitro-i-benzene, for example from a mixture of propanol and petroleum ether. Another separation method consists in that the liquid crude product is inoculated, strongly cooled and centrifuged.

Alan kann auch das Chlor-4-dinitro-i, 3-benzol oder das Hydroxy-4-dinitro-i, 3-benzol erst partiell reduzieren, die Isomeren trennen und erst dann das Chloratom bzw. die Hydroxylgruppe gegen eine Alkoxygruppe 10c austauschen.Alan can also use the chloro-4-dinitro-1,3-benzene or only partially reduce the hydroxy-4-dinitro-1,3-benzene and separate the isomers and only then exchange the chlorine atom or the hydroxyl group for an alkoxy group 10c.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern das Vorgehen im einzelnen.The following examples explain the procedure in detail.

Example I.

In ein mit einem Rückflußkühler und einem Rührwerk versehenes Gefäß werden 30,4 kg Chlor-4-dinitro-i, 3-benzol mit einem Schmelzpunkt von 49,5 bis 51⁰ und 300 1 n-Propylalkohol gebracht. Das Gefäß wird auf 70⁰ erhitzt, im Laufe von 2 Stunden werden nach und nach unter Rührung 150 1 einer n-Lösung von Natriumhydroxyd in n-Propylalkohol eingeführt und V₂ Stunde bei yo° nachgerührt.30.4 kg of chloro-4-dinitro-i, 3-benzene with a melting point of 49.5 to 51 ⁰ and 300 l of n-propyl alcohol are placed in a vessel equipped with a reflux condenser and a stirrer. The vessel is heated to 70 ^0, in the course of 2 hours are gradually introduced under stirring 150 1 of an N solution of sodium hydroxide in n-propyl alcohol and stirred for ₂ hour at V yo °.

Inzwischen werden 40,5 kg kri stall wasserhaltiges Natriumsulfid (Na₂S •oaq') und 5,4 kg Schwefel zusammengeschmolzen. Die bei Abkühlung der Schmelze erhaltene feste Masse enthält einen molekularen Überschuß von reichlich ίο·⁰/,, Natriumdisulfid. Im Laufe von 4 Stunden wird diese unter Rührung beiIn the meantime, 40.5 kg of crystalline water-containing sodium sulfide (Na ₂ S • oaq ') and 5.4 kg of sulfur are melted together. The solid mass obtained on cooling the melt contains a molecular excess of plenty of ο · ⁰ / ,, sodium disulfide. In the course of 4 hours this is stirred with

einer Temperatur von 70⁰ ebenfalls allmählich zugesetzt.a temperature of 70 ⁰ also gradually added.

Darauf wird der Rückflußkühler in Tätig-. keit gesetzt, die Temperatur schnell bis ioo° erhöht und noch I¹J₂ Stunde bsi dieser Temperatur nachgerührt.Then the reflux condenser is in operation. speed set, the temperature increased quickly to 100 ° and stirred for a further I ¹ J ₂ hours at this temperature.

Die Flüssigkeit wird von dem festen Stoff (Natriumchlorid und Natriumthioeulfat) durch Absaugen getrennt, der feste Stoff mit n-Propylalkohol nachgewaschen, das Filtrat und der Waschialkahol werden vereinigt, und der Propylalkohol wird unter erniedrigtem Druck abdestilliert. Dem Rückstand werden 150 1 Wasser und 150 1 Benzol zugesetzt.The liquid is made up of the solid substance (sodium chloride and sodium thioeulphate) separated by suction, the solid substance was washed with n-propyl alcohol, the filtrate and the detergent alcohol are combined and the propyl alcohol is lowered under Distilled pressure. 150 l of water and 150 l of benzene are added to the residue.

Nach nochmaligem Rühren werden die Schichten getrennt. Die wäßrige Schicht wird noch zweimal mit je 20 1 Benzol extrahiert. Die benzolischen Schichten werden vereinigt, dreimal mit je 40 1 Wasser gewaschen und danach das Benzol unter erniedrigtem Druck abdestilliert. Mail erhält hierbei einen Rückstand von etwa 27,8 kg Gewicht.After stirring again, the layers are separated. The aqueous layer is still extracted twice with 20 l of benzene each time. The benzene layers are combined, three times washed with 40 l of water each time and then the benzene was distilled off under reduced pressure. Mail receives a residue of about 27.8 kg in weight.

Zu diesem Rückstand werden nun gemäß der Erfindung 1501 2 η-Salzsäure gebracht,According to the invention, 1501 2 η-hydrochloric acid are now added to this residue,

^a5 darauf wird bis zum Kochen erhitzt und schnell abgekühlt, dabei kristallisiert das Hydrochlo'rid des Propoixy-4-nitro-3-amino-ibenzols glatt aus. Außerdem trennt sich ein wenig Öl ab. Salz und Öl werden abgesaugt und auf dem Filter mit insgesamt 50 1 2-n-Salzsäure gewaschen. ^a 5 is then heated to boiling and rapidly cooled, while the hydrochloride of propoxy-4-nitro-3-amino-ibenzene crystallizes out smoothly. In addition, a little oil separates. Salt and oil are suctioned off and washed on the filter with a total of 50 1 of 2N hydrochloric acid.

Das Filtrat wird mit einer Lösung von 25 kg Natriumhydroxyd, gelöst in 125 1 Wasser, alkalisch gemacht, zunächst mit 1001 und danach noch zweimal mit je 20 1 Benzol extrahiert. Die benzolischen Extrakte werden vereinigt und das Benzol unter erniedrigtem Druck abdestilliert. Das Gewicht des zurückbleibenden rohen Süßstoffes beträgt etwa 13,2 kg.The filtrate is made alkaline with a solution of 25 kg of sodium hydroxide dissolved in 125 1 of water made, first extracted with 1001 and then twice with 20 l of benzene each time. The benzene extracts are combined and the benzene is distilled off under reduced pressure. The weight of the one left behind raw sweetener is about 13.2 kg.

Das rohe Propoxy~4-amino-3-nitro-i-benzol wird aus einer Mischung von ^Propylalkohol und Petroläther umkristallisiert, wobei auf ι kg Rohprodukt 1,51 n-Propylalkohol und 21 Petroläther zur Anwendung gelangen. Schließlich wird auf o° abgekühlt und abgesaugt. Das Gewicht der so» erhaltenen ersten Fraktion beträgt etwa 10,5 kg. Das Produkt ist schön gelb tind vollkommen rein. DerThe crude propoxy ~ 4-amino-3-nitro-i-benzene is made from a mixture of ^ propyl alcohol and recrystallized petroleum ether, 1.51 n-propyl alcohol per kg of crude product and 21 petroleum ether are used. Finally, it is cooled to 0 ° and suctioned off. The weight of the first so obtained Fraction is about 10.5 kg. The product is beautiful yellow and completely pure. Of the

So Schmelzpunkt beträgt 47,5 bis 48,5°.So melting point is 47.5 to 48.5 °.

Das Lösungsmittel der Mutterlauge wird abdestilliert und der Rückstand mit 401 2 n-Salzsäure aufgekocht. Bei der Abkühlung trennt sich wieder das Hydrochlorid dar isonieren Base ab, wird abgesaugt und mit 10 1 2 η-Salzsäure gewaschen. Das Filtrat wird mit einer Lösung von 2 kg Natriumhyd'roxyd in 25 1 Wasser alkalisch gemacht und mit Benzol extrahiert. Der nach dem Abdestillieren des Benzols unter erniedrigtem Druck erhaltene Rückstand wiegt etwa 1,8 kg und wird wieder aus einer Mischung von n-Propylalkohol und Petroläther umkristallisiert, wobei eine zweite Fraktion des Süßstoffes mit einem Gewicht von etwa 0,9 kg und von gehöriger Reinheit (Schmelzpunkt 47 bis 48⁰) entfällt. Die Gesamtausbeute an PiOpoxy-4-amino-3-nitro-i-benzol beträgt also etwa 11,4 kg oder 39 °/o der theoretisch möglichen Menge, berechnet auf Chlor-4-dinitro-i, 3-benzol.The solvent from the mother liquor is distilled off and the residue is boiled up with 401 2N hydrochloric acid. On cooling, the hydrochloride separates again from the isonieren base, is filtered off with suction and washed with 10 1 2 η-hydrochloric acid. The filtrate is made alkaline with a solution of 2 kg of sodium hydroxide in 25 1 of water and extracted with benzene. The residue obtained after distilling off the benzene under reduced pressure weighs about 1.8 kg and is recrystallized again from a mixture of n-propyl alcohol and petroleum ether, a second fraction of the sweetener weighing about 0.9 kg and of appropriate purity (Melting point 47 to 48 ⁰ ) is not applicable. The total yield of PiOpoxy-4-amino-3-nitro-i-benzene is therefore about 11.4 kg or 39% of the theoretically possible amount, calculated on chloro-4-dinitro-1,3-benzene.

Aus Chlor-4-dinitro-i,3-benzol und n-Butylalkohol erhält man in analoger Weise Butoxy-4-amino-3-nitro-i-benzol, dessen Süßkraft aber bedeutend gering'er ist.From chloro-4-dinitro-i, 3-benzene and n-butyl alcohol butoxy-4-amino-3-nitro-i-benzene is obtained in an analogous manner, but whose sweetness is significantly less.

Example II

Das rohe, syrupartige Reduktionsprodukt, welches gemäß Beispiel I erhältlich ist und 27,8 kg wiegt, wird dreimal mit je 278 1 eines Benzins vom Siedeintervall 80 bis ioo° ausgekocht, wobei ein Rückstand (A) zurückbleibt. Der Extrakt wird bis auf die Hälfte eingeengt, wobei sich ein wenig Ül (B) abscheidet. Sodann wird der Extrakt völlig eingedampft und der Rückstand (C) in einer Mischung von 30 1 n-Propylalkohol und 30 1 Benzin aufgenommen. Bei Abkühlung- der erhaltenen Lösung auf —15⁰ kristallisiert das Propoxy-4-amino-3-nitro-i-benzbl aus. Das Produkt wird abgesaugt. Das Gewicht der so erhaltenen Fraktion beträgt etwa 7,5" kg. Das Filtrat liefert beim Abdampfen des Lösungsmittels einen Rückstand (D), der mit den Produkten A und B vereinigt wird. Durch Wiederholung des Auskochens mit Benzin und der darauffolgenden Kristallisation aus dem Gemisch von n-Propylalkohol und. Benzin läßt sich eine zweite Fraktion des Süßstoffes gewinnen, die etwa 1.7 kg wiegt. Schließlich gelingt es auch noch, eine weitere dritte Fraktion von 1,5 kg Gewicht abzuscheiden. Die Gesamtausbeute an Propo>xy-4-amino-3-nitro·- i-benzol beträgt bei dieser Arbeitsweise etwa 10,7 kg oder 36 °/₀ der theoretisch möglichen Menge, berechnet auf Chlo'r-4-dinitro-i,5-benzol. The crude, syrupy reduction product, which is obtainable according to Example I and weighs 27.8 kg, is boiled three times with 278 liters of a gasoline with a boiling range of 80 to 100 °, leaving a residue (A) . The extract is concentrated to half, with a little oil (B) separating out. The extract is then completely evaporated and the residue (C) is taken up in a mixture of 30 liters of n-propyl alcohol and 30 liters of gasoline. In refrigeration of the resulting solution to -15 ⁰ the propoxy-4-amino-3-nitro-i-benzbl crystallizes out. The product is sucked off. The weight of the fraction obtained in this way is about 7.5 "kg. When the solvent is evaporated off, the filtrate gives a residue (D) which is combined with products A and B. By repeating the boiling with gasoline and the subsequent crystallization from the mixture A second fraction of the sweetener weighing about 1.7 kg can be obtained from n-propyl alcohol and gasoline. Finally, a further third fraction weighing 1.5 kg can be separated off. The total yield of propoxy-4-amino -3-nitro · - i-benzene is kg or about 10.7 in this procedure 36 ° / ₀ of the theoretically possible amount, calculated on Chlo'r-4-dinitro-i, 5-benzene.

Claims

Patent claims:

i. Process for the production of Alkoixy - 4 - amino - 3 - nitro - 1 - benzenes, whose alko'xy group has more than two carbon atoms contains or their salts from the partial reduction of alkoxy-4-dinitro-i, 3-benzenes obtained mixture, characterized in that. the alkoxy-4-amino-3-nitro-i-benzenes are obtained from this mixture of isomers in a manner known per se, for. B. by transferring to the Salts and separation of the desired isomer due to the different solubility, isolated.

2. modification of the method according to claim i, characterized in that one from the partial reduction of dinitro-1,3-rbenzenes, which are in the 4-position carry a group which can be converted into an alkoxy group, obtained isomer mixture the amino-3-nitro-1-benzene is separated off in a manner known per se and then in the 4-position by one containing at least two carbon atoms Substituted alkoxy group.

To distinguish the subject of the application from the state of the art, the granting procedure no pamphlets have been considered.