DE87334C - - Google Patents

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Description

KAISERLICHES
PATENTAMT.
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Verfahren zur Darstellung von Chinolin und Chinolinderivaten durch Einwirkung von Arsensäure (bezw. Metaarsensäure oder Arsenpentoxyd), Glycerin und cönc. Schwefelsäure auf Anilin und dessen Derivate, sowie auf Naphtylamin und Anthramin und deren Derivate.
Die Vorzüge dieses neuen Verfahrens mittelst Arsensäure gegenüber der bisher für die Darstellung der Chinolinderivate generell angewendeten Methode (der Skraup'schen Reaction) sind folgende:
Die Ausbeute ist in den meisten Fällen eine sehr gute, dabei verläuft die Reaction glatt und fast ohne Harzbildung, während bei der bisherigen Methode die Harzbildung im Uebermafse auftritt und die Ausbeute eine äufserst geringe ist. Aufserdem gestattet das Arsensäureverfahren, im Gegensatz zu dem bisherigen Verfahren, die Anwendung und Verarbeitung grofser Substanzmengen auf einmal, ohne dafs die Ausbeute sich dabei verringert.
An einer Reihe charakteristischer Beispiele wird das Verfahren im Folgenden noch näher erläutert, und zwar für:
i. Chinolin.
50 g Anilin, 76 g Arsensäure, 150 g Glycerin (in offener Schale auf 1700 erhitztes) und 150 g cone. Schwefelsäure (66° B.) werden auf dem Sandbade am Rückflufskühler bis zum Eintritt der Reaction erhitzt und nach Beendigung derselben noch ca. 21J2 Stunden in mäfsigem Sieden erhalten. Hierauf wird mit Wasser verdünnt, mit Natronlauge übersättigt, und das Chinolin nebst etwa unangegriffenem Anilin im Wasserdampfstrome überdestillirt. Das Destillat versetzt man mit Salzsäure im Ueberschufs, fügt dann Natriumnitrit hinzu, bis der Geruch nach salpetriger Säure auch beim Umschütteln bleibt, und kocht, bis alles Diazobenzol zerstört ist. Hierauf übersättigt man nochmals mit Natronlauge, destillirt das Chinolin mit Wasserdampf über und extrahirt das Destillat mit Aether.
2. o-Toluchinolin.
50 g o-Toluidin, 661J2 g Arsensäure, 140 g Glycerin und 140 g cone. Schwefelsäure werden am Rückflufskühler auf dem Sandbade bis zum Eintritt der Reaction erhitzt und nach Beendigung derselben noch ca. 3 Stunden im Sieden erhalten. Darauf wird der Kolbeninhalt mit Wasser verdünnt und weiter wie vorstehend beim Chinolin behandelt.
3. o-Nitrochinolin.
50 g o-Nitranilin, 51Y2 S Arsensäure, 115 g Glycerin und 100 g cone. Schwefelsäure werden am Rückflufskühler auf dem Sandbade bis zum Eintritt der Reaction erhitzt. Man mäfsigt die Heftigkeit der Reaction durch Herausheben des Kolbens aus dem Sandbade und erhält die Flüssigkeit nach Beendigung der Reaction noch ca. 3 bis 3Y2 Stunden in gelindem Sieden. Alsdann verdünnt man den Kolbeninhalt stark mit Wasser, läfst bis zum anderen Morgen stehen und filtrirt den bräunlichen Niederschlag ab. Hierauf versetzt man nach und nach mit Natronlauge bis zur alkalischen Reaction, wo-, bei man die ersten Trübungen abermals abfiltrirt. Das o-Nitrochinolin scheidet sich, so-
bald die überschüssige Säure abgestumpft ist, hierbei als braune flockige Masse ab. Der Niederschlag wird abfiltrirt, nachdem er sich im Verlaufe von einigen Stunden vollständig abgesetzt hat, und in alkoholischer Lösung durch Kochen mit Thierkohle gereinigt. Die von der Thierkohle abfiltrirte Lösung wird mit Wasser versetzt, worauf die ganze Flüssigkeit krystallinisch erstarrt. Die langen, schwach gelblichen Nadeln des o-Nitrochinolins werden nach ein- oder zweimaligem Umkrystallisiren aus Alkohol rein weifs.
4. p-Nitrochinolin.
In ein abgekühltes Gemisch von 120 g Glycerin und 120 g cone. Schwefelsäure bringt man 56Y3 g p-Nitranilin und 58 g Arsensäure und erhitzt das Ganze auf dem Sandbade am Rückflufskühler langsam bis zum Eintritt der Reaction, deren Heftigkeit man durch Herausheben des Kolbens aus dem Sandbade mindert. Nach Beendigung der Reaction erhält man die Masse noch 2 Y4 Stunden (im Ganzen ca. 2x/2 Stunden) in gelindem Sieden, verdünnt hierauf den Kolbeninhalt stark mit Wasser und läfst bis zum anderen Morgen stehen. Den geringen dunklen Niederschlag filtrirt man alsdann ab und versetzt die Flüssigkeit langsam mit Natronlauge unter Umrühren bis zur alkalischen Reaction. Hierbei erstarrt die ganze Flüssigkeit zu einem hellgrauen, dicken Brei von p-Nitrochinolin. Man filtrirt es ab, löst es in verdünnter Salzsäure und kocht die Lösung 3 bis 4 Stunden mit Thierkohle. Aus der von der Thierkohle abfiltrirten heifsen Flüssigkeit fällt man das p-Nitrochinolin krystallinisch durch Einleiten von Ammoniakgas. Falls das Nitrochinolin noch nicht rein weifs ist, so kocht man es nochmals in alkoholischer Lösung einige Zeit mit Thierkohle, filtrirt von der Thierkohle ab und versetzt das Filtrat mit Wasser bis zur milchigen Trübung, worauf die ganze Flüssigkeit zu langen, dünnen, rein weifsen Nadeln erstarrt.
5. p-Dimethylamidochinolin.
Zu einem abgekühlten Gemisch von 65 g cone. Schwefelsäure und 70 g Glycerin bringt man 30 g p-Amidodimethylanilin und 31Y2 g Arsensäure und erhitzt das Ganze am Rückflufskühler auf dem Sandbade langsam bis zum Eintritt der Reaction. Es empfiehlt sich, den Kolbeninhalt einige Male zu schütteln, damit die Arsensäure leichter in Lösung geht. Die Heftigkeit der Reaction wird durch Herausheben des Kolbens aus dem Sandbade gemäfsigt. Die gute Ausbeute wird in diesem, wie in den meisten vorhergehenden und folgenden Fällen oft dadurch bedingt, dafs die Reaction im Anfang und Verlauf möglichst gelinde und gleichmäfsig gehalten wird, da sich anderenfalls leicht Nebenproducte zu bilden scheinen. Nach Beendigung der Reaction wird die Flüssigkeit noch ca. 3Y2 Stunden in mäfsigem Sieden erhalten, dann mit Wasser verdünnt und bis zum anderen Morgen stehen gelassen. Ein etwa über Nacht entstandener Niederschlag wird abfiltrirt und das Filtrat im Scheidetrichter mit Natronlauge schwach übersättigt, wobei sich das neu gebildete Dimethylamidochinolin als OeI abscheidet. Letzteres wird mit. Aether einige Male ausgeschüttelt und die ätherische Lösung mittelst Aetzkalis gut getrocknet. Nach dem Abdestilliren des Aethers hinterbleibt das Dimethylamidochinolin als ein dickes, braunes OeI, welches im Wasserstoffstrome (unter Benutzung eines gewöhnlichen langen Thermometers) bei ca. 28 5 ° anfängt überzugehen, wobei das Thermometer langsam bis ca. 340 ° steigt. Das Dimethylamidochinolin erstarrt in der Vorlage bald zu einer buttergelben krystallinischen Masse. Bei Anwendung von frisch dargestelltem p-Amidodimethylanilin geht das gewonnene Dimethylamidochinolin innerhalb weniger Grade (oberhalb und unterhalb von ca. 3300) über.
6. m-Nitrochinolin.
56Y3 g m-Nitranilin, 58 g Arsensäure, 120 g Glycerin und 120 g cone. Schwefelsäure werden auf dem Sandbade am Rückflufskühler langsam bis zum Eintritt der Reaction erhitzt und nach Beendigung derselben noch ca. 3 Stunden in gelindem Sieden erhalten. Hierauf verdünnt man den Kolbeninhalt stark mit Wasser und läfst bis zum anderen Morgen stehen. Der Niederschlag wird alsdann abfiltrirt und das Filtrat nach und nach vorsichtig mit verdünnter Natronlauge versetzt, wobei die ersten Trübungen, welche sich am Boden und an den Wänden des Gefäfses absetzen, durch Umgiefsen der Flüssigkeit in ein anderes Gefäfs entfernt werden. Die ganze Flüssigkeit verwandelt sich hierbei, wenn die Operation des Neutralisirens vorsichtig ausgeführt wird, in einen bräunlichen Krystallbrei. Die Krystalle bezw. der Niederschlag wird abfiltrirt und in alkoholischer Lösung einige" Stunden mit Thierkohle gekocht. Von der Thierkohle wird abfiltrirt und das Filtrat mit Wasser bis zur milchigen Trübung versetzt, worauf ein Gemenge von Phenantrolin und m-Nitrochinolin auskrystallisirt. Das m-Nitrochinolin wird vom Phenantrolin mittelst. kalten Petroläthers getrennt.
Wendet man statt m-Nitranilin m-Phenylendiamin an, so erhält man als Reactionsproduct nur Phenantrolin.
7. m-Dimethylamidochinolin.
Zu einem abgekühlten Gemisch von 65 g cone. Schwefelsäure und 70 g Glycerin bringt
man 30 g m-Amidodimethylanilin und 31V2 g Arsensäure und erhitzt das Ganze am Rückflufskühler auf dem Sandbade bis zum Eintritt der Reaction, wobei der Kolbeninhalt einige Male umgeschüttelt wird. Nach Beendigung der Reaction, welche anfangs etwas zu mäfsigen ist, erhält man die Flüssigkeit, welche bald eine tiefgelbe Färbung zeigt, noch ca. 3Y2 Stunden in ganz mäfsigem Sieden, verdünnt hierauf mit Wasser und läfst einige Zeit stehen. Alsdann bringt man die Flüssigkeit, nachdem eine etwaige Trübung abfiltrirt ist, in einen geräumigen Scheidetrichter und übersättigt schwach mit Natronlauge, wobei sich das m-Dimethylamidochinolin als gelbes Öel ausscheidet. Dieses OeI wird mit Aether einige Male ausgeschüttelt und die ätherische Lösung gut mit Aetzkali getrocknet. Der Aether wird abdestillirt und das hinterbleibende gelbe OeI im Wasserstoffstrome destillirt. Das m-Dimethylamidochinolin beginnt bei 290° überzugehen, wobei die -Temperatur bis 3100 steigt; bei dieser Temperatur siedet es constant (unter Benutzung eines gewöhnlichen Thermometers). Das m-Dimethylamidochinolin ist ein gelbes OeI, welches nicht fest wird und sich beim Aufbewahren dunkelgrün färbt. Es färbt die Haut, namentlich in ätherischer Lösung, intensiv gelb.
8. p-Chinolinsulfosäure.
50 g Sulfanilsäure, 38 g Arsensäure, 80 g Glycerin und 80 g cone. Schwefelsäure werden auf dem Sandbade am Rückfliifskühler bis zum Eintritt der Reaction erhitzt und nach Beendigung derselben noch ca. 5 Stunden im Sieden erhalten. Hierauf verdünnt man den Kolbeninhalt stark mit Wasser, läfst längere Zeit stehen und filtrirt. Das Filtrat wird mit Bariumcarbonat neutralisirt, hierauf das Bariumsulfat und -carbo.nat abfiltrirt und die erhaltene Lösung von chinolinsulfosaurem Barium durch Kochen mit Thierkohle entfärbt. Die von der Thierkohle abfiltrirte Flüssigkeit wird nun durch Eindampfen, concentrirt, das Barium mittelst verdünnter Schwefelsäure gefällt und das abgeschiedene Bariumsulfat abfiltrirt. Nach längerem Stehen (da sie leicht übersättigte Lösungen bildet) krystallisirt dann die Chinolinsulfosäure aus.
9. ß-Naphtochinolin.
Zu einem abgekühlten Gemisch von 60 g Glycerin und 60 g cone. Schwefelsäure bringt man 30 g ß-Naphtylamin und 30 g Arsensäure und erhitzt die ganze Masse am Rückflufskühler auf dem Oelbade langsam bis zum Eintritt der Reaction (bei ca. i6o°), wobei man den Kolbeninhalt anfangs einige Male zusammenschüttelt, um sein Flüssigwerden zu. erleichtern. Die Heftigkeit der Reaction mäfsigt man durch Herausnehmen des Kolbens aus dem Oelbade und erhält die Flüssigkeit nach Beendigung der Reaction noch ca. 4 bis 4Y2 Stunden (bei ungefähr ι 5 5 °) in mäfsigem Sieden, wobei man zweckmäfsig die Temperatur in der letzten Stunde etwas mäfsigt. Man verdünnt hierauf ziemlich stark mit Wasser, läfst bis zum anderen Morgen stehen und filtrirt den geringen dunklen Niederschlag ab. Alsdann stumpft man den gröfsten Theil der freien Schwefelsäure vorsichtig mit Natronlauge ab und filtrirt abermals, worauf mit Natronlauge bis zur alkalischen Reaction versetzt wird. Das ß-Naphtochinolin scheidet sich hierbei aus der stark nach Orangen blüthenwasser riechenden Flüssigkeit nach und nach als grofser Niederschlag ab. Ist die Flüssigkeit durch den Zusatz der Natronlauge ziemlich warm geworden, so fällt das Naphtochinolin nach kurzer Zeit in glänzenden Schuppen aus. Den fast reinen Niederschlag des β - Naphtochinolins' kocht man zwecks völliger Reinigung in alkoholischer Lösung einige Zeit mit Thierkohle, filtrirt von der Thierkohle ab und versetzt entweder die alkoholische Lösung mit Wasser, worauf das Naphtochinolin auskrystallisirt, oder man fällt das salzsaure Salz des ß-Naphtochinolins durch Einleiten von Salzsäuregas in seine alkoholische Lösung.
10. ß-Anthrachinqlin.
Zu einem abgekühlten Gemisch von 60 g Glycerin und 60 g cone. Schwefelsäure bringt man 36 g β - Anthramin (dargestellt aus ß-Anthrol mittelst Chlorzinkammoniaks) und 26 Y, g Arsensäure und erhitzt das Ganze im Oelbade langsam bis zum Eintritt der Reaction, wobei man durch gelegentliches Umschütteln des Kolbeninhaltes sein Flüssigwerden erleichtert.
Die Heftigkeit der Reaction mäfsigt man durch Herausheben des Kolbens aus dem Oelbade und erhält die Flüssigkeit nach Beendigung der Reaction noch ca. 4 Stunden in gelindem Sieden, indem man zum Schlufs auch hier die Temperatur etwas mäfsigt. Hierauf verdünnt man mit Wasser, läfst bis zum andern Morgen stehen und verfährt weiter ganz wie vorstehend unter 9. beim ß-Naphtochinolin, mit welchem das ß-Anthrachinolin in seinem chemischen Verhalten grofse Aehnlichkeit zeigt.
11. Dioxy-ß-anthrachinolinchinon (Alizarinblau).
In einem ca. 2 1 fassenden Kolben werden 17 g Arsensäure in 150 g cone. Schwefelsäure auf dem Wasserbade gelöst und nach dem Abkühlen zu der klaren Lösung 45 g Glycerin gebracht. Den Kolben stellt man hierbei zweckmäfsig in ein Gefäfs mit kaltem Wasser und schüttelt seinen Inhalt gut durch einander, wobei Erhitzung zu vermeiden ist. Hierauf bringt man in den Kolben nach und nach
30 g (3-Amidoalizarin und schüttelt gut durch einander, wobei zum Schlufs die ganze Masse zu einem röthlichen festen Brei erstarrt. Man erwärmt nun am Rückflufskiihler langsam im Oelbade bis 1050 und behält diese Temperatur ca. 3/4 bis ι Stunde bei, während welcher Zeit der feste Brei allma'lig sich erweicht. Der weiche Brei wird nun nochmals vorsichtig durch einander geschüttelt und die Temperatur langsam auf iio° gesteigert. Die Reaction beginnt schon bei io8° und verläuft auf diese Weise sehr gelinde und gleichmäfsig. Die Flüssigkeit erhitzt sich während der Reaction nur unbedeutend. Nach Beendigung der ersten lebhafteren Reaction, während welcher der Brei in eine dunkelrothe Flüssigkeit übergeht, lä'fst man den Kolben noch längere Zeit im Oelbade bei ca. iio°, bis die Bläschenbildung auf der Oberfläche der Flüssigkeit fast vollständig verschwunden ist, giefst dann die Flüssigkeit in kaltes Wasser und rührt einige Male kräftig um. Der Niederschlag wird nach dem Erkalten abfiltrirt, viermal gut mit sehr verdünnter Schwefelsäure ausgekocht (es wurde hierzu eine Schwefelsäure gebraucht, welche 100 ecm der käuflichen reinen cone. [ca. 96 pCt.] Schwefelsäure auf ca. 6 1 Wasser enthielt) und mittelst Heifswassertrichters filtrirt. Aus dem heifsen Filtrat scheidet sich das schwefelsaure Alizarinblau bald krystallinisch aus und sammelt sich am Boden des Gefäfses als schwerer brauner Niederschlag. Der Niederschlag wird abfiltrirt und anhaltend bis zur neutralen Reaction gewaschen. Hierbei wird das schwefelsaure Blau zersetzt, und es hinterbleibt das freie Alizarinblau auf dem Filter als ein blauer Teig. Zur weiteren Reinigung des Blaus wird es mit Wasser vermischt und Borax hinzugefügt, bis die Flüssigkeit bräunlichviolett erscheint. Es wird abermals abfiltrirt und der blaue Rückstand gewaschen, bis das Waschwasser blau abläuft. Die zurückbleibende Borverbindung des Alizarinblaus wird mit verdünnter Salzsäure zersetzt, filtrirt und gewaschen. Das hinterbleibende Blau kann dann aus Benzol umkrystallisirt werden.
Läfst man in gleicher Weise, wie vorstehend, Arsensäure, cone. Schwefelsäure und Glycerin auf a-Amidoalizarin einwirken und giefst nach Beendigung der Reaction die Flüssigkeit in kaltes Wasser und kocht den Niederschlag wiederholt mit sehr verdünnter Schwefelsäure aus, so erhält man eine rothbraune Lösung, welche auf Zusatz von Ammoniak einen violetten Körper abscheidet, welcher in Ammoniak auch beim Kochen unlöslich ist; auf Zusatz von Aetzalkalien hingegen erhält man einen grünen Niederschlag, der sich beim Erhitzen mit smaragdgrüner Farbe löst und beim Erkalten in grünen Flocken wieder ausfällt. Ob hier eine dem Alizarinblau entsprechende α-Verbindung vorliegt, mufs erst die weitere Untersuchung feststellen.

Claims (1)

  1. Patent-Anspruch:
    Die Darstellung von Chinolin Und Chinolinderivaten durch Einwirkung von Arsensäure (bezw. Metaarsensäure oder Arsenpentoxyd), Glycerin und cone. Schwefelsäure auf Anilin und seine Derivate, sowie auf Naphtylamin und Anthramin und ihre Derivate.
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