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Verfahren zur Herstellung von Pyrrolen Bekanntlich werden durch Reduktion
von a-Isonitrosoketonen im Gemisch mit Ketonen, die eine reaktionsfähige: a-Methylen.gruppe
besitzen, Pyrrole hergestellt. Diese Reaktion wird am besten, mit Eisessig, der
auch als Lösungsmittel dient, und Zinkstaub in der Hitze vorgenommen. Auch die Umsetzung
von a-Aminoketonen mit reaktionsfähigen Ketonen ist in. manschen Fällen durchführbar,
wobei allerdings die Ausbeuten gering- sind, da die a-Aminoketone zur Kondensation
aus den stabilen Salzen mit Alkalien in Freiheit gesetzt werden müssen und ebenso,
wie auch die Ketone zum großen Teil durch Selbstkondensation und andere Nebenreaktionen
verlorengehen. In erster Linie sind ß-Ketonsäureester und ß-Diketone sowie d?.e
entsprechenden Isonitrosoverbi.nidungenbzw. Aminoverbindun.gen für die Reaktion
geeignet, andere Ketone nur sehr beschränkt, Aldehyde und. ihre Derivate überhaupt
nicht.
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Es wurde nun gefunden., daß die Umsetzung von a-Isonitroso-carbonylverbi.ndungen
mit Carbonylverbindungen, die in a-Stellung eine CH 2 Gruppe besitzen, zu
Pyrrolen mit besonders gutem Erfolg unter Verwendung stark reduzierender Schwefelverbindungen
gelingt. Besonders geeignet sind die, Hydrosulfite, Sulfide, Formaldehydsulfoxylate.
Die Umsetzung kann. in indifferenten Lösungsmitteln durchgeführt wenden, vor allem
mit Wasser mischbaren; sie verläuft aber auch sehr glatt in wäßriger Lösung oder
Suspension. :Ulan hält dabei zweckmäßig zunächst schwach alkalische Reaktion aufrecht
oder zunächst schwach saure oder neutrale Reaktion, wobei puffernd wirkende Stoffe
Vorteilhaft zugesetzt werden, und stellt dann alkalisch.
Die'Reakfionswärme
wird nötigenfalls durch Kühlung abgeführt und die Reaktionstemperatur zweckmäßig
unter 5o bis 6o° gehalten.
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Als umzusetzende Verbindungen sind die bisher bereits für die Eisessig-Zinkstaub-Methode
benutzten aliphatischen Isonitrosoverbindungen der niederen ß-Ketonsäureester und
aliphatischen ß-Diketone geeignet. Darüber hinaus können auch Garbo cyclische, aromatisch-aliph.atische
und. heterocyclische, jedoch auch besonders empfindliche Isonitrosoverbindungen
Anwendung finden sowie solche wie Isonitroso-aceton, Isonit.roso-methyläthylketo:n
und andere, die mit der Zinkstaub-Eisessig-Methode kein Pyrrol oder nur minimale
Merngen.ergeben; sie mußten auf umständliche und kostspielige Weise in die Aminoketone
übergeführt werden, die auch nur mäßige-Ausbeuten an Pyrrol lieferten. Nach dem
neuen Verfahren lassen sich derartige Nitrosoverbindungen direkt und mit viel besserer
Ausbeute zu Pyrrolen umsetzen; sie brauchen für die Reaktion nicht in. Substanz
isoliert zu. werden. Ebenso können auch außer den. nach den älteren Methoden brauchbaren
Carbonylverbindungen ganz besonders empfindliche, reaktionsfähige Carbonylverbindungen
zur Pyrrolsynthese Verwendung finden, gegebenenfalls in Form von. Derivaten, wie
Bisulfitverbindungen, Enalnatriumsalzen. und anderen, wie z. B. Acetessigsäure und
andere freie ß-Ketocarbonsäuren, Aldehyde, z. B. Malondialdehyd, Phenylacetaldehyd.
Statt der Isonitrosoketone können auch Isonitrosoverbindungen mit Aldehydfunktion
angewandt werden.
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Weitere besondere Vorteile des Verfahrens bestehen darin, daß die
Synthese unter schonenden Bedingungen., meist ohne Erhitzen., erfolgt und daß auf
die Verwendung von. organischen. Lösungsmitteln meist vollständig verzichtet werden
kann sowie in der einfachen Isolierung der Pyrrole, da diese sich meist unimittelbar
rein aus der Lösung abscheiden. Die Ausbeuten an Pyrrol nach, der neuen Arbeitsweise
sind sehr gut und erreichen vielfach fast die Theorie, während nach den bekannten
Methoden kaum mehr als 6o '/o, meist jedoch viel weniger erhalten werden.
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Beispiel i Ein äquimolares Gemisch von Isonitroso-aceton und Aoetessigester
wird in der iofachen Menge Wasser suspendiert mit Hydrosulfit (NazS204) in kleinen
Anteilen versetzt, wobei durch Zugabe von Natronlauge schwach alkalische Reaktion
aufrechterhalten wird. Die Umsetzung ist beendet, wenn kein Hydrosulfit mehr verbraucht
wird; 2, 4-Dimethyl-3-carbäthoxy-pyrrol scheidet sich kristallisiert ab; Ausbeute
75% der Theorie.
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Beispiel e 130 g Acetessigester werden in i2o ccm Eisessig gelöst
und mit i Mol Natriumnitrit in kauzentrierter wäßriger Lösung nach bekannter Weise
nitrosiert. Nach mehrstündigem Stehen der Lösung wird mit starker Natronlauge unter
Kühlung neutralisiert, und weitere 130 g Acetessigester werden zugegeben. Durch
Eintragen von 26o g technischem Natriumhydrosulfit und konzentrierter Natronlauge
in kleinen Anteilen, wobei die Temperatur auf 40° gehalten wird, führt man. die
Reduktion bei neutraler Reaktion durch. Wenn nach etwa i Stunde die Abscheidung
von Kristallen beginnt, stellt man die Lösung schwach natriumhydroxyd-alkalisch.
Das auskristallisierte reine 2, 4-Dimethyl-3, 5-dicarbäthoxy-pyrrol wird nach etwa
24stündigem Stehen abgetrennt; Ausbeute .85 % und mehr.
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Die Hydrosulfitmenge kann mit gutem Erfolg auch geringer gehalten
werden.
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Beispiel 3 Eine äquimolare Mischung von Acetylaceton und Isonitroso-acetessigester
gibt bei der Umsetzung nach Baispiell:#a, 4-Dimethy-1-3-,acetyl-5-carbäthoxypyrro.l
im einer Ausbeute von 72 °%. -Beispiel 4 Isonitroso-acetylaceton und Acetessigester
ergeben wie in. Beispiel i umgesetzt 2, 4-Dimethyl-5-acetyl-3-carbäthoxy-pyrrol.
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Beispiels Eine molare Mischung von Isonitroso-methyläthylketon und
Acetessigester ergibt bei der Reduktion nach Beispiel i das 2, 3, 5 Trimethyl ¢-carbäthoxy-pyrrol
in guter Ausbeute.
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Analog führt Isonitroso-diäthylketon zum 2, 5-Dimethyl-3-äthyl-4-carbäthoxy-pyrrol.
Beispiel Isonitroso-acetessigester und Acetondicarbonsäureester ergeben analog Beispiel
2 das 3-Methyl-2, 4-dicarbäthoxy-5-essigsäureäthylester-pyrrol.
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Beispiel? Eine wie in Beispiele hergestellte essigsaure Lösung von
Isonitroso-acetessigester wird mit der äquimolekularen Menge Acetessigester und
i Mol Pyridin versetzt. Durch Reduktion. mit i Mol Hydrosulfit gewinnt man ein gut
kristallisiertes Zwischenprodukt, das durch Behandlung mit verdünnter Natronlauge
in z, 4-Di:mebhyl-3, 5-d'iDarbäthoxy-pyrrol übergeführt wird.
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Beispiel 8 Molare Mengen Isonitroso-acetessigester und Acetessigester
sowie weiterhin Natriumhydrosulfit werden in der 5fachen Menge Wasser unter Zusatz
von überschüssigem Natriumacetat zur Umsetzung gebracht. Das nach 24stündigem Stehen
isolierte kristallisierte Reaktionsprodukt wird durch Behandeln mit verdünnter Lauge
in 2, 4-Dimethyl-3, 5-dicarbäthoxy-pyrrol übergeführt.
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Beispiel 9 Molare Mengen Isonitroso-acetessigester und Acetessigester
werden mit 2M01 kriställisiertem
Natriumsulfid und der iofachen
Menge Wasser umgesetzt; nach 3tägigem Stehen wird das entstandene substituierte
Pyrrol abgetrennt.
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Statt kristallisierten Natriumsulfids kann auch Schwefelleber zur
Reaktion verwendet werden. Beispiel io Äquimolare Mengen Isonitroso-aeetessigester
und Acetessigsäureanilid werden wie in Beispiele umgesetzt. Man: erhält in fast
theoretischer Ausbeute 2, 4.-Dimethyl-5-carbäthoxy-3-carbonsäurean.ilidpyrrol.
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Bei der Umsetzung nach Beispiel 8 erhält man das Zwischenprodukt derReaktion,
das mitAlkalien in das Pyrrol übergeht. Bei Anwendung der Arbeitsweise des Beispiels
2 und vorn Isonitroso-acet,essigester und Acetessigsäure-amid als Ausgangsstoffven
erhält man. das 2, 4-Dim-ethyl-5-carliäthoxy-3-carbonsäureamid-pyrrol; die Verwendung
von Acetessigsäure an Stelle von Acetessigsäureamid ergibt das 2, q.-Dimethyl-5-carbäthoxy-3-carbonsäure-pyrrol.
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In analoger Weise ergibt die Umsetzung von Isonitroso-methyläthylketon
mit Acetylaceton das 2, 3, 5-Trim@ethyl-.I-acetyl-pyrrol in guter Ausbeute; Isonitroso-aoetylaceton
und Aoetylac-eto.n ergeben 2, a-Dimethyl-3, 5-diacety l-py rrol.