DE95413C

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Publication number: DE95413C
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 12: Chemische Verfahren und Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 4. August 1896 ab.

Durch das Patent Nr. 91811 ist ein Verfahren zur Darstellung alkylirter Harnsäuren bekannt geworden, das in der Einwirkung von Halogenalkyl auf die alkalische Lösung der Harnsäure oder ihrer Alkylderivate besteht.

Der Verlauf dieser Alkylirung läfst sich am besten an Hand der Constitutionsformel der Harnsäure veranschaulichen; zu diesem Zwecke sollen die vier Imidgruppen oder die vier Stickstoffatome der Harnsäure nach dem Vorschlage von E. Fischer (Ber. d. d. ehem. Ges. 17, 1786) in nachstehender Weise durch Zahlen bezeichnet werden:

(ι) HN-CO

I I oc c —

c 0

(2) HN—C — NH (4)
Die Einführung der Alkylgruppen in das Harnsäuremolecül erfolgt nun nach den in dem oben genannten Patente angeführten Beispielen successive, und zwar in der Reihenfolge: i, 4, 3, 2.

Es entsteht z. B. zuerst (i)-Monomethylharnsäure, dann (1, 4)-Dimethylharnsäure, hieraus (1, 4, 3)-Trimethylharnsäure, als Endproduct (1, 4, 3, 2)-Tetramethylharnsäure:

HN- CO

OC C-NH s,—

I . Il >co

HN—C — NH

CH₃-N-CO

I I

OC C-NH

I Il > ^c

HN-C-NH CH₃- N— CO

I I

OC C-NH a

yco

HN-C-N-CH,

CH₃-N-

CO

OC C-N-CH₃

I Il /

HN- C-N- CH_a

CH₃-N- CO

OC C-N-CH₃.

CH₃-N-

CO

Durch Abänderung der in dem Patent Nr. 91811 angeführten Versuchsbedingungen haben wir nun eine neue speeifische Ausführungsform jenes Verfahrens gefunden, welche es ermöglicht, dem Verlaufe der Alkylirung eine andere Richtung zu geben. Die Einführung der Alkylgruppen in das Harnsäuremolecül erfolgt hierbei an den Stickstoffatomen

3·

(2. Auflage, ausgegeben am 8. Mär\ i8g8.)

Bei der Methylirung z. B. entsteht als Endproduct die bis jetzt als alkylirte Harnsäure

HN-CO

I I

OC

NH

Il /

HN-C-NH noch unbekannte
säure:

(i, 2, 3)-Trimethylharn-

CH₃-N- CO

OC C-N-CH₃

I Il >co

CH-N- C-NH

Ebenso wie die Alkylirung der Harnsäure unter den von uns gefundenen Versuchsbedingungen zu neuen Alkylharnsäuren führt, so liefern auch partiell alkylirte Harnsäuren bei weiterer Alkylirung nach unserem Verfahren andere Endproducte als bei Anwendung der früheren Methoden.

Wird z. B. die #-Dimethylharnsäure, welcher nach den Untersuchungen von E. Fischer

CH₃-N-CO (Ber. d. d. ehem. Ges. 28, 2482) die Formel einer (1, 3)-Dimethylharnsäure zukommt, der weiteren Methylirung unterworfen, entweder durch Einwirkung von Jodmethyl auf das Bleisalz der Säure (a. a. O. 2484) oder durch Anwendung der im Patent Nr. 91811 gekennzeichneten Methode, so wird ausschliefslich die schon bekannte (1, 3, 4) - Trimethylharnsäure erhalten (a-Trimethylharnsäure):

CH₃-N-

CO

OC C-N- CH₃ H^

I Il >co

HN—C—NH

Nimmt man dagegen die Methylirung der (1, 3)-Dimethylharnsäure nach dem von uns gefundenen Verfahren vor, so entsteht auch OC C-N-CH₃-

CH₃-N

CO.

OC C-N- CH₃

I /
HN-C-NH

Die von uns durch Methylirung der Harnsäure und (1, 3)-Dimethylharnsäure erhaltene neue Trimethylharnsäure ist isomer mit den beiden bekannten Trimethylharnsäuren, der (1, 3, 4)- oder a-Trimethylharnsäure und der Il / ^c

HN-C-N-CH₃

hier als Endproduct eine Trimethylharnsäure, jedoch die (1,3, 2)-Trimethylharnsäure:

CH₃-	N — I	C	O	N-	CH
O	I C	C		\	CO

CH₃-N-C-NH

(1, 2, 4)- oder β-Trimethylharnsäure, und erwies sich als identisch mit dem von E. Fischer (Liebig's Annalen 215, 268) aus Caffe'in bezw. Chlorcaffe'in dargestellten Hydroxycaffei'n.

CH₃-N- CO

CH₃-N-CO CH₃ -N-CO

OC

CH₃-N-

N-CH₃

I > ^co

C-NH

- Trimethylharnsäure
Hydroxy caffem).

OC C-N-CH₃

HN- C-N- CH₃

(ι, ϊ, 4) - Trimethylharnsäure

(α -Trimethylharnsäure),

Ber. d. d. ehem. Ges. 17, 1782

und 28, 2484.

OC C-NH.

I I >co

CH₃-N- C-N- CH₃

(1, 2, 4) -Trimethylharnsäure

(ß - Trimethylharnsäure), Ber. d. d. ehem. Ges. 28, 2478.

Da das Hydroxycaffe'in sich leicht in Caffe'in umwandeln läfst (E. Fischer, Liebig's Annalen 215, 271 und 263), so gewinnt das vorliegende Verfahren an erhöhter praktischer Bedeutung.

Das vorgenannte neue Resultat der Alkylirung von Harnsäure (bezw. deren Alkylderivaten) in alkalischer Lösung haben wir dadurch erzielt, dafs wir in allen Fällen bei niederer Temperatur, zum Theil unter Eiskühlung, operirten, sowie insbesondere auch dadurch, dafs wir bei der Lösung der Harnsäure (bezw. der partiell alkylirten Harnsäuren) von vornherein mindestens so viel Alkali zusetzten, dafs dadurch sämmtliche Imidgruppen während der ganzen Operation abgesättigt erhalten werden konnten.

Bei den in dem Patent Nr. 91811 beschriebenen Beispielen fand dagegen die Alkylirung bei erhöhter Temperatur statt, und es kam nicht

mehr Alkali zur Verwendung, als das jeweilig angewendete Halogenalkyl erforderte.

Zur Erläuterung des vorliegenden Verfahrens mögen folgende Beispiele dienen:

.i. Darstellung von (i, 2, 3)-Trimethylharnsäure (Hydroxycaffe'in) aus Harnsäure.

loTheile Harnsäure werden in 200 Theilen Wasser mittelst 20 Theilen (5 Mol.) Aetzkali (80 pCt.) zur Lösung gebracht, mit Eiswasser gut gekühlt und mit 30 Theilen (3Y₂ Mol.) Jodmethyl bis zum Verschwinden des letzteren geschüttelt. Vortheilhaft ist es, während der ersten 12 Stunden mit Eiswasser zu kühlen. Nach beendeter Reaction wird die klare alkalische Lösung schwach angesäuert und zur Hälfte eingeengt. Etwa noch vorhandene Dimethylharnsäure scheidet sich nach mehrstündigem Stehen beim Erkalten ab und wird durch Filtration entfernt. Das Filtrat wird nun eingeengt, bis Krystallausscheidung erfolgt.

Beim Erkalten scheidet sich ein grofser Theil des Hydroxycaffe'ins in feinen Nadeln ab, während der Rest desselben nach Eindampfen des Filtrats zur Trockene mit einem passenden Lösungsmittel, wie z. B. Chloroform, ausgezogen wird. Nach Verdunsten des Lösungsmittels hinterbleibt das Hydroxycaffe'in als schwach gefärbte Krystallmasse, welche durch einmaliges Umlösen aus Wasser völlig rein erhalten wird.

Die so gewonnene (1, 2, 3)-Triinethylharnsäure besitzt die sämmtlichen charakteristischen Eigenschaften, welche E. Fischer (Annalen2i 5, 268) für das aus Caffe'in dargestellte Hydroxycaffei'n gefunden hat.

2. Darstellung von (1, 2, 3)-Trimethylharnsäure (Hydroxycaffe'in) aus (1, 3)-

Dimethylharnsäure.
5,8 Theile (1, 3)-Dimethylharnsäure werden in 50 Theilen Wasser mit 4,5 Theilen (2 Mol.) Aetzkali (80 pCt.) in Lösung gebracht, mit Eiswasser gekühlt und nach Zusatz von 5,5 Theilen (1Y₃ MoI.) Jodmethyl bis zum Verschwinden des letzteren geschüttelt. Die klare Flüssigkeit wird schwach angesäuert und zur Hälfte eingedampft. Beim Erkalten wird das Hydroxycaffe'in in farblosen Nadeln erhalten.

Nach einmaligem Umlösen aus Wasser ist das Hydroxycaffe'in völlig rein. Es ist identisch mit dem aus Caffe'in dargestellten Producte.

Bei den oben angeführten beiden Beispielen kann das Jodmethyl ebenso vortheilhaft durch Brommethyl oder Chlormethyl ersetzt werden; ferner kann statt der wässrig alkalischen Lösung eine alkoholisch wässrige alkalische Lösung der Harnsäure bezw. Alkylharnsäuren angewendet werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Eine besondere Ausführungsform des in dem Patent Nr. 91811 beschriebenen Verfahrens zur Darstellung alkylirter Harnsäuren durch Einwirkung von Halogenalkyl auf die alkalische Lösung der Harnsäure oder ihrer Alkylderivate, darin bestehend, dafs man die Alkylirung bei niederer Temperatur und in Gegenwart von überschüssigem Alkali sich vollziehen läfst, dessen Menge zum mindesten ausreicht, um sämmtliche Imidgruppen vom Beginn bis zum Schlufs der Operation gesättigt zu erhalten.

2. Anwendung des unter Anspruch ι charakterisirten Verfahrens zur Darstellung von (1,2,3)-Trimethylharnsäure (Hydroxycaffe'in) aus Harnsäure durch Einwirkung von 3 Mol. .Halogenmethyl bei Gegenwart von wenigstens 4 Mol. Aetzalkali.

3. Anwendung des unter Anspruch 1 charakterisirten Verfahrens zur Darstellung von (1,2, 3)-Trimethylharnsäure (Hydroxycaffe'in) aus (1, 3)-Dimethylharnsäure durch Einwirkung von ι Mol. Halogenmethyl bei Gegenwart von wenigstens 2 Mol. Aetzalkali. .