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DE1233411B - Verfahren zur Herstellung von 3, 4-Dihydropyranyl-2-methyl-aminen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von 3, 4-Dihydropyranyl-2-methyl-aminen

Info

Publication number
DE1233411B
DE1233411B DEF40843A DEF0040843A DE1233411B DE 1233411 B DE1233411 B DE 1233411B DE F40843 A DEF40843 A DE F40843A DE F0040843 A DEF0040843 A DE F0040843A DE 1233411 B DE1233411 B DE 1233411B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
parts
weight
methyl
dihydropyranyl
hydrogen
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEF40843A
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Rudolf Braden
Dr Hugo Wilms
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DEF40843A priority Critical patent/DE1233411B/de
Publication of DE1233411B publication Critical patent/DE1233411B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D405/00Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom
    • C07D405/02Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings
    • C07D405/12Heterocyclic compounds containing both one or more hetero rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms, and one or more rings having nitrogen as the only ring hetero atom containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D309/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings
    • C07D309/16Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D309/20Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hydrogen atoms and substituted hydrocarbon radicals directly attached to ring carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/14Nitrogen-containing compounds
    • C23F11/141Amines; Quaternary ammonium compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung von 3 ,4-Dihydropyranyl-2-methyl-aminen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 3,4-Dihydropyranyl-2-methyl-aminen der allgemeinen Formel in der R ein Wasserstoffatom, einen Alkyl- oder Alkenylrest, einen gegebenenfalls durch ein Halogenatom eine Alkyl- oder die Hydroxylgruppe substituierten Phenylrest oder den Naphthylrest sowie den Pyridyl- oder Methylpyridylrest bedeutet.
  • Aus der USA.-Patentschrift 3 008 964 ist die Hydrierung von 2, 5-Dialkyl-2-formyl-3,4-dihydro-pyranen mit Ammoniak in Gegenwart von Wasserstoff und einem Hydrierkatalysator bekannt. Diese Hydrierung wird in zwei Stufen durchgeführt, wobei in einer ersten Stufe bei Temperaturen von 30 bis 1800C und einem Druck von etwa 4 bis 140 at die entsprechenden 2,5-Dialkyl-3,4-dihydropyranyl-2-methyl-amine erhalten werden und wobei in einer zweiten Stufe bei Temperaturen von 160 bis 250"C und einem Druck von etwa 140 bis 350 at die 3,4-Dihydropyranyl-2-methyl-amine zu den entsprechenden Tetrahydroverbindungen hydriert werden. Aus der USA.-Patentschrift 3 008 964 geht jedoch weiterhin hervor, daß bei der Reaktion von dimerem Acrolein mit Ammoniak in Gegenwart von Wasserstoff die Doppelbindungen des Pyranrings gesättigt werden, unter Bildung von Tetrahydropyranyl-2-methyl-amin. Man kann also nach der genannten Patentschrift 3,4-Dihydropyranyl-2-methyl-amine aus 2-Formyldihydropyranen und Ammoniak in Gegenwart von Wasserstoff nur dann herstellen, wenn ein Kohlenstoffatom an der Doppelbindung des Pyranrings substituiert ist, wenn also z.B. 2,5-Dialkyl-2-formyl-3,4-dihydropyrane wie etwa das durch Diels-Alder-Reaktion gebildete Dimere des os-Methacroleins verwendet wird.
  • Es sollte demnach nicht möglich sein, durch Reaktion von 2-Formyl-3,4-dihydropyran mit Aminen in Gegenwart von Wasserstoff und Hydrierkatalysatoren an der Doppelbindung des Pyranrings unsubstituierte 3,4-Dihydropyranyl-2-methyl-amine herzustellen.
  • Es wurde nun gefunden, daß man 3,4-Dihydropyranyl-2-methyl-amine dadurch erhält, daß man 2-Formyl-3,4-dihydropyran mit mindestens der äquivalenten Menge Ammoniak oder primärem Amin der allgemeinen Formel R - NH,, in der R einen Alkyl-oder Alkenylrest, einen gegebenenfalls durch ein Halogenatom, eine Alkyl- oder die Hydroxygruppe substi- tuierten Phenylrest oder den Nyphthylrest sowie den Pyridyl- oder Methylpyridylrest bedeutet, in Gegenwart von Wasserstoff und einem Hydrierkatalysator bei Temperaturen von 0 bis 150"C und einem Wasserstoffdruck von 5 bis 100 at, gegebenenfalls in Anwesenheit eines inerten organischen Lösungsmittels zu den Verbindungen der allgemeinen Formel in der R die oben angegebene Bedeutung besitzt oder ein Wasserstoffatom darstellt, umsetzt.
  • Die in der USA.-Patentschrift 3 008 964 behauptete Unmöglichkeit dieser Reaktion erweist sich somit als ein technisches Vorurteil, das durch das erfindungsgemäße Verfahren überwunden wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird im allgemeinen so durchgeführt, daß man das 2-Formyl-3,4-dihydropyran in einem inerten organischen Lösungsmittel löst, 0,1 bis 10 Gewichtsprozent eines Hydrierkatalysators zusetzt und das Gemisch zusammen mit einer äquivalenten Menge oder einem Überschuß eines entsprechenden primären Amins oder Ammoniak in einem Autoklav hydriert. Vor der Hydrierung wird der Autoklav auf die erforderliche Reaktionstemperatur gebracht. Nach der Aufnahme von 1 Mol Wasserstoff pro Mol der eingesetzten Formylverbindung ist die Hydrierung beendet. Das Reaktionsprodukt kann nach dem Abfiltrieren des Katalysators und Verdampfen des Lösungsmittels, gegebenenfalls im Vakuum, durch Rektifrkation bzw. durch Umkristallisation gereinigt werden.
  • Bei der Umsetzung mit Ammoniak wird das Ammoniak vorzugsweise in flüssiger Form in den Autoklav eingebracht.
  • Als primäre Amine lassen sich aliphatische Amine wie Methyl-, Butyl-, Cetylamin oder aromatische Amine wie Anilin, Toluidine, Naphthylamine, Chloraniline, Aminophenole und heterocyclische Amine wie Aminopyridine und Pyridylmethyl-amin verwenden.
  • Als inerte organische Lösungsmittel sind z. B.
  • Methanol, Äthanol, Dioxan, Benzol und Tetrahydrofuran geeignet. Als Katalysatoren können die üblichen Hydrierkontakte, wie Raney-Nickel oder Raney-Kobalt, verwendet werden. Der Zusatz von Substanzen, die die Wirksamkeit der Hydrierkatalysatoren herabsetzen, wie Eisensulfat, kann von Vorteil sein.
  • Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen sind technisch wertvolle Produkte. Sie sollen insbesondere als Korrosionsschutzmittel für Wasserkühler und als Zusätze zu Anstrichmitteln verwendet werden.
  • Beispiel 1 112 Gewichtsteile 2-Formyl-3,4-dihydropyran werden zusammen mit 300 Gewichtsteilen n-Butylamin und 10 Gewichtsteilen Raney-Kobalt bei 60"C unter einem Wasserstoffdruck von 100 at hydriert. Nachdem das Reaktionsgemisch innerhalb von 100 Minuten je Mol des Dihydropyrans 1 Mol Wasserstoff aufgenommen hat, wird das Gemisch abgekühlt, der Katalysator abfiltriert und das überschüssige n-Butylamin abdestilliert. Durch anschließende Destillation des Rückstandes werden 80 Gewichtsteile 3,4-Dihydropyran-2-N-n-butylmethyl-aminvomlKp.l5 108 " C; n2no =1,4628 erhalten. Äquivalentgewicht: berechnet 169,3; gefunden 169.
  • Beispiel 2 3,4-Dihydropyranyl-2-methyl-amin 112 Gewichtsteile dimeres Acrolein werden zusammen mit 10 Gewichtsteilen eines eisenhaltigen Raney-Kobalt-Katalysators, 100 Gewichtsteilen Tetrahydrofuran und 200 Volumteilen flüssigem Ammoniak bei 100"C und 100 at Wasserstoffdruck hydriert.
  • Nachdem die lebhafte Wasserstoffaufnahme nach 70 Minuten beendet ist, wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und vom Katalysator befreit. Die zurückbleibende Lösung wird mit Kaliumhydroxid getrocknet und dann destilliert. Es werden 94 Gewichtsteile P-Dihydropyranyl -2-methyl- amin vom Kr.12 58 bis 59"C, n2D = 1,4791 erhalten. Der Gehalt an Tetrahydropyranylmethal-amin beträgt 0,7 O/o.
  • Beispiel 3 3,£Dihydropyranyl-2-N-methyl-methyl-amin Ein Autoklav aus rostfreiem Stahl wird mit 112 Gewichtsteilen dimerem Acrolein, 10 Gewichtsteilen eines eisenhaltigen Raney-Kobalt-Katalysators und 300 Volumteilen flüssigem Methylamin gefüllt. Unter Rühren wird der Autoklav auf 90"C erhitzt und wiederholt Wasserstoff bis zu einem Druck von 100 at eingepreßt, bis die aus dem Druckabfall berechnete Menge Wasserstoff 22400 Volumteile (bei Normalbedingungen) beträgt. Dann ist die Wasserstoffaufnahme beendet. Anschließend wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und der Autoklav langsam entspannt. Der Katalysator wird abfiltriert, das zurückbleibende Gemisch getrocknet und destilliert. Es werden 89 Gewichtsteile 3,4-Di- hydropyranyl-2-N-methyl-methyl-amin vom Kr.13 65 bis 67"C Qz2no = 1,4683, Äquivalentgewicht gefunden 127, berechnet 127) neben 26 Gewichtsteilen Rückstand erhalten.
  • Beispiel 4 3,4-Dihydropyranyl-2-N-oleyl-methyl-amin 56 Gewichtsteile 3,4-Dihydro-2-formyl-2 werden in 200 Volumteilen Tetrahydrofuran und 135 Gewichtsteilen Oleylamin in Gegenwart von 10 Gewichtsteilen Raney-Kobalt bei 90"C und 100 at Wasserstoffdruck in einem Stahlautoklav so lange gerührt, bis das Reaktionsgemisch 11 200 Volumteile Wasserstoff aufgenommen hat. Dann wird die Lösung vom Katalysator befreit und im Vakuum eingedampft. Als Rückstand werden 179 Gewichtsteile eines Rohproduktes (n2D0 = 1,4770) erhalten. Das Infrarotspektrum zeigt die für Enoläther charakteristische Bande bei 1240 cm-und die der trans-Konfiguration bei 962 cm-l.
  • Das Rohprodukt enthält 800/o an 3,4-Dihydropyranyl-2-N-oleyl-methylamin .
  • Beispiel 5 3,4-Dihydropyranyl-2-N-dodecyl-methyl-amin Werden 56 Gewichtsteile 2-Formyl-3,4-dihydropyran mit 93 Gewichtsteilen Dodecylamin analog Beilpiel 4 umgesetzt, so erhält man durch Destillation des nach Abdampfen des Lösungsmittels zurückbleibenden Rückstandes 112 Gewichtsteile 3,4-Dihydropyranyl-2-N-dodecyl-methyl-amin vom Kp.0,08 140 bis 145"C.
  • Molgewicht: berechnet281,5, gefunden (titrimetrisch) 283.
  • Beispiel 6 3,4-Dihydropyranyl-2-N-phenyl-methyl-amin 56 Gewichtsteile dimeres Acrolein werden im Gemisch mit 100 Gewichtsteilen Tetrahydrofuran und 250 Gewichtsteilen Anilin in Gegenwart von 10 Gewichtsteilen Raney-Kobalt-Katalysator bei 100"C und 100 at Wasserstoffdruck hydriert, bis 11 200 Volumteile Wasserstoff aufgenommen sind. Dann wird der Katalysator abfiltriert, die zurückbleibende Lösung mit Kaliumhydroxyd getrocknet und destilliert. Es werden 70 g 3,4-Dihydropyranyl-2-N-phenyl-methylamin vom Kpoo 09 109"C (nD = 1,5710) erhalten. Das Infrarotspektrum zeigte die charakteristische Frequenz für Enoläther bei 1235 cm-l.
  • Beispiel 7 In einem stehenden Rührautoklav aus rostfreiem Stahl werden 15 Gewichtsteile eines Raney-Kobalt-Katalysators, 50 Volumteile Tetrahydrofuran und 5 Volumteile einer 0,5 molaren wäßrigen Ferrosulfatlösung vorgelegt. Dann werden 100 Volumteile flüssiges Ammoniak eingepreßt und darauf eine Lösung von 112 Gewichtsteilen dimerem Acrolein in 50 Volumteilen Tetrahydrofuran unter Rühren eingepumpt.
  • Unter einem Wasserstoffdruck von 10 at wird der Autoklav auf 140°C erhitzt und bei dieser Temperatur, unter Ausnutzung des Intervalls 60 bis 80 atü Wasserstoffdruck, die Hydrierung durchgeführt. Nach 70 Minuten wird die Reduktion abgebrochen, das Reduktionsprodukt durch Filtration vom Katalysator befreit, dieses mit Ätzkali getrocknet und dann destilliert. Es werden 67 Gewichtsteile einer Fraktion vom Kp.20 61 bis 71"C, n2D0 = 1,4799 (Äquivalentgewicht durch Titration = 113), erhalten. Nach der Analyse mittels Gaschromatogramm besteht diese Fraktion zu 97,4 °/0 aus 3 ,4-Dihydropyranyl-2-methyl-amin.
  • Beispiel 8 In einem stehenden Rührautoklav aus rostfreiem Stahl werden 15 Gewichtsteile Raney-Nickel, 50 Volumteile Tetrahydrofuran und 100 Volumteile flüssiges Ammoniak vorgelegt. Dann wird eine Lösung von 112 Gewichtsteilen dimerem Acrolein in 50 Volumteilen Tetrahydrofuran unter Rühren eingepumpt und unter einem Wasserstoffdruck von 10 Atmosphären auf 40"C erhitzt. Hierauf wird bei dieser Temperatur der Wasserstoffdruck auf 100 Atmosphären gebracht und in einem Druckintervall von 80 bis 100 Atmosphären hydriert. Nach 32 Stunden ist die Hydrierung beendet. Anschließend wird gemäß Beispiel 7 aufgearbeitet, wobei 36 Gewichtsteile einer Fraktion vom Kr.17 75 bis 82"C erhalten werden, deren Analyse mittels Gaschromatogramm einen Gehalt von 72,4 0/o 3,4-Dihydropyranyl-2-methyl-amin ergibt. Daneben erhält man noch eine Fraktion vom Kr.17 154 bis 160"C. Der Anteil an Tetrahydropyranylmethyl-amin beträgt unter 1ozon Beispiel 9 N-(3 ,4-Dihydropyranylmethyl)-oc-picolylamin 53,5 Gewichtsteile ol-Picolylamin und 56 Gewichtsteile dimeres Acrolein werden zusammen mit 300 Volumteilen Tetrahydrofuran in Gegenwart von 20 Gewichtsteilen eines eisenhaltigen Raney-Kobalt-Katalysators bei 90"C in einem Rührautoklav unter 100 at Wasserstoffdruck hydriert. Die Wasserstoffaufnahme ist nach 2,5 Stunden beendet. Das Reaktionsprodukt wird dann durch Filtration vom Katalysator befreit Hierauf mit Ätzkali getrocknet und destilliert. Es werden 24 Gewichtsteile N-(3,4-Dihydropyranyl-methyl)-o;-picolylamin vom Kp.0,2 105 bis 115"C erhalten.
  • Molgewicht: berechnet 204,3, gefunden (titrimetrisch) 207.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von 3,4-Dihydropyranyl-2-methyl-aminen, d a d u r c h g ek e n nz e i c h n e t, daß man 2-Formyl-3,4-dihydropyran mit mindestens der äquivalenten Menge Ammoniak oder primärem Amin der allgemeinen Formel R - NH2, in der R einen Alkyl- oder Alkenylrest, einen gegebenenfalls durch ein Halogenatom, eine Alkyl- oder die Hydroxygruppe substituierten Phenylrest oder den Naphthylrest sowie den Pyridyl- oder Methylpyridylrest bedeutet, in Gegenwart von Wasserstoff und einem Hydrierkatalysator bei Temperaturen von 0 bis 150"C und einem Wasserstoffdruck von 5 bis 100 at, gegebenenfalls in Anwesenheit eines inerten organischen Lösungsmittels zu den Verbindungen der allgemeinen Formel in der R die oben angegebene Bedeutung besitzt oder ein Wasserstoffatom darstellt, umsetzt.
    In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 3 008 963.
DEF40843A 1963-09-26 1963-09-26 Verfahren zur Herstellung von 3, 4-Dihydropyranyl-2-methyl-aminen Pending DE1233411B (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3008963A (en) * 1961-11-14 Production of pyridine aldehydes

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3008963A (en) * 1961-11-14 Production of pyridine aldehydes

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