DE186739C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Jte 186739 KLASSE 12 o. GRUPPE

Dr. PAUL HOERING und Dr. FRITZ BAUM in BERLIN.

Durch die Patentschrift 158220, Kl. 120, ist ein Verfahren zur Darstellung der C-Dialkylbromacetamide der allgemeinen Formel

^)CBr- CONH₂

(worin R Äthyl oder Propyl bedeutet) und ihr hoher therapeutischer Wert als schlaferzeugende Mittel bekannt geworden. Ein neues vorteilhaftes Verfahren zur Gewinnung dieser Substanzen bietet sich, wenn man statt nach dem genannten Verfahren von den Dialkylessigsäuren von den Dialkylcyanessigsäuren ausgeht. Diese Säuren lassen sich durch geeignetes Erhitzen glatt in die bisher nur aus den entsprechenden Amiden gewinnbaren Dialkylacetonitrile (vergl. Ber. d. D. Chem. Ges., Bd. XXIII, S. 191) überführen, welche durch Bromierung in die bisher nicht bekannten Dialkylbromacetonitrile verwandelt werden, die weiterhin unter besonderen Bedingungen glatt zu den Dialkylbromacetamiden yerseifbar sind.

Da die Dialkylessigsäuren zur Zeit technisch nur aus den entsprechenden Dialkylmalonsäuren gewonnen werden und die Darstellung der letzteren praktisch ihren Ausgangspunkt von der Umsetzung chloressigsaurer Salze mit Cyankalium nimmt, geht bei der Darstellung der Dialkylessigsäuren das ursprünglich mittels Cyankalium eingeführte Stickstoffatom verloren und muß als Amidstickstoff aufs neue durch das Verfahren der Patentschrift 158220 in das Molekül wieder eingeführt werden, während bei Verwendung der Dialkylcyanessigsäuren, deren Darstellung von der gleichen Umsetzung zwischen chloressigsauren Salzen und Cyankalium ausgeht, wie leicht ersichtlich, dieses Stickstoffatom durch alle Wandlungen des Moleküls erhalten bleibt.

Über die dem neuen Verfahren zugrunde liegenden Reaktionen sei ' folgendes angeführt:

Bekanntlich zerfällt die Cyanessigsäure beim Erhitzen in Kohlensäure und Acetonitril. Über das analoge \^erhalten von Mono- und Dialkylcyanessigsäuren liegen nur Angaben von John C. Hessler (Amer. Chem. Journ., Bd. 22, S. 169 und B. C. Hesse, ebenda, Bd. 18, S. 723) vor. Danach zerfällt die Äthylcyanessigsäure beim Erhitzen auf 170⁰ bei gewöhnlichem Druck in Kohlensäure und Butyroacetonitril (1. c, Bd. 22, S. 173). Dagegen siedet die Diäthylcyanessigsäure nach den Angaben ihres Entdeckers auch bei gewöhnlichem Druck unzersetzt (1. c, Bd. 18, S. 748). Sie ist ferner gegen die Einwirkung von konzentrierten Säuren und Alkalien sehr beständig. Es war daher nicht vorauszusehen, daß es gelingen werde, die Dialkylcyanessigsäure in analoger Weise wie die Cyanessigsäure glatt in Kohlensäure und die Dialkylacetonitrile durch Erhitzen zu spalten.

Während die Diäthylcyanessigsäure unter 18 mm Druck bei etwa 157⁰ unzersetzt siedet, erreicht das Thermometer beim Destillieren unter gewöhnlichem Druck nach einem all-

mählichen Ansteigen, ziemlich rasch 230 bis 235⁰, und die Diäthylcyanessigsäure geht unzersetzt über. Es ist nun Hesse, der über den Siedepunkt der Diäthylcyanessigsäure bei gewöhnlichem Druck keinerlei Angaben macht, der verhältnismäßig sehr geringe Unterschied zwischen diesen Siedepunkten ganz entgangen. Dieser rührt aber davon her, daß die Diäthylcyanessigsäure auch beim Destillieren unter gewöhnlichem Druck zum geringen Teil eine Spaltung in Kohlensäure und Diäthylacetonitril erleidet. Letzteres, das viel niedriger siedet, wirkt auf die Flüchtigkeit der Diäthylcyanessigsäure derart

ein, daß ihr Siedepunkt unter den Zersetzungspunkt herabgesetzt wird. Erhitzt man aber die Diäthylcyanessigsäure in geeigneter Weise derart, daß das bei der Spaltung gebildete Diäthylacetonitril überdestilliert, die Säure aber möglichst zurückgehalten wird, so gelingt es, durch zwei- bis dreimal wiederholtes Destillieren ganz reines Diäthylacetonitril zu erhalten. Auch das bis jetzt noch nicht beschriebene Dipropylacetonitril konnte auf gleiche Weise aus der Dipropylcyanessigsäure als angenehm pfeffermünzartig riechende Flüssigkeit vom Siedepunkt 183 bis 184° erhalten werden. Auf gleiche Weise können andere homologe Dialkylacetonitrile dargestellt werden. Die so gewonnenen Dialkylacetonitrile werden durch Behandeln mit ι Molekül Brom in die entsprechenden Dialkylbromacetonitrile verwandelt. Diese stellen farblose, auch bei gewöhnlichem Druck zu-

meist unzersetzt destillierende Öle dar. Das Diäthylbromacetonitril besitzt den Kp._76O 183 bis 185 ° und Kp._u 68°, Dipropylbromacetonitril den Kp._76O 209⁰ und Kp.₁₈ 103 bis 104⁰. Die Dialkylbromacetonitrile gehören zu den sehr schwer verseifbaren Nitrilen und bleiben bei Anwendung der meisten bekannten Verfahren zur Verseifung von Nitrilen unangegriffen.

Es liegt hier eine bisher in der aliphatisehen Reihe noch in keinem Fall beobachtete sterische Behinderung einer chemischen Reaktion vor, mit Ausnahme etwa der Einwirkung von Ammoniak auf die Alkylmalonsäureester (vergl. E. Fischer und Dilthey, Ber. d. D.

Chem. Ges., Bd. 35 [1902] S. 845 und 846 und S. 851). Andere, anläßlich der Ausarbeitung vorliegender Erfindung ausgeführte Untersuchungen haben nämlich ergeben, daß nicht nur die Verseifung der Nitrilgruppe, sondern auch die für letztere sehr typische, durch Anlagerung von 1 Molekül Alkohol und ι Molekül Salzsäure erfolgende Umwandlung in die Iminoäthergruppe nicht Platz greift. Während bekanntlich das Acetonitril und der Cyanessigsäureäthylester (vergl. Ber. d. D. Chem. Ges., Bd. 28 [1895] S. 478) sich leicht in die entsprechenden Iminoäther überführen lassen, ist dies nicht der Fall beim Diäthylacetonitril und dem Diäthylcyanessigsäureester, ferner auch nicht beim Bromdiäthylacetonitril und Oxydiäthylacetonitril (Diäthylketoncyanhydrin).

Es wurde nun gefunden, daß die Verseifung der Dialkylbromacetonitrile zu den zugehörigen Amiden glatt durch Einwirkung von hochkonzentrierter Schwefelsäure gelingt. Bei 7 stündigem Kochen mit 6oprozentiger Schwefelsäure, wobei die Temperatur der siedenden Säure etwa 145° beträgt, bleibt noch ein großer Teil des Nitrile unverändert, der angegriffene Teil aber ist vollständig verseift. Bei mehrstündigem Kochen mit konzentrierter Salzsäure bleibt das Nitril beinahe vollständig unverändert; löst man aber das Nitril in reiner konzentrierter Schwefelsäure, worin es sich sehr leicht auflöst, fügt event, noch eine geringe Menge Wasser hinzu und überläßt die Mischung längere Zeit sich selbst oder erwärmt auch auf dem Wasserbade, so entsteht das Amid in vorzüglicher Ausbeute.

Analoge Fälle, in welchen durch konzentrierte Schwefelsäure sonst infolge sterischer Behinderung sehr schwer oder nicht verseifbare Nitrile sich zum zugehörigen Säureamid go verseifen lassen, sind aus Beispielen in der aromatischen Reihe mehrfach bekannt. (Vergl. z. B. Liebigs Annalen, Bd.265 [1891] S.371 und Lassar-Cohn, Arbeitsmethoden für organisch-chemische Laboratorien, 3. Auflage [1903] S. 1173 bis 1178.) Da aber bekanntlich zwischen dem Verhalten aromatischer und aliphatischer Verbindungen gegenüber derselben Reaktion oft ein tiefgreifender Unterschied zutage tritt, so war auch in vorliegendem Falle nicht mit Bestimmtheit vorauszusehen, daß die Einwirkung konzentrierter Schwefelsäure, nachdem alle anderen Mittel zur Verseifung der Dialkylacetonitrile versagt hatten, doch glatt zum Ziele führen werde. Die in der Patentschrift 137846, Kl. 12, beschriebene Verseifung der Cyanmethylanthranilsäurealkylester zu den Esteramiden der Phenylglycin-o-carbonsäure durch konzentrierte Schwefelsäure kommt hier gleichfalls nicht in Betracht, da es sich in diesem Fall um eine am Ende einer offenen Kette stehende Nitrilgruppe handelt.

Beispiele:

I. IOO Teile Diäthylcyanessigsäure werden unter Verwendung eines geeigneten Fraktionieraufsatzes in einem Destillierkolben auf 170 bis 2OO° erhitzt. Unter Kohlensäureentwicklung destilliert bei langsamem Erhitzen der Kolbeninhalt größtenteils zwischen 150 bis 175° über; das Destillat wird aus dem-

selben Apparat nochmals destilliert und geht jetzt größtenteils bei 145 bis 155⁰ über. Wird das zweite Destillat über geglühter Pottasche oder über Natrium nochmals destilliert, so erhält man ein reines, gut riechendes Produkt von konstantem Siedepunkt 144⁰. Auch durch längeres Erhitzen unter Rückflußkühlung kann eine Umwandlung der Dialkylcyanessigsäure in das entsprechende Acetonitril bewirkt werden. Eine vollständige Umwandlung wird aber nach dem Gesagten nur dann leicht erreicht werden, wenn man das Erhitzen unter Druck vornimmt.

In analoger Weise gewinnt man aus der Dipropylcyanessigsäure das Dipropylacetonitril als farblose Flüssigkeit von angenehmen Geruch, die bei 183 bis 184⁰ konstant siedet.

2. 10 G.-T. reines Diäthylacetonitril werden mit 17,50 G.-T. Brom 2^]/₂ Stunden im Einschmelzrohr auf ioo° erhitzt. Nach dem Erkalten wird der Rohrinhalt neutralgewaschen und mit Wasserdampf destilliert. Es geht ein wasserhelles, farbloses öl über, das mit Äther aufgenommen und in der ätherischen Lösung mit geglühtem Natriumsulfat getrocknet wird. Im Kolben hinterbleiben ganz geringe Mengen eines schwarzen Harzes. Nach dem Abdestillieren des Äthers wird der Rückstand im Vakuum destilliert. Nach einem geringen Vorlauf von etwas nicht angegriffenem Ausgangsmaterial geht die Hauptmenge bei 13 mm von 65 bis 75⁰ über, während im Kolben sehr wenig einer hoch siedenden Substanz zurückbleibt.

Die Hauptfraktion geht bei nochmaligem Destillieren sehr konstant unter 14 mm Druck bei 68° über. Die völlige Konstanz des Siedepunktes und eine Brombestimmung (gefunden Brom 45,25 Prozent, berechnet 45,45 Prozent) beweisen, daß ganz reines Diäthylbromacetonitril vorliegt. Es läßt sich auch bei gewöhnlichem Druck fast ohne jede Zersetzung destillieren und geht hierbei als ganz farbloses, wasserhelles Öl bei 183 bis 185⁰ über.

3. 12 Teile Dipropylacetonitril werden mit 16 Teilen Brom unter Zusatz von etwas Eisenfeilspänen so lange unter Rückflußkühlung auf dem Wasserbad erwärmt, bis die Bromwasserstoffentwicklung beendet ist. Die weitere Aufarbeitung geschieht genau wie im vorhergehenden Beispiel. Das Dipropylbromacetonitril stellt eine farblose, wasserhelle, im Geruch schwach an das nicht bromierte Ausgangsmaterial erinnernde Flüssigkeit dar, die bei 18 mm Druck bei 103 bis 104⁰ konstant siedet. Bei gewöhnlichem Druck siedet es unter etwas stärkerer Zersetzung als das Diäthylbromacetonitril, jedoch größtenteils unzersetzt bei 209 bis 211° als farblose Flüssigkeit.

Eine Brombestimmung der reinen Substanz ergab 39,oj Prozent statt 39,2 Prozent.

4. 176 g Bromdiäthylacetonitril werden in 100Q g konzentrierter Schwefelsäure gelöst, 20 bis 30 ecm Wasser hinzugefügt und die Lösung 2 bis 3 Stunden auf dem Wasserbade erwärmt, sodann gießt man in das fünffache Volumen Wasser. Es scheidet sich ein öl ab, das binnen kurzem fest wird; nach dem Umkrystallisieren aus Petroläther schmilzt das reine Diäthylbromacetamid bei 64 bis 65⁰.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Darstellung von Dialkylbromacetamiden aus Dialkylcyanessigsäuren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Dialkylcyanessigsäuren durch Erhitzen, z. B. durch wiederholtes langsames Destillieren, in die entsprechenden Dialkylacetonitrile überführt, diese der Einwirkung von Brom unterwirft und die so gewonnenen Dialkylbromacetonitrile mit konzentrierter Schwefelsäure zu den Dialkylbromacetamiden verseift.