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UBER NEUE DERIVATE DER PYRIDINCARBONSAUREN VON

HANS MEYER.

1. Die Anhydride der Pyridinmonocarbonsauren. Die formale Aehnlichkeit im Aufbau des Benzol- und Pyridinkerns

hat zunachst dam verfiihrt, auch fur die Bildung und Eigenschaften der Pyridinderivate ein Verhalten vorauszusetzen, das dem der aro- matischen Verbindung en gleich sein sollte.

Wi r wissen jetzt, dass dies durchaus nicht der Fall ist und die im Folgenden beschriebenen, bisher unbekannt gebliebenen Anhydride dieser Reihe geben neue Belege dafur, dass die Pyridinderivate sich ganz allgemein anders verhalten, als die entsprechenden Abkommlinge des Benzols.

Die Pyridincarbonsaureanhydride sind durch eine ausserordentlich grosse Hygroskopizitat ausgezeichnet, die bei ihrer Darstellung grosse Vorsicht bedingt. Wasser fiihrt sie momentan, feuchte Luft in wenigen Stunden vollstandig in die Sauren uber, die so in ausgezeichneter Reinheit erhalten werden konnen.

Da das Verfahren zu ihrer Gewinnung in jedem Falle nahezu das Gleiche ist, wird es geniigen, die Darstellung des

0 /\

N N Pikolinsaureanhydrids () -c~-o-co--\,

etwas naher zu beschreiben. Je 10 g. ganz trockenes, fein gepulvertes Pikolinsaurechlorid I)

(Smp. 220° ) und 13 g. ebenfalls peinlich trockenes, feinst gepulvertes Natriumpikolat werden in einem Rundkolben von 1 Inhalt, der einen eingeschliffenen, durch Graphitpulver abgedichteten Riickfluss- kiihler tragt, gut durchgeschiittelt und mit dem 1 x-fachen Volumen uber Natrium getrockneten Xylols ubergossen. Der Kiihler ist durch ein mit Phosphorpentoxyd beschicktes Rohr gegen den Zutritt von Feuchtigkeit geschiitzt.

Man erhitzt unter Umschwenken zum Sieden und erhalt den Kolben- inhalt wahrend 1 % Stunden im Kochen. Nach dem Erkalten und mehrstundigem Stehenlassen wird das Xylol von ausgeschiedenen Krystallkrusten abgegossen, letztere mit dem Rest des Xylols auf frisch ausgegluhte Tonscherben gespult und in einen mit Paraffin und Phosphorpentoxyd beschickten Exsikkator gebracht.

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l) Hans Meyer, Monatsh. 22. 111 (1901).

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Das so erhaltene Rohprodukt wird zu seiner vollstandigen Reini- gung im Diepolderschen Apparat in einem Strome durch Phosphor- pentoxyd getrockneter Luft bei 140-150° sublimiert. Es werden so reichliche Mengen langer farbloser Nadeln erhalten, Smp. im ge- schlossenen Rohr 124O.

Eine sofort mit auf reine Pikolinsaure gestellter n/10 Lauge (T 1.0410) Titration ergab:

fiir 0.0270 g. denverbrauch von 2.26 cms. Lauge: ,, 0.0329 g. ,, ,, 2.74 ,.

Mol. Gewicht Berechnet fur CI,H803N, 228. Gefunden 230, 229.

Nach eintagigem Stehen im mit Glasstopfen verschlossenen W a - gerohr war die Substanz bereits zum grossen Teil, am dritten Tage vollstandig in Pikolinsaure zuruck verwandelt.

Titration ~ c h 30 Stunden: 0.0520 g. verbrauchten 4.27 ccm. Lauge. Mol. Gew. Gefunden 117 (resp. 234). Titration nach 60 Stunden: 0.1292 g. verbrauchten 3.95 cm. Lauge. Mol. Gew. Gefunden 124 (Berechnet fur GH60Nz 123.1).

Die Stickstoffbestimmung des frisch bereiteten Anhydrids gab nach Dumas:

0.1136 g. 13.1 ccm. feuchten Stickstoff bei 20° C. und 737.9 mm. Berechnet fiir ClzH80,N, Gefunden 12.5 ,,

N : 12.3

Durch Schutteln des Anhydrids mit eiskaltem gesattigtem Ammo- niakwasser kann in normaler Reaktion neben pikolinsaurem Ammo- nium das Saureamid erhalten werden, das nach dem Abdunsten des Losungsmittels durch Extraktion mit Benzol abgetrennt wird. Smp. 107O. Das Amid wurde noch einmal aus Benzol umkrystallisiert.

5.966 mg. lieferten 1.22 3.840 mg. .. 0.802 (740 mm., 20° C.).

Berechnet fiir C,H,O< Gefunden 22.9, 23.0 Ole..

Die aus dem Anhydrid regenerierte Pikolinsaure schmolz bei 137O.

Nikotinsaurean h ydrid. Die Darstellung erfolgte ganz ahnlich. Kochdauer 2 Stunden, Su-

blimationstemperatur 200O. Farblose Nadeln, Smp. (in geschlossner Kapillare) 224-225".

ccm. N (742 mm., 18.5O C.).

N : 23.0°/".

0.031 g. neutralisierten 2.25 ccm. Lauge (T = 1.041). Mol. Gew. Berechnet fiir ClzH80,Nz 228.

Gefunden 229. 5.344 mg. lieferten 0.6092 ccm. N (746 mm., 22O C.).

Berechnet fiir ClzH80,N, N 12.3 a/a. Gefunden 12.4 ,,

Zur Ueberfuhrung in das Nikotinsaureamid wurde das Anhydrid in Benzol suspendiert und gasformiges Ammoniak eingeleitet. Nach einstiindiger Digestion bei gelinder Warme wurde noch etwas Benzol zugesetzt und siedend filtriert.

Das nach dem Abdunsten des Losungsmittels erhaltene Amid schmolz bei 120-1 22O.

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1.456 mg. lieferten 0.315 ccm. N (740 mm., 22O C.). Berechnet fiir C&HaONz N 23.Oo/o. Gefunden 23.2 ,,

Isonikotinsaureanh ydrid. Analog erhalten, Sublimation bei 220-240° C. Schone, farblose Nadeln. Smp. (im geschlossenen Rohrchen) 302O

unter Zersetzung und nach vorhergegangener Verfarbung. 0.032 g. verbrauchten 2.78 ccm. Lauge (T = 1.041). Mol. Gew. Berechnet fur Cl,H8030z 228.

Gefunden 230 1.389 mg. lieferten 0.16 ccm. N (740 mm.. 20').

Berechnet N 12.3 a/o. Gefunden 12.5 ,,

Das Amid wurde, die bei dem Nikolinsaureanhydrid angegeben, dargestellt. Smp. 152-1 54O.

1.703 mg. lieferten 0.350 ccm. N (746 mm., 18O C.). Berechnet fur GH,ON, N 23.0 O/a. Gefunden 23.02 ,.

Cinchoninsaureanhydrid. Darstellung wie oben. Bei der Sublimation (210-220°) muss man

sehr vorsichtig sein, weil bei wenig hoherer Temperatur Zersetzung unter Bildung von Chinolin eintritt. Das Anhydrid bildet weisse Nadeln, Smp. im Einschlussrohrchen 2 4 5 O unter Zersetzung.

0.02201 g. verbrauchten 1.50 ccm. Lauge (log. T = 0.95293). Mol. Gew. Berechnet fiir ~ o H l , O ~ N z 328.

Gefunden 327. 1.324 mg. lieferten 0.105 ccm. N (742 mm., 18O C.).

Berechnet fiir &oHloOlN3 N 8.5 a/o. Gefunden 8.9 .,

Das Saureamid wurde mit eiskaltem Ammoniakwasser dargestellt, dann das Ammoniak weggedampft. Nach dem Erkalten und Ver- diinnen mit Wasser wurde von dem gelosten Ammoniumsalz filtriert. Das Amid schmolz bei 177O. Mischschmelzpunkt mit der Type unver- andert.

1.920 mg. lieterten 0.275 ccm. N (743 mm., 18O C.). Berechnet fur C,,H,,ON, N 16.3 O/O.

Gefunden 16.2 ,, Die Verwendung der Silbersalze an Stelle der Natriumsalze bietet

keine Vorteile. Die Ausbeuten an sublimierten Anhydriden betragen 40-60 %.

2. Phen ylester der Pyridincarbonsauren. Z u m Identifizieren und unter Umstanden zur Reinigung der Pyri-

dincarbonsauren haben sich die - bisher noch nicht dargestellten - Phenylester als sehr geignet erwiesen.

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Die Darstellung wird am Beispiel des

/'I Pikolins~urephenylfers I lLc0-0- erlautert. N

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Pikolinsaurechlorid wird in iiberschussigem Phenol durch vorsich- tiges Erhitzen gelost. Die zunachst heftige Reaktion laisst bald nach. Man erhitzt nun kraftiger, so lange Chlorwasserstof f enweicht. Bei nicht zu grossen Substanzmengen ist die Reaktion ip etwa einer Vier- telstunde beendet. Die erkaltete Masse wird mit Sodalosung verrieben. durch ein nasses Filter gegossen, mit Wasser gewaschen und der Ruckstand in Alkohol aufgenommen. Man entfarbt mit Tierkohle und fallt mit Wasser. Nach einigem Stehen erstarrt die zunachst auftre- tende Emulsion zu farblosen Krystallen, die durch wiederholtes Losen in wenig Alkohol und fallen mit Wasser auf den konstanten Smp. 8 2 O gebracht werden.

0.2051 g. gaben 13.2 ccm. N (738 mm.. 17O C.). Berechnet fiir Cl,H0O,N N 7 '10. Gefunden 7 > I

Der Ester ist unloslich in Petrolaether, sehr schwer loslich in Was-

Nikotinsaurephen ylesfer

ser, leichter in Benzol, sehr leicht in Alkohol.

wurde ganz analog erhalten. Farblose Nadeln, Smp. 5 9 O . Leicht loslich in Alkohol und Aether, sehr schwer loslich in Wasser.

0.2561 g. gaben 16.2 ccm. N <745 mm., 19O C.). Berechnet fiir ClaHoO,N N 7O/n. Gefunden 7 I.

Isonikofinsaurephen ylesfer glanzende, farblose Blattchen, Smp. 70° (aus verdiinntem Alkohol) . In Aether leicht loslich.

0.1880 g. lieferten 12.3 ccm. N (734 mm.. 22O C.). Berechnet fur CI,HOO,N N 7 '/In. Gefunden 7.1 .,

Das Chlorhydrat dieses Esters ist recht bestandig. Es sublimiert

Cinchoninsaurephen ylesfer. Durch zweimaliges Umkrystallisieren aus 92 a/,-igem Alkohol ge-

reinigt. Glanzende, farblose Blattchen,Smp. 1 12O. Leicht loslich in Aether, Alkohol und Benzol, unloslich in Wasser.

Berechnet fur ClaH130,N N 5 6 o/o. Gefunden 5.8 ,.

leicht und schmilzt im Einschlussrohrchen bei 177-1 78O C.

2.676 mg. gaben 0.137 ccm. N (747 mm.. 18O C.).

Dipikolinsaurediphen ylesfer , Glanzende, farblose Blattchen (aus Alkohol) Smp. 179O C. Schwer

loslich in heissem Alkohol. 0.3715 g. lieferten 15.2 ccm. N (738 mm., 22O C.).

Berechnet fur C I O H ~ ~ O ~ N N 4.4'/0. Gefunden 4.5 **

Lu fidinsaurediphen ylesfer. Zur Reinigung wird zuerst aus der alkoholischen Losung mit Was-

ser gefallt, dann aus Alkohol umkrystallisiert, worin die reine Sub-

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stanz genugend schwer loslich ist. Schone, kurze, farblose Nadeln, Smp. 1 3 6 O Schwer loslich in Aether und Benzol, fast unloslich in Wasser.

0.1629 g. lieferten 6.6 ccm. N (744 mm., 19O C.). Berechnet f i r C1,H1,O,N N 4.4 O/&.

Gefunden 4.5 .. lsocinchomeronsaurediphen ylesfer. Durch Umkrystallisieren aus Methylalkohol gereinigt. Farblose

Nadeln, Smp. 1 5 6 O C. Schwer loslich in Aethylalkohol und Benzol, fast unloslich in Wasser.

0.1732 g. lieferten 6.0 ccm. N (740 mm.. 17O C.). Berechnet fur C,,H,,O,N N 4.4°/0. Gefunden 4.5 I,

Die Umsetzungen der Pyridincarbonsaurephenylester werden wei-

3. Neue Beobachtungen uber Pyridincarbonsaurechloride. a.

ter studiert.

Bereits in zwei Fallen, bei der Chinaldinsaure2) und hei der Dipikolinsaure ') wurde konstatiert, dass Spuren von Verunreini- gungen des Thionylchlorids an Stelle der normalen, polymere Saure- chloride entstehen lassen.

Einen dritten, hergehorigen Fall zeigt die Lutidinsaure. Wiihrend reines, uber Bienenwachs destilliertes Reagens das schon von Hans Meyer und Tropsch ') beschriebene, schon krystallisierende Chlorid vom Smp. 54-55" lieferte, wurde mit kauflichem Thionylchlorid (Merck) in lang (uber 16 Stunden) andauernder Reaktion ein un- deutlich krystallines, in Thionylchlorid schwer losliches Produkt vorn Smp. 200° erhalten.

Die Analyse des Rohprodukts gab hinreichend stimmenden Chlorgehalt.

Berechnet fur C~H,OzNCIz C1 34.8 "/". Gefunden 32 ,.

Wird dieses polymere Chlorid in reinem Thionylchlorid duch an- dauerndes Kochen zur Losung gebracht, so geht es vollstandig in das normale, monomolekulare Chlorid uber.

Das polymerisierte Chlorid ist offenbar identisch mit der bei 203O schmelzenden Substanz, die Voigt 5 , bei der Einwirkung von Phos- phorpentachlorid auf Lutidinsaure erhalten hat.

Durch Einwirkung von Phosphorpentachlorid werden im All- gemeinen auch aus Orthodicarbonsauren, die z. B. mit Thionylchlorid in Saureanhydride ubergehen, die Dichloride erhalten. Nur bei der Hemipinsaure erhielt Prinz G , an Stelle des erwarteten Produkts auch mit Phosphorpentachlorid das Anhydrid.

0.0982 g. lieferten 0.1269 g. AgCI.

b.

*) Hans Meyer und Turnau, Monatsh. 25, 1199 (1904): 28, 153 (1907): Ber. 38,

3, Hans Meyer und Tropsch, Monatsh. 35, 782 (1914). ') a.a. 0. 197. 5, Ann. 228, 54 (1885). ') J. prakt. Chern. (21 24, 370 (1881).

2488 (1905): 42, 1165 (1909).

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Diesem Ausnahmefall schlieszt sich die Chinolinsaure an, aus der unter mannigfach variierten Bedingungen, mit und ohne Zusatz von Phosphoroxychlorid, stets nur das bei 1 3 5 O schmelzende Anhydrid erhalten werden konnte.

Abbau der a-Methylpikolinsiiure zu a-Amino-a-pikolin. Die noch wenig studierte a-Methylpikolinsaure, Smp. 127O C.

wurde durch Kochen mit der doppelten Menge Methylalkohol und Schwefelsaure, der einige Tropfen Oleum zugesetzt worden waren, verestert. Der bisher noch nicht beschriebene a-Methylpikolinsaure- methylester wird aus Chloroform in dicken, farblosen Nadeln erhalten, Smp. 29O C.

0.2357 g. gaben 0.3633 g. Jodsilber. Ekrechnet fur GH0OpN CH,O 20.5 "0.

Gefunden 20.4 ,,

a-Methylpikolinsaurearnid. Der Ester wurde mit kaltgesattigtem Ammoniakwasser geschiittelt und schliesslich noch gelinde erwarmt, bis vollkommene Losung eingetreten war. Nach weiterem 12 stiindigen Stehen in der Winterkalte krystallisierte das Reaktionsprodukt in langen Nadeln aus. Smp. 116O (aus Wasser) Mischungsschmelzpunkt mit Pikolinsaureamid ( 106O) zeigte eine Depression auf 66-68O.

Ekrechnet fur GH80N2 N 20.6 Gefunden 20.5 ,,

0.1854 g. gaben 34.4 ccm. N (735 mm. 20° C.).

a '-Amino- a-Pikolin. Der Hofmannsche Abbau wurde in gleicher Weise vorgenommen, wie s. Zt. beim a-Pikolin ').

Das aus der aetherischen Losung erhaltene olige Amin wurde des- tilliert, wobei es unzersetzt bei 205-206° iiberging. Es erstarrte nun- mehr zu einer Krystallmasse vom Smp. 4 1 O C.

Das Chlorhydrat ist, im Gegensatz zu dem entsprechenden Derivat des a-Aminopyridins nicht hygroskopisch. Smp. ( im geschlossenen Rohrchen nach vorgehender Triibung zu einer klaren Schmelze) 155O.

Das Chloroplatinat bildet nach dem Umkrystallisieren aus verdiinn- ter Salrsaure orangefarbige Krystalle. Smp. 2 1 8 O unter Zersetzung.

Die Platinbestimmung zeigte, dass, wie beim Aminopyridinderivat, zwei Molekiile Base mit einem Molekiil Platinchlorwasserstof fsaure zusammentreten.

8.830 mg. Substanz gaben 2.724 mg. Platin. Ekrechnet fiir C1,HlsN,ClaPt Pt 31.1 O/".

Gefunden 30.9 ,, Acetyl- a-Amino. a'-Pikolin. In iiblicher Weise mit Essigsaure-

anhydrid dargestellt. Smp. 88O. Smp. (aus Benzol haltigem Ligroin) . Berechnet f i r CHloON9 N 18.7*i0. Gefunden 18.7 ,,

0.1480 gr. gaben 25.0 ccm. N (740 mm., 19O C.).

P r a 9. Chemisches Znsfituf der deutschen Unioersitaf.

(Regu le 10 janvier 1925).

7) Hans Meyer, Monatsh. 15, 173 (1894).