B E K E D É N E S , H A R S Á N Y ! K Á M Á N és K O R B O N IT S DEZSŐ
A kotarninból (I a) Hofmann-féle kimerítő meti- lezéssel nyerhető kotarnon ( I I a) két reakcióképes gyökcsoportot : egy formilcsoportot és egy vinil- oldalláncot tartalmaz, amelyek az aromás gyűrű .'T-elektronszeksztettjének közvetítésével konjugált rendszert alkotnak ; a kotarnon tehát az akrolein vinilogjának tekinthető. Jóllehet nukleofil reagen
sekkel szemben elsősorban a formilcsoport reakciója várható, nem hagyható figyelmen kívül a vinil- csoport /S-szénatomjának elektrofil jellege sem.
Kotarnin-analogonok előállítása céljából megvizs
gáltuk a kotarnon viselkedését különböző aminokkal szemben ; e dolgozatban csak a kotarnon és anilin között lejátszódó reakcióval kívánunk foglalkozni.
R = CH3, erről az 1953. szeptemberében tartott Debreceni Szerves Kémiai Konferencián beszámoltunk1 — Roser2 előiratától eltérően kotarninnak alkálilúg jelenlétében történő metilezése és a keletkezett IV. r. ammóniumsónak lúggal való melegítése útján állítottuk elő ; ily módon sikerült a termelést meg
kétszereznünk. A metilezést dimetilszulfáttal végez
* E dolgozat Harsányi K . kandidátusi disszertációjának
A kotarnont alkoholos KOH-oldatban anilinnal reakcióba hozva, a kísérleti körülményektől függően vagy 90 C°-os olvadáspontú, narancsszínű kristá
lyokat, vagy 121 C°-on bomlás közben olvadó, fehér kristályos anyagot sikerült elkülönítenünk ; K O H helyett piridint használva, minden körülmények között a 90 C°-on olvadó anyag keletkezett.
A 90 C°-on olvadó, narancsszínű kristályok elemzési adatai jól egyeznek az eddig le nem írt kotarnonanilnak ( I I b) megfelelő értékekkel; a vegyület katalitikus hidrogénezéskor 2 mól H 2-t vesz fel és a hidrogénezés terméke azonos a dihidro- kotarnon ( I l l a ) aniljának ( I I I b) katalitikus re
dukciójánál nyert, helyettesített benzil-fenilamin- nal (IV ); mindez egyértelműen bizonyítja a 90 C°-on olvadó vegyület kotarnonanil voltát.
/ O / / C H * — C H a x / X / CH„— CH„ kémiai viselkedése arra mutatnak, hogy keletkezé
sekor az alkohol nemcsak mint oldószer szerepelt, hanem maga is részt vett a reakcióban.
Az elemzési adatok alapján megállapított mole
kula képlete : C19H 210 4N jó megegyezést mutat az eddig le nem írt l-etoxi-2-fenil-nor-hidrokotarniné- val ( I d); katalitikus hidrogénezéskor 1 mól H 2 fel
vétele közben 94 C°-on olvadó vegyületet szolgáltat, amelynek elemzési adatai mind szabad állapotban, mind brómhidrogénsavas sója alakjában kitűnően megegyeznek az eddig ismeretlen N-fenil-nor-hid- rokotarnin, illetve annak brómhidrogénsavas sója számított értékeivel. A z anilin és kotarnon
reak-* A közelm últban W. J . Gensler és munkatársai is k özöl
ték (J. Am er. Chem. Soc., 78. 1713. 1956.) a kotarnon ily m ódon történő előállítását.
1
266 Beke D., Harsány! K . és Korbonits D. t Izokinolin-gyűrűzárási reakció Magyar Kém iai Folyóirat 63. évf. 1957. lö . az.
cióját etilalkohol helyett metil- vagy n-propil- alkoholban végezve 114— 115, illetve 99— 100 C°- nál olvadó vegyületekhez jutottunk, amelyeknek elemzési értékei jól egyeznek az 1-metoxi-, illetve 1-n-propoxi—2-fenil-nor-hidrokotarninéival; kata
litikus hidrogénezéskor ugyanaz a 94 C°-on olvadó vegyület keletkezik belőlük, mint a 121 C°-on olva
dó anyagból. Megvizsgáltuk az ismert3 1-etoxi-hid- rokotarnin (I e) viselkedését katalitikus hidrogéne- zéssel szemben ; ebben az esetben is hidrogenolízis játszódott le hidrokotarnin keletkezése közben.
A 121 C°-on olvadó vegyület l-etoxi-2-fenil- -nor-hidrokotarnin voltát igazolja az is, hogy balo- génhidrogénsavak hatására vízben jól oldódó IY . r.
ammóniumsók nyerhetők belőle, amelyekből KCN hatására a megfelelő pszeudocianidot (I f), fölös NaOH hatására pedig magát a pszeudobázist (I b) sikerült megkapnunk ; ez utóbbi etilalkohol hatá
sára ismét a 121 C°-on olvadó vegyületté alakult vissza.
Az irodalomból ismeretes4-6, hogy egyes pszeudo- bázisok éterei különböző alkoholokból átkristályo
sítva kicserélik alkoxi-csoportjukat az oldószerként használt alkoholéra. E jelenséget az N-fenil-nor- kotarnin étereinél is észleltük ; a metil-, etil- és n-propiléter egymásba kölcsönösen átalakítható a megfelelő alkohollal történő, rövid ideig tartó mele
gítés útján. Az átéterezéssel nyert termékek azono
sak voltak a különböző alkoholok jelenlétében kotarnonból és anilinból előállítottakkal.
Az l-alkoxi-2-fenil-nor-hidrokotarninok kelet
kezése kotarnon és anilin különböző alkoholokban történő egymásrahatásakor emlékeztet a Pictet—
Spengler-féle izokinolinszintézisre; itt is egy aldehid
csoport, egy amino-csoport és — a Pictet— Spengler- szintézistől eltérően — egy elektrofil C-atom (a vinilcsoport /S-helyzetű szénatomja) vesz részt a reakcióban. Annak eldöntése, hogy közbenső ter
mékként a Schiff-bázis, vagy pedig az aldehid- ammónia-típusú addiciós termék, illetve ennek éte
rei szerepelnek-e, további vizsgálataink tárgyát képezi. — A reakció — azáltal, hogy hasonló vázú orto-diszubsztituált aromás vegyület a kiindulási anyaga — Davies, K e ffo rd és Osborne izokinolin- szintézisével7 is rokonságot mutat.
Kísérleti rész
Kotarnon (2 -m etoxi-6 -vin il-piperon á l, I I a)
a) 23,7 g (0,1 mól) kotarnint 100 ml vízben szuszpendálunk, 14 ml = 31,8 g (0,226 mól) metiljodidot csepegtetünk hozzá, majd 15 percig vízfürdőn melegítjük ; ezután további másfél órai melegítés közben 4,0 g (0,1 mól) vegytiszta NaOH 10 ml vízzel készült oldatát csepegtetjük a reakció- elegyhez. Lehűléskor 35,3 g (90%) 208— 210 C°-on olvadó nyers metilkotarninjódmetilát válik ki, amelynek op.-ja átkristályosítással 218 G°-ra emel
3 M . Freund und P . Bamberg : Bér., 35. 1753. 1902.
hető, kotarnon készítésére azonban közvetlenül felhasználható.
3,93 g (0,01 mól) metilkotarninjódmetilátot 20 ml 10%-os nátronlúggal 60 C°-on egy órán át melegítünk. A lehűléskor kikristályosodó nyers
terméket alkoholból való átkristályosítással tisztít
juk. Termelés : 1,63 g, (79%), 72— 73 C°-on olvadó kotarnon. Irodalmi op.: 78 C°a.
b) 2500 ml-es, keverővei, csepegtetőtölcsérrel és hőmérővel ellátott három nyakú gömblombikban 142,2 g (0,6 mól) kotarnin és 300 ml víz elegyéhez keverés közben 150 ml = 200 g (1,58 mól) dimetil- szulfátot csepegtetünk olyan sebességgel, hogy az oldat hőmérséklete 25 C° fölé ne emelkedjék. A di- metilszulfát beadagolása kb. egy órát vesz igénybe ; a becsepegtetés folyamán az anyag feloldódik és tiszta oldat keletkezik, melyet jeges vízzel 10 C°
alatti hőmérsékletre hűtünk és kb. fél óra alatt 220 ml 20%-os nátronlúgot (kb. 1,3 mól) adagolunk hozzá. Ezt követően szobahőmérsékleten kb. egy óra alatt 600 ml 10%-os nátronlúgot csepegtetünk a reakcióelegyhez, melyet azután fokozatosan 60 C °-ra melegítünk és egy órán át ezen a hőmérsék
leten tartunk. Másnap a kikristályosodott anyagot leszívatjuk és 450 ml alkoholból átkristályosítjuk.
Termelés: 99,8 g (81%), 72— 73 C°-on olvadó
A reakciókeveréket szobahőmérsékleten 30— 36 órán át állni hagyjuk, időközönként rázogatva ; kristályosodás indul meg. A reakciókeveréket éjje
len át jégszekrényben állni hagyjuk, majd leszívat
juk. Termelés : 1,2 g (85%) 89 C°-on olvadó anyag, mely metilalkoholból való kristályosítás után az a) alatti módon készülttel olvadáspontdepressziót nem ad.
D ihid rokotarnon (2-m etoxi-6-etil-piperoná l, I I I a)*
10,3 g (0,05 mól) kotarnont 40 ml etilacetátban oldva csontszenes palládium jelenlétében hidrogé
nezünk ; 1— 1,5 óra alatt az oldat 1170— 1220 ml hidrogént vesz fel ; ezután a hidrogénfelvétel telje
sen megszűnik. A z etilacetát ledesztillálása után visszamaradó anyagot 40 ml petroléterből átkristá
lyosítjuk. Termelés : 9,02 g (87,5%) 44 C°-on olvadó termék.
Magyar Kémiai Folyóirat 63. évi. 195?. 10. sá. Beke D., Harsány! K . és Korl>onilH D. t Izokinolin-gyűrűzárási reakció 2 6 7 acetátban oldva csontszenes palládium katalizátor jelenlétében hidrogénezünk ; a felvett hidrogén mennyisége 244 ml (0,0108 mól). Az etilacetát le- desztillálása után visszamaradó olajat 4 ml butanol- ban oldjuk, s az oldatba száraz sósavgázt vezetünk, majd másnapig állni hagyjuk. Lehűtés után a kivált kristályokat leszívatjuk. Termelés : 1,42 g (88,4%) 167— 170 C° között bomlás közben olvadó anyag.
b) 10,40 g (0,05 mól) dihidrokotarnont 4,65 m l=
= 4,74 g (0,051 mól) anilinnal vízfürdőn egy órán át melegítünk, majd a keletkezett Sehiff-bázist 120 ml etilacetátban oldva, csontszenes palládium katalizátor jelenlétében hidrogénezzük. A hidrogé- nezés két-három óra alatt befejeződik ; a hidrogén
fogyasztás szobahőmérsékleten 1170— 1220 ml között változik. A reakciókeveréket ugyanúgy dol
gozzuk fel, mint a) alatt. Termelés : 13,07 g (81,3%) 171 C°-on bomlás közben olvadó sósavas só
Analízis : C17H 20O3N C l (321,80) olvadáspontja alkoholból való átkristályosítás után 121 C°-ra emelkedik ; az átkristályosítás után nyert oszlopos kristályok teljesen színtelenek. — A reakció nemcsak forralás közben, hanem szobahőmérsék
leten is lejátszódik ; ekkor azonban kb. egy hónapot vesz igénybe.
Előállítható az etoxivegyület analógiájára ko- tarnon és anilin metanolos kálilúggal történő mele
gítése útján (58%-os termeléssel), vagy az etoxi
vegyület metilalkoholban 5 percig tartó forralásával.
Op. : 114— 115 C°.
Előállítható kotarnon és anilin n-propilalkoholos kálilúggal történő forralása útján (82%-os terme
léssel), vagy az etoxivegyület n-propilalkoholban történő 5 perces forralásával (88%-os termeléssel).
1,50 g (0,0046) mól l-etoxi-2-fenil-nor-hidro- kotarnin 30 ml etilacetátban való oldatát csont
szenes palládium jelenlétében katalitikus hidrogéne- zésnek vetjük alá ; a hidrogénfelvétel normál térfo
gatra átszámítva 108 ml (0,0048 mól). Minthogy a termék rendkívül könnyen kristályosodik, a kata
lizátorról való leszűrés előtt a reakciókeveréket fel kell melegíteni. Az oldószer ledesztillálása után 1,32 g (100%) gyorsan kristályosodó olaj marad vissza, mely alkoholból való átkristályosítás után 94 C°-on olvad. — Ugyanez a vegyület keletkezik az 1-metoxi- és az l-n-propoxi-2-fenil-nor-hidro- kotarnin katalitikus hidrogénezésekor is.
Analízis : C17H 170 3N (283,32)
S z á m íto tt: C : 72,06%, H : 6,05%
T a l á l t : C : 71,83%, H : 5,95%
Brómhidrogénsavas sója 205 C°-on olvad.
Analízis : C17H 180 3N B r (364,29)
S z á m íto tt: N : 3,85%, B r : 21,94%
T a lá lt : N : 3,92% , B r : 22,24%
Az 1-etoxihidrokotarnin azonos körülmények között végzett katalitikus hidrogénezése hidro- kotarnint szolgáltatott, melyet sósavas sója alak
jában azonosítottunk.
N - F e n il-n or-k ota rn in b rom id (2-fenil-8-m etoxi-6- l-m etilén d iox i-3 ,^ -d ih id roizok in o lin iu m b ro m id )
1,00 g (0,003 mól) l-etoxi-2-fenil-nor-hidro- kotarnint 14 ml forró etanolban oldunk és a leszűrt oldathoz 1 ml 48%-os (0,007 mól) brómhidrogén- savat adunk. Az oldatot vákuumban bepárolva ki
kristályosodik a bromid. Hidegen 6 ml száraz ace- tonnal eldörzsölve a szennyezések kioldhatók.
Termelés : 0,96 g (87%), 178— 180 C°-on bomlás
268 Beke D., Harsányi K . és Korbonits D. i Izokinolin-gyűrűzárási reakció M agyar Kém iai Folyóirat 63. évf. 1957. 10. sz.
N -Fenil-nor-kotarnin-pszeud ocianid (2 -fen il-8 - -m etoxi- 6, l-m etiléndioxi-l,2,3,4<-tetrahidroizokinolin- -k a rb o n sa v-(l)-n itril, I f)
1,0 g (0,0031 mól) l-etoxi-2-fenil-nor-hidro- kotarnin 10 ml absz. etilacetátos oldatába száraz sósavgázt vezetünk ; sárga tapadós csapadék vá
lik ki. Az oldószert ledesztillálva és a maradékot acetonnal eldörzsölve jól szűrhető kristályos ter
mék keletkezik. Termelés : 0,75 g (73%). Az így alkoholból való átkristályosítás után 115—116 C°-on olvadó anyag.
A n alízis: C18H 160 3N 2 (308,33)
S z á m íto tt: C : 70,11%, I I : 5,23%, N : 9,09%
T a lá lt: C : 70,02%, H : 5,23%, N : 8,82%
N-F e n il-n o r-k o ta m in (2 -fe ? iil-l-o x i-8 -m e to x i-6 ,l - -m etiléndioxi-l,2,3,4:-tetrahidroizokinolin, I b)
0,422 g (0,0012 mól) N-fenil-nor-kotarninbromid 12 ml vízben való oldatát jéghűtés közben 1 ml 10%-os nátronlúggal elegyítjük. Krémszínű kris
tályos por csapódik ki. Termelés : 0,308 g (88%)
Az így nyert pszeudobázis etilalkohollal 10 per
cig forralva a 121 C°-on olvadó l-etoxi-2-fenil-nor- -hidrokotarninná alakul át.
Köszönetét mondunk Batta Ilo n a oki. vegyész
nek és Sim on P á ln é oki. vegyészmérnöknek a mikro- analízisek elvégzéséért, Vadász György laboránsnak a kísérletek elvégzésében nyújtott értékes segítsé
géért, az Alkaloida Vegyészeti Gyárnak a kísérle
tekhez szükséges nyersanyagok rendelkezésre bo
csátásáért.
Összefoglalás
A kotarnon és anilin alkoholos lúg jelenlétében történő egymásrahatásakor a kísérleti körül
ményektől függően két különböző reakcióterméket sikerült elkülönítenünk ; a 90 C°-on olvadó vegyü
let kotarnonanilnak, a 121 C°-on olvadó anyag l-etoxi-2-fenil-nor-hidrokotarninnak bizonyult. A re
akciót etilalkohol helyett metilalkoholban vagy n-propilalkoholban végezve az 1-metoxi-, illetve az 1-n-propoxi-vegyiilet keletkezik. E vegyületek egymásba reverzibilisen átalakíthatok a megfelelő alkoholból való átkristályosítás útján ; katalitikus hidrogénezéssel valamennyi N-fenil-nor-hidroko- tarninná alakítható ; halogénhidrogénsavak hatá
sára IV . r. ammóniumsót szolgáltatnak, melyből káliumcianiddal az N-fenil-nor-kotarnin pszeudo- cianidja, nátriumhidroxiddal pedig maga a pszeudo
bázis állítható elő.
A szerzők az l-alkoxi-2-fenil-nor-hidrokotarni- nok fenti úton történő előállítását a Pictet—
Spengler-féle izokinolinszintézissel állítják szembe.
Eine neue Isochinolin-Ringschluss Reaktion I.
D . Beke, K . H arsányi und D . K orbonits
Bei der Einwirkung von Anilin auf Kotarnon in Gegenwart von alkoholischer Lauge gelang es Verfassern — je nach den Versuchsbedingungen — zwei verschiedene Reaktionsprodukte zu isolieren ; die bei 90° C schmelzende Verbindung erwies sich als- Kotarnonanil, diejenige vom Schmp. 121° C als l-Aethoxy-2-phenyl-nor-hydrokotarnin. Bei der Ausführung der Reaktion in Methylalkohol oder n-Propilalkohol anstatt Aethylalkohols, entsteht die entsprechende 1-Methoxy-, bzw. 1-n-Propoxy- verbindung. Diese Verbindungen können gegen
seitig ineinander umgewandelt werden durch Um- krystallisieren aus dem betreffenden Alkohol ; bei der katalytischen Hydrierung gehen sie in N-Phenyl-nor-hydrokotarnin ü ber; bei der Ein
wirkung von Halogenwasserstoffsäuren liefern sie quaternäre Ammoniumsalze, aus denen mittels KCN das Pseudocyanid des N-Phenyl-nor-kotar- nins, mittels NaOH die Pseudobase selbst her
stellbar ist.
Verfasser stellen die obige Entstehung der l-Alkoxy-2-phenyl-nor-hydrokotarnine der Pictet—
Spengler’schen Isochinolinsynthese gegenüber.
Budapesti Műszaki E gyetem Szerves K ém iai Tanszéke.
É r k e z e tt: 1956. V I I I . 16.