STERISCHE
B E Ï N V L O E D I N G
VAN
DE MESOMERIE BIJ AROMATISCHE
AMINOVERBINDINGEN MET
OMVANGRIJKE N-ALKYLGROEPEN
P R O E F S C H R I F T
TER VERKRIJGING VAN DE GRAAD VAN D O C T O R IN DE TECHNISCHE WETENSCHAP AAN DE TECHNISCHE HOGESCHOOL TE DELFT, OP GEZAG VAN DE RECTOR MAG-NIFICUS Dr O. BOTTEMA, HOOGLERAAR IN DE AFDELING DER ALGEMENE WETEN-SCHAPPEN, VOOR EEN COMMISSIE UIT DE SENAAT TE VERDEDIGEN OP WOENSDAG
19 MEI 1954, DES NAMIDDAGS TE 4 UUR
DOOR
TEUNIS CHRISTIAAN VAN HOEK
SCHEIKUNDIG INGENIEUR GEBOREN TE ROTTERDAM
DIT P R O E F S C H R I F T IS GOEDGEKEURD DOOR DE PROMOTOR: PROF. DR IR P . E . V E R K A D E
AAN MIJN OUDERS AAN BEP
I N H O U D
I n l e i d i n g
1. Doel van het onderzoek 7 2. Het wezen van s t e r i s c h e beïnvloeding van de mesomerie 8
3. Bouw van de arainogroep in aromatische aminen.
Valentieafbuiging 10 4. Aantonen van s t e r i s c h e beïnvloeding van de mesomerie 13
Hoofdstuk I. Synthese van de onderzochte verbindingen
1. Synthese van de van a n i l i n e afgeleide verbindingen 15 2. Synthese van de van 4 - n i t r o a n i l i n e a f g e l e i d e
verbin-dingen 17 3. Experimenteel gedeelte 20
Hoofdstuk I I . U l t r a v i o l e t - a b s o r p t i e s p e c t r a
1. De invloed van s t e r i s c h e beïnvloeding van de mesome-r i e op het u l t mesome-r a v i o l e t - a b s o mesome-r p t i e s p e c t mesome-r u m van amesome-romati-
aromati-sche aminoverbindingen 41 2. Theoretische beschouwingen ' 44
3. Discussie van de waarnemingen 46
4. Experimenteel gedeelte 53
Hoofdstuk III. Basiciteiten
1. De invloed van sterische beïnvloeding van de mesome-rie op de basiciteit van aromatische
aminoverbindin-gen 55 2. Beperkingen die bij de interpretatie van basiciteiten
in acht genomen dienen te worden 59
3. Discussie van de waarnemingen 60 4. E x t r a p o l a t i e van in alcohol-watermengsels bepaalde
d i s s o c i a t i e - c o n s t a n t e n van aminen 64
5. Experimenteel gedeelte 66
Hoofdstuk IV. Mol aire refracties
1. De invloed van sterische beïnvloeding van de mesome-rie op de mol aire refractie van aromatische
amino-verbindingen 69 2. Theoretische beschouwingen 72
3. Discussie van de waarnemingen 73 4. Experimenteel gedeelte 77
Hoofdstuk V. R e a c t i v i t e i t t e n o p z i c h t e van s a l p e t e r i g z u u r en 4-nitrobenzeendiazoniumchloride
1. De invloed van s t e r i s c h e beïnvloeding van de mesome-r i e op de mesome-r e a c t i v i t e i t van iV,W-dialkylanilinen ten opzichte van s a l p e t e r i g z u u r en aromatische
diazonium-verbindingen 79 2. Theoretische beschouwingen 81
3. Gevolgde werkwijze 82 4. Discussie van de waamemingeii 83
5. Experimenteel gedeelte 86
Hoofdstuk VI. Onderlinge vergelijking en discussie van de gevoltrekkingen van de vorige hoofdstukken 1. Het voorkomen van sterische beïnvloeding van de
meso-merie bij de onderzochte aminoverbindingen 91
2. Discussie van de conclusies 93
3. Slotbeschouwing 96
Samenvatting 99 Summary 101 Literatuur 103
I N L E I D I N G 1, Doel van het onderzoek
In aminen van aromatisch k a r a k t e r komt s t e r i s c h e beïnvloeding van de mesomerie voor, indien de i n s t e l l i n g van de c o n f i g u r a t i e waarin de aminogroep en de aromatische kern c o p l a n a i r z i j n , s t e -r i s c h gehinde-rd i s , h e t z i j doo-rdat de aminog-roep deel uitmaakt van een geschikt gekozen ringsysteem, h e t z i j doordat in het mole-cule op bepaalde p l a a t s e n omvangrijke s u b s t i t u e n t e n van passende vorm aanwezig z i j n . Het door WEPSTER ^ onderzochte benzochinucll-dine i s het f r a a i s t e voorbeeld van de e e r s t b e d o e l d e groep van verbindingen. De andere groep omvat v e r b i n d i n g e n z o a l s amino-dureen ^, 2 - f e r t . butyl-A',]V-dimethy] a n i l i n e ^ en 2, 6-dimethyl-yV,A'-dlmethylaniline ^.
Een beschouwing van a l l e in de l i t e r a t u u r beschreven vertegenwoordigers van de laatstbedoelde groep van aminen l e e r t , dat h i e r in steeds in ort/xostand ten opzichte van de aminogroep s u b s t i t u -enten voorkomen. Rij deze verbindingen b l i j k t de aanwezigheid van d e r g e l i j k e s u b s t i t u e n t e n van wezenlijk belang t e z i j n , aangezien geen s t e r i s c h e beïnvloeding van de mesomerie i s waargenomen b i j de overeenkomstige aminen waarin z i j ontbreken. H i e r b i j d i e n t e c h t e r t e worden bedacht, d a t , a f g e z i e n van een enkel p r i m a i r amine, nagenoeg u i t s l u i t e n d A?methylverbindingen werden b e s t u -deerd. De vraag r i j s t , of in aminoverbindingen met A^-alkylgroepen van g r o t e r e omvang dan de methylgroep wel s t e r i s c h e beïnvloeding van de mesomerie voorkomt i n d i e n o r t h o - s t a n d i g e s u b s t i t u e n t e n ontbreken. Het leek gewenst om t e t r a c h t e n deze vraag t e b e a n t -woorden. Daartoe werden een aantal aminoverbindingen met omvang-r i j k e iV-alkylgomvang-roepen bestudeeomvang-rd.
In de e e r s t e p l a a t s werden enkele A^-raethyl-A'-alkylanilinen onderzocht. Volgens HiCKiNBOTTOM '* r e a g e e r t A'methylA'ter t. b u t y l a n i l i n e n i e t met s a l p e t e r i g z u u r . Het l i g t voor de hand om s t e r i -sche beïnvloeding van de mesomerie h i e r v o o r verantwoordelijk t e s t e l l e n , aangezien b i j de b e s t u d e r i n g van o r t h o - g e s u b s t i t u e e r d e yv,A'-dimethylanilinen i s gebleken, dat t e r t i a i r e aminen waarin de mesomere wisselwerking tussen de benzeenkern en de aminogroep i s belemmerd, deze r e a c t i e n i e t vertonen. Indien deze v e r o n d e r s t e l -l i n g j u i s t i s , dan i s A^-methy-l-A^-ter t. buty-l ani-l Ine een amine a -l s bovenbedoeld, waarin ondanks het ontbreken van o r t h o - s t a n d i g e sub-s t i t u e n t e n toch de mesub-somere wisub-ssub-selwerking tusub-ssub-sen de benzeenkern en de aminogroep i s belemmerd. Ten einde hieromtrent zekerheid t e 7
verkrijgen werden een aantal physlsche en chemische eigenschappen van deze verbinding bestudeerd, evenals van A^-methyl-/^f-sec. butyl-, -Af-isobutyl- en -Af-n. butyl aniline. Enerzijds vergemakkelijkte de vergelijking van de eigenschappen van deze vier isomeren de in-terpretatie van de waargenomen feiten, anderzijds was het n^et uitgesloten, dat in deze reeks van verbindingen in de aangegeven volgorde de mate van de belemmering van de mesomerie geleidelijk afneemt, aangezien het aantal vertakkingen van de alkylgroep kleiner wordt en het vertakkingspunt verder van het stikstofatoom komt te liggen.
Aangezien de cyclopentyl- en de cyclohexylgroep eveneens een vrij grote omvang bezitten en bovendien in bouw een zekere over-eenkomst met de sec. butyl groep vertonen, werden A'-methyl-A'-cyclo-pentyl- en -A^-cyclohexylaniline eveneens in deze onderzoekingen betrokken.
Er werd ook nagegaan of in A?-tert. butyl-, A'-cyclopentyl- en
N-cyclohexylaniline sterische beïnvloeding van de mesomerie voor-komt, hetgeen, afgaande op de bij de bovenbedoelde onderzoekingen verkregen resultaten, In de lijn der verwachtingen ligt. Evenals in de reeds eerder genoemde verbindingen ontbreken in deze secun-daire aminen ortho-standige substituenten. De overeenkomstige verbindingen, afgeleid van o-toluïdine, werden eveneens
bestu-deerd; weliswaar bevatten zij een ortho-standige methylgroep, doch in beginsel is dit van geen belang, aangezien de aminogroep bij voorkeur die positie zal innemen waarin de alkylgroep van de methylgroep is afgewend.
Ten slotte werd nog aandacht besteed aan de met de genoemde aminen corresponderende 4-nitroanlline-verbindingen, voor zover deze gesynthetiseerd konden worden. Dit schiep tevens de moge-lijkheid om na te gaan welke invloed een para-standige nitrogroep heeft op de"bij aniline-derivaten zonder deze groep optredende sterische beïnvloeding van de mesomerie.
Z. Het wezen van sterische beïnvloeding van de mesomerie Het is voor een beter begrip van het navolgende nuttig om aan te geven wat onder sterische beïnvloeding van de mesomerie wordt verstaan.
Bij dimethyl aniline wordt de mesomere wisselwerking tussen de benzeenkern en de aminogroep beschreven met behulp van niet-polaire structuren als I enjrzijds, niet-polaire of chinoïde structuren als Ila en lib anderzijds. In de structuren II maakt de amino-groep, die voorlopig eenvoudigheidshalve verondersteld wordt vlak te zijn, deel uit van een systeem, hetwelk vergelijkbaar is met
\ < - >
(-)
I l a l i b
d a t van aetheen. Evenals d i t b i j d i t l a a t s t e het geval i s , zal het eerstgenoemde systeem de k l e i n s t e energie-inhoud hebben b i j vlakke c o n f i g u r a t i e , dus indien de aminogroep en de benzeenkem c o p l a n a i r z i j n ; wordt de aminogroep over een zekere hoek u i t de c o p l a n a i r e stand gedraaid, dan zal de energie-inhoud al spoedig a a n z i e n l i j k toenemen. Het e f f e c t van een zelfde d r a a i i n g i s b i j s t r u c t u u r l veel geringer. Immers, in p r i n c i p e i s daar de amino-groep v r i j draaibaar om de enkele binding tussen deze s u b s t i t u e n t en de kern. Hoewel d i t nog n i e t behoeft t e betekenen, dat a l l e c o n f i g u r a t i e s die door d r a a i i n g worden verkregen, dezelfde ener-gie-inhoud hebben - e r kunnen bepaalde voorkeurstanden z i j n - , houdt d i t wel in, dat de e n e r g i e v e r a n d e r i n g e n d i e b i j d r a a i i n g optreden, zeker aanzienlijk k l e i n e r z i j n dan b i j de s t r u c t u r e n I I . Het v e r s c h i l in energie-inhoud van de s t r u c t u r e n I en I I i s der-halve het k l e i n s t in de coplanaire stand van de aminogroep.
Wat hiervan de gevolgen z i j n met betrekking t o t de bijdragen van s t r u c t u r e n a l s I en I I t o t het mesomere systeem, i s duidelijk, indien wordt bedacht dat deze worden bepaald door het v e r s c h i l i n energie-inhoud van deze grensstructuren; hoe g r o t e r d i t v e r s c h i l , des t e k l e i n e r i s de b i j d r a g e van de s t r u c t u u r met de g r o o t s t e energie-inhoud en des t e k l e i n e r i s de mesomerie-energie, d. w. z. des t e g r o t e r i s de energie-inhoud van het molecule. Derhalve i s b i j dimethyl a n i l i n e de b i j d r a g e van de p o l a i r e s t r u c t u r e n , d i e hier s t e l l i g de s t r u c t u r e n Èijn met de g r o o t s t e energie-inhoud, het g r o o t s t i n de p l a n a i r e c o n f i g u r a t i e ; de e n e r g i e - i n h o u d van het molecule i s dan het k l e i n s t .
A l l e r e e r s t kan u i t het voorgaande betoog worden geconcludeerd, d a t h e t dimethyl a n i l i n e m o l e c u l e s t r e e f t naar vlakke c o n f i g u r a -t i e . Verder volg-t h i e r u i -t , da-t de p o l a i r e s -t r u c -t u r e n een r e l a -t i e f k l e i n e r e bijdrage t o t het mesomere systeem leveren, indien de i n -s t e l l i n g van deze c o n f i g u r a t i e -s t e r l -s c h gehinderd i -s . Dit i -s h e t eenvoudigste in t e zien aan de hand van een voorbeeld. Afgaande op het molecule-model doordringen in 2-methyl-A?,A?-dimethylaniline de van der Waal s-spheren van één van de A?-methyl groepen en van de
ortho-standige methylgroep elkaar bij vlakke bouw in a a n z i e n l i j k e mate. Deze doordringing neemt bij draaiing van de aminogroep rond de C -N-binding af, de mesomerie-energie e c h t e r ook. Als gevolg van deze e l k a a r tegenwerkende f a c t o r e n zal h e t molecule nu de k l e i n s t e e n e r g i e - i n h o u d hebben i n een c o n f i g u r a t i e , waarin de vlakken van de aminogroep en de benzeenkern een zekere hoek met e l k a a r maken. Dit b e t e k e n t , d a t de b i j d r a g e n van de p o l a i r e s t r u c t u r e n in 2-methyl-Af,A'-dimethylaniline k l e i n e r z i j n dan in dimethyl anil Ine.
Men geeft deze bijzondere toestand aan door t e zeggen, dat in 2-methyl-Af,A'-dimethylaniline en in het algemeen in aminen waarin de i n s t e l l i n g van de p l a n a i r e c o n f i g u r a t i e i s belemmerd, s t e r i -sche beïnvloeding van de mesomerie voorkomt. Hoewel b i j de h i e r bedoelde verbindingen gesproken zou kunnen worden van s t e r i s c h e belemmering van de mesomerie, wordt aan de eerstgenoemde benaming voor d i t v e r s c h i j n s e l de voorkeur gegeven, aangezien z i j ook die g e v a l l e n omvat, waarin factoren van s t e r i s c h e aard een toename van de mesomere wisselwerking tussen een aromatische kern en een bepaalde s u b s t i t u e n t bewerkstelligen.
3. Bouw van de aminogroep in aromatische aminen. V a l e n t i e -a f b u i g i n g
Het beeld, dat in bovenstaande beschouwing i s gegeven, i s in verschillende opzichten s l e c h t s een ruwe benadering van de werke-l i j k h e i d . In de e e r s t e p werke-l a a t s z i j h i e r aandacht besteed aan de bouw van de aminogroep, welke in het voorgaande vlak i s veronder-s t e l d . Deze aanname, die men in de l i t e r a t u u r vaak tegenkomt, i veronder-s in h e t algemeen zeker n i e t j u i s t . p-Phenyleendiamine, benzidine en de beide corresponderende A^,Aftetramethylderivaten hebben d i -poolmomenten, d i e w e z e n l i j k van nul v e r s c h i l l e n ^"^, h e t g e e n s l e c h t s te v e r k l a r e n i s onder a a n v a a r d i n g van een p y r a m i d a l e s t r u c t u u r van de aminogroep, indien a l t h a n s de wel zeer onwaar-s c h i j n l i j k e v e r o n d e r onwaar-s t e l l i n g , d a t deze moleculen n i e t l i n e a i r zouden z i j n , wordt verworpen. De hoek tussen de vector die over-eenkomt met het moment van de aminogroep en h e t verlengde van de binding tussen de kern en het stikstofatoom kan met behulp van de bekende dipoolmome'ten van a n i l i n e en dimethyl a n i l i n e u i t de mo-menten van de bovengenoemde verbindingen worden berekend, indien wordt aangenomen dat de beide s u b s t i t u e n t e n v r i j d r a a i b a a r z i j n en dat z i j e l k a a r op geen enkele wijze beïnvloeden. Terwijl z i j bij vlakke bouw van de aminogroep 0° of 180° zou z i j n , vonden verschillende onderzoekers waarden tussen 30° en 50° of het
sup-NA AFLOOP DER PROMOTIE RECEPTIE IN DE AULA - OUDE DELFT No. 118
plement hiervan . Indien wordt nagegaan hoe groot deze hoek moet zijn, wil de vectoriele samenstelling van de momenten van tolueen en dimethyl aniline het dipool moment van 4-methyl-A?,W-dimethylaniline geven, dan wordt een waarde van 40° gevonden ^°; de hoek is dus scherp.
Met behulp van enkele veronderstellingen, waarvoor naar de oor-spronkelijke verhandeling zij verwezen, waren E V E R A R D en S U T T O N ^ in staat uit de dipoolmomenten van de genoemde p-phenyleendiaminen en benzidinen te berekenen, dat de hoeken tussen de valenties van elk der stikstofatomen in deze verbindingen 108-111° bedragen. Hoewel aan deze waarden geen al te grote betekenis mag worden ge-hecht, omdat zij nogal afhankelijk zijn van de gemaakte veronder-stellingen, blijkt toch wel duidelijk, dat in het algemeen de aminogroep in aromatische aminen een pyramidale structuur heeft, waarbij de hoeken tussen de valenties van het stikstofatoom on-geveer dezelfde grootte bezitten als de overeenkomstige hoeken bij koolstof. CouLsoN en D E H E E R '^ komen eveneens tot deze con-clusie.
Met opzet is in deze conclusie een voorbehoud gemaakt. De mo-gelijkheid bestaat, dat de configuratie rond het stikstofatoom bij draaiing van de aminogroep veranderingen ondergaat. Het is namelijk denkbaar, dat de grootte van de mesomere wisselwerking tussen de benzeenkern en de aminogroep van invloed is op de bouw van laatstgenoemde groep, in zoverre, dat deze minder pyramidaal wordt indien de wisselwerking toeneemt. K L E V E N S en P L A T T ^^ hebben als eersten bij een discussie van de ultraviolet-absorptiespectra van een aantal ortho-gesubstitueerde dimethylanilinen aandacht aan deze kwestie besteed. Zij berekenden uit de oscillatorensterkte van elk der banden van de spectra onder bepaalde aannamen de hoek over welke de aminogroep vanuit de coplanaire stand is gedraaid, Anderzijds voorspelden zij de draaiingshoek uit berekeningen aan de hand van molecule-modellen. De overeenstemming bleek beter te zijn, indien werd aangenomen dat de bouw van de aminogroep bij draaiing geleidelijk verandert van vlak tot pyramidaal zoals in ammoniak, dan indien deze groep werd verondersteld steeds vlak te zijn.
De onzekerheden in het bovenstaande zijn te groot om in deze overeenstemming een afdoend argument te zien. Bovendien ontbreekt de voor de hand liggende vergelijking met de hoeken, berekend in de veronderstelling dat de aminogroep steeds pyramidale struc-tuur heeft. Het tweede argument, door de genoemde onderzoekers ter staving van hun hypothese aangevoerd, is evenmin bevredigend, Het betreft hier het grote verschil in sterische beïnvloeding van de mesomerie bij 2-methyl- en 2, 6-dimethyl-7V, Af-dimethylaniline.
K L E V E N S en P L A T T hebben niet slechts uit het oog verloren, dat dit verschil even goed verklaard zou kunnen worden met een onver-anderlijke, mits niet vlakke, bouw van de aminogroep, doch ook dat een verschil van vergelijkbare grootte voorkomt bij verbin-dingen met één en met twee substituenten in ortho-stand ten op-zichte van een vlakke groep als de nitrogroep ^•'^, waarvoor va-lentie-afbuiging verantwoordelijk gesteld moet worden.
W E P S T E R ^^ meent uit energetische beschouwingen te kunnen af-leiden dat de bouw van de aminogroep bij draaiing om de C^^-N-binding inderdaad veranderingen ondergaat, doch dat deze geringer zijn dan door K L E V E N S en P L A T T werd aangenomen. Volgens deze on-derzoeker zouden de hoeken tussen de valenties van het stikstof-atoom variëren van ongeveer 113° tot ongeveer 109°.
Zolang de onderhavige kwestie niet tot een definitieve oplos-sing is gebracht, verdient het aanbeveling om voor de aminogroep een onveranderlijke pyramidale structuur aan te nemen. Gezien de eerder geciteerde gegevens wordt stellig geen hinderlijke fout gemaakt irdien de hoeken tussen de valenties van het stikstof-atoom worden gelijkgesteld aan de overeenkomstige hoeken bij het koolstofatoom, zodat met de normaal ter beschikking staande molecule-modellen een redelijk betrouwbaar beeld van de ruimte-lijke bouw van aromatische aminen kan worden verkregen.
Ten einde verwarring door invoering van een nieuwe benaming te voorkomen zal in het navolgende de aanduiding planaire
configura-tie, thans principieel onjuist, worden gehandhaafd. Hiermede wordt dan bedoeld die configuratie van het molecule waarin het vlak door de C -N-blnding en de as van symmetrie van het vrije electronendoublet loodrecht staat op het vlak van de benzeenring. De stand die de aminogroep in deze configuratie inneemt, blijft aangeduid als de coplanaire stand.
De in § 2 gegeven beschouwing is nog in een ander opzicht te siraplistisch. Daarin is verondersteld dat in aromatische aminen sterische hindering van de instelling van de planaire configura-tie steeds een draaiing van de aminogroep ten gevolge heeft. Er moet echter rekening mede gehouden worden, dat deze groep (of één van de A^-alkylgroepen) en de omvangrijke substituent, die de
ste-rische hindering veroorzaakt, hoogstwaarschijnlijk in meerdere of mindere mate van elkaar kunnen afbuigen, zodat de aminogroep in vele gevallen misschien toch nog betrekkelijk gemakkelijk copla-nair met de benzeenkern kan zijn. In beginsel is een dergelijke valentie-afbuiging stellig niet zonder invloed op de grootte van de mesomere wisselwerking tussen de benzeenkern en de aminogroep, aangezien de energie-inhouden van de polaire en de niet-polaire 12
structuren niet in dezelfde mate zullen veranderen. Zo is bij een afbuiging van de gehele aminogroep ongetwijfeld een belemmering van de bedoelde wisselwerking te verwachten. Het is echter niet onmogelijk, dat de situatie bij aromatische aminen analoog is aan die bij aromatische nitroverbindingen, bij welke valentie-afbui-ging volgens W E P S T E R en V E R K A D E '^ minder spoedig aanleiding schijnt te geven tot belemmering van de mesomere wisselwerking dan draaiing. Dit zou dan betekenen, dat in aminen waarin valentie-afbuigingen als bovenbedoeld zich kunnen voordoen, een geringere sterische beïnvloeding van de mesomerie voorkomt dan in overeen-komstige verbindingen waarin zulke afbuigingen zijn uitgesloten.
4. Aantonen van sterische beïnvloeding van de mesomerie Sterische beïnvloeding van de mesomerie heeft een aanzienlijke invloed op de physlsche en chemische eigenschappen van aromati-sche aminen. Dit is duidelijk, indien wordt bedacht dat bij belem-mering van de mesomere wisselwerking tussen de benzeenkern en de aminogroep de bijdragen van de polaire structuren afnemen, zodat de verbinding zich meer zal gaan gedragen alsof haar uitsluitend de niet-polaire structuur toekwam.
Bij een aantal in de literatuur beschreven onderzoekingen is deze invloed overtuigend aangetoond. Zo is gebleken, dat er tus-sen dialkylanilinen waarin, afgaande op molecule-modellen, de in-stelling var de planaire configuratie is belemmerd, en aminobindingen waarin deze belemmering ontbreekt, aanzienlijke ver-schillen bestaan in ultraviolet-absorptiespectrum, basiciteit, molaire refractie en snelheden van de reacties met salpeterigzuur en met diazöniumverbindingen. Zoals in de desbetreffende hoofd-stukken zal worden aangetoond, zijn de verschillen in overeen-stemming met hetgeen verwacht kan worden op grond van de afname van de bijdragen der polaire structuren.
Omgekeerd kan nu het uit deze onderzoekingen bekend geworden-verband tussen sterische beïnvloeding van de mesomerie en elk van de genoemde eigenschappen worden gebruikt om iets te weten te ko-men over het voorkoko-men van sterische beïnvloeding van de mesome-rie bij de in §1 opgesomde aminoverbindingen. Dientengevolge werd van al deze verbindingen het ultraviolet-absorptiespectrum be-paald, terwijl tevens van de aminen zonder nitrogroep de basici-teit en de molaire refractie werden bestudeerd; bovendien werden kwalitatief de nitroseerbaarheid en de koppelbaarheid van de on-derzochte dialkylanilinen vergeleken. Uit deze opsomming blijkt, dat van elk amine meerdere eigenschappen werden nagegaan, althans
voor zover moeilijkheden van experimentele aard daarbij geen beperkingen oplagden. Dit i s noodzakelijk, aangezien behalve s t e -r i s c h e beïnvloeding van de -r.,esome-rie nagenoeg a l t i j d ook ande-re factoren invloed uitoefenen op de bestudeerde eigenschappen. Door nu langs v e r s c h i l l e n d e wegen t o t gevolgtrekkingen t e komen en de-ze o n d e r l i n g t e v e r g e l i j k e n wordt aan het geheel v a n - c o n c l u s i e s een g r o t e r e z e k e r h e i d gegeven dan i n d i e n s l e c h t s één b e p a a l d e eigenschap zou z i j n onderzocht.
Een deel van de h i e r n a t e b e s c h r i j v e n onderzoekingen i s t o t stand gekomen met f i n a n c i ë l e hulp van het Delfts Hogeschool fonds. Ik betuig d i t fonds mijn dank voor de verleende steun.
H o o f d s t u k I S Y N T H E S E V A N D E
O N D E R Z O C H T E V E R B I N D I N G E N
1. Synthese van de van a n i l i n e a f g e l e i d e verbindingen
De bereiding van de iV-methyl-A'-alkylanilinen (alkyl = ri. butyl, isobutyl, s e c . b u t y l , t e r t . b u t y l , cyclopentyl of cyclohexyl) en van de Af-alkylanilinen en de 2-methyl-A'-alkylanilinen (alkyl = tert. butyl, cyclopentyl of cyclohexyl) ging met weinig moeilijkheden gepaard. Deze verbindingen konden worden verkregen door a l k y l -bromlde t e verwarmen met r e s p e c t i e v e l i j k A/-methylaniline, a n i l i n e en o - t o l u ï d i n e en het h i e r b i j gevormde broomwaterstofzure zout t e behandelen met waterige loog. Dat b i j de a l k y l e r i n g van de twee laatstgenoemde aminen geen of nagenoeg geen Af,A^-dialkylaminover-binding werd gevormd, was overeenkomstig de verwachtingen; de cyclopentyl- en de cyclohexylgroep en vooral de t e r t . butylgroep hebben een dusdanige omvang en vorm, dat de i n v o e r i n g van een tweede zodanige groep wel s t e l l i g met a a n z i e n l i j k e s t e r i s c h e h i n -dering gepaard zal gaan. In de l i t e r a t u u r wordt trouwens reeds melding gemaakt van het falen van pogingen t o t bereiding van N,N-d i - t e r t . b u t y l - *^ en Af.iV-N,N-dicyclohexylaniline ^®.
Aangezien het de bedoeling was zeer zuivere aminen te b e r e i -den, werd uitgegaan van verbindingen die zo min mogelijk verontreinigingen bevatten. De alkylbromiden werden met zorg g e d e s t i l -leerd. De primaire aminen werden verkregen door d e a c e t y l e r i n g van de corresponderende acetylaminoverbindingen, welke e n i g e malen waren o m g e k r i s t a l l i s e e r d . WMethylaniline werd gezuiverd door n i t r o s e r i n g , gevolgd door r e d u c t i e van het zorgvuldig g e f r a c t i o n -neerde nitrosamine.
Na de r e a c t i e , welke in nagenoeg a l l e gevallen werd uitgevoerd b i j een temperatuur van 120° - s l e c h t s b i j h e t invoeren van een t e r t . butyl groep werd een l a g e r e temperatuur aangehouden, aange-zien b i j 120° t e r t . butylbromide onder invloed van het g e b r u i k t e amine snel bleek t e o n t l e d e n - werden de gewenste verbindingen a l s volgt g e ï s o l e e r d . De ruwe t e r t i a i r e aminen werden gekookt met azijnzuuranhydride, waarna u i t de door u i t g i e t e n van het r e a c t i e -product in 5 Af zoutzuur verkregen oplossing met a e t h e r het even-tueel aanwezige iV-methylaceetanilide werd g e ë x t r a h e e r d ; u i t de zoutzure oplossing werd vervolgens met loog het gezochte amine in v r i j h e i d g e s t e l d . Opvallend was d a a r b i j , dat van de v i e r
A'-methyl-:V-buty]anil inen, b i j welke v e r b i n d i n g e n a a n v a n k e l i j k met deze zuivering werd v o l s t a a n , de i s o b u t y l v e r b i n d i n g de enige was d i e na deze behandeling nog van de t h e o r i e afwijkende a n a l y s e r e s u l t a -ten gaf, z e l f s i n d i e n b i j de b e r e i d i n g u i t g e g a a n was van z e e r z u i v e r isobutylbromide; de reden hiervan i s n i e t d u i d e l i j k ge-worden. W-Tert. butyl a n i l i n e werd afgescheiden volgens de door HICKINBOTTOM '* aangegeven methode, waarbij gebruik wordt gemaakt van het f e i t , dat in waterige suspensie bij kamertemperatuur de genoemde v e r b i n d i n g n i e t , a n i l i n e daarentegen wel r e a g e e r t met azijnzuuranhydride. Deze methode bleek ook zeer geschikt t e z i j n voor de scheiding van 2-methyl-Af-tert.butylaniline en o - t o l u ï d i n e . De secundaire aminen met een A'-cycloalkylgroep konden door des-t i l l a des-t i e op bevredigende wijze u i des-t h e des-t r e a c des-t i e p r o d u c des-t worden geïsoleerd.
Met uitzondering van Af-methyl-A'-n. b u t y l - en-A^-sec. b u t y l a n i l i n e werd elk van de aldus verkregen aminen t e r verdere zuivering omgezet in het zoutzure zout, dat enige malen werd o m g e k r i s t a l l i -seerd, waarna het met waterige loog werd ontleed. Na deze behan-deling gaf ook het ./V-methyl-Af-isobutyl a n i l i n e goede analyseresul-t a analyseresul-t e n . Af-Meanalyseresul-thyl-Af-n. buanalyseresul-tyl a n i l i n e werd op s o o r analyseresul-t g e l i j k e wijze ge-zuiverd via het oxalaat. Aangezien zowel het zoutzure a l s het p-naphthal eensul f onzure zout van Af-methyl-Af-sec. b u t y l a n i l i n e o l i ë n bleken te z i j n die n i e t t o t k r i s t a l l i s a t i e konden worden gebracht en h e t z e l f d e het geval was met het p i k r a a t en het o x a l a a t , werd bij de z u i v e r i n g van deze verbinding noodgedwongen v o l s t a a n met ontleding van het vloeibare zoutzure zout, dat daartoe e e r s t werd afgezonderd, gevolgd door d e s t i l l a t i e van het h i e r b i j verkregen amine door een Vigreuxopzet; het kooktraject van het aldus v e r -kregen amine bedroeg 0,4° tegen 0,2° bij de andere aminen.
Pogingen om 2 - t e r t . butyl-Af-tert. b u t y l a n i l i n e t e bereiden u i t t e r t . butylbromide en 2 - t e r t . b u t y l a n i l i n e faalden. Deze verbinding kon evenmin worden verkregen door verwarming van 2tert.butylAfb e n z y l i d e e n a n i l i n e met t e r t . 2tert.butylAfbutyl2tert.butylAfbromide, gevolgd door a f s p l i t -sing van de benzylideengroep.
Gezien de bereidingswijzen en de r e s u l t a t e n van de elementair-analysen liggen de s t r u c t u r e n van de Af-methyl-Af-alkylanilinen in f e i t e reeds geheel vast. Dat het t e r t i a i r e aminen z i j n wordt be-wezen door het f e i t dat z i j n i e t reageren met azijnzuuranhydride; een andere aanwijzing hiervoor, hoewel s t r i k t genomen n i e t p a s -send in de gedachtengang van d i t p r o e f s c h r i f t , kan worden gevon-den in de r e s u l t a t e n van hoofdstuk V, volgens welke elk van deze aminen, uitgezonderd A'methylA'tert.butylaniline, met s a l p e t e r i g -zuur een C - n i t r o s o v e r b i n d i n g geeft. Met het doel ook voor deze u i t z o n d e r i n g een aanvullend s t r u c t u u r b e w i j s t e l e v e r e n werd Af-16
t e r t . b u t y l a n i l i n e verwarmd met m e t h y l j o d i d e . U i t h e t r e a c t i e -product kon een verbinding worden geïsoleerd welker p i k r a a t iden-t i e k was meiden-t daiden-t van heiden-t u i iden-t Af-meiden-thylaniline en iden-t e r iden-t . buiden-tylbromide bereide amine. Deze verbinding moet derhalve wel ^-methyl-A^-tert. b u t y l a n i l i n e z i j n .
De o v e r i g e aminen bleken t e reageren met p t o l u e e n s u l f o c h l o ride onder vorming van in verdunde waterige loog onoplosbare s u l -fonamiden. Zij reageerden eveneens met s a l p e t e r i g z u u r , waarbij n i t r o s o v e r b i n d i n g e n ontstonden, die door r e d u c t i e konden worden omgezet in de aminen waarvan was uitgegaan. Deze aminen z i j n der-halve secundair, zodat hun s t r u c t u r e n , mede gezien de bereidingswijzen en de r e s u l t a t e n van de elementairanalysen, geheel v a s t -1 iggen.
Omtrent de n i t r o s e r i n g van Af-tert. b u t y l a n i l i n e en d i e van 2-methyl-Af-tert. b u t y l a n i l i n e , uitgevoerd in een mengsel van zoutzuur en i j s a z i j n , waarin deze aminen b e t e r oplossen dan i n zoutzuur a l l e e n , v a l t nog op t e merken dat de r e a c t i e s s l e c h t s dan goed verliepen, indien een grote overmaat n i t r i e t o p l o s s i n g zeer lang-zaam werd toegevoegd. Daarbij ontstonden e c h t e r nevenproducten. Elk van de beide r e a c t i e p r o d u c t e n bleek namelijk door
stoomdes-t i l l a stoomdes-t i e in stoomdes-twee f r a c stoomdes-t i e s g e s p l i stoomdes-t s stoomdes-t stoomdes-t e kunnen worden; hestoomdes-t vluch-t i g e reacvluch-tieproducvluch-t was hevluch-t gewensvluch-te nivluch-trosamine, hevluch-t andere werd gevormd door 4 n i t r o A ' n i t r o s o ^ t e r t . b u t y l a n i l i n e , r e s p e c t i e v e -l i j k 2-methy-l-4-nitro-Af-nitroso-Af-tert. b u t y -l a n i -l i n e . De vorming van d e r g e l i j k e verbindingen u i t s e c u n d a i r e aromatische aminen, h e t z i j door langdurig i n l e i d e n van n i t r e u z e danpen, h e t z i j door toevoegen van een grote overmaat n a t r i u m n i t r i e t , i s in de l i t e r a -tuur meerdere malen beschreven i ^ " " .
2. Synthese van de van 4 - n i t r o a n l l i n e a f g e l e i d e verbindingen
Van de v e r s c h i l l e n d e methoden volgens welke de benodigde 4-n i t r o a 4-n i l i 4-n e - d e r i v a t e 4-n - de i4-n het begi4-n va4-n de voorgaa4-nde para-graaf genoemde aminen, nu e c h t e r met een ten o p z i c h t e van de aminogroep p a r a - s t a n d i g e n i t r o g r o e p - in p r i n c i p e kunnen worden g e s y n t h e t i s e e r d , i s diegene waarbij primaire of secundaire a l i -phatische aminen met een 4-nitro-halogeenbenzeen worden verwarmd, s t e l l i g de a a n t r e k k e l i j k s t e . Zij l e i d t op eenduidige en betrekkel i j k eenvoudige wijze t o t de gewenste verbindingen. Bij de t o e -passing van deze methode met 4-nitro-broombenzeen a l s grondstof werden e c h t e r grote moeilijkheden ondervonden. Deze verbinding bleek namelijk uitermate t r a a g met de a l i p h a t i s c h e aminen te rea-geren, zodat het noodzakelijk was om het reactiemengsel gedurende lange t i j d op hoge temperatuur t e v e r h i t t e n . Daarbij vond in
aan-z i e n l i j k e mate ontleding p l a a t s ; de in s l e c h t e opbrengst verkregen verbindinverkregen waren dientengevolge v e r r e van zuiver. Deze e r -varing stemt geheel overeen met diegene, welke WILMINK ^° heeft beschreven. Daarentegen werden uitstekende r e s u l t a t e n geboekt i n -dien uitgegaan werd van 4-nitro-fluorbenzeen (en van 2-methyl-4-n i t r o - f l u o r b e 2-methyl-4-n z e e 2-methyl-4-n voor de b e r e i d i 2-methyl-4-n g va2-methyl-4-n de verbi2-methyl-4-ndi2-methyl-4-nge2-methyl-4-n die op één van de ten opzichte van de aminogroep ortho-standige plaatsen een methylgroep b e v a t t e n ) , zulks in overeenstemming met gegevens in de l i t e r a t u u r , volgens welke anionoïde s u b s t i t u t i e r e a c t i e s van deze verbinding veel s n e l l e r verlopen dan die van 4-nitro-broom-benzeen ^'"^^. In de meeste gevallen werd een goede omzetting be-r e i k t doobe-r de o p l o s s i n g van f l u o be-r v e be-r b i n d i n g en amine in dioxan gedurende enige etmalen t e koken; s l e c h t s b i j de b e r e i d i n g van 4nitroA'tert. b u t y l a n i l i n e en van 2methyl4nitroA'tert. b u t y l -a n i l i n e w-as het nodig de oplossingen in een C-ariusbuis op 160-170° t e verwarmen.
4-Nitro-A'-methyl-A'-tert. b u t y l a n i l i n e kon op deze wijze n i e t worden b e r e i d . S t e r i s c h e h i n d e r i n g i s h i e r b i j ongetwijfeld een f a c t o r van belang. Bovendien v i n d t een zeer merkwaardige o n t l e -ding p l a a t s , want u i t het reactieproduct konden 4-nitro-Af-methyl-en - A f - t e r t . b u t y l a n i l i n e word4-nitro-Af-methyl-en geïsoleerd. Verwarming van de na-triumverbinding van 4-nitro-Af-tert. b u t y l a n i l i n e met methyljodide leidde evenmin t o t de gewenste verbinding.
4-Nitro-fluorbenzeen werd bereid zowel door gefractionneerde d e s t i l l a t i e van het mononitratieproduct van fluorbenzeen a l s door pyrolyse van 4-nitro-benzeendiazoniumboorfluoride. 2-Methyl-4-n i t r o - f l u o r b e 2-Methyl-4-n z e e 2-Methyl-4-n werd verkrege2-Methyl-4-n door pyrolyse va2-Methyl-4-n 2-methyl-4-nitro-benzeendiazoniumboorfluoride. Tert.butylamine werd gesyn-t h e gesyn-t i s e e r d uigesyn-tgaande van gesyn-t e r gesyn-t . b u gesyn-t y l ureum. De overige primaire en met uitzondering van methyl-tert. butyl amine, a l l e secundaire ami-nen werden bereid door k a t a l y t i s c h e hydrogenering van een mengsel van a e q u i v a l e n t e hoeveelheden aldehyde of keton en ammoniak of methylamine; de eerstgenoemde verbindingen werden a i s zodanig u i t het r e a c t i e p r o d u c t g e ï s o l e e r d , de andere a l s n i t r o s a m i n e . Het kookpunt van m e t h y l - t e r t . butylamine (70-71°), op overeenkomstige wijze bereid u i t tert.butylamine en formaldehyde, bleek aanzien-l i j k hoger t e z i j n dan dat van de v e r b i n d i n g , d i e SABATIER en MAILHE ^^ verkregen b i j de k a t a l y t i s c h e hydrogenering van tert,
b u t y l i s o n i t r i l e ; d i t kookpunt bedroeg 54-56°. Hetzel f de hoogkoken-de amine kon worhoogkoken-den bereid door methylering van t e r t . b u t y l a m i n e met methyljodide, evenals door behandeling van A-benzylideen-tert. butylamine met dimethyl s u l f a a t gevolgd door a f s p l i t s i n g van de benzylideengroep. De r e s u l t a t e n van de elementairanalysen waren i n goede overeenstemming met de formule CjHjjN. Het bij al deze bereidingen verkregen amine was t e n i t r o s e r e n ; h e t nitrosamine 18
gaf eveneens goede a n a l y s e r e s u l t a t e n . Hetzelfde n i t r o s a m i n e en h e t z e l f d e amine konden worden verkregen u i t het hydrogenerings-product van t e r t . b u t y l i s o n i t r i l e . Bovendien gaf het amine bij be-handeling met phenylisocyanaat een ureum-derivaat, hetwelk b i j analyse de verwachte samenstelling bleek t e b e z i t t e n ; het smelt-punt was echter n i e t onaanzienlijk hoger dan datgene hetwelk door SABATIER en MAILHE ^^ wordt vermeld. De genoemde onderzoekers hebben derhalve hoogstens zeer onzuiver methyl-tert.butylamine in handen gehad. Er moge h i e r nog op gewezen worden, dat het f e i t dat b i j de r e a c t i e van het op bovengenoemde wijzen bereide amine met 4-nitro-fluorbenzeen zowel een verbinding met een methylamino-groep a l s een verbinding met een t e r t . butylaminomethylamino-groep o n t s t a a t , een aanwijzing vormt voor de j u i s t h e i d van de toegekende s t r u c -tuur. Een andere aanwijzing i s verder, dat d i t amine b e t e r p a s t i n de r i j t e r t . butylamine (kpt 44-46°), m e t h y l - t e r t . butylamine, d i m e t h y l - t e r t . butylamine (kpt 90-92°) indien het kookpunt 70-71° bedraagt dan indien d i t 54-56° zou zijn. Van de onderzochte syn-thesen van m e t h y l - t e r t . butylamine i s diegene waarbij Af-benzyli-deen-tert.butylamine wordt gemethyleerd, de beste.
Opmerkelijk i s nog, dat b i j o m k r i s t a l l i s a t i e van h e t boven-bedoelde u r e u m - d e r i v a a t , h e t Af-methyl-Af-tert. butyl-A^'-phenyl-ureum, u i t verdunde alcohol Af,A^'-diphenylureum o n t s t o n d . Deze omzetting, die n i e t p l a a t s vond indien u i t een mengsel van ben-zeen en petroleumaether (kpt 60-80°) werd omgekristalliseerd, i s t e v e r g e l i j k e n met diegene welke Af-phenylureum b i j verwarmen met water ondergaat; h i e r b i j o n t s t a a t eveneens Af,Af'-diphenylureum ^*. De aldus verkregen 4 - n i t r o a n i l i n e - d e r i v a t e n werden gezuiverd door omkristal l i s e r e n , uitgezonderd 4-nitro-JV-methyl-A'-sec. bu-t y l a n i l i n e , dabu-t b i j kamerbu-temperabu-tuur v l o e i b a a r i s en dienbu-tenge- dientenge-volge werd g e d e s t i l l e e r d .
De s t r u c t u r e n van de verbindingen liggen in f e i t e door de be-reidingswijzen geheel v a s t . Er moge h i e r nog op gewezen worden dat, b l i j k e n s de in hoofdstuk V vermelde r e s u l t a t e n , de door r e -ductie van de 4-nitro-A'-raethyl-iV-alkylanilinen verkregen p-phe-nyleendiamln-n stuk voor stuk i d e n t i e k z i j n met de verbindingen, vericregen door de corresponderende NmethylAfalkylanilinen t e n i -troseren en de gevormde nitrosoverbindingen t e reduceren. Bij be-handeling van 4-nitro-yV-tert. b u t y l a n i l i n e en 2-methyl-4-nitro-Af-t e r 2-methyl-4-nitro-Af-t . b u 2-methyl-4-nitro-Af-t y l a n i l i n e me2-methyl-4-nitro-Af-t s a l p e 2-methyl-4-nitro-Af-t e r i g z u u r on2-methyl-4-nitro-Af-ts2-methyl-4-nitro-Af-taan ni2-methyl-4-nitro-Af-trosaminen, die identiek z i j n met de bijproducten van de n i t r o s e r i n g van Af-tert. b u t y l a n i l i n e r e s p e c t i e v e l i j k 2-methyl-A'-tert. b u t y l a n i l i n e . Ten s l o t t e z i j nog vermeld dat 4-nitro-Af-n. b u t y l - , -iV-tert. b u t y l - , iVcyélopentyl en Afcyclohexylaniline reageren met p t o l u e e n -s u l f o c h l o r i d e onder vorming van in verdunde waterige loog onop-19
losbare sulfonamiden. De overeenkomstige verbindingen met een me-tliylgroep in o r t h o - s t c n d ten opzichte van de aminogroep geven de-ze r e a c t i e n i e t ; z i j kunnen echter geen andere s t r u c t u r e n hebben, aangezien z i j bereid z i j n u i t dezelfde aminen a l s de bovengenoem-de verbindingen en u i t 2-methyl-4-nitro-fluorbenzeen, waarvan bovengenoem-de s t r u c t u u r v a s t l i g t . Het falen van deze r e a c t i e moet hoogstwaar-s c h i j n l i j k worden toegehoogstwaar-schreven aan hoogstwaar-s t e r i hoogstwaar-s c h e hindering.
3 . Experimenteel g e d e e l t e *
Z u i v e r i n g v a n d e g r o n d s t o f f e n
A n i l i n e werd b e r e i d door a c e e t a n i l i d e , dat enige malen u i t 50%-ige alcohol was o m g e k r i s t a l l i s e e r d , meteen grote overmaat 4 Af zoutzuur te hydrolyseren. o-Toluïdine werd verkregen, h e t z i j door op overeenkomstige wijze 2 - m e t h y l a c e e t a n i l i d e t e h y d r o l y s e r e n , h e t z i j door 2 - m e t h y l f o r m a n i l i d e t e deformyleren v o l g e n s VAN RooN, VERKADE en WEPSTER ^', iV-Methylaniline werd gezuiverd door n i t r o s e r i n g ^*, gevolgd door r e d u c t i e van het verkregen Af-nitroso-Af-methylaniline ^ ' . Een voorhanden z i j n d e h o e v e e l h e i d 2 - t e r f .
b u t y l a n i l i n e werd t e r z u i v e r i n g omgezet in h e t fB-naphthaleen-sulfonaat (smpt 192°), hetwelk vervolgens met waterige loog werd ontleed.
Met u i t z o n d e r i n g van t e r t . butylbromide waren a l l e benodigde alkylbromiden voorhanden. Zij werden z o r g v u l d i g g e d e s t i l l e e r d door een lange Vigreuxopzet. Tert. butylbromide werd b e r e i d door een mengsel van 100 g t e r t . butyl a l c o h o l , 420 ml 46%-ig broom-w a t e r s t o f z u u r en 85 ml g e c o n c e n t r e e r d zbroom-wavelzuur gedurende 12 uren b i j kamertemperatuur t e schudden en de r e a c t i e m a s s a op de g e b r u i k e l i j k e wijze op t e werken; aldus werden 131 g (71%) tert. butylbromide van kpt 71-73° verkregen.
A f - M e t h y l - A f - n . b u t y l a n i l i n e **
Een mengsel van 43,0 g gezuiverd JV-methyl a n i l i n e en 68 g n. butylbromide werd gedurende 1 uur aan een t e r u g v l o e i k o e l e r op 120° verwarmd. De verkregen zoutmassa werd na afkoeling o n t l e e d met 2 Af loog; de organische laag werd afgescheiden, gewassen met
*) üe in de experimentele gedeelten vermelde araelt-, stol- en kookpunten
"zi^n gecorrigeerd. Voor zover geen kleur is vermeld zijn de
verbin-dingen kleurloos. De elementair analysen werden verricht doordeHeren M. VAN LEEUWEN, M.A. HOEFNAGEL en T. TILLEMANS; ik betuig hen mijn dank voor de zorg, die zij aan deze analysen hebben besteed.
*•) Bij de bereiding van deze verbinding werd, evenals bij de synthese van Af»methyl-/V-isobutyl-, -A'-sec. butyl- en -/V-ter t. butylaniline , ge-bruik gemaakt van ervaringen, opgedaan door i r A. F.A. H. DA COSTA.
water en nogmaals verwarmd met n. butylbromide, nu met 15 g gedu-rende 5 uren. Wederom werd loog toegevoegd, waarna het amine werd opgenomen in aether. Nadat de a e t h e r i s c h e oplossing met water was gewassen en op w a t e r v r i j n a t r i u m s u l f a a t was gedroogd, werden aether en overmaat bromide b i j gewone druk a f g e d e s t i l l e e r d .
Het a l d u s verkregen ruwe amine werd met 25 g g e d e s t i l l e e r d azijnzuuranhydride gedurende 2 uren aan een t e r u g v l o e i k o e l e r ge-kookt; 1 druppel geconcentreerd zwavelzuur was a l s k a t a l y s a t o r toegevoegd. Nadat de door u i t g i e t e n van het r e a c t i e p r o d u c t in een mengsel van 200 ml geconcentreerd zoutzuur en 280 ml water ver-kregen oplossing gedurende 6 uren continu met aether was geëxtra-heerd, werd z i j a l k a l i s c h gemaakt, waarbij h e t amine z i c h af-scheidde. Dit werd i n aether opgenomen. Uit de a e t h e r i s c h e oplos-sing konden 41,1 g iV-methyl-Af-n. b u t y l a n i l i n e van kpt 123-128°/20 mm worden g e ï s o l e e r d . Bij hernieuwde d e s t i l l a t i e , nu door een kleine Vigreuxopzet, bleken 31,1 g (48%) t e koken bij 125-127°/20 mm (REILLY en HICKINBOTTOM ^°: 242-243°/766 mm).
Het zoutzure zout scheidde zich a l s een o l i e af indien droog zoutzuurgas in een a e t h e r i s c h e oplossing van het amine werd ge-l e i d ; deze o ge-l i e k r i s t a ge-l ge-l i s e e r d e wege-liswaar na verge-loop van enkege-le weken, doch de vaste stof was n i e t om te k r i s t a l l i s e r e n . Het oxa-l a a t , bereid door aan het amine een a e t h e r i s c h e opoxa-lossing van wart e r v r i j oxaalzuur wartoe warte voegen, was goed u i wart acewarton om wart e k r i s -t a l l i s e r e n , waarna h e -t smp-t 86-88° bedroeg. Bij de o n -t l e d i n g hiervan met waterige loog werd veel water toegevoegd om h e t an-organische oxalaat i n o p l o s s i n g t e houden. Het aldus gezuiverde amine kookte bij 126°/20 mm.
Cj^Hj^N (163,25). Berekend: C 80.92%, H 10,50%, N 8,58%. Gevonden: C 80,9 %, H 10. 5 %, N 8,6 %.
A f - M e t h y l - A f - s e c . b u t y l a n i l i n e
Op overeenkomstige wijze werd Af-methyl-Af-sec.butylaniline (kpt 120-121°/20 mm) verkregen in een opbrengst van 52%. Het p i k r a a t . o x a l a a t . hydrochloride en p-naphthaleensul fonaat van d i t amine bleken o l i ë n t e z i j n , die n i e t t o t k r i s t a l l i s a t i e konden worden gebracht. Het v l o e i b a r e hydrochloride werd afgescheiden en o n t -leed. waarna het verkregen amine door een grote Vigreuxopzet werd g e d e s t i l l e e r d . Het aldus gezuiverde amine kookte bij 121°/21 nin. CiiHjyN (163.25). Berekend: C 80,92%. H 10,50%, N 8,58%.
Gevonden: C 80.9 %. H 10.6 %. N 8,6 %.
/ V - M e t h y l - A f - i s o b u t y l a n i l i n e
wijze uitgevoerd. De opbrengst aan ruw amine van kpt 117-121°/21 mm (JONES ^^: 227-228°, NOELTING ^^: 234-236°) bedroeg 54%. Noch door fractionneren door een Vigreuxopzet, noch door herhaling van de behandeling met azijnzuuranhydride kon een product met k l e i n e r k o o k t r a j e c t worden verkregen. Dit gelukte wel indien b i j de be-r e i d i n g zuivebe-r isobutylbbe-romide met kpt 91° e n n " 1,4330 (VOGEL ^^•.
n^° 1.43475) werd gebruikt, verkregen door een voorhanden zijnd
p r e p a r a a t t e f r a c t i o n n e r e n met behulp van een kolom v o l g e n s BRUUN ^*, welke 20 b o r r e l s c h o t e l s b e v a t t e ( t o e g e p a s t e r e f l u x -verhouding 10); h e t u i t d i t bromide b e r e i d e amine kookte b i j 104-106°/10 mm.
C^jH^^N (163,25). Berekend: 0 80,92%, H 10,50%, N 8,58%. Gevonden: C 80,5 %, H 10, 3 %, N 8,8 %,
Vervolgens werd het zoutzure zout bereid door in een oplossing van het amine in absolute aether droog zoutzuurgas t e leiden; de o l i e die zich h i e r b i j afscheidde, was na een nacht overstaan in de i j s k a s t u i t g e k r i s t a l l i s e e r d . Dit zout, dat zeer hygroscopisch was, waardoor het onmogelijk was om een smeltpunt t e bepalen, werd tweemaal u i t a e t h y l a c e t a a t o m g e k r i s t a l l i s e e r d , waarna h e t met verdunde waterige loog werd o n t l e e d . Het aldus gezuiverde amine kookte bij 115°/14 mm.
CjjHjyN (163.25). Gevonden: C 80,8%, H 10,4%, N8,7%.
Het p i k r a a t , bereid door aan het amine een alcoholische oplossing van p i k r i n e z u u r toe t e voegen, was een geel gekleurde v e r -binding, die na o m k r i s t a l l i s e r e n u i t a b s o l u t e alcohol smolt b i j 105° (KOMATSU ^^: 99-100°).
i V - M e t h y l - A f - t e r t . b u t y l a n i l i n e
a) iV-Methylaniline werd met t e r t . butylbromide op 65-70° v e r h i t ; daarbij ontweek isobuteen. De v e r h i t t i n g werd driemaal herhaald. Bij de afscheiding van het amine u i t het reactieproduct werd zo-veel azijnzuuranhydride gebruikt a l s overeenkwam met de hoezo-veel- hoeveel-heid /V-methylaniline waarvan was uitgegaan. De opbrengst aan ruw A/-methyl-Af-tert.butylaniline van kpt 96-98°/20 mm (HICKINBOTTOM*: 8 1 - 8 2 ° / 3 9 mm; mogelijk i s d i t een drukfout) bedroeg 15%. Het zoutzure zout werd tweemaal u i t a b s o l u t e alcohol o m g e k r i s t a l l i -s e e r d , waarna het met verdunde waterige loog werd o n t l e e d . Het gezuiverde amine kookte bij 93°/15 mm.
CjiHj^N (163.25). Berekend: C 80.92%. H 10,50%. N 8.58%. Gevonden: C 80, 7 %, H 10, 4 %, N 8, 6 %.
omkrist a l l i s e r e n u i omkrist absoluomkriste alcohol smolomkrist b i j 159160°, o n omkrist l . ( H I C K I N -BOTTOM *: 162-163°, o n t l . ) .
b) Een oplossing van 4,47 g /V-tert. b u t y l a n i l i n e en 4,2 g methyljodide in 50 ml methyl alcohol werd gedurende 1 uur aan een t e r u g -vloeikoeler gekookt. Na het toevoegen van 2.0 g methyljodide werd het koken nog gedurende 1 uur voortgezet. Uit h e t door droogdam-pen van de met zoutzuur aangezuurde oplossing verkregen zoutmeng-sel werd door behandeling met waterige loog het amine i n v r i j h e i d gesteld, dat vervolgens werd opgenomen i n a e t h e r . Na a f d e s t l l l e -ren van de a e t h e r werd aan h e t r e s i d u een o p l o s s i n g van 7,0 g pikrinezuur I n 120 ml benzeen toegevoegd, waarbij zich 4,44 g p i -k r a a t van smpt 158-159°, o n t l . , afscheidden. Door opwer-king van de moederloog konden nog 2.15 g van h e t z e l f d e smeltpunt worden verkregen. Uit het mengsmeltpunt bleek, dat d i t p i k r a a t i d e n t i e k was met dat van het amine bereid u i t iV-methylaniline en t e r t . bu-tylbromide.
N"Uethy1 -N-cyclop e n t y l a n i 1 i n e
/V-Methyl-iV-cyclopentylaniline van kpt 145-150°/18 mm werd op dezelfde wijze b e r e i d a l s Af-methyl-Af-n. b u t y l a n i l i n e . Het rendement bedroeg 60%. Het zoutzure zout werd tweemaal o m g e k r i s t a l l i -seerd u i t een mengsel van veel a e t h y l a c e t a a t en weinig a b s o l u t e a l c o h o l , waarna h e t smolt b i j 141-144°. Het h i e r u i t verkregen gezuiverde amine kookte bij 142°/14 mm.
CijHiyN (175.26). Berekend: C 82.23%, H 9.78%, N 7,99%. Gevonden: C 82,3 %. H 10.0 %. N 8.0 %.
A ? - M e t h y l - A ? - c y c l o h e x y l a n i l i n e
Het op overeenkomstige wijze in een opbrengst van 43% verkre-gen ruwe Af-methyl-7V-cyclohexylaniline kookte bij 152-156°/16 mm. Het zoutzure zout werd tweemaal uit aethylacetaat omgekristalli-seerd, waarna het smpt 110-111° ( B U S C H en G E B E L E I N ^®: 196°) be-droeg. Het werd vervolgens met verdunde waterige loog ontleed. Het gezuiverde amine kookte bij 151°/11 mm (D. R. P. 490 715 ^®: 148-150°/12 mm).
C13H19N (189,29). Berekend: C 82,48%, H 10.12%. N 7.40%. Gevonden: C 82. 5 %. H 10.1 %. N 7. 4 %.
N-Ter t . b u t y l a n i l i n e
36.8 g aniline werden met achtereenvolgens 65 g, 30 g en 20 g tert. butylbromide gedurende respectievelijk 2. 5 en 8 uren aan
een t e r u g v l o e i k o e l e r op 45° verwarmd; d a a r b i j o n t s t o n d s l e c h t s b e t r e k k e l i j k weinig isobuteen. Na elke v e r h i t t i n g s p e r i o d e werd het gevormde broomwaterstofzuur met 2 Af loog weggenomen. Nadat de overmaat tert.butylbromide was verwijderd door het reactieproduct b i j een druk van 10 mm op ^15° t e verwarmen, werden aan de goed geroerde suspensie van het verkregen aminemengsel in 250 ml water langzaam 35 ml azijnzuuranhydride toegevoegd. Na verloop van 2 uren werd met soda a l k a l i s c h gemaakt. Uit het mengsel van N'tert.
b u t y l a n i l i n e en a c e e t a n i l i d e konden door s t o o m d e s t i l l a t i e , ge-volgd door de g e b r u i k e l i j k e opwerking van het d e s t i l l a a t , 29,5 g
(50%) van de eerstgenoemde verbinding van kpt 82-86°/9 mm worden geïsoleerd.
Het zoutzure zout werd tweemaal u i t 2 N zoutzuur omgekristal-l i s e e r d , waarna het smpt 228-229° bedroeg. Het h i e r u i t verkregen amine kookte bij 93°/15 mm (HICKINBOTTOM *: 93°/19'/2 mm).
CJQHJJN (149,23). Berekend: C 80.48%. H 10.13%. N 9.39%. Gevonden: C 80.3 %. H 9.9 %. N 9.5 %.
Het goudgeel gekleurde p i k r a a t had na o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van benzeen en absolute alcohol een smpt van 186°, o n t l .
(HICKINBOTTOM *: 191-192°, o n t l . ) .
Door aan een oplossing van 1,49 g Af-tert.butylaniline en 2,00 g p - t o l u e e n s u l f o c h l o r i d e in 3 ml droge p y r i d i n e , welke twee dagen b i j kamertemperatuur had gestaan, 50 ml 2 A/ zoutzuur toe t e voe-gen werden 2.56 g (85%) Af-(p-tolueensulfonyl)-iV-tert. b u t y l a n i l i n e verkregen, aanvankelijk a l s o l i e , d i e e c h t e r snel u i t k r i s t a l l i
-seerde. Na tweemaal o m k r i s t a l l i s e r e n u i t methylalcohol was h e t smpt 84-85° (HICKINBOTTOM *: 82-83°). Deze verbinding was
onop-losbaar in verdunde waterige loog.
CjyHjjOjNS (303.40). Berekend: C 67.29%. H 6,98%. Gevonden: C 67,1 %, H 6,9 %.
W-Nitroso-Af-tert. b u t y l a n i l i n e werd a l s volgt bereid. Aan een goed geroerde en met i j s w a t e r gekoelde o p l o s s i n g van 11,92 g N-t e r N-t . b u N-t y l a n i l i n e in een mengsel van 80 ml geconcenN-treerd zouN-t- zout-zuur en 120 ml i j s a z i j n we^-den in de loop van 6 uren 50 ml van een 30%-ige oplossing van n a t r i u m n i t r ' e t in water toegedruppeld. Na verdunnen met water werd de. v a s t e s t o f a f g e f i l t r e e r d ; een tweede hoeveelheid werd verkregen door het f i l t r a a t enige malen met a e t h e r u i t te schudden en van de a e t h e r i s c h e o p l o s s i n g na wassen met loog en met water en na drogen de aether af te d e s t i l -leren. Beide p o r t i e s werden tezamen aan een s t o o m d e s t i l l a t i e on-derworpen. Door f i l t r a t i e van het d e s t i l l a a t werden 8,77 g (62%) Af-nitroso-Af-tert. b u t y l a n i l i n e van smpt 56-60° verkregen. Bij om-k r i s t a l l i s e r e n u i t p e t r o l e u m a e t h e r (om-kpt 40-60°) s t e e ? het smpt
t o t 60-61° (HICKINBOTTOM *: 61-62°), t e r w i j l de k l e u r , die
aan-vankelijk l i c h t g e e l was, nagenoeg geheel verdween. CjoHi40N2 (178,23). Berekend: N 15,72%.
Gevonden: N 15,5 %.
Het r e s i d u van de s t o o m d e s t i l l a t i e , 1,00 g van een geelgroene verbinding van smpt 125-132°, werd driemaal u i t p e t r o l e u m a e t h e r (kpt 80100°) en driemaal u i t a b s o l u t e alcohol o m g e k r i s t a l l i -seerd, waarna het smpt van de nu nagenoeg k l e u r l o z e s t o f 137-138° bedroeg. Het moleculairgewicht, bepaald volgens de methode van RAST ^^, bleek ongeveer 210 t e z i j n , hetgeen tezamen met de r e -s u l t a t e n van de elementairanaly-sen deed vermoeden, dat de formule van d i t bijproduct CjgHjjOjN^ was.
CJ0H13O3N3 (223,23). Berekend: C 53,76%, H 5,87%, N 18,83%. Gevonden: C 53,5 %, H 5,9 %, N 18,47%.
Deze formule w i j s t op een n i t r o s o - n i t r o - t e r t . b u t y l a n i l i n e . Het mengsmeltpunt met 4-nitro-Af-nitroso-Af-tert. b u t y l a n i l i n e van smpt 137138°, verkregen door n i t r o s e r i n g van 4 n i t r o A f t e r t . b u t y l -a n i l i n e , bleek 136-137° t e z i j n .
De r e d u c t i e van het A'-nitroso-Af-tert. b u t y l a n i l i n e werd a l s volgt u i t g e v o e r d . Aan een met i j s w a t e r gekoelde o p l o s s i n g van 0,88 g van deze verbinding in 5 ml absolute alcohol werd een op-l o s s i n g van 3,50 g SnCop-l2.2aq in 6 mop-l a op-l c o h o op-l i s c h zoutzuur op- lang-zaam toegevoegd, waarna het geheel gedurende 1 uur aan een terugv l o e i k o e l e r werd gekookt. Verterugvolgens werd de alcohol a f g e d e s t i l
-l e e r d , waarna het r e s i d u , gesuspendeerd in weinig water, werd toegevoegd aan een goed geroerde en met een koudmakend mengsel gekoelde 50%-ige oplossing van kaliumhydroxyde in water. Het ami-ne werd opgenomen in aether. Door in de gedroogde aetherische op-l o s s i n g droog zoutzuurgas t e op-l e i d e n werden 0,62 g zoutzure zout van smpt 223-224° verkregen. Dit was Af-tert. butyl a n i l ine-hydro-chloride, zoals bleek u i t het mengsmeltpunt.
2 - M e t h y l - A f - tert . b u t y l a n i l i n e
Op overeenkomstige wijze werd i n een o p b r e n g s t van 25% 2-methyl-Af-tert. b u t y l a n i l i n e van kpt 108-110°/18 mm verkregen. Het zoutzure zout werd tweemaal u i t a e t h y l a c e t a a t omgekristalliseerd, waarna h e t smpt 193-194° bedroeg. Het h i e r u i t verkregen amine kookte bij 110°/19 mm.
CjjHjyN (163,25). Berekend: C 80,92%, H 10,50%, N 8,58%. Gevonden: C 81,1 %, H 10,4 %, N 8, 7 %.
-chloride n i e t met elkaar. Door de oplossing in p y r i d i n e gedurende 2 uren t e koken en vervolgens aan t e zuren met verdund zoutzuur
werd in een opbrengst van 63% ruw
2-methyl-Af-(p-tolueensulfonyl)-y V - t e r t . b u t 2-methyl-Af-(p-tolueensulfonyl)-y l a n i l i n e verkregen. Door enkele malen u i t meth2-methyl-Af-(p-tolueensulfonyl)-ylalco- methylalco-hol om t e k r i s t a l l i s e r e n werd het snpt t o t 96-98° omhooggebracht. Deze v e r b i n d i n g bleek onoplosbaar t e z i j n in verdunde w a t e r i g e loog.
CigHjaOjNS (317,43). Berekend: C 68,10%, H 7,30%, N 4,41%. Gevonden: C 68,2 %, H 7,4 %, N 4,3 %.
De n i t r o s e r i n g werd uitgevoerd a l s die van Afrtert. b u t y l a n i l i n e . s l e c h t s met d i t v e r s c h i l , dat het reactiemengsel na verdunnen met water d i r e c t met a e t h e r werd geëxtraheerd. Ook h i e r werden door s t o o m d e s t i l l a t i e twee f r a c t i e s verkregen. De g r o o t s t e h i e r v a n werd gevormd door het met stoom v l u c h t i g e 2-methyl-Af-nitroso-A'-t e r 2-methyl-Af-nitroso-A'-t . b u 2-methyl-Af-nitroso-A'-t y l a n i l i n e , een gele o l i e van kp2-methyl-Af-nitroso-A'-t 146-148°/14 mm, verkre-gen in een opbrengst van 74%.
CjjHjgONj (192,25). Berekend: C 68,72%, H 8,39%. Gevonden: C 69,0 %, H 8,5 %.
De k l e i n s t e f r a c t i e werd gevormd door het residu van de stoom-d e s t i l l a t i e . Zij bestonstoom-d u i t ongeveer 100 mg van een geelgroengekleurde verbinding, die b i j ongeveer 80° smolt. Bij o m k r i s t a l l i -seren u i t absolute alcohol steeg het smpt t o t 88-90''; tevens ver-dween daarbij de kleur. Het mengsmeltpunt met 2-methyl-4-nitro-Af-nitroso-Af- t e r t . b u t y l a n i l i n e van smpt 90-91° bleek 89-90° t e z i j n .
Bij de reductie van 2-methyl-Af-nitroso-Af-tert. b u t y l a n i l i n e met SnCl2.2aq en a l c o h o l i s c h zoutzuur werd in een opbrengst van 73% 2-methyl-Af-tert. butyl anil ine-hydrochlori de verkregen.
2 - T e r t . b u t y l - A f - t e r t . b u t y l a n i l i n e
a) Uit h e t s t o o m d e s t i l l a a t , verkregen b i j een poging om op overeenkomstige wijze 2 t e r t . butylAftert. b u t y l a n i l i n e t e s y n t h e t i s e -ren, kon s l e c h t s 2 - t e r t . b u t y l a c e e t a n i l i d e worden geïsoleerd. b) Een oplossing van 2,50 g 2 - t e r t . butyl-Af-benzylideenaniline van kpt 177-180°/9 mm en 1,70 g t e r t . butylbromide in 10 ml methyl-alcohol werd gedurende 10 uren aan een t e r u g v l o e i k o e l e r gekookt. Alcohol en nog aanwezig bromide warden in vacuum a f g e d e s t i l l e e r d , waarna het r e s i d u , na met absolute a e t h e r t e z i j n u i t g e t r o k k e n , gedurende 20 minuten werd gekookt met een mengsel van 20 ml alco-hol en 4 ml water. Na aanzuren met verdund zoutzuur werd de op-lossing aan een s t o o m d e s t i l l a t i e onderworpen t e r verwijdering van 26
de alcohol en het benzaldehyde. Vervolgens werd a l k a l i s c h ge-maakt, waarna nogmaals werd gestoomd. Zowel u i t het d e s t i l l a a t a l s u i t het residu konden s l e c h t s p l a s t i s c h e s u b s t a n t i e s worden afgescheiden, die met p i k r i n e z u u r o p l o s s i n g geen n e e r s l a g gaven. Deze producten z i j n n i e t nader onderzocht.
A f - C y c l o p e n t y l a n i l i n e
32,5 g a n i l i n e werden met achtereenvolgens 32 g en 21 g cyclo-pentylbromide gedurende r e s p e c t i e v e l i j k 2 uren en 3 etmalen aan een terugvloeikoeler op 120° verwarmd. Na elke v e r h i t t i n g s p e r i o d e werd het gevormde broomwaterstofzuur met 2 N loog weggenomen. Na de tweede behandeling werd het amine in aether opgenomen. Uit de a e t h e r i s c h e o p l o s s i n g konden door d e s t i l l a t i e 38,2 g Af-cyclo-pentyl anil ine van kpt 144-150°/17 mm worden verkregen. Het zout-zure zout werd tweemaal o m g e k r i s t a l l i s e e r d u i t een mengsel van veel a e t h y l a c e t a a t en weinig a b s o l u t e a l c o h o l , waarna h e t smpt 156-157° bedroeg. Het h i e r u i t verkregen amine kookte bij 144°/18 mm (LOEVENICH C. S. ^*: 137°/12 mm),
CjjHjgN (161,24). Berekend: 0 81,93%, H9,38%, N 8.69%. Gevonden: C 82,1 %, H 9, 3 %, N 8,6 %.
/V-(p-Tolueensulfonyl)-Af-cyclopentylaniline, op de onder N-tert. b u t y l a n i l i n e beschreven wijze in kwantitatieve opbrengst verkre-gen, smolt na o m k r i s t a l l i s e r e n u i t absolute alcohol bij 118-119°. Deze verbinding bleek onoplosbaar te z i j n in verdunde waterige loog.
CigHjiO/S (315,42). Berekend: C 68,54%, H6,71%, N 4,44%. Gevonden: C 68,6 %, H 6,9 %, N 4,27%.
Door aan een goed geroerde en met ijswater gekoelde oplossing van /V-cyclopentylaniline-hydrochloride i n water de t h e o r e t i s c h benodigde hoeveelheid n a t r i u m n i t r i e t o p l o s s i n g toe t e druppelen en op de g e b r u i k e l i j k e wijze op t e werken werd in een opbrengst van 86% Af-nitroso-Af-cyclopentylaniline verkregen a l s een gele o l i e van kpt 132-134°/1,8 mm.
CjjHj^ONj (190,24). Berekend: C 69.44%, H 7,42%. Gevonden: C 69,5 %, H 7,6 %.
De r e d u c t i e van d i t n i t r o s a m i n e t o t A f c y c l o p e n t y l a n i l i n e -hydrochloride v e r l i e p met een rendement van 85%.
iV-Cyclopentylaceetanilide smolt na o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van benzeen en petroleumaether (kpt 40-60°) bij 95-96° (LOEVENICH C S . ^*: 96°).
2 - M e t h y l - A ' - c y c l o p e n t y l a n i l i n e
Op analoge wijze werd 2-methyl-A'-cyclopentylaniline van kpt 149-155°/17 mm b e r e i d met een rendement van 84%. Het z o u t z u r e zout smolt na tweemaal o m k r i s t a l l i s e r e n u i t een mengsel van veel a e t h y l a c e t a a t en weinig absolute alcohol b i j 173174°. Het h i e r -u i t verkregen amine kookte b i j 152°/18 mm (LOEVENICH C . S . ^®: 142, 5-143, 5°/12 mm).
CjjHj^N (175,26), Berekend: C 82,23%, H 9,78%. N 7,99%. Gevonden: C 82.1 %. H 9,8 %, N 7,9 %.
2-Methyl-A-(p-tolueensulfonyl)-A'-cyclopentylaniline, in kwan-t i kwan-t a kwan-t i e v e opbrengskwan-t verkregen door een oplossing van hekwan-t amine en p - t o l u e e n s u l f o c h l o r i d e i n p y r i d i n e gedurende 3 uren op 40° t e v e r h i t t e n , daarna nog gedurende 24 uren b i j kamertemperatuur t e l a t e n staan en vervolgens op t e werken, smolt na o m k r i s t a l l i s e r e n u i t a b s o l u t e alcohol bij 110-111°. Deze verbinding bleek onoplos-baar t e z i j n in verdunde waterige loog.
^19"23°2^^ (329,45). Berekend: C 69,26%, H 7,04%, N 4,25%. Gevonden: C 69,3 %, H 7,1 %, N 4,27%. 2-Methyl-Af-nitroso-Af-cyclopentylanil ine, bereid met een rende-ment van 86%, was een gele o l i e , die kookte bij 149-151°/2 mm. CjjHjgONj (204.26). Berekend: 0 70.59%, H 7,90%.
Gevonden: C 70,7 %, H 8,0 %.
Bij de reductie van d i t nitrosamine werd met een rendement van 88% 2-methyl-Af-cyclopentylaniline-hydrochloride verkregen.
2-Methyl-Af-cyclopentylaceetanilide smolt na o m k r i s t a l l i s e r e n u i t petroleumaether (kpt 40-60°) bij 60-61° (LOEVENICH C. S. ^*: 61°).
A f - C y c l o h e x y l a n i l i n e
Op analoge wijze werd Af-cyclohexylaniline bereid met een ren-dement van 40%. Het ongezuiverde amine kookte b i j 154-158°/15 mm. Het zoutzure zout werd tweemaal u i t 2 Af zoutzuur o m g e k r i s t a l l i -s e e r d , waarna h e t -smpt 207-208° (BUSCH en GEBELEIN '^*: 210°, FouQUE ^ ' : 198°) bedroeg. Het h i e r u i t verkregen amine kookte bij 149°/13 mm (POUQUE ^ ' : 157°/20 mm).
CjjHi^N (175.26). Berekend: C 82.23%, H 9,78%, N 7.99%. Gevonden: C 82.4 %. H 9,7 %. N 8,0 %.
Af-(p-Tol ueensulfonyl)-Af-cyclohexyl anil ine , op de onder iV-tert. b u t y l a n i l i n e beschreven wijze in kwantitatieve opbrengst
verkre-gen, smolt na o m k r i s t a l l i s e r e n u i t absolute alcohol b i j 142-143 (HICKINBOTTOM **': 1 4 1 - i 4 3 ° ) . Deze v e r b i n d i n g bleek i n verdunde waterige loog n i e t op t e lossen.
CjgHjjOjNS (329,45). Berekend: C 69.26%. H 7,04%, N 4,25%. Gevonden: C 69.1 %, H 7, 2 %, N 4,06%.
Af-Nitroso-Af-cyclohexyl a n i l i n e , b e r e i d met een rendement van 97%, was een bleekgele v a s t e s t o f van smpt 31-32°. Door omkris-t a l l i s e r e n u i omkris-t p e omkris-t r o l e u m a e omkris-t h e r (kpomkris-t 40-60°) s omkris-t e e g heomkris-t smpomkris-t omkris-t o omkris-t 32-33° (BuscH en GEBELEIN ^^: 35°, POUQUE ^ ' : 37°).
Cj2HjgON2 (204,26). Berekend: 0 70,56%, H7,90%. Gevonden: C 70,6 %, H 7,8 %.
Reductie van d i t nitrosamine leverde in een opbrengst van 87% yV-cyclohexylaniline-hydrochloride.
/V-Cyclohexylaceetanilide smolt na o m k r i s t a l l i s e r e n u i t a e t h e r b i j 70-71° (HICKINBOTTOM '"': 69-70°).
2 - M e t h y l - A f - c y c l o h e x y l a n i l i n e
2-Methyl-iV-cyclohexylaniline werd op overeenkomstige wijze ge-s y n t h e t i ge-s e e r d met een rendement van 32%. Dit amine kookte b i j 176-180°/30 mm. Na z u i v e r i n g v i a het zoutzure zout, dat na twee-maal o m k r i s t a l l i s e r e n u i t a e t h y l a c e t a a t smolt b i j 208-209° (BUSCH en GEBELEIN ^®: 2 0 8 ° ) , was h e t kookpunt 156°/13 mm (BUSCH en GEBELEIN ^*: 230°/50 mm).
CjgHjgN (189,29). Berekend: 0 82,48%, H 10,12%. N 7.40%. Gevonden: C 82. 4 %. H 10.0 %. N 7. 4 %.
2-Methyl-Af-(p-tolueensulfonyl)-Af-cyclohexylaniline, op dezelf-de wijze a l s dezelf-de overeenkomstige c y c l o p e n t y l v e r b i n d i n g i n kwan-t i kwan-t a kwan-t i e v e o p b r e n g s kwan-t v e r k r e g e n , smolkwan-t na o m k r i s kwan-t a l l i s e r e n u i kwan-t 96%-ige alcohol b i j 142-143°. Deze verbinding bleek onoplosbaar t e z i j n in verdunde waterige loog.
C^QHJJOJNS (343,47). Berekend: C 69,93%, H 7,34%, N 4,08%. Gevonden: C 69,8 %, H 7,4 %, N 4,13%. 2-Methyl-A/-nitroso-Af-cyclohexylaniline, verkregen in een op-brengst van 83%, was een gele o l i e van kpt 141-143°/0, 5 mm. Cj3HjgON2 (218,29). Berekend: 0 71,52%, H8,31%.
Gevonden: C 71,3 %, H 8,4 %.
De r e d u c t i e van d i t nitrosamine v e r l i e p met een rendement van 82%.
2 - M e t h y l - N - c y c l o h e x y l a c e e t a n i l i d e bezat na o m k r i s t a l l i s e r e n u i t a e t h e r een smpt van 69-70°.
CjgHjiON (231,33). Berekeid: N6,06%. Gevonden: N 6,0 %.
M e t h y l - , n . b u t y l a m i n e
Aan 100 ml van eer met i j s gekoelde 32%-ige oplossing van me-tlo^lamine in water werden onder roeren 72 g n. butyraldehyde lang-zaam toegevoegd. Het verkregen mengsel werd overgebracht i n een autoclaaf, waarin het gedurende 5 uren met waterstof van ongeveer 100 atm begindruk en een weinig Raneynikkel op 120° werd v e r warmd. Nadat de k a t a l y s a t o r was a f g e f i l t r e e r d , werd het r e a c t i e -product opgelost in 120 ml geconcentreerd zoutzuur. De verkregen
oplossing werd t e r verwijdering van h e t aldehyde enige malen met a e t h e r u i t g e s c h u d , waarna z i j in vacuum werd drooggedampt; aan het residu werden ongeveer 50 ml water toegevoegd, die vervolgens eveneens werden a f g e d e s t i l l e e r d . Aan de o p l o s s i n g van de aldus V3rkreg'?n zoutmassa in weinig water werd langzaam en onder schudden een geconcentreerde w a t e r i g e o p l o s s i n g van 90 g n a t r i u m n i -t r i e -t -toegevoegd, gevolgd door enkele m i l l i l i -t e r s 4 N zwavelzuur. Het gevormde nitrosamine v;erd afgescheiden; de waterige laag werd voor de h e l f t o v e r g e d e s t i l l e e r d , waarna h e t a e t h e r i s c h e e x t r a c t van het d e s t i l l a a t tezamen met de o"ie achtereenvolgens werd ge-wassen met 4 A' zwavelzuur, water, s o d a - o p l o s s i n g en water. Na drogen en a f d e s t i l l e r e n van de a e t h e r konden door een vacuum-d a s t i l l a t i e 30 g(26%) methyl-n. butylnitrosamine van kpt 88-90°/18 mm (PRANCHIMONT en VAN ERP *^: 84-85°/15 mm) worden geïsoleerd.
Dit nitrosamine werd gedurende enige uren aan een t e r u g v l o e i -koeler gekookt met een oplossing van 5 aequivalenten droog zout-zuurgas in absolute alcohol. Nadat de alcohol was a f g e d e s t i l l e e r d werd h e t zoutzure zout e e r s t met a e t h e r gewassen en vervolgens met een overmaat 50%-ige loog o n t l e e d , waarna h e t vrijgekomen methyl-n. butylamine door d e s t i l l a t i e werd afgezonderd. Dit werd gedroogd op v a s t kaliumhydroxyde; de gevormde waterlaag werd na enige t i j d afgescheiden, waarna nogmaals vast kaliumhydroxyde werd toegevoegd. Ten s l o t t e werd h e t amine door een k l e i n e Vigreux-opzet g e d e s t i l l e e r d . Aldus werden verkregen 17,6 g (78%, betrokken op nitrosamine) methyl-n. butylamine van kpt 91-92° (TIOLLA'IS *^: 90-90^°/772 mm).
Uit h e t zwavelzure e x t r a c t van de a e t h e r i s c h e o p l o s s i n g van het nitrosamine konden docr het toevoegen van 50%-ige loog, ex-traheren met aether en opwerken van de aetherische oploFsing 19,5 g (14%) methyl-dl-n.butylamine van kpt 56-60°/18 mm (WESTPHAL en JERCHEL *^: 5 3 , 5 - 5 4 ° / l l mm) worden geïsoleerd. Ter i d e n t i f i c a t i e
werd het p i k r a a t bereid Deze geel gekleurde verbinding had na om-k r i s t a l l i s e r e n u i t absolute alcohol een smpt van 87-88° (EMERSON en URANEK *'': 86-87,5°).
M e t h y l - i s o b u t y l a m i n e
Op analoge wijze werd, uitgaande van isobutyraldehyde en me-thylamine, methyl-isobutylnitrosamine van kpt 77-80°/14 mm
(GRAYMORE *^: 185-186°) bereid met een rendement van 45%. De om-z e t t i n g in methyl-isobutylamine van kpt 79-80° (GRAYMORE *^:
76-78°) v e r l i e p met een rendement van 86%.
M e t h y l - s e c . b u t y l a m i n e
De omzetting van methyl-sec. b u t y l n i t r o s a n i n e van kpt 8 7 - 9 0 ° / 20 mm, op overeenkomstige wijze verkregen in een opbrengst van 51%, in methyl-sec. butylamine van kpt 79-80° (LÖFFLER "*: 78-79°) verliep met een rendement van 83%.
M e t h y l - t e r t . b u t y l a m i n e
a) 31,5 g tert.butylamine werden met 46,0 g benzaldehyde geduren-de 2 uren aan een terugvloeikoeler op het stoombad v e r h i t . Na af-k o e l i n g werd het r e a c t i e p r o d u c t met a e t h e r verdund, waarna het bij de r e a c t i e gevormde water werd afgescheiden. Uit de a e t h e r i -sche oplossing konden 65,2 g (94%) Af-benzylideen-tert. butylamine van kpt 87-90°/9 mm worden geïsoleerd.
Een oplossing van 61,7 g van deze verbinding en 50 g g e d e s t i l -l e e r d dimethy-l s u -l f a a t in 100 m-l droge benzeen werd gedurende 2 uren aan een t e r u g v l o e i k o e l e r gekookt. Daarbij vormden zich twee lagen, waarvan de o n d e r s t e na een nacht t e hebben gestaan was u i t g e k r i s t a l l i s e e r d . De bovenste laag werd afgegoten, de zout-massa werd, na met droge benzeen t e z i j n gewassen, opgelost in 300 ml 70%-ige alcohol, waarna de oplossing gedurende 1 uur aan een terugvloeikoeler werd gekookt. De zoutmassa, die achter bleef nadat het oplosmiddel onder verminderde druk was a f g e d e s t i l l e e r d , werd enige malen met a e t h e r uitgetrokken om het gevormde benzal-dehyde t e verwijderen. Vervolgens werd een overmaat 30%-ige loog toegevoegd, het amine door d e s t i l l a t i e u i t de oplossing v e r w i j -derd, waarbij het werd opgevangen i n verdund zoutzuur en u i t de zoutzure o p l o s s i n g op de e e r d e r beschreven wijze m e t h y l - t e r t . b u t y l n i t r o s a m i n e bereid. Hiervan werden 17,9 g (40%) verkregen met kpt 64°/8 mm en stolpunt 23,6°.
CjHj^ONj (116,16). Berekend: C 51,70%, H 10.41%. Gevonden: C 51.6 %, H 10,4 %.
