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Unabhngige Synthese der violetten Farbstoffe aus 12-Naphthochinon-4-sulfonsure und primren aliphatischen Aminen sowie eines Nebenproduktes.

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317/84
313
Farbstoff arts 1,4-Naphthochinonsulfonsaureund Aminen
1- (Benzyl-dimethylammonium)-3-(N-methylmorpholinium)-propan-dichlorid(5d)
Aus 0,69g (2mmol) 50 und 1,14g (8mmol) Methyliodid in 15ml Nitromethan nach 3 h bei 60".
Kristallinen Niederschlag durch Einengen vervollstandigen. 1g Rohprodukt durch Losen in 8 ml
Methanol und Zugabe von 10ml Ether umfallen, dann Schmp. 208". Durch Anionenaustausch 0,88g
(349,3) Ber.: C 58,4 H 8,65 N 8,O
des Dichlorids 5d (71 % bez. auf 5), Schmp. 229". Cl~H3aNzOCIz
Gef.: C 58,l H 8,63 N 8,O. 'H-NMR-Signale vgl. Tab. 3.
I -Dimethylamino-3-(N-methylmorpholinium)-propan-chlorid-hydrochlorid
(5e)
974mg (2mmol) 5d in 25ml Ethanol mit 175mg 5proz. Pd-Kohle unter Normalbedingungen
hydrieren. Dauer etwa 10 h. Durch iibliche Aufarbeitung quantitativ dc-reines 3e. Aus Ethanol
Schmp. 252", Ausb. 73 %. ClaHZ4N,OCI2(259,2) Ber.: C 46,3 H 9,33 N 10,8 Gef.: C 46,4 H 9,29 N
10,9.
Literatur
Aus der Dissertation Byung-Ho Chung, Bonn 1982.
1 J. Goerdeler, Methodicum Chimicum, Bd. VI, S . 638, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1974.
2 M.G. Ahmed, R.W. Alder, G.H. James, M.L. Sinnot und M.C. Whiting, J.Chem.Soc.
Chem.Commun. 1958, 1533.
3 S.M. Kupchan, A.J. Liepa, R.L. Baxter und H.P.J. Hintz, J.Org.Chem. 38, 1846 (1973).
4 B. Hoffstadt, D. Moecke, P. Pachaly und F. Zymalkowski, Tetrahedron 30, 307 (1974).
**)
[Ph 7381
Arch. Pharm. (Weinheim) 317,313-323 (1984)
Unabhangige Synthese der violetten Farbstoffe aus
1,2-Naphthochinon-4-sulfonsaureund primaren aliphatischen
Aminen sowie eines Nebenproduktes
Ulrike Lohrnann und Klaus Hartke*)**)
Institut fur Pharmazeutische Chemie der Universitat Marburg, Marbacher Weg 6,
D-3550 MarburgLahn
Eingegangen am 3. Februar 1983
4-Dimethylamino-1,2-naphthochinon(8) und 2-Dimethylamino-l,4-naphthochinon(10) liefern
durch 0-Methylierung mit Methylfluorsulfonsaure die stabilen Iminiumsalze 9 und 11. In analoger
Weise werden die 2-Alkylamino-l,4-naphthochinone
13 in die Iminiumsalze 14 iibergefiihrt, die mit
3-Amino-4-hydroxy-1-naphthalinsulfonsaure
(15)zu den violetten 3-[(3-Alkylamino-4-oxo-l-naphthyliden)amino]-4-hydroxy-1-naphthalinsulfonsauren
2 kondensieren. Das Iminiumsalz 14c reagiert
mit Benzylamin zum vinylogen Amidiniumsalz 19, das von Silberoxid in Pyridin zum N-Benzyli* * ) Meinem verehrten Lehrer, Herrn Prof, Dr. Dr. h.c. mult. H. Bohme, zum 75. Geburtstag
gewidmet.
0365-5233/84/0404-0313 $ 02.50/0
0 Verlag Chemie GmbH, Weinheim 1984
314
Lohmann und Hartke
Arch. Pharm.
den-2-phenyl-5-naphth[2,1-d]oxazolarnin (20) oxidiert wird. Reduktion von 20 mit LiAlH, liefert
N-Benzyl-2-phenyl-5-naphth[2,1-d]oxazolamin
(7).
Independent Synthesis of the Violet Dyes and of a By-product Formed in the Reaction of
1,2-Naphthoquinone-4-sulfonicAcid with Primary Aliphatic Amines
4-Dimethylamino-1,2-naphthoquinone(8) and 2-dimethylamino-1,4-naphthoquinone(10) are
0-methylated by methyl fluorosulfonate to form the stable iminium salts 9 and 11.In an analogous
way the 2-alkylamino-l,4-naphthoquinones
13were transformed into the iminium salts 14.These salts
condense with 3-amino-4-hydroxynaphthalene-I-sulfonic acid (15)to give the violet 3-[(3-alkylamino-4-oxo-l-naphthyliden)amino]-4-hydroxynaphtha~ene-l-sulfonic
acids 2. The iminium salt 14c
reacts with benzylamine to yield the vinylogous amidinium salt 19,which is oxidised by silver oxide in
pyridine to give the N-benzylidene-2-phenyl-5-naphth[2,1-d]oxazolamine
20. Reduction of 20 with
(7).
LiAIH, leads to the formation of N-benzyl-2-phenyl-5-naphth[2,l-d]oxazolamine
Das Natriumsalz der 1,2-Naphthochinon-4-sulfonsaure(NaNS, 1) ist ein beliebtes Reagens zur
kolorimetrischen Bestimmung von primaren und sekundaren Aminen la) sowie von a-Aminosaurenlb’. Es dient auRerdem dazu, geringe Mengen eines primaren aliphatischen Amins als
Verunreinigung in einem sekundaren aliphatischen Amin nachzuweisen. Ein typisches Beispiel
hierfur ist die Reinheitsprufung der Ph. Eur. von Adrenalin, die den zulassigen Gehalt an
Noradrenalin anhand einer Farbreaktion rnit NaNS auf 3 % begrenzt’). Wir haben inzwischen zeigen
kdnnen3’, daB der violette Farbstoff, der bei der Umsetzung von NaNS rnit primaren aliphatischen
Aminen in einer komplexen Redoxreaktion entsteht, die Struktur 2 hat. Gleichzeitig wird ein Teil des
Amins zur Carbonylverbindung 3 oxidiert. Als weiteres, mengenmaaig bedeutsames Produkt bildet
sich durch Substitution der Sulfonsauregruppe das 4-Alkylamino-l,2-naphthochinon
4.Voraussetzung fur die Entstehung des violetten Farbstoffes 2 sind primare aliphatische Amine rnit wenigstens
einem Wasserstoffatom am a-Kohlenstoff der Aminogruppe”. Daher fuhrt die Urnsetzung von NaNS
mit tert.-Butylamin oder primaren und sekundaren aromatischen Aminen lediglich zu den
analog Struktur 4. Entsprechendes gilt auch fur
N-substituierten 4-Amino-l,2-naphthochinonen
sekundare aliphatische Amine. Um die aufgrund der analytischen und spektroskopischen Daten
postulierte Struktur Z3) fur die violetten Farbstoffe zweifelsfrei abzusichern, haben wir eine
unabhangige Synthese ausgearbeitet, uber die nachstehend berichtet werden soll.
Ferner isolierten wir bei der Umsetzung von NaNS rnit Benzylamin in geringer Menge das in der
Literatur beschriebene N-Benzyl-2-phenyl-5-naphth[l,2-d]oxazolamin
(5). Letzteres war 1962 von
Osman und Bassiouni?) in einer mechanistisch etwas undurchsichtigen Reaktion aus 1-Nitroso-2-naphthol und Benzylamin gewonnen worden. Durch Nacharbeiten von Lit.4)isolierten wir in
15proz. Ausbeute eine gelbe, kristalline Verbindung, die in etherischer Losung intensiv grunlich bis
rotviolett fluoreszierte. Auch rnit den heutigen spektroskopischen Methoden lief3 sich nicht ohne
weiteres entscheiden, ob es sich dabei um das postulierte Naphth[ 1,2-d]oxazol5 oder um das isomere
Naphth[2,1-d]oxazol 7 handelte. Wir haben die Struktur 5 indirekt dadurch bewiesen, daR wir 7
schrittweise auf einem chemisch eindeutigen Weg synthetisierten. Auch hieruber wird nachstehend
berichtet.
0-Methylierung von Amino-naphthochinonen
Die violetten Farbstoffe 2 sind N(2), N(4)-disubstituierte 2-Amino-l,4-naphthochinon-4-imine mit unterschiedlichen Substituenten an beiden Stickstoffatomen. Bullock und
Mitarb.’) haben 1969 iiber verschiedene Darstellungswege dieser Substanzklasse zusam-
315
Farbstoff aus 1.4-Nauhthochinonsulfonsaureund Aminen
31 7/84
IN-R
:
H
0
R-CHZ-NHz
+ R-C:
____)
+
0
3
1
4
2
menfassend berichtet. Die klassischen Methoden liefern gleiche Substituenten an N(2)
und N(4). Wie die genannten Autoren jedoch fanden, lassen sich 4-Amino-l,2-naphthochinone mit Triethyloxoniumtetrafluoroborat an der 2-Carbonylgruppe alkylieren und mit
Aminen zu unterschiedlich am N substituierten 2-Amino-1,4-naphthochinon-4-iminen
umsetzen. Die dabei intermediar gebildeten Iminiumsalze wurden nicht isoliert.
Wir haben zunachst in einer Modellreaktion das 4-Dimethylamino-1 ,Znaphthochinon
(8) und das 2-Dimethylamino-1 ,Cnaphthochinon (10) mit kauflichem Fluorsulfonsauremethylester methyliert und die erwarteten Iminiumsalze 9 und 11 in guten Ausbeuten
isolieren konnen. Schiitzt man die Salze vor Lichteinwirkung und Luftfeuchtigkeit, so
lassen sie sich bei Raumtemperatur langere Zeit ohne Zersetzung aufbewahren.
-
*O
FSO3CH3
N(CH,)z
L
8
4
N(CH3)2
N-CH,
FSOsCH,
FSOF
___)
0
OCH,
10
11
Aufgrund der Iminiumstruktur von 9 und 11 beobachtet man in den ‘H-NMR-Spektren
getrennte Signale fiir beide N-CH,-Gruppen (vgl. Exp. Teil) infolge Rotationshinderung.
Eine vergleichbare Rotationshinderung beschrieben bereits Bullock und Mitarb.’), die bei
4-Diethylamino-1 ,Znaphthochinon in Trifluoressigsaure als Losungsmittel eine Aufspal-
316
Lohmann und Hartke
Arch. Pharm.
tung der Signale fur die N-C,H,-Gruppen fanden. Demnach liegen 4-Amino-1 ,2-naphthochinone in hinreichend saurer Losung durch Protonierung an der 2-Carbonylgruppe
ebenfalls als Iminiumsalze vor. Uberraschenderweise zeigt 10 in Trifluoressigsaure die
erwartete Aufspaltung der N-CH,-Signale nicht. Andererseits deutet aber die starke
Tieffeldverschiebung des N-CH,-Signals (6 = 3,82ppm in CF,COOH) auch auf eine
Iminiumstruktur hin. DaB diese wirklich vorliegt, geht aus einem Vergleich der
I3C-NMR-Daten von 8-11 (vgl. Tab. 1) in verschiedenen Losungsmitteln hervor. Die
ausgezeichnete Ubereinstimmung der chemischen Verschiebung von C-1, C-2 und C-4 in
CF,COOD fur 8 und 9 sowie fur 10 und 11 ist in der Tat verbluffend. Vermutlich hat das
aus 8 mit CF,COOD gebildete Iminiumsalz infolge von Wasserstoffbriicken (z. B. Bildung
von wasserstoffverbriickten Dimeren uber beide C=O-Gruppen) eine Iangere Lebensdauer als das aus 10. Die Lebensdauer des Kations von 10 muB demnach im Vergleich zur
NMR-Zeitskala klein sein, damit beide N-Methylsignale zusammenfallen.
Tab. 1: Chemische Verschiebung einiger '3C-Signale(6 ppm) von 8-11
Losungsmittel
8 CDC13
8 CFjCOOD
9 CFjCOOD
10 CDC13
10 CF3COOD
11 CF3COOD
c-1
c-2
c-3
c-4
OCH3
181.2
182.1
183.1
182.4
182.3
182.5
176.8
161.3
163.7
151.4
176.6
176.8
105.5
108.1
106.3
105.9
100.1
96.9
163.2
173.5
172.8
181.5
160.9
161.8
-
60.4
-
60.7
N(CH3)z
43.0
52.4
52.5
41.9
47.9
49.0
-
48.3
485
-
48.2
Synthese der violetten Farbstoffe
2-Amino-l,6naphthochinone 13 lassen sich nach Zincke') am einfachsten aus dem
entsprechenden Amin und 1,CNaphthochinon herstellen. Dabei erfolgt zunachst eine
nucleophile 1,4-Addition des Amins an das Chinon unter Bildung von 2-Amino-l,6naphthalindiol, das anschJiel3end zum Chinon 13 oxidiert wird. Die Synthese von 13b lieferte
ein rotes Nebenprodukt, dem aufgrund seiner analytischen und spektroskopischen Daten
die Carbazol-Struktur 17 zukommen diirfte. Es entsteht vermutlich aus dem Zwischenprodukt 16 durch Kondensation mit einer zweiten Molekel 1,4-Naphthochinon. Sugitu und
Kurnanotani') isolierten ein analoges Carbazol bei der Umsetzung von 1,CBenzochinon
mit Butylamin.
Die Methylierung von 13 mit Fluorsulfonsauremethylester verlauft ahnlich problemlos
wie die von 8 und 10, wenn man unter Inertgas bei sorgfaltigem AusschluB von
Luftfeuchtigkeit arbeitet. Anderenfalls bilden sich dunkelbraune, polymere Produkte, die
nicht mehr zu reinigen sind. Die Iminiumsalz-Struktur wird von den analytischen und
spektroskopischen Daten bestatigt. So gibt die NCH,-Gruppe von 14a im 'H-NMR-Spektrum (CF,COOD) ein Dublett (J = 5.5 Hz) bei 3.58ppm, die OCH,-Gruppe ein Singulett
bei 4,48ppm. Diese sowie weitere 'H- und 13C-NMR-Daten von 13 und 14 stimmen
Farbstoff aus 1,4-Naphthochinonsulfonsaureund Aminen
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ausgezeichnet uberein, wenn man Produkt und Edukt jeweils in CF,COOD registriert
(vgl. Exp. Teil).
Um die violetten Farbstoffe 2 zu erhalten, muR man zur Kondensation von 14 als
(15) heranziehen. In
Amin-Komponente 3-Amino-4-hydroxy-1-naphthalinsulfonsaure
wasserfreiem Dimethoxyethan erhalt man dann aus 14 und 15 unter Zusatz katalytischer
Mengen Pyridin in 7&90proz. Ausbeute die violetten Verbindungen 2, die in allen
analytischen und spektroskopischen Daten mit den aus NaNS 1 und dem entsprechenden
primaren aliphatischen Amin gebildeten violetten Farbstoffen iibereinstimmen. Die
Reaktion muB unter striktem AusschluR von Luftsauerstoff erfolgen, weil sonst eine
Selbstkondensation von 15 ablauft, die zu dem Grundkorper von 2 (R = H) fiihrt. Diese
Substanz ist schon lange bekannt und 1960 von Eisenbrand und Mitarb.’)in ihrer Struktur
aufgeklart worden.
6NH2
- $NG-‘
H
I
14
+
\ /
- HzSO,
S03H
15
S03H
2
17
16
+
[H,NR]@FSO?
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Lohmann und Hartke
Arch. Pharm.
Synthese des Naphth[2,1-dJoxazols7
Zur Synthese von 7 haben wir zunachst versucht, das Iminiumsalz 14c mit Pyridin zum
4-Methoxy-l,2-naphthochinon-2-benzyli~in
zu deprotonieren. Dabei trat sofort eine
griine Fluoreszenz auf, die auf einen anschlierjenden oxidativen Ringschlurj zum
5-Methoxy-2-phenyl-naphth[2,1-d]oxazol
(18) hindeutete. 18 1aBt sich in befriedigender
Ausbeute isolieren, wenn man dem Pyridin sogleich Silberoxid zusetzt. Die Methoxygruppe in 18 ist erwartungsgemafl gegeniiber Nucleophilen wie Benzylamin inert. Daher
haben wir 14c unmittelbar mit Benzylamin in das vinyloge Amidiniumsalz 19 iibergefuhrt.
Die Oxidation von 19 mit Silberoxid in Pyridin liefert jedoch nicht das erwartete
Naphth[2,1-dloxazol7, sondern das Imin 20, bei dem zusatzlich die 5-Benzylaminogruppe
zum Benzylimin dehydriert worden ist. Dieser letzte Schritt laBt sich mit Lithiumaluminiumhydrid riickgangig machen und fiihrt in quantitativer Ausbeute zum N-Benzyl-2-phenyl-5-naphth[2,l-d]oxazolamin(7).
OCH,
-I
14 c
19
18
20
Dem Fonds der Chemie danken wir fur die Forderung dieser Arbeit.
Experhenteller Teil
IR-Spektren: PE 257 der Fa. Perkin-Elmer. - NMR-Spektren (TMS als inn. Stand.): T 60, XL 100
Varian und INM-FX 100 Jeol. - MS:Varian CH 7 und Vacuum Generators 7070. Schmp. (unkorr.):
Linstromblock.
4-Dimethylamino-1,Z-naphthochinon (8)
Zu einer Losung von 2.1 g (8mmol) Natrium-l,2-naphthochinon-4-sulfonat
(1)in 70ml Wasser gibt
man unter Riihren bei Raumtemp. 0.9g (11Smmol) 40proz. Dimethylamin-Lsg. Nach 2 h wird mit
CH2Cl2 oder CHCl, in einem Flussig-flussig-Perforator extrahiert, die organische Phase i. Vak.
317184
Farbstoff aus 1,4-Naphthochinonsulfonsaureund Aminen
319
eingedampft und der Ruckstand aus Toluol unter Zusatz von Ligroin umkristallisiert. 0.8g (51 %
d.Th.) rote Kristalle vom Schmp. 143-145". - 'H-NMR (CDCI,): 6 (ppm) = 8.20-8.00 (m, 8-H),
7.75-7.35 (m, 5-, 6-, 7-H), 5.90 (s, 3-H), 3.20 (s, II(CH,)~).- 13C-NMR(CDCl,): 6 (ppm) = 181.2 (s,
C-l), 176.8(s,C-2),163.2(s,C-4),
133.4(d,'J= 164Hz,C-Ar), 131.9,131.8(s,C-4a,-8a),130.4(d,
'J = 165Hz, C-Ar), 128.9(d, 'J = 166Hz, C-Ar), 127.5(d, 'J = 162Hz, C-Ar), 105.5 (d, 'J = 161Hz,
C-3),43.0 (qq, 'J = 135 Hz, 5' = 3.8Hz, N(CH3)'). - IR (KBr): 1690,1615,1530,1390, 1345,1290,
840,800,775,735 cm-I. -MS: m/e 201 (M') = 10 %, m/e 160 [M+-28(CO)]. Cl2Hl1NO2(201.2) Ber.
C 71.6 H 5.51 N 7.0 Gef. C 71.4 H 5.19 N 6.9.
N,N-Dimethyl-N(2-methoxy-l(4H)-oxo-4-naphthyliden)ammoniumf2uorsulfonat
(9)
Zu einer Losung von 2.Og (10 mmol) 4-Dimethylamino-l,2-naphthochinon
(8) in 50 ml wasserfreiem
Dimethoxyethan tropft man unter Ruhren und Nz-Einleiten 2.0ml (24 mmol) 97proz. Fluorsulfonsauremethylester, erhitzt kurz zum Sieden und laat abkuhlen. Der gelbe Niederschlag (2.4 g, 77 %
d. Th.) wird unter Nz-Begasung auf einer Umkehrfritte abgenutscht, in wasserfreiem Acetonitril
gelost und durch Zugabe von absol. Ether wieder ausgefallt. Schmp. 159-160" (Zers.). - IH-NMR
(CF3COOH): 6(ppm) = 8.40-8.19 (m, 8-H), 8.12-7.81 (m,5-,6-,7-H),6.91 (s,3-H),4.16(~,OCH,),
4.12 und 3.98 (s; N(CH3)'). -I3C-NMR(CF3COOD): 6 (ppm) = 183.1 (s, C-l), 172.8(s, C-4), 163.7
(t,2J=4.3Hz,C-2),138.4(dd,'J=169Hz,3J=6.8Hz,C-Ar),137.8(dd,'J=168Hz,3J=7.5Hz,
C-Ar),133.9(t,3J=6.1Hz,C-Ar),
133.6('J= 169Hz,C-Ar),133.2(d, 'J = 169Hz,C-Ar),l30.6(~,
C-Ar), 106.3 (d, 'J = 167Hz, C-3), 60.4 (q, 'J = 149Hz, OCH,), 52.5 (qq, 'J = 145Hz, 5' = 3.OHz,
=N-CH,), 48.5 (qq, 'J = 145Hz, 5' = 3.4Hz, =N-CH,). - IR (KBr): 1685,1610,1575, 1380, 1280,
1240,1055,1030,780cm~'.
MS: m/e217 = 100 % [M+-98(-FSO,, +H)].Cl,H14FN0,S (315.3) Ber. C
49.5 H 4.48 N 4.4 Gef. C 49.5 H 4.33 N 4.3.
N,N-Dimethyl-N-(4-methoxy-I
(2H)
-oxo-2-naphthyliden)ammonium~uorsulfonat
(11)
Aus 2.0 g (10 mmol) 2-Dimethylamino-1,4-naphthochinon(10)") und 2,O ml (24 mmol) 97proz.
Fluorsulfonsauremethylester analog 9. Dabei fallt ein orangefarbener, analysenreiner Niederschlag
(2.75 g, 88 % d. Th.) aus. Schmp. 146-149". - 'H-NMR (CF3COOH): 6 (ppm) = 8.27-7.73 (m, 5-,6-,
7-, 8-H), 6.36 (s, 3-H), 4.37 (s, OCH,), 4.02 und 3.77 (s, N(CH,),). - I3C-NMR (CF,COOD): 6
(ppm) = 182.5(s,C-l), 176.8(s,C-2), 161.8(s,C-4), 138.8(dd,'J = 166Hz,,J =7.8Hz,C-Ar),136,6
(dd,'J= 167H~,~J=7.4Hz,C-Ar),132.5,131.7(s,C-Ar),131.7(m,'J=168Hz,~J=6.4Hz,'J=
2.1Hz,C-Ar),128.2(d,lJ= 170Hz,C-Ar),96.9(d,'J= 165Hz,C-3),60.7(q,'J= 149Hz,0CH3),
49.0 (qq, 'J = 146H2, 2J = 3.3Hz, =N-CH,), 48.2 (qq, 'J = 144Hz,J' = 3.9Hz, -N-CH,). - IR
(KBr): 3080, 1690, 1600, 1590, 1550, 1440, 1280, 1240, 1070, 720, 710cm-'. MS: mle 215 = 5 8 %
[Mf-lOO (-FSO,H)],m/e 201 = 100 % [M+-114(-FSO,, -CH3)].C13H14FN0,S(315.3) Ber. C 49.5 H
4.48N4.4Gef. C49.5H4.10N4.2.
2-Merhylamino-l,4-naphthochinon
(Wa)
20.0 g (0.127 mol) 1,4-Naphthochinonwerden nach Zincke') in Ethanol gelost und nach Zugabe von
10.3g (0.133 mol) 40proz. Methylamin-Losung iiber Nacht bei Raumtemp. geruhrt. Danach wird
i. Vak. eingedampft und der Ruckstand aus Eisessig umkristallisiert. 16.2g (65 % d. Th.) rotbraune
Kristallevom Schmp. 220-230" (Zers.) (Lit."): 232"). - 'H-NMR (CF,COOH): 6 (ppm) = 8.30-8.07
(m, 5-, 8-H), 8.03-7.76 (m, 6-, 7-H), 6.42 (s, 3-H), 3.44 (s, NHCH,). - I3C-NMR(CF,COOD): 6
(ppm) = 180.O(d,,J= 3.2Hz,C-1), 179.3(d,,J = 3.2Hz,C-4), 158.8(s,C-2),139.7(dd, 'J= 167Hz,
,J= 7.4Hz, C-Ar), 137.4(dd, 'J= 167Hz, ,J= 7.5Hz, C-Ar), 132.1 (dd, 'J= 168Hz,,J= 6.6Hz,
C-Ar),132.1,131.3(s,C-Ar),130.l(dd,'J=
168H~,~J=6..5Hz,C-Ar),96.3(d,~J=
168Hz,C-3).IR (KBr): 3400-3100, 1680, 1605, 1570, 1500, 1360, 1345, 840, 725cm-'. - MS: 1 8 7 d e (M+).
C,,H9NO2 (187.2) Ber. C 70.6 H 4.85 N 7.5 Gef. C 70.2 H 4.73 N 7.0.
320
Lohmann und Hartke
Arch. Pharm.
2-Ethylamino-I,4-naphthochinon (13b)
Aus 20.0g (0.127 mol) 1,4-Naphthochinon und 12.0g (0.133 mol) 50proz. Ethylamin-Losung analog
13a. Beim Riihren uber Nacht fallen 1.3 g (6 % d. Th.) einer roten Substanz aus, die als 17 identifiziert
wurde. Das Filtrat wird eingeengt und der Ruckstand aus Ethanol unter Zusatz von Aktivkohle
umkristallisiert. 9.1 g (36 % d. Th.) orangebraune Kristalle vom Schmp. 140-141", (Lit."): 140-141").
-'H-NMR(CF3COOH): 6 (ppm) = 8.42-8.13(m, 5-, 8-H), 8.10-7.72(m, 6-,7-H), 6.47 (s, 3-H), 3.82
(9, CH,), 1.54 (t, CH,). - "C-NMR (DMSO): 6 (pprn) = 181.4 (s, C-l), 181.1 (s, C-4), 148.1 (t, '5 =
2.7Hz, C-2), 134.6,133.1,131.9,130.3,125.7,125.2(C-Ar),99.2(dd,'J = 160Hz,,J= 5.4Hz,C-3),
36.6 (tq, 'J = 138Hz. 2J = 2.2Hz, CH,), 12.9 (qt, 'J = 127Hz, ' 5 = 3.OHz, CH,). - IR (KBr): 3340,
3075,3000,2980,1675,1645,1610,1595,1575,1355,1310,1260,775,680cm~'. -MS: 201 m/e (M').
Cl,HllN02 (201.2) Ber. C 71.6 H 5.51 N 7.0 Gef. C 71.6 H 5.48 N 6.8.
2-Benzylamino-I,I-naphthochinon(13c)
Aus 20.0g (0.127mol) 1.4-Naphthochinon und 14.3g (0.133mol) Benzylamin analog 13a. 14.5g
(43 % d. Th.) orangefarbene Kristalle vom Schmp. 156157' (Lit.l2)156"). - 'H-NMR (DMSO): 6
(ppm)= 8.17 (verbr. t, N-H), 8.01-7.60(m, 5-, 6-, 7-, 8-H), 7.37-7.26 (m, Benzyl-H), 5.55 (s, 3-H),
4.43 (d, J = 6.6Hz, CH,). - W N M R (CF,COOD): 6 (pprn) = 180.7 (d, = 3.OHz. C-l), 179.2 (s,
C-2), 157.4(s, C-4), 139.4,137.2,134.2,131.8,131.5,131.0,129.9(C-Ar),96.4(d,
'J = 168Hz, C-3),
51.1 (t, 'J = 142Hz,CH2).-IR(KBr):3330,3060,3030,1680, 1590,1560,1500,1360,1120,725cm~1.
MS: 263 m/e (M'). Cl7HI3NO2(263.3) Ber. C 77.6 H 4.98 N 5.3 Gef. C 77.5 H 4.92 N 5.1.
N-(4-Methoxy-I(ZH)-oxo-2-naphthyliden)
-N-methylammoniumfluorsulfonat (14a)
4.5 g (24 mmol) 2-Methylamino-1,4-naphthochinon
(13a) und 2.0 ml(24 mmol) 97proz. Fluorsulfonsauremethylester werden analog 9 umgesetzt. Der rotbraune Niederschlag wird auf einer
Umkehrfritte solange mit wasserfreiem Acetonitril gewaschen, bis er gelb ist. 6.5g (95 % d. Th.)
gelbe Kristalle vom Schmp. 154-155" (Zers.). - 'H-NMR (CF,COOH): 6 (ppm) = 8.40-7.79 (m, 5 ,
6-,7-,8-H),6.40(~,3-H),4.48(s,0CH3),3.58
(d,J = 5.5Hz, =NHCH3).-13C-NMR(CF3COOD):
6 (pprn) = 179.6 (s, C-l), 178.8 (s, C-2), 159.1 (s, C-4), 139.7 (dd, 'J = 166Hz,J' = 7.7 Hz, C-Ar),
136.8 (dd, 'J = 169 Hz, 3J = 6.7 Hz, C-Ar), 132.6 (s, C-Ar), 132.0 (dd, 'J = 168 Hz, = 6.4 Hz,
C-Ar), 130.5 (s,C-Ar), 129.3 (d, ' J = 166Hz,C-Ar),92.6(d, 'J= 167Hz, C-3), 61.1 (q, 'J = 150Hz,
OCH,), 33.1 (q, J' = 144Hz, NHCH,). - IR (KBr): 3600-3300,3300-2700, 2640-2480,1705, 1630,
1595,1545,1225, 1170-1130,850,775,715cm-1.-MS: 199m/e = 64% [M+-102(-FS03H, -2H)],184
m/e = 100 % [M+-ll7 (-FSO,H, -2H, -CH,)].Cl,Hl,FN05S (301.3) Ber. C 47.8 H 4.01 N 4.7 Gef. C
47.9 H 4.04 N 4.7.
N-Ethyl-N-(4-methoxy-I(2H)-oxo-2-naphthyliden)ammoniumfluorsulfonat
(14b)
2.4 g (12 mmol) 2-Ethylamino-1.4-naphthochinon(13b) und 1.0ml (12 mmol) 97proz. Fluorsulfonsauremethylester werden analog 9 umgesetzt. Der rote, analysenreine Niederschlag laat sich aus
wasserfreiem AcetonitrillEther umkristallisieren. 3.3 g (87 %) rote Kristalle vom Schmp. 162"
(Zers.). - 'H-NMR (CF,COOH): 6 (ppm) = 8.35-7.74 (m, 5-, 6-, 7-, 8-H), 6.37 (s, 3-H), 4.46 (s,
OCH,), 3.94 (qt, J = 7.OHz, =NH-CH,), 1.58 (t, J = 7.OHz, CH,). - IR (KBr): 364Cb3330, 3270,
3080,1700,1615,1595,1545,1275,1070,955,775,720cm~'.C13H14FN0,S (315.3) Ber. C49.5H4.48
N 4.4 Gef. C 49.6 H 4.52 N 4.2.
N-Benzyl-N-(4-methoxy-l(2H)-oxo-2-naphthyliden)ammoniumfluorsulfonat
(14c)
1.05 g (4 mmol) 2-Benzylamino-1,4-naphthochinon
(13c) und 0.50 g (4 mmol) 97proz. Fluorsulfonsauremethylester werden analog 9 umgesetzt. Dabei fallen 1.1 g (73% d. Th.) orangerote,
31 7184
Farbstoffa w 1,4-Naphthochinonsulfonsaureund Aminen
321
analysenreine Kristalle vom Schmp. 142-143" (Zers.) aus. - 'H-NMR (CF,COOH): 6 (ppm) =
8.3~7.70(m,5-,6-,7-,8-H),7.40(s,Benzyl-H),6.42(~,
3-H),5.03 (d. J = 5.OHz, =NH-CH2),4.37
(s, OCH,). -13C-NMR (CF,COOD): 6 (ppm) = 180.1 (s, C-1), 178.9 (s, C-2), 158.2 (s, C-4), 139.7,
136.9,134.1, 132.4,132.0,131.7,130.6,130.2,129.3 (C-Ar), 93.5 (d, 'J = 167Hz, C-3), 61.2 (q, 'J =
150Hz, OCH,), 51.7 (t, 'J = 144Hz, =NH-CH,). - IR (KBr): 3630-3300, 3300-2500, 1695, 1610,
1590,1305,1265,1220,1070,725 cm-'. -MS:keinMolekiilpeak, mie275 = 100 % [M+-102 (-FSO,H,
-2H)J. Cl,Hl,FNO,S (377.4) Ber. C 57.3 H 4.27 N 3.7 Gef. C 57.0 H 4.12 N 3.6.
3-[(3-Methylamino-4-oxo-l
-naphthyliden)amino]-4-hydroxy-l
-naphthalinsulfonsaure(fa)
Zu einer Suspension von 1.2g (4mmol) 14a in 50ml wasserfreiem Dimethoxyethan gibt man unter
Riihren und Reinststickstoff bei Raumtemp. 1.Og (4 mmol) 3-Amino-4-hydroxy-1-naphthalinsulfonsaure (15). AnschlieSend werden 0.4 g wasserfreies Pyridin in 2 ml Dimethoxyethan zugetropft ,
Dabei scheidet sich ein violetter Niederschlag ab, der nach 6 h abfiltriert wird. 1.5g (92 % d. Th.)
violette Kristalle, die in allen analytischen und spektroskopischen Daten (vgl. Lit.3b') mit dem
violetten Farbstoff aus NaNS 1 und Methylamin identisch sind.
3-[(3-Ethylamino-4-oxo-l-naphthyliden)amino]-4-hydroxy-l
-naphthalinsulfonsaure(Zb)
Aus 0.95 g (3 mmol) 14b und 0.75 g (3 mmol) 15 erhalt man analog 2a 1.2 g (90 % d. Th.) violette
Kristalle, die in allen analytischen und spektroskopischen Daten (vgl. Lit.3b))mit dem violetten
Farbstoff aus NaNS 1 und Ethylamin identisch sind.
3-[(3-Benzylamino-4-0x0-1
-naphthyliden)amino]-4-hydroxy
-1-naphthalinsulfonsaure(2c)
Aus 1.44g (3mmol) 14c und 0.75g (3mmol) 15 erhalt man analog 2a 0.9g (70 % d. Th.) violette
Kristalle, die in allen analytischen und spektroskopischen Daten (vgl. Lit.3b))mit einem der violetten
Farbstoffe aus NaNS 1 und Benzylamin iibereinstimmen.
N-Ethyl-8,13-dihydro-5-hydroxy-dibenzo[b,g]carbazol-8,13-dion
(17)
17 fallt als Nebenprodukt bei der Darstellung von 13b an. Rote Kristalle, Schmp. 300" (Zers.). 'H-NMR (DMSO): 6 (ppm) = 10.49 (s, NHIOH), 8.52-8.30 (m, 2 H-Ar), 8.15-8.03 (m, 2 H-Ar),
7.81-7.52 (m, 6 H-Ar), 5.23 (verbr. q, CH,), 1.61 (t, J = 6.5Hz, CH,). - I3C-NMR (DMSO): 6
(ppm) = 180.5(s,C-8), 176.2(s,C-13), 151.5 (s,C-7a), 133.7,133.4,133.2,133.0,132.0,128.6,127.6,
126.3,126.1,125.7,125.4,123.9,122.8,122.5,121.8,117.5 und 99.7 (C-Ar) ,42.4 (CH2), 14.4 (CH,) .
- IR (KBr): 3650-3100,3060,2990,1640,1600,1430,1250,965,870,760, 710, 690cm-I. - MS: 341
m/e (M'). C2,H15N03 (341.4) Ber. C 77.4 H 4.43 N 4.1 Gef. C 77.8 H 4.27 N 3.9.
5-Methoxy-2-phenyl-naphth[2.1
-d]oxazol(18)
Zu einer Suspension von 0.69 g Silberoxid (3 mmol) in 10 ml wasserfreiem Pyridin gibt man unter
Riihren und N2-Begasung 1.13g (3 mmol) 14c.Nach 4 h bei Raumtemp. wird abgeschiedenes Silber
abfiltriert, das Filtrat i. Vak. eingedampft, der Riickstand in CCI, aufgenommen und ungelostes
Pyridiniumfluorsulfonat abfiltriert. Nach Eindampfen der CCl4-LOsung kristallisiert man den
Riickstand aus Aceton um und sublimiert bei 140"/0,05Torr: 0.52 g (63 % d. Th.) weiSe Kristalle vom
Schmp. 147-148". - 'H-NMR (CDCl,): 6 (ppm) = 8.33-8.02 (m, 6-, 7-, 8-, 9-H), 7.70-7.18 (m, 5
Ar-H),7.07 (s, 4-H), 3.98 (s, OCH,). - I3C-NMR (CDCl,): 6 (ppm) = 162.3 (s, C-2), 153.7, 141.0,
138.4(s, C-9b/C-3a/C-5), 130.8,128.8,127.5,127.0,124.9,124.2,123.4,120.4,119.8 (C-Ar),96.2(d,
' J = 162Hz,C-4),55.9(q,'J= 144Hz,0CH3).-IR(KBr): 3060,3010,1610,1600,1585,1550,1460,
1380, 1285, ll95,760,690cm-'. - MS: 275 m/e (M'). C,,H,,NO, (275.3) Ber.: C 78.5 H 4.76 N 5.1
Gef.: C 78.1 H 4.77 N 5.0.
322
Lohmann und Hartke
Arch. Pharm.
N-Benzyl-N-(4-benzylamino-I(2H)
-oxo-2-naphthyliden)ammoniumfluorsulfonat
(19)
Zu einer Suspension von 2.65 g (7 mmol) 14r in 50ml wasserfreiem Dimethoxyethan tropft man unter
Riihren und Reinststickstoff bei Raumtemp. 0.85 g (8 mmol) Benzylamin in wenig Dirnethoxyethan.
Nach 1h werden2.8 g (90 % d. Th.) roter, analysenreiner Kristalle auf einer Umkehrfritte abgesaugt.
Schmp. 154-155". - 'H-NMR (CF3COOH): 6 (ppm) = 9.17 (verbr. s , N-H),+8.29-7.65 (m, 5-, 6-, 7-,
8-H), 7.49-7.07 (m, 10 Benzyl-H), 6.02 (s, 3-H), 4.87 (verbr. d, J = 6.0 Hz, =%CH2-), 4.62 (verbr. d,
J = 5.OHz, >N-CH,-). -I3C-NMR (CD3CN): 6 (ppm) = 179.4 (s, C-l), 161.1 (s, C-4), 151.8 (s, C-2),
136.6, 136.1, 136.0, 134.8, 130.6, 130.0, 129.9, 129.7, 129.2, 129.0, 128.5, 125.4 (C-Ar), 90.5 (C-3),
48.9 (=R-CH,-), 47.4 (>N-CH,-). -1R (KBr): 3250,1680,1590,1565,1500,1450,1340,1290,1260,
1210, 1065, 725cm-'. - MS: kein Molekiilpeak, 348 m/e= 100% [M+-104 (-FSO,H, -4H)l.
C,4H21FN,0,S (452.5) Ber. C 63.7 H 4.68 N 6.2 Gef. C 63.4 H 4.64 N 6.3.
N-Benzyliden-2-phenyl-5-naphth[2.1
-d]oxazolamin (20)
Zu einer Suspension von 0.90g (2mmol) 19 in 20ml wasserfreiem Dimethoxyethan gibt man unter
Riihren und N2-Begasung so vie1 wasserfreies Pyridin, bis eine klare Losung entstanden ist.
AnschlieSend werden 0.50 g (2.2 mrnol) Silberoxid hinzugefiigt, noch 3 h bei Raumtemp. geriihrt,
filtriert und das Filtrat i. Vak. auf ein kleines Vol. eingeengt. Auf Zusatz von Methanol scheiden sich
0.26g (37 % d. Th.) gelbe Kristalle vom Schmp. 171-172" ab. - 'H-NMR (CDCI,): 6 (ppm) = 8.64 ( s ,
N=C-H), 8.568.47 (m, 1 Ar-H), 8.40-8.28 (m, 3 Ar-H), 8.12-8.02 (m, 2 Ar-H), 7.8C-7.51 (m, 8
Ar-H), 7.47 (s, 4-H). - "C-NMR (CDCI,): 6 (ppm) = 162.5 (s, C-2), 160.1 (d, 'J = 154Hz, CH-N),
147.3, 138.5, 136.3 ( s , C-9b/C-3a/C-5), 131.5, 131.0, 129.0, 128.8, 128.7, 128.6, 127.6, 127.3, 127.2,
125.4, 125.2, 120.1, 119.9 (C-Ar), 104.7 (d, 'J = 163Hz, C-4). - IR (KBr): 3060, 1630, 1580, 1550,
1490,1455,1060,855,780,760,700cm-'. MS: 348 mle (M'). C24H16N,0 (348.4) Ber. C 82.7 H 4.63
N 8.0 Gef. C 82.8 H 4.87 N 7.8.
N-Benzyl-2-pheny1-5-naphth[2.1
-d]oxazolamin (7)
Zu einer Suspension von 0.05 g (1.3 mmol) Lithiumaluminiumhydrid in 50 ml wasserfreiem Ether
tropft man eine Losung von 0.155g (0.4mmol) 20 in 5ml Ether. AnschlieSend wird l h unter
RiickfluS gekocht, nach dem Abkiihlen tropfenweise mit Ethanol versetzt bis keine H2-Entwicklung
rnehr erfolgt und filtriert. Das Filtrat wird i. Vak. eingedampft und der kristalline Riickstand aus
Ethanol umkristallisiert. 0.15g (95 % d. Th.) gelbe Kristalle vom Schmp. 197-198". - 'H-NMR
(DMSO): 6 (ppm) = 8.47-8.38 (m, 1Ar-H), 8.25-8.11 (m, 3 Ar-H), 7.78-7.19 (m, 10 Ar-H), 7.05 (t,
NH), 6.60 ( s , 4-H), 4.54 (verbr. s, CH,). - IR (KBr): 3450,1630, 1600,1585,1550,1490, 1210,760,
695cm-'. - MS: 350 m/e (M'). C2,Hl8NZO (350.4) Ber. C 82.3 H 5.18 N 8.0 Gef. C 82.3 H 5.06 N
8.0.
Literatur
1 Fur eine Literaturiibersicht vgl.
a. B. KakBc' und Z.J. Vejdelek, Handbuch der photometrischen Analyse organischer Verbindungen, S. 472,l. Ergbd., S. 193 und 2. Ergbd., S. 210, Verlag Chemie, Weinheim 1974,1977 und
1982.
b. 1.c. la), S. 1018, 1.Ergbd., S. 368 und 2. Ergbd., S. 403.
2 H. Bohme und K. Hartke, Europaisches Arzneibuch, Bd. I und 11, Kommentar, S. 501, Wiss.
Verlagsgesellschaft, Stuttgart 1978.
3 a. K. Hartke und U. Lohmann, Chem. Lett. 1983, 693.
b. K. Hartke und U. Lohmann, Dtsch. Apoth. Ztg. 123, 1013 (1983).
317184
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4 A,-M. Osman und I. Bassiouni, J. Org. Chem. 27, 558 (1962).
5 F. J. Bullock, J. F. Tweedie und D. D. McRitchie, J. Chem. SOC.C 1969, 1799.
6 Eine analoge Alkylierung von 8 und 10 mit Trialkyloxoniumtetrafluoroboraten (Meerwein-SalZen) ist unabhangig von uns auch im Arbeitskreis von R. Gompper, Munchen, durchgefuhrt
worden: Privatmitteilung Prof. Gompper.
7 Th. Zincke, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 12, 1641 (1879).
8 K. Sugita und J. Kumanotani, Bull. Chem. SOC. Jpn. 42, 2043 (1969); C.A. 71, 912042
(1969).
9 H.W. Eich und J. Eisenbrand, Arch. Pharrn. (Weinheim) 293, 569 (1960).
10 A.N. Grinev, I.A. ZaItsev, N.K. Venevtseva und A.P. Terent'ev, Zh. Obshch. Khim. 30, 1914
(1960); C.A. 55, 6454b (1961).
11 Belg. Pat. 614136 (15.3.1962) der U.S. Rubber Co. (Erf.: R.A. Corey); C.A. 57, 15031
(1962).
12 C. Liebermann und S. Schlossberg, Ber. Dtsch. Chem. Ges. 32, 2095 (1899).
[Ph 7391
Arch. Pharm. (Weinheim) 317,323-329 (1984)
N-Alkylierungen unsymmetrischer Piperazine
Byung-Ho Chung**)+)und Felix Zymalkowski*)
Pharmazeutisches Institut der Universitat Bonn-Poppelsdorf, Kreuzbergweg 26, D-5300-Bonn 1
Eingegangen am 3. Februar 1983
In 1,4-Stellung unsymmetrisch disubstituierte Piperazine lassen sich N-(bzw. ")-mono- oder
N,N'-bisalkylieren. Bei ausreichendem Groaenunterschied zwischen beiden Substituenten verlaufen
Monoalkylierungen regiospezifisch.
N-Alkylations of Unsymmetric Piperazines
Unsymmetrically 1,4-disubstituted piperazines can be N-(or N'-)mono- or N,N'-bisalkylated. If the
two substituents differ in size sufficiently, monoalkylations occur regiospecifically.
Wir haben kiirzlich gezeigt, daa man Derivate des Piperazins und solche des 1,3-Diaminopropans
nach Bedarf mono- oder bis-quaternieren kann; bei unsymmetrischen 1,3-Diaminopropanen
verliefen die N-Monoalkylierungen regiospezifisch'). Inzwischen haben wir Versuche unternommen,
auch von unsymmetrischen Piperazinen N-monoquartare Derivate herzustellen und dabei nach
Ubergangen von regiospezifischen zu unspezifischen N-Monoalkylierungen zu suchen. Fur diesen
Zweck bietet der Arzneischatz eine groae Anzahl geeigneter Modellverbindungen an.
+) College of Pharmacy, Chonnam National University, 300 Yong Bong Dong, Gwang ja, Chonnam,
Korea
0365-6233/84/040+0323 $ M.50/0
0 Verlag Chemie GmbH, Weinheim 1984
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