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99°Literaturnachweis Curtius, Darapsky

C. H.CON = NCSH 6"5

Phenylazobenzoyl braunrot, reaktionsfähig;

C6H6N =NC6H6

Azobenzol orange, trag

37

Diazoverbindungen

C«H

6a5 N

C2H5/ \N Phenyläthyldiazomethan

rot, sehr reaktionsfähig CH3. ,N

>C<

CH/

Dimethyldiazomethan rot, sehr reaktionsfähig

A

\\\

CH3(X

/N CH3Ox

NN

Dimethoxydiazomethan

unbekannt

(CH3)2NX /N

><;l

(CH3)2N/

XN

Tetramethyldiamidodiazomethan

unbekannt

Azoverbindungen

C6H5N = NC2H5 Phenylazoäthyl

gelb, trag

CHjN=NCH,

Azomethan

farblos, nicht reaktionsfähig

CH3OIST=NOCH3 Methylester

der untersalpetrigen Säure farblos, nicht reaktionsfähig

(CH9),NN= KN(CHa), Tetramethyltetrazen farblos, nicht reaktionsfähig

III.

Über

strukturisomere

Hydrazone.

Wie schon im Vorhergehenden gezeigt wurde, bilden sick bei den Eeaktionen zwischen aliphatischen Diazoverbindungen und Azoverbindungen als erstes greifbares Produkt Hydraziverbin-dungen.

Curtius und Lang1) nahmen bei der Darstellung der erstem aliphatischen Diazoverbindung aus dem Hydrazon, des Phenyl-benzoyldiazomethans (Diazoessigester wurde bekanntlich aus Gly-kokollester durch salpetrige Säure2), Diazomethan aus Nitroso-methylurethan durch alkoholisches Kali gewonnens) an, daß Benzil-hydrazon ringförmig konstituiert sein müsse, da nach ihrer An¬

schauung die von ihnen angenommene Curtius'sche Formulierung der Diazoverbindungen nur diesen einen Schluß zuließ. Die ring¬

förmige Diazoverbindung konnte nur aus einem ringförmigen Hydrazon entstehen.

/NH"

,N

CeH5C<

| +0=H20 +

C6H5C<

J

C8H6CO C6H6CO

Benzilhydrazori Phenylbenzoyldiazomethan (Phenylbenzoylhydrazi- (Phenylbenzoylazimethylen).

methylen).

Diese Anschauung wurde nach den Untersuchungen von Stau¬

dinger und Kupfer hinfällig;*) Sie zeigten nämlich, daß die verschiedensten aliphatischen Hydrazone sich mit Benzaldehyd kondensieren lassen, infolgedessen nur kettenförmig konstituiert sein können.

!) J. pr. Ch. (2) 44, S. 182 (1891).

2) Curtius, J. pr. Ch. (2), 38, S. 407 (1888).

3) v. Pechmann, B. 28, S. 855 (1895).

*) B. 44, S. 2197 (1911).

39

Hydrazimethylenderivate hat man schon in früherer Zeit dar¬

zustellen versucht. Cornelius und Homolka5) fanden bei der Kondensation von Hydrazobenzol mit Benzaldehyd und seinen ver¬

schiedenen Derivaten Verbindungen, die sie „Hydrazoïne" nannten, die in Wahrheit aber Hydrazimethylene sein sollten. Nach den Untersuchungen von Rassow und Lummerzheim6) stellte sich her¬

aus, daß die obigen Verbindungen nur Gemische von Azobenzol und Aldehyd darstellen, die Hydrazoïne bei der Reaktion gar nicht entstehen. Dagegen ist es ihnen gelungen, aus Acetalde-hyd und Hydrazobenzol das Methyldiphenylhydrazimethylen dar¬

zustellen. Durch Spaltung mit Säure liefert dasselbe Hydrazo¬

benzol, welches sichaber sofortoxydiert oder in Benzidin umlagert.

Ebenso konnten als Nebenprodukte bei der Reaktion entsprechende Oxy-, Äthoxy- und Methoxybutyraldehydderivate isoliert und be¬

schrieben werden.

E. Müller7) ist es zum ersten Mal gelungen, Hydrazimethylene

aus aliphatischen Diazoverbindungen und Azoverbindungen auf¬

zubauen. Aus dem cyklischen Tetrazin erhielt er durch Ein¬

wirkung dreier Moleküle Diazomethan das Trimethylentetrazin, welches als Hydraziverbindung zu betrachten ist:

/CHsv

N NT

HC< >CH

+3CH/ CM/ Xtil

\N = N/ XN= NN N

CH2 CH2

Die Konstitution des Körpers ergibt sich aus seiner Spaltung mit verdünnter Schwefelsäure, wobei Formaldehyd und Hydrazin nachgewiesen werden konnten.

Diese Beobachtung führte Müller dannzueingehenderenUnter¬

suchungen, indem er Azokörper den Diazoverbindungen anzu¬

lagern versuchte. Als Azokörper benützte er die besonders reak¬

tionsfähigen karbonylsubstituierten Azodikarbonester und Azodi-benzoyl. Mit Diazomethan reagiert Azodikarbonester unter

Bil-6) B. 19, S. 2239 (1886).

c) J. pr. Ch. (2), 64, S. 131 (1901).

7) B. 47, S. 3001 (1914).

dung von Hydrazimethylendikarbonester. Der Körper konnte je¬

doch auch durch wiederholte Vakuumdestillation nicht analyseïi-rein gewonnen werden. Bessere Resultate lieferten die Ver¬

suche mit Diazoessigester. Mit Azodikarbonester entsteht hiebei (wenn in Lösunggearbeitet wurde) Hydrazimethylentrikarbonester, mit Azodibenzoyl—Dibenzoylhydrazimethylenkarbonester:

/NC00C,H5

/NC0C6H5

C,H500CCH< C2H5OOCCH<

xNCOOC2H5 xNCOC«H5

Hydrazimethylentrikarbonester Dibenzoylhydrazimethylenkarbonester.

Durch Kochen mit verdünnten Säuren erhält man aus beiden Ver¬

bindungenGlyoxylsäure, Alkohol unds-Hydrazindikarbonesterresp.

e-Dibenzoylhydrazin, wodurch die Konstitution bewiesen ist.

Zu einem überraschenden Resultat gelangte Müller, als er Azodikarbonester und Diazoessigester in verdünntem Zustande aufeinander reagieren ließ. Die Analyse stimmte annähernd auf Hydrazimethylentrikarbonester. Bei der Behandlung mit Ammoniak jedoch entstand überraschenderweise ein Gemisch von Hydrazindi-karbonester und Glyoxylsäureamidhydrazonkarbonester. Der letz¬

tere Körper konnte auch, neben Glyoxylestersemikarbazon, aua

Diazoessigester und Azodikarbonamid erhalten werden.

Die Ursache, warum diese merkwüi'digen, andersartigen Pro¬

dukte entstehen, erkannte Müller noch nicht. Erst A. Gaule8) konnte auf Grund neuer Untersuchungen die Ursache feststellen.

Sie ließ nämlich, die Müller'sche Arbeit vorerst nicht kennend, Azodikarbonesterauf Diphenylendiaaomethan einwirken, um so den Hydrazifluorendikarbonester (Diphenylenhydrazimethylendikarbon-ester) zu erhalten, welcher dann durch Verseifung und Abspal¬

tung von Kohlensäure Hydrazifluoren liefern mußte. Hydrazi-fluoren wäre ein isomeres zu Fluorenonhydrazon und müßte eine andersartige Diazoverbindung liefern, wie das letztere.

/NCOOC2H,

/NH /N

(C6H4)9C<

-(Cfi H4),C< | ->(C6H4)SC< 11

xNC00C2H5 XNH XN

(CHH4),C = NNH2 + (C6H4)SC =N=N

8) Staudingeru. Gaule, B. 49, S. 1961 (1916); A. Gaule, Diss. Zürich 1916,

41

Es ist tatsächlich gelungen, den Hydrazikörper zu erhalten, voll¬

ständigeVerseifung und Kohlensäureabspaltung mißlang dagegen:

statt dem Hydrazifluoren erhielt man Fluorenonhydrazonmono-karbonester. Der eigentliche Zweck der Gaule'schen Arbeit wurde also nicht erreicht, die Untersuchungen zeitigten jedoch ein an¬

deres interessantes Resultat. Es stellte sich nämlich heraus, daß Hydrazifluorendikarbonester über seinen Schmelzpunkt erhitzt, beim Erstarren nicht wieder denselben Körper ergibt. Im Laufe der nähernUntersuchung stellte sich'heraus, daß Fluorenonhydra-zondikarbonester vorlag.

/NCOOC3H5 /COOC,H5

(C6H4)2C(! +(CHH4)2C =NN(

NC00C,Hfi xCOOC2H5

Hydrazifluorendikarbonester Fluorenonhydrazondikarbonester.

Der erste Körper liefert bei der Spaltung mit verdünnter Salzsäure Fluorenon und symmetrischen Hydrazindikarbonester.

Bei der Spaltung des zweiten Körpers sollte man Fluorenon und asymmetrischen Hydrazindikarbonester erhalten. Dieser entsteht jedoch nicht, man erhält, da er unbeständig ist, den bekannten Hydrazinmonokarbonester.

Diese außerordentlich interessanten Beobachtungen Gaules erklären nun Müllers Resultate dahin, daß auch bei seinen Verbin¬

dungen Umlagerung, allerdings unter Verlust einer

Karbäthoxyl-gruppe eingetreten ist.

Die Resultate genannter Arbeiten erschienen sehr interessant und ich habe deshalb dieselben fortgesetzt; dabei waren mir folgende Gesichtspunkte maßgebend:

1. Es bestand die Möglichkeit, durch Einwirkung entsprechen¬

der Azoverbindungen auf aliphatische Diazoverbindungen neue interessante Stickstoffketten zu synthetisieren. Würde man z. B.

die in den vorhergehenden Kapiteln zu den Azoverbindungen ge¬

rechneten Diazoamidoverbindungen, Isodiazoäther, Tetrazene und Ester der untersalpetrigen Säure auf reaktionsfähige Diazover¬

bindungen einwirken lassen, so erhielte man Derivate des Tria-zans, Oxyhydrazins, Tetrazans resp. des Dioxyhydrazins, die ihrer¬

seits durch Umlagerung in die interessanten Aldehyd- resp.

Keton-derivate übergehen müßten und durch Spaltung mit Säuren endlich die entsprechenden Aldehyde oder Ketone und neue Verbindungen, die durch die obgenannten Stickstoff-, resp. Stickstoffsauerstoff¬

verbindungen gebildet wären, liefern würden.

+

Wi3 schon früher angedeutet wurde, ist es ni^ht möglich

gewesen, diese Idee zu realisieren und zwar infolge der schon dargelegten Reaktionsträgheit der Diazoamidoverbindungen, Diazo-äther, Tetrazene und Ester der untersalpetrigen Säure.

2. Es war eine interessante Aufgabe, weitere Vertreter von Hydrazimethylenen darzustellen, dadurch, daß man so die Diazo-verbindung wie die Azoverbindung variierte und auf diese Weise

zu verschiedenartig substituierten Produkten gelangte. Weiter wax es von Interesse, zu untersuchen, inwieferne die verschieden¬

artige Substitution die Umlagerungstendenz der Hydrazimethylene beeinflußt. Der Gedanke war nämlich naheliegend, daß besonders schwere Substituenten den Dreiring stabilisieren würden und Um-lagerung gar nicht oder nur sehr schwer eintreten könnte.

43

Tatsächlich ist beobachtet worden, daß z. B. Diphenylhydrazi-methylendikarbonester sich sehr leicht umlagert, Diphenylbenzoyl-hydrazimethylenkarbonester dagegen schwerer. Noch schwerer wird Triphenylhydrazimethylenkarbonester umgelagert, endlich lagert sich Triphenylbenzolhydrazimethylengar nicht um. Ähnliche Beobachtungen hat Auwers9) bei seinen Untersuchungen über molekulare Umlagerungen auch gemacht, er fand, in Überein¬

stimmung mit meinen Beobachtungen, daß die Karboxäthylgruppe sich am leichtesten umlagert, die Wanderungstendenz nimmt über die Acetylgruppe zur Benzoylgruppe ab. Es sind natürlich nur

qualitative Beobachtungen vorhanden, da eine genaue Messung nicht vorgenommen wurde. Diese hätte sich bei der kleinen Anzahl der dargestellten Verbindungen gar nicht verlohnt. Wie im früheren gezeigt wurde, ist es nämlich nicht gelungen, eine größere Anzahl Hydrazikörper darzustellen, da die meisten unter¬

suchten Azoverbindungen mit den angewandten Diazoverbindungen nicht in Reaktion treten.

3. Im Laufe der Arbeit wurde beobachtet, daß wenn man

Diphenylhydrazimethylendikarbonester vorsichtig über seinen Schmelzpunkt erhitzt, die farblose Schmelze sich momentan gelb färbt, um dann plötzlich wieder farblos zu werden. Es ist nun die Frage aufgetaucht, ob die merkwürdige Zwischenphase nicht

eine neue Verbindung darstellt, vermutlich ein „Hydrazen", wie Miescher es genannthat,10) das infolge derZwillingsdoppelbindung gefärbt ist und sehr reaktionsfähig sein müsse.

.NR' R'

R2(X i -> R2C = N = NR"

XNR"

Hydrazimethylen Hydrazen

Ich habe nun diese Umlagerung weiter verfolgt, um die gelbe Zwischenstufe zu isolieren. Das Hydrazon selber konnte nicht gefaßt werden, dagegen ist es gelungen, durch Zugabe beson¬

ders reaktionsfähiger Körper, wie Phenylisocyanat und

Diphenyl-keten den Körper zu fixieren.

9) A. 332, S. 159, 364, S. 147, 365, S. 278 u. 343.

10) Noch unveröffentlichte Arbeit.

R'

--> R2C = NN<

\R"

Hydrazon

Diphenylhydrazimethylendikarbonester reagiert in der Kälte nicht mit den genannten Verbindungen. Erst bei der Temperatur des siedenden Wassers fand Anlagerung unter Abscheidung wohl charakterisierter Produkte statt. Mit Phenylisocyanat erhält man auf diese Weise 5-Diphenyl-4-Phenyl-3-Ketotriazolidin-l-2-Dikar~

bonester.

Auffallend ist der leichte Zerfall des Fünfringes beim Er¬

hitzen. Bei der Destillation im absoluten Vakuum erhält man

neben Penylisoeyanat das beständige Umlagerungsprodukt Benzo-phenonhydrazondikarbonester. Wir müssen also annehmen, der Fünfringkörper zerfalle primär in seine Komponenten, denn Benzo-phenonhydrazondikarbonester reagiert nicht mit Phenylisocyanat.

Kocht man das Pbenylisocyanatprodukt mit alkoholischem Natriumäthylat, so wird es zur entsprechenden Säure verseift.

Durch weitergehende Erhitzung mit Alkali erhält man aus dieser Benzophenonphenylsemikarbazon, identisch mit dem von Borsche und Merkwitz11) aus Benzophenonsemikarbazon und Anilin einer¬

seits und aus Benzophenon und Phenylsemikarbazid andererseits gewonnenen Produkte.

Bei diesen Beobachtungenkamen wir auf die Vermutung, daß Phenylsemikarbazone überhaupt ringförmig konstituiert sein

könn-») B. 37, S. 3181 (1904).

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ten. Die Reaktion zwischen Benzophenon und Phenylsemikarb-jazid wäre in diesem Falle dahin zu deuten, daß das' primäre Anlagerungsprodukt nicht intramolekular mit dem Wasserstoff¬

atom des Hydrazinrestes* sondern mit demjenigen der

Imido-gruppe Wasser abspalten würde.

(C6H5)2C NH NHCONHC„H5 -> (C6H6)2C = NNHC0NHC6H5

OH

oder NH

/\ »H

(C6H6)2COHNH ->

(W^7

XNH

C6H5NH CO C6H6N CO

Sollte die Annahme der ringförmigen Konstitution der Phenyl-semikarbazone richtig sein, so müßte man aus Benzophenon-hydrazon und Phenylisocyanat ein Phenylsemikarbazon erhalten, welcheö kettenförmig konstituiert wäre, also ein Isomeres des obigen darstellte. Aus Benzphenonhydrazon und Phenylisocyanat erhält man jedoch ein Phenylsemikarbazon, welches nach Schmelz¬

punkt und Mischprobe sich mit dem oben gewonnenen als identisch erweist; demzufolge ist nur die kettenförmige Konstitution mög¬

lich und.ist die Entstehung dieser Verbindung beim Verseifen des Phenylisocyanatproduktes dahin zu deuten, daß der Triazolidin-ring als solcher durch Entzug der Karboxyle instabil geworden ist und sich in die stabilere Phenylsemikarbazonform umgelagert hat.

Mit Diphenylketen entsteht aus dem Ringöffnungsprodukt, dem Hydrazen des Diphenylhydrazimethylensemikarbonesters der 4-5-bis-diphenyl-3-ketopyrazolidin-1-2-dikarbonester:

NCOOC2Hä NCOOC2H5

(C6H6)2C^NCOOC2HB (C6H5)2C//XxNCOOC9H5

+ +

|

(C6H6)2C = C = 0 (C6H5)2C C = 0

Beim Erhitzen des Körpers zersetzt er sich. Diphenylketen konnte hiebei nicht gefaßt werden.

Die Verseifung ergab gleich ein neues Produkt vom F. P, 148—149°. Da die Analogie mit Phenylisocyanat vermuten ließ, daß es sich hier um ein Diphenylacetylderivat des Benaophenon-hydrazons handelte, wurde derselbe Körper aus

Benzphenonhydra-zon und Diphenylacetylchlorid nach Schotten-Baumann syntheti¬

siert. Ich erhielt denselben Körper, der nun als Benzophenon-diphenylaoetylhydrazon zu bezeichnen ist.

Es stieg nun noch die Frage auf, ob Hydrazens, die doch analog Mieschers Nitrenen12) konstituiert sind, wie diese 2 Mole¬

küle Diphenylketen anlagern würden. Es wurden deshalb je 1MolekülHydrazikörperund 2 MoleküleDiphenylketenmiteinander im geschlossenen Rohr einmal auf 60° das andere mal auf 100°

erhitzt und die überschüssige Ketenmenge nach Überführen in Diphenylessigsäure zurücktitriert. Beide Versuche ergaben, daß

nur 1 Molekül Keten sich anlagert.

(c8H6)8(y |

RN^

+2 (C6H6)2C=C=0= RN<

X3R2 i

VCR2

o = a |

C(C6H5)2

(ßeH6)2C |

/NR | /NB

RN^ -|-2(C6H6)2C=C=0=RN<

^CR2 ' XCR2

0=

CX

|

XC(C«H5)2

Aus Hydrazifluorendikarbonester wurden die entsprechenden Pbenylisocyanat- und Diphenylketenderivate ebenfalls dargestellt, jedoch nicht weiter untersucht.

Es wurde noch versucht, andere reaktionsfähige Doppel¬

bindungen an das Ringöffnungsprodukt anzulagern, wie Azodi-karbonester, Phenylsenföl, Benzylidenanilin, Fumarester und Ni»

trosobenzol. Das Ringöffnungsprodukt reagiert mit allen diesen 12) Unveröffentlichte Arbeit.

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Verbindungen nicht. Dagegen ist bei den Versuchen mit Fumar-ester und Nitrosobenzol die interessante Beobachtung gemacht worden, daß bei diesen eine Spaltung des Hydrazons in Benzo-phenon und Hydrazindikarbonester stattfindet, wasdarauf schließen ließ, daß die obigen Verbindungen als Katalysatoren wirken.

Um diep zu prüfen, wurde Diphenylhydrazimethylendikarbonester in feuchtem Äther gelöst und nach Zugabe einer Spur Nitroso¬

benzol stehen gelassen. Schon nach kurzer Zeit (2 Tagen) trat Spaltung ein, währenddemderKörperbei Abwesenheitvon Nitroso¬

benzol auch nach wochenlangem Stehen in feuchtem Äther nicht verändert wird.

Als Resultat dieser, im letzten Absatz beschriebenen Unter¬

suchungen können wir bezeichnen, daß wir nun einen genauen Einblick in den Mechanismus der Umlagerung erhielten. Dem¬

nach wird das Hydrazimethylen primär in Hydrazen umgelagert, welches selber jedoch nicht isoliert werden kann, da es sehr unbeständig ist, dagegen mit anderen reaktionsfähigen Körpern leicht in Reaktion tritt. Als Bndprodukt der Umlagerung steht das Hydrazon da, welches aus dem Hydrazen durch Wanderung

des Substituenten desjenigen Stickstoffatoms, welches an Kohlen- j

stoff gebunden ist, entstand. *

4. Durch Variierung der angewendeten Diazoverbindung hat

man es in der Hand gehabt, die Reaktionsfähigkeit der letzteren gegenüber ein und derselben Azoverbindung zu untersuchen.

Azodikarbonester tritt mit Phenyldiazomethan13) und mit Phenyl-methyldiazomethan14) sehr leicht in Reaktion, ergibt jedoch nicht das erwartete Reaktionsprodukt. Die Reaktionen mit Di-phenyl- und Diphenylendiazomethan sind weniger heftig, ergeben jedochwohlcharakterisierteReaktionsprodukte. Mit Phenylbenzoyl-diazomethan tritt Azodikarbonester nur bei höherer Temperatur 13) Phenyldiazomethan ergibt mit Azodikarbonester ein schmieriges Produkt, das nicht zur Kristallisation zu bringen ist und auch bei der Destillation im absoluten Vakuum keine einheitlichen Produkte liefert.

u) Beider ReaktionzwischenPhenylmethyldiazomethanundAzodikarbonester erhielt man, neben sehr vielKetazin Hydrazindikarbonester und Acetophenon, ein Zeichen, daß hier eine momentane hydrolytische Spaltung des Reaktionsproduktes (vielleicht durch katalytische Wirkung des Ketazins, ähnlich, wie dies bei Nitrosobenzol und Fumarester beobachtet wurde) eingetreten sein mußte.

in Reaktion. Das Reaktionsprodukt bot ein gewisses Interesse, weil bei der Ringöffnung, durch Reaktion des endständigem Stickstoffatoms mit dem Ketonsauerstoff sich leicht ein Fünf¬

ring hätte bilden können, welcher durch Verseifung ein Isomeres

zu Benzilhydrazon hätte liefern müssen, wenn keine Ringöffnung stattfand. Eine genaue Untersuchung konnte wegen Mangel an Ausgangsmaterial nicht durchgeführt werden.

/NCOOC2H6

CeH6C< C6H6C=NCOOC2HB

xNCOOC2HB I vx C6H6C

NCOOC2H6

\

NCOOCjHj

C.H.C-KH

C6H,C=0 cäc=o

NU

C.H.C-0 C.H.C-0

5 Im Laufe der Untersuchungen hat es sich herausgestellt,

daß die erhaltenen Hydrazimethylene unter Umständen ein ge¬

eignetes Material zur Bestimmung der Konstitution aliphatischer Diazoverbindungen bilden können, denn sie müssen aus den Diazo-verbindungen durch Anlagern von Grignard'schen Verbindungen undnachherigem Einwirkenvon Säurechloriden ebenfallsentstehen,

wenn die Curtius'sche Diazoformel zutrifft, es müßten dagegen Hydrazone entstehen, wenn die Angeli-Thiele'sche Formel die richtige ist.

IV. Zur Konstitution