Research Collection
Doctoral Thesis
Zur Kenntnis der Oxyazoverbindungen
Author(s):
Ulbrich, Ernst Publication Date:
1913
Permanent Link:
https://doi.org/10.3929/ethz-a-000089059
Rights / License:
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/
Zur Kenntnis
der Oxyazoverbindungen
Von der
Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich
zur
Erlangung
derWürde eines Doktors der technischen Wissenschaften
genehmigte
PROMOTIONSARBEIT vorgelegt
vonERNST
ULBRICH, dipl.
technischer Chemikeraus Zürich
Referent: Herr
Prof.
Dr. HStaudinger
Korreferent: Herr
Prof.
Dr. M. CérésoleJ.J.Meier,Plattenstraße 27,Zürich V 1913
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Meinen lieben Eltern
in Dankbarkeit
gewidmet.
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Vorliegende
Arbeit wurde in der Zeit vomApril
1911bis Oktober 1912 im
analytisch-chemischen
Laboratorium derEidgenössischen
Technischen Hochschule in Zürichausgeführt.
Ich möchte auch an dieser Stelle meinem hochverehrten Lehrer
Herrn Prof. Dr. Richard Willstätter
meinen
aufrichtigen
Dankaussprechen
für die rege Unter¬stützung,
die er mir im Yeilaufo derUntersuchungen jederzeit
in reichem Maße zuteil werden ließ. — Auch
Herrn Prof. Dr. Hermann Staudinger
sage ich meinen bescen Dank für das Interesse und
Wohlwollen,
das er meinen
Untersuchungen entgegengebracht
hat.Leer
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Inhaltsverzeichnis.
Seite
Historischer Teil 9
Theoretischer Teil 20
Experimenteller
Teil 371-4 Xaphtochinon-5-Karbonsäure 37
1-4 ïfaphtochinon-5-karbonsaures Blei 40
Versuche zurReduktion der 1-4Kaphtochinon-5-karbonsäure . 41
Dinaphtylen-diketondikarbonsäure 41
Kondensation der l~4Naphtoehiuon-5-karbonsäure mit Phenyl¬
hydrazin 42
A. Ring 42
B. 4-Benzolazo-l-()xy-8-Naphtoesäure 43 4-Benzolazo-l-Oxy-8-^aphtoesäuremethyle8ter .... 45
Die 1-4 Naphtochinon-5-karbonsäureester und ihr Verhalten
gegen Phenylhydrazin 46
1-4 Naphtochinon-5-karbonsäureaethylester 46 1-4 Naphtochmon-5-karbonisäuremethylester 47 Kupplungsproditkt aus l-Oxy-5-naphtoesäure, derenAethylester
und Bildung des Ringes 40
Hing und 2-Benzolazo-l-Oxy-5-Naphtoesäure .... 50 2-Benzolazo-l-Oxy-5-Naphtoesäureaethylester .... 51
Verseifung 52
Die Konstitution des Umlagerungsesters aus a-Naphtochinon-
karboxymethylphenylhydrazon 52
«-Naphtochinotikarboxymethylphenylhydrazon . ... 53 Umlagerung von
«-Naphtochinonkarboxymethylphenyl-
hydrazon mit Barythydrat 55
Verseifung des Umlagerungsmethylesters 57
Reduktion des Umlagerungsmethylesters 59 •
l-Oxy-4-5-Naphtostyril 60
Versuch der Bildung des Umlagerungsesters aus dem
Ringe 61
Seite
Ueber dieBildung eines isomeren,
Ringes
aus 2-0.vy-8-naphtoe-säwre 61
Die(Jyanidschmelzedes2-Naphtol-8-sulfosaurenNatriums "61
2-Methoxy-8-naphtalinsulfosaures Natrium 62
Ersatz der Amidogruppe in 2-Oxy-8-Amidonaphtalin
durch Cyan 63
2-Oxy-8-Naphtonitril 65
l-Benzolazo-2-Oxy-8-Naphtonitril 65
Verseifung des 2-Oxy-8-Naphtonitril 68
2-Oxy-8-Naphtoesäure 68
l-Benzolazo-2-Oxy-8-Naphtoesäure 69
Ring 71
Ueber die Ringbiidung des üx^azoi'arbstoft's aus l-()xy-
2-Naphtoesiiure 72
Ver.'liehezurDäiStellungeinesanalogenHinges (1er ßenzolreihe 75
p-Benzochinonkarbonsäure 75
Kupplung der m-Oxybenzoesüure und Ringbiidung . . 75
\
\
Versuche zur Darstellung eines Rinkes n,it ;S'02 an Stelle
am G—-0 80
/
2-Benzolazo-l-Naphtol-5-sulfosäure 80
1-4 Naphtochinon-5-sulfosäure . 81 Kondensation der 1-4 Naphtochinon-5-suit'osäure mit
Phenylhydrazin 82
4-Benzolazo-l-naphtol-8-8ulfosäuie 82 l-Bouzolazo-2-naphtol-8-sulfosäure 83 Reduktion der l-Benzolazo-2-Naphtol-8-sult'osäure . . 86
Zur Konstitution der Croecinsäwe 87
a) (Jhlorriapbtol aus crocei'nsaureni Natrium .... 87 b) Chlornaphtol aus 2-Oxy-8-Amidonapbtalin .... 88
Historischer Teil.
Die Geschichte der
Konstitutionsbestimmung
vonOxyazo- körpern
soll in Kürze skizziert werden. Eine ausführlichereDarlegung
hat L.Pogany1)
in seiner Dissertation„Zur
Kenntnis der
Chinonhydrazone
undOxyazoverbindungen"
gegeben.
Die ersten
Untersuchungen
zurAufklärung
der Konsti¬tution wurden von Lieb
ermann2),
sowie Zincke undBindewald8) angestellt.
Bis dahin hatte man dieOxyazo- körper,
ihrer leichten Löslichkeit inAlkalien wegen, als echtePhenolderivate4)
formuliert.Nun fandL iebe r m a n nbei der
Kupplung
von/5-Naphtol
und Benzoldiazoniumchlorid eine in Alkali unlösliche
Verbindung
und Zincke und Bindewald erhielten durch Kondensation
von
/3-Naphtochinon
mitPhenylhydrazin
ein ebenfalls in Alkaliunlösliches, jedoch
von dem Lieb ermann'schenKupplungs¬
produkt
verschiedenesKondensationsprodukt. Ungefähr
zurgleichen
Zeit nndunabhängig
von einander nahmenMeldola5)
und H. Go1dschmi d
t6)
das Problem inAngriff.
Durch die
Acylierbarkeit
schloss Meldola auf das Vor¬handensein einer
Hydroxylgruppe,
die reduktiveSpaltung ließ,
da die beiden
möglichen
Paare vonSpaltungsstücken entstanden,
eine
Entscheidung
zwischen der azoiden und chinoiden Form ') Diss. L. Pogany, Zürich 1909.2) B. 16, 2828.
3) B. 18, 3026.
4) B. 3, 234.
6) Soc. 53, 460; Soc. 50, 603; Soc. 63, 923, 930; Soo. 65, 834.
6) B. 24, 2300; B. 25, 1324; B. 23, 487.
— 10 —
nicht zu. Aus der Reaktion der
p-Oxyazokörper
mitPhenyl- isocyanat
zog Gold Schmidt denSchluß,
daß dieKörper
der
p-Reihe
echteOxyazoverbindungen,
die o-Derivatedagegen,
dasie mit
Phenylisocy
anatnichtreagierten, Chinonhydrazone
seien.Hatten Meldola und Goldschmidt auf dem
Wege
des Abbaues die Konstitution dor
Oxyazokörper
erforschenwollen,
sogriff
Mac P herson1)
zurSynthese.
Durch denVergleich
derKondensationsprodukte
aus asym.alkylierten
undacylierten Phenylhydrazinen
mit verschiedenen Chinonen dero- und
p-Reihe
einerseits und derAlkyl-
undAcylderivate
der
entsprechenden Oxyazokörper
andererseitsgelangt
er zudem
Resultat,
daß allep-Oxyazokörper,
derenSalze, Alkyl-
und
Acylderivate
als wahreOxyazoverbindungen
aufzufassen sind. Für dieAlkylderivate
dero-Oxyazokörper
kommt erzum
gleichen
Schlüsse. Die freienOxyazoverbindungen
undihre
Acylprodukte
sollendagegen Chinonhydrazone sein,
dadas
Benzoylierungsprodukt
des^-Benzolazo-a-naphtols
mit demKondensationsprodukt
aus asym.ßenzoylphenylhydrazin
und/?-Naphtochinon
identischeKörper
sind.Im
Gegensatz
zu diesen Arbeiten hatten Hantzsch undFarmer2)
sämtlicheOxyazokörper
in freiem Zustande alsChinonhydrazone
erklärt. Auf Grund elektrochemischer Be¬stimmungen
erklären sie dieOxyazokörper
als Pseudosäuren und versuchen den Nachweis zuführen,
daß sie in freiemZustande
Chinonhydrazone
seien.Auch M ö hlau und
Kegel3) bestreiten,
daß die p-Oxyazokörper
wirkliche Phenole seien. In früheren Arbeiten hatMöhlau4) gefunden,
daßp-Chinone
undp-chinoide
Ver¬bindungen
sich mitBenzhydrolen
leicht kondensierenlassen,
indem der
Hydrolrest
ino-Stellung
zum Chinonsauerstoff ein¬tritt. Die resultierenden
farbigen, gut
kristallisierenden Ver¬bindungen
lassen sich zuHydrochinonen reduzieren,
haben') Americ. ehem. J. 22, 364. — B. 28, 2414.
a) B. 32, 3089.
3) B. 33, 2858.
«) B. 31, 2351, 2146.
- 11
also
chinonartigen
Charakter. AusBenzolazo-a-Naphtol
undMichlers
Hydrol
erhaten sie eineVerbindung,
die noch eindurch
Acylreste
ersetzbares AYasserstoffatom haben. Nach derAcetylierung
und Reduktion erhalten- sie Acetanilid und das Derivat des 1—4Aminonaphtols.
Mit unzweifelhaftenOxyazo- verbindungen,
wie Benzolazoanisolreagiert
dasHydrol
nicht.— Jedoch widerruft
Möhlau1)
die Arbeitselbst,
da er beineuenReduktionsversuchen des
Acetylderivates
nurAnilinerhielt.Auwer s und Ort
on2) zeigten
durch dasanaloge kryos- kopisch
abnorme Verhalten derp-Oxyazokörper
undPhenole,
daß erstere echte Phenole
sind;
dieo-Oxyazokörper jedoch
verhalten sich
normal,
sofern keine o-substituiertenegative Gruppe
vorhandenist,
sie sind alsoChinonhydrazone.
Im
Gegensatz
zuvorigen Anschauungen
stehendiejenigen
von Hewit
t3)
und seinen Schülern.Erfand,
daß dieOxyazo- körper
sich gegen substituierendeAgentien,
namentlich gegen Brom undSalpetersäure,
wenn man dabei starke Säuren ver¬meidet,
stets wie Phenole und nicht wiePhenylhydrazone
verhalten. Einen Unterschied zwischen o- und
p-Oxyazokörper
konnte er nicht beobachten und er schließt daraus, daß alle
Oxyazokörper
wirklicheOxyazoverbindungen
sind.Nun suchten P. Jacobson und
Hoenigsberger4)
den
Widerspruch
der beiden Arbeiten zulösen,
indem sie eineOxyazoVerbindung darstellten,
dieunbedingt
als Phenol auf¬zufassen war. Eine solche fanden sie im
m-Oxyazobenzol.
Der
Vergleich
zwischen diesemKörper
und den o- undp-Ver- bindungen ergab ihnen,
daß allep-Oxyazoverbindungen
Phenoleund wahre
Azokörper
darstellen. Die Natur dero-Oxyazo- verbindungen
ließ sich aus ihrenUntersuchungen
nicht ableiten.In einer neuen Arbeit widerrief H.
Goldschmidt6)
mit Low-Beer seine frühere Ansicht und erklärteim schärfsten ') B. 41, 989.
3) Zeitschi. f. phybik. Chem. 21, 355; 23, 449; 30, 529.
3) Proo. ehem. Soc. 15, 229; 16, 77, 99; 712. 79, 49, 155, 160;
81, 171; 89, 182, 13, 17, 87, 1229.
4) B. 30, 4093.
5) B. 38, 1089.
— 12 —
Gegensatze
zuihr,
daß auch die Ortho- und somit alleOxyazo- körper
zu den Phenolengehören.
Es war ihm nämlich nungelungen,
auch ano-Oxyazokörpei Phenylcyanat anzulagern
und das Verhalten des aus dem
Additionsprodukt
nach derReduktion erhaltenen Benzidinderivates
gegenüber Lauge ergab,
daß der Rest
— CO •NH —
C6H5
an einem Sauerstoflatom hafte.
Nun sind die Arbeiten über
Acylwanderungen
zu berück¬sichtigen.
Goldschmidt und
Löw-Beer1)
zweifeln in der er¬wähnten Arbeit die Beweiskraft Mac Pherson's
„/3-Naph- tochinon-benzoyl-phenyl-hydrazon"
an und damit auch die Auf¬fassung
dero-Oxyazokörper
alsChinonhydrazone.
Sie habennämlich bei der Reduktion
obiger Verbindung
eine in Alkaliunlösliche
Hydrazoverbindung erhalten,
die erst mit Alkali ver¬seift darin löslich wird. Nach diesem Verhalten muß der Ben-
zoylrest
an den Sauerstoffgewandert
sein und zwar nehmendie
genannten
Forscher an, daß dies schon bei der von Mac Pherson in der Hitzeausgeführten
Kondensationstattgefunden hat,
während eineWanderung
bei derReduktion ihnen als viel unwahrscheinlicher erscheint.Eine
Wanderung
desAcyls
vom Sauerstoff zum Stickstoffwurde von
Böttcher2),
Einhorn undPfyl3),
Hübnerund S tun
ekel4), Ransom5),
bei der Reduktion von o-Nitro-phenolaethern aufgefunden
und dabei dieBildung
einer An-hydrobase konstatiert;
die mithydrolysierenden Reagentien
indie
N-AcylVerbindung
verwandelt wird. DieN-Acylverbindung
läßt sich
dagegen
nicht mehr in dieAnhydrobase
zurück ver¬wandeln.
') loc. cit.
2) B. 16, 629.
3) An. 31, 34.
*) An. 210, 384.
5) B. 33, 199.
\
- 13 —
0 H
N02
NH •COC6H6
%«4^0.
00C,Hj
64^OH
\ /
C,H4< >C-C6H6
Auwers6)
untersuchte dieseAcylwanderung
bei Konden-eationsprodukten
Tonacylierten
Phenolen mithalogenhaltiger o-ständiger
Seitenkette und aromatischen Aminen. Dabei konnteer das erwartete
Kondensationsprodukt
nichtfassen,
da dasAcyl
sofort zum Stickstoff wanderte.,CH2Br
Br2 C6H2<
+ 2C6H6- NH2
X)•
COCH3 CH2-N_CßH5
/ I
=
Br2C6H2< COCH3
+C6H5NH2
•HBr.\0H
Diese
Wanderung
findet nur bei deno-Yerbindungen statt,
nicht bei den isomeren m- undp-Körpern.
Die Naturdes wandernden
Acyls
oder des basischen Restes haben auf dieWanderung
keinengroßen
Einfluß. Ebensowenig
Be¬deutung
haben die Stärke derBase,
die Acidität und Schweredes
Acyls,
sowie auch sterische Einflüsse dieWanderung
nichthindern. Auch bei
niedriger Temperatur
ca. Null Grad erhielt Auwers nur dasUmlagerungsprodukt,
die O-Ester scheinendaher sehr labil zu sein.
In einer weitern Arbeit untersuchen Au w e r s und
Dannehl1)
dieUmsetzung
vonPhenylhydrazin
und dessenAlcylderivaten
mit dem Acetat und Benzoat des 1-2 Dibrom-4oxy-5-benzoylbromides.
Das Acetat desobigen Dibromoxy- benzoylbromides gibt
einerseits mitPhenylhydrazin
neben-') A. 332, 159.
') A. 360, 1.
— 14 —
einander die beiden isomeren Na- und
N|3-Acetylverbindungen
,CH2Br
Br2C6H, / Br2C6H2/ + C6H5NH-NH2
M)
—COCH.
Br,C6H
.GH,- N—NHC6H5 lCOCH„
-OH
\ /CH.-NH-N-CgH.
»\ OH
^COCIL
anderseits mit sym.
Acetylphenylhydrazin
das Na-N^-Diacetat,
das auch mit asym.
Acetylphenylhydrazin
erhalten wird.Das
Benzoylierte Oxybromid
liefert mitPhenylhydrazin
nur das
N«-Derivat,
mit sym.Acetylphenylhydrazin dagegen
tritt keine
Wanderung ein,
esbevorzugt
also die schwereBenzoylgruppe
das nähergelegene Na-Atom;
doch läßt sichdurch
Verseifung
mit schwachen Alkalien dieAcetylgruppe
durch die schwere
Benzoylgruppe verdrängen
und es entstehtdas
Na-Benzoylderivat.
,CIL—N-
Br,C6Ha<
C6H5NHNH2
/CH2-Br
\0
• COC„H.Br2C6H2<
-NHC„H8
C„H. NHNH —
GOCH,
Br2C6H2
X0H
C0^6H5
Verseifung mit Alkali
/CHl-N-NH-C6E8
/
COCH3
N)
•COC6H5
Auch haben Auwersund
Eckhardt1)
dieAcylwanderung
bei den
o-Oxyazoverbindungen
näher untersucht undgelangen
zu dem
Schlüsse,
daß alleOxyazokörper
als wirkliche Oxsazo-körper
aufzufassen sind.Auch
Borsche2)
kommt aus seinenUntersuchungen
zumSchluß,
daß dieOxyazoverbindungen
echteOxyazokörper
sind.') An. 359, 336. — Vergl. Diss. Pogâny, pag. 25—27.
2) A. 334, 143. — Vergl. a Pogäny Diss., pag. 20—22.
— 15 —
Willstätter und
Veraguth1) fanden,
daß beimSchüttelnabsolut ätherischer
Lösungen acylierter Chinonhydrazone
der Benzolreihe mitpulverförmigem Aetzkali,
dasAcyl
von Stick¬stoff an den Sauerstoff wandere.
0=/~N=N-N-<^ N>Ac-0-/ %-N=N-/ \
~~
Ac
~" ~ ~~
Aus dieser
Umlagerung,
welche dieAenderung
des Orteseiner
Gruppe
undgleichzeitige Verschiebung
derDoppelbindungen bedeutet, folgern sie,
daß dasChinonphenylhydrazon
selbstgroße Neigung
zurUmlagerung
in das stabilereOxjazobenzol zeigt.
Mit dieserBeobachtung
fällt dieAuffassung
vonHantzsch2),
daß im freienOxyazobenzol
dasHydrazon
vor¬liege,
dahin. Auchmüßte,
damit dasOxyazobenzol
nachHantzsch eine chinoide
Verbindung wäre,
beim Ansäuernder Eest von Sauerstoff weg an den Stickstoff
wandern,
dochfand dies selbst beim Erhitzen in
Eisessiglösung
nicht statt.Ferner verlieren die
Folgerungen
von MacPherson3)
hin¬sichtlichderKonstitutionder
Oxyazoverbindungen
anBeweiskraft,
insoweit es sich
zeigt,
daß eineUmlagerung
inacylierte
Phenoleeintritt,
noch ehe es zurVerseifung
kommt.In einer weitern Arbeit weisen Willstätter und
Parnas4)
dieVerallgemeinerung
von Auwers, s. w. u., daß dieacyliertern o-Chinonphenylhydrazone
gar nichtexistenzfähig
oder dann äußerst labil
seien, ferner,
daß alleOxyazoverbindungen
mit ihren Aethern und Estern echte Benzol- und Azoderivate
seien,
zurück. Dabei stützen sie sich auf das Verhalten desa-Benzoylphenylhydrazons
des6-Oxy-5-chlor-o-naphtochinons;
dieses
gibt
nämlich bei der Reduktionquantitativ Benzanilid5),
') A. 340, 85; A. 343, 176; A. 357, 171. B. 40, 1432.') B. 32, 3089.
3) Am. eh. J. 22, 364.
<) B. 40, 3971.
') s. Diss. Pogâny, pag. 44; Privatmittlg. v. Hrn. Prof. "Willstätter.
— 16 -
wie nach Goldschmidt
undBrubacher1)
auchdasBenzoyl- a-benzolazo-/?-naphtol
und scheint also dasBenzoyl
am Stickstoffzu enthalten.
OH-
COC6H5
C.H.-NH CO-C6H6
Reduktion
1—2Araidonaphtolderivat
a-Benzoylphenylhydrazon des
6-Oxy-5-chlor-o-naphtoohinons
Bei der
Yerseifung
derBenzoylverbindung obigen Hydrazons
wird das freie
Hydrazon
erhalten.Dieses,
der Azofarbstoffgibt beimBenzoylieren
ein mit demBenzoylderivat
des Kondensations¬produktes
identischesDibenzoat,
das bei der Reduktiongleich¬
falls Benzanilid
abspaltet.
N_N-C6H5
COCÄ
OH- Verseifung OH-
N-NH-CfiH5
=0
Berizovlieren
Cl
Azofarbstoff ,/
/
[C6H5C0]0_
N-N-C6H5
!! C0C6H5
=0
Benzanilid Reduktion
Cl 0 B. 24, 2306.
— 17 -
Der freie Azofarbstoff
reagiert
alsogemäß
der chinoiden Formel und als ehinoid sind also auch dieMono- undDibenzoyl- verbindung anzusprechen.
Da bei der Reduktion des
benzoylierten /?-Benzolazo-
«-naphtols
nach Goldschmidt undLöw-Beer1)
kein Benzanilidabgespalten wird,
so müßte man, sind wirklich nach Auwer s alleOxyazokörper O-Ester, annehmen,
daß einerseitsbei der Reduktion des
Benzoyl-a-benzolazo-/3-naphtols
dasBenzoyl
vom Sauerstoff zum Stickstoff wandert; alsoentgegen¬
gesetzt
derWanderung
bei derKondensation,
und andererseits dieseWanderung
beimacylierten /î-Ben/.olazo-a-naphtol
unter¬bleibt. Eine einfachere
Erklärung
bietet die Annahme ver¬schiedenartiger Struktur2)
der beidenStellungsisomeren
; nämlich/3-Benzolazo-a-naphtol
istazoid, dagegen
ista-Benzolazo-/?-naphtol
ehinoid.
OH N—NH-
C6H5
_N=
N-C6H6
3-Benzolazo-a-naphtol azoide Form
=0
a-Benzolazo-/3-naphtol
chinoide Form
Einer der von Willstat ter und
Veraguth
ähnlichenUmlagerung
berichtetAuwers3).
Bei dervorsichtigen Oxy¬
dation von
Benzolhydrazo-p-kresol-acetat,
welches dasAcyl
amStickstoff
trügt,
entsteht dergewöhnliche
O-Ester.NH—N
—C6H5
/N=N-C6H5
CH3-C6H3 COCH, ->CH3-C6H3
^OH ^0 •COCÏL
') B. 38, 1089.
') B. 40, 3971.
9) B. 40, 2154.
2
18 —
Die
gleiche Wanderung
hat Auwer s bei denAcyl-
derivaten des
/?-Benzolazo-a-naphtols
beobachtet.=0
H2N-N-C6H5
0
i|
i + Ac/ \ / \
=N-N-C6H5I
•
\/ \/
Ac
im. Reaktionsprod. — labil
„ O-Ac
/\ /%
_N=N-C6H5
sek. Reaktionsprod. sehr stabil
Die dabei von ihm als
primäre Reaktionsprodukte
an¬genommenen chinoiden
Verbindungen sollen,
falls sieüberhaupt existenzfähig sind,
sehr labil sein und sichfreiwillig
in dieisomeren azoiden Derivate
umlagern.
Erschließt,
daß wenndie chinoiden
Verbindungen
so leicht in die azoidenübergehen,
die
Stamms_ubstanzen,
dieWasserstoffverbindungen überhaupt
nicht in der chinoiden Form
beständig
seien und daß alleOxyazokörper
der drei Reihen samt ihren Aethern und Estern echte Benzol- und Azoderivate seien.In einer
folgenden
Arbeit tretenAuwer s undEisenlohr1)
auf die
Untersuchungen
von Willstätter und Parnas ein undwidersprechen
der Ansichtobiger Autoren,
daß von denOxyazokörpern
der o-Reihe nur ein Teil zu denPhenolen,
einanderer
dagegen
zu den Chinonengehöre.
Sie erhielten nämlich bei der Reduktion desBenzoyl-a-benzo]azo-/?-naphtols
nebenBenzanilid reichliche
Mengen
vonAnilin,
und neben deml-Amido-2-naphtol,
das dem Anilinentsprechende
N-Benzoat') B. 41, 415.
-- 19 —
des
l-Amido-2-naphtol
und da auch schonMeldola1)
bei derreduktiven
Spaltung
vono-Oxyazokörpern regelmäßig
zweiPaare
zusammengehöriger Reduktionsprodukte erhielt,
nehmensie für das
Benzoyl-a-benzolazo-f?-naphtol
imGegensatz
zuWillstätterdie azoideForman und erkläreuesals
O-Benzoat;
die
gleiche Formulierung geben
sie demBenzoylphenylhydrazon
des
6-Oxy-5-chlor-o-naphtochinon.
') loo. cit.
— 20 -
Theoretischer Teil.
Der Zweck der
vorliegenden
Arbeit war,Beiträge
zurKenntnis der
Oxyazoverbindungen
zu liefern.Von den
Arbeiten,
die ich im historischen Teileanführte,
treten manche für die
azoide,
andere wieder für die chinoideFormulierung ein,
daArgumente
für beidebeigebracht
werdenkönnen. Durch die Arbeiten von Auwers hat die Annahme»
daß alle aromatischen
Oxyazokörper
wirklicheAzokörper
seien'immer mehr und mehr
Anklang gefunden.
Ich trete daherauf die
Stichhaltigkeit
seiner Beweise näher ein.Auwers stellt aus dem
Acylderivat
desOxyazokörpers
zu dessen Konstitutionsbeweis durch
gelinde
Reduktion denHydrazokörper
dar./N
=N-C6H6 /NH-NH-C,H5
CH3
•CA OH3
•C6H3
N)
•COC6H5 \o
•COC6H5
Durch
Acetylieren obigen O-benzoylierten Hydrazokörpers
in
Pyridinlösung
erhält er dieO-Benzoyl-N-Acetylverbindung,
deren
partielle Verseifung
zurO-Benzoylverbindung
ihm nichtgelingt;
vielmehr werden immer beideAcyle abgespalten,
eineTatsache,
die eher füranaloge Bindungsverhältnisse
der beidenAcyle spricht,
d. h. beide sitzen am Stickstoff. DieAcylierung
nach der Einhorn'schen
Pyridinmethode
führtAuwers1)
öfters als Beweis an, daß ein O-Ester und kein N-Ester ent-
') B. 37, 3899. - B. 40, 2156.
— 21 -
standen ist. Im
Widerspruch
dazu stellt er aber auch nachder
Pyridinmethode
dieN-Acylderivate
desO-acylierten Hydrazo- körpers
dar. Meiner Ansicht nach kann aber eineAcylierungs-
methode dann und nur dann als Beweis für die
Acylierung
einer
Hydroxylgruppe dienen,
wenn sie ausschließlich nur mit dem Wasserstoff desHydroxyls reagiert
und nicht auch wiehier mit dem H der
Imidgruppe.
Bei der Reduktion erhält Auwer s die zwei
möglichen
Paare von
Spaltungsstücken, gleichgültig
ob er vom Azo- oderHydrazokörper
ausgegangen ist. Da er in seiner Arbeit über dieAcylwanderung gezeigt hat,
daß der schwereBenzoylrest
vom 0 weg niemals zum zweiten N
wandert,
kommt er beider Reduktion des
Benzoyl-benzolazo-p-kresols
mitobiger
Arbeitin direkten
Widerspruch,
hier muß er dieseWanderung
an¬nehmen. Doch als Grund dieser
Wanderung gibt
er an, daß sich das eben entstandene Anilin noch immolekularen Reaktions¬bereiche befinde. Ebenso
gut
könnte er eineWanderung
desAcyls
von einem N-Atom zum andern annehmen und auch so das Auftreten beider Paare vonSpaltungsstücken
erklären.Für beide
Wanderungen
kennt manjedoch
keineAnalogie
undeine
Reduktionsmethode,
diezwei Paarevonmöglichen Spaltungs¬
stücken liefert und bei der erst
Erklärungen
für dieses Auf¬treten
gesucht
werden müssen, besitzt meiner Ansicht nachkeine Beweiskraft.
Stichhaltiger
sind die weiteren Beweis¬gründe
für dieOxyazoform,
dieAuwers1)
anführt. Jedochdarf man nicht die chinoide Form als sehr labile Nebenform
ansprechen,
die sichfreiwillig
in die stabilere isomere azoide Formumlagert.
Es sind dies zwei sich ganz verschieden ver¬haltende
Formen,
wobeiallerdings
ingewissen
Fällen die chinoide Form zu Gunsten der azoiden Form ganzzurücktritt,
aber auch das
Entgegengesetzte
ist bekannt. Beweise fürbeide Fälle hat Willstätter mit
Pogâny2)
undMaimeri3)
erbracht.
>) B. 40, 2154.
2) Diss. Pogâny, Zürich 1909.
s) Diss. Maimeri, Zürich 1911.
— 22 —
So istnach Poga ny und Maim e ri das
«-Naphtochinon- carbonamidophenylhydrazon
0
\/\/ CONH2
II I
N-N-O.H,
leicht herstellbar und äußerst stabil; alle
Versuche,
die isomereOxyazoverbindung darzustellen, mißlangen,
ebenso ist beimBenzochinoncarbonamidophenylhydrazon,
das Maimeri darzu¬stellen
gelang,
dieChinonhydrazonform
alleinexistenzfähig.
Bei beiden
Körpern
führte die Methode von WillstätterundVeraguth
zurVerseifung
in dieentsprechenden Oxyazo- körper,
eineUmlagerung
trat nicht ein. Noch stabiler ist dns«-Naphtochinondiphenylhydrazon,
denn sogar beim Kochen mitAetzalkalipulver
in aetherischerLösung
blieb derKörper
unverändert.
Sobald.aber in den zwei ersten
Körpern
die Wasserstoffe derAmidogruppe
durchMethylgruppen
ersetztsind,
so erhieltPogâny
dieOxyazokörper, dagegen gelang
es ihm nicht dieentsprechenden Cbinonhydrazone
zuisolieren;
hier tritt alsodie
Chinonhydrazonform
zu Gunsten der Azoformvollständig
zurück.
Bei der
Uebertragung
derUmlagerung
von Willstätter undVeragut
h in dieNaphtalinreihe,
bezwecktePogâny
ein freies
Chinonhydrazon
neben freiemOxyazokörper
isolierenzu
können;
dabei wurden stets dieNaphtalinderivate
nichtumgelagert,
sondernverseift,
worinPogâny
einegrößere
Stabilität der chinoiden Modifikation der
Naphtalinderivate
imVergleich
mit denentsprechenden
Benzochinonderivaten erblickt.Nun haben Willstätter und
Pogâny
das«-Naph- tochinonkarboxyaethylphenylhydrazon
derEinwirkung
vonabsol.methylalkoholischem Barythydrat unterworfen,
um so durch— 23 —
Verseifung
derAlkoholgruppe
undC02-Abspaltung
das freieChinonhydrazon
zu erhalten.OOO
N-:N-C6H5 N—N-C6H5 ÏF—NH—OeH5
Die
Verseifung
warjedoch unausführbar,
es trat dieUmlagerung
ineinem,
in Alkali unverändertlöslichen, Oxyazo- körper
ein. DieKarboxyaethylgruppe
ist in den Kerngewandert
und nach der
vonPogâny geäußerten Vermutung
inStellung
2 oder
3,
nach Maimeri inStellung
5 desNaphtalinkernes.
Eine
Aufgabe
dervorliegenden
Arbeit war es, dieStellung
derKarboxyaethylgruppe
zu bestimmen, was mir auchgelang
undwobei sich die Maimeri'sche
Vermutung
alsrichtig
erwies.Die
Karboxyaethylgruppe
ist nämlich inStellung
5 desNaph-
talinkernes
eingetreten.
Maimeri1)
hat zurBestimmung
der Konstitution desUmlagerungsesters,
da dieverschiedenenl-Oxy-4-Amidonaphtoe-
säuren noch nicht bekannt waren, die verschiedenen
möglichen
Isomeren durch
Kupplung
einerseits der1—8, 1—5,
1—2Oxynaphtoesäuren
und ihren Estern mitDiazobenzol,
anderer¬seits der p-, o-, m-Diazobenzoesäuren und ihrer Ester mit
a-Naphtol dargestellt
und die so erhaltenen Farbstoffe dann mit demUmlagerungsprodukt verglichen.
Auch er konstatiert die außerordentlich
schwierige
Ver¬seif barkeit des
Umlagerungsesters.
Die TonPogâny
be¬schriebene inNatriumbikarbonat und 2a Soda unlösliche Säure hat Maimeri nicht
erhalten,
alle von ihmdargestellten
isomerenSäuren waren in Soda leicht löslich.
*) Diaa. Maimeri, Zürich 1911.
_ 24 —
Ich versuchte die
Stellung
derKarboxyaethylgruppe
durchOxydation
desReduktionsproduktes
desÜmlagerungsesters,
einer
l-Oxy-4-Amidonaphtoesäure,
zu einera-Naptocbinon-
karbonsäurezuermitteln. Die bekannte
«-Naphtochinon-2-karbon- säure')
kam inBetracht,
wenn dieKarboxyaethylpruppe
nachder Annahme von
Pogâny
inStellung
2 oder 3 desNaphtalin-
kernes
eingetreten
war.OH OH 0
COO02H5>
N=
N-C6H5
COOH>
-COOH
NH„ 0
Dagegen
war diea-Naphtpchinon-5-Karbonsäure,
welcheich alsOxydationsprodukt erhielt,
wenn die Maimeri'sche Annahmezutraf,
noch unbekannt.H
OH I
OH I
:0.00c
N=N—CJLI
HOOC
NH0
HOOIch stellte daher diese unbekannte
a-Naphtochinon-5-
Karbonsäure und ihre Esterdar uDd zwar durch
Oxydation
der1—5
Amidonaphtoeßäure
und deren Ester mitBleisuperoxyd
inschwefelsaurer
Lösung.
Die Ester der
a-Naphtochinon-5-Karbonsäure gaben
mitPhenylhydrazin
keineKondensation,
sondern wahrscheinlich eine Addition zu einem chinoiden Derivat desBenzolhydrazo- dioxynaphtalin-karbonsäureester.
') J. pr. (2) 62, 35.
— 25 —
OH COOR
wie es Willstätter und
Veraguth1)
beim Benzochinon be¬obachtet haben. Es enstanden nämlich
prachtvoll
tiefrot violetteLösungen,
deren Farbe gegen Säurenbeständig, jedoch
schondurch ganz verdünntes Alkali verdorben wird und beimAnsäuern nicht mehr zurückkehrt.
Beider
Naphtochinonkarbonsäure
bekamich durchKonden¬sation mit
Phenylhydrazin
neben der demUmlagerungsester
zu Grunde
liegenden
isomeren Karbonsäure vonfolgender
Konstitution:
HOOC OH
I I
N=
N-C,H6
einen
gelb gefärbten,
in kaltem Alkali vollkommen unlöslichenKörper.
Erst beim Kochen mitLauge
löst er sich darin mittiefroter,
schön rotvioletttingierender
Farbe auf undbildet beimAnsäuern den
gelben Körper
zurück.Die
Analyse
diesesKondeusationsproduktes ergab
mirgenau ein Molekül Wasser
weniger
als es die 4-Benzolazo-•a-Naphtol-5-karbonsäure verlangte. Daraus,
feruer aus der Unlöslichkeit in Alkali und demmerkwürdigen
Verhalten beimAnsäuern ist die Annahme
berechtigt,
das wohl zuerst bei der Kondensation dasHydrazon
derNaphtochinonkarbonsäure
ent¬standen
ist;
dann aber istspontan
unter Auetritt eines Moleküls Walser zwischen dem leichtbeweglichen «-ständigen
H-Atom des
Hydrazinrestes
und dem benachbartenHydioxyl
der
peri ständigen Karboxylgruppe
einRing gebildet
worden:') Privatraitt. von Herrn Prof. Dr. Willstätter.
— 26 — 0
II
N C=0
\ OH aN-H
\/
N C=0
H20
N I
Das Auftreten dieses
Ringes
ist ein strikter Beweisdafür,
daß bei der Kondensation die azoide Form zu Gunsten der chinoiden
gänzlich
zurücktritt und letztere dann durch dieBildung
diesesmerkwürdigen Ringes
äußerst stabil wird ; ge¬stützt wird dieser
Beweis,
indem ich bei derKupplung
der1-5
Oxynaphtoesäure
mit Diazobenzolchlorid ebenfalls diesenRing
mit einer Ausbeute von17% bezogen
auf die 1-5Oxy¬
naphtoesäure,
neben derl-Oxy-2-Benzolazo-5-naphtoesäure
erhielt.0
/
-f- Diazobenzolchlorid
0= C N
N-C6H6
Bing COOH
\i
-N=
N-C6H5
COOH
l-Oxy-2-Benzolazo-5-naphtoesäure
_ 27 —
Aus demerhaltenen
Ringkörper folgt,
daß beiderKupplung
die azoide Form zu Gunsten der chinoiden zurücktritt.
Bei der
Kupplung
desl-Oxy-5-naphtoesäureaethylesters
erhielt ich in
quantitativer Ausbeute, infolge
der sterischenHinderung,
welche dieKarboxyaethylgruppe ausübt,
den1-Oxy- 2-Benzolazo-5-naphtoesäui'eaethylester.
OH OH
COOC2H6
\ N=N-
C(;H5
COOG2H5
Die
gleiche Hinderung zeigt
dieSulfogruppe,
wie ich weiter hinten bei demKupplungsprodukt
der 1—5Naphtolsulfosäure zeigen
werde.Es
gelang mir,
denUmlagerungsester
zu verseifen undden
Ring
zuisolieren,
womit ich den Beweislieferte,
daß dieKarboxyaethylgruppe
in 5eingetreten ist,
der noch dadurchgestützt wurde,
indem ich dasReduktionsprodukt
des Um-lagerungsesters,
einOxynaphtostyril,
entstanden durchgleich¬
zeitige Verseifung
des Esters undWasserabspaltung,
zur Chinon-karbonsäure
oxydieren
konnte und diese ihrerseits durch denRing
und denOxyazofarbstoff
charakterisierte.OH 0
Verseifung
ROOC N=N
—C„H5
0=C NReduktion
Oxydation
0= C—NH
\/
N- Kondensation
fN-C6H5
mit CeH5NHNH2 I
HOOC ÖH HOOC OH
- 28 -
Da der von mir
gefundene Ring
bis dahin unbekannt war, suchte ich nach derBildung
einesanalogen Ringes.
Dasgeeignetste Ausgangsmaterial
hiefür stellte die2-Oxy-8-naphtoe-
säure
dar,
diejedoch
unbekannt war. Versuche zu ihrerDarstellung
aus2-Naphtol-8-sulfosäure mißlangen (s. experi¬
menteller
Teil,
pag. 61 u.ff.) dagegen gelang
esmir,
aus2-Oxy-8-Amidonaphtalin,
durch Einführen vonCyan
an Stelleder
Amidogruppe
undnachheriger Verseifung,
dieseOxynaphtoe-
säure zu erhalten.
/NH.ß)
.ON/OOOH
C10H6 C10H6 C10H6
N)H(2) \0H \0H
Durch
Kuppeln
des2-Oxy-8-naphtonitrils
mit Diazoben-zolchlorid erhielt ich das
l-Benzolazo-2-Oxy-8-naphtonitril.
CN
-N=N—C,H,
-OH
. 5
OH
Der entstandene Farbstoff war in
Alkali,
wenn auchschwer, löslich,
esliegt
also derOxyazofarbstoff
und nichtdas
Hydra
zon vor.Kuppelte
ich die2-Oxy-8-naphtoesäure
mit Diazobenzol-chlorid,
so erhielt ich inquantitativer
Ausbeute 1-Benzolazo-2-naphtol-8-Karbonaäure
; also die azoide Form. Durch kurzes Erwärmen auf höhereTemperatur
oder Kochen mitAlkohol,
2n
Schwefelsäure, Eisessig, Essigsäureanhydrid
konnte ichjedoch
die azoide Form
quantitativ
in diechinejide
Formüberführen,
es bildet sich der isomere
Ring.
— 29 —
N-C6H6
COOH HOOC N=
N-C6H5
0=C N\_OH
/
2-Oxy-8-naphtoe-
säure
-OH
l-Benzolazo-2-naphtol-
8-karbonsäure
=0
isom. Ring
Es ist also die azoide Form äußerst labil und
lagert
sichin die chinoide Form um.
Aus diesen Tatsachen
folgt einmal,
daß dieAcylchinon- phenylhydrazone
wirklicheChinonhydrazone
sind und wie Will- Btätter undVeraguth gefunden haben,
erst eines Anstoßesdurch ein chemisches
Agens bedürfen,
um in die azoidenDerivate
überzugehen, denn,
wie ichgezeigt habe,
sind beiderKondensation die freien
Chinonphenylhydrazone
dasprimäre Reaktionsprodukt
und kann dann das äußerstreaktionsfähige, leichtbewegliche a-ständige
H-Atom desHydrazinrestes
mitkeinem benachbarten Substituenten in Reaktion
treten,
so trittWanderung
und damitUmklappung
in dieazoide,
also sekun¬däre Form ein.
Ist bei der
Kupplung
derl-Naphtol-5-karbonsäure
diechinoide Form die
primäre,
so ist bei der2-Naphtol-8-karbon-
säure die azoide Form die
primäre, jedoch
istsie,
wie ichgezeigt habe,
äußerst labil undgeht spielend
in die chinoideForm über. Es ist.also die stabile Form des
«-Benzolazo-/?- naphtol
unzweifelhaft einChinonhydrazon,
wie es auch schonWillstätter und Parnas
ausgesprochen
haben.Die im
Vorangehenden geschilderte Ringbildung
kannnur dann
stattfinden,
wenn sich inperi-Stellung
zurAzograppe
eine
Karboxylgruppe
befindet. Versuche aus derl-Oxy-4- Benzolazo-2-naphtoe^äure1)
einenRing
zuerhalten,
fielennegativ
aus. Beim Kochen mit
Essigsäureanhydrid
unter Zusatz vonetwas entwässertem Natriumazetat trat
Acetylierung
ein.') Diss. Maimeri 1911.
— 30 —
Der
Ring
ist einPyridazolonring,
dasPyridazolon
selbstist von
Rothenburg1)
erhalten worden.C,H6
!
0=C N
A
H I
0=C N
/\ G7
=0X/ \/
H.
C C-H
/\C/
H2
PyridazolonBeider
Kupplung
derm-Oxybenzoesäure
mitDiazobenzol- chlorid wird die azoide Form erhalten.Diese,
der Azofarbstoff ist vonLimp rieht2), Grandmougin
undFreimann3)
beschrieben worden und läßt
sich,
wie letztere Autoren ver¬mutet
haben,
durch kurzes Kochen mitEssigsäureanhydrid
inseine chinoide
Form,
d. h. in einenRing überführen, jedoch geben
sie keineAnalyse
hiefür an.OH I
/\
V/-C00H
I N=N
O
CJL
Azofarbstoff
_c=o
N-X-C6H5
Ring
Um den
Ring
durch Kondensation zuerhalten,
mußteich die Benzochinonkarbonsäure
haben, jedoch gelang
mir derenDarstellung nicht,
immer wurdeKohlendioxyd abgespalten
undBenzochinon
gebildet.
*) J. pr. (2) 51, 140.
2) A. 263, 224.
3) J. pr. (22) 78, 406. Vergl. Diss. Freimann, Zürich 1908.
— 31 —
Ich erwähne
jedoch
schonhier,
daß dieserRing
gegenŸber Alkali ein ganz anderes Verhalten
zeigt,
als die von mirgefundenen Ringe.
DerKörper
löst sich nämlich schon in kaltem Alkali mitschmutzig
braunschwarzer Farbe und bildet beim Ansäuern weder den Farbstoff noch denRing
zurück.Nach
Grandmougin
und Freimann haben dieArbeiten von
Freundler1)
über dieUeberführung
von o-karboxylierten Azokörpern
in C-Oxindazole unddiejenigen
vonP.Jacobson und L.Hube
r2)
über dieBildung
von Indazol-körpern
aus N-Nitrosoderivaten deracylierten o-methylierten
aromatischen Aminen mitobigem Ringschluß
äußerstgroße Analogie.
NachP.Jacobson und L. Hube r soll der Indazol-ring folgendermaßen gebildet
werden.CH3
/v,CHV
NO "
! j
NHN< \/\
N/
Ae
Nach P. Freundler sollen sich
Azokörper,
welche ino-Stellung
zurAzogruppe
eine Alkohol- oderAldehydgruppe enthalten,
mitgroßer Leichtigkeit
inIndazylderivate
verwandeln.Ein
merkwürdiges
Verhaltenzeigt
die o-Azobenzolkarbon-säure,
da sie mitPhosphorpentachlorid
behandelt einC-Oxy-
indazolderivat
gibt,
das im aromatischen Kern inStellung
4 einChloratom enthält.
-N=
N—/ \
Cl- -NCOOH OH —C
—N-C6H5
Beider
Oxydation dieserVerbindungmit
Chromsäureentstehtnach Freundler die l-Chlor-4
Azobenzol-o-karbonsäure,
worauser
schließt,
daß einTndazylkern
vorhanden ist. Die Löslichkeit ]) C. r. d. l'Acad. des sciences 143, 909.») B. 41, 660.
— 32
in Alkalien und die mit
Benzoylchlorid
enthalteneBenzoyl- verbindung sprechen
fürdas Vorhandensein einerHydroxylgruppe,
die am C-Atom des
Indazylringes
sitzenmuß,
da bei der Be¬handlung
der o-Azobenzoesäure mitPhosphorpentachlorid
undWasser ein
Chloroxyindazylbenzoesäurelakton entsteht,
COOH OH-C=0 C- 0-0=0
-N=N-
>*CI—/
-N-N-das bei der
Oxydation
mitSalpetersäure
unter Ersatz einerKarboxylgruppe
durch eineNitrogmppe
eine Chlordinitrobenzol- azobenzoesäuregibt.
Ferner hofften
Grandmougin
und Fr eim a n n ausdem
Ring
durch Ziukstaubstillation die Stammsubstanz dasIZ-2-Phenylindazol
vom Sm. 83° zuerhalten,
0
N-
Zinkstaubdestillation
-c=o N-C.H.
-CH
N-N—CJÎK bekamen
jedoch
nur einöliges,
nicht erstarrendes Produkt.Eine bessere
Erklärung
findet derRing,
wenn man ihnals
Pyrazolonring
auffaßt.0
C-C=0
H2
I!
o~c=o
c N-
H -C
C.H.
--- N Pvrazolon
N
Knorr1)
erhält ausFormylessigester
undHydrazinsulfat
in
Gegenwart
vonNatronlauge
dasPyrazolon,
wobei dieNatron-') B. 29, 253.