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Verfahren zur Herstellung von einen oder zwei stickstoffhaltige Reste
und eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung enthaltenden Verbindungen Es wurde
gefunden, daß man einen oder zwei stickstoffhaltige Reste und eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung
enthaltende Verbindungen von der allgemeinen Formel
worin
- eine durch aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische, gegebenenfalls Hydroxygruppen
tragende Kohlenwasserstoffreste disubstituierte Aminogruppe ist oder worin R1 und
R2 zusammen mit dem Stickstoffatom Glieder eines heterocyclischen Ringes sind, R3,
R4 und R5 Wasserstoffatome oder gleiche oder verschiedene Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl-
oder Arylgruppen sind oder R8 und R4 oder R4 und Rs zusammen zwei bis sechs miteinander
verbundene Methylengruppen bedeuten und Z für ein Wasserstoffatom oder den Rest
steht, erhält, wenn man auf von aliphatischen, araliphatischen oder cycloaliphatischen
Carbonylverbindungen abgeleitete Enamine der allgemeinen Formel
worin
die vorstehende Bedeutung haben, Acetylen in Gegenwart von Metallen der I. oder
II. Nebengruppe des Periodischen Systems einwirken läßt.
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Als Enamine eignen sich z. B. die Umsetzungsprodukte die bei der
von Mannich und Davidsen in Ber. d.
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Deutsch. Chem. Gesellschaft, 69, S. 2106 bis 2112 (1936), beschriebenen
Methode durch Einwirkung von sekundären aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen
Aminen, z. B. von Diäthylamin, Dibutylamin, Äthylbutylamin, Diäthanolamin, Dicyclohexylamin,
Methylanilin, Propylanilin oder von ringförmigen sekundären Aminen, wie Pyrrolidin,
Piperidin, Morpholin oder Piperazin, auf aliphatische, araliphatische oder cycloaliphatische
gesättigte Carbonylverbindungen, z. B. auf Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butyraldehyd,
Isobutyraldehyd, Önanthaldehyd, Phenylacetaldehyd, Hydrozimaldehyd, Phenylaceton,
Cyclopentanon, Cyclohexanon, Cycloheptanon oder Cyclooctanon, erhalten werden.
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Geeignete Enamine sind z. B. l-Dimethylaminobuten-(1), 1 -Diäthylamino-buten-(1),
1 -Pyrrolidinobuten-(1), 1-Piperidino-buten-(1), 1-Morpholino-2-methyl propen-(1),
2-Methyl-6piperidino-buten-(3), 1-Morpholino-cyclopenten-(1), 1-Pyrrolidino-cyclopenten-(1),
1-Dimethylamino-cyclohexen-(1), 1 -Methylbutylamino-cyclohexen-(t), l-Piperidino-cyclohexen-(t),
l-Morpholinocyclohexen-(l), l-Pyrrolidino-cyclohepten-(l), l-Diäthylamino-cycloocten-(1),
1 -Pyrrolidino-cycloocten-(1).
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Die Umsetzung kann sowohl bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur,
z. B. bei Temperaturen bis etwa 200"C, unter atmosphärischem oder erhöhtem Druck,
z. B. Drücken von 1 bis 50 at, erfolgen. Zur Umsetzung geht man zweckmäßig so vor,
daß man das Enamin mit dem Katalysator in einReaktionsgefäß einfüllt, gegebenenfalls
ein Lösungs- oder Verdünnungsmittel zugibt und auf das Gemisch Acetylen durch Einleiten
oder nach
Einpressen von Acetylen in das Reaktionsgefäß bis zu einem
höheren Acetylendruck einwirken läßt. Das Acetylen braucht dabei nicht rein zu sein,
vielmehr kann es, was besonders beim Arbeiten unter höheren Drücken von Vorteil
sein kann, durch inerte Gase, z. B. mit Stickstoff, Methan und Edelgase, verdünnt
werden. Lösungs-oder Verdünnungsmittel können bei der Umsetzung zugegen sein. Als
solche eignen sich z. B. Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol, Ligroin,
ferner offene oder cyclische Äther, wie Diäthyläther, Tetrahydrofuran, Dioxan und
Alkohole, wie Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butylalkohol, Cyclohexanol oder Ester,
z. B. Essigsäuremethylester, Essigsäureäthylester oder Adipinsäuredimethylester,
sowie N-Methylpyrrolidon, Dimethylformamid und Dimethylurethan.
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Als Katalysatoren kommen Verbindungen der Metalle der I. oder II.
Nebengruppe des Periodischen Systems in Betracht. Besonders geeignet sind z. B.
die Salze dieser Metalle mit anorganischen oder organischen Säuren, wie Fettsäuren
oder Benzoesäure, sowie die von diesen Metallen bekannten Acetylenverbindungen.
Geeignete Katalysatoren sind z. B. Kupfer- oder Silberacetylid, Kupfer-(I)- oder
Kupfer-(II)-chlorid, Aurichlorid, Silberacetat, Kupferacetat, Kupferbenzoat, Silberbenzoat,
Zinkchlorid, Zinkcyanid, Zinkacetat, Zinkstearat, Zinkbenzoat, Cadmiumchlorid, Cadmiumacetat,
Cadmiumnaphthenat und Mercuriacetat.
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Die Umsetzung des Acetylens mit der Enaminkomponente, beispielsweise
mit 2-Methyl-4-piperidino-buten-(3), verläuft nach der Gleichung:
wobei die Verbindung 1 sich mit weiterem Enamin umsetzen kann, z. B. mit 2-MethylWpiperidino-buten-(3),
unter Bildung des 2,9-Dimethyl-4,7-diperidino-decin-(5) der Formel
Beide Umsetzungen laufen im allgemeinen nebeneinander ab, jedoch erfolgt die Umsetzung
eines Moleküls Acetylen mit einem Molekül Enamin wesentlich rascher.
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Man hat es daher in der Hand, durch Wahl geeigneter Umsetzungsbedingungen,
insbesondere der Temperatur, der Acetylenkonzentration, d. b. des Acetylendruckes,
und der Einwirkungszeit sowie durch Menge und Art der Lösungsmittel sowohl die Verbindungen
mit noch Wasserstoff tragender Acetylengruppe herzustellen oder die Verbindungen
zu erhalten, in denen beide Wasserstoffatome des Acetylens substituiert sind. Für
die Herstellung der letzteren Verbindung ist es im allgemeinen besonders zweckmäßig,
bei höheren Temperaturen, z. B. solchen zwischen etwa 60und 200° C und niederenAcetylenkonzentrationen
zu arbeiten, während man die Bildung der noch substituierbaren Wasserstoffe an einem
der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindungen gebundenen Kohlenstoffatome enthaltenden
Verbindungen im allgemeinen dadurch erreicht, daß man zweckmäßig niedere Arbeitstemperaturen
wählt und das Acetylen in hoher Konzentration anwendet. Dies kann z. B. durch das
Arbeiten unter erhöhtem Acetylenpartialdruck oder durch die Anwendung von Lösungsmitteln,
in denen Acetylen in besonders hohem Maß löslich ist, z. B. von N-Methylpyrrolidon,
Dimethylurethan und Tetrahydrofuran, erreicht werden. Die günstigsten Bedingungen,
unter denen man im wesentlichen nur die eine oder die andere Verbindung erhält,
sind für die einzelnen Enamine verschieden und lassen sich durch Vorversuche leicht
ermitteln.
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Aus dem Umsetzungsgemisch lassen sich die erfindungsgemäß erhaltenen,
einen oder zwei stickstoffhaltige Reste und eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung
enthaltenden, meist neuen Verbindungen in einfacher Weise nach an sich üblichen
Methoden leicht abtrennen, z. B. durch Destillation oder Kristallisation Die erfindungsgemäß
erhältlichen Verbindungen besitzen fungicide Eigenschaften, insbesondere zeigen
die durch beidseitige Umsetzung von Acetylen erhaltenen Acetylendiamine bei der
Bekämpfung von Mehltau ausgezeichnete Wirkung.
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Aus der deutschen Patentschrift 724 756 ist bekannt, daß man Amine
oder Amide, die eine Propingruppe enthalten, erhält, wenn man auf ein an einem a-Kohlenstoffatom
hydroxyliertes Amin oder Amid Acetylen in Gegenwart von Schwermetallen der I. oder
II. Gruppe des Periodischen Systems einwirken läßt. Eine solche Kondensationsreaktion,
bei der intermolekular Wasser austritt, gibt jedoch keinen Hinweis, wie und unter
welchen Bedingungen man an eine C = C-Doppelbindung von Enaminen Acetylen anlagern
kann. Man hat zwar schonAldimine der allgemeinen Formel R- = C H -worin R und R'
Alkylgruppen sind (vgl. die USA.-Patentschrift 2665 311), oder Carbonylverbindungen
mit Acetylen äthinyliert. Bei den bisher verwendeten Ausgangsstoffenhandelte es
sich jedoch stetsumVerbindungen, die zwischen einem Nichtkohlenstoffatom und einem
Kohlenstoffatom eine Doppelbindung enthalten und die daher stark polarisiert sind.
Es war unerwartet, daß die weit weniger polaren Enamine, bei denen die Doppelbindung
zwischen 2 Kohlenstoffatomen steht, zu einer Umsetzung mit Acetylen fähig sind.
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Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
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Beispiel 1 In einem Schütteldruckbehälter wird ein Gemisch von 50
Teilen l-Diäthylamino-buten-(1), 50 Teilen Essigester und 2 Teilen Cuprochlorid
bei Raumtemperatur mit einem Gemisch von Stickstoff und Acetylen im Verhältnis 1:1,5
unter 25 at Druck behandelt. Das verbrauchte Acetylen wird von Zeit zu Zeit durch
Nachpressen ergänzt. Wenn etwa die berechnete Menge Acetylen verbraucht ist, wird
das Druckgefäß entspannt und das Umsetzungsgemisch filtriert und destilliert. Man
erhält 49 Teile
3-Diäthylaminohexin-(1) vom Kr.19 = 65 bis 66"C.
Die Ausbeute entspricht 820/o der Theorie.
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Beispiel 2 Wie im Beispiel 1 beschrieben, wird ein Gemisch von 90
Teilen l-Piperidino-buten-(l), 60 Teilen Essigester und 2 Teilen Kupferacetat bei
Raumtemperatur mit Acetylen behandelt, bis etwa die dem Piperidinobuten äquivalente
Menge an Acetylen aufgenommen ist. Das Reaktionsgemisch wird filtriert und destilliert.
Man erhält 97 Teile 3-Piperidino-hexin-(1) vom Kp.2,2 = 69 bis 71"C. Die Ausbeute
beträgt 91 01o der Theorie.
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Beispiel 3 In einem Druckbehälter mit Rührvorrichtung wird ein Gemisch
von 760 Teilen 2-Methyl-4-piperidino-buten-(3) 800 Teilen Essigester und 30 Teilen
Cuprochlorid bei 25"C mit einem C2 H2 : N2-Gemisch wie im Beispiel 1 unter einem
Druck von 25 at behandelt. Das bei der Umsetzung verbrauchte Acetylen wird durch
halbstündliches Nachpressen auf einen Druck von 25 at ergänzt. Sobald im wesentlichen
keine Acetylenaufnahme mehr erfolgt, entspannt man das Druckgefäß. Das rohe Umsetzungsgemisch
wird mit Wasserdampf destilliert, bis keine organische Substanz mehr übergeht. Von
dem Destillat trennt man die organische Schicht durch Phasentrennung von der wäßrigen
Schicht ab. Die nichtwäßrige Schicht wird destilliert, wobei man nach einem Vorlauf,
der hauptsächlich den Essigester enthält, 803 Teile 2-Methyl-4-piperidono-hexin-(5)
vom Kr.,, = 98 bis 99"C erhält.
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Die Ausbeute beträgt 900/o der Theorie.
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Beispiel 4 In einem Druckbehälter, der mit einer Schüttelvorrichtung
verbunden ist, wird ein Gemisch von 60 Teilen 2-Methyl-4-piperidino-buten- (3),
40 Teilen Tetrahydrofuran und 2 Teilen Cuprochlorid bei 60"C mit Acetylen, wie im
Beispiel 1 beschrieben, umgesetzt. Die Destillation des Umsetzungsgemisches ergibt
36 Teile 2-Methyl-4-piperidino-hexin-(5) und eine Fraktion vom Kp.l = 150 bis 180"C
von 14 Teilen. Letztere erstarrt zu Kristallen vom F. = 50 bis 53"C. Sie besteht
aus 2,9-Dimethyl-4,7-di-piperidino-decin-(5) .
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Beispiel 5 In einem Druckbehälter, der mit einer Schüttelvorrichtung
verbunden ist, wird ein Gemisch von 60 Teilen 2-Methyl-4-piperidino-buten- (3),
40 Teilen Toluol und 5 Teilen Zinnstearat bei 160"C mit einem Gemisch von Acetylen
und Stickstoff im Verhältnis von 1:1,5 bei einem Druck von 25 at behandelt. Der
Druck wird durch halbstündliches Nachpressen des Gasgemisches aufrechterhalten.
Sobald die Acetylenaufnahme im wesentlichen beendet ist, läßt man den Druckbehälter
erkalten und entspannt ihn. Das Umsetzungsgemisch wird destilliert.
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Nach Entfernen des Lösungsmittels erhält man bei Kp.0,8 = 170 bis
1800C 40 Teile 2,9-Dimethyl-4,7-dipiperidino-decin-(5). Die Ausbeute beträgt 61
ovo der Theorie.
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Beispiel 6 In eine Lösung von 100 Teilen 2-Methyl-4-piperidinobuten-(3)
in 200 Teilen Essigester, in der 3 Teile Cuproacetylid suspendiert sind, wird 20
Stunden lang bei 40"C Acetylen in einer stündlichen Menge von 5 bis 6 Teilen eingeleitet.
Dann wird das Gemisch filtriert. Das Filtrat wird mehrmals mit verdünnter Salzsäure
ausgeschüttelt.
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Die Extrakte werden mit 15°/Oiger Natronlauge bis zur stark alkalischen
Reaktion versetzt und die abgeschiedenen organischen Basen in 250 Teilen Äther oder
Tetrahydro-
furan aufgenommen. Die organische Lösung wird mit Pottasche getrocknet
und fraktioniert destilliert. Man erhält 40 Teile2-Methyl-4-piperidino-hexin-(5)
und 21 Teile 2,9-Dimethyl-4,7-di-piperidino-decin-(5).
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Beispiel 7 2000 Teile 1-Pyrrolidino-cyclohexen-(1), 1600 Teile Essigester,
40 Teile Cuprochlorid werden in einem Druckbehälter, der mit einer Rührvorrichtung
versehen ist, bei 600 C mit einem Acetylen-Stickstoff-Gemisch im Verhältnis 1,5
:1 bei 25 at behandelt, wobei der Druck durch halbstündliches Nachpressen des Gasgemisches
aufrechterhalten wird. Sobald die Acetylenaufnahme im wesentlichen beendet ist,
läßt man das Gefäß erkalten und entspannt es. Aus dem Umsetzungsgemisch wird das
Lösungsmittel bei schwachem Vakuum ab destilliert. Der Rückstand wird mit Wasserdampf
destilliert. Es werden 2080 Teile 1-Pyrrolidino-1-äthinyl-cyclohexan vom F. = 63
bis 65"C erhalten. Die Ausbeute beträgt 8701, der Theorie.
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Beispiel 8 Wie im vorstehenden Beispiel beschrieben, werden 50 Teile
1-Pyrrolidino-cyclohexen-(1), 40 Teile Essigester und 2 Teile Silberacetat bei 60"C
und 25 at mit Acetylen, das mit Stickstoff verdünnt ist (C2 H2 : N2 = 1,5:1), behandelt.
Nach dem Abkühlen und Entspannen des Umsetzungsgefäßes wird der Inhalt des Gefäßes
filtriert und das Filtrat destilliert. Zwischen 75 und 95"C/1,5 mm Hg gehen 48 Teile
1 -Pyrrolidino-1 -äthinyl-cyclohexan über, die alsbald kristallisieren. Die Ausbeute
beträgt 8701o der Theorie.
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Arbeitet man in der gleichen Weise unter den gleichen Bedingungen,
ersetzt jedoch die 2 Teile Silberacetat durch 2 Teile Mercuriacetat, so erhält man
38 Teile 1 -Pyrrolidino-l -äthinyl-cyclohexan .
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Beispiel 9 50 Teile 1-Piperidino-cyclohexen-(1), 40 Teile Essigester
und 2 Teile Cuprochlorid werden, wie im Beispiel 7 beschrieben, mit Acetylen umgesetzt.
Man erhält 49 Teile 1 -Piperidino-1 -äthinyl-cyclohexan. Die Verbindung schmilzt
nach dem Umkristallisieren aus wäßrigem Aceton bei 89 bis 91"C. Die Ausbeute beträgt
930/o der Theorie.
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Beispiel 10 50 Teile l-Morpholino-cyclohexen-(l), 40 Teile Essigester,
2 Teile Cuprochlorid werden bei 70"C mit Acetylen umgesetzt, wie im Beispiel 7 beschrieben.
Das Gemisch wird filtriert und aus dem Filtrat das Lösungsmittel im Vakuum abgezogen.
Es bleiben 58 Teile roher kristalliner Rückstand von 1 - Morpholino - 1 - äthinyl-
cyclohexan zurück.
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Die Verbindung schmilzt nach dem Umkristallisieren aus wäßrigem Aceton
bei 96 bis 980 C.
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Beispiel 11 Man läßt in einem Druckgefäß ein Gemisch von Acetylen
und Stickstoff (Verhältnis 1,5:1) auf die aus 50 Teilen 1-Pyrrolidino-cyclopenten-(1),
40 Teilen Essigester und 2 Teilen Cuprochlorid bereitete Mischung bei 60"C und 25
at einwirken. Der Druck wird durch Nachpressen des Gasgemisches halbstündlich erneut
eingeregelt.
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Sobald auch nach dem Nachpressen die Acetylenaufnahme wesentlich langsamer
erfolgt als zu Beginn der Aufnahme, läßt man erkalten und entspannt das Gefäß. Das
filtrierte Gemisch wird im Vakuum destilliert. Man erhält 40 Teile I-Pyrrolidino-
i-äthinyl-cyclopentan, welche bei 1 mm Hg-Druck bei 68 bis 78"C übergehen
Die
Verbindung schmilzt nach dem Umkristallisieren aus Aceton-Wasser bei 57 bis 59°C.
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Beispiel 12 100 Teile l-Pyrrolidino-cyclohexen und 5 Teile Zinkstearat
werden in einem Schüttelautoklav bei 1600C mit einem Acetylen-Stickstoff-Gemisch
im Verhältnis 1,5:1 bei 25 at behandelt, bis keine Acetylenaufnahme mehr erfolgt.
Das kristallisierte Reaktionsgemisch wird in verdünnter Mineralsäure gelöst und
die Base aus der filtrierten Lösung durch Alkali zur Abscheidung gebracht.
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Man erhält nach dem Trocknen 85 Teile 1,2-Bis-[pyrrolidino-cyclohexyl]-äthin
der Formel
Die Ausbeute beträgt 780/, der Theorie. Die Verbindung schmilzt nach dem Umkristallisieren
aus Petroläther oder Aceton bei 110 bis 111"C.
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Verwendet man an Stelle der 5 Teile Zinkstearat als Katalysator 5
Teile Cadmiumacetat und arbeitet sonst unter den gleichen Bedingungen in derselben
Weise, so erhält man das 1,2-Bis-[pyrrolidino-cyclohexyl]-äthin in einer Ausbeute
von 7501, der Theorie.
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Beispiel 13 120 Teile l-Morpholino-cyclohexen und 5 Teile Zinkstearat
werden in einem Schütteldruckbehälter bei 165"C mit einem Acetylen-Stickstoff-Gemisch
im Verhältnis 1,5:1 bei 25 at behandelt, bis keine Aufnahme mehr erfolgt. Das kristallisierte
Reaktionsgemisch wird aus Essigsäureäthylester umkristallisiert. Man erhält 72 Teile
1,2-Bis- [pyrrolidino-cyclohexyl] -äthin vom F. = 175 bis 176"C.
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Beispiel 14 50 Teile l-Piperidino-cyclohexen-(l), 40 Teile Toluol,
4 Teile Zinkstearat werden, wie im Beispiel 12 beschrieben, bei 1600C mit einem
C2H2 : N2-Gemisch wie im Beispiel 12 unter einem Druck von 25 at behandelt und aufgearbeitet.
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Es werden 30 Teile 1 ,2-Bis-{piperidino-cydohexyl]-äthin vom F. =
146 bis 148"C erhalten.
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Beispiel 15 100 Teile l-Pyrrolidino-cyclopenten-(l) und 5 Teile Zinkstearat
werden, wie im Beispiel 12 beschrieben, bei 160"C mit Acetylen behandelt und aufgearbeitet.
Es werden 90 Teile 1 ,2-Bis-[pyrrolidino-cyclopentyl]-äthin erhalten, das sind 820in
der Theorie. Die Base schmilzt nach dem Umkristallisieren aus Ligroin bei 86"C.