DE1096915B

DE1096915B - Verfahren zur Herstellung von 4-Oxycumarinen

Info

Publication number: DE1096915B
Application number: DEC20324A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich Ritter; Dr Erwin Herrmann
Original assignee: Cassella Farbwerke Mainkur AG
Current assignee: Cassella Farbwerke Mainkur AG
Priority date: 1959-12-10
Filing date: 1959-12-10
Publication date: 1961-01-12
Also published as: CH381708A; GB912768A

Description

DEUTSCHES

In neuerer Zeit sind zwei Verfahren bekanntgeworden, die es gestatten, 4-Oxycumarine in technisch brauchbarer Weise herzustellen. In beiden Fällen geht man von Malonsäurediarylestern aus und unterwirft diese der Cyclisierung. Bei Verwendung des Malonsäurediphenylesters erhält man so unter Abspaltung von 1 Mol Phenol 4-Oxycumarin nach folgendem Reaktionsschema:

Verfahren zur Herstellung
von 4-Oxycumarinen

O=C

OH

J=O

+ HO·

Um den Ringschluß herbeizuführen, erhitzt man in einem Fall die Malonsäurediarylester mit wasserfreiem Aluminiumchlorid auf etwa 180⁰C (E. Ziegler und H. Junek, Monatshefte für Chemie, Bd. 86, S. 29ff. [1955]). Diese Methode versagt jedoch bei der Herstellung von 4-Oxycumarinderivaten, die in 3-Stellung eine Alkylgruppe mit verzweigter Kohlenstoff kette, z. B. eine Isopropyl- oder Isoamylgruppe, oder auch einen Aralkylrest, beispielsweise den Benzylrest, tragen, da, ausgehend von den entsprechenden α-substituierten Malonsäurediarylestern bei der Aluminiumchloridschmelze, unter Abspaltung des Restes in α-Stellung, unsubstituiertes 4-Oxycumarin entsteht. Außerdem ist die Durchführung von Aluminiumchloridschmelzen in größerem Maßstab mit einem erheblichen Arbeitsaufwand und Apparateverschleiß verbunden.

Nach einer zweiten Methode werden α-substituierte Malonsäurediphenylester auf etwa 300⁰C erhitzt, wobei Ringschluß zu den entsprechenden, in 3-Stellung substituierten 4-0xycumarinen eintritt (E. Ziegler und H. Junek, Monatshefte für Chemie, Bd. 87, S. 212ff. [1956]).

Dieses thermische Verfahren besitzt den Nachteil, daß es, abgesehen von den erforderlichen extrem hohen Reaktionstemperaturen, auf α-substituierte Malonsäurediphenylester beschränkt ist und bei der Herstellung von 4-Oxycumarin selbst sowie von im aromatischen Kern substituierten 4-0xycumarinen nicht durchführbar ist.

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, 4-Oxycumarin und bestimmte Substitutionsprodukte desselben Anmelder:
Cassella Farbwerke Mainkur

Aktiengesellschaft,
Frankfurt/M.- Fechenheim

Dr. Heinrich Ritter, Dörnigheim (Kr. Hanau),

und Dr. Erwin Herrmann, Frankfurt/M.,

sind als Erfinder genannt worden

aus Malonsäurediarylestern in technisch einfacher Weise herzustellen, wenn man den Ringschluß mit den aus hochprozentiger Orthophosphorsäure und Phosphorpentoxyd entstehenden Gemischen von Polyphosphorsäuren vornimmt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch zur Herstellung von in 3-Stellung durch einen Alkyl-, Alkoxy- oder Arylrest und/oder im Arylrest durch einen Alkyl-, Alkoxy-, Aryl- oder Benzorest substituierten 4-0xycumarinen geeignet. Die Reaktionstemperatur beträgt etwa 140 bis 18O⁰C und mehr.

Die als Ausgangsmaterialien benötigten Malonsäurediarylester werden in bekannter Weise aus gegebenenfalls in α-Stellung substituierten Malonsäuren, Phosphoroxychlorid und den entsprechenden Phenolen oder Naphtholen gewonnen.

Die so hergestellten Malonsäurediarylester können auch direkt ohne Zwischenisolierung mit Polyphosphorsäuren zu den 4-0xycumarinen ringgeschlossen werden.

Beispiel 1

a) In 100 Teile einer 84% Phosphorpentoxyd enthaltenden Polyphosphorsäure werden 13,5 Teile Malonsäurediphenylester eingetragen und 1 Stunde bei 170 bei 180⁰C gerührt. Die entstandene klare, hellbraungefärbte Lösung wird auf 60° C abkühlen gelassen und in 250 Teile Wasser eingerührt. Das ausgefällte Produkt wird abgesaugt, mit Wasser neutral gewaschen und bei 6O⁰C getrocknet.

Ausbeute: 5,8 Teile (=68% der Theorie) 4-Oxycumarin in Form eines farblosen Pulvers, das aus Alkohol umkristallisiert werden kann. Schmelzpunkt: 212 bis 213°C.

b) In 50 Teile Phosphoroxychlorid werden 10 Teile Malonsäure und 20 Teile Phenol eingetragen und ¹Z₂ Stunde auf 120 bis 13O⁰C erhitzt. Dann werden 170 Teile einer 84% Phosphorpentoxyd enthaltenden Polyphosphor-

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säure eingetragen, und es wird 1 Stunde bei 170 bis 180⁰C gerührt. Die entstandene klare, hellbraungefärbte Lösung wird auf 60° C abkühlen gelassen und in etwa 400 Teile Wasser eingerührt. Das ausgefällte Produkt wird abgesaugt, mit Wasser neutral gewaschen und bei 60° C getrocknet.

Ausbeute: 8,1 Teile (=52% der Theorie) 4-Oxycumarin in Form eines farblosen Pulvers vom Schmelzpunkt 212 bis 213° C.

Beispiel 2

a) Verwendet man im Beispiel 1, a) 15 Teile Malonsäure-di-(p-tolyl)-ester anstatt 13,5 Teile Malonsäurediphenylester und arbeitet im übrigen, wie dort angegeben, dann erhält man 8,4 Teile (= 90% der Theorie) 4-Oxy-6-methylcumarin in Form eines farblosen Pulvers vom Schmelzpunkt 240 bis 241° C.

b) Das gleiche Produkt wird auch erhalten, wenn man die Umsetzung mit 21 Teilen p-Kresol anstatt 20 Teilen Phenol gemäß Beispiel 1, b) vornimmt.

Ausbeute: 13,6 Teile (=80% der Theorie).

Beispiel 3

a) Verwendet man bei dem im Beispiel 1, a) angegebenen Verfahren 15 Teile Malonsäure-di-(o-tolyl)-ester anstatt 13,5 Teile Malonsäurediphenylester, dann erhält man 5,4TeHe (=59% der Theorie) 4-Oxy-8-methylcumarin in Form eines farblosen Pulvers vom Schmelzpunkt 223 bis 224° C.

b) Das gleiche Produkt wird auch erhalten, wenn, man die Umsetzung mit 21 Teilen o-Kresol anstatt mit 20 Teilen Phenol gemäß Beispiel 1, b) vornimmt.

Ausbeute: 12,0 Teüe (= 71 % der Theorie).

Beispiel 4

a) In 180 Teile einer 80% Phosphorpentoxyd enthaltenden Polyphosphorsäure werden 18,8 Teile Malonsäure-di-(jS-naphthyl)-ester eingetragen und 1 Stunde bei 190 bis 200⁰C gerührt. Nach Aufarbeitung gemäß Beispiel l,a) werden 8,3 Teile (=74% der Theorie) 4-Oxy-5,6-benzocumarin in Form eines schwachgelbgefärbten Pulvers vom Schmelzpunkt 280° C erhalten.

b) Das gleiche Produkt wird auch erhalten, wenn man in 50 Teile Phosphoroxychlorid 10 Teile Malonsäure und 28 Teile ß-Naphthol einträgt, V₂ Stunde auf 120 bis 130° C erhitzt, anschließend 170 Teile einer 80% Phosphorpentoxyd enthaltenden Polyphosphorsäure einträgt, 1 Stunde bei 190 bis 200° C verrührt und dann die Aufarbeitung gemäß Beispiel 1, b) vornimmt.
Ausbeute: 14,7Teile (= 72% der Theorie).

Beispiel 5

Verwendet man bei dem Verfahren gemäß Beispiel 1, b) 24 Teile Hydrochinonmonomethyläther anstatt 20 Teile Phenol, dann erhält man nach V2^stündigem Verrühren in Polyphosphorsäure bei 140 bis 150°C 11,1 Teile (= 60% der Theorie) 4-Oxy-6-methoxycumarin in Form eines farblosen Pulvers vom Schmelzpunkt 261 bis 262° C.

Beispiel 6

a) Verwendet man bei dem Verfahren des Beispiels 1, a) _: 16,5 Teile n-Butylmalonsäurediphenylester anstatt der 13,5 Teile Malonsäurediphenylester, dann erhält man 9,1 Teile (=79% der Theorie) 3-n-Butyl-4-oxycumarin in Form eines farblosen Pulvers vom Schmelzpunkt 157° C.

b) Das gleiche Produkt wird auch erhalten, wenn man die Umsetzung mit 15,4 Teilen n-Butylmalonsäure anstatt mit 10 Teilen Malonsäure gemäß Beispiel l,b) vornimmt.

Ausbeute: 14,7 Teile (= 70% der Theorie).

Beispiel 7

Verwendet man im Beispiel l,b) 14 Teile Isopropylmalonsäure anstatt 10 Teile Malonsäure, dann erhält man 12,5 Teile (=64% der Theorie) 3-Isopropyl-4-oxycumarin in Form eines farblosen Pulvers vom Schmelzpunkt 171 bis 172⁰C.

Beispiel 8

Verwendet man im Beispiel 1, b) 16,7 Teile Isoamylmalonsäure anstatt 10 Teüe Malonsäure, dann erhält man 15,2 Teile (=68% der Theorie) 3-Isoamyl-4-oxycumarin in Form eines farblosen Pulvers vom Schmelzpunkt 122⁰C.

Beispiel 9

Verwendet man im Beispiel l,b) 15,4Teüe nJButylmalonsäure anstatt 10 Teile Malonsäure und 23 Teile p-Kresol anstatt 20 Teüe Phenol, dann werden 14,1 Teüe (=63% der Theorie) S-n-Butyl^-oxy-ö-methylcumarin in Form eines farblosen Pulvers vom Schmelzpunkt 158° C erhalten.

Beispiel 10

a) Verwendet man im Beispiel l,a) 17,2 Teüe Isopropylmalonsäuredi-(p-tolyl)-ester anstatt 13,5 Teüe Malonsäurediphenylester, so erhält man 6,9 Teüe (=60 % der Theorie) S-Isopropyl-^-oxy-o-methylcumarin in Form eines schwachgelbgefärbten Pulvers vom Schmelzpunkt 220 bis 221° C.

b) In 17 Teüe Phosphoroxychlorid werden 4,6 Teüe Isopropylmalonsäure und 6,9 Teile p-Kresol eingetragen und 1 Stunde auf 140 bis 150⁰C erhitzt. Dann werden 70 Teüe einer 76 % Phosphorpentoxyd enthaltenden Polyphosphorsäure eingetragen, und es wird 1 Stunde bei 170 bis 180⁰C gerührt. Nach der Aufarbeitung gemäß Beispiel 1, b) werden 4,2 Teile (== 61 % der Theorie) des unter a) genannten Produktes erhalten.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Hersteüung von 4-Oxycumarinen der allgemeinen Formel

OH

R'-

i—R

I=O

in der R ein Wasserstoff atom, einen Alkyl-, Alkoxy- oder Arylrest und R' ein Wasserstoffatom, einen Alkyl-, Alkoxy-, Aryl- oder einen gegebenenfalls substituierten Benzorest bedeutet, durch Behandlung von Malonsäurediarylestern der aUgemeinen Formel

COO

CHR
COO

R'

mit ringschließenden Mitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man als ringschließendes Mittel die aus hochprozentiger Orthophosphorsäure und Phosphorpentoxyd entstehenden Gemische von Polyphosphorsäuren verwendet.

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