DE1668909B2

DE1668909B2 - Verfahren zur Herstellung von 2-Methylamono-cumaranen

Info

Publication number: DE1668909B2
Application number: DE19681668909
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr. 5000 Koeln Eitel
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1968-03-13
Filing date: 1968-03-13
Publication date: 1975-09-11
Also published as: DE1668909A1; NL6903817A

Description

Λ—

CH

H
CH₃

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in welcher R eine Amino- oder Nitrogruppe bedeutet, bei Drücken von 5 bis 100 Atü und Temperaturen von 50 bis 200C in einem inerten organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Palladiumkatalysators, wobei das Palladium in einer Menge von mindestens 1,3%, bezogen auf das zu hydrierende Benzofuran, zugegen ist, mit Wasserstoff hydriert.

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Es ist bereits bekannt, daß man Benzofurane durch Hydrierung in der 2,3-Stellung bei milden Bedingungen in Cumarane überführen kann, wenn die Benzofurane in 2-Stellung keinen Substituents* tragen (F. Zymalkowski, »Katalytische Hydrierungen«, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart, 1965, S. 221 bis 223).

Es ist jedoch auch bekannt, daß Substituenten in der 2-Stellung des Benzofurans die selektive Hydrierung der Doppelbindung in 2,3-Stellung entweder völlig unterbinden (vgl. R. T. Foster, A. Robertson und A. B u s h r a, Journal of Chemical Society, 1948, S. 2254 bis 2260) oder so stark behindern können, daß man die Hydrierung nur mit ganz speziellen Katalysatoren erzielen kann (vgl. R. C. E1 d e r f i e 1 d, Heterocyclic Compounds, John Wiley &Sons Inc., 1963, Bd. 2, S. 43 und 44).

Abgesehen von dieser Schwierigkeit begünstigen Substituenten in 2-Steilung auch in hohem Maße die Aufspaltung der gegebenenfalls gebildeten 2,3-Dihydrobenzofurane (Cumarane) an der 1,2-Bindung (vgl. F. Zymalkowski, »Katalytische Hydrierungen«, S. 153).

Weiterhin ist es bekannt, daß Benzofurane, die eine Aminogruppe enthalten, an der Doppelbindung in 2,3-Stellung nicht mehr selektiv hydriert werden können. Hydriert man Nitrobenzofurane unter den sonst für die Hydrierung der 2,3-Stellung in Benzofuranen üblichen Bedingungen, so erhält man Aminobenzofurane, jedoch keineswegs Aminocumarane (vgl. S. Tanaka, J. ehem. Soc. Japan, Pure ehem. Soc., 73, S. 282 [1952]; H. Erlenmeyer, HeIv. chitn. Acta, Bd. 31, 75 bis 77 [1948]; Ch. Ganser und P. Rumpf, HeIv. chim. Acta, Bd. 37, S. 437 [1954]; G. Rodighiero und U. Fornasciero Gazz. Chim. Ital., 91, S. 90 [1961]).

Schließlich ist ejin Verfahren zur Herstellung von fe bekannt, bei dem man acylllh übfüh di

lierte Aminophenole in ihre Allyiäther überführt, diese Äther einer AllyraiMagerung nach Claisen unterwirft, die AUylanunophenole mit Bromwasserstoff zu Cumaxanen cyclisiert und die so erhaltenen acylierten Aminocumarane hydrolisiert (vgl. Claisen, Liebigs Annalen der Chemie, Bd. 418, S. 106 [1919]). Dieses Verfahren weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So sind mehrere Reaktionsschritte zu durchlaufen, wobei die Ausbeuten jeweils mäßig sind. Außerdem werden technisch scawer zugängliche und korrosive Hilfsstoffe verwendet.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von 2-Alkylaminocumaranen gefunden, nach dem es möglich ist, diese in einfacher Weise und guten Ausbeuten herzustellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 2-MethyIamino-cumaranen der allgemeinen Formel

NH

ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Benzofuran der allgemeinen Formel

CH

!I

C-CH,

(H)

in der R eine Amino- oder Nitrogruppe bedeutet, bei Drücken von 5 bis 100 Atü und Temperaturen von 50 bis 200⁰C in einem inerten organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Palladiumkatalysators, wobei das Palladium in einer Menge von mindestens 1,3%, bezogen auf das zu hydrierende Benzofuran, zugegen ist, mit Wasserstoff hydriert.

Es ist ausgesprochen überraschend, daß diese Benzofurane, die sowohl in der 2-Stellung einen Substituenten enthalten als auch durch eine Aminogruppe im Benzolkern substituiert sind, unter den erfindungsgemäßen Bedingungen selektiv an der Doppelbindung in 2,3-Stellung hydriert werden können. Im Hinblick auf den Stand der Technik mußte angenommen werden, daß wegen der Aminogruppe und des Substituenten in 2-Stellung keine Hydrierung der Doppelbindung unter den milderen Reaktionsbedingungen möglich sein würde, während bei den schärferen Hydrierbedingungen zu erwarten war, daß eine Hydrogenolyse der 1,2-Bindung und eine Hydrierung des Benzolkerns auftreten würden. Zwar ist aus Monatsheften Tür Chemie, Bd. 72 (1939). S. 427 bis430. die Hydrierung von 3-Methyl-6-oxycumaron zum entsprechenden Cumaran bekannt, doch konnte wegen des bekannten unterschiedlichen Verhaltens von Benzofuranen, die in 2-Slellung substituiert sind, nicht mit Sicherheit auf ein analoges Verhalten der 2-Methyl-aminocumarone geschlossen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. So sind die Ausgangsprodukte leicht zugänglich. Man benötigt keine technisch schwer zu handhabenden Hilfsstoffe, und man gewinnt die 2-Methyl-amino-cumarane in guter Rein-

heit und Ausbeute. Besonders vorteilhaft ist für die technische Durchführung, daß der verwendete Palladiumkatalysator in einfacher Weise wiedergewonnen werden kann.

Die als Ausgangsstoffe zu verwendenden 2-Methylamino-benzofurane sind bislang noch nicht bekanntgeworden. Sie können jedoch auf einfache und an sich bekannte Weise aus den entsprechenden bereits bekannten 2-Methyl-nitro-benzofuranen durch katalytische Hydrierung der Nitrogruppe, z. B. mit Nickel- oder Platinkatalysatoren unter milden Bedingungen, wie Raumtemperatur, erhalten werden.

Für das erfindungsgemäße Verfahren kommen alle Lösungsmittel in Frage, die die Ausgangsprodukte hinreichend lösen und unter den Reaktionsbedingungen inert sind. Hierzu gehören insbesondere niedere aliphatische Alkohole, wie Methanol, Äthanol und Isopropanol sowie Äther, wie Dioxan.

Als Palladiumkataiysator setzt man vorzugsweise Palladium ein, das auf Trägern niedergeschlagen ist. Besonders geeignet ist Palladium auf Kohle.

Die Reaktionstemperaturen liegen zwischen 50 und 200° C. Bei Verwendung niederer Alkohole arbeitet man vorzugsweise zwischen 80 und 100° C, bei Verwendung von Äthern vorzugsweise zwischen 140 und 16O⁰C.

Der Wasserstoff-Druck liegt zwischen 5 und 100 Atü.

Bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Hydrierung setzt man den Katalysator in Mengen von mindestens 1,3 Gewichtsprozent Palladium, bezogen auf das zu verwendende Ausgangsinaterial ein. Es ist selbstverständlich zweckmäßig, so wenig Katalysator wie möglich zu verwenden. Vorzugsweise arbeitet man mit 2,5 bis 5 Gewichtsprozent Palladium, bezogen auf das Benzofuran.

Nach einer besonders günstigen Ausführungsform setzt man nicht das betreffende 2-Methyl aminobenzofuran ein, sondern geht bei der Hydrierung direkt vom entsprechenden 2-Methyl-nitro-benzofuran aus. In diesem Fall wird sowohl die Nitrogruppe als auch die Doppelbindung in 2,3-Stellung hydriert.

Bei der katalytischer! Hydrierung treten spurenweise Nebenprodukte auf, die als Katalysatorgifte wirken. Es ist deshalb für eine Wiederverwendung des Katalysators notwendig, den Katalysator unter Sauer-Stoffausschluß von dem Reaktionsgemisch abzutrennen und ihn mehrfach mit frischem Lösungsmittel unter Sauerstoffausschluß zu waschen. Der so erhaltene Katalysator kann dann unmittelbar wieder für eine weitere Hydrierung eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäß erhältlichen, bereits bekannten 2-Methyl-amino-cumaran^e werden als Zwischenprodukte fiir die Herstellung von Farbstoffen und Schädlin?«^"kämpfungsmiUtln verwendet.

55 Beispiel 1

2-Methyl-7-amino-eumaran

HCH₃

katalysators, der 5 Gewichtsprozent Palladium auf Aktivkohle eathält. Dann wird bei 80° C unter Rühren bei 90 Atü Wasserstoffdruck bis zur Druckkonstanz hydriert. Hierauf wird abgekühlt und entspannt und die Suspension in eine mit Stickstoff gespulte Drucknutsche übergeführt Der Katalysator wird dreimal mit heißem Methanol gewaschen und kann dann wieder für eine weitere Hydrierung eingesetzt werden. Die vereinigten Filtrate werden eingedampft. Man erhält nach Destillation des Rückstandes 37 g 2-Methyl-7-aminoeumaran vom Kp.₁₂ 136° C.

Das oben als Ausgangsmaterial verwendete 2-Methyl-7-aminobenzofuran ist wk folgt hergestellt worden:

Man löst 340 g 2-Methyl-7-nitrobenzofuran in 4650 ml Äthanol und vsrsttzt mit 140 g Raney-Nickel. Unter starkem Rühren wird bei 70⁰C und unter Normaldruck mit Wasserstoff hydriert, bis keine Wasserstoffaufnahme mehr erfolgt. Nach 2¹ '₂ Stunden sind 133,5 1 Wasserstoff aufgenommen worden. Nach üblicher Aufarbeitung erhält man 265,8 g 2-Methyl-7-aminobenzofuran vom Κρ.ο,_$__Ο-7 83,5 bis 90° C.

Beispiel 2

Man hydriert in einem 0,7-1-Autoklav 20 g 2-Methyl-7-aminobenzOiuran in 200 ml Dioxan mit 10 g eines Hydrierkatalysators, der aus Aktivkohle mit 5 Gewichtsprozent Palladium besteht, bei 150⁰C und 40 Atü bis zur Druckkonstanz mit Wasserstoff. Nach dem anschließenden Abkühlen und Entspannen des Reaktionsgemisches wird vom Katalysator abgesaugt. Das Filtrat wird in überschüssige Salzsäure gegossen. Man erhält 17,7 g Hydrochlorid von 2-Methyl-7-aminocumaran.

Beispiel 3

Man suspendiert 51,5 g 2-Methyl-7-nitrobenzofuran in 400 ml Methanol und versetzt mit 20 g eines Hydrierkatalysators, der aus Aktivkohle mit 5 Gewichtsprozent Palladium besteht. Zunächst wird bei Raumtemperatur unter starkem Rühren bei 5 Atü Wasserstoffdruck so lange hydriert, bis keine Wasserstoffaufnahme mehr erfolgt. Dann werden die Temperatur auf 80° C und der Druck auf 90 Atü gesteigert. Man verfährt dann wie im Beispiel 1 angegeben und erhält 35 g 2-Methyl-7-aminocumaran.

Beispiel 4

Man löst 15 g 2-Methyl-7-aminobenzofuran in 150 ml Methanol und versetzt mit 7,5 g eines Hydrierkatalysators, der aus Aktivkohle mit 5 Gewichtsprozent Palladium besteht, und hydriert in einem 0,7-1-Autoklav bei 8O⁰C und 12 Atü Wasserstoff bis zur Druckkonstanz. Nach der Aufarbeitung gemäß Anspruch 1 erhält man 13 g 2-Methyl-7-aminocumaran vom Kp.₁₂ 136' C.

Beispiel 5

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Man löst 40 g 2-Methyl-7-aminobenzofuran in 400 ml Methanol und versetzt mit 20 g eines Hydrier-Man hydriert 20 g 2-Methyl-5-aminobenzofuran in 200 ml Dioxan mit 10 g eines Hydrierkatalysators, der aus Aktivkohle mit 5 Gewichtsprozent Palladium besteht, unter den Bedingungen wie im Beispiel 2 an-

gegeben bis zur Druckkonstanz. Nach der anschließenden Abtrennung des Katalysators und destillativer Aufarbeitung dies Rückstandes erhält man 15 g 2-MethyI-5-aminocumaran vom Kp.! 120⁰C

Das oben als Ausgangsmaterisl verwendete 2-Methyl-5-aminobenzofuran ist wie folgt hergestellt worden.

92 g rohes 2-Methyl-5-nitrobenzofuran werden mit 50 g Ranfiy-Nickei in 1840 ml Äthanol suspendiert. Man erhitzt das Ganze auf 55° C und leitet unter starkem Rühren Wasserstoff ein. Es tritt eine exotherme Reaktion ein. Wenn kein Wasserstoff mehr verbraucht wird, kühlt man ab, trennt den Katalysator ab und destilliert den Rückstand. Man erhalt nach einem kleinen Vorlauf 41,6 g 2-Methyl-5-amino-benzofuran vom Κ_Ρ<)Λ-ο.5 89,5 bis 94⁰C.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur HersteTung von 2-Methyl-aminocumaranen der allgemeinen Formel s

IO

dadurch gekennzeichnet, daß man ein Benzofuran der allgemeinen Formel