DE1668909C3 - Verfahren zur Herstellung von 2-Methylamino-cumaranen - Google Patents

Description

CH

in welcher R eine Amino- oder Nitrogruppe bedeutet, bei Drücken von 5 bis 100 At ü und Temperaturen von 50 bis 200^rC 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 Wasserstoffhydriert.

Schließlich ist ein Verfahren zur Herstellung von Alkylaminocumaranen bekannt, bei dem man acylierte Aminophenole in ihre Allylather überführt, diese Äther einer Allylumlagerung nach C I a i s e η unterwirft, die Allylaminophenole mit Bromwasserstoff zu Cumaranen cyclisiert und die so erhaltenen acylierten Aminocumarane hydrolisiert (vgl. Claisen, Liebigs Annalen der Chemie, Bd. 418. S. 106 [1919]). Dieses Verfahren weist jedoch eine

ίο Reihe von Nachteilen auf. So sind mehrere Reaktionsschritte zu durchlaufen, wobei die Ausbeulen jeweils mäßig sind. Außerdem werden technisch schwer zugängliche und korrosive Hilfssloffe verwendet.

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

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 2-Methylamino-cumaranen der allgemeinen For-

20 mel

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 Subslituenten tragen (F. Zymalkowski, »Katalytische Hydrierungen«, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart, 1965, S. 221 bis 223).

Es ist jedoch auch bekannt, daß Subslituenten in tfer 2-Stellung des Benzofurans die selektive Hydrierung der Doppelbindung in 2,3-Stellung entweder völlig unterbinden (vgl. R. T. Foster, A. Robertson und A. Bushra, 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. E 1 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 ßubstituenten in 2-Stellung auch in hohem Maße die Aufspaltung der gegebenenfalls gebildeten 2,3-Dihydrobenzofurane (Cumarane) an der 1,2-Bindung (vgl. F. Zymalkowski. »Katalytisch^ 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 Tür 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. chim. 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]).

NH,

CH,

CH-CH₃

ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Benzofuran der allgemeinen Formel

(II)

in der R eine Amino- oder Nitrogruppe bedeutei. bei Drücken von 5 bis lOOAtü und Temperaturen von 50 bis 200°C in einem inerten organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Palladiumkatalysators, wobei das Palladium in einer Menge von mindestens i,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-Slellung 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 wurden. Zwar ist aus Monatsheften für Chemie, Bd. 72 (1939). S. 427 bis 430. die Hydrierung von 3-Methyl-6-oxycumaron zum entsprechenden Cumaran bekannt, doch konnte wegen des bekannten unterschiedlichen Verhaltens von Benzofuranen, die in 2-Stellung substituiert sind, nicht mit Sicherheil 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 Platinkatalysaloren unter milden Bedingungen, wie Raumtemperatur, erhalten werden.

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

Als Palladiumkatalysator 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 arbeitel man vorzugsweise zwischen 80 und lOOC, bei Verwendung von Äthern vorzugsweise zwischen 140 und 160 C.

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 Ausgangsmaterial 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-aminobcnzofuran 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 katalytischen Hydrierung treten spurenweise Nebenprodukte auf, die als Katalysatorgiftc 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-Mcthyl-amino-cumarane werden als Zwischenprodukte für die Herstellung von Farbstoffen und Schädlingsbekämpfungsmitteln verwendet.

55 Beispiel 1

2-Methyl-7-amino-cumaran

CHCH₃

katalysators, der 5 Gewichtsprozent Palladium auf Aktivkohle enthält. Dann wird bei 80^c C unter Rühren bei 90 Atü Wasserstoffdruck bis zur Druckkonstanz hydriert. Hierauf wird abgekühlt und entspannt und die Suspension in eine mit Stickstoff gespülte 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-aminocumaran vom Kp.₁₂ 136 C.

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

Man löst 340 g 2-Methyl-7-nitrobenzofuran in 4650 ml Äthanol und versetzt mit 140 g Raney-Nickel. Unter starkem Rühren wird bei 70^JC und unter Normaldruck mit Wasserstoff hydriert, bis keine Wasserstoffaui'nahme mehr erfolgt. Nach 2¹ ₂ Stunden sind 133,5 1 Wasserstoff aufgenommen worden. Nach üblicher Aufarbeitung erhält man 265,8 g 2-Methyl-7-am.inobenzo[uran vom Kp._{o 5}__{0 7} 83,5 bis 90'C.

Beispiel 2

Man hydriert in einem 0,7-1-Autoklav 20 g 2-Methyl-7-aminobenzofuran in 200 ml Dioxan mit 10 g eines Hydrierkatalysators, der aus Aktivkohle mit 5 Gewichtsprozent Palladium besteht, bei 150"¹C 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 g2-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 verrührt 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 80°C und 12 Atü Wasserstoff bis zur Druckkonstanz. Nach der Aufarbeitung gemäß Anspruch 1 erhält man 13 g 2-Melhyl-7-aminocumaran vom Kp._u 136 C.

Beispiel 5

60

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 Hydricrkatalysalors, 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 des Rückstandes erhält man 15 g 2-Methyl-5-aminocumaran vom Kn., 120°C.

Das oben als Ausgangsmaterial verwendete 2-Methyl-5-aminobenzofuran ist wie folgt hergestellt worden:

92 g rohes 2-Methyl-5-nitrobenzofuran werden mit 50 si Raney-Nickel in 1840 ml Äthanol suspendiert. Man erhitzt das Ganze auf 55 C und leitet unter starkern 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 erhält nach einem kleinen Vorlauf 41,6 g ?-Mcthyl-5-amino-benzofuran vom Kp^-n.s ⁸⁹-^{5 bis 94 C}

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von 2-Methyi-aminocumaranen der allgemeinen Formel

   CH,

   NH

   dadurch gekennzeichnet, daß man ein Benzofuran der allgemeinen Formel