-
Neue ungesättigte Chromanderivate Die Erfindung betrifft neue ungesättigte
Chromanderivate, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
-
Es wurde nun gefunden, daß man neue Chromanderivate der allgemeinen
Formel
in der R1 und R2 gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff, Halogen, die
Nitro- oder Cyanogruppe, eine ggf. substituierte Alkyl-, Alkoxy-, Aralkoxy-, Alkoxycarbonyl-
oder Dialkylamino-Gruppe stehen und R3, R4 und R5 gleich oder verschieden sind und
für Wasserstoff einen ggf. substituierten Alkyl-, Aralkyl- oder Arylrest stehen,
wobei R3 und R4 auch einen carbocyclischen oder heterocyclischen, gegebenenfalls
substituierten 5- bis 12-gliedrigen Ring bilden können, dem weiterhin ein gegegebenenfalls
substituierter Phenylrest anneliert sein kann, erhält, wenn man Salicylaldehyde
der allgemeinen Formel
in der R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung besitzen, mit Enaminen der allgemeinen
Formel
in der R3, R4 und R5 die oben angegebene Bedeutung haben, umsetzt und die Chromanderivate
durch Destillation isoliert.
-
Als Halogen kommen Fluor, Brom, Chlor und Jod in Frage, bevorzugt
Chlor und Brom.
-
Als Alkylreste seien geradkettige und verzweigte Alkylreste mit bis
zu 6, bevorzugt bis zu 4 Kohlenstoffatomen genannt, beispielsweise Methyl, Äthyl,
Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl. Ggf. können diese Alkylreste auch
eine oder mehrere, vorzugsweise jeoch eine Doppelbindung enthalten.
-
Als Aralkylreste seien solche mit 7 - 14, vorzugsweise 7 - 10 Kohlenstoffatomen
genannt, wobei der Arylteil 6 oder 10,
bevorzugt 6 Kohlenstoffatome
enthält, während der Alkylteil bis zu 8, bevorzugt bis zu 4 Kohlenstoffatomen enthält;
z.B.
-
seien genannt Benzyl, Phenyläthyl, Phenylpropyl und Phenyl -butyl,
Naphthylmethyl und Naphthyläthyl.
-
Als Arylreste seien solche mit 6 - 14 C-Atomen genannt, wie Phenyl,
Naphthyl,Anthranyl, bevorzugt jedoch Phenyl.
-
Als carbocyclische 5- bis 12-gliedrige Ringe seien als ihre Grundkörper
beispielsweise genannt: Cyclopentan, Cyclohexan, Cycloheptan, Cyclooctan, Cyclononan,
Cyclodecan, Cycloundecan, Cyclododecan.
-
Als heterocyciische 5- bis 12-gliedrige Ringe kommen insbesondere
solche mit Stickstoff oder Sauerstoff als Heteroatom in Frage; dabei kann der Heterozyklus
auch mehr als ein und verschiedene Heteroatome enthalten. Beispielsweise seien als
Grundkörper genannt Pyrrolidin, Piperidin und Tetrahydropyran.
-
Die Alkylreste der Alkoxy-, Alkoxycarbonyl- und der Dialkylamino-Gruppe
sowie die Aralkoxy-Reste entsprechen hinsichtlich ihrer Kohlenstoff-Zahl dem vorstehend
angegebenen Bedeutungsumfang. Bevorzugt seien Alkoxygruppen mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen,
wie Methoxy, Äthoxy, Propoxy, Isopropoxy, Butoxy, Isobutoxy und tert. -Butoxy genannt.
Als Aralkoxygruppen seien bevorzugt solche mit 7 - 10 Kohlenstoffatomen, wie Benzyloxy,
Phenyläthoxy, Phenylpropoxy, Phenylisopropoxy, Phenylbutoxy, Phenylisobutoxy und
Phenyl-tert.-Butoxy genannt. Als Alkoxycarbonylgruppen seien bevorzugt solche mit
bis zu 4 Kohlenstoffatomen im Alkylrest genannt, wie Methoxycarbonyl, Äthoxycarbonyl,
Propoxycarbonyl, Isopropoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Isobutoxycarbonyl und tert.-Butoxycarbonyl.
Als Dialkylaminogruppen seien
bevorzugt solche mit bis zu 3 Kohlenstoffatomen
im Alkylrest genannt, wie Dimethylamino, Diäthylamino, Dipropylamino, und Diisopropylamino.
Als Substituenten der ggf. substituierten Reste sei bevorzugt Halogen, insbesondere
Fluor genannt; besonders bevorzugt als substituierter Alkylrest ist Trifluormethyl.
-
Als Substuenten des ggf. von den Resten R3 und R4 gebildeten carbo-
oder heterocyclischen 5- bis 12-gliedrigen Ringes kommen die Cyanogruppe, Alkyl-,
Alkoxy-, Alkoxycarbonyl-, Alkoxycarbonylalkyl- und Arylreste in Frage, wobei die
Alkylreste weiterhin durch die Cyanogruppe substituiert sein können.
-
Als Substituenten der Arylreste und des dem vorgenannten carboncyclischen
5- bis 12-gliedrigen Ring ggf. annelierten Phenylrestes kommen insbesondere Alkyl,
Alkoxy und Alkoxycarbonylreste in Frage.
-
Im allgemeinen wird der Salicylaldehyd der allgemeinen Formel II im
Molverhältnis 1 / 1 mit dem Enamin der allgemeinen Formel III umgesetzt; jedoch
ist ein Überschuß einer der beiden Komponenten bis zu einem halben Mol nicht kritisch.
Auch ein größerer Überschuß kann verwendet werden, ist jedoch im alllgemeinen nicht
von Vorteil.
-
Im allgemeinen wird die erfindungsgemäße Umsetzung der Verbindungen
der allgemeinen Formeln II und III bei Temperaturen zwischen -30 und +1000 C, vorzugsweise
zwischen 0° und 800 C durchgeführt.
-
Die erfindungsgemäße Umsetzung kann auch in Gegenwart eines, in Bezug
auf die Ausgangsverbindungen der allgemeinen Formeln II und III und die Chromanderivate
der allgemeinen Formel I inerten Lösungsmitteb erfolgen. Als solche seien beispielsweise
genannt:
Kohlenwasserstoffe wie Petroläther, Toluol und Xylol, Halogenkohlenwasserstoffe
wie Chloroform, Tetrachlorkohlenwasserstoff und Chlorbenzol, Äther wie Diäthyläther,
Tetrahydrofuran und Dioxan, Amide wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid und N-Methylpyrrolidon,
Ester wie Essigsäureäthylester, Nitrile wie Acetonitril und Propionitril und Alkohole
wie Methanol, Äthanol und Glykolmonomethyläther.
-
Es wird angenommen, daß die erfindungsgemäße Umsetzung über eine nicht
isolierte Zwischenstufe der allgemeinen Formel
verlauft, in der R1, Pol2, R3, R4 und R5 die oben angegebene Bedeutung besitzen.
-
Dieses nicht isolierte Zwischenprodukt wandelt sich durch Abspaltung
von Wasser und Amin zum Chromanderivat der allgemeinen Formel I weiter um.
-
Am Beispiel der Umsetzung von Salicylaldehyd und 1-Pyrrolidincyclohexan
kann der Reaktionsverlauf durch die folgende Reaktionsgleichung schematisch wiedergegeben
werden:
Im allgemeinen wird das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt durchgeführt: die gewählten
Ausgangsverbindungen der allgemeinen Formeln II und III werden ggf. in einem Lösungsmittel
bei der gewählten Reaktionstemperatur, vorzugsweise Raumtemperatur, zusammengegeben,
worauf im allgemeinen die Temperatur des Reaktionsgemisches durch die Reaktionswärme
der exothermen Reaktion ansteigt. Bereits bei dieser Temperatursteigerung kann eine
Abspaltung von Wasser aus der angenommenen Zwischenstufe der allgemeinen Formel
IV erfolgen. Die Umsetzung der Ausgangsverbindungen wird im allgemeinen bei Normaldruck
durchgeführt; die Anwendung von vermindertem oder erhöhtem Druck ist jedoch auch
möglich. Anschließend wird ggf. das Lösungsmittel abdestilliert und das Reaktionsgemisch
zur Isolierung des neuen Chromandaivat;es der allgemeinen Formel I destilliert.
Im allgemeinen erfolgt spätestens bei dieser Destillation die Wasser- und Aminabspaltung
aus der angenommenen Zwischenstufe der allgemeinen Formel IV, so daß bei der Siedetemperatur
des Chromanderivates dieses selbst überdestilliert. Dabei kann es zweckmäßig sein,
diese Destillation unter vermindertem Druck und damit bei niedrigerer Temperatur
vorzunehmen. Im allgemeinen sieden die neuen Chromanderivate der allgemeinen Formel
I so hoch, daß der Druck bei dieser Destillation zweckmäßig unter 10torr, bevorzugt
zwischen 0,001 und 1 torr gewählt werden kann. Dabei ist es jedoch erfindungswesentlich,
daß
die Temperatur des Reaktionsgemisches wenigstens so hoch steigt, daß die Umsetzung
der angenommenen Zwischenstufe in das neue Chromanderivat der allgemeinen Formel
I stattfindet, d.h. daß die Wasser- und Aminabspaltung stattfindet. Im allgemeinen
haben sich dafür Temperaturen des Reaktionsgemisches von wenigstens 800 C als zweckmäßig
erwiesen.
-
Es ist nicht notwendig, das neue Chromanderivat der allgemeinen Formel
I ebenfalls durch Destillation, ggf. unter vermindertem Druck zu isolieren und/oder
zu reinigen. Zwar ist dies im allgemeinen vorteilhaft, jedoch kann das nach Abdestillieren
des ggf. vorhandenen Lösungsmittels sowie des abgespaltenen Wassers und Pyrrolidins
als Destillationsrückstand vorliegende rohe Reaktionsprodukt auch in anderer üblicher
Weise isoliert und/ oder gereinigt werden.
-
Die Salicylaldehyde der allgemeinen Formel II und die Enamine der
allgemeinen Formel III, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren als Ausgangsverbindungen
verwendet werden können, si bekannt und können nach bekannten Verfahren hergestellt
werde lBeilstein, Bd. 8, S. 31 ff; JACS 85, S. 207 (1963)t. Beispielsweise seien
genannt: Salicylaldehyd, 3-Chlorsalicylaldehyd, 5-Chlorsalicylaldehyd, 3,5-Dichlorsalicylaldehyd,
4- und 5-Methylsalicylaldehyd, 5-Isobutylsalicylaldehyd, 3-Methoxysalicylaldehyd,
5-Äthoxysalicylaldehyd, 5-Dimethylaminosalicylaldehyd, 5-Nitrosalicylaldehyd, 4-Cyanosalicylaldehyd,
5-Cyanosalicylaldehyd, 3-, 4- und 6-Trifluormethylsalicylaldehyd, 5-Propoxycarbonylsalicylaldehyd,
3-Chor-5-Methoxycarbonylsalicylaldehyd, 3-Äthoxy-5-äthoxycarbonylsalicylaldehyd,
3-Chlor-5-nitrosalicylaldehyd, 5-Bromsalicylaldehyd.
-
1-Pyrrolidylhexen, 1-Pyrrolidyl-4-phenylcyclohexen, 1 -Pyrrolidyl-4-äthylcyclohexen,
1-Pyrrolidyl-cyclohexencarbonsäure -(4)-äthyl ester , 3-Pyrrolidylpenten-(2), 1-Pyrrolidyl-cycyloocten,
1-Pyrrolidyl-cyclododecen, 2-Pyrrolidyl-1,3-diphenylpropen, tkjr1-PyrrolidylcyclohexenyE(6)ff-propionsäuremethylester,
ß-E\ -Pyrrolidylcyclohexenyli6)ç-propmonsäureisobutylester, ß-/1-Pyrrolidylcyclohexenyl-(6))]-propionsäuremethylester,
ß-fÄ -Pyrrolidylcyclohexenyl-(6)]-propionsäurenitril.
-
Als Chromanderivate der allgemeinen Formel I seien beispielsweise
genannt: 1 , 2-Dihydro-3H-xanthen, 7-Chlor-1 , 2-dihydro-3H-xanthen, 2-Phenyl-1,2-dihydro-3H-xanthen,
1,2-Dihydro-3H-xanthen-carbonsäure-(2)-äthylester, 1 ,2-Dihydro-3H-xanthen-(4)-propionsäuremethylester,
1,2-Dihydro-3H-xanthen-carbonsäure-(4)-propionsäurenitril, 5-Äthoxy-12ndihydro-3H-xanthen
5,7-Dichlor-1,2-dihydr9-3H-xanthen, 6-Dimethylamino-7-methyl-1,2-dihydro-3H-xanthen.
-
Die neuen ungesättigten Chromanderivate der allgemeinen Formel I fluoreszieren
und können als Aufheller Verwendung finden.
-
Die Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist überraschend
und war nicht zu erwarten; es ist nämlich aus Journal of Org. Chem. 31, 1232, 1235
(1966) bekannt, daß die Verbindung der Formel
einen Schmelzpunkt von 1320 C besitzt und sich somit bei Temperaturen
über 1000 C nicht zersetzt. Unter den erfindungsgeßen Reaktionsbedingungen erhält
man auch aus Enaminen der allgemeinen Formel III, in der der Pyrrolidin-Rest durch
einen Morpholin- oder Piperidin-Rest ersetzt ist, keine entsprechenden ungesättigten
Chromanderivate (vgl. Beispiel 14).
-
Beispiel 1 Eine Lösung von 94 gr (ca 0,6 Mol) 5-Chlorsalicylaldehyd
in 300 ml Toluol wird bei Raumtemperatur mit 90 g (ca 0,6 Mol) 1-Fyrrolidyl-cyclohexen
gut gemischt; das Gemhch erwärmt sich anschließend auf etwa 600 C und wird 20 h
bei Raumtemperatur stehengelassen. Nach dieser Zeit ist die anfangs klare Lösung
durch Wasserabscheidung trübe geworden. Dann wird das Reaktionsgemisch im Rotationsverdampfer
bei 600 C / 10 torr eingeengt und der verbleibende Rückstand im Vakuum destilliert.
Man erhält im Siedqbereich 190 - 2000 C / 0,1 torr 97 g (690/0 der Theorie) 7-Chlor-1
,2-dihydro-3H-xanthen vom Schmelzpunkt 70 - 720 C (nach Umkristallisieren aus Äther).
-
C13H11Cl0 (218,69): ber. C 71,40 H 5,07 Cl 16,21 gef. C 71,1 H 5,2
Cl 16,2 Beispiel 2 Eine Lösung von 45 g (0,37 Mol) Salicylaldehyd in 200 ml Methanol
wird mit 60 g (ca 0,4 Mol) 1-N-Pyrrolidincyclohexen versetzt, wobei die Temperatur
auf ca 500 C ansteigt. Man läßt 24 h bei Raumtemperatur stehen, engt die Lösung
anschließend bei 600 C /10 torr ein und destilliert den Rückstand im Vakuum. Man
erhält so nach einem Vorlauf von 8g bei 1400 C / 0,2 torr 50 g (81,5% der Theorie)
1,2-Dihydro-3H-xanthen in Form eines gelben Öles, das anschließend erstarrt; Schmelzpunkt
49 - 510 C (nach Umkristallisieren aus Äther).
-
Das Kernresonanzspektrum der neuen Verbindung zeigt neben den üblichen
Aromaten-(H5-H8) und Aliphaten (H1-H3)-peaks zwei Vinylprotonen bei 4,9 - 5,2 ppm
(Doppel-Triplett von H4) und bei 5,9 ppm (Multiplett von H9).
-
Beispiel 3 Eine Lösung von 30 g (ca 0,25 Mol) Salicylaldehyd in 300
ml Toluol wird mit 53 g (ca. 0,23 Mol) 1-Pyrrolidyl-4-phenylcyclohexen bei Raumtemperatur
gut gemischt. Man läßt 20 h bei Raumtemperatur stehen und engt dann bei 600 C /
10 torr ein und destilliert den Rückstand im Vakuum. Nach einem Vorlauf von ca 10
g erhält man im Siedebereich 220 - 2300 C / 0,05 torr 42 g (700/0 der Theorie) 2-Phenyl-1,2-dihydro-3H-xanthen
vom Schmp. 124 - 1260 C (nach Umkristallisieren aus Äther).
-
Beispiel 4 Eine Lösung von 12 g (0,1 Mol) Salicylaldehyd in 30 ml
Toluol wird mit 22 g (0,1 Mol) 1-Pyrrolidyl-cyclohexencarbonsaure-(4)-äthylester
versetzt. Man läßt 24 h bei Raumtemperatur stehen, engt dann bei 600 C / 10 torr
ein und destilliert den Rückstand im Vakuum. Nach einem Vorlauf von ca 4 -g erhält
man im Siedebereich 190 - 1950 C / 0,1 torr 12 g (47% der Theorie) 1 ,2-Dihydro-3H-
xanthencarbonsäure-(2)-äthylester.
-
Beispiel 5 Eine Lösung von 27 g (0,22 Mol) Salicylaldehyd in 75 ml
Toluol wird mit 54 g (0,21 Mol) 1-Pyrrolidylcyclohexenyl-propionsäure-(6)-methylester
bei Raumtemperatur versetzt. Man läßt das Gemisch 24 h lang stehen, engt dann bei
600 C / 10 torr ein und destilliert den Rückstand anschließend im Vakuum. Nach einem
Vorlauf von ca 12 g erhält man im Siedebereich 180 - 1900 C / 0,05 torr 35 g (58%
der Theorie) 1,2-Dihydro-3H-xanthenyl-(4)-propionsäuremethylester vom Schmp. 41
- 430 C (nach Umkristallisieren aus Äther).
-
Beispiel 6 Eine Lösung von 12 g (0,1 Mol) Salicylaldehyd in 30 ml
Toluol wird bei Raumtemperatur mit 20 g (0,1 Mol) 1-Pyrrolidyl-cyclohexenyl-(6)-propionitril
bei Raumtemperatur vermischt und 24 h stehengelassen. Dann engt man bei 600 / 10
torr ein und destilliert den Rückstand im Vakuum. Nach einem Vorlauf von ca 2 g
erhält man 11 g (47 % der Theorie) 1,2-Dihydro-3H-xanthenyl-(4)-propionitril im
Siedebereich 195 - 2000 C / 0,05 torr.
-
Beispiel 7 Zu einer Lösung von 48 g (Q1Zol) o-Vanillin in 150 ml
Methanol gibt man 45 g (0,3 Mol Pyrrolidylcyclohexen bei Raumtemperatur zu und läßt
20 h stehen. anschlieBend engt bei 600 C / 10 torr ein und destilliert den Rückstand
im Vakuum. Man erhält im Siedebereich 160170OC /,5torr 37 g (58 der Theorie) 5-Methoxy-1,2-dihydro-3H-xanthen
vom Schmp.
-
78 - 80° C.
-
Beispiel 8 Zu einer Lösung von 21 g (0,17Mol)Salicylaldehyd in 100
ml Methanol gibt man bei Raumtemperatur 42 g (0,17Mol) 1-Pyrrolidincyclododecen
und läßt 24 h stehen. anschließend engt man bei 600 C / 10 torr ein und destilliert
den Rückstand im Vakuum. Nach einem Vorlauf von ca 2Cg erhält man im Siedebereich
200 - 2100 C / 0,05 torr 19 g (34% der Theorie) der Verbindung VII.
-
Beispiel 9 19,1 g (0,1 Mol) 3,5-Dichlorsalicylaldehyd und 15 g (0,1mol)
1-Pyrrolidino-cyclohexen werden in 30 ml Toluol bei haumtemperatur vermischt, worauf
die Temperatur auf ca 580 C ansteigt. Man läßt 24 h stehen, engt dann bei 600 C
/ 10 torr ein und destilliert den Rückstand im Vakuum. Man erhält so nach einem
Vorlauf von etwa 2 g im Siedebereich 188 - 1900 C/ 0,04 torr 21 g (83% der Theorie)
5,7-Dichlor-1,2-dihydro-3H-xanthen vom Schmelzpunkt 700 C.
-
Beispiel 10 Man vermischt 9g (O,045M0l)ß-Pyrrolidinoinden und 6 g(O,05Mol)
Salicylaldehyd in 25 ml Methanol, engt nach 20 h bei 600 C / 10 torr ein und destilliert
den Rückstand im Vakuum. Nach ca 0,5g Vorlauf erhält man bei 2200 C / 0,1 torr 4
g (35% der Theorie) der Verbindung VII als blassrote Kristalle vom Schmelzpunkt
156- 1580 C (nach Umkristallisieren aus Äther).
-
Beispiel 11 Man läßt von 15 g (0,1 Mol) 3-Methoxys-licylaldehyd, 14
g (0,1 Mol) 3-Pyrrolidinopenten-(2) und 30 ml Methanol 24 h stehen, engt dann bei
600 C 7 10 torr ein und destilliert den Rückstand im Vakuum. Im Siedebereich 140
- 1450 C / 0,1 torr erhält man 11 g (54% der Theorie) der Verbindung IX.
-
Beispiel 12 9 g 5-Dimethylamino-6-methylsalicylaldehyd werden mit
8 g 1-Pyrrolidinocyclohexen in 30 ml Methanol umgesetzt. Nach eintätigem Stehen
engt man bei 500 C / 10 torr ein und destilliert den Rückstand im Vakuum. Man erhält
im Siedebereich 210 - 2200 C / 0,05 torr 8 g (66 % der Theorie) 6-Dimethylamino-7-methyl-1,2-dihydro-3H-xanthen.
-
Beispiel 13 13 g (0,108 Mol) Salicylaldehyd und 16,6 g (0,1 Mol) N-Methyl-4-Pyrrolidyl,53-Piperidein
werden in 40 ml Dimethylformamid 6 Tage bei 250 C aufbewahrt. Anschließend wird
destilliert.Man erhält im Siedebeeich von 1400 - 1500 C 0,05 torr 4 g (22 70 der
Theorie) der Verbindung X.
-
Beispiel 14 (Vergleichsbeispiel) a) Man setzt 12 g Salicylaldehyd
und 18 g 1-Morpholinocyclohexen in 30 ml Toluol um, worauf die Temperatur auf 610
C steigt. Nach 24 stündigem Stehenlassen bei Rauntemperatur engt man bei 600 C /
10 torr ein und destilliert den Rü&kstand. Man erhält im Siedebereich 85 - 900
C / 0,2 torr 13 g eines hellgelben, zähen Öles und unter weiterer Temperaturerhöhung
bis 1300 C / 0, 2 torr 2 g eines beweglichen,
gelben Öles; es hinterbleibt
eine geringe Menge eines nicht destillierbaren Rückstands.
-
Keine der beiden Fraktionen zeigt im Kernresonanzspektrum die zu erwartenden
Peaks für 2 Vinylprotonen gDoppel-Triplett für das Proton in Stellung 4 und Multiplett
für das Proton in Stellung 9 (vgl. Beispiel 2)l.
-
b) Man setzt 12 g Salicylaldehyd und 18 g 1-Piperidinocyclohexen in
30 ml Toluol um, worauf die Temperatur ansteigt.
-
Nach 24 stündigem Stehenlassen bei Raumtemperatur engt man bei 600
/ 10 torr ein und destilliert den Rückstand. Man erhält im Siedebereich 80 - 900
C / 0,2 torr 12,5 g eines hellgelben zähen Öles und unter weiterer Temperatursteigerung
bis 1300 / 0,2 torr 2,5 g eines beweglichen gelben Öles; es hinterbleibt eine geringe
Menge eines nicht destillierbaren Rückstandes.
-
Keine der beiden Fraktionen zeigt im Kernresonanzspektrum die zu erwartenden
Peaks für zwei Vinylprotonen gDoppel-Triplett für das Proton in Stellung 4 und Multiplett
für das Proton in Stellung 9 (vgl. Beispiel 2)ç.