DE60305148T2 - Prozess zur Herstellung substituierter Cumarine - Google Patents

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DE60305148T2 DE2003605148 DE60305148T DE60305148T2 DE 60305148 T2 DE60305148 T2 DE 60305148T2 DE 2003605148 DE2003605148 DE 2003605148 DE 60305148 T DE60305148 T DE 60305148T DE 60305148 T2 DE60305148 T2 DE 60305148T2
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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen substituierter Cumarine. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen substituierter Cumarine unter Verwendung von Polyanilinsalzen als Katalysatoren.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Cumarine sind eine bedeutende Gruppe in der Natur vorkommender Verbindungen, die im Pflanzenreich weit verbreitet sind und seit vielen Jahren für kommerzielle Anwendung synthetisch erzeugt worden sind. Vertreter dieser Gruppe zeigen einen breiten Bereich von Anwendungen – als Duftstoffe, Pharmazeutika, Lebensmittelzusätze, Kosmetika, Agrochemikalien, optischen Aufhellern, Dispersionsfluoreszens- und durchstimmbaren Farbstofflasern, und biologische Aktivitäten wie Eigenschaften als Anthelmintica, Hypnotica, Insektizide und Antikoagulantien. Cumarine wirken auch als Zwischenprodukten für die Synthese von Fluorcumarine, Chromonen, Cumaronen und 2-Acylresorcin. (Siehe beispielsweise Boisde et al., Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology (Herausg., Jacqueline I. Kroschwitz), 4. Ausg., Bd. 7, S. 647-658 und die darin enthaltenen Fundstellen). Cumarin und einige seiner Derivate sind in Pflanzen nachgewiesen worden, wobei viele von ihnen synthetisch aufgebaut worden sind und auf ihre physiologische Wirksamkeit untersucht wurden. 7-Hydroxycumarin, bekannt als Umbelliferon, tritt in der Natur in Gummiharzen von Umbelliferae auf und ist ein bedeutender Cumarin-Metabolit. Er lässt sich leicht aus Resorcin und Malein- oder Fumarsäure herstellen. Derivate von Umbelliferon haben aufgrund ihres breiten UV-Absorptionsspektrums als Mittel gegen Sonnenbrand das Interesse auf sich gelenkt.
  • 7-Hydroxy-4-methylcumarin (β-Methylumbelliferon) wird als Fluoreszensaufheller, effizienter Laserfarbstoff für den pulsierenden und SW-Betrieb, für Standards in der fluorimetrischen Bestimmung der Enzymaktivität, als Ausgangsmaterial für die Herstellung eines Insektizids (Hymerocromon), als Präkursor für Furan-Cumarine und viele andere Derivate von substituierten Cumarinen und als analytische Reagenzien verwendet. 5,7-Dihydroxy-4-methylcumarin wird in Sonnenbräunungsölen als Sonnenschutzfaktor und in Wandanstrichen als Aufheller verwendet. Cumarin und seine Derivate lassen sich mit Hilfe zahlreicher Methoden synthetisch darstellen, in die die Perkin-Reaktion einbezogen ist (Donnelly et al., Tetrahedron, 1968, Bd. 24, S. 2617-2622), die Knoevenagel-Reaktion (Franca Bigi et al., J. Org. Chem., 1999, Bd. 64, S. 1033-1035), die Wittig-Reaktion (Yavari et al., Tetrahedron Lett., 1998, Bd. 39, S. 2391-2392), die Pechmann-Reaktion (John et al., J. Org. Chem., 1961, Bd. 26, S. 240-242) und die Reformatsky-Reaktion. Unter diesen Methoden ist die Pechmann-Reaktion die Methode, die für die Herstellung von substituierten Cumarinen die am weitesten verbreitete Anwendung gefunden hat, da sie ausgehend von sehr einfachen Ausgangsmaterialien abläuft und gute Ausbeuten für zahlreiche substituierte Cumarine liefert.
  • Substituierte Cumarine sind unter Anwendung zahlreicher Reagenzien hergestellt worden, wie beispielsweise H2SO4, POCl3 (Ahmad et al., Proc. Indian Acad. Sci., 1937, Bd. 5A, S. 277-284), AlCl3 (Das gupta et al., J. Chem. Soc., 1969, S. 29-33), Kationenaustauschharze (John et al., J. Org. Chem., 1961, Bd. 26, S. 240-242), Trifluoressigsäure (Woods et al., J. Org. Chem, 1962, Bd. 27, S. 3703-3705), Montmorillonit-Ton (Bhattacharyya et al., Ind. J. Chem, 1992, Bd. 31B, S. 628), saure Feststoffkatalysatoren (Bekkum et al., J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1995, S. 225-226), saure W/ZrO2-Feststoffkatalysatoren (Reddy et al., Synth. Commun., 2001, Bd. 31 (23), S. 3603-3607), ionische Flüssigkeit mit Chloraluminat (Khadilkar et al., Synlett., 2002, Nr. 1, S. 152-154) und Nafion-H-Katalysator (Chaudhari, Chem. Ind., 1983, S. 569-570).
  • Die Kondensation ist eine der fundamentalsten und bedeutendsten Reaktionen in der organischen Synthese. Konventionell lassen sich die Verfahren zur Erzeugung von Cumarinen wie folgt ausführen:
    • (a) Flüssigphasenreaktion unter Nutzung eines flüssigen Katalysators: dieser Prozesstyp nutzt Säuren in flüssiger Phase, wie beispielsweise Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Sulfonsäure, als Katalysatoren;
    • (b) Flüssigphasenreaktion unter Nutzung eines festen Katalysators: dieser Prozesstyp nutzt im typischen Fall anorganische Salze, Kationaustauschharz und sauren Feststoffkatalysator, usw..
  • Eines der Probleme in Verbindung mit der Flüssigphasenreaktion unter Verwendung eines Flüssigkatalysators besteht darin, dass die sauren Katalysatoren der Schwefelsäure oder Sulfonsäure Korrosionsprobleme an dem Reaktionsgefäß hervorrufen können. Diese flüssigen Säurekatalysatoren werden außerdem zusammen mit den Reaktionsprodukten ausgetragen und rufen auf diese Weise schwerwiegende Abfallverbringungsprobleme und Verschmutzungsprobleme hervor.
  • Die Nachteile der Verwendung von Mineralsäuren als Katalysatoren sind: (i) der Katalysator lässt sich nicht wiederverwenden, (ii) die Verbringung der Säure ist ökologisch unsicher und unwirtschaftlich, (iii) oftmals wird eine geringe Selektivität beobachtet, (iv) Korrosion des Reaktionsbehälters und der Reaktoren, (v) schwierige Handhabung und (vi) hohe Investitionskosten des Katalysators.
  • Der Feststoffkatalysator in der Flüssigphasenreaktion, bei der typischerweise ein Kationenaustauschharz als Katalysator genutzt wird, mildert die Probleme der Korrosion und Abfallverbringung, wie sie bei dem Flüssigkatalysator in Flüssigphasenprozessen auftreten und führt zu einer vereinfachten Trennungsprozedur, die zwischen dem Reaktionsprodukt und den Katalysatoren benötigt wird. Allerdings zeigen die Kationenaustauschharze typischerweise eine verhältnismäßig geringe Wärmebeständigkeit, und oftmals zeigen sie einen starken Aktivitätsverlust, nachdem sie der Wärme ausgesetzt wurden. Sobald die katalytische Aktivität der Kationenaustauschharze herabgesetzt ist, ist es schwierig, sie wieder zu regenerieren.
  • AUFGABEN DER ERFINDUNG
  • Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens für die Herstellung substituierter Cumarine unter Verwendung von Polyanilinsalzen als Katalysatoren, mit denen die vorstehend detaillierten Nachteile überwunden werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren für die Herstellung substituierter Cumarine unter Verwendung von Polyanilinsalzen als Katalysatoren, welches Verfahren die Reaktion zwischen Phenolen und Ketoestern in Gegenwart von Katalysatoren im Temperaturbereich von 110° bis 170°C für die Dauer von 3 bis 24 Stunden umfasst sowie das Abtrennen des Produktes mit Hilfe einer konventionellen Methode aus dem Reaktionsgemisch.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die zum Einsatz gelangenden Phenole ausgewählt aus Resorcin, Phloroglucin und Pyrogallol.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die zur Anwendung gelangenden Ketoester ausgewählt aus Acetessigsäuremethylester, Acetessigsäureethylester und Acetessigsäurephenylester.
  • In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Katalysator um ein Polyanilinsalz, das ausgewählt ist aus dem System: Polyanilinsulfat, Polyanilinhydrochlorid, Polyanilinnitrat, Polyanilinperchlorat, Polyanilin-natriumhydrogensulfat, Polyanilin-p-toluolsulfonat, Polyanilintrifluoracetat und Polyanilinsulfosalicylat.
  • In einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Reaktion im Temperaturbereich von 110° bis 170°C ausgeführt.
  • In einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Reaktion für eine Dauer von 3 bis 24 Stunden ausgeführt.
  • In einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die zur Anwendung gelangende Katalysatormenge 10% bis 30% im Bezug auf die Phenole.
  • In einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die zur Anwendung gelangende Menge an Ketoester 1, 1,2, 1,5, 2,0, 3,0 val in Bezug auf 1 val Phenole.
  • In einer noch anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Lösemittel ausgewählt aus Toluol, Xylol, Chlorbenzol und p-Chlortoluol.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Ausführungsformen werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung offensichtlich.
  • Das Verfahren zur Herstellung substituierter Cumarine wird durch Umsetzen von Phenolen mit Ketoestern in Gegenwart von Katalysator und anschließendem Entfernen des Katalysators mit Hilfe konventioneller Methoden ausgeführt. Die substituierten Cumarine lassen sich beispielsweise durch Filtration abtrennen, gefolgt von einer Abtrennung des Produktes mit Hilfe konventioneller Methoden.
  • Die Neuheit der Erfindung beruht in der Verwendung von Polyanilinsalzen als Katalysator in der Herstellung substituierter Cumarine. Die Verwendung von Polyanilinsalzen als Katalysatoren gewährt die folgenden Vorteile: (i) die Abtrennung des Katalysators aus dem Reaktionsgemisch ist leicht, (ii) es ist die wiederholte Verwendung des Katalysators möglich, (iii) es gibt bei der Verbringung des gebrauchten Katalysators keinerlei Probleme, da er ökologisch sicher ist, und (iv) die Herstellung des Katalysators erfolgt auf einem unkomplizierten Syntheseweg.
  • Die folgenden Beispiele werden zur Veranschaulichung geboten und sind daher nicht zur Begrenzung des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung auszulegen.
  • BEISPIEL 1
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von Polyanilinsulfatsalz unter Verwendung von Benzoylperoxid, wobei 4,85 g Benzoylperoxid in 150 ml Aceton aufgelöst sind. Zu dieser Lösung werden 1,44 g Natriumlaurylsulfat in 25 ml destilliertem Wasser zugesetzt. In den oberen Teil der Lösung wurden bei 35°C und unter Rühren der Mischung für 8 Stunden tropfenweise 2,4 ml Anilin in 30 ml wässriger Lösung mit einem Gehalt von Schwefelsäure (9,0 ml) eingeführt. Das ausgefällte Polyanilinsalz wurde abfiltriert und anschließend mit 3 l destilliertem Wasser gewaschen, gefolgt von Methanol. Das resultierende Polymersalz wurde abschließend bei 100°C bis zum Erreichen der Gewichtskonstanz getrocknet.
  • BEISPIEL 2
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung verschiedener Polyanilinsalze aus Polyanilinbase. In einem typischen Versuch wurde Polyanilinsulfatsalz unter Anwendung von Beispiel 1 hergestellt und konstant in 1M NaOH für 8 Stunden gerührt, filtriert, mit Wasser gewaschen und anschließend bei 100°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Es wurde dedotierte Polyanilinbase (0,5 g) in 50 ml säurelösung (1M) eingeführt und die Mischung bei konstanter Temperatur für 4 Stunden rühren gelassen. Das Polyanilinsalz wurde filtriert und anschließend mit destilliertem Wasser gewaschen, bis die Waschflüssigkeit farblos war. Abschließend wurde das resultierende Polymersalz mit Aceton gewaschen und danach bei 100°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Die verwendete Säure und die entsprechenden Polyanilinsalze sind in Tabelle I angegeben. TABELLE I
    Figure 00040001
  • BEISPIEL 3
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von Polyanilinsulfatsalzen aus Polyanilinbase unterschiedlicher Qualität unter Verwendung unterschiedlicher Mengen an Schwefelsäure. In einem typischen Versuch wurde unter Anwendung von Beispiel 1 hergestelltes Polyanilinsulfatsalz konstant für 8 Stunden in 1M NaOH gerührt, filtriert, mit Wasser gewaschen und abschließend bei 100°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Die dedotierte Polyanilinbase (0,5 g) wurde in unterschiedliche Konzentrationen von Schwefelsäure (0,1, 1,0, 3,0 und 5,0M) eingeführt und die Mischung unter konstanter Temperatur für 4 Stunden rühren gelassen. Das Polyanilinsalz wurde filtriert und anschließend mit destilliertem Wasser gewaschen, bis die Waschflüssigkeit farblos war. Abschließend wurde das resultierende Polymersalz mit Aceton gewaschen und danach bei 100°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.
  • BEISPIEL 4
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von Polyanilinsulfatsalz unter Verwendung unterschiedlicher oxidierender Mittel. In einem typischen Versuch wurde eine Lösung eines oxidierenden Mittels (0,1M) sehr langsam in eine 1,0M H2SO4-Säurelösung mit einem Gehalt von 0,1M Anilin bei einer Temperatur von 0° bis 5°C zugegeben. Nachdem das gesamte Oxidationsmittel zugesetzt worden war, wurde das Reaktionsgemisch bei konstanter Temperatur für 4 Stunden gerührt. Die Oxidation von Anilin läuft stark exotherm ab, weshalb die Geschwindigkeit der Zugabe des Oxidationsmittels so eingestellt wurde, dass jegliche Temperaturzunahme des Reaktionsgemisches vermieden wurde. Das ausgefällte Polyanilin wurde filtriert und anschließend mit destilliertem Wasser gewaschen, bis die Flüssigkeit farblos war. Um Oligomere und andere organische Nebenprodukte zu entfernen, wurde der Niederschlag mit Methanol gewaschen, bis die Methanollösung farblos war. Abschließend wurde das resultierende Polymersalz mit Aceton gewaschen und danach bei 100°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Die in der Reaktion verwendeten oxidierenden Mittel sind in Tabelle II gegeben. TABELLE II
    Figure 00050001
  • Der Katalysator (Polyanilinsalz) wurde für 3 Stunden bei 100°C erhitzt und in der Reaktion von Phenolen mit Ketoestern verwendet.
  • BEISPIEL 5
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 7-Hydroxy-4-methylcumarin mit unterschiedlichen Reaktionszeiten. In einem typischen Versuch wurde Resorcin (1,0 g, 9,1 mM) in einen 0ml-Rundkolben gegeben und Acetessigsäureethylester (2,37 g, 18,2 mM) gefolgt von 200 mg Polyanilinsulfatsalz als Katalysatorpulver (20 Gew.% in Bezug auf Resorcin) zugesetzt, das unter Anwendung von Beispiel 1 hergestellt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde bei 150°C für unterschiedliche Zeitintervalle refluxiert. Das Reaktionsgemisch wurde mit Aceton gewaschen, filtriert und das Aceton unter Vakuum abgedampft. Das erhaltene Produkt wurde mit Wasser gewaschen, filtriert und bei 100°C getrocknet. Das Produkt wurde gereinigt, indem es in einer 1,0N NaOH-Lösung aufgelöst wurde und anschließend mit 1,0N H2SO4-Lösung regeneriert wurde. Das ausgefällte Produkt wurde filtriert, mit Wasser gewaschen und die Probe bei 100°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Die Probe wurde mit Hilfe des 1H NMR-Spektrums charakterisiert. Die Ausbeute des Produkts ist in Tabelle III angegeben. TABELLE III
    Figure 00050002
  • BEISPIEL 6
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 7-Hydroxy-4-methylcumarin mit unterschiedlichen Mengen von Katalysator. In einem Versuch wurde Resorcin (1,0 g, 9,1 mM) in einen 10ml-Rundkolben gegeben und Acetessigsäureethylester (2,37 g, 18,2 mM) gefolgt von unterschiedlichen Mengen von Polyanilinsulfatsalz als Katalysatorpulver zugegeben, das unter Anwendung von Beispiel 1 hergestellt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde für 6 Stunden bei 150°C refluxiert. Die Abtrennung und Reinigung des Produktes wurde entsprechend den Angaben in Beispiel 5 ausgeführt. Die Produktausbeute ist in Tabelle IV angegeben. TABELLE IV
    Figure 00060001
  • BEISPIEL 7
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 7-Hydroxy-4-methylcumarin mit unterschiedlichen Mengen von Acetessigsäureethylester. In einem Versuch wurde Resorcin (1,0 g, 9,1 mM) in einen 10ml-Rundkolben gegeben und unterschiedliche Mengen von Acetessigsäureethylester zugegeben, gefolgt von 200 mg Polyanilinsulfatsalz als Katalysatorpulver, das unter Anwendung von Beispiel 1 hergestellt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde für 6 Stunden bei 150°C refluxiert. Die Abtrennung und Reinigung des Produktes wurde entsprechend den Angaben in Beispiel 5 ausgeführt. Die Produktausbeute ist in Tabelle V angegeben. TABELLE V
    Figure 00060002
  • BEISPIEL 8
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 7-Hydroxy-4-methylcumarin bei unterschiedlichen Temperaturen. Es wurde Resorcin (1,0 g, 9,1 mM) in einen 10m1-Rundkolben gegeben und Acetessigsäureethylester (2,37 g, 18,2 mM) gefolgt von 200 mg Polyanilinsulfatsalz als Katalysatorpulver zugegeben, das unter Anwendung von Beispiel 1 hergestellt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde bei unterschiedlichen Temperaturen für 6 Stunden refluxiert. Die Abtrennung und Reinigung des Produktes wurden entsprechend den Angaben in Beispiel 5 ausgeführt. Die Produktausbeute ist in Tabelle VI angegeben. TABELLE VI
    Figure 00070001
  • BEISPIEL 9
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 7-Hydroxy-4-methylcumarin fünf Mal unter Verwendung des gewonnenen Katalysators. Es wurde Resorcin (3,0 g, 27,3 mM) in einen 25ml-Rundkolben gegeben und Acetessigsäureethylester (7,11 g, 54,6 mM) gefolgt von 600 mg Polyanilinsulfatsalz als Katalysatorpulver zugegeben, das unter Anwendung von Beispiel 1 hergestellt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde für 6 Stunden bei 150°C refluxiert. Die Abtrennung und Reinigung des Produktes wurden entsprechend den Angaben in Beispiel 5 ausgeführt. Der Versuch wurde fünf weitere Male unter Verwendung des gewonnenen Katalysators ausgeführt. Die Produktausbeute ist in Tabelle VII angegeben. TABELLE VII
    Figure 00070002
  • BEISPIEL 10
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 7-Hydroxy-4-methylcumarin unter Verwendung unterschiedlicher Polyanilinsalze. Es wurde Resorcin (1,0 g, 9,1 mM) in einen 10ml-Rundkolben gegeben und Acetessigsäureethylester (2,37 g, 18,2 mM) gefolgt von 200 mg von unterschiedlichem Polyanilinsulfatsalz als Katalysatorpulver zugegeben, das unter Anwendung von Beispiel 2 hergestellt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde für 6 Stunden bei 150°C refluxiert. Die Abtrennung und Reinigung des Produktes wurden entsprechend den Angaben in Beispiel 5 ausgeführt. Die Produktausbeute ist in Tabelle VIII angegeben. TABELLE VIII
    Figure 00080001
  • BEISPIEL 11
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 7-Hydroxy-4-methylcumarin unter Verwendung von Polyanilinsulfatsalzen, die unter Anwendung unterschiedlicher oxidierender Mittel hergestellt wurden. Es wurde Resorcin (1,0 g, 9,1 mM) in einen 10ml-Rundkolben gegeben und Acetessigsäureethylester (2,37 g, 18,2 mM) gefolgt von 200 mg verschiedener Polyanilinsalze als Katalysatorpulver zugegeben, das unter Anwendung von Beispiel 4 hergestellt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde für 6 Stunden bei 150°C refluxiert. Die Abtrennung und Reinigung des Produktes wurden entsprechend den Angaben in Beispiel 5 ausgeführt. Die Produktausbeute ist in Tabelle IX angegeben. TABELLE IX
    Figure 00080002
  • BEISPIEL 12
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 5,7-Dihydroxy-4-methylcumarin unter Anwendung unterschiedlicher Reaktionszeiten. Es wurde Phloroglucin (0,63 g, 5,0 mM) in einen 10ml-Rundkolben gegeben und Acetessigsäureethylester (1,3 g, 10,0 mM) gefolgt von 126 mg Polyanilinsulfatsalz als Katalysatorpulver zugegeben, das unter Anwendung von Beispiel 1 hergestellt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde für unterschiedliche Zeitintervalle bei 150°C refluxiert. Die Abtrennung und Reinigung des Produktes wurden entsprechend den Angaben in Beispiel 5 ausgeführt. Die Produktausbeute ist in Tabelle X angegeben. TABELLE X
    Figure 00090001
  • BEISPIEL 13
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 5,7-Dihydroxy-4-methylcumarin mit unterschiedlichen Katalysatormengen. Es wurde Phloroglucin (0,63 g, 5,0 mM) in einen 10ml-Rundkolben gegeben und Acetessigsäureethylester (1,3 g, 10,0 mM) gefolgt von unterschiedlichen Mengen von Polyanilinsulfatsalz als Katalysatorpulver zugegeben, das unter Anwendung von Beispiel 1 hergestellt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde für 6 Stunden bei 150°C refluxiert. Die Abtrennung und Reinigung des Produktes wurden entsprechend den Angaben in Beispiel 5 ausgeführt. Die Produktausbeute ist in Tabelle XI angegeben. TABELLE XI
    Figure 00090002
  • BEISPIEL 14
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 5,7-Dihydroxy-4-methylcumarin mit unterschiedlichen Mengen an Acetessigsäureethylester. Es wurde Phloroglucin (0,63 g, 5,0 mM) in einen 10ml-Rundkolben gegeben und unterschiedliche Mengen an Acetessigsäureethylester gefolgt von 126 mg Polyanilinsulfatsalz als Katalysatorpulver zugegeben, das unter Anwendung von Beispiel 1 hergestellt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde für 6 Stunden bei 150°C refluxiert. Die Abtrennung und Reinigung des Produktes wurden entsprechend den Angaben in Beispiel 5 ausgeführt. Die Produktausbeute ist in Tabelle XII angegeben. TABELLE XII
    Figure 00090003
  • BEISPIEL 15
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 5,7-Dihydroxy-4-methylcumarin mit unterschiedlichen Qualitäten von Polyanilinsulfatsalz, das unter Verwendung unterschiedlicher Mengen von Schwefelsäure hergestellt wurde. Es wurde Phloroglucin (0,63 g, 5,0 mM) in einen 10ml-Rundkolben gegeben und Acetessigsäureethylester (1,3 g, 10,0 mM) gefolgt von 126 mg Polyanilinsulfatsalz als Katalysatorpulver zugegeben, das unter Anwendung von Beispiel 3 hergestellt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde für 6 Stunden bei 150°C refluxiert. Die Abtrennung und Reinigung des Produktes wurden entsprechend den Angaben in Beispiel 5 ausgeführt. Die Produktausbeute ist in Tabelle XIII angegeben. TABELLE XIII
    Figure 00100001
  • BEISPIEL 16
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von substituierten Cumarinen unter Verwendung von Polyanilinsulfatsalz. In einem Versuch wurden Phenole (1 val) in einen 10ml-Rundkolben gegeben und Ketoester (2 val) gefolgt von Polyanilinsulfatsalz als Katalysatorpulver (20 Gew.% im Bezug auf die Phenole) zugegeben, das unter Anwendung von Beispiel 1 hergestellt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde für 6 Stunden bei 150°C refluxiert. Die Abtrennung und Reinigung des Produktes wurden entsprechend den Angaben in Beispiel 5 ausgeführt. Die Produktausbeute ist in Tabelle XIV angegeben. TABELLE XIV
    Figure 00100002
  • BEISPIEL 17
  • Das folgende Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 5,7-Dihydroxy-4-methylcumarin unter Verwendung unterschiedlicher Lösemittel. In einem typischen Versuch wurde Phloroglucin (0,63 g, 5,0 mM) in einen 50ml-Rundkolben gegeben und Acetessigsäureethylester (1,3 g, 10,0 mM) gefolgt von 20 ml Lösemittel zugegeben. Das Polyanilinsulfatsalz als Katalysatorpulver (63 mg) wurde unter Anwendung von Beispiel 1 hergestellt und in die vorgenannte Mischung gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde für 24 Stunden refluxiert. Die Abtrennung und Reinigung des Produktes wurden entsprechend den Angaben in Beispiel 5 ausgeführt. Die Produktausbeute ist in Tabelle XV angegeben. TABELLE XV
    Figure 00110001
  • DIE HAUPTVORTEILE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG SIND:
  • Die Verwendung von Polyanilinsalzen als Katalysatoren in der Herstellung substituierter Cumarine erfolgte erstmalig. Die Verwendung von Polyanilinsalzen als Katalysatoren gewährt die folgenden Vorteile: (i) die Abtrennung des Katalysators aus dem Reaktionsgemisch ist leicht, (ii) die wiederholte Verwendung des Katalysators ist möglich, (iii) es gibt bei der Verbringung des gebrauchten Katalysators keinerlei Probleme, da er ökologisch sicher ist, obgleich die Verbringung von mineralsaurem Katalysator viel Geld benötigt, um diesen ökologisch sicher zu machen, und (iv) die Herstellung des Katalysators erfolgt auf einem einfachen Syntheseweg.
  • Angesichts der vorstehenden Ausführung ist ersichtlich, dass zahlreiche Vorteile der Erfindung erzielt werden und andere vorteilhafte Ergebnisse erreicht. Da zahlreiche Änderungen an den vorgenannten Methoden und Zusammensetzungen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, ist davon auszugehen, dass alle in der vorstehenden Beschreibung enthaltenen Angaben als veranschaulichend und in keiner Weise als einschränkend zu interpretieren sind.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung substituierter Cumarine, umfassend das Umsetzen von Phenol mit einem Ketoester in Gegenwart eines ein Polyanilinsalz aufweisenden Katalysators und anschließend Abtrennen des aus dem Reaktionsgemisch erhaltenen substituierten Cumarins.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Phenol ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Resorcin, Phloroglucin und Pyrogallol.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Ketoester ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Methylacetoacetat, Etylacetoacetat und Phenylacetoacetat.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Polyanilinsalz-Katalysator ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus dem System Polyanilinsulfat, Polyanilinhydrochlorid, Polyanilinnitrat, Polyanilinperchlorat, Polyanilinnatriumhydrogensulfat, Polyanilinparatoluolsulfonat, Polyanilintrifluoracetat und Paraanilinsulfosalicylat
  5. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Reaktion ausgeführt wird bei einer Temperatur im Bereich von 110° bis 170°C.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Reaktion ausgeführt wird für eine Zeitdauer im Bereich von 3 bis 24 Stunden.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die auf Phenol bezogene Katalysatormenge im Bereich von 10% bis 30% liegt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die auf 1 val Phenol bezogene Menge an Ketoester 1, 1,2, 1,5, 2,0, 3,0 val beträgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Reaktion in Gegenwart eines Lösemittels ausgeführt wird, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Toluol, Xylol, Chlorbenzol und p-Chlortoluol.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Katalysator zum Reaktionsgemisch in den Kreislauf zurückgeführt wird.
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