DE919291C - Verfahren zur Herstellung von 2-Styrylfuranen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von 2-Styrylfuranen Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Furanverbindungen mit Substituenten in der 2-Stellung und 5-Stellung.
• Die Einführung von Arylgruppen in a, ß-ungesättigte Carbonylverbindungen ist durch Arbeiten von Meerwein, Buchner und van Emster (Journal prakt. Chem. 152, 237 [r9391, britische Patentschrift 480 617 und USA.-Patentschrift 2 292 461) bekanntgeworden. Nach diesen Arbeiten konnte bisher nur die Einführung einer Arylgruppe erzielt werden, die im allgemeinen an das a-Kohlenstoffatom, d. i. das der Säuregruppe bzw. Carbonylgruppe benachbarte Kohlenstoffatom, tritt. Die Säuregruppe wird dabei im allgemeinen mehr oder weniger vollständig abgespalten.
• Die Einführung von zwei Arylgruppen mit Hilfe von Diazolösungen ist bisher nur bei Chinonen bekanntgeworden (vgl. deutsche Patentschrift 588 395, USA.-Patentschrift 1735 432 und D. E. Kvalnes, J. Am. Chem. Soc. 56, 2478 [z9341)# Es wurde nun gefunden, daß bei der Einwirkung von Diazolösungen auf Furylacrylsäure diarylierte Verbindungen erhältlich sind. Eine Arylgruppe tritt dabei in die 5-Stellung ein, die andere Arylgruppe an das a-Kohlenstoffatom der Seitenkette. Die Carboxylgruppe wird abgespalten. Als Nebenprodukt wird eine in der 5-Stellung arylsubstituierte Furylacrylsäure erhalten, während das 2-(4-Nitrostyryl)-furan, das auf Grund bekannter Veröffentlichungen als Hauptprodukt erwartet werden konnte, gewöhnlich nur in ganz untergeordneten Mengen erhalten wird.
• Die 5-Aryl-2-styrylfurane zeigen im allgemeinen starke Fluoreszenz. Die 5-Aryl-furan-(2)-ß-acrylsäuren zeigen diese Eigenschaften nicht. Das Verfahren wird mit Vorteil in schwach saurem Medium, z. B. bei pH-Werten von etwa 6, durchgeführt. Man verfährt z. B. derart, daß die Diazolösung zu einer Lösung von Furylacrylsäure in einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. Aceton, in der ein Mittel zur Einstellung auf den gewünschten pH-Wert, wie z. B. kristallisiertes Natriumacetat, vorhanden ist, hinzugefügt wird. Im übrigen kann der Vorgang durch Katalysatoren, z. B. durch Zugabe einer wäßrigen Lösung von Kupferchlorid, in Gang gesetzt bzw. begünstigt werden.
• An Stelle der Diazoacetate aromatischer Amine können die diesen isomeren Acetylnitrosoverbindungen als Reaktionskomponenten auf Furylacrylsäure zur Einwirkung gebracht werden, wobei dieselben Reaktionsprodukte entstehen. Es vollzieht sich bei der Reaktion eine intramolekulare Umlagerung, wobei nicht gesagt werden kann, ob z. B. Benzoldiazoniumacetat als solches unmittelbar in Reaktion tritt oder in der isomeren Form des Acetylnitrosoanilins. Beispiele i. 13,8 g p-Nitranilin (1/1o Mol) werden mit 7,3 g (< 1/1o Mol) NaN02, gelöst in 2o ccm Wasser, und 43 ccm HCl (25 °/o) in üblicher Weise diazotiert. Die Diazolösung wird filtriert und zu einer Lösung von 13,8 g Furylacrylsäure ('/1o Mol) in Zoo ccm Aceton, in der etwa 40 g kristallisiertes Natriumacetat suspendiert sind, gegeben. Nachdem sich der pH-Wert auf etwa 6 eingestellt hat, wird eine Lösung von 4,2 g Kupferchlorid in 12 ccm Wasser hinzugegeben. Hierbei setzt unmittelbar Gasentwicklung ein, die so heftig wird, daß das Reaktionsgefäß zweckmäßig in Eiswasser gekühlt wird. Trotz Kühlung steigt die Reaktionstemperatur im allgemeinen auf etwa 23 bis 24°. Ein fester Körper beginnt sich abzuscheiden. Nachdem die Gasentwicklung aufgehört hat (etwa nach 40 Minuten), läßt man das Reaktionsgemisch noch einige Stunden stehen. Der feste Körper wird alsdann abfiltriert, mit etwas Alkohol gewaschen, dann mit verdünntem Ammoniak behandelt und hierauf mit Wasser und nochmals mit Alkohol gewaschen und nunmehr getrocknet. Der getrocknete Körper wird mit einer kleinen Menge Aceton verrieben, filtriert, getrocknet und aus Eisessig umkristallisiert. Hierbei scheidet sich ein Körper in Form kleiner roter Nadeln ab, die bei 236° schmelzen. Beim Lösen des Körpers in aromatischen Kohlenwasserstoffen, z. B. Benzol, zeigt sich starke grüne Fluoreszenz, die jedoch unter der Einwirkung von Tageslicht vollkommen verschwindet. Durch Anwendung einer verhältnismäßig größeren Menge von diazotiertem p-Nitranilin, z. B. einer Menge, die doppelt so groß ist wie die vorstehend angegebene Menge, kann man den in Form roter Nadeln anfallenden Körper als Hauptprodukt gewinnen. Diese Verbindung ist 5-(4-Nitrophenyl)-2-(4-nitrostyryl)-furan.
• Das Filtrat von diesem Körper, die wäßrige Acetonlösung, kann derart «=eiterverarbeitet werden, daß man es einer Wasserdampfdestillation unterwirft oder es in einer großen Schale so lange stehenläßt, bis alles Aceton verdunstet ist. Die sich abscheidende dunkle, etwas harzige Masse wird zunächst mit verdünnter Säure behandelt, um das Kupferchlorid zu entfernen, alsdann mit Natriumbicarbonatlösung behandelt, um nicht umgesetzte Furylacrylsäure zu beseitigen, und hierauf mit Wasser und verdünnter Ammoniaklösung behandelt, wobei die Ammoniaklösung eine Orangefärbung annimmt. Die verschiedenen Ammoniakauszüge werden filtriert, miteinander vereinigt und mit Salzsäure angesäuert. Der hierbei entstehende Niederschlag wird abfiltriert, getrocknet und aus Eisessig umkristallisiert. Hierbei scheidet sich die 5-(4-Nitrophenyl)-furan-(2)-ß-acrylsäure in dunklen rotbraunen Prismen vom Schmelzpunkt 262° ab.
• Die feste Masse, die nach den Extraktionen mit verdünntem Ammoniak verbleibt, wird lufttrocken gemacht und, falls keine Wasserdampfdestillation vorher stattgefunden hat, zwecks Entfernung von p-Chlornitrobenzol mit Petroläther behandelt. Die nunmehr verbleibende feste Masse wird dreimal mit kaltem Alkohol ausgezogen. Die alkoholischen Lösungen läßt man verdunsten und kristallisiert die zurückbleibende feste Masse erst aus Petroläther und dann aus Alkohol um, aus dem sich das 2-(4-Nitrostyryl)-furan in gelben Nadeln vom Schmelzpunkt 131 bis 132° abscheidet.
• 2. 12,75 g p-Chloranilin (1/1a Mol) werden mit 42 ccm HCl (25 0/0) und 3,7 g Na N02, (< 1/1o Mol) in üblicher Weise diazotiert und die filtrierte Diazolösung zu einer Lösung von 13,8 g (1/1o Mol) Furylacrylsäure und Zoo ccm Aceton, in der etwa 45 g kristallisiertes Natriumacetat suspendiert sind, gegeben. Nachdem sich der p11-Wert auf etwa 6 eingestellt hat, wird eine Lösung von 3 g Kupferchlorid in 1o ccm Wasser zugefügt. Die Gasentwicklung wird so heftig, daß Kühlung des Reaktionsgefäßes mit Eiswasser angebracht ist. Nach etwa 45 Minuten hört die Gasentwicklung auf. Man läßt noch einige Zeit stehen und unterwirft alsdann das Reaktionsgemisch einer Wasserdampfdestillation, durch welche Aceton, p-Dichlorbenzol und Chloraceton entfernt werden. Alsdann geht eine ölige Substanz über, die fest wird. Durch Umkristallisieren aus Alkohol oder besser aus Petroläther erhält man schwachgelbliche Nadeln vom Schmelzpunkt 97 bis g8°, die in verdünntem Ammoniak unlöslich sind. Die so erhaltene Verbindung ist 2-(4-Chlorstyryl)-furan.
• Die nach der Dampfdestillation verbleibende feste Masse wird lufttrocken gemacht, pulverisiert und mit verdünntem Ammoniak behandelt. Beim Ansäuren scheidet die ammoniakalische . Lösung eine kleine Menge eines festen Körpers ab, der nach Umkristallisieren aus Benzol bei 195 bis 1g6° nach vorhergehendem Sintern schmilzt. Diese Verbindung ist 5-(4-Chlorphenyl)-furan-(2)-ß-acrylsäure.
• Der nach der Extraktion mit Ammoniaklösung verbleibende Körper wird wieder lufttrocken gemacht und dann mit Petroläther vom Siedepunkt 7o bis go° extrahiert. Aus der Lösung scheidet sich eine kleine Menge kristallisiertes Material (Schmelzpunkt etwa 13o`) ab. Nach Umlösen aus Alkohol scheiden sich leicht gelblich gefärbte Prismen vom Schmelzpunkt i35° ab. Die Petrolätherlösung enthält die Hauptmenge des Reaktionsproduktes. Aus der Lösung können hellgelbe Prismen vom Schmelzpunkt 79 bis 8o° und ein Produkt vom Schmelzpunkt 124 bis 130° gewonnen werden. Das gesamte aus der Lösung gewinnbare Material löst sich mit rötlicher Farbe und zeigt in aromatischen Lösungsmitteln, wie Benzol, eine starke blaue Fluoreszenz, die rasch, besonders unter der Einwirkung von ultraviolettem Licht, verschwindet. Diese Verbindung ist 5-(4-Chlorphenyl)-2-(4-chlorstyryl)-furan.
• 3. 8,25 g (1/20 Mol) Äthylester der p-Aminobenzoesäure werden mit 32 ccm H Cl (25 °/o) und 3,65 g NaN02 (< 1/2o Mol) in üblicher Weise diazotiert. Die filtrierte Diazolösung wird einer Lösung von 6,9 g (1/2o Mol) Furylacrylsäure in ioo ccm Aceton, in der etwa 40 g kristallisiertes Natriumacetat suspendiert sind, zugegeben. Bei Zugabe der Diazolösung setzt sofort Gasentwicklung ein. Nachdem sich der pH-Wert auf etwa 6 eingestellt hat, wird eine Lösung von 1,5 g Kupferchlorid in io ccm Wasser zugegeben, wobei die Gasentwicklung heftig wird. Nachdem die Gasentwicklung (nach etwa 30 Minuten) zum Stillstand gekommen ist, läßt man die Reaktionsmischung noch einige Stunden stehen und unterwirft sie alsdann der Dampfdestillation.
• Das nach der Dampfdestillation verbleibende Material wird mit Natriumbicarbonatlösung zwecks Entfernung von noch vorhandener Furylacrylsäure behandelt, alsdann mit Wasser gewaschen und schließlich mit warmem Wasser von z. B. etwa 40°, dem etwas Ammoniak zugesetzt ist, ausgezogen. Dieser Ammoniak-Wasser-Auszug gibt beim Ansäuern einen festen Körper, der aus Benzol in Nadeln vom Schmelzpunkt 2o2 bis 2o3° kristallisiert. Die so gewonnene Verbindung ist die 5-(4-Carbäthoxyphenyl)-furan-(2)-ßacrylsäure.
• Das nach der Extraktion mit Ammoniakwasser verbleibende Material wird lufttrocken gemacht und dann mit absolutem Alkohol zum Sieden erhitzt. Nach längerem Stehen scheidet sich eine Kristallmasse ab, die aus Methylalkohol in Prismen von metallischem Glanz und vom Schmelzpunkt 144° kristallisiert. Aus den Mutterlaugen kann kristallisiertes Material vom Schmelzpunkt 83 bis 84° erhalten werden. Dies ist das 5-(4-Carbäthoxyphenyl)-2-(4-carbäthoxystyryl)-furan. Es zeigt wie die analoge Furylverbindung stark blaue Fluoreszenz, die unter der Einwirkung von ultraviolettem Licht schnell ausbleicht.
• Die erfindungsgemäß herstellbaren Verbindungen können für pharmazeutische Zwecke oder als Zwischenprodukte für die Herstellung von pharmazeutischen Präparaten, Farbstoffen oder plastischen Massen Verwendung finden.
• 4. 11,8 g p-Aminobenzonitril (1/'1o Mol), gelöst in 40 ccm 25°/oiger Salzsäure, zu der 2o g Eis zugefügt wurden, werden mit 7,3 g NaN 02 (1/1o Mol), gelöst in 1o ccm Wasser, in üblicher Weise diazotiert. Die Diazolösung wird filtriert und zu einer Lösung von 13,8 g Furylacrylsäure (1/1o Mol) in Zoo ccm reinem Aceton hinzugegeben, in der etwa 45 g kristallisiertes Natriumacetat suspendiert sind. Die Acetonlösung wird vorteilhaft vor Zugabe der Diazolösung auf etwa 2° gekühlt. Sofort nach Vermischen der beiden Lösungen setzt Gasentwicklung ein, die nach Zugabe von Kupferchlorid, gelöst in io ccm Wasser, äußerst heftig wird. Der pH-Wert ist während der ganzen Reaktion etwa 6. Die Reaktion dauert etwa 3M-nuten. War die Lösung der Furylacrylsäure in Aceton vor Zugabe der Diazolösung auf etwa 2° gekühlt, so ist die Temperatur nach Beendigung der Reaktion etwa 17°. Wenn die Acetonlösung jedoch vor der Reaktion eine Temperatur von etwa 15° hatte, so ist die Temperatur nach Beendigung der Reaktion etwa 32°.
• Nach Beendigung der Reaktion wird die dunkel gefärbte Lösung einer Wasserdampfdestillation unterworfen. Hierbei wird zuerst das Aceton und etwa Chloraceton abgetrieben. Dann geht ein fester Körper über, der nach Reinigung durch Vakuumsublimation bei 9o° schmilzt. Dieser Körper ist das 2-(4-Cyanstyryl)-furan. Der dunkel gefärbte Rückstand, der nach der Dampfdestillation verbleibt, wird abfiltriert. Das Filtrat ergibt nach Ansäuern etwa 3 g Furylacrylsäure. Der dunkle Rückstand wird nach dem Erkalten pulverisiert und dann mit etwa 15°/oigem Ammoniak ausgezogen. Die ammoniakalische Lösung ergibt nach Ansäuern 0,75 g eines festen Körpers, der nach zweimaligem Umkristallisieren aus Eisessig sich in gelblichgrünen Nadeln abscheidet, die bei 272° schmelzen. Dies ist die 5-(4-Cyanphenyl)-furan-(2)-ß-acrylsäure.
• Der nach der Ammoniakextraktion verbleibende Rückstand wird im Vakuumextraktor getrocknet und dann mit Benzol im Soxhlet ausgezogen. Die orangefarbene Lösung, die tiefblau fluoresziert, wird über Aluminiumoxyd chromatographiert, wobei eine braune Verunreinigung zurückgehalten wird. Bei Einengung scheidet die Benzollösung 1,25 g einer kristallinen Substanz ab, die bei etwa 185 bis igo° schmilzt. Die Mutterlauge wird nochmals über Aluminiumoxyd chromatographiert und dann zur Trockne im Vakuum eingedampft, wobei 5 g kristallisiertes Material hinterbleiben. Durch Verreiben mit einer kleinen Menge von kaltem Äthanol wird eine rote Verunreinigung entfernt. Durch fraktionierte Kristallisation mit Äthanol werden zwei Körper erhalten. Der niedrigschmelzende (F. 1i3°) ist leicht löslich in siedendem Äthanol, aus dem er sich beim Abkühlen in orangefarbenen Plättchen oder Prismen abscheidet. Der höherschmelzende Körper (F. 213°) ist fast unlöslich in siedendem Äthanol; er scheidet sich aus Eisessig in gelben Nadeln ab. Es handelt sich um 5-(4-Cyanphenyl)-2-(4-cyanstyryl)-furan.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von 2-Styrylfuranen, die in 5-Stellung durch eine Arylgruppe substituiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß Furylacrylsäure mit Diazolösungen aromatischer Amine bzw. deren Derivaten oder Verbindungen, wie Acetylnitrosoverbindungen, die sich leicht in Diazoverbindungen umlagern, in Reaktion gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in schwach saurem Mittel, vorteilhaft bei einem pH-Wert von etwa 6, durchgeführt wird.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen x und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Furylacrylsäure in einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel, z. B. Aceton, gelöst, der Lösung ein Mittel zur Einstellung auf den gewünschten PH-Wert, z. B. kristallisiertes Natriumacetat, einverleibt wird, dem Lösungsgemisch nach Einstellung auf einen pH-Wert von etwa 6 die Diazolösung zugefügt und gegebenenfalls noch ein Katalysator, wie z. B. Kupferchlorid, in wäßriger Lösung zugegeben wird und nach Beendigung der Gasentwicklung das Reaktionsgemisch, zweckmäßig nach mehrstündigem Stehenlassen, aufgearbeitet wird.