DE1130439B - Verfahren zur Herstellung von 2-Arylindandionen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von 2-Arylindandionen Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von 2-Arylindandionen.
• Zu solchen Indandionen zählen insbesondere Verbindungen der allgemeinen Formel in der R einen gegebenenfalls substituierten Phenyl-oder einen Naphthylrest bedeutet.
• In den letzten Jahren sind viele unter die vorstehende allgemeine Formel fallenden Verbindungen aufgefunden worden, die als Mittel zur Bekämpfung von Nagetieren und als Antikoagulierungsmittel verwendbar sind. Ziel der Erfindung ist die Herstellung derartiger 2-Arylindandione in technisch einfacher Weise, reiner Form und hoher Ausbeute. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders dann sehr vorteilhaft, wenn der aromatische Aldehyd, wie p-Brombenzaldehyd, schwer zugänglich ist.
• Die bisher zur Herstellung der obengenannten Verbindungen verwendeten Verfahren arbeiten nur mit mäßigem Erfolg. Die Ausbeuten überschreiten kaum 50 0/,. Ein erprobtes Verfahren beruht auf der durch aliphatisches Alkoholat katalysierte Kondensation von Phthalid mit dem geeigneten Arylaldehyd (vgl. Berichte der Chemischen Gesellschaft, Bd. 47 [19141, S. 1439) nach dem folgenden Reaktionsschema unter Verwendung äquivalenter Mengen der beiden Reaktionspartner einschließlich des aliphatischen Alkoholats. Wie das Schema zeigt, erhält man neben dem Arylindandion noch Wasser als Reaktionsprodukt: Es wurde gefunden, daß das gebildete Wasser für die bei diesem Verfahren beobachteten geringen Ausbeuten verantwortlich ist. Die Erfindung will daher vor allem Reaktionsbedingungen schaffen, die die Bildung von Arylindandionen in quantitativer Ausbeute ermögliehen, und stellt zu diesem Zwecke Mittel bereit, durch die das gebildete Wasser entfernt wird.
• Die Verwendung verschiedener, in der Technik üblicher Dehydratisierungsmittel, wie Calciumoxyd oder Magnesiumsulfat, oder die azeotrope Destillation mit Benzol führt weder zu der notwendigen selektiven Entfernung von Wasser noch zu den erwünschten Ausbeuten an den herzustellenden Arylindandionen.
• Es wurde gefunden, daß ein Ester der allgemeinen Formel R, C 0 0 R, in der R, ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und R, einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, vorzugsweise Propionsäureäthylester, durch das bei der Umsetzung gebildete Wasser (bei Verwendung eines zusätzlichen Mols eines aliphatischen Alkoholats als Katalysator) selektiv zum Natriumsalz R, C 0 0 Na und Alkohol R, 0 H verseift wird (wenn der Katalysator ein aliphatisches Natriumalkoholat, z. B. Natriummethylat, ist). Die Bildung des Indandions geht in theoretischer Ausbeute vor sich.
• Weitere wirksame Katalysatoren sind die aliphatischen Alkalialkoholate, wie Lithiumäthylat, Kaliummethylat oder Kalium-tert.-butylat. Das im Handel zugängliche Natriummethylat wird für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt. Die theoretisch erforderliche Menge des aliphatischen Alkoholat-Katalysators beträgt 2 Äquivalente, 1 Äquivalent für das Natriumsalz des Indandions und ein weiteres zur Entfernung des Wassers; es können jedoch auch mehr als 2 Äquivalente verwendet werden.
• Die Menge des in die Reaktionsmischung eingebrachten Esters II muß wenigstens 1 Mol Äquivalent betragen, obgleich größere Mengen, wie 2 oder 3 Mol Äquivalente, bevorzugt werden. Noch größere Mengen sind zwar anwendbar, aber nicht wirtschaftlich.
• Die Estermenge kann in einem 1-Mol-Versuch in einem typischen Beispiel zwischen 1 Mol und 1000 ml ohne entscheidende Wirkung auf das Verfahren schwanken. Die Art des Esters kann im Rahmen der obigen allgemeinen Formel R1COOR, ebenfalls variiert werden, beispielsweise kann man Propionsäuremethylester oder Buttersäureäthylester mit gleichem Erfolg verwenden. Die Ester werden vorteilhaft wasserfrei verwendet, man kann sie aber auch durch azeotrope Destillation aus der Reaktionsmischung (bevor das aliphatische Alkoholat zugefügt wird) wasserfrei machen.
• Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1 ,x-Naphthylindandion Zu einer Mischung von 146 g (1 Mol) x-Naphthaldehyd, 134 g (1 Mol) Phthalid und 480 ml wasserfreiem Propionsäureäthylester gibt man rasch 3 Mol Natriummethylat in 700 ml Methanol. Danach hält man die Reaktionsmischung 2 Stunden unter Rühren bei 65'C. Nach Abkühlung und Entfernung der flüchtigen Stoffe löst man den Rückstand in 5,5 1 Wasser, wäscht die Gesamtmischung mit Äther und filtriert. Nach Ansäuerung auf einen pil-Wert von 2 gibt die wäßrige Phase 262 g des im wesentlichen reinen x-Naphthylindandions; Ausbeute 96,5 0/, der Theorie; F. = 207 bis 211'C.
• Nach Umkristallisation aus 9 Teilen Methyläthylketon erhält man 217 g der reinen Verbindung; Ausbeute 83 0/, der Theorie; F. = 217 bis 218'C.
• Beispiel 2 Bei einer Verfahrensweise, die der vorstehend beschriebenen ähnelt, und bei Verwendung des Aldehyds RCH 0 erhält man die nachfolgend angeführten Ausbeuten an Arylindandionen (1).
• Bei diesen Versuchen ist eine Anzahl der das Verfahren bestimmenden Merkmale variiert worden. So kann man den aromatischen Aldehyd, den Ester, die Menge des Esters, die Menge des aliphatischen Alkoholats, die Reaktionsdauer und die Reaktionstemperatur ändern. Diese Bedingungen wurden untersucht und in den folgenden Tabellen aufgeführt.

  Tabelle 1

  Änderung des aromatischen Aldehyds

  Stets verwendete Reaktionspartner und -bedingungen

  Ester ....... Propionsäureäthylester (3 Äquivalente)

  Alkoholat ... Natriummethylat (3 Äquivalente)

  Zeit ........ 2 Stunden

  Temperatur. . 65'C

  Aldehyd Indandion-Aus- F. F. in OC AF.a)

  1- beute in 04 in OC der reinen Verbindung in ac

  Benzaldehyd .................... 100 135 bis 142 148 bis 149 10

  p-Tolualdehyd .................. 92 135 bis 138 144 bis 148 9,5

  p-Fluorbenzaldehyd ............. 100 114 bis 117 116 bis 117 1

  p-Chlorbenzaldehyd ............. 99 136 bis 138 142 bis 145 6,5

  p-Brombenzaldehyd ............. 100 126 bis 134 144 bis 145 14,5

  p-Jodbenzaldehyd ............... 89 135 bis 136 143 bis 144 8

  Anisaldehyd .................... 100 148 bis 154 152 bis 154 2

  oc-Naphthaldehyd ............... 97 207 bis 211 217 bis 218 8,5

  a) Ap. ist berechnet als Differenz zwischen dem mittleren Schmelzpunkt des Rohproduktes und dem mittleren Schmelzpunkt der

  reinen Verbindung.

  Tabelle II

  Änderung des Esters

  Stets verwendete Reaktionspartner und -bedingungen

  Aldehyd .... Benzaldehydb)

  Alkoholat ... Natriummethylat (3 Äquivalente)

  Zeit ........ 2 Stunden

  Temperatur.. 65'C

  Ester Indandion-Aus- F. F. in 'C AF.a)

  beute in in 'C der reinen Verbindung in OC

  Methylformiate) ............. «. 93,4 137 bis 145 148 bis 149 7,5

  Äthylacetat ..................... 87,5 116 bis 140 148 bis 149 20,5

  Isopropylacetat ................. 91 139 bis 144 148 bis 149 7

  Butylacetat ..................... 82 140 bis 147 148 bis 149 5

  Glykoldiformiat ................ 83 135 bis 143 148 bis 149 9,5

  Methylpropionat ................ 100 144 bis 149 148 bis 149 2

  Äthylpropionat ................. 100 135 bis 142 148 bis 149 10

  Isopropylpropionat .............. 100 124 bis 137 148 bis 149 18

  Äthylbutyrat .................... 98 144 bis 146 148 bis 149 3,5

  Methylisobutyrat ................ 96 137 bis 144 148 bis 149 8

  Äthylacetatbi) ................... 100 125 bis 132 142 bis 145 15

  Methylformiatb2, e) ............... 96 147 bis 150 152 bis 154 4,5

  Äthylbutyratbs) .................. 95 208 bis 211 217 bis 218 8

  a) AF. ist berechnet als Differenz zwischen dem mittleren Schmelzpunkt des Rohproduktes und dem mittleren Schmelzpunkt der

  reinen Verbindung.

  b) Anderer Aldehyd, wo angegeben bl) p-Chlorbenzaldehyd.

  b2) p-Anisaldehyd, b3) a-Naphthaldehyd. 0 Reaktionstemperatur 34'C.

  Tabelle III

  Abänderung von Zeit und Temperatur

  Stets verwendete Reaktionspartner

  Aldehyd .... Benzaldehyd

  Ester ....... Äthylpropionat (3 Äquivalente)

  Alkoholat ... Natriummethylat (3 Äquivalente)

  Zeit in Stunden Temperatur in 'C Indandion-Aus- F. F. in 'C AF. a)

  beute in l)/, in 'C der reinen Verbindung in 'C

  1 20 68 130 bis 142 148 bis 149 12,5

  4 20 91 132 bis 142 148 bis 149 11,5

  20 20 100 142 bis 149 148 bis 149 3

  0,25 65 82 140 bis 147 148 bis 149 5

  0,25 65 89 142 bis 148 148 bis 149 335

  1 65 100 144 bis 149 148 bis 149 2

  2 65 100 135 bis 142 148 bis 149 10

  2b) 65 >lo 75 bis 105

  2e) 65 85 139 bis 145 148 bis 149 6,5

  2d) 65 keine

  a) AF. ist berechnet als Differenz zwischen dem mittleren Schmelzpunkt des Rohproduktes und dem mittleren Schmelzpunkt der

  reinen Verbindung.

  b) Es werden 1 Äquivalent Propionsäureäthylester und 1 Äquivalent Natriummethylat verwendet.

  e) Es werden 2 Äquivalente Propionsäureäthylester und 2 Äquivalente Natriummethylat verwendet.

  d) Es werden 3 zusätzliche Äquivalente Wasser zur Reaktionsmischung hinzugefügt.

  Wenn man zur Entfernung des gebildeten Wassers Calciumoxyd, Magnesiumsulfat oder Benzol zur Reaktionsmischung gibt, so kann die Verbindung, in der R in der obigen allgemeinen Formel einen Phenylrest bedeutet, nicht isoliert werden. Sie kann höchstens in sehr geringer Ausbeute gebildet worden sein.
• Aus den Schmelzpunkten der Rohprodukte ist ersichtlich, daß die Verbindungen im wesentlichen rein sind. Zur endgültigen Reinigung verwendet man für die Umkristallisation Lösungsmittel, wie Isopropanol, Methyläthylketon oder Methanol. Die Verbindungen werden analysenrein in über 800/jger Ausbeute erhalten.
• Die vorstehenden Beispiele dienen lediglich zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es sollen alle Abänderungen und Modifikationen der Beispiele umfaßt werden, soweit sie sich nicht aus dem Erfindungsbereich entfernen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE.' 1. Verfahren zur Herstellung von 2-Arylindandionen der Formel in der R einen gegebenenfalls substituierten Phenyl-oder einen Naphthylrest bedeutet, durch Umsetzung eines Aldehyds der Formel RCHO mit Phthalid in Anwesenheit eines aliphatischen Alkoholats als Katalysator, dadurch gekennzeichnet, daß man der Reaktionsmischung ein zusätzliches Äquivalent eines aliphatischen Alkahalkoholats und wenigstens 1 Äquivalent eines Esters der Formel R, C 0 0 R, in der R, ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und R2 einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, zufügt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Aldehyd ein durch Halogenatome, Alkyl- oder Alkoxyreste substituierter Benzaldehyd verwendet wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Aldehyd p-Brombenzaldehyd, p-Chlorbenzaldehyd, Benzaldehyd, x-Naphthaldehyd oder Anisaldehyd verwendet wird.