Synthese von Cumarin [91-64-5]

Cumarin durch klassische Perkin-Synthese [91-64-5-A]            C9H6O2

Zur Reaktion: Die aldolartige Umsetzung aromatischer Aldehyde mit Säureanhydriden wird als Perkin-Reaktion bezeichnet. Im Allgemeinen wird die Reaktion durchgeführt, indem man den Aldehyd, das Säureanhydrid und das Natriumsalz der Carbonsäure mischt und mehrere Stunden auf 150-200 C erhitzt.
In der vorliegenden Cumarin-Synthese spaltet das Essigsäureanhydrid ein Proton ab und das entstandene Säureanhydridanion (1) lagert sich an das Carbonylkohlenstoff des Salicylaldehyds (2) an. Das Aldolzwischenprodukt (3) decarboxyliert und dehydriert zur Cumarinsäure (4). Die Cumarinsäure geht sofort unter Wasserabspaltung in Cumarin (5), einem γ-Lacton, über. Als Nebenprodukt entsteht in geringer Menge das trans-Isomer der Cumarinsäure, das kein Lacton bilden kann.

Durchführung: Als Reaktionsgefäß dient ein 100-ml-Dreihalskolben, der mit Rückflusskühler samt Calciumchlorid-Trockenrohr, Innenthermometer und Inertgaseinleitung (Argon) versehen wird. In dem Kolben werden 10 g (82 mmol) Salicylaldehyd, 16.3 ml (172 mmol) Essigsäureanhydrid und 6.7 g (82 mmol) zuvor entwässertes Natriumacetat vorgelegt. Mittels eines Ölbades wird der Kolbeninhalt unter Rückflusskühlung erhitzt. Während der achtstündigen Reaktionsdauer gewährleistet eine Ölbadtemperatur von ca. 180 C die zur Reaktion notwendige Innentemperatur von ca. 150-160 C. Anschließend wird die noch heiße Reaktionsmasse mit dem gleichen Volumen Wasser versetzt und mit konzentrierter Salzsäure stark angesäuert. Die wässrige Phase wird dreimal mit je 40 ml Chloroform extrahiert. Die gesammelten organischen Phasen werden mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und das Trockenmittel über eine Fritte abgesaugt. Der so gewonnene Cumarin-Extrakt wird eingeengt, wobei rohes Cumarin anfällt.

Reinigung: Das Rohcumarin kann säulenchromatographisch an Kieselgel mit Chloroform als Laufmittel gereinigt werden. Alternativ ist eine Reinigung mittels Wasserdampfdestillation möglich. Die Ausbeute an säulenchromatographisch gereinigtem Cumarin beträgt 6.3 g. Dies entspricht 53% der theoretisch erreichbaren Ausbeute.

Quelle: E. Koepp, F. Vögtle, Synthesis Communications, 1987, 177-179
Delivered by: Mephisto
Letzte Aktualisierung: 01/05/06

Cumarin durch Cäsium-assistierte Perkin-Synthese [91-64-5-B]            C9H6O2

Zur Reaktion: Bei Perkin-Synthesen im Labormaßstab ist generell Cäsiumacetat dem Natriumacetat vorzuziehen, da bei gleicher Ansatzgröße meistens beträchtlich mehr und zudem reineres Produkt in kürzerer Reaktionszeit erhalten wird.

Durchführung: Als Reaktionsgefäß dient ein 100-ml-Dreihalskolben, der mit Rückflusskühler samt Calciumchlorid-Trockenrohr, Innenthermometer und Inertgaseinleitung (Argon) versehen wird. In dem Kolben werden 5 g (41 mmol) Salicylaldehyd, 8.1 ml (86 mmol) Essigsäureanhydrid und 7.87 g (41 mmol) wasserfreies Cäsiumacetat vorgelegt. Mittels eines Ölbades wird der Kolbeninhalt unter Rückflusskühlung erhitzt. Während der achtstündigen Reaktionsdauer gewährleistet eine Ölbadtemperatur von ca. 180 C die zur Reaktion notwendige Innentemperatur von ca. 150-160 C. Anschließend wird die noch heiße Reaktionsmasse mit dem gleichen Volumen Wasser versetzt und mit konzentrierter Salzsäure stark angesäuert. Die wässrige Phase wird dreimal mit je 20 ml Chloroform extrahiert. Die gesammelten organischen Phasen werden mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und das Trockenmittel über eine Fritte abgesaugt. Der so gewonnene Cumarin-Extrakt wird eingeengt, wobei rohes Cumarin anfällt.

Reinigung: Das Rohcumarin kann säulenchromatographisch an Kieselgel mit Chloroform als Laufmittel gereinigt werden. Alternativ ist eine Reinigung mittels Wasserdampfdestillation möglich. Die Ausbeute an säulenchromatographisch gereinigtem Cumarin beträgt 4.72 g. Dies entspricht 79% der theoretisch erreichbaren Ausbeute.

Beschreibung: Cumarin bildet Nadeln von charakteristischem Geruch, die unverändert sublimierbar, leicht flüchtig mit Wasserdampf, unlöslich in kaltem, löslich in heißem Wasser, Alkohol, Ether und Chloroform sind. Cumarin kommt im Pflanzenreich weit verbreitet vor, besonders reich in der Tonkabohne und im Waldmeister. Es gleicht in seinem Geruch frischem Heu. In Alkalien löst es sich unter Öffnung der Lactonbindung zu Salzen der Cumarinsäure.

Quelle: E. Koepp, F. Vögtle, Synthesis Communications, 1987, 177-179
Delivered by: Mephisto
Letzte Aktualisierung: 01/05/06

Andere Bezeichnungen: Coumarin; Chromen-2-on; Kumarin; 2H-1-Benzopyran-2-on, o-Cumar(in)säurelacton