CH326539A

CH326539A - Verfahren zur Darstellung von Polyenaldehyden

Info

Publication number: CH326539A
Authority: CH
Inventors: Otto Dr Isler; Paul Dr Zeller
Original assignee: Hoffmann La Roche
Priority date: 1954-07-16
Filing date: 1954-07-16
Publication date: 1957-12-31

Description

Verfahren zur Darstellung von Polyenaldehyden
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfah- ren zur Herstellung von Polyenaldehyden, nämlich 8- [2', 6', 6'-Trimethyl-cyclohexen- (2')yliden]-2,6-dimethyl-octadien-(2,6)-in-(4)-al (1) und gewünschtenfalls 8- [2', 6', 6'-Trimethyl- cyclohexen-(2')-yliden]-2,6-dimethyl-octatrien (2, 4, 6)-al- (1), im folgenden Retrodehydro-C19acetylenaldehyd bzw. Retrodehydro-C19-aldehyd genannt.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man 5-[2', 6', 6'-Trimethyl- cyclohexen-(1')-yl]-3-methyl-3-oxy-penten- (4)in- (1)-im folgenden ¯-C15-Acetylencarbinol genannt-mit einer metallorganischen Verbindung umsetzt, an das gewonnene Produkt ein 2-Methyl-3-acyloxy-propen-(2)-al-(1) anlagert, das erhaltene 8- [2', 6', 6'-Trimethylcyclohexen-(1')-yl]-2,6- dimethyl-3,6-dioxy-1 aeyloxy-octa ; dien- (l, 7)-in- (4)-im fol'genden C19-Dioxyenolester genannt - mit einem sauren Mittel behandelt, wobei unter Allylum lager2tmg, Wasserabspaltung und Hydrolyse der Retro-dehydro-C19-acetylen-aldehyd gebildet wird, und letzteren gew nschtenfalls an der Dreifachbindung selektiv hydriert.

Die Ausgangsmaterialien des neuen Verfahrens werden wie folgt hergestellt : ¯-C15-Acetylencarbinol vom Smp. 20, 5 C, Kpo"5 6 840 C, nD = 1, 5024 entsteht aus B-Jonon durch Kondensation mit Lithiumacetylid in flüssigem Ammoniak.

2-Methyl-3-acyloxy-propen- (2)-al- (1) entsteht durch Umsatz des Natriumsalzes von Methylmalondialdehyd d mit einem Säurechlo- rid in einem inerten, wasserfreien Lösungsmittel. Das 2-Methyl-3-benzoxy-propen-(2)-al (1) vom Smp. 81-82 C erhält man beispiels- weise durch Zutropfen von Benzoylehlorid zu einer Suspension des fein gepulverten Na- triumsa. in Methylenchlorid, wobei man das Gemisch einige ZeitunterRückflusskocht, darauf das ausgesehiedeneKochsalzabfilt.

riert, dasFiltirateinengt und das dabei auskrist'ailli- sierende 2-Methyl-3-benzoxy-propen- (2)-al- (1) auls einem Gemisch von Methylenchlorid und Petroläther umlrrista : llisiert. Das 2-Methyl-3- acetoxy-propen-(2)-al-(1) vom Kpio 75-77 C und nD20¯= 1, 4690 entsteht in analoger Weise.

Es wird durch Destillation gereinigt und er starrt beim K hlen.

Das ben¯tigte Natriumsalz des Methylmalondialdehyds erhÏlt man zweckmässig d ; urch Kondensation von Propenyläther mit Orthoameisensäureäthylester mittels Bortrifluorid ätherat zum Tetrzäthylacetal des Methyl malondialdlehyds, nachfolgende Verseifung zum Methylmalondialdehyd und Neutralisa- tion mit wässeriger Natronlauge. Zur Isolierung des Natriumsalzes wird die wÏsserige L¯sung eingedampft und der Rückstand aus Alkohol umkristallisiert.

In der ersten Stufe des Verfahrens werden ¯-C15-Acetylencarbinol mit einer metall- organischen Verbindung umgesetzt, an das gewonnene Produkt, 2-Methyl-3-acyloxy-p. ro- pen-(2)-al-(1) angelagert, wobei C19-Dioxyenolester entsteht. In der bevorzugten Ausf h rungsform wird ¯-C15-Acetylencarbinol mit zwei Äquivalenten Alkylmagnesiumhalogenid (z. B.Ät-hylmagnesiumbromid)umgesetzt ; an die entstandene Magnesiumverbindung wird mm 2-Methyl-3-benzoxy-propen- (2)-al- (l) in an sich bekannter Weise angelagert. Die Umsetzung gelingt in den üblichen Lösungsmitteln wie beispielsweise Äthyläther. Zur völli- gen Umsetzmg der Reaktionspartner wird vorzugsweise während einiger Zeit erwärmt.

Anschliessend hydrolysiert man das Beaktions- gemisch. Hiezu eignet sich das Behandeln mit wässeriger Ammoniumacetatlösung bei 0 bis 10 C. Man erhÏlt auf diese'Weise C-Dioxy- enolester als zähes 61, das durch die Zerewitinoffbestimmung (2 aktive Wasserstoffatome) und das U. V.-Absorptionsmaximum bei 236 m, (Feinsprit) charakterisiert wird.

Die zweite Stufe des erfindungsgemÏ¯en Verfahrens besteht darin, dass man den C- Dioxyenolester mit einem sauren Mittel behandelt. Dabei wird die tertiÏre Hydroxyl- gruppe unter Allylumlägerung in den lonen- ring abgespalten, wobei sieh die Retro-Konfiguration ausbildet. Ausserdem wird der Enolester hydrolysiert, wodurch der Retro-dehydro C19-acetylenaldehyd gebildet wird. Eine be solid, e, rs vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, dass man den rohen C19-Dioxyenolester in wässerigem Aoeton mit Schwefelsäure einige Zeit unter Büekfluss kocht.

Es ist vorteilhaft, diese Reaktion in homogener Losung und unter Luftausschluss durchzuführen, um den entstehenden, emp findlichenBetro-dehydro-C-acetylenaldehyd nicht zu zerstören. Der in üblicher Weise iso lierte rohe Aldehyd wird zweckmässigerweise bei tiefer Temperatur durch Kristallisation aus Petroläther oder Methanol gereinigt. Der reine Aldehyd bildet gelbe Kristalle vom Schmelzpunkt 60-62 C mit U. V.-Maxima in Petroläther bei 270 und 374 mÁ,? = 13540 und 30 000.

Dinitrophenylhydrazon, Smp. 219-220 C (aus Aeeton) ; Phenylhydrazon, Smp. 105 bis 106 C (aus Alkohol) ; : Phenylsemicarbazon, Smp. 173-174 C (aus Methanol) ; Azin, Smp.

142-144¯ C (. a. Lis Methanol).

Gewiinschtenfalls wird in einer dritten Stufe Retro-dehydro-C19-acetylenaldehyd an der Dreifaehbindung selektiv zum Retro- dehydro-Ci9-aldehyd reduziert. Eine vorteilhafte Ausführungsform dieser Reaktion besteht darin, dass man den kristallinen Retrodehydro-C19-acetylenaldehyd in Petroläther, nach Zugabe einer Spur Chinolin und einem mit Blei vergifteten PaHadiumkatalysator unter Normalbedingungen hydriert. Das in schonender Weise isolierte IIydrierungsprodukt ist eine cis-Form des Retro-dehydro-C19-alde hyds ; dieser zeigt im Ultraviolettspektrum den für solche Polyenverbindungen. typischen eis- peak bei 270 mÁ.

Durch Erhitzen sowie durch Behandeln mit einer Spur Jod wir das Hydrierungs- produkt in ein Gemisch einer ¯ligen mit einer festen Raumform umgelagert; letztere schmilzt bei 105-107 C, U. V.-Maxima bei 303, 383 und 403 m, u; ? = 30000, 28800 bzw. 23500 (in PetrolÏther). Phenylsemicarbazon, Smp.

187-189¯C.

Die verfahrensgemäss erhaltenen Polyen- aldehyde sind wertvolle Zwischenprodukte für die Synthese von Carotinoiden, wie beispiels- weise Bis-dehydro-¯-carotin und 4, 4'-Dioxy- sscarotin.

Beispiel
C19-Dioxyenolester
Zu einer G-rignardlosung-hergestellt durch Umsetzen von 11 Gewichtsteilen Ma gnesium mit 39 Raumteilen Äthylbromid in 200 Raumteilen Äther-lässt man eine Lo sung von 43 Gewichtsteilen 5- [2', 6', 6'-Tri- methyl-cyclohexen-(1')-yl]-3-methyl-3-oxy-penten-(4)-in-(1) in 100 Raumteilen Äther so rasch zutropfen, dass die Mischung im Sieden bleibt. Nachdem alles zugetropft ist, kocht man noch während zwei Stunden weiter und kühlt dann ab.

Unter sehr energischem Rüh- ren lässt man nun eine Losung von 36 Gewichtsteilen 2-Methyl-3-benzoxy-propen-(2)-al (1) in 550 Raumteilen Jither innert 10 Minuten zulaufen, dann kocht man noch eine Stunde lang unter Rückfluss. Nachdem das Reaktionsgemisch mit Eiswasser gekühlt worder ist, lÏ¯t man eine Losung von 60 Ge wichtsteilen Anoniumacetat in 350 Raumteilen Wasser langsam zutropfen.

Nach Be endigung der Zugabe trennt man die hellgelbe Athersehicht vom Wasser ab, wäscht einmal mit Bicarbona.tlosungundtrocknet mit Na triumsulfat. Nach Filtration des Trocknungs- mittels und Verdampfen des ¯thers im Va kuum verbleiben 80, 5 Gewichtsteile des 8- [ 2', 6', 6'-Trimethyl-cyclohexen- (1')-yl]-2, 6-dimethyl-3,6-dioxy-1-benzoxy-octadien-(1,7)-in- (4) als zähes, honiggelbes Öl, das bei der Zerewitinoffbestimmung 2 aktive Wasserstoffatome zeigt und im U. V. bei 236 mH e = 20000 (Feinsprit) ein Maximum aufweist.

Retro-dehydro-C19-acetylenaldehyd
80, 5 Gewichtsteile 8- [2', 6', 6'-Trimethyl- cyclohexen-(1')-yl]-2,6-dimethyl-3,6-dioxy-1benzoxy-octadien-(1,7)-in- (4) werden in einer Mischung von 300 Raumteilen Aceton und 10 Raumteilen 20%iger SchwefelsÏure gel¯st, mit einer Spur Hydrochinon versetzt und unter Stickstoff während zwei Stunden auf dem Dampfbad gekocht. Das dunkel gewordene Re- aktionsprodukt wird auf Eiswasser gegossen, in Jither aufgenommen und durch Schütteln mit Bicarbonatlösung von Benzoesäure befreit.

Die getrocknete und filtrierte Ätherlosung hin- terlässt beim Einengen 50-55 Gewichtsteile eines zähen Öls, das in etwa 100 Raumteilen tiefsiedendem Petroläther aufgenommen wird.

Durch äusseres Kiihlen mit fester Kohlensäure in Aceton wird ein Teil des 8- [2', 6', 6'-Trime thya-cyclohexen- (2')-yliden]-2, 6-dimethyl-octa- dien- (2, 6)-in- (4)-al kristallin ausgeschieden.

Man saugt dieses Produkt ab, wäseht mit kal- tem Petroläther und trocknet im Vakuum bei 30--40 C ; es sind etwa 22 Gewichtsteile, Smp. 55-58 C. Durch Umkristallisieren aus Petroläther odier Methanol steigt der Schmelzpunkt auf 60-62¯C U. V. (PetrolÏther) Maxima bei 270 mÁ, ? = 13 540, 374 mÁ, s = 30 000. Der Aldehyd kann. im Hochvakuum destilliert werden. Kp0,02 155¯ C. In der Kri stallisationsmutterlauge ist noch eine beträcht- liche Menge des Aldehyd, vorhanden.

Retro-dehydro-C19-aldehyd
24 Gewichtsteile 8- [2', 6', 6'-Trimethyl-eyclo- hexen-(2')-yliden]-2,6-dimethyl-octadien- (2, 6)in-(4)-al-(1) werden in 150 Baumteilen tiefsiedendem Petroläther gel¯st und nach Zugabe von 0, 5 Raumteilen Chinolin und 5 Gewichts- teilen 5%igem Palladiumkatalysator unter Normalbedingungen hydriert. Nachdem die berechnete Menge Wasserstoff aufgenommen ist, unterbricht man die Hydrierung, filtriert vom Katalysator ab und engt im Vakuum bei tiefer Temperatur ein. Der Rüekstand 8- [2', 6', 6'-Trimethyl-cyclohexen-(2')-yliden]-2,6-dime thyl-octatrien- (2, 4, 6)-al hat im U.

V. folgende Maxima : 270, 381 und 402 m, ?, ? = 18600, 34750 und 28400 (Petroläther).

Durch Destillation im Hochvakuum erhält man eine tiefaiedende Fraktion (Kp 120 bis 130 C/0, 015 mm), die aus Petroläther kristal- lisiert, Smp. 105-107¯ C, und eine h¯hersiedende Fraktion (Kp 150-155¯ C/0, 01 mm), die im U. V. Maxima bei 273, 381 und 401 mu besitzt.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Polyenaldehyden, dadurch gekennzeichnet, da¯ man 5- {2', 6',6'-Trimethyl-cyclohexen-(1')-yl]-3-me thyl-3-oxy-penten- (4)-in- (1) mit einer metall- organischen Verbindung umsetzt, an das ge wonnene Produkt ein 2-Methyl-3-acyloxy-pro- pen-(2)-al anlagert und das erhaltene 8-[2',6', 6'-Trimethyl-cyclohexen-(1')-yl]-2,6-dimethyl3, 6-dioxy-1-acyloxy-octadien-(1,7)-in- (4) mit einem sauren Mittel behandelt, wobei hunter Allylumlagerung, Wasserabspaltung und Hy drolyse 8- [2', 6', 6'-Trimethyl-cyclohexen- (2')yliden]-2,6-dimethyl-octadien-(2,6)-in-(4)-al (1) gebildet wird.

UNTERANSPBÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man das 8-[2', 6', 6'- Trimethyl-cyclohexen-(2')-yliden]-2,6-dimethyloctadien-(2,6)-in-(4)-al-(1) an der Dreifachbindung partiel hydriert.

2. Verfahren naeh Patentansprueh, da- durch gekennzeichnet, da¯ das 5-[2',6',6'-Tri methyl-cyclohexen-(1')-yl]-3-methyl-3-oxy-pen ten-(4)-in- (-1) mit einer organischen Magne siumhal'ogenid'verbindumgumgesetztund an das erhaltene Produkt. ein 2-Methyd-3-benzoxy propen-(2)-al angelagert wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteransp. 2, dadurch gekeimzeichnet, da¯ man 8-[2',6',6'-Trimethyl-cyclohexen-(1')yi 6-dimethyl-3, 6-dioxy-1-benzoxy-octadien (1, 7)-in-(4) mit SchwefelsÏure in wäaserigem Aeeton kocht.