CH330479A

CH330479A - Verfahren zur Herstellung von 6,10-Dimethyl-undecanon-(2)

Info

Publication number: CH330479A
Authority: CH
Inventors: Oswald Chase George; Kimel Walter; Donald Surmatis Joseph; Weber Joseph
Original assignee: Hoffmann La Roche
Priority date: 1954-02-26
Filing date: 1955-01-26
Publication date: 1958-06-15

Description


  



  Verfahren zur Herstellung von 6,   10-Dimethyl-undecanon- (2)   
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 6, 10-Dimethylundecanon-(2) (Hexahydropseudojonon), das bisher vorwiegend aus   Citra : L durch    Kondensation mit Aceton und naehfolgende Hydrierung gewonnen wurde.



   Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man an   6 Methyl-hepten-(5)-on       (2)    oder 6-Methyl-heptanon-. (2) - im folgen  den Methylheptenon    bzw. Methylheptanon ge  nannt-Acetylen    anlagert, das erhaltene Acetylenearbinol an der Tripelbindung katalytisch partiell hydriert, das gebildete Vinylearbinol mit Diketen kondensiert, das   erhal-    tene   Acetoaeetat zwecks Deearboxylierung    und Umlagerung erhitzt und im entstandenen ungesättigten Keton die   Kohlenstoff-Kohlenstoff-    Doppelbindungen vollständig hydriert.



   Die erfindungsgemässe Reaktionsfolge und die gebräuchliche Bezeiehnung der   Zwischen-    produkte wird durch nachfolgende Tabelle er  läutert    :
EMI1.1     

  <SEP> Methylheptenon <SEP> bzw. <SEP> Methylheptanon
<tb> 1. <SEP> Stufe <SEP> Acetylenanlagenmg
<tb>  <SEP> A. <SEP> cetylenca-rbinol
<tb> 
EMI1.2     

 2. <SEP> Stufe <SEP> Partialhydrierung
<tb>  <SEP> Vinylearbinol
<tb> 3. <SEP> Stufe <SEP> D'iketenkondensation
<tb>  <SEP> Acetoacetat
<tb>  <SEP> 4. <SEP> Stufe <SEP> Pyrolyse
<tb>  <SEP> ungesättigtes <SEP> Keton
<tb>  <SEP> 5. <SEP> Stufe <SEP> Hydrierung
<tb>  <SEP> Hexahydropseudojonon.
<tb> 



   Die Acetylenanlagerung erfolgt zweckmässig in flüssigem Ammoniak mittels Natrium oder Natriumamid. Dabei erhält man das Acetylenearbinol in beinahe quantitativer Ausbeute. Die   Partialhydrierung. der Tripelbin-    dung erfolgt vorzugsweise durch katalytische
Hydrierung mit einem selektiven Palladium oder   Niekelkatalysator.    Beispielsweise erhält man eine beinahe quantitative Ausbeute an
Vinylearbinol durch selektive Hydrierung mit einem mit Blei desaktivierten Palladium   Calciiumcarbonatkatalysator.    Die Kondensation mit Diketen gelingt am besten durch allmähliches Zufügen von Diketen zum   Vinyl-    carbinol in Gegenwart eines schwach sauren Mittels, wie beispielsweise eines Gemisches von Pyridin und Eisessig oder Cholin und Eisessig.

   Man arbeitet mit oder ohne   Losungs-    mittel. Das gebildete   Acetoacetat    muss nicht isoliert und gereinigt werden. Zweeks   Decarb-    oxylierung und Umlagerung wird das   Aceto-    acetat nun auf eine höhere Temperatur,   zweck-    mässig zwischen 140 und 180  C, gebracht. gebracht. sich auf diese Weise in vorzüglicher Ausbeute bildende ungesättigte Keton wird alsdann zwecks vollständiger   Absättigung    der Kohlen  stoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen einer    katalytischen Hydrierung unterworfen.

   Wenn man von   Methylheptenon    ausgegangen ist, erfordert die Hydrierung des ungesättigten Ketons 2 Mol Wasserstoff ; wenn man dagegen von   Methylheptanon    ausgegangen ist, benötigt man nur   1    Mol Wasserstoff. Die Hydrierung erfolgt vorzugsweise in Gegenwart eines Palladiumkatalysators ; die Anwesenheit eines inerten Lösungsmittels und das   Erwär-    men der Hydrierlösung sind nicht nowendig.



   Das gebildete Hexahydropseudojonon ist sehr rein. Die benötigten Hilfsstoffe sind leicht und zu günstigen Preisen erhältlich, und alle Verfahrensstufen verlaufen mit beinahe quantitativer Ausbeute. Das neue Verfahren liefert somit in wirtschaftlich vorteilhafter Weise ein totalsynthetisches   Hexahydropseudojonon,    das reiner ist als das   HexahydTopseudojonon,    das man ausgehend von   Lemongrasöl    oder andern   Naturprodukten    gewinnen kann.



     Hexahydropseudojonon    ist ein wichtiges Zwischenprodukt für die bekannte   synthe-    tische Herstellung von Isophytol, Vitamin E und Vitamin   Kl.   



   BeispieZ   1       cc) Dehydrolinalool   
In einem mit Riihrer, Tropftrichter, Gaseimleitungsrohr und Trockeneis-Rückflusskühler versehenen Kolben leitet man Acetylen in eine Lösung von 57, 5 g (2, 5 Mol) Na  trium    in 800   cm3    flüssigem Ammoniak ein.



  Die   Natriumacetylidbildung ist    beendet, sobald die blaue Farbe versehwmden ist.



   Innerhalb   2    Stunden lässt man nun zu dieser Mischung eine Lösung von   302,    2 g  (2, 4 Mol)   6-Methyl-hepten-(5)-on-(2,)    in 300 em3 Toluol zutropfen und leitet gleichzeitig einen schwachen Strom von Acetylen ein.



  Das Begasen mit Acetylen wird noch eine Stunde nach Beendigung des Zusetzens des Ketons fortgesetzt. Nach 18 Stunden lässt man das Ammoniak in einem Stickstoffstrom abdestil'lieren. Dann wird die   Reaktions-    mischung sorgfältig in eine Mischung von   200      g Schwefelsäure    und 800 g Eis gegeben, wobei die Temperatur durch Aussenkühlung auf   10    bis 20 'C gehalten wird. Die organische Schicht wird abgetrennt, zuerst mit   gesättig-    ter Natriumbicarbonatlösung und dann mit Wasser neutral gewaschen.

   Nach Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum ergibt die Destillation des   Rüekstandes    346, 5 g (95%) 3, 7-Dimethyl-octen-(6) -in - (1) - ol- (3) vom Siedepunkt 88 bis 90    C/14 mm, nDS    = 1, 4608. b) Linalool
Eine Lösung von 465 g (3, 0 Mol) 3, 7-Di  methyl-octen-    (6) -in-(1)-ol- (3) in 900 cm3 Petroläther (60 C) wird unter   atmosphäri-    schem Druck in Gegenwart von   23    g eines mit Blei vergifteten 5prozentigen Palladium  Caleiumcarbonat-Katalysators (Lindlar,    Helvetica Chimica Acta   35,    46 [1952]) bei   10  C    hydriert. Nach Aufnahme von genau 3 Mol Wasserstoff innerhalb 4 Stunden bleibt die Hydrierung stehen.

   Der Katalysator wird durch Filtrieren entfernt, und nach Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum wird das Produkt unter vermindertem Druck destil  liert.    Bei 82  C/10 mm gehen   439    g (95    I/o,)    3, 7-Dimethyl-octadien - (1,6) - ol- (3),   nD5=    1, 4590 über. c) Linalyl-Actoacetat
In einen mit Rührer, Thermometer, Tropftrichter und durch Calciumchloridaufsatz geschiitzten Kühler versehenen Dreihalskolben werden 771 g (5, 0 Mol) 3,7-Dimethyl-octadien-(1,6)-ol-(3), 770 cm3 Toluol, 15 cm3 Pyri din und 15 cm3 Essigsäure gegeben. Man fügt dieser Lösung innerhalb 3 Stunden tropfenweise   445,    7 g (5, 3 Mol) Diketen zu.

   Es erfolgt eine   exothermische    Reaktion ; durch äusserliche Kühlung wird die   Reaktionstem-    peratur auf 25 bis   309 C gehalten. Man rührt    noch während weiteren 4 Stunden nach Aufhören der Wärmeentwicklung.



   Die Reaktionsmischung wird nacheinander mit Wasser,   In-Salzsäure,    Wasser, gesättigter   Natriumbicarbonatlosung    und nochmals mit Wasser neutral'gewaschen. Die organische Schicht wird abgetrennt und im Vakuum eingeengt ; sie hinterlässt in quantitativer Ausbeute rohes 3,   7-Dimethyloetadien-    (1,6)-yl-(3)  acetoacetat    als gelborangefarbenes Öl ;

   nD25 = 1,   4638.    Dieses Rohprodukt kann ohne Reinigung in der nächsten Verfahrensstufe verwendet werden. d)   Dihydropseudojonon   
Ein mit Rührer, Thermometer und Rück  flusskühler (dessen    oberes Ende durch eine Trockeneisfalle mit einem   Gasmesser      verbun-    den ist) versehener Dreihalskolben wird mit 1192 g (5, 0 Mol) trockenem 3, 7-Dimethyl  octadien-      (1,    6)-yl-   (3)-acetoacetat    gefüllt.

   Der Kolben wird in einem Ölbad auf 140 bis   150  C    erhitzt, worauf sich rasch Kohlendioxyd entwickelt.   Nach 2    Stunden hat sich die Gasentwicklung beträchtlich vermindert ; die Reaktionstemperatur wird auf 155 bis   165       C    erhöht. Nach   5    Stunden ist die Reaktion beendet ; die gemessene Menge des ent  wichenen    Kohlendioxydes beträgt 90 % der Theorie.

   Durch fraktionierte Destillation der Reaktionsmischung in einer wirksamen Kolonne gewinnt   man 764    g (77,   5  /o) 6, 10Di-    methyl-undecadien- ('5, 9)-on-(2) vom Siedepunkt 82 bis   83       C    (0, 8 mm),   nD    = 1,   4658.    e) Hexahydropsedojonon
In einen Rührautoklaven werden 2000 g 6, 10 - Dimethyl - undecadien-(5,9)-on-(2) und 100   g    5prozentigen Lindlar-Bleipalladim-Calciumcarbonat-Katalysator gegeben. Wasserstoff wird unter einem Druck von 35   atm    eingeleitet. Unter Kühlung des Autoklaven beginnt man mit   Rühren und lässt    die Temperatur innerhalb einer halben Stunde auf ein Maximum von ungefähr   9150 C    steigen.



  Nun beendet man die Reaktion durch Erwärmen während ungefähr 90 Minuten auf etwa 95 bis   100"C.    Dann wird der Inhalt des Autoklaven filtriert. Das Filtrat besteht im wesentlichen aus 6, 10-Dimethyl-undecanon  (2),    das eine farblose Fliissigkeit von leicht schimmligem Geruch darstellt ; Siedepunkt 63 bis   65     C/0, 3 mm,   nD    = 1, 4325.



   Beispiel 2  ) Dihydrodehydrolinalool
Innerhalb einer Stunde werden in 7 Liter Ammoniak 193 g metallisches Natrium eingetragen. Acetylen wird nun eingeleitet, bis die Farbe der   Listing    von tiefblau zu weiss wechselt. 896 g 6-Methyl-heptanon-(2), in der    gleichen Menge Diäthyläther gelost, werden    während einer Stunde unter Rühren tropfenweise zugegeben. Das Einleiten von Acetylen wird noch während weiteren 3 Stunden fortgeführt. Man lässt die Reaktionsmischung über Nacht rühren und destilliert das Ammoniak alsdann im Stickstoffstrom ab. Der   Rück-    stand wird zuerst mit   5prozentiger    Schwefelsäure, dann mit Wasser neutral gewaschen.



  Bei der Fraktionierung geht das 3, 7-Dimethyl  octin- (l)-ol- (3)    bei   132"C/160mm über    ;   nD5    = 1, 4380. Die Ausbeute beträgt   82,      2."/o    der Theorie. b) Dihydrolinalool
308 g 3,   7-DimethyL-octin-(l)-olL (3) wer-    den in einen mit Quecksilberverschluss und   Rührer-versehenen Kolben    gegeben. Dann werden 20 g   Lindlar-Bleipalladium-Calcium-      carbonat-Eatalysator    und 500   cm3    Petroläther zugefügt. Unter Rühren leitet man nun Wasserstoff bei Raumtemperatur ein ; die Hydrierung schreitet rasch voran und ist nach Auf  nahme    von 2 Mol Wasserstoff beendet ; dazu werden etwa 6 Stunden benotigt.

   Der   Kataly-    sator wird abfiltriert und das Filtrat im Va  kuum    fraktioniert. Bei 81    C/10    mm gehen 249, 5 g 3, 7-Dimethyl-octen- (l)-ol- (3) über ;   n = 1, 4345-1, 4360.    Die Ausbeute beträgt 80% der Theorie, c) Dihydrolinalyl-acetoacetat
In einen mit Rührer, Thermometer, Tropftricher und   liühler    versehenen Dreihalskolben werden 234, 4 g (1, 5 Mol) 3,7-Dimethylocten- (1)-ol- (3), 234 cm3 Petroläther (30  C), 3 cm3 Pyridin und 3 em3 Essigsäure gegeben.



  Innerhalb 2 Stunden werden zu dieser Mi  schung    tropfenweise 138, 8 g   (1,    65 Mol) Diketen zugesetzt, währenddem die Temperatur durch Aussenkühlung auf 25 bis   30  C    gehalten wird. Das Rühren wird während weiteren   6    Stunden bei der angegebenen Temperatur fortgesetzt. Dann wird die Lösung nacheinander mit   200    cm3 Wasser, zweimal mit 200   cm3      10prozentiger    Schwefelsäure, wieder mit 200 cm3 Wasser, dreimal mit 200 cm3 gesättigter Natriumbicarbonatlösung und nochmals mit Wasser neutral gewaschen.

   Die or  ganische    Schicht wird im Vakuum eingeengt und hinterlässt 3,   7-Dimethyl-octen-(1)-yl-(3)    acetoacetat in Form eines gelben Öls ; nD25 = 1,4457; Ausbeute : 362,9 g (100,7 % der Theo   rie). d) Tetrahydropseudojonon   
In einen mit Rührer, Thermometer und Rückflusskühler (dessen oberes Ende durch eine Trockeneisfalle mit einem   Gasmesser    verbunden ist) versehenen Dreihalskolben werden 362, 9 g   (1, 5 Mol) 3, 7-Dimethyl-octen-     (1)-yl-(3)-acetoacetat, gegeben. Der Kolben wird in einem Ölbad auf 150 bis 160 C erhitzt, worauf sich rasch   Kohlendioxyd    entwickelt. Nach 3'Stunden ist die Kohlendioxydentwicklung beendet. Die Menge an entwichenem Kohlendioxyd beträgt 92% der Theorie.

   Die fraktionierte Destillation der Reak  tionsmisehungg    in   einer leistungsfähigen Ko-    lonne liefert 220, 8   g'6,, 1U-Dimethyl-undecen-    (5)-on-(2) (75 % der Theorie) ; Sidepunkt   72 bis 74 C/0,    2 mm,   nD    = 1, 4471 ;   d 25 =    0, 842. e)   Hexahydropseudojonon   
200 g 6, 10-Dimethyl-undecen-(5)-on-(2) werden in Gegenwart von frisch zubereitetem 5prozentigem   Palladium.-Kohle-Katalysator    unter einem Drucke von 35 atm hydriert.



  Innerhalb einer Stunde steigt die Temperatur von 25 auf 60 C; die Hydrierung ist beendet. Bei der Fraktionierung geht das gebildete 6,   10-Dimethyl-undecanon- (2)    bei 68 bis   6 C/0, 5 mm über    ; nD25 = 1, 433.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von 6, 10-Dimethyl-undecanon-(2), dadurch gekennzeich- net, dass man an 6-Methyl-hepten-(5)-on-(2) oder 6-Methyl-heptanonr ('2) Acetylen anlagert, das erhaltene Acetylencarbinol an der Tripelbindung katalytisch partiel hydriert, das gebildete Vinyl'carbinol mit Diketen kon densiert, das erhaltene Acetoacetat zweeks Decarboxylierung und Umlagerung erhitzt und im entstandenen ungesättigten Keton die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen vollständig hydriert.

UNTERANSPRÜCHE 1, Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da. ss man an 6-Methylhepten-(5)-on-(2) oder 6-W1ethyl-heptanon- ('2) in flüssigem Ammoniak mittels Natrium bzw. Natriumamid Acetylen anlagert, das erhaltene Acetylenearbinol an der Tripelbindung mittels eines mit Blei desaktivierten Palla- diumkatalysators partiell hydriert., das gebildete Vinylcarbinol in Gegenwart eines schwach sauren Mittels mit Diketen kondensiert, das erhal : tene Acetoacetat auf 140 bis 180 C erhitzt und'im entstandenen unge sättigten Keton die Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindungen katalytisch vollständig hy- driert.

2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da. ss man das ausgehend von 6-Methyl-hepten- (5)-on- (2) gewonnene ungesättigte Keton'6, 10-Dimethyl-undecadien- (5,9)-on-(2) in Gegenwart eines Pall'adium- katalysators mit 2 Mol Wasserstoff hydriert..

3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das ausgehend von 6-Methylheptanon- (2) gewonnene ungesättigte Keton 6, 10-Dimethyl-undecen-(5)-on-(2) in Gegenwart eines Palladiumkatalysators mit 1 Mol Wasserstoff hydriert.