CH331846A - Verfahren zur Herstellung von m-Halogen- oder a,m-Dihalogencamphern - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur Herstellung von ?-Halogen- oder   a, 7r-Dihalogencamphern   
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung   von a-Halogen-    oder   a,    ?-Dihalogencamphern.



     F.    Stanley   Kipping und W.    J. Pope (vgl.



     J.    Chem. Soc. Vol. 67,   371-3,    1895) haben bereits über die Herstellung von   z-Halogen-oder      a,-Dihalogencamphern aus    Campher oder dessen a-Brom-bzw.-Chlorderivaten berichtet, und zwar nach folgendem Verlauf :
EMI1.1     
 worin X Wasserstoff oder Halogen und'   IIalogen    bedeuten.



     Gemäss    diesem Verfahren wird Campher oder ein a-Halogenderivat desselben mit rau  chender Schwefelsäure    oder Chlorsulfonsäure behandelt und die so erhaltene ?-SulfonsÏureverbindung in Form des Ammoniumsalzes abgetrennt. Hierauf behandelt man das Produkt mit Phosphorpentahalogenid, wobei manyi  Sulfohalogenid    erhält, welch letzteres erhitzt wird, um unter Freisetzung von Schwefeldioxyd die   z-Halogenverbindung    zu bilden.



   Nach diesem Verfahren soll jedoch die Ausbeute an gewünschten Endprodukten nur etwa 20% der Theorie betragen.



   Es wurde somit angestrebt, die Arbeitsweise nach diesem bekannten Verfahren zu vereinfachen ; dies gelang mittels des vorliegenden neuen Verfahrens, gemäss welchem   yr-    lIalogen-oder   a,-Dihalogencampher    in einem  Arbeitsgang und einer viel besseren Ausbeute als bei dem bekannten Verfahren aus Campher oder dessen   a-Halogenderivaten    erhalten werden können.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadureh gekennzeichnet, dass man auf Verbin  dungen    der allgemeinen Formel :
EMI2.1     
 worin X Wasserstoff oder Halogen bedeutet, ein Halogenierungsmittel einwirken lässt.



   Die erfindungsgemäss erhältlichen Verbin  dungen    sind wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung herzaktiver Substanzen, wie z. B. trans-Oxocampher.



   Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird man vorzugsweise so vorgehen, dass man Campher oder dessen a-Halogenderivate in Oleum   und/oder    Chlorsulfonsäure löst und im praktisch wasserfreien Zustand mit einem Halogenierungsmittel behandelt, um auf diese Weise in einem Arbeitsgang   a-Ha-    logen-oder   α,?-Dihalogencampher herzustel-    len. Bei der Verwendung von Oleum allein als Lösungsmittel kommt zweckmässig eine Konzenration von weniger als 25% SO3 in Betracht ; es hat sieh nämlich gezeigt, dass die Ausbeute an gewünschten Endprodukten dazu neigt, bei einer die vorgenannte Kon  zentration übersteigenden    Konzentration we  sentlich    abzunehmen.

   Chlorsulfonsäure und Oleum können anderseits, falls sie in Mischung als Lösungsmittel Anwendung finden sollen, in beliebigem Verhältnis miteinander gemischt werden.



   Als Halogenierungsmittel für das vorliegende Verfahren ist gewöhnlich Chlor oder Brom aus   teehnisehen    Gründen vorteilhaft, wobei das Chlor   zweekmässig    gasförmig zugeleitet, dagegen Brom in flüssigem Zustand zugesetzt wird. Selbstverständlich kann auch Jod für die vorliegende Reaktion in Betracht kommen, doch ist es im allgemeinen technisch nicht vorteilhaft, da es in den hierbei zur Anwendung kommenden Lösungsmitteln weniger   löslieh    ist. Das Halogen, das auf Lösungen von Campfer oder dessen   a-Halogenderivaten    in den genannten Lösungsmitteln zur Einwirkung kommt, wird im allgemeinen für den vorliegenden Zweck in einer Menge verwendet, die im gleiehen Molverhältnis oder weniger liegt.

   Anscheinend verläuft hierbei die Reaktion in der Weise, dass nach erfolgter Substituierung von Wasserstoff in   s-Stellung    durch Halogen der als Nebenprodukt gebildete Halogenwasserstoff wieder zu Halogen reduziert wird, das weiter zur   Substituierung    von Wasserstoff in   -Stellung    dient.



   Bei niedrigeren Temperaturen dauert die Reaktion länger, während bei höheren Reaktionstemperaturen die Verharzung des Aus  gangsmaterials    oder Endproduktes zu be  fürchten    ist. Die geeignete Temperatur liegt   gewöhnlieh    im Bereich um   10     C. Würde die Temperatur infolge der Reaktionswärme auf mehr als 30  C erhöht, dann könnte die Substitution   der a-Stellung dureh    andere Radikale ausser Halogen, wie z. B. durch das Sulfon  säureradikal,    erfolgen, was eine niedrigere Ausbeute an Endprodukt zur Folge haben würde.



  Es ist daher zweckmässig, das Halogen möglichst langsam zuzuleiten bzw. zuzusetzen, und zwar gegebenenfalls unter Kühlung. Im übrigen kann die Reaktion durch Bestrahlung mit   Sonnenlieht    oder ultravioletten Strahlen noch besehleunigt werden.



   Nach erfolgter Reaktion wird das Reaktionsgemisch in Wasser oder Eiswasser gegossen, um Chlorsulfonsäure oder Oleum zu zersetzen. oder a,   n-Dihalogen-    campher können z. B. durch Dampfdestillation oder Umkristallisieren aus Methanol, Petroleumbenzin und dergleichen gereinigt werden.



   Von den so   erhältliehen    Produkten zeigt z. B.   ar-Bromcampher    einen Schmelzpunkt von   93     C.   a,-Dibromcampher    einen   solehen    von   156     C, a-Chlor-z-bromeampher einen   Schmelz-    punkt von 137-138    C und a,-Diehlor-    campher einen Schmelzpunkt von   119  C,    so dass sie hinsichtlich des Schmelzpunktes mit den bisher bekannten übereinstimmen.

   Die naeh dem vorliegenden Verfahren erhältlichen   Jr-Halogeneampher    stellen   Racemikörper    dar, während die   a, 3l-Dihalogencampher    optisch aktive Körper darstellen,
Bei dem Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung beträgt die Ausbeute an Endprodukt etwa 50-80% der Theorie, bezogen auf den Ausgangsstoff, also   2-4mal    so viel als bei dem bekannten Verfahren.



   Das neue Verfahren kann an Hand folgender Formeln dargelegt werden :
EMI3.1     


<tb> H2C-CH-CHX <SEP> H2C-CH-CHX
<tb>  <SEP> Halogenierungs
<tb>  <SEP> HaC-i-CHa <SEP> mittel <SEP> ZC-i-CHs
<tb> 1 <SEP> mitteli
<tb>  <SEP> CH3 <SEP> CH3
<tb>  worin X Wasserstoff oder Halogen und X' Halogen bedeuten.



   Beispiel   1   
16 g Campher in 40   cm3    Oleum (spez. Gewicht 1, 918) mit 13-15% So3-Gehalt unter Eiskühlung gelöst, der Lösung unter Rührung 16g Brom langsam zugetropft und während 6 Tagen bei Zimmertemperatur unter zeitweiliger Rührung stehengelassen, wobei sich Bromwasserstoff entwickelt. Nach vollendeter Reaktion wird die Reaktionsmischung in Wasser eingetragen, mit wasserfreiem   Natrium-    earbonat neutralisiert, hierauf mit Natriumthiosulfat entfärbt, und dann mit Ather ausgezogen.   Der Ather    wird abdestilliert, und die Rüekstände werden der Dampfdestillation   untexworfen,    um unveränderten Campher wiederzugewinnen.

   Das zurückbleibende Rohprodukt (15 g) wird zuerst aus Methanol und dann aus Petroleumbenzin umkristallisiert, wodureh   12,    2 g   -Bromeampher    mit einem Sehmelzpunkt von 93  C erhalten werden. Ausbeute : 50% der Theorie.



   Beispiel 2
15 g   a-Bromcampher    werden in 50 g Oleum (spez. Gewicht 1, 872) mit   4-5%      So3-Gehalt    unter Eiskühlung gelöst, der Lösung unter Rührung   11 g Brom    (1, 1 Mol) langsam zugetropft und während 10 Tagen bei Zimmertemperatur stehengelassen. Das Reaktionsgemisch wird in gleicher Weise, wie in Beispiel   1,    aufgearbeitet und das so er  haltene    Rohprodukt (13 g) aus Methanol umkristallisiert, wodurch 11 g   a,-Dibromeampher    mit einem Schmelzpunkt von   154  C    gewonnen werden. Spezifische Drehung. [a]   2D    = 98,   3     (in Chloroform).



   Beispiel 3
Zu 15   cm3      3 Chlorsulfonsäure    werden unter Eiskühlung 20 g Campher und dann 20 g Brom zugesetzt, worauf das Reaktionsgemisch während 3 Tagen bei Licht und etwa   20     C stehengelassen, und zwar unter zeitweiliger Rührung. Nach erfolgter Reaktion wird die Mischung in Eiswasser gegossen, mit Na  triumearbonat    neutralisiert und mit Äther ausgezogen. Durch Abdestillieren des Äthers und Umkristallisieren der Rückstände (26 g) aus Petroleumbenzin werden   11 g 7r-Brom-    campher mit einem Schmelzpunkt von   93  C    erhalten.



   Beispiel 4
15 g Campher werden in 15   cm3    eiskalter Chlorsulfonsaure gelost und durch die Lösung bei Anwesenheit von Licht und bei etwa   25       C    während 10 Stunden Chlorgas geleitet. Nach vollendeter Reaktion wird die Mischung in Eiswasser gegossen, die   Niederschlage    mit Wasser gewaschen und in Äther aufgenommen, die ätherische Lösung mittels einer Na  triumcarbonatlösung    gewaschen und dann getrocknet.

   Durch Abdestillieren   des Äthers    und Umkristallisieren der Rüekstände aus Petroleumbenzin entsteht ein bei 110-120  C   schmelzendes    Produkt in einer Menge von 15 g, aus welchem nach Umkristallisieren aus wenig Petroleumbenzin 9   g      a-Chlorcampher    mit einem Schmelzpunkt von   139     C erhalten werden   konnen.   



   Beispiel 5    15 g    Campher werden in   10em3 Chloro-    form gelost, dieser Lösung unter Eiskühlung 55 g Chlorsulfonsäure und 8 g (0, 5 Mol) Brom zugesetzt und hierauf das Reaktionsgemisch bei Zimmertemperatur über Nacht   stehenge-    lassen. Am folgenden Tage werden noch 5 g Brom zugesetzt und die Reaktionsmischung insgesamt während   24    Stunden   stehenge-    lassen, worauf sie in Eiswasser gegossen und mit Äther ausgezogen wird. Nach Abdestillieren des Äthers und Umkristallisieren der Rüekstände aus Petroleumbenzin werden 23 g eines   schwachgelben    Produktes erhalten, aus welchem durch weiteres Umkristallisieren aus Petroleumbenzin a-Bromcampher mit einem Schmelzpunkt von   91     C entsteht.

   Ausbeute :   67%    der Theorie.



   Beispiel 6
50 g   a-Bromcampher    werden einer Mi  schung    von 200g 100% ige Schwefelsäure mit   72    g Chlorsulfonsäure versetzt, und dann unter Rührung und Kühlung auf eine niedrigere Temperatur als   10  C    25 g (0, 72 Mol) Brom hinzugefügt. Bei   5-10     C wird während weiteren 4 oder 5 Stunden gerührt, worauf die Reaktionsmischung in Eiswasser gegossen, mit einer Natriumcarbonatlösung neutralisiert und mit Benzol ausgezogen wird.



  Nach Abdestillieren des Benzols können 53 g eines bei   144-149     C schmelzenden   Produk-    tes erhalten werden, das zwar noch etwas unrein ist, jedoch in einer Ausbeute von 80% der Theorie anfällt. Aus diesem Produkt entsteht beim Umkristallisieren aus   schwach-    alkalischem Methanol   a,-Dibromcampher    mit einem Schmelzpunkt von 156  C. Ausbeute : 65-70% der Theorie.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Verbin dungen der allgemeinen Formel : EMI4.1 worin X Wasserstoff oder Halogen und X' Halogen bedeuten, dadurch gekennzeichnet, dass man auf Verbindungen der allgemeinen Formel : EMI4.2 worin X Wasserstoff oder Halogen bedeutet, ein Halogenierungsmittel einwirken lässt.

   UNTEBANSPRÜCHE 1. Verfahren naeh Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass die Halogenierung in Oleum erfolgt.

   2. Verfahren naeh Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass die Halogenierung in Chlorsulfonsäure erfolgt.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Halogenierung in einer Mischung von Oleum und Chlorsulfon- saure erfolgt.

   4. Verfahren naeh Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als Halogenie- rungsmittel Chlor verwendet.

   5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeiehnet, dass man als Halogenierungsmittel Brom verwendet.