CH362063A

CH362063A - Verfahren zur Reinigung von Aldehyden oder Ketonen

Info

Publication number: CH362063A
Authority: CH
Inventors: Henri Van Leeuwen Pieter; Johannes Van Bentum Nicolaas; Woudsma Jan
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1956-04-07
Filing date: 1957-04-05
Publication date: 1962-05-31

Description

Verfahren zur Reinigung von Aldehyden oder Ketonen
Die Synthese von Vitamin A vollzieht sich ge wöhnlich über ein oder über mehrere Aldehyde oder Ketone, von denen insbesondere-Jonon, p-Jonyl- iden-acetaldehyd, -Jonyliden- (l)-pcnten-' (2)-on- (4) (das Ct8-Keton) und Vitamin-A-Aldehyd bekanntgeworden sind.

Bei der Herstellung dieser Stoffe entstehen in der Regel Nebenprodukte, die nicht nur die Reinheit des endgültig erhaltenen Vitamins A verringern, sondern auch die Ausbeute der verschiedenen Reaktionen beeinträchtigen. Es hat sich daher als erwünscht ergeben, viele der für die Synthese von Vitamin A herzustellenden Zwischenprodukte abzutrennen und zu reinigen, bevor sie einer neuen Reaktion unterworfen werden. Für die Abtrennung und Reinigung von Aldehyden und Ketonen sind verschiedene Verfahren bekannt. Man kann diese Verbindungen z. B. mit Semicarbazid, Thiosemicarbazid, Hydroxylamin, Hydrazin oder Phenylhydrazin reagieren lassen. Man erhält oft schwer lösliche Verbindungen in Kristallform, die sich leicht abtrennen lassen. Die Verbindungen zersetzen sich mit Säuren, wobei die Aldehyde oder Ketone wieder gebildet werden.

Auf diese Weise wird eine ziemlich weitgehende Reinigung der Aldehyde und Ketone ermög- licht. Aus verschiedenen Gründen eignen diese Verfahren sich weniger gut zur Reinigung von Aldehyden und Ketonen.

Man hat weiter sogenannte Girard-Reagenzien T , P oder D (das heisst Salze von &alpha;-Trimethyl- ammonium-acethydrazid, a-Pyridinium-acethydrazid bzw. a-Dimethylamino-acethydrazid) für die Abtrennung von Aldehyden und Ketonen vorgeschlagen.

Letztere Verbindung hat über die zwei erstgenannten den Vorteil, dass sie nur in dem niedrigen pH-Bereich von weniger als 7 löslich ist, so dass die Isolierung von Aldehyden und Ketonen mittels des Girard- Reagens D vorteilhafter wäre als mittels der T - oder Pp-Verbindung.

Es hat sich nun gezeigt, dass Verbindungen der Formel (Alkyl) 2NCH2CONHNH2 oder Salze derselben, z. B. die Acetate, Chloride oder Sulfate, sich besonders zur Reinigung von Al- dehyden oder Ketonen eignen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Aldehyden oder Ketonen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein verunreinigtes Aldehyd oder Keton bei einem pH-Wert von 3 bis 6 in Lösung mit einer Verbindung der Formel
EMI1.1
oder einem Salz einer solchen reagieren lässt, wobei R eine Alkylgruppe bedeutet, und das entstandene Hydrazon mit einer Säure bei einem pH-Wert von weniger als 3 zersetzt und das rückgebildete Aldehyd oder Keton abtrennt.

Die Reaktion zwischen dem Aldehyd oder Keton und einem Hydrazin kann in einem angesäuerten, wässerigen Milieu, z. B. in einer wässerigen, durch Essigsäure angesäuerten Losung des Hydrazids, durchgeführt werden. Die Reaktion kann auch in einem alkoholischen Milieu oder in einem Gemisch aus Wasser und Alkohol durchgeführt werden. Als Alkohol kann man Methanol, Äthanol, Propanol, im allgemeinen niedrigere, aliphatische Alkohole, verwenden.

Es ist empfehlenswert, d'as Reaktionsgemisch während einiger Zeit, das heisst etwa während 15 Minuten bis zu einer Stunde, zu erhitzen, z. B. an einem Rückflusskühler.

Als Reagens kommt insbesondere (C2H5)2N-CH2-CONHNH2 oder ein Salz dieser Verbindung, z. B. das Acetat, Chlorid, Bromid oder Sulfat, in Betracht, aber auch die Dimethylverbindung lässt sich erfolgreich verwenden. Im allgemeinen wird man eine Verbindung wählen, bei der R ein niedriger aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlen, stoffatomen ist.

R kann z. B. auch ein Isopropyl-, Propyl-, Butyloder 2-Methyl-butylrest t sein. Die entsprechenden Verbindungen können auf ähnliche Weise hergestellt werden wie die Dimethylverbindung, die in Helv.

Chim. Acta XXXIII, 1773 (1950) beschrieben ist.

Es ist weiter empfehlenswert, das Reaktionsgemisch, nach der Bildung des Hydrazons, zur Ent fernung nicht umgewandelter Produkte zu extrahieren. Wenn das Reaktionsmilieu aus einer wässerigen Flüssigkeit besteht, lässt sich die Extraktion mittels eines aliphatischen Sithers, z. B. Dimethyl-, Diäthyl Diisopropyl-, oder Monomethyläthyläthers, durch- führen.

Vorteilhaft lässt sich die Extraktion mit Lösungsmitteln durchführen, die sich nicht homogen mit dem Reaktionsmilieu mischen und welche die unerwünschten Nebenprodukte lösen und mit den entstandenen Hydrazonen nicht reagieren. Geeignet sind z. B. : Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Benzol, Toluol, Petroleumäther, Cyclohexan, n-Hexan.

Die Zersetzung der Hydrazone erfolgt, wie gesagt, in der Weise, dass man die Lösung ansäuert, bis der pH-Wert derselben kleiner als 3 geworden ist, z. B. mittels verdünnter Salzsäure oder verdünn- ter Schwefelsäure. Aus diesem Reaktionsgemisch kann das entstandene Aldehyd oder Keton durch Extraktion mit einem geeigneten Lösungsmittel erhalten werden, in dem sich das Aldehyd oder Keton löst, aber nicht das Hydrazid, z. B. durch aliphatische Ather, wie z. B. Dimethyl-oder Diäthyläther.

Auch andere Lösungsmittel sind anwendbar, z. B.

Benzol, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Petro leumäther, Ligroin, n-Hexan, Cyclohexan. Das gereinigte Produkt kann durch Verdampfung des Lösungsmittels erhalten werden. Man kann die Lösung des Hydrazons vor dessen Zersetzung auch alkalisch machen, bis ein pH-Wert von etwa 10 erhalten wird, z. B. mittels Soda, Natron-oder Kalilauge. In dem alkalischen Milieu wird das Hydrazon gefällt, das durch Abfiltrieren abgetrennt werden kann. Danach wird das auf diese Weise abgetrennte Hydrazon, z. B. in einer wässerigen Lösung, mit einer starken Säure, z. B. Salzsäure oder Schwefelsäure, gelöst, diese Lösung in der Regel extrahiert und das Lösungsmittel z. B. durch Eindampfen entfernt, wobei das Aldehyd oder Keton im reinen Zustand anfällt.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können insbesondere B-Jonon,, B-Jonyliden-acetaldlehyd', -Jonyliden- (l)-penten- (2)-on- (4) (das C18-Keton), Vitamin-A-Aldehyd und Neoretinin gereinigt werden.

Beispiel 1
10 g ss-Jonon E1 cm 1 % (295) = 503 wurde in 80 ml Äthanol 96% gelnst. Dieser Lösung wurde 10 ml Essigsäure und 8, 5 g Diäthylaminoacethydrazid (orne- agens D. E. ) zugesetzt. Dieses Gemisch wurde während einer Stunde an einem Rückflusskühler gekocht und darauf in 300 ml Wasser ausgegossen, worauf das Reaktionsgemisch mittels Diäthyläther extrahiert wurde zur Entfernung von Nicht-Keto-Bestandteilen (nach Trocknen und Eindampfen des Extraktes blieb
1,5 g des Materials mit E1 cm 1 % [230] = 310, E1 cm 1 % [295] = 200 zurück). Die Wasserschicht wurde mittels 5n Salzsäure auf einen pH-Wert von 1 gebracht und nach 30 Minuten mittels Diäthyläther extrahiert.

Nach Trocknen und Eindampfen des ätherischen Extraktes wurde 7, 7 g praktisch reines, 8-Jonon erhalten (E I c% [296] = 545 in Alkohol).

Beispiel 2
14,6 g ss-Jonyliden-acetaldehyd E11 (275) = 476, E (372) = 535 wurde mit 125 ml Äthanol 96%,
12, 5 ml Essigsäure und 12, 2 g Dimethylamino acethydrazid-monohydrochlorid gemischt. Dieses Ge- misch wurd'e während 15 Minuten unter Rückfluss 3 gekocht und darauf in 500 ml Wasser ausgegossen. Nach Extraktion mittels Diäthyläther zur Entfernung der Nicht-Ketofraktion (= 4, 0 g, Et [285] = 400) wurde die Wasserschicht mittels 330 ml 2n HC1 auf einen pH-Wert von 1 zur Hydrolyse des Hydrazons gebracht. Nach 15 Minuten wurde das Aldehyd mittels Diäthyläther extrahiert.

Nach Trocknen und Eindampfen der Ätherschicht blieb 9, 7 g klar gelbes 51 zurück, E (275) = 49O, E (327) = 660.

Beispiel 3
10 g C18-Keton (E11 [345] = 786) wurde in 50 ml Athanol 9611/o gelöst. Dieser Lösung wurde ein Gemisch aus 25 ml Athanol 960/o, 10 ml Essig- säure und 7 g Diäthylaminoacethydrazid zugesetzt.

Nach Erhitzung während 15 Minuten an einem Rückflusskühler wurde das Gemisch in 250 ml Wasser ausgegossen. Extraktion mittels Diäthyläther lieferte 3, 5 g Nicht-Ketofraktion mit Ex (280) = 327, El (355) = 470.

Nach Ansäuern mittels 5n HC1 bis zu einem pH Wert von 1 und nach 15 Minuten wurde das aus dem Hydrazon ausgelöste C18-Keton mittels Petroleumäther extrahiert (Siedepunkt 40 bis 60 ). Die Atherschicht wurde mittels einer wässerigen, 5% NaHCO3-Lösung bis zur neutralen Reaktion gewa schen und eingedampft. Es entstand 6, 3 g reines
C18-Keton mit E (345) = 920.

Bei einem ähnlichen Versuch, wie vorstehend be schrieben, wurde aus 10 g Cl8-Keton E' (345) =
788, 3 Nicht-Ketofraktion E11 (280) = 375, E11 (350) = 500 und 6,5 g reines C18-Keton E11 (345) =
975 erhalten.

Beispiel 4
4, 6 g Alltrans-C20-Aldehyd (durch Reaktion von Alltrans-Vitamin-A-Alkohol mat Braunstein in Petro leumäther erhalten), El (380) = 1068 wurde in 100 ml Athanol 96 /o gelöst. Nach Zusatz von 5 ml Essigsäure und 5 g Dimethylaminoacethydrazid wurde während 15 Minuten an einem Rückflusskühler gekocht. Es entstand ein Niederschlag, der abgesaugt wurde : 6, 1 g klar gelbes Material, Schmelzpunkt 166 bis 169 (unter Zersetzung), El (380) = 1340.

Nach Umkristallisierung aus Petroleumäther 40 bis 60, dem 21)/o, Methanol zugesetzt worden war, war der Schmelzpunkt 170-173 und El (380) = 1500. Durch Hydrolyse mit 0, 5n HCl bei einem pH Wert < 1 und nach Extraktion mittels Petroleum- äther wurde 2, 7 g Alltrans-Vitamin-A-Aldehyd erhalten, Et (381) = 1490. Das Filtrat des ersten Kristallisats wurde in Wasser ausgegossen und mittels Diäthyläther extrahiert. Nach Trocknen der Atherschicht mittels MgSO4 und Abdampfen in Vakuo des Diäthyläthers blieb 0, 7 g zurück, E (375) = 718.

Beispiel 5
5, 3 g Neoretinin (durch Reaktion von Neo Vitamin-A-Alkohol und Braunstein in Petroleum- äther erhalten) El (375) = 813 wurde in 100 ml Athanol 96 /o gelöst und nach Zusatz von 5, 5 ml Essigsäure und 5, 5 g Dimethylaminoacethydrazid während 15 Minuten an einem Rückflusskühler gekocht. Nach Ausgiessen des Reaktionsgemisches in 350 ml Wasser wurde durch Extraktion mittels Di äthyläther 0, 5 g Nicht-Ketofraktion ausgeschieden Ej (335) = 220.

Nach Alkalisierung mittels Na2CO3 wurde das Hydrazon abgetrennt durch Extraktion mittels Diäthyläther. Ausbeute 6, 7 g viskoses bl El (280) = 277, Et (375) = 1200.

Durch Lösung dieser Substanz in 0, 5n HC1 bei einem pH-Wert der Flüssigkeit unter 1 und Schütteln mit Petroleumäther unter Stickstoff während ! 15 Mi- nuten wurde das reine Neoretinin als 4, 2 g gelbes O1 erhalten, El (375) = 1010. Bemerkung : El= Elc/m Alle Spektra sind in Athylalkohol gemessen.

In den Beispielen 1 bis 5 wurde durch den genannten Zusatz von Essigsäure zum Reaktionsgemisch während der Hydrazonbildung ein pH-Wert zwischen 3 und 6 erhalten.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Reinigung von Aldehyden oder Ketonen, dadurch gekennzeichnet, dass man die ver unreinigten Aldehyde oder Ketone, bei einem pH Wert von 3 bis 6, in Lösung mit einer Verbindung der Formel EMI3.1 oder einem Salz einer solchen reagieren lässt, wobei R eine Alkylgruppe bedeutet, und das erhaltene Hydrazon mit einer Säure bei einem pH-Wert von weniger als 3 zersetzt und aus der Lösung das Al- dehyd oder Keton isoliert.

UNTERANSPRUCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Salz der Verbindung EMI3.2 verwendet.

2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Aldehyde und Ketone in gelöstem Zustand verwendet.

3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktionslösungen einer Extraktion unterwirft.

4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass R ein niedriger, aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist.

5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Lösung von (C2H5) 2N-CH2-CO-NH-NH2 verwendet.

6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Lösung eines Salzes von (C2H5) 2N-CH2-CO-NH-NH2 verwendet.

7. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in einem wässerigen Milieu durchführt.

8. Verfahren nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Reaktion in einem alkoholischen Milieu durchführt.

9. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine wässerige Lösung des erhaltenen Hydrazons mittels eines aliphatischen Äthers extrahiert wird.

10. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man das erhaltene Hydrazon vor dessen Zersetzung alkalisch macht, danach den gebildeten Niederschlag abtrennt und mit einer Säure bei einem pH-Wert von weniger als 3 zersetzt und die Reaktionslösung zur Abtrennung des Aldehyds oder Ketons extrahiert.

11. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wässerige Lösung des zersetzten Hydrazons mittels eines aliphatischen Athers extrahiert und das Lösungsmittel entfernt.

12. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass p-Jonon"B-Jonylidenacetaldehyd, ss-Jonyliden- (1)-penten- (2)-on-@ (4) (Cl8-Keton), Vitamin-A-Aldehyd und Neoretinin gereinigt wird.