CH373738A

CH373738A - Katalysator

Info

Publication number: CH373738A
Application number: CH6638058A
Authority: CH
Inventors: Chadwick Dr Hindley Nathan
Original assignee: Hoffmann La Roche
Priority date: 1957-11-29
Filing date: 1958-11-20
Publication date: 1963-12-15
Also published as: BE573347A

Description

Katalysator
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen neuen Katalysator, insbesondere zum Racemisieren von optisch aktiven Isochinolinen.

Der Katalysator gemäss der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass er auf Raney Kobalt niedergeschlagenes Kupfer enthält.

Der erfindungsgemässe Katalysator kann dadurch erhalten werden, dass man Raney-Kobalt in einem wässrigen Medium mit einer verdünnten wässrigen Lösung eines Kupfersalzes behandelt.

Es wurde gefunden, dass der erfindungsgemässe Katalysator einerseits gewisse Hydrier mgsreaktionen selektiv katalysiert, anderseits aber auch stark dehydrierend wirkt, so dass er als Racemisierungskatalysator für die Durchführung gewisser Racemisierungsreaktionen besonders wertvoll ist. So kann man mit dem neuen Katalysator beispielsweise L-1-(p- Methoxy-benzyl)-2-methyl-1, ,2,3,4,5 ,6,7,8-octahydro- isochinolin und verwandte Verbindungen in viel höheren Ausbeuten, als dies mit den bisher verwendeten Katalysatoren möglich war, katalytisch racemisieren. Der erfindungsgemässe Katalysator besitzt ferner den Vorteil, dass er viel langsamer desaktiviert wird als die bisher für den gleichen Zweck verwendeten Edelmetallkatalys atoren.

Beim Racemisieren von optisch aktiven Octahydroisochinolinen kann man in der Weise vorgehen, dass man z. B. eine optisch aktive Verbindung der Formel
EMI1.1
in welcher R1 Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen und R2 Wasserstoff oder einen niederen Alkylrest bezeichnet, in einem flüssigen Medium in einer Wasserstoffatmosphäre in Gegenwart des erfindungsgemässen Katalysators erhitzt.

Die Menge des auf dem Raney-Kobalt niedergeschlagenen Kupfers kann erheblich schwanken und beispielsweise zwischen 2 und 50 Gew.O/o, bezogen auf den Kobaltgehalt des Katalysators, liegen.

Die bevorzugte Kupfermenge liegt bei etwa 16 16 /o, bezogen auf das Gewicht des Kobalts. Mit solchen Kupfer-Kobalt-Katalysatoren kann man z. B. bei Racemisierungen der obgenannten Art Umsätze bis zu etwa 90 /o erzielen.

Das zur Herstellung des erfindungsgemässen Katalysators verwendete Raney-Kobalt kann aus einer Raney-Kobalt-Legierung, z. B. aus einer Kobalt Aluminium-Legierung, durch Auslagen mit Natronlauge bei mässig erhöhter Temperatur, z. B. von 55 bis 600, und nachfolgendes wiederholtes Waschen und Dekantieren erhalten werden.

Bei der Behandlung mit der Kupfersalzlösung wird das Raney-Kobalt zweckmässigerweise in heftiger Bewegung gehalten, da dadurch ein gleichmässigeres Niederschlagen des Kupfers bewirkt wird.

Als Kupfersalz kann man beispielsweise Kupfersulfat verwenden.

Zur Durchführung des genannten Racemisierungsverfahrens verwendet man zweckmässigerweise Methanol als flüssiges Medium. Die Racemisierungsreaktion wird vorzugsweise unter Druck, z. B. unter einem Wasserstoffdruck von etwa 30-40 Atm., und bei erhöhter Temperatur, z. B. bei 100-170 , durchgeführt.

In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sind alle Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.

Beispiel 1
Einer kräftig gerührten Suspension von 25 g Raney-Kobalt in Wasser wird eine durch Verdünnen von 3,75 cm einer 10 /o, igen (Gew. lVol.) wässrigen Kupfersulfatlösung mit 25 g Wasser erhaltene Lösung tropfenweise zugesetzt. Das Gemisch wird durch mehrmaliges Zugeben von Wasser und Dekantieren gewaschen. Der erhaltene Katalysator weist einen Kupfergehalt von etwa 16 Gew. /o auf, bezogen auf das Gewicht des Raney-Kobalts.

Beispiel 2 120 kg 28 28 /oige Natronlauge und 60 kg Wasser werden gerührt und auf 600 erhitzt. Der erhaltenen Lösung werden im Verlaufe von 1,5 bis 2 Stunden 30 kg einer Kobalt-Aluminium-Legierung zugesetzt, wobei die Temperatur durch Kühlen auf 600 gehalten wird. Nach beendeter Zugabe der Legierung wird das Gemisch noch während 2 Stunden bei 50 bis 600 weitergerührt. Dann gibt man 80 kg Wasser zu und unterbricht das Rühren, wenn die Temperatur auf 200 gefallen ist. Man lässt das Gemisch während 20 Minuten stehen und entfernt dann die wässrige Flüssigkeit durch Abhebern. Man rührt den festen Rückstand mit 150 kg Wasser auf, lässt das Gemisch stehen und hebert die Flüssigkeit vom niedergeschlagenen festen Produkt ab.

Diese Operationen des Aufrührens mit Wasser, Stehenlassens und Abheberns werden so lange wiederholt, bis das pH der wässrigen Phase unter 9 gesunken ist. Man rührt das auf diese Weise erhaltene feste Produkt mit 150 kg Wasser auf und gibt dem Gemisch bei etwa 200 eine Lösung von 12,9 kg Kupfersulfat in 70 kg Wasser zu. Es vergehen etwa 20 Minuten, bis die Reaktion beendet ist. Das Gemisch wird dann noch 2 Stunden weitergerührt und anschliessend während 30 Minuten stehengelassen. Die wässrige Lösung wird abgehebert, worauf der zurückbleibende Katalysator wiederholt mit 70 kg Wasser gewaschen wird. Nach jeder Waschung lässt man den Katalysator absinken und hebert die Waschflüssigkeit ab.

Es sind etwa 6-7 Waschungen erforderlich. Der Katalysator wird anschliessend dreimal unter Verwendung von insgesamt 45 kg Methanol gewaschen, dann mit 20 kg Methanol gespült und in einen Vorratsbehälter abgefüllt.

Zur Racemisierung von Isochinolinen kann man den erfindungsgemässen Katalysator wie folgt verwenden: a) Man löst 5 g L- 1 -(p-Methoxy-benzyl)-2- methyl-1 2,3,4,5 ,6,7,8-octahydroisochinolin in 17cm Methanol und gibt der Lösung 2,5 g eines Kobalt Kupfer-Katalysators mit einem Kupfergehalt von 16 Gew. /s, bezogen auf das Gewicht des Kobalts, zu. Das Gemisch wird während 16 Stunden bei 1066 in einer Wasserstoffatmosphäre unter einem Druck von 40 Atmosphären geschüttelt. Man filtriert das Racemisierungsgemisch, dampft das Lösungsmittel ab und verteilt den Rückstand zwischen Petrol äther und Wasser.

Durch Eindampfen der Petrol ätherfraktion erhält man das gewünschte Racemat in einer Ausbeute von 70 /o. b) Man löst 5 g L-1-(p-Methoxy-benzyl-2-me- thyl-1 ,2,3,4,5,6,7,8-octahydro-isochinolin in 17 cm Methanol und gibt der Lösung 2,5 g eines Kobalt Kupfer-Katalysators mit einem Kupfergehalt von 32 Ges.0/6, bezogen auf das Kobalt, zu. Das Gemisch wird während 16 Stunden bei 106 in einer Wasserstoffatmosphäre unter einem Druck von 40 Atmosphären geschüttelt. Das Racemisierungsgemisch wird filtriert, das Lösungsmittel abgedampft und der Rückstand zwischen Petroläther und Wasser verteilt.

Durch Eindampfen der Petrolätherfraktion erhält man das gewünschte Racemat in einer Ausbeute von 74 /o. c) Man vermischt 40 kg L-l-(p-Methoxy-benzyl)- 2 - methyl - 1,2,3,4,5,6,7,8-octahydro-isochinolin mit 40 kg Methanol und rührt das Gemisch, bis Lösung eingetreten ist. Die erhaltene Lösung wird dann mit 0,4 kg Entfärbungskohle behandelt und filtriert. Der gemäss dem ersten Beispiel 2 hergestellte Katalysator wird mit 20 kg Methanol zu einer Paste verarbeitet, die der filtrierten Lösung zugesetzt wird. Das erhaltene Gemisch wird in einen Autoklaven eingefüllt.

Unter Rühren werden 1200 Liter Wasserstoff mit einem Druck von 20 Atmosphären in den Autoklaven eingeleitet. Die Temperatur wird auf 140 erhöht, wobei der Druck auf 30 Atmosphären steigt.

Dann werden weitere 600 Liter Wasserstoff eingeleitet, so dass der Druck auf etwa 38 Atmosphären steigt. Das Racemisierungsgemisch wird dann während 7 Stunden bei 1400 gerührt, wobei zur Aufrechterhaltung des Druckes 400 Liter Wasserstoff eingeleitet werden. Dann kühlt man das Reaktionsgemisch auf 30G ab, unterbricht das Rühren und entfernt den überschüssigen Wasserstoff. Man filtriert das Gemisch und dampft das Filtrat ein.

Man löst den Rückstand in 87 kg Toluol und wäscht die Lösung zuerst mit 50 kg Wasser und dann mit 20 kg Wasser. Die wässrige Phase wird durch Zugabe von etwa 1- kg Natriumhydroxyd auf pH 9 eingestellt und dann mit 20 kg Toluol extrahiert. Der Toluolextrakt wird zwei- bis dreimal mit je 10 kg Wasser gewaschen, bis die Waschflüssigkeit neutral ist. Man vereinigt den Toluolextrakt mit der bereits vorhandenen Toluollösung und arbeitet die erhaltene Lösung, die das gewünschte Racemat enthält, in üblicher Weise auf. Das Racemat kann mit Hilfe von Weinsäure in die optischen Antipoden gespalten werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Katalysator, dadurch gekennzeichnet, dass er auf Raney-Kobalt niedergeschlagenes Kupfer enthält.

II. Verfahren zur Herstellung eines Katalysators gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man Raney-Kobalt in einem wässrigen Medium mit einer verdünnten wässrigen Lösung eines Kupfersalzes behandelt.

III. Verwendung des Katalysators gemäss Patentanspruch I zum Racemisieren von optisch aktiven Octahydroisochinolinen der Formel EMI3.1 in welcher R, Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoffrest mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen und R2 Wasserstoff oder einen niederen Alkylrest bezeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass man die zu racemisierende Verbindung in einem flüssigen Medium in einer Wasserstoffatmosphäre in Gegenwart des Katalysators erhitzt.

UNTERANSPRÜCHE 1. Katalysator nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass er 2-50 Gew.O/o Kupfer, bezogen auf das Gewicht des Kobalts, enthält.

2. Katalysator nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er etwa 16 Gew.6/o Kupfer, bezogen auf das Gewicht des Kobalts, enthält.

3. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man das Raney-Kobalt während der Behandlung mit der Kupfersalzlösung in heftiger Bewegung hält.

4. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das Kupfersalz in einer solchen Menge verwendet, dass etwa 16 Gew.O/o Kupfer, bezogen auf das Gewicht des Kobalts, auf das letztere niedergeschlagen werden.

5. Verfahren nach Patentanspruch III, dadurch gekennzeichnet, dass man als flüssiges Medium Methanol verwendet.

6. Verfahren nach Patentanspruch III und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Racemisierungsreaktion bei einer Temperatur von 100-170 C und unter einem Wasserstoffdruck von 30-40 Atmosphären durchführt.

7: Verfahren nach Patentanspruch III und den Unteransprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass man L-1-(p-Methoxy-benzyl)-2-methyl-1, ,2,3,4, 5, 6, 7, 8-octahydro-isochinolin racemisiert.