CH389593A - Verfahren zur Herstellung von 2-cis-B-Jonylidenessigsäure - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von   2-cis-P-Jonylidenessigsäure   
Es wurde gefunden, dass man die   2-cis-ssJony-    lidenessigsäure (V) erhält, wenn man   ss-Cyclocitral    (I)   mit γ-Halogen-ss-methyl-crotonsäurenitril    (II) in Gegenwart von Zink umsetzt und das gebildete   (5-lmidolacton    (III) in wässrigem Medium unter Ammoniakabspaltung in das Lacton (IV) überführt und dieses mit nucleophilen Agenzien behandelt.



   Der Reaktionsverlauf kann durch folgendes Formelschema wiedergegeben werden:
EMI1.1     

Als   γ-Halogen-ss-methyl-crotonsäurenitrile    kommen besonders die Brom-, Jod- und Chlorverbindungen in Frage.



   Die Umsetzung des   BCyclocitrals    mit dem y-Ha  logen-lS-methyl-crotonsäurenitril    erfolgt in der Regel unter den Bedingungen der Reformatsky'schen Reaktion, indem man z. B. das   SCyclocitral    in einem Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, Dioxan, Benzol, Toluol oder Gemischen dieser Lösungsmittel mit Di äthyläther, löst, das für die Umsetzung erforderliche Zink in einer der üblichen Formen, z. B. als Zinkstaub, Zinkwolle oder Zinkspäne, zugibt und dann das - gegebenenfalls in einem der oben erwähnten Lösungsmittel   gelöste - γ-Halogen-ss-methyl-croton-    säurenitril zusetzt, wobei man die Umsetzung vorteilhafterweise bei etwas erhöhter Temperatur vornimmt, z.

   B. bei etwa   40-110 .    Die Umsetzung kann aber auch so durchgeführt werden, dass man dem Zink ein Gemisch der gegebenenfalls in einem Lösungsmittel gelösten Reaktionskomponenten allmählich zusetzt.



   Es kann dabei zur Erzielung guter Ausbeuten zweckmässig sein, das   r-Halogen-ss-methyl-croton-    säurenitril im Überschuss, bezogen auf das ss-Cyclocitral, einzusetzen. Dafür kommen 1,2-1,5 Mole Halogenkomponente pro Mol Cyclocitral in Frage.  



  Das Zink wird zweckmässig im Überschuss oder in einer der Halogenkomponente äquimolaren Menge eingesetzt.



   Das bei dieser Umsetzung gebildete Reaktionsprodukt kann nach den üblichen Methoden der Reformatsky-Synthese aufgearbeitet werden, z. B. durch eine Behandlung mit verdünnten Säuren, z. B.



  Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Essigsäure. Dabei enthält die saure wässrige Phase das Imidolacton als Salz gelöst, während ein in geringerer Ausbeute entstehendes Hydroxynitril leicht mit Äther extrahiert werden kann. Das Salz des Imidolactons kann nach üblichen Methoden isoliert werden, z. B. indem man die wässrige Lösung mit Natriumchlorid sättigt und das ausgesalzene Produkt mit einem Lösungsmittel, wie Ameisensäuremethyl- oder -äthylester, Essigsäuremethyl- oder -äthylester, Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Tetrahydrofuran oder Dioxan, ausschüttelt. Aus dem Salz kann man das freie Imidolacton nach üblichen Verfahren, z. B. durch eine Behandlung mit wässrigen Alkalien, wie Natronlauge, Kalilauge oder Lösungen von Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat, erhalten.



   Die Überführung des Imidolactons in das Lacton kann durch eine Behandlung mit Wasser erfolgen, z. B. indem man das in einem organischen Lösungsmittel, z. B. Äther, gelöste Imidolacton mit Wasser schüttelt oder indem man das Imidolacton in wässrig alkoholischer Lösung kocht. Aus dem Lacton kann die   2-cis-ss-Jonylidenessigsäure    durch die Behandlung mit nucleophilen Agenzien, wie z. B. Alkoholaten oder Alkaliamiden, in wasserfreiem Medium als Salz der ungesättigten Säure erhalten werden.



   Die erfindungsgemäss erhaltene   2-cis-13-Jonyliden-    essigsäure ist ein Zwischenprodukt für Carotinoid Synthesen.



   Beispiel a) In einem Dreihalskolben mit Rückflusskühler, Thermometer, Tropftrichter, Rührer und   Einleitungs-    rohr für Stickstoff, erwärmt man das Gemisch aus 15,2 g ss-Cyclocitral und 20 ml abs. Tetrahydrofuran mit 11 g Zinkstaub (zweckmässig mit   2% der    Salzsäure angeätzt, mit Wasser, äthanol, Aceton und schliesslich mit abs. Äther gewaschen und im Vakuum bei 1000 getrocknet) unter Rühren in einer Stickstoffatmosphäre auf etwa 700 und lässt dann das Gemisch von 22 g   γ-Brom-ss-methyl-crotonsäurenitril    und   20 mol    abs. Tetrahydrofuran allmählich unter leichtem Erwärmen zutropfen, so dass der Kolbeninhalt lebhaft siedet.

   Die Reaktionstemperatur beträgt   73-750.    Wenn alles zugetropft und die Reaktion abgeklungen ist, erhitzt man zur Vervollständigung der Umsetzung noch 15-20 Minuten zum Sieden. Danach wird der Kolbeninhalt auf etwa   0     abgekühlt und unter Rühren mit etwa 100 ml Äther versetzt.



  Nun lässt man unter Aussenkühlung 200-250 ml n Salzsäure zufliessen, überführt den Kolbeninhalt in einen Scheidetrichter, setzt noch etwa 100-150 ml Wasser hinzu, schüttelt gut durch, trennt die Phasen und schüttelt die Ätherphase noch zweimal mit n Salzsäure aus. Die vereinigten wässrigen Phasen werden bei   0     mit festem Natriumhydrogencarbonat bis zur schwach-alkalischen Reaktion versetzt. Man äthert das sich abscheidende ölige Reaktionsprodukt aus, wäscht die ätherische Lösung mit Wasser, trocknet sie über Natriumsulfat und verdampft den Äther unter vermindertem Druck. Man erhält etwa 19,5 g    6-I12:6',6¯TrimethyI-cyclohexen-( l')-yl-(l ')l-4-methyl-      5,6-dihydro-2-imino-1,2-pyran    (83-84% d. Th.) als zähes, gelbes Öl.

   Das Ultraviolett-Absorptionsspektrum zeigt das für 2 konjugierte Doppelbindungen    charakteristische Maximum bei 223 m, u (E = 15500).   



  Das Infrarot-Absorptionsspektrum besitzt die für die    N-H-Gruppe    charakteristische Absorption bei   3200 cm-1,    die für die -C=N-Bindung charakteristische Absorption bei 1660 cm-1 und die für die dazu in Konjugation stehende -C=C-Bindung charakteristische Absorption bei 1615 cm-1. b) Man versetzt die Lösung von 4 g des nach   a)    erhaltenen Imidolactons in 37 ml   Äthanol    mit 28   ml    Wasser und erhitzt das Gemisch etwa 15 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre am Rückflusskühler zum Sieden, wobei Ammoniak entweicht. Man verdampft den Alkohol zum grössten Teil unter vermindertem Druck, verdünnt den Rückstand mit Wasser und schüttelt mehrfach mit   Äther    aus.

   Die ätherische Lösung wird zunächst mit 10% iger Schwefelsäure, dann mit Wasser und schliesslich mit Natriumhydrogencarbonatlösung gewaschen, zuletzt über Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Verdampfen des ethers verbleiben etwa 3,6 g (= 90   ;    d. Th.) des   Lactons    der 5-[2',6',6'-Trimethyl-cyclohexen-(1')-yl-(1')]-5-hy  droxy-3-methyl-penten-(2)-säure-(1),    das aus seiner tiefgekühlten Lösung in Petroläther und wenig Äther auskristallisiert. Fp.   813.   



   Das Ultraviolett-Absorptionsmaximum liegt bei 217 m    (log # =    4,1).



  Analyse:   Cl5H2202    (Molekulargewicht: 234,3)    ber.: C = 76, 88 S H 9,47 % O = 13,66%    gef.: C = 77,06% H 9,40% O = 13,90%
Zum gleichen Ergebnis gelangt man, wenn man die ätherische Lösung des Imidolactons mit gegebenenfalls schwach angesäuertem Wasser 15-20 Stunden schüttelt und Ätherphase wie oben angegeben aufarbeitet. c) Die Lösung von 30 g des in Beispiel b) erhaltenen Lactons in 180 ml abs. Äthanol erwärmt man mit der Lösung von 7,5 g Natrium in 180 ml abs.



  Äthanol 1 Stunde am Rückflusskühler auf dem siedenden Wasserbad oder lässt die Lösung 5-10 Stunden bei Zimmertemperatur stehen. Man verdampft dann den grössten Teil des Äthanols unter reduziertem Druck und löst den Rückstand in Wasser. Durch Zugabe von 10% iger Phosphorsäure wird die   2-cis-jJ-    Jonylidenessigsäure gefällt. Ausbeute etwa 30 g (nahezu quantitativ) ; Fp.:   103-104     (aus Äther + Petroläther).     

Claims (1)

1. Analyse: C,51122O2 (Molekulargewicht: 234,3) ber.: C 76,88% H 9,47% O 13,66% akt. H 0,43% gef.: C 76,94% H 9,61% 0 13,90% akt. H 0,46% PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von 2-cis-ss-Jonyliden- essigsäure, dadurch gekennzeichnet, dass man p-Cyclo- citral mit γ-Halogen-ss-methyl-crotonsäurenitril in Gegenwart von Zink umsetzt, das gebildete b-Imido- lacton in wässrigem Medium unter Ammoniakabspal- tung in das entsprechende Lacton überführt und dieses mit nucleophilen Agenzien behandelt.

   UNTERANSPRUCH Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführung des Lactons in die 2-cis-ss-Jonylidenessigsäure in wasserfreiem Medium erfolgt.