CH395965A

CH395965A - Verfahren zur Herstellung von Allenestern

Info

Publication number: CH395965A
Application number: CH551661A
Authority: CH
Inventors: Schmid Hans Dr Prof; Gabriel Dr Saucy; Roman Dr Marbet
Original assignee: Hoffmann La Roche
Priority date: 1961-05-10
Filing date: 1961-05-10
Publication date: 1965-07-31
Also published as: DK114686B; BE617174A; US3211780A; GB949899A

Description


  



  Verfahren zur Herstellung von Allenestern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Allenestern der Gruppierung  /    Acyl-O-CH= C = C     \ das dadurch gekennzeichnet ist, dass man den Ester eines entsprechenden tertiären Athinylcarbinols der Gruppierung I mittels einer ein Element der   Neben-    reihe I b enthaltenden, katalytisch wirkenden Verbindung in neutralem oder schwach basischem Reaktionsmedium umlagert.

   Die Umlagerung der Ester tertiärer   Athinylcarbinole    der Atomgruppierung I in die den Allenestern zukommende Atomgruppierung II erfolgt nach folgendem Schema :
EMI1.1     


<tb>  <SEP> Umlagerungs
<tb> Acyl-O-C-C <SEP> = <SEP> CH <SEP> C <SEP> = <SEP> C <SEP> = <SEP> CH-O-Acyl
<tb>  <SEP> katalysator
<tb>  <SEP> I <SEP> II
<tb> 
Diese Umlagerungsreaktion ist in Analogie zur Allylumlagerung auch schon als Propargylumlagerung bezeichnet worden. Sie verläuft unter den erfindungsgemässen Verfahrensbedingungen mit besonders guter Ausbeute und Einheitlichkeit.



   Bevorzugte Ausgangsstoffe sind Ester der Formel
EMI1.2     
 worin   R1    einen gegebenenfalls durch freie, veresterte oder verätherte Hydroxygruppen substituierten, ge  sättigten    oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest,   Rg    eine niedere Alkylgruppe, insbesondere eine   Methyl-,    Athyl-oder Propylgruppe, oder   Ri    und   R2    zusammen mit dem C-Atom auch einen 5-oder 6gliedrigen Ring und Ac den.

   Acylrest einer organischen Carbonsäure bedeuten,
Diese Ester werden erfindungsgemäss umgelagert in Verbindungen der Formel
EMI1.3     

Beispiele von solchen bevorzugten Ausgangsstoffen sind die Ester folgender tertiärer   Athinyl-    carbinole :   
3-Methyl-butin- (l)-ol- (3),
3-Athyl-pentin- (l)-ol- (3),   
3,   7-Dimethyl-octen-(6)-in-(1)-ol¯    (3),
3, 6,   7-Trimethyl-octen- (6)-in- (l)-ol- (3),   
3,   7-Dimethyl-octin-(1)-ol-(3),   
1-¯thinyl-cyclopentanol-(1),    l-Äthinyl-cyclohexanol-(l),   
2, 2,   6-Trimethyl-l-äthinyl-cyclohexanol-(l),   
2, 2,   6-Trimethyl-l-äthinyl-cyelohexandiol-(1,    4),
2, 2, 6-Trimethyl-l-äthihyl-4, 4-äthylendioxy   cyclohexanol- (l).   



   Der Acylrest Ac der Formeln III und IV leitet sich bevorzugt von niederen aliphatischen Carbonsäuren ab, wie Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure usw., oder von aromatischen Carbonsäuren, wie  Benzoesäure oder   p-Nitro-benzoesäure.    Die Ester der letzten Säure sind in der Regel kristallin und eignen sich deshalb besonders zur Gewinnung reiner
Produkte.



   Als   Umlagerungskatalysatoren    werden, wie gesagt, Verbindungen verwendet, die ein Element aus der   Gruppe I b    des periodischen Systems enthalten.



  Vorteilhaft werden im Reaktionsmedium lösliche Katalysatoren verwendet. Als besonders geeignet haben sich Silbersalze, wie Silbertetrafluoroborat   (AgBF4),    Silbertrifluoracetat   (AgOCOCF,)    oder Silberperchlorat   (AgC104)    erwiesen. Weitere verwendbare Katalysatoren sind z. B. Silbercarbonat,-nitrat,   -palmitat    oder-acetat ; Kupferacetat,-nitrat,-sulfat, -oxyd.



   Die Umlagerungsreaktion wird zweckmässig in Gegenwart eines neutralen organischen   Lösungsmit-    tels vorgenommen. Als solche eignen sich besonders Ketone, wie Aceton oder Diäthylketon, und halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Chlorbenzol, Äthylenchlorid, Chloroform usw. Weitere in Betracht fallende Lösungsmittel sind Dioxan, Essigester, Alkohol, aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie n-Heptan usw., Benzol oder   Äthylenglykoldimethyläther.   



   Die Umlagerungsreaktion kann auch in der Gasphase vorgenommen werden.



   Nach einer bevorzugten Ausführungsart des er  findungsgemässen    Verfahrens lässt man den   Umlage-    rungskatalysator auf eine wasserfreie Lösung des Ausgangsesters in einem der vorerwähnten Lösungsmittel unter Ausschluss von Sauerstoff, z. B. in einer Stickstoffatmosphäre, einwirken. Bei Verwendung von Silberperchlorat als Katalysator ist Aceton und bei Verwendung von Silbertetrafluoroborat Chlorbenzol ein besonders geeignetes Lösungsmittel.



   Die Reaktionszeit beträgt im allgemeinen etwa 1-24 Stunden. Die optimale, durch Vorversuche leicht zu ermittelnde Reaktionstemperatur kann zwischen etwa   20     und der Rückflusstemperatur des Reaktionsgemisches variieren. Beispielsweise erhält man bei Verwendung von Silberperchlorat in Aceton in der Regel einen praktisch vollständigen Umsatz durch 20stündiges Kochen unter Rückfluss.



   Die als Ausgangsstoffe verwendeten Ester von tertiären Athinylcarbinolen der Gruppierung I   kön-    nen, sofern es sich nicht um bekannte Verbindungen handelt, auf an sich bekannte Art hergestellt werden, z. B. durch Kondensation von Acetylen mit einem Keton und Veresterung des dabei gebildeten tertiären   Athinylcarbinols.   



   Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren er  hältlichen,    eine bisher kaum untersuchte Verbindungsklasse bildenden Allenester der Gruppierung II können z. B. zur Herstellung von Aldehyden verwendet werden, in welche sie durch Verseifung leicht überführbar sind. Die Reaktionsfähigkeit ihrer Allengruppierung befähigt sie weiterhin zu Umsetzungen durch Anlagerungs-oder Hydrierungsreaktionen.



   Beispiel 1
3, 038 g   3-Methyl-3- (p-nitro-benzoyloxy)-butin- (l)    werden in 40 ml wasserfreiem Chlorbenzol unter leichter Erwärmung gelöst. Zu der unter Stickstoff gehaltenen Lösung (Badtemperatur   35 )    setzt man 0, 127 g (5   Mol%)    wasserfreies Silbertetrafluoroborat zu. Man hält die Reaktionsmischung während etwa 3 Stunden bei   35 ,    kühlt dann auf   10     ab und setzt   40    ml Athylalkohol zu. Dabei hellt sich die Lösung stark auf. Zur Entfernung von nicht umgelagertem Ausgangsmaterial wird unter Umrühren 25 ml einer 5 % igen Silbernitratlösung (bereitet durch Lösen von 5 g Silbernitrat in 5 ml Wasser und Zufügen von Athylalkohol ad 100 ml), zugesetzt.

   Der entstehende   gallertartige Niederschlag    wird abgesaugt und mit Alkohol und etwas Methylenchlorid gewaschen. Das Filtrat wird mit 0, 1n alkoholischer Natronlauge auf pH   5-6 eingestellt    und anschliessend bei   20-25     Badtemperatur im Vakuum auf etwa 30 ml eingeengt. Das Konzentrat wird mit Äther extrahiert, die ätherische Lösung mit Wasser und Natriumhydrogencarbonatlösung ausgeschüttelt, über Magnesiumsulfat getrocknet und anschliessend im Wasserstrahlvakuum bei   25  zur    Trockene eingeengt. Man erhält so 2, 58 g   (85 %    der Theorie)   3-Methyl-l- (p-      nitro-benzoyloxy)-butadien- (l, 2)    als farblose Kristallmasse. Zur Reinigung wird das Rohprodukt zweimal aus Hexan umkristallisiert.

   Schmelzpunkt   108.    bis   111     (nach Sintern). Der erhaltene Allenester ist oxydationsempfindlich. Er wird deshalb zweckmässig unter Ausschluss von Sauerstoff aufbewahrt.



   Beispiel 2
Zu einer Lösung von 50 g   3-Methyl-3-acetoxy-    butin- (l) in 150 ml Aceton gibt man 0, 5 g Silberperchlorat und kocht das Gemisch anschliessend in Stickstoffatmosphäre 20 Stunden unter Rückfluss.



  Hierauf wird die Reaktionslösung mit   Petroläther      (Siedebereich 40-60 )    extrahiert. Man wäscht den Petrolätherauszug mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung und Wasser und trocknet ihn dann über Natriumsulfat. Dann entfernt man das Lösungsmittel unter vermindertem Druck (100 mm Hg) bei   40 .    Man erhält als Rückstand 47, 6 g eines braunen Ols, das auf Grund des   IR-Spektrums    zu über   90%    aus   3-Methyl-1-acetoxy-butadien-      (1.    2) besteht (n   D      =    1, 463). Dieses Produkt kann durch Destillation gereinigt werden, wobei man 36, 56 g reines   3-Methyl-l-acetoxy-butadien-(1,    2) erhält.

   Siedepunkt   -- : 34 /4    mm Hg ; farblose Flüssigkeit von stechendem Geruch, n   2D =    1, 4610.



   Beispiel 3
Eine Lösung von 30, 8 g   3-Athyl-3-acetoxy-      pentin- (l)    in Aceton (150 ml) wird gemäss den Angaben im Beispiel 2 mit Silberperchlorat (0, 5 g) behandelt. Das rohe   Umlagerungsprodukt    (29, 4 g) besteht auf Grund der IR-Analyse zu über   90%    aus   3-Sithyl-1-acetoxy-pentadien-(1,    2), das durch Destillation gereinigt werden kann. Man erhält 26, 4 g reines 3-Athyl-l-acetoxy-pentadien- (1, 2). Siedepunkt = 30¯/2mmHg ; n   D =    1, 4620 ; farblose Flüssigkeit von stechendem Geruch.



   Beispiel 4
Zu einer Lösung von 5 g   3-Athyl-3- (p-nitro-      benzoyloxy)-pentin- (l)    in 50 ml Aceton gibt man   0,    25 g Silberperchlorat und kocht das Gemisch 14 Stunden unter Rückfluss in Stickstoffatmosphäre. Das Reaktionsgemisch wird dann mit total   600    ml Ather ausgeschüttelt. Die ätherische Lösung wird mit ge  sättigter Natriumhydrogencarbonatlösung    und mit Wasser gewaschen und hierauf über Natriumsulfat getrocknet.

   Nach Entfernung des Lösungsmittels (Wasserstrahlvakuum,   50 )    erhält man als Rückstand 4, 78 g praktisch reines   3-Athyl-l- (p-nitro-benzoyl-      oxy)-pentadien- (1,    2) in Form farbloser Kristalle vom Schmelzpunkt   80-83 .    Ein durch Umkristallisation aus Hexan gewonnenes analysenreines Präparat schmilzt bei   82-84 .   



   In entsprechender Weise erhält man im Ausbeuten von über 50   %    der Theorie :
3-Methyl-1-(p-nitro-benzoyloxy)-butadien  (1, 2), Schmelzpunkt 109-110 , aus    3-Methyl-3- (p-nitro-benzoyloxy)-butin- (l)    ;
3,   7-Dimethyl-l- (p-nitro-benzoyloxy)-octadien-       (1,    2) (öliges Produkt) aus
3,   7-Dimethyl-3- (p-nitro-benzoyloxy)-octin- (l) ;   
3, 7-Dimethyl-1, 7-di-(p-nitro-benzoyloxy) octadien-(1, 2) vom Schmelzpunkt   106 ,    aus
3, 7-Dimethyl-3,7-di-(p-nitro-benzoyloxy)   octin- (l).   



   Das neue, als Ausgangsstoff verwendete 3, 7-Dimethyl-3,   7-di- (p-nitro-benzoyloxy)-octin- (l) kann    wie folgt erhalten werden : ZunÏchst rührt man während 5 Stunden bei Raumtemperatur ein Gemisch, bestehend aus 33, 4 g p-Nitro-benzoesÏure, 78, 8 g p-Toluolsulfosäurechlorid und 500 ml absolutem Pyridin. Zur resultierenden roten Lösung gibt man 17, 0 g 3, 7-Dimethyl-3,   7-dihydroxy-octin- (l)    und rührt anschliessend das Ganze während   20    Stunden bei Raumtemperatur. Dann giesst man das   Reaktions-    gemisch in 2 Liter Eiswasser, wobei sich das p-Nitrobenzoat in fast quantitativer Ausbeute als leicht gelb gefärbte, feste Substanz abscheidet, die   abgenutscht    und mehrmals mit Wasser gewaschen wird.

   Das rohe 3,   7-Dimethyl-3, 7-di-(pwnitro-benzoyloxy)-octinb    vom Schmelzpunkt   130     wird durch   Umkristallisa-    tion aus Aceton-Methanol gereinigt. Das reine Di-p  nitrobenzoat    schmilzt bei   135-136     und weist im U. V. (¯thylalkohol) ein Absorptionsmaximum bei 257, 5   m, u auf    ; E   @@    = 563.



   Das als Ausgangsstoff für die erfindungsgemässe Umlagerung ebenfalls verwendbare 3,   7-Dimethyl-3,    7  diacetoxy-octin-(l)    kann z. B. wie folgt erhalten werden :
34,   0    g 3, 7-Dimethyl-3,   7-dihydroxy-octin-      (l) wer-    den mit   100    ml Essigsäureanhydrid vermischt und nach Zugabe von   1, 2    g Phosphorsäure während 20 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Dabei steigt die Temperatur im Reaktionsgefäss zufolge von Reaktionswärme auf etwa 50  an. Für die Aufarbeitung wird das Reaktionsgemisch mit Petrol äther extrahiert und 5mal mit Wasser gewaschen.



  Nach dem Trocknen über Natriumsulfat wird das   I, ösungsmittel    bei   60  am Wasserstrahlvakuum    entfernt, wobei man 45, 3 g rohes 3,   7-Dimethyl-3,    7-di  acetoxy-octin-(l) erhält    ; n   D    = 1, 4459. Durch fraktionierte Hochvakuum-Destillation erhält man daraus 31, 25 g reines Diacetat als farbloses   61    mit folgenden Eigenschaften : Siedepunkt/0, 05 mm    =      80-83     ; n 22 = 1, 4450 ; Dichte   20 ¯. 0,    9965.



   Das erwähnte 3,   7-Dimethyl-3,    7-dihydroxy-octin (1) kann seinerseits wie folgt hergestellt werden :
Eine Lösung von   6-Methyl-6-hydroxy-heptanon-    (2) [J. Amer. Chem. Soc. 77 (1955), 1617] in Äther wird zu einer Lösung von 1, 1 Mol   Natriumacetylid    in flüssigem Ammoniak getropft. Das   Reaktions-    gemisch wird 20 Stunden unter Rückfluss gehalten.



  Nach dem Abdampfen des Ammoniaks wird die ätherische Lösung vorsichtig mit trockenem Ammo  niumchlorid    und hierauf mit Wasser versetzt. Die ¯therl¯sung wird gründlich mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der rohe, ölige Rückstand liefert bei der fraktionierten Destillation im Hochvakuum das gewünschte Diol, das folgende Eigenschaften besitzt : Siedepunkt 103-105¯/0,   1    mm ; farbloses, dickfl ssiges   01      (n D =    1, 4660), das allmählich erstarrt und dann bei   44-46     schmilzt.



   Beispiel 5
Eine Lösung von 5 g   3-Athyl-3- (p-nitro-benzoyl-      oxy)-pentin- (l) und    0, 2 g Silbertrifluoracetat in 50 ml ¯thylenchlorid   (Cl-CH2-CH2-Cl)    wird unter Stickstoff 90 Minuten auf   80  erhitzt.    Durch Aufarbeitung des Reaktionsproduktes wie im Beispiel 4 beschrieben, erhält man 4, 56 g   3-Athyl-l- (p-nitro-      benzoyloxy)-pentadien- (1,    2) in einer Reinheit von über 90%. Schmelzpunkt :   72-77 .   



   Anstelle von Athylenchlorid kann man z. B. auch Chlorbenzol, Chloroform oder Diäthylketon als Lösungsmittel verwenden.



   Beispiel 6
Eine Lösung von 5 g   3-Athyl-3- (p-nitro-benzoyl-    oxy)-pentin-(1), 0, 25 g Silbertrifluoracetat und 0, 5 ml Diäthylanilin in 50 ml Chlorbenzol wird 2 Stunden in Stickstoffatmosphäre auf   100  erhitzt.    Nach Aufarbeitung des Reaktionsproduktes, wie im Beispiel 4 beschrieben, erhält man 4, 9 g   3-Athyl-l- (p-nitro-      benzoyloxy)-pentadien- (1,    2) in einer Reinheit von über 80% ; Schmelzpunkt   70-75 .   



   Bei Ersatz des   Diäthylanilins    durch Dimethylformamid erhält man denselben Allenester in einer Ausbeute von 4, 88 g (Reinheit über 90%)   ;    Schmelzpunkt   70-76 .   



   Beispiel 7
Man erhitzt eine Lösung von 5 g 3,   7-Dimethyl-      3-acetoxy-octen- (6)-in- (l) (Dehydrolinalylacetat)    und 0, 2 g Silbertrifluoracetat in 50 ml Athylenchlorid   12    Stunden in Stickstoffatmosphäre auf   80 .    Das Reaktionsgemisch wird mit   Petroläther    (total   600 mol)    extrahiert und der Petrolätherauszug mit Natriumhydrogencarbonatlösung und mit Wasser gewaschen.



  Nach dem Trocknen über Natriumsulfat wird das Lösungsmittel abdestilliert (Wasserstrahlvakuum   50 ).    Als Rückstand erhält man 4, 88 g 3,   7-Dimethyl-l-      acetoxy-octatrien-(1,    2, 6), das auf Grund der IR Analyse 72% ig ist ;   n2D3=    1,   4731.    Durch fraktionierte Destillation im Hochvakuum kann der Ester rein erhalten werden. Farblose Flüssigkeit vom Siedepunkt :   57-61 /0,    04 mm Hg ; n   D0      =    1, 4793.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Allenestern der Gruppierung / Acyl-O-CH= C = C dadurch gekennzeichnet, dass man den Ester eines tertiären Athinylcarbinols der Gruppierung EMI4.1 mittels einer ein Element der Nebenreihe I b enthaltenden, katalytisch wirkenden Verbindung in neutralem oder schwach basischem Reaktionsmedium umlagert.

UNTERANSPR (JCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umlagerung in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, z. B. Aceton, Chlorbenzol, Athylenchlorid oder Chloroform, vornimmt.

2. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Umlagerungskatalysator ein Silbersalz, z. B. Silbertetrafluorborat, Silbertrifluoracetat oder Silberperchlorat, verwendet.

3. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Ester der Formel EMI4.2 worin R, einen gegebenenfalls durch freie, veresterte oder verätherte OH-Gruppen substituierten, gesät- tigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffrest, R2 eine niedere Alkylgruppe, Ri und R2 zusammen mit dem C-Atom auch einen 5-oder 6gliedrigen Ring und Ac den Acylrest einer organischen Carbonsäure bedeuten, als Ausgangsstoff verwendet.

4. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Acylrest der Acetyl-oder der p-Nitro-benzoylrest ist.

5. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dal3 man einen Ester von 3, 7-Dimethyl-octen-(6)-in-(1)- ol- (3), von 3, 6, 7-Trimethyl-octen-(6)-in-(1)-ol-(3) oder von 3-Methyl-butin-(1)-ol-(3) als Ausgangsstoff verwendet.