CH396879A - Verfahren zur Herstellung von ungesättigten aliphatischen Säuren - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von ungesättigten aliphatischen Säuren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Säuren der Formel    CH3-(CH2)4-(C      =CCHS)a(CH2)hCOOH    (I) worin a eine ganze Zahl von 2-5 und b eine ganze Zahl von 0-8 bedeutet, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Halogenverbindung der Formel   
CH3-(CH2) 4-(C¯C-CH2) s-X (11)    mit einer Organomagnesiumhalogenidverbindung eines Orthoesters der Formel    CH    C-CH- (C C-CH2)   t-(CH2) b-Y      (III)    worin s und t je eine ganze Zahl von 0-4 und zusammen eine ganze Zahl von 1-4 bedeuten, b für eine ganze Zahl von 0-8 steht, X ein Halogenatom und Y eine 2,4,10-Trioxa-adamantyl-(3)-gruppe bedeutet,

   in Anwesenheit von Kupfer oder eines Kupfersalzes kondensiert und anschliessend die Orthoestergruppe des Kondensationsprodukts zur freien Carboxylgruppe hydrolysiert.



   Die erhaltene Säure der Formel I kann erwünschtenfalls durch partielle Hydrierung der Dreifachbindungen zu Doppelbindungen in eine Säure der Formel    CH3-(CH2) 4-(CH =      CH-CH3) a-(CH2) b-COOH    (IV) übergeführt werden.



   Bevorzugte Halogenverbindungen der Formel II sind die Bromide.



   Die Kondensation der Ausgangsverbindungen der Formeln II und III wird vorzugsweise in Tetrahydrofuran als Lösungsmittel vorgenommen. Als Kupfersalz kann beispielsweise Kupfer-I-chlorid verwendet werden. Durch Verwendung von Kupfer-I-cyanid können die Ausbeuten noch gesteigert werden. Verwendet man Kupferpulver, so liegen die Ausbeuten im selben Bereich wie bei Verwendung von Kupfer-Icyanid. Das Kupfer bzw. das Kupfersalz wird zweckmässigerweise dann zum Grignardkomplex der Esterkomponente der Formel III zugesetzt, wenn man die Halogenkomponente der Formel II zuführt. Die Hydrolyse des Kondensationsprodukts zur freien Säure der Formel I erfolgt zweckmässigerweise mit wässriger Schwefelsäure.



   Die allfällige Umwandlung von Verbindungen mit Acetylenbindungen in solche mit Aethylenbindungen kann durch Partialhydrierung der acetylenisch ungesättigten Verbindungen in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators durchgeführt werden, welcher selektiv die Reduktion der Dreifachbindungen zu Doppelbindungen katalysiert. Solche Katalysatoren sind z. B. die als Lindlarkatalysatoren bekannten bleivergifteten Palladiumkatalysatoren.



   Die als Ausgangsmaterialien verwendeten Halogenverbindungen der Formel II können alle ausgehend von Pentylbromid und Propargylalkohol hergestellt werden, wie dies in der Hauptpatentschrift Nr. 383 354 beschrieben ist.



   Die Adamantylverbindungen der Formel III können erhalten werden, indem man ein Nitril der Formel    CH=-C-CW-(CH2)b-COnN    durch Behandlung mit einer kalkulierten Menge von Aethanol und Chlorwasserstoff bei niederer Temperatur in ein   lminoätherhydrochlorid    umwandelt, das Iminoätherhydrochlorid mit trockenem Aethanol bei etwa 200, oder mit Aethanol und Aether bei Rückflusstemperatur reagieren lässt, wobei man den entsprechenden Aethylorthoester erhält, den Aethylorthoester in Aethanol oder Methanol in Anwesenheit von Bortrifluoridätherat oder von Chlorwasserstoff mit cis-1,3,5-Trihydroxy-cyclohexan unter Bildung des  
20,57 g   1 -Imino- 1 -äthoxy-hexyn-(5).hydrochlorid    werden in 115 ml trockenem absolutem Aethanol gelöst,

   mit 200 ml Diäthyläther versetzt und die entstehende Lösung am Rückfluss während 20 Stunden erhitzt. 5,9 g ausgeschiedenes Ammoniumchlorid werden abfiltriert und das Aethanol und der Diäthyläther durch Destillation entfernt. Nach Destillation erhält man 15,43 g (61%)   l,1,l-Triäthoxy-hexyn-(5)    als farblose Flüssigkeit vom Siedepunkt 104-1060/14 mm;   n25 = 1,4309.   



   D
Zu einer Lösung von 11,78 g (0,055 Mol)   1,1,1-    Triäthoxyhexyn-(5) in 25 ml absolutem Aethanol werden 6,6 g (0,05 Mol)   cis-l,3,5-Trihydroxy.cyclohexan    und 17 Tropfen Bortrifluorid in Diäthyläther (45%-ige Lösung) zugesetzt. Man hält die Lösung während 2 Tagen bei etwa 200, wobei die grösste Menge des   cis- 1    ,3,5-Trihydroxy-cyclohexans in Lösung geht. Man versetzt mit 1,0 g Kaliumcarbonat und verdampft das Aethanol bei vermindertem Druck. Den Rückstand löst man in Diäthyläther und filtriert die Mischung. Das ätherische Filtrat wird eingedampft und der Rückstand aus 140 ml Petroläther (Siedebereich 40-600) kristallisiert.

   Es werden 8,75 g   (84wo)    des entstehenden sterisch behinderten Orthoesters, 5-[2',4',10'-Trioxa-adamantyl-(3')]-pentyn-(1), als grosse farblose Prismen vom Schmelzpunkt 53-540 erhalten. (Man kann anstelle von Bortrifluorid auch Chlorwasserstoff als Katalysator verwenden. Die Reaktion verläuft dabei jedoch langsam und unvollständig).



   Beispiel 2
Gemäss Beispiel 1, wird der Grignardkomplex von 6-[2',4',10'-Trioxa-adamantyl-(3')]-hexyn-(1) hergestellt und mit   l-Bromundecadiyn-(2,5)    in Tetrahydrofuran und Kupferchlorid als Katalysator umgesetzt.



  Das Kondensationsprodukt wird isoliert und destilliert; Siedepunkt   1600/0,005    mm; (24% Ausbeute). Die Säurehydrolyse dieses Produktes in analoger Weise wie in Beispiel 1 beschrieben liefert kristallisierte Octadecatriyn-(6,9,   9, 12)-säure-(1)    welche nach Umkristallisieren aus Petroläther bei   52,5-53,5a    schmilzt.



   Der als Ausgangsmaterial verwendete Orthoester kann auf folgende Weise erhalten werden:
In ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben werden 26,78 g (0,25 Mol) 6-Cyan-hexyn-(l) umgesetzt, wobei 38,0 g (80%)   1-Imino-l-äthoxy-heptyn-(6)-    hydrochlorid vom Schmelzpunkt 97-980 (Zers.) erhalten werden.



   56 g   1- Imino -1- äthoxy-heptyn -    (6)-hydrochlorid werden in 200 ml trockenem Aethanol suspendiert und geschüttelt, bis sich das gesamte Hydrochlorid gelöst hat. Die Lösung wird während 4 Tagen bei etwa 200 gehalten und hierauf zur Entfernung von 9,28 g Ammoniumchlorid filtriert. Nach Entfernung des Aethanols versetzt man mit Diäthyläther und trennt vom gesamten nicht umgesetzten Ausgangsmaterial (16,42 g) durch Filtration ab.

   Die Destillation des Filtrates liefert 25,54 g (50%, berechnet auf Basis des abgeschiedenen Ausgangsmaterials)   1,1,1 -Triätho-    sterisch behinderten Orthoesters umsetzt und, falls ein sterisch behinderter Orthoester mit weiteren Acetylengruppen gewünscht wird, den erhaltenen Orthoester in einer Grignardreaktion mit einem Propargylhalogenid kondensiert und diese Kondensation bis zum Erhalten der gewünschten Kettenlänge wiederholt.



   Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältlichen acetylenisch ungesättigten Säuren können als Zwischenprodukte zur Gewinnung von essentiellen Fettsäuren verwendet werden. Bei verminderter Zufuhr der letztern Säuren durch die Nahrung treten Mangelerscheinungen auf. Durch entsprechenden Zusatz dieser Säuren zu Lebensmitteln, bzw. Futtermitteln kann diese Ausfallerscheinung beseitigt werden. Die acetylenisch und äthylenisch ungesättigten Säuren können auch zur Behandlung von entzündlichen oder schuppenden pathologischen Hautveränderungen und in der Therapie der Arteriosklerose Verwendung finden.



   Beispiel 1
Zu einer Suspension von 1,27 g Magnesium in 25 ml trockenem Tetrahydrofuran werden 5,99 g Aethylbromid in 25 ml Tetrahydrofuran zuerst bei etwa 200, und, sobald die Reaktion eingesetzt hat, bei 50 zugesetzt. Die Lösung wird während 2 Stunden gerührt und hierauf mit einer Lösung von 10,41 g   5-[2', 4', 10'-Trioxa-adamantyl-(3')]-pentyn-(1)    in 20 ml Tetrahydrofuran im Verlaufe von 20 Minuten bei   0     zugesetzt. Nach Rühren bei etwa 200 während 3 Stunden versetzt man mit 0,5 g Kupfercyanid und hierauf   mit 6,63 g 1 -Brom-tetradecatriyn-(2,5,8) in 8) in 20 ml Te-    trahydrofuran.

   Die Mischung wird für 20 Stunden am   Rückfluss    unter Stickstoff erhitzt, abgekühlt zu einer eiskalten Ammoniumchloridlösung zugesetzt, und das Produkt in Diäthyläther extrahiert, welcher mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet wird. Nach Entfernung des Diäthyläthers erhält man das Rohprodukt, das mit 40 ml 2 n Schwefelsäure, 40 ml Tetrahydrofuran und 20 ml Aethanol bei 900 behandelt wird, wobei die   Cyclohexantrioxy-(l.3,5)-    Gruppe entfernt wird. Die Abtrennung des sauren Anteils liefert farblose Kristalle von Eicosatetrayn  (5,8,11, l4)-säure-(1),    die aus Methanol kristallisiert; Schmelzpunkt 80-810. Der Mischschmelzpunkt mit einer authentischen Probe zeigt keine Depression.



   Der als Ausgangsmaterial verwendete Orthoester kann auf folgede Weise erhalten werden:
23,28 g (0,25 Mol) 5-Cyan-pentyn-(l) und 12,66 g (0,275 Mol) absolutes Aethanol werden auf   0     abgekühlt. In die Lösung leitet man 10,02 g (0,275 Mol) trockenen Chlorwasserstoff und hält die Mischung während drei Tagen bei 0-50. Der entstehende harte Kuchen wird mit trockenem Diäthyläther verrieben, filtriert, mit Diäthyläther gewaschen und im Vakuum Exsiccator getrocknet. Man erhält 43,4 g l-Imino-l  äthoxy-hexyn-(5) -hydrochlorid    vom Schmelzpunkt 1130 (Zers.), welches ohne Reinigung weiterverwendet werden kann. (Führt man die Reaktion in Diäthyläther aus, so verläuft sie beträchtlich langsamer).  xyheptyn-(6) vom Siedepunkt 103-1180/14 mm;    n24 = 1,4348.



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In analoger Weise wie in Beispiel 1 beschrieben wird 1,1,1 -Triäthoxy-heptyn-(6) mit   cis- 1 ,3,5-Trihydro-    xy-cyclohexan umgesetzt, wobei 6-[2',4',10'-Trioxa-   adamantyl-(3')1-hexyn-(l)    in 84%-iger Ausbeute erhalten wird. Nach Kristallisation aus Petroläther (Siedebereich   40-60 )    werden farblose Prismen vom Schmelzpunkt 47-490 erhalten.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Säuren der Formel CHs-(CH2)a-(C C-CH,-(CH2)b-COOH (I) worin a eine ganze Zahl von 2-5 und b eine ganze Zahl von 0 - 8 bedeutet, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Halogenverbindung der Formel CH3-(CH2)4-(C#C-CH2)s-X (II) mit einer Organomagnesiumhalogenidverbindung eines Orthoesters der Formel CH#C-CH2-(C#C-CH2)t-(CH3)b-Y (III) wobei s und t je eine ganze Zahl von 0-4 und zusammen eine ganze Zahl von 1-4 bedeuten, b für eine ganze Zahl von 0-8 steht, X ein Halogenatom und Y eine 2,4,10-Trioxa-adamantyl-(3)-gruppe bedeutet, in Anwesenheit von Kupfer oder eines Kupfersalzes kondensiert und anschliessend die Orthoestergruppe des Kondensationsprodukts zur freien Carboxylgruppe hydrolysiert.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Halogenverbindung das Bromid verwendet.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensation unter Verwendung von Tetrahydrofuran als Lösungsmittel erfolgt.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Kupfersalz Kupfercyanid verwendet.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrolyse des Orthoesters mit wässriger Schwefelsäure durchgeführt wird.

   PATENTANSPRUCH II Verwendung der nach Patentanspruch I erhaltenen acetylenisch ungesättigten Säuren zur Gewinnung der entsprechenden äthylenisch ungesättigten Säuren durch partielle Hydrierung der Dreifachbindungen zu Doppelbindungen.