Verfahren zur Herstellung von Hexadecadien-(iO , 12)-ol- (1)
Das H;exadecadien-(10,12)-ol-(l) hat als Lockstoff für Insekten Bedeutung gewonnen. Bisher konnte eine hochwirksame Substanz noch nicht totalsynthetisch hergestellt werden.
Es wurde nun gefunden, dass man eine Verbindung der Konstitution des Hexadecadien-(10,12)-ol- (1) der Formel CH3-CH2-CH2-CH=CH-CH=CH-(CH2)8-CH2OH erhalten kann, indem man ein l-Halogen-hexen-(2) und ein Triarylphosphin mit metallorganischen Verbindungen wie n-Butyl-Lithium oder ähnlich wirkenden Verbindungen zu einem Phosphor-Ylen umsetzt, dieses mit einem Decanal der Formel
R-(CH2)8-CHO I worin R eine Acyloxy-methylen-gruppe bedeutet, zu einer Verbindung der Formel
R-(CH2)8-CH=CH-CH=CH-CH2-CH2-CH3 II umsetzt und diese mit Alkali zum primären Alkohol verseift.
EMI1.1
R=CH2OAc # (C6H5)3P=O + R-(CH2)8-CH=CH-CH=CH-CH2-CH2-CH3
Zur Herstellung der Carbonylkomponente für die Ylid-Synthese kann der Undecylensäuremethylester mittels komplexer Metallhydride in den ungesättigten Alkohol Undecen-(l 0Y-ol-( 1) übergeführt werden.
Dieser Alkohol wird in an sich bekannter Weise acyliert. Die Ozonisierung des Acylderivats ergibt in 85 % iger Ausbeute den Acyloxyaldehyd.
Die Herstellung des Ylens geht in der Regel aus von Hexen-(2)-al-(l), das durch Reduktion mit komplexen Metallhydriden in das Hexen-(2)-ol-(l) übergeführt wird. Durch Halogenierung dieses Alkohols mit den üblichen Halogenierungsmitteln kann man in an sich bekannter Weise ein l-Halogen-hexen-(2) in quantitativer Ausbeute erhalten. Dieses Halogenid wird nun in der Regel in einem inerten Lösungsmittel mit einem Triarylphosphin umgesetzt, wobei das entsprechende Triarylphosphoniumhalogenid in quantitativer Ausbeute anfällt.
Setzt man nun dieses Phosphoniumhalogenid mit z. B. Butyl-Lithium, Natriumacetylid, Methyl-Lithium oder einem Alkali- oder Erdalkali-metallalkoholat oder -amid um, so entsteht das Ylen, das nach Umsetzung mit der äquivalenten Menge der Carbonylkomponente nach Entfernen des hierbei gebildeten Tnarylphosphinoxyds die Verbindungen II in über 70% der Ausbeute ergibt. Die alkalische Verseifung dieser Verbindung ergibt das Hexadecadien-(10,12)- ol-(l) in quantitativer Ausbeute. Das so gewonnene Hexadecadien-(10, 12)-ol-(1) ist ein Gemisch geometrischer Isomerer, das durch fraktionierte Kristallisation getrennt werden kann.
Das 10-trans-, 12-cis-Hexadecadien-(10,12)-ol-(1) erhält man z. B. neben dem 10-eis-, 12-cis-Hexadecadien-(10,12)-ol-(l), wenn man bei der Ylid-Synthese von cis-l-Bromhexen-(2) ausgeht, indem man dieses über ein Triarylphosphoniumsalz bei tiefen Tempera turen in ein Phosphor-Ylen überführt, das dann bei tiefen Temperaturen z. B. mit l-Acetoxydecanal-(10) zur Verbindung II umgesetzt wird, die man dann schonend verseift.
Das so erhaltene Hexadecadien-(l 0,1 2)-ol-(1) ist ein Lockmittel für Insekten und kann deshalb Schädlingsbekämpfungsmitteln, vor allem Insektiziden, zugesetzt werden. Da der Lockstoff schon in ausserordentlich geringer Konzentration wirkt, genügen winzige Zusätze zu den in Frage kommenden Insektiziden, um die Anlockung der Insekten zu bewirken.
Beispiel 1 1. 1-Brom-hexen-(2) a) Zu einer Lösung von 7,6 g (0,2 Mol). Lithiumaluminiumhydrid in 400 ml absolutem Äther lässt man unter gutem Rühren in einer Stickstoffatomsphäre die Lösung von 64 g (etwa 0,65 Mol) Hexen-(2)-al-(1) (z. B. nach deutscher Patentschrift Nr. 893 947 hergestellt) in 100 ml absolutem Äther so zufliessen, dass das Reaktionsgemisch leicht siedet. Bei Raumtemperatur wird das Reaktionsgemisch etwa eine Stunde nachgerührt und dann noch etwa 30 Minuten am Rückflusskühler zum Sieden erhitzt. Das Reaktionsprodukt wird wie üblich in der Kälte mit 5-10% iger Schwefelsäure zersetzt. Man erhält 60 g (92% der Theorie) Hexen-(2)-ol-(1) vom Kp.15 62 bis 630 C nD20 : 1,4365.
Analyse C6H12O (Molgewicht 100,16)
Ber.: C 71,94% H 12,08% O 15,98%
Gef.: C 72,69% H 12,02% O 16,59%
C 72,05% H 12,08% O 16,62% b) Zu der Lösung von 54 g Hexen-(2)-ol-(1) in 150 ml absolutem Petroläther (Kp. 30-50 C) lässt man innerhalb einer Stunde unter Rühren und gleichzeitigem Durchleiten von trockenem Kohlendioxyd bei ¯ ¯15 C die Lösung von 100 g Phosphortribromid in 150 ml absolutem Petroläther (Kp. 30-50 C > zufliessen. Sodann belässt man das Reaktionsgemisch unter Rühren und fortgesetztem Durchleiten von Kohlendioxyd zwei Stunden bei - 150 C und steigert die Temperatur im Laufe von 10-12 Stunden allmählich auf Raumtemperatur. Danach giesst man das Reak tionsgemisch auf Eis und extrahiert mehrfach mit Petroläther.
Die petrolätherische Phase wird mit Natriumchlorid-, Natriumhydrogencarb onat- und wieder mit Natriumchloridlösung gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck erhält man etwa 80 g (91 % der Theorie) l-Brom-hexen-(2) vom Kp.22 55-56 C; nD20 : 1,4750.
Analyse C6H11Br (Molgewicht 163,07)
Ber.: C 44,19% H 6,80% Br 49,01%
Gef.: C 44,35% H 6,73% Br 47,90% 2. 1-Acetoxy-decenal-(1 0) a) Das Gemisch von 40 g Undecen-(10)-ol-(1) (z. B. nach W. F. Huber, Journ. Am. Chem. Soc. 73, 1951, Seite 2731 hergestellt) und 80 ml Essigsäureanhydrid belässt man 12-15 Stunden bei Raumtemperatur. Sodann neutralisiert man die gebildete Essigsäure und das überschüssige Essigsäureanhydrid in der Kälte mit Natriumhydrogencarbonat und Wasser und äthert das Reaktionsprodukt aus. Nach dem Waschen der Ätherphase mit Natriumhydrogencarbonatlösung und dem Trocknen über Natriumsulfat wird der Äther unter vermindertem Druck verdampft.
Man erhält 48 g (96 % der Theorie) l-Acetoxy-undecen-(10) vom Kp.0.05 59-60 C; nD20 : 1,4391.
Analyse C13H24O2 (Molgewicht 212,33)
Ber.: C 73,53% H 11,39% O 15,07%
Gef.: C 74,20% H 11,33% O 15,57%
C 73,80% H 11,30% O 15,80% b) Durch die Lösung von 40 g l-Acetoxy-unde cen-(10), in 150 ml reiner Essigsäure leitet man bei 10-14 C einen ozonhaltigen Sauerstoffstrom. Bei einem Durchsatz von etwa 25 l/h werden stündlich etwa 1,0-1,1 g Ozon aufgenommen. Nach 10-12 Stunden ist die Ozonisierung beendet. Bei 0 C werden nach Zugabe von 200 ml absolutem Äther zunächst unter Rühren 5 g Zinkstaub und 0,25 ml Wasser eingetragen. Die Innentemperatur steigt etwas an und fällt dann wieder.
Nun werden weitere 45 g Zinkstaub und weitere 5 ml Wasser portionenweise so zugesetzt, dass die Innentemperatur jeweils bis auf etwa +80 C ansteigt und dann wieder auf 0 C absinkt. Wenn alles zugesetzt und keine Temperaturerhöhung mehr feststellbar ist, erwärmt man das Reaktionsgemisch noch etwa 30 Minuten am Rückflusskühler zum Sieden, saugt dann in der Kälte den Niederschlag ab und wäscht ihn gut mit Äther nach. Das Filtrat wird nach mehrfachem Schütteln mit Wasser mit Natriumcarbonatlösung neutral gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Verdampfen des ethers unter vermindertem Druck erhält man 34,5 g (85 % der Theorie) l-Acetoxy-decanal-(10) vom Kp.0,05 90-91 C; nD20 : 1,4410.
Analyse C12H2205 (Molgewicht 214,31)
Ber.: C 67,25 % H 10,35 %
Gef.: C 67,14% H 10,41%
3. Hexadecadien-(l 0, 12)-ol-(1) a) Die Lösung von 13,1 g reinem Triphenylphosphin in 60 ml absolutem Benzol wird mit 8,2 g 1 Bromhexen-(2) versetzt und dieses Gemisch nach 10 bis 15 Minuten etwa 30 Minuten am Rückflusskühler zum Sieden erhitzt. Das abgeschiedene Triphenyl hexen-(2)cyl-phosphoniumbromid wird in der Kälte abgesaugt und im Vakuum getrocknet.
Man erhält etwa 20 g (94 % der Theorie), Fp. 143-145 C. b) Zur Suspension von 18 g Triphenylhexen-(2)yl-phosphoniumbromid in 100 ml absolutem Äther lässt man in einer Stickstoffatmosphäre unter Rühren bei Raumtemperatur die Lösung von 2,7 g Lithiumbutyl in 50 ml absolutem Äther in etwa 15 Minuten zufliessen. Das Reaktionsgemisch färbt sich alsbald blutrot. Nach zwei- bis dreistündigem Rühren bei Raumtemperatur lässt man nun bei 0 C in etwa 10 bis 15 Minuten die Lösung von 8,1 g l-Acetoxydecanal-(10) in 30 ml absolutem Äther zutropfen. Das Reaktionsgemisch entfärbt sich allmählich. Nach zweistündigem Rühren bei 0 C und einstündigem Rühren bei Raumtemperatur wird die ätherische Lösung vom gebildeten Niederschlag abdekantiert.
Der Niederschlag wird danach bei Raumtemperatur noch mehrfach mit Äther extrahiert. Die vereinigten Sither- auszüge werden nach dem Waschen mit verdünnter Schwefelsäure und Wasser über Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck erhält man 7,4 g (70 % der Theorie 1-Acetoxy-hexadecadien- (10,12) vom Kp.0.001 110-115 C (Luftbadtemperatur), #max 232 m,u (e = 26 000).
Das Infrarot-Absorptionsspektrum zeigt die für das Ester-Carbonyl charakteristische Absorption bei 1740 cm-1 und die für cis-trans-konjugierte Diene charakteristischen Absorptionen bei 983 cm-1 und 947 cm-1 sowie die für (CH2)n > 4 charakteristische Absorption bei 718 cm-1.
Analyse C15H32O2 (Molgewicht 280,46)
Ber.: C 77,08% H 11,50% O 11,42%
Gef.: C 76,78% H 11,30% O 11,64% c) Man erhitzt die Lösung von 1,2 g l-Acetoxyhexadecadien-(10,12) in 5 ml Äthanol mit der Lösung von 0,32 g Kaliumhydroxyd in 1,5 ml Wasser und 10 ml Äthanol etwa eine Stunde in einer Stickstoffatmosphäre am Rückflusskühler zum Sieden. Nach dem fast vollständigen Verdampfen des Äthanols unter vermindertem Druck versetzt man den Rückstand mit Wasser und schüttelt mehrfach mit Äther aus. Nach dem Trocknen der vereinigten Ätherauszüge über Natriumsulfat wird der Äther verdampft und der Rückstand im Hochvakuum destilliert. Man erhält so 0,96 g (94 % der Theorie) l Hexadecadien-(10, 12)-ol-(1)vom Kp.0.001 120-130 C (Lufttemperatur). und :1,4841.
#max 233 m, u (e = 24 000).
Das Infrarot-Absorptionsspektrum zeigt die für die Hydroxylgruppe charakteristische Absorption bei 3300 cm-l, die für die C-O-Valenzschwingung charakteristische Absorption bei 1052 cm-1 die für cis-trans-konjugierte Diene charakteristischen Absorptionen bei 982 cm-1 und 943 cm-1 sowie die für (-CH2-)n > 4 charakteristische Absorption bei 716 cm-1.
Analyse Ct6H300 (Molgewicht 238,42)
Ber.: C 80,60% H 12,69% O 6,71%
Gef.: C 80,64% H 12,72% 0 7,01%
Die Lösung von 0,9 g des wie oben beschrieben erhaltenen Produktes in etwa 3 ml Petroläther (Kp. 30 bis 50 C) wird auf - 10 bis -20 C gekühlt. Nach einiger Zeit scheidet sich ein Kristallat ab, das rasch abgesaugt wird. Man erhält 0,2-0,3 g 10-trans-, 12tans-Hexadecadien-(10,12)-ol-(1) vom Fp. 380 C.
#max; 231 m (# = 32000).
Das Infrarot-Absorptionsspektrum zeigt charakteristische Absorptionen bei 3300 cm-1 (Hydroxylgruppe), 1052 cm-1 (-C-O-Valenz), 984 cm-1 (transtrans-konjugiertes Dien) und 718 cm-1 [(CH2) n4].
Das Filtrat wird eingeengt und hinterlässt 0,6-0,7 g 10-cis-, 12-trans-Hexadecadien-(10,12)-ol-(1).
#max:232 m (# = 29 000).
Das Infrarot-Absorptionsspektrum besitzt charakteristische Banden bei 3300 cm-1 (Hydroxylgruppe), 1052 cm-1 (-C-O-Valenz), 979 cm-1 und 943 cm-1 (cis-trans-konjugiertes Dien) sowie bei 718 cm-1 [(CH2)n < 4].
Beispiel 2 a) 1-Acethoxyhexadecadien-(10,12), Gemisch aus dem 10-cis-, 12cis- und dem 10-trans-, 12-cis-Isomeren.
Die Lösung von 79 g Triphenylphosphin in 360 ml absolutem Benzol wird bei 20-30 C unter Rühren in einer Stickstoffatmosphäre mit 50 g cis-l-Bromhexen-(2) (nach der im Beispiel 1 und 1 b) angegebenen Methode aus dem cis-Hexen-(2)-ol-(1) vom vom 1,4339 und Phosphortribromid erhalten) versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 10-20 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre bei Raumtemperatur gerührt. Danach wird das gebildete Phosphoniumsalz abgesaugt und mit Benzol und Petroläther (Kp. 30-50 C) gewaschen. 915 g des so gewonnenen Phosphoniumsalzes werden ohne weitere Reinigung in 450 ml absolutem Äther suspendiert.
Zu dieser Suspension lässt man unter Stickstoff bei - 200 C unter Rühren 120 ml einer ätherischen n-Butyl-lithiumlösung (131 mg n Butyl-lithium/ml Lösung) in etwa 2 Stunden zuflie ssen. Das Gemisch wird weitere 5-10 Stunden bei -20 C gerührt und dann bei - -20 C in 1-2 Stunden mit der Lösung von 45 g 1-Acetoxy-decanal-(10) in 150 ml absolutem Äther versetzt. Man lässt das Reaktionsgemisch noch 3-5 Stunden bei 200 C nachrühren und lässt es dann allmählich etwa 0 C annehmen. Der gebildete, fast farblose Niederschlag wird rasch abgesaugt und mit Äther gewaschen.
Vom Filtrat wird der Äther unter vermindertem Druck verdampft, der Abdampfrückstand mit etwa 500 bis 800 ml Petroläther (Kp. 30-50 C) versetzt und das Gemisch auf 0 C abgekühlt. Sodann wird das abgeschiedene Triphenylphosphinoxyd abgesaugt. Vom Filtrat wird der Petroläther unter vermindertem Druck abgedampft; man erhält etwa 55 g Rückstand, aus dem nach Destillation im Hochvakuum 43 g l-Acet oxyhexadecadien-(10,12) (73 % der Theorie) gewonnen werden. Kp. 0.07 1350 C.
#max: 232 m (# = 22000).
Das Infrarot-Absorptionsspektrum zeigt charakteristische Absorptionen bei 1740 cm-1 (Estercarbonyl), 981 cm-1 und 944 cm-1 (cis-trans-konjugiertes Dien) sowie bei 718 cm-1 [(CH2)n > 4]. b) Hexadecadien-(10,12)-ol-(1), Gemisch aus dem 10-cis-, 12-eis- und dem 10-trans-, 12-cis-Isomeren.
30 g des unter a gewonnenen Acetats werden in
120 ml Äthanol gelöst. Diese Lösung wird unter Rühren in einer Stickstoffatmosphäre bei 0 bis +50 C in etwa 1 Stunde mit der Lösung von 8 g Kaliumhydroxyd in 35 ml Wasser und 250 ml Äthanol versetzt. Man belässt das Reaktionsgemisch 5-10 Stunden bei +5 bis + 100 C und weitere 8-12 Stunden bei Raumtemperatur. Sodann wird das Äthanol unter vermindertem Druck verdampft und der mit Wasser versetzte Rückstand mehrfach mit Äther ausgeschüttelt.
Nach dem Trocknen der vereinigten Ätherauszüge über Natriumsulfat wird der Äther unter vermindertem Druck verdampft und der Rückstand im Hochvakuum destilliert. Man erhält etwa 23,5 g (92 % der Theorie) Hexadecadien-(10,12)-ol-(1) vom Kp.0.1 141 bis 1420 C; #max: 232 m (# = 22000).
Das Infrarot-Absorptionsspektrum besitzt charakteristische Banden bei 3300 cm-1 (Hydroxygruppe), 981 cm-1 und 944 cm-1 (cis-trans-konjugiertes Dien) sowie bei 718 cm-1 UCH2) n > 4].