CH520636A - Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit einer doppelten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit einer doppelten Kohlenstoff-Kohlenstoff-BindungInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Verbindungen mit einer doppelten KohlenstoffKohlenstoff-Bindung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel EMI1.1 in welcher R2 und¯R3 ein Wasserstoffatom, eine gesättigte oder ungesättigte substituierte oder nicht-substituierte Alkyl-, Zykloalkyl- oder Aralkylgruppe, eine substituierte oder nicht-substituierte Arylgruppe oder zusammen eine zyklische Gruppe darstellen und R2 auch einen weiteren Substituenten = N-R1 tragen kann, wobei R, ein Wasserstoffatom, eine Alkyl- oder Aralkylgruppe darstellt und in der R'3 die gleiche Bedeutung hat wie R8 und R'2 wie R2. Es ist bekannt, dass Verbindungen mit einer doppelten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung mit Hilfe der sogenannten Wittigreaktion dadurch hergestellt werden können, dass man ein quaternäres Triaryl- oder Trialkylphosphoniumsalz in Gegenwart einer Base mit einer Oxoverbindung reagieren lässt. So ist in der deutschen Patentschrift Nr. 1158 505 beschrieben worden, dass sich ss-Karotin dadurch herstellen lässt, dass man Axe rophthylidentriphenylphosphoniumhydrosulfat in Gegenwart einer Base mit Vitamin-A-aldehyd koppelt. Die Reaktion wird bei niedriger Temperatur, zwischen -50 und +1000 C, aber besonders bei Temperaturen von etwa 0 C durchgeführt. Aus Angew. Chem. 75, 475 (1963) ist es bekannt, dass Alkyliden- und Aralkylidentriphenylphosphorane, wie Benzylidentriphenylphosphoran, mit N-Phenylbenzaldimin und N-Phenylzimtaldiinin bei 130-150 C oder 150-180 C, abhängig vom-Vorhandensein oder Fehlen einer Methylengruppe in ss-Stellung gegenüber dem Phosphoratom im Phosphoran, unter Bildung von Olefinen reagieren. Es hat sich nun herausgestellt, dass Phosphorane mit einem Polyengerüst, wie z. B. Axerophthylidenphosphorane, nicht mit z. B. N-Phenylbenzaldimin reagieren und dass ebensowenig Alkyliden- und Aralkylidenphosphorane mit Polyenaldiminen zum Reagieren gebracht werden können. Bei den in der erwähnten Veröffentlichung vorgeschriebenen Temperaturen findet Zersetzung von Polyenverbindungen statt, während diese Verbindungen bei niedrigeren Temperaturen, bei denen Zersetzung vermieden wird, nicht mehr reaktiv sind. Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass Azomethine der Formel I EMI1.2 in der R einen Polyenrest, R' ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, z.B. eine Methylgruppe, eine Aryl- oder eine Aralkylgruppe darstellt und R1 eine Alkyl- oder Aralkylgruppe ist, wohl unter Bildung einer doppelten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung mit einem Phosphoran gekoppelt werden können, wenn das Azomethin in Form eines Adduktes mit einem Elektronenakzeptor vorliegt. Unter diesem Umstand kann man auch ein Phosphoran mit einem Polyenrest mit einer Iminoverbindung koppeln. Selbstverständlich kann diese Erfindung auch verwendet werden beim Koppeln von Alkyliden- und Aralkylidenphosphoranen mit N-Phenylbenzaldimin und anderen Iminen, die bisher nur bei hohen Temperaturen zum Reagieren gebracht werden konnten. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man ein Addukt eines Elektronenakzeptors B mit einem Azomethin der Formel II EMI2.1 mit einem Phosphoran der Formel III EMI2.2 in welcher R4, R'4 und R"4 eine Alkyl-, Aryl-, Alkaryloder Alkoxyarylgruppe darstellen, reagieren lässt. Unter einem Elektronenakzeptor B wird in diesem Zusammenhang immer eine Verbindung verstanden, die mit einem Stoff, der ein Atom mit einem freien Elektronenpaar enthält, eine dativ-kovalente Bindung einzugehen vermag. Als derartige Verbindungen seien namentlich erwähnt: BF8, Sie4, Fell8, A1C13, P205 und Cd12. Weiter können erwähnt werden: Als0, ZnCl2, PC15, Ca13, BC13, während auch BBr3, SnBr4, SnJ4, SbCl5 und SbF5 genannt werden können. Als Beispiele der Gruppen, die von R4, R'4 und R"4 dargestellt werden können, können erwähnt werden: Äthyl und Butyl, p-Tolyl, p-Anisyl, Naphthyl, aber besonders Phenyl. Die Gruppen R2, R'2 und R5 können Substituenten tragen. Als solche können erwähnt werden Hydroxyl-, Carboxyl- und Oxogruppen und deren funktionelle Derivate, weiter Nitrilgruppen und dergleichen. Das erfindungsgemässe Verfahren ist von besonderem Interesse zum Koppeln jener Verbindungen, die infolge ihrer thermischen Instabilität bisher nicht zum Reagieren gebracht werden konnten, z. B. zum Koppeln von Phosphoranen der Formel III, in der R'2 eine gegebenenfalls mit EMI2.3 und/oder = N-R1 substituierte Polyengruppe darstellt, und zum Koppeln von Azomethinen der Formel II, in der R2 eine gegebenenfalls mit = N-R1 substituierte Polyengruppe darstellt. Insbesondere für die Herstellung von Vitamin A, von Ausgangsprodukten zur Herstellung von Vitaminen A, die eine Polyenkette aufweisen, und von anderen Naturstoffen, wie Karotinoidverbindungen z. B. ss-Karotin, Zeaxanthin, Xanthophyl und Kanthaxanthin, ist das erfindungsgemässe Verfahren von Interesse. Die Reaktion nach der Erfindung kann derart durchgeführt werden, dass man ein Azomethin der Formel II mit einem Elektronenakzeptor reagieren lässt, und das erhaltene Addukt mit einem Phosphoniumsalz der Formel IV EMI2.4 in der R'2, R'3, R4, R'4 und R"4 die gleiche Bedeutung haben wie in Formel III und X- ein Anion darstellt, wie ein Chlorion, Tosylation, Fluorboronation oder Hydrosulfation, zusammenfügt, wonach das unter dem Einfluss einer Base aus dem Phosphoniumsalz freigemachte Phosphoran der Formel III mit dem Azomethin reagiert. Als Basen können dabei diejenigen Basen, die in der Literatur zum Umsetzen von Phosphoniumverbindungen in Phosphorane bekannt sind, wie Hydroxide und Al kalihydroxide, sowie Alkoholate und Alkaliamide verwendet werden. Gute Resultate lassen sich erzielen, wenn ein Azomethin mit einem Phosphoran, das in situ aus einer an z. B. BF3 gebundenen quaternären Phosphoniumverbindung erhalten ist, zum Reagieren gebracht wird. Eine derartige quaternäre Phosphoniumverbindung lässt sich aus einem Alkohol, einem veresterten Alkohol oder aus einer Komplexverbindung, die bei Reduktion einer Säure, eines Esters, Ketons oder Aldehyds mit einem Dialkylaluminiumhydrid, wie z. B. Diisobutylaluminium- hydrid (DIBAH), erhalten ist, dadurch herstellen, dass man eine dieser Verbindungen mit einem Phosphin und einem Elektronenakzeptor B reagieren lässt. Also durch Reaktion einer Verbindung der Formel V EMI2.5 mit einem Phosphin der Formel VI EMI2.6 und einem Elektronenakzeptor B. In der Formel V haben R'e und R'g die gleiche Bedeutung wie in Formel 1V, während R5 ein Wasserstoffatom, eine Azylgruppe, wie z.B. eine Azetyl- oder eine Paimithylgruppe, oder den Rest A eines Metallhydrids darstellt, wobei dieser Rest bei Reduktion einer Säure, eines Esters, Ketons oder Aldehyds mit einem derartigen Hydrid, z.B. im Falle von Reduktion mit DIBAH die Gruppe Al [GH2CH(CH3)o]2, entsteht. In der Formel VI haben R4, R'4 und R"4 die gleiche Bedeutung wie in der Formel IV. Die gebildete quaternäre Phosphoniumverbindung kann durch die Formel VII EMI2.7 dargestellt werden, in der die Symbole die oben definierte Bedeutung haben. Es sei bemerkt, dass, wenn man ein Phosphoran der Formel III in situ aus einer Phosphoniumverbindung mit Hilfe eines z. B. in einem Alkohol gelösten Kaliumoxids herstellt, man dem Reaktionsgemisch anstelle von einem Azomethin der Formel II auch eine bei der Reduktion eines Nitrils mit DIBAH gebildete Komplexverbindung zusetzen kann. Mit dem vorhandenen Alkohol wird dann aus diesem Komplex, bevor die Kopplung mit dem Phosphoran stattfindet, ein Azomethin der Formel II gebildet. Derartige Nitril-Reduktionskomplexe lassen sich ebenfalls mit der Formel II darstellen, in der R1 dann für die Gruppe A1[CH2CH(C)2]2 steht. Das erfindungsgemässe Verfahren führt besonders dann zu guten Ergebnissen, wenn das verwendete Azomethin von einem Aldehyd abgeleitet worden ist. Das Verfahren wird mit Vorteil unter Ausschluss von Sauerstoff und Feuchtigkeit durchgeführt. Sauerstoff kann das verwendete Phosphoran zum entsprechenden Aldehyd oder Keton und Phosphinoxid oxydieren, wonach noch nicht oxydiertes Phosphoran mit diesem Aldehyd oder Keton statt mit einem Azomethin reagieren kann, während Feuchtigkeit das Phosphoran unter dazu günstigen Umständen zersetzen kann. Die Kopplungsreaktion wird deswegen vorzugsweise in einer trocknen Inertgasatmosphäre, z. B. in Argon oder Stickstoff, durchgeführt. Die Reaktion findet vorzugsweise in einem geeigneten Lösungsmittel statt. Sowohl polare als auch apolare Lösungsmittel kommen in Betracht, aber apolare sind dem Anschein nach zu bevorzugen. Als Lösungsmittel können erwähnt werden: Benzol, Toluol, halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Dichlorethane, Chloroform, Chlorbenzol, weiter Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Ester- wie Tetrahydrofuran. Die Temperatur des Reaktionsgemisches lässt sich innerhalb ziemlich weiter Grenzen variieren. Beim Koppeln von Polyenverbindungen wird man die Temperatur möglichst niedrig halten. Bei der Verwendung stabilerer Verbindungen kann eine etwas höhere Temperatur gewählt werden. In der Regel wird die Temperatur zwischen -50 und + 1000 C, meistens zwischen 0 und +500 C liegen. Beispiel 1 7,1 g (1/40 Mol) kristallines all-trans-Vitamin-Anitril wurden in 100 ml trocknem Chlorbenzol gelöst. Das Nitril wurde bei Zimmertemperatur mit 5 ml (1/40 Mol) Diisobutylaluminiumhydrid in 100 ml Chlorbenzol reduziert. Nach 10 min. wurde dem Reaktionsgemisch 2,92 ml SnC14 0 aq. (1/40 Mol) zugesetzt. Dabei trat ausser einer starken Dunkelfärbung eine geringe Wärmeentwicklung auf. Nach Sminutigem Rühren wurden 15,7 g (1/40 Mol) Axerophthylidentriphenylphosphoniumhydrosulfat zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde danach 30 min lang bei Zimmertemperatur gerührt. Danach wurden 10 g KOH in 50 ml Methanol zugesetzt, wobei die Temperatur um 100 C ansteigt. Nach 5 min wurde das Reaktionsgemisch mit 250 ml 10N H2S04 angesäuert. Nach 10minutigem Rühren wurde die Wasserschicht abgetrennt. Die organische Schicht wurde durch ein wasserabweisendes Filter in einen Messkolben überbracht, in dem mittels einer UV-Messung die Ausbeute an ss-Karotin bestimmt wurde. Die Ausbeute betrug 26,4 %. Der Versuch wurde wiederholt, jedoch mit diesem Unterschied, dass kein SnC14 zugesetzt wurde. Bei der UV-Messung am Ende dieses Versuches konnte kein ss-Kerotin nachgewiesen werden. Beispiel 2 Einer Lösung von 1/40 Mol N-n.Butylretinylidenazomethin in 200 ml trocknem n-Butyläther wurden bei Zimmertemperatur 3l/2 ml BF3-Atherat (1/40 Mol) zugesetzt. Nach 30minutigem Rühren wurden 15,7 g Axerophthylidentriphenylphosphoniumhydrosulfat zuge setzt. Nachdem dieses Reaktionsgemisch 30 min lang bei Zimmertemperatur gerührt war, wurden 10 g KOH in 50 ml Methanol zugesetzt. Die Aufarbeitung dieses Reaktionsgemisches ist der nach Beispiel 1 gleich. Die Ausbeute an ss-Karothin betrug 45 SE. Beispiel 3 5,38 g (1/40 Mol) kristallines trans-ss-Ionylidenacetonitril wurden in 100 ml Brombenzol gelöst. Das Nitril wurde mit 5 ml (1/40 Mol) Di4sobutylaluminiumhydrid in 100 ml Brombenzol bei Zimmertemperatur reduziert. Nach 10 min wurden dem Reaktionsgemisch 3,55 g P205 (1/40 Mol) zugesetzt. Ausser einer geringen Wärmeentwicklung wurde eine Vertiefung der Farbe wahrgenommen. Nach lstündigem Rühren bei Zimmertemperatur wurden 15,7 g Axerophthylidentriphenylphosphoniumhydrosulfat zugesetzt. Nachdem das erhaltene Gemisch 13 min lang bei Zimmertemperatur gerührt war, wurden 10 g KOH in 50 ml Methanol zugesetzt. Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches war der nach Beispiel 1 gleich. Die aus dem UV-Spektrum berechnete Ausbeute an ss35-Karotin betrug 18%. Beispiel 4 Einer Lösung von 1/40 Mol N-n.But l-fl15-Azo- methin in 200 ml trocknem Toluol wurden 3l/2 ml BF3 Ätherat (1/40 Mol) zugesetzt. Nach 15minutigem Rühren wurden 15,7 g Axerophthylidentriphenylphosphoniumhydrosulfat zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 30 min lang gerührt. Danach wurden 10 g KOH in 50 ml Methanol zugesetzt. Die Ausarbeitung war der nach Beispiel 1 gleich. Die nach dem Beispiel 3 berechnete Ausbeute an ssS5-Karotin betrug 40 %. Beispiel 5 Einer Lösung von 8,2 g (1/40 Mol) kristallinem Vitamin-A-Azetat und 6,55 g (1/40 Mol) Triphenylphosphin in 200 ml trocknem Benzol wurden unter Rühren bei Zimmertemperatur langsam 2,92 ml SnCl4 0 aq (1/40 Mol) zugesetzt. Es wurde 2 Stunden lang bei Zimmertemperatur gerührt, wobei ein ölartiger Niederschlag entstand, der sich durch Rühren über die ganze Flüssigkeit verteilte. Dieser heterogenen Lösung wurden eine Lösung von 1/40 Mol des mit Diisobutylaluminiumhydrid reduzierten Vitamin A-nitrils und 2,92 ml SnCl4 0 aq in 200 ml trocknem Benzol zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 10 min lang gerührt, wonach eine Lösung von 10 g KOH in 50 ml Methanol zugesetzt wurde. Die Aufarbeitung wurde wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Ausbeute an ss-Karotin betrug 23 %. Beispiel 6 Einer Lösung von 7,15 g kristallinem all-trans Vitamin-A-alkohol (1/40 Mol) und 6,55 g Triphenylposphin (1/40 Mol) in 200 ml trocknem Toluol wurden bei Zimmertemperatur unter Rühren langsam 3,5 ml (1/40 Mol) BFÄtherat zugesetzt. Es wurde 2 Stunden lang bei Zimmertemperatur gerührt. Dabei entstand eine homogene gelbgrüne Lösung. Dieser Lösung wurde eine Lösung von 1/40 Mol N-n.Butylretinylidenazomethin und 3,5 ml BF3-Ätherat (1/40 Mol) in 200 ml trocknem Toluol zugesetzt. Das Gemisch wurde 10 min lang gerührt, wonach eine Lösung von 10 g KOH in 50 ml Methanol zugesetzt wurde. Die Aufarbeitung wurde wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Die Ausbeute an ss-Karotin betrug 40 %. Beispiel 7 Einer Lösung von 7,15 g kristallinem all-trans Vitamin-A-alkohol (1/40 Mol) und 6,55 g Triphenylphosphin (1/40 Mol) in 200 ml trocknem Chlorbenzol wurden unter Rühren bei Zimmertemperatur langsam 3,5 ml (1/40 Mol) BF3-Atherat zugesetzt. Danach wurde 2 Stunden lang bei Zimmertemperatur nachgerührt. Der erhaltenen Lösung wurde eine Lösung von 1/40 Mol mit Diisobutylaluminiumhydrid reduziertem ss - Ionyliden- acetonitril und 3,5 ml BF3-Ätherat zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 10 min lang gerührt, wonach eine Lösung von 10 g KOH in 50 ml Methanol zugesetzt wurde. Die Aufarbeitung wurde wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Die Ausbeute an ss35-Karotin betrug 22%. Beispiel 8 Der Versuch nach Beispiel 7 wurde wiederholt, jedoch mit dem einzigen Unterschied, dass dem reduzierten Nitril kein BF3 zugesetzt wurde. Ausbeute 22 %. Beispiel9 Einer Lösung von 8,2 g (1/40 Mol) kristallinem alltrans-Vitamin-A-azetat und 6,55 g (1/40 Mol) Triphenylphosphin in 200 ml trocknem Dichloräthan wurden unter Rühren bei Zimmertemperatur langsam 3,5 ml BF3-Ätherat zugesetzt. Dieser Lösung wurde eine Lösung von 1/40 Mol N-n.Butyl-ss15-Azomethin und 3,5 ml BF3-Ätherat in 200 ml trocknem Dichloräthan zugesetzt. Nach 15minutigem Rühren bei Zimmertemperatur wurde eine Lösung von 10 g KOH in 50 ml Methanol zugesetzt, Die Aufarbeitung erfolgte wie in Beispiel 1. Die Ausbeute an ss35-Karotin betrug 50%. Beispiel 10 Einer Lösung von 5,5 g ss-Ionylidenäthanol (1/40 Mol) und 6,55 g Triphenylphosphin (1/40 Mol) in 200 ml trocknem Benzol wurden unter Rühren bei Zimmertemperatur langsam 2,92 ml SnC14 0 aq zugesetzt. Es wurde 2 Stunden lang bei Zimmertemperatur nachgerührt. Es wurde eine heterogene Lösung erhalten, der eine Lösung von 1/40 Mol mit Di-isobutylaluminiumhydrid reduziertem Vitamin-A-nitril in 200 ml trocknem Benzol und 2,2 ml SnCl4 0 aq zugesetzt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde 3 min lang bei Zimmertemperatur gerührt, wonach 10 g KOH in 50 ml Methanol zugesetzt wurden. Das Reaktionsprodukt wurde wie in Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet. Die Ausbeute an ss35-Karotin betrug 23 %. Beispiel 11 Einer Lösung von 10,75 g ss-Ionylidenacetonitril in 200 ml trocknem Benzol und 10 ml Diisobutylalumi- niumhydrid wurden unter Rühren bei Zimmertemperatur 5,84 ml SnCl4 0 aq zugesetzt, wonach 10 min lang nachgerührt wurde. Danach wurden 18,45 g Buten-1,4-diphosphoniumbromid (1/40 Mol) zugesetzt, wonach 1 Stunde lang bei Zimmertemperatur gerührt wurde. Es entstand eine orangegelbe trübe Lösung. Dieser Lösung wurden 10 g KOH in 50 ml Methanol zugesetzt. Die Aufarbeitung wurde wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Die Ausbeute an fi84-Karotin betrug 10,8 %.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCHVerfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel EMI4.1 in welcher R2 und R3 ein Wasserstoffatom, eine gesättigte oder ungesättigte substituierte oder nicht-substituierte Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkylgruppe, eine substituierte oder nicht-substituierte Arylgruppe oder zusammen eine zyklische Gruppe darstellen und R2 auch einen weiteren Substituenten = N-R1 tragen kann, wobei R1 ein Wasserstoffatom, eine Alkyl- oder Aralkylgruppe darstellt und in der R'3 die gleiche Bedeutung hat wie R3 und R'2 wie R2, dadurch gekennzeichnet,dass man ein Addukt eines Elektronenakzeptors B mit einem Azomethin der Formel II EMI4.2 mit einem Phosphoran der Formel III EMI4.3 in welcher R4, RZ4 und R"4- eine Alkyl-, Aryl-, Alkaryloder Alkoxyarylgruppe darstellen, reagieren lässt.UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Addukt eines Elektronenakzeptors B mit einen Azomethin der Formel -ll mit einem Phosphoran der Formel III reagieren lässt, das man in situ mit einer Base aus einer quaternären Phosphoniumverbindung der Formel VII EMI4.4 erhalten hat, in der R'2, R'3, R4, R"4 die gleiche Bedeutung haben wie in Formel III, 1:5 ein Wasserstoffatom, eine Acylgruppe oder den Rest eines Metallhydrides darstellt, der bei der Reduktion einer Säure, eines Esters, Ketons oder Aldehyds mit einem derartigen Hydrid entsteht, und in der B einen Elektronenakzeptor darstellt.2. Verfahren nach Patentanspruch oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektronenakzeptor B verwendet wird, der aus der Gruppe: BF3, SnCI4, FeCl8, All3, P205, Cd12, Als0, Zahl2, PCI5, CaC18, BC4, BBR3, SnBr4, SnJ4, SbCI5 und SbF5 gewählt ist.3. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektronenakzeptor eine Verbindung aus der Gruppe BF3, SnCI4, AlCl3 verwendet wird.4. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Elektronenakzeptor BF3 oder SnC14 verwendet wird.5. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Formel III zum Reagieren gebracht wird, in der R4, R'4 und R"4 eine Phenylgruppe darstellen.6. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Azomethin der Formel II verwendet wird, in der R8 ein Wasserstoffatom darstellt.7. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein N-Alkylazomethin der Formel I zum Reagieren gebracht wird.8. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein N-Butylazomethin der Formel I zum Reagieren gebracht wird.9. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1 zur Herstellung von Vitamin A oder einem Zwischenerzeugnis zur Herstellung von Vitamin A, das eine an einer Polyenkette gebundene 2,6,6-Trimethylenhexen-Gruppe hat.
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| PL | Patent ceased |