CH539594A - Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren - Google Patents

Description

  
 



   Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren durch Spaltung einer Estergruppe.



   Der vorübergehende Schutz einer freien Carboxylgruppe durch Veresterung ist bekanntlich in der präparativen Chemie als auch bei Abbaureaktionen, z. B. zur Konstitutionsaufklärung von unbekannten Verbindungen, von grosser Bedeutung.



  Es ist aber ebenfalls bekannt, dass bei der Spaltung von Estergruppen oft Mittel eingesetzt werden müssen, die neben der Freisetzung der Säuregruppe auch das übrige Molekül in Mitleidenschaft ziehen. So können Ester von Carboxylgruppen mit den allgemein gebräuchlichen Niederalkanolen, wie Methanol oder Äthanol, nur mit Hilfe von relativ starken Basen, wie   Alkalimetallhydroxyden,    gespalten werden.



  Andere, wie gewisse Ester von   Kohlensäureverbindungen,    z. B. tert.-Butyloxycarbonylgruppen, werden mit Hilfe von starken sauren Mitteln, wie Trifluoressigsäure, gespalten.



  Hydrogenolytisch spaltbare Ester, wie solche mit Benzylalkoholen, z. B. Benzylalkohol, sowie die Carbobenzoxygruppe werden durch Behandeln mit katalytisch aktiviertem Wasserstoff in die freien Säuren übergeführt, wobei mit diesen wenig differenzierenden Mitteln auch andere reduzierbare Gruppen im Molekül abgewandelt werden können.



   Anderseits erweisen sich leicht spaltbare Ester von Carbonsäuren, wie die sogenannten  aktivierten  Ester, z. B.



  Ester mit elektronenanziehenden Gruppen, wie Nitro- oder Cyangruppen enthaltende Alkoholen und Phenolen, oder Ester mit gewissen Polyphenylmethanolen, z. B. Diphenylmethanol, als zu reaktionsfähig oder zu wenig widerstandsfähig. um als vorübergehende Schutzgruppen von Säuregruppen dienen zu können.



   Es wurde nun gefunden, dass sich Ester von Carbonsäuren mit 2,2,2-Trihalogenäthanol, worin Halogen gleiche oder verschiedene Halogen-, wie Fluor-, Chlor-, Brom- oder Jodatome, bedeutet, und in erster Linie mit   2,2,2-Trichloräthanol    ganz spezifisch, nämlich durch Behandeln mit reduzierenden Mitteln, insbesondere chemischen Reduktionsmitteln, leicht spalten lassen. Dabei erwiesen sich so veresterte Säuregruppen gegenüber den verschiedenartigsten Reaktionen als äusserst widerstandsfähig und inert, und die Spaltung kann gezielt und unter weitgehendster Schonung anderer im Molekül vorhandener Gruppierungen vorgenommen werden. Ferner können Reaktionen an der Estergruppe selber, z. B. Umesterungen und dergleichen, an 2,2,2-Trihalogenäthylestern in üblicher Weise vorgenommen werden.



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren, dadurch gekennzeichnet, dass man einen 2,2,2-Trihalogenäthylester einer entsprechenden Carbonsäure durch Behandeln mit einem chemischen Reduktionsmittel spaltet.



   Die Bildung des als Ausgangsmaterial verwendbaren Esters einer Carbonsäure mit einem 2,2,2-Trihalogenäthanol, insbesondere   2,2,2-Trichloräthanol,    wird in an sich bekannter Art, z. B. über reaktionsfähige Säurederivate, wie Säurehalogenide oder -anhydride, vorgenommen. Vorzugsweise erhält man den Ester auch durch Behandeln der freien Säureverbindung mit einem 2,2,2-Trihalogenäthanol, insbesondere dem   2,2,2-Trichloräthanol    in Gegenwart eines geeigneten Kondensationsmittels, wie eines Carbodiimids, z. B. Dicyclohexylcarbodiimid, oder einer geeigneten Carbonylverbindung, z. B.



  Carbonyldiimidazol, sowie einer Säure, z. B. einer Halogenwasserstoffsäure oder p-Toluolsulfonsäure. Der erwünschte Ester wird auch durch Behandeln eines Salzes, wie eines Metall-, z. B. eines Alkalimetallsalzes der Säure, mit einem reaktionsfähigen Ester des 2,2,2-Trihalogenäthanols, z. B.



  einem Ester mit einer geeigneten Mineralsäure, wie einer Halogenwasserstoffsäure, oder einer starken organischen Sulfonsäure, wie einer Alkan- oder einer Arylsulfonsäure, gebildet werden.



   Die erfindungsgemässe Spaltung eines Esters einer Carbonsäure mit einem 2,2,2-Trihalogenäthanol, insbesondere mit   2,2,2-Trichloräthanol,    durch Behandeln mit einem chemischen Reduktionsmittel wird unter milden Bedingungen, meist bei Zimmertemperatur oder unter Kühlen vorgenommen.



  Chemische Reduktionsmittel sind insbesondere nascierender Wasserstoff, z. B. Metalle, Metallegierungen oder -amalgame in Gegenwart von wasserstoffabgebenden Mitteln, wie Zink, Zinklegierungen, z. B. Zinkkupfer, oder Zinkamalgam in Gegenwart von Säuren, wie organischen Carbonsäuren, z. B.



  Niederalkancarbonsäure, wie Essigsäure, oder Alkoholen, wie Niederalkanolen, z. B. Methanol oder Äthanol, oder Alkalimetallamalgame, wie Natrium- oder Kaliumamalgam, oder Aluminiumamalgam in Gegenwart von feuchten Lösungsmitteln, wie Äther oder Niederalkanolen.



   Ferner können diese Ester auch durch Behandeln mit Alkalimetallen, z. B. Lithium, Natrium oder Kalium, oder Erdalkalimetallen, z. B. Calcium, in flüssigem Ammoniak, gegebenenfalls unter Zugabe von Alkoholen, wie eines Niederalkanols, gespalten werden. Ein Ester mit einem 2,2,2   Trihalogenäthanol,    wie   2,2,2-Trichloräthanol,    kann ebenfalls durch Behandeln mit stark reduzierenden Metallsalzen, wie Chrom-II-verbindungen, z. B. Chrom-II-chlorid oder Chrom II-acetat, vorzugsweise in Gegenwart von wässrigen Mediun, enthaltend mit Wasser mischbare, organische Lösungsmittel, wie Niederalkanole, Niederalkancarbonsäuren oder Äther,    < .    B. Methanol, Äthanol, Essigsäure, Tetrahydrofuran, Dioxan,    ithylenglykol-dimethyläther    oder Diäthylenglykol-dimethyl ther, in die freie Säure übergeführt werden.



   Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen be chrieben. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.



   Beispiel 1
Zu einer Lösung von 0,5 g   L-2,2-Dimethyl-3-tert.-butyl-       oxycarbonyl-thiazolidin-4 -carbonsäure-2,2,2-trichloräthyl-    ester in 10 ml Essigsäure und 3 ml Wasser wird 1 g frisch zubereitetes Chrom-II-acetat gegeben. Das Reaktionsgemisch wird während 2 Stunden unter einer Kohlenstoffdioxydatmosphäre bei Zimmertemperatur gerührt und darauf mit 100 ml Äther und 80 ml Wasser verdünnt. Nach dem Filtrieren wird der wässrige Anteil abgetrennt und mit 80 ml Äther extrahiert; die Ätherlösungen werden zweimal mit Wasser gewaschen, vereinigt, getrocknet und verdampft. Der erhaltene Rückstand wird in 40 ml Äther gelöst, die Lösung mit 2 Portionen von 20 ml 0,2n Natronlauge extrahiert und die alkalischen Extrakte mit Äther gewaschen, mit kristalliner Zitronensäure angesäuert und mit 3 Portionen zu je 40 ml Methylenchlorid extrahiert.

  Die organischen Lösungen werden mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingedampft; man erhält so die kristalline   L-2,2-Dimethyl-3 -tert. -butyloxycarbonyl-    thiazolidin-4-carbonsäure, welche nach dem Umkristallisieren aus Pentan bei   1151170C    schmilzt; [a]D   = -77"    +   1     (c = 0,835 in Chloroform).

 

   Das Ausgangsmaterial kann z. B. wie folgt erhalten werden:
Eine Lösung von 4,55 g einer L-2,2-Dimethyl-3-tert.butyloxycarbonyl-thiazolidin4-carbonsäure, erhalten z. B.



  nach dem in der Patentschrift Nr. 480 355 beschriebenen Verfahren, und 10 g Trichloräthanol in 10 ml Methylenchlorid und 6 Tropfen Pyridin wird mit einer Lösung von 3,62 g Dicyclohexylcarbodiimid in 10 ml Methylenchlorid versetzt.



  Nach 16 Stunden wird der gebildete Dicyclohexylharnstoff abfiltriert, das Filtrat eingedampft und der Rückstand mit Benzol behandelt. Der unlösliche Anteil wird abfiltriert; das Filtrat wird an 240 g eines Diatomeenerdepräparats adsorbiert. Der erwünschte L-2,2-Dimethyl-3 -tert. -butyloxycarbo     nyl-thiazolidin-4 -carbonsäure-2,2,2-trichloräthylester    wird mit Benzol eluiert; das Produkt kristallisiert beim Stehen und in farblosen Stäbchen aus wässrigem Methanol, F.   69-71";      [a]D20    =   -70    (c = 1 in Chloroform); Infrarot-Absorptionsbanden bei   5,70u    und   5,94,u.   

 

   Beispiel 2
Eine Lösung von 0,14 g   L-2,2-Dimethyl-3-tert.-butyloxy       carbonyl-thiozolidin-4-carbonsäure-2,2,2-trichloräthylester    in 3,5 ml 90 %iger wässriger Essigsäure wird mit 1,5 g Zinkstaub versetzt und während 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Der Rückstand wird abfiltriert und mit 4 ml Eisessig gewaschen; das Filtrat wird mit 200 ml Benzol verdünnt und 5mal mit je 35 ml Wasser gewaschen. Die organische Lösung wird am Wasserstrahlvakuum verdampft und der Rückstand ergibt nach Umkristallisieren aus Pentan die L-2,2-Dimethyl3 -tert. -butyloxycarbonyl-thiazolidin-4 -carbonsäure, F.   113-115 .    

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren, dadurch gekennzeichnet, dass man einen 2,2,2-Trihalogenäthylester einer entsprechenden Carbonsäure durch Behandeln mit einem chemischen Reduktionsmittel spaltet.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man den 2,2,2-Trichloräthylester verwendet.

   2. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man nascierenden Wasserstoff als chemisches Reduktionsmittel verwendet.

   3. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Metalle, Metallegierungen oder -amalgame in Gegenwart von wasserstoffabgebenden Mitteln als chemisches Reduktionsmittel verwendet.

   4. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Zink, Zinklegierungen oder Zinkamalgam in Gegenwart von Säuren oder Alkoholen als chemisches Reduktionsmittel verwendet.

   5. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Zink in Gegenwart von Essigsäure als chemisches Reduktionsmittel verwendet.

   6. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Alkalimetallamalgame oder Aluminiumamalgam in Gegenwart von feuchtem Äther oder Niederalkanolen als chemisch es Reduktionsmittel verwendet.

   7. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle in flüssigem Ammoniak als chemische Reduktionsmittel verwendet.

   8. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Chrom-II-verbindungen als chemische Reduktionsmittel verwendet.

   9. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel EMI2.1 herstellt.

   10. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel EMI2.2 herstellt.