DE1104504B - Verfahren zur Herstellung von ungesaettigten cyclischen Ketonen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES mmm< PATENTAMT

kl. 12 ο 25

INTERNAT. KL. C 07 C

AUSLEGESCHRIFT 1104 504

H 37833 IVb/12 ο

ANMELDETAG: 9. NOVEMBER 1959

B EKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT.· 13.APRIL1961

Die Erfindung hat ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten cyclischen Ketonen zum Gegenstand.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man Ätherketale der allgemeinen Formel

CH₃ R

I I

R-CH₂-C = C-CH₂-CH₂-,

CH,

-C = CH-CH-CH-C-CH₂-R

OR' OR' OR'

worin die mit R bezeichneten Substituenten Wasserstoff oder niedere Alkylreste und die mit R' bezeichneten Substituenten niedere Alkylreste darstellen, gegebenenfalls nach Alkoholabspaltung mit an sich bekannten sauren Cyclisierungsmitteln behandelt.

Als Ausgangsmaterialien für dieses Verfahren können z. B. 6,10 - Dimethyl - 2,2,4 - triäthoxyundecadien - (5,9), 6,9,10-Trimethyl-2,2₎4-triäthoxyundecadien-(5,9),6,10-Dimethyl-2,2,4-trimethoxydodecadien-(5,9), 6,10,12-Trimethyl-2,2,4-triäthoxytridecadien-(5,9), 3,6,10-Trimethyl-2,2,4-triäthoxytridecadien-(5,9) oder 3,6,9,10-Tetramethyl-2,2,4-triäthoxytridecadien-(5,9) verwendet werden. Diese Verbindungen können z. B. durch Umsetzung eines Acetals der allgemeinen Formel

CH₃ R

CH₃

OR'

R-CH₂-C = C-CH₂-CH₂-C = CH-CH

OR'
II

CH₃ R Verfahren zur Herstellung von ungesättigten cyclischen Ketonen

Anmelder:

F. Hoffmann-La Roche & Co.

Aktiengesellschaft,

Basel (Schweiz)

Vertreter: Dr. G. Schmitt, Rechtsanwalt, Lörrach (Bad.), Friedrichstr. 3

Beanspruchte Priorität: Schweiz vom 17. Dezember 1958

Dr. Waldemar Guex, Bottmingen,

Dr. Roman Marti et, Riehen,

und Dr. Marc Montavon, Basel (Schweiz),

sind als Erfinder genannt worden

mit einem Enoläther der allgemeinen Formel

R-CH = C-CH₂-R III

I
OR'

in Gegenwart eines sauren Katalysators gewonnen werden. In den obigen Formeln besitzen die mit R und R' bezeichneten Substituenten die gleiche Bedeutung wie in der allgemeinen Formel I.

Die Ätherketale werden vorzugsweise in einer ersten Reaktionsstufe einer Alkoholabspaltung unterworfen, wobei Verbindungen der nachstehenden allgemeinen Formeln gebildet werden.

R-CH₂-C = C-CH₂-CH₂-C =. CH-CH-C = C-CH₂-R

OR'

OR'

CH, R

R-CH₂-C = C-CH₂-CH = C-CH = CH-C =C — CH₂- R

OR'

Die Alkoholabspaltung wird zweckmäßig in Gegenwart höhter Temperatur durchgeführt. Als saure Mittel können eines Lösungsmittels und eines sauren Mittels bei er- beispielsweise p-Toluolsulfonsäure, Metaphosphorsäure

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und Orthophosphorsäure verwendet werden. Es hat sich gemisch gießt man auf Eis und Natriumbicarbonatlösung

als vorteilhaft erwiesen, dem Reaktionsgemisch eine und wäscht die sich abscheidende organische Phase

organische Base, z. B. Chinolin oder Pyridin, zuzusetzen. mehrmals mit kaltem Wasser aus. Nach dem Trocknen

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsfprm und Eindampfen im Vakuum erhält man ein Gemisch,

wird die Alkoholabspaltung bei Siedetemperatur des 5 das zur Hauptsache aus 6,10-Dimethyl-2-äthoxyundeca-

Reaktionsgemisches unter ständigem Abdestillieren des tetraen-(2,4,6,9) besteht (nf = 1,5360; UV-Maximum

gebildeten Alkohols durchgeführt. in reinem Äthylalkohol bei 284πιμ, E}'⁵ _m = 800). Ausbeute

Entweder die Ätherketale der allgemeinen Formel I 28 g.

oder die nach der vorzugsweisen Arbeitsweise daraus Das erhaltene Substanzgemisch wird in 25 ml Benzol durch Alkoholabspaltung erhältlichen Verbindungen io gelöst und unter kräftigem Rühren zu 80 ml 84%iger werden durch Behandlung mit sauren Mitteln cyclisiert. Phosphorsäure gegeben. Die Temperatur steigt rasch Je nach den verwendeten sauren Cyclisierungsmitteln auf 35 bis 40⁰C an. Man läßt die Mischung noch 30 Minuentstehen cyclische Ketone, die neben a-Jonon- auch ten reagieren, gießt sie dann auf Eis und Wasser und /J-Jononstruktur aufweisen. So kann man Ketone mit nimmt die organische Phase in Petroläther auf. Die praktisch ausschließlich a-Jononstruktur gewinnen, wenn 15 Petrolätherlösung wird mit Wasser, Natriumbicarbonatman als saures Cyclisierungsmittel sirupöse Phosphor- lösung und schließlich wieder mit Wasser bis zur Neusäure bei Raumtemperatur oder bei wenig über Raum- tralität gewaschen. Nach dem Trocknen und Eindampfen temperatur erhöhter Temperatur verwendet. Wenn man erhält man durch fraktionierte Destillation des Rückdagegen die zu cyclisierenden Verbindungen mit konzen- Standes nahezu reines a-Jonon (Siedepunkt 60 bis 65° C/ trierter Schwefelsäure in der Kälte behandelt, ist der 20 0,02 mm Hg; ?i|" = 1,4995; UV-Maximum in reinem Gehalt an cyclischen Ketonen des /3-Jonon-Typs im Äthylalkohol bei 226 ΐημ, Ei*_M = 700). Bei 290 my. ist Endprodukt erhöht. eine geringe Absorption festzustellen, die auf einen

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält- unbedeutenden Gehalt an /S-Jonon hindeutet. Ausbeute liehen Ketone gehören einer Gruppe von bekannten 8,6 g (45 °/₀ der Theorie, bezogen auf ein gesetztes Äther-Riechstoffen mit wertvollen Geruchsnuancen an. 25 ketal).

Es ist bekannt, Jonon und Iron sowie deren Homologe, Das als Ausgangsmaterial benötigte 6,10-Dimethyl-

wie Iso- und n-Alkyljonone bzw. -irone,. durch Cycli- 2,2,4-triäthoxyundecadien-(5,9) kann wie folgt hergestellt

sierung entsprechender Pseudo]onone und -irone herzu- werden:

stellen (vgl. die deutschen Auslegeschriften 1 030 827 235 g trockenes Lemongrasöl werden mit 160 g Ortho- und 1 041 039 sowie die deutschen Patentschriften 30 ameisensäureäthylester vermischt und hierauf mit einer 812 313 und 933149). Es ist ferner bekannt, daß sich Lösung von 3 g kristallisierter Phosphorsäure in 40 g das vom Pseudojonon in der Lage der isolierten Doppel- absolutem Alkohol versetzt. Durch Kühlen mit Eiswasser bindung unterscheidende 2,6-Dimethylundekatrien-(l, hält man die Temperatur auf 20 bis 25°C und läßt das 6,8)-on-(10) ebenfalls zum Jonon cyclisieren läßt (vgl. Gemisch dann im verschlossenen Kolben über Nacht bei die deutsche Auslegeschrift 1 000 374). Das erfindungs- 35 Zimmertemperatur stehen. Am folgenden Tag versetzt gemäß mit an sich bekannten Cyclisierungsmitteln zu man die dunkelbraune Lösung mit 1000 ml Petroläther behandelnde Tetraen der allgemeinen Formel V (erhalten (vom Siedeintervall 30 bis 45° C) und wäscht sie zuerst durch Alkoholabspaltung aus dem als Ausgangsstoff mit 1000 ml Eiswasser und anschließend mit 1000 ml verwendeten Trialkoxydien der allgemeinen Formel I) gesättigter Natriumbicarbonatlösung. Nun wird sie über unterscheidet sich von den bisher der Cyclisation unter- 40 Natriumsulfat getrocknet und durch Eindampfen im worfenen Verbindungen insbesondere dadurch, daß die Wasserstrahlvakuum bei 40⁰C vom Lösungsmittel beisolierte Doppelbindung nicht durch drei bzw. vier freit. Das rohe Citralacetal bleibt als braunes Öl zurück Einfachbindungen, sondern lediglich durch zwei vom und kann durch Destillation gereinigt werden. Man System der konjugierten Doppelbindungen abgesetzt ist. erhält 200 g reines Acetal als schwachgelbes Öl, das bei Es war deshalb keineswegs vorauszusehen, daß sich das 45 76 bis 78°C/0,2 mm Hg siedet [n<$ = 1,4528). 22,6 g des Tetraen der allgemeinen Formel V mit den üblichen Acetals werden mit 10 g 2-Äthoxypropen-(l), und hierauf Cyclisierungsmitteln zum Sechsring des Jonons würde portionsweise mit einer Lösung von 1 g Zinkchlorid in schließen lassen. 10 ml Essigsäureäthylester versetzt. Durch Kühlen mit

Die Verwendung der erfindungsgemäß als Ausgangs- Eiswasser sorgt man dafür, daß die Temperatur 40³C

stoffe eingesetzten Ätherketale der allgemeinen Formel I 5° nicht übersteigt. Sobald die Reaktion abgeklungen ist,

wirkt sich bei der Herstellung von Iso-und n-Alkylj ononen läßt man die Mischung noch 1 Stunde bei Zimmertem-

bzw. -ironen besonders vorteilhaft aus. Bekanntermaßen peratur stehen und versetzt die Lösung mit 1000 ml

werden bei der Synthese solcher Jononhomologen aus Petroläther. Nach dem Waschen mit Eiswasser und

Citral und einem höheren Keton, wie Methyläthylketon, Natriumbicarbonatlösung wird die Petrolätherlösung

stets Gemische der Iso- und n-Alkylisomeren erhalten. 55 getrocknet und im Wasserstrahlvakuum vom Lösungs-

Demgegenüber liefert das aus Citral über ein Citral- mittel befreit. Man erhält 28 g 6,10-Dimethyl-2,2,4-tri-

acetal und Kondensation mit einem entsprechend sub- äthoxyundecadien-(5,9) als gelbes Öl.(wf? = 1,4566).

stituierten Enoläther der allgemeinen Formel III er- - T .

hältliche Ätherketal der allgemeinen Formell die ge- Beispiel 2

wünschten Isoalkyl-, n-Alkyl- oder Iso-n-alkylj onone 60 33,4 g 6,9,10 -Trimethyl- 2,2,4 - triäthoxyundecadien-

bzw. -irone in sehr einheitlicher Form. (5,9) werden wie im Beispiel 1 mit 300 ml Benzol, 0,2 g

,, . . , ., p-Toluolsulfonsäure, 1,5 ml Chinolin und 0,05 g Hydro-

üeispiel l chinon behandelt. Die Aufarbeitung liefert 28 g eines

32 g 6,10-Dimethyl-2,2,4-triäthoxyundecadien-(5,9) Rohproduktes, das durch Destillation im Hochvakuum

werden in 300 ml absolutem Benzol gelöst und unter 65 gereinigt wird (Siedepunkt 100 bis 110°C/0,05 mm Hg;

Zusatz von 0,3 g p-Toluolsulfonsäure, 1,5 ml Chinolin n²g = 1,5200; UV-Maximum in reinem Äthylalkohol bei

und 0,05 g Hydrochinon unter fortwährendem Abdestil- 284,5 ΐημ.; E}*_m = 1000).

lieren des sich abspaltenden Äthanols erhitzt, bis nach Die Cyclisierung dieses Produktes in 84 °/_oiger Phosphor-

etwa 30 Minuten die Siedetemperatur des Reaktions- säure gemäß den Angaben im Beispiel 1 liefert sehr reines

gemisches auf 8O⁰C angestiegen ist. Das Reaktions- 70 α-Iron (Siedepunkt 68 bis 70°C/0,05mm Hg; n% = 1,4975;

UV-Maximum in reinem Äthylalkohol bei 226 ΐημ, Ε} ^ = 670). Ausbeute 9,5 g (46% der Theorie, bezogen auf ein gesetztes Ätherketal).

Das als Ausgangsmaterial benötigte 6,9,10-Trimethyl-2,2,4-triäthoxyundecadien-(5,9) kann wie folgt hergestellt werden:

600 g ε-Methylcitral werden mit 600 g Orthoameisensäureäthylester in Gegenwart von 10 g 85 %iger Phosphorsäure und 100 ml absolutem Äthanol gemäß den Angaben im Beispiel 1 acetalisiert. Nach der Aufarbeitung erhält man 850 g ε-Methylcitralacetal als angenehm riechendes Öl (»|° = 1,4721; Df = 0,882). 30 g dieses Acetals werden wie im Beispiel 1 mit 13,5 g 2-Äthoxypropen-(l) in Anwesenheit von 1,35 g Zinkchlorid und 13,5 ml Essigsäureäthylester umgesetzt, wobei man 40 g 6,9, 10-Trimethyl-2,2,4-triäthoxyundecadien-(5,9) als gelbes Öl erhält (nf = 1,4733; Df = 0,893).

Beispiel 3

33,4 g 3,6,10- Trimethyl - 2,2,4 - triäthoxyundecadien (5,9), 300 ml Benzol, 0,3 g p-Toluolsulfonsäure, 1,5 ml Chinolin und 0,05 g Hydrochinon werden wie im Beispiel 1 umgesetzt, wobei man 26,4 g eines Produktes erhält, das zur Hauptsache aus 3,6,10-Trimethyl-2-äthoxyundecatetraen-(2,4,6,9) besteht und ohne weitere Reinigung wie im Beispiel 1 mit Phosphorsäure cyclisieit wird. Durch fraktionierte Destillation des Cyclisierungsproduktes erhält man Isomethyl-a-jonon (Siedepunkt 66 bis 68°C/0,02mm Hg; nf = 1,4960; UV-Maximum bei 230 ηαμ; EJf_a = 600, schwaches Nebenmaximum bei 290 ηαμ). Ausbeute 14,6 g (71% der Theorie).

Das als Ausgangsmaterial benötigte 3,6,10-Trimethyl-2,2,4-triäthoxyundecadien-(5,9) kann wie folgt hergestellt werden:

140 g Citralacetal werden mit 70 g 2-Äthoxybuten-(2) versetzt, und hierauf wird portionsweise eine Lösung von 7 g Zinkchlorid in 70 ml Essigsäureäthylester dazugegeben. Durch Kühlen mit Eis sorgt man dafür, daß die Temperatur 40⁰C nicht übersteigt. Sobald die Reaktion abgeklungen ist, läßt man das Gemisch 1 Stunde bei Zimmertemperatur stehen und isoliert 3,6,10-Trimethyl-2,2,4-triäthoxyundecadien-(5,9), wie im Beispiel 1 beschrieben. Durch Chromatographierung an Aluminiumoxyd (Aktivitätsstufe II, mit 4% Wasser und 1% Pyridin inaktiviert) erhält man ein analysenreines Präparat als farbloses Öl (nf = 1,4550). Ausbeute 780 g.

Beispiel 4

16,7 g 3,6,10 -Trimethyl -2,2,4 - triäthoxyundecadien-(5,9) werden in 180 ml Benzol gelöst und unter Zusatz von 0,25 g Orthophosphorsäure und 0,05 g Hydrochinon unter Rühren und Abdestillieren des sich abspaltenden Alkohols auf 85⁰C erhitzt. Die Aufarbeitung gemäß den Angaben im Beispiel 1 ergibt ein zur Hauptsache aus 3,6,10 - Trimethyl - 2 - äthoxyundecatetraen - (2,4,6,9) bestehendes gelbliches Öl vom Siedepunkt 90 bis 100° C/ 0,02 mm Hg (nf = 1,5100; UV-Maximum in reinem Äthylalkohol 282 ηαμ, E}f_m = 950), das wie im vorhergehenden Beispiel cyclisiert werden kann. Ausbeute an Füllprodukt 7,4 g (72% der Theorie).

Claims (4)

Patentansprüche.·

1. Verfahren zur Herstellung von ungesättigten cyclischen Ketonen, dadurch gekennzeichnet, daß man Ätherketale der allgemeinen Formel

CH₃ R

CHo

_ CH₉ — C = C — CH„ — CH₂ — C = CH — CH — CH — C — CH₂ — R

OR' OR'

worin die mit R bezeichneten Substituenten Wasserstoff oder niedere Alkylreste und die mit R' bezeichneten Substituenten niedere Alkylreste darstellen, gegebenenfalls nach Alkoholabspaltung mit an sich bekannten sauren Cyclisierungsmitteln, wie sirupöser Phosphorsäure, behandelt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkoholabspaltung durch Behandlung mit p-Toluolsulfonsäure oder Orthophosphorsäure erfolgt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkoholabspaltung in Gegenwart einer organischen Base unter ständigem Abdestillieren des gebildeten Alkohols erfolgt.

4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsmaterial 6,10-Dimethyl-2,2,4-triäthoxyundecadien-(5,9), 6,9,-10-Trimethyl-2,2,4-triäthoxyundecadien-(5,9) bzw. 3,6,10-Trimethyl-2,2,4-triäthoxyundecadien-(5,9) verwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 812 313, 933 149; deutsche Auslegeschriften Nr. 1000 374, 1030 827, 1 041 039.

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