DE1793626A1 - Verfahren zur Herstellung von 1,1-Dimethylalkylindanen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 1,1-DimethylalkylindanenInfo
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Description
PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN 2, HIL.BLESTRASSE 2O
19 832 18. Aug. 1970
P 14 18 862.6-42 Tr.A.
L. Givaudan & CIe S.A., Vernier-Genf/Schweiz
"Verfahren zur Herstellung von 1,1-Dimethylalkylindanen"
Die vorliegendeErfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von 1,1-Dimethylalkylindanen.
Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von 1,1-IV/sch
- 2 -
(OBiI) *5 Ifi 20 8) Tfcltorcj'nnie: PAIENTEULE MDndisn Bjnk: Baytrlicha /erBificbask Münchan 4i:>
100 Posischeck: München 453
20 9831/1024
Dimethylalkylindanen sind kostspielige, mehrstufige Methoden.
Sie beinhalten die Bildung eines Grignard-Reagens und hernach Bildung eines tertiären Alkohols durch
Kondensation« Die Cyclodehydratisierung dieses tertiären Alkohols nach der Methode von Davidson und Bogert (J.Am.
Chem. Soe. J5ful85 (1932J) liefert den Kohlenwasserstoff
1,1-Dimethylindan. Anschließend wird eine Alkylierung
durchgeführt, welche ein 5- und 6-Alkyl-l,1-dimethy1-indane
enthaltendes Isomerengemisch ergibt. Dieses Verfahren wurde beispielsweise von Beets und Mitarbeitern
bei der Synthese einer isomeren Mischung von tert.-Butyl-l,l-dimethylindanen durchgeführt (Rec.Trav.Chim.77.
865 (1958). Eine ähnliche Methode ist in der Patentliteratur beschrieben (Beets und andere U.S. 2 889 367 und
DBP 1 059 902). Ferner wurde kürzlich ein Verfahren bekannt, nach welchem man das Zwischenprodukt 1,1-Dimethylindan
durch Cyclisierung von /J-Phenylisovaleriansäure
mit Hilfe von Phosphorsäure synthetisiert, wobei 3,3-Diraethyl-1-indanon
hergestellt und dieses darauffolgend Qt katalytisch oder nach Wolff-Kishner reduziert wird
(Perrero und HeIg: Helv.Chim.Acta XLII.2111 (1959). Obwohl
die bekannten Methoden zweifellos von großem akademischen Interesse sind, ist es einleuchtend, daß diese
angesichts der großen Anzahl der enthaltenen Zwischenstufen und der angewandten kostspieligen Reagentlen für
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SAO OFiIGiNAL
SAO OFiIGiNAL
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eine Produktion auf kommerzieller Basis nicht verwendet
werden können. Es ist offensichtlich, daß die Herstellung von l,l-Dimethyl-6-alkylindanen auf technischer Basis recht schwierig und kostspielig ist·
Es war weiter bekannt, daß bei der Herstellung von Hydrindaeenen
durch säurekatalysierte Kondensation von Benzol und Isopren in geringen Mengen als Nebenprodukt 1,1-Dime
thy lindan anfällt. Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß bei übertragung dieser Reaktion auf
Toluol, Äthyl-, Isopropyl-, sek.Butyl-, tert.Butyl- oder
tert.Amylbenzol ganz überwiegend oder sogar ausschließlich die entsprechenden 1,l-Dimethyl-6-alkylindane entstehen
und kein oder nur geringe Mengen Hydrindacene Unmittelbarer Gegenstand der Erfindung Ist demzufolge ein
Verfahren zur Herstellung von Dirnethylalkylindanen durch
Umsetzen eines Monoalkylbenzols mit Isopren in Gegenwart von konzentrierter Schwefelsäure, wobei man Toluol, Äthylbenzol,
Cumol, sek.Butylbenzol, tert.Buty!benzol oder
tert.Amylbenzol in Gegenwart einer wässrigen, ungefähr
75 iigen bis ungefähr 96 iigen Schwefelsäure bei Temperaturen
zwischen ungefähr -300C und ungefähr 800C zur Herstellung
des entsprechenden l,l-Dliaethyl-6-alkylindans
einsetzt.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von 1,1-Dimethylalkylindanen ist im Gegensatz zu den
- k 209831/1024
bisher bekannten Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen sehr einfach; es umfaßt nur eine Reaktionsstufe, wobei billige und leicht erhältliche Chemikalien,
Isopren und Schwefelsäure, verwendet werden; das Verfahren kann leicht auf industrieller Basis durchgeführt werden.
Durch das Verfahren vorliegender Erfindung wird insbesondere bei der Reaktion von Isopren mit Cumol oder
tert.-Butylbenzol 6-Isopropyl- oder 6-tert.-Butyl-1,1-dimethylindan
mit einem hohen Reinheitsgrad erhalten, wie dies aus den Dampfphasenchromatogrammen und einem Vergleich
der Infrarotadsorptionsspektren mit einem entsprechenden reinen Kohlenwasserstoff ersichtlich ist.
Die Reaktion läuft nach folgendem Prinzip ab:
CH2 H
+ C-CH,
CH2
wobei R Methyl, Äthyl, Isopropyl, sek.Butyl, tert«Butyl
oder tert.AmyI ist·
Vorteilhafterweise wird die Reaktion durch langsames Zugeben des Isoprens oder einer Lösung des Isoprens in
einem inerten Lösungsmittel oder dem Alkylbenzol zu
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einer kalten (-1O0C - +100C), rasch gerührten Suspension
des Monoalkylbenzols in der wässrigen Schwefelsäure in angemessener Weise durchgeführt. Die Reaktionstemperatur
wird während der Zugabe, welche gewöhnlich — Je nach Wirksamkeit der Kühlung 2 - 3 Stunden in Anspruch nimmt, vorzugsweise
auf -IQ0C bis 100C gehalten. Wenn die Zugabe
beendet ist, wird die Mischung noch eine kurze Zeit gerührt und mit Wasser abgeschreckt oder die Säure abgetrennt.
Nachdem die Lösung neutral gewaschen worden, ist, wird sie im Vakuum destilliert, wodurch das Indan gewonnen
wird. Eine Abänderung dieses Verfahrens besteht darin, daß eine Lösung des Diens und das ganze Alkylbenzol langsam
in die kalte Schwefelsäure gegeben werden.
Es ist ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß
es bei niederer Temperatur unter Atmosphärendruck durchgeführt werden kann. Die bevorzugten Reaktionstemperaturen
liegen beträchtlich niedriger als der Siedepunkt von
2-Methyl-l,3-butadien, so daß das Risiko eines Brandes
oder einer Explosion vermindert wird. Außerdem ist eine Apparatur zur Durchführung von Reaktionen unter Normaldruck
wesentlich billiger sowie in Konstruktion und Zeichnung einfacher als eine solche für Druckreaktionen.
Eine technische Qualität des Diens, wie sie im Handel erhältlich ist, wurde für das Verfahren brauchbar befunden.
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Bei Ausführung des Verfahrens vorliegender Erfindung können die Verhältnisse der Bestandteile in weiten Grenzen
verändert werden. Es wird vorgezogen, mindestens 1 Mol und vorteilhafterweise 1-10 Mol des Alkylbenzols auf
1 Mol des Diolefins anzuwenden, um Nebenreaktionen, wie Polymerisation des Diolefins, zu vermindern. Der sauere
Katalysator kann in Mengen zwischen ungefähr 5 bis ungefähr
100 Gew.^ (berechnet auf das angewandte Monoalkylbenzol)
angewandt werden.
Im allgemeinen wird eine umso niedrigere Temperatur angewandt
je höher der Säuregrad ist. So wird bei Verwendung einer ungefähr 75 - SO ?lgen Schwefelsäure eine
Temperatur über 50°C Insbesondere ungefähr 60 - 80°C
vorgezogen. Mit einer Schwefelsäure einer Konzentration
ο von 90 — 96 Si ist eine Temperatur von ungefähr -30 C bis
ungefähr 15°C, vorzugsweise von ungefähr -100C bis 10°C,
wünschenswert·
Die gemäß dem Verfahren vorliegender Erfindung erhaltenen Indane sind für den Gebrauch als chemische Zwischenprodukte
und Zwischenprodukte für Riechstoffe einschließlich Moschusriechstoffe geeignet. Beets und Mitarbeiter
(Rec.Trav.Chim.2I.856 1958) haben gezeigt, daß aan durch
Acetylierung von Verbindungen der Struktur
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ORIGJNAL
ORIGJNAL
in welcher R - tert,-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Amyl und
Isopropyl bedeutets Derivate von moschusähnlichem Geruch
erhält. Die Identität der durch 2-Methy1-1,3-butadien
gemäß dem Verfahren vorliegender Erfindung gebildeten
entsprechenden Kohlenwasserstoffe wurde durch die Herstellung der Acety!derivate bewiesen, welche zeigte, daß
sie feste Stoffe von moschusähnlichem Geruch sind und die
gleichen Schmelzpunkte haben wie die von Beets angegebenen.
Um weiterhin die Struktur der aus 2-Methyl-l,3~ butadien und Cumol und tert.-Buty!benzol hergestellten
Indane zu beweisen, wurden diese Kohlenwasserstoffe mit Hilfe der klassischen Verfahren aus 4-lBopropylbenBaldehyd
bzw. 1I-tert.-Butylben«aldehyd nach der von Beets und
Mitarbeitern für Äcetyl-lti-dimethyl~6-i»opropylindan
(Rec.Trav.Chi^»JJ.ßöJf 1958) angegebenen Methode synthetisiert.
Die Infrarotabsorptionskurven waren in beiden Fällen ähnlich denjenigen der entsprechenden gemäß dem
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Verfahren vorliegender Erfindung hergestellten Indane.
■χ.
Die Herstellung von Indan und seinen Homologen besitzt aber auch deswegen kommerzielles Interesse, weil die
Indane brauchbare Zwischenprodukte für die Herstellung von ungesättigten Indenen sind, welche ihrerseits von
Wert sind, weil sie leicht polymerisiert werden und dabei wertvolle Harze liefern (Ü.S.Patentschrift 2 9l6 529)
Es wird.damit offenbar, daß für das Verfahren der vorliegenden Erfindung ein bemerkenswertes kommerzielles
Interesse auf dem Gebiet der synthetischen Harze besteht.
Schutz wird nicht begehrt für ein Verfahren soweit es bereits durch das Deutsche Patent 1 4l8 862 geschützt
ist.
Die Erfindung wird weiterhin durch die nachstehenden Beispiele erläutert, welche die Erfindung aber nicht
auf·diese Beispiele beschränken.
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1 ,i-Dimethyl-6-isopropylindan
Ein Geraisch von 4-30 g Cumol und 300 g 75#ige Schwefelsäure
wurde auf 600O unter Rühren erhitzt. Eine Lösung
von 100 g Isopren in 200- g Cumol wurde in diesem Ansatz
während 3 Stunden zugeführt, wobei das Reaktionsgemisch
gerührt und eng bei 600O gehalten wurde. Es war keine
Wärmezuführung notwendig, weil die Reaktionswärme ausreichte, das Reaktionsgemisch bei nahe 600O zu halten.
Nach der Beschickung wurde das Reaktionsgemisch 1 Stunde bei dieser Temperatur gerührt. Der Ansatz wurde dann in
einen Scheidetrichter gegossen und sich abtrennen lassen. Die untere Schwefelsäureschicht, die 302 g betrug, wurde
abgetrennt und verworfen, Die verbleibende ölschicht wurde neutral gewaschen und dampf-destilliert. Überschüssiges
Cumol wurde abdestilliert und das verbleibende Öl unter Yakuum destilliert.
Die fraktion, Siedepunkt ?4 bis 800O (2,5 mm), n^° 1,5075
wog 93 g und bestand hauptsächlich aus 1t1-Dimethyl-6-isopropylindan,
das eine geringe Menge isomeres 1,1-Dimethyl-4—isopropylindan
enthielt. Dieses Material zeigte sich bei Infrarotanalyse identisch mit dem Erodukt, das
vorausgehend aus Cumol und 93$iger Schwefelsäure hergestellt
wurde. Ein höher siedendes Erodukt, Siedepunkt bis 104°· (1 mm), ηψ 1,5132 wog 5 g.
-10-
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1, i-Dimethyl-6-isopropylindan
Ein Gemisch von 342 g Cumol und 154 g 85#iger Schwefelsäure
wurde bei25° gerührt und eine Lösung von 58 g Isopren
in 100 g Oumol in das Gemisch während 3 Stunden zugegeben.
Nach beendeter Beschickung wurde das Gemisch bei 25° weitere 40 Minuten gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde
in einen Trenntrichter gegossen und absitzen lassen. Die untere Schwefelsäureschicht (150 g) wurde entfernt und
verworfen. Die verbleibende ölschicht wurde nacheinander mit 100 ml Wasser, 100 ml 5#iger NaOH-Lösung und 100 ml
5#iger NaHCO^-Lösung gewaschen. Das Öl wurde filtriert
und unter Vakuum destilliert. Überschüssiges Gumol wurde bei 21 bis 25 mm und das verbleibende Öl bei 2,5 mm abdestilliert.
Nach einem Vorlauf, Siedepunkt 58 bis 75° > nD ^»^914, der 10 g wog, wurde das gewünschte 1,1-Dimethyl-6-isopropylindan
als Franktion, Siedepunkt 73 his
80°, n2,0 1,5075, erhalten. Die Ausbeute betrug 92 g. Man
erhielt eine Fraktion mit höheren Siedepunkt, 85 bis 96°, nj 1,5098, Ausbeute 3,5 g. Der Rückstand wog 25 g.
1,1-Dimethyl-6-tert.-butylindan
Schwefelsäure, 96$, (300 g) wurde in einen Reaktionskolben
gegeben und auf 0 abgeschreckt. Hierzu wurden 5OO g tert.-Butylbenzol
unter Rühren zugegeben, während die Temperatur
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auf -5 bis O gehalten wurde. In dieses Gemisch wurde eine
Lösung von 115 g Isopren in 200 g tert.-Butylbenzol während 5 Stunden und 20 Minuten zugegeben, wobei die Reaktionstemperatur auf -5 his O gehalten wurde. Das Gemisch wurde
bei 0° weitere 4-0 Minuten gerührt und dann absitzen lassen. Die untere Schwefelsäureschicht, die 566 g wog, wurde
entfernt und verworfen. Die verbleibende Ölschicht wurde nacheinander mit warmem Wasser, 5#ige3? NaOH- und 2#iger
NaHCO^-Lösung (500 ml Anteile) gewaschen. Die Lösung wurde
dann filtriert und bei 2,5 mm Vakuum-destilliert. Nach Entfernen des überschüssigen tert.-Butylbenzol erhielt man
einenVorlauft Siedepunkt 52 bis 85°, Ausbeute 27»O g, der
halb-fest wurde. Der Feststoff wurde als p-Di-tert.-butylbenzol
identifiziert. Das gewünschte 1,1-Dimethyl-6-tert.-butylindan
wurde in einer Fraktion, Siedepunkt 85 bis 89°-,
20
nD 1,5045, die 151 g wog, und in einer höher Siedenden Fraktion, Siedepunkt 89 bis 98°, n^° 1,5074-, die 18 g wog, erhalten. Eine zusätzliche Fraktion, Siedepunkt 98 bis 110°', n|° 1,5158 (6,0 g) wurde erhalten. Der Rückstand betrug 44-,O g.
nD 1,5045, die 151 g wog, und in einer höher Siedenden Fraktion, Siedepunkt 89 bis 98°, n^° 1,5074-, die 18 g wog, erhalten. Eine zusätzliche Fraktion, Siedepunkt 98 bis 110°', n|° 1,5158 (6,0 g) wurde erhalten. Der Rückstand betrug 44-,O g.
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Claims (2)
- Patentansprüche1/ Verfahren zur Herstellung von Alkyl-l.l-dimethylindanen durch Umsetzen eines Monoalkylbenzols mit Isopren in Gegenwart von Schwefelsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man Toluol, Äthylbenzol, Cumol, sek. Butylbenzol, tert. Butylbenzol oder tert. Amylalkohol in Gegenwart einer wässerigen, ungefähr 75^igen bis ungefähr 96#igen Schwefelsäure bei Temperaturen zwischen ungefähr -30 C und ungefähr 80°C umsetzt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurcli gekennzeichnet, daß die Temperatur um so niedriger ist, je höher die Konzentration der Schwefelsäure ist.20 9 8 31/10 2 4
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US12267A US3078319A (en) | 1960-03-02 | 1960-03-02 | Process for making alkyl-1, 1-dimethylindans |
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---|---|---|---|
OHW | Rejection |