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Verfahren zur Darstellung von ungesättigten Aldehyden der Vitamin A-Reihe
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Gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 1020022 erfolgt die Umwandlung der Retrodehydroaldehyde in die isomeren ss-Dehydroaldehyde über die Acetale der Retrodehydroaldehyde und deren Überführung in die Enoläther der 8-Dehydroaldehyde durch Abspaltung von Alkohol. Bei der nachfolgenden sauren Hydrolyse, z. B. Schwefelsäure in einem Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur, wird lediglich der Enol- äther des 8-Dehydroaldehyds gespalten zum B-Dehydroaldehyd, ohne dass sich dabei die Lage der Doppelbindungen ändert.
Im Gegensatz dazu dienen im erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung von ss-Dehydroaldehyden die sauren Mittel zur Spaltung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, wobei gleichzeitig Isomerisierung stattfindet.
Bei den Retro-a-hydroxyestern der Vitamin A-Reihe war es wiederum überraschend, dass sie bei der Behandlung mit sauren Reagenzien zu den um ein Kohlenstoffatom ärmeren Retrodehydroaldehyden gespalten werden. Solche Umsetzungen von a-Hydroxyestern sind bisher nicht bekannt.
Der Reaktionsablauf kann für den Fall, dass die 5-(2',6',6'-Trimethyl-cyclohexen-(2')-yliden)- -3-methyl-2-hydroxy-penten-(3)-säure-(1) als Ausgangsverbindung dient, durch folgendes Formelschema wiedergegeben werden ;
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Für den Fall, dass der 5-(2',6',6'-Trimethyl-cyclohexen-(2')-yliden)-3-methyl-2-hydroxy-penten- - (3) -säureester- (1) als Ausgangsverbindung dient, stellt sich der Reaktionsablauf folgendermassen dar :
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R = Alkyl oder Aryl Als Ausgangsstoffe für das erfindungsgemässe Verfahren eignen sich Retro-a-hydroxysäuren der Vita-
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B.-(2')-yliden)-3-methyl-2-hydroxy-penten-(3)-sänre-(1) bzw. deren Ester erläutert wird.
Man konden- siert B-JononmitChloracetonitrilin Gegenwart von überschüssigem Natriumalkoholatzum 5- (2', 6', 6'-Tri- methyl-cyclohexen- (1')-yl)-3-methyl-2,3-oxidopenten-(4)-säure-imidoalkylester-(1), überführt diesen mit sauren Reagenzien, z. B. verdünnter Schwefelsäure, in den 5- (2', 6', 6'-Trimethyl-cyclohexen- (2')- -yliden)-3-methyl-2-hydroxy-penten-(3)-säurealkylester-(1) und verseift diesen gegebenenfalls (deutsche Patentschrift Nr. 1080 550).
Als saure Reagenzien kommen z. B. in Frage : wässerige verdünnte Mineralsäuren, wie z. B. Schwefelsäure oder Phosphorsäure, oder auch starke organische Säuren, wie z. B. p-Toluolsulfonsäure oder Tri- fluoressigsäure.
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B.methyl-2-hydroxy-nonatrien-(3,5,7)-säure-(1). zweckmässig in einem Lösungsmittel zusammen mit derjenigen Säure, die die Spaltung in die Aldehyde bewirken soll.
Als Lösungsmittel eignen sich vor allem die niederen Alkohole, z.B. Methanol, Äthanol, Propanol,
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tert.-Butanol, aber auch inerte Lösungsmittel, wie Benzol oder Toluol. Zweckmässig erhitzt man die Komponenten in einer Inertgasatmosphäre, z. B. Stickstoff und auch in Gegenwart von Antioxydantien, z. B. Hydrochinon oder Phenothiazin, um eine Oxydation der Aldehyde zu verhindern.
Die sauren Reagenzien können sowohl in einem grossen molaren Überschuss als auch in einer wesentlich geringeren Menge, als der stöchiometrischen Menge entspricht, bezogen auf die a-Hydroxysäuren bzw. deren Ester, eingesetzt werden. Kritische Grenzen für die anzuwendenden molaren Mengen der sauren Reagenzien bestehen nicht. Es hat sich jedoch gezeigt, dass man z. B. bei p-Toluolsulfonsäure schon mit einer geringeren Menge, als der stöchiometrischen Menge entspricht, die Abspaltung erreicht, während bei andern sauren Reagenzien, wie z. B. verdünnte wässerige Mineralsäuren, die Anwendung eines molaren Überschusses gunstiger ist.
Die Reaktionstemperatur ist durch den Siedepunkt des Lösungsmittels bestimmt. Falls Alkohole als Lösungsmittel verwendet werden, kann die zu erwartende Veresterungsreaktion zwischen Alkohol und Retro-α-hydroxysäure der Vitamin A-Reihe durch geeignete Konzentrationsverhältnisse und Wahl von verzweigten Alkoholen weitgehend unterdrückt werden. Die Reaktionsdauer hängt vom Lösungsmittel ab und liegt zwischen 30 Minuten und etwa 5 Stunden.
Die Aufarbeitung kann nach bekannten Methoden durchgeführt werden und wird vorzugsweise unter Abdampfen des Lösungsmittels und Aufnehmen des Rückstandes in Äther vorgenommen. Nach Reinigung der ätherischen Phase zur Entfernung der Säure erhält man das Reaktionsprodukt als Rückstand nach Abdampfen des Äthers. Gegebenenfalls kann das Rohprodukt auch einer fraktionierten Hochvakuumdestillation unterworfen werden.
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z. B.- säureester- (l) umsetzt.
Die gewonnenen Aldehyde stellen wertvolle Zwischenprodukte zur Darstellung von Vitamin A und Carotinoiden dar. So lassen sich z. B. sowohl der aus dem Retrodehydro-C-aldehyd über mehrere Verfahrensstufen darstellbare Retrodehydro-C-aldehyd, als auch der aus dem B-Dehydro-C14-aldehyd über mehrere Verfahrensstufen darstellbare ss-Dehydro-C-aldehyd (deutsche Patentschrift Nr. 1021360) durch Kondensation mit Metallverbindungen des Acetylens in das 4, 4'-Bis-dehydro-ss-carotin überführen (deut-
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len entfernt man den Alkohol im Wasserstrahlvakuum bei etwa 400C Badtemperatur, nimmt dann die Reaktionsprodukte in Äther auf und wäscht die ätherische Phase mit Wasser neutral.
Durch Ausschütteln entfernt man aus der ätherischen Lösung etwa vorhandene saure Bestandteile mit verdünnter Natronlauge,
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<tb> Vakuumdestillation <SEP> 11, <SEP> 4 <SEP> Gew.-Teile <SEP> (70% <SEP> deiA <SEP> maux <SEP> = <SEP> 232 <SEP> mj <SEP> l <SEP> (E <SEP> = <SEP> 16500) <SEP>
<tb> Phenylsemicarbazon <SEP> : <SEP> Fp. <SEP> = <SEP> 181-182 C, <SEP> farblose <SEP> Nadeln
<tb> À. <SEP> max <SEP> = <SEP> 278m , <SEP> 237 <SEP> mit <SEP> (e <SEP> = <SEP> 41000 <SEP> bzw. <SEP> 19000)
<tb> iHO <SEP> (337, <SEP> 5) <SEP> : <SEP>
<tb> berechnet <SEP> : <SEP> C <SEP> 74, <SEP> 7ago <SEP> H <SEP> 8,07% <SEP> N <SEP> 12, <SEP> 45% <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 74% <SEP>
<tb> gefunden <SEP> :
<SEP> C <SEP> 74,60% <SEP> H <SEP> 8,55% <SEP> N <SEP> 12, <SEP> 77% <SEP> 0 <SEP> 5, <SEP> 10% <SEP>
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standteile mit verdünnter Natronlauge extrahiert. Man wäscht die organische Phase neutral, trocknet sie über Natriumsulfat und gewinnt daraus durch Vakuumdestillation den in Beispiel 1 charakterisierten 8-De- hydro-C-aldehyd.
Ausbeute : 2,2 Gew. -Teile (61'/0 der Theorie).
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<tb> 3 <SEP> : <SEP> Man <SEP> erhitzt <SEP> 20 <SEP> Gew.'-Teile5- <SEP> (2', <SEP> 6*, <SEP> 6'-Trimethyl-cyclohexen- <SEP> (2')-yliden)-3-me-Àmax <SEP> = <SEP> 332 <SEP> mg <SEP> (#=23000)
<tb> Phenylsemicarbazon <SEP> : <SEP> Fp. <SEP> = <SEP> 161-163 C
<tb> Àmax <SEP> = <SEP> 339 <SEP> mfi, <SEP> 227 <SEP> mfi <SEP> (e <SEP> = <SEP> 64000 <SEP> und <SEP> 24000)
<tb> Schulter <SEP> bei <SEP> 358 <SEP> mg <SEP> (e <SEP> = <SEP> 50 <SEP> 000) <SEP>
<tb> CHO <SEP> P <SEP> (337, <SEP> 5) <SEP>
<tb> berechnet <SEP> : <SEP> C <SEP> 74,73% <SEP> H <SEP> 8,07% <SEP> N <SEP> 12, <SEP> 4510 <SEP>
<tb> gefunden <SEP> : <SEP> C <SEP> 74, <SEP> 86% <SEP> H <SEP> 8,21% <SEP> N <SEP> 12, <SEP> 4410 <SEP>
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