CH348404A

CH348404A - Verfahren zur Herstellung von alicyclischen Ketonen

Info

Publication number: CH348404A
Authority: CH
Inventors: Otto Dr Isler; Marc Dr Montavon
Original assignee: Hoffmann La Roche
Priority date: 1956-08-14
Filing date: 1956-08-14
Publication date: 1960-08-31

Description

Verfahren zur Herstellung von alicyclischen Ketonen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von alicyclischen Ketonen der Formel
EMI0001.0006
worin R1, R2 und R3 Wasserstoff oder Methyl, R4 und R5 Wasserstoff oder ein Kohlenwasser stoffradikal mit 1-3 C-Atomen, R6 ein Kohlenwasserstoffradikal mit 1-6 C- Atomen bedeutet,

wobei die Gruppen R1, R2, R2, R4, R5 und R6 zu sammen nicht mehr als 8 C-Atome aufweisen, und wobei von den Resten R1, R2, R3 und R4 höchstens deren drei Wasserstoff sind, wenn R6 eine Methylgruppe und R5 Wasserstoff darstellt.

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen Aldehyd der Formel
EMI0001.0030
mit einer metallorganischen Verbindung der Formel R6 - Lithium oder R6 - Mg - Halogen umsetzt, das Kondensationsprodukt hydrolysiert, den gebildeten ungesättigten Alkohol zum entsprechenden Keton oxydiert und letzteres zwecks Cyclisierung mit einem sauren Mittel behandelt.

Der als Ausgangsmaterial zu verwendende Aldehyd kann beispielsweise folgendermassen herge stellt werden: Ein Aldehyd der Formel
EMI0001.0038
wird mit Orthoameisensäureester in Gegenwart einer Spur p-Toluolsulfonsäure acetalisiert, das erhaltene Acetal in Gegenwart eines sauren Katalysators mit einem Enoläther der Formel R@ CH = CH-O A in welcher A ein niederaliphatisches Kohlenwasser stoffradikal darstellt, kondensiert und das gebildete Kondensationsprodukt mit Essigsäure erwärmt.

In der ersten Stufe des erfindungsgemässen Ver fahrens wird der Ausgangsaldehyd mit einer metall organischen Verbindung umgesetzt und das gebildete Kondensationsprodukt hydrolysiert, wobei ein unge sättigter Alkohol erhalten wird. Dies erfolgt z.

B. in an sich bekannter Weise, beispielsweise mittels einer Grignard-Reaktion. Der Ausgangsaldehyd wird vor zugsweise in einem inerten Lösungsmittel mit einem Alkyl- oder Arylmagnesiumhalogenid, das man aus einem Alkyl- oder Arylhalogenid und Magnesium herstellen kann, kondensiert. Geeignete Halogenide sind niederaliphatische Chloride, Bromide oder Jodide, wie z.

B. Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butylchlorid, -bromid oder -jodid und aromatische Bromide, wie z. B. Brombenzol.

Als metallorganische Verbindung kann man, wie gesagt, auch eine lithium- organische Verbindung, wie beispielsweise Methyl- oder Phenyllithium, verwenden. Das Kondensations produkt wird am besten ohne Reinigung in üblicher Weise hydrolysiert, beispielsweise durch Eingiessen in ein Gemisch von Eis und verdünnter Salzsäure oder in kalte, wässerige Ammoniumchloridlösung, wobei der ungesättigte Alkohol erhalten wird.

Dieser Alkohol stellt eine farblose oder gelbliche Flüssigkeit dar, die im Ultraviolettspektrum ein charakteristisches Absorptionsmaximum aufweist. Die Zerewitinoff- bestimmung zeigt 1 Mol aktiven Wasserstoff.

In der zweiten Stufe wird der gewonnene unge sättigte Alkohol zum entsprechenden Keton oxydiert. Als Oxydationsmittel eignen sich hierzu beispiels weise Verbindungen des sechswertigen Chroms, wie Chromsäure oder tert. Butylchromat, oder Metall alkoholate bzw. -phenolate, wie Aluminiumisopro- pylat bzw. -phenolat, mit Carbonylverbindungen, wie Aceton oder Cyclohexanon. Man arbeitet dabei zweckmässig in wasserhaltigen oder wasserfreien Lösungsmitteln, z.

B. niedermolekularen, alipha- tischen Säuren, wie Eisessig, Ketonen, Kohlenwasser stoffen, halogenierten Kohlenwasserstoffen oder ter tiären organischen Basen. Eine zweckmässige Aus führungsform der Oxydation besteht darin, dass man den ungesättigten Alkohol in einem inerten Lösungs mittel, wie beispielsweise Benzol, mit Aluminiun-iiso- propylat und Aceton erwärmt. Man kann den unge sättigten Alkohol auch in Gegenwart eines Verdün nungsmittels, wie z.

B. Petroläther oder Methylen- chlorid, mit Mangandioxyd einige Stunden bei Raum temperatur oder bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und der Siedetemperatur des Ver dünnungsmittels schütteln. Das erhaltene ungesättigte Keton ist eine gelbliche Flüssigkeit, die im Ultra violettspektrum ein charakteristisches Absorptions maximum aufweist und durch Destillation gereinigt werden kann.

In der dritten Stufe wird das gewonnene, unge sättigte Keton durch Behandlung mit einem sauren Mittel cyclisiert. Je nach den angewendeten sauren Agenzien entstehen dabei cyclische Ketone mit a-Jonon- oder ss-Jononstruktur. So kann man End- ketone mit u-Jononstruktur gewinnen, wenn man mit sirupöser Phosphorsäure bei Raumtemperatur oder bei wenig über Raumtemperatur erhöhter Temperatur behandelt, oder wenn man Bortrifluorid bei tiefer Temperatur einwirken lässt.

Verwendet man als saures Mittel z. B. konzentrierte Schwefelsäure, so erhält man Cyclisierungsprodukte, die vorwiegend ss-Jononstruktur besitzen. Die erfindungsgemäss er hältlichen Ketone weisen zum Teil bekannte und zum Teil bisher unbekannte Geruchsnuancen auf und können zur Herstellung von Riechstoffen und Par füms verwendet werden.

Beispiel 1 Zu einer aus 2,5g Magnesium und 16 g Methyl- jodid in 50 cm3 absolutem Äther hergestellten Methyl- magnesiumjodidlösung gibt man unter Rühren und Kühlen bei 0-5 eine Lösung von 17 g 2,5,9-Tri- methyl-decatrien-(2,4,8)-al-(1) in 50 cm3 absolutem Äther allmählich zu. Man rührt 1 Stunde bei Raum temperatur und giesst die Reaktionslösung auf ein Gemisch von 60 g Eis und 100 cm3 gesättigter Ammoniumchloridlösung. Man trennt die Äther schicht ab und wäscht sie mit Wasser.

Nach dem Trocknen mit Natriumsulfat wird das Lösungsmittel abgedampft und man erhält 17 g 3,6,10-Trimethyl- undecatrien-(3,5,9)-ol-(2): r1D - 1,507; UV.-Max bei 246 mu in Petroläther. Das Produkt wird ohne Reinigung direkt weiter umgesetzt. Zu diesem Zweck wird es in 100 cm3 Benzol gelöst, mit 15g Alumi- niumisopropylat und 30 cm3 Aceton versetzt und 15 Stunden unter Rückfluss erhitzt.

Man giesst die Reaktionslösung auf ein Gemisch von 100 g Eis und 100 em3 3n Salzsäure, trennt die organische Schicht ab und wäscht sie zweimal mit Wasser. Nach dem Trocknen über Natriumsulfat wird das Lösungsmittel abgedampft und man erhält 17 g 3,6,10- Trimethyl-undecatrien-(3,5,9)-on-(2); nD = 1,523;

UV.-Max bei 283 mit, in Petroläther. Zur Cyclisie- rung wird das Produkt in 15 cm3 Benzol gelöst, mit 100 cm3 86 o/oiger Phosphorsäure versetzt und 1 Stunde in Stickstoffatmosphäre geschüttelt. Man giesst die Reaktionsmischung auf 300 g Eiswasser, extrahiert mit Petroläther, wäscht die Extrakte neu tral, trocknet und dampft ab.

Durch Destillation erhält man 11 g 4-[2',6',6'-Trimethyl-cyclohexen-(2')- yl-(1')]-3-methyl-buten-(3)-on-(2) vom Kpo,l: 86 bis 88 und nD = 1,4998; UV.-Max bei 228-232 mct; in Petroläther. Semicarbazon Smp. 202-204 .

Das als Ausgangsmaterial verwendete 2,5,9-Tri- methyl-decatrien-(2,4,8)-al-(1) kann folgendermassen hergestellt werden: 120 g 3,7-Dimethyl-octadien-(2,6)-al-(1) werden in 140 cm3 Orthoameisensäureäthylester gelöst,

mit einer Lösung von 2 cm3 100 o/oiger Phosphorsäure in 20 cm3 Alkohol versetzt und 20 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Nach Zugabe von 10 cm" Pyridin wird die Reaktionslösung auf ein Gemisch von 100 g Eis und 200 cm3 Natrium- bicarbonatlösung gegossen und mit Petroläther extra- hiert. Man wäscht den Extrakt

mit 3 %iger Natrium- bicarbonatlösung, trocknet mit Natriumsulfat und dampft das Lösungsmittel ab. Man erhält 224 g 3,7-Dimethyl-1,1-diäthoxy-octadien-(2,6), das durch Destillation gereinigt wird; KplO: 125 ; n5, = 1,454.

50 g 3,7-Dimethyl-1,1-diäthoxy-octadien-(2,6) werden mit 2 cm" einer 10 /oigen Lösung von Zink chlorid in Essigester versetzt. Dann gibt man unter Rühren bei 32-36 im Verlaufe von etwa 1 Stunde gleichzeitig 20 cm3 Propenyläthyläther und 10 em3 10 % ige Zinkchlorid-Essigesterlösung zu und rührt anschliessend noch 20 Stunden bei Raumtemperatur.

Man fügt eine Lösung von 20 g Natriumacetat in 10 cm" Wasser und 200 cm3 Eisessig zu und erhitzt 4 Stunden unter Rühren auf 95 . Nach dem Ab kühlen verdünnt man mit 500 cm-3 Wasser, extra hiert mit Petroläther, wäscht die Extrakte mit Wasser und mit verdünnter Natriumbicarbonatlösung, trock net und .dampft ab.

Durch Destillation erhält man 30 g 2,5,9-Trimethyl-decatrien-(2,4,8)-al-(1) als gelb liche Flüssigkeit vom Kp0.1: 90 und n5, = 1,538: UV.-Max bei 284 m/i in Petroläther.

Beispiel 2 10 g gemäss Beispiel 1 hergestelltem 3,6,10-Tri- methyl-undecatrien-(3,5,9)-on-(2) werden in 8 cm3 Petroläther gelöst und unter Rühren bei -5 zu einer Mischung von 35 g konz. Schwefelsäure und 10 g Eisessig allmählich zugegeben. Man rührt 5 Mi nuten bei 10 , giesst auf Eis, extrahiert mit Petrol- äther, wäscht die Petrolätherlösung neutral, trocknet und dampft ab.

Bei der Destillation erhält man 5,6 g 4-[2',6',6'-Trimethyl-cyclohexen-(1')-yl-(1')]-3-methyl- buten-(3)-on-(2) vom Kp0,0": 69-72 und n5, =1,5060, das über das Semicarbazon vom Smp. 182-184 noch gereinigt werden kann.

Beispiel 3 15 g 2,5,9-Trimethyl-decatrien-(2,4,8)-al-(1) wer den wie im Beispiel 1 angegeben, mit einer aus 2,5 g Magnesium und 15g Äthylbromid in 60 cm3 absolu tem Äther hergestellten Äthylmagnesiumbromid- lösung kondensiert und aufgearbeitet.

Man erhält 16,6 g 4,7,11-Trimethyl-dodecatrien-(4,6,10)-ol-(3), n25,5 = 1,5040 und UV.-Max bei 246 m/c in Petrol- äther. Dieses wird in 400 cm3 Petroläther gelöst und nach Zugabe von 150g Braunstein während 40 Stunden bei Raumtemperatur geschüttelt.

Man filtriert vom Braunstein ab, wäscht mit Petroläther nach und dampft das Lösungsmittel ab, wobei man 10,8 g 4,7,11-Trimethyl-dodecatrien-(4,6,10)-on-(3) erhält; n5, =1,5215 und UV.-Max bei 284 m,u in Petroläther. Das Produkt wird wie im Beispiel 1 mit Phosphorsäure cyclisiert und destilliert.

Man erhält 7,5 g 5-[2',6',6'-Trimethyl-cyclohexen-(2')-yl-(1')]-4- methyl-penten-(4)-on(3) vom Kp0,3: 100-102 und n5, = 1,4965; UV.-Max bei 232 mp in Petroläther. Semicarbazon Smp.l74-176 . Das Produkt hat einen feinen Methyljonon-Geruch mit einer ange nehmen Iris-Note.

Beispiel 4 15,3 g 2,5,9-Trimethyl-decatrien-(2,4,8)-al-(1) werden, wie im Beispiel 1 angegeben, mit einer aus 2,5g Magnesium und 18 g Isopropylbromid in 50 em3 absolutem Äther hergestellten Isopropyhnagnesium- bromidlösung kondensiert und aufgearbeitet. Man erhält 18,2 g 2,4,7,11 -Tetramethyl-dodecatrien- (4,6,10)-ol-(3), n5, = 1,5008.

Dieses wird wie im Beispiel 1 mit Aluminiumisopropylat und Aceton in Benzollösung oxydiert und man erhält 12,3 g 2,4,7,11-Tetramethyl-dodecatrien- (4,6,10) - an - (3); n5, = 1,5120; UV.-Max bei 284 m/a in Petroläther. Letzteres Produkt wird wie im Beispiel 1 mit Phos phorsäure cyclisiert und destilliert, wobei 10,5 g 5-[2',6',6'-Trimethyl-cyclohexen-(2') -y1- (1')] - 2,4-di- methyl-penten-(4)-on-(3) vom Kpo_o8: 91-95 und n5, = 1,4935 erhalten werden;

UV.-Max bei 231 mu in Petroläther. Das Produkt hat einen feinen, etwas holzigen Fichtennadel-Geruch. Beispiel 5 Zu einer Lösung von 19,2 g 2,5,9-Trimethyl- decatrien-(2,4,8)-al-(1) in 200 cm-- absolutem Äther gibt man unter Rühren und Kühlen bei 0-5 120 cm3 1n ätherischer Phenyllithiumlösung allmäh lich zu.

Man rührt 4 Stunden bei Raumtemperatur, giesst auf 200 cm3 kalte, 3 % ige Ammoniumchlorid- lösung, trennt die Atherschicht ab, wäscht sie mit Wasser, trocknet über Natriumsulfat und dampft den Äther ab.

Man erhält 26,6 g 2,5,9-Trimethyl-l- phenyl-decatrien-(2,4,8)-ol-(1) mit einem UV.-Max bei 250 my in Petroläther. Dieses wird wie im Bei spiel 3 mit der 9fachen Menge Braunstein in Petrol- äther oxydiert. Die dabei nach Abfiltrieren des Braunsteins erhaltene Petrolätherlösung wird durch eine Säule von 300 g Aluminiumoxyd (nach Brock mann) filtriert und abgedampft.

Man erhält 15 g 2, 5,9 - Trimethyl -1-. phenyl - decatrien - (2,4, 8)-on-(1), n5, = 1,568 und UV.-Max bei 239 und 296 my in Petroläther. Das Produkt besitzt einen kräftig und fein nach Methylacetophenon erinnernden Geruch mit leichter Cuminaldehyd-Note. Es wird in 20 cm3 Benzol gelöst,

mit 80 cm3 86%iger Phosphorsäure versetzt und 60 Minuten bei 35 in Stickstoffatmo sphäre gerührt.

Die Reaktionsmischung wird dann wie im Beispiel 1 aufgearbeitet und man erhält 12 g 3-[2',6',6'-Trimethyl-cyclohexen-(2')-yl-(1')]-2-methyl- 1-phenyl-propen-(2)-on-(1) vom Kp0,0.;: 116-120 ; n5, = 1,548, UV.-Max bei 243 m,u in Petroläther. Das Produkt hat einen süssen und feinen Methoxy- acetophenon-Geruch.

Beispiel 6 14,5 g 2,5,8,9-Tetramethyl-decatrien-(2,4,8)-al-(1) werden wie im Beispiel 3 mit einer aus 2,5g Magne sium und 14g Äthylbromid in 50 cm3 absolutem Äther hergestellten Äthylmagnesiumbromidlösung kondensiert und man erhält 16,1 g 4,7,10,11-Tetra- methyl-dodecatrien-(4,6,10)-ol-(3), nD = 1,5050.

Dieses wird wie im Beispiel 1 mit Aluminiumisopro- pylat und Aceton in Benzollösung oxydiert, wobei 16 g 4,7,10,11-Tetramethyl-dodecatrien-(4,6,10)-on- (3) erhalten werden, nD = 1,517 und UV.-Max bei 284 my in Petroläther. Hieraus gewinnt man durch Cyclisierung mit Phosphorsäure nach Beispiel 1 15 g 5-[2',5',6',6'-Tetramethyl-cyclohexen-(2')-yl- (1')]-4-methyl-penten-(4)-on-(3),

nD = 1,4980, Kpo,oo: 90-93 , UV.-Max bei 232 mu in Petrol- äther. Das Produkt hat einen angenehmen Iris- Geruch.

Das als Ausgangsmaterial verwendete 2,5,8,9- Tetramethyl-decatrien-(2,4,8)-al-(1) kann folgender massen hergestellt werden: 168 g 3,6,7-Trimethyl-octadien-1,6)-ol-(3), gelöst in 500 cm3 trockenem Petroläther, werden auf -5 abgekühlt. Man fügt dann unter Rühren 121g Phos- phortribromid allmählich zu, so dass die Temperatur 0 nicht übersteigt. Die Zugabe erfordert etwa 1 Stunde. Man rührt die Reaktionsmischung eine weitere Stunde bei -5 und giesst auf Eiswasser.

Man trennt die organische Schicht ab, wäscht sie mit kalter, verdünnter Natriumbicarbonatlösung und dann mit Wasser, trocknet mit Natriumsulfat und dampft das Lösungsmittel ab, wobei man 220 g 1-Brom - 3,6,7 - trimethyl - octadien - (2,6) erhält; nD = 1,496.

Zu einer Lösung von 44 g Kaliumhydroxyd in 70 cm3 Wasser und 450 cm3 Isopropanol gibt man 64 cm3 2-Nitro-propan unter Rühren und Kühlen bei 20-25 allmählich zu. Hierauf fügt man 147 g 1-Brom-3,6,7-trimethyl-octadien-(2,6) auf einmal zu. Durch gelegentliches Kühlen mit Eiswasser wird die Temperatur auf 45-50 gehalten. Wenn die exo- therme Reaktion nachgelassen hat, erwärmt man noch 20 Minuten auf 45 und giesst dann die Reak- tionsmischung auf 3000 cm3 Eiswasser.

Man extra hiert mit Petroläther, wäscht die Extrakte mit kalter, verdünnter Natronlauge und dann mit Wasser, trock net mit Natriumsulfat und dampft das Lösungsmittel ab. Bei der Vakuumdestillation erhält man 80 g 3,6,7-Trimethyl-octadien-(2,6)-al-(1) vom Kpo,l, 70 und nD = 1,490.

18,1 g 3,6,7-Trimethyl-octadien-(2,6)-al-(1) wer den mit 23 cm3 Orthoameisensäureäthylester, 4 cm3 Äthanol und 0,4 cm3 95 o/oiger Phosphorsäure ver setzt und 24 Stunden bei Zimmertemperatur stehen gelassen. Nach Zugabe von 5 cm3 Pyridin wird die Reaktionsmischung auf kalte, verdünnte, Natrium- bicarbonatlösung gegossen und mit Petroläther extra hiert.

Man wäscht den Extrakt mit verdünnter Na- triumbicarbonatlösung, trocknet mit Natriumsulfat und dampft das Lösungsmittel ab. Durch Destillation erhält man 23,8 g 3,6,7-Trimethyl-1,1-diäthoxy- octadien-(2,6) vom Kp"": 83 und nD = 1,454.

Letzteres Produkt wird mit 3 cm3 einer 10 /oigen Lösung von Zinkchlorid in Essigester versetzt. Dann tropft man 10 g Propenyläthyläther unter Rühren bei 34 bis 38 allmählich zu und lässt anschliessend noch 20 Stunden stehen. Man gibt eine Lösung von 10 g Natriumacetat in 5 cm3 Wasser und 100 cm-' Eis essig zu und erhitzt 5 Stunden in Stickstoffatmo sphäre auf 95 . Man giesst auf Eiswasser, extrahiert mit Petroläther, wäscht den Extrakt mit Wasser und mit verdünnter Natriumbicarbonatlösung, trocknet mit Natriumsulfat und dampft ab.

Man destilliert den Rückstand im Vakuum und erhält 16 g 2,5,8,9- Tetramethyl-decatrien-(2,4,8)-al-(1) vom Kpo,o2: 95 bis 97 und nD = 1,535; UV.-Max bei 286 m/i in Petroläther.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von alicyclischen Keto- nen der Formel EMI0004.0088 worin R1, R2 und R3 Wasserstoff oder Methyl, R4 und R5 Wasserstoff oder ein Kohlenwasser stoffradikal mit 1-3 C-Atomen, Re ein Kohlenwasserstoffradikal mit 1-6 C- Atomen bedeutet, wobei die Gruppen R1, R2, R3, R4,

R, und Ro zu sammen nicht mehr als 8 C-Atome aufweisen, und wobei von den Resten R1, R2, R3 und R4 höchstens deren drei Wasserstoff sind, wenn R6 eine Methylbgruppe und R, Wasserstoff darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Aldehyd der Formel EMI0004.0112 mit einer metallorganischen Verbindung der Formel Rs - Lithium oder Ro * Mg - Halogen umsetzt,

das Kondensationsprodukt hydrolysiert, den gewonnenen ungesättigten Alkohol zum entsprechen den Keton oxydiert und letzteres zwecks Cyclisie- rung mit einem sauren Mittel behandelt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass 2,5,9-Trimethyl-decatrien-(2,4,8)- a1-(1) und ein Methylmagnesiumhalogenid verwendet werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unge sättigte Alkohol mit Aluminiumisopropylat und Aceton oxydiert wird.