Verfahren zur Reduktion von Carbonylverbindungen
Carbonylverbindungen können auf verschiedenen Wegen zu den entsprechenden primÏren bzw. sekundären AlkoholenL reduziert werden. Vielfach verwendeb werden fur. solche Reduktionen die Alkalimetallborhydride wie Natrium- oder Lithiumborhydrid. Es ist auch bekannt, dass Carbonylverbindungen mit Erdalkalimetallborhydr, nden reduziert werden kön- nen.
Es ist weiter bekannt, dass sich bei der Reduk- tion von Carbonylverbindungen, die in der Lage sind, Diastereomerezu bilden, mit Caloium-oder Magné- siumborhydrid die einzelnen isomeren Formen in anderen Mengenverhältnissen bilden, als bei der Reduktion mitAlkalimetallborhydriden vgl. DAS1049856).
Für die Herstellung der Erdalkalimetallborhy- dride sind in der Regel jedoch tiefere Temperaturen erforderlich, so z. B. für die Herstellung von Calciumborhydrid in Äthanol als Reaktionsmedmm Temperaturen zwischen-15 und-30 und für die Her- stellung von Magnesiumborhydrid Temperaturen um -50 . Diese Tatsache schränkt die Verwendung von Erdalkalimetallborhydriden erheblich ein, da vor allem beim Arbeiten im technischen Massstab die Anwendung bzw. Aufrechterhaltung von besonders tiefen Temperaturen unbequem und aufwendig ist.
In hydroxylfreien Lösungsmitteln sind diese Erdalkalimetallborhydride zwar auch noch bei höheren Tem peraturen stabil, jedoch nimmt die Stereospezifität bei der Reduktion von Carbonylverbindungen, die in der Lage sind, Diastereomere zu bilden, mit Erdal kaliborhydriden mit zunehmender Temperatur stark ab, wodurch ein wesentlicher Vorteil ihrer Anwe. ne dung verloren geht.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Reduktion von Carbonylverbindungen zu primären bzw. sekundÏren Alkoholen, das sich dadurch auszeichnet, dass man als Reduktionsmittel quartäre Ammonrumborhydride der Formel
EMI1.1
verwendet, in der Ri, RII, RIII und RIV gegebenen- fall substituierte Alkyl-, Aralkyl-oder Arylreste bedeuten, wobei RI und R II zusammen mit dem Stick stoffatom einengesättigten,hetefocychschenRing mit 5-7 Ringatomen bilden können.
D'ie Reduktionswirkung dieser komplexen Borhy- drive ist je nach Natur der verwendeten quartären Aminrkomponente verschieden stark, erlaubt jedoch stets eine selektive Reduktion von Carbonylgruppen.
Die erfindungsgemässen Reduktionen können mit den reinen quartären Ammoniumborhydr. iden durchgeführt werden. Es ist je, doch für das erfindungsge- mässe Verfahren nicht unbedingt erforderlich, die reinen quartären Anunoniumborhydimde zu isolier. en, sondern es könne. n vorteilhaft auch diejenigen Lösungen für die Reduktion verwendet werden, in denen diese quartären Ammoniumborhydride herge- stellt wurden. In vielen FÏllen kann man auch die Reduktionsmittel des vorliegenden Verfahrens in Anwesenheitderzureduzierenden Carbonylverbindung in dem gewÏhlte Reaktionsmedium herstellen und gleichzeitig die Reduktion in dem gewünschten Sinne bewirken.
Die Reduktionen können selbst in einem L¯sungs- oder Verd nnugsmittel bei Temperaturen zwischen-10 und +80 , bevorzugt zwischen 0 und +25¯ durchgef hrt werden und erfordern je mach Konstitution der zu reduzierenden Verbindung und der Reduktionswirkung des verwendeten komplexen Borhydrids eine Unisetzungzeit zwischen wenigen Minuten bis zu mehreren Stunden.
Die Aufarbeitung der Reaktionsgemische kann nach an. sich bekannten Methoden geschehen, wobei nach Zersetzung der gebildeten komplexen Borverbindungen) bzw. der nicht umgesetzten quartären Ammoniumborhydride mit SÏure, bevorzugt mit verd nnter MineralsÏure, die Reduktionsprodukte durch Kristallisation, Destillation oder Extraktion mit einem geeigneten Mittel iso- liert werden.
Das Verfahren kann bequem auch in technischem Massstab durchgeführt werden,, da es nur solche Reaktionsbedingungen-besonders im Hinblick auf die anzuwendenden Reaktionstlemperaturen-erfor- dert, die unschwer im technischen Betrieb zur Verfügung stehen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist besonders bei Carbonylverbindungen, die in reduziertem Zustand Diastereomere bilden, von Vorteil. Die Verwendung von stereospezifischen Reduktionsmitteln ist in solchen FÏllen meistens erwünscht. Es war besonders überraschend festzustellen, dass bei der Ver wendung der quartären Ammoniumborhydride, die formal den Alkalimetallborhydriden entsprechen, sich die Mengenverhältnisse der entstehenden isome- ren Formen gegenüber der Reduktion mit Alkalibor- hydriden erheblich ändern.
Der gegenüber der Reduktion mit Alkalimebalborhydriden veränderte sterische Verlauf bei der Anwendung von Erdalkali metallborhydr'iden wird nämlich in'erster Linie auf die zweifach positiv geladenen Erdalkalimetallionen zurückzuführen sein. Da sich zudem durch Variation der Reste RI bis Ri in den quartären Ammoniumborhydriden des vorliegenden Verfahrens leicht solche komplexen Borhydride auswählen lassen, die eine gegebene Carbonylverbindung mit besonders hoher Stereospezifität reduzieren, stellt das. neue Verfahren. e ; ine wertvolle Bereicherung der bekannten Arbeitsmethoden dar.
Ein Vorteil der stereospezifischen Reduktion nach dem erfindungsgemÏssen Verfahren gegen ber bekannten Verfahren liegt weiter darin., dass, sich diese günstigen Ergebnisse auch bei höheren Tempe- raturen als bisher erzielen lassen, was besonders für ein technisches Verfahren von besonderer Bedeutung und vielfach nützlich ist.
Die erssndungsgemäss verwendeten quartären Ammoniumborhydride k¯nnen analog den Angaben von Banus et al. (J. Am. chem. Soc. 74, 2346 [1952]) durch Umsetzen eines quartären Ammoniums. alzes bzw. -hydroxydes mit einem Alkalimetallborhydrid gemäss folgender Gleichung
EMI2.1
in wäss. rig-alkoholischer Lösung erhalten werden.
(In den Formeln stellt x f r ein Hydroxylion oder ein Anion wie Halogen, Sulfat u. a.) Aus tten Reaktions- lösungen muss zur Isolierung der quartären Ammo niumborhydride das Lösungsmittel im Vakuum ab destilliert und der Rückstand mit einem gseigneten zweiben Lösungsmittel extrahiert werden, was je, doch, besonders f r technische Zwecke, eine zeitraubende und unwirtschaftliche Arbeitsweise darstallt.
Wie schon erwähnt, ist es jedoch nicht nötig, f r die erfindrungsgemäss, en Reduktionen die reinen iso lierten quartären Ammoniumborhydride einzusetzen; vielmehr k¯nnen nach dem beanspruchten Verfahren direkt die Lösungen) oder Suspensionen verwendet werden, in denen die komplexen Borhydride hergestellt worden sind. Diese Umsetzungen werden be vorzugt bei Zimmertemperatur oder tiefer, das hleisst zwischen einer Temperatur von-10 bis +30¯ durchgeführt. So gibt man z.
B. zu einer Lösung von
Tetraäthylammoniumchlorid im Dimethylformamid einen geringen Unterschuss an Natriumborhytdrid, bevorzugt gel¯st in Dimethylformamid, und verwen- det die resultierende L¯sung, die neben einer geringen Menge nicht umgesetzten Ammoniumsalzes das gebildete quartÏre Ammoniumborhydrid neben Kochsalz enthÏlt, gegebenenfalls nach Abfiltrieren der ausgefallenen Menge Kochsalz, direkt f r die Reduktionen der Carbonylverbindungen. Für die Auswahl der Lösungs-oder Verdünnungsmittel ist ausser der Stabilität dar quartären Ammoniumborhy- dride m diesen Madien in erster Linie die Löslichkeit der zu reduzierenden Verbindungen von Bed, eutung.
Als Lösungsmittel oder gegebenenfalls als Ver dünnungsmittel können besonders Alkohole wie ¯thanol oder n-Butanol, Amine, ¯ther und Amide, besonders Dimethylformamid verwendet werden.
Nach einer oft besonders einfachen) Ausführungsform lÏsst man zu einem Gemisch der zu reduzierenden Carbonylverbindung mit dem entsprechenden quartÏren Ammoniumsalz, das vorteilhaft im Uberschuss vorhanden sein soll, in einem der genannten L¯sungs- oder Verd nnungsmittel die benötige Menge einer Lösun, g von Natriumborhydrid in einem geeigneten L¯sungsmittel, z. B. Dimethylformamid, zufliessen. Nach dem Ergebnis der Reduktion muss man annehmen, dass sich auch hierbei das quartÏre Ammoniumborhydrid als eigentliches Reduktionsmitte. bildet und nicht das zugegebene Natriumbor- bydrid'allein die Reduktion bewirkt.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch die folgenden Beispiele. erläutert :
Beispiel 1
Eine L¯sung von 23g Natriumborhydrid in 300ml Dimethylformamid tropft man bei 0'in ein Gemisch von 100g TetraÏthylammoniumchlorid in 300 ml Dimethylformamid. Man saugt nach 1 Stunde Rühren das ausgefallene Natriumchlorid (33 g) ab und engt das Filtrat im Vakuum etwas ein. Beim Abkühlen scheiden sich aus der Lösung weisse, klare Kristalle des Tetraäthylammoniumborhydrids. ab.
8 g dieses TetraÏthylammoniumborhydrids, gel¯st in 20 ml HO tropft man in 30 Minuten zu einer auf 0-10 gekühlten Lösung von 33 g Chloralhydrat in 50 ml Wasser. Man erwärmt anschliessend noch 1 Std. auf 35 ,, sÏuert den Ansatz mit SalzsÏure bis pH4 an und sättigt die Lösung mit Kochsalz. Man extrahiert. den gebildeten Trichloräthylalkohol mit 2 x 50 ml Benzol, trocknet die Extrakte mit Natriumsulfat und destilliert das Lösungsmittel ab. Bei der Destillation des Rückstandes erhält man 21, 6 g 2, 2, 2-Trichloräthanol, Kpl2-57-60 . (Ausbeute 73"/o d. Th.) Bei der Reduktion von Chloralhydnat mit Natriumborhydrid erhält man nach S. W. Chaikin und W. G. Brown (J.
Am. chem. Soc. 71, 124) Trichloräthanol nur in einer Ausbeute von 61 oxo d. Th.
Beispiel 2
Zu einem Gemisch von 17 g Trimethyl-phenylammoniumchlorid in 100 ml Dimethylformamid lässt man bei 0 unter Rühren eine Lösung von 3, 5 g Natmumborhydrid, gelöst in lOOml Dimethylforma- mid, eintropfen. Es fällt sofort Natriumchlorid aus, das nach 1 Std. in einer Menge von 5, 1 g, entspre- chend 95, 5 %, der zu erwartenden Menge abgesaugt und mit Dimethylformamid ausgewaschen wurde.
Proben der erhaltenen Lösung (251 ml) wurden mit verdünnter Salzsäure zersetzt und die Menge an frei- gesetztem Wasserstoff gemessen bzw. die der Hydrolyse gebildete Borsäure durch Titration bestimmt.
Dabei wurde ein Gehalt der Lösung an Trimethyl- phenylammoniumborhydrid von 0, 37 Mol pro ml ermittelt, was einer nahezu quantitativen Ausbeute entspricht. 245 ml der so dargestellten Lösung wur- den b. ei 0 bis 10 unter Rühren in 31, 8 g frisch destil lierten Benzaldehyd eingetropft. Nach beendetem Eintragen erwärmt man die Lösung auf 60 bis eine Probe bei der Prüfung mit 2, 4-Dinitrophenylhydrazin keinen Benzaldehyd mehr anzeigt. Dann kühlt man auf Zimmertemp. erabur ab, verdünnt mit Wasser und stelltdurchZugabevonSalzsäureaufeinenpH-Wert von 4 ein. Man extrahiert den. gebildeten Benzylalkohol mit Chloroform, trocknet die Extrakte mit Natriumsulfat und destilliert.
Man erhält 29 g Benzyl alkohol entsprechend 90 ouzo d. Th.
Beispiel 3
Zu einem Gemisch aus 5 g Tetraäthylammo- niumchlorid und 12 g p-Nitrobenzaldehyd in 20 ml Athanol wird bei einer Temperatur zwischen 0 und 10 langsam eine Lösung von 1 g Natriumborhydrid in 20 ml Dimethylformamid eingetropft. Man rührt noch 2 Std. bei derselben Temperatur und lÏsst den Ansatz ohne weiteres Kühlen über Nacht stehen.
Denn stellt man, mit veridünnte. r Säure auf einen pH-Wert von 3-4 ein und gibt 100 ml warmes Wasser zu. Beim Abkühlen scheiden sich 10, 3 g Kristalle des p-Nitrobenzylalkohols ab, die gesammelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet bei 93¯ schmelzen.
Aus der Mutterlauge kann man durch Extraktion mit Ache. weitere 0, 8 g p-Nitrobenzylalkohol vom Fp. :
92-93 isolieren. Der Mischschmelzpunkt mit authentischem Material ergab keine Depression. Ausbeute 92, 5 O/o d. Th.
Reduziert man in gleicher Weise p-Nitrobenzaldehyd jedoch ohne Verwendung von Tetraäthylam moniumchlorid, so erhält man nur 9, 9 g p-Nitrobenn- zylalkohol vom Schmp. 93¯ entsprechend einer Ausbeute von 82, 5"/o d. Th.
Beispiel 4
Zu 100 g Tetraäthylammoniumchlorid in, 300 ml Dimethylformamid tropft man unterRühren bei einer Temperatur von 0 eine Lösung von 23 g Natriumborhydrid in 300 ml Dimethylformamid ein. Man rührt noch insgesamt 3 Stunden nach und verwahrt den Ansatz über Nacht im Eisschrank. Das abgeschiedene Natriumchlorid, das abgetrennt und mit Dimethylformamid ausgewaschen wurde, fÏllt in einer Menge von 33 g, entsprechend 94 O/o der zu erwartenden Menge an. Die erhaltene Lösung des Tetraäthylammoniumborhydrids wird direkt f r die folgende Reduktion verwendet.
Zu 37 g p-Nitro-α-acetamino-¯-hydroxy-propio- phenon, suspendiert in 300 ml n-Butanol, tropft man man unter Rühren bei einer Temperatur zwischen -10 und O¯ 190ml der TetraÏthylammoniumborhy drid-Lösun, ein. Nach beendetem Eintragen rührt man noch 4 Stunden nach und lässt den Ansatz über Nacht bei Zimmertemperatur stehen. Dann versetzt man mit 400 ml Wasser, stellt mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 4 ein und engt, die Lösung nach Zugabe von festem Calciumcarbonat im Vakuum auf ein Drittel ihres Volumes ein. Nach Absaugen des s bersch ssigen Calciumcarbonats extrahiert man den Rückstand mit 3 X200 ml wäs. srigem Butanol.
Aus diesen Butanolextrakten kann man nach Ausschütteln mit gesättigter Kochsalz-Losung durch Einengen im Vakuum 28 g Kristalle des threo-l-p-Ni trophenyl-2-acetamino-1, 3-propandiols, entsprechend 76 ouzo d. Th. gewinnen, die nach Umkristallisieren aus 10"/oigem wässrigem Methanol bei 162-164 schmelzen.
Beispiel S
Zu einem Gemisch aus 37 g 1-p-Nitrophenyl-2- acetamino-3-hydroxypropanon-1 (1) und 30 g Tetra äthylammoniumchlorid in 300 ml Dimethylformamid trägt man langsam und unter Rühren eine Lösung von 6 g Natriumborhydrid d in 200 ml Dimethylforma- mid ein. Man hÏlt dabei die Reaktionstemperatur durch Kühlen mit einer Eis-Kochsalzmischung bei -10 C. Man lässt den Ansatz über Nacht sich auf Zimmertemperatur erwärmen, versetzt mit 400 ml Wasser und säuert mit Salzsäure bis auf einen pH-Wert von 4 an. Man arbeitet analog auf wie im Beispiel 4 angegeben und erhält 23 g threo-l-p-Nitro phenyl-2-acetamino-1, 3-propandiol = 62 ouzo d.
Th. neben 2g der entsprechenden erythro-Verbindung vom Schmelzpunkt 190 -5, 5"/o d. Th.
Arbeitet man nicht in der e. rfindungsgemässen Welse, sondern reduziert nur mit Natriumborhydrid, so verlÏuft die Reduktion stemsch in ganz anderer, durchaus unerwünschter Weise, wie aus folgendem hervorgeht :
Zu 37 g p-Nitro-a-acetamino-ss-hydroxy-propio- phenon. in 300ml Butanol gibt man langsam eine Suspension von 6 g Natriumborhydnid in 200 ml Butanol zu, wobei die Temperatur durch Kühlen mit Eis-Kochsalz-Mischung bei -10¯ gehalten wird. Man rührt noch 4 Std. nach und lÏsst den Ansatz sich auf Zimmertemperatur erwärmen. Dann versetzt man mit 200 ml Wasser und sÏuert mit 15 ml Salzs ure an und trennt die Butanolschicht ab.
Die wässrige Phase extrahiert man 2 mal mit 200ml Butanol. Aus den vereinigten Butanol-Extrakten kann man durch Einengen 23g. erythro-1-p-Nitrophgenyl-2acetamino- 1, 3-propandiol vom Schmelzpunkt 190-191 (= 62 ouzo d. Th.) und aus den Mutterlaugen 3 g der ent- sprechenden threo-Verbindung vom Schmelzpunkt 160-161 isolieren (= 8, 1"/o d. Th.).
PATENTANS, PRUCH
Verfahren zur Reduktion von Carbonylverbin dungen zu primären bzw. sekundären) Alkoholen, da- durch gekennzeichnet, dass mam als Reduktionsmittel quartäre Ammoniumborhydride der Formel
EMI4.1
verwendet, in der RI, RII, RIII und Ri gegebenen- falls substituierte Alkyl-, Aralkyl-oder Arylreste bedeuten, wobei RI und RII zusammen mit dem Stickstoffatom einen gesättigten heterocyclischen Ring mit 5-7 Ringatomen bilden können.
Process for the reduction of carbonyl compounds
Carbonyl compounds can be reduced to the corresponding primary or secondary alcohols in various ways. Can be used many times for. such reductions use the alkali metal borohydrides such as sodium or lithium borohydride. It is also known that carbonyl compounds can be reduced with alkaline earth metal borohydrons.
It is also known that in the reduction of carbonyl compounds which are able to form diastereomers with potassium or magnesium borohydride the individual isomeric forms are formed in different proportions than in the reduction with alkali metal borohydrides cf. DAS1049856).
For the production of the alkaline earth metal borohydrides, however, lower temperatures are usually required. B. for the production of calcium borohydride in ethanol as a reaction medium temperatures between -15 and -30 and for the production of magnesium borohydride temperatures around -50. This fact considerably limits the use of alkaline earth metal borohydrides, since the use or maintenance of particularly low temperatures is inconvenient and expensive, especially when working on an industrial scale.
In hydroxyl-free solvents, these alkaline earth metal borohydrides are stable even at higher temperatures, but the stereospecificity decreases sharply with increasing temperature when carbonyl compounds, which are able to form diastereomers, are reduced with alkaline earth metal borohydrides, which is a significant advantage of their use . application is lost.
The present invention relates to a process for the reduction of carbonyl compounds to primary or secondary alcohols, which is characterized in that the reducing agent used is quaternary ammonium borohydrides of the formula
EMI1.1
used, in which Ri, RII, RIII and RIV are optionally substituted alkyl, aralkyl or aryl radicals, where RI and R II together with the nitrogen atom can form a saturated, heterozygous ring with 5-7 ring atoms.
The reducing effect of this complex borohydrive varies in strength depending on the nature of the quaternary amine component used, but always allows a selective reduction of carbonyl groups.
The reductions according to the invention can with the pure quaternary ammonium borohydr. iden are carried out. It is, however, not absolutely necessary for the process according to the invention to isolate the pure quaternary anunonium borohydimides. en, but it could. It is also advantageous to use those solutions for the reduction in which these quaternary ammonium borohydrides were produced. In many cases it is also possible to prepare the reducing agents of the present process in the presence of the carbonyl compound to be reduced in the selected reaction medium and at the same time bring about the reduction in the desired sense.
The reductions can even be carried out in a solvent or diluent at temperatures between −10 and +80, preferably between 0 and + 25¯, and require a reaction time depending on the constitution of the compound to be reduced and the reducing effect of the complex borohydride used between a few minutes and several hours.
The work-up of the reaction mixtures can according to. known methods happen, after decomposition of the complex boron compounds formed) or the unreacted quaternary ammonium borohydrides with acid, preferably with dilute mineral acid, the reduction products are isolated by crystallization, distillation or extraction with a suitable agent.
The process can also be carried out conveniently on an industrial scale, since it only requires reaction conditions - particularly with regard to the reaction temperatures to be used - which are readily available in industrial operation.
The process according to the invention is particularly advantageous in the case of carbonyl compounds which form diastereomers in the reduced state. The use of stereospecific reducing agents is usually desirable in such cases. It was particularly surprising to find that when using the quaternary ammonium borohydrides, which formally correspond to the alkali metal borohydrides, the proportions of the isomeric forms formed change considerably compared with the reduction with alkali borohydrides.
The steric course that is changed compared to the reduction with alkali metal borohydrides when using alkaline earth metal borohydrides is primarily due to the doubly positively charged alkaline earth metal ions. Since, in addition, by varying the radicals RI to Ri in the quaternary ammonium borohydrides of the present process, it is easy to select those complex borohydrides which reduce a given carbonyl compound with particularly high stereospecificity, this represents a new process. e; a valuable addition to the known working methods.
Another advantage of the stereospecific reduction by the process according to the invention over known processes is that these favorable results can also be achieved at higher temperatures than before, which is particularly important and often useful for a technical process.
The quaternary ammonium borohydrides used according to the invention can be used analogously to the information provided by Banus et al. (J. Am. Chem. Soc. 74, 2346 [1952]) by reacting a quaternary ammonium. alzes or hydroxides with an alkali metal borohydride according to the following equation
EMI2.1
in water rig-alcoholic solution can be obtained.
(In the formulas, x represents a hydroxyl ion or an anion such as halogen, sulfate, etc.) To isolate the quaternary ammonium borohydrides, the solvent must be distilled off in vacuo from the reaction solutions and the residue extracted with a suitable two solvent, whichever, but , especially for technical purposes, is a time-consuming and uneconomical way of working.
As already mentioned, however, it is not necessary to use the pure isolated quaternary ammonium borohydrides for the reductions according to the invention; Rather, the solutions or suspensions in which the complex borohydrides have been produced can be used directly according to the claimed process. These reactions are preferably carried out at room temperature or lower, that is to say between a temperature of -10 to + 30¯. So you give z.
B. to a solution of
Tetraethylammonium chloride in the dimethylformamide a slight deficiency of sodium borohydride, preferably dissolved in dimethylformamide, and uses the resulting solution which, in addition to a small amount of unreacted ammonium salt, contains the quaternary ammonium borohydride formed in addition to common salt, optionally after filtering off the precipitated amount of common salt directly for the reductions in carbonyl compounds. For the selection of the solvents or diluents, apart from the stability of the quaternary ammonium borohydrides in these media, the solubility of the compounds to be reduced is primarily important.
Alcohols such as ethanol or n-butanol, amines, ethers and amides, especially dimethylformamide, can be used as solvents or, if appropriate, as diluents.
According to an often particularly simple embodiment, the required amount of a solution of sodium borohydride is added to a mixture of the carbonyl compound to be reduced with the corresponding quaternary ammonium salt, which should advantageously be present in excess, in one of the solvents or diluents mentioned in a suitable solvent, e.g. B. dimethylformamide, flow. According to the result of the reduction, one must assume that here too the quaternary ammonium borohydride is the actual reducing agent. and not the added sodium borohydride alone causes the reduction.
The process of the invention is illustrated by the following examples. explained:
example 1
A solution of 23 g of sodium borohydride in 300 ml of dimethylformamide is added dropwise at 0 'to a mixture of 100 g of tetraethylammonium chloride in 300 ml of dimethylformamide. After stirring for 1 hour, the precipitated sodium chloride (33 g) is filtered off with suction and the filtrate is slightly concentrated in vacuo. On cooling, white, clear crystals of tetraethylammonium borohydride separate from the solution. from.
8 g of this tetraethylammonium borohydride, dissolved in 20 ml of HO, are added dropwise in 30 minutes to a solution, cooled to 0-10, of 33 g of chloral hydrate in 50 ml of water. The mixture is then heated to 35 for 1 hour, acidified with hydrochloric acid to pH 4 and the solution is saturated with sodium chloride. One extracts. the trichloroethyl alcohol formed with 2 x 50 ml of benzene, the extracts are dried with sodium sulfate and the solvent is distilled off. Distilling the residue gives 21.6 g of 2,2,2-trichloroethanol, Kpl2-57-60. (Yield 73 "/ o of theory) When chloral hydnate is reduced with sodium borohydride, according to S. W. Chaikin and W. G. Brown (J.
At the. chem. Soc. 71, 124) trichloroethanol only in a yield of 61 oxo d. Th.
Example 2
A solution of 3.5 g of sodium borohydride, dissolved in 100 ml of dimethylformamide, is added dropwise at 0 to a mixture of 17 g of trimethylphenylammonium chloride in 100 ml of dimethylformamide, while stirring. Sodium chloride precipitates out immediately, and after 1 hour it was filtered off with suction in an amount of 5.1 g, corresponding to 95.5% of the expected amount, and washed out with dimethylformamide.
Samples of the solution obtained (251 ml) were decomposed with dilute hydrochloric acid and the amount of hydrogen released was measured or the boric acid formed during hydrolysis was determined by titration.
A trimethylphenylammonium borohydride content of 0.37 mol per ml in the solution was determined, which corresponds to an almost quantitative yield. 245 ml of the solution presented in this way were b. ei 0 to 10 added dropwise with stirring to 31.8 g of freshly distilled benzaldehyde. After the end of the entry, the solution is heated to 60 until a sample no longer shows benzaldehyde when tested with 2,4-dinitrophenylhydrazine. Then you cool down to room temperature. erabur, diluted with water and adjusted to a pH value of 4 by adding hydrochloric acid. One extracts the. Benzyl alcohol formed with chloroform, the extracts dried with sodium sulfate and distilled.
29 g of benzyl alcohol corresponding to 90 ouzo d are obtained. Th.
Example 3
A solution of 1 g of sodium borohydride in 20 ml of dimethylformamide is slowly added dropwise at a temperature between 0 and 10 to a mixture of 5 g of tetraethylammonium chloride and 12 g of p-nitrobenzaldehyde in 20 ml of ethanol. The mixture is stirred for a further 2 hours at the same temperature and the batch is left to stand overnight without further cooling.
Because if you do, with thinned. r Acid to a pH of 3-4 and add 100 ml of warm water. On cooling, 10.3 g crystals of p-nitrobenzyl alcohol separate out, which are collected, washed with water and dried, melting at 93¯.
The mother liquor can be extracted with Ache. another 0.8 g of p-nitrobenzyl alcohol, melting point:
92-93 isolate. The mixed melting point with authentic material did not reveal any depression. Yield 92.5 O / o d. Th.
If p-nitrobenzaldehyde is reduced in the same way, but without the use of tetraethylammonium chloride, only 9.9 g of p-nitrobenzyl alcohol with a melting point of 93¯, corresponding to a yield of 82.5 "/ o d. Th.
Example 4
A solution of 23 g of sodium borohydride in 300 ml of dimethylformamide is added dropwise to 100 g of tetraethylammonium chloride in 300 ml of dimethylformamide with stirring at a temperature of 0. The mixture is stirred for a total of 3 hours and the batch is kept in the refrigerator overnight. The precipitated sodium chloride, which was separated off and washed out with dimethylformamide, accumulates in an amount of 33 g, corresponding to 94% of the amount to be expected. The resulting solution of tetraethylammonium borohydride is used directly for the following reduction.
To 37 g of p-nitro-α-acetamino-¯-hydroxy-propiophenone, suspended in 300 ml of n-butanol, 190 ml of the tetraethylammonium borohydride solution are added dropwise with stirring at a temperature between -10 and O¯ . After the end of the introduction, the mixture is stirred for a further 4 hours and the batch is left to stand overnight at room temperature. 400 ml of water are then added, the pH is adjusted to 4 with hydrochloric acid and the solution is concentrated to a third of its volume after adding solid calcium carbonate in vacuo. After suctioning off the excess calcium carbonate, the residue is extracted with 3 × 200 ml aq. syrupy butanol.
From these butanol extracts, after shaking with saturated sodium chloride solution, 28 g of crystals of threo-l-p-Ni trophenyl-2-acetamino-1, 3-propanediol, corresponding to 76 ouzo d. Th. Which, after recrystallization from 10 "/ o strength aqueous methanol, melt at 162-164.
Example p
To a mixture of 37 g of 1-p-nitrophenyl-2-acetamino-3-hydroxypropanone-1 (1) and 30 g of tetra ethylammonium chloride in 300 ml of dimethylformamide, a solution of 6 g of sodium borohydride d in 200 ml of dimethylforma is added slowly and with stirring - me a. The reaction temperature is maintained at -10 ° C. by cooling with an ice-common salt mixture. The mixture is allowed to warm to room temperature overnight, 400 ml of water are added and the mixture is acidified to a pH of 4 with hydrochloric acid. The procedure is analogous to that given in Example 4 and 23 g of threo-1-p-nitrophenyl-2-acetamino-1,3-propanediol = 62 ouzo d are obtained.
Th. In addition to 2g of the corresponding erythro compound with a melting point of 190 -5.5 "/ o d. Th.
If you don't work in the e. According to the invention, but only reduced with sodium borohydride, the reduction proceeds in a completely different, completely undesirable way, as can be seen from the following:
To 37 g of p-nitro-a-acetamino-ss-hydroxy-propiophenone. In 300 ml of butanol, a suspension of 6 g of sodium borohydnide in 200 ml of butanol is slowly added, the temperature being kept at -10¯ by cooling with an ice-common salt mixture. The mixture is stirred for a further 4 hours and the batch is allowed to warm to room temperature. Then 200 ml of water are added and 15 ml of hydrochloric acid are acidified, and the butanol layer is separated off.
The aqueous phase is extracted twice with 200 ml of butanol. From the combined butanol extracts, 23g. Isolate erythro-1-p-nitrophgenyl-2acetamino-1,3-propanediol with a melting point of 190-191 (= 62 ouzo of theory) and from the mother liquor 3 g of the corresponding threo compound with a melting point of 160-161 (= 8, 1 "/ o d. Th.).
PATENTANS, PRUCH
Process for the reduction of carbonyl compounds to primary or secondary alcohols, characterized in that the reducing agent used is quaternary ammonium borohydrides of the formula
EMI4.1
used, in which RI, RII, RIII and Ri denote optionally substituted alkyl, aralkyl or aryl radicals, where RI and RII can form a saturated heterocyclic ring with 5-7 ring atoms together with the nitrogen atom.