CH475180A - Verfahren zur Herstellung von Methoxalsäure-anhydrid - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur Herstellung von Methoxalsäure-anhydrid Methoxalsäure-anhydrid,
CH3-O-CO-CO-O-CO-CO-O-CH3, ist bis jetzt nicht bekannt. Es wurde nun überraschenderweise gefunden,   dass      es - allerdings    unter   Einhaltung    gewisser   Bedingungen - bequem    und billig nach den meisten für die   DarsteRung    von Carbonsäure-anhydriden gebräuchlichen Methoden bereitet werden kann. Im Gegensatz zu einem bereits beschriebenen sehr labilen gemischten Essigsäure-Oxalsäure-anhydrid,
CH3-CO-O-CO-CO-O-CO-CH3 [W. R. Edwards   ii.    W. M. Henley, J. Am. Chem. Soc.



  75, 3587 (1953)] ist es sowohl in Lösung als auch in fester Form bis zu einer Temperatur von mindestens   800    C vollkommen beständig, lässt sich im Hochvakuum destillieren (Sdp. 70-80    C/0,03    mm) und kristallisiert aus   Benzol    in grossen Platten, die bei   65-67     schmelzen. Wasser zersetzt es in wenigen Sekunden. Sehr   lang-    sam zersetzt es sich mit Pyridin, schneller jedoch mit stärkeren tertiären Basen wie beispielsweise Triäthyl  amm.   



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich demnach auf ein Verfahren zur Herstellung von Methoxalsäure- anhydrid, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man Methoxalylchlorid mit einem Salz der Methoxalsäure in stöchiometrischem Verhältnis oder mit einem geringen Überschuss des Salzes umsetzt. Es ist möblich, das als Ausgangsmaterial verwendete Salz der Methoxalsäure in situ zu erzeugen, so dass beispielsweise durch Umsetzung von Methoxalsäure mit der genau berechneten Menge des aus Methoxalylchlorid und Pyridin bei sehr niedriger Temperatur erhaltenen Komplexes das Anhydrid in mehr oder weniger reiner Form gewonnen werden kann.



   Ebenso kann es durch Zufügen der genau berechneten Menge   Pyridin      oder    einer anderen   schwachen    Base, wie z. B.   Thdiazoll,    zu einem äquimolaren   Gemisch    von Methoxalsäure und Methoxalylchlorid bei niederer Temperatur erhalten werden.



   Letzteres Gemisch kann direkt durch Zufügen der genau berechneten Menlge Wasser zu   Methoxaiylchlorid    erzeugt werden.



   Eine bevorzugte Ausführungsform des   erfi ndungs-    gemässen Verfahrens, wonach das Anhydrid in reiner Form gewonnen wird, ist die Umsetzung von Methoxalylchlorid mit einem   Salz    der Methoxalsäure, zum Beispiel dem aus Oxalester leicht erhältlichen Kaliumsalz, durch mehrstündiges Kochen in einem nichtpolaren Lösungsmittel, z. B. Benzol. Zweckmässigerweise wird ein kleiner   Überschuss    des Salzes eingesetzt. Nach   Fil-    trieren kristallisiert   beim      Abkühlen    das reiine Anhydrid zum grössten Teil aus.



   Methoxalsäure-anhydrid ist ein extrem aktives Anhydrid. Die Hydroxylgruppe tertiärer   Alkohole    wird unter Zusatz von Pyridin bei 0-10  C unter Wärme  entwicklung    in wenigen Minuten quantitativ verestert.



  Sogar die bis vor kurzer Zeit als unveresterbar angesehene 11ss-Hydroxylgruppe in Steroiden wie Hydrocortison wird in der Kälte   in weniger      als    15 Minuten quantitativ verestert. Ketogruppen werden überraschenderweise nicht angegriffen.



   Diese Eigenschaften sowie die der entstandenen gemischten   Oxalester:    partielle Verseifung zu den wasserlöslichen   Halbestersalzen    und ihre leichte Totalverseifung zu den freien alkoholen, lassen das Methoxalsäure-anhydrid als wertvolles Hilfsmittel, speziell auf dem Gebiet von   schwer    veresterbaren Alkoholen, erscheinen.



   Beispiel 1
In einem 1-1-Dreihalskolben mit Hershbergrührer, Tropftrichter und absteigenden Kühler werden 156 g (1,1 Mol) Kalium-methoxalat mit 350 cm3 Benzol übergossen und im Ölbad unter ühren 150 cm3 Benzol zwecks Entfernung von Feuchtigkeit ab destilliert. Der absteigende Kühler wird nun durch einen trockenen Rückflusskühler mit Chlorcalciumrohr ersetzt und nach dem Abkühlen auf 40-50 C unter Rühren eine Lösung von 122 g (1 Mol) Methoxalylchlorid in 150 cm3 trockenem Benzol innerhalb etwa 15 Minuten zugetropft. Es wird nun zum Sieden erhitzt und 2 Stunden unter Rückfluss und ständigem Rühren gekocht. Die breiartige Reaktionsmasse   wird    auf etwa   50-60  C    abkühlen gelassen, über Tuch filtriert und der Kuchen von KCl mit 200 cm3 Benzol (lauwarm) gut gewaschen.



  Beim Abk2hlen auf etwa 6 C erstarrt die farblose Lösung plötzlich. Um grosse Kristalle zu erhalten, ist es nötig, innerhalb 2-3 Tage langsam abkühlen zu lassen.



  Aus der Mutterlauge wird durch Einengen der Rest erhalten. Ausbeute etwa 180 g =   95%    Anhydrid, bezogen auf Chlorid.



   Beispiel 2
Wie Beispiel 1, nur dass statt des Kaliumsalzes 190 g Pyridinium-methoxalat eingesetzt wird, das aus einer vorhergehenden Veresterung stammt. Die Ausbeute ist nicht so gut, zur Kristallisation muss meist geimpft werden. Die   Benzollösung    ist aber für die meisten Zwecke brauchbar.



   Beispiel 3
In einem   2 < 1-Kolben    mit Hershberg-Rührer, Tropftrichter und Gasausgleichsrohr mit   Calciumchlorid-Ver-    schluss werden unter sorgfältigstem Ausschluss von Feuchtigkeit 122 g Methoxalylchlorid in 220 cm3 Toluol vorgelegt. Der Kolben ist von aussen mit einem Calciumchloridbad umgeben, dessen Temperatur durch Zusatz von Trockeneis ständig auf etwa -45 bis -50 C gehalten wird. Unter ständigem schnellem Rühren wird nun eine Lösung von 79 g reinem Pyridin in 250   cm3    Toluol innerhalb 30 Minuten zugetropft. Nach dem Waschen des Tropftrichters mit ein wenig Toluol wird unmittelbar darauf eine Lösung von frisch destillierter Methoxalsäure (Sdp) 108-109 C/12 mm) (105 g) in 400 cm3 Toluol unter ständigem heftigem Rühren innerhalb 30 Minuten zugetropft.

   Es wird noch 1 Stunde in der Kälte weiter gerührt, dann das   Kältebad    entfernt und langsam auf etwa   3040     C schwach erwärmt. Die   lauwarme    Lösung wird über Tuch filtriert und im Vakuum eingedampft. Je nach der Exaktheit der Aus  führung    bzw.   der    Abwesenheit von Feuchtigkeit werden Ausbeuten bis zu 90 % erhalten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Methoxalsäureanhydrid, dadurch gekennzeichnet, dass man Methoxalylchlorid mit einem Salz der Methoxalsäure in stöchiometrischem Verhältnis oder mit einem geringen Überschuss des Salzes umsetzt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung in einem nichtpolaren Lösungsmittel, vorzugsweise in Benzol oder Toluol, durchführt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man das Kaliumsalz verwendet.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass man das Salz eines tertiären Amins verwendet.

   4. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das tertiäre Amin eine schwache Base ist.

   5. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass man das Salz der schwachen tertiären Base in Form des rohen Reaktionsgemisches verwendet, wie man es erhält, wenn man Methoxalsäure mit einem Komplex aus Methoxalylchlorid und einer schwachen tertiären Base umsetzt.