Verfahren zur Herstellung von makrocyclischen Verbindungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von makrocyclischen Verbindungen der Formel
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in welcher das Symbol R Wasserstoff oder den Methylrest und eines der Symbole n die Zahl 1 und das andere die Zahl 2 bezeichnen und in welcher die Doppelbindung cis- und/oder trans-Konfiguration aufweist.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass man die Diketone der Formel
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in welcher R die oben definierte Bedeutung besitzt, partiell reduziert und den erhaltenen Alkohol mit sau ren wasserabspaltenden Reagenzien behandelt.
Die Diketone II sind neue Verbindungen, die in teressante Riechstoffeigenschaften besitzen.
Die partielle Reduktion der Diketone II kann bei spielsweise durch katalytische Hydrierung mittels Ra ney-Nickel bei Raumtemperatur und Barometerdruck oder erhöhtem Druck unter Verwendung von 1 Mol
Wasserstoff auf je 1 Mol des Diketons durchgeführt werden. Man verwendet für die Hydrierung vorteil hafterweise ein alkalisches Medium, z. B. NaOH enthaltendes Methanol. Die partielle katalytische Hydrie rung der Diketone II kann auch mittels Edelmetall katalysatoren, gegebenenfalls in saurem Medium, durch geführt werden. Zur Wasserabspaltung aus den bei der Hydrierung entstehenden Alkoholen kann man saure Reagenzien, beispielsweise Mineralsäuren, wie Borsäure, Phosphorsäure oder Schwefelsäure, saure Salze, wie Kaliumhydrogensulfat oder Kaliumhydrogenphosphat, oder aromatische Sulfonsäuren, wie Benzol- oder p-Toluolsulfonsäure, verwenden.
Im nachfolgenden Schema wird die vorliegende Erfindung beschrieben:
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Im folgenden Beispiel wird die vorliegende Erfindung näher erläutert:
Beispiel
In einem für Hydrierungen ausgerüsteten Rundkolben von 4 Liter Inhalt gibt man 119 g Cyclopentadecandion-(1,5) (0,5 Mol), 2500 ml Methylalkohol, 50 g Raney-Nickel in Form einer 30prozentigen alkoholischen Suspension und 25 ml 1 Oprozentige Natronlauge. Man schüttelt das Gemisch bei Raumtemperatur und Barometerdruck in einer Wasserstoffatmosphäre während etwa 45 Minuten, wobei 12,5 Liter Wasserstoff (theoretisch erforderliche Menge = 11,2 Liter H2 bei 00/760 mm) absorbiert werden.
Das Hydrierungsgemisch wird filtriert, worauf das Lösungsmittel durch Destillation unter vermindertem Druck aus dem Destillat abgedampft wird. Der Rückstand wird mit Toluol und Äther verdünnt und anschlie ssend mit 10prozentigem wässrigem, Natriumbicarbonat und Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über Natriumsulfat wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abgedampft. Man erhält auf diese Weise 120 g eines in überwiegender Menge Cyclopentadecanol-(5)-on-(1) enthaltenden Produktes.
In einen mit Rührwerk, Thermometer, Rückflusskühler und Wasserabscheider ausgerüsteten Kolben von 4 Liter Inhalt gibt man das rohe Cyclopentadecanol-(5) on-(l) (120 g), 2500 ml Toluol und 5 g 70prozentige Benzolsulfonsäure. Das Reaktionsgemisch wird während 1/4 Stunde unter Rühren unter Rückfluss erhitzt und dann dekantiert. Die organische Phase wird mit 1 Oprozentigem Natriumbicarbonat gewaschen und anschliessend über Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels wird der Rückstand destilliert. Man erhält 92,2 g eines bei 116-1550 0,03 mm Hg überdestillierenden Produktes, das in überwiegender Menge aus einem Gemisch von Cyclopentadecen-(4)-on-(1) und Cyclopentadecen-(5)-on-(1), in welchem der Anteil der trans-Isomeren denjenigen der cis-Isomeren übersteigt, besteht.
Das erhaltene Rohprodukt kann wie folgt gereinigt werden: In einem Weithalskolben von 2 Liter Inhalt gibt man einer Lösung von 92,2 g rohem Cyclopentadecen-(4 und -5)-on-(1) in 600 ml Lösung von 40 g Semicarbazid-chlorhydrat in 200 ml 20prozentige Natriumcarbonatlösung zu. Man erhitzt das Gemisch während 1/4 Stunde bei 450 und lässt es dann über Nacht im Kühlschrank stehen. Das niedergeschlagene kristalline Produkt wird abgenutscht und dann mit gekühltem Athanol, destilliertem Wasser und schliesslich Sitha- nol gewaschen. Das Produkt wird dann im Trockenschrank unter vermindertem Druck bei 1000 getrocknet.
Man erhält auf diese Weise 75,1 g (Ausbeute 94,1 %) Semicarbazon, das um 1750 schmilzt.
Man rührt ein Gemisch von 300 ml 80prozentiger Phosphorsäure und 75,1 g des Semicarbazons von Cyclopentadecen-(4 und -5)-on-(1) während 30 Minuten bei Raumtemperatur. Man verdünnt das Reaktionsgemisch mit Wasser und extrahiert es mit Toluol. Die organische Phase wird zuerst mit Wasser, dann mit 1 Oprozentiger wässriger Natriumcarbonatlösung gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Durch Abdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck erhält man 60,1 g rohes Cyclopentadecen-(4 und -5)on-(1), das in einer Vigreux-Kolonne von 15 cm Höhe destilliert wird. Man gewinnt auf diese Weise 55,6 g eines bei 100-102 /0,003 mm Hg überdestillierenden Gemisches von reinem Cyclopentadecen-(4 und -5) on-(l), in welchem der Anteil der trans-Isomeren überwiegt. Ausbeute an reinem Produkt: 50 %, bezogen auf das eingesetzte Diketon.
Das Cyclopentadecandion-(1,5), das als Ausgangsmaterial in der obigen Methode verwendet worden war, wird wie folgt zubereitet:
Man löst 20,6 g (0,1 Mol) Bicyclo[10.3.0]pentade- cen[l(12)] in 300 ml 90prozentiger Ameisensäure und gibt der Lösung tropfenweise bei einer Temperatur von 400 5 g 55prozentiges Wasserstoffperoxyd zu, worauf die Lösung noch 8 Stunden bei 400 gerührt und anschliessend über Nacht stehengelassen wird. Die Ameisensäure wird unter vermindertem Druck abdestilliert, worauf der Rückstand in 50 ml Äthanol aufgenommen wird. Man gibt der Lösung 25 ml l0pro- zentiges wässriges Kaliumhydroxyd zu und rührt die Lösung bei Raumtemperatur während 4 Stunden. Das Reaktionsgemisch wird mit 150 ml Wasser verdünnt und mit Äther extrahiert.
Aus dem Atherextrakt erhält man durch Abdampfen des Lösungsmittels 22 g rohes Bicyclo[l0.3. O]pentadecandiol-(l ,12), das zur Kristallisation neigt.
Man löst das rohe Diol in 300 ml Eisessig und gibt der Lösung bei 45-60 in kleinen Portionen 15 g Pb304 zu. Man rührt das Reaktionsgemisch während 8 Stunden bei 45-60 und lässt es dann über Nacht stehen. Nach dem Abdampfen der Essigsäure unter vermindertem Druck nimmt man den Rückstand in 200 ml Wasser auf, gibt der Lösung 20 g Calciumcarbonat zu, schüttelt das Gemisch und gibt schliesslich 200 ml Petroläther (Siedebereich 80-100 ) zu. Man filtriert das Reaktionsgemisch und dekantiert das Filtrat. Die organische Phase wird unter vermindertem Druck destilliert, um das Lösungsmittel zu entfernen, worauf der Rückstand bei 0,03 mm Hg destilliert wird.
Das auf diese Weise erhaltene, beim Stehen kristallisierende Produkt wird aus Petroläther umkristallisiert.
Man erhält 14,6 g von bei 60-62 schmelzendem Cyclopentadecandion-( 1,5).
Process for the preparation of macrocyclic compounds
The present invention relates to a new process for the preparation of macrocyclic compounds of the formula
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in which the symbol R denotes hydrogen or the methyl radical and one of the symbols n denotes the number 1 and the other denotes the number 2 and in which the double bond has the cis and / or trans configuration.
According to the present invention, the process is characterized in that the diketones of the formula
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in which R has the meaning defined above, partially reduced and the alcohol obtained treated with acidic dehydrating reagents.
The diketones II are new compounds that have interesting fragrance properties.
The partial reduction of the diketones II can, for example, by catalytic hydrogenation by means of Ra ney nickel at room temperature and barometric pressure or elevated pressure using 1 mol
Hydrogen can be carried out for every 1 mole of the diketone. It is advantageous to use an alkaline medium for the hydrogenation, e.g. B. NaOH containing methanol. The partial catalytic hydrogenation of the diketones II can also be carried out by means of noble metal catalysts, if appropriate in an acidic medium. To split off water from the alcohols formed during the hydrogenation, acidic reagents, for example mineral acids such as boric acid, phosphoric acid or sulfuric acid, acid salts such as potassium hydrogen sulfate or potassium hydrogen phosphate, or aromatic sulfonic acids such as benzene or p-toluenesulfonic acid can be used.
The present invention is described in the following scheme:
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The present invention is explained in more detail in the following example:
example
119 g of cyclopentadecanedione (1.5) (0.5 mol), 2500 ml of methyl alcohol, 50 g of Raney nickel in the form of a 30 percent alcoholic suspension and 25 ml of 10 percent sodium hydroxide solution are placed in a 4 liter round bottom flask equipped for hydrogenation. The mixture is shaken at room temperature and barometric pressure in a hydrogen atmosphere for about 45 minutes, with 12.5 liters of hydrogen (theoretically required amount = 11.2 liters of H2 at 00/760 mm) being absorbed.
The hydrogenation mixture is filtered and the solvent is evaporated from the distillate by distillation under reduced pressure. The residue is diluted with toluene and ether and then washed with 10 percent aqueous, sodium bicarbonate and water. After drying over sodium sulphate, the solvent is evaporated off under reduced pressure. In this way, 120 g of a product containing a predominant amount of cyclopentadecanol- (5) -one- (1) are obtained.
The crude cyclopentadecanol- (5) one- (1) (120 g), 2500 ml of toluene and 5 g of 70% benzenesulfonic acid are placed in a 4 liter flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser and water separator. The reaction mixture is refluxed with stirring for 1/4 hour and then decanted. The organic phase is washed with 10 percent sodium bicarbonate and then dried over sodium sulfate. After the solvent has evaporated, the residue is distilled. 92.2 g of a product distilling over at 116-1550 0.03 mm Hg are obtained, the predominant amount of which is a mixture of cyclopentadecen- (4) -one- (1) and cyclopentadecen- (5) -one- (1) in which the proportion of the trans isomers exceeds that of the cis isomers.
The crude product obtained can be purified as follows: A solution of 92.2 g of crude cyclopentadecen- (4 and -5) -one- (1) in 600 ml of solution of 40 g of semicarbazide chlorohydrate is added to a wide-necked flask with a capacity of 2 liters in 200 ml of 20 percent sodium carbonate solution. The mixture is heated at 450 for 1/4 hour and then left in the refrigerator overnight. The precipitated crystalline product is filtered off with suction and then washed with chilled ethanol, distilled water and finally sithanol. The product is then dried at 1000 in a drying cabinet under reduced pressure.
In this way, 75.1 g (94.1% yield) of semicarbazone, which melts around 1750, are obtained.
A mixture of 300 ml of 80 percent phosphoric acid and 75.1 g of the semicarbazone of cyclopentadecen- (4 and -5) -one- (1) is stirred for 30 minutes at room temperature. The reaction mixture is diluted with water and extracted with toluene. The organic phase is washed first with water, then with 10 percent aqueous sodium carbonate solution and dried over sodium sulfate. Evaporation of the solvent under reduced pressure gives 60.1 g of crude cyclopentadecen- (4 and -5) one- (1), which is distilled in a Vigreux column 15 cm high. In this way, 55.6 g of a mixture of pure cyclopentadecen- (4 and -5) one- (l) which distills over at 100-102 / 0.003 mm Hg and in which the proportion of trans isomers predominates are obtained. Yield of pure product: 50%, based on the diketone used.
The cyclopentadecanedione (1,5) used as the starting material in the above method is prepared as follows:
20.6 g (0.1 mol) of bicyclo [10.3.0] pentadecene [l (12)] are dissolved in 300 ml of 90 percent formic acid and 5 g of 55 percent hydrogen peroxide are added dropwise to the solution at a temperature of 400, whereupon the The solution is stirred for a further 8 hours at 400 and then left to stand overnight. The formic acid is distilled off under reduced pressure, whereupon the residue is taken up in 50 ml of ethanol. 25 ml of 10 percent aqueous potassium hydroxide are added to the solution and the solution is stirred at room temperature for 4 hours. The reaction mixture is diluted with 150 ml of water and extracted with ether.
Evaporation of the solvent from the ether extract gives 22 g of crude bicyclo [l0.3. O] pentadecanediol- (l, 12), which tends to crystallize.
The crude diol is dissolved in 300 ml of glacial acetic acid and 15 g of Pb304 are added to the solution at 45-60 in small portions. The reaction mixture is stirred for 8 hours at 45-60 and then left to stand overnight. After the acetic acid has evaporated under reduced pressure, the residue is taken up in 200 ml of water, 20 g of calcium carbonate are added to the solution, the mixture is shaken and finally 200 ml of petroleum ether (boiling range 80-100) are added. The reaction mixture is filtered and the filtrate is decanted. The organic phase is distilled under reduced pressure to remove the solvent and the residue is distilled at 0.03 mm Hg.
The product obtained in this way, which crystallizes on standing, is recrystallized from petroleum ether.
14.6 g of cyclopentadecanedione- (1.5) which melts at 60-62 are obtained.