Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von bicyclischen Äthern der Formel
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in welcher die Symbole R d R' Wasserstoff oder das eine davon einen Methylrest und das andere Wasserstoff bezeichnen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass man an 2 Äthoxycarbonylcyclododecanon eine Verbindung der Formel
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in welcher die Symbole R und R4 die gleiche Bedeutung besitzen wie in Formel I, analgert, die dabei erhaltene Additionsverbindung zum entsprechenden Carbinol reduziert, das letztere in einer Alkalilösung verseift und decarboxyliert u. den erhaltenen Keto-alkohol mit einem sauren Cyclisierungsmittel oder einem Halogen cyclisiert.
Im schweizer Patent Nr. 523 879 ist ein Verfahren zur Hersteltung von bicyclischen Äthern der Formel
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in welcher R und R4 Wasserstoff oder das eine davon einen methylrest und das andere Wasserstoff bezeichnen und n eine ganze Zahl von 0 bis 3 bezeichnet, und worin die Summe der Ringkohlenstoffatome 14 bis 17 beträgt, die nach bekannten Methoden gemäss dem nachstehenden Reaktionsschema hergestellt werden, erwähnt.
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Die bicyclischen Äther der formeln I und III sind Ausgangsstoffe für die Herstellung von Lacton der Formel
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und der entsprechenden ungesättigten Lactone der For
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in welcher m die Zahl 1 oder 2 bezeichnet.
Es wurde nun gefunden, dass die bicyclischen Äther der Formel I durch die Verwendung des erfindungsgemässen Venfahrens mit guten Ausbeuten hergestellt werden können.
Gemäss einer bevorzugten Arbeitsweise wird die Reduktioa zum Carbinol mittels Natriumborhydrid durchgeführt. Als saure Cyclisierungsmittel können mineralische oder organische Säuren, z.B. Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure. Benzolsulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure oder Trifluoressigsäure, oder saure Diatomeenerden verwendet wenden. Halogene, z.B. Jod, eignen sich ebenfalls als Cyclisierungsmittel. Die Cyclisierung kann durch Auflösen der zu cyclisierenden Verbindung in Gegenwart des Cyclisierungsmittels in einem inerten organischen Lösungsmittel, z.B. in einem aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen, araliphatischen oder chlorierten Kohlenwasserstoff, oder in einem Äther, z.B.
Di oxan, Tetrahydro@uran oder Monoglym, durchgeführt werk Gemäss einer bevorzugten Arbeitsweise verwen det man als Cyclisierungsmittel eine saure Diatomeenet de und als inertes organisches Lösungsmittel Hexan.
Das als Ausgangsstoff verwendete 2-Äthoxycarbonyl cyclododecanon kann aus Cyclododecanon. einem billi gen Handelsprodukt, nach bekannten Methoden (s. z.B.
Tetrahedron, 19, 1625 f1963j) hergestellt werden.
Die Synthese der bicyclischen Äther I ist durch das hstehende Reaktionsschema veranschaulicht.
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In diesem Schema haben die Symbole R8 und R4 die gleiche Bedeutung wie in der Formel I.
Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel sind die Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel
Eine Lösung von Acrolein (196 g) in 300 ml Methanol wurde bei 0-30 einer kräftig gerührten Lösung von 763 g 2-Äthoxycarbonyl-cyclododecanon (3 Mol) und 15 g Natriummethylat in 2 Liter Methanol zugetropft (1 1/2 Stunden). Hierauf wurde das Reaktionsgemisch während weiterer 30 Minuten bei 0 stehen gelassen. Das auf diese Weise erhaltene 2-Äthoxycarbonyl-2-[3-oxo- propyll-cyolododecanon wurde nicht aus dem Reaktionsgemisch isoliert, sondern ohne vorherige Reinigung für die nächste Verfahrensstufe verwendet.
Dem obigen Gemisch wurde unter Rühren bei 0-30 portionenweise 30 g Natriumborhydrid (0,79 Mol) zage- setzt, und die Lösung wurde bei dieser Temperatur gehalten, bis man durch Dünnschichtchromatographie (SiO2, Jlenzoi/Essigsäureäthylester 9 : 1) das vollständige Verschwinden des Ausgangsmaterials beobachtete.
Dem obigen Reaktionsgemisch wurden unter kräftigem Rühren innerhalb von 20 Minuten 330 mi einer 30%igen wässrigen Lösung von Natriumhydroxyd (3,3 Mol) zugesetzt. Die Temperatur, welche zu Beginn der Reaktion 0 betrug, stieg auf 200 an und wurde dann mittels eines Wasserbades auf 65-700 erhöht. Das Gemisch wurde während 3 Stunden auf dieser Temperatur gehalten, und das Natriumhydrogencarbonat (230 g), das während der obigen Operation ausgefällt wurde, wurde durch Filtrieren isoliert. Nach dem Verdampfen der flüchtigen Bestandteile erhielt man aus dem klaren Filtrat einen Rückstand, der mit 4 Liter Wasser verdünnt und mit 2 Liter Toluol extrahiert wurde.
Nach der üblichen Behandlung (Waschen mit 4 Liter Wasser, Neutralisation mit 200 ml 25%iger Schwefelsäure und Trocknen) erhielt man aus der organischen Phase durch Verdampfen 740 g Rohprodukt. lDie anschliessende fraktionierte Destillation des Rohproduktes ergab 609 g 2[3-Hydroxy- propyl]-cyclododecanon, Sdp. 115-160-1 650C/0, 1 Torr.
Das auf diese Weise erhaltene Produkt wurde ohne vorherige Reinigung für die nächste Verfahrensstufe verwendet. IR : 3420, 1700 cm-,
309 g 2-[3-Hydroxypropyl]-cyclododecanon in 1000 ml n-Hexan wurden mit 60 g saurer Diatomeenerde behandelt. Das Reaktionsgefäss wurde mit einer seitlichen Destillierapparatur versehen, um die direkte Destillation des während der Reaktion gebildeten Wassers zu ermögli ihren. Man fing 46 ml Wasser auf. Nach dem Abkühlen wurde die Suspension filtriert und der Feststoff mit Hexan gewaschen.
Durch Verdampfen der flüchtigen Bestandteile erhielt man 600 g Rückstand, der einer fraktionierten Destillation unterworfen wurde. Man erhielt auf diese Weise 510 g 13-Oxa-ticyclo[10.4.0]hexadeocn-[1112)], Sdp. 116120 /0,1 Torr. IR : 1660 cm-1.
Wenn man im obigen Verfahren Methacrolein bzw.
Methylvinylketon anstelle von Acrolein verwendete, so erhielt man 15-Methyl-13-oxabicyclo[10.4.0]hexadecen -[1(12)] bzw. 14-Methyl-13-oxabicyclo[10.4.0]hexadecen 41(12)], die die folgenden analytischen Konstanten aufwiesen: 15-Methyl-13-oxabicyclo[10.4.0]hexadecen-[1(12)]: d20 = 0,9623; nD20 = 1,5018, 14-Methyl-13-oxabicyclo[10.4.0]hexandecen-[1(12)]: d420 = 0,9581; nD20 = 1,5037.
The present invention relates to a new process for the preparation of bicyclic ethers of the formula
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in which the symbols R d R 'denote hydrogen or one of them denotes a methyl radical and the other denotes hydrogen, which means that there is a compound of the formula on 2 ethoxycarbonylcyclododecanone
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in which the symbols R and R4 have the same meaning as in formula I, analogously, the addition compound obtained is reduced to the corresponding carbinol, the latter is saponified and decarboxylated in an alkali solution and the like. the resulting keto alcohol is cyclized with an acidic cyclizing agent or a halogen.
In Swiss Patent No. 523 879 there is a process for the production of bicyclic ethers of the formula
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in which R and R4 denote hydrogen or one of them denotes a methyl radical and the other denotes hydrogen and n denotes an integer from 0 to 3, and in which the sum of the ring carbon atoms is 14 to 17, which are prepared by known methods according to the reaction scheme below, mentioned.
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The bicyclic ethers of the formulas I and III are starting materials for the production of lactones of the formula
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and the corresponding unsaturated lactones of For
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in which m denotes the number 1 or 2.
It has now been found that the bicyclic ethers of the formula I can be prepared with good yields by using the method according to the invention.
According to a preferred procedure, the reduction to carbinol is carried out using sodium borohydride. As acidic cyclizing agents, mineral or organic acids, e.g. Hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid. Use benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid or trifluoroacetic acid, or acidic diatomaceous earths. Halogens, e.g. Iodine, are also suitable as cyclizing agents. The cyclization can be carried out by dissolving the compound to be cyclized in the presence of the cyclizing agent in an inert organic solvent, e.g. in an aliphatic, cycloaliphatic, aromatic, araliphatic or chlorinated hydrocarbon, or in an ether, e.g.
Di oxane, tetrahydro urane or monoglyme, carried out according to a preferred procedure, an acidic diatomaceous metal is used as the cyclizing agent and hexane as the inert organic solvent.
The 2-ethoxycarbonyl cyclododecanone used as starting material can be obtained from cyclododecanone. a cheap commercial product, according to known methods (see e.g.
Tetrahedron, 19, 1625 f1963j).
The synthesis of the bicyclic ethers I is illustrated by the reaction scheme below.
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In this scheme, the symbols R8 and R4 have the same meaning as in formula I.
In the following exemplary embodiment, the temperatures are given in degrees Celsius.
example
A solution of acrolein (196 g) in 300 ml of methanol was added dropwise at 0-30 to a vigorously stirred solution of 763 g of 2-ethoxycarbonyl-cyclododecanone (3 mol) and 15 g of sodium methylate in 2 liters of methanol (1 1/2 hours). The reaction mixture was then left to stand at 0 for a further 30 minutes. The 2-ethoxycarbonyl-2- [3-oxo-propyl-cyolododecanone obtained in this way was not isolated from the reaction mixture but was used for the next stage of the process without prior purification.
30 g of sodium borohydride (0.79 mol) were added to the above mixture in portions with stirring at 0-30, and the solution was kept at this temperature until it had completely disappeared by thin-layer chromatography (SiO2, Jlenzoi / ethyl acetate 9: 1) of the starting material observed.
330 ml of a 30% strength aqueous solution of sodium hydroxide (3.3 mol) were added to the above reaction mixture with vigorous stirring over the course of 20 minutes. The temperature, which was 0 at the beginning of the reaction, rose to 200 and was then increased to 65-700 by means of a water bath. The mixture was kept at this temperature for 3 hours and the sodium hydrogen carbonate (230 g) which precipitated during the above operation was isolated by filtration. After evaporation of the volatile constituents, a residue was obtained from the clear filtrate, which was diluted with 4 liters of water and extracted with 2 liters of toluene.
After the usual treatment (washing with 4 liters of water, neutralization with 200 ml of 25% strength sulfuric acid and drying), 740 g of crude product were obtained from the organic phase by evaporation. The subsequent fractional distillation of the crude product gave 609 g of 2 [3-hydroxypropyl] cyclododecanone, boiling point 115-160-1650C / 0.1 Torr.
The product obtained in this way was used for the next process stage without prior purification. IR: 3420, 1700 cm-,
309 g of 2- [3-hydroxypropyl] cyclododecanone in 1000 ml of n-hexane were treated with 60 g of acidic diatomaceous earth. The reaction vessel was fitted with a side distillation apparatus in order to enable direct distillation of the water formed during the reaction. 46 ml of water was collected. After cooling, the suspension was filtered and the solid was washed with hexane.
Evaporation of the volatile constituents gave 600 g of residue which was subjected to fractional distillation. In this way, 510 g of 13-oxa-ticyclo [10.4.0] hexadecn- [1112)], boiling point 116120 / 0.1 Torr were obtained. IR: 1660 cm-1.
If you use methacrolein or
Methyl vinyl ketone used instead of acrolein gave 15-methyl-13-oxabicyclo [10.4.0] hexadecene - [1 (12)] or 14-methyl-13-oxabicyclo [10.4.0] hexadecene 41 (12)], which had the following analytical constants: 15-methyl-13-oxabicyclo [10.4.0] hexadecene [1 (12)]: d20 = 0.9623; nD20 = 1.5018, 14-methyl-13-oxabicyclo [10.4.0] hexanedecene [1 (12)]: d420 = 0.9581; nD20 = 1.5037.