Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von cis-olefinisch ungesättigten Verbindungen der allgemeinen Formel
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worin R nieder-Alkoxy, beispielsweise Methoxy oder Äthoxy bedeutet, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein Vinyl-cis-hexenyl-keton der Formel
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mit Cyanwasserstoff oder einem Metallcyanid zu einem Nitril der Formel
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umsetzt und dieses durch Behandlung mit einem niederen Alkanol in Gegenwart einer Säure in eine Verbindung der allgemeinen Formel I überführt.
Das als Ausgangsstoff verwendete Vinyl-cis-hexenylketon II ist eine neue Verbindung, die durch Oxydation des entsprechenden sekundären Alkohols, d. h. des Nona-1, cis-6-dien-3ols, nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden kann. Als Oxydationsmittel kommen in Frage: Chromtrioxid/ Schwefelsäure/Wasser, Chromtrioxid/Pyridin, Chromtrioxid/ Essigsäure, Chromtrioxid/Dimethylformamid; andere Chromverbindungen, wie z. B. Natriumchromat, in den genannten Lösungsmitteln, Mangandioxid in Lösungsmitteln, wie Kohlenwasserstoffen, halogenierten Kohlenwasserstoffen, Äther; Dimethylsulfoxid/Luft, Dimethylsulfoxid/Dicyclohexylcarbodiimid mit Säuren, wie z. B. Phosphorsäure oder Trifluoressigsäure. Bevorzugtes Oxydationsmittel ist Chromtrioxid/Schwefelsäure/Wasser.
Die Oxydation erfolgt vorteilhafterweise im zweiphasigen System, wobei als zweite Phase Lösungsmittel, wie Kohlenwasserstoffe (z. B. Benzol, Hexan), halogenierte Kohlenwasserstoffe (z. B. Methylenchlorid, Chloroform), Äther (z. B. Diäthyläther, Diisopropyläther) zur Anwendung gelangen. Ein besonders zweckmässiges Lösungsmittel ist Di äthyläther.
Das molare Mengenverhältnis (in Oxydationsäquivalenten gerechnet) von Nonadienol zu Oxydationsmittel beträgt zweckmässigerweise 1:1.
Die Reaktionstemperaturen liegen zweckmässigerweise zwischen etwa -40 und +30 C, vorzugsweise zwischen etwa -20 und +10 C, um Nebenreaktionen, insbesondere Isomerisierung der cis-Doppelbindung in aciden Reaktionsmedien, vorzubeugen.
Die Reaktionszeiten betragen bei Einhaltung von Tem peraturen zwischen etwa -5 und 200 C C in der Regel etwa
10-60 Minuten.
Das Keton II kann nach an sich bekannten Methoden, z. B.
durch Neutralisation mit einer Base, Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel und gegebenenfalls durch fraktio nierende Destillation, isoliert werden.
Erfindungsgemäss wird das Keton II mit HCN oder einem
Metallcyanid zu einem Nitril IV umgesetzt. Als Metallcyanide kommen dabei Alkali- oder Erdalkalimetallcyanide in Frage.
Diese Cyanide können auch in situ gebildet werden, beispiels weise durch Einwirkung von Basen auf Cyanhydrine von Al dehyden und Ketonen. Zu diesem Zwecke geeignete Basen sind beispielsweise Alkali- und Erdalkalialkoholate von pri mären, sekundären oder tertiären Alkoholen, Alkali- und
Erdalkalihydroxide oder -carbonate. Aceton-cyanhydrin als die cyanidliefernde Verbindung und Natriumcarbonat als
Base haben sich als besonders günstig erwiesen.
Das molare Mengenverhältnis von Acetoncyanhydrin zum
Keton II beträgt zweckmässigerweise 1:1, doch können auch überschüssige Mengen verwendet werden.
Als Lösungsmittel kommen primäre, sekundäre und ter tiäre Alkohole sowie deren Mischungen mit Wasser in Frage.
Methanol/Wasser-Mischungen sind besonders geeignet. Vor zugsweise arbeitet man bei der Siedetemperatur des Reak tionsgemisches.
Das erhaltene Nitril IV wird hierauf durch Behandlung mit einem niederen Alkanol, z. B. Methanol, Äthanol, Iso propanol, in Gegenwart einer Säure in den entsprechenden
Ester I übergeführt. Als Säuren können z. B. Mineralsäuren oder starke organische Säuren, wie p-Toluolsulfonsäure, zur
Anwendung gelangen.
Die Reaktion kann mit oder ohne Lösungsmittel durchge führt werden, wobei der zur Reaktion verwendete Alkohol als Lösungsmittel dienen kann. Vorzugsweise wird bei der
Siedetemperatur der Lösung umgesetzt.
Die Isolierung des Reaktionsproduktes kann nach an sich bekannten Methoden erfolgen, z. B. durch Neutralisation mit
Base, Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel und fraktionierende Destillation.
Die erhaltenen Ester können, wie das für den Methylester (R der Formel I = Methoxy) beschrieben wurde (vgl. Pre prints for joint symposium on recent advantages in perfumery, Qrgamzed by the British Society of Perfumers and the Society of Perfumers and the Society of Cosmetic Chemists of Great
Britain, Eastbourne, May 7-9, 1973) in das aus Jasminöl isolierte y-Jasminlakton
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übergeführt werden.
In den nachfolgenden Beispielen sind die Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel
Das als Ausgangsstoff verwendete Nona-1,cis-6-dien-3-on der Formel II wurde wie folgt erhalten:
Zu 28,8 g (0,206 Mol) Nona-2,cis-6-dien-3-ol wurden 290 ml Äther gegeben. Die resultierende Lösung wurde auf -15 bis -20" gekühlt und langsam unter Rühren mit 51,4 ml (1,0 Oxydationsäquivalent) 2,672 n Standard-Jones Reagens (267,2 g Chromtrioxid, 230 ml konz. Schwefelsäure, mit Wasser auf 1 Liter verdünnt) versetzt, so dass die Temperatur im Reaktionskolben -15" nicht überstieg. Nach der Zugabe wurde während 35 Minuten weitergerührt. Darauf goss man auf Eis gesättigte Kochsalzlösung und extrahierte bei 0 dreimal mit je 200 ml Äther.
Die organischen Phasen wurden danach einmal mit ca. 100 ml gesättigter Natriumbicarbonatlösung gewaschen, vereinigt, über Natriumsulfat getrocknet, mit
150 mg Hydrochinon versetzt und bei Normaldruck auf ein Lösungsvolumen von ca. 300 ml eingeengt.
Die so gewonnene Lösung wurde einer Nachoxydation unterworfen, indem sie wiederum auf -15 bis 200 " gekühlt wurde und unter den bereits oben erwähnten Bedingungen mit 17,2 ml (0,3 Oxydationsäquivalent) Standard-Jones
Reagens langsam versetzt wurde. 35 Minuten nach Beendi gung der Zugabe fügte man 4 ml Isopropanol zu, um den Überschuss an Oxydationsmittel zu zerstören. Man arbeitete danach wie nach der ersten Oxydation auf, gab abermals
150 mg Hydrochinon zu und destillierte das Lösungsmittel bei Normaldruck ab. Dabei erhielt man 22,0 g dünnschicht- und gaschromatographisch einheitliches Nona- 1 ,cis-6-dien-3-on.
IR-Spektrumliq.): Banden u. a. bei 1710, 1690, 1625, 1410,1100, 1040, 990, 970 cm-t.
NMR-Spektrum (CDCl3): 8 6,42-5,62 (m, 3H); 5,56 bis 5,17 (m, 2H); 2,83-1,74 (m, 6H); 0,95 (t, J=7,5 Hz, 3H) ppm.
Massenspektrum: u. a. m/e 138 (M+)(1%), 109 (17%), 81 (18%), 68 (30%), 55 (100%), 41 (65%), 39 (41%).
a) 1-Cyan-cis-non-6-en-3-on: 2,76 g (20 mMol) Nona1,cis-6-dien-3-on und 1,92 g (22,6 mMol) Acetoncyanhydrin wurden in 7 ml abs. Methanol gelöst. Dann fügte man 2 ml einer 2n Natriumcarbonatlösung hinzu und kochte während 30 Minuten am Rückfluss. Man verdünnte mit gesättigter Natriumcarbonatlösung und extrahierte dreimal mit Methylenchlorid. Die vereinigten organischen Phasen trocknete man über wasserfreiem Natriumsulfat und engte am Wasserstrahlvakuum ein. Das Rohprodukt (2,9 g) reinigte man durch Kurzwegdestillation (110 Ofentemperatur/0,035 Torr), wobei man 2,43 g eines gaschromatographisch einheitlichen Produktes erhielt, das folgende spektrale Daten zeigte:
IR-Spektrum (liq.): Banden u. a. bei 2280, 1725, 1415, 1370, 1100 com¯1.
NMR-Spektrum (CDCl3): b 5,96-5,02 (m, 2H); 3,03 bis 1,80 (m, 10H); 1,00 (t, J=7,5 Hz, 3H) ppm.
b) Dec-cis-7-en-4-on-säure-äthylester: 38,5 (0,233 Mol) 1-Cyan-cis-non-6-en-3-on und 49 g (0,258 Mol) p-Toluolsulfonsäure-monohydrat wurden in 30 ml Äthanol während 30 Stunden am Rückfluss gekocht. Hierauf verdünnte man mit 2n Natriumcarbonatlösung, extrahierte mit drei Portionen Äther, wusch die organischen Phasen mit gesättigter Kochsalzlösung neutral, vereinigte sie und engte am Wasserstrahlvakuum ein. Das Rohprodukt wurde danach über eine Vigreux-Kolonne destilliert, wobei eine bei 81 /0,05 Torr übergehende Mittelfraktion von 31,9 g gaschromatographisch einheitlichem Des-cis-7-en-4-on-säure-äthylester erhalten wurde.
IR-Spektrum (liq.): Banden u. a. bei 1735, 1720, 1415, 1375, 1350, 1190, 1095, 1030, 850 cm-1.
NMR-Spektrum (CDCl3): ö 5,67-5,00 (m, 2H); 4,13 (q, 5=7 Hz, 2H); 2,90-1,75 (m, 10H); 1,23 (t, 5=7 Hz, 3H); 0,92 (t, 5=7,5 Hz, 3H) ppm.
Der erhaltene Ester konnte wie folgt in y-Hex-(cis-3-en)yl-y-butyrolakton übergeführt werden:
31,9 g (0,15 Mol) Dec-cis-7-en-4-on-säure-äthylesterwur- den in 100 ml Äthanol gelöst und langsam in eine eisgekühlte Lösung von 3,8 g (0,1 Mol) Natriumborhydrid und 22 g (0,124 Mol) Dinatriumhydrogenphosphat-dihydrat in 150 ml Wasser eingetropft. Danach liess man die Reaktionslösung während 15 Stunden bei Raumtemperatur stehen, gab 2n Natronlauge bis zur stark alkalischen Reaktion zu und extrahierte nach ca. 15 Minuten zwecks Abtrennung des Neutralteils mit Äther. Die wässerige Phase säuerte man danach mit konz. Salzsäure bis zur stark sauren Reaktion an, extrahierte dreimal mit Äther und wusch die Ätherphasen zweimal mit gesättigter Kochsalzlösung durch, vereinigte sie, trocknete über wasserfreiem Natriumsulfat und engte am Wasserstrahlvakuum ein.
Das Rohprodukt wurde danach über eine Vigreux-Kolonne destilliert, wobei eine bei 87 /0,02 Torr über gehende gaschromatographisch einheitliche Mittelfraktion von 14,3 g y-Hex-(cis-3-en)-yl-y-butyrolakton erhalten wurde.
IR-Spektrum (liq.): Banden u. a. bei 1780, 1460, 1355, 1050, 970, 910, 900 cm1.
NMR-Spektrum (CDCl3): < 5 5,70-5,00 (m, 2H); 4,50 (quintett, 5=6,5 Hz, 1H); 2,75-1,45 (m, 10H); 0,95 (t, J=7,5 Hz, 3H) ppm.
The present invention relates to a new process for the preparation of cis-olefinically unsaturated compounds of the general formula
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wherein R is lower alkoxy, for example methoxy or ethoxy, which process is characterized in that a vinyl-cis-hexenyl ketone of the formula
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with hydrogen cyanide or a metal cyanide to form a nitrile of the formula
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and this is converted into a compound of the general formula I by treatment with a lower alkanol in the presence of an acid.
The vinyl cis-hexenyl ketone II used as the starting material is a new compound that is produced by oxidation of the corresponding secondary alcohol, i.e. H. des Nona-1, cis-6-diene-3ol, can be prepared by methods known per se. Possible oxidizing agents are: chromium trioxide / sulfuric acid / water, chromium trioxide / pyridine, chromium trioxide / acetic acid, chromium trioxide / dimethylformamide; other chromium compounds, such as B. sodium chromate in the solvents mentioned, manganese dioxide in solvents such as hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, ethers; Dimethyl sulfoxide / air, dimethyl sulfoxide / dicyclohexylcarbodiimide with acids, such as. B. phosphoric acid or trifluoroacetic acid. The preferred oxidizing agent is chromium trioxide / sulfuric acid / water.
The oxidation is advantageously carried out in a two-phase system, with solvents such as hydrocarbons (e.g. benzene, hexane), halogenated hydrocarbons (e.g. methylene chloride, chloroform), ethers (e.g. diethyl ether, diisopropyl ether) being used as the second phase reach. A particularly suitable solvent is diethyl ether.
The molar quantitative ratio (calculated in oxidation equivalents) of nonadienol to oxidizing agent is expediently 1: 1.
The reaction temperatures are expediently between about -40 and +30 ° C., preferably between about -20 and +10 ° C., in order to prevent side reactions, in particular isomerization of the cis double bond in acidic reaction media.
The reaction times are when temperatures between about -5 and 200 C C are maintained, usually about
10-60 minutes.
The ketone II can according to methods known per se, for. B.
by neutralization with a base, extraction with an organic solvent and optionally by fractional distillation.
According to the invention, the ketone II with HCN or a
Metal cyanide converted to a nitrile IV. As metal cyanides, alkali or alkaline earth metal cyanides come into question.
These cyanides can also be formed in situ, for example by the action of bases on cyanohydrins of aldehydes and ketones. Suitable bases for this purpose are, for example, alkali and alkaline earth metal alcoholates of primary, secondary or tertiary alcohols, alkali and
Alkaline earth hydroxides or carbonates. Acetone cyanohydrin as the cyanide-producing compound and sodium carbonate as
Base have proven to be particularly favorable.
The molar ratio of acetone cyanohydrin to
Ketone II is conveniently 1: 1, but excess amounts can also be used.
Primary, secondary and tertiary alcohols and mixtures thereof with water can be used as solvents.
Methanol / water mixtures are particularly suitable. It is preferable to work at the boiling point of the reaction mixture.
The nitrile IV obtained is then treated with a lower alkanol, e.g. B. methanol, ethanol, iso propanol, in the presence of an acid in the corresponding
Ester I converted. The acids can, for. B. mineral acids or strong organic acids such as p-toluenesulfonic acid for
Application.
The reaction can be carried out with or without a solvent, and the alcohol used for the reaction can serve as the solvent. Preferably the
The boiling point of the solution implemented.
The reaction product can be isolated by methods known per se, e.g. B. by neutralization with
Base, extraction with an organic solvent and fractional distillation.
The esters obtained can, as has been described for the methyl ester (R of the formula I = methoxy) (cf. Pre prints for joint symposium on recent advantages in perfumery, Qrgamzed by the British Society of Perfumers and the Society of Perfumers and the Society of Cosmetic Chemists of Great
Britain, Eastbourne, May 7-9, 1973) into the γ-jasmine lactone isolated from jasmine oil
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be transferred.
In the following examples, the temperatures are given in degrees Celsius.
example
The nona-1, cis-6-dien-3-one of the formula II used as starting material was obtained as follows:
290 ml of ether were added to 28.8 g (0.206 mol) of nona-2, cis-6-dien-3-ol. The resulting solution was cooled to -15 to -20 "and slowly stirred with 51.4 ml (1.0 oxidation equivalent) 2.672 N standard Jones reagent (267.2 g chromium trioxide, 230 ml conc. Sulfuric acid, with water to 1 Liter diluted) so that the temperature in the reaction flask did not exceed -15 ". After the addition, stirring was continued for 35 minutes. Then saturated saline solution was poured onto ice and extracted three times at 0 with 200 ml of ether each time.
The organic phases were then washed once with approx. 100 ml of saturated sodium bicarbonate solution, combined, dried over sodium sulfate, with
150 mg of hydroquinone are added and the mixture is concentrated to a solution volume of approx. 300 ml at normal pressure.
The solution obtained in this way was subjected to post-oxidation by again cooling it to -15 to 200 "and under the conditions already mentioned above with 17.2 ml (0.3 oxidation equivalent) of standard Jones
Reagent was added slowly. 35 minutes after the addition was complete, 4 ml of isopropanol were added in order to destroy the excess oxidizing agent. Then you worked up as after the first oxidation, gave again
150 mg of hydroquinone were added and the solvent was distilled off at normal pressure. This gave 22.0 g of nona-1, cis-6-dien-3-one, which was uniform by thin layer and gas chromatography.
IR spectrum liq.): Bands u. a. at 1710, 1690, 1625, 1410, 1100, 1040, 990, 970 cm-t.
Nuclear Magnetic Resonance Spectrum (CDCl3): 8 6.42-5.62 (m, 3H); 5.56 to 5.17 (m, 2H); 2.83-1.74 (m, 6H); 0.95 (t, J = 7.5 Hz, 3H) ppm.
Mass spectrum: u. a. m / e 138 (M +) (1%), 109 (17%), 81 (18%), 68 (30%), 55 (100%), 41 (65%), 39 (41%).
a) 1-cyano-cis-non-6-en-3-one: 2.76 g (20 mmol) of Nona1, cis-6-dien-3-one and 1.92 g (22.6 mmol) of acetone cyanohydrin were in 7 ml abs. Dissolved methanol. Then 2 ml of a 2N sodium carbonate solution were added and the mixture was refluxed for 30 minutes. It was diluted with saturated sodium carbonate solution and extracted three times with methylene chloride. The combined organic phases were dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated in a water-jet vacuum. The crude product (2.9 g) was purified by short-path distillation (110 oven temperature / 0.035 torr), giving 2.43 g of a product which was uniform by gas chromatography and which showed the following spectral data:
IR spectrum (liq.): Bands u. a. at 2280, 1725, 1415, 1370, 1100 com¯1.
Nuclear Magnetic Resonance Spectrum (CDCl3): b 5.96-5.02 (m, 2H); 3.03 to 1.80 (m, 10H); 1.00 (t, J = 7.5 Hz, 3H) ppm.
b) Ethyl dec-cis-7-en-4-one ester: 38.5 (0.233 mol) 1-cyano-cis-non-6-en-3-one and 49 g (0.258 mol) p-toluenesulphonic acid monohydrate were refluxed in 30 ml of ethanol for 30 hours. It was then diluted with 2N sodium carbonate solution, extracted with three portions of ether, the organic phases washed neutral with saturated sodium chloride solution, combined and concentrated in a water-jet vacuum. The crude product was then distilled over a Vigreux column, a middle fraction of 31.9 g of 31.9 g of ethyl des-cis-7-en-4-one being obtained which was uniform by gas chromatography and which passed over at 81 / 0.05 Torr.
IR spectrum (liq.): Bands u. a. at 1735, 1720, 1415, 1375, 1350, 1190, 1095, 1030, 850 cm-1.
NMR Spectrum (CDCl3): δ 5.67-5.00 (m, 2H); 4.13 (q, 5 = 7 Hz, 2H); 2.90-1.75 (m, 10H); 1.23 (t, 5 = 7 Hz, 3H); 0.92 (t, 5 = 7.5 Hz, 3H) ppm.
The ester obtained could be converted into y-hex- (cis-3-en) yl-y-butyrolactone as follows:
31.9 g (0.15 mol) of dec-cis-7-en-4-one-acid-ethyl ester were dissolved in 100 ml of ethanol and slowly in an ice-cooled solution of 3.8 g (0.1 mol) of sodium borohydride and 22 g (0.124 mol) of disodium hydrogen phosphate dihydrate were added dropwise to 150 ml of water. The reaction solution was then left to stand for 15 hours at room temperature, 2N sodium hydroxide solution was added until the reaction was strongly alkaline and, after about 15 minutes, the mixture was extracted with ether in order to separate off the neutral component. The aqueous phase was then acidified with conc. Hydrochloric acid to a strongly acidic reaction, extracted three times with ether and washed the ether phases twice with saturated sodium chloride solution, combined them, dried over anhydrous sodium sulfate and concentrated in a water-jet vacuum.
The crude product was then distilled over a Vigreux column, a middle fraction of 14.3 g of γ-hex- (cis-3-en) -yl-γ-butyrolactone which was uniform by gas chromatography and which was uniform at 87 / 0.02 torr.
IR spectrum (liq.): Bands u. a. at 1780, 1460, 1355, 1050, 970, 910, 900 cm1.
Nuclear Magnetic Resonance Spectrum (CDCl3): <5.705.70-5.00 (m, 2H); 4.50 (quintet, 5 = 6.5 Hz, 1H); 2.75-1.45 (m, 10H); 0.95 (t, J = 7.5 Hz, 3H) ppm.