CH681302A5 - Optically active 2-oxetanone prepn. - by cyclo:addn. of carbonyl cpds. and ketone(s) obtd. by dehydrochloridation of carboxylic acid chloride(s) using catalytic amts. of optically active amine(s) - Google Patents
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Abstract
Description
Optisch aktive 2-Oxetanone sind wertvolle chirale Bausteine, da sie als beta -Lactone reaktive Verbindungen darstellen, welche durch Hydrolyse oder Reaktionen mit einer Vielzahl von Reagenzien in die verschiedensten Produkte übergeführt werden können (siehe z.B. H. E. Zaugg, Org. Reactions, Vol. 8, S. 305-363 (1954)). Diese Reaktionen verlaufen meistens stereospezifisch, so dass aus optisch reinen 2-Oxetanonen schliesslich optisch reine Produkte erhalten werden. Optically active 2-oxetanones are valuable chiral building blocks because, as beta-lactones, they represent reactive compounds which can be converted into a wide variety of products by hydrolysis or reactions with a large number of reagents (see e.g. HE Zaugg, Org.Reactions, Vol. 8 , Pp. 305-363 (1954)). These reactions are mostly stereospecific, so that optically pure products are finally obtained from optically pure 2-oxetanones.
Eine zur Herstellung zahlreicher substituierter 2-Oxetanone geeignete Reaktion ist die Cycloaddition von Ketenen und Carbonylverbindungen. Insbesondere aktivierte Carbonylverbindungen, wie alpha -Halogenaldehyde und alpha -Halogenketone, beispielsweise Chloral, reagieren mit Ketenen in Gegenwart von Katalysatoren zu den entsprechenden substituierten 2-Oxetanonen (DE-PS 1 136 323; W. T. Brady und L. Smith, J. Org. Chem. 36, 1637 (1971)). Werden als Katalysatoren optisch aktive Amine, wie beispielsweise Chinidin oder Cinchonin, eingesetzt, so ist es möglich, die Cycloaddition unsymmetrischer Carbonylverbindungen enantioselektiv durchzuführen, so dass auch das gebildete 2-Oxetanon optisch aktiv ist. Die erreichbaren optischen Reinheiten sind hierbei recht beachtlich (H. Wynberg und E. G. J. Staring, J. Am. Chem. Soc. 104, 166 (1982)). A suitable reaction for the preparation of numerous substituted 2-oxetanones is the cycloaddition of ketenes and carbonyl compounds. In particular, activated carbonyl compounds, such as alpha-halogen aldehydes and alpha-halogen ketones, for example chloral, react with ketenes in the presence of catalysts to form the corresponding substituted 2-oxetanones (DE-PS 1 136 323; WT Brady and L. Smith, J. Org. Chem . 36, 1637 (1971)). If optically active amines, such as, for example, quinidine or cinchonine, are used as catalysts, it is possible to carry out the cycloaddition of unsymmetrical carbonyl compounds enantioselectively, so that the 2-oxetanone formed is also optically active. The optical purities that can be achieved are quite considerable here (H. Wynberg and E. G. J. Staring, J. Am. Chem. Soc. 104, 166 (1982)).
Weiterhin ist bekannt, dass die Ketene für die Cycloaddition mit aktivierten Carbonylverbindungen auch in situ durch Umsetzung von Carbonsäurechloriden mit tertiären Aminen hergestellt werden können (DE-PS 1 214 211). Auf diese Weise können auch instabile oder sonst schwierig rein zu erhaltende Ketene zur Umsetzung gebracht werden. Werden zur Ketenherstellung optisch aktive Amine verwendet, so können entsprechend auch optisch aktive 2-Oxetanone hergestellt werden (D. Borrmann und R. Wegler, Chem. Ber. 100, 1575 (1967)). Das letztere Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass das optisch aktive Amin in stöchiometrischer Menge eingesetzt werden muss, was für eine technische Anwendung im allgemeinen viel zu teuer ist. It is also known that the ketenes for the cycloaddition with activated carbonyl compounds can also be prepared in situ by reacting carboxylic acid chlorides with tertiary amines (DE-PS 1 214 211). In this way, ketenes that are unstable or otherwise difficult to obtain in pure form can also be converted. If optically active amines are used to produce ketene, optically active 2-oxetanones can also be produced accordingly (D. Borrmann and R. Wegler, Chem. Ber. 100, 1575 (1967)). However, the latter process has the disadvantage that the optically active amine has to be used in a stoichiometric amount, which is generally much too expensive for industrial use.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren aufzuzeigen, das die enantioselektive Cycloaddition von Ketenen und Carbonylverbindungen in Gegenwart katalytischer Mengen einer optisch aktiven Hilfssubstanz ermöglicht, ohne dass das Keten in Substanz eingesetzt werden muss. The object of the present invention was to provide a process which enables the enantioselective cycloaddition of ketenes and carbonyl compounds in the presence of catalytic amounts of an optically active auxiliary substance without the ketene having to be used as such.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. According to the invention, this object is achieved by the method according to claim 1.
Es wurde überraschend gefunden, dass es möglich ist, durch Verwendung eines optisch inaktiven tertiären Amins in Gegenwart katalytischer Mengen eines optisch aktiven tertiären Amins, das an sich als Katalysator für die Cycloaddition von Ketenen und Carbonylverbindungen bekannt ist, auch bei in situ-Herstellung des Ketens aus dem entsprechenden Carbonsäurechlorid optisch aktive 2-Oxetanone in guten Ausbeuten und optischen Reinheiten herzustellen. It has surprisingly been found that it is possible, by using an optically inactive tertiary amine in the presence of catalytic amounts of an optically active tertiary amine, which is known per se as a catalyst for the cycloaddition of ketenes and carbonyl compounds, even when the ketene is prepared in situ to produce optically active 2-oxetanones in good yields and optical purities from the corresponding carboxylic acid chloride.
Als optisch inaktive Amine werden vorteilhaft solche mit insgesamt mindestens 6 Kohlenstoffatomen eingesetzt, vorzugsweise Trialkylamine mit höchstens einer Methylgruppe am Stickstoffatom, wobei die Alkylgruppen auch verzweigt oder cyclisch sein können oder zwei Alkylgruppen durch eine Alkandiylgruppe, die mit dem Stickstoff einen gegebenenfalls alkylsubstituierten Piperidin- oder Pyrrolidinring bildet, ersetzt sein können. Besonders bevorzugt sind Amine mit einem oder zwei sekundären Kohlenstoffatomen am Stickstoff, also beispielsweise Dicyclohexyl-methylamin oder Diethyl-isopropylamin oder Amine mit drei Alkylgruppen mittlerer Kettenlänge, wie beispielsweise Tri-n-butylamin, also tertiäre Amine, die eine gewisse sterische Hinderung aufweisen. Die sterische Hinderung darf jedoch nicht zu gross sein, weil sonst die chemische Ausbeute stark beeinträchtigt werden kann. The optically inactive amines used are advantageously those with a total of at least 6 carbon atoms, preferably trialkylamines with at most one methyl group on the nitrogen atom, where the alkyl groups can also be branched or cyclic, or two alkyl groups through an alkanediyl group, which with the nitrogen an optionally alkyl-substituted piperidine or pyrrolidine ring forms, can be replaced. Amines with one or two secondary carbon atoms on the nitrogen, for example dicyclohexylmethylamine or diethylisopropylamine, or amines with three alkyl groups of medium chain length, such as tri-n-butylamine, i.e. tertiary amines which have a certain steric hindrance, are particularly preferred. However, the steric hindrance must not be too great, because otherwise the chemical yield can be severely impaired.
Andererseits kann beispielsweise Triethylamin als Base eingesetzt werden, wobei die optische Ausbeute bei gleicher Menge des optisch aktiven Katalysators geringer ist. Durch Erhöhung der Katalysatormenge, beispielsweise von 0,5 bis 1 Mol.-% auf 2 bis 5 Mol.-%, kann dieser Rückgang jedoch nur teilweise kompensiert werden. On the other hand, triethylamine, for example, can be used as the base, the optical yield being lower for the same amount of optically active catalyst. However, this decrease can only be partially compensated for by increasing the amount of catalyst, for example from 0.5 to 1 mol% to 2 to 5 mol%.
Als optisch aktive Amine werden vorzugsweise die für hohe asymmetrische Induktion bekannten Cinchona-Alkaloide, wie beispielsweise Chinidin und Chinin oder deren Derivate, insbesondere die O-Acyl-Derivate, wie beispielsweise O-Benzoylchinin oder O-Acetylchinidin, verwendet. The optically active amines used are preferably the cinchona alkaloids known for high asymmetric induction, such as quinidine and quinine or their derivatives, in particular the O-acyl derivatives such as O-benzoylquinine or O-acetylquinidine.
Die Mengen des optisch inaktiven Amins und des optisch aktiven Amins werden zweckmässig so gewählt, dass sie zusammen die stöchiometrisch für die Chlorwasserstoffelimination aus dem Carbonsäurechlorid erforderliche Menge oder einen leichten Überschuss ergeben, wobei das optisch aktive Amin vorzugsweise in einem Anteil von 0,1 bis 10 Mol.-% vorliegt. Besonders bevorzugt sind Anteile von 0,5 bis 5 Mol.-% optisch aktives Amin. The amounts of the optically inactive amine and the optically active amine are expediently chosen so that together they give the amount stoichiometrically required for the elimination of hydrogen chloride from the carboxylic acid chloride or a slight excess, the optically active amine preferably in a proportion of 0.1 to 10 Mol% is present. Proportions of from 0.5 to 5 mol% of optically active amine are particularly preferred.
Als Carbonsäurechlorid kann grundsätzlich jedes Carbonsäurechlorid eingesetzt werden, das am alpha -Kohlenstoffatom wenigstens ein Wasserstoffatom trägt und mit einem tertiären Amin in das entsprechende Keten übergeführt werden kann, also nicht nur Acetylchlorid, sondern auch Chloride höherer Alkansäuren, Arylessigsäurechloride, wie beispielsweise Phenylacetylchlorid, oder auch Carbonsäurechloride mit Heteroatomen am alpha -Kohlenstoffatom, also beispielsweise Chloracetylchlorid, Methoxyacetylchlorid oder Phthalimidoacetylchlorid (N-Phthaloylglycinchlorid). Ist das alpha -Kohlenstoffatom im Säurechlorid ein chirales oder prochirales Zentrum, so bildet dieses im 2-Oxetanon ein (zweites) Chiralitätszentrum, so dass auch Diastereomerpaare auftreten können. In principle, any carboxylic acid chloride can be used as the carboxylic acid chloride which has at least one hydrogen atom on the alpha carbon atom and which can be converted into the corresponding ketene with a tertiary amine, i.e. not only acetyl chloride, but also chlorides of higher alkanoic acids, arylacetic acid chlorides, such as phenylacetyl chloride, or else Carboxylic acid chlorides with heteroatoms on the alpha carbon atom, for example chloroacetyl chloride, methoxyacetyl chloride or phthalimidoacetyl chloride (N-phthaloylglycine chloride). If the alpha carbon atom in the acid chloride is a chiral or prochiral center, this forms a (second) center of chirality in 2-oxetanone, so that diastereomer pairs can also occur.
Als aktivierte Carbonylverbindung kann ein Aldehyd oder Keton mit wenigstens einem Halogenatom in alpha -Stellung zur Carbonylgruppe eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind mehrfach halogenierte Verbindungen, wie beispielsweise Chloral (Trichloracetaldehyd) oder 1,1,1-Trichloraceton. An aldehyde or ketone with at least one halogen atom in the alpha position to the carbonyl group can be used as the activated carbonyl compound. Multiply halogenated compounds, such as, for example, chloral (trichloroacetaldehyde) or 1,1,1-trichloroacetone, are particularly preferred.
Die Cycloaddition wird zweckmässig in einem gegen Ketene und Säurechloride inerten Lösungsmittel, wie beispielsweise Diethylether, Tetrahydrofuran, Ethylacetat, Aceton, Acetonitril, Dichlormethan, Hexan oder Toluol durchgeführt. Besonders gute Resultate wurden mit den drei erstgenannten Lösungsmitteln erreicht. In geeigneten Fällen kann auch ein Überschuss der Carbonylverbindung als Lösungsmittel dienen. The cycloaddition is expediently carried out in a solvent which is inert towards ketenes and acid chlorides, such as, for example, diethyl ether, tetrahydrofuran, ethyl acetate, acetone, acetonitrile, dichloromethane, hexane or toluene. Particularly good results were achieved with the first three solvents mentioned. In suitable cases, an excess of the carbonyl compound can also serve as a solvent.
Die Reaktionstemperatur liegt zweckmässig zwischen -30 und +40 DEG C, vorzugsweise zwischen -10 und +20 DEG C. The reaction temperature is expediently between -30 and +40 ° C., preferably between -10 and +20 ° C.
Vorteilhaft werden entweder die beiden verwendeten Amine, d.h. das optisch inaktive Amin und die katalytische Menge optisch aktives Amin, in einem Teil des Lösungsmittels vorgelegt und das Carbonsäurechlorid und die Carbonylverbindung werden mit dem restlichen Lösungsmittel simultan, aber getrennt zudosiert, oder nur eine Lösung des optisch aktiven Amins wird vorgelegt und das optisch inaktive Amin wird getrennt, aber gleichzeitig mit den anderen Reaktionspartnern zudosiert. Es ist auch möglich, das optisch aktive Amin mit der Carbonylverbindung vorzulegen und simultan Lösungen des Carbonsäurechlorids und des optisch inaktiven Amins zuzugeben. Either the two amines used, i.e. the optically inactive amine and the catalytic amount of optically active amine, presented in part of the solvent and the carboxylic acid chloride and the carbonyl compound are added simultaneously but separately with the remaining solvent, or only a solution of the optically active amine is presented and the optically inactive amine is added separately, but at the same time as the other reactants. It is also possible to initially charge the optically active amine with the carbonyl compound and to add solutions of the carboxylic acid chloride and the optically inactive amine at the same time.
Die Aufarbeitung des Reaktionsgemischs kann nach an sich bekannten Methoden erfolgen. The reaction mixture can be worked up by methods known per se.
Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. The following examples illustrate the implementation of the process according to the invention.
Beispiel 1 example 1
(R)-4-Trichlormethyl-2-oxetanon (R) -4-trichloromethyl-2-oxetanone
In 65 ml Diethylether wurden 15,17 g Diethyl-isopropylamin (98%ig, 115 mmol) und 0,16 g Chinidin (0,5 mmol) gelöst und auf -11 DEG C gekühlt. Zu dieser Lösung wurden innerhalb 1 h simultan 14,89 g Chloral (99%ig, 100 mmol) in 45 ml Diethylether und 7,85 g Acetylchlorid (100 mmol) in 45 ml Diethylether zudosiert. 15.17 g of diethyl isopropylamine (98% strength, 115 mmol) and 0.16 g of quinidine (0.5 mmol) were dissolved in 65 ml of diethyl ether and the mixture was cooled to -11 ° C. 14.89 g of chloral (99%, 100 mmol) in 45 ml of diethyl ether and 7.85 g of acetyl chloride (100 mmol) in 45 ml of diethyl ether were metered into this solution within 1 h.
Das Reaktionsgemisch wurde noch 2 h bei -11 DEG C gerührt und anschliessend zweimal mit je 50 ml 1 n Salzsäure extrahiert. Die organische Phase wurde über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel abdestilliert. The reaction mixture was stirred for a further 2 h at -11 ° C. and then extracted twice with 50 ml of 1N hydrochloric acid each time. The organic phase was dried over sodium sulfate and the solvent was distilled off.
Rohprodukt: Ausbeute 16,61 g, Gehalt (GC) 86% (entspricht 75,4% d.Th.) Crude product: yield 16.61 g, content (GC) 86% (corresponds to 75.4% of theory)
[ alpha ]20_578 = -10,5 DEG (c = 1, Cyclohexan) [alpha] 20-578 = -10.5 DEG (c = 1, cyclohexane)
Zur Reinigung wurden 9,4 g Rohprodukt bei 0,1 mbar in einem Kugelrohrapparat destilliert. For purification, 9.4 g of crude product were distilled at 0.1 mbar in a Kugelrohr apparatus.
Es wurden 8,10 g Destillat mit einem Gehalt von 94,0% (GC) und [ alpha ]20_578 = -12,9 DEG (c = 1, Cyclohexan) erhalten, was auf die Gesamtmenge bezogen einer Ausbeute von 71,0% und einer optischen Reinheit von 88% entspricht. 8.10 g of distillate with a content of 94.0% (GC) and [alpha] 20-578 = -12.9 ° (c = 1, cyclohexane) were obtained, which, based on the total amount, corresponds to a yield of 71.0% and corresponds to an optical purity of 88%.
Beispiel 2 Example 2
(R)-4-Trichlormethyl-2-oxetanon (R) -4-trichloromethyl-2-oxetanone
Es wurde verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben, wobei jedoch anstelle von Diethyl-isopropylamin Triethylamin (10,62 g, 105 mmol) eingesetzt wurde. The procedure was as described in Example 1, except that triethylamine (10.62 g, 105 mmol) was used instead of diethylisopropylamine.
Rohprodukt: Ausbeute 18,20 g, Gehalt (GC) 84,9% (entspricht 81,6% d.Th.) Crude product: yield 18.20 g, content (GC) 84.9% (corresponds to 81.6% of theory)
[ alpha ] 20_578= -3,8 DEG (c = 1, Cyclohexan)> [alpha] 20-578 = -3.8 ° (c = 1, cyclohexane)>
Nach der Destillation war der Gehalt 95,0% (GC) und die Ausbeute 74,5%, der Drehwert [ alpha ]20_578 = -4,8 DEG (c = 1, Cyclohexan) entsprach einer optischen Reinheit von 32%. After the distillation, the content was 95.0% (GC) and the yield 74.5%, the rotation value [alpha] 20-578 = -4.8 ° (c = 1, cyclohexane) corresponded to an optical purity of 32%.
Beispiel 3 Example 3
(S)-4-Trichlormethyl-2-oxetanon (S) -4-trichloromethyl-2-oxetanone
In 50 ml Dichlormethan wurden 15,17 g Diethyl-isopropylamin (98%ig, 115 mmol) und 0,43 g O-Benzoylchinin (1 mmol) gelöst. Die Lösung wurde auf -15 DEG C gekühlt und innerhalb von 1 h wurden simultan 14,89 g Chloral (99%ig, 100 mmol) und 8,54 g Acetylchlorid (110 mmol) in je 45 ml Dichlormethan zudosiert. Es wurde weiter verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben. Nach der Destillation wurden aus 12,3 g Rohprodukt 6,40 g Destillat mit einem Gehalt (GC) von 96,6%, entsprechend einer Ausbeute von 32,6%, bezogen auf Chloral. 15.17 g of diethyl isopropylamine (98%, 115 mmol) and 0.43 g of O-benzoylquinine (1 mmol) were dissolved in 50 ml of dichloromethane. The solution was cooled to -15 ° C. and 14.89 g of chloral (99% strength, 100 mmol) and 8.54 g of acetyl chloride (110 mmol) in 45 ml of dichloromethane each time were metered in over the course of 1 hour. The procedure described in Example 1 was continued. After the distillation, 12.3 g of crude product gave 6.40 g of distillate with a content (GC) of 96.6%, corresponding to a yield of 32.6%, based on chloral.
Drehwert: [ alpha ]20_578 = +9,2 DEG (c = 1, Cyclohexan) Rotation value: [alpha] 20_578 = +9.2 DEG (c = 1, cyclohexane)
Die optische Reinheit (ee) wurde durch Derivatisierung mit 1-Phenylethylamin und HPLC-Analyse zu 61% bestimmt. The optical purity (ee) was determined to be 61% by derivatization with 1-phenylethylamine and HPLC analysis.
Beispiele 4-15 Examples 4-15
(R)-4-Trichlormethyl-2-oxetanon (R) -4-trichloromethyl-2-oxetanone
Analog zu den Beispielen 1 bis 3 wurde Chloral bei -16 bis -10 DEG C mit Acetylchlorid in Gegenwart von Chinidin und Diethylisopropylamin (Beispiele 4-11) bzw. Triethylamin (Beispiele 12-15) umgesetzt, wobei das Lösungsmittel und die Chinidinmenge variiert wurden. Analogously to Examples 1 to 3, chloral was reacted at -16 to -10 ° C. with acetyl chloride in the presence of quinidine and diethylisopropylamine (Examples 4-11) or triethylamine (Examples 12-15), the solvent and the amount of quinidine being varied .
Ausbeute, Gehalt und optische Reinheit des destillierten Produkts sowie die variablen Parameter sind in Tabelle 1 zusammengefasst. <TABLE> Columns=6 Title: Tabelle 1 Head Col 01 AL=L: Beispiel Nr. Head Col 02 AL=L: Lösungsmittel Head Col 03 AL=L: Amin Head Col 04 AL=L: Chinidin-Menge bez. auf Chloral [mol%] Head Col 05 AL=L: Ausbeute bez. Chloral [%] Head Col 06 AL=L: opt.Reinheit [% ee] 4 Toluol Et2Pr<i>N 1,0 15 93 5 CH2Cl2 Et2Pr<i>N 1,0 57 66 6 THF Et2Pr<i>N 1,0 96,4 79 7 EtOAc Et2Pr<i>N 1,0 91,7 79 8 Et2O Et2Pr<i>N 5,0 62 90 9 Et2O Et2Pr<i>N 2,5 70 84 10 Et2O Et2Pr<i>N 1,0 57 86 11 Et2O Et2Pr<i>N 1,0 66 84 12 Et2O Et3N 5,0 59 71 13 Et2O Et3N 2,5 79 61 14 Et2O Et3N 2,0 90 68 15 Et2O Et3N 1,0 78 43 </TABLE> Yield, content and optical purity of the distilled product and the variable parameters are summarized in Table 1. <TABLE> Columns = 6 Title: Table 1 Head Col 01 AL = L: Example No. Head Col 02 AL = L: Solvent Head Col 03 AL = L: Amine Head Col 04 AL = L: Quinidine amount re. on chloral [mol%] Head Col 05 AL = L: Yield rel. chloral [%] Head Col 06 AL = L: opt.cleanliness [% ee] 4 toluene Et2Pr <i> N 1.0 15 93 5 CH2Cl2 Et2Pr <i> N 1.0 57 66 6 THF Et2Pr <i> N 1.0 96.4 79 7 EtOAc Et2Pr <i> N 1 , 0 91.7 79 8 Et2O Et2Pr <i> N 5.0 62 90 9 Et2O Et2Pr <i> N 2.5 70 84 10 Et2O Et2Pr <i> N 1.0 57 86 11 Et2O Et2Pr <i> N 1 , 0 66 84 12 Et2O Et3N 5.0 59 71 13 Et2O Et3N 2.5 79 61 14 Et2O Et3N 2.0 90 68 15 Et2O Et3N 1.0 78 43 </TABLE>
Beispiel 16 Example 16
(R)-4-Methyl-4-trichlormethyl-2-oxetanon (R) -4-methyl-4-trichloromethyl-2-oxetanone
In 49,92 g 1,1,1-Trichloraceton (97%ig, 300 mmol) wurden 1,10 g O-Acetylchinidin (3 mmol) gelöst und die Lösung auf -15 DEG C abgekühlt. Unter Rühren wurden innerhalb 50 min simultan 13,19 g Diethyl-isopropylamin (98%ig, 100 mmol) und 7,85 g Acetylchlorid (100 mmol) zugetropft, wobei eine breiartige Suspension entstand. Das Gemisch wurde noch 30 min gerührt, nach Zusatz von 30 ml Dichlormethan auf 20 DEG C erwärmt und je zweimal mit jeweils 20 ml 1 n Salzsäure und entsalztem Wasser gewaschen. 1.10 g of O-acetylquinidine (3 mmol) were dissolved in 49.92 g of 1,1,1-trichloroacetone (97%, 300 mmol) and the solution was cooled to -15.degree. While stirring, 13.19 g of diethylisopropylamine (98%, 100 mmol) and 7.85 g of acetyl chloride (100 mmol) were simultaneously added dropwise over the course of 50 minutes, a slurry-like suspension being formed. The mixture was stirred for a further 30 minutes, after 30 ml of dichloromethane had been added it was warmed to 20 ° C. and washed twice each time with 20 ml of 1N hydrochloric acid and deionized water.
Die organische Phase wurde über Natriumsulfat getrocknet und das überschüssige Trichloraceton abdestilliert (Sdp = 131 DEG C). Rohprodukt: Ausbeute 8,54 g, Gehalt (GC) 74,7% The organic phase was dried over sodium sulfate and the excess trichloroacetone was distilled off (bp = 131 ° C.). Crude product: Yield 8.54 g, content (GC) 74.7%
Zur Reinigung wurden 7,50 g Rohprodukt bei 50 bis 80 DEG C/0,05 mbar im Kugelrohrapparat destilliert. Das Destillat (5,14 g) hatte einen Gehalt (GC) von 92,2%, die Ausbeute, bezogen auf Acetylchlorid, betrug demnach 26,5%. Die optische Reinheit wurde mittels HPLC nach Derivatisierung mit 1-Phenylethylamin zu 93,8% bestimmt. For purification, 7.50 g of crude product were distilled at 50 to 80 ° C./0.05 mbar in a Kugelrohr apparatus. The distillate (5.14 g) had a content (GC) of 92.2%, the yield, based on acetyl chloride, was accordingly 26.5%. The optical purity was determined to be 93.8% by means of HPLC after derivatization with 1-phenylethylamine.
Beispiel 17 Example 17
3-Methyl-4-trichlormethyl-2-oxetanon 3-methyl-4-trichloromethyl-2-oxetanone
In 390 ml Ethylacetat wurden 4,40 g O-Acetylchinidin (12 mmol) gelöst. Innerhalb 1 h wurden bei -15 DEG C unter Rühren simultan 91,01 g Diethyl-isopropylamin (98%ig, 690 mmol) in 270 ml Ethylacetat und 56,70 g Propionylchlorid (98%ig, 600 mmol) und 89,34 g Chloral (99%ig, 600 mmol) in 270 ml Ethylacetat zudosiert und das Reaktionsgemisch weitere 5 h bei 20 DEG C gerührt. Das gebildete Amin-Hydrochlorid (47,3 g) wurde abfiltriert, das Filtrat auf 2/3 seines Volumens eingeengt und zweimal mit je 150 ml 1 n Salzsäure, einmal mit 100 ml 15%iger Kochsalzlösung und einmal mit 100 ml gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung gewaschen und anschliessend über Natriumsulfat ge trocknet. 4.40 g of O-acetylquinidine (12 mmol) were dissolved in 390 ml of ethyl acetate. 91.01 g of diethylisopropylamine (98% strength, 690 mmol) in 270 ml of ethyl acetate and 56.70 g of propionyl chloride (98% strength, 600 mmol) and 89.34 g were added simultaneously at -15 ° C. with stirring within 1 h Chloral (99%, 600 mmol) in 270 ml of ethyl acetate was metered in and the reaction mixture was stirred at 20 ° C. for a further 5 h. The amine hydrochloride formed (47.3 g) was filtered off, the filtrate was concentrated to 2/3 of its volume and washed twice with 150 ml of 1N hydrochloric acid each time, once with 100 ml of 15% sodium chloride solution and once with 100 ml of saturated sodium hydrogen carbonate solution then dried over sodium sulfate.
Nach Abdestillieren des Lösungsmittels wurden 97,2 g braunes \l mit einem Gehalt (GC) von 35,7% trans-Isomer und 14,4% cis-Isomer, entsprechend einer Gesamtausbeute von 39,9%, erhalten. After distilling off the solvent, 97.2 g of brown oil with a content (GC) of 35.7% trans isomer and 14.4% cis isomer, corresponding to an overall yield of 39.9%, were obtained.
Das Rohprodukt wurde bei 0,2 mbar (Kopftemperatur 30-61 DEG C) destilliert und das Destillat (50,1 g gelbes \l) bei 0,04 mbar über eine Spaltrohrkolonne fraktioniert. The crude product was distilled at 0.2 mbar (top temperature 30-61 ° C.) and the distillate (50.1 g of yellow \ l) was fractionated at 0.04 mbar using a split tube column.
Das zuerst übergehende Isomer wurde durch <1>H-NMR als trans-Isomer identifiziert (vgl. W. T. Brady und L. Smith, l.c.). The isomer which passed first was identified as the trans isomer by <1> H-NMR (cf. W. T. Brady and L. Smith, l.c.).
[ alpha ]20_578 = 39,5 DEG (c = 2, Cyclohexan) [alpha] 20-578 = 39.5 DEG (c = 2, cyclohexane)
Durch Korrelation mit dem bekannten (2S,3S)-3-Hydroxy-2-methylbuttersäureethylester wurde das trans-Isomer als (3S,4R)-3-Methyl-4-trichlormethyl-2-oxetanon identifiziert. Die optische Reinheit des trans-Isomers wurde zu >95% ee bestimmt. The trans isomer was identified as (3S, 4R) -3-methyl-4-trichloromethyl-2-oxetanone by correlation with the known (2S, 3S) -3-hydroxy-2-methylbutyric acid ethyl ester. The optical purity of the trans isomer was determined to be> 95% ee.
Beispiel 18 Example 18
trans-3-Phthalimido-4-trichlormethyl-2-oxetanon trans -3-phthalimido-4-trichloromethyl-2-oxetanone
In 32,5 ml Ethylacetat wurden 7,58 Diethyl-isopropylamin (98%ig, 59 mmol) und 0,37 g O-Acetylchinidin (1 mmol) gelöst und die Lösung auf -10 DEG C abgekühlt. Innerhalb 1 h wurden simultan 7,44 g Chloral (99%ig, 50 mmol) in 22,5 ml Ethylacetat und 11,29 g Phthalimidoacetylchlorid (99%ig, 50 mmol) in 40 ml Ethylacetat zudosiert. Die Mischung (hellgelbe Suspension) wurde noch 1 h bei -10 DEG C und 15 h bei 20 DEG C gerührt, schliesslich mit 100 ml Ethylacetat verdünnt und filtriert. 7.58 g of diethyl isopropylamine (98% strength, 59 mmol) and 0.37 g of O-acetylquinidine (1 mmol) were dissolved in 32.5 ml of ethyl acetate and the solution was cooled to -10.degree. 7.44 g of chloral (99%, 50 mmol) in 22.5 ml of ethyl acetate and 11.29 g of phthalimidoacetyl chloride (99%, 50 mmol) in 40 ml of ethyl acetate were metered in simultaneously within 1 h. The mixture (light yellow suspension) was stirred for a further 1 hour at -10 ° C. and 15 hours at 20 ° C., and finally diluted with 100 ml of ethyl acetate and filtered.
Das Filtrat wurde je zweimal mit 1 n Salzsäure (jeweils 25 ml) und gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung (jeweils 50 ml) gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Nach Abdestillieren des Lösungsmittels verblieb ein öliger Rückstand, der mit 50 ml Diethylether 3 h gerührt wurde. Das ausgefallene Rohprodukt wurde abfiltriert und bei 20 DEG C/30 mbar getrocknet. The filtrate was washed twice with 1N hydrochloric acid (25 ml each time) and saturated sodium hydrogen carbonate solution (50 ml each time) and dried over sodium sulfate. After the solvent had been distilled off, an oily residue remained, which was stirred with 50 ml of diethyl ether for 3 h. The precipitated crude product was filtered off and dried at 20 ° C./30 mbar.
Rohausbeute: 2,52 g. Crude yield: 2.52 g.
Zur Reinigung wurde das Rohprodukt mit Ethylacetat/Cyclohexan (1:3) über 110 g Kieselgel 60 chromatographiert. Aus den entsprechenden Fraktionen wurden 1,18 g DC-reines trans-3-Phthalimido-4-trichlormethyl-2-oxetanon, entsprechend einer Ausbeute von 7,1%, bezogen auf Chloral, isoliert. For purification, the crude product was chromatographed over 110 g of silica gel 60 using ethyl acetate / cyclohexane (1: 3). 1.18 g of pure trans-3-phthalimido-4-trichloromethyl-2-oxetanone, corresponding to a yield of 7.1%, based on chloral, were isolated from the appropriate fractions.
Schmp.: 184-217 DEG C M.p .: 184-217 ° C
[ alpha ]20_578 = -12,3 DEG (c = 2, Chloroform) [alpha] 20-578 = -12.3 DEG (c = 2, chloroform)
<1>H-NMR (CDCl3, 300 MHz) delta 5,44 (d, J = 4,1 Hz, 1H) 5,91 (d, J = 4,1 Hz, 1H) 7,82-8,03 (AA min BB min , 4H) <1> H NMR (CDCl3, 300 MHz) delta 5.44 (d, J = 4.1 Hz, 1H) 5.91 (d, J = 4.1 Hz, 1H) 7.82-8.03 (AA min BB min, 4H)
Die optische Reinheit wurde mittels HPLC nach Derivatisierung mit 1-Phenylethylamin zu 82% bestimmt. The optical purity was determined to be 82% by means of HPLC after derivatization with 1-phenylethylamine.
Beispiele 19-22 Examples 19-22
(R)-4-Trichlormethyl-2-oxetanon (R) -4-trichloromethyl-2-oxetanone
Beispiel 19 (allgemeine Vorschrift): Example 19 (general rule):
In 30 ml Diethylether wurden 9,87 g Dicyclohexylmethylamin (50 mmol) und 0,09 g O-Acetylchinidin (0,25 mmol, ca. 0,5 Mol.-% bezogen auf Chloral) gelöst und die Lösung auf -12 DEG C abge kühlt. Innerhalb von 40 min wurden 6,55 g Chloral (44 mmol) und 3,49 g Acetylchlorid (44 mmol) in je 20 ml Diethylether simultan zugetropft und die entstandene weisse Suspension noch 4 h bei -10 DEG C gerührt und anschliessend analog zu Beispiel 1 aufgearbeitet. 9.87 g of dicyclohexylmethylamine (50 mmol) and 0.09 g of O-acetylquinidine (0.25 mmol, approx. 0.5 mol% based on chloral) were dissolved in 30 ml of diethyl ether and the solution was brought to -12.degree cooled down. 6.55 g of chloral (44 mmol) and 3.49 g of acetyl chloride (44 mmol) in 20 ml of diethyl ether each were added dropwise over the course of 40 minutes, and the resulting white suspension was stirred for a further 4 hours at -10 ° C. and then analogous to the example 1 worked up.
Beispiele 20-22 Examples 20-22
Es wurde analog zu Beispiel 19 verfahren, jedoch mit Tri-n-butylamin (Beispiele 20-21) bzw. 1-Ethylpiperidin (Beispiel 22) als Base. The procedure was analogous to Example 19, but with tri-n-butylamine (Examples 20-21) or 1-ethylpiperidine (Example 22) as the base.
Die Ergebnisse der Beispiele 19-22 sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Die Ausbeuten beziehen sich auf das destillierte Produkt. <TABLE> Columns=5 Title: Tabelle 2 Head Col 01 AL=L: Beispiel Nr. Head Col 02 AL=L: Amin Head Col 03 AL=L: O-Acetylchinidin-Menge, bez. auf Chloral [mol%] Head Col 04 AL=L: Ausbeute bez. auf Chloral [%] Head Col 05 AL=L: opt. Reinheit [% ee] 19 Me(C6H11)2N 0,5 61,0 80 20 Bu<n>3N 0,5 57,2 52 21 Bu<n>3N 2,5 53,3 69 22 1-Ethylpiperidin 0,5 32,6 38 </TABLE> The results of Examples 19-22 are summarized in Table 2. The yields are based on the distilled product. <TABLE> Columns = 5 Title: Table 2 Head Col 01 AL = L: Example No. Head Col 02 AL = L: Amin Head Col 03 AL = L: O-acetylquinidine amount, re. on chloral [mol%] Head Col 04 AL = L: yield re. on chloral [%] Head Col 05 AL = L: opt. purity [% ee] 19 Me (C6H11) 2N 0.5 61.0 80 20 Bu <n> 3N 0.5 57.2 52 21 Bu <n> 3N 2.5 53.3 69 22 1-ethylpiperidine 0.5 32.6 38 </TABLE>
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CH5791A CH681302A5 (en) | 1991-01-10 | 1991-01-10 | Optically active 2-oxetanone prepn. - by cyclo:addn. of carbonyl cpds. and ketone(s) obtd. by dehydrochloridation of carboxylic acid chloride(s) using catalytic amts. of optically active amine(s) |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5484952A (en) * | 1993-05-10 | 1996-01-16 | Hercules Incorporated | Process for the manufacture of alkyl ketene dimer |
CN101486692B (en) * | 2009-03-03 | 2011-12-07 | 复旦大学 | Preparation of optically pure (R)-4-trihalomethyl-2-heterocycle butanone |
-
1991
- 1991-01-10 CH CH5791A patent/CH681302A5/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0624579B1 (en) * | 1993-05-10 | 1999-04-14 | Hercules Incorporated | Process for the manufacture of alkyl ketene dimer |
CN101486692B (en) * | 2009-03-03 | 2011-12-07 | 复旦大学 | Preparation of optically pure (R)-4-trihalomethyl-2-heterocycle butanone |
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