DD296274A5 - Verfahren zur herstellung von alpha-diketonen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von unterschiedlich substituierten a-Diketonen. Diese stellen vielseitig verwendbare Zwischenprodukte dar und sind insbesondere fuer die Synthese von Pharmaka, Riech- und Aromastoffen sowie Pflanzenschutzmitteln von Bedeutung. Die Zielprodukte werden erfindungsgemaesz dadurch hergestellt, dasz a-Acetoxyalkine in Gegenwart von * und einer Carbonsaeure in a,b-ungesaettigte a-Acetoxyketone umgewandelt und diese im alkalischen oder sauren Medium hydrolysiert werden.

Description

Hierzu 1 Seite Formeln

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von a-Diketonen der Formel 3, die als Zwischenprodukte für die Synthese von Pharmaka, Riech- und Aromastoffe sowie Pflanzenschutzmittel von Bedeutung sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Eine einfache Methode zur Herstellung von a-Diketonen besteht in der Autoxidation von Ketonen. Sie verläuft aber unselektiv mit sehr niedrigen Umsätzen und ist deshalb in ihrer Anwendung auf eine aliphatische und alicyclische Ketone beschränkt

(G. A. RUSELL, R.C.BLANKESPOOR, Tetrahedron Lett.23 [ 1971] 4573).

Als günstiger erweist sich die direkte α-Oxidation von Ketonen mit Selendioxid und Eisen(lll)-chlorid (E. B. REICH, J. F. YOST,

J. Am. Chem. Soc.72 [1950] 5232) oder mit Iod und Silber(l)-trifluoracetat (E. D. BERGMANN, I.SHAHAK, J. Chem. Soc. 1959,

Häufig benutzt wird die Oxydation von a-Hydroxyketonen zu a-Diketonen, die mit Luftsauerstoff in Essigsäure oder 2-Ethoxyethanol (B. HOLDER, W. RIGBY, J. Chem. Soc. 1952,1924), mit Halogenen oder N-Bromsuccinimid (W. RIED,

D. P.SCHÄFER, Chem. Ber. 102 [1969] 4193) bzw. mit Blei(IV)-acetat oder Blei(IV)-oxid (H.H. INHOFFEN und Mitarb., J.Liebigs Ann. Chem. 684 [1965] 24) durchgeführt werden kann. Auch die Oxidation von a-Hydroxyketonen mit Ammoniumnitrat in Gegenwart von Kupfer(ll)-, Eisen(lll)-, Cobalt(lll)- oder Nickel(lll)-Salzen ist möglich; diese ergeben jedoch nur mäßige Ausbeuten.

Schließlich ist auch die direkte Oxidation von Olefinen zu 1,2-Diketonen mittels Kaliumpermanganat in Gegenwart von Acetanhydrid bekannt geworden (K. B. SHARPLESS et al., J. Am. Chem. Soc.93 [1971] 3303).

Diese Verfahren haben den Nachteil, daß die von Ketonen bzw. Olefinen ausgehenden Synthesen durch die häufig geringe Regioselektivität der Oxidation eingeschränkt sin und die von a-Hydroxyketonen ausgehenden Synthesen leistungsfähige Synthesen für diese Stoffklasse voraussetzen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von a-Diketonen aufzufinden, das breit anwendbar ist und mit guter Ausbeute verläuft.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, die durch die oben genannten Nachteile wie mangelnde Regioselektivität bzw. begrenzte Zugänglichkeit der Ausgangsprodukte bedingten Einschränkungen bisheriger Synthesen von a-Diketonen zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß a-Acetoxyalkine der allgemeinen Formel 1, in der R¹, R² und R³ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, unverzweigtes oder verzweigtes Alkyl oder Cycloalkyl sowie ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer oder heterocyclischer Rest bedeuten, wobei R¹ mit R² gegebenenfalls durch eine Brücke verbunden sein kann, bei einer Temperatur zwischen 0 und 100°C in einem Lösungsmittel in Gegenwart eines Palladium(ll)-salzes und einer Carbonsäure in ein α,β-ungesättigtes a-Acetoxyketon der allgemeinen Formel 2, in der R¹, R² und R³ die oben genannten Bedeutungen haben, umgewandelt und dieses im alkalischen oder sauren Medium in an sich bekannter Weise zu einem a-Diketon der allgemeinen Formel 3, in der R¹, R² und R³ die oben genannten Bedeutungen haben, hydrolysiert wird. Für die Herstellung der α,β-ungesättigten a-Acetoxyketone werden als Lösungsmittel vorzugsweise Acetonitril, Dichlormethan oder Tetrahydrofuran verwendet. Die Reaktion wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 20 und 60°C durchgeführt. Als Palladium(ll)-salz werden vorzugsweise Bis(acetonitril)palladium(ll)-chlorid oder Bis(benzonitril)palladium(ll)-chlorid verwendet. Das Palladium(ll)-salz wird vorteilhaft in katalytischer Menge von 1 bis 10 Stoffmengenanteile in % eingesetzt. Als Carbonsäure wird vorzugsweise Essigsäure eingesetzt. Die Umwandlung der α,β-ungesättigten a-Acetoxyketone der Formel 2 in a-Diketone der Formel 3 erfolgt vorteilhaft durch Behandlung mit einem basischen Ionenaustauscher in Methanol. Die für diese Reaktionsfolge als Ausgangsmaterial erforderlichen a-Acetoxyalkine der Formel 1 sind in einer großen Vielzahl durch Umsetzung von Aldehyden oder Ketonen mit 1-metallierten 1-Alkinen und anschließende Acetylierung zugänglich (L.BRANDSMA, Preparative Acetylenic Chemistry, Elsevier Publisher Amsterdam, London, New York, 1971).

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1

2-Acetoxy-1-phenylon-1-en-3-on (2; R¹ = H, R² = Phenyl, R³ = n-C₆Hi₃)

2mmol i-Phenylnon-2-inylacetat (1; R¹ = H, R² = Phenyl, R³ = n-C₆H₁₃) werden unter Argon zu einer Lösung von 52 mg (0,2 mmol) [PdCI₂(CH₃CN)₂] in 10mI trockenem Acetonitril und 120mg (2 mmol) Essigsäure gegeben und 4 bis 5 h bei 20⁰C stehen gelassen. Das Ausgangsprodukt ist dann dünnschichtchromatographisch nicht mehr nachweisbar. Nach Zusatz von 10 ml gesättigter wäßriger NaHCO₃-Lösung wird mit Diethylether extrahiert. Nach Trocknen des Extraktes mit Natriumsulfat und Abdestillieren des Lösungsmittels wird der Rückstand durch Flashchromatographie an Kieselgel gereinigt. Ausbeute: 367mg (67%) farbloses Öl.

R_F (Kieselgel, Hexan/Aceton = 95:5) = 0,38.

¹H-NMR (80MHz, CDCI₃): σ = 0,82 (m, 3H, CH₃); 2,00 (s, 3H, CH₃CO); 7,10 (s, 1 H₁-CH=); 7,20-7,50 (m, 5H, arom. H).

¹³C-NMR (20MHz, CDCI₃): σ = 13,96, 20,58, 22,49,28,87,31,65, 63.54,126,80,128,67,129,86,130,14,132,34,144,94,168,27,

MS (e.i., 7OeV): m/z = 232 (35%), 162 (58), 113 (98), 91 (100).

Beispiel 2

2,4-Diacetoxy-1-phenylbut-1-en-3-on (2; R¹ = H, R² = Phenyl, R³ = CH₂OAc)

Analog zu Beispiel 1 aus 2 mmol 1,4-Diacetoxy-1-phenylbut-2-in (1,R¹ = H, R² = Phenyl, R³ = CH₂OAc). Ausbeute: 372 mg(71 %) farbloses Öl.

R_F (Kieselgel, Hexan/Aceton = 95:5) = 0,39.

¹H-NMR (80MHz, CDCI₃): σ = 2,10 (s, 3H, C-OCOCH₃); 2,24 (s, 3H,-CH₂OCOCH₃); 5,00 (s, 2K-CH₂-OAc); 7,02 (s, 1 H, olef. H); 7,20-7,60 (m,5H, arom. H).

¹³C-NMR (100MHz, CDCI₃): σ = 20,36, 20,50, 64,92,128,13,128,93,130,38,130,42,131,69,142,43,168,11,170,11,187,37.

MS (ei.): m/z = 262 (M⁺, 4%), 220 (32), 178 (60), 91 (100).

Beispiel 3

6-Acetoxypentadec-5-en-7-on (2; R¹ = H, R² = n-C₄H₉, R³ = n-C₈H₁₇)

Analog zu Beispiel 1 aus 2 mmol Pentadec-6-in-5-ylacetat (1, R¹ = H, R² = n-C₄H₉, R³ = n-C₈H₁₇). Ausbeute: 457 mg (81%) farbloses Öl.

R_F (Kieselgel, Hexan/Aceton = 95:5) = 0,39.

¹H-NMR (80MHz, CDCI₃: σ = 0,82 und 0,86 (2m, je3H, 2-CH₃); 2,20 (s,3H,-OCOCH₃); 6,38 (t, J = 10Hz, 1 H,-CH=).

¹³C-NMR (20MHz, CDCI₃): σ = 13,71,14,02, 20,25, 22,39, 22,64, 24,28, 25,88, 29,18, 29,27, 29,39,30,38,31,85, 131,64,146,34, 168,56,193,95.

MS (e.i., 7OeV): m/z = 240 (20%), 183 (8), 141 (20), 99 (30), 71 (35), 55 (100).

Beispiel 4

1-Acetoxy-1-cyclopentylidenoctan-2-on (2, R¹-R² = (CH₂J₄, R³ = n-C₆Hi₃

Analog zu Beispiel 1 aus 2mmol 1-(n-Oct-1-inyl)cyclopent-1-ylacetat (1, R^R² = (CH₂)₄, R³ = n-C₆H₁₃). Ausbeute: 277mg (55%) farbloses Öl.

R_F (Kieselgel, Hexan/Aceton) 95:5) = 0,34.

¹H-NMR (80MHz, CDCI₃): σ = 0,80 (m, 3H,-CH₃); 2,10 (s, 3H,-OCOCH₃); 2,32 (m, 4H, 2 > CH₂); 2,75 (m, 2H,-CH₂-CO-).

¹³C-NMR (20MHz, CDCI₃); σ = 14,00, 20,53, 22,54, 23,38, 25,17, 27,18, 28,95,31,70, 32,25, 32,49,39,16,138,57,151,44,169,14,

MS (e.i., 7OeV): m/z = 252 (M⁺, 12%), 210 (100), 140 (30).

Beispiel 5

i-Cyclopentyloctan-i^-dion (3, R'-R² = (CH₂I₄, R³ = n-C₆H₁₃) 1 mmol, i-Acetoxy-i-cyclopentylidenoctan-2-on (2, R¹-R² = (CH₂J₄, R³ = n-C₆Hi3> werden in 20ml Methanol gelöst und mit 10g basischem Ionenaustauscher SBW 1 h bei 20⁰C gerührt. Nach Abfiltrieren des Ionenaustauschers wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert und der Rückstand durch Flashchromatographie an Kieselgel mit Hexan/Aceton (95:5) gereinigt. Ausbeute: 134mg (64%) farbloses Öl.

Rf (Kieselgel, Hexan/Aceton = 97:3,3 Entwicklungen) = 0,71.

¹³C-NMR (20MHz, CDCI₃): σ = 14,00, 22,53, 26,63, 29,07,31,58,36,21,44,02,46,52,49,52,109,87,119,38,167,92, 200,70.

MS (e.i., 7OeV): m/z = 209 (M⁺ -1,10%), 194 (4), 113 (25), 94 (40), 55 (100).

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von a-Diketonen der allgemeinen Formel 3, in der R¹, R² und R³ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, unverzweigtes oder verzweigtes Alkyl oder Cycloalkyl sowie ein substituierter oder unsubstituierter aromatischer oder heterocyclischer Rest bedeuten, wobei R¹ mit R² gegebenenfalls auch durch eine Brücke verbunden sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein a-Acetoxyalkin der allgemeinen Formel 1, in der R¹, R² und R³ die oben genannten Bedeutungen haben, bei einer Temperatur zwischen 0 und 110⁰C in einem Lösungsmittel in Gegenwart eines Palladium(ll)-salzes und einer Carbonsäure in ein α,β-ungesättigtes a-Acetoxyketon der allgemeinen Formel 2, in der R¹, R² und R³ die oben genannten Bedeutungen haben, umgewandelt und dieses im alkalischen oder sauren Medium in an sich bekannter Weise zu einem a-Diketon der allgemeinen Formel 3 hydrolysiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung bei Temperaturen zwischen 20 und 60⁰C durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Acetonitril, Dichlormethan oder Tetrahydrofuran verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Palladium(ll)-salz Bis(acetonitril)palladium(ll)-chlorid oder Bis(benzonitril)palladium(ll)-chlorid oder Bis(benzonitril)palladium(ll)-chlorid verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Palladium(il)-salz in katalytischer Menge von 1 bis 10 Stoffmengenanteile in % eingesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Carbonsäure Essigsäure eingesetzt wird.