DE1018056B

DE1018056B - Process for the preparation of 1-oxy-4-keto-2-alkoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahydronaphthalene

Info

Publication number: DE1018056B
Application number: DEM19389A
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Clark Meyer; Angelo John Speziale
Original assignee: Monsanto Chemicals Ltd
Current assignee: Monsanto Chemicals Ltd
Priority date: 1953-07-18
Filing date: 1953-07-18
Publication date: 1957-10-24

Description

Verfahren zur Herstellung von 1-Oxy-4-keto-2-alkoxy-4 a-methyl-1, 4, 4 a, 5, 8, 8 a-hexahydronaphthalin Die Erfindung betrifft die Herstellung eines 1-Oxy-4-keto-2-alkoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahydronaphthalins von der folgenden Formel: in der R einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kehlens,toffatome.n darstellt. Die gemäß der Erfindung erhaltenen neuen Verbindungen sind außerordentlich brauchbar als Zwischenprodukte für die Herstellung von verschiedenen c'hemis,c'hen organiecben Verbindungen, insbesondere von Steroiden sowie als Unkrautvertilgungsmittel.Process for the preparation of 1-oxy-4-keto-2-alkoxy-4 a-methyl-1, 4, 4 a, 5, 8, 8 a-hexahydronaphthalene The invention relates to the preparation of a 1-oxy-4-keto 2-alkoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahydronaphthalins of the following formula: in which R is an alkyl radical with 1 to 5 throat, toffatome.n represents. The new compounds obtained according to the invention are extremely useful as intermediates for the preparation of various c'hemis, c'hen organic compounds, in particular steroids, and as herbicides.

Es ist ersizlrtlie"n, daß die gemäß dem Verfahren nach der Erfindung erhaltenen neuen Verbindungen drei optisdh aktive Kohlenstoffatome enthalten. Dementsprechend können diese Verbindungen acht optisch aktive isomere Formen und vier Racemate bilden. Die Ausdrücke »cis -« und »trans-«, wie sie nachstehend benutzt werden, bezeichnen die besondere Stellung der CH.-Gruppe und. der Wasserstoffatome in den Stellungen 4a und 8a der oben angegebenen Strukturformel.It is ersizlrtlie "n that according to the method of the invention The new compounds obtained contain three optisdh active carbon atoms. Accordingly these compounds can form eight optically active isomeric forms and four racemates. The terms "cis -" and "trans-" as used below denote the special position of the CH. group and. of the hydrogen atoms in the positions 4a and 8a of the structural formula given above.

Gemäß dem Ve-rfa'h!re-n der Erfindung werden die Verbindungen dadurch hergestellt, daß eine Mischung aus Zink und' Essigsäure mit einem 1, 4-Diketo-2-a@flcoxy-4a-met'hyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahydronaphthali.n, bei dem die Alkoxygruppe 1 bis 5 Kohlenstoffatome enehält, reduziert wird.According to the method of the invention, the compounds are thereby produced that a mixture of zinc and 'acetic acid with a 1, 4-diketo-2-a @ flcoxy-4a-meth'hyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahydronaphthali.n, in which the alkoxy group has 1 to 5 carbon atoms contains, is reduced.

Es. ist bekannt, Anth.rachinon mit Zinkstaub, Essgsäureanhydrid und Natriumacetat zu reduzieren. Ferner ist bekannt, Anthrachinon mit Zinkstaub und Alkali zu. reduzieren, wobei man als erstes Reduktionsprodulct Anth@rachinon erhält. Von den bekannten Verfahren unterscheidet sich das Verfahren gemäß der Erfindung sowohl hinsichtlich der Ausgangsstoffe als auch der Reduktionsmittel. Bei den bekannten Verfahren wird von einer dreiringigen Verbindung aromatischer N atu:r ausgegangen, während bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ein zweiringiges System von nicht aromatischer Natur reduziert wird, und zwar i:n einem sauren Medium, wobei nur eine Ketogruppe reduziert wird. Es war nicht voraussehbar, d'aß man bei einer Diketoverbi,ndung mittels Zink zusammen mixt wäßriger Es.si,gsäure nur ein Ketoisauerstoffatom reduzieren und dabei eine stabile Verbindung erhalten kann. Es ist ferner die Reduktion von 1, 4-Dilcetoverbindungen hydrierter Napbt'hali;ndd@ri.vate mit Li.thiuma.lu.miniumhydrid zu Diolen bekannt. Auch bei diesem Verfahren sind Ausgangsstoffe, Reduktionsmittel und Endprodukte grundsätzlich von denjenigen des Verfah.rens gemäß der Erfindung verschieden.It. is known anth.rachinon with zinc dust, acetic anhydride and Reduce sodium acetate. It is also known to anthraquinone with zinc dust and Alkali too. reduce, whereby the first reduction product obtained is Anth @ rachinon. The method according to the invention differs from the known methods both in terms of the starting materials and the reducing agents. With the known The procedure is based on a three-ring compound of aromatic natu: r, while in the method according to the invention a two-ring system of not aromatic nature is reduced, namely i: n an acidic medium, being only one Keto group is reduced. It was not foreseeable that one would end up with a diketo union using zinc mixes aqueous Es.si, g acid only reduce one keto oxygen atom and thereby can maintain a stable connection. It is also the reduction of 1,4-Dilceto connections of hydrogenated Napbt'hali; ndd@ri.vate with Li.thiuma.lu.miniumhydrid known to diols. In this process, too, are starting materials, reducing agents and end products basically different from those of the method according to the invention different.

Die Erfindung wi!rd an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert: Beislriel I Zu einer Lösung von 50g d, 1-trans-1, 4-Dilceto-2-metho@xy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-'hexahydroriaphthalin in 162 cm3 Wasser und 500 cm3 Ess,i@gsäure wurden 100 g Zinkstaub bei einer Temperatur von 20 bis 25° zugesetzt. Die Mischung wurde bei dieser Temperatur ungefähr 5 Stunden gerührt und dann filtriert. Der Filterkuchen wurde mit 100 em3 Methanol ausgewaschen, und die Waschflüssigkeit wurde mit der Mutterflüssigkeit vereinigt. Die vereinigten Flüssigkeiten wurden dann durch Destillation unter verringertem Druck auf. ungefähr ein Drittel ihres ursprünglichen Volumens eingeengt. Der verbleibende konzentrierte Rückstand wurde dann in einer Mischung von 150 cm3 Chloroform und 150 cm3 Wasser gelöst. Die wäßrige Schicht, welche sich abtrennte, wurde entfernt und müt zwei Teilmengen von 50 cm3 Chloroform ausgezob n, und diese Chloroformextra'kte wurden mit der ursprünglich-en Chloro.formschich@t vereinigt. Die vereinigte C'hloroformlösung wurde dann mit 50 eins Wasser, 50 cm3 einer 5%igen Natriumcarbonatlösung und 50 cm3 Wasser, jeweils in zwei Teilmengen, ausgewaschen. Die Lösung wurde danach über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und das Chloroform durch Destillation unter verringertem Druck entfernt. NTac'h Entfernung des Lösungsmiitte:ls blieben 45,2 g d.1-trans-l-Oxy-4-keto-2-methoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahydrronaphthalin zurück, das nach Umkristallis eren aus Petroleumäther (im wesentlichen n-Hexan) einen Schmelzpunkt von 82 bis 83° zeigte. Bei einer Analyse wurden folgende: Werte gefunden: für C12 H 1s 03 C H C H3 O be:rec(hnet . . . . . . . . . , . . . . 69,21 7,74 14,90 gefunden .............. 68,94 7,84 14,81 Beispiel II Das im Beispiel I angegebene Verfahren wurde unter Benutzung von d, 1-cis-1, 4-Diike,to-2-methoxy-4 a - methyl -1, 4, 4a, 5, 8, 8 a - hexahydironaphthalin wiederholt. Es wurde im -#vesentliehen reines d, 1-cis-1 -Oxy-4-keto-2-methoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexghydronaphthalin erhalten.The invention is explained in more detail with the aid of some exemplary embodiments: Example I To a solution of 50g d, 1-trans-1,4-dilceto-2-metho @ xy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-'hexahydroriaphthalin in 162 cm3 water and 500 cm3 ess, i @ g acid 100 g of zinc dust were added at a temperature of 20 to 25 °. The mixture was stirred at this temperature for about 5 hours and then filtered. The filter cake was washed out with 100 cubic meters of methanol, and the washing liquid was washed with the Mother liquor combined. The combined liquids were then distilled under reduced pressure. about a third of their original volume constricted. The remaining concentrated residue was then in a mixture dissolved in 150 cm3 of chloroform and 150 cm3 of water. The aqueous layer, which is separated, was removed and must have two subsets of 50 cm3 of chloroform drawn out n, and these chloroform extracts were with the original-en Chloro.formschich@t united. The combined chloroform solution was then 50 liters of water, 50 cm3 a 5% sodium carbonate solution and 50 cm3 water, each in two portions, washed out. The solution was then dried over anhydrous sodium sulfate and removing the chloroform by distillation under reduced pressure. NTac'h Removal of the solvent: 45.2 g of d.1-trans-1-oxy-4-keto-2-methoxy-4a-methyl-1 remained, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahydrronaphthalene returned after recrystallization from petroleum ether (essentially n-hexane) showed a melting point of 82 to 83 °. During an analysis the following values were found: for C12 H 1s 03 C H C H3 O be: rec (hnet.... . . . . . ,. . . . 69.21 7.74 14.90 found .............. 68.94 7.84 14.81 Example II The procedure given in Example I was carried out using d, 1-cis-1, 4-Diike, to-2-methoxy-4 a - methyl -1, 4, 4a, 5, 8, 8 a - hexahydironaphthalene repeated. It was in the - # vesentliehen pure d, 1-cis-1 -oxy-4-keto-2-methoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexghydronaphthalene obtained.

Beispiel III Das im Beispiel I beschriebene Verfahren wurde unter Benutzung der folgenden Bestandteile wiederholt: 5,3g d-trans-1, 4-Diketo-2-äthoxy-4a-methyl-1, 4, 4 a, 5, 8, 8 a-hexahydro.naphthali:n 50,0 g Essigsäure 16,2 g Wasser 10,0 g Zink Es. wurde im wesentlichen reines d-trans-l-Oxy-4-keto-2-äthoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahydronaphthalin erhalten.Example III The procedure described in Example I was carried out under Repeated use of the following ingredients: 5.3g d-trans-1, 4-diketo-2-ethoxy-4a-methyl-1, 4, 4 a, 5, 8, 8 a-hexahydro.naphthali: n 50.0 g acetic acid 16.2 g water 10.0 g zinc It. was essentially pure d-trans-l-oxy-4-keto-2-ethoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahydronaphthalene obtained.

Beispiel IV Das im Beispiel I beschriebene Verfahren wurde mit den folgenden Bestandteilen wiederholt: 4,6- d,1-trans-1, 4-Diketo-2-propoxy-4a-metliyl-1, 4, 4 a, 5, 8, 8 a=hexahydronaphthalin 42,0 g Essigsäure 13,4 g Wasser 8,4 g Zink Es wurde im wesentlichen reines d, 1-trans-l-Oxy-4-keto-2-propoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahy dronap'hthaliin erhalten.Example IV The procedure described in Example I was followed with the the following components repeated: 4,6-d, 1-trans-1, 4-diketo-2-propoxy-4a-metliyl-1, 4, 4 a, 5, 8, 8 a = hexahydronaphthalene 42.0 g acetic acid 13.4 g water 8.4 g zinc Essentially pure d, 1-trans-1-oxy-4-keto-2-propoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahy dronap'hthaliin.

s Beispiel V Das im Beispiel I beschriebene Verfahren wurde mit den folgenden Bestandteilen wiederholt: 1,2 g I-ci:s-1, 4-Diketo-2-buitoxy-4a-methyl-1, 4, 4 a, 5, 8, 8 a-hexahydronaphthalin 20,0 g Essigsäure 8,0, g Wasser 4,4 g Zink Es, wurde im wesentlichen reines 1-cis-1-Oxy-4-keto-2-butoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahyd:ro.n.apfithalin erhalten. s Example V The procedure described in Example I was repeated with the following ingredients: 1.2 g of I-ci: s-1,4-diketo-2-buitoxy-4a-methyl-1,4, 4 a, 5, 8 , 8 a-hexahydronaphthalene 20.0 g acetic acid 8.0 g water 4.4 g zinc It was essentially pure 1-cis-1-oxy-4-keto-2-butoxy-4a-methyl-1,4 , 4a, 5, 8, 8a-hexahyd: ro.n.apfithalin obtained.

Beispiel VI Das im Beispiel I beschriebene Verfahren wurde mit den folgenden Bestandteilen wiederholt: 1,3 g 1-trans-1, 4-Di.keto-2-pentoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hex;a#hyd,ronaphthali:n 20,0 g Essigsäure 8,0 g Wasser 4,5 g Zink Es wurde im wesentlichen reines 1-trans-l-Oxy-4-Iteto-2-pentoxy-4a-met:hyl-1, 4, 4a, 5, B. 8a-hexahydronapht'hali:n erhalten.Example VI The procedure described in Example I was followed with the the following ingredients repeated: 1.3 g of 1-trans-1, 4-Di.keto-2-pentoxy-4a-methyl-1, 4,4a, 5, 8, 8a-hex; a # hyd, ronaphthali: n 20.0 g acetic acid 8.0 g water 4.5 g zinc Essentially pure 1-trans-l-oxy-4-iteto-2-pentoxy-4a-met: hyl-1, 4, 4a, 5, B. 8a-hexahydronapht'hali: n obtained.

Die beschriebene Reduktion kann entweder in Abwesenheit oder in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels ausgeführt werden. Geeignete Lösungsmittel, welche für diesen Zweck benutzt werden können, si.ndi z. B. Benzol, Toluol, aliphatische Kohlenwasserstoffe usw.The described reduction can be done either in the absence or in the presence an inert organic solvent. Suitable solvents which can be used for this purpose, si.ndi z. B. benzene, toluene, aliphatic Hydrocarbons etc.

Die Temperatur der Reaktion kann über einen weiten Bereich geändert werden. Temperaturen in dem Bereich von ungefähr 10° bis ungefähr 60° haben sich als vorteilhaft erwiesen.The temperature of the reaction can be changed over a wide range will. Temperatures in the range of about 10 ° to about 60 ° have turned out to be proven beneficial.

Im allgemeinen wird ein beträchtlicher Überschuß an Zink verwendet, da dieser Überschu,ß aus der Reaktionsmischung wiedergewonnen wird. Es können ungefähr 2 bis ungefähr 20 Äquivalente Zink für jedes :1lol des 1, 4-Diketo-2-alkoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, Sa-hexahydronaphthalins verwendet werden. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung können Zinkschwamm oder Mooszink, körniges Zink oder Zinkstaub benutzt werden, obwohl Zinkstaub vorzugsweise verwendet wird.Generally a considerable excess of zinc is used, since this excess, ß is recovered from the reaction mixture. It can be roughly 2 to about 20 equivalents of zinc for each: 1 mol of the 1,4-diketo-2-alkoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, Sa-hexahydronaphthalins can be used. In the method according to Invention zinc sponge or moss zinc, granular zinc or zinc dust can be used although zinc dust is preferably used.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird wäßrige Essigsäure mit ungefähr 1% bis ungefähr 50% Wasser, vorzugsweise mit ungefähr 1% bis ungefähr 30% Wasser in der Reaktionsmischung benutzt. Die Verwendung von wäßriger Essigsäure in der Reaktionsmischung ergibt außerordentlich höhe Ausbeuten des gewünschten Produktes und führt zu einer größeren Einfachheit der Durchführung der Reduktion.According to a preferred embodiment of the invention, aqueous Acetic acid with about 1% to about 50% water, preferably with about 1% up to about 30% water is used in the reaction mixture. The use of aqueous Acetic acid in the reaction mixture gives extraordinarily high yields of the desired Product and leads to greater simplicity in carrying out the reduction.

.Nachdem die Reaktion vollendet ist, kann das 1-Oxy-4-keto-2-a,lkoxy -4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexa@hydronaphthalin aus der Reaktionsmischung nach irgendeinem geeigneten Verfahren gewonnen werden. Ein besonders zweckmäßiges Verfahren umfaßt ein Ausziehen des 1-Oxy-4-keto-2-aIkoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexahydronaphthalins mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel.After the reaction is complete, the 1-oxy-4-keto-2-a, lkoxy -4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8a-hexa @ hydronaphthalene from the reaction mixture after any suitable method. A particularly useful method includes exhausting the 1-oxy-4-keto-2-alkoxy-4a-methyl-1,4, 4a, 5, 8, 8a-hexahydronaphthalene with a suitable organic solvent.

Claims

PATENT CLAIMS. 1. Process for the manufacture of 1-oxy-4-keto-2-allcoxy - 4 a - methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8 a- @ hexahydronaphthalene, characterized that a 1, 4-Dike: to-2-a: Ikoxy-4a-methyl-1, 4, 4a, 5, 8, 8 a-hexa! hvdronaphthalin, in which the alkoxy group contains 1 to 5 Kah.lenstoffatotne, with zinc and aqueous Acetic acid is reduced.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the reaction occurs at a temperature in the range of about 10 @ ° to about 60 ° is carried out.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that that the reduction in the presence of an inert organic solvent such as benzene, Toluene, an aliphatic hydrocarbon or the like. Is carried out. Into consideration Extracted publications: Houben-Weyl: "Methods of Organic Chemistry", Vol. 2, 3rd edition, 1925, p. 264; P. Karres: "Textbook of Organic Chemistry", 11. Edition, 1950, p. 646; Journ. Amer. Chem. Soc., Vol. 74, 1952, pp. 1406ff.