DE1136323B - Verfahren zur Herstellung von halogen-haltigen alkylsubstituierten ª‰-Lactonen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von halogen-haltigen alkylsubstituierten ª‰-Lactonen

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DE1136323B
DE1136323B DEF31437A DEF0031437A DE1136323B DE 1136323 B DE1136323 B DE 1136323B DE F31437 A DEF31437 A DE F31437A DE F0031437 A DEF0031437 A DE F0031437A DE 1136323 B DE1136323 B DE 1136323B
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Germany
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halogen
lactones
boron trifluoride
substituted
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Dr Kurt Schimmelschmidt
Dr Eberhard Mundlos
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D305/00Heterocyclic compounds containing four-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atoms
    • C07D305/02Heterocyclic compounds containing four-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atoms not condensed with other rings
    • C07D305/10Heterocyclic compounds containing four-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atoms not condensed with other rings having one or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D305/12Beta-lactones

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung von halogenhaltigen alkylsubstituierten p-Lactonen Es ist bekannt, daß Keten in Gegenwart geeigneter Katalysatoren mit Aldehyden und Ketonen unter Bildung von P-Lactonen reagiert. Diese ß-Lactone zerfallen leicht thermisch, z. B. schon bei der Destillation, in Kohlendioxyd und den entsprechenden Olefinkohlenwasserstoff. Aus diesem Grunde sind bisher nur wenige derartige ß-Lactone isoliert worden, und zwar nur solche, die sich von Aldehyden und Ketonen mit einem niedrigen Siedepunkt ableiten. Ferner ist es bekannt, daß Chloraceton mit Keten in Gegenwart einer katalytischen Menge Aluminiumchlorid nicht reagiert.
  • (Vgl. »Journal of American Chemical Society«, Bd. 69, s. 2356 [1947].) Demgegenüber wurde nun die überraschende Beobachtung gemacht, daß o;-Halogenaldehyde und -Halogenketone der allgemeinen Formel 1 in Gegenwart von Bortrifluorid oder einer Additionsverbindung des Bortrifluorids und in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels bei einer Temperatur zwischen -70 und 0 C sich mit Keten zu halogensubstituierten ß-Lacton der allgemeinen Formel II umsetzen lassen.
  • Hierbei bedeuten R und R, Wasserstoff, einen niedermolekularen Alkylrest, der gesättigt, geradkettig, verzweigt und auch halogensubstituiert sein kann. R kann auch Halogen bedeuten. Die Reste R können gleich oder verschieden sein. Hal bedeutet ein Halogenatom mit einem Atomgewicht zwischen 19 und 80, also Fluor, Chlor oder Brom.
  • Überraschend war ferner, daß die erhaltenen ß-Lactone thermisch sehr beständig sind. Sie lassen sich unzersetzt destillieren und auf diese Weise in reiner Form gewinnen. Offenbar bewirken bei substituierten ß-Lactonen Halogenatome, die sich an dem dem ß-Lactonring benachbarten Kohlenstoffatom befinden, eine wesentliche Steigerung der Stabilität des 4-Ringes. Diese Tatsache war nicht vorherzusehen.
  • Daß es sich bei den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Verbindungen um P-Lactone handelt, wurde an Hand ihres Infrarot-Spektrums sichergestellt.
  • Verfahrensgemäß werden als ou-Halogenaldehyde und os-Halogenketone z. B. folgende Verbindungen verwendet: Chloracetaldehyd, Dichloracetaldehyd, Trichloracetaldehyd, a-Brompropionaldehyd, ,ß-Dichlorpropionaldehyd, z-Chlorisobutyraldehyd, o; ,ß-Trichlorbutyraldehyd, Chloraceton, symm. oder asymm. Dichloraceton, Trichloraceton, Pentachloraceton, Trifluoraceton, Fluorchloraceton, Bromaceton, Methyl-a-chloräthylketon.
  • Als inerte organische Lösungsmittel eignen sich für diese Umsetzung Äther, Ester oder aromatische, aliphatische bzw. alicyclische Kohlenwasserstoffe sowie ihre Chlorierungsprodukte. Genannt seien z. B. Diäthyläther, Diisopropyläther, Dioxan, Essigester, Benzol, Toluol, Petroläther, Cyclohexan, Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Perchloräthylen.
  • Als Katalysator wird Bortrifluorid oder eine Additionsverbindung des Bortrifluorids, z. B. Bortrifluoridätherat oder Bortrifluoridessigsäure, verwendet. Auch Gemische dieser Katalysatoren sind geeignet. Es werden etwa 0,5 bis 50/, Bortrifluorid, bezogen auf die eingesetzte Carbonylverbindung, benötigt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich sowohl diskontinuierlich wie kontinuierlich gestalten. Im ersten Fall wird die berechnete Menge Keten unter Rühren und Kühlen in das Gemisch aus der Carbonylverbindung, dem Lösungsmittel und dem Katalysator eingeleitet. Bei der kontinuierlichen Arbeitsweise kann z. B. Keten in einer Umlaufapparatur dem Gemisch in einer Füllkörperkolonne entgegenströmen, wobei lau- fend die entsprechende Menge Carbonylverbindung, Lösungsmittel und Katalysator zugeführt, umgesetztes Produkt ausgeschleust und die Reaktionswärme durch einen zwischengeschalteten Kühler abgeführt wird.
  • Die Umsetzung wird im allgemeinen bei einer Temperatur durchgeführt, die zwischen -70 und 0°C liegt.
  • Die Umsetzungstemperatur wird so tief gewählt, damit das entstehende fl-Lacton durch den anwesenden Katalysator nicht polymerisiert wird.
  • Die erhaltene katalysatorhaltige Lösung des p-Lactons wird vor der weiteren Aufarbeitung zur Neutralisierung des Katalysators mit der entsprechenden Menge einer Base, z. B. einer Alkalihydroxyd- oder Alkalicarbonatlösung oder einem hochsiedenden Amin, z. B.
  • Dicyclohexylamin, versetzt. Das Lösungsmittel wird anschließend abdestilliert. Aus dem Rückstand läßt sich das ß-Lacton durch fraktionierte Destillation isolieren.
  • Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen halogensubstituierten ß-Lactone können als Pflanzenschutzmittel verwendet werden und stellen außerdem wertvolle Zwischenprodukte, z. B. zur Herstellung von Arzneimitteln und Polyestern, dar.
  • Beispiel 1 In eine Mischung aus 463 g (5 Mol) Monochloraceton, 500 ccm Chloroform und 10 g Bortrifluoridätherat werden unter Rühren und Kühlen bei -30"C 210 g Keten eingeleitet. Das Reaktionsgemisch wird dann mit 30 g Dicyclohexylamin versetzt, das Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert und der Rückstand im Vakuum fraktioniert destilliert. Man erhält 535 g (80 0/o der Theorie) ß-Chlormethyl-ß-methyl-ß-propiolaceton.
  • Kp.0,3 = 530C; Kp.15 = 1030C; Erstarrungspunkt = 20"C. n200 = 1,4540; IR-Spektrum v(c = 0) = 1830 cm-l (vgl. z. B. »Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie«, 3. Auflage, Bd. 2/1 [1961], S. 302 Nr. 217; ß-Lactone: 1820 i 20 cm-l).
  • Beispiel 2 In eine Mischung aus 127 g (1 Mol) symm. Dichloraceton, 500 ccm Methylenchlorid und 15 g Bortrifluoridätherat werden bei -30"C 42 g Keten eingeleitet. Das Reaktionsgemisch wird mit 45 g Dicyclohexylamin versetzt und das Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert. Aus dem Rückstand erhält man durch Vakuumdestillation 143 g (85 0/o der Theorie) ß,ß-Bis-(chlormethyl)-ß-propiolacton.
  • Kp.0,5 = 78"C; F. = 49"C (aus Wasser-Methanol); IR-Spektrum v(c = 0) = 1850 cm-l.
  • Beispiel 3 In eine Mischung aus 112 g (1 Mol) Trifluoraceton, 80 ccm Diisopropyläther und 10 g Bortrifluoridätherat werden bei -70"C 42 g Keten eingeleitet. Nach 1 Stunde wird das Reaktionsgemisch mit 30 g Dicyclohexylamin versetzt und anschließend auf Raumtemperatur erwärmt. Das Lösungsmittel und nicht umgesetztes Trifluoraceton werden im Vakuum abdestilliert, wobei 48 g Trifluoraceton zurückgewonnen werden.
  • Aus dem Rückstand erhält man durch Vakuumdestillation 50 g (57 0/o der Theorie, bezogen auf umgesetztes Keton) ß-Trifluormethyl-ß-methyl-ß-propiolacton.
  • Kr.15 = 40"C; Kr.760 = 141 C, n2oD = 1,3572; IR-Spektrum v(c = 0) = 1843 cm-l.
  • Beispiel 4 In eine Mischung aus 147,5 (1 Mol) Chloral, 300 ccm Methylenchlorid und 8 g Bortrifluoridätherat werden bei einer Temperatur zwischen -60 und -40"C 42 g Keten eingeleitet. Das Reaktionsgemisch wird mit 25 g Dicyclohexylamin versetzt und das Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert. Aus dem Rückstand erhält man durch Vakuumdestillation 133 g (70°/0 der Theorie) B-Trichlormethyl-B-propiolacton .
  • Kp.,,, =980 C; Erstarrungspunkt = 32° C; 1 R-Spektrum v(c = 0) = 1860 cm-l.
  • Beispiel 5 In eine Mischung aus 106 g (1 Mol) z-Chlorbutyraldehyd, 200 ccm Methylenchlorid und 8 g Bortrifluoridätherat werden bei -60"C 42 g Keten eingeleitet. Das Reaktionsgemisch wird mit 25 g Dicyclohexylamin versetzt und wie im Beispiel 4 beschrieben aufgearbeitet. Man erhält 100 g (67 0/o der Theorie) ß-( l -Chlor-n-propyl)-ß-propiolacton .
  • Kp.0,25 = 57"C; n2D0 = 1,4591; IR-Spektrum v(c = 0) = 1840 bis 1850 cm-l.
  • Beispiel 6 In eine Mischung aus 50,5 g (0,25 Mol) Dibromacetaldehyd, 300 ccm Methylenchlorid und 5 g Bortrifluoridätherat werden bei -70"C 11 g Keten eingeleitet. Das Reaktionsgemisch wird mit 15 g Dicyclohexylamin versetzt und wie im Beispiel 4 beschrieben aufgearbeitet. Man erhält 33 g (54 0/o der Theorie) p-Dibrommethyl-ß-propiolacton.
  • Kp.0,5 = 89"C; n100 = 1,5440; IR-Spektrum v(c = 0) = 1840 bis 1850 cm-l.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von halogenhaltigen alkylsubstituierten ß-Lactonen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen oc-Halogenaldehyd oder ein os-Halogenketon der allgemeinen Formel R(R)C(Hal) - CO -in der R und R1 Wasserstoff oder einen niedermolekularen gesättigten, geradkettigen, verzweiten und gegebenenfalls halogensubstituierten Alkylrest darstellen, R aber auch ein Halogenatom bedeuten kann, beide Reste R gleich oder verschieden sind und Hal Fluor, Chlor oder Brom darstellt, in Gegenwart von Bortrifluorid und bzw. oder einer Additionsverbindung des Bortrifluorids und eines inerten organischen Lösungsmittels bei einer Temperatur zwischen -70 und 0°C mit Keten umsetzt und das Endprodukt nach Neutralisierung des Reaktionsgemisches durch Destillation in reiner Form isoliert.
DEF31437A 1960-06-11 1960-06-11 Verfahren zur Herstellung von halogen-haltigen alkylsubstituierten ª‰-Lactonen Pending DE1136323B (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3474164A (en) * 1966-11-17 1969-10-21 Allied Chem Novel compounds and method for combating microorganisms
FR2479215A1 (fr) * 1980-03-27 1981-10-02 Ciba Geigy Ag Oxo-2 halogeno-4 oxetannes et procede pour les preparer
US4472589A (en) * 1981-03-17 1984-09-18 Ciba-Geigy Corporation 4-Chloro-4-chloromethyloxetan-2-one

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