DE1180759B - Verfahren zur Herstellung von bicyclischen ª€-Lactonen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von bicyclischen ª€-LactonenInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Internat. Kl.: C07d
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Deutsche KL 12q-24
Nummer:
Aktenzeichen:
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Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
1 18ü75y
D 28339 IVb/12 q
18.Juni 1958
5. November 1964
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von bicyclischen ό-Lactonen der allgemeinen Formel
H2
C
C
/
H
H
C = O
\
R
R
Verfahren zur Herstellung von bicyclischen
^-Lactonen
^-Lactonen
Anmelder:
Shell Internationale Research Maatschappij
N. V., Den Haag
N. V., Den Haag
Vertreter:
Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann.
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann.
Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2
in der A eine dreigliedrige oder eine gegebenenfalls durch Alkylgruppen mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen
substituierte viergliedrige Methylenbrücke und R eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Es ist aus Liebigs Annalen der Chemie, 353 (1907), S. 292, bekannt, /?,y-ungesättigte Cycloalkencarbonsäuren,
wie z. B. Cyclohexenessigsäure, nach F i 11 i g durch Kochen mit Schwefelsäure in die entsprechenden
fünfgliedrigen y-Lactone zu überführen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die bicyclischen <5-Lactone der oben angegebenen
Formel dadurch erhalten, daß man eine /S,y-ungesättigte
Cycloalkencarbonsäure der allgemeinen Formel gemeinen Formel
H2
C
C
C = O
\
R
R
COOH
H R
in der A und R die oben angegebene Bedeutung besitzen, mit Formaldehyd in Gegenwart von Eisessig
und konzentrierter Schwefelsäure zum Sieden erhitzt und das erhaltene ungesättigte ό-Lacton der allin
an sich bekannter Weise katalytisch hydriert.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren, welches zum Unterschied von der bekannten Verfahrensweise
von Cycloalkencarbonsäuren ausgeht, die in α-Stellung zur Carboxylgruppe eine Alkylgruppe enthalten,
deren Einfluß auf die Lactonisierung nicht ohne weiteres vorherzusehen war, werden unter Einlagerung
von Formaldehyd und Wasserabspaltung bicyclische ό-Lactone der oben angegebenen Formel
erhalten, wobei die in der Ausgangssäure in /^--Stellung
befindliche Doppelbindung im Lacton in die α,/7-Stellung wandert.
Der Reaktionsverlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch das folgende Formelschema veranschaulicht:
H2C
H2 | \ Cf Μ |
Ϊ | COOH | R | CH2O | H2C | _ | H2 | H2 | O | 409 710/410 |
C - \ |
Il C / \ |
\ / C |
H+ | H2C \ |
C / \ |
HOC / \ |
C = O / |
||||
/ \ | ' \ | s / Λ CH |
|||||||||
/ | / | C ' \ , |
|||||||||
/ C |
H | \ / C |
\ / C |
R | |||||||
H2 | H2 | / \ | |||||||||
H | |||||||||||
^H2Q
-J | H2 C / \ |
H ι , |
O | i | 1 | 80 | 759 |
J | / x | \l/ C |
C / |
||||
H2C | \ , | C / \ |
-I- H2) | ||||
H2C | \ / C H2 |
= 0 | |||||
H2 C / \ |
|||||||
^ / C R |
|||||||
H2 C / \ |
H I |
|
/ H2C |
\l/
C |
|
H2C | C /|\ |
|
V / C H2 |
I H / H |
|
H2 C / \ |
||
\ 0 |
||
. / | ||
V / C ' \ R |
Die als Ausgangsverbindungen zu verwendenden ,;.;-ungesättigten Cycloalkencarbonsäuren können in
bekannter Weise durch Umsetzung von einem entsprechenden Cycloalkanon mit einem entsprechenden
u-Halogencarbonsäureester und nachfolgender Wasserabspaltung
und Verseifung des Umsetzungsproduktes hergestellt werden.
Die Hydrierung des in der ersten Stufe erhaltenen ungesättigten bicyclischen ό-Lactons wird in üblicher
Weise vorzugsweise unter Verwendung von Raney-Nickel in äthanolischem Medium bei erhöhter Temperatur
und unter Druck durchgeführt.
Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen besitzen eine überraschend hohe insektizide Aktivität.
Sie unterscheiden sich von den bekannten chlorhaltigen Insektiziden wesentlich dadurch, daß die
abtötende Wirkung außerordentlich schnell ist. Ein weiterer wichtiger Vorteil der Verfahrensprodukte
besteht darin, daß sie verhältnismäßig ungiftig gegenüber Warmblütern sind. Im Vergleich zu dem aus der
deutschen Patentschrift 1 007 554 bekannten bicyclischen Lacton natürlichen Ursprungs besitzen die
Verfahrensprodukte eine hohe Selektivität gegenüber bestimmten Insektenarten, insbesondere gegen Heuschrecken
und Kakerlaken.
Die insektizide Wirkung der Verfahrensprodukte wurde an jeweils fünf Individien verschiedener Versuchsinsekten
geprüft. Hierbei wurde 1 ecm einer 1 °/oigen Acetonlösung der zu prüfenden Substanz auf
ein Rundfilter von 9 cm Durchmesser aufgebracht, die Insekten der Wirkung der betreffenden Substanz
ausgesetzt und die Mortalität der Insekten nach 24 Stunden bestimmt. Es wurden folgende Ergebnisse
erhalten:
Bicyclisches Lacton
Iridomyrmecin (bekannt aus der deutschen Patentschrift 1 007 554)
Beispiel 1
Beispiel 3
Beispiel 1
a-{2 -Oxymelhyl-cyclohexyl-1 ')-propionsäurelacton
a-{2 -Oxymelhyl-cyclohexyl-1 ')-propionsäurelacton
Mortalitä | in % bei | Musca | |
Blattella | Tribolium | Schistocorca | Domestica |
Germanica | Cenfusum | Gregaria | (Hausfliege) |
(Kakerlak) | (Mehlkäfer) | (Heuschrecke) | 0 |
40 | 40 | 40 | 0 |
100 | 0 | 100 | 0 |
100 | 0 | 100 | |
H-. C *' \ |
C H2 |
H | H-. C |
.0 | |
H2C- j |
\ | s L- | i | ||
H-jO | • | h | CH3 | ||
H H |
C | ||||
225 g u-C'yclohexenpropionsäure werden mit 51 g
Paraforinaldehyd. 50 ecm Eisessig und 6.5 ecm konzentrierter
Schwefelsäure 5 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Dann wird das Reaktionsgemisch
erkalten gelassen, mit 26 g Natriumacetat versetzt,
von unlöslichen Produkten abfiltriert, der Eisessig abdestilliert und das verbleibende Produkt unter
einem verminderten Druck von 2 mm destilliert. Das erhaltene Destillat wird in Äther aufgenommen,
mit eiskalter Sodalösung und anschließend mit Wasser gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet, der
Äther abdestilliert und der Rückstand unter vermint'encir.
Druck fraktioniert destilliert, wobei man i 50g des a-(2'-C)xymethyl-cyclohexyIiden-l')-propionsäurelactons
vom Kp.»:i 97 bis 98 C erhält.
148 g des erhaltenen «-(2'-Oxymethyl-cyclohexyliden-l')-propionsäurelactons.
400ecm Äthanol und 10 g Raney-Nickel werden in einen Druckrührautoklav
gebracht. 95 at Wasserstoff aufgepreßt, und das Gemisch wird 5 Stunden bei 80"C bis zum Konstantbleiben
des Wasserstoffdrucks hydriert. Dann wird das Raney-Nickel abfiltriert, das Lösungsmittel abdestilliert
und der verbleibende Rückstand im Vakuum fraktioniert destilliert. Man erhält das
«-(2'-Oxymethyl-cyclohexyl-l')-propionsäurelacton
vom Kp.ii.iKii 81 bis 82 C in einer Ausbeute von
126 g (84.3% der Theorie).
Lacton der a-(2'-OxymethyI-4'-methyl-cyclohexyl-l')-propionsäure
60
\ / | H2 | 1 | H | H2 | •Ο | |
H | H3C--C4< | C | X«'/ | \ / | C | sC |
H2Cv | C | 'Cs | V3/ | |||
H-. | 'C / 1 S. |
C | ||||
Γ | H- | |||||
H | ||||||
96 g 4-Melhyl-'i-cyclohe\enpropionsnurc werden
mit 20 g Paraformaldehyd und 250 cm eines Gemisches aus Eisessi« und konzentrierter Schweicl-
säure (100: 1,5) 6 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Dann wird das Reaktionsgemisch
erkalten gelassen und mit 15 g Natriumacetat versetzt und hierauf das Lösungsmittel abdestilliert. Der
erhaltene Rückstand wird in Äther aufgenommen, die ätherische Lösung zuerst mit eiskalter Sodalösung
und dann mit Wasser gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Anschließend wird der Äther
abdestilliert und der Rückstand im Vakuum fraktioniert destilliert. Es werden 82 g (70% der Theorie)
des Lactons der a-(2'-Oxymethyl-4 -methylcyclohexyliden-l')-propionsäure
als farbloses öl vom Kp.1.1 880C erhalten.
41 g des erhaltenen Lactons der a-(2'-Oxymethyl-4'
- methyl - cyclohexyliden -V)- propionsäure werden mit 5 g Raney-Nickel und 500 ecm Äthanol in einem
Druckrührautoklav bis zur Druckkonstanz bei 95 0C und einem Wasserstoffdruck von 100 at hydriert
(5 Stunden). Dann wird das Raney-Nickel abfiltriert, das Lösungsmittel abdestilliert und der erhaltene
Rückstand im Vakuum fraktioniert destilliert. Man erhält das Lacton der a-(2'-Oxymethyl-4'-methylcyclohexyl-l')-propionsäure
vom Kp.o,292°C als farbloses öl in einer Ausbeute von 40 g (96% der
Theorie).
Beispiel 3
a-(2'-Oxymethyl-cyclopentyl-1 ')-propionsäurelacton tyl-l')-propionsäurelacton in Form eines farblosen Öls vom Kp.0,01 71 bis 72°C beträgt 39,5 g (78% der Theorie).
a-(2'-Oxymethyl-cyclopentyl-1 ')-propionsäurelacton tyl-l')-propionsäurelacton in Form eines farblosen Öls vom Kp.0,01 71 bis 72°C beträgt 39,5 g (78% der Theorie).
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von bicyclischen ό-Lactonen der allgemeinen FormelH2
H CH2 H2
CHCH2C4'
H2C5-35-PC4l\3/H CH280 g a-Cyclopentenpropionsäure werden mit 20 g Paraformaldehyd und 250 ecm eines Gemisches aus Eisessig und konzentrierter Schwefelsäure (100 : 1,5) 6 Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Dann läßt man das Reaktionsgemisch erkalten, versetzt es mit 15 g Natriumacetat und destilliert das Lösungsmittel im Wasserstrahlvakuum ab. Der erhaltene Rückstand wird in Äther aufgenommen, die ätherische Lösung zuerst mit eiskalter Sodalösung und dann mit Wasser gewaschen und hierauf über Magnesiumsulfat getrocknet. Anschließend wird der Äther abdestilliert und der verbleibende Rückstand im Vakuum fraktioniert destilliert. Es werden 59,5 (68,5%) der Theorie) a-(2'-Oxymethyl-cyclopentyliden-l')-propionsäurelacton als farbloses öl vom Kp.0,05 84 bis 85°C erhalten.50 g des oben erhaltenen ungesättigten Lactons werden mit 5 g Raney-Nickel und 500 ecm Äthanol in einem Druckrührautoklav bei 95 0C und 100 at Wasserstoffdruck bis zur Druckkonstanz hydriert (5 Stunden). Anschließend wird vom Raney-Nickel abfiltriert, das Lösungsmittel abdestilliert und der erhaltene Rückstand im Vakuum fraktioniert destilliert. Die Ausbeute an a-(2'-Oxymethyl-cyclopen-A
HC = O\
Rin der A eine dreigliedrige oder eine gegebenenfalls durch Alkylgruppen mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen substituierte viergliedrige Methylenbrücke und R eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man eine ^-ungesättigte Cycloalkencarbonsäure der allgemeinen FormelCOOHin dei A und R die oben angegebene Bedeutung besitzen, mit Formaldehyd in Gegenwart von Eisessig und konzentrierter Schwefelsäure zum Sieden erhitzt und das erhaltene ungesättigte (5-Lacton der allgemeinen FormelH2
CC = O\
Rin an sich bekannter Weise katalytisch hydriert.In Betracht gezogene Druckschriften: Beilsteins Handbuch der organischen Chemie,4. Auflage, Hauptwerk, 9. Band, S. 42 und 43, 46; 10. Band, S. 6 und 8; 2. Ergänzungswerk, 17. Band,5. 298, 299 und 303;Liebigs Annalen der Chemie, Bd. 314 (1901), S. 147 bis 177, und Bd. 353 (1907), S. 292.409 710/410 10.64 © Bundesdruckerei Berlin
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