DE1193502B - Process for the preparation of beta, beta-penta-methylenebutyrolactone - Google Patents

Process for the preparation of beta, beta-penta-methylenebutyrolactone

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DE1193502B
DE1193502B DEW28598A DEW0028598A DE1193502B DE 1193502 B DE1193502 B DE 1193502B DE W28598 A DEW28598 A DE W28598A DE W0028598 A DEW0028598 A DE W0028598A DE 1193502 B DE1193502 B DE 1193502B
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Robert Israel Meltzer
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/94Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom spiro-condensed with carbocyclic rings or ring systems, e.g. griseofulvins

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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

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C07dC07d

Deutsche Kl.: 12 ο - 25German class: 12 ο - 25

W28598IVb/12o
21. September 1960
26. Mai 1965
W28598IVb / 12o
September 21, 1960
May 26, 1965

Die Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, ^,jS-Pentamethylenbutyrolacton, das bekanntlich ebenso wie die daraus abgeleiteten Derivate der ^,ß-Pentamethylen-^hydroxybuttersäure als nebenreaktionsfreies Zentralnervensystem-Stimulans mit hohem therapeutischen Index von Wert ist, in hoher Ausbeute und billig herzustellen, so daß eine großtechnische Herstellung möglich wird.The invention is concerned with the task, ^, jS-Pentamethylenbutyrolacton, which is known as well as the derivatives of ^, ß-pentamethylene ^ hydroxybutyric acid derived therefrom as a side reaction free Central nervous system stimulant with high therapeutic index is of value in high Yield and cheap to manufacture, so that large-scale production becomes possible.

Die klassische Synthese des ^,jS-Pentamethylenbutyrolactons,wiesievonWi η d a u s,Ber.dtsch.chem. Ges., Bd. 55 B, 1922, S. 3981, beschrieben ist, besteht in der Umwandlung von Cyclohexan-l,l-diessigsäure in ihr Disilbersalz und anschließender Umsetzung dieses Disilbersalzes mit Jod in Gegenwart von Sand zum Lacton. Das Lacton schließlich kann dann in das gewünschte Salz der 3,3-Pentamethylen-4-hydroxybuttersäure umgewandelt werden.The classical synthesis of ^, jS-pentamethylene butyrolactone, as described by Wi η d a u s, Ber.dtsch.chem. Ges., Vol. 55 B, 1922, p. 3981 in the conversion of cyclohexane-l, l-diacetic acid into its disilver salt and subsequent conversion this disilver salt with iodine in the presence of sand to the lactone. The lactone can then be converted into the desired salt of 3,3-pentamethylene-4-hydroxybutyric acid can be converted.

Eine Verbesserung dieses klassischen Windaus-Verfahrens kann gemäß einem früheren Vorschlag dadurch erreicht werden, daß man die Umsetzung des Disilbersalzes mit Jod nicht in Gegenwart von Sand, sondern in einem aromatischen Lösungsmittel durchführt. Man erreicht dadurch eine wesentliche Vereinfachung der Verfahrenstechnik und eine erhöhte Ausbeute. Allerdings werden ebenso wie beim klassisehen Windaus-Verfahren für jedes umzusetzende Mol Cyclohexan-l,l-diessigsäure 2MoI Silber benötigt,, was kostspielig ist.An improvement of this classic Windaus method can according to an earlier proposal can be achieved by not reacting the disilver salt with iodine in the presence of Sand but in an aromatic solvent. This achieves an essential one Simplification of the process engineering and an increased yield. However, just like with classic viewing Windaus method for every mol of cyclohexane-l, l-diacetic acid to be converted, 2MoI silver is required, which is costly.

Die Erfindung zielt nun in erster Linie auf eine Verringerung und insbesondere völlige Vermeidung des Silberverbrauchs. Zu diesem Zweck wird nicht mit der zweibasischen Cyclohexan-l.l-diessigsäure selbst, sondern mit ihrem Monoalkylester gearbeitet, so daß für die weiteren Verfahrensstufen nur die Hälfte der erforderlichen Reagenzien nötig ist.The invention is now primarily aimed at a reduction and, in particular, complete avoidance of silver consumption. For this purpose, the dibasic cyclohexane-1.l-diacetic acid is not used themselves, but worked with their monoalkyl ester, so that only the Half of the required reagents is required.

Die Erfindung besteht demgemäß aus dem Verfahren zur Herstellung von /?,(8-Pentamethylenbutyrolacton, dessen Besonderheit darin besteht, daß man das Anhydrid der Cyclohexan-l,l-diessigsäure in an sich bekannter Weise mit einem niederen Alkanol mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen zu einem niederen Monoalkylester der Cyclohexan-l,l-diessigsäure umsetzt, den erhaltenen Monoester in an sich bekannter Weise in sein Silber-, Kalium- oder Quecksilber(II)-salz umwandelt, das Metallsalz bei etwa 60 bis 90° C mit Brom oder Jod in Gegenwart eines Lösungsmittels, wie Tetrachlorkohlenstoff, unter wasserfreien Bedingungen in den entsprechenden niederen Monoalkylester der 3,3-Pentamethylen-4-halogenbuttersäure überführt, diesen in an sich bekannter Weise mit Natrium- oder Kaliumhydroxyd umsetzt und anschließend die erhaltene Lösung aussäuert.The invention accordingly consists of the process for the preparation of / ?, (8-pentamethylene butyrolactone, Its special feature is that the anhydride of cyclohexane-l, l-diacetic acid is used in known way with a lower alkanol with at least 2 carbon atoms to a lower one Monoalkyl ester of cyclohexane-l, l-diacetic acid converts, the monoester obtained in a known manner Way into its silver, potassium or mercury (II) salt, the metal salt at about 60 to 90 ° C with bromine or iodine in the presence of a solvent such as carbon tetrachloride, under anhydrous Conditions in the corresponding lower monoalkyl ester of 3,3-pentamethylene-4-halobutyric acid transferred, this reacts in a known manner with sodium or potassium hydroxide and then acidify the resulting solution.

Verfahren zur Herstellung von /?,/?-Pentamethylenbutyrolacton Process for the preparation of /?, /? - pentamethylene butyrolactone

Anmelder:Applicant:

Warner-Lambert Pharmaceutical Company,Warner-Lambert Pharmaceutical Company,

Morris Plains, N. J. (V. St. A.)Morris Plains, N.J. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dr.phil.G.HenkelDr.phil.G. Henkel

und Dr. rer. nat. W.-D. Henkel, Patentanwälte,and Dr. rer. nat. W.-D. Henkel, patent attorneys,

München 9, Eduard-Schmid-Str. 2Munich 9, Eduard-Schmid-Str. 2

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

John Shavel jun„ Mendham, N. J.;John Shavel Jun "Mendham, N. J .;

Robert Israel Meltzer, Rockaway, N. J. (V. St. A.); Wolf-Dieter Vigelius, MemmingenRobert Israel Meltzer, Rockaway, N.J. (V. St. A.); Wolf-Dieter Vigelius, Memmingen

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 17. Dezember 1959V. St. v. America 17 December 1959

(860 069),(860 069),

vom 1. März 1960 (11 987) - -dated March 1, 1960 (11,987) - -

Das Natrium- sowie das Silbersalz des Monomethylesters der Cyclohexan-l,l-diessigsäure und ihre Darstellung durch partielle Veresterung des Anhydrids dieser Säure mit Methanol und Überführung des sauren Esters in Salzform sind bereits in einer Arbeit über Keto-Lactol-Tautomerie und seine Beeinflussung durch den Cyclohexanring (J. Chem. Soc, 1929, S. 718) beschrieben worden. Hier dienten die Salze aber als Zwischenprodukt für die Synthese von Methylcyclohexan-1 -aceton-1 -acetat.The sodium as well as the silver salt of the monomethyl ester of cyclohexane-l, l-diacetic acid and its Preparation by partial esterification of the anhydride of this acid with methanol and conversion of the acid esters in salt form are already in a work on keto-lactol tautomerism and its influence by the cyclohexane ring (J. Chem. Soc, 1929, p. 718). The salts served here but as an intermediate for the synthesis of methylcyclohexane-1-acetone-1-acetate.

Die Umwandlung des Monoesters der Cyclohexan-1,1-diessigsäure in sein Silber-, Kalium- oder Quecksüber(II)-salz erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit Hilfe von Silbernitrat, Kaliumhydroxyd oder Quecksilber(II)-oxyd.The conversion of the monoester of cyclohexane-1,1-diacetic acid in its silver, potassium or mercury (II) salt takes place according to a preferred embodiment of the invention with the help of silver nitrate, potassium hydroxide or mercury (II) oxide.

Das neue Verfahren ist zwar in Bezug auf die Zahl der Arbeitsschritte umfangreicher als das klassische Windaus-Verfahren. Der Umweg über das Anhydrid und den Monoalkylester ist aber verfahrensmäßig gut beherrschbar und wirtschaftlich. Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, besteht die Grundidee der Erfindung darin, eine der beiden sauren Gruppen der Cyclohexan-l,l-diessigsäure durch Veresterung gegenüber der Salzbildung zu blockieren, so daß beiThe new procedure is more extensive than the classic in terms of the number of work steps Windaus method. The detour via the anhydride and the monoalkyl ester is procedural easily controllable and economical. As mentioned above, there is the basic idea of the invention therein, one of the two acidic groups of cyclohexane-l, l-diacetic acid by esterification to block the formation of salt, so that at

509 577/434509 577/434

3 43 4

der Bildung eines Silbersalzes ersichtlicherweise der einem geeigneten Lösungsmittel so langsam, daß das Silberbedarf nur halb so groß wie beim bekannten Reaktionsgemisch unter Rückfluß bleibt, und so lange Verfahren ist. Außerdem hat sich herausgestellt, daß zugesetzt, bis ein Bestehenbleiben der charakteristiüberhaupt nicht mit einer Silberverbindung gearbeitet sehen Brom- oder Jodfärbung der Lösung das Entzu werden braucht, sondern stattdessen eine Queck- 5 stehen eines Überschusses anzeigt. Beim Umsetzen Silberverbindung, vor allem aber eine Kaliumverbin- eines Silber- oder Quecksilber(II)-salzes bildet sich ein dung zur Salzbildung verwendet werden kann. Die Niederschlag aus Silber- oder Quecksilber(II)-halo-Erfindung trägt also in mehrfacher Hinsicht dazu bei, genid, der durch Filtrieren oder Zentrifugieren entdie Herstellung des /3,/7-Pentamethylenbutyrolactons fernt wird. Zwecks Beseitigung des überschüssigen im Vergleich zum bekannten Verfahren wirtschaft- io Halogens wird dann die flüssige Phase mit verdünnter licher zu gestalten. Alkalilösung, beispielsweise Natriumhydroxyd oder Das Ausgangsmaterial, nämlich die Cyclohexan- Natriumcarbonat, behandelt. Die organische Phase 1,1-diessigsäure, kann nach irgendeinem bekannten wird anschließend zwecks Entfernung des Lösungs-Verfahren, beispielsweise gemäß T h ο r ρ e, J. Chem. mittels destilliert und hinterläßt einen Rückstand, der Soc. (London), Bd. 99, 1911, S. 445/446, und Bd. 115, 15 aus dem gewünschten Monoalkylester der 3,3-Penta-1919, S. 686 bis 704, hergestellt werden. methylen-4-halogenbuttersäure besteht.the formation of a silver salt evidently that of a suitable solvent so slowly that the The silver requirement is only half that of the known reaction mixture under reflux, and so long Procedure is. In addition, it has been found to be added until the characteristics persist at all If you have not worked with a silver compound, bromine or iodine coloration of the solution is the cause but instead a Mercury 5 indicates an excess. When moving A silver compound, but above all a potassium compound, a silver or mercury (II) salt, is formed dung can be used for salt formation. The precipitate of silver or mercury (II) halo invention thus contributes in several ways to genid, which is entdie by filtering or centrifuging Production of the / 3, / 7-pentamethylene butyrolactone is removed. In order to get rid of the excess In comparison to the known process of economical halogen, the liquid phase is then diluted with to make it lighter. Alkali solution, for example sodium hydroxide or the starting material, namely the cyclohexane sodium carbonate, treated. The organic phase 1,1-diacetic acid, can after any known one for the purpose of removal of the solution process, for example, according to T h ο r ρ e, J. Chem. by means of distillation and leaves a residue that Soc. (London), Vol. 99, 1911, pp. 445/446, and Vol. 115, 15 from the desired monoalkyl ester of 3,3-Penta-1919, Pp. 686 to 704. methylene-4-halobutyric acid.

Die Umwandlung der Ausgangssäure in ihren Dieser Monoalkylester wird dann in ein Derivat Monoalkylester über das Anhydrid kann beispiels- der 3,3-PentamethyIen-4-hydroxybuttersäure umgeweise nach der bereits erwähnten Arbeitsweise gemäß wandelt. Zunächst wird mit einer wäßrigen Lösung J. Chem. Soc, 1929, S. 718, erfolgen. Unter den hier 20 von Natrium- oder Kaliumhydroxyd eine wäßrige verwendeten Ausdruck »niederes Alkanol mit min- Lösung von Natrium oder Kalium-3,3-pentamethyIendestens 2 Kohlenstoffatomen« fallen Alkanole mit bis 4-hydroxybutyrat hergestellt, die dann in an sich bezu 4 Kohlenstoffatomen, wie Äthanol, n-Propanol, kannter Weise angesäuert, erhitzt, abgekühlt und mit Isopropanol oder n-Butanol. einem aromatischen Lösungsmittel, wie Benzol, ex-Für die Umwandlung des niederen Monoalkylesters 25 trahiert wird. Aus dem Extrakt kann dann /?,/S-Pentader Cyclohexan-1,1-diessigsäure in sein Metallsalz methylenbutyrolacton als therapeutisch verwendbare kommen erfindungsgemäß nur die Silber-, Kalium- Substanz gewonnen werden.The conversion of the starting acid into its monoalkyl ester is then converted into a derivative Monoalkyl esters via the anhydride can, for example, be converted from 3,3-pentamethylene-4-hydroxybutyric acid converts according to the already mentioned working method. First is with an aqueous solution J. Chem. Soc, 1929, p. 718. Among the 20 sodium or potassium hydroxides here, there is an aqueous one used expression »lower alkanol with min-solution of sodium or potassium-3,3-pentamethyIend at the least 2 carbon atoms «fall alkanols with up to 4-hydroxybutyrate, which are then in per se 4 carbon atoms, such as ethanol, n-propanol, acidified, heated, cooled and with Isopropanol or n-butanol. an aromatic solvent, such as benzene, ex-For the conversion of the lower monoalkyl ester 25 is traced. The extract can then contain /?, / S-pentaders Cyclohexane-1,1-diacetic acid in its metal salt methylenebutyrolactone as therapeutically useful According to the invention, only the silver, potassium substance can be obtained.

oder Quecksilber(II)-salze als zufriedenstellende Pro- Die nebenstehenden Beispiele dienen zur weiterenor mercury (II) salts as satisfactory products. The examples below serve for further purposes

dukte liefernde Reagenzien in Betracht, weil die Salze Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens. FürDuct-supplying reagents into consideration, because the salts explain the process according to the invention. For

anderer Metalle bei der anschließenden Umsetzung 30 die Herstellung des Ausgangsmaterials wird Schutzother metals in the subsequent reaction 30 the production of the starting material will protection

mit Brom oder Jod versagen. Im Hinblick darauf, im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht be-fail with bromine or iodine. With regard to this, within the scope of the present invention, not

daß dieser nächste Schritt unter streng wasserfreien ansprucht. Das Ausgangsmaterial kann wie folgt her-that this next step is claimed under strictly anhydrous. The starting material can be produced as follows

Bedingungen durchgeführt werden muß, wird bereits gestellt werden:Conditions must be carried out will already be set:

die Salzbildung unter Bedingungen durchgeführt, die 3,1 g (entsprechend 0,0155MoI) Cyclohexan-l^-di-the salt formation carried out under conditions that 3.1 g (corresponding to 0.0155MoI) cyclohexane-l ^ -di

das Salz in praktisch wasserfreier Form anfallen 35 essigsäure werden im Vakuum auf dem Dampfbad sothe salt is obtained in a practically anhydrous form 35 acetic acid are so in a vacuum on the steam bath

lassen. lange mit 9,3 ecm Essigsäurehydrid erhitzt, bis allespermit. long heated with 9,3 ecm acetic acid hydride until everything

Das Silbersalz läßt sich aus dem Monoester oder flüchtige Material entfernt ist. Der Rückstand wird imThe silver salt can be removed from the monoester or volatile material. The residue is in

seinem Ammoniumsalz durch Umsetzen mit einer Reaktionsgefäß abgekühlt, wobei 2,9 g Cyclohexan-its ammonium salt is cooled by reacting it with a reaction vessel, 2.9 g of cyclohexane

wasserlöslichen Silberverbindung, z. B. Silbernitrat, in diacetanhydrid, Kp. 55°C, erhalten werden.
wäßrigem Medium gewinnen, da es wasserunlöslich 40
water soluble silver compound, e.g. B. silver nitrate, in diacetic anhydride, b.p. 55 ° C, can be obtained.
aqueous medium because it is insoluble in water 40

ist und daher durch Filtrieren und Trocknen gewonnen Beispiel 1
werden kann.
and is therefore obtained by filtering and drying Example 1
can be.

Das Kalium- oder Quecksilber(II)-salz gewinnt (a) Monoäthylester der Cyclohexan-1,1-essigsäure man durch Umsetzen des Monoesters z. B. mit demThe potassium or mercury (II) salt wins ( a ) Monoethyl ester of cyclohexane-1,1-acetic acid by reacting the monoester z. B. with the

entsprechenden Metalloxyd oder -hydroxyd in Wasser 45 Das vorstehende Produkt wird 6 Stunden auf demcorresponding metal oxide or hydroxide in water 45 The above product is 6 hours on the

oder einem geeigneten organischen Lösungsmittel, Dampfbad mit 0,75 g absolutem Äthanol erhitzt.or a suitable organic solvent, steam bath heated with 0.75 g absolute ethanol.

z. B. einem niederen Alkanol, wie Metahnol, oder Hierbei geht alles flüchtige Material fort, und es ver-z. B. a lower alkanol, such as Metahnol, or Here all volatile material goes away, and it

Tetrachlorkohlenstoff. Das Wasser, das sich bei der bleibt ein flüssiger Rückstand des MonoäthylestersCarbon tetrachloride. The water that remains with the remains a liquid residue of the monoethyl ester

Umsetzung bildet oder als Lösungsmittel vorhanden der Cyclohexandiessigsäure.
ist, wird entweder durch Eindampfen des Reaktions- 50
Reaction forms or is present as a solvent of the cyclohexanediacetic acid.
is, either by evaporating the reaction 50

gemisches oder bei Verwendung von Tetrachlor- „, T, ,. , , ,, .. , , . ^, , .mixed or when using tetrachloro, ", T ,,. ,, ,, ..,,. ^,,.

kohlenstoff durch azeotrope Destillation entfernt. (b) Kaliumsalz des Monoäthylesters der Cyclohexancarbon removed by azeotropic distillation. ( b ) Potassium salt of the monoethyl ester of cyclohexane

Im /^letztgenannten Fall kann die entstehende wasser- 1,1-diessigsäure
freie Salzsuspension ohne weitere Reinigung direkt
In the latter case, the water 1,1-diacetic acid formed
free salt suspension without further purification directly

für die anschließende Umsetzung mit Brom oder Jod 55 Das Produkt aus Schritt (a) wird mit einer Lösung verwendet werden. von 0,868 g (0,0155 Mol) Kaliumhydroxyd in 20 ecm Das Silber-, Kalium- oder Quecksilber(II)-salz Äthanol vermischt und die Mischung zwecks Entwird dann dadurch in den entsprechenden Mono- fernung des Äthanols im Vakuum auf dem Dampfbad alkylester der 3,3-Pentamethylen-4-halogenbuttersäure erhitzt. Der Rückstand wird in 80 ecm Tetrachlorumgewandelt, daß es bei etwa 60 bis etwa 9O0C mit 60 kohlenstoff suspendiert, die Suspension nochmals im einer äquivalenten Menge Brom oder Jod umgesetzt Vakuum auf dem Dampfbad bis zur Entfernung alles wird, wobei ein geeignetes Brom- oder Jodlösungs- flüchtigen Materials erhitzt und dieser zweite Rückmittel, vorzugsweise Tetrachlorkohlenstoff, verwendet stand erneut in 80 ecm Tetrachlorkohlenstoff suspenwird. Es müssen unbedingt wasserfreie Bedingungen diert. Diese zweite Suspendion wird so lange erhitzt, innegehalten werden. Das Salz wird im Reaktions- 65 bis 30 ecm Tetrachlorkohlenstoff abdestilliert sind, medium suspendiert und das Gemisch zwecks Ent- wodurch eine wasserfreie Suspension des Kaliumferaung des gesamten Wassers aus dem Salz erhitzt. salzes des Monoäthylesters der Cyclohexan-1,1 -di-Anschließend wird eine Brom- oder Jodlösung in essigsäure übrigbleibt.for the subsequent reaction with bromine or iodine 55 The product from step (a) will be used with a solution. of 0.868 g (0.0155 mol) of potassium hydroxide in 20 ecm. The silver, potassium or mercury (II) salt is mixed with ethanol and the mixture is then removed for the purpose of dehydration in the corresponding mono-distillation of the ethanol in vacuo on the steam bath 3,3-Pentamethylene-4-halobutyric acid heated. The residue is dissolved in 80 cc tetrachloride converted that carbon suspended in about 60 to about 9O 0 C and 60, the suspension again in an equivalent amount of bromine or iodine reacted vacuo on the steam bath until removal of all becomes using a suitable bromine or Heated iodine solution volatile material and this second return agent, preferably carbon tetrachloride, was used again in 80 ecm carbon tetrachloride is suspended. It is imperative that anhydrous conditions are dated. This second suspension is heated for as long as it is paused. The salt is in the reaction - 65 to 30 ecm of carbon tetrachloride have been distilled off, suspended in the medium and the mixture is heated for the purpose of removing an anhydrous suspension of all the water from the salt. Salt of the monoethyl ester of cyclohexane-1,1-di-Then a bromine or iodine solution in acetic acid remains.

(c) Monoäthylester der 3,3-Pentamethylen-4-brombuttersäure (c) Monoethyl ester of 3,3-pentamethylene-4-bromobutyric acid

Zu der beim Schritt (b) erhaltenen wasserfreien Suspension wird eine Lösung von 0,8 ecm (0,0155 Mol) Brom in 7,2 ecm Tetrachlorkohlenstoff unter ständigem Umrühren tropfenweise zugesetzt, wobei das Reaktionsgemisch unter Rückfluß gehalten wird. Mit dem Zusatz von Brom wird aufgehört, sobald es überschüssig wird, was sich durch Ausbleiben weiterer Verfärbung nach jeweils 15 Minuten langem Kochen dartut. Das Reaktionsgemisch wird abgekühlt und nach Zusatz von 15 ecm Wasser so lange umgerührt, bis alle Festbestandteile aufgelöst sind. Danach werden 15 ecm einer 10 %igen wäßrigen Natriumcarbonatlösung zugegeben, das Gemisch nochmals umgerührt, die organische Phase gesammelt, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, das Trocknungsmittel durch Filtration und schließlich der Tetrachlorkohlenstoff durch Dampfbaderhitzung unter Vakuum entfernt. Hierbei verbleibt ein flüssiger Rückstand, der aus dem Monoäthylester der 3,3-Pentamethylen-4-brombuttersäure besteht.A solution of 0.8 ecm (0.0155 mol) of bromine in 7.2 ecm of carbon tetrachloride is added dropwise to the anhydrous suspension obtained in step (b) with constant stirring, the reaction mixture being kept under reflux. The addition of bromine is stopped as soon as it becomes excess, which is shown by the lack of further discoloration after 15 minutes of boiling. The reaction mixture is cooled and, after adding 15 ecm of water, stirred until all of the solid constituents have dissolved. Thereafter, 15 cc of a 10% en aqueous sodium carbonate are added, the mixture stirred again, collected the organic phase, dried over anhydrous sodium sulfate, the drying agent by filtration, and finally the carbon tetrachloride by steam heating removed under vacuum. This leaves a liquid residue which consists of the monoethyl ester of 3,3-pentamethylene-4-bromobutyric acid.

(d) |8,ß-Pentamethylenbutyrolacton(d) | 8, β-pentamethylene butyrolactone

Das Produkt aus Schritt (c) wird 6 Stunden mit einer Lösung von 2 g (0,05 Mol) Natriumhydroxyd in 20 ecm Wasser unter Rückfluß gekocht. Danach wird die Mischung abgekühlt, zwecks Entfernung etwaiger Festbestandteile filtriert, mit Salzsäure angesäuert und auf 85° C erhitzt. Die wieder abgekühlte Lösung wird dreimal mit je 10 ecm Benzol extrahiert. Die vereinigten Benzolextrakte werden mit 10 ecm gesättigter wäßriger Kaliumbicarbonatlösung behandelt, und danach wird die Benzolphase mittels wasserfreien Natriumsulfats getrocknet. Nach Entfernung des Trocknungsmittels durch Filtration und des Benzols durch Vakuumdestillation verbleibt eine Ausbeute von 1,4 g eines bräunlichen, flüssigen Rückstandes, der aus dem gewünschten ^,jS-Pentamethylenbutyrolacton besteht.The product from step (c) is 6 hours with a solution of 2 g (0.05 mol) of sodium hydroxide boiled under reflux in 20 ecm of water. The mixture is then cooled to remove it Any solid components filtered, acidified with hydrochloric acid and heated to 85 ° C. The one that cooled down again Solution is extracted three times with 10 ecm benzene each time. The combined benzene extracts are with 10 ecm Treated saturated aqueous potassium bicarbonate solution, and then the benzene phase is anhydrous by means of Dried sodium sulfate. After removing the drying agent by filtration and des Benzene by vacuum distillation leaves a yield of 1.4 g of a brownish, liquid residue, that of the desired ^, jS-pentamethylene butyrolactone consists.

Beispiel 2Example 2

(a) Silbersalz des Monoäthylesters der Cyclohexan-(a) Silver salt of the monoethyl ester of cyclohexane

1,1-diessigsäure1,1-diacetic acid

Das gemäß Beispiel 1 (a) gewonnene Produkt wird 5 Stunden auf dem Dampfbad mit etwa 3 g Äthanol erhitzt und dann mit einer Mischung aus 200 ecm Wasser und 4,7 ecm 24%igem wäßrigem Ammoniak versetzt. Dann wird unter wirksamem Rühren eine Lösung von 10,3 g Silbernitrat in 30 ecm Wasser zugegeben. Der gebildete Niederschlag wird in einer Zentrifuge abgetrennt, in 120 ecm Wasser auf geschlämmt, nochmals zentrifugiert und schließlich 8 Tage im Dunkeln bei 60° C getrocknet.The product obtained according to Example 1 (a) is treated with about 3 g of ethanol on the steam bath for 5 hours heated and then with a mixture of 200 ecm water and 4.7 ecm 24% aqueous ammonia offset. Then a solution of 10.3 g of silver nitrate in 30 ecm of water is added with effective stirring. The precipitate formed is separated off in a centrifuge, slurried in 120 ecm of water, centrifuged again and finally dried for 8 days in the dark at 60 ° C.

Auf diese Weise werden 18,3 g des Silbersalzes des Monoäthylesters der Cyclohexan-l,l-diessigsäure gewonnen. In this way, 18.3 g of the silver salt of the monoethyl ester of cyclohexane-l, l-diacetic acid are obtained.

(b) Natrium - 3,3 - Pentamethylen - 4 - hydroxybutyrat(b) Sodium 3,3-pentamethylene 4-hydroxybutyrate

Das gemäß Beispiel 1 (b) gewonnene Silbersalz wird in 190 g Tetrachlorkohlenstoff suspendiert und die Suspension so lange auf dem Dampfbad erhitzt, bis 50 ecm Tetrachlorkohlenstoff abdestilliert sind. Zu der so entstandenen wasserfreien Suspension des Silbersalzes im Tetrachlorkohlenstoff wird eine Lösung von 9,1 g Brom in 3 ecm Tetrachlorkohlenstoff tropfenweise und so langsam zugesetzt, daß das Reaktionsgemisch im Kochen bleibt. Mit dem Zusatz wird aufgehört, sobald sich durch die charakteristische Bromfärbung ein Bromüberschuß im Reaktionsgemisch anzeigt. Das Erhitzen wird noch 30 Minuten fortgesetzt und danach die Mischung abgekühlt, die überstehende klare Flüssigkeit durch Dekantieren abgezogen und der aus Silberbromid bestehendeThe silver salt obtained according to Example 1 (b) is suspended in 190 g of carbon tetrachloride and the The suspension is heated on the steam bath until 50 ecm carbon tetrachloride has distilled off. to the resulting anhydrous suspension of the silver salt in carbon tetrachloride becomes a solution of 9.1 g of bromine in 3 ecm of carbon tetrachloride added dropwise and so slowly that the reaction mixture remains in cooking. With the addition is stopped as soon as it is through the characteristic Bromine color indicates an excess of bromine in the reaction mixture. Heating will be another 30 minutes continued and then the mixture cooled, the supernatant clear liquid by decanting subtracted and the one consisting of silver bromide

ίο Niederschlag mittels Zentrifuge abgetrennt. Das Silberbromid wird erneut in 50 ecm Tetrachlorkohlenstoff aufgeschlämmt und nochmals zentrifugiert. Die kombinierte flüssige Phase wird so oft mit je 6 ecm einer 10%igen wäßrigen Natriumhydroxydlösung extrahiert, bis die Lösung klar ist. Dann wird die organische Phase abgetrennt und zwecks Entfernung des flüchtigen Lösungsmittels im Vakuum destilliert. Danach wird der Rückstand 6 Stunden bei 95° C mit einer Lösung von 8,2 g Natriumhydroxyd in 30 ecmίο Precipitation separated by means of a centrifuge. That Silver bromide is slurried again in 50 ecm carbon tetrachloride and centrifuged again. the The combined liquid phase is mixed with 6 ecm each of a 10% aqueous sodium hydroxide solution extracted until the solution is clear. Then the organic phase is separated and for removal of the volatile solvent is distilled in vacuo. Thereafter, the residue is 6 hours at 95 ° C with a solution of 8.2 g of sodium hydroxide in 30 ecm

zo Wasser erhitzt.zo water heated.

Diese alkalische Lösung wird mit 12n-HCl auf 85° C erhitzt, abgekühlt und mit Benzol extrahiert. Der Benzolextrakt wird mit einer 20%igen Kaliumcarbonatlösung behandelt; die organische Phase wird abgetrennt, das Lösungsmittel abdestilliert und der Rückstand im Vakuum destilliert, wobei j8,/?-Pentamethylenbutyrolacton, Kp. 14 = 138 bis 141°C, gewonnen wird.This alkaline solution is heated to 85 ° C. with 12N HCl, cooled and extracted with benzene. The benzene extract is treated with a 20% potassium carbonate solution; the organic phase is separated off, the solvent is distilled off and the residue is distilled in vacuo, with 8, /? - pentamethylene butyrolactone, b.p. 14 = 138 to 141 ° C., being obtained.

Beispiel3Example3

10,7 g (0,05MoI) des Monoäthylesters der Cyclohexan-l,l-diessigsäure, wie er nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1 (a) und (b) gewonnen wurde, werden in 500 ecm Tetrachlorkohlenstoff gelöst, und die entstandene Lösung wird mit 5,4 g (0,025 Mol) Quecksilber(II)-oxyd versetzt.10.7 g (0.05MoI) of the monoethyl ester of cyclohexane-l, l-diacetic acid, as it was obtained by the method according to Example 1 (a) and (b), are dissolved in 500 ecm carbon tetrachloride, and the resulting 5.4 g (0.025 mol) of mercury (II) oxide are added to the solution.

Nach 7stündigem Kochen des Reaktionsgemisches wird eine klare Lösung des Quecksilber(II)-salzes des Monoäthylesters der Cyclohexan-ljl-diessigsäure in einer Volumenmenge von etwa 250 ecm gewonnen. Die entstandene klare Lösung wird unter Umrühren mit 5 ecm einer Lösung von 1 Volumteil Brom in 1 Volumteil Tetrachlorkohlenstoff (entsprechend 0,05 Mol Brom) versetzt. Das ausgefallene Quecksilber(II)-bromid wird durch Filtrieren entfernt und mit 5 ecm Tetrachlorkohlenstoff gewaschen. Filtrat und Waschwasser werden vereinigt und nacheinander portionsweise so lange mit einer 100/0igen wäßrigen Natriumcarbonatlösung verrührt, bis die wäßrige Phase alkalisch bleibt. Danach wird die organische Phase zwecks Entfernung alles flüchtigen Lösungsmittels im Vakuum destilliert.
Der Destillationsrückstand wird 10 Stunden mit 45 ecm 20 %iger Natronlauge gekocht. Die Mischung wird abgekühlt, mit konzentrierter Salzsäure angesäuert, auf 900C erhitzt, nochmals abgekühlt und dann zweimal mit je 10 ecm Benzol extrahiert. Die Benzolextrakte werden vereinigt, zwecks Entfernung der sauren Bestandteile mit einer lO0/,^«1 wäßrigen Natriumcarbonatlösung extrahiert, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum destilliert. Hierbei erhält man ^,/3-Pentamethylenbutyrolacton. Die vorstehenden Beispiele erläutern die erfindungsgemäße Herstellung des Lactons der 3,3-Pentamethylen-4-hydroxybuttersäure. Beim Beispiel 1 wird das Kalium-, beim Beispiel 2 das Silber- und beim Beispiel 3 das Quecksilber(II)-salz des Monoäthyl-
After boiling the reaction mixture for 7 hours, a clear solution of the mercury (II) salt of the monoethyl ester of cyclohexane-ljl-diacetic acid is obtained in a volume of about 250 ecm. The resulting clear solution is mixed with 5 ecm of a solution of 1 part by volume of bromine in 1 part by volume of carbon tetrachloride (corresponding to 0.05 mol of bromine) while stirring. The precipitated mercury (II) bromide is removed by filtration and washed with 5 ecm carbon tetrachloride. The filtrate and washings are combined and added portionwise so long stirred successively with a 10 0/0 aqueous sodium carbonate solution until the aqueous phase remains alkaline. The organic phase is then distilled in vacuo to remove all volatile solvent.
The distillation residue is ig he boiled for 10 hours by 45 cc of 20% sodium hydroxide solution. The mixture is cooled, acidified with concentrated hydrochloric acid, heated to 90 0 C, cooled again and then extracted twice with 10 cc of benzene. The benzene extracts are combined, extracted 0 /, ^ «1 aqueous solution of sodium carbonate for the purpose of removing the acidic ingredients with a lO, dried over anhydrous sodium sulfate and distilled in vacuo. This gives ^, / 3-pentamethylene butyrolactone. The above examples explain the preparation according to the invention of the lactone of 3,3-pentamethylene-4-hydroxybutyric acid. In Example 1 the potassium, in Example 2 the silver and in Example 3 the mercury (II) salt of monoethyl

esters der Cyclohexan-1,1-essigsäure als Zwischenprodukt erhalten.ester of cyclohexane-1,1-acetic acid as an intermediate obtain.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von ßß-Pentamethylenbutyrolacton, dadurch gekennzeichnet, daß man das Anhydrid der Cyclohexan-1,1-diessigsäure in an sich bekannter Weise mit einem niederen Alkanol mit mindestens 2 Kohlenstoffatomen zu einem niederen Monoalkylester der Cyclohexan-1,1-diessigsäure umsetzt, den erhaltenen Monoester in an sich bekannter Weise in sein Silber-, Kalium- oder Quecksilber(II)-salz umwandelt, das Metallsalz bei etwa 60 bis 90° C mit Brom oder Jod in Gegenwart eines Lösungsmittels, wie Tetrachlorkohlenstoff, unter wasserfreien Bedingungen in den entsprechenden,1. A process for the preparation of ßß-penta methylenebutyrolactone, characterized in that the anhydride of cyclohexane-1,1-diacetic acid in a known manner with a lower alkanol having at least 2 carbon atoms to a lower monoalkyl ester of cyclohexane-1,1- converts diacetic acid, converts the monoester obtained in a manner known per se into its silver, potassium or mercury (II) salt, the metal salt at about 60 to 90 ° C with bromine or iodine in the presence of a solvent such as carbon tetrachloride, under anhydrous Conditions in the corresponding, niederen Monoalkylester der 3,3-Pentamethylen-4-halogenbuttersäure überführt, diesen in an sich bekannter Weise mit Natrium- oder Kaliumhydroxyd umsetzt und anschließend die erhaltene Lösung ansäuert.lower monoalkyl ester of 3,3-pentamethylene-4-halobutyric acid transferred, this reacts in a known manner with sodium or potassium hydroxide and then the obtained Solution acidifies. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlung des Monoesters der Cyclohexan-1,1-diessigsäure in sein Silber-, Kalium- bzw. Quecksilbersalz durch Umsetzen mit Silbernitrat, Kaliumhydroxyd oder Quecksilber(II)-oxyd bewirkt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the conversion of the monoester the cyclohexane-1,1-diacetic acid into its silver, potassium or mercury salt by reacting with Silver nitrate, potassium hydroxide or mercury (II) oxide is effected. In Betracht gezogene Druckschriften:
J. Chem. Soc, 1929, S. 713 bis 721;
J. Indian Chem. Soc, Bd. 34, 1957, S. 898 bis 900; Ber. dtsch. chem. Ges., Bd. 55 B, 1922, S. 3981 bis 3987.
Considered publications:
J. Chem. Soc, 1929, pp. 713 to 721;
J. Indian Chem. Soc, Vol. 34, 1957, pp. 898 to 900; Ber. German chem. Ges., Vol. 55 B, 1922, pp. 3981 to 3987.
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