DE1244784B

DE1244784B - Verfahren zur Alkylierung von Ketonen

Info

Publication number: DE1244784B
Application number: DER36675A
Authority: DE
Inventors: Walter C Meuly; Petko Gradeff
Original assignee: Rhone Poulenc SA
Current assignee: Rhone Poulenc SA
Priority date: 1962-11-29
Filing date: 1963-11-28
Publication date: 1967-07-20

Description

Verfahren zur Alkylierung von Ketonen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Alkylierung von Ketonen, die an mindestens einem in a-Stellung zur Carbonylgruppe befindlichen Kohlenstoffatom mindestens ein aktives Wasserstoffatom besitzen, durch Umsetzung eines dieser Ketone mit Alkylchloriden oder-bromiden in Gegenwart von Halogenwasserstoff bindenden Mitteln.
Es wurde gefunden, daß das neue Verfahren die Synthese von organischen Verbindungen ermöglicht, von denen viele neu sind und wertvolle Eigenschaften besitzen, die sie in der Technik brauchbar machen.
Die bisher angewendete allgemeinste Methode zur Alkylierung von Ketonen, die ein aktives Wasserstoffatom in ec-Stellung besitzen, besteht darin, ein Derivat des Ketons zu alkylieren, das reaktiver als das Keton selbst ist. So ist es zur Alkylierung von Aceton üblich, Acetessigsäureäthylester mit einem Alkylierungsmittel in Gegenwart von Natrium-oder Kaliumalkoholat umzusetzen und dann den Carboxylrest zu entfernen, um dann Alkylaceton zu erhalten. Die höheren Ketone der Formel R1CH2COCH3 werden ausgehend von Alkylacetessigsäureäthylester alkyliert : Eine zur Alkylierung von Cyclohexanonen in z-Stellung angewendete ähnliche indirekte Methode besteht darin, Cyclohexanon in einen a-Carbonsäureester überzuführen, diesen dann in oc-Stellung zu alkylieren und schließlich zu decarboxylieren : Zur direkten Alkylierung der Ketone mittels organischer Halogenide ist es im allgemeinen erforderlich, das Alkyljodid, das ein kostspieliges Reagens ist, in Gegenwart von Natriumamid als Kondensationsmitte zu verwenden ; außerdem ist die Reaktion (Reaktior nach H a 11 e r-B a u e r) nicht allgemein bei allen Ketonen anwendbar. In einigen besonderen Fällen (Alkylierung von Arylketonen) hat man das Natriumamid durch Alkalialkoholate, wie beispielsweise Natrium-tert.-butylat, ersetzt. Diese Methode erfordert jedoch die Verwendung von metallischem Natrium und die Anwendung von vollständig wasserfreien Bedingungen.
Die Verwendung von Alkalihydroxyden als Kondensationsmittel für die direkte Alkylierung von Ketonen mit organischen Halogeniden könnte einen beträchtlichen wirtschaftlichen Vorteil darstellen, da die Alkalihydroxyde leicht zugänglich sind, die Arbeitsbedingungen vereinfacht sind (ein wasserfreies Medium ist nicht notwendig, da sich im Verlaufe der Reaktion Wasser bildet) und man in Abwesenheit von Hilfslösungsmitteln, wie beispielsweise verflüssigtem Ammoniak, Alkoholen u. dgl., arbeitet.
Es sind vier Fälle der Alkylierung von Ketonen unter Verwendung eines Alkalihydroxyds als Kondensationsmittel bekannt.
1. USA.-Patentschrift 2 644 843 : Alkylierung von (Arylmethyl)-methylketonen mit einem Alkylhalogenid und einem Alkalihydroxyd Man weiß, daß Phenylreste einen benachbarten 2. Journal of the American Chem. Society, 75, Methylenrest aktivieren. Das Anwendungsgebiet S. 1072 (1953), M. S c h u l t z und Mitarbeiter : dieser Reaktion ist sehr beschränkt. Alkylierung von Desoxybenzoin Es gelten hier die gleichen Bemerkungen wie oben.
3. Britische Patentschrift 851658 : Diese Patentschrift betrifft ein gegebenes Allylchlorid und ein gegebenes Keton, die mit Natriumhydroxyd und Kaliumhydroxyd in gegebener physikalischer Form kondensiert werden, um die Kondensation zu einem gegebenen Reaktionsprodukt, dem Methylheptenon, zu bewirken. Die Beispiele zeigen Ausbeuten, die unter der Annahme, daß das Reaktionsprodukt reines Methylheptenon ist, berechnet sind. Die angegebenen Konstanten sind jedoch diejenigen unreiner Gemische. Unter sorgfältiger Wiederholung der Bedingungen von Beispiel 2 dieser Patentschrift wurde eine Ausbeute an Methylheptenon, bezogen auf 1-Chlor-3-methylbuten-(2), von 17 bis 24°/o mit Kaliumhydroxyd gefunden. Eine sorgfältige Wiederholung von Beispiel 4 unter Verwendung von Natriumhydroxyd und einem Hilfslösungsmittel (Tetrahydrofuran) ergab eine Ausbeute von 7 °/0. Ohne das Lösungsmittel fiel die Ausbeute auf 2 bis 3°/0 ab. Wenn man die Kondensation des 1-Chlor-3-methylbutens-(2) auf Methyläthylketon an Stelle von Aceton überträgt, so ergibt eine Reaktionsdauer von 3 Tagen nur eine Ausbeute von 5 °/0 an gewünschtem Produkt.
4. J. U. N e f, Annalen, 310 (1900), S. 318 : Alkylierung von Aceton mit Methyljodid und Kaliumhydroxyd bei 100 bis 140° C, welche ein Gemisch von Mono-bis Pentamethylaceton ergibt. Die Ausbeute ist nicht angegeben, und das Gemisch wurde nicht quantitativ analysiert. Zur Gewinnung des Tri-bis Pentamethylacetons sind mehrere aufeinanderfolgende Alkylierungsstufen erforderlich. Bei der Wiederholung der Versuche unter den von N e f angegebenen Bedingungen (1, 0 Mol JCH3 ; 0, 75 Mol Aceton ; 2, 25 Mol KOH ; 7 Stunden bei 100°C) erhält man eine Ausbeute von 12 °l0 (bezogen auf das Methyljodid), wobei das Hauptprodukt das Methylaceton (Methyläthylketon) mit Spuren von Dimethylaceton (Methylisopropyl-und Diäthylketon) ist. Ebenso hat man Acetophenon mit Methyljodid und Kalium- hydroxyd zu Methylacetophenon alkyliert. pas Acetophenon ist ein Arylketon mit einem hochgradig reaktiven Methylrest. Wenn man bei der Kondensation mit Aceton das Methyljodid durch das weniger kostspielige Chlorid und das Kaliumhydroxyd durch Natriumhydroxyd ersetzt, so findet die Reaktion nicht statt.
Es ist daher festzustellen, daß nach der Literatur Ketone mit organischen Halogeniden in Gegenwart von Kaliumhydroxyd nur in einigen Fällen alkyliert werden können, in denen entweder das Halogenid besonders reaktiv ist (Allylchlorid, Methyljodid) oder das Keton ein Phenylketon oder ein Phenylmethylketon ist, von denen bekannt ist, daß sie hochgradig reaktiv sind. Kondensationen dieser Art unter Verwendung von Natriumhydroxyd, die merkliche Ausbeuten an Alkylketon ergeben, wurde bisher nicht beschrieben.
J.-M. Conia, C. Névot und P. Gosselin, Bull. Soc. Chim., S. 1511 (1959), beschreiben ein Verfahren zur Alkylierung von Ketonen durch Alkylbromide in Gegenwart von Alkali-tert.-amylat.
J.-M. Conia und P. Gosselin, Bull. Soc.
Chim., S. 836 (1961), beschreiben die Darstellung von Polybenzylketonen in Gegenwart von Alkali-tert.-amylat unter Rückfluß.
J. J. Bloomfield, J. org. chem. 26, S. 4112 bis 4115 (1961), beschreibt die Alkylierung von Ketonen durch Alkylhalogenid in Gegenwart von Natrium oder Kalium unter Bedingungen des Arbeitens in Dimethylsulfoxyd.
Ken-ichi F u k u i, Yoshiaki I n a m o t o, Shinji T a k a s e und Hisao K i t a n o, Chem. Zentralblatt, S. 6107 (1960), beschreiben die Alkylierung von Verbindungen, die eine in Form von Estergruppen aktivierte Methylengruppe enthalten, durch Alkylhalogenide in Gegenwart von Kaliumfluorid als Kondensationsmittel.
Diese Verfahren sind nicht allgemein anwendbar, sondern lassen sich nur bei speziellen Reaktionspartnern durchführen, oder sie erfordern ein besonderes Reaktionsmedium. Das vorliegende Verfahren ist dagegen äußerst allgemein anwendbar, erfordert keine besonderen Reaktionspartner und löst das Problem der praktischen Verwendung eines Alkalihydroxyds als Säureakzeptor.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Alkylierung Natrium-und bzw. oder Kaliumhydroxyd als Halogenwasserstoff Die Alkylierung erfolgt nach folgendem Schema : bindendes Mittel und katalytische Mengen einer anorganischen oder nichtaromatischen organischen Stickstoffbase, gegebenenfalls in Form ihrer Salze, Amide, Aminosäuren oder quaternären Ammoniumbasen verwendet.

R, \ 1, R, R,

Rl\,, R3 NaOH \ CCOC/R4 + XNa + HaO

Ra/\R stickstoShaltlge Base R2 R Rs

a s z R z

In diesem Reaktionsschema bedeuten R einen Alkyl-, Alkenyl-, Allyl-, Propargyl-, Cyclohexyl-oder Benzylrest, X Chlor oder Brom und Rl, R2, R3, R4 und R5 Wasserstoffatome oder Alkyl-, Alkenyl-oder Phenylreste, wobei Ri und R3 zu einer Di-oder Trimethylbrücke unter Bildung der entsprechenden Derivate von Cyclopentanon oder Cyclohexanon verbunden sein können.
Wenn das Ausgangsketon zumindest ein aktives Wasserstoffatom an jedem a-Kohlenstoffatom enthält, erhält man normalerweise ein Gemisch der zwei isomeren Alkylketone, beispielsweise für das Methyläthylketon :

RX + CH3COCHSCH3

R-CH2-CO-CH2-CH3

CHa-CO-CH-CHa im Gemisch

i

R

Jedesmal, wenn das Keton ein Methylketon ist, ist das Reaktionsprodukt ein Produkt mit gerader Kette (normal), wenn die Kondensation an dem Methylrest erfolgt ; wenn sie an einem zumindest 2 Kohlenstoffatome aufweisenden Alkylrest erfolgt, erhält man ein Produkt mit verzweigter Kette (iso), wie im folgenden Beispiel33 gezeigt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert Gemische der zwei Isomeren im Gegensatz zu anderen Methoden.
Es ist auch möglich, mehr als ein aktives Wasserstoffatom (o ;) je Molekül zu alkylieren, beispielsweise

2 RX + CH3COCH3 > RCH2COCH2R

oder

R/R

2ru + ! f ~

"

Das erfindungsgemäße neue Verfahren ermöglicht es, die Alkylketone in ausgezeichneten Ausbeuten aus wirtschaftlichen Ausgangsmaterialien, wie beispielsweise organischen Chloriden und Ätznatron, zu erhalten. Das neue Verfahren hat ein außerordentlich weites Anwendungsgebiet, wie im nachfolgenden noch vollständiger gezeigt wird. Im Gegensatz zu den begrenzten Möglichkeiten der bisherigen Arbeitsweise erlaubt die erfindungsgemäße Verwendung von katalytischen stickstoffhaltigen Basen die Erzielung von Ergebnissen, die sowohl bezüglich der Ausbeute als auch des Gestehungspreises bei weitem überlegen sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem weiten Bereich von Bedingungen durchgeführt werden, wie aus der nachfolgenden Erörterung verschiedener Variablen hervorgeht : Temperatur : -20 bis +150°C. Es wurde beispielsweise Cyclohexanon bei-15'C und Aceton bei 120° C 'methyliert. Zahlreiche Reaktionen erfolgen vorteilhafterweise bei Zimmertemperatur oder in der Nähe von Zimmertemperatur und sind bei 50 bis 80°C etwas beschleunigt.
Dauer : 2 Stunden bis mehrere Tage, vorzugsweise 5 bis 8 Stunden.
Ketonmenge (bezogen auf das Halogenid) : 0, 25 bis 20 Mol. Die Polymethylierung von Cyclohexanon wurde mit 0, 30 Mol Cyclohexanon und die Alkylierung von Aceton mit 1-Chlor-3-methylbuten- (2) mit 20 Mol Aceton zur Begünstigung der Monoalkylierung durchgeführt. Es ist oft vorteilhaft, an Stelle der reinen Ketone ein aus einer früheren Alkylierung wiedergewonnenes Keton zu verwenden.
Katalysatormenge : 0, 0003 bis 1, 0 Mol je Mol Halogenid.
Hydroxydmenge (bezogen auf das Halogenid) : Für gute Ausbeuten zumindest 1, 0 Mol ; mehr als 2 Mol sind überflüssig. Optimum : 1, 1 bis 1, 5 Mol.
Feuchtigkeit der Reaktionskomponenten : Nicht kritisch. Die Reaktion erzeugt Wasser, und in zahlreichen Fällen kann man bis zu 2 Mol Wasser je Mol Halogenid zusetzen.
Alkalihydroxyd : Zusammen mit dem stickstoffhaltigen Katalysator ergibt handelsübliches Natriumhydroxyd stets gute Ausbeuten. Man kann Kaliumhydroxyd sowie Gemische dieser zwei Basen verwenden.
Lithiumhydroxyd und Calciumhydroxyd eignen sich weniger.
Reinheit der organischen Halogenide : Man kann Rohprodukte, wie beispielsweise rohes 1-Chlor-3-methylbuten- (2), verwenden. Der Erfolg der erfindungsgemäßenAlkylierung hängt nicht von der Verwendung hochgereinigter Halogenide ab.
Reihenfolge der Zugabe : Die Reaktion ist im allgemeinen fortschreitend und schwach exotherm, weshalb die Reihenfolge der Zugabe der Reaktionskomponenten wenig Bedeutung hat.
Hilfslösungsmittel : Inerte Lösungsmittel, wie beispielsweise Benzol, sind verwendbar, jedoch nicht unerläßlich, um sehr hohe Ausbeuten zu erhalten. Die hydroxylierten Lösungsmittel sind schädlich.
Abtrennung : In den meisten Fällen ergibt die einfachste Methode zufriedenstellende Ergebnisse ; sie besteht darin, das feste halogenhaltige Salz und den Überschuß des Hydroxyds durch Filtrieren abzutrennen. Der Filterkuchen hält im allgemeinen fast das ganze Reaktionswasser fest, so daß der Überschuß des Ketons des organischen Filtrats als solcher ohne Reinigung wieder verwendet werden kann. Eine andere Methode besteht darin, so viel Wasser zu der Reaktionsmasse zuzusetzen, daß die Mineralsalze gelöst werden, wobei sich die organischen Produkte in Form einer oberen Schicht abtrennen. Das gewünschte Produkt kann dann durch übliche Dampfdestillation oder fraktionierte Destillation isoliert werden.
Außerdem erlaubt dieses Verfahren die Herstellung von zahlreichen neuen und wertvollen, bisher nicht bekannten Verbindungen.
Unter den erfindungsgemäß verwendbaren organischen Halogeniden kann man die folgenden nennen : Alkylhalogenide, beispielsweise Methylchlorid, Methylbromid, Äthylchlorid, Äthylbromid, Propylchlorid, Isopropylbromid, Hexylchlorid ; Alkenylhalogenide, beispielsweise 1-Chlorbuten- (3), Citronellylchlorid ; allylische Halogenide, beispielsweise Allylchlorid, Allylbromid, Methallylchlorid, Crotonylchlorid, 1-Chlor-3-methylbuten-(2), 1-Brom-3-methylbuten-(2), 1-Chlor-2, 3-dimethylbuten-(2), 1, 3-Dichlorbuten-(2), 1-Chlor-5, 5, 7, 7-tetramethylocten- (2), Geranylchlorid, Geranylbromid ; acetylenische Halogenide, beispielsweise Propargylchlorid, Propargylbromid ; cyclische Halogenide, beispielsweise Cyclohexylchlorid, Benzylchlorid, Benzylbromid.
Unter den Ketonen, die erfindungsgemäß alkyliert werden können, kann man die folgenden nennen : Alkylketone, beispielsweise Aceton, Methyläthylketon, Diäthylketon, Methylpropylketon, Methylisopropylketon, Methylisobutylketon, Äthylbutylketon, Methyl-tert.-butylketon, Propylisopropylketon, Methylamylketon, Methylisoamylketon, Methylhexylketon ; olefinische Ketone, beispelsweise Mesityloxyd, Allylaceton, Methylheptenon, a-und p-Jonon ; alicyclische Ketone, beispielsweise Cyclopentanon und seine Alkylderivate, Cyclohexanon und seine Alkylderivate, Methylcyclohexanon, Cycloheptanon, Kampfer ; Arylketone, beispielsweise Acetophenon, Phenylaceton.
Entgegen jeder Erwartung wurde gefunden, daß in den meisten Fällen die Alkylierung der Ketone ohne die erfindungsgemäße Zugabe katalytischer Mengen stickstoffhaltiger Base überhaupt nicht stattfindet.
Andererseits erfolgt die Kondensation in Gegenwart von 1/100 Mol Katalysator oder selbst weniger rasch und liefert das gewünschte Alkylketon in einer hohen Ausbeute.
Unter den Katalysatoren mit stickstoffhaltigen Basen, die erfindungsgemäß gute Ergebnisse liefern, kann man die folgenden nennen : aliphatische Amine und ihre Salze und Amide, beispielsweise wasserfreies Monomethylamin oder eine wäßrige Lösung von diesem ; Monomethylamin-hydrochlorid, Dimethyl- amin und dessen Hydrochlorid, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Trimethylamin, Äthyl-, Propyl-und Butylamine, Dimethylkokosamin, Benzyldimethylamin, Äthylendiamin, Propylendiamin ; cyclische Amine, beispielsweise Piperidin, Piperazin, Morpholin ; Aminoalkohole, beispielsweise Monoäthanolamin, Diäthanolamin, Triäthanolamin ; Aminosäuren, beispielsweise Glykokoll, Taurin, Äthylendiamintetraessigsäure ; quaternäre Ammoniumbasen und-salze, beispielsweise Tetraäthylammoniumbromid, Dibenzyldimethylammoniumchlorid, Kokotrimethylammoniumchlorid, Ionenaustauscherharze, die quatemäre Ammoniumreste enthalten ; Ammoniakderivate, beispielsweise Ammoniumchlorid, Salmiakgeist, Harnstoff, Hexamethylentetramin, Hydroxylamin-hydrochlorid, Hydrazin.
Die aromatischen Amine, wie beispielsweise Anilin, Dimethylanilin, Pyridin, Kollidin u. dgl., sind als Katalysatoren inaktiv.
Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt man es im allgemeinen ein Gemisch (organisches Halogenid, Keton und Katalysator) herzustellen, dem Gemisch oder der Lösung das feste Alkalihydroxyd zuzusetzen und das Gemisch entweder bei Zimmertemperatur oder bei einer höheren Temperatur in Bewegung zu halten, bis analytische Prüfungen zeigen, daß die Reaktion beendet ist. Das Reaktionsprodukt, das aus einer organischen Schicht und Alkalihalogenid besteht, kann entweder zur Entfernung des Salzes filtriert oder zur Auflösung desselben mit Wasser versetzt werden.
Man unterwirft anschließend die organische Schicht einer fraktionierten Destillation, um das Reaktionsprodukt zu isolieren.
Wenn man das Keton monoalkylieren will, erhält man die besten Ergebnisse, wenn man je Mol organisches Halogenid 1 bis 10 Mol Keton, 1 bis 2 Mol Alkalihydroxyd und 0, 001 bis 0, 1 Mol Katalysator verwendet. Die Reaktionstemperatur ist vorteilhafterweise Zimmertemperatur, doch kann man gewünschtenfalls bei höherer oder niedrigerer Temperatur, beispielsweise zwischen-10 und +100°C, arbeiten.
Im Falle der Polyalkylierung kann der Mengenanteil an Halogenid bis auf 5 Mol je Mol Keton und der Mengenanteil an Hydroxyd parallel zu dem Halogenid erhöht werden.
Vorzugsweise arbeitet man bei Atmosphärendruck außer im Falle eines Halogenids mit einem Siedepunkt unterhalb Zimmertemperatur. In solchen Fällen (beispielsweise mit Methylchlorid) führt man die Reaktion in einem Autoklav durch.
Man kann den Verlauf der Reaktion verfolgen, indem man das Verschwinden des Hydroxyds oder die Erniedrigung des Gehalts an Halogenid feststellt.
Während die direkte Alkylierung von Ketonen mit Halogeniden und Natriumamid oder Natriumalkoholaten nach der bisherigen Arbeitsweise die völlige Abwesenheit von Feuchtigkeit erfordert, ist die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht von wasserfreien Reaktionskomponenten abhängig. In Gegenwart vonAminkatalysatoren beispielsweise liefert die Kondensation von 1-Chlor-3-methylbuten- (2) mit Aceton wertvolle Ergebnisse, selbst wenn das Aceton bis zu 2 Mol Wasser je Mol Halogenid enthält. Dies vereinfacht die Wiedergewinnung und Wiederverwendung von überschüssigem Aceton.
Die Reihenfolge der Zugabe der Bestandteile ist nicht von Bedeutung, doch tritt natürlich keine Reaktion vor Zugabe des Katalysators ein. Das organische Halogenid und das Alkalihydroxyd können zu dem Keton nach und nach zugegeben werden, wenn man eine graduelle Reaktion wünscht. Man kann Gemische von Natriumhydroxyd und Kaliumhydroxyd an Stelle eines einzigen Hydroxyds verwenden. Die physikalische Form des festen Hydroxyds ist wenig wichtig. In Gegenwart des Katalysators findet die Reaktion selbst mit einem grobzerkleinerten Hydroxyd statt. Hilfslösungsmittel oder Verdünnungsmittel sind überflussig. Inerte Lösungsmittel, wie beispielsweise Petroläther, Benzol, Äthyläther, beeinflussen die Reaktion nicht ; hydroxylhaltige Lösungsmittel, wie beispielsweise Alkohole und Glykole, sind in dem Maße schädlich, in dem sie die Hydrolyse des organischen Halogenids zum entsprechenden Alkohol hervorrufen und so die Kondensation des Halogenids mit dem Keton vermindern.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1 a) Vergleichsversuch In einen Autoklav bringt man erfindungsgemäß 58 g (1, 0 Mol) Aceton, 180 g (1, 28 Mol) Methyljodid, 2 g Triäthanolamin und 183 g (3, 0 Mol) 92°/Oiges Kaliumhydroxyd in Schuppen ein.
Nach Verschließen des Autoklavs erhitzt man 7 Stunden auf 100° C. Man läßt abkühlen, saugt den Inhalt ab, um die Feststoffe (KOH und KCI) abzutrennen, die mit ein wenig Aceton gewaschen werden.
Die titrimetrische Analyse des Filterkuchens zeigt, daß 0, 92 Mol Kaliumhydroxyd unter Bildung von KCI reagiert haben. Eine quantitative Analyse durch Chromatographie in der Gasphase des Filtrats zeigt die Bildung von 0, 46 Mol methyliertem Aceton, das mehr als 90°/0 Methyläthylketon, vermischt mit 3°lo Methylisopropylketon und 2% Diäthylketon, enthält.
Die Ausbeute beträgt 46 °/o der Theorie, bezogen auf das Aceton, und 35°/0, bezogen auf das Methyljodid. b) Bekanntes Verfahren von N e f Man wiederholt das Beispiel la, läßt jedoch die 2g Triäthanolamin weg. Dies sind im wesentlichen die von J. U. N e f, a. a. O., angegebenen Bedingungen.
Der Verbrauch von Kaliumhydroxyd fällt auf 0, 22 Mol, und die Ausbeute an Methyläthylketon fällt auf 12°/0 der Theorie (bezogen auf das Methyljodid).
B e i s p i e l e 2a b i s 5b (Vergleichsversuche) Der Übersichtlichkeit halber sind diese Beispiele (einschließlich der Beispiele la und lb) in Tabelle I zusammengefaßt, die die Alkylierung von niedrigen Ketonen, Aceton und Methyläthylketon, mit niedrigen Alkylhalogeniden (Chloriden, Bromiden, Jodiden) mit Natriumhydroxyd und Kaliumhydroxyd als Kondensationsmittel zeigen. Unter den Arbeitsbedingungen ist die Alkylierung vernachlässigbar, wenn man den stickstoffhaltigen Katalysator wegläßt, während man in seiner Gegenwart gute Ausbeuten erhält. Die Tabelle I zeigt die molaren Mengenanteile an verwendetem Halogenid, Keton, Hydroxyd und Katalysator.
Die Ausbeute ist in Prozent der Theorie, bezogen auf eingesetztes Halogenid, angegeben.

Tabelle I

Bei- Halogenid Keton Hydroxyd Katalysator

Bedingungen Ausbeute

spiel (Mol) (Mol) (Mol) (Mol)

1a 1,0 CH3J 0,77 Aceton 3,0 KOH 0,013 Tri- 100°C 35% Methyl-

äthanolamin 7 Stunden äthylketon

1 b 1, 0 CH3J 0, 77 Aceton 3, 0 KOH keiner 100° C 12 °/o Methyl-

7 Stunden äthylketon

2a 1, 0 CH3J 0, 77 Methyl-3, 0 KOH 0, 013 Tri-100°C 48 °/o Diäthylketon

äthylketon äthanolamin 7 Stunden + ein wenig

Methylisopropyl-

keton

2b 1, Q CH3J 0, 77 Methyl-3, 0 KOH keiner 100° C Spuren von Methyl-

äthylketon 7 Stunden isopropylketon

3a 1, 0 CH3Cl 2, 0 Aceton 2, 0 NaOH 0, 01 Tri-25°C 45°/° Methyl-

äthanolamin 3 Tage äthylketon

3b 1, 0 CH3Cl 2, 0 Aceton 2, 0 NaOH keiner 25°C keine, ein wenig

3 Tage gebildeter Rück-

stand

4a 1, 0 C2HsBr 3, 0 Methyl-1, 5 NaOH 0, 06 Dimethyl-25°C 3 Tage 12°/o Methyl-sec.-

äthylketon formamid 64° C 4 Stunden butylketon

4b 1, 0 C2HsBr 3, 0 Methyl-1, 5 NaOH keiner 25° C 3 Tage 1 °/o Methyl-sec.-

äthylketon 64° C 4 Stunden butylketon

5a 1, 0 n-C3HvBr 3, 0 Methyl-1, 5 NaOH 0, 025 Dimethyl- 68°C 1 Tag 20°/o Methyl-

äthylketon amin-HCl pentyl- (2)-keton

und Isomeres

5b 1, 0 n-C3H7Br 3, 0 Methyl-1, 5 NaOH keiner 68°C 1 Tag keine

äthylketon

B e i s p i e 1 6 (Vergleichsversuch) a) In einen Autoklav bringt man 98 g (1, 0 Mol) Cyclohexanon, 51 g (1, 0 Mol) Methylchlorid, 58 g (1, 4 Mol) 96°/oiges Natriumhydroxyd in Schuppen und 1, 8 g (0, 012Mol) Triäthanolamin ein.

Man verschließt den Autoklav und beläßt das Gemisch 2 Tage bei 25 bis 30°C unter von Zeit zu Zeit erfolgendem Rühren bzw. Schütteln. Man findet die Natriumhydroxydschuppen weitgehend zerfallen und durch sandförmiges Natriumchlorid ersetzt. Man entfernt die mineralischen Feststoffe durch Auflösen in Wasser. Nach Trocknen wird die ungefärbte organische Schicht (104 g) durch Gasphasenchromatographie analysiert. Sie enthält 50 Molprozent 2-Methylcyclohexanon (identifiziert durch Vergleich mit der Gasphasenchromatographie einer authentischen Probe).
Die Ausbeute an 2-Methylcyclohexanon beträgt etwa 50°/0, bezogen auf CH3CI. b) Man wiederholt den Arbeitsgang, wobei man das Triäthanolamin wegläßt ; man erhält nur Spuren von 2-Methylcyclohexanon.
Beispiel 7 In einen Autoklav bringt man 49 g (0, 50 Mol) Cyclohexanon, 92 g (1, 8 Mol) Methylchlorid, 84 g (2, 0 Mol) 96"/igues Natriumhydroxyd in Schuppen und 3 g (0, 02 Mol) Triäthanolamin ein.
Man schüttelt den geschlossenen Autoklav 2 Tage bei 25 bis 30°C. Man kühlt ab, öffnet und gewinnt 25°/o des Methylchlorids zurück. Nach Auflösen der mineralischen Feststoffe in Wasser destilliert man die organische Schicht, um sie von Rückständen mit erhöhtem Siedepunkt abzutrennen. Eine Gasphasenchromatographie des Destillats (verglichen mit authentischen Proben) zeigt die folgende Zusammensetzung : Molprozent Cyclohexanon.................... 16 2-Methylcyclohexanon................... 1 Dimethylcyclohexanon....... 26 2, 2, 6-Trimethylcyclohexanon...... 33 2, 2, 6, 6-Tetramethylcyclohexanon. 9 Die Ausbeute an verwertbaren Mono-, Di-und Trimethylhexanonen beträgt 60 °/o, bezogen auf verbrauchtes Cyclohexanon, und 42°/oX bezogen auf verbrauchtes Methylchlorid.
Beispiel 8 In einen Autoklav bringt man 19, 6 g (0, 20 Mol) Cyclohexanon, 31 g (0, 60 Mol) Methylchlorid, 31, 5 g (0, 75 Mol) Natriumhydroxyd in Schuppen, 0, 9 g (0, 006 Mol) Triäthanolamin und 3 g (0, 02 Mol) Natriumjodid ein.
Man schüttelt den geschlossenen Autoklav 2 Tage bei 25bis30°C, wonach man 11 g (0, 22 Mol) nicht umgesetztes Methylchlorid abläßt. Man löst die mineralischen Feststoffe in 110 g Wasser. Durch Destillation der getrockneten organischen Schicht (24 g) erhalt man ein Destillat von 22 g und einen Rückstand von nur 1 bis 1, 5 g. Die Zusammensetzung des farblosen Destillats ist nach der Gasphasenchromatographie die folgende : Molprozent Cyclohexanon................ 6 2-Methylcyclohexanon............ 30 Dimethylcyclohexanon........ 43 2, 2, 6-Trimethylcyclohexanon..... 18 2, 2, 6, 6-Tetramethylcyclohexanon. 2 Die Ausbeute an verwertbaren Mono-, Di-und Trimethylcyclohexanonen ist auf 86°lo der Theorie, bezogen auf verwendetes Cyclohexanon, und auf 78°/os bezogen auf verwendetes Methylchlorid, erhöht.
Diese erhöhten Ausbeuten sind ganz besonders unerwartet, wenn man die erhebliche Wassermenge, die in der Reaktionsmasse vorhanden ist, in Betracht zieht.
Die Menge des gebildeten Wassers steigt auf zumindest 6 g, und das zurückbleibende Natriumhydroxyd wird zu 15 g bestimmt. So ist das alkalische Endgemisch eine 70°/oige wä3rige Natriumhydroxydlösung.
Wenn man die Natriumjodidmenge auf 1 Mol bringt, ist die Ausbeute noch etwas besser.
Die Kondensation von Allyl-, Benzyl-und Propargylhalogeniden mit Ketonen ist in den Beispielen 9 bis 17, die in der Tabelle II zusammengestellt sind, beschrieben. Die Arbeitsbedingungen sind die im nachfolgenden für das Beispiel 9 beschriebenen.
Beispiel 9 In einen Kolben, der mit einem Rührer und einem Wasserbad zum Erhitzen oder Abkühlen ausgestattet ist, bringt man 174 g (3, 0 Mol) Aceton, 76 g (1 Mol) Allylchlorid, 2 g (0, 025 Mol) Dimethylamin (Hydrochlorid) und 63 g (1, 5 Mol) Natriumhydroxyd in Schuppen (96°/oig) ein.
Man rührt das Gemisch, das sich nach und nach färbt und langsam erhitzt. Man hält die Temperatur durch schwaches Kühlen, wenn es erforderlich ist, bei 25 bis 35°C. Das Natriumhydroxyd verwandelt sich nach und nach in sandartiges Natriumchlorid.
Nach 24 Stunden filtriert man den Niederschlag ab und wäscht den Filterkuchen mit Aceton, um alle Reaktionsprodukte zu entfernen. Man destilliert die organische Schicht, um sie in Aceton, rohes Allylaceton und einen Rückstand mit hohem Siedepunkt zu trennen. Die Analyse durch Gasphasenchromatographie unter Vergleich mit einer authentischen Probe von Allylaceton zeigt eine Ausbeute von 29 °/o reinem Allylaceton.
Entsprechende Ergebnisse erhält man beim Arbeiten unter Rückfluß (54°C) während 6 Stunden.

Tabelle II

Ausbeute,

Bei- Halogenid Keton Hydroxyd Katalysator

Bedingungen bezogen auf das

spiel (Mol) (Mol) (Mol) (Mol)

Halogenid

9a 1,0 Allyl- 3,0 Aceton 1,5 NaOH 0,025 Dimethyl- 25 bis 30°C 29% Allylaceton

chlorid amin HCI 1 Tag

9b 1, 0 Allyl-3, 0 Aceton 1, 5 NaOH keiner 25 bis 30°C 6°fo Allylaceton

chlorid 1 Tag

10 1, 0 Allyl-4, 0 Methyl-1, 5 NaOH 0, 04 Dimethyl-25°C 1 Tag 22°lo 1-Methyl-

bromid äthylketon amin 1-allylaceton und

ein wenig

Hepten- (l)-on- (5)

Tabelle II (Fortsetzung)

Ausbeute,

Bei- Halogenid Keton Hydroxyd Katalysator

Bedingungen bezogen auf das

spiel (Mol) (Mol) (Mol) (Mol)

Halogenid

11 1, 0 1,3-Di- 3, 0 Methyl-1, 5 NaOH 0, 03 Dimethyl- 25°C 1 Tag 22% 3-Methyl-

chlorbuten- (2) äthylketon amin-HCI 6-chlorhepten-

(5)-on- (2)

12 1, 0 1-Chlor-3, 0 Aceton 1, 5 NaOH 0, 04 Dimethyl- 30°C 50% 8, 8, 10, 10-Te-

5, 5, 7, 7-tetra- amin-HCI 6 Stunden tramethylundecen-

methyl- (5)-on- (2) ;

octen- (2) Kp. 3 = 115°C ;

n2D = 1, 4600

13 1, 0 Geranyl- 6,0 Methyl- 1,5 NaOH 0, 05 Dimethyl- 25°C 2 Tage 34 °/0 3, 6, 10-Tri-

bromid äthylketon amin HCI methylundecadien-

(5, 9)-on- (2) ;

Kp. g=110°C ;

n2D = 1, 4684

14a 1, 0 Benzyl-3, 0 Aceton 1, 5 NaOH 0, 015 Dimethyl- 35°C 30% Benzylaceton

chlorid amin # HCl 5 Stunden

14b 1, 0 Benzyl- 3,0 Aceton 1,5 NaOH keiner 35°C 0, 5% Benzylaceton

chlorid 5 Stunden

15a 1,0 Benzyl- 3,0 Aceton 1,5 KOH 0,015 Dimethyl- 30°C 22% Benzylaceton

chlorid amin#HCl 5 Stunden

15b 1, 0 Benzyl-3, 0 Aceton 1, 5 KOH keiner 30°C 4°/° Benzylaceton

chlorid 5 Stunden

16 1, 0 Benzyl- 4,0 Methyl- 1,5 NaOH 0, 06 Dimethyl- 25°C 1 Tag 42°/o 3-Methyl-

chlorid äthylketon amin HCl 4-phenylbutanon-(4

Kp. l2 = 112°C,

nD20 = 1, 5094

17 1, 0Propargyl-6, 0 Aceton 1, 5 NaOH 0, 03 Dimethyl- 30°C 1 Tag 24 0/, Propargyl-

bromid amin#HCl aceton

B e i s p i e 1 18 (Vergleichsversuche) a) Man mischt 110 g (1, 0 Mol) 1-Chlor-3-methylbuten- (2) [mit einem Gehalt von 95 °/o] mit 290 g (5, 0 Mol) Aceton und gibt 8, 6 g (0, 10 Mol) Piperidin und unter Rühren 63 g (1, 5 Mol) 96%iges Natriumhydroxyd in Schuppen zu. Das Gemisch wird braun und neigt dazu, sich zu erwärmen. Man hält die Temperatur mittels eines Wasserbads bei 30 i 5°C.

Nach lstündigem Rühren zeigt eine Bestimmung, daß 67°/o 1-Chlor-3-methylbuten-(2) reagiert haben (man kann dieses leicht in wäßrig-alkoholischer Lösung durch Zugabe von Kaliumhydroxyd bestimmen, das es quantitativ in der Wärme zu dem entsprechenden Carbinol unter Freisetzung einer äquivalenten Menge HCl hydrolisiert). Nach 3 Stunden ist das nicht umgesetzte 1-Chlor-3-methylbuten- (2) auf 5 °/0 der Anfangsmenge abgesunken. Man kühlt auf 20° C und saugt auf einer Nutsche zur Abtrennung des Natriumchlorids und überschüssigen-hydroxyds ab. Durch Destillation des Filtrats trennt man das Reaktionsprodukt in Aceton, 86 g rohes Methylheptenon (Kp. l3 = 55 bis 85°C) und 42 g Rückstand mit erhöhtem Siedepunkt.
Das rohe Methylheptenon besitzt einen Gehalt von 72 °/o an reinem Produkt (bestimmt durch Gasphasenchromatographie), was einer Ausbeute von 49 °/0, bezogen auf 1-Chlor-3-methylbuten- (2) entspricht.
Durch fraktionierte Destillation erhält man das reine Methylheptenon (98-bis 100°/oig nach der Gasphasenchromatographie) vom Kp. 76o = 170 bis 172° C ; n2D = 1, 4410 ; Ausbeute : 46%, bezogen auf das Chlormethylbuten. b) Man wiederholt Beispiel 18 a jedoch ohne Piperidin. Nach 3 Stunden bei 30° C stellt man kein meßbares Verschwinden von Chlormethylbuten fest.
Nach 1 Tag verbleiben noch 96°/o7 und man findet nach Aufarbeitung der Reaktionsmasse nur 2 °/o der Theorie an Methylheptenon. c) Nach der britischen Patentschrift 851 658 Zu 42 g (1, 0 Mol) 96°/oigem Natriumhydroxyd in Schuppen setzt man 100 ccm Tetrahydrofuran und dann innerhalb von 1 Stunde ein Gemisch von 110 g (1, 0 Mol) 1-Chlor-3-methylbuten-(2) mit einem Gehalt von 95°/0 und 58 g (1, 0 Mol) Aceton zu. Man erhitzt zum Rückfluß und hält unter Rühren 4 Stunden bei 65°C. Dann setzt man ein Gemisch von 100 g Wasser unter Abkühlen zu und trennt die oben befindliche organische Schicht ab. Man extrahiert die wäßrige Schicht mit Petroläther, setzt den Extrakt zu der organischen Schicht zu und destilliert dann dieses Gemisch. Die das Methylheptenon enthaltende Fraktion wiegt 17 g und siedet unter 13 mm Hg bei 40 bis 80° C. Die Analyse durch Gasphasenchromatographie zeigt eine Reinheit von 52°/o was 8, 8 g Methylheptenon, d. h. 7% der Theorie, entspricht. Der Destillationsrückstand wiegt 6 g.
Die Bedingungen dieses Beispiels sind mit denjenigen von Beispiel 3 der britischen Patentschrift identisch. d) Nach der vorgenannten britischen Patentschrift Man mischt 174 g (3, 0 Mol) Aceton mit 124 g (2, 0 Mol) 94°/Oigem Kaliumhydroxyd in Schuppen und setzt bei 20°C nach und nach innerhalb von 15 Minuten 106 g (1, 0 Mol) 98°/oiges 1-Chlor-3-methylbuten- (2) zu. Man rührt die Masse 3 Stunden unter AuBenkiihlung zur Aufrechterhaltung einer Temperatur von 20 i 3°C. Man trennt die Salze durch Filtrieren ab und befreit sie von mitgeführtem Reaktionsprodukt durch Verreiben mit Aceton. Die Analyse der Mineralsalze zeigt, daß 70"/o des Chlormethylbutens nicht reagiert haben. Man unterwirft die organische Schicht einer fraktionierten Destillation.
Die unter 15 mm Hg bei 40 bis 70°C siedende Fraktion enthält das Methylheptenon und wiegt 30 g.
Sie besitzt einen Gehalt an Methylheptenon von 71 °/o (nach der Gasphasenchromatographie), was einer Ausbeute von 17°/o, bezogen auf Chlormethylbuten, entspricht. e) Nach der vorgenannten britischen Patentschrift In einem'Beispiel 18 d vergleichbaren Versuch, bei dem jedoch nur 1, 5 Mol KOH verwendet werden ; vermindert sich der Rückstand an nicht umgesetztem Chlormethylbuten auf 65 °/o, und die Ausbeute an Methylheptenon steigt auf etwa 24 0/o. Die Bedingungen der Beispiele 18 d und 18 e entsprechen praktisch denjenigen des Beispiels 2 der vorgenannten britischen Patentschrift.
Beispiel 19 Man wiederholt Beispiel 18 e, setzt jedoch 1g (0, 012 Mol) Dimethylamin-hydrochlorid zu. Das nichtumgesetzte Chlormethylbuten sinkt auf 9 0/, ab, und die Ausbeute an Methylheptenon steigt auf 43 °/0 der Theorie.
B e i s p i e l 20 (Vergleichsversuche) a) Man setzt 108 g (1, OMol) 1-Chlor-3-methylbuten- (2) zu einem Gemisch von 288 g (4, 0 Mol) Methyläthylketon, 63 g (1, 5 Mol) 96°/Oigem Natriumhydroxyd in Schuppen und 3, 2 g (0, 04 Mol) Dimethylamin-hydrochlorid unter Rühren zu und rührt die Masse 6 Stunden bei 30°C. Die Menge an nicht umgesetztem Chlormethylbuten sinkt auf 5 °/0 der Anfangsmenge ab. Nach Abtrennen des Reaktionsprodukts in der üblichen Weise erhält man eine Fraktion von 100g, die bei 60 bis 85° C siedet und nach der Analyse durch Gasphasenchromatographie 92 °/o des gewünschten Produkts enthält, was 66 °/o der Theorie, bezogen auf Chlormethylbuten, entspricht. Eine sorgfältige Fraktionierung liefert mehr als 60°/o der Theorie eines Gemisches der zwei isomeren Homomethylheptenone.
Unter Ersatz des 1-Chlor-3-methylbutens-(2) durch 1-Brom-3-methylbuten-(2) erhält man eine äquivalente Ausbeute : 65°/o der Theorie. b) Man wiederholt Beispiel 20 a, jedoch ohne Dimethylamin-hydrochlorid zuzugeben : man findet 96% nicht umgesetztes Chlormethylbuten wieder.
Nach 4stündigem Erhitzen unter Rückfluß bei 83°C beobachtet man keine Beschleunigung der Reaktion.
Nach 3 Tagen bei 30°C finden sich noch 90°/0 nicht umgesetztes Chlormethylbuten, und die Ausbeute an Homomethylheptenon liegt unter 5 °/0 der Theorie.
Der Ersatz des 1-Chlor-3-methylbutens-(2) durch 1-Brom-3-methylbuten-(2) beschleunigt die Reaktion nicht merklich.
Beispiele 21 bis 47 Die nachfolgenden Beispiele zeigen die allgemeine Verwendbarkeit von stickstoffhaltigen Basen mit Ausnahme von aromatischen Basen oder deren Salzen als Katalysatoren für die Alkylierung von Ketonen.
In den vorausgehenden Beispielen wurde gezeigt, daß die Kondensation von 1-Chlor-3-methylbuten- (2) mit Aceton oder Methyläthylketon mit Natriumhydroxyd in Abwesenheit eines Katalysators sehr schlecht verläuft. Die folgenden Beispiele zeigen die mit anderen Katalysatoren als denjenigen der Beispiele 18 und 20 (Piperidin bzw. Dimethylaminhydrochlorid) erhaltenen Ausbeuten. Die Beispiele 21 bis 47 der Tabelle III betreffen die Alkylierung von Aceton oder Methyläthylketon mit 1, 0 Mol 1-Chlor-methylbuten-(2) mit Natriumhydroxyd als Kondensationsmittel in Gegenwart einer bestimmten Menge eines Katalysators mit einer bestimmten stickstoffhaltigen Base.

Tabelle III

Ausbeute an Methyi-

Bei- NaOH Keton Katalysator heptenon oder Homo-

Bedingungen

spiel (Mol) (Mol) (Mol) methylheptanon in

/, der Theorie

Ammoniak und Derivate

21 1, 5 6, 0 Aceton 0, 10 NH4Cl 25°C 1 Tag 46

22 1, 5 3, 0 Aceton 0, 05 NH3 ; 0, 50 Hg0 25°C 2 Tage 40

23 1, 5 4, 0 Methyl-0, 10 Harnstoff 30° C 3 Tage 44

athylketon

24 1, 5 4, 0 Methyl-0, 10 Hydroxylamin (HCl) 25°C 5 Tage 43

äthylketon

Primäre Amine

25 1, 5 6, 0 Aceton 0, 10 Monoätharlolamin 30°C 1 Tag 40

26 1, 5 6, 0 Aceton 0, 10 Butylamin 30° C 1 Tag 43

27 1, 5 4, 0 Methyl-0, 10 1,2-Diaminopropan 30°C 2 Tage 37

äthylketon

Tabelle III (Fortsetzung)

Ausbeute an Methyl-

Bei-NaOH Keton Katalysator heptenonoderHomo-

spiel (Mol) (Mol) (Mol) methylheptenon in

°/o der Theorie

Sekundäre Amine und Amide

28 1, 3 3, 0 Aceton 0, 006 Dimethylamin 30° C 46

(25 °/oige wäßrige Lösung) 7 Stunden

29 1, 25 4, 0 Aceton 0, 0003 Dimethylamin (HCl) 30°C 1 Tag 45

30 1,5 # 5,0 Aceton # 0,03 Dimethylamin (HCl) 30°C 1 Tag 42

5,0 Benzol

31 1,5 6,0 Aceton # 0,03 Dimethylamin (HCl) # 30°C 1 Tag 47

0,50 Wasser

0,025 Dimethylamin 30°C

32 1,5 8,0 Aceton # # 58

1,0 NaJ 3 Stunden

33 1, 5 5, 0 Aceton 0, 10 Diäthylamin 35°C 48

4 Stunden

34 2, 0 4, 0 Methyl-0, 10 Diäthanolamin 30°C 3 Tage 44

äthylketon

35 1, 5 4, 0 Methyl-0, 10 Piperazin 25°C 2 Tage 50

äthylketon

36 1, 5 4, 0 Methyl-0, 08 Dimethylacetamid 30° C 6 Tage 50

äthylketon

37 1, 5 6, 0 Aceton 1, 0 Dimethylformamid 35°C 53

3 Stunden

38 1, 5 6, OAceton {0, 06 Dimethylformamid 30°ClTag 52

0, 50 Ho

39 1, 5 6, 0 Aceton 0, 06 Dimethylformamid 30°C 1 Tag 45

Tertiäre Amine

40 1, 5 5, 0 Aceton 0, 10 Triäthylamin 30°C 46

3 Stunden

41 1, 5 4, 0 Methyl-0, 10 Triäthanolamin 30°C 3 Tage 54

äthylketon

42 1,5 4,0 Methyl- 0,10 Benzyldimethylamin 30°C 2 Tage 54

äthylketon

Quaternäre Ammoniumsalze

43 1, 5 4, 0 Methyl-0, 10 Tetraäthylammonium-30°C 2 Tage 52

äthylketon bromid

44 1, 5 4, 0 Methyl-0, 10 Dibenzyldimethyl-30°C 2 Tage 53

äthylketon ammoniumchlorid

45 1, 5 4, 0 Aceton Amberlite IR-4B 25°C 3 Tage 40

Aminosäuren

46 1,5 4,0 Aceton 0,08 Glykokol 25°C 3 Tage 34

47 1,5 4,0 Aceton 0,05 Taurin 25°C 3 Tage 40

Beispiele 48 bis 59 Diese Beispiele zeigen die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Herstellung neuer Verbindungen erhaltenen Ergebnisse. Man erhält diese neuen Verbindungen durch Alkylierung von anderen Ketonen als Aceton mit 1-Chlor-3-methylbuten- (2). Es sind Homologe des Methylheptenons, die durch Verfahren erhalten werden, die dem im Beispiel 20 vergleichbar sind. Die Reinheit der Produkte übersteigt im allgemeinen 98 °/o, bestimmt durch Gasphasenchromatographie. Wenn die zwei Alkylreste des Ausgangsketons voneinander verschieden sind und wenn jeder Rest ein reaktives Wasserstoffatom enthält, erhält man im allgemeinen zwei Isomere mit sehr ähnlichen Eigenschaften, die ein Gemisch bilden, das ohne zusätzliche Trennung brauchbar ist. Eine sorgfältige Fraktionierung ermöglicht, die Bestandteile in reiner Form zu isolieren, und im Falle der aus Methyläthylketon hergestellten Produkte konnten die zwei Isomeren durch die Methode der magnetischen Kernresonanz mit Sicherheit identifiziert werden. In gewissen Fällen erlaubt die Reaktion mit Jodoform nach L i e b e n die Identifizierung der Isomeren. Die Gasphasenchromatographie ermöglicht die Bestimmung der relativen Mengenanteile der Isomeren. In der am Ende der Beschreibung befindlichen Tabelle IV sind die Beispiele 62 bis 73 zusammengestellt.

Alle vorstehenden Verbindungen und ihre Gemische (beispielsweise die Isomerengemische, die erhalten werden, wenn das Ausgangsketon mehr als ein aktives Wasserstoffatom in oc-Stellung enthält) besitzen interessante Gerüche und andere Eigenschaften, die sie als aromatisierende Mittel und in der Parfümerie verwendbar machen, und sie sind Tabelle IV

Cl$ roi

Bei el vet'wendetes Keton Name

CFi,-C= CH-CHa-CH-CO-R

20 CH3COCH2CH3 Rl : CH3 ; R2 : CH3 85°/o 3, 6-Dimethylhepten- (5)-on- (2) ;

Rl : H ; R2 : C2H5 15 °/o 7-Methylocten-(6)-on-(3)

48 C2HsCOC2Hs Rl : CH3 ; R3 : C2H5 4, 7-Dimethylocten- (6)-on- (3) **

49 CH3COC3H7 Rl : H ; R2 : C3H7 8-Methylnonen- (7)-on- (4) ;

Isomere 75 : 25 6-Methyl-3-dthylhepten- (5)-on- (2)

50 CH3CO-i-C3H7 Rl : H ; R2 : i-C3H7 2, 7-Dimethylocten- (6)-on- (3)

Isomere 85 : 15 3, 3, 6-Trimethylhepten- (5)-on- (2)

51 CH3CO-i-C4H9 Rl : (CH3) CH ; R2 : CHs 3-Isopropyl-6-methyl-

Isomere 40 : 60 hepten- (5)-on- (2)

2, 8-Dimethylnonen- (7)-on- (4)

52 Cyclopentanon Ri + Rs :- (CHJs-2- [3-Methylbuten- (2)-yt]-

cyclopentanon

53 Mesityloxyd Ri : H ; R2 : (CH3) 2C = CH-2, 8-Dimethylnonadien- (2, 7)-on- (4)

Isomere 70 : 30 3-Isopropyliden-6-methyl-

hepten- (5)-on- (2)

54 Cyclohexanon Ri+R :- (CH- 2- [3-Methylbuten- (2)-yl]-

cyclohexanon

55 C2H5COC4H9 Rl : C3H7 ; R2 : C2H6 4-Propyl-7-methylocten- (6)-on- (3)

Ri : CH3 ; R2 : C4H9 6, 9-Dimethyldecen- (8)-on- (5)

Isomere 40 : 60

56 CHsCOCeHn Ri : CsHll ; R2 : CH3 3-Amyl-6-methylhepten-(5>on-(2)

Isomere 90 : 10

57 Methylheptenon Ri : H ; CH3 1, 3-Di- [3-methylbuten- (2)-yl]-

aceton

R2 : CH2CH2CH = CCH3

CH3

Ri : CH2-CH = C-CH3 1, 1-Di- [3-methylbuten- (2)-yl]-

Ra : CH3 aceton

Isomere 15 : 85 (iso : normal)

58 Diisobutylketon Ri : (CH3) 2CH ; R2 : CH2CH (CH3) 2 2, 8-Dimethyl-5-isopropyl-

nonen- (7)-on- (4)

59 Allylaceton Ri : H ;

R2 : CH2CH2CH = CH2 9-Methyldecadien- (1, 8)-on- (5)

Ri : CH2 = CH-CH2 ; R2 : CH3 6-Methyl-3-allylhepten- (5)-on- (2)

Isomere 15 : 85 (iso : normal)

** Phenylhydrazon, F. = 56 bis 573C.

Claims

Patentanspruch : Verfahren zur Alkylierung von Ketonen, die an mindestens einem in a-Stellung zur Carbonylgruppe befindlichen Kohlenstoffatom mindestens ein aktives Wasserstoffatom besitzen, durch Um- setzung eines dieser Ketone mit Alkylchloriden oder-bromiden in Gegenwart von Halogenwasserstoff bindenden Mitteln, d a d u r c h g ekennzeichnet, daß man bei der Alkylierung Natrium-und bzw. oder Kaliumhydroxyd als Halogenwasserstoff bindendes Mittet und außerdem wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung neuer Bestandteile von Parfums vom Terpen-Typ, wie beispielsweise Linaloolen, Geraniolen, Citralen und Jononen.

Wie bereits erwähnt, führt das erfindungsgemäße neue Verfahren zur Herstellung einer großen Zahl von Einzelverbindungen, die zum großen Teil neu sind. Zu diesen neuen Verbindungen gehören insbesondere die nach Beispiel 13 erhältliche Verbindung und die in der folgenden Tabelle IV aufgeführten Verbindungen. Siedepunkt Ausbeute Schmelzpunkt n20 Geruch des Semicarbazons, °C % °C Kip-8 = 60* 1, 4426* 66* Lavendel-Kümmel* 117 bis 118* Kp. l3 = 78 1, 4440 60 fruchtartig ; Aprikose-Pampelmuse 65 bis 66 Kp. 7 = 78* 1, 4450* 61* waldartig und weinartig* 100 bis 101* Kp. lo = 80* 1, 4464* 51* süß, Typ Rosenholz* 101 bis 102 Kp. 4 = 68* 1, 4438* 50* süß, Typ Verbene* 104 bis 106 n-Isomeres Kp. 3 = 71 1, 4718 33 minzartig 176 bis 178 Kp#10 = 80* 1, 4715* 75* pfefferartig-Kümmel* 88 bis 93 Kip., 75 1, 4790 52 erdig und waldartig 162 bis 163 Ka-3 = 72* 1, 4465* 51* fruchtartig, Typ Birne* Kp#3 = 95 1, 4505 50 waldartig Kp#1,5 = 77* 1, 4670* 48* blumig süß mit zitronenartiger 92 bis 95* Note* Kp. 2 = 80 1, 4482 30 erdig (ab.) Kp. 15 = 96* 1, 4588* 63* süß Lavendel*

* Kennzahlen des Isomerengemisches. katalytische Mengen einer anorganischen oder einer nichtaromatischen organischen Stickstoffbase, gegebenenfalls in Form ihrer Salze, Amide, Aminosäuren oder quaternären Ammoniumbasen verwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften : Bulletin de la Société Chimique de France, 1959, S. 1511 bis 1516 ; 1961, S. 836 bis 841 ; Journal of Organic Chemistry, Bd. 26 (1961), S. 4112 bis 4115 ; Chemisches Zentralblatt, 1960, S. 6107.