DE1254620B - Verfahren zur Herstellung von Alkeninaethern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHL4ND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

int. CL:

C07c

Deutsche KL: 12 ο-19/03

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

N26465IVb/12o
26. März 1965
23. November 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung γοη Aljceninäthern aus Alkinylacetalen durch Umsetzung mit einer Base.

Bereits von P. L. V i q u i e r, Ann. Chim. (8)_? Bd. 8, 1913, S. 481, wurde die Überführung eines Alkinacetals der allgemeinen Formel

CH₃C s CCH(OC₂H₅)₂

in ein Enin der allgemeinen Formel

HC = CCH = CHOC₂H₅

mittels Kaliumhydroxyd bei 180⁰C beschrieben. Dabei wird 1 Mol Alkohol abgespalten, die Dreifachbindung isomerisiert und eine Doppelbindung eingeführt.

Es ist ferner aus ejner neueren Veröffentlichung von L Brandsma, P. P. M ο ηti j η und J. F. ao A r e η s, Recueil Trav. Chim. Pays-Bas, Bd. 82, 1963, S. 115, bekannt, daß 1-Alkinyläther und 2-Alkinyläther mit 2 Mol Natriumamid in flüssigem Ammoniak unter Abspaltung eines Mols Alkohol gemäß nach-Verfahren zur Herstellung von Alkeninäthern

Anmelder:

N-V. Organon, Oss (Niederlande)

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dr. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte,
München 9, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:
Dr. Josef Ferdinand Ar ens, Hilversum;
Dr. Lambert Brandsma, Jutphaas;
Hubertus Antonius Maria Jacobs,
Utrecht (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 27. März 1964 (6 403 376),

vom 11. August 1964 (6 409 202) - -

stehendem Formelbild in ein Enin übergeführt werden können:

RCH₂—CH₂—C s COR' RCH₂-Cs C-CH₂OR'

RCH = CH — C = CNa + R'ONa

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Alkeninäthern der allgemeinen Formel

CH₃

HC = C-CH = C — CH = CHOR₁

(0

Wasserstoffatom oder ein Rest der allgemeinen Forme

R₃-C-CH-R₆
OR₄ R₅

(III)

worin Rj für einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen steht, ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Alkinylacetal der allgemeinen Formel

CH₃

CH,- c = c—c—CH,—CH:

OR₂

.OR₁

(Π)

OR₁

worin Ri die oben angegebene Bedeutung hat und R₂ ein Alkyl-, ein Aryl-, ein heterocyclischer Rest, ein ist, in welchem R₃, R₅ und R₆ für Wasserstoffatome oder Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen stehen und R₄ ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, mit mindestens 3 Mol einer starken Base je Mol Alkinylacetal umsetzt.

Bei dieser Umsetzung entsteht durch Abspaltung von 1 oder 2 Mol Alkohol und Isomerisierung der Dreifachbindung ein konjugiertes l,3-Dien-5-in. Die gleichzeitige Abspaltung der Äthergruppe und einer der Acetalgruppen bei dieser Umsetzung ist neu und überraschend. Gegebenenfalls können die bei der Umsetzung entstehenden Alkoholmoleküle weitere Umwandlungen erfahren.

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Die Produkte der allgemeinen Formeln I und II 1,53 und 1,56, je nach dem cis-trans-Verhältnis. Die

sind wichtige Ausgangsstoffe zur Synthese von Ver- Isomeren können auf gaschromatographischem Wege

bindungen der Vitamin Α-Reihe. Setzt man erstere mit getrennt werden. Beide Isomeren sind zur Vitamin

jS-Ionon um, so erhält man Verbindungen mit dem Α-Synthese verwendbar.

Kohlenstoffgerüst von Vitamin A. Diese Endprodukte 5 Als Beispiele für als Ausgangsstoffe geeignete

sind wichtig für die Synthese von Carotinen und Alkinylacetale seien genannt: 1,1-Dimethyl- oder Di-

Carotinoiden. äthylacetal, Di-n-propylacetal, Diisopropylacetal und

Als Beispiele für die erfindungsgemäß zu verwen- die Dibutylacetale der Äther von 3-Hydroxy-3-methyldenden starken Basen seien vor allem die Alkaliamide, hexin-4-al-(l), wie die von Methanol, Äthanol, Prowie Lithium-, Natrium- oder Kaliumamid, erwähnt, io panol oder t-Butanol abgeleiteten aliphatischen Äther die zweckmäßigerweise als Lösung in flüssigem oder die z. B. von Phenol, p-Nitrophenol, p-Chlor-Ammoniak oder einem Amin, wie Methylamin, Äthyl- phenol oder p-Methoxyphenol abgeleiteten aromaamin oder Triäthylamin, zur Anwendung kommen tischen Äther und die z. B. von Dihydropyran abgekönnen. Die Lösungen können z. B. mit Benzol, Toluol, leiteten heterocyclischen Äther. Der Tetrahydro-Dimethylformamid oder Dimethylacetamid weiter ver- 15 pyranyläther ergibt als Ausgangsmaterial hohe Ausdünnt werden. Andere starke Basen sind Natrium- beuten an Dienin.

und Lithiumhydrid, die gelöst in Benzol verwendet Die als Ausgangsstoffe dienenden Alkinylacetale werden können. Ferner sind zu erwähnen: Lithium- der allgemeinen Formel II, worin R₂ ein Rest gemäß dialkylamide,Lithiumdialkylphosphide,Methyllithium, Formel III ist, können hergestellt werden, indem man Butyllithium und Phenyllithium, die z. B. in Äther- 20 l,l-Dialkoxy-3-hydroxy-3-methylhexin-(4) an einen lösung verwendet werden können. Auch Kalium- und Vinyläther der allgemeinen Formel
Natriumhydroxyd können verwendet werden, gegebenenfalls auch ohne Lösungsmittel. Da sich diese j^ C = C R

Basen zum Teil in Wasser zersetzen, ist es zweckmäßig, ³ , ^β

die Umsetzung im wasserfreien Medium durchzu- 35 '

führen. ^υκ* ^R

Vorzugsweise benutzt man für die erfindungsgemäße Umsetzung ein Alkaliamid in flüssigem Ammo- worin R₃, R₄, R₅ und R₆ die oben angegebenen Beniak als starke Base. Das Amid kann dem Ammoniak deutungen haben, anlagert. Vorzugsweise verwendet hinzugefügt oder auch gleich durch Lösen der erforder- 30 man einen Äther der allgemeinen Formel
liehen Menge eines Alkalimetalls in Gegenwart einer

kleinen Menge Eisen(III)-nitrat als Katalysator in R₄O — CH = CH₂
Ammoniak als Reaktionsmedium hergestellt werden.

Die bei der erfindungsgemäßen Reaktion anzu- worin R₄ eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffwendende Temperatur hängt von der Stärke der zu 35 atomen ist. Solche Äther sind leicht erhältlich und erverwendenden Base ab. Die Reaktion zu dem Hexa- geben hohe Ausbeuten,
dienin erfolgt leicht bei etwa —35 bis etwa —65°C
unter Verwendung von Kaliumamid in flüssigem B e i s ρ i e 1 1

^Tgüis'tigste Molverhältnis für die Umsetzung ist 40 Herstellung von l-Methoxy-S-methyl-l^-hexadien-S-ia

3 bis 10 Mol Alkaliamid je Mol Acetal. Die bei der 600 ml flüssiges NH₃ wurden in einen Dreihalskolben

Reaktion entstehende Metallverbindung wird, z. B. von 1 Liter Inhalt gebracht, eine kleine Menge

durch Ammoniumchlorid oder eine verdünnte Mineral- Eisen(III)-nitrat und hierauf 31 g Kalium zugegeben

säure, zu dem Hexadieninäther zersetzt, der aus dem und gelöst. Nach der Bildung des KNH₂ wurden 54 g

Reaktionsgemisch durch Extraktion mit einem Lö- 45 Tetrahydropyranyläthervonljl-Dimethoxy-S-hydroxy-

sungsmittel, z. B. Äther, isoliert wird. 3-methyl-hexin-(4) unter Rühren im Verlaufe von

Nach dem Trocknen des Extraktes und Entfernung 15 Minuten zugegeben. Die Temperatur wurde bei

des Lösungsmittels erhält man das Endprodukt durch -35⁰C gehalten. Man beobachtete eine dunkelrote

fraktionierte Destillation unter vermindertem Druck Färbung. Nach weiteren 30 Minuten Rühren wurde

rein. Es handelt sich, wie das NMR-Spektrum zeigt, 50 das NH₃ zum größeren Teil abgedampft und zur Hy-

um ein Gemisch aus im wesentlichen zwei Stereoiso- drolyse 60 g festes NH₁Cl, ferner 100 ml Wasser und

meren, d. h. dem cis-trans- und dem trans-trans-Iso- 250 ml Äther dem Rückstand zugegeben. Die ent-

meren der Formeln standenen flüssigen Schichten wurden getrennt, die

wäßrige Schicht dreimal mit Äther extrahiert und die

X_x ^(-H_{3 55} Ätherschichten vereinigt. Nach dem Trocknen über.

-C = Cy /H MgSO₄ wurde der Äther unter vermindertem Druck

TT_C = r ' c = C abgedampft und der Rückstand fraktioniert destilliert,

/ \ wobei man 25,8 g (90% der Theorie) 1-Methoxyhexa-

H OCH₃ dieninäther, Kp.₁₀ 73 bis 78° C, n!? = 1,5492, erhielt

und 60

HC = C. , CH₃ Beispiel 2

C^C H

/ ~ \ /' Ausgehend von 15 g l,l,3-Trimethoxy-3-methyl-

H s C = C. hexin-(4), erhielt man durch Umsetzung mit KNH₈

H OCH₃ ⁶5 in Methylamin unter Kühlen des Gemisches auf — 20⁰C

und nach üblicher Aufarbeitung 5,6 g (60 % der Theo-

Die beobachteten Brechungsindizes des Isomerenge- rie) des Hexadieninäthers, Kp._lo 66 bis 70⁰C, nf? misches von 1-Methoxyhexydienin liegen zwischen = 1,5428.

Beispiel 3

Ausgehend von 30 g l,l-Dimethoxy-3-hydroxy-3-methylhexin-(4), stellte man mit Dihydropyran den Pyranyläther her. Anschließend wurden 50 g des rohen Äthers nach dem Verfahren von Beispiel 1 durch Zusatz einer Lösung von LiNH₂, hergestellt aus 4 g Lithium, 1200 ml flüssigem Ammoniak und 200 mg Eisen(III)-nitrat, unter Kühlen auf —50°C in 1-Methoxy-3-methyl-l,3-hexadien-5-in übergeführt. Nach Aufarbeitung erhielt man 16 g, Kp._lo 68 bis 72°C, n'S = 1,5390.

Beispiel 4

Nach dem Verfahren von Beispiel 1 erhielt man, ausgehend von 14,1 g !,l-Diäthoxy-S-methyl-S-tetrahydropyranyloxyhexin-(4) und KNH₂ in flüssigem NH₃, 4,5 g (66% der Theorie) rohes l-Äthoxy-3-methyl-l,3-hexadien-5-in.

20

Beispiel 5

Einer Lösung von 19,2 g Butyllithium in 200 ml absolutem Äther, hergestellt aus 42 g Butylbormid und 21g Lithium in Äther, wurde bei 0⁰C ein Gemisch aus 26 g absolutem Äther und 25,5 g 1,1-Dimethoxy-3-hydroxy-3-methylhexin-(4) zugegeben. Nach 2stündigem Stehen bei 0⁰C wurde dem Reaktionsgemisch Wasser hinzugefügt, die Ätherschicht abgetrennt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Durch Destillation unter vermindertem Druck unter Stickstoff erhielt man 39% der Theorie l-Methoxy-S-methyl-l^-hexadien-5-in, n'g = 1,5402.

Beispiel 6
Herstellung von l-Methoxy~3-methyl-l,3-hexadien-5-in

600 ml flüssiges NH₃ wurden in einen Dreihalskolben von 11 Inhalt gebracht, eine kleine Menge Eisen(III)-nitrat und 31 g Kalium hinzugefügt und gelöst. Nach der Bildung des KNH₂ wurden 51,5 g des nach Beispiel 1 hergestellten Additionsproduktes von 1,1-Dimethoxy-3-hydroxy-3-methylhexin-(4) und Vinyläthyläther im Verlaufe von 15 Minuten unter Rühren hinzugegeben, wobei man die Temperatur auf —40⁰C hielt. Hierbei wurde eine dunkelrote Färbung beobachtet. Nach weiterem 1 stündigem Rühren wurde das NH₃ zum größeren Teil abgedampft und zur Hydrolyse 60 g festes NH₄Cl, 100 ml Wasser und 250 ml Äther hinzugefügt. Die entstandenen flüssigen Schichten wurden getrennt, die wäßrige Schicht dreimal mit Äther extrahiert und die Ätherschichten vereinigt. Nach dem Trocknen über MgSO₄ wurde der Äther bei vermindertem Druck abgedampft und der Rückstand fraktioniert destilliert, wobei man 22,6 g (92% der Theorie) 1-Methoxyhexadieninäther, Kp.₁₅ 74 bis 78 ⁰C, ng = 1,5490, erhielt.

thoxy-3-methyl-l,3-hexadien-5-in, Kp._lo 73 bis 77° C, _n'° = 1,5476.

Beispiel 8

Nach dem Verfahren von Beispiel 6 wurde das Additionsprodukt von !,l-Dimethoxy-S-hydroxy-S-methylhexin-(4) und Äthylisopropylenäther in 75%iger Ausbeute indasl-Methoxy-3-methyl-l,3-hexadien-5-in, Kp._lo 68 bis 75⁰C, n%° = 1,5378, übergeführt.

Beispiel 9

18 g des Additionsproduktes von 1,1-Di-n-butoxy-3-hydroxy-3-methylhexin-(4) und Vinyläthyläther wurden langsam 15 g KNH₂ in flüssigem Ammoniak bei —45⁰C unter Rühren zugegeben. Nach lstündigem Rühren wurde der Ammoniak abgedampft und 30 g NH₄Cl, 50 ml Wasser und 125 ml Äther dem Rückstand hinzugefügt. Die entstandenen Schichten wurden getrennt und die wäßrige Schicht mit Äther extrahiert. Nach dem Trocknen über Mg SO₄ wurde das Lösungsmittel abgedampft und der Rückstand fraktioniert, wobei man 6,1 g (74% der Theorie) l-n-Butoxy-3-methyl-l,3-hexadien-5-in erhielt.

Beispiel 10

Zu 59 g einer 50%igen Suspension von Natriumhydrid in Mineralöl wurden unter Stickstoffatmosphäre 700 ml absolutes Dimethylsulfoxyd zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde zunächst auf 62 ⁰C, nach einer Stunde auf 70° C erwärmt und dabei V2 Stunde gelassen. Dann wurde es auf etwa 15° C abgekühlt und unter Rühren innerhalb 15 Minuten eine Lösung von 60 g l,l-Dimethoxy-3-(l,l-äthoxyäthyloxy)-3-methylhexin(-3) in 15 ml Dimethylsulfoxyd zugegeben. Das Gemisch wurde dann 1 Stunde bei 25° C gehalten. Nach dem Kühlen auf 0°C wurde vorsichtig 11 Wasser zugegeben, das Gemisch mehrmals mit Pentan ausgezogen und die Pentanextrakte sorgfältig mit Wasser gewaschen. Nach Abdampfen des Pentans wurde der Rückstand destilliert, und man erhielt annähernd reines l-Methoxy-3-methyl-l,3-hexadien-5-in. = 274 πιμ; ε = 23 800.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zur Herstellung von Alkeninäthern der allgemeinen Formel

   CH₃
   HC = C — CH = C — CH = CHOR₁

   worin R₁ ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Alkinylacetal der allgemeinen Formel

   Beispiel 7

   60

   Ausgehend von 48,7 g des Additionsproduktes von l,l-Dimethoxy-3-hydroxy-3-methylhexin-(4)undVinylmethyläther, wurde nach dem Verfahren von Beispiel 6, jedoch unter Verwendung von NaNH₂ als Base und bei einer Temperatur des Gemisches von — 50⁰C der Hexadieninäther hergestellt. Nach dem Fraktionieren erhielt man insgesamt 21,2 g (91 % der Theorie) 1-Me-CH,-c =

   CH.

   c—CH,- ch;

   OR_a

   ,OR₁

   worin R₁ die oben angegebene Bedeutung hat und R₂ ein Alkyl-, ein Aryl-, ein heterocyclischer Rest,

   ein Wasserstoffatom oder ein Rest der allgemeinen stehen und R₄ ein Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlen-

   Formel stoffatomen ist, mit mindestens 3 Mol einer starken

   j Base je Mol Alkinylacetal umsetzt.

   R₃ c CH R₆ 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

   5 zeichnet, daß man die Reaktion in einem wasserfreien Medium durchführt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennist, in welchem R₃, R_s und R₆ für Wasserstoffatome zeichnet, daß man als starke Base ein Alkaliatnid

   oder Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in flüssigem Ammoniak verwendet.

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