DE1443629C

DE1443629C - Verfahren zur Herstellung von 1,2 substituierten Cyclohexandenvaten

Info

Publication number: DE1443629C
Authority: DE
Inventors: Donald James San Anselmo Cahf Anderson (V St A )
Original assignee: California Research Corp , San Francisco, Calif (V St A)
Publication date: 1971-06-09

Description

Die vorliogoiitlo Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von 1,2-substituierlen Cyclohexanderivatcn der allgoineinen Formel:

CH_aCCl_a

CH₁₁A

ία der Λ ein Wasserstoff- oder Chloratom bedeutet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man 1,7-Octadien bei etwa 0 bis 2(JO⁰C in flüssiger Phase in Gegenwart eines bekannten freie Radikale bildenden Initiators mit Tetrachlorkohlenstoff oder Chloroform umsetzt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können zwei neue Verbindungen hergestellt werden, die als Zwischenprodukt für eine Reihe von Synthesen von , Bedeutung sind. Die Hydrolyse von 1-Chlor-methyl-2-(/?,/?,/Mrichlora"lhyl)-cyclohoxan führt z. B. zu dem entsprechenden Lakton, das bei der Synthese von S Alkaloiden vom Yohimbin- Yohimbantyp von Wert ist.

Beim crfindungsgemilßen Verfahren können die Reaktionszeiten zwischen etwa 0,1 und 200 Stunden liegen, nach welcher Zeit das Reaktionsprodukt nach herkömmlichen Verfahren abgetrennt wird.

Die Umsetzung besteht im Gegensatz zu ionischen Umsetzungen vom Friedel-Crafts-Typ oder siiiirekntalysiertcn Umsetzungen in einer alternierenden Verdrängung des freien Radikals und einer Additions- «5 reaktion, Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Umsetzung ist die dabei staltfindende Cyclisierung, die als Pseudo-l,4-addition von freien Radikalen angesehen werden kann. Die Umsetzung wird wie folgt erläutert:

H₂C CH-(CHa)₁-CII-CH₂ h CCI₁ Freie
>

Radikale

CH₂CCl₃

ClCH,

Unter einem freie Radikale bildenden Initiator werden Substanzen verstanden, durch die freie Radikale in flüssiger Phase bei 0 bis 200°C gebildet werden. Beispiele für solche Substanzen sind organische Peroxyd verbindungen wie: t-Biitylperoxyd, Denzoylpcroxyd, Peroxycssigsäurc, Laurylpcroxyd, t-Ilutylpcrbenzoat, Cumolhydroperoxyd, Cyclohexylhydroperoxyd, 2-Azobis-isobutyroiiitril, alipliatische Hydroperoxyde, Aralkylhydroperoxyde, alipliatische und aromatische Peroxysäuren, Diacylperoxyde, Diaroylperoxyde (s. z. B. Anhang I, »Organic Peroxides« A. V. Tobolsky und R.B. Mcsrobian, Interscience Publishers, Inc., New York, 1954, S. 157, sowie K i r k - O t h in e r, Encyclopedia of Chemical Technology, Bd. 10 [1953] S. 58 ff.).

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgernüßen Umsetzung wird eine Lösung von 1,7-Octadien in Tetrachlorkohlenstoff oder Chloroform zusammen mit organischen Peroxyd auf eine Temperatur erhitzt, bei der der Katalysator homolytisch dissoziiert. In Abhängigkeit von der Dissoziationstemperatur des Initiators können Normaldruck oder Überdrücke angewendet werden, um die Lösung flüssig zu halten. Unterdrücke können ebenfalls angewendet werden; dabei wird eine niedrigere Rückflußtemperatur angestrebt, um die Temperatur besser regulieren zu können. Reaktionstemperaturen unter etwa O⁰C sind nicht erwünscht, weil die Lösungsviskositäten verhältnismäßig hoch, die Reaktionsgeschwindigkeit im allgemeinen langsamer und brauchbare Peroxydkatalysatoren nur mit Gefahr zu verwenden sind. Licht (h/t) und Initiatoren für freie Radikale, z. B. Gammastrahlen, sind zwar temperaturuuabhängig, jedoch ist ihre Verwendung bei Umgebungstemperatur wirtschaftlicher. Es sind wenige als Initiatoren für freie Radikale verwendbare Peroxyde bekannt, deren Dissoziationstemperaturen bei über etwa 200°C liegen. Deshalb sind Reaktionstemperaturen über etwa 200⁰C.nicht von Vorteil. Außerdem scheint die intramolekulare Cyclisierung, die ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, durch mildere Reaktionstemperaturen begünstigt zu werden. Daher liegt der bevorzugte Temperaturbereich zwischen etwa 20 und 150⁰C.

Die Reaktionszeilen hängen von dem verwendeten freie Radikale bildenden Initiator und davon ab, ob Tetrachlorkohlenstoff oder Chloroform verwendet wird. Bei langen Reaktionszeiten kann der Initiator in einer Menge von 1 Mol pro Mol des Polyhalogenalkans erforderlich sein. In einem solchen Fall soll der Initiator vorzugsweise in Teilmengen im Verlauf der Reaktionszeit in die Reaktionszone eingeführt werden. Die minimale Iniliatormenge liegt bei 0,001 Mol pro Mol 1,7-Octadien.

Im allgemeinen werden verhältnismäßig große Mengen Tetrachlorkohlenstoff oder Chloroform mit Bezug auf das Octadien verwendet. Besonders bevorzugte Molverhältnisse liegen bei etwa 0,5 bis 100 Mol Tetrachlorkohlenstoff oder Chloroform pro Mol Dien.

Beispiel 1

1,7-Ocladien (1,0 MoI; 110,0 g), 10 Mol Tetrachlorkohlenstoff (1,540 g) und 4,8 g Benzoylperoxyd (0,02 Mol) wurden gemischt und bei Rückflußtemperatur (etwa 8O⁰C) während etwa HL Stunden erhitzt.

Während der Reaktionszeit wurden vier weitere gleichfalls 4,8 g große Mengen des Peroxydkatalysators zu dem Reaktionsgemisch zugegeben. Das rohe Rcaklionsprodukt, nämlich 1,721 g einer hellgelben Flüssigkeit, wurde fraktioniert, destilliert, und als Destillat wurden der Tetrachlorkohlenstoff sowie die Fraktionen bis zu einer Kopftemperatur von 78⁰C erhalten, während 391 g einer braunen viskosen Flüssigkeit als rohes Reaktionsprodukt am Boden zurückblieben. Dieses Gemisch wurde auf einer Kieselsäuregelkolonne chromatographiert, und es wurden 106,8 g rohes l-Chlorincthyl-2-(/?,/?,/9-trichloräthyI)-cyclohexan erhalten. Es wurde gefunden, daß der Siedepunkt dieser Verbindung bei 73 bis 74⁰C bei

0,06 mm Hg lag, n'S - 1,5175 war und die Verbindung die folgende Elemontaranulyso zeigte,

berechnet
gefunden

Kohlonstorr

40,94
41,13

Wasserstoff

5,34 5,36

Chlor

53,71 53,60

IO

Das kernmagnetische Resonanzspektrum (60 MC) für diese Verbindung zeigte charakteristische Absorptionen bei 6,3, 7,2 und 8,3 t. Die berechneten und gefundenen Bereiche unter der Speklralkurve stimmten vollkommen überein.

Beispiel 2

Eine Lösung von 1,7-Octadien (110,0 g, 1,0 Mol) und Benzoylperoxyd (4,8 g, 0,02 Mol) in Chloroform ao (1434 g, 12,0 Mol) wurde unter einem Druck von 37,5 mm Hg am Rückflußkühler erhitzt. Die Gefäßtemperatur lag zu Anfang bei 77⁰C. Das Erhitzen am Rückflußkühler wurde 3 Tage fortgesetzt, wobei pro Tag weitere 4,8 g Benzoylperoxyd zugegeben wurden, as so daß die Gesamtzugabe bei 19,2 g lag. Die Umsetzung wurde durch Infrarotanalyse verfolgt, wobei das olefinische Band verschwand und das C — CH_a-Band auftrat.

Das Reaktionsgemisch wurde von nicht umgesetztem Chloroform befreit, und ein orangefarbiges öl blieb in einer Menge von 164,30 g zurück. Dieses öl wurde durch Chromatographie über Kieselsäuregel in seine Komponenten zerlegt. Es wurden 62,7 g Methyl-2-(/?,/J,/Mrichloräthyl)-cyclohexan gewonnen. Das Infrarotspektrum zeigt die ohuraklcristische C-Methylabsorption (1,375 env¹) und Trichlormothylabsorption (700 bis 800 cm"¹). Das kernmugnetisphe Resonanzspektrum ist charakteristisch fUrdieClljjCClu- und C — CH₃-Gruppen und zeigt die genauen entsprechenden Bereiche.

Außerdem wurde eine ungesättigte Verbindung (60,7 g) gewonnen, deren Analyse charakteristisch für das l,l,l-Trichlor-8»non.en ist, mit einem Infrurotspektrum 910 bis 990 cm-¹ (— CH = CH_a) und 700 bis 800 cm-¹ (— CCI₃). Auch das kernmagnetische Resonanzspektrum entsprach dieser Struktur.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von 1,2-substituierten Cyclohexanderivaten der allgemeinen Formel:

CH₂CCl₃

35 CH₁A

in der A ein Wasserstoff- oder Chloratom bedeutet, dadurch gekennzeichnet, d?iß man 1,7-Octadien bei etwa 0 bis 200⁰C in flüssiger Phase in Gegenwart eines bekannten, freie Radikale bildenden Initiators mit Tetrachlorkohlenstoff oder Chloroform umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man als freie Radikale bildenden Initiator eine organische Peroxydverbindung verwendet.