DE1543128A1

DE1543128A1 - Verfahren zur Herstellung von Diels-Alder-Addukten der Fumarsaeure und ihrer funktionellen Derivate sowie der Hydrierungsprodukte dieser Verbindungen

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Publication number: DE1543128A1
Application number: DE1965K0057382
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr-Phil Mr-Pharm Koch
Original assignee: KWIZDA FA F JOHANN
Current assignee: KWIZDA FA F JOHANN
Priority date: 1965-05-06
Filing date: 1965-10-14
Publication date: 1972-08-10
Also published as: AT257569B; DE1543128C3; CH500934A; DE1543128B2

Description

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F. Joh. Kwizda in Wien (Österreich)

Dr. Expl.

Verfahren zur Herstellung von Diels-Alder-Addukten der Fumarsäure und ihrer funktioneilen Derivate sowie der Hydrierungsprodufcte dieser Verbindungen

Gegenstand der Erfindung ist ein neues Verfahren zur Herstellung von bekannten und neuen bicyclischen Dicarbonsäuren und ihren funktioneilen Derivaten der allgemeinen Formel Ij

worin A^ und A₂ je einen bivalenten, gesättigten oder

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ungesättigten, gegebenenfalls durch Alkyl-, Alkoxy-, Acyloxy-, Arylgruppen oder Halogen substituierten Kohlenwasserstoff rest, insbesondere je einen Alkyl en-, Alkenyl en-·, Alkyliden-, Bicycloalkylen- oder arylenrest bedeutet und eine der beiden Gruppen A₁ und A₂ auch ein Sauerstoffatom oder eine sauerstoffhältige bivalente Gruppe sein kann, K₁ und R₂ für Wasserstoff, Halogen, Alkyl-, Alkoxyalkyl- und Acyloxyalkylgruppen stehen und die Gruppen X₁ und X₂ entweder beide OH oder X₁ OH oder Halogen und A₂ Alkoxyo der Aryloxygruppen, oder X-. eine der vorgenannten uruppen und X₂ einen Substituenten der nachstehenden allgemeinen Strukturen·II bis V, oder schließlich X₁ und X₂ gleiche oder verschiedene öubstituenten der allgemeinen Strukturen II bis V bedeuten:

-o-B-Y UD

-NH-B-x (IiI)

B-Y

^NB-Y

(IV)

wobei in den Formeln II-IV B für einen bivalenten, geradkettigen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest und Y für Halogen, CN, OR, SR, NR₂, NR₂-UCl, NR₅ ⁺.Säurerest, COOR, CONR₂ (R sind Kohlenwasserstoffreste oder je 2 Reste H zusammen ein cyclischer, gegebenenfalls Heteroatome enthaltender Kohlenwasserstoffrest; steht und in Formel V Z₁ und Z₂ gleich oder verschieden sein können und wasserstoff, ge

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sättigte oder ungesättigte, geradkettig© oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste, Acylreste, OH, Alkoxy-, Aryloxy- oder Aeyloxygruppen, NH₂ oder gegebenenfalls substituierte Aminogruppen bedeuten oder beide Reste Z₁ und Z₂ zusammen mit dem N-Atom einen heterocyclischen King bilden. Das verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man Fumarsäure oder geeignete-funktioneile Derivate der Fumarsäure mit cyclischen verbindungen, welche zwei konjugierte endocyclische Doppelbindungen enthalten, umsetzt.

Das neue Verfahren ist somit praktisch allgemein auf if'umaiäureC derivate j und cyclische Diene anwendbar. Die im Anschluß aufgeführten Beispiele sollen lediglich die Vielfalt der nach dem neuen Verfahren herstellbaren Produkte illustrieren, sie können jedoch keinesfalls alle bestehenden Möglichkeiten erschöpfend beschreiben und haben daher keinerlei einschränkende Bedeutung.

Nach aLDER & STEIN (Ann. Ohem. ^JA, 197, 19340 kann Fumarsäure mit cyclopentadien nicht umgesetzt werden. Zur Darstellung einiger der erfindungsgemäßen Verbindungen beschritt man daher bisweilen einen Umweg: man addierte Fumarsäuredichlorid an die betreffende Diene und stellte aus den dabei erhaltenen bicyclischen Dicarbonsäuredichloriden die gewünschten anderen funktionellen Derivate her. Dieser Umweg ist aber nicht nur langwierig und kostspielig, sondern auch infolge der auftretenden technischen Schwierigkeiten unrationell, die Anwendung von SäureChloriden bei Diensynthesen hat

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stets hohe Anteile an Nebenprodukten und bubstanzverluste, z.B. durch Polymerisation der Dienkomponente, zur Folge und erfordert besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Durchführung der Reaktion (vgl. ALDER & STEIN, Ann. (Jhem. 514, 203, 1934; KUHN & WAGNER-JAUREGG, Ber. €£ 2664, 1930). Diese Schwierigkeiten treten zwar bei der Anwendung von Fumarsäuredialkylestern nicht auf (vgl. Österr. Patent Nr. 224.101), die Umsetzung der dabei erhaltenen bicyclischen Addukte zu den erfindungsgemäßen Verbindungen erfordert aber nicht nur eine weitere Reaktionsstufe, ihre Reaktionsfähigkeit ist auch gegenüber bestimmten Agenzien vermindert; so liefert ihre Umsetzung mit Aminen, insbesondere mit Dialkylaminen, nur vergleichsweise niedere Ausbeuten an den gewünschten Produkten.

ISs wurde nun gefunden, daß man .Fumarsäure auch mit Cyclopentadien im Sinne einer Diensynthese zur Reaktion bringen kann, sofern man die Umsetzung in einem geeigneten Lösungsmittel, insbesondere in polaren Lösungsmitteln wie Wasser, Alkoholen, niederen fettsäuren, Dimethylformamid usw., vornimmt. Weiters wurde gefunden, daß man im gleichen Sinne verschiedenartige funktionelle Derivate der Fumarsäure mit Cyclopentadien zu den entsprechenden Diels-Alder-Addukten umsetzen kann. Die Reaktion hat allgemeine Gültigkeit für mono- und bifunktioneile Derivate der i'umar säure, und es wird angenommen, daß bei verwendung von monofunktioneilen und unsymmetrischen bifunktioneilen Fumarsäurederivaten

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Gemische der theoretisch möglichen isomeren Addukte entstehen.

Im weiteren wurde gefunden, daß man an btelle von monomeren Cyclopentadien auch von dessen Dimerem ausgehen kann. Als besonderes Merkmal der .Erfindung ist festzuhalten, daß bei Verwendung von Dicyclopentadien die Depolymerisation desselben auch ad hoc im Reaktionsgemische durchgeführt werden kann, wodurch die Monomerisierung als getrennter Arbeitsvorgang entfällt. Bei Verwendung geeigneter Lösungsmittel , beispielsweise von Dimethylformamid, \j$nn die Keaktion so geleitet werden, daß die Umsetzung sowohl im Hinblick auf die eingesetzte(n) Fumarsäure(derivate) als auch auf das (Di)-^cyclopentadien quantitativ und damit verlustlos verläuft. Vorteilhafterweise bringt man die Fumarsäure (derivate,) in Dimethylformamid mit einem geringen Überschuß an Dicyclopentadien zur Reaktion; bei der anschließenden Aufarbeitung durch vakuumdestillation geht das überschüssige Dicyclopentadien mit dem lösungsmittel quantitativ ab und hinterläßt das Addukt in sehr reiner Form; das abdestillierte Lösungsmittel mit dem restlichen Dicyclopentadien kann sofort wieder eingesetzt werden. Hei diesem verfahren bilden sich keine Nebenprodukte, insbesondere keine höherpolymeren Cyclopentadiene.

In gleicher Weise kann man substituierte, insbesondere halogenierte, Cyclopentadiene und homologe Cyclοalkadiene, die ihrerseits substituiert oder mit weiteren Ringen konden siert sein können, als Dienkomponenten einsetzen; ebenso sind

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einfache und substituierte Cyclodiene, die an Stelle eines Ringkohlenstoffes ein Heteroatom enthalten, wie etwa Furan und Λ -Pyran bzw. deren Substitutionsprodukte, als Dienkomponenten verwendbar.

Umsetzungen können je nach der Natur des eingesetzten ffumarsäurederivates und des verwendeten Cyclodiens bei Abwesenheit dritter Substanzen oder vorteilhafterweise in Gegenwart eines geeigneten indifferenten Lösungsmittels oder in Gemischen solcher ausgeführt werden, wobei nötigenfalls und speziell beiinhomogenen Reaktionsgemischen für _λ ausreichende Durchmischung der Reaktanten zu sorgen ist. Der Gegenwart eines oder mehrerer Lösungsmittel kann gegebenenfalls eine für den Ablauf der Reaktion entscheidende Bedeutung zukommen. Dies wurde in einem Fall oben bereits dargelegt * Es wurde nun weiters gefunden, daß beispielsweise die Diensynthese von Fumarsäure und' Cyclopentadien in polaren Lösungsmitteln, insbesondere sogar in wässeriger Lösung, glatt durchgeführt werden kann, während dies in minder polaren oder unpolaren Lösungsmitteln, wie eingangs zitiert, gänzlich unmöglich ist. Es ist ferner möglich, die Heaktionsgeschwindigkeit und damit die Ausbeute durch Zusatz von Stoffen, welche die Löslichkeit eines oder beider Keaktanten begünstigten, oder durch Katalysatoren oder beider zu erhöhen, üi's muß ferner festgehalten werden, daß in öinne einer optimalen Le.nkung der Reaktionen die äußeren Bedingungen, wie Temperatur und iJruck, den gegebenen üa?fordernissen anzupassen sind, insbesondere ist die Reaktionstempera-

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tür durch wärmezufuhr oder -ableitung unter Kontrolle zu halten, und, falls erforderlich, auch der Druck durch Arbeiten in einem geschlossenen uefäß beierhöhter Temperatur zu erhöhen.

Alle erfindungsgemäß' herstellbaren Verbindungen, die nichtaromatische Doppelbindungen enthalten und halogenfrei sind, können zu den entsprechenden gesättigten vferbindungen katalytisch hydriert werden.

Die erfindungsgemäß herstellbaren verbindungen können für sich oder als Zwischenprodukte zur Herstellung von Arzneimitteln, kosmetika, Schädlings- und Unkrautbekämpfungsmitteln, Lösungs- und !schmiermittelzusatzen, Emulgatoren, Lösungsvermittlern oder riilfsstoffen für die Kunststoff-, Papier- und Textilindustrie verwendung finden.

.Beispiel 1: 100 g Fumarsäure wurden in 600 ml Dimethylformamid suspendiert und portionsweise mit insgesamt 65 g frisch monomerisiertem uyclopentadien "versetzt. Die Keaktion setzte spontan unter j&rwärmung ein; die Zugabe des Diens wurde so geleitet, daß eine zusätzliche Kühlung nicht erforderlich wurde. Nach dem Abklingen der weaktion wurde das Lösungsmittel im vak. weitgehend abdestilliert, .der Kückstand mit wasser aufgeschlämmt, abgesaugt und getrocknet. Ausbeute: 154· g 1,4-jündomethylen- -'-cyclohexene, 5-trans-dicarbonsäure, öchmp. 188-189°. Analyse: Äquivalentgewicht j Ber. 91,0 Gef. 91,0.

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.Beispiel 2: 11 g jrumarsäurediamid wurden mit 50 ml Dimethylformamid und 7,5 g frisch mohomerisiertem cyclopentadien 3 stunden unter Kückfluß gekocht. Hierauf wurden zwei Drittel des Jjösungsmittöls abdestilliert, der ausgeschiedene wiederschlag abgetrennt, gewaschen und getrocknet. Ausbeute: 16,9 g 1,4-jindomethylen-A -cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäurediamid, öchmp. 237°; Analyse: Ber. 15,55 t> N Gef. 15,65 % N.

Beispiel 3* 4,5 S üumarsäurebisdiathylamid wurden in 25 ml Benzol gelöst, mit 2,5 frisch monomerisiertem Cyclopentadien versetzt und 1 Stunde unter Rückfluß erhitzt. Anschließend wurde eingedampft und der Kückstand einmal aus Petroläther umkristallisiert. Ausbeute: ^^ g 1,4—-B.ndomethylenA--^?-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bis-diäthylamid, Bchmp. 84°, Analyse: Ber. 9,58 % N, Gef. 9,48 % N.

In ähnlicher Weise wurden folgende verbindungen hergestellt :

l,4-u;ndomethylen-.-i -^?-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bisdimethylamid, öchmp. 65 - 68°.

l,4-Endomethylen-Ä^-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bisdiallylamid, ölig, n^° 1,5272, d£° 1,CW-I, biedep. 165-175° (0,5 l'orr).

^ ^-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bis-

di-n-propylamid, üchmp. 38

l,4-ündomethylen-A^-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bisdi-isopropylamid, üchmp. 113 ·

_{BAD 0R1G1N}a_L

l,4-ώndomethylen-Δ■^;>-cyclohexen-2,3-tl?ans-dicarbonsäure-bispiperidid, üchmp. 160°.'

jmdomethylen-Δ -cyclohexene,3-trans-dicarbonyl-aziridin,

üchmp. 64°.

1 ,^-ijJndomethylen- '. -cyclohexene, 3-trans-dicarbonsäure-bismorpholid, üchmp. 172°.

.Beispiel 4·: 6 g Ji'umarsäure-bis-n-butylamid wurden mit 50 ml iiimethylformamid und 7 S frisch monomerisiertem Cyclopentadien 2 stunden unter Rückfluß gekocht. Anschließend wurde das Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert und dar Rückstand einmal aus wässerigen Alkohol umkristallisiert. Ausbeute: 7,4- g !,^-Endomethylen-^^-cyclohexen^^-transdicarbonsäure-bis-n-butylamid, öchmp. 191°, Analyse: Ber. 9,58 % N Gef. 9,59 % N.

In ähnlicher Weise wurden folgende verbindungen dargestellt:

1,4-£,ndomethylen-,Δ -cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-biamethylamid, Schmp. 201 .

l,4-il;ndomethylen-.^»^-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bisäthylamid, bchmp. 199°·
!,^-iündomethylen-A.^-cyclohexen^^-trans-dicarbonsäure-bis-

n-propylarriid, bchmp. 200 .

1,4-Ändomethylen-A^ cyclohexen-a^-trans-dicarbonsäure-bisisopropylamid, bchmp. 247 ·

l.^-Endomethylen-A^-cyclohexen-a.J-trans-äicarboneäure-bifl-

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eek.-butylamid, bchmp. 277° (Zers.) BAD ORIGINAL

1,4-^ndometh.ylen-Zlk -cyclohexene,3-trans-dicarbonsäure-bistert.-butylamid, Schmp. 245°.

1,4-ündomethylen-A -cyclohexen-2,3~trans-dicarbonsäure-bisbenzylamid, üchmp. 190⁰.

1,4- Endom ethyl en-Δ -cyelohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bisanilid, Schmp. 240°.

1,4-n;ndomethylen-Δ -cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bisp-toluidid, Schmp. über JOO⁰ unter Zersetzung.

1,4-üindomethylen-,Δ -cyclohexen-2,J-trans-dicarbonsäure-bisanisidid, Schmp. 212°.

1,4-Endomethylen-z^ -cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bi-sn-butylamid, Schmp. 190°.

1,4-Endomethylen-/ ^-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bisn-butylamid, »ichmp. 19Ο⁰.

1,4-Endomethylen-^i -cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bisallylamid, bchmp. 173°·

Beispiel 5: 7 g jnimarsäuredihydrazid wurden mit 5 g Cyclopentadien und 70 ml Dimethylformamid 2 Stunden unter Rückfluß gei: ocht. Nach dem Erkalten wurde filtriert und das jsiltrat im Vakuum eingedampft. Der ölige Rückstand kristallisierte beim Anreihen mit Äthanol. Ausbeute: 8,5 g. Umkristallisation aus Äthanol. l,4-üindomethylen-A ^-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-dihydrazid, Schmp, 171°, Analyse: Ber. 26,65 % K Gef. 26,60 % N.

In ähnlicher Weise wird 1,4-Endomethylen-Ä^-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bis-phenyl-hydrazid, Schmp. 282°, erhalten.

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Beispiel· 6: lO g Fumarsäure-bis-Cß-chloräthylester) wurden in 50 ml Benzol gelöst und mit 4 g Cyclopentadien versetzt, wobei sich das Gemisch spontan erwärmte, flach dem Abklingen der Reaktion wurde das Lösungsmittel abdestilliert und der Rückstand im vakuum destilliert. l,4-ü)ndomethylen-& -cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bis(,ß-chlorätliylester), Siede° (05 Torr; n^° 14979 d|°

punkt 140-150° (0,5 Torr;, n^° 1,4979, d|° 1,291. Analyse: Ber. 23,0& % Cl, Gef. 22,92 fb Cl.

Beispiel 7: 13 g i'umarsäure-bisCß-äthoxyäthylester) wurden wie unter Beispiel 6 mit Cyclopentadien zur Reaktion gebracht und aufgearbeitet. Ausbeute: 15,3 g· l,4-Endomethylen-.£> cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-di(ß-äthoxyäthylesterJ,

Siedep. 19O-I9I⁰ (2 Torr), n^° 1,4653, d|° 1,092. In gleicher Völse wurde dargestellt:

l,4-ü;ndomethylen-A -cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-di (ß-methoxy-äthylester), Siedep. 176-179° (1 Torr),

20 ²⁰

ng^U 1,4727, d^ 1,137·

Beispiel 8: Fumarsäure-bisCß-dimethylaminoäthylester) wurde wie unter Beispiel 6 mit Cyclopentadienzur Reaktion gebracht. Nach beendeter Umsetzung wurde das Lösungsmittel im Vak. abdestilliert, der Rückstand in Isopropanol aufgenommen und Chlorwasserstoff, bis zur Sättigung eingeleitet. Das ausgefallene Kristallisat wurde abgetrennt, getrocknet und aus Isopropanol umkristallisiert. Die freie Base kann aus dem Dihydrochlorid mit Alkalihydroxyd freigesetzt werden, iedep. 180-185° (1 Torr).

1,4-.κ;ηαοΐπβΉ^1βηΔ ^-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bis-(,ß-dimethylaminoäthylesteiv-dihydrochlorid, öchmp. 205 ·

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JJimethojodid, öchmp. 230°. Diäthobromid, bchrap. 199°. Auf ähnliche Weise wurden die folgenden verbindungen dargestellt:

1,4-Endornethylen-A -cyclohexene,3-trans-dicarbonsäure-bis-(ß-diäthylamindäthylester)-dihydrochlorid, Bchmp. 155°.

n-.^-''-cyclohexene, 3-trans-diacrbonsäure-bis-

-methyl-ß-dime hylaminoäthylesterj-dihydrochlorid, öchmp,

ο 5

23Ü . l,4-j^ndomethylen-A^v-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäurebis-^ß-piperidinoäthylester^-dihydrochlorid, üchmp. 235°·

±seispiel ty: 12 g üumarsäuremonoäthylester wurden in 5¹^ ml Dimethylformamid gelöst und mit 7 g (Jyclopentadien versetzt, nie Reaktion tritt unter selbsterwärmung ein. wach demAbklingen der Keaktion wurde das Lösungsmittel im >/ax. abdestilliert und der .Rückstand fraktioniert. Ausbeute: 13»9 S 1,4-^ndomethylen-z\-^:;'-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-monoäthylester, viskoses 01, üiedep. 165-172° (l Torr), n^^Ü 1,4856, d^° 1,183-

Beispiel 10: 30 g Pumarsäure-n-propylester-chiorid wurden in 30 ml Benzol gelöst und unter Kühren und Kühlung mit 10 g Cyclopentadien, gelöst in 2U ml Benzol, versetzt. Nach beendeter Umsetzung wurde noch 1 btunde auf 50 erwärmt, anschließend das Lösungsmittel im vak. abdestilliert und der Kückstand fraktioniert: Ausbeute: 29,2 g. 1,4—.Bi'ndomethylen-Δ ^-cyclohexen^.^-trans-dicarbonsäure-n-

20 propylester-Chlorid, tiiedep. 125-130 (10 Torr), N_p 1,4848.

Analyse: Ber. 14,68 yo Cl Gef. 14,78 :*> Cl.

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Beispiel 11: 21 g ü'umarsäure-n-propylester-di^:;thylamid wurden wie unter Beispiel 6 mit Cyclopentadien zur reaktion gebracht ' und aufgearbeitet. Ausbeute: 24,2 rr. l,4-iJndomethylen-A cyclohexen^^-trans-dicarbonsäure-n-propyl-ester-diüthylamid, üiedep. 167-169° (2 Torr), n^° 1,4822, d|^U 1,0^1. Analyse: Ber. 5,02 % N Gef. 4,85 .* N.

Beispiel 12: 10 g i'umaräsure-i.-propylester-n-butylaiaid wurden wie unter Beispiel 4 mit cyclopentadien zur Reaktion gebracht und aufgearbeitet. Ausbeute: 13,0 g. I

1,4-£indomethylen-Z\ -cyclohexen-2,3-trans-dicarbonaäure-npropylester-n-but,yla.::id, oiedep. 180-195° (1-2 Torr;, n-p 1,4847, d|^Ü 1,047, Analyse: Ber. 5,02 % N. Gef. 4,93 'ß N.

In gleicher Weise wurde dargestellt:

1,4-üindomethylen-Z^ -cyclohexene^-trans-dicarbonsäure-npropyl-ester-anilid, bchmp. 92 - 98°.

Beispiel 13: 5 g Fumarsäure-moro-Cdiäthylamid^iwurden mit 4 g cyclopentadien und 30 ml Dimethylforffiamid 3 otunden unter Kückfluß gekocht. Anschließend wurde im vak. eingedampft und der Kückstand aus einem Kugelrohr destilliert (Badtemp. 180-195°, 1 Torr;; Ausbeute: ca. 6 g. üie halbfeste Masse gab beim anreiben mit Äther ein farbloses Kris tall!sat, öchmp. 102-108°. l,4-£_Jndomethyleri-A^-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-rnorjo-(,diäthylamid;. Analyse: Ber. 5»9O % N Gef.

5,86 56 W.

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Beispiel 14·: 6 g ifumarsäure-bis-diälhylaraid wurden mit 5 K ulc-clonontcuüei, unu IS ml Toluol im Kohr 2 Std. auf 180 erhitzt, «rch dem erkalten wurde der Kohrinhalt im vak. eingedampft. Der Hückstand kristallisierte aus cyclonexan in Ärblosen Kristallen, ^chmp. 84·°, üusbeute: 7,4- g. 1,4-Endomethylen-A -cyclohexen-Sj^-trans-dicarbonsäure-bisid. Mschschmp. mit dem nach .Beispiel 3 dargestellten

Präparat: 84-°.

Beispiel 15: 6 g Jj'umaräsure-bis-diäthylamid wurden mit 30 ml Cyclohexadien im Kohr 10 Std. auf I50⁰ C erhitzt. Nach dem üirkalten wurde der leichtflüchtige Anteil abdestilliert und der halbfeste Kückstand aus uyclohexan umkristallisiert. Ausbeute: 5»2 g.

lj^-jindoäthylen-Zik -cyclohexene,3-trans-dicarbonsäure-bisdiäthyl-amid, ibchmp. 120°. Analyse: Ber. 9,14- /0 N Gef. 9,30 % N.

Beispiel 16: 10 g Fumarsäure-bis(ß-äthoxyäthylester; wurden mit 30 ml Cyclohexadien 2^ ütd. unter Rückfluß gekocht. Anschließend wurde des überschüssige (Jyclohexadien entfernt und der Hückstand im vak. destilliert. Ausbeute: 12,0 g. 1,4-iündoäthyl en-,Δ ^-eyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bis -Cß-äthoxyäthylester), Siedep. 182-184° ^0,5 Torr), n_D 1,4728, 1,093.

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In gleicher Weise wurde dargestellt:

1,4-jjindo-äthylen-A -cyclohexene, 3-t^aris-dicarbonsäure-di-(ß-methoxy-äthylester), üiedep. 188-189° ^ 2 Torr;, n^° 1,4800, d|^U 1,138.

Beispiel 17: 10 g irumarsäure-n-propylester-diäthylamid wurden mit 2U ml Cyclohexadien wie unter .Beispiel 16 zur Reaktion gebracht und aufgearbeitet, .ausbeute: 16,1 g 1,4-Endoäthylen-.A.'^?-cyclohexen-2, 3-trans-dicarbonsäure-npropylester-diäthylamid, Diedep. 155-162° (1 i'orr;, n^ 1,4851

d²⁰ 1,051. Analyse: Ber. 4,77 f> N Gef. 4,85 Vo N. 4

Beispiel 18: 12,5 g Fumarsäure-bis-Cß-chloräthylester) und 9 6 Anthracen wurden in IUO ml Hethylej-chl orid suspendiert und portionenweise mit 14 g- AlGl₇ versetzt, uie Reaktion setzte sofort unter starker Wärmeentwicklung ein und das Aiithracen löste sich auf. i^ach beendeter Umsetzung wurde das Gemisch auf j&is gegossen, die organische Phase abgetrennt, mit Wasser, verd. H₂SO. und wieder mit Wasser gewaschen, über Wa₂SO. getrocknet, filtriert und im Vakuum eingedampft. Ausbeute: 17,7 S viskoses ul, nicht destillierbar.

5,6; 7,8-Dibenzo-bicyclo(.2,2,2;oct;an-2,3-trans-dicarbonsäurebis-(.ß-chlorät;hylester), Analyse: Ber. 16,91 5» Cl Gef. 15,52 /0 Gl.

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±seispiel I9: Hydrierungen: Jeweils 1 Teil der ungesättigten Substanzen wurde in 5 bis 10 Teilen Alkohol gelöst, mit 0,5 bis 2 % ihrer Gewichtsmenge Pd-Kohle versetzt und in ein^r Wasserstoffatmosphäre turbiniert. Wach beendeter Wasserstoffaufnahme wurde vom Katalysator filtriert, die Lösung im Vakuum eingedampft und der Rückstand umkristallisiert oder destilliert. Auf diese weise wurden folgende neue Verbindungen dargestellt: l,4-Jündomethylen-cyclohexen-2.3-transdicarbonsäure-bis-diisopropylamid, Schmp. 122°. l,4-Jindomethylen-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bis-npropylamid, Schmp. 2O7⁰.

l^-Endomethylen-cyclohexen^^-trans-dicarbonsäure-biü-isopropylamid, Schmp. 266°.

l,4-JLndomethylen-cyclohexen-2,3-tr&n3-dicarbonsäure-bis-nbutylamid, Schmp. 181 .

1 ^-iindomethylen-cyclohexen^^-Trans-dicarbonsäure-bis-tert. -butylamid, bchmp. 252 .

l^-^ndomethylen-cyclohexen^^-trans-dicarbonsäure-bis-anilid, Schmp. 267°.

1,4-Endomethylen-cyclohexen-2, 3-trans-dicarbonüäure-bist,ßäthoxyäthylester), Siedep. 188-190° (1 Torr), n^° 1,4692, d^° 1,084.

l,4-üindomethylen-cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-di-(ß-methoxy-äthylester;, Siedep. 178-180° (1 Torr), n^° 1,4660, d^° 1,125.

1,4-Endoäthylen-.Δ -cyclohexene,3-trans-dicarbonsäure-bistß-methoxyäthylester), biedep. 185-190° (1 Torr) n^^Ü 1,4743,

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^d4 ¹I¹'-⁷ · 209833/1235

1,4-Endomethylen-Δ -cyclohexene,3-trans-dicarbonsäurebis-sek.butylamid, richmp. 2°

Beispiel 20: 5 g Fumarsäuce-bisCß-äthoxyäthylester und 10 g Hexachlorcyclopentadien wurden 20 Std. auf 170° erhitzt, ^.nscnließend wurde im vak. destilliert und die Fraktion vom oiedep. 190-205° (0,5 Torr) abgetrennt. Ausbeute: 9,5g. 1,4,5,6,7,7-Hexachlor-l,4-endomethylen-Δ -cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure-bis-Cß-äthoxyäthylester;, gelbes 01. n£^u 1,5091, 4° 1,405.

Beispiel 21: 10 G Fumarsäure, 10 g Dicyclopenfcadien und 50 ml Dimethylformamid wurden 3 stunden unter Rückfluß gekocht. iMach dem Abkühlen wurde das Lösungsmittel und das überschüssige Dicyclopentadien im vakuum abdestilliert und der Rückstand aus wenig wasser kristallisiert, abgesaugt und getrocknet.

Ausbeute: 15»4- g

l,4-£;ndomethylen-^\ -cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure , Schmp. 187-188°; Analyse: Äquivalentgewicht; Bex*.91,0 Gef. 91,2

Beispiel 22: 6 g Fumciräi-mredia.mid, 6 g Dicyclopentadien und 100 ml Dimethylformamid wurden 3 Stunden unter Rückfluß gekocht, wobei sich das jjumarsäurediamid vollständig auflöste. Nach dem Abkühlen wurden drei viertel des Lösungsmittels im Vakuum abdestilliert und das ausgeschiedene ^ristallisat abgesaugt, gewaschen und getrocknet. Ausbeute: 8,8 g

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1,4-üindome thyl en-Δ -cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäurediamid, ochmp. 257°; Analyse: Ber. 15,55 Jb N Gef. 16,0 % N.

Beispiel 23: 10 g Fumarsäure wurden in 15Ο ml Wasser suspen-· diert, mit 20 g frisch monomerisiertem Cyclopentadien versetzt und das Ganze 3 Stunden kräftig turbiniert. Anschließend wurde alkalisch gemacht, das überschüssige Cyclopentadien mit Äther extrahiert und die wässerige Lösung angesäuert. Der ausgefallene Niederschlag wurde" abgetrennt, gewaschen und getrocknet; durch iüinengen der Mutterlauge wurden weitere kristalline Anteile gewonnen. Ausbeute: 14,3 g. 1,4-Endomethylen-^ -cyclohexen-2,3-brans-dicarbonsäure, Schmp. 188-189°, Analyse: Äquivalentgewicht: Ber. 91,0 Gef. 90,8. Das überschüssige Cyclopentadien kann in Form seines Dimeren zurückgewonnen und wieder eingesetzt werden.

Beispiel 24: 10 g Fumarsäure wurden in 100 ml Wasser susepn- \ diert und zur Erhöhung der Löslichkeit der Fumarsäure mit einem halben Äquivalent ITaOH, gelöst in 50 ml Wasser, versetzt. Hierauf wurden 20 g frisch monomerisiertes Cyclopentadien zugefügt und das Ganze 3 Stunden kräftig turbinicrt. Anschließend wurde wie unter Beispiel 23 aufgearbeitet.

In analogen versuchen wurde anstelle von WaOH andere Basen, u. zw. KOH, Ammoniak, Triäthylamin, Triethanolamin, verwendet.

In allen Fällen bildete sich quantitativ die 1,4-Endomethylen-^5-cyclohexen-2,3-trans-dicnrbonsäure, welche in

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kristalliner Form in Ausbeuten zwischen 94,5 bis 98,5 # isoliert wurde.

Beispiel 25: 10 g Fumarsäure wurden in 100 ml 0,1-n HjSO. suspendiert und wie unuer Beispiel 23 mit 2U g Cyclopentadien umgesetzt, Das Produkt wurde in gleicher Weise aufgearbeitet. Ausbeute: 16,2 g 1,4-iündomethylen-A -cyclohexene^-ti'ansdi-earbonsäure, Schmp. 189-190°, Analyse: Äquivalentgewicht: Ber. 91,0 Gef. 90,7· (

Beispiel 26: 10 g Fumarsäure und 10 g Cyclopentadien in 50 ml Eisessig wurden unter Rühren I5 win. unter Rückfluß gekocht und dann noch 2 btunden bis zum Erkalten gerührt. Hierauf wurde im Vakuum eingedampft und der Rückstand wie unter Beispiel 23 aufgearbeitet.

„ .5

Ausbeute: 15,0 g !,^

dicarbonsäure, bchmp. 189°, Analyse: Äquivalentgewicht:

Ber. 91,0 Gef. 90,4. .

Das gleiche Resultat erhalten bei verwendung von Äühylacetat, Aceton und Diisopropyläther als Lödungsmittel.

Beispiel 27: 10 g Fumarsäure wurden in 5° ml Methanol suspendiert und mit 7 g Cyclopentadien versetzt. Das Gemisch erwärmte sich spontan und die Fumarsäure ging in Lösung, hach de...jtbklingen der Keaktion wurde äss Lösungsmittel abdestilli(.rt und der Rückstand ^c-[,rocknet. Ausbeute: 15,6 S

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1,4-Endomethylen-A -cyclohexene^-träns-dicarbonsäure, öchmp. 188-189°.

Das gleiche Er-gebnis wurde erhalten bei Verwendung von Äthanol, n-^i.opcnol und Isopropanol als Lösungsmittel.

Beispiel 28: 1 kg Fumarsäure vmrde in 3,5 Liter wässerigem Aceton suspendiert und zum leichten Sieden erhitzt. JJann wurden 625 g Cyclopentadien unter Kühren zufließen gelassen. Nacr dem Erkalten und Einengen kristallisierte die 1,4-Endomethylen-Z^ -cyclohexen-2,3-trans-dicarbonsäure in analysenreiner Form aus. Ausbeute: 1,52 kg, Schmp. 189-190°·

Beispiel 29: 10 g Fumarsäure-diureid wurden wie unter Beispiel 2 mit 7 g Cyclopentadien umgesetzt. Ausbeute: 19»9 S 1,4-Endomethylen-^ ''-cyclohexene, 3-trans-dicarbonsäure-diureid, iochmp. 3O5⁰.
Analyse: Ber. 21,05 % N Gef. 20,79 % N.

Beispiel JO: 10 g Fumarsäure-bis (cL-carbäthoxy-äthylester) wurden wie unter Beispiel 6 mit 5 S Cyclopentadien zur Reaktion gebracht.

Ausbeute 12,2 g l,4-^ndomethylen-A -cyclohexene,3-transdicarbonsäure-bis ((*- -carbäthoxy-äthylester), ölige Flüssigkeit, n^° 1,4609; d^^ü 1,130.

Beispiel 3I: 10 g Fumarsäure-bis (o^-cyano-isopropylester) wurden wie unter Beispiel 6 mit 4,5 g Cyclopentadien umgesetzt.

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Ausbeute: ca. 12 g 1,4—^ndomethylen-^ -cyclohexen-2,3-trans dicarbonaäur-e-bis (--■■.--cyano-iaopropylestex*) , sehr viskoses Öl, zersetzt eich beim Erhitzen.

Beispiel:32: 10 g Fumarsäure-bis-Cß-äthylthio-äthylester) wurden wie u-i^er Beispiel 6 mit 5 S üyclopentadien umgesetzt. Ausbeute: 11,8 g l,4~Jina.omethylen-.A -cyclohexene,]5-trans-.

20 dicarbpnsäure-bis-Cß-äthylthio-äthylester;, n^ 1,5172;

d?° 1,142.

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Claims

Patentansprüche :

1. verfahren zur Herstellung von bicyclischen Dicarbonsäuren und deren Derivaten der allgemeinen Formel

■α "^u^^co-x,

worin. A-, und Ao je einen bivalenten, gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls durch Alkyl-, Alkoxy-, Acyloxy-, Arylgruppen oder Halogen substituierten Kohlenwasserstoffrest, insbesondere ,je einen Alkyl en-, Alkenyl en-, Alkyliden-, ßicycloalkylen- oder Arylenrest bedeutet und eine der beiden Gruppen a-, und Ap auch ein oauer stoff atom oder eine säuerst off hai bige bivalente uruppe sei« kann, R^ und R₂ für Wasserstoff, Halogen, Alkyl-, Alko^ilkyl- und Acyloxyalkylgruppen stehen und die Gruppen X₁ und A^ entweder beide OH oder ju OH oder Halogen und A₂ Alkoxy- oder Aryloxygruppen, oder A₁ eine der vorgenannten uruppen und A₂ einen öubstituenben der nachstehenden allgemeinen ütrukturen il bis ν, oder

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2 O 983 3"/^23 5

schließlich λ^ und λ₂ gleiche oder verschiedene oubstituenten der allgemeinen ötrukttuen Il bis ν bedeuten:

-O-B-Y (II)

-NH-B-I (III)

^BY . (17)

•y

wobei in den Formeln II-IV B für einen bivalenten, geradkettigen oder verzweigten Kohlenwasserstoffrest und χ für Halogen, CN, OR, üR, NR₂, wRg.nCl, inR* ⁺.üäurerest, COOR, UONRp (R sind Kohlenwasserstoffreste oder je 2 weste K zusammen ein cyclischer, gegebenenfalls Heteroatome enthaltender Kohlenwasserstoff rest) steht und in .formel V Z, und Zp gleich oder verschieden sein können und wasserstoff, gesättigte oder ungesättigte, geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoffreste, Acylreste, OH, Alkoxy-, Aryloxy- oder Acyloxygruppen, wH^ oder gegebenenfalls substituierte Aminogruppen bedeuten oder beide Keste Z₁ und Z₂ zusammen mit dem «-Atom einen heterocyclischen Hing bilden, dadurch gekennzeichnet, daß man Fumarsäure oder geeignete funktioneile .Derivate der fumarsäure mit cyclischen verbindungen, welche zwei konjugierte endocyclische Doppelbindungen enthalten, umsetzt. -

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IV ;

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,-

daß man an Stelle der einfachen cyclischen Dienkomponenten Verbindungen einsetzt, welche in situ in dieselben übergehen, wie dimere und polymere Cyclodiene·, insbesondere Dicyclopentadien/

3. verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , · daß man die Umsetaing in liegenwart eines geeigneten Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches, insbesondere in wässeriger Lösung oder in Dimethylformamid, durchführt.

4-. verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß man dem Keaktionsgemisch zur .erhöhung der Löslichkeit der Keaktanten basen, öäuren, Emulgatoren oder andere geeignete Lösungsvermittler zufügt.

5. verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Heaktionsgemisch zur Be-

. schleunigung der Reaktion Katalysatoren zusetzt.

6. verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß man dem Keaktionsgemisch Antioxydantien und/oder Polymerisationsverzogerer zusetzt.

F. JOE. KWIZDA durch:

Wien, den

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