DE1593190A1 - Oxalic acid monomethyl ester anhydride (methoxalic acid anhydride) and process for its preparation - Google Patents

Oxalic acid monomethyl ester anhydride (methoxalic acid anhydride) and process for its preparation

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DE1593190A1 DE19651593190 DE1593190A DE1593190A1 DE 1593190 A1 DE1593190 A1 DE 1593190A1 DE 19651593190 DE19651593190 DE 19651593190 DE 1593190 A DE1593190 A DE 1593190A DE 1593190 A1 DE1593190 A1 DE 1593190A1
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    • C07C69/34Esters of acyclic saturated polycarboxylic acids having an esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/36Oxalic acid esters

Description

E. M e r c k P 10 93 190.J '5; °E. M erck P 10 93 190.J '5; °

Akt i enge sell s chaf t früher: 0 10 GOO IVl)/12 ο Act i close sell s chaf t earlier: 0 10 GOO IVl) / 1 2 ο

DarmstadtDarmstadt

Oxalsäure-monomethylester-anhydrid (Me thoxal säureanhydrid) und Verfahren zu seiner HerstellungOxalic acid monomethyl ester anhydride (methoxalic acid anhydride) and its method of manufacture

Methoxalsäureester der allgemeinen FormelMethoxalic acid ester of the general formula

R-OC-COOCH5 R-OC-COOCH 5

worin R einen Alkoholatrest außer OCH, bedeutet, sind Ms jetzt nur wenig "bekannt /z.B. mit R = OCpHp-: Liebigs Annalen der Chemie, Band 253, Seite 290 (1889); mit R s OCH (CH3)C6H1 ^i Journal of the Chemical Society (London), Band 123 (1), Seite 35 (1923); mit R = OCpH.OHrBerichte der deutschen Chemischen Gesellschaft, Band 64, Seite 1758 (193117 und haben bisher auch keinerlei Bedeutung erlangt.where R is an alcoholate residue other than OCH, Ms are now only little known / e.g. with R = OCpHp-: Liebigs Annalen der Chemie, Volume 253, page 290 (1889); with R s OCH (CH 3 ) C 6 H 1 ^ i Journal of the Chemical Society (London), Volume 123 (1), Page 35 (1923); with R = OCpH.OHrReichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Volume 64, Page 1758 (193117) and have so far not acquired any significance.

Die Darstellung solcher Methoxalsäureester durch Veresterung von vergleichsweise leicht acylierbaren primären und sekundären Alkoholen mit dem schon lange bekannten Methoxalylchlorid /CH5OOC-COCl; Liebigs Annalen der Chemie, Band 253, Seite 289 (1889][7i*i Gegenwart von organischen Basen gibt infolge der großen Agressivität des Säurechlorids meist nur mäßige Resultate. Tertiäre Alkohole geben überhaupt keine Ester.The preparation of such methoxalic acid esters by esterification of primary and secondary alcohols which are comparatively easy to acylate with the long-known methoxalyl chloride / CH 5 OOC-COCl; Liebig's Annalen der Chemie, Volume 253, Page 289 (1889] [7i * i The presence of organic bases gives only moderate results because of the great aggressiveness of the acid chloride. Tertiary alcohols give no esters at all.

Eine andere Möglichkeit zur Darstellung von Methoxalsäureestern bestand ferner theoretisch in der Verwendung des voraussichtlich milder wirkenden Methoxalsäureanhydrids der FormelAnother possibility for the preparation of methoxalic acid esters consisted theoretically in the use of the probable milder acting methoxalic anhydride of the formula

CH5OOC-Co-O-CO-COOCH3 CH 5 OOC-Co-O-CO-COOCH 3

als Acylierungsmittel (Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 4. Auflage 1952, Band 8, Seite 547, 3. Textzeile von unten).as acylating agent (Houben-Weyl, methods of organic Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 4th edition 1952, volume 8, page 547, 3rd line of text from the bottom).

BAD ORIGINAL BATH ORIGINAL

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Neue UiUNew UiU

<, «Vl ,t.rl,,.,.<, « Vl , t . rl ,,.,.

Nun ist bis jetzt Methoxalsäureanhydrid nicht hergestellt worden, wahrscheinlich aus der Befürchtung heraus, daß es infolge seiner ungewöhnlichen Konstitution nicht existenzfähig sein würde, umsomehr, als ein bereits beschriebenes gemischtes Anhydrid aus Oxalsäure und Essigsäure der FormelNow methoxalic anhydride has not been produced up to now, probably out of the fear that as a result of it unusual constitution would not be able to exist, all the more so, as a previously described mixed anhydride of oxalic acid and acetic acid of the formula

Ch3CO-O-CO-CO-O-COCH3 Ch 3 CO-O-CO-CO-O-COCH 3

sich als sehr instabil und zu Acylierungszwecken in der Praxis als unbrauchbar erwies. Es ließ sich aus Silberoxalat und Acetylchlorid in einer Ausbeute von nur 9 # der Theorie erhalten /Journal of the American Chemical Society, Band 75, Seiten 3587 3589 (195317proved to be very unstable and for acylation purposes in practice as proved useless. It could be obtained from silver oxalate and acetyl chloride in a yield of only 9 # of theory / Journal of the American Chemical Society, Volume 75, Pages 3587 3589 (195317

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß das Anhydrid des Oxalsäure-monomethylesters - abgekürzt Methoxalsäureanhydrid genannt unter Einhaltung gewisser Bedingungen bequem und billig in ausgezeichneter Ausbeute (über 90 # der Theorie) hergestellt werden kann, ohne daß eine Zersetzung eintritt.Surprisingly, it has now been found that the anhydride of oxalic acid monomethyl ester - abbreviated as methoxalic anhydride, conveniently and cheaply in excellent, if certain conditions are met Yield (over 90 # of theory) can be produced without decomposition occurring.

Methoxalsäureanhydrid ist sowohl in fester Form als auch in benzolischer Lösung bei Temperaturen bis zu 800C vollkommen beständig. Es läßt sich im Hochvakuum destillieren (Kpn Q3 = 70 - 800C) und kristallisiert aus Benzol in Platten, die bei 65 - 670C schmelzen. Durch Wasser wird es in wenigen Sekunden zum Oxalsäuremonomethylester hydrolysiert. Pyridin zersetzt Methoxalsäureanhydrid bei Raumtemperatur sehr langsam zu Produkten unbekannter Struktur, mit stärkeren organischen Basen, z.B. mit Triäthylamin, geht diese Zersetzung schneller vonstatten.Methoxalsäureanhydrid is up to 80 0 C completely stable both in solid form and in benzene solution at temperatures. It can be in a high vacuum distillation (bp Q3 n = 70 - 80 0C) and crystallized from benzene in plates at 65 - 67 0 C melt. With water it is hydrolyzed to the oxalic acid monomethyl ester in a few seconds. Pyridine decomposes methoxalic anhydride very slowly at room temperature to products of unknown structure; with stronger organic bases, for example with triethylamine, this decomposition takes place more quickly.

Methoxalsäureanhydrid ist ein extrem aktives Carbonsäureanhydrid. Es eignet sich zum Acylieren von schwer veresterbaren, sogar von bisher als nicht veresterbar angesehenen Hydroxylgruppen. Da diese Veresterungen praktisch quantitativ erfolgen, läßt sich Methoxalsäureanhydrid zur quantitativen Bestimmung von HydroxylgruppenMethoxalic anhydride is an extremely active carboxylic acid anhydride. It is suitable for acylating hydroxyl groups that are difficult to esterify, even those that were previously not considered esterifiable. This one Esterifications take place practically quantitatively, methoxalic anhydride can be used for the quantitative determination of hydroxyl groups

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verwenden. Eine weitere Verwendungsmöglichkeit ist die Herstellung wasserlöslicher Derivate von wasserunlöslichen Alkoholen. Schließlich ist mittels Methoxalsäureanhydrid eine selektive Abtrennung von Alkoholen aus Gemischen möglich. Überraschenderweise reagiert Methoxalsäureanhydrid nicht mit Ketogruppen.use. Another possible use is manufacturing water-soluble derivatives of water-insoluble alcohols. Finally, methoxalic anhydride is a selective one Separation of alcohols from mixtures possible. Surprisingly, methoxalic anhydride does not react with keto groups.

Primäre und sekundäre Alkohole werden durch Methoxalsäureanhydrid in verdünnter benzolischer Lösung (etwa 0,25 molar) bei Zimmertemperatur in wenigen Minuten quantitativ verestert, tertiäre Alkohole in durchschnittlich 2 -.3 Tagen.Primary and secondary alcohols are produced by methoxalic anhydride in a dilute benzene solution (about 0.25 molar) at room temperature Quantitatively esterified in a few minutes, tertiary alcohols in an average of 2-3 days.

Bei einigen Alkoholen kann dieses Veresterungsverfahren jedoch nicht angewendet werden, weil der bei der Reaktion freiwerdende sehr stark ΒψίΤβ Oxalsäuremonomethylester (K = 10"°) Dehydratisierung bewirkt (z.B. bei Linalool und bei ß-Dimethylnaphtylcarbinol). This esterification process cannot be used with some alcohols, however, because the very strong ΒψίΤβ oxalic acid monomethyl ester (K = 10 "°) released during the reaction causes dehydration (eg with linalool and with ß-dimethylnaphthylcarbinol).

Es hat sicfc €aher als allgemeine Arbeitsvorschrift für die Veresterung mittels Methoxalsäureanhydrid das Arbeiten unter Pyridinzusatz bewährt. Obwohl das Methoxalsäureanhydrid durch Pyridin zwar zersetzt wird, erfolgt diese Zersetzung bei Temperaturen unter 1O0C jedoch langsam, daß unter diesen Bedingungen sogar die Exaktheit der quantitativen Hydroxylgruppenbestimmung kaum leidet.It has also proven to be a general working instruction for esterification using methoxalic anhydride, working with the addition of pyridine. Although the Methoxalsäureanhydrid is decomposed by pyridine though, this decomposition, however, takes place at temperatures below 1O 0 C slowly that even under these conditions the accuracy of quantitative Hydroxylgruppenbestimmung hardly suffers.

Unter Pyridinzusatz werden auch tertiäre Alkohole durch Methoxalsäureanhydrid bei Temperaturen zwischen 0 und 100C unter geringer Wärmeentwicklung in wenigen Minuten quantitativ verestert. Selbst die sterisch stark behinderte 11ß-Hydroxylgruppe in Steroiden, wie z.B. in Dihydrocortison, wird unter diesen Bedingungen in weniger als 15 Minuten quantitativ acyliert.Under Pyridinzusatz also tertiary alcohols are esterified quantitatively by Methoxalsäureanhydrid at temperatures between 0 and 10 0 C under low heat in a few minutes. Even the sterically hindered 11β-hydroxyl group in steroids, such as in dihydrocortisone, is acylated quantitatively in less than 15 minutes under these conditions.

Die quantitativ und ohne Nebenreaktionen verlaufende Acylierung mit Methoxaü säureanhydrid läßt sich zur Bestimmung der Hydroxylgruppe in schwer veresterbaren (speziell tertiären) Alkoholen verwenden. Die Resultate, die durch Differenzbestimmung zwischenThe acylation with methoxaü acid anhydride, which proceeds quantitatively and without side reactions, can be used to determine the hydroxyl group use in alcohols that are difficult to esterify (especially tertiary). The results obtained by determining the difference between

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Einsatz und Blindprobe erhalten werden, bewegen sich innerhalb einer Fehlergrenze von 0,4 ^. Bei schwer veresterbaren Hydroxylgruppen, einschließlich der in 11ß-Stellung in Hydrocortisonen, kann eine derartige Bestimmung in weniger als 45 Minuten ausgeführt werden. Vergleichsweise dauert die Acylierung mit Ameisensäure-Essigsäure anhydrid ca. 72 Stunden.The insert and blank obtained are within an error limit of 0.4 ^. In the case of hydroxyl groups that are difficult to esterify, including those in the 11ß-position in hydrocortisone, such a determination can be completed in less than 45 minutes. The acylation with formic acid-acetic acid takes a comparatively long time anhydride approx. 72 hours.

Zur Bestimmung werden die Probe sowie eine Blindprobe "bei 5 100C mit einem Überschuß an Methoxalsäureanhydrid in Benzol und etwas mehr Pyridinjals der eingesetzten Menge Methoxalsäureanhydrid entspricht/15 Minuten stehengelassen. Anschließend wird wenig Wasser und Benzol in einer Serie von zwei Scheidetrichtern kurz ausgeschüttelt, die Benzolphasen zweimal mit wenig Wasser gewaschen und die vereinigten wässrigen Lösungen mit 0, in carbonatfreier Lauge (Phenolphthalein als Indikator) bis zur oben bleibenden Rotfärbung titriert. Die Differenz zwischen Probe und Blindprobe ergibt die Hydroxylzahl bzw. das Molekulargewicht. Die entstandenen, in der Benzolphase gelösten Methoxalsäureester sind nun ihrerseits vielseitig verwendbar.For the determination, the sample and a blank sample are "left to stand for 15 minutes at 5 10 0 C with an excess of methoxalic anhydride in benzene and a little more pyridine than the amount of methoxalic anhydride used. the benzene phases are washed twice with a little water and the combined aqueous solutions are titrated with 0, in carbonate-free lye (phenolphthalein as indicator) until the red color remains at the top. The difference between sample and blank gives the hydroxyl number or the molecular weight. The resulting, in the benzene phase dissolved methoxalic acid esters can now be used in a variety of ways.

Einmal wird hier wie bei gewöhnlichen Estern die Hydroxylgruppe blockiert, wodurch Operationen an anderen Stellen des Moleküls ermöglicht werden, ohne die erstere anzugreifen. Ein Beispiel bietet die Hydrocortisonfamilie, wo bisher die 1Iß-Hydroxylgruppe nur in oft nicht quantitativer Weise durch Ameisensäure oder Trifluoressigsäure geschützt werden konnte.Once here, as with normal esters, the hydroxyl group is blocked, which leads to operations at other parts of the molecule be made possible without attacking the former. One example is the hydrocortisone family, where the 1Iß-hydroxyl group has hitherto been used only in an often non-quantitative way by formic acid or trifluoroacetic acid could be protected.

Die Veresterung mit gewöhnlichen Pettsäureanhydriden führte hier zu Estern, die sich nachher nicht mehr hydrolysieren ließen. Der Oxalsäurerest hingegen ist vergleichsweise leicht abspaltbar.The esterification with common fatty acid anhydrides led here to esters that could no longer be hydrolyzed afterwards. The oxalic acid residue, on the other hand, is comparatively easy to split off.

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Weiter werden neutrale Oxalsäureester im Vergleich zu normalen Fettsäureestern in ungewöhnlicher Weise alkalisch verseift, was insbesondere bei symmetrischen Oxalsäureestern beobachtet wurde /Monatshefte für Chemie, Band 38, Seite 159 (1917); Band 39, Seiten 495, 697 und 765 (1918); Band 41, Seite 339 (192O)/. Z. B. beträgt die Geschwindigkeit der alkalischen Verseifung des Oxalsauredimethylesters (verglichen mit der von Essigsäuremethylester = 1):Next, neutral oxalic acid esters are compared to normal ones Fatty acid esters are saponified under alkaline conditions in an unusual manner, which has been observed in particular in the case of symmetrical oxalic acid esters / Monthly books for chemistry, Volume 38, page 159 (1917); Volume 39, pages 495, 697 and 765 (1918); Volume 41, page 339 (1920) /. For example, the rate of alkaline saponification of dimethyl oxalate is (compared to that of methyl acetate = 1):

Dimethylester Monomethylestersalz OxalsäureDimethyl ester monomethyl ester salt oxalic acid

Dieses Verhältnis verschiebt sich nun noch, wenn eine Methylgruppe durch eine schwerer verseifbare Gruppe ersetzt wird. Bei eigenen Versuchen wurde gefunden, daß die alkalische Verseifung von MethoxalsäureesternThis ratio is now shifted when there is a methyl group is replaced by a group that is more difficult to saponify. at Our own experiments have found that the alkaline saponification of methoxalic acid esters

bei primären Alkoholen 0 - 60 # der Theorie bei sekundären Alkoholen 60 - 98 $ der Iheorie und bei tertiären Alkoholen 93 - 98 $ der Iheorie Monoesterwith primary alcohols 0 - 60 # of theory, with secondary alcohols 60 - 98 $ of theory and in the case of tertiary alcohols, 93-98% of the theory of monoesters

ergibt. Unter Berücksichtigung dieser und der obigen Datenreihe ist es evident, daß besonders die Methoxalsäureester mit schwer verseifbaren Alkoholresten bei partieller alkalischer Verseifung die besten Ausbeuten an Monoester ergeben. Die partielle Verseifung kann auf verschiedene Arten geschehen. Als besonders vor«· teilhaft hat sich 3 bis 5stündiges Kochen der Methoxalsäureester in wäßrigem Aceton mit Triäthylamin erwiesen. Das Aceton und die Hauptmenge des Triäthylamins werden anschließend abdestilliert. Nach Verdünnen der meist sehr hydrotropen Monooxalatlösung werden Neutralteile, z.B. Ketone, gewöhnliche Fettsäureester oder Phenole durch Extraktion mit einem Lipoidlösungsmittel entfernt. Die wäßrige Phase enthält nunmehr ausschließlich die Oxalsäuremonoestersalze von Alkoholen, aus denen durch doppelte Umsetzung beliebige andere "Salze bereitet werden können. Manche dieser Salze können als wasserlösliche Derivate von Alkoholen Verwendung finden. Die Oxalsäuremonoestersalze primärer und sekundärerresults. Taking this and the above series of data into account, it is evident that methoxalic acid esters in particular are difficult to use saponifiable alcohol residues give the best yields of monoesters with partial alkaline saponification. The partial saponification can be done in several ways. Boiling the methoxalic acid esters for 3 to 5 hours has proven to be particularly advantageous Proven in aqueous acetone with triethylamine. The acetone and most of the triethylamine are then distilled off. After diluting the mostly very hydrotropic monooxalate solution Neutral parts, e.g. ketones, common fatty acid esters or phenols are removed by extraction with a lipoid solvent. the The aqueous phase now contains exclusively the oxalic acid monoester salts of alcohols, from which any by double reaction other "salts" can be prepared. Some of these salts can be used as water-soluble derivatives of alcohols Find. The oxalic acid monoester salts primary and secondary

Alkohole sind allerdings nicht sehr stabil und hydrolysieren nach einiger Zeit; die von tertiären Alkoholen sind jedoch weitgehend haltbar. Auch die 11ß-Oxalate der Hydrocortisonreihe sind sehr stabil und können daher die nur in fester Form haltbaren 21-Ester ersetzen. Unter verschärften Bedingungen sind sie aber trotzdem noch hydrolysierbar.However, alcohols are not very stable and hydrolyze after a while; however, those of tertiary alcohols are largely durable. Also the 11ß-oxalates of the hydrocortisone series are very stable and can therefore replace 21-esters, which can only be stored in solid form. Are under aggravated conditions but they are still hydrolyzable.

Die Totalhydrolyse derartiger Estersalze verläuft vergleichsweise schonend, da ja auch die Hydrolyse der zweiten Estergruppe noch fast zehnmal so schnell verläuft wie bei gewöhnlichen Pettsäureestern. Im allgemeinen genügt eintägiges Stehenlassen der Lösung mit ca. 2 bis 5 Alkalihydroxyd.The total hydrolysis of such ester salts is comparatively gentle, since the hydrolysis of the second ester group is almost ten times as fast as with common fatty acid esters. In general, letting the solution stand for one day with about 2 to 5 ° alkali hydroxide is sufficient.

In dieser Stufe lassen sich übrigens durch vorsichtige partielle hydrolyse, primäre und sekundäre Alkohole weitgehend von tertiären trennen. Die alkalische Lösung wird z.B. einfach in Intervallen mit Lipoidlösungsmitteln ausgeschüttelt. Die leichter verseifbaren Ester primärer und sekundärer Alkohole werden zuerst hydrolysiert.Incidentally, at this stage, by careful partial hydrolysis, primary and secondary alcohols can largely be removed tertiary separate. For example, the alkaline solution is simply shaken out at intervals with lipoid solvents. The easier Saponifiable esters of primary and secondary alcohols are hydrolyzed first.

Man findet also überraschenderweise, daß die Verfahren zur Bestimmung bzw. zur Reinigung und/oder Abtrennung von Alkoholen mittels Methoxalsäureanhydrid insbesondere bei anders schwer veresterbaren Alkoholen angewendet werden können, also bei einer Körperklasse, in der derartige Manipulationen bisher meist schwierig oder überhaupt nicht in präparativem Maßstab durchführbar waren.It is surprisingly found that the method for determining or for the purification and / or separation of alcohols by means of methoxalic anhydride, especially in the case of otherwise difficult esterifiable alcohols can be used, i.e. in a body class in which such manipulations have so far mostly been used difficult or impossible to carry out on a preparative scale.

Als besonderer Vorteil der Verwendung von Methoxalsäureanhydrid zur Abtrennung und/oder Reinigung von Alkoholen ist noch hervorzuheben, daß alle Operationen, wie oben beschrieben, in schwach alkalischem Milieu ausgeführt werden, in dem Alkohole gewöhnlich stabil sind.A particular advantage of the use of methoxalic anhydride for the separation and / or purification of alcohols should be emphasized, that all operations, as described above, are carried out in a weakly alkaline medium, in which alcohols usually are stable.

Q G 9 8 1 8 / 1 7 8 3 Q G 9 8 1 8/1 7 8 3

Methoxalsäureanhydrid wird vorzugsweise dargestellt durch Reaktion von Methoxalylchlorid mit einem Salz des Oxalsäuremonomethylesters. Bevorzugt ist die Verwendung des Kaliumsalzes, es kann jedoch auch das Salz einer organischen Base, z.B. Pyridinium-methoxalat eingesetzt werden. Die Reaktionspartner, von denen das Salz zweckmäßigerweise in geringem Überschuß vorliegt, werden in einem unpolaren Lösungsmittel wie Benzol oder Toluol einige Stunden gekocht. Anschließend wird das Reaktionsgemisch heiß filtriert. Aus dem Piltrat kristallisiert das aeine Methoxalsäureanhydrid beim Abkühlen zum größten Teil aus.Methoxalic anhydride is preferably prepared by reacting methoxalyl chloride with a salt of oxalic acid monomethyl ester. The use of the potassium salt is preferred, but the salt of an organic base, for example pyridinium methoxalate, can also be used. The reactants, of which the salt is expediently present in a slight excess, are boiled for a few hours in a non-polar solvent such as benzene or toluene. The reaction mixture is then filtered hot. Most of the aeine methoxalic anhydride crystallizes out of the piltrate on cooling.

Nach einem anderen Verfahren läßt sich Methoxalsäureanhydrid darstellen, indem man hei tiefer Temperatur, z.B. bei -40 bis -450C zu einer Lösung von Methoxalylchlorid in Toluol zunächst Pyridin und anschließend Oxalsäuremonomethylester langsam zutropfen läßt.In another procedural r s is Methoxalsäureanhydrid can be represented by hei low temperature, for example, can be, at -40 to -45 0 C to a solution of toluene initially Methoxalylchlorid in pyridine and then added dropwise slowly Oxalsäuremonomethylester.

Schließlich wird Methoxalsäureanhydrid auch erhalten, indem einem äquimolaren Gemisch aus Methoxalylchlorid und Oxalsäuremonomethylester bei niederer Temperatur die genau berechnete äquimolare Menge Pyridin oder einer anderen schwachen organischen Base wie z.B. Thiazol zugefügt wird. Das äquimolare Gemisch aus Methoxalylchlorid und Oxalsäuremonomethylester wird vorteilhaft durch Timsetzung von Methoxalylchlorid mit der halben molaren Menge Wasser bereitet.Finally, methoxalic anhydride is also obtained by adding the precisely calculated equimolar amount of pyridine or another weak organic base such as thiazole to an equimolar mixture of methoxalyl chloride and oxalic acid monomethyl ester at low temperature. The equimolar mixture of methoxalyl chloride and oxalic acid monomethyl ester is advantageously prepared by adding methoxalyl chloride to half the molar amount of water.

Methoxalsäureanhydrid stellt also eine vielseitig verwendbare, wertvolle Verbindung dar. Es läßt sich u.a. zur Herstellung von Estern schwer veresterbarer Alkohole einsetzen, wobei man vorteilhaft dem Acyliergemisch schwache tertiäre organische Basen stöchiometrisch im Überschuß gegenüber dem Methoxalsäureanhydrid zufügt. Zur Herstellung von Estersalzen schwer veresterbarer Alkohole werden die erhaltenen Methoxalsäureester mit schwachen basischen Mitteln partiell verseift, vorzugsweise mit Triäthylamin in wäßrigem Aceton. Zur Abtrennung schwer veresterbarer Alkohole aus Gemischen werden die daraus erhaltenen Estersalzlösungen mit Lipoidlösungsmitteln extrahiert und anschließend mit stärkeren Alkali völlig verseift.Methoxalic anhydride is therefore a versatile, valuable compound. It can be used, inter alia, for the preparation of esters which are difficult to esterify, with weak tertiary organic bases being advantageously added to the acylation mixture in a stoichiometric excess over the methoxalic anhydride. For the production of heavy Estersalzen esterifiable alcohols which Methoxalsäureester obtained with weak basic agents are partially hydrolyzed, preferably with triethylamine in aqueous acetone. To separate alcohols which are difficult to esterify from mixtures, the ester salt solutions obtained therefrom are extracted with lipoid solvents and then completely saponified with stronger alkali.

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Beispiel 1example 1

In einem 1-Liter-Dreihalskoiben mit Rührer, Tropf trichter und absteigendem Kuhler werden 156 g Kaliumsalz des Oxalsäuremonomethylesters (1,1 Mol) in 350 ml Benzol suspendiert und anschließend im Ölbad zur Entfernung von Feuchtigkeit 150 ml Benzol abdestilliert. Dann wird der absteigende Kühler durch einen Rückflußkühler, der mit einem Calciumchloridrohr versehen ist, ersetzt. Nach Abkühlen des Kolbeninhalts auf 40 - 500C wird unter fortwährendem Rühren eine Lösung von 122 g Methoxalylchlorid (1 Mol) in 150 ml trockenem Benzol während 15 Minuten zugetropft. Anschließend wird das Reaktionsgemisch unter ständigem Rühren zwei Stunden unter Rückfluß gekocht. Die dann breiartige Reaktionsmasse läßt man auf etwa 500O abkühlen, filtriert dann durch ein Tuch und wäscht den aus Kaliumchlorid bestehenden Filterkuchen gründlich mit 200 ml lauwarmem Benzol. Beim Abkühlen auf etwa 6 - 100C erstarrt das farblose Filtrat plötzlich. Um große Kristalle zu erhalten, ist es nötig, das Filtrat innerhalb von 2-3 Tagen langsam abkühlen zu lassen und gegebenenfalls Impfkristalle zuzugeben. Die Ausbeute an Methoxalsäureanhydrid beträgt etwa 95 $> der Theorie (bezogen auf Methoxalylchlorid). Fp. 65 - 670C.In a 1 liter three-necked flask with stirrer, dropping funnel and descending cooler, 156 g of the potassium salt of oxalic acid monomethyl ester (1.1 mol) are suspended in 350 ml of benzene and 150 ml of benzene are then distilled off in an oil bath to remove moisture. Then the descending condenser is replaced by a reflux condenser fitted with a calcium chloride tube. After cooling the flask contents at 40 - 50 0 C, a solution of 122 g Methoxalylchlorid (1 mole) in 150 ml of dry benzene for 15 minutes is added dropwise with continuous stirring. The reaction mixture is then refluxed for two hours with constant stirring. The mushy then reaction mass is allowed to approximately 50 0 O cool, then filtered through a cloth and wash the group consisting of potassium chloride filter cake thoroughly with 200 ml warm benzene. Upon cooling to about 6 - 10 0 C, the colorless filtrate suddenly solidified. In order to obtain large crystals, it is necessary to let the filtrate cool down slowly within 2-3 days and, if necessary, to add seed crystals. The yield of Methoxalsäureanhydrid is about $ 95> theory (based on Methoxalylchlorid). Mp. 65 - 67 0 C.

Analyse: Berechnet für CgHgO^: C 37,9 # H 3,2 # 0 58,9 # Gefunden C 37,7 Ί° Η 3,3 S^Analysis: Calculated for CgHgO ^: C 37.9 # H 3.2 # 0 58.9 # Found C 37.7 Ί ° Η 3.3 S ^

Beispiel 2Example 2

Es wird wie im Beispiel 1 gearbeitet, jedoch werden statt des Kaliummethoxalats 190 g Pyridinium-methoxalat (1,04 Mol) eingesetzt. Die Ausbeute an Methoxalsäureanhydrid beträgt etwa 80 56 der Theorie (bezogen auf Methoxalylchlorid). Zur Kristallisation muß hierbei meist angeimpft werden. Jedoch ist auch die benzolische Lösung für die meisten Verwendungszwecke direkt geeignet. Das Endprodukt kann aber auch nach Abdestillieren des Benzols durch Hochvakuumdestillation (KpQ Q, 70 - 800C) gereinigt werden.The procedure is as in Example 1, except that 190 g of pyridinium methoxalate (1.04 mol) are used instead of the potassium methoxalate. The yield of methoxalic anhydride is about 80 56 of theory (based on methoxalyl chloride). Inoculation is usually necessary for crystallization. However, the benzene solution is also directly suitable for most purposes. But the final product may also, after distilling off the benzene by high vacuum distillation (Kp QQ 70 - 80 0 C) to be cleaned.

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159319Q159319Q

Beispiel 3Example 3

In einem 2-Liter-Rundkolben mit Rührer, Tropftrichter und Gasausgleichsrohr mit Calciumchloridverschluß werden unter sorgfältigem Peuchtigkeitsausschluß 122 g Methoxalylchlorid (1 Mol) in 220 ml Toluol vorgelegt. Der Kolben steht in einer Kältemischung, deren Temperatur auf etwa -40 "bis -45°0 gehalten wird. Unter kräftigem Rühren wird innerhalb von 30 Minuten eine Lösung von 79 g reinem Pyridin (1 Mol) in 250 ml Toluol zugetropft, und unmittelbar anschließend eine Lösung von 105 g (1 Mol) frisch destilliertem Oxalsäuremonomethylester (Kp128 - 1°9° c) in 400 ml Toluol unter fortgesetztem kräftigem Rühren innerhalb 30 Minuten. Es wird noch 30 Minuten nachgerührt, dann die Kältemischung entfernt und das Reaktionsgemisch langsam auf +40 - 450C erwärmt. Die Reaktionsmischung wird filtriert und das Piltrat im Vakuum eingedampft. Es wird Methoxalsäureanhydrid in Ausbeuten bis zu 90 io der Theorie erhalten.122 g of methoxalyl chloride (1 mol) in 220 ml of toluene are placed in a 2-liter round-bottom flask equipped with a stirrer, dropping funnel and gas equalization tube with a calcium chloride seal, carefully excluding moisture. The flask is in a cold mixture, the temperature of which is kept at about -40 "to -45 ° 0. With vigorous stirring, a solution of 79 g of pure pyridine (1 mol) in 250 ml of toluene is added dropwise over the course of 30 minutes, and immediately thereafter a solution of 105 g (1 mol) of freshly distilled oxalic acid monomethyl ester (bp 12 1 ° 8 - 1 ° 9 ° c ) in 400 ml of toluene with continued vigorous stirring within 30 minutes. Stirring is continued for 30 minutes, then the cold mixture is removed and the reaction mixture slowly to +40 - heated 45 0 C the reaction mixture is filtered and evaporated in vacuo the Piltrat is obtained in yields up to 90 Methoxalsäureanhydrid io of theory...

Beispiel 4Example 4

In einem 2-Liter-Rundkolben mit Rührer und Tropftrichter werden 184 g Methoxalylchlorid (1,5 Mol) in 250 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran gelöst und unter Rühren und Kühlen mit Eiswasser eine Mischung aus 100 ml Tetrahydrofuran und 13,5 g Wasser (0,75 Mol) im Lauf von 15 Minuten zugetropft. Anschließend tropft man innerhalb von 30 Minuten unter kräftigem Rühren eine Lösung von 118 g Pyridin (1,5 Mol) in 300 ml Tetrahydrofuran zu, wobei der Reaktionskolben weiterhin mit Eiswasser gekühlt wird. Nach weiteren 30 Minuten Rühren wird das breiartige Reaktionsgemisch vom schwerlöslichen Pyridiniumhydrochlorid abfiltriert und der Filterkuchen gründlich mit 300 ml Tetrahydrofuran gewaschen. Aus dem liltrat wird das Tetrahydrofuran abdestilliert und anschließend das Methoxalsäureanhydrid im Vakuum destilliert (Kp0 1 85 - 900C). Die Ausbeute beträgt etwa 83 fi der Theorie.In a 2 liter round bottom flask equipped with a stirrer and dropping funnel, 184 g of methoxalyl chloride (1.5 mol) are dissolved in 250 ml of anhydrous tetrahydrofuran and, while stirring and cooling with ice water, a mixture of 100 ml of tetrahydrofuran and 13.5 g of water (0.75 g Mol) was added dropwise over the course of 15 minutes. A solution of 118 g of pyridine (1.5 mol) in 300 ml of tetrahydrofuran is then added dropwise over the course of 30 minutes with vigorous stirring, the reaction flask still being cooled with ice water. After stirring for a further 30 minutes, the pasty reaction mixture is filtered off from the sparingly soluble pyridinium hydrochloride and the filter cake is washed thoroughly with 300 ml of tetrahydrofuran. The tetrahydrofuran is distilled off from the filtrate and the methoxalic anhydride is then distilled in vacuo (boiling point 0 1 85-90 0 C). The yield is about 83 fi of theory.

009818/1783009818/1783

Claims (5)

P at ent ansprächeP at correspondence 1. Oxalsäure-monomethylester-anhydrid (Methoxalsäureanhydrid)1. Oxalic acid monomethyl ester anhydride (methoxalic acid anhydride) 2. Verfahren zur Herstellung von Methoxalsäureanhydrid, dadurch gekennzeichnet, daß man Oxalsäuremonomethylester oder ein Salz des Oxalsäuremonomethylesters mit der äquimolaren Menge Methoxalylchlorid umsetzt.2. Process for the preparation of methoxalic anhydride, thereby characterized in that one oxalic acid monomethyl ester or a salt of oxalic acid monomethyl ester with the equimolar amount Methoxalyl chloride converts. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Salz des Oxalsäuremonomethylesters das Ealiumsalz oder das Salz einer tertiären organischen Base, vorzugsweise das Pyridiniumsalz, verwendet.3. The method according to claim 2, characterized in that the Ealiumsalz or the salt of oxalic acid monomethyl ester the salt of a tertiary organic base, preferably the pyridinium salt, is used. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Oxalsäuremonomethylester mit einem Gemisch von Methoxalylchlorid und einer tertiären organischen Base in einem Molverhältnis von 1:1:1 umsetzt.4. The method according to claim 1, characterized in that oxalic acid monomethyl ester with a mixture of methoxalyl chloride and a tertiary organic base in a molar ratio of 1: 1: 1. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein äquimolares Gemisch von Oxalsäuremonomethylester und Methoxalylchlorid mit der berechneten Menge einer schwachen tertiären organischen Base umsetzt.5. The method according to claim 1, characterized in that there is an equimolar mixture of oxalic acid monomethyl ester and Reacts methoxalyl chloride with the calculated amount of a weak tertiary organic base. 009818/1783009818/1783 NeU6 Unterlagen (Art. 7 § I Aba. ·> Nr. 1 S-M · 3 -ic« Änderungsgea. v. 4. 9,196?!NeU6 documents (Art. 7 § I Aba. ·> No. 1 SM · 3 -ic « Amendment of 4. 9,196 ?!
DE19651593190 1965-01-15 1965-01-15 Oxalic acid monomethyl ester anhydride (methoxalic acid anhydride) and process for its preparation Pending DE1593190A1 (en)

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