DE1618442A1 - Process for the preparation of cyclic ss-diketones - Google Patents
Process for the preparation of cyclic ss-diketonesInfo
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- C07C45/455—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by condensation with carboxylic acids or their derivatives
Description
Verfahren zur Herstellung von cyclischen ß-Diketonen. Process for the preparation of cyclic β-diketones.
Terephthalsäurediester lassen sich nach der Literatur, wie aus wenigen
Beispielen bekannt ist, mit aliphatischen oder araliphatischen Ketonen in mässigen
Ausbeuten mittels des technisch schwierig zu handhabenden und kostspieligen Natriumamids
kondensieren. So stellte man aus Terephthalsäurediäthylester und Acetophenon mit
Natriuiamid das 4-Carbäthoxy-dibenzoylmethan und aus Terephthalsäurediäthylester
und Aceton mit Natriumamid das Terephthaloyldiaceton dar.[Soc. London 27, 1491 (1910);
J. pr.Chem. [2], 74, 128 (1906)] Es wurde nun gefunden, daß cyclische ß-Diketone
der allgemeinen Formel
Nachdem aus der Literatur bekannt ist, daß vor allem aus aromatischen Carbonsäureestern, Alkalimetallalkoholaten und Dimethylsulfoxid unter milden Bedingung-n stets ß-Ketosulfoxide gebildet werden [z.B. Deutsche Patentschrift 1 207 381 und Chem.After it is known from the literature that mainly from aromatic Carboxylic acid esters, alkali metal alcoholates and dimethyl sulfoxide under mild conditions-n β-ketosulfoxides are always formed [e.g. German patent specification 1 207 381 and Chem.
Soc. 8S, 3410 (1963)3, war es überraschend und nicht vorherzusehen, daß bei der erfindungsgemäßen Kondensation eines aromatischen Dicarbonsäurediesters mit einem cyclischen Keton bevorzugt cyclische ß-Diketone erhalten werden.Soc. 8S, 3410 (1963) 3, it was surprising and unforeseeable that in the inventive condensation of an aromatic dicarboxylic acid diester preferably cyclic β-diketones are obtained with a cyclic ketone.
Als Tere- und Isophthalsäurediester kommen solche mit gleichartigen, aliphatischen, cycloaliphatischen und araliphatischen Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder mit Phenol in Betracht.The tere- and isophthalic acid diesters are those with similar, aliphatic, cycloaliphatic and araliphatic alcohols with 1 to 8 carbon atoms or with phenol.
Geeignete Tere- bzw. Isophthalsäurediester sind beispielsweise die Dimethyl-, Diäthyl-, Di-n-propyl-, Diisopropyl-, Di-n-butyl-, Diisobutyl-, Di-tert.-butyl-, Diisopropyl, Di-n-pentyl-, Dipentyl-(2)-, di-tert.-pentyl-, Di-4-methylpentyl-(2)-, Di-2-äthyl-heryl-(1 )-, Dicyclohexyl-, Dibenzyl-und Diphenylester.Suitable tere- or isophthalic acid diesters are, for example Dimethyl, diethyl, di-n-propyl, diisopropyl, di-n-butyl, diisobutyl, di-tert-butyl, Diisopropyl, di-n-pentyl-, dipentyl- (2) -, di-tert-pentyl-, di-4-methylpentyl- (2) -, Di-2-ethyl-heryl (1), dicyclohexyl, dibenzyl and diphenyl esters.
Die für die Umsetzung infrage kommenden cyclischen ketone sind 3 bis 7-Ringketone, und zwar sowohl die unsubstituierten als auch solche, an denen noch ein Benzolkern anelliert ist.The cyclic ketones that can be used for the implementation are 3 to 7-ring ketones, both the unsubstituted as well as those still on a benzene nucleus is fused.
Genannt sein z.B. Cyclopentanon, Cyclohexanon, Suberon, die Hydrindone, Tetralone und Benzsuberone.Examples include cyclopentanone, cyclohexanone, suberone, hydrindones, Tetralone and Benzsuberone.
Unter AlkalimetallalBoholzten werden die des Natriums und Kaliums mit gerad- oder verzweigtkettigen Alkoholen mit 1 bis 8 bzw. 3 bis 8 Kohlenstoffatomen vorstanden. Geeignete Alkoholate sind beispielsweise Natrium- oder Kalium-methylat, -äthylat, -propylat, -isopropylat, -butylat, -isobutylat, -tert.-butylat, -n-pentylat, -pentylat-(2), -tert.-pentylat, -4-methyl-pentylat-(2), -2-äthyl-n-hexylat-(1), -cyclohexylat und -benzylat Die Alkoholate werden in einer Menge von 1 bis 4 Mol, bezogen auf jeweils 1 Mol der Esterkomponente eingesetzt; jedoch genügen bereits im allgemeinen die stöchiometrisch berechneten Mengen.Under alkali metal wood logs are those of sodium and potassium with straight or branched chain alcohols with 1 to 8 or 3 to 8 carbon atoms presided over. Suitable alcoholates are, for example, sodium or potassium methylate, -ethylate, -propylate, -isopropylate, -butylate, -isobutylate, -tert-butylate, -n-pentylate, -pentoxide- (2), -tert-pentoxide-, -4-methyl-pentoxide- (2), -2-ethyl-n-hexoxide- (1), -cyclohexylat und -benzylat The alcoholates are in an amount of 1 to 4 mol, based on in each case 1 mol of the ester component used; however, they are already sufficient generally the stoichiometrically calculated amounts.
Das zur Durchführung des-Verfahrens benutzte Dimethylsulfoxid, welches praktisch wasserfrei sein muß, wind in mindestens der dem Alkal imet allalkohola t molmäßig entsprechenden Menge verwendet. Es ist ferner möglich, bei der Umsetzung noch andere Lösungsmittel, die inert sein müssen, wie z.B. aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe oder Äther oder auch überschüssige Methylenkomponento zuzusetzen. Vor allem ist es vorteilhaft, bei Kondensationen unterhalb des Schmelzpunktes von Dimethylsulfoxid (80C) ein mit letzterem mischbares Lbsungsmittel zuzugeben. Als besonders geeignet, um den Gefrierpunkt des Dimethylsulfoxids au erniedrigen, hat sich das ebenfalls aprotonische, stark polare N,N-Dimethylformamid erwiesen.The dimethyl sulfoxide used to carry out the process, which must be practically anhydrous, wind in at least the alkali imet allalkohola t used molar corresponding amount. It is also possible in the implementation yet other solvents that must be inert, such as aliphatic and aromatic Add hydrocarbons or ethers or excess methylene components. Above all, it is advantageous in the case of condensation below the melting point of Dimethyl sulfoxide (80C) a solvent which can be mixed with the latter admit. As particularly suitable to avoid the freezing point of dimethyl sulfoxide decrease, the likewise aprotic, strongly polar N, N-dimethylformamide has proven.
Die Reaktionstemperatur bei der erfindungsgemä#en Umsetzung bewegt sich zwischen -20 und +70°C, bevorzugt zwischen -10 und + 50°c.The reaction temperature in the reaction according to the invention is moving between -20 and + 70 ° C, preferably between -10 and + 50 ° C.
Ob die in 4- oder 3-Stellung des Benzolkerns der Esterkomponente durch einen Carbonsäurerest substituierten Mono-ß-diketone oder die Bls-ß-dlketone entstehen, kann im allgemeinen durch das Verhältnis Tere- bzw. Isophthalsäurediester zu Alkalimetall.-alkoholat, natürlich bei ausreichender Menge Methylenkomponente, gesteuert werden. Im allgemeinen bilden sich die Mono-ß-diketone bei einem Molverhältnis Tere- bzw. Isophthalsäurediester zu Alkalimetallalkoholaten wie 1:1, beim Molverhältnis 152 und bei kleineren Vierten erhält man die Bis-ß-diketone.Whether in 4- or 3-position of the benzene nucleus of the ester component through a carboxylic acid residue-substituted mono-ß-diketones or the Bls-ß-diketones are formed, can in general through the ratio of tere- or isophthalic diester to alkali metal alcoholate, of course, if there is a sufficient amount of methylene component, they can be controlled. In general the mono-ß-diketones are formed with a molar ratio of tere- or isophthalic diester to alkali metal alcoholates such as 1: 1, with a molar ratio of 152 and with smaller fourths one obtains the bis-ß-diketones.
Will man in den Fällen m = 1, n a 1, also bei den in 4- oder 3-Stellung des Benzolkerne einen Carbonsäureesterrest tragenden Benzoylketonen Umesterungen vermeiden, so mu# der Tere- bzw.If you want in the cases m = 1, n a 1, i.e. in the 4- or 3-position of the benzene nuclei a carboxylic acid ester radical bearing benzoyl ketones transesterifications avoid, so the tere- resp.
Isophthalsäurediester und das Alkalimetallalkoholat den gleichen Älkoholrqst besitzen. Bei Phenylestern erfolgt in Jedem Falle umesterung.Isophthalic diester and the alkali metal alcoholate have the same alcohol base own. In the case of phenyl esters, transesterification always takes place.
Die noch des vorliegenden Verfahren hergestellten ß-Diketone sind vielseitig verwendbare und wertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung von Farbstoffenm, Chemotherapeutica, Pflanzenschutzmitteln und Kunststoffen.The β-diketones still produced by the present process are versatile and valuable intermediate products for the production of dyes, Chemotherapeutics, pesticides and plastics.
Du folgenden soll das Verfahren durch Beispiele näher erläutert werden. Die angegebenen Schmelzpunkte sind unkorrigiert. Die Eisen-III-chlorid-Reaktionen wurden mit einer 1 %igen Lösung von FeCl3 in Methanol ausgeführt. Sämtliche Operationen wurden unter Stickstoffatmosphäre vorgenommen.The following example explains the process in more detail. The specified melting points are uncorrected. the Ferric chloride reactions were carried out with a 1% solution of FeCl3 in methanol. All operations were carried out under a nitrogen atmosphere.
Beispiel 7 76,8 g (0,8 Mol) Natrium-tert.-butylat und 200 cm3 Dimethylsutfoxid
erwärmt man zusammen 35 Minuten lang unter Rühren auf 60°C, wobei eine nahezu klare,
sich leicht bräunende Lösung entsteht. Es wird dann aut ca. 18°C gekühlt und ein
Gemisch aus 67,9 g (0,2 Mol) Terephthalsäuredi-[4-methylphenyl(2)-ester] und 79,4
g (0,81 Mol) Cyclohexanon innerhalb von 6 Minuten in 2 Portionen zugegeben. Mit
weiteren 60 cm3 Dimethylsulfoxid wird nachgespült. Die Temperatur erhöht sich daraufhin
kurzzeitig auf 34°C, wird dann aber sofort durch Kühlung auf 22°C erniedrigt. Man
hält nun das Reaktionsgemisch unter Rühren 25,5 Stunden lang bei 22 bis 240C. Anschließend
kühlt man auf Raumtemperatur ab und zersetzt mit 10 %iger, eiskalter Salzsäure.
Das leicht gelbliche, feste Produkt wird abgesaugt, neutral gewaschen und schließlich
im Vakuum bei ca. 60°C getrocknet. Man erhält 58,0 g eines bei 100 - 130° nicht
klar scflmelzenden Rohprodukts, das hauptsächlich aus 2,2'-Terephthaloyl-bis-cyclohexan-1-
bzw. -1'-on
C20H22O4 (326,4)
Beispiel 2 In eine Mischung aus 70 ml Dimethylsulfoxid und 70 ml N,N-Dimethylformamid trägt man unter Rühren 26,4 g (0t2 Mol gepulvertes Hydrindon-(1) ein und kühlt dann das Ganze auf -100C.Example 2 In a mixture of 70 ml of dimethyl sulfoxide and 70 ml of N, N-dimethylformamide carry in 26.4 g (0.2 mol of powdered hydrindone- (1) with stirring and then cool the whole thing to -100C.
Nun werden innerhalb von 5 Minuten in 4 Portionen 39,2 g (0,4 Mol) Kaliumisopropylat hinzugefügt und nach weiteren 10 Minuten 27,8 g (0,1 Mol) Isophthalsäure-di-tert.-butylester. Man hält dann die nun braun-schwarze Lösung 13,5 Stunden auf -6 bis -7°C. Die Aufarbeitung erfolgt analog Boispisl 1. Man erhält schlie#lich 22 g eines ockerfarbenen bei 145-152°C schmelzenden Rohprodukte, das überwiegend aus 2,2'-Terephthaloyl-bis-[hydrindon-(1) bzw.Now 39.2 g (0.4 mol) are added in 4 portions within 5 minutes Potassium isopropoxide was added and, after a further 10 minutes, 27.8 g (0.1 mol) of di-tert-butyl isophthalate. The now brown-black solution is then kept at -6 to -7 ° C. for 13.5 hours. The work-up takes place analogously to Boispisl 1. Finally, 22 g of an ocher-colored at 145-152 ° C. are obtained melting crude products, which mainly consist of 2,2'-terephthaloyl-bis- [hydrindone- (1) respectively.
)] besteht. )] consists.
Ans Butanol oder 1,4-Dioxan unkristnllisiert schmelzen die gelben, stark lichtreflektierenden Kristalle bei 222 bis 222,5°C.Uncrystallized from butanol or 1,4-dioxane, the yellow, highly light-reflecting crystals at 222 to 222.5 ° C.
C26H18O4 (394,4)
Beispiel 3 Eine Mischung aus 38,2 g (0,25 Mol) Natrium-2-äthyl-hexylat-(1) und 125 cm3 Dimethylsulfoxid wird 33 Minuten lang bei 600C gerührt. $Anschlie#end kühlt man auf ca. 20°C ab und gibt 100 cm3 N,N-Dimethylformamid zu. Nun wird auf 80C weiter abgekühlt und ein. Mischung aus 95,5 6 (0,26 Mol) Isophthalsäure-di-[2-äthylhexyl-(1)-ester] und 36,5 s (0,25 Mol) Tetralon-(1) hinzugefügt.Example 3 A mixture of 38.2 g (0.25 mol) of sodium 2-ethyl-hexylate- (1) and 125 cm3 of dimethyl sulfoxide is stirred for 33 minutes at 60 ° C. $ Then # end it is cooled to approx. 20 ° C. and 100 cm3 of N, N-dimethylformamide are added. Now is on 80C further cooled and a. Mixture of 95.5 6 (0.26 mol) isophthalic acid di- [2-ethylhexyl (1) ester] and 36.5 s (0.25 mole) of tetralone- (1) added.
Man Mit das Reaktionsgemisch unter Rühren 18,3 Stunden. auf 7,5 bis 8,5°C und zersetzt dann wie im Beispiel 1 geschildert.The reaction mixture is stirred for 18.3 hours. on 7.5 to 8.5 ° C and then decomposes as described in Example 1.
Das ölig anfallende ß-Diketon wird in Åther aufgenommen, dt. ätherische Lösung durch Waschen mit Wasser entsäuert und getrocknet. Nach Entfernung des Lösungsmittels vird fraktioniert destilliert Die Frsktion mit dem Siedepunkt 165-168°C/0,07 mm Hg (30,7 g) stellt reines 2/[3'-Carbo-[2"-äthyl-hexyl-(1")-oxy]-2-benzoyl-] tetralon-(1) dar. The oily β-diketone is taken up in ether, the ethereal solution is deacidified by washing with water and dried. After removal of the solvent vird fractionally distilled. The fraction with the boiling point 165-168 ° C / 0.07 mm Hg (30.7 g) provides pure 2 / [3'-Carbo- [2 "-ethyl-hexyl- (1" ) -oxy] -2-benzoyl-] tetralone- (1).
C26H30O4 (406,5)
Beispiel 4 97,1 g (0,3 Mol) Terephthalsäuredimethylester werden in 400 cm3 Dimethylsulfoxid eingerührt. Sodann werden sofort 292,4 g (2 Mol) Tetralon-(1) zugefügt. Unmittelbar anschlfe#end gibt man 108 g (2 Mol) Natriummethylat so zu, daß eine Temperatur von 300C nicht überschritten wird, Das Reaktionsgemisch wird dann 73 Stunden bei 24 bis 27°C gerührt, wobei die im Lauf der Zeit entstandene dicke Enolat-Dispersion durch Zufügen von weiteren 100 cm3 Dimethylsulfoxid, in gut rührbarer Form verbleibt. Nach üblicher Zersetzung mit eiskalter, 5- bis 10%iger Salasäure und Weiterbehandlung analog wie in den vorausgehanden Beispielen resultiert in gelbes, kristallines Rohprodukt, das bei 203 bis 220°C nicht klar schmilzt.Example 4 97.1 g (0.3 mol) of dimethyl terephthalate are in 400 cm3 of dimethyl sulfoxide are stirred in. Then 292.4 g (2 mol) of tetralone (1) added. Immediately afterwards, 108 g (2 mol) of sodium methylate are added in such a way that that a temperature of 300C is not exceeded, The reaction mixture is then stirred for 73 hours at 24 to 27 ° C, the resulting in the course of time thick enolate dispersion by adding another 100 cm3 of dimethyl sulfoxide, in easily stirrable form remains. After the usual decomposition with ice cold 5 to 10% strength Salic acid and further treatment as in the previous examples results in yellow, crystalline crude product that does not melt clear at 203 to 220 ° C.
Die Rohausbeute an 2,2'-Terephthaloyl-bis-tetralon-(1) bzw.The crude yield of 2,2'-terephthaloyl-bis-tetralone- (1) or
-(1') beträgt 150 g. Aus Dioxan oder Cyclohexanon umkristallisiert schmelzen die erhaltenen gelben Prismen bei 218 bis 219°C.- (1 ') is 150 g. Recrystallized from dioxane or cyclohexanone, the yellow prisms obtained melt at 218 to 219 ° C.
C28H22O4 (422,5)
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