DE1801868A1

DE1801868A1 - Verfahren zur Herstellung von alpha-substituierten ungesaettigten Saeuren und neue alpha-substituierte ungesaettigte Saeuren

Info

Publication number: DE1801868A1
Application number: DE19681801868
Authority: DE
Inventors: Okunev Rostan A; Bondar Ljudmila S
Original assignee: INST ORCH CHIMII IM N D ZELINS
Current assignee: INST ORCH CHIMII IM N D ZELINS
Priority date: 1968-10-08
Filing date: 1968-10-08
Publication date: 1970-05-27
Also published as: DE1801868B2

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON α'- SUBSTITUIERTEN UNGESÄTTIG-TEN SÄUREN UND NEUE α- SUBSTITUIERTE UNGESÄTTIGTE SÄUREN Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Säuren, insbesondere von -substituierten ungesättigten Säuren. Die genannten Säuren können als Deter-Lösungsmittel genten, Benetzungsmittel, Schaumbildner, Flotationsmtttel und Weichmachungsmittel für Kautschuke und Plaste als Stabilisatoren von Emulsionen und Suspensionen, als Waschmittel für spezielle Zwecke, Desinfizierungs- und Konservierungsmittel sowie als Arzneimittel verwendet werden. So wird z.B. die 5,9 -Dimethyl - 2 -zyklohexyldekadien - 4,8 -säure (Zygerol) in der Medizin bei der Behandlung lange nichtheilender Wunden und Geschwüre sowie anderer Beschädigungen der Haut verwendet.
Es ist bekannt ein Verfahren zur Herstellung von - substituierten ungesättigten Säuren durch die Alkylierung des Malonsäureesters (A.C.Cope, HnL. Holmes, B.O. House "The alkylation of esters and nitriles" in Organic Reactions, vol. IX, John Wiley and sous, Inc., New York Cbapman and Hall, Ltd., London, 195?, Seite 107) unter anschließender Verseifung des disubstituierten Malonsäureesters und Dekarboxylierung der disubstituierten Malonsäure. Die Alkylierung wird in zwei Stufen durchgeführt. Die erste Stufe wird im alkoholischen Medium, z.B. in dem Äthylalkohol in Gegenwart von Natriumalkoholat durchgeführt. Das sich bildende Enolderivat des Malonsäureesters bringt man zur Wechselwirkung mit dem Alkyl-(zykloalkyl) - halogenid und erhält den entsprechenden Alkyl- (zykloalkyl) - malonsäureester. Die zweite Stufe der Alkylierung besteht darin, daß man den in der ersten Stufe erhaltenen Alkyl-(zykloalkyl)-malonsäureester zur Wechselwirkung mit dem fein zerkleinerten metallischen Natrium in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel unter Bildung von Enolderivat bringt, auf das man ein ungesättigtes aliphatisches Halogenderivat einwirken läßt und den entsprechenden disubstituierten Malonsäureester erhält. Den erhaltenen Ester verseift man zur entsprechenden disubstituierten Malonsäure, die der Dekarboxylierung untersogen wird. Ein Nachteil dieses Prozesses ist des Mehrstufigkeit. Außerdem erfordert der Prozeß die Verwendung von metallischem Natrum, das ein feuergefährlicher und explosionsgefährdeter Stoff ist, weshalb die Arbeit mit diesem spezielle Bedingungen erfordert. Zur Verseifung ÇolPcher disubstituierter Malonsäureester braucht man einen großen Überschuß an konzentrierter alkololischer Lösung von Alkali und bei der Dekarboxylierung kommt es zu starkem Aufschäumen der sehr viskosen aisubstituierten Malonsäure, was infolge des eventuellen Ausbruchs der Reaktionsmasse aus dem Apparat unerwunscht ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der genannten Nachteile.
In Übereinstimmung mit dem Ziel wurde die Aufgabe gestellt, die in der Entwicklung eines neuen Verfahrens bestand, das es möglich macht die Technologie zur Herstellung von Zielprodukten zu vereinfachen.
Die gestellte Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren, in dem die substituierten Malonsäuresster erfindungsgemäß zur Wechselwirkung mit den α,ß-ungesättigten aliphatischen Alkoholen bei einer Temperatur oberhalb des Siedepunktes des genannten Alkohols gebracht werden. Der sich bildende Ester wird verseif.
Als genannte substituierte Malonsäureester verwendet man die alkyl- oder zykloalkylsubstituierten Malonsäureester und ungesättigte aliphatische Alkohole beliebige Terpenalkohole z.B. das Linalool, Nerolidol.
Neben den genannten alkyl- oder zykloalkylsubstituierten Malonsäureestern können substituierte Malonsäureester verwendet werden, die Heteroatom in dem Alkyl- oder Zykloalkylsubstituenten enthalten.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurden α-Hexyl- und α-Zyklohexyl- 5,9,13-trimethyltetradekatrieh-4,8, 12-säuren hergestellt, die in der Literatur nicht beschireben sind.
Diese Säuren sind analog den genaanten -j-substituierten ungesättigten Säuren von praktischem Interesse.
Das Verfahren wird praktisch folgendermaßen durchgeführt.
Die Ausgangskomponenten, der substituierte Malonsäureester und der Alkohol werden im äquimolaren Verhältnis oder mit überschüssigen substituierten Malonsäureester in den Reaktor eingebracht und auf eine Temperatur oberhalb des Siedepunktes des genommenen Alkoholes erhitzt. Die Reaktionsmasse unterzieht man entweder der iraktionierten Destillation oder destilliert die flüchtigen Komponenten ab, wonach die Esterfraktion, die dem Zielprodukt entspricht, oder der ganze Rückstand nach der Entfernung der flüchtigen Komponenten der Verseifung unterzogen werden.
Der Prozeß gilt als beendet, wenn die Geschwindigkeit der Ausscheidung des sich bildenden Kohlendioxydgases stark sinkt.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Durchführung des Verfahrens in einer Stufe, minimale Zahl der technologischen Hilfsoperationen, geringe Nomenklatur von Rohstoff, praktisches Fehlen von Feuer- und Explosionsgefahr des Betriebes. Die Verbrauchskennziffer des gleichnamigen Rohstoff es nach der vorliegenden Erfindung sind vergleichbar oder bedeutend geringer als die Verbrauchskennziff er nach dem bekannten Verfahren Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nach'stehend folgende Beispiele für konkrete Durchführung des Verfahrens angeführt.
Beispiel 1.
Herstellung von α -Butyl - 5,9 - dimethyldekadien -4,8 säure.
Ein Gemisch von 108,2 g Butylmalonsäureester und 77,1 g Linalool (Sdp. 196°C) bringt man in einen Reaktor ein, der mit einem Kühler, einem Auffanggefäß und Gasometer (geeichter Zylinder) verbunden ist, und erhitzt bei einer Temperatur des Reaktionsgemisches von 210-230° (während 1,0 - 1,5 Stunden). Nach beendeter Reaktion, worauf man nach dem starken Absinken der Ausschneidungeschwindigkeit von Kohlendioxydgas (von 40-45 m1/min aui 7-10 ml/min) schließt, unterzieht man das Reaktionsgemisch der fraktionierten Vakuumdestillation zur Trennung des entstandenen Äthylesters der t- Butyl -5,9 -dimethyldekadion , 4,8 - säure. Nach der Verseifung des Esters mit alkoholischer Lösung von ätzkali und fraktionierten Vakuumdestillation erhält nan 50 g / -Butyl -5,9 - dimethyldekadien -4,8 - säure. Ausbeute 40% der Theorie.
Beispiel 2.
Herstellung von α-Hexyl -5,9-dlvethyldekadien-4,8-saure.
Ein Gemisch von 488,6 g Hexylmalonsäureester und 154,2 g Linalool bringt man in den Reaktor ein und erhitzt bei einer Temperatur des Reaktionsgemisches von 210-235°C während 2,5 -3,0 Stunden. Auf die Beendigung der Reaktion schließt.man nach dem Absinken der Ausscheidugsgeschwindigkeit des Kohlendioxydgases (von 35-75 ml/min auf 10-20 ml/min). Das Reaktionsgemisch unterzieht man einer fraktionierten Destillation zur Trennung der Ausgangsverbindungen und der Nebenprodukte von dem Hauptprodukt der Reaktion, nämlich dem Xthylester der -Hexyl -5,9 -dimethyldekadien-4,8 -säure. Den Ester verseift man mit alkoholischer 3 n - Lösung von Ätzkali, das im Uberschuß genommen wird. Nach der fraktionierten Vakuumdestillation erhält man 149 g α-Hexyl -5,9 - dimethyldekadien -4,8 -säure. Die Ausbeute beträgt 53,2% der Theorie, bezogen auf das genommene Linalool.
Beispiel 3.
Herstellung von ob Isohexyl - 5,9 -dimethyldekadien -4,8-säure.
Ein Gemisch von 122,2 g Isohexylmalonsäureester und 77,1 g Linalool bringt man in den Reaktor ein und erhitzt bei einer Temperatur des Roaktionsgemisches von 215-2400C während 1,5-2,0 Stunden. Auf die Bee/ndigung der Reaktion schließt man nach dem Absinken der Ausscheidungsgeschwindigkeit des Kohlendioxydgases (von 40-60 ml/min auf 10-15 ml/min). Das Reaktionsgemisch unterzieht man einer fraktionierten Destillation zur Trennung des Äthylesters der α-Isohexyl-5,9-dimethyldekadien -4,8 -säure, den man der Verseifung mit alkoholischer 3 n- Lösung von Ätzkali unterzieht, das im Überschuß genommen wird. Nach der fraktionierten Vakuudestillation erhält man 73 gα-Isohexyl -5,9-dimethyldekadien -4,8 -säure. Die Ausbeute beträgt 52» der Theorie.
Beispiel 4.
Herstellung von Zyklohexyl -5,9- dimethyldekadien -4,8 -säure.
484,6 g Zyklohexylmalonsäureester und 154,2 g Linalool bringt man in den Reaktor ein und erhitzt bei einer Temperatur des Reaktionsgemisches von 225-2450C während 2-3 Stunden. Aus die Beendigung der Reaktion schließt man wie auch in dem Beispiel 1. Aus dem erhaltenen Reaktionsgemisch entfernt man durch die Vakuumdestillation flüchtigere Komponenten- , die Ausgangsverbindungen und die Nebenprodukte-, während der Rückstand, der enthalt den Äthylester der α-Zyklohexyl-5,9-dimethyldekadiensäure mit alkoholischer 3n - Lösung von Ätzkali verseift wird, das man im Überschuß nimmt. Nach der fraktionierten Vakuumdestillation erhält man 110 g g α-Zyklohexyl -5,9- dimethyldekadien- 4,8-säure, Die Ausbeute beträgt 40% der Theorie, bezogen auf das genommene Linalool.
Beispiel 5.
Herstellung von α- Undezyl-5,9- dimethyldekadien -4,8-säure. 76,8 g Undezylmalonsäureester und 38,5 g Linalool bringt man in den Reactor ein und erhitzt bei einer Temperatur des Reaktionsgemisches von 210-250°C während 1,5-2,0 Stunden. Auf die Beendigung der Reaktion schließt man wie in dem Beispiel 1 beschrieben. Das Reaktionsgemisch unterzieht man einer fraktionierten Destillation zur Trennung des Äthylestern derα -Undezyl -5,9 -dimethyldekadien -4,6 -säure, den man mit doppelter Menge der alkoholischen 4n4 Lösung von Ätzkali verseift.
Nach der fraktionierten Vakuumdestillation erhält man 52 g α -Undezyl-5,9-demethyldekadien -4,8- säure. Die Ausbeute beträgt 60% der Theorie.
Beispiel 6.
Herstellung von α-Hexyl- 5,9,13 -trimethyltetradekatrien -4,8,12 -säure.
48,9 g Hexylmalonsäureester und 22,2 g Narolidol bringt man in den Reaktor ein und erhitzt bei einer Temperatur des Reaktionsgemisches von 260-320°C während 1-3 Stunden. Auf die Beendigung der Reaktion schließt man wie in dem Beispiel 1 beschrieben. Aus dem erhaltenen Reaktionsgemisch entfernt man durch Vakuuidestillation die Ausgangsverbindungen und die Mabenprodukte, während der Rückstand, der den Äthylester der enhält α-Hexyl-5,9,13- trimethyltetradekatrien -4,8,12-säure mit alkoholischer 4 n Lösung von Ätzkali verseift wird. Nach der fraktionierten Destillation der Verseifungsprodukte erhält man 14 g α-Hexyl -5,9,13 - teimethyltetradekatrien - 4,8,12-säure.
Die Ausbeute beträgt 40% der Theorie, bezogen auf das genommene Nerolidol. Sdp. 237-241°C / 7 Torr; n20D 1,4870; d204 0,9220;MR gefunden 108,73, berechnet 108,55. Gefunden %; C79,89; H 11,58. Berechnet, %; C 79,25; H 11,57, C23H40O2.
Beispiel 7.
Herstellung von α-Zyklohexyl - 5,9,13 -trimethyltetradekatrien -4,8,12 -säure. 25,5 g Zyklohexylmalosäureester und 11,1 g Nerolidol bringt man in den Reaktor ein und erhitzt bei einer Temperatur der Reaktionsgemisches von 270-330°C während 1-3 Stunden. Auf die Beendigung der Reaktion schließt man wis in dem Beispiel 1 beschrieben. Aus dem erhaltenen Reaktionsgemisch entfernt man durch Vakuundestillation bis zu einer Temperatur von 170-1990°C (bei 10 Torr) die Ausgangsverbindungen und dei Nebenprodukte, während der Rückstand einer fraktionierten Vakuumdestillation zur Trennung von Äthylestor der α-Zyklohexyl -5,9.13- trimethyltetradekatrien -4,8,12 - säure unterzogen wird. Den erhaltenen Ester verseift man mit alkoholischer 4n Lözung von Ätzkali. Nach der fraktionierten Destillation des Verseifungsproduktes erhält man 6,6 B g -Zyklohexyl-5,9,13-trimethyltetradekatrien- 4,8,12 -säure. Sdp. 205-208°C 2 Torr; n20D 1,4896; d204 0,9438; MR gefunden 106,09, berechnet 106,36. Gefunden, %; C 79,94; H 11,18. Berechnet, %; C 79m71; H 11,05; C23H38O2. Die Ausbeute beträgt 35% der Theorie bezogen auf das genommene Nerolidol.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E:

1. Verfahren zur Herstellung von -substituierten ungesättigten Säuren, d a d u r c h g b k e n n z e i c hnet, daß dei substituierten Malonsäureester zur Wechselwirkung mit α, ß -ungesättigten aliphatischen Alkoholen bei einer Temperatur, die oberhalb des Siedepunktes der genannten Alkohole liegt, unter anschließender Vernifung des entstandenen Esters gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß als substituierte Malonsäureester alkylsubstituierte Ester genommen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d ur c h g e -k e n n s e i c h n e t, daß als substituierte Malonsäureester zykloalkylsubstituierte Ester genommen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß als ungesättigte aliphatische Alkohole dei Terpenalkohole verwenden.

5. α-Hexyl -5,9,13 - trimethyltetradekatrien - 4,8,-12 säure.

6. α - Zyklohexyl - 5,9,13 -trimethyltetradekatrien -4,8,12 -säure.