DE2028510C3 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Undecan-2,5-dion, einem wichtigen Zwischenprodukt
zur Herstellung von Dihydrojasmon, einem häufig verwendeten, gut riechenden Stoff, dessen
Geruch stark demjenigen des aus Jasminblüten extrahierten ätherischen Öls Jasmon ähnelt und der aus
diesem Grunde zur Herstellung von Parfüms verwendet wird.
Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung
von Dihydrojasmon, das in der Natur nicht vorkommt, bekannt, von denen die meisten über das
Zwischenprodukt Undecan-2,5-dion verlaufen (vgl. zum Beispiel die deutsche Patentschrift 765 015, die
Patentschrift Nr. 30 727 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in Ost-Berlin, die deutsche Patentschrift
639 455, die französische Patentschrift 1 225 514 sowie »Ber.«, 1942, 75, 447 bis 460, »J. Org. Chem.«.
1966, 31, 977, und »J. Amer. Chem. Soc.«, 1964, 86.
935).' Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Dihydrojasmon über das Zwischenprodukt Undecan-2,5-dion
ist beschrieben in »Bull. Chem. Soc. Japon«, 1966, 39, 1354, bei dem man von y-Ketodecanonsäure
ausgeht und diese nach dem folgenden Reaktionsschema in Undecan-2,5-dion und schließlich in Dihydrojasmon
überführt:
CH3-(CH2)5—C—CH2-CH2-COOAt
O O
CH3-SO-CH2 0
CH,—(CH2)S—C—CH2—CH2— CO -CH2-SO — CH3
O O
Al/Hg
(T. H. F., H2O)
In diesen Formeln bedeutet Me ein Metall, At Äthanol und T. H. F. Tetrahydrofuran.
CH3-(CH2)5—C—CH2-CH2- CO-CH3
O O
H®
CH3-(CH2)5—CO—(CH2)-CO—CH3
Undecan-2,5-dion 0He
Dihydrojasmon
Alle diese bekannten Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß sie zahlreiche Stufen umfassen und
technisch nicht durchführbar sind, da zum Teil die dafür verwendeten Ausgangsmaterialien nicht im
Handel erhältlich sind und erst nach umständlichen Verfahren synthetisiert werden müssen, zum Teil in
den verschiedenen Reaktionsstufen verschiedene Lösungsmittel verwendet werden und die dabei erhaltenen
Zwischenprodukte stets abgetrennt werden müssen, wodurch die Durchführung des Gesamtverfahrens
außerordentlich kompliziert wird und die Gesamtausbeute an dem gewünschten Endprodukt
stark abnimmt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nun, das für die Herstellung von Dihydrojasmon wichtige
Zwischenprodukt Undecan-2,5-dion auf möglichst einfachem und großtechnisch durchführbarem Wege
in einer möglichst geringen Anzahl von Stufen bei möglichst hoher Ausbeute herzustellen.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst werden kann, daß man
die Herstellung von Undecan-2,5-dion in der Weise durchführt, daß man Undecan-2-ol-nitrii einer Phoioiyse
unterwirft, das hierbei gebildete dimere 5-Nitrosoundecan-2-ol durch längeres Erhitzen zum Undecan-2-ol-5-oxim
isomerisiert, dieses in wäßrigem Milieu hydrolysiert und oxydiert und das gebildete Undecan-2,5-dion
aus diesem Gemisch gewinnt.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer Gesamtausbeute von etwa 30% erhältliche
Undecan-2,5-dion kann dann in bekannter Weise zum Dihydrojasmon cyclisiert werden.
Das vorstehend gekennzeichnete erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den bisher bekannten Verfahren
zur Herstellung von Undecan-2,5-dion als Zwischenprodukt bei der Synthese von Dihydrojasmon
den Vorteil, daß zu seiner Durchführung nur zwei Reagenzien (nämlich Undecan-2-ol und Na-
triumnitrit) und nur ein Lösungsmittel (nämlich Heptan) erforderlich sind, alles Produkte, die im
Handel erhältlich und billig sind. Demgegenüber werden in den bekannten Verfahren, insbesondere in
dem zuletzt genannten bekannten Verfahren, komplizierte, zum Teil nicht im Handel erhältliche Ausgangsmaterialien
eingesetzt und verschiedene Lösungsmitiel verwendet, wodurch das Gesamtverfahren außerordentlich
kompliziert wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der, daß die danach
erzielbare Gesamtausbeute an Undecan-2,5-dion höher ist als bei den bisher bekannten Verfahren, abgesehen
davon, daß das erfindungsgemä ße Verfahren auf Grund seiner Einfachheit und Wirtschaftlichkeit sich auch
für die großtechnische Synthese von Undecan-2,5-dion eignet, was bei den bisher bekannten, komplizierten
Verfahren nicht der Fall ist.
Die erste Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in der Weise durchgeführt, daß man auf an sich
bekannte Weise Undecan-2-ol-nitrit einer Ultraviolettstrahlung aussetzt, die eine molekulare Umlagerung,
die sogenannte Bartonsche Umlagerung (vgl. »Chem. Abstr.«, 1964, 60, 9338 c) bewirkt, bei der die NO-Gruppe
im Verhältnis zu ihrer Ausgangsstellung in die y-Stellung wandert. Bei dem bei dieser Umlagerung
erhaltenen Produkt handelt es sich um das dimere 5-Nitroso-undecan-2-ol, das durch längeres Erhitzen
zum Undecan-2-ol-5-oxim isomerisiert werden kann. Die beste Ausbeute an Undecan-2-ol-5-oxim erhält
man mit einem Lösungsmittel, das keine Radikalreaktionen fördert, die zu einer Regenerierung des
dimeren 5-Nitroso-undecan-2-ols führen würde. Vorzugsweise führt man daher die UV-Bestrahlung in
ίο n-Heptan durch.
Die Reaktion läuft bei Temperaturen von etwa - 55 bis - 60° C nicht ab, gut dagegen bei Raumtemperatur
und bei Temperaturen bis +600C, wobei in beiden Fällen die gleichen Ausbeuten erhalten werden,
wobei zu beachten ist, daß die Ausbeute unabhängig von der Konzentration des eingesetzten Undecan-2-ol-nitrits
ist und innerhalb des Bereiches von 0,008 bis 0,32 Mol/l liegt. Die Gegenwart von Sauerstoff
ist aber für die Umsetzung ungünstig und sollte vermieden werden, da sie zur Bildung des entsprechenden
Nitrats führt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann allgemein durch das folgende Reaktionsschema dargestellt werden:
OqH1I
NO2H
OH
O—NO
+ NO
OH
OH
NO
NO
NOH
(H+, CrO3)
(H+, CrO3)
Die Stufen 1 bis 4 des vorstehenden Reaktionsschemas haben folgende Bedeutungen:
Stufe 1: I lerstellung des Undecan-2-ol-nitrits aus Un-
decan-2-ol;
Stufe 2: Photolyse des Undecan-2-ol-nitrits unter Bildung von Undecan-2-ol und dimerem
Stufe 2: Photolyse des Undecan-2-ol-nitrits unter Bildung von Undecan-2-ol und dimerem
5-Nitroso-undecan-2-ol;
Stufe 3: Isomerisierung des diiaeren 5-Nitroso-undecan-2-ols durch Erhitzen zum Undecan-
Stufe 3: Isomerisierung des diiaeren 5-Nitroso-undecan-2-ols durch Erhitzen zum Undecan-
2-ol-5-oxim und
Stufe 4: Hydrolyse und Oxydation des Undecan-2-ol-5-oxims zu dem gewünschten Undecan-2,5-dion sowie Oxydation des Undecan-2-ols zum Undecan-2-on.
Stufe 4: Hydrolyse und Oxydation des Undecan-2-ol-5-oxims zu dem gewünschten Undecan-2,5-dion sowie Oxydation des Undecan-2-ols zum Undecan-2-on.
Im einzelnen wird das erfindungsgemäße Verfahren in seinen einzelnen Stufen wie folgt durchgeführt:
Das Undecan-2-ol-nitrit wird durch Umsetzung von Undecan-2-ol mit Natriumnitrit in einem Molverhältnis
von 1: 1,1 in einem wäßrigen sauren Medium hergestellt, aus dem es anschließend mit Äther
extrahiert und gereinigt wird.
Die Photolyse des Undecanol-2-ol-nitrits wird so
durchgeführt, daß man dieses Nitrit in flüssiger Phase mit einer Ultraviolettstrahlung aussendenden Lichtquelle
bestrahlt. Die flüssige Phase besteht zweckmäßig aus einer Lösung des Nitrits in n-Heptan mit
einer Konzentration zwischen 3 und 30 g/l.
Um die Nitratbildung zu vermeiden, wird die flüssige Phase vorher von ihrem Sauerstoffgehalt
befreit, indem man einen Stickstoffstrom hindurchperlen läßt, der dann während der ganzen Dauer der
Photolyse aufrechterhalten wird.
Nach Beendigung der Photolyse wird das Heptan aus der erhaltenen Lösung ausgetrieben, und das
zurückbleibende Gemisch wird längere Zeit auf eine Temperatur bis zu 70° C erhitzt.
Die Hydrolyse der Oxim-Gruppe und die Oxydation der Alkoholgruppe der in dem Restgemisch enthaltenen
Stoffe, das wie vorstehend erhitzt wurde, erfolgen mittels des Jonesschen Reagens. Dieses Reagens
besteht aus einem Gemisch von Chromsäureanhydrid, konzentrierter Schwefelsäure und Wasser in einem
Verhältnis von 175 g Anhydrid auf 148 cm3 Säure und 500 cm3 Wasser; es· wird nach der Methode von
K. B ο w d e n, I. M. H e i 1 b r ο n, E. H. R. J ο η e s und B. C. L. Weed ο η (J. C. S., 1946. 39) hergestellt.
An Stelle dieses Reagens kann auch jede andere oxydierende, in wäßriger Lösung anwendbare Säure,
mit der die Hydrolyse der Oximfunktion gleichzeitig mit der Oxydation der Alkoholfunktion abläuft, verwendet
werden.
Das in dieser letzteren Verfahrensstufe erhaltene Ketongemisch wird mit Äther extrahiert und dann
gereinigt.
Das in diesem Gemisch enthaltene Undecan-
2,5-dion wird selektiv durch Kristallisation in Methanol bei tiefer Temperatur oder durch Säulenchromatographie
isoliert. Die überführung in das Dihydrojasmon kann dann in bekannter Weise durch
Cyclisierung des Undecan-2,5-dion mit Natriumhydroxyd durchgeführt werden.
Zu Beginn der «rfindungsgemäßen Synthese ei folgt
die Umwandlung von Undecan-2-ol in das Nitrit in nahezu theoretischer Ausbeute, während die mittlere
Ausbeute bei der Photolyse bei 30% liegt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein detailliertes Beispiel für die verschiedenen
Verfahrensstufen angegeben.
a) Herstellung von Undecan-2-ol-nitrit aus
Undecan-2-ol
Undecan-2-ol
Es wird nach der zur Herstellung von Butylnitrit (W. A. N ο y e s, Organic Syntheses, Bd. II, S. 108)
oder der für tert.-Butylnitrit (C. S. C ο e et T. F. D ο u m a η i, J. A. C. S. 1948,70,1516) angewendeten
Methode erhalten.
Eine kräftig gerührte Emulsion von 30 g Undecanol-2 und 13,3 g Natriumnitrit in 50 ecm destilliertem
Wasser wird auf 00C gehalten. Man fügt innerhalb einer halben Stunde 23 ecm 35%ige Schwefelsäure
durch einen unter die Flüssigkeitsoberfläche tauchen-
den Trichter zu. Man rührt dann noch '/4 Stunde bei
00C und extrahiert mit Äther. Die erhaltene organische Lösung wird mit Wasser, Natriumbicarbonat
und wieder mit Wasser bis zur Neutralität gewaschen, worauf man sie über Natriumsulfat trocknet
und den Äther im Vakuum in einem lauwarmen Wasserbad austreibt. Diese Destillation ist vorsichtig
durchzuführen: das erhaltene Nitrit schäumt stark, ist giftig und kann sich bei überhitzung heftig zersetzen.
Man erhält so 33 g Undecanol-2-nitrit in 94,3%iger Ausbeute mit einem charakteristischen Siedepunkt
Kp. 19 von 111 bis 113°C.
b) Photolyse des Undecan-2-ol-nitrits und
Isomerisierung des durch Photolyse erhaltenen
dimeren 5-Nitroso-undecan-2-ols
Die Photolyse wird unter Beachtung der von P. Kabasa kalian und E. R. T ο w η 1 e y (J.
A. C. S., 1962, 84, 2711) aus der Untersuchung der Photolyse von Octylnitrit gezogenen Folgerungen
durchgeführt. Als Lichtquelle dient eine übliche Ultraviolettlampe von 125 Watt.
Man bestrahlt 3 Stunden lang eine Lösung von 4 g Undecan-2-ol-nitrit in 120 ecm Heptan, die vorher
durch Hindurchleiten eines Stickstoffstroms von Sauerstoff befreit wurde; dieser Stickstoffstrom wird
während der gesamten Dauer der Reaktion aufrechterhalten. Die Photolyse erfolgt btii gewöhnlicher Tem-
pcraturdank der wirksamen Kühlung der Lampe. Die Lösung bleibt farblos, und ein Teil des erhaltenen
dimeren Produktes scheidet sich in Form eines weißen,
pastösen Feststoffes ab.
Man destilliert das Heptan aus der Lösung unter Vakuum ab und erhitzt dann 48 Stunden den erhaltenen
Rückstand in einem auf 70"C gehaltenen Wasserbad.
Man erhält 4 g eines Rohprodukts, das aus einem Gemisch von Undecan-2-ol und Undecan-2-ol-5-oxim
besieht und dessen Bestandteile nicht voneinander getrennt werden können.
Das dimere Produkt (S-Nilroso-undccan^-ol) besitzt
nach zweimaliger Umkrislaliisation aus Heptan einen Schmelzpunkt zwischen 80 und 81 C.
c) Herstellung von Undccan^.S-dion
Man löst 4 g der vorstehend erhaltenen rohen Mischung in 2(X) ecm über Kaliumpermanganat gereinigtem
Aceton. Dann gibt man bei -20 C 16 ecm
Jonesschcs Reagens (0.15 Äquivalente) innerhalb 1Z4
bis 1Z2 Stunde unter starkem Rühren und unter Hindurchleiten
eines Stickstoffstroms durch die Lösung zu. Das Rühren wird noch '4 Stunde fortgesetzt,
worauf man 400 ecm Wasser zugibt. Man extrahiert mit Äther, wäscht mit Natriumcarbonat und Salzwasser
bis zur Neutralität: danach tnn:knet man das
erhaltene Produkt über Natriumsulfat
Daserhaltene Produkt ist hu <
icmisch aus Undecan-2-on
und Undccan^.S-dion. <li<· weder durch Destillation
noch durch WasserdampfdcMillalion voneinander
getrennt werden können
Jedoch kann das tJml<« .m-/1/'d">n aus dem Gemisch
durch Kristallisation in Methanol abgetrennt werden, indem man die I omh.ü (io <.e;nischcs in
einem Bad aus Aceton und ln>..kim-<s abkühlt.
Man erhält so 20% des reinen V nsla'üri ,·■;, Produktes.
line chromatographische i
>wnn,«.b" V1 'Mialyse an
iiiit 7% Silbernitrat impr1'!"'·^'"'-' !■ ; üure mit
•Mncm aus einer Mischung ' "■ ' '■'■ ivntan auf
2 Teile Äther bestehenden Eluierungsmittel ergibt, daD das so erhaltene Undecan-2,5-dion rein ist und
auch nicht Spuren anderer Stoffe enthält.
Die Trennung der beiden Bestandteile des Gemisches kann auch durch Säulenchromatographic mit
160 g Kieselsäure (Teilchengröße <0,08 mm) erfolgen, wobei die Eluicrung dann mit einem 3/2 Penlan/Äthcr-Gemisch
erfolgt. Bei Anwendung dieser zweiten Methode erhält man 1,6 g sehr reines Undecan-2-on und
1,2 g Undecan-2,5-dion.
Ohne Berücksichtigung der Recyclisicrung von Undecan-2-on beträgt die Ausbeule, bezogen auf die
eingesetzten 4 g des Nitrits, somit
= 30% Undecan-^S-dion.
Die Eigenschaften dieses Dikctons wurden durch Bestimmung seines Schmelzpunkts und desjenigen
seines kristallisierten Derivats, nämlich des wie folgt hergestellten N-p-Nitrophcnylpyrrols, ermittelt:
700 mg Diketon und 1 Äquivalent p-Nitranilin werden 3 Stunden in 3 ecm mit einem Tropfen Salzsäure
versetztem Äthanol am Rückfluß gehalten. Das Reaktionsgemisch wird dann in 20 ecm einer
gesättigten Natriumcarbonatlösung gegossen und mit Äther extrahiert. Nach dem Waschen mit Wasser
trocknet man über Natriumsulfat und vertreibt das Lösungsmittel. Das rohe Pyrrol wird chromatographiert
und dann in Methanol kristallisiert. Die gefundenen Eigenschaften sind die folgenden:
Schmelzpunkt von Undecan-2,5-dion
F. = 27 bis 31°C;
Schmelzpunkt von N-p-Nitrophenylpyrrol
Schmelzpunkt von N-p-Nitrophenylpyrrol
F. = 61 bis 63°C.
Diese Schmelzpunkte bleiben unverändert, wenn man die genannten erhaltenen Verbindungen mit
einer Probe der authentischen Verbindung mischt.
«09 6OH Ή
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Undecan-2,5-dion, dadurch gekennzeichnet, daß man Undecan-2-ol-nurit einer Photolyse unterwirft, das hierbei gebildete dimere 5-Nitrosoundecan-2-ol durch längeres Erhitzen zum Undecan-2-ol-5-oxim isomerisiert, dieses in wäßrigem Milieu hydrolysiert und oxydiert und das gebildete Undecan-2,5-dion aus diesem Gemisch gewinnt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR6919539A FR2049529A5 (en) | 1969-06-12 | 1969-06-12 | Undecane-dione-2,5 or cyclisation for di- - hydrojasmin |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2028510A1 DE2028510A1 (de) | 1971-01-07 |
DE2028510B2 DE2028510B2 (de) | 1973-07-19 |
DE2028510C3 true DE2028510C3 (de) | 1974-02-21 |
Family
ID=9035621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
CH231645A (de) * | 1940-05-10 | 1944-03-31 | Heinz Dr Hunsdiecker | Verfahren zur Herstellung von Dihydro-jasmon. |
-
1969
- 1969-06-12 FR FR6919539A patent/FR2049529A5/fr not_active Expired
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1970
- 1970-06-10 DE DE19702028510 patent/DE2028510B2/de active Granted
- 1970-06-10 NL NL7008424A patent/NL7008424A/xx unknown
- 1970-06-10 CH CH874470A patent/CH514529A/fr not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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