DE2035901A1 - Verfahren zur Herstellung eines Acyclischen Ketons - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Acyclischen Ketons

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DE2035901A1
DE2035901A1 DE19702035901 DE2035901A DE2035901A1 DE 2035901 A1 DE2035901 A1 DE 2035901A1 DE 19702035901 DE19702035901 DE 19702035901 DE 2035901 A DE2035901 A DE 2035901A DE 2035901 A1 DE2035901 A1 DE 2035901A1
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carbinol
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nootkatone
oxidized
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Dipl Chem Dr Onex Genf Fracheboud Michel Gilbert Dr Ohloff Günther Dr rer nat Bernex Genf Schulte Elte. Karl Heinrich, (Schweiz)
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Description

G. Dannenberg
Dr. V. Scfimied-Kowarzik
£ ^ hhs ■D·Gu<y Fal1801-3
——_
FIRMENICH & CIE, in Genf
Verfahren zur Herstellung eines b!cyclischen Ketons
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Nootkaton, einem bicyclischen Keton der Formel
Mootkaton ist ein Naturprodukt, das in optisch
aktiver Form aus dem üel der gelben Alaskazeder (Chamaecyparis. nootkatensis) isoliert worden ist. Es kommt auch im OeI gewisser Citrusfrüchte vor [s. z.B. Acta Chem. Scand. 16, 1311 (1962); J. Food Sei. 29, 656 (1364)·, Amer. Perfumer Cosinet. 80, 29 (19651; Tetrahedron Letters, 4779 (1365) J.. Nootkaton ist ein Geschmacksatoff, der zur Veränderung der Geschmackseigenschaften und des Aromas von Nahrungsmitteln und Getränken verwendet werden kann. Es ist insbesondere auch zur Herstellung von
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künstlichen Grapefruitaromen verwendbar«
Nootkaton ist aus 4-Di-(äthoxycarbonyl)-pimelin-
3
säuredinitril bzw. 4-Aethoxy-A -tetrahydroacetophenon nach vielstufigen Laboratoriumsmethoden hergestellt worden [s. Chem. Communications (1969), 26 und (196S)1 1152], Diese Methoden besitzen awar ein akademisches Interesse, eignen sich jedoch nicht für die Herstellung von Nootkaton im industriellen Massstab. Nootkaton ist ferner durch Oxydation von Valencen mittels tert.-Butylchromat [s. J. Food Sei. 30, 876 {19S5)J oder mittels eines Chromtrioxyd-Pyridin-Komplexes [s. J. Org. Chem. 34, 3587 (1969)J hergestellt worden. Einerseits ist das erstere dieser Oxydationsmittel sehr teuer und andererseits ist der Chromtrioxyd-Pyridin-Komplex unbeständig. Somit sind diese Oxydationsmethoden für die industrielle Herstellung von Nootkaton unbrauchbar.
Es wurde mm gefunden, dass Mootkaton durch Oxydation von Valencen, einem leicht zugänglichen Maturprodukt „ in Wirtin schaftlicher Weise hergestellt werden icanE»
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet j dass isaa Valencen saittels Triplettsauerstoff oder Singulctt,-TUt-TSr11Of J? oxydiert imd di© Oxydationsprodukte durch Dehydrata "lor »JIrel"j in lootkafcoxi überführt oder die Oxydationspr 1^ - - ·> c'ei entsprechenden Garbinolen rsduaiert und die letzt„*ri?n corjclisrts um das Nootkaton su erhalten.
Di«? £;?er.önfc.eö OsydafcioiasprodM^e enthalten als Hauptkomponenfcen Verbindungen, denea di© StFuktur won ■ Hydro-
peroxyden zugeschrieben wird. Diese Verbindungen können durch Dehydratation direkt in iootkaton übergeführt werden oder zu den entsprechenden Garbinolen reduziert werden. Die letzteren können anschliessend zu Nootkaton oxydiert werden. Das als Ausgangsstoff verwendete Valencen kann beispielsweise aus Orangenöl gewonnen werden [s. J. Food Sei. 30, 876 (1965)]. Die Oxydation des Valencens kann mittels Sauerstoff im Triplettzustand fAutoxydation) nach üblichen Methoden [s. z.B. GILMAN, "Organic Chemistry", IY1 1138, John Wiley Inc., 1953], beispielsweise mittels eines Luft- oder Sauerstoffstromes durch Bestrahlen mit einer U.V.-Lampe in Gegenwart eines freie Radikale erzeugenden Mittels durchgeführt werden. Das Autoxydationsprodukt enthält als Hauptkomponente eine Verbindung, welcher die folgende Hydroperoxydstruktur zugeschrieben wird:
IV
Auf die Isolierung und Charakterisierung dieser Verbindung wurde verzichtet, da Hydroperoxyde bekanntlich im reinen Zustand zu heftigen Explosionen Anlass geben. Lasst man das Aut#iydat ions produkt des Valencens in Lösung in nicht umgesetztem Valencen oder in einem anderen organischen Lösungsmittel, das üblicherweise für Autoxydationsreaktionen verwendet
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wird, stehen, so bildet sich durch 7/ass er ab spaltung aus dem Hydroperoxyd Nootkaton. Um eine vollständigere Umsetzung des Hydroperoxyds zu Kootkaton zu erzielen, kann man ein die Dehydratisierung beschleunigendes Dehydratationsmittel verwenden. Als Dehydratationsmittel eignen sich die meisten Verbindungen, die in bekannter Weise die Ueberführung von Hydroperoxyden in Ketone beschleunigen, beispielsweise starke anorganische Basen, wie Natrium-, Kalium- oder Lithiumhydroxyd. Als Dehydratationsmittel können auch Salze von Schwermetallen, z.B. Kupfer oder Blei, in Gegenwart von organischen Säuren, z.B. Essig-, Ameisen-, Propion- oder Buttersäure, oder in Gegenwart von organischen Basen, z.B. Pyridin, Diäthylanilin, Anilin oder Morpholin, verwendet werden. Besonders gute Resultate v/erden mit Bleitetraacetat in Gegenwart von Essigsäure oder mit Cuprochlorid in Gegenwart von Pyridin erzielt.
Das durch Oxydation von Valencen mit Sauerstoff
^ im Triplettzustand erhaltene Oxydationsprodukt kann mit W
üblichen Mitteln in das entsprechende Carbinol der Formel
übergeführt werden. Die durch die Formel I dargestellten beiden stereoisomeren Carbinole können nach üblichen Methoden,
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z.B. durch Chromatographie in der Gasphase» getrennt v/erden. Diese Carbinole sind neue Verbindungen.
Die Reduktion des Autoxydationsproduktes von Valencen kann beispielsweise mittels NaBH., NaHSO3, Triphenylphosphin, Alkylsulfiden und anderen Reduktionsmitteln, die üblicherweise für die Reduktion von Hydroperoxyden zu Alkoholen verwendet v/erden, durchgeführt werden. Besonders. gute Resultate v/erden mit NaBH4 erzielt.
Für die Oxydation des Carbinols 1 zu Nootkaton können die meisen Oxydationsmittel, die üblicherweise zur Ueberführung von sekundären Alkoholen in Ketone Verwendung finden, beispielsweise oxydierte Derivate von Uebergangsmetallen, wie CrO3 oder MnOg, verwendet werden. Silberoxyd oder Silbercarbonat eignen sich ebenfalls. Als Oxydationsmittel kann man ferner ein Gemisch eines Ketons mit einem Aluminiumalko holat (Oppenauer-Reagens) verwenden. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wird man vorzugsweise MnOg oder das Oppenauer-Rea?gens verwenden.
Das Carbinol I kann auch mittels reinem oder atmosphärischem Sauerstoff zu Nootkaton oxydiert werden. Die Oxydation kann in Gegenwart oder Abwesenheit eines Aktivators, z.B. mittels aktinischeii Strahlen und/oder chemischen Initiatoren, wie aromatischen Ketonen, insbesondere Acetophenon oder Benzophenon, durchgeführt werden.
Die Oxydation des Valencens mittels Sauerstoff im Singulettanstand kann nach üblichen Methoden erfolgen.
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Der Singulettsauerstoff wird vorzugsweise durch die kombinierte Wirkung von Licht und einem Farbstoff erzeugt (farbstoffsensibilisierte Photooxygenation; s. z.B. Liebig's Ann. Chem. £>74, 93 (1964) und Angew. Ghem« £9, 579 (1957)). Als Lichtquellen sind allgemein diejenigen, die für die Durchfährung von photochemischen Reaktionen gebräuchlich sind, z.B.. Natriumdampf- oder Quecksilberdampflampen, verwendbar . Als Sensibilisatoren kommen beispielsweise Porphyrine, Methylenblau, Eosin, Chlorophyll und Bengalrosa (Natriumsalz von 3« ,4* ,5· ,G'-Tetrachlor-P^BjJ-tetrajodfluorescin) oder Xanthen in Frage.
Das Photooxygenationsprodukt des falencens besteht hauptsächlich aus Hydroperoxyden, denen die folgende Struktur zugeschrieben wird:
OOH 0OH
V - VI
Aus Sicherheitsgründen, wurden auch diese Hydroperoxyde nichtisoliert. Das Hydroperoxydgemisch kann nach den für die Reduktion des Hydroperoxyds IV angewendeten Methoden zu den entsprechenden Alkoholen der Formeln
III
reduziert werden. Die Carbinole II und III treten beide in zwei stereoisomeren Formsn auf, die nach üblichen Methoden, z.B. durch Chromatographie in der Gasphase, getrennt und einzeln charakterisiert werden können. Diese Carbinole sind neue Verbindungen. Das Garbinol III besitzt interessante organoloptische Eigensciiaften und ist deshalb in der Riechstoffund Aromenindustrie verwendbar.
Das Carbinol II kann nach üblichen Methoden zu
Nootkaton oxydiert werden. Als Oxydationsmittel kommen all- y* gemein diejenigen in Frage, die eine Allylumlagerung der zu oxydierenden Funktion begünstigen, beispielsweise CrO^ in Gegenwart einer Säure, wie Schwefelsäure.
Man kann entweder das Carbinol II für sich oder das Gemisch der Carbinole II und III oxydieren. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wird man vorzugsweise das Gemisch oxydieren, da sich in diesem Fall eine Trennung der beiden Carbinole erübrigt. Das Carbinol III bildet zwar bei der Oxydation des Gemisches kein Nootkaton, wirkt sich jedoch ä
nicht störend auf die Ueberführung des Carbinols II in Nootkaton aus. Das Carbinol III lässt sich leicht von Nootkaton abtrennen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des Carbinols 1 durch Oxydation von Valencen mittels Singulettsauerstoff und Reduktion des Oxydationsproduktes j welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man das Oxydationsprodukt so lange in Lösung stehen lässt, bis es sich durch Isomerisierung in ein Produkt umgewandelt hat j das bei der Reduktion hauptsächlich das Carbinol I liefert. Die Isomerisierung erfolgt spontan in Abwesenheit eines Isomerisierungsmittels. Die Isomerisierung kann jedoch durch Verwendung von Beschleunigern, z.B. von freie Radikale erzeugenden Stoffen, wie organischen Peroxyden, insbesondere Benzoylperoxyd, oder Nitrilen, insbesondere α,α'-Azo-bis-isobutyronitril, oder Salzen von Metallen, insbesondere Kupfer, Nickel, Chrom, Eisen, Mangan und Kobalt, beschleunigt werden.
Die Temperaturen, bei welchen die Isomerisierung stattfindet, schwanken innerhalb eines breiten Bereiches und können beispielsweise zwischen O und 15O0C liegen. Vorzugsweise führt man die Isomerisierung bei Raumtemperatur aus. Als Isomerisierungsraediuni können die meisten üblichen organischen Lösungsmittel verwendet werden, z.B. aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol oder Xylol, Alkohole, wie Methanol, Aethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, sek.-Butanol oder tert.-Butanol, Aether, wie Tetrahydrofuran oder , Ester, wie Essigsäure-amyl» oder -äthylester oder
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Propionsäure-butylester, und halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Chloroform, Methylenchlorid oder Trichlorethylen. Man kann auch Gemische dieser Lösungsmittel verwenden. Vorzugsweise verwendet man die gleichen Lösungsmittel wie für die Photooxygenierung, zweckmässigerweise Alkohole oder Gemische von Alkoholen und aromatischen Kohlenwasserstoffen«
Das H.ydroperoxyd V ist im allgemeinen
gemischt mit dem Hydroperoxyd VI in den durch die Photo» oxygenierung des Valencens erhaltenen Oxydationsprodukten anwesend, was sich jedoch auf die Herstellung des Nootkatons nicht störend auswirkt, da man das durch Reduktion des Hydroperoxydgemisches erhaltene Gemisch der Carbinole I und III nach üblichen Methoden in seine Komponenten zerlegen oder aber direkt für die Herstellung des Nootkatons verwend ei kann.
Gemäss einer Variante des oben beschriebenen Verfahrens wird das Carbinol II zu dem Carbinol I isomerisiert. Die Isomerisierung kann mittels eines Isomerisierungs™ mittels, beispielsweise einer Säure, vorzugsweise einer starken Säure wie Salzsäure, Perchlorsäure, Schwefeisäure, Phosphorsäure oder Trifluoressigsäure, durchgeführt werden. Vorzugsweise werden die Reaktionsbedingungen derart aufeinander abgestimmt, dass die Nebenreaktion, die unter Dehydratation des Carbinols II zur Bildung von Nootlcaten der Formel
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führt, gehemmt wird. Es ist deshalb vorteilhaft, die Isomerisierung in einem Lösungsmittel von mittlerer Polarität, z.B. in Isopropanol, Aceton oder feuchtem Dioxan, bei ver~ hältnismässig tiefen Temperaturen^ z. '-B. von 0-50 C3 vorzugsweise bei Raumtemperatur, durchaufuhren.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sind die Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.
B e i s p__i__g_J: I
20,2 g (O9I MoI)51 0,3 g Bengalrosa und QS5 g Kaliumcarbonat wurden in einem Gemisch von 80 ml Methanol und 60 ml Benaol gelöst. Sauerstoff wurde in die Lösung eingeblasen. Die Lösung wurde in einer für photochemische Reaktionen ausgerüsteten Apparatur bei 15 mit einer U„V„-Lampe von 125 Watt belichtet» Zu Beginn der Reaktion betrug die Sauerstoffaufnahme 1S-S ml pro Minute. Im weiteren Verlauf der Reaktion nahm die Sauerstoffabsorption allmählich ab. Nachdem 1620 ml Sauerstoff absorbiert worden waren, liess man das Reaktionsgemisch wahrend 2 Tagen bei Raumtemperatur stehen und kühlte es dann auf 0°. Eine Lesung von 15" g KOH in 60 ml Methanol wurde dem Reaktionsgemisch tropfenweise zufjesetat, worauf das letztere bei Raumtemperatur gerührt wurde,
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bis keine Hydropcroxyde mehr nachgewiesen werden konnten (Kalium;)odid-Probe). Das Reaktionsgemisch wurde in Wasser gegossen, mit Trockeneis neutralisiert und mit Petroläther (Siedebereich: 6O-8O ) extrahiert. Der Extrakt wurde nach üblichen Methoden gewaschen, getrocknet und dann unter vermindertem Druck eingeengt« Der Rückstand (16 g) wurde unter vermindertem Druck destilliert. Man erhielt 6 g rohes Nootkaton, Sdp. = 110-120°/0,l Torr. Dieses Rohprodukt wurde aus Hexan kristallisiert. Man erhielt 3,5 E reines Nootkaton, Smp. = 35°, a^° = 167-170°«
Beispiel 2
20,2 g (0,1 Mol) Valencen wurden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise photooxygeniert. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und unter vermindertem Druck bei einer Badtemperatur von etwa 25° eingeengt. Der Rückstand wurde mit Petroläther (Siedebereich: 40-50 ) verdünnt.Die Lösung wurde bei 0,5 - 0,1 Torr erneut eingeengt, bis das Methanol praktisch vollständig entfernt war. Dem Rückstand wurden 6O-8O ml Essigsäure zugesetzt. Der erhaltenen Lösung wurden in kleinen Portionen M,4 g (0,1 Mol) Bleitetraacetat unter kräftigem Rühren und Kühlen zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde während 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, dann in Wasser gegossen und mit Petroläther (Siedebereich 60-80°) extrahiert. Der Extrakt wurde mit konzentriertem wässrigem
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Natriumcarbonat neutralisiert und mit Wasser gewaschen. Der Extrakt wurde nach den üblichen Methoden behandelt, worauf der Rückstand destilliert tiurde. Man erhielt. 6 g Nootkaton mit einem Reinheitsgrad von etwa 90 %, Dieses Produkt wurde in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise kristallisiert.
Beispiel 3
0,1 Mol Valencen wurde in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise photooxygeniert. Die Oxydationsprodukte wurden indsr im Beispiel 2 beschriebenen Weise von den Lösungsmitteln befreit. Der Rückstand wurde mit 120 ml Pyridin verdünnt. Der Lösung wurde unter Kühlen und Rühren eine Spatelspitze CuCl zugesetzt. Die Temperatur des Reaktionsgemisches stieg rasch und wurde unter 50° gehalten. Das Reaktionsgemisch wurde dann während 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und anschliessend mit Wasser verdünnt. Dem Gemisch wurde wässriges Natriumsulfit tropfenweise zugegeben, bis die Kaliumjodid-Probe zeigte, dass keine Peroxyde mehr im Reaktionsgemisch vorhanden waren. Das Reaktionsgemisch wurde dann mit Petroläther (Siedebereich: 60-80 ) extrahiert. Der Extrakt wurde mit verdünnter Salzsäure neutralisiert und in der im Beispiel 2 beschriebenen Weise behandelt. Durch Destillation des Rückstandes und Kristallisation des Rohproduktes wurden 3 g reines Nootkaton, Sdp. = 35 , erhalten.
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Beispiel 4 a) Herstellung des Carbinols I
Der Reaktionsbehälter einer für photochemische Reaktionen ausgerüsteten Apparatur wurde mit 1280 g Valeneen und 2 g tert.-Butylperoxyd beschickt. Das Gemisch wurde mit einer U.V.-Lampe von 400 Watt bestrahlt» während gleichzeitig reiner Sauerstoff bei 95° eingeblasen wurde. Die Sauerstoffzufuhr wurde unterbrochen, nachdem 45 Liter 0„ aufgenommen worden waren (nach etwa 10 Stunden). Das Reaktionsgemisch wurde gekühlt und mit 1,5 Liter Aethanol verdünnt. Der erhaltenen Lösung wurde bei 60° innerhalb 30 Minuten tropfenweise eine Lösung von 60 g NaBH und 30 ml 2-n NaOH in 300 ml zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde unter vermindertem Druck eingeengt und mit 5 Liter Aether extrahiert. Nach der üblichen Behandlung des Extraktes wurden 900 g nicht umgesetztes Valeneen aus dem Rückstand abdestilliert. Das erhaltene Produkt (410 g) bestand aus einem Gemisch von 150 g Valeneen und dem Carbinol I. Das Gemisch wurde durch Chromatographie in der Gasphase analysiert. Dabei konnten die Stereoisomeren des Carbinols I getrennt werden. Diese Isomeren wiesen die folgenden Konstanten auf; Isomer A: n*0 = 1,521Oj: d s O,98'93j a^° = *ß5°J MSs M+ = 22OJ IR (Film): 3400, 1639, 880 CnT1J NMR CCCl11); ls00 (3 H, s), 0,98 (3 H, d, J = 5 eps), 1462 (3 H, t, J » 1 epe), 3,71I (1 H, s breit), 4,10 (1 H, m), 4,65 (2 H, ä$ J s 1 eps), 5*30 (1 Ht s breit) θρρηι.
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Isomer B: α^° = +20?° (e 10 % CHCl3)I Smp. = 78° ; MS: . M+ s 220; IR (Film); 31IOO, 165O1 88Ο era""1! WR (CCl1J): 0,9 ( 3 H, df J - 6 cps)9 0992 (3 H9 s), 1,65 (3 H, d, J = 1
cps), 3,6 (1 H, s breit), 4,62 (2 H, s breit)* 5*45 (1 H, m) Sppra.
b) Herstellung von Nootkaton
Das Gemisch des Carbinols I und des nicht umgesetzten Valencens wurde mit 2S5 Liter Butanon und 120 g Aluminiumisopropylat vermischt» Das Reaktionsgemisch wurde während 5 Stunden bei Siedetemperatur erhitzt. Nach Abkühlung wurde das Reaktionsgeraisch mit 250 ml 50 5f>-iger Salzsäure unter Führen versetzt «nd "ansehliessend mit 5 Liter Aether extrahiert. Nach der üblichen Behandlung des Extraktes wurden durch Destillation des Rücks&ndes 140 g nicht umgesetztes Valencen zurückgewonnen und 270 g eines Gemisches von Nootkaton und nicht identizifierten Nebenprodukten erhalten. Dieses Gemisch wurde in Hexan gelösts worauf die Lösung gekühlt wurde, bis sich das rohe Nootkaton in Worm eines OeIs abgeschieden hatte. Dieses OeI wurde in Hexan zum Kristallisieren gebracht.. Man erhielt 141 g reines Nootkaton, Smp. 35°, e^° = 167-170°.
a · Ii££jLiiiiM^^
20#2 g (-0,1 Mol) Valeneen wurden in der im Beispiel 1 beschriebenen Meise in Gegenwart von 0s3 g Bengalrosa, 0,3 g Hydrochinon» 80 ml Methanol ittii 80 sil Benzol photoojgygeniert
Nach Abkühlung des Reaktionsgemisehes wurden dem letzteren unter Kühlen und Rühren 1 g NaBHj, in kleinen Portionen zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde unter vermindertem Druck eingeengt, mit 300 ml Aether verdünnt und zusammen mit 100 ml Wasser gerührt. Die ätherische Phase wurde abgetrennt und in der üblichen Weise behandelt. Man erhielt 20 g Rohprodukt vom Sdp. = 70-100?/0,l Torr. Das Produkt wurde durch präparative Chromatographie in der Gasphase in seine Komponenten zerlegt. Man erhielt die folgenden Fraktionen:
1) Valencen: 6 g, etwa 30/5.
2) Carbinol II, Isomer A der Formel
5,5 g, etwa 27 % i Sdp. = 101-103°/0,l Torr; n^ = 1,5130;
djj0 = 0,9270; £° = -33°; IR: 3100; 16*10, 880, 728 cm"1;
MS: M+ = 220; NMR (CCl14): 0,?8 (3 H, s), 0,8 (3 H, d, J =5 cps),
1,68 (3 H, s), 1,65 (2 H, m), 5,5 (2 H, m) 6ppm.
3) Carbinol II, Isomer B der Formel
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0,2 g, etwa 2 %; α£° = 4,2°; n^0 = 1,5120; djj° = 0,9262, 4) Carbinol III, Isomer A der Formel
ι ι
,ο
3 g, etwa 15 %; Sdp. = 110-lllw/0,l Torr; n^0 = 1,5169; djj° = 0,9380; a^° = -40°; IR: 31JOO, I65O, 880, 820 cm"1; MS: M+ = 220; NMR (CCl11): 0,85,(3 H, d, J = 6 cps), 1,12 (3 H, s), 3,84 (1 H, m), 4,64 (2 H, m), 5,5 (1 H, m) 6ppm. 5) Carbinol III, Isomer B der Formel
4 g, etwa 20 %; Sdp. =
,! Torr; ct^° = +88° (c 10 g/
100 ml CHCl ); IR: 3**2O, 1645, 880, 820 cm"1; MS: M+ = 220; NMR (CCl21): 0,84 (3 H, s), 0,85 (3 H, d, J = 5 cps), 1,68 (3 H, s), 3,9 (1 H, m), 4,2 (2 H, m), 5,4 (1 H, m) <5ppm. b. Iferstellung von Nootkaton
Eine Lösung von 22 g des Carbinols II in 200 ml Benzol wurde unter kräftigem Rühren und Kühlen in eine Mischung von I50 ml Wasser, 20 ml Essigsäure, 31 g NapCr2°7
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und 55 g 50 %-igev Schwefelsäure eingetragen«' Das Reaktionsgemisch wurde während 2 Stunden gerührt und dann in Eiswasser gegossen. Die organische Schicht wurde abgetrennt und in üblicher Weise behandelt. Man erhielt 19 g rohes Nootkaton mit einem Reinheitsgrad von etwa 90 % in Form eines Oeles vom Sdp. 110-1150ZOjI Torr. Durch Kristallisation aus Petroläther wurden 12 g reines Nootkaton vom Smp» 36° erhalten.
Bei Verwendung des Gemisches der Carbinole II und III (50 g) anstelle des Carbinols II als Ausgangsmaterial wurden ähnliche Resultate erzielt.
Beispiel 6
0,1 Mol Valencen wurde in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise bei einer Temperatur von 50 photooxygeniert. Das Reaktionsgemisch wurde während einiger Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen und dann in der im Beispiel 5 beschriebenen Weise reduziert. Nach der üblichen Behandlung des Reaktionsgemisches wurden 15 g eines bei 85-115 /O1I Torr siedenden Produktes erhalten, das die Carbinole I, II und III im Mengenverhältnis von etwa 15*. 35 ί 50 enthielt. Durch Oxydation von 50 g dieses Gemisches unter den im Beispiel 1 angegebenen Bedingungen wurde Nootkaton in vergleichbarer Ausbeute erhalten.
Beispiel 7
Eine Lösung von 28 g des Carbinols I in 50 ml Cyclohexan wurde bei 30° mit einer U.V.-Lampe von 125 Watt (Philips HPK 125) bestrahlt. Ein Strom von Sauerstoff wurde in die Lösung eingeblasen* Die Sauerstoffaufnahme betrug etwa
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1 ml pro Minute. Nach 1 | Stunden wurden dem Reaktionsgemisch 3 g Acetophenon zugesetzt, was eine Zunahme der Sauerstoffaufnahme auf etwa ^,5-5,S ml/Min, zur Folge hatte* Die Reaktion wurde abgebrochen, nachdem 720 ml Sauerstoff aufgenommen worden waren. Das Reaktionsgemisch wurde unter Kühlen langsam in eine Lösung von 15 g Na2SO in 100 ml Wasser eingetragen» Das Gemisch wurde während 3 Stunden auf 40° erhitzt« Durch Destillation des Reaktionsproduktes erhielt man 19s8 g eines Produktes, das, wie die gasehromatographische Analyse zeigtes ί,3 g Nootkaton, 15 g des Carbinols I und 0,5 g nicht identifizierte Produkte enthielt.
Beispiel 8
a. He !stellung des Carbinols I
20,2 g (0,1 Mol) Valencen wurden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise photooxygenierto Das Reaktionsgemisch wurde während 2 Tagen bei Raumtemperatur stehengelassen und dann mit 3 g NaBH1. in der im Beispiel 5 beschriebenen Weise reduziert Das Reaktionsgemisch wurde über Naeht gerührt, dann eingeengt, zusammen mit 100 ml Wasser gerührt und mit Aether extrahiert. Durch die übliche Behandlung des Extraktes wurden 18,8 gv eines bei 65-125°/Ojl Torr siedenden Produktes erhalten, das durch präparative Chromatographie in der Gasphase ("Carbowax"» Kolonne, 2 m, 200°, l80 ml He/min») in seine Komponenten zerlegt wurde. Man erhielt die folgenden Fraktionen;
1) Valencen: etwa- 27 %\ RT = 2 Minuten
2) Carbinol III Ai 16 %; RT = 8 Minuten
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3) Carbinol I A der Formel
etwa 35 %\ c^° = + 207° (c = 10/CHCl-); Smp. = 78° (aus Petrol-
äther kristallisiert); RT = 10 Minuten.
H) Carbinol III B: etwa 2 %; RT = 10,8 Minuten.
5) Carbinol I B der Formel
ι '
etwa 20 JS; α^° = 65°; nZ° = 1,5210; djj = 0,9893; RT = 12 Minuten.
Dieses Carbinolgemisch kann durch fraktionierte Destillation vom nicht umgesetzten Valencen abgetrennt werden. Es ist dies jedoch nicht nötig, da das Valencen die Oxydation des Carbinols I zu Nootkaton nicht stört und am Schluss der Synthese entfernt werden kann.
Eine Mischung von 52 g des rohen Carbinolgemisches (Gehalt an Carbinol I etwa 30 g), 300 ml Methyläthy!keton und 38 g frisch destilliertes Aluminiumisopropylat wurde während 3 Stunden bei Siedetemperatur erhitzt. Nach Abkühlung wurde das Reaktionsgemisch auf etwa 100 ml eingeengt, mit Wasser
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verdünnt und mit Aether extrahiert. Durch die übliche Behandlung des Extraktes wurden 50,2 g eines bei 75-125°/O,l Torr siedenden Produktes erhalten, das in einer Drehbandkolonne bei 0,1 Torr fraktioniert wurde. Man erhielt die folgenden Fraktionen:
1) 11 g einer Olefinfraktion mit Sdp. -=C 85°, die etwa 9 g Valencen und nicht identifizierte Produkte enthielt.
2) 9 g einer bei 85-115° siedenden mittleren Fraktion, die die Carbinole III A und III B, etwa 2 g Nootkaton und nicht identifizierte Nebenprodukte enthielt.
3) 26 g Nootkaton mit einem Reinheitsgrad von etwa 95 %s Sdp. 116-125°/O,1 Torr. Durch Kristallisation aus Petroläther wurde ein Produkt mit Smp. 34-35° und α^° = 167-170° erhalten.
Beispiel 9 Herstellung des Carbinols I
20,2 g (0,1 Mol) Valencen wurden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise photooxygeniert. Die Oxydationsprodukte wurden in der im Beispiel 5 beschriebenen Weise reduziert. Nach der üblichen Behandlung des Reaktionsproduktes wurde der Rückstand (21 g) in 150 ml Dioxan gelöst. Die Lösung wurde tropfenweise mit Wasser versetzt, bis eine bleibende Trübung auftrat. Dann setete man der Flüssigkeit 1 ml Salzsäure (1 ίδ—ig) zu und liess das Gemisch über Nacht stehen. Nach Extratkion der Mischung und Behandlung des Extraktes in der üblichen Weise wurden durch Destillation des Rückstandes 16,5 g eines
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Produktes erhalten, das das Carbinol I und Nootkaten im Mengenverhältnis von etwa 7:3 enthielt. Dieses Gemisch wurde als solches für die Herstellung von Nootkaton nach der im Beispiel 1J beschriebenen V/eise verwendet.
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Claims (1)

  1. - 22-
    Patentanspräche
    (ly/Verfahren zur Herstellung von Nootkaton, dadurch gekennzeichnet, dass man Valencen mittels Tripletsauerstoff
    oder SinguJsfctsauerstoff oxydiert und die Oxydationsprodukte
    durch Dehydratation direkt in Nootkaton überführt oder die
    Oxydationsprodukte zu den entsprechenden Carbinolen reduziert
    und die letzteren zu Nootkaton oxydiert.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, dass die Dehydratation der Oxydationsprodukte mit Hilfe eines
    Dehydratisierungsmittels durchgeführt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 29 dadurch gekennzeichnet, dass man als Dehydratisierungsmittel eine starke anorganische
    Base oder ein Salz eines Metalles in Gegenwart einer organischen Säure oder einer organischen Base verwendet.
    4. Verfahren nach Anspruch 3$ dadurch gekennzeichnet, dass man als starke anorganische Base Kalium- oder Natriumhydroxyd verwendet.
    5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man Bleitetraacetat in Gegenwart von Essigsäure oder
    CuCl in Gegenwart von Pyridin verwendet.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Oxydationsprodukte in Lösung so lange stehen lässt, bis sie durch Dehydratation in Nootkaton übergeführt sind.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Valencen einer Autoxydation unterwirft, die erhaltenen
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    Oxydationsprodukte reduziert, um das Carbinol der Formel
    zu erhalten, und das letztere zu Nootkaton oxydiert.
    8, Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man als Oxydationsmittel für die Oxydation ein oxydiertes Derivat eines Uebergangsmetalls, z.B. Chrom oder Mangan, oder ein Gemisch eines Ketons und eines Aluminium aIkoholats, oder reinen oder atm «sphärischen Sauerstoff in Gegenwart oder Abwesenheit von freie Radikale erzeugenden Mitteln, z.B. aktinischen Strahlen oder chemischen Initiatoren, verwendet.
    9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Valencen einer durch Farbstoffe sensibilisierten Photooxygenierung unterwirft, um ein Gemisch von Carbinolen der Formeln
    und
    II
    III
    zu erhalten und dieses Gemisch oxydiert, um das Garbinol II in Nootkaton überzuführen.
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    10. Verfahren nach Anspruch 95 dadurch gekennzeichnet, dass man als Oxydationsmittel für die Oxydation Chromtrioxyd in Gegenwart einer Säure verwendet»
    11, Verfahren zur Herstellung von Nootkatonj dadurch gekennzeichnets dass man ein Carbinol der Formel
    oxydiert.
    12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass man als Oxydationsmittel für die Oxydation ein oxydiertes Derivat eines Uebergangsmetalls2 z.B. Chrom oder Mangan, oder ein Gemisch eines Ketons und eines Aluminiumalkoltolats, oder reinen oder atmosphärischen Sauerstoff in Gegenwart oder Abwesenheit von freie Radikale erzeugenden Mitteln, z.B. aktinischen Strahlen oder chemischen Initiatoren, verwendet.
    13. Verfahren zur Herstellung von Nootaktons dadurch gekennzeichnet, dass man ein Carbinol der Formel
    II
    oxydiert. -
    l'l. Verfahren nach Anspruch 13$ dadurch gekennzeichnet, dass man als Oxydationsmittel für die Oxydation Chromtrioxyd in Gegenwart einer Säure verwendet.
    15. Verfahren zur Herstellung eines Carbinols der Formel
    dadurch gekennzeichnet, dass man Valencen mittels Tripletsauerstoff oxydiert (Autoxydation) und die Oxydationsprodukte reduziert.
    16. Verfahren zur Herstellung von Carbinolen der Formeln
    und
    ι ι
    II
    III
    dadurch gekennzeichnet, dass man Valencen mittels Singulettsauerstoff photooxygeniert, die erhaltenen Oxydationsprodukte reduziert, um ein Gemisch der Carbinole II und III zu erhalten, und die letzteren trennt, z.B. durch Destillation oder Chromatographie in der Gasphase.
    109820/2088
    17. Verfahren zur Herstellung eines Carbinols der
    Formel
    durch Oxydation von Valeneen mit Singulettsauerstoff und Reduktion der erhaltenen Oxydytionsprodukte 3 dadurch gekennzeichnet, dass man die Oxydationsprodukte in Lösung so lange stehen lässt, bis sie sich zu einem Produkt isomerisiert haben, das bei der Reduktion vorwiegend das Carbinol 1 liefert«
    18. Verfahren zur Herstellung eines Carbinols der Pormel
    dadurch gekennzeichnet, dass man ein Carbinol der Formel
    II
    iaomerisiert.
    109820/2088
    19. Verfahren nach Anspruch l8, dadurch gekennzeichnet, dass man die Isomerisierung unter Verwendung einer Säure als Isomerisierungsmittel durchführt.
    20. Carbinole der Formel
    21. Carbinole der Formel
    )H
    II
    22. Carbinole der Formel
    III
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