DE2103686B2 - Process for the preparation of α-hydroxy-γ-lactones - Google Patents

Process for the preparation of α-hydroxy-γ-lactones

Info

Publication number
DE2103686B2
DE2103686B2 DE19712103686 DE2103686A DE2103686B2 DE 2103686 B2 DE2103686 B2 DE 2103686B2 DE 19712103686 DE19712103686 DE 19712103686 DE 2103686 A DE2103686 A DE 2103686A DE 2103686 B2 DE2103686 B2 DE 2103686B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reaction
hydroxy
glyoxylic acid
temperature
double bond
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19712103686
Other languages
German (de)
Other versions
DE2103686C3 (en
DE2103686A1 (en
Inventor
Georg Dr. 6700 Ludwigshafen Klotmann
Herbert Dr. 6710 Frankenthal Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to DE19712103686 priority Critical patent/DE2103686C3/en
Publication of DE2103686A1 publication Critical patent/DE2103686A1/en
Publication of DE2103686B2 publication Critical patent/DE2103686B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2103686C3 publication Critical patent/DE2103686C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/26Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D307/30Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D307/32Oxygen atoms
    • C07D307/33Oxygen atoms in position 2, the oxygen atom being in its keto or unsubstituted enol form

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

Die Kondensation von Aldehyden mit Olefinen unter der Wirkung von Lewis-Säuren bzw. in stark saurem Medium ist unter dem Namen »Prins-Reaktion« bekannt. Wie zum Beispiel aus Arbeiten von D. Savostianoff in Comptes Rendus Band 263, Seiten 605 bis 607 (1966) bekannt ist, führt diese Reaktion bei Verwendung von «-Ketocarbonsäuren ansteile des Aldehyds zur Bi'dung von a-Hydroxy-y-lactonen, die ebenso wie die sich daraus ableitenden «-substituierten Butenolide in der Naturstoffchemie oder der pharmazeutischen Chemie Bedeutung haben.The condensation of aldehydes with olefins under the action of Lewis acids or in strongly acidic Medium is known as the "Prins reaction". For example from the work of D. Savostianoff in Comptes Rendus Volume 263, pages 605-607 (1966), this reaction results when used of «-Ketocarbonsäuren part of the aldehyde for Bi'dung of a-Hydroxy-y-lactones, which as well as the «-substituted butenolides derived therefrom in natural product chemistry or pharmaceuticals Chemistry matter.

f)ie Reaktion verläuft jedoch nicht ohne die Bildung von Nebenprodukten. Insbesondere bei Verwendung von Isobutylen oder ähnlichen, leicht unter Wasseranlagerung in Alkohole überführbaren Olefinen erhält man anstelle des a-Hydroxy-y-lactons den entsprechenden Äther, wie Savostianoff am Beispiel der Umsetzung von Isobutylen mit Glyoxylsäure gezeigt hat, wobei der tert-Butyläther des 2-Hydroxy-4-methyI-)'-valerolactons erhalten wird.f) However, the reaction does not proceed without formation of by-products. Especially when using isobutylene or similar, easily with water accumulation Olefins which can be converted into alcohols are obtained instead of the α-hydroxy-γ-lactone Ether, as Savostianoff has shown using the example of the reaction of isobutylene with glyoxylic acid, the tert-butyl ether of 2-hydroxy-4-methyI -) '- valerolactone is obtained.

Wenn als olefinisch ungesättigte Verbindung ein halogensubstituiertes Styrol eingesetzt wird, entsteht als Nebenprodukt die entsprechend substituierte Aroylpropionsäure oder ein Phenyl-13-dioxanderi va t.If a halogen-substituted styrene is used as the olefinically unsaturated compound, the result is By-product the appropriately substituted aroylpropionic acid or a phenyl-13-dioxanderi va t.

Außerdem neigen Λ-Oxocarbonsäuren, z. B. besonders die Glyoxylsäure in Gegenwart starker Säuren zur Abspaltung von CO2 (Decarboxylierung).In addition, Λ-oxocarboxylic acids tend to z. B. especially glyoxylic acid in the presence of strong acids to split off CO 2 (decarboxylation).

Aufgabe der Erfindung war es, die genannte Reaktion zwischen Glyoxalsäure und Olefinen möglichst nebenproduktfrei, eindeutig und mit hoher Ausbeute in Richtung der «-Hydroxy-y-lactonbildung zu führen.The object of the invention was to keep the reaction between glyoxalic acid and olefins as free from byproducts as possible, to lead clearly and with high yield in the direction of the «-hydroxy-y-lactone formation.

Es wurde gefunden, daß man ein «-Hydroxy-y-lacton durch Umsetzung von Glyoxylsäure mit einem Olefin aus der Gruppe der Abkömmlinge des Äthylens mit end- oder mittelständiger Doppelbindung, bei denen die die Doppelbindung tragenden C-Atome einfach oder zweifach substituiert sind, wobei die Substituenten gleich oder verschieden sein können und Alkylreste mit I bis 10, oder Arylreste mit 6 bis 12 oder Aralkylreste mit 7 bis 13 Kohlenstoffatomen darstellen, in Gegenwart eines sauren Katalysators in vorteilhafter Weise und in hohen Ausbeuten dadurch erhält, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur zwischen 50 und 240" C durchführt und nur die Glyoxylsäure selbst als sauren Katalysator wirken läßt.It has been found that a -hydroxy-γ-lactone by reacting glyoxylic acid with an olefin from the group of derivatives of ethylene with terminal or central double bond in which the carbon atoms carrying the double bond are simple or are twice substituted, where the substituents can be identical or different and are alkyl radicals with I to 10, or aryl radicals with 6 to 12 or aralkyl radicals represent having 7 to 13 carbon atoms, in the presence of an acidic catalyst advantageously and obtained in high yields by the fact that the reaction at a temperature between 50 and 240 "C performs and only the glyoxylic acid itself as acidic catalyst can act.

Es ist überraschend, daß die Reaktion ohne einen weiteren sauren Katalysator verläuft, und daß dasIt is surprising that the reaction proceeds without a further acidic catalyst, and that the

ίοίο

betreffende «-Hydroxy-y-lacton in guten Ausbeuten erhalten wird.concerned «-Hydroxy-y-lactone in good yields is obtained.

Es ist ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß eine Neutralisation der Umsetzungsprodukte entweder nicht nötig ist oder doch die überschüssige Säure leicht durch übliche Reinigungsbzw. Trennverfahren entfernt werden kann. Das Reaktionsgemisch ist erheblich weniger korrosiv als dies bei Zusatz einer starken Säure wie z. B. bei bekannten Verfahren der Fall ist. Die Decarboxylierung der Glyoxylsäure wird vermieden.It is a particular advantage of the process according to the invention that the reaction products are neutralized either is not necessary or the excess acid can be easily removed by normal cleaning or cleaning. Separation process can be removed. That The reaction mixture is considerably less corrosive than when a strong acid such as e.g. B. at known procedure is the case. The decarboxylation of glyoxylic acid is avoided.

Als Olefine geeignete Abkömmlinge des Äthylens mit end- oder mittelständiger Doppelbindung sind zum Beispiel Propen, 1-Buten, Isobutylen, Styrol, Äthylidencyclohexan, Hexen, Cycloocten, 5,6-Dihydro-2-pyran oder 2^-Dihydrofuran.As olefins suitable derivatives of ethylene with terminal or central double bond are for Example propene, 1-butene, isobutylene, styrene, ethylidenecyclohexane, Hexene, cyclooctene, 5,6-dihydro-2-pyran or 2 ^ -dihydrofuran.

Die erfindungsgemäße Umsetzung des 'rtefins mit Glyoxylsäure wird in dem angegebenen Temperaturbereich von 50 bis 240° C durchgeführt; bei Temperaturen von etwa 80 bis 2400C, besonders aber bei Temperaturen von 120 bis 180" C, läuft die Reaktion auch hinsichtlich der Geschwindigkeit in vorteilhafter Weise ab. Die Bedingungen hängen naturgemäß von der Reaktivität des Olefins ab. Im allgemeinen kann gesagt werden, daß Olefine mit endständigen zweifach substituierten Doppelbindungen, d. h. Vinyiidengruppierungen meistens reaktiver sind als entsprechende Olefine mit mittelständigen Doppelbindungen. Die beste Reaktionstemperatur in dem angegebenen Bereich hängt außerdem von der Stabilität der Ausgangsund Endprodukte ab.The inventive reaction of 'rtefin with glyoxylic acid is carried out in the specified temperature range of 50 to 240 ° C; At temperatures of about 80 to 240 ° C., but especially at temperatures of 120 to 180 ° C., the reaction also proceeds in an advantageous manner with regard to the rate. The conditions naturally depend on the reactivity of the olefin. In general, it can be said that that olefins with terminal doubly substituted double bonds, ie vinylidene groups, are mostly more reactive than corresponding olefins with central double bonds.The best reaction temperature in the given range also depends on the stability of the starting and end products.

Die Glyoxylsäure reagiert schon bei einer Temperatur von etwa 120 bis 1400C. Die Reaktion läßt sich dann ohne Schwierigkeiten drucklos durchführen, wenn der Siedepunkt der Ausgangsstoffe über der Reaktionstemperatur liegt. Liegt der Siedepunkt eines Ausgangsstoffes unter der gewählten Reaktionstemperatur in dem betreffenden Bereich so wird die Reaktion zweckmäßigerweise im Autoklaven durchgeführtThe glyoxylic acid reacts at a temperature of about 120 to 140 ° C. The reaction can then be carried out without pressure without difficulty if the boiling point of the starting materials is above the reaction temperature. If the boiling point of a starting material is below the selected reaction temperature in the relevant range, the reaction is expediently carried out in an autoclave

Man kann aber auch den tiefer siedenden Anteil zum höher siedenden allmählich zufügen, so daß der Partialdruck nicht größer als der Gleichgewichtsdruck bei der Reaktionstemperatur wird. Im Autoklaven wird man in der Regel bei dem sich von selbst aufgrund der gewählten Temperatur einstellenden Druck arbeiten, der zum Beispiel 1 bis 20, aber auch bis 250 atü betragen kann.But you can also gradually add the lower-boiling portion to the higher-boiling portion, so that the Partial pressure is not greater than the equilibrium pressure at the reaction temperature. In the autoclave you usually work at the pressure that sets itself due to the selected temperature, which can be, for example, 1 to 20, but also up to 250 atmospheres.

Die Umsetzung kann mit einem Oberschuß von etwa 1 bis 10 Mol eines Reaktionspartfivrs durchgeführt werden. Im allgemeinen wird ein Überschuß des betreffenden Olefins vorgezogen. Wenn jedoch das eingesetzte Olefin thermisch weniger stabil ist, wird man gegebenenfalls günstiger einen Überschuß der Glyoxylsäure verwenden.The reaction can be carried out with an excess of about 1 to 10 moles of a reactant will. In general, an excess of the olefin in question is preferred. However, if that olefin used is thermally less stable, is it may be more advantageous to use an excess of glyoxylic acid.

Die Reaktion läßt sich kontinuierlich und diskontinuierlich nach den üblichen Grundsätzen, die dem Fachmann geläufig sind, durchführen. Die kontinuierliche Fahrweise kann zum Beispiel dann vorteilhaft sein, wenn sich die Überschußkomponente oder das Reaktionsprodukt in einer kontinuierlichen Destillation leicht von den Reaktionspartnern abtrennen läßt. Die weitere Aufarbeitung kann dann wie üblich durch fraktionierte Destillation oder Kristallisation vorgenommen werden.The reaction can be continuous and discontinuous according to the usual principles that the A person skilled in the art is familiar with. The continuous mode of operation can be advantageous, for example, when the excess component or the reaction product easily becomes in a continuous distillation can be separated from the reactants. The further work-up can then as usual by fractionated Distillation or crystallization can be carried out.

Beispiel 1example 1

473 g Glyoxylsäure-Hydrat werden in 160 ml Glykoldimethyläther 3 Stunden bei 135°C und einem Eigendruck von 11 atü zusammen mit 580 g Isobutylen473 g of glyoxylic acid hydrate are dissolved in 160 ml of glycol dimethyl ether 3 hours at 135 ° C. and an autogenous pressure of 11 atmospheres together with 580 g of isobutylene

erhitzt Das Reaktionsgemisch wird anschließend fraktioniert destilliert, wobei man 515 g4,4'-Di-methyl-«- hydroxy-j>-butyrolacton(Kp. 15 = 135"C), das sind 78% Ausbeute, bezogen auf Glyoxylsäure, erhältThe reaction mixture is then fractionally distilled, 515 g of 4,4'-dimethyl - «- hydroxy-j> -butyrolactone (b.p. 15 = 135 "C), that's 78% Yield based on glyoxylic acid is obtained

Beispiel 2Example 2

Unter gutem Rühren werden innerhalb von 30 Minuten zu 1000 g hydratisierter Glyoxylsäure bei 1300C 6000g Λ-Methylstyrol zugegeben. Die Mischung wird noch weitere 4 Stunden bei der gleichen Temperatur gerührt Die leichter siedenden Anteile werden abdestilliert und der Rückstand aus einer Mischung von Benzol und Cyclohexan (im Gewichtsvesrhältnis 1 :1) umkristallisiert Es werden 1310 g 4-Methyl-4-phenyl-«-hydroxy-y-butyrolacton (64% Ausbeute, bezogen auf Glyoxylsäure) mit einem Siedepunkt von 93,5 bis 95° C erhalten.With good stirring, are added within 30 minutes to 1000 g of hydrated glyoxylic acid at 130 0 C 6000g Λ-methylstyrene. The mixture is stirred for a further 4 hours at the same temperature. The lower-boiling components are distilled off and the residue is recrystallized from a mixture of benzene and cyclohexane (in a weight ratio of 1: 1). 1310 g of 4-methyl-4-phenyl - «- hydroxy-y-butyrolactone (64% yield, based on glyoxylic acid) with a boiling point of 93.5 to 95 ° C. was obtained.

Beispiel 3Example 3

Zu 260 g Styrol werden unter gutem Rühren 100 g hydratisierte Glyoxylsäure bei 120 bis 1300C innerhalb l'/2 Stunden zugegeben. Die leicht siedenden Anteile werden abdestilliert und die Temperatur 3 Sunden zwischen 125 und 130° C gehalten. Der Oberschuß an100 g of hydrated glyoxylic acid are added to 260 g of styrene at 120 to 130 ° C. over a period of 1/2 hour with thorough stirring. The low-boiling components are distilled off and the temperature is kept between 125 and 130 ° C. for 3 hours. The excess on

ίο Styrol wird abdestilliert und der Rückstand aus dem vorerwähnten Benzol-Cyclohexan-Gemisch umkristallisiert Man erhält 128 g4-PhenyI-«-hydroxy-y-butyrolacton (F. 123 bis 126"C), entsprechend einer Ausbeute von 72%, bezogen auf Glyoxylsäure.ίο styrene is distilled off and the residue from the recrystallized the aforementioned benzene-cyclohexane mixture. 128 g of 4-phenyl - «- hydroxy-y-butyrolactone are obtained (F. 123 to 126 "C), corresponding to a yield of 72% based on glyoxylic acid.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung eines a-Hydroxy-y-lactons d irch Umsetzung von Glyoxylsäure mit einem Olefin aus der Gruppe der Abkömmlinge des Äthylens mit end- oder mittelständiger Doppelbindung, bei denen die die Doppelbindung tragenden C-Atome einfach oder zweifach substituiert sind, wobei die Substituenten gleich oder verschieden sein können und Alkylreste mit 1 bis 10 oder Arylreste mit 6 bis 12 oder Aralkylreste mit 7 bis 13 Kohlenstoffatomen darstellen, in Gegenwart eines sauren Katalysators, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei einer Temperatur zwischen 50 und 2400C vornimmt und nur die Glyoxylsäure selbst als sauren Katalysator wirken läßt.Process for the production of a-hydroxy-y-lactons d irch reaction of glyoxylic acid with an olefin from the group of the descendants of ethylene with a terminal or central double bond, in which the carbon atoms carrying the double bond are singly or doubly substituted, the Substituents can be identical or different and represent alkyl radicals with 1 to 10 or aryl radicals with 6 to 12 or aralkyl radicals with 7 to 13 carbon atoms, in the presence of an acidic catalyst, characterized in that the reaction is carried out at a temperature between 50 and 240 ° C and only lets the glyoxylic acid itself act as an acidic catalyst.
DE19712103686 1971-01-27 1971-01-27 Process for the preparation of α-hydroxy-γ-lactones Expired DE2103686C3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19712103686 DE2103686C3 (en) 1971-01-27 1971-01-27 Process for the preparation of α-hydroxy-γ-lactones

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19712103686 DE2103686C3 (en) 1971-01-27 1971-01-27 Process for the preparation of α-hydroxy-γ-lactones

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2103686A1 DE2103686A1 (en) 1972-08-17
DE2103686B2 true DE2103686B2 (en) 1979-09-06
DE2103686C3 DE2103686C3 (en) 1980-05-22

Family

ID=5796995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19712103686 Expired DE2103686C3 (en) 1971-01-27 1971-01-27 Process for the preparation of α-hydroxy-γ-lactones

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2103686C3 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58142901A (en) * 1982-02-19 1983-08-25 Nippon Zeon Co Ltd Modification method of rubber
SG64399A1 (en) * 1995-08-22 1999-04-27 Lubrizol Corp Process for preparing compositions useful as intermediates for preparing lubricanting oil and fuel additives
US6020500A (en) * 1995-08-22 2000-02-01 The Lubrizol Corporation Hydroxy-substituted monolactones useful as intermediates for preparing lubricating oil and fuel additives
US5696060A (en) * 1996-04-15 1997-12-09 The Lubrizol Corporation Acylated nitrogen compounds useful as additives for lubricating oil and fuel compositions
US5696067A (en) * 1996-04-15 1997-12-09 The Lubrizol Corporation Hydroxy-group containing acylated nitrogen compounds useful as additives for lubricating oil and fuel compositions
US5779742A (en) * 1996-08-08 1998-07-14 The Lubrizol Corporation Acylated nitrogen compounds useful as additives for lubricating oil and fuel compositions
EP0823471B1 (en) * 1996-08-08 2000-10-18 The Lubrizol Corporation Acylated nitrogen compounds useful as additives for lubricating oil and fuel compositions and intermediates useful for preparing same
US5840920A (en) 1996-08-08 1998-11-24 The Lubrizol Corporation Process for preparing compositions useful as intermediates for preparing lubricating oil and fuel additives

Also Published As

Publication number Publication date
DE2103686C3 (en) 1980-05-22
DE2103686A1 (en) 1972-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0304763A1 (en) Process for the preparation of ethercarboxylic acids
DE2103686C3 (en) Process for the preparation of α-hydroxy-γ-lactones
EP0322660B1 (en) Process for the separation of 2-methyl butanal
EP0005471B1 (en) Process for the preparation of 2,2,4-trimethyl-3-hydroxypentyl-isobutyrate
DE69206250T2 (en) METHOD FOR PRODUCING NITRILE.
DE2216974C3 (en) Process for the production of higher molecular weight unsaturated ketones
EP0010656B1 (en) Process for the preparation of 4-acyloxy-2-methylcrotonaldehydes
DE2360175A1 (en) Opt-2-substd. imidazoles prepn - by reacting aldehydes with glyoxal and ammonia
DE2844638C2 (en) Process for the preparation of di-n-propylacetic acid
DE69806957T2 (en) VINYL ETHER DERIVATE
DE890945C (en) Process for the production of ethylene glycol
DE2157035A1 (en) Substd 2,6-heptadienals prepn - from allyl alcohols and alpha,beta-unsatd aldehydes
DE2305629C2 (en) Process for the production of isopiperitenol
EP0061669A1 (en) Process for the preparation of cyclohexane-1,3-diones, and some bicyclic cyclohexane-1,3-diones
DE3830019A1 (en) METHOD FOR PRODUCING 3-ARYL-ISOBUTYL ALCOHOLS
DE2930603C2 (en) Process for the preparation of 4-hydroxyphenylpropionaldehydes
DE1275050B (en) Process for the production of olefinically unsaturated aldehydes and ketones
DE2106243C2 (en) Process for the production of aldehydes
EP0066169B1 (en) Process for the preparation of unsaturated aliphatic carboxylic acids
EP0398099B1 (en) Process for the production of cyclopentanones
DE1793037B1 (en) Process for the production of 2,3,6-trimethylphenol
DE2132019A1 (en) 1,3,4-thiadiazoles - from aldehydes, sulphur and hydrazine
DE1958463C3 (en) Process for the preparation of 2,2-dimethyl-1,3-propanediol-hy droxypivalinsäuremonoester
DE2150992C3 (en) Process for the production of α, ß-unsaturated ketones
DE1235880B (en) Process for the production of acetals from halogenated aldehydes

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8330 Complete disclaimer