DE2111753A1 - Makrocyclische Verbindungen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Patentanwälte

D!pi.-lng. R. BEETZ «en* DIpI-Ih 3. K. LAMPFiECHT

Dr«-Ing. R. B E E T Z Jr.

β MOnchen 22, SteinsdorfrtiviO

O26-I6.76OP

INTERNATIONAL FLAVORS & FRAGRANCES INC., New York (V,St.A.)

Makrocyclische Verbindungen und Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf makroeyclisehe Verbindungen und Verfahren zu ihrer HerStellung, sowie weiter auf ein Verfahren zur Umwandlung von makrocyclischen Ketonen in die entsprechende lactone· ^r .

Die gemäß der Erfindung hergestellten makrocyclischen Verbindungen sind Moschusduftstoffe und als solche von großem InttressOe Der Moschusduft ist vielleicht die am universellsten begehrte Duftnote und wird üblicherweise als die animalische Bote der Parfüm« betrachtete Eine Anzahl von natürlich vorkommenden Arten sowohl tierischen als auch pflanzlichen Ursprungs

026-(FD 1190) HÖHe (6)

1033U/1938

sind mit Moschusduft ausgestattet, es haben jedoch nur drei animalische Quellen kommerzielle Bedeutung erlangte Wegen der hohen Nachfrage und, begrenzten Lieferung dieser natürlich vorkommenden Moschusduftstoffe würden schon seit etwa 1920 zahlreiche Versuche unternommen, Verbindungen zu synthetisieren, welche die erwünschte Duftwirkung besitzen oder verstärken.

Die vorliegende Erfindung betrifft speziell eine Reihe von Verfahren zur Herstellung makroeyeIischer Verbindungen ausgehend vom 1,9-Oyclohexädecadien, Diese als Ausgangsmaterial verwendete Verbindung kann durch Dimerisierung von Cycloocten erhalten werden, wie es mehr im einzelnen in der US-PS 3 439 beschrieben wird« Das vom 1,9-Gyclohexadecadien ausgehende erfindungsgemäße Verfahren umfaßt im wesentlichen ein Mono- oder Dierpoxidieren des Cyclohexadecadiens je nach gewünschtem Endprodukt j Umwandlung der Epoxygruppen in Hydroxylgruppen gfs» unter Erzeugung einer zur Hydroxylgruppe benachbarten Doppelbindung} Aufoxidieren einer Hydroxylgruppe zur Ketogruppe; Hydderen der gfs» im Hing vorhandenen Doppelbindung nach Methylierung einer gfso vorhandenen zur Ketogruppe benachbarten Doppelbindung und Umwandlung der Ketogruppe in eine Laetongruppierung oder Bromierung der zur Ketogruppe benachbarten Kohlenstoffatome, Favorski-Umlagerung und decarboxylierende Eeoxidation zum Keton«

Die Erfindung umfaßt weiter ein Verfahren zur Umwandlung makrocyclischer Ketone in die entsprechenden makrocycIisehen Lactone.

Eine erste Durchführungeart des Verfahrens, die zu einer Mischung von Muscon und o(-Methyl-cyclopentadecanon führt, umfaßt die folgenden Schrittes

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1) Bpoxidieren von 1,.9-Cyclphexadecadien.der formel

-";■ gh * gh

zur Bildung eines mono epoxidiert an Gyclonexadecadiens der StrukturforMel ν;

OH

CH=

2) Umwandlung das monoepoxidierten 'Cyclohexadecadiens in J3-ungeeättigten Alkohol der Strukturformel

H OH

(0H₂)₅

Gfis und

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3) Oxidieren des cAi ß-ungesättigten Alkohols zur Bildung des entsprechenden o<, ^-ungesättigten Ketone der Strukturformel

4) Behandlung des oc, β-ungesättigten Ketons mit einem Alkylmagnesiumhalogenid zur Umwandlung in das ß-Methyl-cyclohexadecenon der Strukturformel

CH, 0
\J ti

CH

5) Hydrierung des ß-Methyl-cyclohexadecenons zur Bildung/Momo· muscon (ß-Methyl-cyclohexadecanon) der Strukturformel

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OE

6) Bromierung des Homomuseons sum Dibromhomomuscon (3-Methyl-2,16-dibromcyclohexadecanon) der Strukturformel

OH, Br \ * ⁿ OH— OH-O

OH Br

7) Umlagerung des Dibromhomomuscons zu einer Mischung von β- und /-Methyl-cyclopentadecen-carboxylaten der Strukturformel

COOOH₃ CH₅ H

GH C C

COOCH^/

- 6 ■ -

8) Behandlung der Mischung von (3- und ^-Methyl-cyclopentadeeen-carboxylaten mit Salpeter- bzw. Stickstoffwasserstoffsäure (hydrazoic acid) zur Bildung von Muscon und oQ-Methylcyclopentadecanon der Strukturformel

₅ 0 · CH-—- CH₉ —- 8 + CH₉ CH

Sie erste Stufe dieses Verfahrens umfaßt die Behandlung von 1,9-Oyclohexadecadien mit einem Oxidationsmittel, wie einer Persäure, z.B. Peressigsäure, Perpropionsäure, Perbenzoesäure, Perphöialsäure oder anderen geeigneten Persäuren, in Gegenwart eines Alkalimetalloarboxylats, wie Natriumacetat und in einem geeigneten Reaktionsmedium, wie einem inerten Lösungsmittel, bei verminderter Temperature Geeignete Reaktionsmedien sind beispielsweise Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform und dergleichen» Sie Heaktonspartner werden in stöehioaetrisehen Mengenverhältnissen verwendet, wobei dafür Sorge getragen wird, daß ein Überschuß an Oxidationsmittel vermieden wird, so daß es nicht zur Bildung von Diepoxiden kommt. Reaktionstemperatür und -zeit hängen voneinander ab· üblicherweise wird eine verminderte Temperatur von etwa -5⁰C bis 10⁰C angewandt, obgleich Temperaturen von O⁰C bis etwa 5⁰C bevor-* zugt sind. Sie Reaktion wird zweckmäßig innerhalb von etwa 5 Stunden beendet, vorzugsweise in weniger als 3 Stunden. Sas gewünschte Produkt, das monoepoxidierte Cyclohexadecadien kann nach herkömmlichen Verfahren, einschließlich der Verdampfung, Destillation, Extraktion und dergleichen abgetrennt und isoliert werden. .-'·,.

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Die zweite Stufe des Verfahrens umfaßt die Behandlung von 1,2-Epoxy-9-cycloheiadecen mit einer Alkyllithiumverbindung mit 1 bis 4- Kohlenstoffatomen, wie Butyllithium oder Methyllithium, in einem aliphatischen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, wie Hexan. Die Reaktionstemperatur kann dabei zwischen etwa 50⁰C bis etwa 8O⁰C variieren, obgleich Temperaturen im Bereich von 60 bis 70⁰C bevorzugt sind. Vorzugsweise wird die Alkyllithiumverbindung in einem Molverhältnis von 1_t2-Epoxy-9-cyclohexadecen zu Alkyllithium von etwa ItI angewandt, obgleich ein Überschuß von Alkyllithium ohne irgendwelche nachteiligen Wirkungen vorgesehen werden kann. Vorzugsweise wird das Alkyllithium langsam zugegeben, wobei die Temperatur der Reaktions-mischung unter etwa 5⁰C gehalten wird, so daß unerwünschte Nebenreäktionen vermieden werden. Das gewünschte K, |3-ungesättigte Cyclohexadecenol kann in irgendeiner herkömmlichen Weise isoliert bzwo gewonnen werden.

Die dritte Stufe des Verfahrens umfaßt die Oxidierung des οι ,β-ungesättigten Cyclohexadecenols zu dem entsprechenden Keton mit einem geeigneten Oxidationsmittel, wie Chromsäure, was im allgemeinen in Gegenwart einer starken Mineralsäure, wie Schwefelsäure und in der flüssigen Phase (z.B. in einer Aceton-Wasser-Mischung) vorgenommen wird. Das Oxidationsmittel wird zur Sicherstellung einer vollständigen Oxidation vorzugsweise im Überschuß verwendet und vorzugsweise in einem molaren Verhältnis, von <χ» ß-ungesättigtem Cyclohexadecenol zum Oxidationsmittel von zumindest etwa 1s3* Die Reaktionstemperatur wird bei 5⁰C oder darunter gehalten und liegt vorzugsweise bei O⁰Ct Das erhaltene ex, ρ-ungesättigte Cyclohexadecenon wird durch.wässrige Extraktion, Abdampfen und Destillation gewonnen.

Die vierte Stufe des Verfahrens umfaßt die Behandlung des

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(X, ß-ungesättigten Cyclohexadecenons mit einem niederen Alkylmagnesiumhalogenid, dessen Alkylkette 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält; das Halogenid wird aus der Gruppe Chlorid, Bromid oder Jodid ausgewählt, und. man verwendet z.B. Methylmagnesiumbromid, Methylmagnesiumjodid und dergleichen in Ge-" genwart von Kupferchlorid ο Die Reaktion wird in einem wasserfreien Lösungsmittel, wie Äther oder einem ähnlichen inerten Träger, durchgeführte

Das Alkylmagnesiumhalogenid wird in einem molaren Verhältnis von "λ, p>-ungesättigtem Gyclohexadecenon zum Alkylmagnesiumhalogenid von etwa 1«1 angewandt, obgleich ein leichter Überschuß an Alkylmagnesiumhalogenid erwünscht ist₀ Die Reaktionstemperatur kann innerhalb weiter Grenzen variieren, und im allgemeinen liegt sie bei etwa 5 bis 15⁰C und die Reaktion ist üblicherweise innerhalb von einigen Stunden beendete Die Reaktionsmischung wird dann zur Zersetzung des gebildeten Komplexes mit einer starken Säure, beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, behandelt und das Produkt nach herkömmlichen Verfahren, wie fraktionierte Destillation, gewonnen; es enthält zwei Isomere (eis- und trans-3?o"rm).

Der fünfte Verfahrensschritt umfaßt die Hydrierung von ß-Methyl-eyclohexadecenon zum ß-Methyl-cy.clohexadecanon, wofür in üblicherweise ein Hydrierungskatalysator verwendet wird, der genügend aktiv ist, um die Hydrierung bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck zu bewirken, und beispielsweise benutzt man ein Edelmetall der VIII. Gruppe, wie Palladium oder Platin» Der Katalysator wird vorzugsweise auf einem Träger, wie Aktivkohle, verwendet. Die Hydrierung erfolgt in flüssiger Phase unter Verwendung eines inerten Lösungsmittels, wie eines niederen aliphatischen Alkohols, z.Bo Methanol, Äthanol, Bu-

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tanol und dergleichen. Der Wasserstoff wird in die Apparatur ■eingeleitet! bia keine Absorption mehr festgestellt wird, was die Beendigung der Reaktion anzeigte Der Druck ist vorzugsweise Atmosphärendruck, obgleich Drucke bis zu 10 Atmosphären ohne irgendwelche nachteiligen Wirkungen angewandt werden können. Die Temperatur wird vorzugsweise bei etwa 25 bis 30⁰O gehaltene Das gewünschte Produkt, das Homomuscon, wird durch Filtration vom Katalysator getrennt und nach Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation gewonnen.

Der sechste Verfahrensschritt umfaßt die Behandlung von A-Methyl-cyclQhexadecanon (Homomuscon) mit Brom in Gegenwart eines wasserfreien Lösungsmittels, wie einer Mischung von Benzol und Ätherο Das Brom wird zu der Hömomuscohlösung langsam zugesetztο Vorzugsweise wird das Brom in einem molaren Verhältnis von Brom zu Homomuscon von 2:1 angewandte Die Reaktionsmischung wird bei etwa 20 bis 25°0 gehalten. Der im Verlaufe der Reaktion freigesetzte Bromwasserstoff wird beispielsweise durch Anschluß .der Apparatur an ein Vakuumsystem entfernt, während die Temperatur der Lösung auf etwa 5O⁰C erhöht wird, bis die Lösung neutral ist„ Das gebildete Dibromhomomuscon kann in herkömmlicher Weise gewonnen bzw„ isoliert werden.

Der siebente Verfahrensschsiitt umfaßt die Behandlung von Dibromhomomuscon mit einem Alkalimetallalkoxid, wie Natriummethoxid, zur Bewirkung einer Favorski-Umlagerung. Bei dieser Reaktion wird ein Bromatom als HBr abgegeben und das andere durch Alkoxyl verdrängte Das Alkoxid wird vorzugsweise in einem molaren Verhältnis von zumindest etwa zwei Mol Alkoxid zu einem Mol Dibromhomomuscon verwendet« Die Reaktionstempertur wird innerhalb eines Bereichs von etwa 20 bis 35⁰G gehalten.

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Die resultierende Mischung von β -Methyl-cyolopentadecencarboxylat und V^-Methyl-cyclopentadeeen-earboxylat' wird dann gewonnen bzw« isoliert. Naoh Wunsch kann diese Mischung nach herkömmlichen Verfahren, wie' beispielsweise durch Säulenchromatographie, getrennt werden.

Der achte Verfahrensschritt umfaßt die Behandlung der Mischung der P - und ^Methyl-cyclopentadecen-carboxylate mit Stickstoffwasserstoffsäure zur Erzielung einer Mischung von C^ -Methyl-cyclopentadecanon und Muscon_o Die Säure wird in situ durch Umsetzung einer starken Mineralsäure, wie konzentrierter Schwefelsäure, mit einem Alkalimetallazid, wie Natriumazid, gebildet. Die Reaktion wird in einem Lösungsmittel, wie Chloroform, bei einer Temperatur von etwa 35 bis 45°C ausgeführt. Das gewünschte Endprodukt kann in herkömmlicher Weise, wie durch fraktionierte Destillation, gewonnen werden.

Eine andere Verfahrensweise gemäß der Erfindung, die zum Ambrettolid und Isomeren desselben führt, umfaßt die folgenden Schritte:

1) Epoxidieren von 1,9-Cyclohexadecadien der Strukturformel

CH = /

(CH₂)₆ (CH₂)₆

CH = CH

zu einem dLepoxidierten Cyclohexadecan der Strukturformel

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OH

(GH₂)₆ CH

GH

\ (CH₂)₆

CH

2) Reduzieren des diepoxidierten Cyclohexadecans zur Bildung einer Mischung von Gyclohexadeeadiolen der Strukturformel

OH

GH

OH t
CH

(CH₂)₇

CH i
OH

(GH₀)

2'8

CH I
OH

3) Oxidieren der Cyclohexadeeadiole zu den entsprechenden Hydroxyketonen der Strukturformeln

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OH

CH.

C η 0

(CH₉)

2^;7

(CH₉),

4) Behandlung der Hydroxyketone mit einer Persäure in Gegenwart eines Bortrifluorid-ätherat-Katalysators zur Bildung einer Mischung von Hydroxy-cyclohexadeeanoliden der
Strukturformel

Il

C—0

It

0—0

Il

o — o

(0H₂)₆ (CH₂)₈+

CH

OH

GH OH

CH

OH

5) Wasserabspaltung bei den Hydroxy-cyclohexadeeanoliden zur Erzielung der gewünschten Mischung von Ambrettolid und
dessen Isomeren der allgemeinen Strukturformel

Il

0 — 0

(GH₂)X (CHp)y

CH-CH

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in der χ = 5, 6, 7 und 8 und y< = 8, 7, 6 und 5 iat und (i + y)* 13 ist; diese Mischung kann nach Wunsch durch herkömmliche Mittel in die verschiedenen Isomeren aufgetrennt werden; das Iacton mit χ = 5 und y = 8 ist beispielsweise das Ambrettolid und wenn χ = 7 und y « 6 ist, ist das Lacton das iso-Ambrettolid.

Die erste Verfahrenstufe umfaßt die Behandlung von 1,9-Cyclohexadecadien mit einem Überschuß an Oxidationsmittel, wie einer Persäure, wie beispielsweise Peressigsäure, Perpropionsäure, Perbenz ο β säure, Per phthalsäure oder anderen geeigneten Persäuren, in Gegenwart eines Alkalimetallcarboxylats, wie Satriumacetat, in einem geeigneten Reaktionamedium bei verminderter Temperatur. Zu geeigneten Reaktionsmedien gehören Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff und dergleichen. Üblicherweise wird eine verminderte Temperatur von etwa -5⁰O bis etwa 10⁰C angewandt, obgleich Temperaturen von O⁰C bis etwa 5⁰C bevorzugt werden· Das Persäure-Oxidationsmittel wird im Überschuß angewandt und vorzugsweise in einem molaren Verhältnis von Persäure-Oxidationsmittel zu 1,9-Cyclohexadecadien von zumindest 4s1, um die Vollständigkeit der Reaktion zu gewährleisten. Das 1,2,9,lO-Diepoxy-cyclohexadecan kann nach herkömmlichen Verfahren, einschließlich Abdampfen, Destillation, Extraktion und dergleichen^abgetrennt und gewonnen werdeno

Der zweite Verfahrensschritt umfaßt die Behandlung von 1,2,9,10-Diepoxy-cyclohexadeean mit einem Überschuß an Reduktionsmitteln, wie Lithiumaluminiumhydrid oder Wasserstoff (in Gegenwart von Platin oder Palladium) in einem lösungsmittel, wie liner, Methanol oder dergleichen«, Das Reduktionsmittel wird in einem molaren Verhältnis von Reduktionsmittel

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zu 1,2,9,lO-Siepoxy-cyelohexadecan von zumindest etwa 4»1 angewandt, um eine vollständige Reduktion des Diepoxyda sicherzustellen Sie Reaktionstemperatur ist vorzugsweise Zimmertemperatur und die Reaktion ist üblicherweise in 4 Stunden beendet* Sie Reaktionsmischung wird dann*zur Zersetzung des gebildeten Komplexes mit kaltem Wasser behandelt. Sie Mischung von 1,9- und !,e-Cyclohexadeeadiolen kann nach herkömmlichen Verfahren gewonnen bzw· isoliert werden»

Sie dritte Verfahrensstufe umfaßt die Oxidation der 1,9- und 1,8-Oyclohexadecadiole zu den entsprechenden Hydroxyketonen mit einem geeigneten Oxidationsmittel, wie Chromsäure, was im allgemeinen in Gegenwart einer starken Mineralsäure, wie Schwefelsäure und in einem flüssigen Medium., wie Iceton, erfolgt. Sas Oxidationsmittel wird in einem molaren Verhältnis von Oxidationsmittel zu Cyclohaxadecadiol von 1»1 angewandt, um die Bildung des gewünschten Hydroxyketone zu gewährleisten. Sie Reaktionstemperatur wird bei 5⁰C oder darunter gehalten und liegt vorzugsweise bei 0°0_e Sie erhaltene Mischung von 9-Hydroxy-i-eyclohexadecanon und 8-Hydroxy-i-cyclohexadecanon wird mach herkömmlichen Verfahren, einschließlich wässriger Extraktion, Abdampfung und Destillation, gewonnen·

Der vierte Verfahrensschritt umfaßt die Behandlung der Mischung von g-Hydroxy-i-cyclohexadecanon und 8-Hydroxy-1-cyclohexadecanon mit einem Persäure-Oxidationsmittel, wie Per essigsäure, Per propionsäure, Perbenzoesäure, Per phthalsäure oder anderen geeigneten Persäuren, in Gegenwart eines Bortrifluorid-ätherat-Katalysators und in einem geeigneten Reaktionsmedium, wie Chloroform. Das Persäure-Oxidationsmittel wird zur Gewährleistung einer vollständigen Umsetzung im Überschuß verwendet und vorzugsweise in einem molaren Verhältnis von Per-

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2111

753 '

- 15 -

säure zu Hydroxy-cyclphexadecanon von zumindest 3:1# vorzugsweise etwa 4:1. Die Reaktionstemperatur kann zwischen etwa 4o°C und etwa 70°C liegen, obgleich Temperaturen im Bereich von etwa 45 bis etwa 55°C bevorzugt werden. Die Mischung der Hydroxy-eyclohexadecanolide kann in irgendeiner herkömmlichen Weise gewonnen bzw. isoliert werden. Dieser Verfahrensschritt wird nachfolgend weiter erläutert.

Der fünfte Verfahrenssehritt umfaßt die Wasserabspaltung bei den Hydroxy-cyolohexadecanoliden zur Bildung von Ambrettolid und dessen Isomeren, was herkömmlicherweise mit einem starken Säurekatalysator, wie p-Toluolsulfonsäure, Schwefelsäure und dergleichen und in der flüssigen Phase unter Verwendung wasserfreier Lösungsmittel, wie wasserfreies Benzol, erfolgt. Temperaturen von etwa 100 bis etwa 350⁰C vorzugsweise etwa 310°C sind für die Umsetzung notwendig. Eine Mischung von Ambrettolid und dessen Isomeren wird durch herkömmliche Mittel gewonnen und kann nach Wunsch aufgetrennt werden. Die Trennung der Mischung ergibt verschiedene Isomere, einschließlich Ambrettolid und iso-Ambrettolid.

Noch ein weiteres Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt die Schritte:

1) Epoxidierung von 1,9-Cyelohexadeeadien der Strukturformel

CH

CH = CH
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zu einem monoepoxidierten Gyelohexadeeadien der Strukturformel . . "

OH — GH (CH₂)₆ (GH₂)₆

. . ' GH ■ GH

und

™ 2) Reduktion des monoepoxidierten Gyclöhexadecadiens zum

9-Gyclohexadecen-(i)-ol der Strukturformel

OH GH

(GH₂)₆ (GH₂)₇

\ OH a OH

und

3) Oxidation des 9-0yelohexadecen-(i)-ol zum entsprechenden Keton der Strukturformel

(GH₂)g

GH * OH und

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4) Hydrierung des Eetons zum Gyclohexadecanon der Struktur formel *

5) Oxidation des Cyelohexadecanons in Gegenwart von Bortrifluorid-ätherat zum Cyclohexadeeanolid der Strukturformel

Die erste Stufe dieses Verfahrens umfaßt die Behandlung von 1,9-Öyclohexadecadien mit einem Oxidationsmittel, wie einer Sersäure, z.B. Peressigsäure» Perpropionsäure, Perbenzoesäure» Isophthalsäure oder anderen geeigneten Persäuren, in Gegenwart vines Alkalimetallcarboxylats, wie ITatriumacetat, in einem geeigneten Reaktionsmedium, wie einem inerten Lösungsmittel, bei verminderter Temperatur. Zu den geeigneten Reaktionsmedien gehören Methylenchlorid und dergleichen.

Die Seaktionspartner werden in stöchiometrisohen Mengen verwendet_f wobei dafür Sorge getragen wird, daß kein überechüesigee Oxidationsmittel verwendet wird, damit die Bildung von Diepoxycyclohexadecan vermieden wird. Reaktionstemperatur und -zeit hängen voneinander ab„ Üblicherweise wird eine ver-

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minderte Temperatur von etwa -5⁰G bis etwa 10⁰O angewandt, obgleich eine Temperatur von O⁰O bis etwa 5⁰O bevorzugt wird. Die Reaktion wird aus praktischen Gründen innerhalb won etwa 5 Stunden beendet, vorzugsweise in etwa 3 Stunden. Das gewünschte Produkt, das 1,^-Epoxy-g-cyclohexadecen, kann durch herkömmliche Verfahren, einschließlich Abdampfen, Destillation, Lösungsmittelextraktion und dergleichen, abgetrennt und gewonnen bzwo isoliert werden,,

Der zweite Verfahrensschritt umfaßt die Behandlung von 1^-Bpoxy-g-cyclohexadecen mit einem Reduktionsmittel, wie Lithiumaluminiumhydrid oder Wasserstoff (in Gegenwart von Platin oder Palladium), in einem Lösungsmittel, wie Äther oder einem ähnlichen inerten Trägers Wenn Lithiumaluminiumhydrid als Reduktionsmittel verwendet wird, liegt die Reaktionstemperatur vorzugsweise bei Zimmertemperatur, wobei dafür gesorgt wird, daß die Temperatur unter dem Siedepunkt des Lösungsmittels bleibt,um Dehydratisierungsprobleme zu verhindern· Vorzugsweise wird das Reduktionsmittel in einem molaren Verhältnis von 1^-Spoxy-g-cyclohexadecen zum Reduktionsmittel von etwa 1s0,25 angewandt, obgleich ein Überschuß an Reduktionsmittel ohne jeden nachteiligen Effekt angewandt werden kann» Das gewünschte 9-Gyeloh@xadecen-(1)-ol kann in irgendeiner herkömmlichen Weise gewonnen bzw» isoliert werden.

Die dritte Verfahrensstufe umfaßt die Oxidation von 9~ßyelQh*2cadec©nT(1 )-ol sum entsprechenden Keton mit einem geeigneten Oxidationsmittel, wie Chromsäure, was allgemein in Gegenwart einer starken Mineralsäure, wie Schwefelsäure und in der flüssigen Phase, wie in einer Äther-Wasser-Mischung, erfolgt. Das Oxidationsmittel wird zur Gewährleistung einer vollständigen Oxidationsreaktion im Überschuß angewandt und vorzugsweise in einem molaren Verhältnis von Oxidationsmittel

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zu 9-0yclohexadeoen-(1)-ol von zumindest etwa 3«1. Die Reaktionstemperatur wird vorzugsweise bei Zimmertemperatur gehaltene Das 9-0yclohexadeöen-(1)-on kann in irgendeiner herkömmlichen Weise gewonnen bzw.. isoliert werden»

Der vierte Verfahrensschritt umfaßt die Hydrierung von 9-Gyclohexadecen-(1)-on zum Cyclohexadecanpn, wofür ein genügend aktiver Hydrierungskatalysator für eine Hydrierung bei niedriger Temperatur und geringem Druck, wie ein Edelmetall der VIII· Gruppe, wie beispielsweise Palladium oder Platin, verwendet wird« Der Katalysator wird vorzugsweise zusammen mit einem !Präger, wie Aktivkohle, benutzte Die Hydrierung erfolgt in flüssiger Phase mit einem inerten Losungemittel, wie niederen aliphatischen Alkoholen, wie beispielsweise Methanoi, Äthanol, Butanol und dergleichen« Der Wasserstoff wird in die Apparatur eingeleitet, bis keine Absorption mehr stattfindet, was die Beendigung der Umsetzung anzeigt. Der Druck ist vorzugsweise Atmosphärendruck, obgleich Drucke bis zu etwa 10 Atmosphären ohne irgendeine nachteilige Wirkung angewandt werden können, und die Temperatur wird vorzugsweise bei etwa Zimmertemperatur gehaltene Das gewünschte Produkt, das Oyclohexadecanon, kann in irgendeiner herkömmlichen Weise gewonnen bzw· isoliert werden»

Der fünfte Verfahrensschritt umfaßt die Behandlung von Cyclohexadecanon mit einem Persäure-Oxidationsmittel, wie Persaslgsäurö, Perpropionsäur®,.Perbenzoesäure₉ Perphthalsäure oder anderen geeigneten Persäuren, in Gegenwart eines Bortrifluorid-ätherat-Katalysators und in einem geeigneten Reaktionsmedltim, wi® Chloroform« Das Persäure-Qxidationsmittel wird zur Gewährleistung einer Tollständigen Umsetzung im Überschuß angewandt und vorzugsweise in einem molaren Verhältnis von Per-

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säure zu Gyclohexadeeanon von zumindest etwa 3*1· Die Beaktionstemperatur kann zwischen etwa 40⁰O und etwa 70⁰O variieren, obgleich !Temperaturen im Bereich von etwa 45⁰C bis etwa 50⁰G bevorzugt werden. Das gewünschte Gyelohexadecanolid kann in irgendeiner herkömmlichen Weise gewonnen werden. Dieser Schritt wird im Nachfolgenden weiter erläutert©

Die nach den erfindungsgemäfien Verfahren erzeugten makrocyclisehen Verbindungen haben einen sehr begehrten und ausnutzbaren Duft, der als Moschusduft charakterisiert und Üblicherweise als die animalische Note im Parfüm betrachtet wird. Sie können so als Bestandteil für Parfümkompositionen verwendet werden sur Förderung oder Begründung einer Moschusduftnote. Parfümkompositionen mit etwa 1,0 bis etwa 50,0 Gew.-56 der makrocyelisehen Verbindung (bezogen auf die wirksamen Duftstoffbestandteile vor der Verdünnung) sind erwünscht und brauchbar·

Die vorliegende Erfindung umfaßt auch ein Verfahren, nach dem makrocyclische Ketone mit einer Persäure behandelt und in einer Reaktion, bei der Bortrifluorid-ätherat als Katalysator verwendet wird, in die entsprechenden makrocyclischen Lactone umgewandelt werden.

Ausgangsmaterial für eine solche Umwandlung ist ein makroeyelisches Keton der allgemeinen formeis

0
J

)X (0H₂)y

OH
Ξ

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in der E ein Substituents wie Wasserstoff oder ein Hydroxyl- oder Aeetoxyrest und dergleichen ist und die Summe von χ und y eine ganze Zahl von 10 bis 16 ist_o

Zu den gemäß der Erfindung brauchbaren Persäuren gehören Peressigsäure, Perbenzοesäure_f Perpropionsäure, Perphthalsäure und andere ähnliche Persäuren. Die vorliegende Umwandlung von makroeyclisehen Ketonen in die entsprechenden makroeyclisehen Lactone mit einer Persäure wird mit einem Bortrifluorid-ätherat-Katalysator in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels erreicht» Die Reaktion erfolgt durch Aufheizen der das makrocyclisehe Keton, die geeignete Persäure, den Bortrifluoridätherat^Katalysator und das inerte Lösungsmittel enthaltenden Heaktionsmisehung auf eine Temperatur zwischen etwa 4O⁰C und etwa 70⁰Oi Vorzugsweise erfolgt die Eeaktion bei einer !Temperatur von etwa 45⁰C bis etwa 55⁰G. Die Beaktion kann über eine Zeitdauer von etwa 10 Stunden bis etwa 16 Stunden durchgeführt werden, bis die Umsetzung vollständig ist« Im allgemeinen werden Eeaktionadauern von etwa 12 Stunden bevorzugt„ Die Reaktion wird normalerweise bei Atmosphärendruck ausgeführt« Sollte die Reaktion jedoch träge erscheinen, so können höhere Drucke angewandt werden, um die !Temperatur anzuheben und den Fortgang der Reaktion zu ermöglichen.

Die allgemeine Umsetzung wird durch die folgende Reaktionsgleichung veranschaulichts

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B3?*-ätherat (GHg)_x (OH₂)_y + Persäure °

Lösungsmittel OH

untergeordnete Produkte

Das Hauptprodukt ist das dem als Ausgangsmaterial verwendeten makrocycIisehen Keton entsprechende makroeyclische Lacton. Bas makroeyclisehe Lacton-Produkt kann durch herkömmliche Mittel aus der Beaktionsrsisehung der obigen allgemeinen Gleichung gewonnen werden_e Diese Lactone haben einen sehr begehrten und ausnutsbaren, als Moechusduft charakterisierten Duft ο Sie können als Bestandteil von Parfümkompositionen verwendet weröen_s um eine Moschusduftnote zu begründen bzw, au fördern. F&rfümkompositionen» die etwa 1,0 bis etwa 50,0 Gew.-(bezogen auf die wirksamen Duftstoffe vor der Verdünnung) enthalten, sind erwünscht und brauchbar· Diese makrocycllschen Lactone können auch als Zwischenprodukte für die Synthese ande rer makrocyclisGher Verbindungen angewandt werden«

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Wie oben festgestellt wurde, wird bei diesem erfindungB-gemäßen Verfahren Bortrifluorid-ätherat als Katalysator benutzt« Obgleich nun Bortrifluorid-ätherat als "Lewis-Säure" einzustufen ist, cLho als Substanz, die ein einsames Elektronenpaar einer anderen Verbindung zur Vervollständigung ihrer eigenen Blektronenschalen anziehen bzw. anlagern kann, wurde festgestellt, daß andere gleichfalls als ''Lewis-Säuren¹¹ zu bezeichnende Verbindungen, wie Aluminiumchlorid, Zinnchlorid oder Zinkehloridj beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht brauchbar sind« Das Bortrifluorid-ätherat wird in katalytischen Mengen angewandt·

Wie oben angegeben wurde, werden makrocyclisches Keton, Persäure und Bortrifluorid-ätherat-Katalysator in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels zusammengegeben,, Geeignete inerte Lösungsmittel sind Ohloroform, Äther, Methylenchlorid und dergleichen* Chloroform ist ein bevorzugtes Lösungsmittel.

Wie zuvor angegeben wurde, wird das makrocyclische Keton mit einer Persäur®, wie Peressigsäure, Perpropionsäure, Perbenzoesäure, Perphtfaalsäure und anderen ähnlichen Persäuren, in Gegenwart des Katalysators behandelt ssur Bildung des entsprechenden makroeyelisehen Lactone» Die Persäure wird im Überschuß verwendet und vorzugsweise in einem molaren Verhältnis von Peraäure zu makrocyclischem Keton von etwa 3*1 bis etwa 6s1, vorzugsweise etwa 4«1. Wenn das angewandte Verhältnis von Peraäure zu macrocyclischem Keton unter etwa 3*1 liegt, erhält man geringere Auebeuten an makrocyclischem Lacton, und wenn das Verhältnis größer als 6s1 ist, können Polymeriaationsprobleme auftreten,

Bi© folgenden Beispiele werden mehr im einzelnen die Art

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und Weise veranschaulichen, in der die Erfindung praktisch durchgeführt werden kann. Es ist jedoch klar, daß die Erfindung nicht auf die speziellen angegebenen Daten beschränkt ist, sondern vielmehr alle im lahmen des fachmännischen Könnens liegenden Variationsmöglichkeiten umfaßt«

Beispiel 1

Herstellung einer Mischung von Muecon und ol-Methyl-cyelopentadecanon

A) Herstellung von 1^-Epoxy-g-cyclohexadeoen aus 1₉2-Qyolohexadecadien

In einen 100 ml Reaktionskolben mit Thermometer, mechanischem Rührerj Zugabetrichter und Eisbad Herden 5,0 g (0,023 Mol) 1,9-Qyelohexadeeadisn, 7,0 g Natriumacetat und 30 ml Methylenchlorid gegeben und auf O⁰O abgekühlt. Daneben wird eine Lösung von 4₉7 g (0,023 Mol) 4Öj6iger Peressigsäure in 10 ml Methylenchlorid hergestellt und langsam über eine halbe Stunde verteilt zum Kolbeninhalt hinzugegeben, wobei die Semperatur bei O⁰O gehalten wird. Die Mischung wird dann 3 Stunden lang bei 0 bis 5⁰Q gerührt und anschließend auf Zimmertemperatur fe zurückkehren gelassen· Die Mischung wird dann in einen 125 ml Scheidetrichter mit 40 ml Wasser gegossen und die Schichten getrennt. Die wässrige Schicht wird 3-mal mit 30 ml Portionen Methylenehlorid extrahiert· Die vereinigte organische Schicht wird dann mit gesättigter Hatriumchloridlösung bis zur neutralen Reaktion gewaschen und über wasserfreiem 2JatriuH8ulf»t getrocknet. Bas Lösungsmittel wird mit Hilfe eines notations» Verdampfers entfernt und man erhält 5,58 g Rohprodukt, das Chromatograph!ert wird zur Erzielung einer Ausbeute von 4,5 g

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.1,2-Epoxy-9-cyelohexadecen (Ausbeute« 90$) ₀

B) Herstellung von ex, β«ungesättigtem Gyclohexadecenol aus

In einen 500 ml Reaktionskolben mit Tropf- bzw» Zugabetrichter, Rührer, Thermometer, Eisbad und Riickflußkühler mit Trockenrohr, der mit Stickstoff durchgespült wurde, werden 80 ml (0,13 Mol) 15#iges Butyllithium in Hexan gegeben und auf O⁰O abgekühlt. Daneben wird eine Lösung aus 100 ml Hexan und 30 g rohem nicht-ehromatographierten Material nach Teil A dieses Beispiels (von dem 7,5 g 1₉9-Gyciohexadeoadien waren) hergestellt und langsam tropfenweise über 1,5 Stunden hinweg unter Rühren zum Butyllithium hinzugegeben, wobei die Temperatur bei O⁰O gehalten wird* Nach Beendigung der Zugabe wird die Mischung weitere 30 Minuten lang gerührte Die Temperatur

wird dann langsam auf 65 G gesteigert und die Mischung 3 Stunden lang unter Rückfluß behandelt«, Die Reaktionsmischung wird dann auf 5⁰C abgekühlt und mit 30 ml Wasser versetzt» Sie wird dann in einen Scheidetrichter gegeben und die Schichten getrennte Die organische Schicht wird bis zur neutralen Reaktion mit Wasser gewaschen und dann getrocknet. Da3 Lösungsmittel wird mit Hilfe eines Rotationsverdampfers entfernt, und man erhält 33 g Rohprodukt, das zur Erzielung einer 54#igen Ausbeute von oc_f ^-ungesättigtem Gyclohexadecenol chromatographiert wird©

C) Herstellung vono(.ß»ungesättigtem Oyolohexadecenon aus ex, ft-ungesättigtem Oyclohexadecenol

Durch; vorsichtige Zugabe von 11 ml konzentrierter Schwefeliäure in einen 10 g Chromoxid enthaltenden 500 ml Kolben,

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Abkühlen der Mischung in einem Eisbad und langsame Zugabe von 50 ml Wasser wird eine Chromsäurelösung hergestellt<λ

In einen 1 1 Reaktionakolben mit Zugabetrichter, !Thermometer, mechanischem Rührer, Sisbad und Rückflußkühler werden 12 gcX» (3-ungesättigtes Cyclohexadecenol und 300 ml Aceton gegeben und auf O⁰O abgekühlt. Sie wie vorstehend hergestellte Ohromsäurelösung wird dann tropfenweise unter Rühren hinzugegeben, bis eine orange-gelbe Färbung der Lösung bestehen bleibte Die Lösung wird 3 Stunden lang bei O⁰C gerührt und dann auf Zimmertemperatur zurückkehren gelassen» Unter vermindertem Druck werden 150 ml Aceton ohne irgendwelche Erwärmung abgetrennt» Dann werden 200 ml Wasser zugesetzt und die Lösung 5-mal mit 200 ml Portionen Methylenchlorid extrahiert,, Die vereinigten Extrakte werden 3-mal mit 50 ml Portionen einer gesättigten Uatriumehloricllösung bis zur neutralen Reaktion gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet« Das restliche Lösungsmittel wird im Vakuum abgetrennt und man erzielt 10 g Rohprodukt, das chromatographiert wird zur Erzielung von 8,3 g (7O96 Ausbeute) Λ, (^-ungesättigtem Cyclohexadecenon.

D) Herstellung von (3>-Methyl-cyclohexadecenon aus ^, (^-ungesättigt em Gyclohexadecenon

In einen 250 ml Seaktionskolben mit einem Übergangs- oder Anpassungsstüek, einem Thermometer, mechanischen Rührer, Zugabetrichter, einer Stickstoffdurohspülvorrichtung, einem Rückflußkühler mit Trockenrohr und einem !rockeneiebsd werden 10 ml (0,03 Mol) Methylmagnesiumbromid, 50 ml wasserfreier Äther und 0,15 g Kupferchlorid gegeben und auf 10⁰G abgekühlt. Daneben wird eine Lösung aus 5,5 g (0,024 Mol) oc, ß-ungesättigtem Gyelofaexedeeencn und 40 ml wasserfreiem Äther hergestellt und langsam über eine Zeitdauer von 1,5 Stunden hinweg

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zum Kolbeninhalt hinzugegebene Die Heaktionsmischung wird eine Stunde lang bei 10⁰G gerührt _f zersetzt «lurch Zugabe von 25 ml einer kalten 10bigen Ghlorwasserstoffsäurelösunge Die ätherisch© Schicht wird abgetrennt und(bis zur neutralen Reaktion} 3-mal mit 20 ml Portionen einer kalten 1Ö$igen Hatriumbicarbonatlösung und 2-mal mit 20 ml Portionen WasserIgewaschen und getrocknete Das Lösungsmittel wird entfernt und man erhält 5»7 g Rohmaterial, das chromatographiert wird zur Erzielung von 4*9 g (90$ Ausbeute) ß-Methyl-eyclohexadeeenono

S) Herstellung von Homomueeon aus e-Methyl-cyclohexadecenon

Ia einen 500 ml Resktionskolben mit einer an eine Wasserstoff lasche angeschlossenen Brown-Hydrierungsapparatur werden 10 g ß-Methyl-eyelohezadecenoii, 1,5 g 10$ Palladium auf Kohle ®la Katalysator uad 200 al Methanol gegeben. Aus der Gasflasche wird Wasserstoff in die Apparatur eingeleitet, bis keine Absorption mehr stattfindet (940 ml), an welchem Punkt die Reduktion vollständig ist_e Der Katalysator wird durch ■Vakuumfiltration durch einen mit "Gelite¹' bedeckten Glasfiltertrichter entfernt t und durch Abdampfen <ä«s Lösungsmittels im Vakuum erhält man 10 g (100$ Ausbaut©) ö#e gesättigten Ketone, Homomuseon ( ß-Methyl-cyelohexadeeanoii)*

2?) Herstellung von Bibromhomomuscon aus Homomuscon

In einen 500 ml Reaktionekolben mit Zugabetrichter, mechanischem Rührer, Heizbad und Anschluß an ein Vakuumsystem werden 15 g (0,06 Mol) Homomuscon, 200 ml wasserfreies Benzol und 20 ml wasserfreier ither gegeben. Dazu werden 19f2 g (0,12 Mol) Brom tropfenweise bei Zimmertemperatur Über eine Zeitdauer Ύοη 30 Minuten hinzugegeben. Dqx während der Reaktion freigesetzte Bromwasserstoff wird durch Anschluß an das Vakuumsystem

4/1938

entfernt, während der Kolben gleichzeitig auf 50⁰O aufgeheizt wird. Diese Operation wird fortgesetzt, bis die Lösung im Kolben neutral reagiert. Durch Analyse wird die Bildung des gewünschten Dibromhomomuscons (3-Methyl-2,16-dibrom-cyclohexadecanon) bestätigt.

G) Herstellung einer Mischung von ß-Methyl-cyclopentadecencarboxylat und /-Methyl-cyclopentadecen-carboxylat aus Dibromhomomuscon

Es wird die gleiche Apparatur wie in der vorstehenden Stufe (3?) verwendet, nur daß das Heizbad durch ein Kühlbad ersetzt wird· Über eine Zeitdauer von 30 Minuten hinweg werden 7,6 g (0,14 Mol) Natriummethoxid zum Reaktionskolben hinzuge^- geben, der das vorstehend präparierte Dibromhomomuscon enthält. Die Temperatur wird mit Hilfe eines Eisbades bei Zimmertemperatur gehalten. Die Mischung wird weiter 30 Minuten bei Zimmertemperatur gerührt und dann mit einem Eisbad auf 5⁰C gekühlt ο 200 ml kaltes Wasser werden zugesetzt und die Lösung auf Zimmertemperatur zurückkehren gelassen. Die organische Schicht wird abgetrennt, 2-mal mit 50 ml Portionen von 5#iger Salzsäure und 2-mal mit 50 ml Portionen 5O?6iger Natriumchloridlösung bis zur neutralen. Eeaktion gewaschen und dann getrocknet«, Nach Entfernung d®s Lösungsmittels bleiben 19»0 g (90# Ausbeute) einer Mischung von ß-Methyl-eyclopentaäecen-carboxylat und ^-Methyl-cyclopentadecen-cyrboxylat zurück.

H) Herstellung einer Mischung von Muscon und «X-Methyl-cyclopentadecanon aus ß-Methyl-cyclopentadecen-carboacylat und ^-Methyl-cyclopentadecen-carbozylat

Zn einen 250 ml Kolben mit Zugabetrichter, mechanischem Bührer₉ Thermometer^ Eisbad und Stickstoff-SpülTorrichtung

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werden 42 ml konzentrierte Schwefelsäure gegeben, auf 5⁰C abgekühlt und mit 19,0 g einer Mischung von jo-Methyl-eyclopentadecen-carboxylat und /-Methyl-cyclopentadecen-carboxylat über eine Zeitdauer von 30 Minuten hinweg versetzt, wobei die Temperatur bei 5⁰C gehalten wird₀ Dann werden 50 ml Chloroform zugesetzt, die Mischung auf 40⁰G erwärmt und bei dieser Temperatur 6,2 g Uatriumazid über eine Zeitdauer von 1 Stunde zugegeben» Die resultierende Mischung wird 15 Minuten lang bei 40⁰C gerührt, auf 5⁰C abgekühlt und in 200 ml feuchtes Bis gegossen«. Diese gesamte Mischung wird dann in eine Mikro-Dampfdestillationsapparatur überführt und der Dampfdestillation bei Dampftemperatüren von 100⁰C -.16O⁰O - 200⁰C unterworfen und das Destillat gesammelt. Das Destillat wird mit festem natriumchlorid" gesättigt und 4-mal mit 50 ml Portionen Äther extrahiert. Der ätherische Extrakt wird mit 50 ml gesättigter Kochsalzlösung gewaschen und getrocknet. Die Entfernung des Lösungsmittels führt zu 12,0 g !Rohmaterial, das chromatographiert wird zur Erzielung von 10,5 g einer Mischung von Muscon und ot-Methyl-cyclopentadecanono Die NMR-Analyse zeigt 70# Muscon und 30$ o^-Methyl-cyclopentadecanon.

Beispiel 2 Herstellung von Ambrettolid und Isomeren desselben

A) Herstellung von 1 «2_lt9t10-Diepoxy--Qyolo.hQxadecan aus 1,9-Cyclohexadeeadien

In einen 100 ml Reaktionskolben mit Thermometer, mechanischem Rührer, Zugabetrichter und Eisbad werden 5,0 g (0,023 Mol) I^-Oyclohexadecadien, 7,0 g Natriumacetat und 30 ml Methylenchlorid gegeben und auf O⁰C abgekühlt»ν Eine aus 9,4 g

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- 50 -

(Ο,θ46 Mol) 4o#iger Peressigsäure und 20 ml Methylenchlorid hergestellte Lösung wird langsam über eine Zeitdauer von einer halben Stunde hinweg zum Kolben hinzugegeben, während die Temperatur bei 0⁰C gehalten wird. Die Mischung wird dann 3 Stunden lang bei 0 bis 5°C gerührt und dann auf Zimmertemperatur zurückkehren gelassen. Die Mischung wird in einen Scheidetrichter mit 40 ml Wasser gegossen, die wässrige Schicht 3-mal mit 30 ml Portionen Methylenchlorid extrahiert und die vereinigte organische Schicht dann bis zur neutralen Reaktion mit _fc einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen und danach ^w über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wird mit Hilfe eines Rotationsverdampfers entfernt und man erhält 6,16 g Rohmaterial, das chromatographiert wird zur Erzielung von 5,15 g (90$ Ausbeute) 1,2,9,10-Diepoxy-cyolohexadeean.

B) Herstellung einer Mischung von 1,9- und 1,,8-Cyclohexadeoadiolen aus 1,2,9jlO-Diepoxy-cyclohexadeoan

In einen 1 1 Reaktionskolben mit Zugabetrichter, Thermometer, mechanischem Rührer, Kühler, Heizmantel und Stickstoffspülung werden 12>1Λ g (0,32 Mol) Lithiumaluminiumhydrid und 300 ml wasserfreier Äther gegeben. Dann wird langsam über eine ^ Zeitdauer von 1 Stunde hinweg eine !Lösung aus 20,0 g (0,079 Mol) 1,2,9,10-Diepoxy-eyolohexadeean und 200 ml wasserfreiem Äther hinzugegeben. Nach Beendigung der Zugabe wird die Mischung 4 Stunden lang unter Rückfluß behandelt und dann auf 4°C abgekühlt. Anschließend wird die Reaktionsmisohung mit 4o ml kaltem Wasser zersetzt, das Lithiumhydroxid-Salz extrahiert und bis zur neutralen Reaktion mit Tetrachlorkohlenstoff gewaschen und der ätherische Extrakt wird J-maX bis zur neutralen Reaktion mit 50 ml Portionen einer 50#igen Natrium« chloridlösung gewaschen. Das Lösungsmittel wird dann entfernt und man erhält 15*6 g einer rohen Cyclohexadecadiol-Misohung.

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G) Herstellung einer Mischung von g decanon und S-Hydroxy-i-eyclohexadeoanon aus 1^9- und 1,S-Gyclohexadecadiolen

In ©inen 1 1 Reaktionskolben mit Zugabetrichter» Rückflußkühler, Thermometer, mechanischem Rührer und !Trockeneisbad werden 14»0 g (0,956 Mol) einer Mischung von 1,9- und 1,8-Cyclohexadecadiolen und 550 ml Aceton gegeben und auf O⁰C abgekühlte Eine aus 5»6-g (0,056 Mol) Chromoxid, 4,2 g konzentrierter Schwefelsäure und 28 ml Wasser hergestellte Lösung wird tropfenweise über eine Zeitdauer von 2 Stunden hinweg zugesetzte Fach Beendigung der Zugabe wird die Reaktionsmischung eine Stunde lang bei O⁰G gerührt und dann das Aceton unter vermindertem Druck entfernt und durch 400 ml Wasser ersetzt« Die wässrige Lösung wird in einen Seheidetrichter überführt, mit Natriumchlorid gesättigt und dann 5-mal mit 100 ml Portionen !Tetrachlorkohlenstoff extrahierte Danach wird 3-mal mit einer 50%igen Uatriumehloridlösung bis zur neutralen Reaktion gewaschen und dann über natriumsulfat getrocknet zur Erzielung von 12,6 g Rohmaterial. Dieses Rohmaterial wird chromatographiert, und man erhält 5₅2 g (41$ Ausbeute) Hydroxy-cyclohexadecanone«,

D) Herstellung einer Mischung von 9-« 8- und lQ-Hydroxy-1-cyclohexadecanoliden aus 9- und 8- Hydroxy-1-cyclohexa- ^ecanonen

In einen 100 ml Eeaktionekolben mit Zugabetrichter, mechanischem Rührer, Thermometer, Rückflußkühler, Heizmantel und Temperaturüberwachung werden 2,0 g (0,0078 Mol) einer Mischung von Hydroxy-cyclohexadecanonen, 40 ml Ghoroform und 0,6 g Bortriflüorid-ätherat gegeben und die Mischung gerührt. 5 g

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(0,028 Mol) 40$ige Peressigsäure werden dann über eine Zeitdauer von 15 Minuten hinweg zugesetzt und die resultierende Reaktionsmischung wird 12 Stunden lang bei 50 - 5 C und dann 24 Stunden lang bei Zimmertemperatur gerührt. Die, Chloroformschicht wird dann 3-mal mit 20 ml Portionen einer 50$igen Natriumchloridlösung und 2-mal mit kaltem T/asser bis zur neutralen Reaktion gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet und ergibt 2,0 Rohmaterialo Dieses Rohmaterial wird chromatographiert zur Erzielung von 0,35 g (30$ Ausbeute) Hydroxycyclohexadecanoliden.

E) Herstellung von Ambrettolid aus Hydroxy-cyclohexadecanoliden

In eine 15 ml Aufnahme mit Zugabetrichter, Glasstöpsel und Magnetrührer werden 100 mg einer Mischung der Hydroxy-eyclohexadecanolide, 1 ml wasserfreies Benzol und 30 mg p-Toluolsulfonsäure gegeben und die Mischung eine Stunde lang bei Zimmertemperatur gerührt» Die Reaktionsmischung wird dann in eine mit 5 g Anakrom - beschichtet mit 10$ Silicongummi (SE 30 Gum Rubber) - und 1 g Stahlspänen rostfreier Stahl gepackte Pyrolyse-Glaskolonne bei einer Temperatur von 31O⁰C injiziert und das Destillat in einem gekühlten Glaskölbchen gesammelt, wo nach Entfernung des Lösungsmittels 50 mg einer Mischung von Ambrettolid und Isomeren desselben zurückbleiben. Diese Mischung wird durch Gas-Flüssig-Chromatographie unter Verwendung von Helium als Trägergas und einer Säule aus rostfreiem Stahl von 7,6 m (25 ft) mit 6,35 mm Innendurchmesser bei 100⁰C und einer Strömungsgeschwindigkeit von 80 ml pro Minute und einer Packung von 5$ Polyäthylenglykol (Carbowax 20 M) auf Anakrom ABS (Warenname von Analab Corporation, North Haven, Connecticut für eine präparierte Diatomeenerde-Zusammensetzung)getrennt.

10 9 8 4 4/1936.

Die Analyse zeigt die Anwesenheit von Ambrettolid wie auch der anderen Isomeren,,

Beispiel 3 Herstellung von Gyclohexadecanolid aus 1,9-G.yolohexadecadien

A) Herstellung von 1 ,^-Epoxy-g-oyclohexadeOen aus 1,9-C.yclohexadeeadien

In einen 100 ml Reaktionskolben mit Zugabetrichter, Thermometer, mechanischem Rührer und Bisbad werden 5,0 g (0,023 Mol) 1»9-Oyclohexadecadien, 7,0 g iTatriumacetat und 30 ml Methylenchlorid gegeben und auf O⁰O abgekühlt« Dann wird langsam eine lösung aus 4,7 g (0,023 Mol) 40$iger Peressigsäure in 10 ml Methylenchlorid über eine halbe Stunde hinweg hinzugegeben, während die !Temperatur bei O⁰C gehalten wird; die Mischung wird dann 3 Stunden lang bei O⁰O bis 5⁰O gerührt und auf Zimmertemperatur zurückkehren gelassene Die Mischung wird in einen Scheidetrichter mit 40 ml Wasser gegossen und die Schichten getrennt. Die wässrige Schicht wird 3-mal mit 30 ml Portionen Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigte organische Schicht wird mit gesättigter Natriumchloridlösung bis zur neutralen !Reaktion gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, durch einen Eotationsverdampfer vom Lösungsmittel befreit und ergibt 5 »58 g Rohmaterial. Das Rohmaterial wird chromatographiert zur Erzielung von 4,5 g (84,2$ Ausbeute) 1^-Epoxy-g-cyclohexadecen.

B) Herstellung von g-Oydoheacadecen-i-ol aus 1₈2-Epoxy-9-cyclohexadecen

In einen 500 ml Reaktionskolben mit Zugabetrichter, Ther-

109844/ 1-936"

mom&ter, mechanischem Rührer, Kühler und Stickstoffzuleitung werden 3,8 g (0,0934 Mol) Lithiumaluminiumhydrid und 120 ml wasserfreier Äther gegeben und gerührt. Zu dieser Mischurig wird eine Lösung von 11,1 g (0,0467 Mol) 1,2-Epoxy-9-cyclohexadecen in 100 ml wasserfreiem Äther über eine Zeitdauer von 1 1/2 Stunden hinweg bei Zimmertemperatur tropfenweise hinzugegebene Die Mischung wird dann 3 1/2 Stunden lang bei 35°C unter Rückfluß behandelt und dann auf O⁰O abgekühlt und anschließend durch Zugabe von 100 ml kaltem Wasser zersetzt» Die Ätherschicht wird abgetrennt und der weiße Niederschlag 3-mal mit 50 ml Portionen Äther extrahierte Der vereinigte Ätherextrakt wird über Natriumsulfat getrocknet und abgedampft zur Erzielung von 9»8 g Rohmaterial, das dann zur Erzielung von 8»75 g (80^ Ausbeute) 9-Cyclohexadecen-(1)-ol chromatographiert wird.

0) Herstellung von g-Qyclohexadecen-C1)-on aus 9-Oyolohexadecen-(1)-ol

In einen 250 ml Reaktionskolben mit Zugabetrichter, mechanischem Rührer und Kühler werden 8,7 g (0,0372 Mol) 9-Cyelohexadecen-(1)-ol und 60 ml Äther gegeben» Das für die Oxidation erforderliche Oxidationsmittel wird durch Mischen von 6,0 g Natriumchromat, 4»9 ml konzentrierter Schwefelsäure und 25 ml Wasser hergestellt und tropfenweise über eine Zeitdauer von 30 Minuten bei Zimmertemperatur zu der im Reaktionskolben enthaltenen Lösung gegeben» Die Mischung wird weitere 3 Stunden lang bei Zimmertemperatur gerührt und die resultierende grüne Mischung 3-mal mit 50 ml Portionen Äther extrahiert. Der vereinigte Äther-Sxtrakt wird 2-mal mit 10 ml Portionen einer 5#igen Fatriumbicarbonatlösung und dann bis zur neutralen Reaktion mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen und ge-

10 9 8 4 4/ 1936

trocknete Nach Abdampfen des Lösungsmittels erhält man 8,6 g Rohmaterial, das zur Erzielung von 6,9 g (80$ Ausbeute) 9-Cyclohexadeceh-(1)-on chromatographiert wird«

D) Herstellung von Cyclohexadecanon aus g-Cyclohexadecen- (D-on

In einen 500 ml Reaktionskolben mit einer an eine Wasserstoff lasche angeschlossenen Brown-Hydrierungsapparatur werden 10 g 9-Cyclohexadecen-(1)-on (2 Isomere), 1,5g Katalysator aus 10$ Palladium auf Kohle und 200 ml wasserfreies Methanol gegeben». Dann wird in die Apparatur Wasserstoff eingeleitet, bis keine Absorption mehr stattfindet (940 ml) und die Reduktion vollständig ist. Der Katalysator wird dann vorsichtig durch Saug-Filtration durch einen mit "Gelite" bedeckten Glasfiltertrichter entfernt, und Abdampfen des Lösungsmittels durch Rotati onsverdampfung erhält man 10,0 g (100% Ausbeute) an gesättigtem Keton, doho Cyclohexadecanon_o

E) Herstellung von Oyclohexadecanolid aus Cyclohexadecanon

In einen 100 ml Reaktionskolben mit einem Zugabetrichter, Magnetrührer, Thermometer und einem Rückflußkühler mit Trockenrohr werden 2,15 g (0,009 Mol) Cyelohexadecanon und 18 ml Chloroform gegebene Dann werden 0,45 ml frisch destilliertes 98#iges Bortrifluorid-ätherat über eine Zeitdauer von 5 Minuten hinzugegeben, wobei die Temperatur von 25 auf 29⁰C ansteigt und die Lösung eine orange Färbung annimmt«, Dann werden 5,13 g (0,027 Mol) 40#ige Eeressigsäure Me über eine Zeitdauervon 15 Minuten hinweg zugesetzt, wobei die Temperatur auf 33°C ansteigt und die Lösung fahlgelb wird. Die Temperatur wird dann auf 45⁰C erhöht und der Kolbeninhalt 111/2 Stunden

1098A4/1936

lang gerührt· Die Lösung wird dann abgekühlt und mit 20 ml Wasser versetzt und die organische Schicht 2-mal mit 50 ml Hexan extrahiert und 3-mal mit 5Ö ml Portionen einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Anschließend wird das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, und man erhält 2,65 g Rohmaterial, das chromatographiert wird zur Erzielung von 0,963 g Cyclohexadecanolid.

Beispiel k

Es wurde eine Parfümkomposition durch Mischen der folgenden Bestandteile in den angegebenen Mengenverhältnissen hergestellt:

Bestandteile . . Teile »

Geranium (Algerien) 100

Nelke 100

Zimt 30

Ladanum-Harz 60

Castoreum, absolut 10

Sandel 50

Zedernholz 150

Ionon-Reste 30

QrasÖl (Vetwert) 20

Benzylbenzoat 150

Terpineol 150

Mischung von Museon und OC-Methy1-cyclo-

pentadecanon nach Beispiel 1 150

1,000

Bei dieser Parfümkomposition wurde eine begehrte Moschusduftqualität festgestellt.

Bei Verwendung gleicher Qewichtsmengen Ambrettolid (gemäß Beispiel 2) oder Cyclohexadecanolid (gemäß Beispiel 3) an Stelle von Museon und Ot -Methyl-eyälopentadecanon bei der vorstehenden Parfümkomposition werden im wesentlichen gleich» wertige Ergebnisse hinsichtlichr der begehrten Moschusduftqualitäten der Parfümkompositionen erzielt.

Beispiel 5

100 g Seifenflocken bzw. -schuppen werden mit 1 g der nach Beispiel 4 hergestellten Parfümkomposition gemischt, bis eine im wesentlichen homogene Zusammensetzung erreicht wird. Diese homogene Zusammensetzung wird dann zu Blöcken oder Stücken verpreßt, die einen begehrten Moschusduft ausströmen.

γ 109844/1930

// ■-"■■■" . " -

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1β 15- oder i6-gliedrige Hingverbindungen der Formel

   (0H₂)n

   in der m und η gleich oder verschieden und gleich 5 oder 6 sind, R.J eine Äthylen-, Vinyl en-, Oxyäthylen-, Epoxyäthylen- oder Oxypropylengruppe und Eg eine Oxy-, Epoxy- oder Oxoäthylengruppe, eine Carbonyloxymethylengruppe, eine ck, ρ-ungesättigte oder ß-methylierte Äthylencarbonyl- oder Propylenolgruppe oder eine 3-Methyl-t- oder -2-carboxyaethylallylengruppe oder eine -(CH₃)CH-OHBr-GO-GHBr-gruppe ist·

   2« 1,2-Epoxy-9-cyclohexadecen als Verbindung nach Anspruch 1.

   3. ca, ^-ungesättigtes Gyclohexadecenol oder -non als Verbindungen nach Anspruch 1·

   4. ß-Methyl-cyclohexadecenon, -decanon oder -decanol als Verbindungen nach Anspruch 1«

   5· S-Methyl-Zjiß-dibromcyclohexadecaJion als Verbindung nach Anspruch 1· '. )

   6. p- oder ^-Methyl-cyclopentadecen-earboxylai; als Verbin- j

   : düngen neoh Anspruch 1.

   109844/1936

   7« !^,SfiO-Diepoxyeyclohexadecan ale Verbindung nach Anspruch 1. ^; ■^I"'""""

   8. 1,8- oder 1 _t9*-Cjclohexadecadiol als Verbindungen nach Anspruch 1. ■■'.'- . .- ;

   9· 8- oder 9-Hy<iroxy-1-cyclohexadecanon als Verbindungen nach Anspruch 1.

   10. 8-, 9- oder IO-Hydroxy-1-cyclohexadecanolid als Verbindungen nach Anspruch 1«

   11p,, ^.-Cyclohexadeeen-i-ol als Verbindung nach Anspruch 1.

   12* Verfahren sur Herstellung von Duftstoffen mit 15- und 16-gliedrigen Eingen, gekennzeichnet durch die Verwendung von Cyclohexadecadien als Ausgangsmaterial; Mono- oder Diepoxidieren des Cyclohexadacadiens je nach gewünschtem Endprodukt» Umwandlung der Epoxygruppen in Hydroxylgruppen gfs· unter Erzeugung einer zur Hydroxylgruppe benachbarten Doppelbindung; Aufoxidieren einer Hydroxylgruppe zur Ketogruppej Hydrieren der gfe. im Bing vorhandenen Doppelbindung nach MethyIiβrung einer gfs· vorhandenen zur Ketogruppe benachbarten Doppelbindung Und Umwandlung der Ketogruppe in eine Lactongruppierung oder Bromlerung der zur Ketogruppe benachbarten Kohlenstoff-* atome, Favoreki-Umlagerung und decarboxylierende Beoxidation zum Keton.

   13. Verfahren nach Anspruch 12 zur Herstellung einer Mischung von Museon und (X-Methyl-eyelopentadecahon, gekennzeichnet durch die folgenden Schrittes

   109844/1136

   a) Epoxidieren von 1,9-Cyclohexadecadien mit Persäure zum 1,2-Epoxy-9-cyclohexadecenj

   b) Behandeln des 1,Z-Epoxy-g-cyclohexadecens mit einer Alkyllithiumverbindung zur Herstellung von ex, (3-ungesättigtem Cyclohexadecenolj

   c) Oxidation des ex, (3-ungesättigten Oyclohexadecenols mit einem Oxidationsmittel zur Erzielung von ex, [3-ungesättigtem Cyclohexadecenon;

   d) Behandlung des ex, |3-ungesättigten Cyclohexadecenons mit einem Alkylmagnesiumhalogenid zur Erzielung.von p—Methylcyelohexadecenonj

   e) Hydrierung des ß-Methyl-cyclohexadecenons zum Homomuscon;

   f) Bromierung von Homomuscon zu Sibromhomomuscon;

   g) Umlagerung von Dibromhomomuseon mit einer Alkaliverbindung zur Erzielung einer Mischung von p- und£-Methylcyclopentadeeen-carboxylat und

   h) Behandlung der Mischung von (3- und £-Methyl-cyclopentadeeen-carboxylat mit Salpeter- bzw. Hydriersäure (hydrazoic acid) zur Erzielung einer Mischung von Muecon undoWMethyl-cyclopentadecanon.

   Ho Verfahren nach Anspruch 12 zur Herstellung von Ambrettolid und Isomeren desselben} gekennzeichnet durch die folgenden Schrittet

   a) Epoxidieren von 1,9-Cyelohexadecadien mit Persäure zum ijStSttO-Diepoxy-cyclohexadecanj

   109844/1938

   >. 41 -

   b) Reduktion des 1,2,9,lO-Diepoxy-cyclohexadeean mit einem Reduktionsmittel zur Erzielung einer Mischung von 1,8- und 1,9-Cyclohexadecadiolj

   o) Oxidation der Mischung von 1,8- und 1,9-Cyclohexadecadiol mit einem Oxidationsmittel zur Erzielung einer Mischung von 8- und 9-Hydroxy-i-oyclohexadecanonf

   d) Oxidation der Mischung von 8- und 9-Hydroxy-i-eyclohexadecanon mit Persäure in Gegenwart eines Bortrifluoridätherat-Katalysators zur Erzielung einer Mischung von 8-, 9- und lO-Hydroxy-i-cyelohexadecanolid und

   - e) DehydrotWerung der Mischung der Hydroxy-cyclohexadecanolide in Gegenwart einer starken Säure zum Ambrettolid und Isomeren desselben,,

   15· Verfahren nach Anspruch 12 zur Herstellung von Oyclohexadecanolid, gekennzeichnet durch die folgenden Schrittet

   a) Epoxidieren von 1,S-Cyelohexadecadien mit Persäure zum 1^-

   b) Reduktion des 1,2-Epoxy-9-cyclohej:adecens mit einem Reduktionsmittel zur Erzielung von 9-0yclohexadecen-1-olj

   c) Oxidation von 9-Cycloh@xadecen-1-ol mit einem Oxidationsmittel zur Erzielung von 9-öyclohexadecen-i-on;

   d) Hydrierung des 9-öyoloh®xadaeeii-1-on zum Gyelohexade-

   und

   ·) Oxydation des Qyclohexadecanons mit Persäure in Gegenwert einsθ Sortrifluorid-äthe?at-£atalysators zur Ervon öycloJäaxadtcsnolid,

   10984 4/19 36

   16„ Verfahren zur Umwandlung von Keton in Laeton bei makrocyclischen Eingen analog zu Anspruch 15e» dadurch gekennzeichnet, daß man ein Keton der Formel

   (CH₂)y

   in der E ein Wasserstoffatom, ein Hydroxyl- oder Acetoxyrest und die Summe von χ und y eine ganze Zahl von 10 bis 16 ist, mit einer Persäure und einem Bortrifluorid-ätherat-Katalysator in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels unter Erwärmen reagieren läßt,,

   17» Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Persäure in einem molaren Verhältnis von Persäure zu makrocyclischen Keton von etwa 3J1 bis etwa 6s! verwendet wird»

   18o Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekeimzeichnet, daß die Eeaktionsmischung auf etwa 40 bis 7O⁰O erwärmt wird.

   1098U/1936