DE2223299A1 - Process for the preparation of alpha-substituted epoxy compounds - Google Patents
Process for the preparation of alpha-substituted epoxy compoundsInfo
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Description
22232932223293
P α t » π Κ· η W ö ' * * έ, BräuhauMfraB*P α t »π Κ η W ö '* * έ, BräuhauMfraB *
Gase
12/10/ka.Gases
12/10 / ka.
SlTM HlOGEMI S.p.A., Mai land/ItalienSlTM HlOGEMI S.p.A., May land / Italy
Verfahren zur Herstellung von a-*substituierten Epoxidverbindungen Process for the preparation of a- * substituted epoxy compounds
Die vorliegende Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung von α-substituierten Epoxid-Verbindungen*The present invention "relates to a method of manufacture of α-substituted epoxy compounds *
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Oxidationsverfahren für Alkohole mit einer funktioneilen Gruppe in ß-Stellung bezüglich der Hydroxylgruppe, mit molekularem Sauerstoff, in Anwesenheit eines Katalysators, der auf Kupferverbindungen basiert.In particular, the present invention relates to an oxidation process for alcohols with a functional group in the ß-position with respect to the hydroxyl group, with molecular oxygen, in Presence of a catalyst based on copper compounds.
Verfahren, zur Herstellung von substituierten oder unsubstituierten Epöxid^-Verbihdungen sind bekannt» Sie basieren im allgemeinen auf mehrstufigen Reaktionen und werden unter Verwendung von schwer erhältlichen Reagentien durchgeführt, was die Wirtschaftlichkeit der Verfahren beträchtlich beeinflußt.Process for the preparation of substituted or unsubstituted Epoxid ^ connections are known »They are generally based on multistep reactions and are carried out using reagents that are difficult to obtain, which is economically viable the process is significantly affected.
Im Geg.ensatz dazu ist niöhisuber die Herstellung solcher Epoxide aittelsMetallkätälyse bekannt*In contrast, the production of such epoxies is not possible known by means of metal catalysis *
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Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, substituierte Epoxid Verbindungen auf einem einfachen und billigen Wege, nach einer Methode zu synthetisieren, die vom industriellen Standpunkt her gesehen, sehr interessant ist.It has now been found that it is possible to use substituted epoxy Compounds in a simple and cheap way to synthesize by a method that is acceptable from the industrial point of view seen is very interesting.
Gfemäß der vorliegenden Erfindung werden funktionelle Epoxid-Yer bindungen der allgemeinen FormelAccording to the present invention, functional epoxy yers bonds of the general formula
R"
R- IR "
R- I
_^\j ^^^ \J — Ji- _ ^ \ j ^^^ \ J - Ji-
erhalten, worin R, R' und R1' Wasserstoff, Kohlenwasserstoffreste mit bis zu 12 C-Atomen, die gleich oder verschieden sein können, einfache oder substituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Arylreste sein können, X eine aus RCO-, -CN, -COOR, Phenyl- und substituierten Pheny!verbindungen, Tinyl und dergleichen gewählte funktionelle Gruppe ist, worin R die vorstehenden Bedeutungen besitzt.obtained in which R, R 'and R 1 ' hydrogen, hydrocarbon radicals with up to 12 carbon atoms, which can be identical or different, can be simple or substituted alkyl, cycloalkyl, aryl radicals, X is one of RCO-, -CN , -COOR, phenyl and substituted phenyl compounds, tinyl and the like is the selected functional group, in which R is as defined above.
Die Verbindungen werden durch Oxidation der entsprechenden ß-suhstituierten Alkohole erhalten: die Oxidation wird durch molekularen Sauerstoff in Anwesenheit von Kupferverbindungen durchgeführt-Die verwendeten Alkohole besitzen die allgemeine 3?ormelThe compounds are substituted by oxidation of the corresponding ß-substituted Alcohols obtained: the oxidation is carried out by molecular oxygen in the presence of copper compounds-Die The alcohols used have the general three-word formula
R"R "
^C-CH-X
R'^l
OH^ C-CH-X
R '^ l
OH
worin R, R1, R1' und X die vorstehenden Bedeutungen besitzen.wherein R, R 1 , R 1 'and X have the above meanings.
Die Umsetzung verläuft unter Bildung der substituierten Epoxide gemäß dem folgenden Schema:The reaction proceeds with the formation of the substituted epoxides according to the following scheme:
R" T R''R " T R"
R\ I Cu1 R\ IR \ I Cu 1 R \ I
C-CH-X + f/2 O9 C C - X + H0OC-CH-X + f / 2 O 9 CC-X + H 0 O
OHOH
20 9 8 4-8/ 125 120 9 8 4-8 / 125 1
und wird durch einwertige Kupferverbindungen katalysiert..and is catalyzed by monovalent copper compounds.
Verwendet werden können Kupfer-I-Verbindungen, worin Kupfer an ein Anion gebunden ist, wie CuX1, worin X1 ein Halogenidion, wie Chlorid, Bromid, Jodid oder Fluorid ist oder ein aus der Gruppe CN"", CEUOCCf", Enolat, Nitrat, Perchlorat und dergleichen gewähltes Anion darstellt.Copper-I compounds in which copper is bonded to an anion, such as CuX 1 , in which X 1 is a halide ion such as chloride, bromide, iodide or fluoride or one from the group CN "", CEUOCCf ", enolate, can be used. Represents nitrate, perchlorate and the like selected anion.
Um eine bessere Löslichkeit und damit eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit zu erzielen, können vorteilhaft einwertige Kupferkomplexe der Art CuX1L verwendet werden, worin η eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeutet, X1 die vorstehenden Bedeutungen besitzt und L eine koordinative Base ist, die unsubstituiert oder substituiert ist und ausgewählt ist aus Phenantrolinen, Dipyridylen, Pyridinen, Dimethylsulfoxid (DMSO), Dimethylformamid (DMF), Phosphinen, Arsinen, Stibinen, Imidazol, Piperidin u.s.w.In order to achieve better solubility and thus a higher reaction rate, monovalent copper complexes of the type CuX 1 L can advantageously be used, in which η is an integer from 1 to 6, X 1 has the above meanings and L is an unsubstituted coordinate base or is substituted and is selected from phenantrolines, dipyridylene, pyridines, dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), phosphines, arsines, stibines, imidazole, piperidine, etc.
Nach einer interessanten Feststellung zeigen ein ähnliches Verhalten wie Kupfer alle Metalle, mit zumindest 2 Valenzzuständen, die fähig sind, leicht von einem in den anderen überzugehen, wie beispielsweise Eisen, Mangan und Cobalt.According to an interesting observation, show similar behavior like copper, all metals, with at least 2 valence states that are capable of easily changing from one to the other, such as Iron, manganese and cobalt.
Eine besondere Bedeutung des erfindungsgemäßen Verfahrens, liegt in der Möglichkeit, am Ende der Oxidationsreaktion die einwertige Ausgangskupferverbindung zu erhalten, die erneut verwendet" werden kann, wodurch der katalytische Zyklus geschlossen wird.A particular importance of the process according to the invention lies in the possibility of the monovalent reaction at the end of the oxidation reaction To obtain starting copper compound that can be "re-used", thereby closing the catalytic cycle.
Das erfindungsgemäße Oxidationsverfahren kann einfach durchgeführt werden; es führt zu guten Ausbeuten und kann in einem weiten Druck- und Temperaturbereich durchgeführt werden. Es ist möglich sowohl in Anwesenheit als auch in Abwesenheit von Lösungsmitteln oder Verdünnungsmitteln zu arbeiten. Im letzteren Falle dient der Alkohol selbst als Reaktionsmedium.The oxidation process according to the invention can be carried out easily; it leads to good yields and can be carried out over a wide pressure and temperature range. It is possible to work either in the presence or in the absence of solvents or diluents. In the latter case, the alcohol itself serves as the reaction medium.
Im Gegensatz dazu können im erstgenannten Fall Lösungsmittel verwendet werden, die aus 'der Gruppe der unsubstituiert eh oder sub-In contrast, solvents can be used in the former case that come from the group of unsubstituted or sub-
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stituierten Alkyl-, aromatischen und cycloaliphatisehen Kohlenwasserstoffe, Äther und anderen oder aus den vorstehend genannten Basen ausgewählt sind.substituted alkyl, aromatic and cycloaliphatic hydrocarbons, Ethers and others or are selected from the bases mentioned above.
Die Reaktionstemperaturen können in weitem Bereich variieren und sollten wie der Arbeitsdruck, die flüssige Phase erhalten.The reaction temperatures can vary within a wide range and should, like the working pressure, maintain the liquid phase.
Zweckmäßige Bereiche liegen für die Temperatur bei 15° bis 15O0C und für den Druck bei 1 bis 30 Atmosphären.Useful ranges for the temperature at 15 ° to 15O 0 C and the pressure at 1 to 30 atmospheres.
Werden Verbindungen der Formel CuX1Ii verwendet, so werden sie nach üblichen Techniken hergestellt und können als solche in das Reaktionsgefäß eingebracht werden oder können ausgehend von Cu X1 und L im Yerlauf der Oxidationsreaktion selbst erhalten werden.If compounds of the formula CuX 1 Ii are used, they are prepared by customary techniques and can be introduced into the reaction vessel as such or can be obtained starting from Cu X 1 and L in the course of the oxidation reaction itself.
Einige andere Arbeitseigenheiten werden durch das folgende Beispiel aufgezeigt, das zur Erläuterung der Erfindung dient, ohne sie zu beschränken.Some other work peculiarities are illustrated by the following example shown, which serves to explain the invention without limiting it.
Beispiel - Herstellung von Example - manufacture of
CH-_CH-_
3 J^ G^-HSH - CO - CH3 3 J ^ G ^ -HSH-CO-CH 3
Es wurde eine Mischung, bestehend aus 48 g Diacetonalkohol und 3,5 g Pyridin hergestellt. Darin wurden 2 g CuCl gelöst und das Ganze bei 700C mit Sauerstoff durchsprudelt (2 1/Std.).A mixture consisting of 48 g of diacetone alcohol and 3.5 g of pyridine was prepared. Therein were 2 g CuCl dissolved and the whole at 70 0 C with oxygen bubbled (2 1 / hr.).
Nach 12 Stunden wurden 2,5 g CuClPy durch Filtration unter Stickstoff abgetrennt; die Reaktionsprodukte wurden in der Lösung auf gaschromatographischem Wege analysiert. Die Umwandlung des Diacetonalkohols betrug 28 % bei einer Selektivität von 95 % für das Epoxid und 5 % für Aceton. Man erhielt 12,5 g des Epoxids und 0,7 g Aceton.After 12 hours, 2.5 g of CuClPy were separated off by filtration under nitrogen; the reaction products were analyzed in the solution by gas chromatography. The conversion of the diacetone alcohol was 28 % with a selectivity of 95 % for the epoxide and 5 % for acetone. 12.5 g of the epoxide and 0.7 g of acetone were obtained.
209848/ 1251209848/1251
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