DE2231677C2

DE2231677C2 - Verfahren zur Herstellung von Aldehyden, Ketonen und Chinonen

Info

Publication number: DE2231677C2
Application number: DE19722231677
Authority: DE
Inventors: Michel Neuilly-Sur-Seine Vignau
Original assignee: Roussel Uclaf SA
Current assignee: Sanofi Aventis France
Priority date: 1971-07-01
Filing date: 1972-06-28
Publication date: 1982-09-09
Also published as: NL7208906A; DE2231677A1; IT958529B; JPS5734313B2; CH554301A; GB1380976A; JPS4828384A; FR2144127A5

Description

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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Aldehyden, Ketonen und Chinonen gemäß dem Patentanspruch.

Dabei können die primären oder sekundären Alkohole aliphatische, cycloaliphatische, aromatische oder heterocyclische Verbindungen sein. Die Diphenole können aromatische oder heterocyclische Verbindungen sein.

Die Oxydation bestimmter Hydroxylgruppen zu Carbonylgruppen mit Hilfe von Silbersalzen wurde bereits beschrieben. Hierbei hat nun insbesondere Siiberoxyd verwendet (L Syper Tetrahedron Lett 42, 4193 [1967]), Siibercarbonat (H. Rapoport und H. N. Reist J. Am. Chem. Soc. 77,490 [1955] und W. King et al, J. Org. Chem. 26,3588 [1961]), Silbercarbonat aufgetragen auf Celit (M. Fetizon und M. Golfier C R. Acad. Sa Paris 267 Serie Q 900 und NL-PS 6811843) und Silber-a-picolinat (J· B. Lee und T. G. Clarke, Tetrahedron Lett. 1967 Nr. 5,415 und T. G. Clarke, Can. J. Chem. 1969,47,1650). is

Demgegenüber wurde bis heute nicht Silbersilikat für die Oxydation in flüssiger Phase von Alkoholen oder Diphenolen verwendet

Es wurde bereits ein Verfahren zur Dampfphasende· hydrierung von Methanol in Formaldehyd beschrieben, das einen Katalysator, der ausgehend von Silbersilikat hergestellt wurde, verwendet Tatsächlich jedoch wird dieser Katalysator durch Hydrierung bei 250⁰C des Silbersilikates erhalten und besteht in Wirklichkeit lediglich aus reduziertem Silber, welches auf Siliciumdioxyd abgelagert ist Darüber hinaus wird die in Betracht gezogene Reduktion in Dampfphase und nicht in flüssiger Phase durchgeführt

Es wurde nun gefunden, daß Silbersilikat als Oxydationsmittel in flüssiger Phase, insbesondere für Hydroxylderivate, deren Hydroxylgruppe von einem Kohlenstoffatom getragen wird, dienen kann.

Die Oxydation von Hydroxylderivaten zu Carbonylderivaten mit Hilfe von Silbersilikaten wird vorteilhafterweise in einem nichthvdroxylierten organischen Lösungsmittelmedium, wie Äthylacetat Benzol, Cyclopentan, Dichloräthan, Toluol oder Aceton ausgeführt

Um diese Oxydation durchzuführen, verwendet man vorzugsweise eine Menge von Silbersilikat entsprechend gleich der 1,5- bis 3,5fachen theoretischen Menge, die 1 g Molekül Silbersilikat je t Mol Hydroxylverbin* dung betragt

Um diese Oxydation praktisch durchzuführen, bringt man das Hydroxylderivat, das Silbersilikat und das organische Losungsmittel in Kontakt, erhitzt auf Rückfluß, entfernt durch Filtration das Silbersilikat, entfernt die flüchtigen Fraktionen und reinigt dann gegebenenfalls den Rückstand mit Hilfe üblicher

physikalischer Methoden,

Diese Reaktion kann vorteilhafterweise in Anwesenheit eines das verwendete Lösungsmittel entwässernden Mittels wie SUiporit (entwässerte Aluminiumsilikate von Alkalimetallen) oder unter Entfernung" des gebildeten Wassers durch azeotrope Destillation durchgeführt werden.

Die primären Alkohole werden zu Aldehyden oxydiert und die Reaktion läuft nicht bis zur Stufe der Säure ab. Die sekundären Alkohole führen zu Ketonen. Die tertiären Alkohole scheinen nicht angegriffen zu werden. Was die Diphenole anbetrifft, so führen diese zu den entsprechenden Chinonen.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Ausbeuten sind hoch. Sie liegen etwa bei 90% und in bestimmten Fällen erreichen sie nahezu die theoretische Ausbeute.

Dieses Verfahren besitzt gegenüber >*kannten Verfahren mit Silbersalzen den wesentlichen Vorteil, daß es zu höheren Ausbeuten führt

Es besitzt gegenüber dem Verfahren mit Silbercarbonat einerseits den Vorteil, daß es auf einen weiten Bereich, der die verschiedensten Alkohole und Diphenole umfaßt, anwendbar ist, wohingegen das Verfahren mit Silbercarbonat nur für die Oxydation des Codeins zu Codeinon verwendet worden ist, und andererseits, daß es zu einer höheren Ausbeute führt

Gegenüber dem Verfahren mit Silbercarbonat aufgetragen auf Celit besitzt das erfindunsgemäße Verfahren den Vorteil, daß es nur eine geringe Menge des Reagens (1,5- bis 3,5fache der Theorie) erfordert, wohingegen das frühere Verfahren die Verwendung eines Gewichtes des Reagenz, das das 8- bis 15fache der Theorie erreicht und eine im wesentlichen gleiche Menge an Celit erfordert Hieraus gehen für das erfindungsgemäße Verfahren niedrigere Kosten und die Möglichkeit ein geringeres Lösungsmittelvolumen zu verwenden, hervor.

Das Silbercarbonat muß gesondert hergestellt werden, während das verwendete Silbersilikat ein Handelsprodukt sein kann.

Andererseits kann man in bestimmten Fällen feststellen, daß das erfindungsgemäße Verfahren wirksamer ist, als das Verfahren mit auf Celit aufgetragenem Silbercarbonat

Aus diesem Grunde gestattet es beispielsweise das erfindungsgemäße Verfahren, die Hydroxylgruppe in 17-Steilung des S-O-Methyloximino-n-hydroxy-östra-4,9-diens zu oxydieren, um das 3-O-Methyloximinoöstra-4,9-dien-l7-on zu erhalten, währet in diesem Fall das Verfahren mit Silbercarbonat auf Celit nicht das erwartete Ergebnis liefert

Gegenüber den Verfahren mit Silberpicolinat besitzt das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, zu höheren Ausbeuten zu führen, nur ein wenig teures und im Handel zur Verfügung stehendes Reagenz zu verwenden, das darüber hinaus den Vorteil besitzt, bei gleichem Gewicht eine größere Menge an reinem wirksamen Silber zu besitzen als die durch das Silberpicolinat gelieferte Menge.

In bezug auf alle anderen Silbersalze besitzt das Silbersilikat den Vorteil, keine »Alterung« zu zeigen. Mit anderen Worten ist die Oxydationsgeschwindigkeit für das Silbersilikat standig konstant und gleichmäßig, wohingegen mit anderen Reagenzien, wie Silbercarbonat auf Celit die Oxydationsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit abnimmt und darüber hinaus sich mit dem Alter des Reagenz die Anlaufzeit vergrößert

Zusammenfassend hat das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere die folgenden Vorteile;

Es gestattet es, Hydroxylfunktionen unter völliger Schonung anderer, gegebenenfalls reaktiver Funktionen zu oxydieren.

Es führt häufig zu einer sehr hohen Oxydationsausbeute,

Es besitzt eine große Allgemeingültigkeit
Es ist insbesondere durch das Isolierungsverfahren, das es zuläßt, einfach.

Es verwendet ein Reagenz, nämlich das Silbersilikat, das stabil, im Handel erhältlich und nicht sehr teuer herzustellen ist

Es verwendet einen geringfügigen Oberschuß dieses Reagenz.
Es läßt eine Oxydation in neutralem Milieu zu.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Die angegebenen Mengen an Silbersilikat können häufig verringert werden.

Herstellung
Silbersilikat (für die Oxydation)

Man bringt in eine Lösung von 100 g Silbernitrat in 500 cm³ destilliertem Wasser unter Rühren und unter Abschluß von Luft und Licht eine Lösung von 75 g Natriummetasilikat-pentahydrat in 1500 cm³ Wasser ein, rührt während 30 Minuten und läßt während einer Stunde in Ruhe, isoliert den gebildeten Niederschlag durch Absaugen, w; Tcht mit Wasser und trocknet ihn im Vakuum in Anwesenheit eines Eptwässerungsmittels und erhält 80 g Silbersilikat

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Gehalt an Silber:

72,6 g je
SiO₃Ag₂)

Gehalt an SiO₂:

203 g je
SiO₃Ag₂)

100 g (Theorie 7333, entsprechend

100 g (Theorie 20,6, entsprechend

Das im Handel (Engelhard) erhältliche Silbersilikat führt im Hinblick auf die Oxydationsreaktionen der Hydroxylgruppen zu den gleichen Ergebnissen, wie die oben erhaltene Verbindung.

Beispiel 1
9-Oxoxanthen

Man bringt in einen Kolben, der mit einem Kühler versehen ist, und der an seiner Bodenfläche Siliporit (entwässerte Aluminiumsilikate von Alkalimetallen) enthält, 198,2 mg 9-Hydroxyxanthen, 30 cm³ Cyclopentan und 500 mg Silbersilikat ein, bringt die Mischung während 40 Minuten auf Rückfluß, nitriert, konzentriert das Filtrat zur Trockne durch Destillation unter vermindertem Druck und erhält 196 mg 9-Oxo-xanthen vom Schmelzpunkt 174° C

Beispiel 2
1,2-Dioxo-1,2-bis-para-methoxyphenyläthan

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Man führt in einem Kolben, der mit einem Kühler versehen ist, und der auf seiner Bodenfläche Siliporit enthält, 272 mg 1-Oxo-l,2-bis-para-methoxy-phenyI-2-hydroxyäthan, 600 mg Silbersilikat und 30 cm³ Benzol ein, bringt die Mischung auf Rückfluß, hält sie dort während 4 Stunden, filtriert, konzentriert das Filtrat durch Destillation unter vermindertem Druck zur Trockne ein und erhält 254 mg 1,2-Dioxo-l ,2-bis-paramethoxyphenyläthan vom Schmelzpunkt 132⁰C

Auf analoge Weise erhält man ausgehend von 1 -Oxo-l^-bis-phenyl-2-hydroxyäthan 1,2-Dioxo-l ,2-bisphenyläthan vnit einer Ausbeute von 84%.

Beispiel3
3,4-MethylendioxybenzaIdehyd

Man bringt in einen Kolben, der mit einem Kühler versehen ist, und der auf seiner Bodenfläche Siliporit enlhält 152 mg 3,4-Methylendioxybenzylalkohol, 500 mg Silbersilikat und 30 cm³ Benzol ein, bringt das Reaktionsgemisch auf Rückfluß, hält dieses dort während 45 Minuten, filtriert und erhält '39 mg 3,4-Methylendioxy-benzaldehyd mit einem Schmelzpunkt von 36,8° C

Beispiel 4
Benzochinon

Man beschickt einen Kolben, der mit einem Kühler versehen ist, und der auf seiner Bodenfläche Siliporit enthält, mit 110 mg Hydrochinon, 500 mg Silbersilikat und 30 cm³ Benzol, bringt das Reaktionsgemisch auf Rückfluß, hält es dort während 15 Minuten, filtriert, konzentriert das Filtrat durch Destillation unter vermindertem Druck zur Trockne ein und erhält 95 mg Benzochinon vom Schmelzpunkt 114° C

Auf analoge Weise, ausgehend von Naphthalin-1,4-diol erhält man 1,4-Naphthochinon mit einer Ausbeute von 93%, ausgehend von l^-Dihydroxy^-methylnaphthalin erhält man 2-MethyI-1,4-naphthochinon mit einer Ausbeute von 97%.

Beispiel 5
3-Methoxy-17-oxo-östra-13;5-trien

Man beschickt einen Kolben, ,der mit einem Kühler versehen ist, und der auf seiner Bodenfläche Siliporit enthält mit 286 mg 3-Methoxy-17-hydroxy-östra-13,5-trien, 600 mg Silbersilikat und 30 cm³ Benzol, bringt die Reaktionsmischung auf Rückfluß, beläßt sie dort während einer Stunde und 45 Minuten, fügt dann 150 mg Silbersilikat hinzu und hält dann während einer weiteren Stunde und 30 Minuten unter Rückfluß, filtriert konzentriert das Filtrat durch Destillation unter vermindertem Druck zur Trockne und erhält 281 mg 3-Methoxy-17-oxo-östra- 13,5-trien vom Schmelzpunkt 170° C.

Beispiel 6

3-Oxocholestan

Man beschickt einen Kolben, der mit einem Kühler versehen ist, und der auf seiner Rodenfläche Siliporit enthält, mit 388,6 mg 3-Hydroxy-cholestan, 500 mg Silbersilikat und 30 cm³ Äthylacetat, bringt die Reaktionsmischung auf Rückfluß, hält sie dort während 10 Stunden, fügt 50 mg Silbersilikat hinzu, und hält während weiterer 5 Stunden unter Rückfluß, filtriert konzentriert das Filtrat zur Trockne, löst den Rückstand in Äther, entfernt den Äther durch Destillation unter vermindertem Druck und erhält 383 mg 3-Oxo-cholestan vom Schmelzpunkt 115° C und dann 128°C.

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Auf analoge Weise ernllt man ausgehend von 3a-Hydroxy-5/3-androstan 3-Oxo-5/J-androstan mit einer Ausbeute von 98,8%, ausgehend von 3-Hydroxy-20-oxo-5«-pregnan erhält man 3,20-dioxo-5«-pregnan mit einer Ausbeute von 943%.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Aldehyden, Ketonen und Chinonen aus den entsprechenden primären oder sekundären Alkoholen oder Diphenolen durch Oxidation mit Hilfe von Silbersalzen in flüssiger Phase, dadurch gekennzeichnet, daß man als Oxidationsmittel Silbersilikat einsetzt, dessen theoretischer Gehalt an Silber 73£3 g je 100 g und an SiO₂ 20,6 g je 100 g beträgt