DE2361144A1

DE2361144A1 - Neue sulfon-alkohole und deren ester

Info

Publication number: DE2361144A1
Application number: DE2361144A
Authority: DE
Inventors: Marc Prof Julia; Albert Menet
Original assignee: Rhone Poulenc SA
Current assignee: Rhone Poulenc SA
Priority date: 1972-12-07
Filing date: 1973-12-07
Publication date: 1974-07-04
Also published as: JPS5416485B2; NL7316360A; CH582664A5; DE2361144C3; CA1012978A; JPS49100036A; DD110861A5; DD117212A5; IT1013559B; GB1421355A; DE2361144B2; CH582663A5; HU168974B; US4219667A

Description

Neue Sulfon-Alkohole "und deren Ester

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Sulfone mit einer Aiko-, holfunktion und deren Ester der allgemeinen Formel

in der einer der Eeste X oder Y einen Methylrest und der andere ein Wasserstoffatom, E einen gegebenenfalls substituierten Alkyl-, Aralkyl-, Alkylaryl- oder Arylrest, Β._Λ ein Wasserstoffatom oder einen Acyl-COEp-Eest, in der E₂ ein Wasserstoffatom oder einen Alkyl- oder Arylrest darstellt, bedeutet. ' ■

Diese neuen Verbindungen werden bei der organischen Synthese verwendet. Aufgrund der Eeaktivität der Methylengruppe, die die Sulfonfunktion trägt, reagieren sie beispielsweise'mit Älkylhalogeniden oder mit konjugierten Diolefinen. So führt die Umsetzung mit einem Alkylhalogenid, beispielsweise Chlorid der Eormel Q₁^Cl, in der Q₁^ einen Eohlenv/asserstoffrest bedeutet, zu einer · Verbindung der Formel Q^-CH (SO₂E)- CX > CY-CH₂OE₁, die durch.

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Desulfonierung mit- Hilfe, eines Alkalireagenz sich beispielsweise-in eine Verbindung der !Formel Q -CHp-CX=CY-CH₀-QE. umwandelt. Berücksichtigt man, daß in den SuIfönen der ' ■ ■ Formel Ϊ die Kette -CH₂CX = CY-CHp - eine Isoprenkette darstellt, so versteht man infolgedessen das Interesse, das die erfindungsgemäßen Produkte in der Reihe der Terpen- und Caroti noidverbindungen aufweisen, da sie den Übergang in einer Stufe von einer Terpen-Verbindung zu der nächst höheren isoprenanalo gen Verbindung gestatten. Man kann auf diese Weise die Synthese von Alkoholen oder Terpenestern, die von großem Interesse auf dem Gebiet der Parfüme, der Lebensmittelfarbstoffe und der pharmazeutischen Produkte sind, durchführen. Unter diesen Verbindungen kann man Geraniol,' Nerol, Vitamin A und.deren Ester wie das Acetat, Propionat, Palmitat, Benzoat und dergleichen nennen.

Die SuIfon-Ester RSO₂-CH₂-CX=CY-Ch₂OCOR₂ können durch umsetzung eines Alkalimetalles einer Carboxylsäure R₂COOH, in der Rp der vorstehend angegebenen Bedeutung entspricht, mit einem halogenieren SuIf on der Formel RSO₂CH₂CX=CY-CHpZ, in der R, X und Y die vorstehend angegebenen Bedeutrungen besitzen und Z ein Halogenatom, insbesondere Chlor oder Brom, darstellt, hergestellt werden. Diese Umsetzung·, bei der man die beiden Reaktanten in äquimolekularen Mengen anwenden kann, wird vorteilhafterweise so durchgeführt, daß man eine größere als die stöchiometrische Menge an Alkalicarboxylat, beispielsweise die zweifache stöchiometrische Menge, einsetzt. Man führt sie vorzugsweise in Gegenwart eines unter den Reaktionsbedingungen inerten Verdünnungsmittels, beispielsweise eines polaren Lösungsmittels wie Dimethylformamid, Dimethylsulfoxyd, Hexamethylphosphoramid oder auch der Säure HpCOOH, die dem eingesetzten Carboxylat entspricht, durch. Es genügt dann, auf Rückflußtemperatur zu erwärmen, damit die Reaktion unter EreiSetzung eines Metallhalogenide, das von den in dem Reaktionsmilieu in Lösung "bleibenden SuIfon-Ester leicht abtrennbar ist, abläuft. Die

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eingesetzten Carboxylate können Alkalimetallsalze von Fettsäuren, wie Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure oder von aromatischen Säuren, wie der Benzoesäure sein. : ·

Ein anderes Herstellungsverfahren für die SuIfon-Ester besteht darin, ein Alkalimetallsulfinat der Forme1 ESO₂M, in der E der vorstehend angegebenen Bedeutung entspricht und M ein Alkalimetall bedeutet, mit einem halogenierten Ester der Formel ZCH₂-CX = CY-CH₂-OCOR₂,in der X, Y, Z und R₂ die gleichen wie in den vorstehenden Formeln angegebenen Bedeutungen besitzen, umzusetzen. Es handelt sich in diesem Fall um eine für die Herstellung von Suifonen, ausgehend von einem Alkalisulfinat und einem Halogenid, übliche Reaktion gemäß dem Reaktionsschema

ESO₂M + ZCH₂-CX=CY-CH₂0C0E₂——»> "RSO₂CH₂-Cx=CI-CH₂OCOE₂ + MZ.

Die Eeaktion kann in diesem Fall in einem Lösungsmittel*, wie Methanol oder Äthanol, durch Erwärmen der Eeaktionsmasse auf Rückfluß durchgeführt werden« Sie ist ebenfalls von der Bildung von Metallhalogenid begleitet, das man leicht von dem gewünschten SuIfon-Ester abtrennen kann. " .

Die verwendeten Alkalisulfinate können das Methylsulfinat, Phenylsulfinat, Chlorphenylsulfinat oder Tolylsulfinat von Natrium oder Kalium sein.

Die Sulfon-Alkohole RSO₂Ch₂-CX-CY-CH₂OH, in deren Formel R . X und Y den vorstehend angegebenen Bedeutungen entsprechen, können ausgehend von Sulfon-Estern, aus denen man die Alkoholfunktion durch saure Alkoholyse freisetzt, hergestellt werden. Diese wird...mit_Hilfe.einer Mineralsäure., wie..beispielsweise ___ Salzsäure, durchgeführt, wobei der gewählte Alkohol Methanol Äthanol, ein Propanol oder ein Butanol sein kann. Sie

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läuft bei Raumtemperatur ab, wobei man sie jedoch durch gelindes Erwärmen beschleunigen kann. Die gewünschten Sulfonalkohole sind in bestimmten Lösungsmitteln, wie Pentan, Hexan, mit Hilfe derer man sie durch. Umkristallisation reinigen kann, wenig löslich.

Man kann diese Sulfonalkohole auch, ausgehend von den.vorstehend definierten halogenierten Sulfonen ESO₂CH₂-CX=CY-CH₂Z , die man einer alkalischen Hydrolyse durch Behandlung mit einer wäßrigen Lösung eines Alkaliinetallhydroxyds oder eines Alkalimetallcar— bonats unterwirft, herstellen.

Die für die Herstellung von Alkoholen oder deren Estern eingesetzten halogenierten Sulfone sind bekannte Produkte, die man durch Umsetzung eines Sulfonylhalogenids ESO₂Cl mit Isopren (Journal of Organic Chemistry, 1970, j55, Seite 4217) oder durch Umsetzung eines .Alkalisulfinats mit 1,4-Dichlor-methylbuten-2 gemäß der DOS 2 305 235
erhalten kann.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1

Man beschickt einen 100 cnr Dreihalskolben, der mit einer mechanischen Eührvorrichtung und einem aufsteigenden Kühler versehen ist, unter Stickstoff atmosphäre mit 20 cm Essigsäure, 6,4 g 4-Phenylsulf onyl-3-methyl-1-chlorbuteri-2 und 2,2 g ITatriumacetat. Man erwärmt auf Rückflußtemperatur (120⁰C) wahrend 2 Stunden und 45 Minuten und läßt dann auf Raumtemperatur abkühlen. Man trennt durch Filtration den während der Umsetzung gebildeten Natriumchloridniederschlag ab und entfernt die Essigsäure des Filtrates durch Eindampfen im Vakuum. Das so erhaltene Produkt wird in 200 cm Benzol aufgenommen und die erhaltene Lösung bis zur

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Neutralität mit Wasser gewaschen. Durch Entfernen des Benzols isoliert man ein Produkt, das darauf mit destilliertem Wasser gewaschen, dann über Magnesiumsulfat getrocknet und aus absolu-' tem Alkohol umkristallisiert wird. Man erhält so 5?6 g eines weißen festen Produktes mit einem Schmelzpunkt von 95°C Dieses Produkt, das durch Elementaranalyse, Infrarot-Spektroskopie und magnetische Kernresonanz identifiziert wurde, ist das 4-Phenylsulfonyl-3-methyl-1-aeetoxybuten-2.

Ausbeute: 80 %. Umwandlungsgrad des Ausgangsmaterials: 100 ⁰Jo. Das 4-Phenylsulfonyl-3-methyl-1-chlorlDuten-2 wurde ausgehend von Isopren und Phenylsulfonylchlorid gemäß dem in Journal of Organic Chemistry 1970, 35, Seite 4-21?. beschriebenen Verfahren hergestellt.

Beispiel 2 ■ ■

Fach der Arbeitsweise gemäß dem vorhergehenden Beispiel setzt man 21,7 g 4-Phenylsulfonyl-2-methyl-i-ehlorbuten mit 14· g

'3
Natriumacetat in 100 cm Essigsäure um. Während des Erwärmens wird die Reaktionsmasse hell-kastanienbraun und das gebildete Natriumchlorid fällt aus. Nach 4~ stündigem Erwärmen unter Rückfluß läßt man auf Raumtemperatur abkühlen. Man nimmt dann mit

•3 · 3 " '

200 cm Wasser auf und extrahiert mit 200 cnr Benzol. Die abgetrennte Benzolschicht wird mit einer 5 %igen wäßrigen Natriumbicarbonatlösung bis auf einen pH-Wert von 7 gewaschen, dann über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und durch Verdampfen des Benzols konzentriert. Durch Behandlung des Rückstandes gemäß dem vorangehenden Beispiel isoliert und identifiziert man das 4— Phenylsulfonyl-2-methyl-1-acetoxybuten-2 mit einem Schme 1 zpunkt von 78 ° C.

Das ^Phenylsulfonyl^-methyl-i-chlorbuten^ wurde durch Umsetzung von Natriumphenylsulfinat mit 1,4—Dichlor-2-^methylbuten-2

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in wasserfreiem Äthanol gemäß dem in der DOS 2 305 235 "beschriebenen Verfahren hergestellt. · Beispiel 3

Man erwärmt während 3 Stunden unter Rückfluß und Stickstoffatmosphäre eine Mischung von 50,85 S Natriumphenylsulfinat und 54,1 g 4-Chlor-3-methyl-1-acetoxybuten-2 in 300 cm^ Äthylalkohol. Man filtriert in der Wärme. Das Piltrat wird durch ein Eisbad abgekühlt und es bildet sich dann ein weißer Niederschlag, den man durch Filtration abtrennt und im Vakuum trocknet. Man erhält so 41,5 S eines rekristallisierten weißen Produktes mit einem Schmelzpunkt von 95°C, das das 4-Phenylsulfonyl-3-methyl-1-acetoxybuten~2 ist. Ausbeute: 60 %,

Das 4-Chlor-3-methyl-1-acetoxybuten-2 wurde gemäß dem in Journal of American Chemical Society, 1950, 72_, Seite 4612 beschriebenen Verfahren hergestellt.

Beispiel 4

Man mischt 48,9 g 4-.Ph.enylsulfonyl-3-methyl-1 -chiorbuten-2, 25 g .Natriumf ormiat und 200 cm 98%ige Ameisensäure und erwärmt dann unter Stickstoffatmosphäre während 2 Stunden auf 120⁰G. Während der Umsetzung bildet sich ein weißer Niederschlag. Nach dem Abkühlen gießt man die Reaktionsmasse auf einen Liter Eiswasser, saugt, um den weißen Niederschlag abzutrennen, ab und wäscht bis zur Neutralität mit Wasser.

Die Identifizierung eines aliquoten Teiles des Niederschlages durch Elementaranalyse und magnetische Kernresonanz zeigt an, daß es sich um das J?ormiat des 4-Phenylsulfonyl-3-IIlethyΓbuten-2-ol-l handelt.

Man löst das feuchte Pormiat in 250 cnr Methanol, das 5

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konzentrierte Chlorwasserstoffsäure enthält. Man beläßt während einer Nacht unter Rühren, Raumtemperatur und Stickstoffatmos phäre. Man entfernt das Methanol durch Verdampfen im Vakuum, löst den Rückstand in 300 cm Methylenchlorid, wäscht diese Lösung mit Wasser "bis zur Neutralität und trocknet dann über •Magnesiumsulfat. Durch Vakuumverdampfen des Methylenchlorids.

verbleibt ein öliges Produkt, von dem man durch Umkristallisieren

-7.
aus 100 cnr Pentan bei -AO⁰C, Filtration und Trocknen ein festes Produkt mit einem Schmelzpunkt von 55°C isoliert, das durch Elementaranalyse und magnetische Kernresonanz als das"4·-Phenylsulfonyl—3-methylbuten-2-ol-1 identifiziert wurde. Ausbeute: 85% in bezug auf das eingesetzte Chlorsulfon. ■

Der in dem Beispiel hergestellte SuIfonalkohol wird in Tetrahydrofuran in Lösung gebracht, anschließend auf -70⁰C abgekühlt und durch eine Butyllithium-Lösung in Hexan .behandelt. Durch Zugabe von Isoprenchlorhydrat, das man 2 Stunden bei Raumtemperatur reagieren läßt, erhält-man ein SuIfon, das als das 4-Phenylsulfonyl-3■',7-cLimethyl-octadien-2,6-0I-I idendifiziert wurdei Die Reduktion dieses SuIfons durch Natriumamalgam in alkalischem Milieu ergibt eine Mischung von Ocimen und Nerol.

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Claims

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Patentansprüche

fl. \ Verbindungen der allgemeinen Formel

in der eines der Reste X oder Y einen Methylrest und der andere Rest ein Wasserstoffatom bedeutet, R einen gegebenenfalls sub-.stituierten Alkyl-, Aralkyl-, Alkylaryl- oder Arylrest bedeutet und R₁ ein Wasserstoff atom oder einen Acyl-CORp-Rest, in dem R₂ ein'Wasserstoffatom oder einen Alkyl- oder Arylrest darstellt, bedeutet.
2. Verbindungen der Formel gemäß Anspruch 1, in der R₁ ein · Wasserstoffatom darstellt.
3. Verbindungen der Formel gemäß Anspruch 1, in der R₁ den ACyI-COR₂-ReSt, in dem R₂ ein Wasserstoffatom oder ein Alkyl- oder Arylrest sein kann, darstellt*
4·. Verbindungen gemäß Anspruch 3, in denen der Rest CORp einer aliphatischen ^-C^-Säure entspricht.
5. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Alkalimetallcarboxylat "der Formel R₁-OM, worin R^- die Acylgruppe COR₂ bedeutet, mit einer Verbindung der Formel RSO₂CH₂-CX=CY-CH₂Z umsetzt, wobei in den Formeln die Reste R, X lind Y den vorstehend angegebenen Bedeutungen entsprechen,· Z ein Halogenatom darstellt und M ein Alkalimetall bedeutet.
6. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Alkalimetallsulfinat RSOpM mit einer Verbindung der Formel Z-CH₂-CX₃=Cy-CH₂-OR₁, worin R₁ die Acylgruppe COR₂ bedeutet,umsetzt, wobei die Reste, R,

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X und Y in den Formeln den.vorstehend angegebenen Definitionen entsprechen·, Z ein Halogenatom darstellt, und Il ein Alkalimetall bedeutet. . , ' . .
7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß man eine halogenierte Verbindung der angegebenen Formel.einsetzt, in der Z ein Chlor—»oder Bromatom darstellt.
8. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen gemäß Anspruch, 2 , dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen gemäß Anspruch 3 einer sauren Hydrolysebehandlung unterzieht.
9. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen gemäß Anspruch 2, dadurch geke η η ζ e i eh¹ η e t , daß man eine Verbindung der Formel ESO₂-CH^-CX=CY-CH₂Ci· mit einem Alkalimetallformiat umsetzt und dann das erhaltene Produkt mit einer. Mineralsäure in Gegenwart von Methanol behandelt. , .

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