DE2418715C2

DE2418715C2 - Allensäureester

Info

Publication number: DE2418715C2
Application number: DE2418715A
Authority: DE
Inventors: Yoshiji Kurashiki Fujita; Kazuo Kurashiki Itoi; Takashi Nishida; Yoshiaki Okayama Omura
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1973-04-18
Filing date: 1974-04-18
Publication date: 1983-03-24
Also published as: GB1455468A; US3978100A; CH594591A5; FR2245607B1; FR2245607A1; IT1049221B; DE2418715A1

Description

worin Ri und Ra ein Wasserstoffatom oder eine Ci — Ce-Alkylgruppe darstellen, π eine ganze Zahl von I bis 6 ist und R einen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet.

Die Erfindung betrifft die im Patentanspruch definierten neuen Allensäureester. Diese Verbindungen eignen sich als wertvolle Zwischenprodukte zur Synthese von verschiedenen Chemikalien, wie beispielsweise Parfüms, Arzneimitteln oder Agrikulturchemikalien.

In der US-PS 37 16 565 werden 3,4-Allensäureester und ihre Herstellung durch Umsetzung eines Aldehyds mit einem Alkilynid zur Gewinnung eines sekundären Alkinylalkohols und Umsetzen desselben mit einem Trialkylorthoester oder einem Amidketal beschrieben. Die erfindungsgemäßen Verbindungen unterscheiden sich von den bekannten Verbindungen dadurch, daß sie an dem Cs-Atom eine Methylgruppe aufweisen. Sie lassen sich daher nicht unter Anwendung des aus der genannten US-PS bekannten Verfahrens herstellen, vielmehr ist zu ihrer Herstellung ein tertiärer Alkinylalkohol erforderlich.

Die erfindungsgemäßen Allensäureester ermöglichen die Herstellung bekannter Endprodukte nach Methoden, die einfacher und kostensparender durchzuführen sind als die bisher bekannten Methoden. Beispielsweise können Farnesylessigsäureester nach folgendem Verfahren hergestellt werden:

CH₃C(OR)₃

OH

COOR

Dieses Verfahren ist im Vergleich zu den nachfolgend angegebenen bekannten Methoden (1) und (2) wesentlich einfacher. Diese bekannten Methoden werden beispielsweise in »Helv. Chem. Acta« 53, 1827 — 1832 (1970) sowie in der DE-PS 14 68 055 beschrieben.

OH

CH₂(COOR)₂

(b)

COOR

COOH

COOR (D

Anmerkung:

(a) Bromierung von Nerolidol unter Bildung von Farnesylbromid;

(b) Reaktion von Farnesylbromid mit Malonsäurediester unter Bildung von Farnesylmalonsäurediester;

(c) Partielle Hydrolyse von Farnesylmalonsäurediester zur Gewinnung des Monoesters dieser Säure;

(d) Decarboxylierung des Monoesters zur Gewinnung von Farnesylessigsäureester.

OH

(a)

Br

CH₃COCH₂COOR

(b)

(C)

Anmerkung:

(a) Bromierung von Nerolidol unter Bildung von Farnesylbromid;

(b) Umsetzung von Farnesylbromid mit Acetessigsäureester zur Gewinnung von Famesylacetoessigsäureester;

(c) Hydrolyse von Famesylacetoessigsäureester unter Fre;setzung von Essigsäure aus dem Ester, wobei Famesylessigsaureester erhalten wird.

Die Herstellung von Citrylidenessigsäureestern sei als ein weiteres Beispiel erwähnt. Die Citrlyidenessigsäureester können aus Dehydrolinalool über eine Zwischenverbindung gemäß vorliegender Erfindung entsprechend folgender Gleichung hergestellt werden:

CH₃C(OR)₃

A/nA/n/

COOR

OH

Basischer Katalysator

COOR

VN/W/

Die folgenden Methoden waren bisher zur Herstellung von Citrylidenessigsäureestern bekannt.

OH

Jod

I)Zn, CH₂BrCO₂Ei

2) H₂O

(Reformatsky-Reaktion) '

COOEt

(Dehydratation)
(Chemical Abstracts, 53, 1511 b (1959)

x/v

ff' Es ist bekannt, daß die Reformatsky-Reaktion nicht für eine technische Produktion geeignet ist, da diese Reaktion I/· gefährlich und schwierig sowie nur auf kostspielige Weise durchzuführen ist.

V/V

Partielle Hydrolyse

CH₂(COOR)₂ — H,0

COOR

COOH

COOR

Decarboxylierung

-7 /V/N/V/V/

COOR

Daraus geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Allensäureester unerwartete Eigenschaften als Zwischenprodukte besitzen.

Die erfindungsgemäßen Allensäureester können leicht in hohen Ausbeuten durch Ui isetzen eines Propargylalkoholderivats der folgenden Formel

CH₃

R₁-C = C-C-R₃
OH

(Π)

worin R, ein Wasserstoffatom oder eine C,-C₈-Alkylgruppe ist und R₃ eine Gruppe

CH,

darstellt, wobei η eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist, mit einem Essigsäureester der Formel

OR₅

R₄-CH₂-C-OR₆
OR₇

(ΠΙ)

wobei R4 ein Wasserstoffatom oder eine Ci — Cs-Alkylgruppe ist und R5, R₀ und R₇, die gleich oder verschieden sein können, einen Kohlenwasserstoffrest mit I bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten, in Gegenwart eines sauren Katalysators hergestellt werden.

Als Verbindungen der allgemeinen Formel II, die zur Durchführung der Erfindung eingesetzt werden können, kommen Dehydroünalol, Dehydronerolidol und 3,7,1 US-Tetramethyl-ö.lO.M-hexadecatrien-l-yn-S-ol infrage.

Als Verbindungen der allgemeinen Formel 111 werden 1,1,1-Trimethoxyäthan, 1.1,1-Triäthoxyäthan (Äthylo-acetat), 1,1,1-Triäthoxypropan, 1,1,1-Triäthoxybutan, 3·Methyl-1,1,1 -trimethoxybutan, 3,7-Dirnethyl-l,l,-triäthoxyoctan und 1,1-Dimethoxy-l-pentoxyäthan verwendet. Vo.i diesen Verbindungen ist Äthyl-o-acetat am leichtesten in großen Mengen erhältlich.

Als saurer Katalysator, der zur Synthese der erfindungsgemäßen Allensäureester eingesetzt wird, kann man Säuren verwenden, beispielsweise Fettsäuren, wie z. B. Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Isobuttersäure, n-Valerinsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure oder Adipinsäure, ferner Sulfonsäure, wie z. B. Benzolsulfonsäure und p-Toluolsulfonsäure, Phenole, wie beispielsweise Phenol, o-, m- oder p-Nitrophenole, o-, m-, p-Kresole, o-, m-, p-Xylenole, 2,6-Dimethylphenol, 2,6-Di-tert.-butylphenol, 2,4,6-Tri-sec-butylphenol, 2,4,6-Tri-tert.-buty!phenol, 4-Methyl-2,6-di-tert.-bulyIphenol, 4-Methyl-3,5-di-tert.-butylphenol, Hydrochinon, 2,5-Di-tert.-butyl-hydrochinon, Schwefelsäure sowie Lewis-Säuren, wie beispielsweise Zinkchlorid, Eisenchlorid und Bortrifluorid.

Der Katalysator wird in einer Menge von 0,1 bis 20 Gewichtsprozent und vorzugsweise in einer Menge von I bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Propargylalkoholderivat, eingesetzt.

Die Verwendung eines Losungsmittels ist nicht

besonders wesentlich, es ist jedoch vorzuziehen.

Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von 80 bis 150^cC.

wie beispielsweise n-Hepten, n-Octan, Toluol oder o-, m- oder p-Xylol, zu verwenden. Es ist möglich, das als Ausgangsmaterial verwendete 2-subst.-o-Acctat in einem Überschuß gegenüber dem Propargylalkoholderivat einzusetzen, damit es auch ils Reaktionslösungsmittel dient.

Die Reaktionstemperatur liegt zwischen 50 und 200⁰C. Im Hinblick auf die Reaktionsgeschwindigkeit und -Selektivität ist es jedoch vorzuziehen, die Reaktion bei einer Temperatur von 100 bis 150° C auszuführen.
Da diese Reaktion eine Gleichgewichtsreaktion ist, erhält man nach Beendigung der Reaktion eine Gleichgewichtszusammensetzung aus einem Propargylalkoholderivat, einem Allensäureester und einem Zwischenesteraustauschprodukt. Wird die Reaktion unter Austreiben eines als Nebenprodukt gebildeten Alkohols, wie beispielsweise Äthanol, durchgeführt, dann kann das gesuchte Produkt im wesentlichen quantitativ erhalten werden. 1st die Destillation unvorteilhaft, dann ist es vorzuziehen, die Reaktion zu einem geeigneten Zeitpunkt spontan abzustoppen und den als Nebenprodukt gebildeten Alkohol aus der Reaktionsmischung zu entfernen.

Wird ein erfindungsgemäßer Allensäureester in Gegenwart eines alkalischen Katalysators gehalten, dann erfolgt eine Umlagerungsreaktion unter Bildung eines rv,Ä?',tf-ungesättigten Carbonsäureesters der Formel

CH₃ R₁

C C COOR

R₃ CH C

R₄

(IV)

worin R, R, und R₄ die im Zusammenhang mit der Formel I angegebenen Bedeutungen besitzen und R₃ für

H-4-CH,- C = CH — CWA—CH,-

steht, wobei η eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist.

Die erhaltenen iv^'.rf-ungesättigten Carbonsäureester eignen sich als Zwischenprodukte für die Synthese für die verschiedenen Parfüms, Arzneimittel, Agrikulturchemikalien.

Diese iV/jfy'/J-ungesattigten Carbonsäureester können auch in der Weise hergestellt werden, daß ein Allensäureester durch Umsetzung des vorstehend erwähnten Propargylalkoholderivats mit einem 2-subst.-o-Essigsäureester hergestellt wird, ein alkalischer Katalysator der erhaltenen Allensäureester enthaltenden Reaktionsmischung ohne Abtrennung des Allensäureesters zugesetzt wird, und der Allensäureester in der Mischung umgelagert wird.

Dieser ungesättigte Carbonsäureester läßt sich ohne weiteres einem Esteraustausch mit einem anderen Alkohol unter Bildung eines anderen Esters unterziehen. Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Synthese von Aliensäureestern
Beispiel 1

Eine Mischung aus 65,6 g Äthyl-o-acetat, 30,4 g Dehydrolinalol und 1,5 g Isobuttersäure wird bei 130 bis I4O°C während einer Zeitspanne von 8 Stunden umgesetzt, wobei das Äthanol abdestilliert wird. Danach wird die Mischung bei der angegebenen Temperatur während einer Zeitspanne von einigen Stunden gerührt. Die erhaltene Mischung wird dann direkt einer Destillation unter vermindertem Druck unterzogen. Eine Fraktion, die bei 92 bis 94° C unter einem Druck von 0,5 mmHg siedet, wird gesammelt. Auf diese Weise erhält man das gesuchte Äthyl-S^-dimethyl^AS-decatrienoat in einer Ausbeute von 96%.

Beispiel 2

Nach der in dem vorstehenden Beispiel beschriebenen Weise werden 50 g Äthyl-o-propionat, 21,6 g Dehydrolinalol und 2,1 g Isobuttersäure bei 135 bis 140⁰C während einer Zeitspanne von 4 Stunden umgesetzt. Die erhaltene Reaktionsmischung wird einer Destillation unter vermindertem Druck unterzogen. Das gesuchte Äthyl-2,5,9-trimethyl-3,4,8-decatrienoat wird in einer Ausbeute von 98,5% aus einer Fraktion erhalten, die bei 129 bis 13O⁰C unter einem Druck von 2.3 mmHg siedet.

Beispiel 3

Nach der in den vorstehenden Beispielen beschriebenen Weise werden 32,4 g Äthyl-o-acetat. 22 g Dehydronerolidol und 1,5 g Propionsäure bei 135 bis 140⁰C während einer Zeitspanne von 6 Stunden umgesetzt. Die erhaltene Reaktionsmischung wird unter vermindertem Druck destilliert. Man erhält Äthyl-5,9,13-trimethyl-3,4,8,!2-tetradecatetraenoat in einer Ausbeute von 96% aus einer Fraktion, die bei 144 bis 146^GC unter einem Druck von 0,025 mmHg siedet.

Verwendungsbeispiel 1

25 g Äthyl-2.5.9-trimethyl-3,4,8-decatrienoat, hergestellt gemäß Beispiel 2, werden bei Zimmertemperatur während einer Zeitspanne von 2 Stunden in 80 ml Äthanol in Gegenwart von 0,5 g KOH als Katalysator bewegt. Die erhaltene Reaktionsmischung wird mit 4n HCi neutralisiert, getrocknet und einer Destillation unter vermindertem Druck unterworfen. Das gesuchte Äthyl-2,5,9-trimethyl-2,4,8-decatrienoat wird in einer Ausbeute von 92% aus einer Fraktion erhalten, die bei 137,5 bis 138,5°C unter einem Druck von 0,7 mmHg siedet. Die Doppelbindung in der 2-Stellung befindet j sich in der Transform, während die Doppelbindung in der 4-Stellung zu 55% in der cis-Form und zu 45% in der Transform vorhanden ist.

Verwendungsbeispiel 2

20 g Äthyl-5,9,13-trimethyl-3,4,8,12-tetra decatetraenoat werden bei Zimmertemperatur während einer Zeitspanne von 2 Stunden in 80 ml Äthanol in Gegenwart von 5 ml 4 η KOH umgesetzt. Die erhaltene Reaktionsmischung wird neutralisiert und unter vermindertem Druck destilliert. Das gesuchte Äthylfarnesylidenacetat erhält man in einer Ausbeute von 91 ^u/o aus einer Fraktion, die bei 174 bis 175°C unter einem Druck von 0,04 mm Hg siedet.

Verwendungsbeispiel 3

32,4 g Äthyl-o-acetat, 22 g Dehydronerolidol und r> 1,5 g Propionsäure werden bei 135 bis 140°C während einer Zeitspanne von 6 Stunden umgesetzt. Die Reaktionsmischung wird auf Zimmertemperatur abgekühlt, worauf eine wäßrige 4 η NaOH-Lösung der Reaktionsmischung zu ihrer Neutralisation sowie mit jo der Absicht zugesetzt wird, sie alkalisch zu machen. Dann wird die Reaktion bei Zimmertemperatur während einer Zeitspanne von 2 Stunden fortgesetzt. Die Reaktionsmischung wird in Wasser gegossen und mit Äther extrahiert. Das Lösungsmittel wird entfernt, so worauf der Rückstand unter einem hohen Vakuum destilliert wird. Die Fraktion, die bei 174 bis 175°C unter einem Druck von 0,04 mm Hg siedet, besteht aus Äthylfarnesylidenacetat wie in Verwendungsbeispiel 2. Die Ausbeute beträgt 89%.

Verwendungsbeispiel 4

23 g Äthyl-5,9,13-trimethyl-3,4,8,12-tetra decatetraenoat, hergestellt nach der Methode von Beispiel 3, sowie 23,1 g Geraniol werden zu 50 ml Xylol zugesetzt, worauf die Reaktion unter Rückfluß während einer Zeitspanne von 10 Stunden in Gegenwart von 0,57 g KOH als Katalysator durchgeführt wird. Dabei wird als Nebenprodukt gebildetes Äthanol ausgetrieben. Man erhält auf diese Weise Geranylfarnesylidenacetat in einer Ausbeute von 81%.

Claims

Allensäureester der Formel

Patentanspruch:

.CH,
H CH₂-I-C = CH-CH₂-

CH₃

-CH,-C = C = C-CH-COOR