DE2542599A1 - Verfahren zur herstellung von alkanoylpropionaten und alkanoylpropionitrilen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von alkanoylpropionaten und alkanoylpropionitrilenInfo
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Description
F. Hoffmann-La Roche & Co. Aktiengesellschaft, Basel/Schweiz
Verfahren zur Herstellung von Alkanoylpropionaten und Alkanoylpropionitrilen
Die vorliegende Erfindung "betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von Alkanoylpropionaten und Alkanoylpropionitrilen aus y-Nitroalkancarbonsäureestern und Alkyl-y-nitro-propionitrilen.
Bs war bekannt, 4-Nitropimelinsäureester mittels der Nef-Reaktion
in 4-Oxopimelinsäureester zu überführen. Der üebertragung
dieser Verfahrensweise auf die Herstellung von Alkanoylpropionaten in technischem Massstab standen indessen eine Reihe
von Nachteilen entgegen. Die Nef-Reaktion erfordert nämlich ein genaues Einhalten eines bestimmten Bereichs der Reaktionstemperatur.
Weiterhin werden beträchtliche Mengen Salze gebildet deren Abführung Probleme stellt. Andererseits bedingt die in J. Org.
Chem. '39, 260 (1974) beschriebene, an die Nitronatbildung anschliessende
Ozonolyse ein Arbeiten bei tiefer Temperatur und die Verwendung von Natriummethoxid, d.h. Arbeiten unter Feuch-
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Grn/8.8.75
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tigkeitsaussehluss.
Ueberraschend wurde nun gefunden, dass die Umwandlung der Nitrogruppe von γ-Nitroalkancarbonsäureestern und entsprechenden
Nitrilen in die Oxogruppe unter einfacheren und technisch vorteilhafteren Bedingungen durchgeführt werden kann,
nämlich unter Verwendung von Alkalimetallhydroxiden in einem Alkanol als Base. Es ist dann möglich, die Ozonisierung des
Nitronats bei O0C durchzuführen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist somit dadurch gekennzeichnet,
dass man eine Verbindung der Formel
NO
worin R nieder-Alkyl, vorzugsweise Aethyl
oder Propyl und R1 eine veresterte Carboxylgruppe oder die Nitrilogruppe darstellt,
mit einem Alkalimetallhydroxid in einem Alkanol behandelt und das Reaktionsprodukt ozonolysiert.und aufarbeitet, um eine
Verbindung der Formel
worin R und R1 die obige Bedeutung haben,
zu erhalten.
Beispiele von Estergruppen im Rest R1 sind niedere
Alkylester, wie der Methyl- oder Aethylester. Als Alkanol wird
zweckmässig das der Estergruppe entsprechende Alkanol eingesetzt. Als Alkalimetallhydroxide kommen insbesondere Natrium-
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.und Kaliumhydroxid in Betracht. Die Ozonolyse kann in an sich
bekannter Weise, z.B. durch Einleiten von Ozon bzw. einem Ozon-Saüerst off gemisch, das in einem handelsüblichen Ozonisator
erzeugt wird, durchgeführt -werden. Die Ozonisierung kann, wie
bereits erwähnt, bei etwa O0C erfolgen. Die Aufarbeitung des
Ozonisierungsproduktes erfolgt vorzugsweise reduktiv, z.B. durch Behandlung mit Hatriumhydrogensulfit, latriumsulfit,
Dimethylsulfid oder Zink/Eisessig. Man kann aber auch oxidativ, z.B. mittel Wasserstoffperoxid/Ameisensäure oder Silberoxid
aufarbeiten.
Die Nitrile der Formel II können nach bekannten Methoden in Carbonsäureester überführt werden, z.B. durch saure oder
. basische Hydrolyse und Veresterung der so gebildeten Carboxylgruppe oder über Iminoäther.
Die Carbonsäureester der Formel II sind Zwischenprodukte bei der Synthese von Steroiden (vgl. z.B. die belgischen
Patentschriften 761 783, 753 577, 739 719 und 739 791). Sie treten in einer verhältnismässig frühen Synthesestuf e auf. Aus
diesem Grund ist es besonders wünschenswert, über eine ökonomische Synthese zu verfügen. Das erfindungsgemässe Verfahren
eröffnet nun einen besonders ökonomischen Zugang zu diesen Verbindungen, da es technisch unproblematisch zu handhaben ist,
in hoher Ausbeute verläuft und billige Ausgangsstoffe verwendet .
Die Ausgangsverbindungen der Formel I sind bekannt oder können nach an sich bekannten Methoden, z.B. durch basenkatalysierte Anlagerung von Mtroalkanen an Acrylsäureester,
hergestellt werden.
Die folgenden Beispiele erläutern-die Erfindung.
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In einem 4 l/2-l-Vierhalssulfierkolben mit mechanischem
Rührwerk, Thermometer, in Rührrichtung abgebogenem Gaseinleitungsrohr
und Entlüftungsaufsatz werden 189,2 g (1,0 Mol) 4-Nitrohexansäure-äthylester bei Raumtemperatur mit der
lösung von 44 g (1,1 Mol) Natriumhydroxid in 1,6 1 abs. Aethanol versetzt und im Bisbad auf O0C gekühlt. Bei dieser Temperatur
wird während 25 Stunden unter kräftigem Rühren ein Ozon/ Sauerstoffstrom in die anfänglich klare, orange-rote Lösung
eingeleitet. Nach beendigter Ozonisierung spült man während 10 Minuten mit Stickstoff und filtriert vom farblosen Niederschlag
durch ein Oelitebett in einen Kolben, der eine Lösung von 156 g (1,5 Mol) Natriumbisulfit in 350 ml Wasser enthält. Man
wäscht mit 200 ml Aethanol nach, rührt das farblose bis leicht gelbe Gemisch während 30 Minuten bei Raumtemperatur und
filtriert wieder durch eine mit Celite beschichtete Nutsche und wäscht mit 200 ml Aethanol nach. Ueber eine 20-cm-Vigreux-Kolonnc
werden bei Normaldruck und einer Badtemperatur von HO0C 1800 ml Lösungsmittel abdestilliert und der zweiphasige
Rückstand im Scheidetrichter getrennt. Zur oberen Phase gibt man 100 ml Wasser und extrahiert die beiden Phasen nacheinander
zuerst mit 200 ml Chloroform, dann noch dreimal mit je 100 ml, ■ total 300 ml Chloroform. Die vereinigten organischen Phasen
werden über 150 g Natriumsulfat getrocknet, das Lösungsmittel bei Normaldruck über eine 20-cm-Vigreux-Kolonne abdestilliert
und der Rückstand in derselben Apparatur unter Hochvakuum destilliert. Man erhält. 135 g (85,8^) farblosen 4-0xohexansäureäthylester,
Sdp. 63-65°/O,l mm; gaschromatographische Reinheit
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde mit variierenden Reaktionsbedingungen wiederholt. Die Reaktionsbedingungen und
die Resultate sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.
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O
CO
OP
Eingesetzte Menge Nitro- hexansäure- äthylester Γ Moll |
NaOH [Mol] |
Aethanol [ml] |
Reaktionszeit | Reduk.- mittel |
Aufarbeitung mit Lösungs mittel |
Ausbeute |
0,20 0,20 1,0 |
0,22 0,22 1,10 |
350 350 .1600 |
51i 25 Min. 511,15 Min. 25h |
NaHSO3 NaHSO3 NaHSO, |
Aether CHCl3 CHC1„ 5 |
82,0 87,7 85,8 |
ro cn co
co
In Analogie zu Beispiel 1 wurden ausgehend von 0,40 Mol 4-Nitroheptansäuremethylester, 0,44 Mol NaOH in 640 ml
Aethanol nach 10,5 Stunden Ozonisierung und Aufarbeitung mit Natriumhydrogensulfit 4-Oxo-heptansäuremethylester in 80,9%
Ausbeute erhalten.
In Analogie zu Beispiel 1 wurde aus 4-Nitrocapronitril
4-Oxo-capronitril in 80% Ausbeute erhalten.
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Claims (6)
- Pat ent ans prüche(l.) Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der FormelR c CH2 CH2 R1 IIworin R nieder-Alkyl und R' eine veresterte Carboxylgruppe oder die Uitrilogruppe darstellt,
dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der FormelNO2worin R und R' die obige Bedeutung haben,mit einem Alkalimetallhydroxid in einem Alkanol behandelt und das Reaktionsprodukt ozonolysiert und aufarbeitet. - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man von Verbindungen der Formel I ausgeht, in denen R Aethyl oder Propyl darstellt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man von Verbindungen ausgeht, in denen R' nieder-Alkoxycarbonyl ist.
- 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3 dadurch gekennzeichnet, dass man die Ozonisierung bei etwa O0C durchführt.S09&19/1254
- 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass man das Ozonisierungsprodukt reduktiv aufarbeitet.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man das Ozonisierungsprodukt mit Uatriumhydrogensulfitlösung "behandelt.609819/1254
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