DE2624027A1 - Verfahren zur herstellung von 4-oxopentadeca-dicarbonsaeure - Google Patents

Description

PAT E N TA N WA LT E

A. GRÜNECKER

CW1--K£>

H. KINKELDEY W. STOCKMAIR

D(IiNG AeE[CALTEt,.<i

K. SCHUMANNi

DR. HER. NAT - D¹Ft.-PS-CYS

P. H. JAKOB

D(PL-ING

G. BEZOLD

OR. HOl HAT · tXPL-CHEM

Daicel Ltd., 1, Teppo-cho, Sakai-shi, Osaka, JAPAIT

8 MÜNCHEN SQ

MAXIMILIANSTRASSE 43

28. Mai 1976 P 10 485-60/ku

Verfahren zur Herstellung von 4-0xopentadeca-dicar"bonsäure

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Hersteilung · von 4-Oxopentadeca-dicarbonyäure und deren Ester; diese Verbindungen sind als Zwischenstufen für die Herstellung von Moschus-Riechstoffen wie etwa Cyclopentadecanon VI und Oyclopentadecanolid VI-L brauchbar. Diese Moschus-Riechstoffe v/eisen eine ähnliche makrocyclische Struktur auf, wie die natürlichen Moschus-Riechstoffe.

609850/11U

(OP9)

TELtIX 0S-2B3E10

MK N'ON'VPAT

Zur Herstellung von makrocyclischen Moschus-Riechstoffen sind verschiedene Verfahren bekannt, die jedoch verschiedene Nachteile aufweisen; einige Verfahren ergeben lediglich eine geringe Ausbeute; andere Verfahren erfordern die Verwendung giftiger Schwermetallverbindungen, wie etwa von Mangan und Blei; bei anderen Verfahren werden Grignardreagentien eingesetzt, deren Handhabung nicht ungefährlich ist; schließlich erfordern einige Verfahren Ausgangsmaterialien, die nicht leicht zugänglich sind. Aus der Zahl der geläufigen Verfahren verdient ein Verfahren besonderes Interesse, bei dem Cyclopentadecanon VI durch Acyloinkondensation und Reduktion des entsprechenden Dimethylesters der Pentadecadicarbonsäure V erhalten wird (vgl. Yonetani et al: The KORYO, 48, Seiten 22-25 (1958)). Der Dimethylester der Pentadeca-dicarbonsäure V kann durch Reduktion von 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure IV erhalten werden; die Herstellung der zuletzt genannten Säure ist jedoch ein Ziel der vorliegenden Erfindung. Zur Herstellung des Dimethylesters von Pentadeca-dicarbonsäure kann eine Keton-dicarbönsäure wie etwa 4-0xopentadeca-dicarbonsäure mit Hydrazinhydrat in Gegenwart von Kaliumhydroxid reduziert werden, gefolgt von einer Veresterung des Reduktionsproduktes. Die Verbindung VI kann weiterhin durch Acyloinkondensation und Reduktion der Verbindung IV erhalten werden, nachdem die Carbonylgruppe durch Überführung in ein Ketal geschützt worden ist.

r—1 L-COOH /—' *— COOCH-, /~* ^—f /—' *—j^

COOCH₃
(IV) _ (V) (VI)

χ R¹O OR¹ R¹O OR¹ /* \ ■

R¹O OR' R¹O UK" S' a ■

Λ COOR /-J^-T⁰ /-^W

COOR ^—ι Γ~^οη ^Ί Γ

^v-j j—COOR —I I "OH —1 j—

(VI-L)

609860/11U

2624G27

Als ein mögliches Verfahren zur Herstellung von 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure wird mit der japanischen Patentpublikation 2I69O/7O die Oxidation des bicyclischen Ketons VIl beschrieben; im Anschluß an die Oxidation wird dort die äthylenisch ungesättigte Bindung der cyclischen Verbindung gespalten. Das bicyclische Keton kann in einem dreistufigen Verfahren mit. einer Gesamtausbeute von ungefähr 63% (vgl. die japanische Patentpublikation 4341/69) aus dem Cyclododecanon VIII erhalten werden. Da die 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure durch Ozonoxidation aus dem bicyclischen Keton mit einer Ausbeute von 63 bis Π% zugänglich ist, ergibt sich insgesamt eine Ausbeute für die Herstellung von 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure aus Cyclododecanon von 40 bis 49%.

erfindungsgemäß

(IV)

Bernsteinsäureester

(VIII)

(VII)

(III)

COOR

In einer ersten Verfahrensstufe wird das Cyclododecanon VIII zu dem bicyclischen Keton VII umgesetzt; dies erfolgt nach einem bekannten Verfahren zur Herstellung ungesättigter Dicarbonsäure-Halbester, nämlich durch Stobbe-Kondensation zwischen

609850/11U

Cyclododecanes und einem Diester der Bernsteinsäure, etv/a dem Bernsteinsäure-diäthylester. Wie mit der japanischen Patentpublikation 4341/69 beschrieben wird, kann der ungesättigte Halbester in zwei verschiedenen chemischen Strukturen vorliegen, nämlich einmal als Alkylidenverbindung III bzw. als Alkeny!verbindung II. Die Eigenschaften dieser beiden Isomere werden von Biemann et. al. in J.Am.Chem.Soc., 79,, 5558 (1957) angegeben; dort war das als Alkylidenverbindung vorliegende Produkt auf der Basis seines UV-Spektrums identifiziert worden. Für den Pail, daß bei der Synthese Bernsteinsäure-diäthylester eingesetzt wird, wird hauptsächlich das Produkt III erhalten. Mit der US-Patentschrift 3 778 483 wird ein Verfahren zur Herstellung eines, der Alkenylverbindung entsprechenden Produktes aus Cyclododecanon und Bernsteinsäure-dimethylester bzw. -diäthylester beschrieben, das als Verfahren B bezeichnet wird. Mit jener Patentschrift wird angegeben, daß das bicyclische Keton durch. Behandlung mit Polyphosphorsäure erhalten wird, es wird jedoch nicht im einzelnen ausgeführt, daß selektiv das der Alkenylverbindung entsprechende Produkt erhalten werden kann.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure und deren Ester. Wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine cyclische Verbindung mit äthylenisch ungesättigter Doppelbindung auszuwählen, um durch Oxidation mit hoher Ausbeute 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure zu erhalten, welche ein brauchbares Zwischenprodukt für das zu den Moschus-Riechstoffen gehörende Cyclopentadecanon daistellt; als Ausgangsmaterial ist dabei das leicht zugängliche Gyclodecanon vorgesehen.

Ein zweites wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur selektiven Herstellung von

60986Q/11U

ß-Cyclododecenyl(i )-ß-alkoxy-car"bonyl-propionsäure anzugeben, welche als eine ungesättigte cyclische Verbindung im oben angegebenen Verfahren eingesetzt werden kann. Zur Herstellung von 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure durch Ozon-, oxidation des nach der Stobbe-Kondensation erhaltenen Produkts wird der ungesättigte Halbester benötigt, der hinsichtlich seiner Struktur der oben erläuterten Alkenylverbindung entspricht. Nach einem geläufigen Verfahren kann dann, wenn der Diäthylester eingesetzt wird, das beide Halbester enthaltende Gemisch durch Behandlung mit PoIyphosphorsäure in das der Alkenylverbindung entsprechende bicyclische Keton überführt werden, so daß insgesamt eine selektive Synthese gegeben ist.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, auf die Verwendung von großer Mangen an Polyphosphorsäure verzichten zu können und trotzdem auf einfachem Wege den der Alkenylverbindung entsprechenden Halbester zu erhalten, der nachfolgend oxidiert wird.

Insgesamt erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren als recht einfach, das ohne wesentliche Schwierigkeiten aus leicht zugänglichen Ausgangsmaterialien zu den gewünschten Produkten führt.

Die Lösung dieser Aufgaben ist in ihrer allgemeinsten Form gekennzeichnet durch ein Verfahren zur Herstellung von 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure und deren Ester, wobei ein ß-Cyclodocecenyl(i)-Propionsäurederivat mit der nachfolgenden Strukturformel

A-O

609850/1114

wobei A und B entweder eine Atombindung und Wasserstoff, oder entsprechend Wasserstoff und eine Alkoxycarbonylgruppe bedeuten, mit Ozon oxidiert wird, das erhaltene Oxidation^- produkt zersetzt und aus den Zersetzungsprodukten die angestrebte Verbindung isoliert wird.

Zur lösung der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung wird somit ein Cyclododecenyld)-Propionsäurederivat mit Ozon oxidiert, das erhaltene Oxidationsprodukt zersetzt und im Anschluß daran aus den Zersetzungsprodukten die angestrebte Verbindung isoliert.

Nach einer speziellen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorgesehen, Bernsteinsäure-dialkylester mit Cyclododecanon umzusetzen, wodurch ausgewählt ß-Cyelododecenyl(i)-ß-alkoxycarbonyl-propionsäure erhalten v/erden kann.

Schließlich kann durch die Kombination der beiden Verfahren auf den Einsatz von großer Mengen Polyphosphorsäure verzichtet v/erden, wenn nach einem mit der US-Patentanmeldung 629 391 angegebenen Verfahren 13-Oxabicyclo /10.4.Oj⁷ -hexadecen-(i (I2j))-on(i4) hergestellt wird.

Im Rahmen des erfindungsg emäßen Verfahrens' kann 4-0xopentadeca-dicarbonsäure aus Cyclododecanon mit hoher Ausbeute auf einfachem Wege hergestellt v/erden; das erhaltene Produkt, nämlich 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure und deren Ester stellt ein Zwischenprodukt für die Herstellung von Cyclopentadecanon dar, das zu den Moschus-Riechstoffen gehört.

609850/11U

'..'eitere Besonderheiten und Ausgestaltungen des erfindungsfrerr.äßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Patentansprüchen. Zur Erläuterung der Plrfindung dienen weiterhin zwei Blatt Abbildungen mit den Pig. 1 und 2; es zeigen

Fig. 1 das NMR-Spektrum der Verbindung, die nach Beispiel 5 erhalten wurde; und

Fig. 2 das Gas-Chromatogramm dieser Verbindung.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Cyclododecenyld)-Propionsäurederivat mit der nachfolgenden Strukturformel eingesetzt,

wobei eine Kombination von A und B für eine Kombination einer Atombindung und Wasserstoff, oder für eine Kombination aus Wasserstoff und einer Alkoxycarbonylgruppe steht. Zu diesen Derivaten gehören die beiden nachfolgenden Verbindungen

13-0xabicyclo/i0.4.07-hexadeeen(i(i2))- -on(H)

609850/11H

COOH

II ß-Cyclododecenyl(i)-ß-alkoxycarbonylpropionsäure

COOR

Die Verbindung I wird nach einem Verfahren erhalten, das von den zur vorliegenden Anmeldung genannten Erfindern in der US-Patentanmeldung 629 391 beschrieben wurde; im wesentlichen betrifft jenes Verfahren die Cyclisierung von ß-(2-0xocyclododecyl)-propionsäure IX oder von deren Derivaten. Die Verbindung IX wird nach Verfahren erhalten, bei denen als Ausgangsamterial Cyclododecanon eingesetzt wird.

COOH

(IX)

(D

COOC₂II₅

Die Verbindung II wird bei der Stobbe-Kondensation von Cyclododecanon mit Bernsteinsäure-diester erhalten; dieses Verfahren wird später erläutert.

609860/11H

Nach der vorliegenden Erfindung wird ozonhaltiger . Sauerstoff oder ozonhaltige Luft in eine Lösung der Verbindungen I oder II eingeführt, um ein Oxidationsprodukt herzustellen, das anschließend zersetzt und aus den erhaltenen Produkten die 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure IV oder deren Ester abgetrennt und isoliert wird. Zur Oxidation von Bicyclo /* 10.3.oj-pentadecen(i(12))-On(i3) etwa von 2,3-Decamethylen-2-cyclopentanon VII, wie sie mit der japanischen Patentpublikation 21690/70 beschrieben wurd% gehört die Oxidation der cyclischen Verbindung an deren äthylenisch ungesättigter Doppelbindung um eine Spaltung dieser Bindung zu erreichen; jedoch wird bei jenem Verfahren ein bicyclisches Keton eingesetzt, dessen Verwendung die Anwendung einer großen Menge Polyphosphorsäure erfordert, wie das mit der japanischen Patentpublikation 4341/69 beschrieben ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich in diesem Punkt grundlegend von jenem bekannten Verfahren, da als Ausgangsmaterial ein Propionsäurederivat eingesetzt wird, das in industriellem Maßstab leicht zugänglich ist. Aus diesem Grund weist das erfindungsgemäße Verfahren nicht die Nachteile und Schwierigkeiten des bekannten Verfahrens auf.

Als Lösungsmittel für die Ozonoxidation werden Kohlenwasserstoff e,halogenierte Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Fettsäuren und andere geeignete Lösungsmittel eingesetzt, wobei halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, Chloroform und Kohlenstofftetrachlorid bevorzugt werden, da sie sowohl die Ausgangsmaterialien und die Produkte gut lösen und gegenüber den reaktiven Komponenten inert sind. Darüberhinaus kann ein Lösungsmittelgemisch aus einem halogenierten Kohlenwasserstoff und einer Fettsäure wie Essigsäure verwendet

609850/11 U

- ίο -

werden, da ein solches Gemisch gegenüber der alleinigen Verwendung eines halogenierten Kohlenwasserstoffes bessere Ergebnisse bei der Ozonoxidation der Yerbindung II ergibt. Bei der Ozonoxidation kann die Reaktionstemperatur zwischen -80⁰C und Raumtemperatur liegen, wobei der Temperaturbereich von -30 C bis O C bevorzugt wird. Ozon wird in das Reaktionsgemisch in Form eines Gemisches mit Sauerstoff oder luft eingeblasen; die verwendete Ozonmenge entspricht dem molaren Anteil an äthylenisch ungesättigter Doppelbindung in den Verbindungen I oder II oder übersteigt diesen molaren Anteil geringfügig. Der Endpunkt der Reaktion liegt dann vor, wenn durch gelöstes Ozon eine blaue Färbung auftritt. Die Reaktion wird gewöhnlich unter atmosphärischem Druck durchgeführt, jedoch ist der Druck nicht darauf beschränkt.

Das nach der Ozonoxidation erhaltene Oxidationsprodukt muß nicht abgetrennt werden, sondern das gesamte Oxidationsgemisch wird nachfolgend zersetzt, um eine Eetodicarbonsäure zu erhalten. Obwohl das nach der Oxidation mit Ozon erhaltene Produkt nicht notwendigerweise aus einer einzigen Substanz besteht, kann das erfindungsgemäße Verfahren mit dem nachfolgenden Reaktionsschema dargestellt v/erden.

COOH(R)

COOH (R)

(IV)

(II)

COOR COOR

609850/1 1 U

Nachfolgend wird im einzelnen die Zersetzung des aus de] Verbindung I erhaltenen Oxidationsproduktes erläutert.

Der Ausdruck "Zersetzung", wie er im Rahmen dieser Unterlagen verwendet wird, umfaßt die reduktive oder oxidative Spaltung des nach der Ozonoxidation erhaltenen Produkts und die nachfolgende Hydrolyse mit einer alkalischen wässrigen lösung, ferner die Zersetzung des nach der Ozonoxidation erhaltenen Produkts mit einer basischen wässrigen Lösung und schließlich die Zersetzung des nach der Ozonoxidation erhaltenen Produkts mit einem in Alkohol enthaltenen sauren Katalysator, wie das nachfolgend erläutert wird.

1) Reduktive Spaltung mit nachfolgender Hydrolyse:

Zur Spaltung können die geläufigen Reduktionsmittel eingesetzt v/erden. Im Hinblick auf die Durchführung der Reaktion werden jedoch vorzugsweise organische Reduktionsmittel eingesetzt, die sich in dem für die Ozonoxidation verwendeten Lösungsmittel ebenfalls lösen. Beispiele für solche Reduktionsmittel sind Sulfide wie etwa Dirnethylsulfid und Phosphine wie etwa Triphenylphosphin. Anorganische Reduktionsmittel, wie die zur Reduktion von Ozoniden häufig eingesetzten wässrigen Natriumsulfit-Lösungen, sind nicht so wirksam, wenn sie allein eingesetzt werden; auch im Gemisch mit Methanol sind sie wegen ihrer begrenzten Verträglichkeit nicht so wirksam. Auch die katalytische Reduktion mit molekularem Wasserstoff und einem Metallkatalysator bereitet Schwierigkeiten, wenn sie im industriellen Maßstab durchgeführt wird, da hier die Gefahr einer Explosion nicht auszuschließen ist. Im Temperaturbereich von -30⁰C bis Raumtemperatur verläuft die Spaltung rasch. Nach der Reduktion wird die Verbindung

609850/11U

im Gemisch mit einer alkalischen wässrigen lösung erwärmt und kondensiert, um die Keto-diearbonsäure IY in der Form ihres Alkalisalzes zu erhalten. Aus dem Alkalisalz kann die freie Säure nach geläufigen Verfahren erhalten werden.

2) Oxidative Spaltung mit nachfolgender Hydrolyse;

Genauso wie bei der reduktiven Spaltung beeinflußt die löslichkeit des Spaltungsmittels im Reaktionssystem sehr stark die Ergebnisse dieser Reaktion. Daraus ergibt sich, wirksame Spaltungsmittel sind organische Persäuren, wie etwa Peressigsäure, Perbenzoesäure, Perphthalsä.ure und m-Chlor-perbenzoesäure. Wird Wasserstoffperoxid alleine verwendet, so zeigt es keine zu große Wirksamkeit,.dient jedoch zur Verbesserung der Reaktionsergebnisse, wenn es gemeinsam mit einer organischen Säure wie etwa Ameisensäure oder Essigsäure verwendet wird. Die Spaltung schreitet auch dann voran, wenn das System bei Raumtemperatur gehalten wird, die Reaktion verläuft jedoch schneller, wenn das System auf die Rückfluß-Temperatur des verwendeten lösungsrnittels erwärmt wird. Nach der oxidativen Spaltung wird die Verbindung im Gemisch mit einer alkalischen wässrigen lösung erwärmt und kondensiert, um die Keto-dicarbonsäure IV in der Form ihres Alkalisalzes zu isolieren. Aus dem Alkalisalz kann die freie Säure nach geläufigen Verfahren erhalten werden.

3) Zersetzung mit einer basischen wässrigen lösung

Die Zersetzung des aus der Verbindung I nach Ozonoxidation erhaltenen Produktes zu einer Keto-dicarbonsäure IV kann auch mit anderen. Zersetzungsmitteln erfolgen. Beispielsweise verursacht nach Beendigung der Ozonoxidation der Zusatz einer wässrigen Natriumhydroxid-lösung eine heftige Reaktion; mit diesem Verfahren ist es jedoch schwierig, den

609850/11U

- -13 -

•Ablauf der Reaktion zu regeln und die Ausbeute an der angestrebten Keto-dicarbonsäure ist gering. Erstaunlicherweise ist es jedoch möglich, eine Keto-dicarbonsäure in sehr guter Ausbeute zu erhalten, wenn eine basische wässrige Lösung mit einer Base, einer wasserlöslichen organischen Verbindung und Wasser dem flüssigen nach der Ozonoxidation erhaltenen Produkt bei Temperaturen zwischen -3O⁰C und O⁰G zugegeben wird, und daraufhin die Reaktionstemperatur allmählich bis auf Raumtemperatur ansteigt und im Anschluß daran das System erwärmt und für 1 Stunde am Rückflußkochen gehalten wird. Zu Beispielen für geeignete Basen gehören kaustisches Alkali, wie etwa Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, ferner organische Amine, Alkalicarbonate, Ammoniak und quarternäre Ammoniumhydroxide. Als eine beispielhafte Zersetzungslösung zur Erhöhung der Löslichkeit werden diese Verbindungen zweckmäßigerweise im Gemisch mit Methanol, Äthanol und Aceton mit Wasser eingesetzt.

4) Zersetzung mit einem sauren Katalysator in Alkohol

Es ist weiterhin möglich, das nach der Ozonoxidation erhaltene Produkt direkt in den Diester der Keto -dicarbonsäure überzuführen, wenn zur Zersetzung ein sauerer Katalysator und Alkohol verwendet werden. Das bedeutet, zur Herstellung der Ester der Keto-dicarbonsäure werden dem nach der Ozonoxidation erhaltenen flüssigen Reaktionsgemisch Alkohol und eine ausreichende Menge einer starken Säure, wie etwa p-Toluolsulfonsäure und Schwefelsäure, zugesetzt, das Reaktionsgemisch anschließend erwärmt und mehrere Stunden lang am Rückfluß gekocht. Zu geeigneten Alkoholen gehören die aliphatischen Alkohole mit geringer Kohlenstoffkette, wie etwa Methanol, Äthanol, Isopropylalkohol, Butanol und dg].

609850/11U

Die Ausbeuten an Keto-carbonsäuren (Beispiele Nr. 1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7) oder deren Ester (Beispiele Nr. 8, 9), die durch die oben angegebenen Zersetzungsverfahren erhalten wurden, sind in der nachfolgenden Tabelle I aufgeführt.

Tabelle I Nr. Zersetzungsmittel Ausbeute

1 Peressigsäure und Kaliumhydroxid in
Wasser/Methanol 78%

2 30%iges Wasserstoffperoxid 52%

3 wässrige Natriumsulfit-Lösung 40%

4 Triphenylphosphin und Kaliumhydroxid

in Wasser/Methanol 9O/£

5 Dimethylsulfid und Kaliumhydroxid in
Waseer/Methanol 80%

6 Natriumhydroxid in Wasser

7 Kaliumhydroxid in Methanol/V/asser 93%

8 Schwefelsäure in Methanol 75%

9 p-Toluolsulfonsäure in Methanol 73%

Die Zersetzung der Ozonide, die aus der Verbindung II erhalten wurden, zu 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure IV , wird nachfolgend erläutert.

609850/1 1 U

Zu dieser Zersetzung gehört die Spaltung des Ozonide mit erneuter Oxidation und die anschließende Decarboxylierung, wobei bevorzugt eine reduktive Spaltung des nach der Ozonoxidation erhaltenen Produkts mit einem anorganischen Reduktiossmittel, gefolgt von der erneuten Oxidation bzw. Re-Oxidation, der Sersetzung von überschüssigem Oxidationsmittel und der anschließenden Decarboxylierung erfolgt. Zur Spaltung des nach der Ozonoxidation von der Verbindung II erhaltenen Produktes können die oben zur Spaltung der in Verbindung mit der Verbindung I genannten Spaltungsverfahren angewandt werden, wobei jedoch die reduktive Spaltung bevorzugt angewandt wird, da sie eine hohe Ausbeute an dein gewünschten Produkt gewährleistet, das nur geringfügig mit Nebenprodukten verunreinigt ist. Wenn z.B. zur oxidativen Spaltung eine Persäure oder ein Gemisch von Wasserstoffperoxid mit einer niederen Carbonsäure verwendet ..-:.:?d, dann weist das nach der Zersetzung erhaltene Produkt im Anschluß an die Pß-Oxidation und die Decarboxylierung zahlreiche Verbindungen mit Aldehydgruppen auf. Wenn zur Hydrolyse eine saure oder basische wässrige lösung verwendet wird, dann weist das nach der Zersetzung erhaltene Endprodukt im Anschluß an die Re-Oxidation und die Decarboxylierung einen erheblichen Gehalt an Dodeea-dicarbonsäure auf. Nach diesen Verfahren wird daher 4-0xopentadecadicarbonsäure IV lediglich mit geringer Ausbeute erhalten. Wenn darüberhinaus zur reduktiven Spaltung Acetaldehyd verwendet wird, dann weist das nach der Re-Oxidation und der Decarboxylierung erhaltene Endprodukt Nebenprodukte mit Aldehydgruppen auf. Bei der Verwendung von Manganacetat v/ird als Nebenprodukt eire erhebliche Menge Dodeca-dicarbonsäure erhalten. Wenn andererseits Natriumsulfit oder Natriumbisulfit als Reduktionsmittel eingesetzt werden, dann weist das Endprodukt nach der Zersetzung lediglich einen geringen Anteil an Dodeca-dicarbonsäure und Verbindungen mit Aldehydgruppen als Nebenprodukte auf. Diese Reduktionsmittel werden daher

609850/11 U

bevorzugt eingesetzt.

Nachfolgend wird die reduktive Spaltung des nach der Ozonoxidation erhaltenen Produktes mit Natriumbisulfit erläutert. Der Anteil an Natriumbisulfit beträgt vorzugsweise das 1,2-fache Äquivalent-Gewicht zu der Verbindung lic Natriumbisulfit wird in Form einer 10 bis 30 gewichts-i^igen wässrigen Lösung dem nach der Ozonoxidation erhaltenen Produkt, das bei -20⁰C gehalten wird, tropfenweise zugesetzt. Diese Reaktion verläuft stark exotherm und die Temperatur des Reaktionssystems steigt sofort bis auf Raumtemperatur an. Das Reaktionsgemisch wird bei erhöhter Temperatur 2 Stunden lang gerührt. Dann wird durch Zusatz von Salzsäure angesäuert und das Gemisch eingeengt.

Das eingeengte bzw. konzentrierte Gemisch, zu dem Aldehydgruppen enthaltende Verbindungen gehören, wird anschlieiSend mit einer Persäure oder Peroxid enthaltendem 'Wasserstoffperoxid und einer niederen Carbonsäure re~oxidiert, um die Verbindung X zu erhalten. Beispielsweise wird die Re-Oxidation durch Zugabe von 2 bis 4 Äquivalent-Gewichten zu der Verbindung II Wasserstoffperoxid in Form einer 30 bis 35?6igen lösung und von 5 bis 10 Äquivalent-Gewicht Ameisensäure oder Essigsäure durchgeführt, wobei für die Reaktion bei 50⁰C oder weniger, vorzugsweise bei 20 C, etwa 4 bis 6 Stunden vorgesehen sind. Wird eine solche Re-Oxidation nicht durchgeführt, so v/erden in größerem Anteil Produkte mit höherem Siedepunkt erhalten und die Ausbeute an der Keto-diearbonsäure IV nimmt ab. Nach der Reaktion wird dem Reaktionsprodukt gesättigte wässrige Natriumbisulfit-Lösung zugesetzt, um aus Sicherheitsgründen überschüssiges Wasserstoffperoxid oder überschüssige Persäuren zu zersetzen. Daraufhin wird die Verbindung X mix.

6098B0/11U

einem organischen Lösungsmittel wie etwa Äther -oder Benaol extrahiert. Das Lösungsmittel wird abgezogen, wobei ein rohes -Zwischenprodukt erhalten wird, das im wesentlichen die Verbindung X mit der nachfolgenden Strukturformel enthält

y COOH COOR

Diese Verbindung X wird durch.Behandlung mit Alkali hydrolysiert und decarboxyliert,anschließend unter sauren Bedingungen erwärmt. Für den Fall, daß bei der Verbindung X der Rest R die Tertiärbutylgruppe bedeutet, erfordert die Decarboxylierung drastischere Bedingungen, nämlich die Erwärmung bis zum Kochen am Rückfluß in salzsaurer wässriger Lösung, um einen Fiederschlag an dem Zersetzungsprodukt zu erhalten. Mach der Abkühlung des Niederschlags wird die rohe 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure IV durch Filtration oder durch Abtrennen mittels Zentrifugieren erhalten. Durch Veresterung mit einem niederen Alkohol und anschließender Vakuum-Destillation können hochreine Diester der 4 -Oxopentadeca-dicarbonsäure erhalten werden.

Aus den nachfolgenden Beispielen 1 und 2 ist ersichtlich, daß 4~0xopentadeca-dicarbonsäure IV bezogen auf die eingesetzte Mol-Menge an Cyclododecanon in einer Ausbeute von 66,2% erhalten v/erden kann. Alternativ dazu wird nach den nachfolgenden Beispielen 5 und 7 die Verbindung IV bezogen auf die Mol-Mengen an eingesetztem.Cyclododecanon in einer Ausbeute von

609850/11U

60,8/4 erhalten. Demgegenüber beträgt die Ausbeute nach dor.. Vergleichsbeispiel 3 bezogen auf die Gesantausbeiiten en Cyclopentadecanon aus Ojclododecanon lediglich 39,7 "u'-d 36,4/o. Aus diesen Zahlen unter Gegenüberstellung mit dem Vergleichsbeispiel geht hervor, daß das erfindungsgenüße Verfahren zu einer verbesserten Ausbeute führt uad darüberhinaus die Verwendung von Polyphosphorsäure zur Umwandlung des Ketons nicht erfordert.

Nachfolgend wird ein Verfahren zur selektiven Herstellung der Verbindung II angegeben.

Im großen und ganzen verläuft dieses Verfahren analog zu der bekannten Stobbe-Reaktion, wobei in Gegenwart eines basischen Kondensationsmittels ein Bernsteinsäure-diester und ein Keton zu einem Halbester einer, ungesättigten Dicarbonsäure kondensiert werden, wie nachfolgend ausgeführt.

R * COOR

^ = O+| + KOR¹

R-CH₂ CH₂CH₂COOR

R¹ ' /COOR R¹. /COOR

2 >^{C = C}\ '2 ^^C~^CHk

R-CH₂ ^CH₂COOK R-CH^ ^CH₂

Nach dieser Reaktion sind zwei Produkte zu erwarten, wobei das der Alkenyl-Verbindung entsprechende Produkt der erfindungsgemäßen Verbindung II entspricht. Dementsprechend muß im folgenden die Selektivität dieser Reaktion beachtet werden. Mit der japanischen Patentpublikation 4341/69 ist bereits eine entsprechende Reaktion mit Cyelododecanon als Keton beschrieben worden; dort wird auch angegeben, daß als Produkt beide Formen des Halbesters anfallen, dort finden sich jedoch keine Angaben über deren jeweilige Anteile im Endprodukt. Mit der US-Patentschrift 3 778 483 (vgl. Spalte 3, Zeilen 45 bis 50), wird eine chemische Formel angegeben, welche dem Produkt nach der Verbindung B entspricht, auch hier fehlen jedoch detaillierte Angaben zur Selektivität, mit der ein Produkt entsprechend α:; Verbindung B erhalten v/erden kann. Es war daher nicht voc:va. sehbar, ob ein solches Produkt gemeinsam mit einem der Υ:;-ι·~

609850/11U BAD ORIGINAL

bindung 1 entsprechenden Produkt anfällt. Weiterhin kann nach Biemann et al (vgl. J.Am.Chem.Soc. 79., Seite 5558 (1957)) Cyclododeeanpn mit Bernsteinsäure-diäthylester kondensiert werden, wobei eine Alkyliden-Verbindung III erhalten wird, die der Verbindung A entspricht, was auf der Basis des UV-Spektrums entschieden wurde.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind diese älteren Informationen sorgfältig ausgewertet worden und davon ausgehend sind weitere Untersuchungen durchgeführt worden; als Ergebnis dieser Untersuchungen kann festgestellt werden, daß die Reaktion zwischen Bernsteinsäure-dialkylester und Cyclododecanon selektiv ein der Alkeny!verbindung II entsprechendes Produkt ergibt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gehören zu den geeigneten Lösungsmitteln Tertiärbutylalkohol, Tetrahydrofuran und Benzol. Als Kondensationsmittel können Kalixm-tert-butanolat, Natriumamid (NaNHp)J Natriumhydrid (NaH) und Natriumäthanolat eingesetzt werden. Wird ein anderes Kondensationsmittel als ein Alkalialkoholat in einem aprotischen Lösungsmittel eingesetzt, so ist es erforderlich, als Initiator eine kleine Menge Alkohol zuzusetzen. Zu den im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzten Bernsteinsäure-dialkylestern gehört der Bernsteinsäur e-di-tert-butylester, der Bernsteinsäure-di-sec-butylester und der Bernsteinsäure-di-propylester. Bei dieser Reaktion wird die Bildung von Nebenprodukten mit der nachfolgenden Formel

ROOC

r ι

COOR

OH

vorteilhaft unterdrückt; ein solches Produkt kann sich durch

609850/1 IU

Selbstkondensation aus Bernsteinsäure-dialkylestorn bilden. Aus diesem Grunde soll der Bernsteinsäure-dialkylester gewöhnlich in äquivalenten Mol-Mengen zu dem Cyclododecane^ eingesetzt werden, wobei jedoch ein Überschuß davon zu einem Ausbeuteanstieg führt. Die zugeeetzte Ba.se kann ebenfalls in ungefähr äquimolarem Anteil zu dem Cyclododecanon eingesetzt werden, wobei jedoch auch hier ein Überschuß davon zu einer verbesserten Ausboiite

führt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird entweder ein Gemisch aus Cyclododecanon und Bernsteinsäure-dialkylester, das möglicherweise noch ein Lösungsmittel enthält, tropfenweise einer Lösung des Kondensationsmittels zugesetzt, oder das Cyclododecanon wird vorsichtig der Lösung des Kondensationsmittels zugesetzt und anschließend wird der Bernsteinsäure-dialkylester hinzugefügt. Die Zugabe und die anschließende Reaktion werden bei der Rückflußtemperatur des verwendeten Lösungsmittels durchgeführt. Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, daß die Kondensationsreaktion recht rasch verläuft, beispielsv/eise im Zeitraum von 30 Hinuten bis 4 Stunden, nachdem die Zugabe innerhalb einer ?^eitspanne von 10 Minuten bis eine Stunde erfolgt ist. Die Reaktionsdauer in dem Verlauf der anschließenden Reaktion wird als mittlere Verweilzeit angesehen. Eine zu lange Reaktionsdauer kann zu unerwünschten Nebenprodukten führen. Nach der Kondensation wird das Reaktionsprodukt mit einer Säure wie etwa Salzsäure neutralisiert und wenn erforderlich, eingeengt, und im Anschluß daran das Kondensationsprodukt II mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert. Als Lösungsmittel für die Reaktion und zur Extraktion kann jeweils Benzol verwendet werden. Έητ den FaH, daß ein wasserlösliches Lösungsmittel für die Reaktion, etwa ein Gemisch aus t-Butylalkohol und Tetrahydrofuran verwendet wird, kann das Lösungsmittel abdestilliert werden, und das Reaktionsprodukt wird mit einen anderen, für die Extraktion vorgesehenen Lösungsmittel wie

609850/1 1 U

etwa Toluol, Chloroform oder Äther extrahiert. Durch Einengung der bei der Extraktion erhaltenen Flüssigkeit können rohe Kristalle aus dem gewünschten Produkt erhalten v/erden. An dem rohen kristallinen Produkt können verschiedene Analysen durchgeführt \^erden, oder wenn die Extraktion mit Chloroform durchgeführt wurde, dann kann die erhaltene Extraktionsflüssigkeit direkt für die Ozonoxidation verv/endet werden. Aus den mit HtfR-Analyse und GasChromatographie erhaltenen Ergebnissen wurde sichergestellt, daß mit sehr hoher Selektivität ein der Alkenyl-Verbindung II entsprechendes Produkt erhalten wurde. Eine noch detailliertere Beschreibung wird nachfolgend mit Beispiel 5 gegeben.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne diese einzuschränken.

Beispiel 1; (Umwandlung von I in IV)

10 g 13-0XaMCyCIo/3°·4.07 -hexadecen (i(i2))-on(i4)I wurde in 150 ml Chloroform gelöst, die erhaltene Lösung auf -20⁰C abgekühlt und bei dieser Temperatur Sauerstoff eingeblasen, der ungefähr 5% Ozon enthielt. Sobald wegen gelöstem Ozon eine blaue Färbung des Reaktionsgemisches auftrat, wurde das Reaktionsgemisch mit Stickstoff gespült und daraufhin tropfenweise 40 ml einer Lösung hinzugefügt, die aus 30 Gew.-/o Kaliurnhydroxid in einem Lösungsmittelgemisch aus 70/4 Methanol und 3O?o V/asser bestand; während der Zugabe wurde das Reaktionsgemisch bei -20 C gehalten. Im Anschluß daran wurde das Rühren fortgesetzt, während die Reaktionstemperatur auf Räumt ervoerat ar anstieg. Durch Zugabe von V/asser wurde der kondensierte Rückstand gelöst und das Reaktionsgemisch durch Zugabe von kon-

60 98 50/11 U

zentrierter Salzsäure angesäuert; daraufhin begannen Kristn¹ auszufallen. Die Kristalle wurden durch Filtration abgetrennt und mit Chloroform gewaschen; in nahezu reiner, kristalliner Form "wurden 11,28 g (93% Ausbeute) 4-0xopentadeca-dicarbonsäure IY erhalten.

Schmelzpunkt: 117 bis 118°C IR-Absorptionsbande der C=O-Bindung 1700 cm ; im Massenspektrometer konnte ein entsprechender

peak m/e 314 für den Dimethylester erhalten werden.

Beispiel 2: (Umwandlung; von I in IV)

10 g der Verbindung I vnirden mit Ozon unter den gleichen Bedingungen gem. Beispiel 1 oxidiert, jedoch mit der Abweichung, daß der Lösung 25 &ew.-% Peressigsäure und 20 ml Äthylacetat-Lösung zugesetzt worden waren. Zur Kondensation blieb das ReaktioJtisgemisch über Uacht bei Raumtemperatur stehen, anschließend wurde im Überschuß KaTinmhydroxid in Was s er /Methanol zugesetzt; das Reaktionsgeraisch wurde erwärmt und am Rückfluß gekocht. Hierbei kondensierte das Reaktionsgemisch, der kondensierte Rückstand wurde mit Wasser versetzt und daraufhin durch Zugabe konzentrierter Salzsäure angesäuert; aus dem Reaktionsgemisch fielen Kristalle aus. Die Kristalle vnirden durch Filtration abgetrennt und mit Chloroform gewaschen; es wurden 9,45gKeto-dicarbonsäure IV erhalten.

Beispiel g: (Umwandlung; von I in IY)

10 g der Verbindung I wurden im wesentlichen nach den Bedingungen des Beispiels 1 mit Ozon oxidiert; die Abweichung bestand darin, daß eine Lösung von 16,6 g Tripheny!phosphin

609850/1114 BAD ORIOINAL

in 20 ml Chloroform zugesetzt wurde; während sich das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur erwärmte, wurde es gerührt. Das flüssige Reaküonsgemisch wurde kondensiert und der erhaltene Rückstand mit einer Lösung von Kaliumhydroxid in Wasser/Hethanol versetzt; im Anschluß folgte die gleiche Behandlung gem. Beispiel 2 und es wurden 10,91 g Keto-dicarbonsäure IV erhalten.

Beispiel 4: (Umwandlung von I in den Dimethylester von IV)

10g der Verbindung I wurden im wesentlichen unter den Bedingungen des Beispiels 1 mit Ozon oxidiertJ die Abweichung bestand darin, daß tropfenweise eine Lösung von 1 g Schwefelsäure in 50 ml Methanol zugesetzt wurde. Beim Erwärmen auf Raumtemperatur wurde das Gemisch gerührt, wurde anschließend 4 Stunden lang bei Raumtemperatur stehengelassen, daraufhin erwärmt und für 4 Stunden am Rückfluß gekocht. Das flüssige Reaktionsgemisch kondensierte, das Kondensat wurde in Äther gelöst, mit einer wässrigen Lösung von Natriumhydrogencarbonat gewaschen und daraufhin nochmals mit Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen wurde das erhaltene Gemisch im Vakuum kondensiert und der gebildete Dimethylester der Keto-dicarbonsäure IV abdestilliert. Es wurden 9,98 g Produkt (Ausbeute 75%) mit einem Siedepunkt von 155 bis 160⁰C/ 0,3 mm Hg-Säule erhalten.

Beispiel 5: (Umwandlung von VIII in II)

In einen 1 Liter Vier-Hals-Kolben mit einem Thermometer, einem Eintropftrichter, einem Rückflußkühler und einem Rührer, der mit Benzol ausgewaschen worden war, wurden 20,06 g (0,418 Mol) einer 5O?6igen Natriumhydrid-Disperaon eingefüllt. Anschließend wurden 500 ml trockenes Tetra-

609850/11U

hydrofuran und 20 ml Tert-butanol zugesetzt und das Gemisch für 30 Minuten am Rückfluß gekocht. Im Anschluß daran wurde weiterhin unter Rückfluß tropfenweise im Verlauf von 1,5 Stunden eine Lösung von 61,87 g (0,340 Hol) Cyclododecanon und 86,0 g (0,374 Mol) Bernsteinsäure-di-tert-butylester in 150 ml trockenem bzw. reinem Tetrahydrofuran gelöst, hinzugefügt. Das Rückflußkochen wurde bis zur Beendigung der Reaktion fortgesetzt. Im Anschluß daran wurde dem Reakticnnprodukt ein Gemisch aus 100 ml Wasser und 78 1 cone. Salzsäure zugesetzt und daraufhin das erhaltene Gemisch konzentriert. Das Lösungsmittel wurde entfernt und das danach zurückbleibende Produkt zweimal mit 250 ml Äther extrahiert. Die extrahierte Flüssigkeit wurde mit Wasser gewaschen und daraufhin getrocknet, anschließend konzentriert und ergab 115,1 g rohes ß-Cyclodo.decenyl-ß-tert-butoxycarbonyl-propionsäure II in einer Reinheit von 86,8$ mit einer Ausbeute von 86,9$. Es wurde festgestellt, daß das Rohprodukt ungefähr 2% Cyclododecanon und ungefähr 5% an hochsiedenden Nebenprodukten enthielt, wobei der Rest an Verunreinigungen aus Lösungsmitteln bestand.

Der Anteil an den beiden möglichen Arten von Methyl-Halbestern wurde wie folgt bestimmt: Das NMR-Spektrum des der, der Verbindung II entsprechenden Methylesters ist mit Fig. 1B dargestellt und entsprechend das NMR-Spektrum des der Verbindung III entsprechenden Esters mit Fig. 1A. Die Aufnahme der Spektren erfolgte in Tetrachlorkohlenstoff. Weiterhin können diese den Verbindungen II und III entsprechenden Methylderivate anhand der jeweiligen Gaschromatogramme unterschieden werden, wie das mit Fig. 2 dargestellt ist. Aus den Ergebnissen dieser Untersuchungen folgt, daß die ß-Cyclododecyliden-ß-tert-butoxycarbonyl-propionsäure III in dem Reaktionsprodukt nur in sehr geringen Anteilen enthalten war.

6098B0/11H

Ferner wurde der nachfolgende Versuch durchgeführt. Unter-Beibehaltung der oben genannten Reaktionsbedingungen v/urde das Herstellungsverfahren wiederholt, jedoch der Bernsteinsäure-di-tert-butylester durch 84,4 g (0,418 Mol) Bernsteinsäure~di-isopropylester ersetzt, ferner der Anteil an Tertbutanol durch die gleiche Menge Isopropanol ersetzt und schließlich 34,6 g (0,19 Mol) Gyclododecanon eingesetzt. Bei der anschließenden Analyse v/urde festgestellt, daß im erhaltenen Produkt ß-Cyclododecyliden-ß-isopropoxycarbonylpropionsäure III im Produkt nicht enthalten war, das vielmehr die ß-Cyclododecenyl-ß-isopropoxylcarbonyl-propionsäure II selektiv erhalten worden v/ar.

Beispiel 6: (Umwandlung von VIII in II)

Im wesentlichen analog zu Beispiel 5 wurde Bernsteinsäuredi-tert-butylester XI mit Cyclododecanon VIII kondensiert, v/obei jedoch die Anteile an Kondensationsmittel, Lösungsmittel und Initiatoren abgewandelt wurden. Die Reaktionsbedingungen und die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I aufgeführt.

609850/11U

Tabelle I

	Kondensa tions- uiiftel	Lösungs mittel	^Initiator	■Molverhältnis XI/VIII 'Kondensat. raittel/YIII	2,2	.Ein- tropf- dauer min.	Temp.	Reak tions- dauer Std.	Produkt Aus- Neben beute produkte	III und XII in
	NaH	t-BuOH	ma	1,0	1,1 1,1	8	Rückfl.	4	81,0	geringen Mengen
O 9 8 ϊ	KaH NaH	Benzol THi1	t-BuOH t-BuOH	1,0 1,0	1,2 1,2	30 30	ti 1!	4 4	69,2 80,3
ο ν	NaITH2 NaNH2	THP THP	t-BuOH t-BuOH	1,2 1,2	1,3	30 30	II 50°	4 4	90,1 78,0
	NaOCH5 ·	t-BuOH	-	1,0	2,4	30	Rückfl.	4	62,9
	t~BuOK	t-BuOH	—	1,0	30	Il	2	86,5

Zu Vergleichszv/ecken wurde Bernsteinsäure-diäthylester und Cyclododecanon in Tert-butanol in Gegenwart von Kaliumtert-butanolat 17 Stunden lang bei Raumtemperatur kondensiert, wobei die den Verbindungen II und III entsprechenden Halbester im Verhältnis 4 : 6 erhalten wurden. Unabhängig davon wurden die gleichen Ausgangsmaterialien bei 60 C zur Reaktion gebracht; 30 Minuten, nachdem Zutrop.f'en eines Reaktionspartners im Verlauf von 30 Minuten hatte sich zusätzlich zu der Verbindung II ein großer Anteil an 2,5-dihydroxycyclohexa-1,4-dien-1,4— dicarbonsäure-diäthylester -XII als Nebenprodukt gebildet.

Beispiel T: (Umwandlung von II in IV)

93,03 g (o,25 Mol) ß-Cyclododecenyl-ß-tert-butoxy-propionsäure II (nach Beispiel 5 erhalten), 90 g Essigsäure und 400 g Chloroform wurden in einen Drei-Hals-KoIben eingeführt und bei -20⁰C gehalten. Anschließend wurde ozonhaltiger Sauerstoff eingeblasen und der Endpunkt der Reaktion wiederum durch eine leichte Blaufärbung des Reaktionsgemisches festgestellt. Im Anschluß wurde Stickstoff in das Reaktionssystem eingeführt und daraufhin eine wässrige Lösung von Natriumbisulfit (in 1,2-facher, äquimolarer Menge zu dem Halbester II) unter Rühren zu dem bei -20⁰C gehaltenen Reaktionsgemisch zugesetzt. Im Verlauf der exothermen Reaktion erwärmte sich das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur und bei dieser Temperatur wurde die Reaktion für weitere 2 Stunden fortgesetzt. Anschließend wurde zum Ansäuern eine wässrige Salzsäure-Lösung zugesetzt und daraufhin das Reaktionsprodukt konzentriert. Dem erhaltenen Konzentrat wurden 68 g Ameisensäure und 134 g flüssiges Wasserstoffperoxid zugesetzt und dieses Reaktionsgemisch für 6 Stunden bei 20⁰C gehalten. Anschließend wurde eine wässrige Natriumbisulfit-

B098B0/11U

Lösung hinzugefügt, um überschüssiges Wasserstoffperoxid zu zersetzen. Das erhaltene Produkt wurde mehrmals mit Äther extrahiert und die vereinigten Ätherauszüge anschließend konzentriert. Im Anschluß daran wurde das konzentrierte Produkt mit 100 ml cone. Salzsäure vermischt und dieses Gemisch 5 Stunden lang am Rückfluß gekocht. Wach dem Abkühlen, Filtrieren und Trocknen wurden 76,2 g rohes, kristallines Produkt erhalten. Dieses Rohprodukt wurde mit Diazomethan zum Dimethylester verestert und der erhaltene Dimethylester gaschromatographisch untersucht. Es wurden 65,9% 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure, 2,4/6 Cyclododecanon und 2,3% Dodeca-dicarbonsäure festgestellt. Bezogen auf die Verbindung II betrug die Ausbeute an 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure 70%. Die rohe Verbindung IV v/urde durch Veresterung mit Methanol gereinigt und anschließend unter Vakuum destilliert. Der Siedepunkt des Dimethylester3 von IV beträgt bei 0,55 mm Hg-Säule 158 bis 180⁰C.

Beispiel 8: (Umwandlung von II in IV)

Die Verbindung II wurde im wesentlichen analog zu Beispiel 7 mit Ozon oxidiert; Abweichungen bestanden hinsichtlich der Wahl des Lösungsmittels, den Bedingungen der Re-Oxidation und der Decarboxylierung. Anschließend wurde das Produkt zersetzt, um die Verbindung IV zu erhalten. Die Reaktionsbedingungen und die erzielten Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle II aufgeführt.

609850/11U

IABELLE II

	Reaktionsbedingungen	Fettsäure	5-fache mo lare Menge	Re - Oxidation	20 4	Ausbeute	9°/o	Ausbeute an Do-
			zu II	H2O2 Ameisen- Temp. Std. 'säure		an Ver		deca-dicarbon-
	Ozon-Oxidation	Essig säure	5-fache mo	2 5		bindung IV		sä^τre als Neben produkt
	H(R : t-Bu) 20 g ΡΉΊ nrnfnrrr) 80 2*		lare Menge zu II		40 3	64,	1%	1,4
	W-L-LJ- UIUi.Ui.iii ^^Ο -200O 4 Std.	Essig	5-fache mo
		säure	lare Menge zu II	4 10	20 6		O°/o
-ι"	Reduktion	Amei				70,		4,3
	NaHSO5 in 1,2 fächern	sen säure		2 10
σ>	Äquivalent in 2 Anteile				Decarboxy	45,		4,5
ο CO	. aufgeteilt				lierung
OO CT				Re -
C	Decarboxylierung			Oxidation	HCl 2,4
	10 ml HOl, 10ml Wasser, "* Std, am Rückfluß		io		H2O 20 ml		,1%
■Ρ		Essig		durch	NaOH 2,4
	■ Ozon-Oxidation	säure	5	geführt	H2O 10 ml		,5%
	H(R : t-Bu) 10 g	Essig			NaOH 1,2	63		7,7
	Chloroform ■ . 90 g	säure	10	nicht	H2O 20 ml		,6%
	-2O0C bis Färbung	Essig		durch		23		5,0
	(ungefähr nach 1,8 Std.)	säure		geführt
	Reduktion					51		2,4
	1,2-faches A'quivalent-
	gewicht ohne Aufteilung
	Re-Oxidation
	E9O0 und Ameisensäure
	in 2-fächern ilquivalent-
	.ςοτ.·;ϊcht, der · Verbindung
	ΪΙ und 5 entsprechend
";i°n. 2 Std.

Yergleichsbeispiel 1: (Umwandlung von VIII in IX)

In Gegenwart einer Base wurde Cyclododecanon mit Diäthylcarbonat zu 2-Äthoxycarbonyl-cyclododecanon umgesetzt, das in 93%iger Ausbeute anfiel. 10 g 2~Äthoxy-carbonyl-cyclododecanon wurden in 40 ml Toluol gelöst und die erhaltene Lösung tropfenweise einer Suspension von 2,4 g Natriumhydrid (Reinheit 60%) in Toluol zugesetzt, welche bei 8O⁰C gehalten wurde. Mach Beendigung des Zutropfens wurde die erhaltene Lösung 30 Minuten lang gerührt und -anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt. Der Lösung wurden anschliessend tropfenweise 5,7 g ß-Propiolacton und daraufhin 25 ml wässrige Natriumhydroxid-Lösung zugesetzt und das resultierende. Reaktionsgemisch 4 Stunden lang am Rückfluß gekocht. Nach Beendigung der Reaktion wurde die wässrige Schicht des Reaktionsgemisches abgezogen und mit Salzsäure angesäuert, worauf 8,5 g ß-(2-0xocyclododecyl)-propionsäure in Perm weißer Kristalle ausfielen. Das Produkt hatte einen Schmelzpunkt von 101 bis 102⁰G.

Vergleichsbeispiel 2: (umwandlung von IX in I)

8 g ß-(2-OxoeyeIododecyl)-propionsäure wurden in einem Lösungsmittelgemisch aus 400 ml Äthylacetat, 80 ml Essigsäureanhydrid und 0,01 ml 75%iger Perchlorsäure gelöst und 3,5 Stunden lang bei 15 bis 20⁰C gerührt. Nach Beendigung der Reaktion wurde die erhaltene Lösung mit 50 ml 5%iger wässriger Natriumbicarbonat-Lösung gewaschen, daraufhin mit gesättigter wässriger Natriumchloridlösung gewaschen und daraufhin mit Glaubersalz (Natriumsulfat) getrocknet und schließlich filtiert. Daraufhin wurden aus dem Filtrat Äthylacetat, Essigsäureanhydrid und Essigsäure unter vermindertem Druck abdestilliert und anschlies-

609850/1 1 U

send der verbleibende Rückstand destilliert, wobei in einer theoretischen Ausbeute von 9O?o 6,7g der Verbindung mit der Formel (i) erhalten wurden. Die Struktur der Verbindung wurde durch das IR-, das Massen- und das NMR-Spektrum und die Elementar-Analyse gesichert.

Ver.srH eichsbeispiel 3? (Umwandlung von IV in Vl)

5 g 4-Oxopentadeca-dicarbonsäure (erhalten nach Beispiel 4) und 2,2 g Kaliumhydroxid wurden in 40 ml A'thylenglycol gelöst, der Lösung 12 ml Hydrazinhydrat zugesetzt und das erhaltene Gemisch 8 Stunden lang am Rückfluß gekocht. Daraufhin wurde das Gemisch mit 7,2 g Kaliumhydroxid versetzt und das erhaltene Gemisch erneut 6 Stunden lang erwärmt. Das Reaktionngemisch wurde in Wasser gegossen und mit cone. Salzsäure bis zur Ausfällung eines Niederschlages angesäuert; der Niederschlag wurde mit Metha.no! verestert und das Produkt bei 130 bis 131°C/0,1 mm Hg-Säule destilliert; in einer Ausbeute von 80% fielen 4,2 g Pentadeca-dicarbonsäure-dimethylester an;

Die letztere Verbindung konnte durch das übliche Verfahren, nämlich mittels Acyloxnkondensation und anschließende Reduktion in einer Ausbeute von 75% in Cyclopentadecanon überführt werden.

609850/11U

Claims (12)

1. Patentansprüche

   wobei A und B entweder für eine Atorabindung und Wasserstoff, "bzv/. für Masserstoff und eine Alkoxycarbonylgruppe stehen,

   mit Ozon oxidiert wird; das Oxidationsprodukt zersetzt wird und aus den Zersetzungsprodukten das gewünschte Produkt abgetrennt und isoliert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als ß-Cyclododecenyl(i)-propionsäure-Derivat 13-OxaMcyclo/i0.4.Q7 -hexadecen(i(i2))-on(i4) eingesetzt wird und das Zersetzungsverfahren aus der nachfolgenden Gruppe ausgewählt wird, nämlich die reduktive Spaltung mit anschließender Hydrolyse, die oxidative Spaltung mit nachfolgender Hydrolyse, die Zersetzung mit einer im wesentlichen wässrigen lösung mit einer Base, einer wasserlöslichen organischen Verbindung und Viasser, oder die Zersetzung mit einem sauren Katalysator in Alkohol.

   609 850/1114

   — <?■* —
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichne-t, daß mit einer wässrigen Lösung von Alkalihydroxid und Methanol zersetzt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Triphenylphosphin zersetzt und anschließend mit Alkali hydrolysiert wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als ß-Cyclododecenyl(i)-propionsäure-Derivat ß-Cyclododecenyl(i)-ß-alkoxycarbonyl-propionsäure eingesetzt wird und die Zersetzung die Spaltung des gebildeten Ozonides mit anschließender Re-Oxidation und Decarboxylierung umfaßt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Oxidation mit Ozon in Chloroform, das Essigsäure enthält, durchgeführt wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Oxidationsprodukt mit einer wässrigen Lösung von Natriumsulfat oder NatriuiaMsulfit vor der nachfolgenden Re-Oxidation reduziert wird.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als ß-Cyclododecenyl(i)-ß-alkoxycarbonyl-propionsäure ß-Cyclododecenyl( 1 )-ß-tert-butoxycarbonylpropionsäure eingesetzt wird, und die Decarboxylierung in angesäuertem Zustand des Reaktionsgemisches nach der vorhergegangenen Re-Oxidation durchgeführt wird.

   609850/1 1U
9. 9. Verfahren zur Herstellung τοη ß-Cyclododecenyl(i)-ß-alkoxycarbonyl-propionsäure, gekennzeichnet durch die Umsetzung von Cyclododecanon mit Bernsteinsäure-dialkylester.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet·, daß die Umsetzung in Gegenwart eines Kondensationsmittels durchgeführt wird, wobei als Kondensationsmittel Alkalimetall-Alkoholate, Hatriumamid oder Eatriumhydrid eingesetzt wird, und hierbei als- Lösungsmittel Tert-butylalkohol, Tetrahydrofuran oder Benzol eingesetzt wird und die Umsetzung "bei der Rückfluß-Temperatur des verwendeten Lösungsmittels durchgeführt wird.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bernsteinsäure-dialkylester tropfenweise, der Lösung, welche das Kondensationsinittel enthält, im Verlauf einer gewissen Zeitspanne zugesetzt wird und dara.ufhin die Reaktion innerhalb von 4 Stunden fortgeführt wird.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bernsteinsäure-dialkylester aus der nachfolgenden Gruppe ausgewählt wird, nämlich Bemsteinsäure-di-tert-butylester, Bernsteinsäure-di-see-butylester und Bernsteinsäure-di-isopropylester.

    609850/11U BAD ORIGINAL

    Leerseite