DE2852587B2 - Verfahren zur Herstellung von Methylheptenon - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von MethylheptenonInfo
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/56—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds from heterocyclic compounds
- C07C45/57—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds from heterocyclic compounds with oxygen as the only heteroatom
- C07C45/60—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds from heterocyclic compounds with oxygen as the only heteroatom in six-membered rings
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
CH
Il
H3C
CH2
C —CHj
CH,
CH,
(D
Das resultierende Produkt, dessen Beschaffenheit weitgehend von der angewandten Katalysatormenge
abhängt, besteht vorwiegend aus Methylheptenon in
Form eines Gemisches der et- und ^-Isomeren.
CH3--C-CH2—CH2—CH=CH-CH2
O CH3
jWsomer (II)
15
Das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhältliche Methylheptenon ist ein wichtiges Zwischenprodukt
bei der Synthese einer Anzahl von Terpenverfaindungen (Linaloi, Citrai, Ionone oder Vitamin A), die,
wie seit längerem bekannt, auf dem Gebiet der Nährmittel, in der Pharmazie und in der Kosmetik
vielfache Verwendung finden.
Die zur Synthese von Methylheptenon bisher üblichen und meist angewandten Verfahren gehen aus
von Isobuten, Formaldehyd und Aceton oder von Isobuten und Methylvinylketon (das vorher aus
Formaldehyd und Aceton hergestellt wurde) und werden durchgeführt bei 200-3000C unter einem
Druck von mehreren hundert Atmosphären. Dabei wird als Zwischenprodukt die Pyranverbindung 2,6,6-TrimefayI-5,6-dihydro-4H-pyran
der Formel
35
40
erhalten. Es war jedoch bisher schwierig, den Pyranring
unmittelbar aufzuspalten. Ein Verfahren hierzu ist in den DE-PS 12 59876 beschrieben und wird unter einem
Druck von 80—90 bar bei 290—3000C in Anwesenheit
von 0,1 % bis 3 Gew.-% Wasser durchgeführt
In Houben-Weyl, »Methoden der org. Chemie«, so
Bd.VI/4, Seite 434, sind verschiedene Verfahren zur Spaltung von Pyranringen angegeben, wobei jedoch
allgemein unter harten Bedingungen gearbeitet wird Insbesondere wird nach dieser Literaturstelle 85%ige
Phosphorsäure angewandt Die spezielle, erfindungsgemaß eingesetzte Verbindung bzw. deren Spaltung sind
dort nicht erwähnt
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf einfache und wirtschaftliche Weise unter milden
Reaktionsbedingungen Methylheptenon erhalten. μ
Das erfindengsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß man 2,6,6-Trimethyl-5,6-dihydro-4M-pyran in Gegenwart von 0.2 bis 2 Mol Wasser je Mol
Pyran und 0.01 bis I Gew.-°/o eines oder mehrerer Halogene oder zur Freisetzung von Halogenen fähigen μ
Verbindung ais Katalysator auf eine Temperatur von 50
bis 1300C erhitzt und das Methylheptenon auf übliche
Weise aus dem Reaktionsgemisch gewinnt.
CH3
ff-Isomer
(HI)
Je nach Katalysatormenge kann jedoch auch Methylheptanolon-(6-hydroxy-6-methyl-heptan-2-on):
CH3
CH3-C-CH2-CH2-CHj-C-CH3
CH3-C-CH2-CH2-CHj-C-CH3
η ι
O OH (IV)
entstehen.
So erhält man beispielsweise mit einem Katalysatoranteil von 0,1 bis 1 %, bezogen auf das Gewicht von I, die
beiden obigen Isomeren, während die Anwesenheit von geringeren Katalysatormengen die Bildung von Methylheptanolon
(IV) begünstigt
Der zu verwendende Katalysator wird gewählt unter den Halogenen, den Interhalogenverbindungen oder
den Verbindungen, die unter den Reaktionsbedingungen Halogene freigeben können.
Die Reaktion kann durchgeführt werden in einem Lösungsmittel, jedoch auch ohne ein solches. Im
ersteren Fall wählt man als Lösungsmittel einen Kohlenwasserstoff oder eine andere, Wasser solubilisierende
Verbindung.
Ein dickwandiges Glasrohr mit 2 ml Inhalt wird beschickt mit 035 g 2,6,6-Trimethyl-5,6-dihydro-4H-pyran
(I) dessen Reinheitsgrad gaschromatographisch zu 98% bestimmt wurde. Man fügt dann 0>12 g Wasser und
0,0009 g Jod hinzu (Molverhältnis HjO/Pyran« 1 :1).
Nach Evakuieren über den Gummistopfen wird das Röhrchen in ein thermostatisch auf 100° C gehaltenes
ölbad eingetaucht Nach 3 Std. wird der Röhrcheninhalt gaschromatographisch analysiert, wobei o-Xylen als
interner Standard genommen wird.
Es zeigt sich, daß das Pyran zu 90% umgesetzt wurde, wobei die molare Selektivität hinsichtlich Methylheptenon
(einem Gemisch aus λ- und /Msomeren im
Verhältnis 85/15)80% und hinsichtlich Melhylheptanolon
(IV) 15% beträgt.
Da man bekanntlich Methylheptanolon annähernd quantitativ zu Pyran umsetzen kann, das dann in die
Pyran-Methylheptenon-Reaktion zurückgeführt werden kann, oder zu Methylheptenon umsetzen kann, läßt
sich sagen, daß unter den obigen Bedingungen etwa 95% des umgesetzten Pyrans in Methylheptenon
überführt werden können.
Man arbeitet nach Beispiel 1 und beschickt das Röhrchen außer mit 0,88 g des Pyrans I mit 0,13 g
Wasser und 0,002 g Brom.
Nach 2 Std. bei 1000C beträgt die Umsetzung des
Pyrans 73%, wobei die Selektivität nach Methylheptenon (Gemisch aus ß- und α-Verbindung, Verhältnis etwa
85/15) 87% (molar) beträgt Nach 4 Std. beträgt die Umsetzung etwa 80% und die Selektivität 90%. ι ο
Man arbeitet unter den Bedingungen von Beispiel 1, wobei man in das Röhrchen 1 ml Dioxan, 0,43 g des
Pyrans (I), 0,06 g Wasser und 0,0023 g Jod einführt
Nach einer Std. bei 1000C ist das Pyran zu 91%
umgesetzt, wobei die molare Selektivität hinsichtlich Methylheptenon (Gemisch aus ß- und α-Isomer etwa
85/15) 68% und die Selektivität hinsichtlich Methylheptanolon 16% beträgt
*·-■' Beispie! 4
Man arbeitet nach Beispiel 3 mit 1 ml Dioxan, 0,43 g
Pyran 1,0,06 g Wasser und 0,0016 g Jod.
Nach 1 Std. bei 100° beträgt die Umsetzung 83,0%,
die Selektivität hinsichtlich Methylheptenon 513% und hinsichtlich Methylheptanolon 32%.
Man arbeitet wie oben, führt jedoch die Reaktion bei
1300C durch und erhält dann nach 1 Std. eine
Umsetzung von £.",2% und eine molare Selektivität
hinsichtlich Methylheptenon von 6! <>% und hinsichtlich
Methylheptanolon von 8,5%.
Beim Arbeiten wie oben, jedoch bei 12O0C1 erhält
man nach 1 Std. eine Umsetzung von 95,5% und eine molare Selektivität hinsichtlich Methylheptenon von
71,2%, hinsichtlich Methylheptanolon von 6,6%.
Beim Arbeiten wie oben, jedoch bei 800C, erhält man
nach 1 Std. eine Umsetzung von 80,5% und eine molekulare Selektivität hinsichtlich Methylheptenon
von 20,1% und hinsichtlich Methylheptanolon von 61,4%,
Beim Arbeiten wie oben, jedoch bei 6O0C, erhält man
nach 1 Std, eine Umsetzung von 65,6% und eine molare Selektivität hinsichtlich Methylheptenon von 6,6%,
hinsichtlich Methylheptanolon von 67,5%.
Man arbeitet nach Beispiel 1, führt jedoch dem Röhrchen 1 ml Dioxan, 0,03 g Wasser, 0,43 g Pyran (I)
und 0,00138 g Jod in Form von 60 μΐ einer 0,092-molaren
Lösung in Dioxan zu.
Nach 1 Std. bei 100°C beträgt die Umsetzung 88,1% und die molare Selektivität hinsichtlich Methylheptenon
(a+0)97% und hinsichtlich Methylheptanolon 15,6%.
Beispiel 10
Beim Arbeiten nach Beispiel 9, jedoch mit nur 0,01 g Wasser, erhält man nach I Std. bei 1002C eine
Umsetzung von 60% und eine molare Selektivität hinsichtlich Methylheptenon von 403% und hinsichtlich
Methylheptanolon von 133%.
Man arbeitet nach Beispiel 9, jedoch mit nur 0,5 ml
Dioxan und mit 0,47 g Pyran (I), 0,08 g Wasser und 0,00023 g Jod in Form von 10 μΐ einer 0,092-molaren
Lösung in Dioxan; die Jodmenge beträgt dann etwa
0,05% des Pyrangewichtes.
Nach IStd. bei 1000C ist das Pyran I zu 96%
umgesetzt und die molare Selektivität hinsichtlich Methylheptenon (α+β) beträgt 5%, hinsichtlich Methylheptanolon
95%.
Beispiel 12
Man arbeitet wie oben, jedoch mit! ml Dioxan, 0,06 g
Wasser. 0.43 g Pyran (I) und O.GOOl 1 g Jod in Form von
5 μΐ der obigen Dioxanlösung.
Nach 1 Std. bei 10O0C ist das Pyran zu 72^%
umgesetzt und die molare Selektivität hinsichtlich Methylheptenon {a+ß) beträgt 13% hinsichtlich
Methylheptanolon 92,2%.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Methylheptenon, dadurch gekennzeichnet, daß man 2,6,6- s Trimethyl-5,6-dihydro-4H-pyran in Gegenwart von 0,2 bis 2 Mol Wasser je Mol Pyran und 0,01 bis 1 Gew-% eines oder mehrerer Halogene oder zur Freisetzung von Halogenen fähigen Verbindungen als Katalysator auf eine Temperatur von 50 bis ι ο 1300C erhitzt und das Methylheptenon auf übliche Weise aus dem Reaktionsgemisch gewinnt
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