DE3781425T2

DE3781425T2 - Verfahren zur herstellung von alpha,beta-ungesaettigten aldehyden.

Info

Publication number: DE3781425T2
Application number: DE8787102298T
Authority: DE
Inventors: Yoshiji Fujita; Takashi Onishi; Junzo Otera; Shigeaki Suzuki
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1987-02-18
Publication date: 1993-04-01
Anticipated expiration: 2007-02-19
Also published as: EP0234496A3; DK99587A; DE3781425D1; US4745229A; EP0234496B1; DE3781425T3; DK99587D0; EP0234496B2; EP0234496A2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung α,β-ungesättigter Aldehyde der allgemeinen Formel (I)
rin R¹, R² und R³ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder ein Alkyl- oder Alkenyl-Rest sind, der unsubstituiert oder mit einem Niederacyloxy-Rest substituiert ist. Die α,β-ungesättigten Aldehyde der allgemeinen Formel (I), die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt wurden, sind als Zwischenprodukte für die Herstellung von Vitamin A brauchbar, welches als Arzneimittel oder als Nahrungsmittelzusatz oder als Riechstoffchemikalie verwendet wird.

Stand der Technik

α,β-ungesättigte Aldehyde sind bekannt, wie sie nach den folgenden Verfahren hergestellt werden.
(1) Ein Verfahren zur Herstellung von 4-Acetoxy-2-methyl-2-butenal, welches das Umsetzen von 4- Chlor-3-methyl-2-butenylacetat mit Dimethylsulfoxid in Gegenwart von Dikaliumhydrogenphosphat, Kaliumdihydrogenphosphat und Natriumbromid (The Journal of Organic Chemistry, Band 44, S. 1716-1717 (1979)) umfaßt.
(2) Ein Verfahren zur Herstellung von 2,6-Dimethyl-2,6-heptadienal, in welchem 7-Chlor-2,6-dimethyl-1,5-heptadien mit Dimethylsulfoxid in Gegenwart von Silbertetrafluoroborat umgesetzt und dann Triethylamin der erhaltenen Reaktionsmischung zugegeben wird (Tetrahedron Letters, S. 917-920 (1974)).
(3) Ein Verfahren zur Herstellung von 3,7-Dimethyl-2,6-octadienal durch Reaktion zwischen 1-Chlor-3,7-dimethyl-2,6-octadien und 2-Propankaliumnitronat (britisches Patent Nr. 1,291,246).
(4) Ein Verfahren zur Herstellung von 8-Acetoxy-2,6-dimethyl-2,6-octadienal, welches das Oxidieren von 3,7-Dimethyl-2,6-octadienylacetat mit Selendioxid umfaßt (Tetrahedron Letters, S. 281-284 (1973)).
Diese Verfahren nach dem Stand der Technik weisen vom Standpunkt der industriellen Produktion von α,β-ungesättigten Aldehyden Probleme auf. Genauer gesagt erfordert das Verfahren (1) die Anwesenheit eines Bromierungsmittels und eines puffernden Mittels im Reaktionssystem, und erfordert so eine Vielzahl von Reagentien. Silbertetrafluoroborat, welches in großen Mengen im Verfahren (2) verwendet wird, ist teuer. 2-Propankaliumnitronat, welches im Verfahren (3) als oxidierendes Mittel verwendet wird, ist explosiv, und daher sollte ein Hantieren mit Vorsicht vorgenommen werden. Selendioxid, welches im Verfahren (4) verwendet wird, ist toxisch und sublimierbar, so daß es mit großer Vorsicht gehandhabt werden muß. Dementsprechend ist es schwierig, das Verfahren (4) im industriellen Maßstab durchzuführen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung ungesättigter Aldehyde der allgemeinen Formel (I) aus leicht zugänglichen industriellen Ausgangsmaterialien einfach, billig und in hoher Ausbeute bereitgestellt.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von α,β-ungesättigten Aldehyden der allgemeinen Formel (I) bereitgestellt.
rin R¹, R² und R³ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder ein Alkyl- oder Alkenyl-Rest sind, der unsubstituiert oder mit einem Niederacyloxy-Rest substituiert ist, umfassend entweder den Umsetzungsschritt zwischen einem Allylchlorid der allgemeinen Formel (IIa)
rin R¹, R² und R³ entsprechend die vorstehend angegebenen Bedeutungen haben, und einem aus der Gruppe von Tri(niederalkyl)amin N-Oxiden der Formel
worin R&sup4; einen Niederalkyl-Rest mit 2 bis 4 C-Atomen bedeutet, und N-Niederalkylmorpholin N-Oxiden der Formel
worin R&sup5; einen Niederalkyl-Rest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, ausgewählten Aminoxid, oder den Umsetzungsschritt zwischen einem Allylchlorid der Formel (IIb)
rin R¹, R² und R³ entsprechend die vorstehend angegebenen Bedeutungen haben, und einem aus der Gruppe von Tri(niederalkyl)amin N-Oxiden der Formel
worin R&sup4; die vorstehend angegebene Bedeutung hat, und N-Niederalkylmorpholin N-Oxiden der Formel
worin R&sup5; die vorstehend angegebene Bedeutung hat, ausgewählten Aminoxid in Gegenwart eines Alkalimetalljodids oder eines Kupferhalogenids.
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung klar werden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG UND AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

In den obigen allgemeinen Formeln (IIa) und (IIb) sind R¹, R² und R³, wie oben definiert, jeweils ein Wasserstoffatom oder ein Alkyl- oder Alkenyl-Rest, welcher mit einem Niederacyloxy-Rest substituiert sein kann. Beispiele des Alkyl-Restes sind z. B. ein Methyl-Rest, ein Ethyl-Rest, ein Propyl-Rest, ein 4-Methylpentyl- Rest und ähnliche, und Beispiele des Alkenyl-Restes sind z. B. ein Vinyl-Rest, ein Allyl-Rest, ein 1-Propenyl- Rest, ein 4-Methyl-3-pentenyl-Rest, ein 4,8-Dimethyl-3,7-nonadienyl-Rest und ähnliche. Diese Alkyl- oder Alkenyl-Reste können einen Niederacyloxy-Rest als Substituenten tragen. Beispiele des Niederacyloxy-Restes sind z. B. ein Formyloxy-Rest, eine Acetoxy-Rest, ein Propionyloxy-Rest, ein Butyryloxy-Rest und ähnliche.
Die mit einem Niederacyloxy-Rest substituierte Alkylgruppe kann zum Beispiel ein Acetoxymethyl- Rest, ein 2-Acetoxyethyl-Rest und ähnliche sein. Ähnlich kann der mit einem Niederacyloxy-Rest substituierte Alkenyl-Rest zum Beispiel ein 5-Acetoxy-3-methyl-3-pentenyl-Rest sein.
In der Formel R&sup4;&sub3;N&spplus;O&supmin;, welche ein Tri(niederalkyl)amin N-Oxid darstellt, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist jeder R&sup4; ein Niederalkyl-Rest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, z. B. ein Ethyl-Rest, eine Propyl-Rest, ein Isopropyl-Rest, ein Butyl-Rest oder ähnliche. Beispiele des Tri(niederalkyl)amin N-Oxids sind Trimethylamin N-Oxid, Tri-n-propylamin N-Oxid, Tri-n-butylamin N-Oxid und ähnliche.
In der Formel
welche ein N-Niederalkylmorpholin N-Oxid darstellt,
steht R&sup5; für einen Niederalkyl-Rest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie ein Methyl-Rest, ein Ethyl-Rest, ein Propyl- Rest, ein Isopropyl-Rest, ein Butyl-Rest oder ähnliche. Beispiele des N-Niederalkylmorpholin N-Oxids sind N-Methylmorpholin N-Oxid, N-Ethylmorpholin N-Oxid, N-n-Propylmorpholin N-oxid, N-n-Butylmorpholin Noxid und ähnliche. Falls Trimethylamin N-oxid für die Reaktion mit dem Allylchlorid der allgemeinen Formel (IIa) oder (IIb) verwendet wird, kann ein α,β-ungesättigter Aldehyd, welcher dem Allylchlorid entspricht, nicht in hoher Ausbeute erhalten werden, wie aus den Vergleichsbeispielen 1 und 2, die unten aufscheinen, klar werden wird.
Für die Reaktion der Erfindung können auch Hydrate von Aminoxiden verwendet werden. Beispiele solch er Hydrate von Aminoxiden sind z. B. das Monohydrat des N-Methylmorpholin N-oxids und ähnliche. Die Aminoxide können wasserhaltige Produkte mit einem Wassergehalt von ungefähr 5 bis 50% auf Gewichtsbasis sein. Vorzugsweise wird das Aminoxid in einer Menge von ungefähr 1 bis 5 mol pro mol des Allylchlorids verwendet.
Das Verfahren der Erfindung ist insbesondere wirksam zur Herstellung von 8-Acetoxy-2,6-dimethyl-2,6-octadienal, wobei eine Verbindung der Formel (IIa) oder (IIb) verwendet wird, in welcher R¹ ein 5-Acetoxy-3-methyl-3-pentenyl-Rest ist, R² ein Wasserstoffatom ist und R³ eine Methylgruppe ist, Citral, wobei eine Verbindung der Formel (IIa) oder (IIb) verwendet wird, in welcher R¹ ein 4-Methyl-3-pentenyl-Rest ist, R² ein Methyl-Rest ist und R³ ein Wasserstoffatom ist, Farnesal, wobei eine Verbindung der allgemeinen Formel (IIa) oder (IIb) verwendet wird, in welcher R¹ ein 4,8-Dimethyl-3,7-octadienyl-Rest ist, R² ein Methyl-Rest ist und R³ ein Wasserstoffatom ist, 4-Acetoxy-2-methyl-2-butenal, wobei eine Verbindung der Formel (IIa) oder (IIb) verwendet wird, in welcher R¹ ein Acetoxymethyl-Rest ist, R² ein Wasserstoffatom ist und R³ ein Methyl-Rest ist, und Senecioaldehyd, wobei eine Verbindung der Formel (IIa) oder (IIb) verwendet wird, in welcher R¹ ein Methyl-Rest ist, R² ein Methyl-Rest ist und R³ ein Wasserstoffatom ist.
Um einen Aldehyd durch Oxidation eines entsprechenden Chlorids zu erhalten, ist ein Verfahren bekannt, in welchem Benzylhalogenide, wie o-Chlorbenzylchlorid, p-Hydroxybenzylchlorid und ähnliche, durch Reaktion mit Triethylamin N-oxid oxidiert werden (US-Patent Nr. 4,335,052). Das Verfahren der Erfindung ist gegenüber diesem bekannten Verfahren hinsichtlich der Ausbeute eines beabsichtigten Aldehydes signifikant verbessert. Die Ergebnisse unserer Versuche, in welchen Benzylchlorid, welches ein Benzylhalogenid ist, mit Triethylamin N-oxid oxidiert wird, legen dar, daß die Ausbeute an Benzaldehyd nicht so hoch ist, wie aus dem Vergleichsbeispiel 3 klar werden wird, welches unten aufscheint.
Die Alkalimetalljodide sind zum Beispiel Lithiumjodid, Natriumjodid, Kaliumjodid und ähnliche. Die Menge des Alkalimetalljodids ist vorzugsweise von ungefähr 1 bis ungefähr 3 mol pro mol des Allylchlorids der allgemeinen Formel (IIb). Die Kupferhalogenide können zum Beispiel Kupfer(I)halogenide sein, wie Kupfer(I)chlorid, Kupfer(I)bromid, Kupfer(I)jodid und ähnliche, und Kupfer(II)halogenide, wie Kupfer(II)chlorid, Kupfer(II)bromid und ähnliche. Die Menge des Kupferhalogenids ist im allgemeinen von 0,001 bis 2,0 mol, vorzugsweise von ungefähr 0,01 bis 0,2 mol, pro mol des Allylchlorids der allgemeinen Formel (IIb). Wenn die Rektion in Gegenwart eines Kupferhalogenids ausgeführt wird, kann sie bei gemeinsamer Anwesenheit eines Alkalimetallchlorids, wie Lithiumchlorid, Natriumchlorid oder Kaliumchlorid, im Reaktionssystem beschleunigt werden. In diesem Fall wird das Alkalimetallchlorid in einer Menge von ungefähr 0,1 bis ungefähr 2 mol pro mol des Allylchlorids der allgemeinen Formel (IIb) verwendet.
Obwohl es nicht unbedingt notwendig ist, ein Lösungsmittel für die Reaktion zwischen dem Allylchlorid der Formel (IIa) oder (IIb) und dem Aminoxid zu verwenden, können Lösungsmittel für diesen Zweck verwendet werden. Beispiele solcher Lösungsmittel sind z. B. Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und ähnliche; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan, Chloroform und ähnliche; Ester, wie Methylacetat, Ethylacetat und ähnliche; Ether, wie Diethylether, Dion Tetrahydrofuran und ähnliche; Nitrile, wie Acetonitril, Propionitril und ähnliche; und Amide, wie N,N-Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon und ähnliche. Die Menge des Lösungsmittels ist vorzugsweise im Bereich von ungefähr 1 bis 10 ml pro Gramm Allylchlorid. Die Reaktionstemperatur ist vorzugsweise im Bereich von ungefähr 20 bis 80ºC.
Der so erhaltene α,β-ungesättigte Aldehyd der allgemeinen Formel (I) wird aus der Reaktionsmischung auf die folgende Weise isoliert und gereinigt.
Wasser wird in die Reaktionsmischung gegossen, gefolgt von einer Extraktion mit Diethylether, Hexan oder Ethylacetat und Entfernen des Lösungsmittels aus dem Extrakt durch Destillation. Der erhaltene Rückstand wird durch Destillation oder Säulenchromatographie gereinigt, wodurch der Aldehyd der allgemeinen Formel (I) erhalten wird.
Das Allylchlorid der allgemeinen Formel (IIa) kann leicht durch eine Anzahl von Verfahren hergestellt werden. Solche Verfahren sind zum Beispiel ein Verfahren, in welchem Verbindungen, die eine 1,3- Dienstruktur besitzen, mit Chlorwasserstoff umgesetzt werden (offengelegte japanische Patentanmeldungen Nrn. 50-160207 und 60-41623), ein Verfahren, in welchem Verbindungen, die eine 1,3-Dienstruktur besitzen, mit tert-Butylhypochlorit in Gegenwart einer niederen Alkansäure umgesetzt werden (Journal of the American Chemical Society, Band 72, S. 4608-4613), und ein Verfahren, in welchem Verbindungen, die einen Methylen- Rest besitzen, mit Trichlorisocyanursäure oder unterchloriger Säure umgesetzt werden.
Das Allylchlorid der allgemeinen Formel (IIb) kann auf einfache Weise und in hoher Ausbeute durch Reaktion einer entsprechenden olefinischen Verbindung mit (i) unterchloriger Säure in einem zweiphasigen System aus einem mit Wasser unmischbaren organischen Lösungsmittel und Wasser, oder (ii) chlorierter Isocyansäure oder einem Alkalimetallsalz davon, erhalten werden.
Die obige Reaktion (i) zur Herstellung des Allylchlorids der allgemeinen Formel (IIb) wird durchgeführt, indem Trockeneis dem zweiphasigen System einer wäßrigen Phase, welche Bleichpulver suspendiert oder Natriumhypochlorit enthält, und einer organischen Phase, welche die olefinische Verbindung löst, zugegeben wird. Unterchlorige Säure wird in situ aus dem Bleichpulver oder Natriumhypochlorit und Trockeneis in Gegenwart von Wasser gebildet. Die organischen Lösungsmittel sind zum Beispiel Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Benzol und ähnliche; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan, 1,2- Dichlorethan und ähnliche; Ether, wie Diethylether, Diisopropylether und ähnliche; und Ester, wie Methylacetat, Ethylacetat und ähnliche. Die Menge an organischem Lösungsmittel ist vorzugsweise im Bereich von ungefähr 5 bis 50 ml pro Gramm olefinischer Verbindung. Wenn Bleichpulver verwendet wird, wird die Menge vorzugsweise auf eine solche Weise bestimmt, daß das im Bleichpulver enthaltende Calciumhypochlorit im Bereich von ungefähr 0,4 bis 0,7 mol pro mol olefinischer Verbindung liegt. In diesem Fall ist die Menge an Wasser vorzugsweise im Bereich von 5 bis 50 ml pro Gramm Bleichpulver. Wenn andererseits Natriumhypochlorit verwendet wird, ist seine Menge vorzugsweise im Bereich von 0,8 bis 1,2 mol pro mol olefinischer Verbindung. Aus Bequemlichkeit kann eine kommerziell erhältliche, wäßrige Natriumhypochloritlösung mit einer Konzentration an aktivem Chlor von 8,5-13,5%, so wie sie ist, als die das Natriumhypochlorit enthaltende wäßrige Phase verwendet werden. Trockeneis kann in Mengen verwendet werden, die ausreichend sind, um die gesamte im Bleichpulver enthaltene Menge an Calciumhypochlorit oder eine gesamte Menge an Natriumhypochlorit in Calciumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat umzuwandeln, aber es ist bevorzugt, im Überschuß verwendet zu werden. Die Reaktionstemperatur ist vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0 bis 15ºC.
Die in (ii) erwähnte Reaktion, welche eine Reaktion zwischen einer olefinischen Verbindung und einer chlorierten Isocyanursäure oder ihrem Alkalimetallsalz ist, wird beschrieben.
Die in dieser Reaktion verwendete chlorierte Isocyanursäure ist zum Beispiel Trichlorisocyanursäure, Dichlorisocyanursäure und ähnliche. Die Menge an chlorierter Isocyanursäure oder ihrem Alkalimetallsalz ist vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,3 bis 0,6 mol für die Trichlorisocyanursäure und von ungefähr 0,5 bis 1,5 mol für die Dichlorisocyanursäure, jede pro mol olefinischer Verbindung. Die Reaktion zwischen einer olefinischen Verbindung und einer chlorierten Isocyanursäure oder ihrem Alkalimetallsalz kann in Anwesenheit oder Abwesenheit eines organischen Lösungsmittels bewirkt werden. Die für diesen Zweck brauchbaren Lösungsmittel sind zum Beispiel Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Benzol und ähnliche; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan und ähnliche; Ester, wie Ethylacetat, Methylacetat und ähnliche; und Ketone, wie Aceton, Ethylmethylketon und ähnliche. Die Menge an organischem Lösungsmittel ist vorzugsweise im Bereich von ungefähr 1 bis 20 ml pro Gramm olefinischer Verbindung. Diese Reaktion wird vorzugsweise bei einer Temperatur ausgeführt, die von ungefähr -5ºC bis 15ºC reicht.
Die Abtrennung und Reinigung der so erhaltenen Allylverbindung der allgemeinen Formel (IIb) aus der Reaktionsmischung wird zum Beispiel auf die folgende Weise bewirkt. Die Reaktionsmischung wird, falls nötig, einer Filtration unterworfen, um feste Stoffe von ihr zu entfernen und in Wasser oder eine gesättigte, wäßrige Natriumsulfitlösung gegossen, gefolgt von einer Extraktion mit Diethylether, Dichlormethin oder Hexan. Der erhaltene Extrakt wird mit einer gesättigten, wäßrigen Natriumhydrogencarbonatlösung gewaschen, und das Lösungsmittel wird aus der Lösung abdestilliert, um ein Rohprodukt des Allylchlorids der allgemeinen Formel (IIb) zu erhalten. Das so erhaltene Rohprodukt wird einer Destillation und/oder Säulenchromatographie unterworfen, um hochreines Allylchlorid der allgemeinen Formel (IIb) zu erhalten. Das Allylchlorid der allgemeinen Formel (IIb), das für die Reaktion mit einem Aminoxid verwendet wird, kann das obige Rohprodukt sein.
Die vorliegende Erfindung wird mittels Beispielen genauer beschrieben, welche nicht als die vorliegende Erfindung beschränkend angesehen werden sollten. Beispiel 1
346 mg (2 mmol) Geranylchlorid und 787 mg (6 mmol) N-Ethylmorpholin N-oxid wurden in einen Kolben gegeben, dem ferner 3 ml N,N-Dimethylformamid zugegeben wurden. Die Mischung wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt und 4 Stunden bei 50ºC. Der Reaktionsmischung wurden 10 ml 2,5%iger Schwefelsäure und 10 ml Ethylacetat zur Phasentrennung zugegeben. Die erhaltene organische Phase wurde mit 5 ml 2,5%iger Schwefelsäure, 5 ml einer gesättigten, wäßrigen Natriumhydrogencarbonatlösung und 5 ml einer 10%gen wäßrigen Natriumsulfatlösung, in dieser Reihenfolge, gewaschen, wonach sie mit Magnesiumsulfat getrocknet wurde. Nach dem Trocknen wurde das Lösungsmittel aus der Lösung abdestilliert und der Rückstand einer Destillation unter Verwendung eines Kugelrohr-Destillationsapparates (Badtemperatur 93ºC/3 Torr.) unterworfen, um 268 mg (1,76 mmol) Citral zu erhalten. Die Ausbeute betrug 88%. Beispiele 2-3
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß statt 787 mg (6 mmol) N-Ethylmorpholin N-oxid Aminoxide verwendet wurden, in Mengen, die in Tabelle 1 angegeben sind, wodurch Citral erhalten wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Beispiel Aminoxide Ausbeute an Citral Menge (mg) N-Methylmorpholin N-oxid (Wassergehalt: 14%) Beispiele 4-7
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß statt 346 mg (2 mmol) Geranylchlorid vorbestimmte Mengen an in Tabelle 2 angegebenen Allylchloriden verwendet wurden, wodurch entsprechende α,β-ungesättigte Aldehyde erhalten wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Bemerkung *: Abtrennung der jeweiligen α,β-ungesättigten Aldehyde wurde durch Säulenchromatographie unter Verwendung von Silicagel bewirkt.

Beispiel 8

(a) Herstellung einer Mischung von 4-Chlor-3-methylenbutylacetat und 4-Chlor-3-methyl-2-butenylacetat

1,28 g (10 mmol) 3-Methyl-3-butenylacetat und 10 ml Ethylacetat wurden in einen Kolben gegeben. Unter Kühlen des Kolbens in einem Eisbad wurden 1,16 g (5 mmol) Trichlorisocyanursäure zugegeben. Nach Beendigung der Zugabe wurde das Eisbad entfernt und die Mischung ununterbrochen 10 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. 100 ml Hexan wurden der Reaktionsmischung zugegeben, und der erhaltene Niederschlag wurde durch Filtration durch ein Glasfilter mit Silicagel darauf entfernt. Das Filtrat wurde unter vermindertem Druck konzentriert, und das erhaltene Konzentrat wurde unter Verwendung eines Kugelrohr- Destillationsapparates (Badtemperatur: 140 bis 160ºC/20 Torr.) einer Destillation unterworfen, wodurch 0,92 g einer farblosen öligen Substanz erhalten wurden.
Diese ölige Substanz wurde einer NMR-Analyse unterworfen, welche ergab, daß sie eine Mischung von 4-Chlor-3-methylenbutylacetat und 4-Chlor-3-methyl-2-butenylacetat (bei einem Mischungsverhältnis von 65:35) war. Die Ausbeute betrug 57%.
4-Chlor-3-methylenbutylacetat:
NMR (Hexamethyldisiloxan/CDCl&sub3;)δ:
2,00 (s, 3H), 2,46 (t, J=6,7 Hz, 2H), 4,04 (s, 2H), 4,18 (t, J=6,7 Hz, 2H), 4,98 (m, 1H), 5,17 (s, 1H) 4-Chlor-3-methyl-2-butenylacetat:
NMR (Hexamethyldisiloxan/CDCl&sub3;)δ:
1,77 (s, 3H), 2,00 (s, 3H), 3,96 (s, 2H), 4,58 (d, J=6,9 Hz, 2H), 5,64 (t, J=6,9 Hz, 1H) (b) Herstellung einer Mischung von 4-Acetoxy-2-methylenbutanal und 4-Acetoxy-2-methyl-2-butenal
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß statt 346 mg (2 mmol) Geranylchlorid 325 mg (2 mmol) einer Mischung aus 4-Chlor-3-methylenbutylacetat und 4-Chlor-3-methyl-2-butenylacetat, die in (a) von Beispiel 8 erhalten wurden und ein Verhältnis von 65:35 aufwiesen, verwendet wurden, wodurch 231 mg einer hellgelben öligen Substanz erhalten wurden. Zur Destillation des Produktes wurde ein Kugelrohr-Destillationsapparat (Badtemperatur: 100 bis 130ºC/4 Torr) verwendet.
Die ölige Substanz wurde der NMR-Analyse unterworfen, welche ergab, daß sie eine Mischung aus 4- Acetoxy-2-methylenbutanal und 4-Acetoxy-2-methyl-2-butenal in einem Mischungsverhältnis von 70:30 war. Als Ausbeute wurde 81% gefunden.
4-Acetoxy-2-methylenbutanal:
NMR (Hexamethyldisiloxan/CDCl&sub3;)δ:
1,98 (s, 3H), 2,33-2,60 (m, 2H), 4,05-4,23 (m, 2H), 6,04 (s, 1H), 6,31 (s, 1H), 9,53 (s, 1H) 4-Acetoxy-2-methyl-2-butenal:
NMR (Hexamethyldisiloxan/CDCl&sub3;)δ:
1,77 (d, 3H), 2,07 (s, 3H), 4,86 (d, J=6 Hz, 2H), 6,47 (m, 1H), 9,45 (s, 1H)

Beispiel 9

(a) Herstellung von 6-Chlor-3,7-dimethyl-2,7-octadienylacetat

15,70 g (80,0 mmol) 3,7-Dimethyl-2,6-octadienylacetat, 200 ml Dichlormethan und 46,0 ml (81,4 mmol Natriumhypochlorit) einer wäßrigen Natriumhypochloritlösung (1,77 mol pro Liter) wurden in einen Kolben gegeben. 10,2 g Trockeneis wurden portionsweise der Mischung während 1 Stunde zugegeben. Während des Zugebens wurde der Kolben in einem Eisbad gekühlt, durch welches die Innentemperatur auf 10ºC oder darunter aufrechterhalten wurde. Nach Beendigung der Zugabe von Trockeneis wurde die Reaktionsmischung 1 Stunde bei 4ºC gerührt. 100 ml Wasser wurden der Reaktionsmischung zugegeben, und die organische Phase wurde abgetrennt. Die wäßrige Phase wurde mit 100 ml Dichlormethan extrahiert. Die organische Phase wurde mit dem Extrakt vereinigt, gefolgt von Waschen mit 100 ml einer wäßrigen 10%igen Natriumsulfitlösung und Trocknen mit Magnesiumsulfat. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert, wodurch 18,3 g eines Rohproduktes von 6-Chlor-3,7-dimethyl-2,7-octadienylacetat erhalten wurden. Gemäß der NMR-Analyse wurde gezeigt, daß die Reinheit des 6-Chlor-3,7-dimethyl-2,7-octadienylacetats im Rohprodukt 80% betrug. Ausbeute: 79%.
Ein Teil des Rohproduktes wurde durch Säulenchromatographie unter Verwendung von Silicagel gereinigt [Eluierungsmittel: Hexan/Ethylacetat (Volumsverhältnis) = 1/9-1/3], um 6-Chlor-3,7-dimethyl-2,7octadienylacetat zu isolieren. Dieses Acetat wurde einer instrumentellen Analyse unterworfen, mit den folgenden Ergebnissen.
NMR (Hexamethyldisiloxan/CDCl&sub3;)δ:
1,63 (s, 3H), 1,75 (s, 3H), 2,00 (s, 7H), 4,27 (m, 1H), 4,53 (d, J=7 Hz, 2H), 4,85 (m, 1H), 4,97 (s, 1H),
5,33 (t, J=7 Hz, 1H)
IR (Film) ν: 1725 (C=O), 895 (CH&sub2;=C)cm&supmin;¹
FI-MS m/e (relative Intensitat): 232(18, M&spplus;), 230(100, M&spplus;), 194(58, M&spplus;-HCl) (b) Herstellung von 8-Acetoxy-2,6-dimethyl-2,6-octadienal
1,15 g (3,99 mmol) 6-Chlor-3,7-dimethyl-2,7-octadienylacetat (Reinheit: 80%), 0,91 g (6 mmol) Natriumjodid und 1,36 g (10 mmol) N-Methylmorpholin N-oxid (Monohydrat) wurden in einen Kolben gegeben, in welchen 5 ml N,N-Dimethylformamid gegeben wurden. Die Mischung wurde 4 Stunden bei 50ºC gerührt. Nach Beendigung der Reaktion wurden 10 ml Wasser der Reaktionsmischung zugegeben, gefolgt von zweimaliger Extraktion mit jeweils 70 ml Diethylether. Der erhaltene Extrakt wurde mit jeweils 20 ml 3%iger Schwefelsäure, einer wäßrigen, gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung und einer wäßrigen, 10%igen Natriumsulfitlösung gewaschen und mit Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Trocknen wurde das Lösungsmittel durch Destillation aus der Lösung entfernt, und der erhaltene Rückstand wurde durch Säulenchromatographie unter Verwendung von Silicagel gereinigt [Eluierungsmittel: Ethylacetat/Hexan (Volumsverhältnis) = 1/9-1/3], wodurch 0,627 g 8-Acetoxy-2,6-dimethyl-2,6-octadienal erhalten wurden. Ausbeute: 75%. Die Ergebnisse einer instrumentellen Analyse des 8-Acetoxy-2,6-dimethyl-2,6-octadienals sind wie folgt.
NMR (Hexamethyldisiloxan/CDCl&sub3;)δ:
1,67(m, 6H), 1,93-2,77(m, 7H), 4,53(d, J=7 Hz, 2H), 5,40(m, 1H), 6,40(m, 1H), 9,37, 10,11(s, 1H in Kombination)
IR (Film) ν: 2700(CHO), 1720(C=O), 1670(C=O)cm&supmin;¹
FI-MS m/e (relative Intensität). 210(100, M&spplus;), 211(23, M&spplus;+1), 150(18, M&spplus;-CH&sub3;CO&sub2;H) Beispiele 10-13
Beispiel 9(b) wurde wiederholt, außer daß statt 0,91 g (6,0 mmol) Natriumjodid und 1,36 g (10,0 mmol) N-Methylmorpholin N-oxid die in Tabelle 3 angegebenen Alkalimetalljodide und Aminoxide verwendet wurden, wodurch 8-Acetoxy-2,6-dimethyl-2,6-octadienal erhalten wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3 Beispiel Alkalimetall Aminoxid Menge (g) Ausbeute an 8-Acetoxy-2,6-dimethyl-2,6-octadiennal (%) Lithiumjodid 1,07 N-Methylmorpholin 2,04 N-oxid Kaliumjodid 0,80 N-Methylmorpholin 2,04 N-oxid Lithiumjodid 1,07 N-Ethylmorpholin 1,38 N-oxid Lithiumjodid 1,07 Triethylamin N-oxid 1,40

Beispiel 14

(a) Herstellung von 6-Chlor-3,7-dimethyl-2,7-octadienylacetat

19,6 g (0,10 mol) 3,7-Dimethyl-2,6-octadienylacetat und 60 ml Hexan wurden in einen Kolben gegeben, in welchem 10,07 g (0,043 mol) Trichlorisocyanursäure in Abständen von 5 Minuten durch Teilung in 5 Portionen zugegeben wurden. Während der Zugabe wurde der Kolben so gekühlt, daß die Innentemperatur bei 5ºC oder darunter aufrechterhalten wurde. Nach Beendigung der Zugabe wurde die Reaktionslösung 15 Stunden bei 5ºC gerührt. Die erhaltene Lösung wurde einer Filtration unterworfen, um Feststoffe zu entfernen, und die Feststoffe wurden dreimal mit jeweils 50 ml Hexan gewaschen. Das Filtrat wurde mit den Waschflüssigkeiten vereinigt, gefolgt von Waschen mit nacheinander 50 ml einer wäßrigen, 10%igen Natriumlösung, einer wäßrigen, 2%igen Natriumcarbonatlösung und einer wäßrigen, gesättigten Natriumchloridlösung und Trocknen mit Magnesiumsulfat. Das Lösungsmittel wurde durch Destillation aus der Lösung entfernt, wodurch 21,10 g eines Rohproduktes von 6-Chlor-3,7-dimethyl-2,7-octadienylacetat erhalten wurden. Die NMR-Analyse ergab, daß eine Reinheit des 6-Chlor-3,7-dimethyl-2,7-octadienylacetats im Rohprodukt 92% betrug. Ausbeute: 84%. (b) Herstellung von 8-Acetoxy-2,6-dimethyl-2,6-octadienal
2,36 g (9,41 mmol) 6-Chlor-3,7-dimethyl-2,7-octadienylacetat (Reinheit: 92%), 92 mg (0,93 mmol) Kupfer(I)chlorid und 3,65 g (29,6 mmol) Triethylamin-N-oxid (Reinheit: 95%) wurden in einen Kolben gegeben, welchem 5 ml Dioxan zugegeben wurden, gefolgt von 10 stündigem Rühren der Mischung bei 50ºC. 40 ml Wasser wurden der Reaktionsmischung zugegeben, nach welchem sie zweimal mit jeweils 70 ml Diethylether extrahiert wurde. Der erhaltene Extrakt wurde der Reihe nach mit jeweils 20 ml einer 3%igen Schwefelsäure, einer wäßrigen, gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung und einer wäßrigen, gesättigten Ammoniumchloridlösung gewaschen und mit Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde aus der Lösung abdestilliert und der erhaltene Rückstand wurde durch Säulenchromatographie unter Verwendung von Silicagel gereinigt [Eluierungsmittel: Ethylacetat/Hexan (Volumsverhältnis) = 1/9-1/3], wodurch 1,21 g 8- Acetoxy-2,6-dimethyl-2,6-octadienal erhalten wurden. Ausbeute: 61%. Es wurde gefunden, daß die Ergebnisse der instrumentellen Analyse im wesentlichen mit jenen übereinstimmen, die in Beispiel 9(b) erhalten wurden. Beispiele 15-21
Beispiel 14(b) wurde wiederholt, außer daß statt 92 mg (0,93 mmol) Kupfer(I)chlorid 3,65 g (29,6 mmol) Triethylamin N-oxid und 5 ml Dioxan, Kupferhalogenide, Aminoxide und Lösungsmittel, angegeben in Tabelle 4, verwendet wurden, wodurch 8-Acetoxy-2,6-dimethyl-2,6-octadienal erhalten wurde. Die Ergebnisse sind unten in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4 Beispiel Kupferhalogenid Aminoxid Lösungsmittel Menge (mg) Menge (g) Menge (ml) Ausbeute an 8-Acetoxy-2,6-dimethyl-2,6-octadienal (%) Kupfer(I)-chlorid Triethylamin N-oxid Benzol N,N-Di-methylformamid Dioxan Kupfer(I)-jodid N-Methylmorpholin N-oxid (Monohydrat) Chloroform Kupfer(II)-bromid Beispiel 22
Beispiel 14(b) wurde wiederholt, außer daß 42 mg (0,99 mmol) Lithiumchlorid der Reaktionsmischung weiters zugegeben wurden und daß die Reaktionszeit auf 7 Stunden geändert wurde, wodurch 1,23 g 8-Acetoxy- 2,6-dimethyl-2,6-octadienal erhalten wurden. Ausbeute: 62%. Die Ergebnisse der instrumentellen Analyse des Produktes stimmten im wesentlichen mit jenen überein, die in Beispiel 14(b) erhalten wurden. Beispiel 23
330 mg (1,9 mmol) einer Mischung aus Geranylchlorid, Nerylchlorid und Linalylchlorid (Verhältnisse = 61:32:7), 24,3 mg (0,25 mmol) Kupfer(I)chlorid, 0,82 g (6,0 mmol) Triethylamin N-oxid (Wassergehalt 14%) und 3 ml N,N-Dimethylformamid wurden gemischt und 2 Stunden bei 45ºC gerührt. 15 ml Ethylacetat und 8 ml 2%iger Schwefelsäure wurden der Mischung zugegeben, welche ausreichend geschüttelt wurde, um organische Materialien zu extrahieren. Die organischen Phasen wurden gesammelt, welchen 145 mg n-Tetradecan zugegeben wurden, gefolgt von Unterwerfen einer Gaschromatographie. Als ein Ergebnis wurde getunden, daß das Geranylchlorid, das Nerylchlorid und das Linalylchlorid, von denen ausgegangen wurde, verschwanden, wobei Citral mit einer Ausbeute von 67% gebildet wurde. Vergleichsbeispiel 1
Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß 0,67 g (6 mmol) Trimethylamin-N-oxid (Dihydrat) statt 787 mg (6 mmol) N-Ethylmorpholin N-oxid verwendet wurden, wodurch Citral mit einer Ausbeute von 55% erhalten wurde. Vergleichsbeispiel 2
Beispiel 23 wurde unter Verwendung von 0,67 g (6 mmol) Trimethylamin N-oxid (Dihydrat) statt 0,82 g (6 mmol) Triethylamin N-oxid (Wassergehalt 14%) wiederholt, wodurch Citral mit einer Ausbeute von 40% erhalten wurde. Vergleichsbeispiel 3
302 mg (2,4 mmol) Benzylchlorid und 0,82 g (6 mmol) Triethylamin N-oxid wurden in 3 ml N,N- Dimethylformamid gelöst, und die Lösung wurde 4 Stunden bei 75ºC gerührt. 15 ml Ethylacetat und 8 ml 2 %iger Schwefelsäure wurden der Reaktionsmischung zugegeben, welche ausreichend geschüttelt und in die jeweiligen Phasen getrennt wurde. 155,5 mg n-Dodecan wurden der organischen Phase zugegeben, gefolgt von Gaschromatographie, was ergab, daß das Benzylchlorid verschwand, wobei Benzaldehyd mit einer Ausbeute von 69% gebildet wurde.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines α,β-ungesättigten Aldehyds der allgemeinen Formel (I)

worin R¹, R² und R³ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder ein Alkyl- oder Alkenyl-Rest sind, der unsubstituiert oder mit einem Niederacyloxy-Rest substituiert ist, umfassend

(i) den Umsetzungsschritt zwischen einem Allylchlorid der allgemeinen Formel (IIa)

worin R¹, R² und R³ entsprechend die vorstehend angegebenen Bedeutungen haben, und einem aus der Gruppe von Tri(niederalkyl)amin N-Oxiden der Formel

worin R&sup4; einen Niederalkyl-Rest mit 2 bis 4 C-Atomen bedeutet, und N-Niederalkylmorpholin N-Oxiden der Formel

worin R&sup5; einen Niederalkyl-Rest mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, ausgewählten Aminoxid, oder

(ii) den Umsetzungsschritt zwischen einem Allylchlorid der Formel (IIb)

worin R&sup4; die vorstehend angegebene Bedeutung hat, und N-Niederalkylmorpholin N-Oxiden der Formel

worin R&sup5; die vorstehend angegebene Bedeutung hat, ausgewählten Aminoxid in Gegenwart eines Alkalimetalljodids oder eines Kupferhalogenids.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin in dem Allylchlorid der Formel (IIa) oder (IIb) R¹ ein 5-Acetoxy-3-methyl-3-pentenyl-Rest ist, R² ein Wasserstoffatom ist und R³ ein Methyl-Rest ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin in dem Allylchlorid der Formel (IIa) oder (IIb) R¹ ein 4-Methyl-3-pentenyl-Rest ist, R² ein Methyl-Rest ist und R³ ein Wasserstoffatom ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, worin in dem Allylchlorid der allgemeinen Formel (IIa) oder (IIb) R¹ ein 4,8-Dimethyl- 3,7-octadienyl-Rest ist, R² ein Methyl-Rest ist und R³ ein Wasserstoffatom ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, worin in dem Allylchlorid der allgemeinen Formel (IIa) oder (IIb) R¹ ein Acetoxymethyl- Rest ist, R² ein Wasserstoffatom ist und R³ ein Methyl-Rest ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, worin in dem Allylchlorid der allgemeinen Formel (IIa) oder (IIb) R¹ ein Methyl-Rest ist, R² ein Methyl-Rest ist und R³ ein Wasserstoffatom ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Alkalimetalljodid ein aus der Gruppe von Lithiumjodid, Natriumjodid und Kaliumjodid ausgewähltes Mitglied ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Kupferhalogenid ein aus der Gruppe von Kupfer(I)chlorid, Kupfer(II)chlorid, Kupfer(I)bromid, Kupfer(II)bromid und Kupfer(I)jodid ausgewähltes Mitglied ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Umsetzung in Schritt (i) oder (ii) bei einer Temperatur von 20 bis 80ºC durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Umsetzung in Schritt (i) oder (ii) in einem Lösungsmittel durchgeführt wird.