DE4225322A1 - Verbessertes Verfahren zur Herstellung von cyclischen Acetalen von 3-Formyl-2-butenyl-triphenylphosphoniumchlorid - Google Patents
Verbessertes Verfahren zur Herstellung von cyclischen Acetalen von 3-Formyl-2-butenyl-triphenylphosphoniumchloridInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Her
stellung von cyclischen Acetalen von 3-Formyl-2-butenyl-tri
phenylphosphoniumchlorid ausgehend von 3-Formyl-2-butenyla
cetat.
Bei der synthetischen Herstellung von Terpenen hat die Wit
tig-Reaktion große Bedeutung erlangt. So kann man mit ihrer
Hilfe bei der Totalsynthese von Terpenen in wenigen Stufen
zum Ziel gelangen, wenn man das Kohlenstoffgerüst aus
C5-Einheiten aufbaut. Ein Beispiel für dieses Synthesekon
zept ist die Kettenverlängerung von Polyenaldehyden mit
Hilfe von Acetalen von 3-Formyl-2-butenyl-triphenylphospho
niumhalogeniden. Genannt sei die Herstellung von den als Le
bensmittelfarbstoffen begehrten β-Apocarotinalen durch Wit
tig-Olefinierung von Retinal mit Acetalen von 3-Formyl-2-bu
tenyl-triphenylphoshoniumhalogeniden. Es hat daher nicht an
Versuchen gefehlt, ein vorteilhaftes Verfahren für die Hers
tellung dieser Phosphoniumsalze zu finden.
So werden in Liebigs Ann. Chem. 1976, Seiten 2194-2205,
Möglichkeiten zur Herstellung von 1,1-Dimethoxy-3-me
thyl-2-butenyl-triphenylphosphoniumchlorid aufgezeigt und
ein Verfahren zur Herstellung der wesentlich besser geeigne
ten cyclischen Acetale vorgestellt. Gemäß dem hier beschrie
benen Verfahren wird 3-Formyl-2-butenylacetat mit 1,3-Diolen
in Toluol acetalisiert, das erhaltene Acetoxyacetal durch
Umestern mit überschüssigem Methanol in das entsprechende
Hydroxyacetal überführt, das Hydroxyacetal durch Vilsmeier-
Chlorierung in Benzol in das entsprechende Chloracetal über
führt und dieses schließlich in Toluol mit Triphenylphosphin
umgesetzt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß die Über
führung des Verfahrens in den technischen Maßstab Schwierig
keiten bereitet und die erzielbaren Ausbeuten für eine tech
nische Synthese unzureichend sind. So ist beispielsweise ge
mäß dem dort beschriebenen Verfahren ein ständiger Wechsel
der für die 4 Reaktionsstufen benötigten Lösungsmittel er
forderlich, was technisch sehr aufwendig ist. Zudem werden
nur Ausbeuten von etwa 44% der Theorie erzielt.
Es war daher die Aufgabe der Erfindung das oben beschriebene
Verfahren so zu verbessern, daß es technisch vorteilhaft
durchgeführt werden kann und zudem die erzielbaren Ausbeuten
wesentlich zu verbessern.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein verbessertes Verfah
ren zur Herstellung von cyclischen Acetalen des 3-For
myl-2-butenyl-triphenylphosphoniumchlorids der allgemeinen
Formel I
in denen
R1, R2, R3 oder R4 für H oder -CH3 stehen, durch
R1, R2, R3 oder R4 für H oder -CH3 stehen, durch
- a) Acetalisieren der 3-Formyl-butenylacetate der Formel II mit 1,3-Diolen der allgemeinen Formel III in der R1-R4 die oben angegebene Bedeutung haben,
- b) Überführen der erhaltenen Acetoxyacetale der allgemeinen Formel IV in die entsprechenden Hydroxyacetale der all gemeinen Formel V
- c) Vilsmeier-Chlorierung der erhaltenen Hydroxyacetale der Formel V unter Bildung der 4-Chlor-acetale der allgemei nen Formel VI und
- d) Umsetzung der 4-Chlor-acetale der Formel VI mit Triphe nylphosphin, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Reaktions schritte a) bis c) in einem aliphatischen oder cycloalipha tischen Kohlenwasserstoff oder Kohlenwasserstoffgemisch mit 6 bis 8 C-Atomen und den Reaktionsschritt d) in einem Alka nol mit 1 bis 3 C-Atomen und/oder in einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff mit 6 bis 8 C-Atom durchgeführt.
Von Vorteil ist, daß man bei dieser Verfahrensverbesserung
das Überführen der Acetoxyacetale der allgemeinen Formel IV
in die entsprechenden Hydroxyacetale der allgemeinen For
mel V mit mindestens 5%iger wäßriger Natronlauge durchfüh
ren kann. Besonders vorteilhaft gestaltet sich das neue Ver
fahren, wenn man das Überführen der Acetoxyacetale der all
gemeinen Formel IV in die entsprechenden Hydroxyacetale der
allgemeinen Formel V mit wäßriger Natronlauge oder Kalilauge
in Gegenwart von Phasentransferkatalysatoren durchführt.
Das als Ausgangssubstanz für das erfindungsgemäße Verfahren
benötigte 3-Formyl-butenylacetat der Formel II (auch β-For
mylcrotylacetat genannt) ist eine bekannte Verbindung, die
bei der technischen Vitamin-A-synthese eine wichtige Rolle
spielt und gemäß DE-OS-20 04 675 und DE-OS-19 41 632 durch
Hydroformylierung von Vinylglykolbisacetat hergestellt wer
den kann.
Als für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignete Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 8 C-Atomen seien
beispielsweise genannt, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan, Cyclo
hexan sowie Gemische von Hexanen, Heptanen und/oder Octane,
wie sie bei der Synthese anfallen. Insbesondere seien n-Hep
tan bzw. Heptangemische genannt.
Als Alkanole mit 1 bis 3 C-Atomen sind erfindungsgemäß
Methanol, Ethanol, n-Propanol und iso-Butanol, insbesondere
Methanol geeignet.
- a) Die Acetalisierung des β-Formyl-crotylacetats mit dem aliphatischen 1,3-Diol der allgemeinen Formel III er folgt erfindungsgemäß in einem der obengenannten alipha tischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff mit 6 bis 8 C-Atomen als Lösungsmittel. Als geeignete saure Katalysatoren für die Acetalisierung seien beispiels weise genannt para-Toluolsulfonsäure, Methansulfonsäue, Trifluormethansulfonsäure, Trichlormethansulfonsäure.
Diese Katalysatoren werden in einer Menge von 0,01 mol-%
bis 5 mol-%, bevorzugt 0,1 mol-% bis 1,0 mol-% zuge
setzt. Das bei der Acetalisierung gebildete Wasser und
ggf. das in der als Katalysator verwendeten Säure ent
haltene Wasser werden mit Vorteil während der Umsetzung
azeotrop aus dem Reaktionsgemisch entfernt. Ohne Entfer
nen von H2O bleibt die Reaktion bei etwa 73% Umsatz
stehen.
Die Reaktionstemperaturen betragen im allgemeinen 25 bis
130°C, vorzugsweise 40 bis 100°C bei Reaktionsdrücken
von 1 bis 1013 mbar, vorzugsweise 100 bis 500 mbar. Die
Reaktionszeiten betragen etwa 1 bis 10, vorzugsweise 2
bis 3 Stunden. Die bei der Acetalisierung gebildete or
ganische Lösung des Acetals kann als solche in den wei
teren Syntheseweg eingeführt werden.
- b) Zur Überführung der Acetoxyacetale der allgemeinen For mel IV in die entsprechenden Hydroxyacetale setzt man die Acetoxyacetale erfindungsgemäß in einem der oben ge nannten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwas serstoffe oder Kohlenwasserstoffgemische mit wäßriger Natronlauge oder Kalilauge um. Die Konzentration der Na tronlauge sollte 3 bis 52, vorzugsweise 20 bis 50% be tragen, die der Kalilauge 3 bis 53, vorzugsweise 20 bis 50%. Die wäßrige Alkalilauge wird mit Vorteil langsam zu dem Reaktionsgemisch zugefügt. Zur Verkürzung der Re aktionszeit, Verringerung der Alkalihydroxidmenge und Erhöhung der Ausbeute können dem Reaktionsgemisch Pha sentransferkatalysatoren (PTK) zugefügt werden. Bezüg lich näherer Angaben zu dem Begriff Phasentransfer-Kata lyse verweisen wir beispielsweise auf Angew. Chem. 89 (1977) 521-33.
Als geeignete PTK seien beispielsweise genannt Tetraal
kylammoniumsalze der allgemeinen Formel R4N⊕X⊖ mit
R=C1-C20, auch "gemischte" Alkylreste und X⊖=Cl⊖, Br⊖,
I⊖; insbesondere Protectol® (BASF; Benzyl-C12-14-alkyl
dimethylammoniumchlorid) und Aliquat® (General Mills,
Inc., Minneapolis, USA). Die Reaktionstemperaturen be
tragen im allgemeinen neu 20 bis 80°C, vorzugsweise 30
bis 50°C, die Reaktionszeiten, je nach Reaktionstempera
tur und Konzentration der Lauge etwa 1 bis 10, vorzugs
weise 2 bis 4 Stunden. Bei Mitverwendung von PTK verrin
gert sich die für die Umsetzung notwendige Menge an NaOH
bzw. KOH um den Faktor 2 bis 10 im Vergleich zu den
sonst benötigten Mengen.
Das Verhältnis von organischer Phase zu wäßriger Phase
sollte etwa 1 : 4 bis 10 : 1, vorzugsweise 1 : 1 bis 7 : 1 be
tragen.
Da sich das Reaktionsgemisch bei Raumtemperatur nicht
gut in 2 Phasen trennt, wird die Phasentrennung bei Tem
peraturen von etwa 40 bis 50°C, vorzugsweise gleich nach
Abschluß der Umsetzung vorgenommen. Die abgetrennte or
ganische Phase wird anschließend durch azeotrope Destil
lation entwässert. Eine derartige Hydrolysereaktion in
einem Zweiphasensystem unter Verwendung von Phasentrans
ferkatalysatoren wurde unseres Wissens noch nicht be
schrieben.
- c) Zur Durchführung der Vilsmeier-Chlorierung wird im all gemeinen zunächst in an sich bekannter Weise durch lang sames Zufügen von SOCl2 oder COCl2 zu einem Gemisch aus Dimethylformamid (DMF) und dem erfindungsgemäßen Kohlen wasserstoff bei Temperaturen von 0 bis 20°C, vorzugs weise 3 bis 10°C der Vilsmeier-Komplex hergestellt. Hierzu wird dann bei Temperaturen von 0 bis 20°C, vor zugsweise etwa 3 bis 10°C im Verlauf von 0,5 bis 10 Stunden, vorzugsweise etwa 1 bis 3 Stunden die oben beschriebene rohe Lösung des Hydroxyacetals der allge meinen Formel V zugefügt. Hierbei ist zu beachten, daß diese Lösung während der Zugabe gerührt werden sollte, da sie sich leicht entmischen kann. Nach einer Nachreak tion von 0,5 bis 10, vorzugsweise 1 bis 3 Stunden wird die Unterphase abgetrennt, mehrfach mit dem erfindungs gemäßen Kohlenwasserstoff extrahiert und die vereinigten organischen Phasen mit wäßriger Alkalilauge oder Wasser behandelt und dann mit verdünnter Alkalilauge oder Was ser gewaschen.
Zur Erzielung optimaler Ausbeuten verwendet man für die
erfindungsgemäße Vilsmeier-Chlorierung DMF und SOCl2
oder COCl2 im molaren Verhältnis 7 : 1 bis etwa 2 : 1. Die
benötigte DMF-Menge beträgt im allgemeinen 2,0 bis 10,
vorzugsweise 2,5 bis 4,0 Mol pro Mol des Hydroxyacetals
der allgemeinen Formel V. Den Kohlenwasserstoff oder das
Kohlenwasserstoffgemisch verwendet man mit Vorteil in
Mengen von etwa 300 ml bis 1500 ml, vorzugsweise 500 bis
1100 ml Lösungsmittel pro Mol des Hydroxyacetals der
Formel V.
Die vereinigten organischen Extrakte werden mit vorzugs
weise 10%iger Alkalilauge und Wasser gewaschen.
Von besonderer Bedeutung für das erfindungsgemäße Ver
fahren ist die überraschend vorteilhafte Durchführbar
keit der Umsetzung der 4-Chlor-acetale der Formel VI mit
Triphenylphosphin, bei der gemäß dem Stand der Technik
in Toluol nur Ausbeuten von 65% der Theorie erhalten
werden konnten. Diese Umsetzung kann erfindungsgemäß
entweder in einem Alkanol mit 1 bis 3 C-Atomen oder in
einem, vorzugsweise dem gleichen C6- bis C8-Kohlen
wasserstoff oder -Kohlenwasserstoffgemisch wie die übri
gen Reaktionsstufen durchgeführt werden. Aber auch Gemi
sche aus einem Alkanol mit 1 bis 3 C-Atomen und einem
C6- bis C8-Kohlenwasserstoff können vorteilhaft verwen
det werden. Bei Anwesenheit eines Alkanols verringern
sich die für eine vollständige Umsetzung notwendigen Re
aktionszeiten drastisch.
- d) Zur Durchführung der Umsetzung mit Triphenylphosphin wird aus der gemäß Stufe c) erhaltenen Lösung das Lö sungsmittel ganz oder nur teilweise unter vermindertem Druck abdestilliert, der Rückstand in Methanol gelöst, die Lösung mit Triphenylphosphin versetzt und bis zu vollständiger Salzbildung unter Rückfluß zum Sieden er hitzt.
Das C1- bis C3-Alkanol verwendet man hierbei in Mengen
von 100 bis 1000 ml, vorzugsweise 250 bis 500 ml pro Mol
4-Chlor-acetal der Formel VI, das Triphenylphosphin in
Mengen von etwa 1 bis 1,5 Mol pro Mol 4-Chlor-acetal der
Formel VI. Die Reaktionszeit beträgt etwa 2 bis 8 Stun
den. Auf diese Weise kann z. B. das 3-Formyl-2-butenyl
triphenylphosphoniumchlorid mit 92% Ausbeute aus
4-Chloracetal oder Formel VI hergestellt werden.
Es war überraschend, daß die Reaktionsstufe d) in niede
ren Alkanolen, insbesondere in Methanol, als Lösungsmit
tel so vorteilhaft verläuft, da man hätte erwarten kön
nen, daß das 4-Chlor-acetal der Formel VI durch das
Alkanol zumindest teilweise in das 4-Alkoxy-acetal der
Formel V umgesetzt werden würde.
Zur Durchführung der Umsetzung mit Triphenylphosphin in
einem C6- bis C8-Kohlenwasserstoff stellt man mit Vor
teil die gemäß Stufe c) erhaltene Lösung des 4-Chlor
acetals der Formel VI auf eine Konzentration von etwa 10
bis 50%, vorzugsweise 30 bis 40%, ein und erhitzt zum
Sieden. Anschließend versetzt man das Reaktionsgemisch
mit dem Triphenylphosphin und erhitzt bis zu vollständi
ger Salzbildung unter Rückfluß zum Sieden. Triphenyl
phosphin verwendet man im allgemeinen in einer Menge von
1 Mol bis 1,5 Mol pro Mol 4-Chlor-acetal. Man kann aber
auch die auf eine geeignete Konzentration eingestellte
Lösung des 4-Chloracetals zunächst mit Triphenylphosphin
versetzen und danach zum Sieden erhitzen. Die Reaktions
zeiten betragen 6 bis 36 h, vorzugsweise 8 bis 24 h.
Ausbeute: 95% aus 4-Chloracetal VI.
Es war überraschend, daß durch Ersatz des gemäß dem
Stand der Technik verwendeten Toluols als Lösungsmittel
durch einen aliphatischen Kohlenwasserstoff die erziel
baren Ausbeuten wesentlich erhöht werden konnten.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere
durch besondere Verfahrensführung bei der Überführung
der 4-Acetoxyacetale der Formel IV in die 4-Hydroxyace
tale der Formel V sowie bei der Umsetzung mit Triphenyl
phosphin können die für Terpensynthesen sehr begehrten
cyclischen Acetale von 3-Formyl-2-butenyl-triphenyl
phosphoniumchlorid auch in technischem Maßstab auf rela
tiv einfache Weise und mit außerordentlich guten Gesamt
ausbeuten hergestellt werden.
- a) 213,2 g (2,005 mol) Neopentylglykol wurden bei Raumtem peratur (RT) in 1,6 l n-Heptan suspendiert und mit 288,1 g (2 mol) (E)-3-Formyl-2-butenylacetat versetzt. Anschließend wurde im Reaktionsgefäß ein Unterdruck von ca. 200 mbar eingestellt, auf 40°C erwärmt und dann auf einmal eine Lösung von 0,76 g (4 mmol) p-Toluolsulfon säure (Hydrat) in 0,76 g Wasser zugefügt. Die Temperatur des Reaktionsgemisches wurde auf 55-60°C erhöht und ein Azeotrop mit einem Siedepunkt von 40 bis 50°C abde stilliert. Nach etwa 35 Minuten (min) war das Reaktions gemisch klar geworden, nach ca. 2 Stunden (h) hatten sich 36,5 ml Wasser abgeschieden.
- b) In die auf 40°C abgekühlte Reaktionslösung von Stufe a) wurden 2 ml Protectol® KLC-50 (50%ige Lösung in Was ser) addiert und 240 g (3 mol einer 50%igen wäßrigen NaOH; (δ = 1,52) im Verlauf von 1 h zugefügt. An schließend wurde noch 2 h bei 40 bis 45°C gerührt, dann 180 ml Wasser zugefügt und nochmal 10 min gerührt. Bei 45-50°C trennten sich die beiden Phasen gut. An schließend wurde die abgetrennte organische Phase durch azeotropes Abdestillieren bei 58°C/193 mbar entwässert.
- c) 600 ml Dimethylformamid (DMF) und 600 ml n-Heptan wurden bei 5°C vorgelegt und innerhalb von 1 h bei 5 bis 10°C mit 297,4 g (2,5 mol) SOCl2 versetzt, wobei der Vils meier-Komplex ausfiel. Anschließend wurde 30 min ge rührt, dann innerhalb von 2 h bei 0 bis 5°C das gemäß Stufe b) erhaltene rohe (E)-3-(5,5-Dimethyl-1,3-dio xan-2-yl)-2-buten-1-ol durch einen gerührten Tropftrich ter (wegen der Zweiphasigkeit in n-Heptan) zugefügt und noch 1 h bei 0 bis 5°C nachreagieren lassen. Zur Aufar beitung trennte man die Unterphase ab, extrahierte diese 3× mit je 300 ml n-Heptan, rührte noch 15 min, wusch die vereinigten organischen Phasen mit einer Mischung aus 600 g einer 10%igen wäßrigen NaOH und 375 ml Wasser, rührte 15 min nach, trennte die Phasen und wusch die or ganische Phase bei 5 bis 10°C mit einer Mischung aus 110 g einer 50%igen wäßrigen NaOH und 440 ml Wasser. Zum Abschluß wusch man die organische Phase noch 3 mal mit je 300 ml Wasser.
- Die Ausbeute betrug 2290,6 g einer 14,8 gew.-%igen Lö sung von (E)-2-(3-Chlor-1-methyl-1-propenyl)-5,5-dime thyl-1,3-dioxan in n-Heptan, entsprechend 339 g berech net 100% (1,656 mol) entsprechend einer Ausbeute von 82,8% bezogen auf eingesetztes (E)-3-Formyl-2-butenyla cetat(II).
- d) Aus der gemäß Beispiel 1c) erhaltenen Lösung wurden bei 60°C und 100 mbar etwa 82 bis 87% des Heptans abdestil liert, der Rückstand in 550 ml Methanol gelöst, mit 434,1 g (1,656 mal) Triphenylphosphin versetzt und für 2 h unter Rückfluß zum Sieden erhitzt.
- Die Ausbeute betrug 1218 g = 1221,7 ml einer Lösung, die 0,2% Wasser und 67% Feststoff (90% Reinheit) ent hielt. Gemäß Titration enthielt die Lösung 1,58 mol[(E)-3-(5,5-Dimethyl-1,3-dioxan-2-yl)-2-bute nyl]-triphenylphosphoniumchlorid, entsprechend einer Ausbeute von 78,8%, bezogen auf eingesetztes II. Die Verbindungen liegen ex C5-Acetat als Isomerengemisch (ca. 10 Teile E-/1 Teil Z-Isomeres) vor.
Aus der gemäß Beispiel 1c erhaltenen Lösung wurden bei
60°C/100 mbar etwa 50% des Heptans abdestilliert. Diese
aufkonzentrierte Lösung wurde mit 434,1 g (1,656 mol) Tri
phenylphosphin versetzt und für 16 h unter Rückfluß zum Sie
den erhitzt. Nach Reaktionsende setzte man bei 30°C 500 ml
Methanol zu, rührte gut auf und trennte die Phasen. Die me
thanolische Lösung (1160 g) enthielt zu 64% das
[(E)-3-(5,5-Dimethyl-1,3-dioxan-2-yl)-2-butenyl)-triphenyl
phosphoniumchlorid, entsprechend 1,59 mol = 79,6% Ausbeute,
bezogen auf eingesetztes 3-Formyl-2-butenylacetat.
- a) Acetalisierung von II mit Neopentylglykol in Heptan 319,7 g (3,01 mol) Neopentylglykol wurden bei RT in 2,5 1 n-Heptan suspendiert und die Suspension mit 432 g (3 mal) (E)-3-Formyl-2-butenylacetat (99%ig) versetzt. Anschließend wurde im Reaktionsgefäß ein Unterdruck von ca. 300 mbar eingestellt, auf 40°C erwärmt und dann auf einmal eine Lösung von 1,14 g (6 mmol) p-Toluolsulfon säurehydrat in 1,14 g Wasser zugesetzt. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch für 3 h auf Temperaturen von 53 bis 62°C bei 313 bis 277 mbar Druck erwärmt und dabei 53 ml Wasser ausgekreist. Gemäß gaschromatographischer Analyse (6 C) betrug die Ausbeute an (E)-2-(3-Ace toxy-1-methyl-1-propenyl)-5,5-dimethyl-1,3-dioxan (IVa) 98,9% der Theorie.
- b) Verseifung von IVa ohne Phasentransferkatalysator (PTK) Die gemäß Beispiel 3a erhaltene rohe Lösung der Verbin dung IVa wurde bei 40-50°C im Verlauf von 2 h unter Rühren mit insgesamt 280 ml (10,64 mol) einer 50%igen wäßrigen NaOH versetzt. Anschließend wurden 560 ml Was ser zugegeben, noch 15 min gerührt und nach 30 min Ab setzen die Unterphase abgetrennt. Die Heptanphase wurde bei 40-50°C innerhalb von 15 min erneut mit 280 ml (10,64 mol) einer 50%igen wäßrigen NaOH versetzt, nach Zulaufende mit 560 ml Wasser versetzt, noch 15 min ge rührt und nach 30 min Absetzen die Unterphase abge trennt.
Die Heptanphase wurde ohne Wasserwäsche bei Temperaturen
von 46-51°C und 260 bis 200 mbar entwässert. Nach Ein
engen der Heptanphase erhielt man 542,3 g Rückstand ent
haltend 85 Gew.-% (E)-2-(3-Hydroxy-1-methyl-1-prope
nyl)-5,5-dimethyl-1,3-dioxan (Va) entsprechend einer
Ausbeute von 82,5% der Theorie, bezogen auf eingesetzte
Verbindung II.
115,75 g (0,5 mol) eines analog Beispiel 3a hergestellten
(E)-2-(3-Acetoxy-1-methyl-1-propenyl)-5,5-dimethyl-1,3-di
oxans (IVa) wurden bei RT in 400 ml n-Heptan gelöst, die Lö
sung auf 40°C erwärmt, mit 0,25 ml Aliquat® versetzt und im
Verlauf von 5 min mit 60 g (0,75 mol) einer 50%igen wäßrigen
NaOH versetzt. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch noch
etwa 2 h bei Temperaturen von etwa 45 gerührt, wobei vor
übergehend auch ohne Heizen und Kühlen Temperaturen von
55-60°C auftreten.
Zur Aufarbeitung versetzt man das Reaktionsgemisch unter
kräftigem Rühren mit 90 ml Wasser und rührt etwa 5 min bei
44°C. Um zwei klare Phasen zu erhalten, wurde kurzzeitig auf
60°C erwärmt und bei dieser Temperatur die Phasentrennung
vorgenommen. Nach Abdampfen des Heptans aus der warmen Hep
tanphase erhielt man 92,53 g an Va (99%ig), entsprechend
eine Ausbeute von 98,3%, bezogen auf eingesetzte Verbindung
IVa, bzw. 97,3%, bezogen auf eingesetzte Verbindung II. Das
cis/trans-Verhältnis der erhaltenen Verbindung Va betrug ca.
1 : 4.
285 ml (270,75 g = 3,7 mal) DMF und 750 ml n-Heptan wurden
bei RT vorgelegt, auf 0°C gekühlt und innerhalb von 30 min
bei 0 bis 5°C mit 138,2 g (1,15 mol) SOCl2 versetzt, wobei
der Vilsmeier-Komplex ausfiel. Anschließend rührte man noch
10 min nach und addierte dann innerhalb von 45 min bei
0-5°C eine gerührte Emulsion von 192 g (1 mol) der Verbin
dung Va (97%ig) in 800 ml n-Heptan und ließ das Reaktions
gemisch noch 2 h bei dieser Temperatur nachreagieren.
Zur Aufarbeitung tropfte man in 1,5 h bei 10 bis 15°C 1420 g
(3,55 mal) einer 10%igen wäßrigen NaOH zu und rührte noch
5 min nach. Nach erfolgter Phasentrennung wurde die organi
sche Phase mit 250 ml Wasser gewaschen. Man erhielt 1227,2 g
einer 14,7 gew.-%igen Lösung von 2-(3-Chlor-1-methyl-1-pro
penyl)-5,5-dimethyl-1,3-dioxan (VIa) in Heptan, entsprechend
einer Ausbeute von 88,1% der Theorie, bezogen auf einge
setztes Va.
285 ml DMF und 750 ml n-Heptan wurden bei RT vorgelegt, auf
0°C gekühlt und innerhalb von 30 min bei 0 bis 5°C mit
138,2 g SOCl2 versetzt, das Reaktionsgemisch noch 10 min ge
rührt und dann innerhalb von 45 min bei 0 bis 5°C eine ge
rührte Emulsion aus 192 g (1 mol) der Verbindung Va (97%ig)
in 800 ml n-Heptan und läßt noch 2 h bei dieser Temperatur
reagieren (nach DC vollständiger Umsatz).
Zur Aufarbeitung wurde die Unterphase abgetrennt, noch 3×
mit je 150 ml n-Heptan extrahiert, die vereinigten organi
schen Phasen auf 5°C gekühlt und dann innerhalb von 15 min
mit einer Mischung aus 275 ml einer 10%igen wäßrigen NaOH
und 190 ml Wasser versetzt: Nach 15 min bei 5 bis 10°C wurde
die Unterphase abgetrennt und mit der organischen Phase die
NaOH-Wäsche wiederholt. Zum Abschluß wurde die organische
Phase noch 3× mit je 150 ml Wasser gewaschen.
Es verblieben 1877,4 g einer 10,41 gew.-%igen Lösung von
2-(3-Chlor-1-methyl-1-propenyl)-5,5-dimethyl-1,3-dioxan
(VIa) in Heptan, entsprechend einer Ausbeute von 95,5% der
Theorie, bezogen auf eingesetzte Verbindung Va.
- a) 213,2 g (2,005 mal) Neopentylglykol wurden bei RT in 1,6 1 n-Heptan suspendiert und mit 288,1 g (2 mol) (E)-3-Formyl-2-butenylacetat versetzt. Anschließend wurde im Reaktionsgefäß ein Unterdruck von ca. 200 mbar eingestellt, auf 40°C erwärmt und dann auf einmal eine Lösung von 0,47 g (5 mmol) Methansulfonsäure in 0,47 g Wasser zugefügt. Die Temperatur des Reaktionsgemisches wurde auf 60°C erhöht und ein Azeotrop mit einem Siede punkt von 40 bis 50°C abdestilliert. Nach etwa 30 min war das Reaktionsgemisch klar geworden, nach ca. 2,5 h hatten sich 36 ml Wasser abgeschieden.
- b) In die auf 40°C abgekühlte Reaktionslösung von Stufe a) wurden 2 ml Hexadecyltrimethylammoniumchlorid in Form einer 25%igen Lösung in Wasser addiert und 240 g (3 mol) einer 50%igen wäßrigen NaOH (δ = 1,52) im Ver lauf von 1 h zugefügt. Anschließend wurde noch 2 h bei 40 bis 45°C gerührt, dann 180 ml Wasser zugefügt und nochmal 10 min gerührt. Bei 45 bis 50°C trennten sich die beiden Phasen gut. Anschließend wurde die abge trennte organische Phase durch azeotropes Abdestillieren bei 58°C/200 mbar entwässert.
- c) 500 ml DMF und 600 ml n-Heptan wurden bei 5°C vorgelegt und innerhalb von 1 h bei 5 bis 10°C mit 247,5 g (2,5 mol) eines auf -5°C gekühlten COCl2 versetzt, wobei der Vilsmeier-Komplex ausfiel. Anschließend wurde 30 min gerührt, dann innerhalb von 2 h bei 0 bis 5°C das gemäß Stufe b) erhaltene rohe (E)-3-(5,5-Dimethyl-1,3-dio xan-2-yl)-2-buten-1-ol durch einen gerührten Tropftrich ter zugefügt und noch 1 h bei 0 bis 5°C nachreagieren lassen. Zur Aufarbeitung trennte man die Unterphase ab, extrahierte diese 4× mit je 200 ml n-Heptan, rührte noch 15 min, wusch die vereinigten organischen Phasen mit ei ner Mischung aus 300 ml einer 5%igen wäßrigen NaOH und 375 ml Wasser, rührte 15 min nach, trennte die Phasen und wusch die organische Phase bei 5 bis 10°C 3 mal mit je 300 ml Wasser.
- Die Ausbeute betrug 2153 g einer 15,8 gew.-%igen Lösung von (E)-2-(3-Chlor-1-methyl-1-propenyl)-5,5-dime thyl-1,3-dioxan in n-Heptan, entsprechend 340 g berech net 100% (1,66 mol) entsprechend einer Ausbeute von 83% bezogen auf eingesetztes (E)-3-Formyl-2-butenylace tat(II).
- d) Aus der gemäß Stufe c) erhaltenen Lösung wurden bei 60°C und 100 mbar etwa 50% des Heptans abdestilliert, der Rückstand mit 435 g (1,66 mol) Triphenylphosphin ver setzt und für 20 h unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur gab man 600 ml MeOH zu, rührte gut auf, trennte die Phasen und erhielt 1293 g einer methanolischen Lösung, die 0,2% Wasser und 62% Feststoff (95% Reinheit) enthielt. Gemäß Titration ent hielt die Lösung 1,6 mal [(E)-3-(5,5-Dimethyl-1,3-dio xan-2-yl)-2-butenyl]-triphenylphosphoniumchlorid, ent sprechend einer Ausbeute von 80%, bezogen auf einge setztes 3-Formyl-2-butenylacetat. Die Verbindungen lie gen als Isomerengemisch (ca. 10 Teile E-/1 Teil Z-Iso mers) vor.
Aus einer gemäß Beispiel 7a bis 7c erhaltenen Lösung wurden
bei 60°C und 100 mbar etwa 50% des Heptans abdestilliert,
der Rückstand mit 435 g (1,66 mol) Triphenylphosphin und 600
ml Methanol versetzt und für 2 h unter Rückfluß zum Sieden
erhitzt. Nach Abkühlen auf RT trennte man die gebildeten
Phasen und erhielt 1290 g einer methanolischen Lösung, die
0,2% Wasser und 62% Feststoff (95% Reinheit) enthielt.
Gemäß Titration enthielt die Lösung 1,6 Mol [(E)-3-(5,5-Di
methyl-1,3-dioxan-2-yl)-2-butenyl]-triphenylphosphoniumchlo
rid, entsprechend einer Ausbeute von 80%, bezogen auf ein
gesetztes 3-Formyl-2-butenylacetat. Die Verbindungen liegen
als Isomerengemisch (ca. 10 Teile E-/1 Teil Z-Isomeres) vor.
Aus einer gemäß Beispiel 1c erhaltenen Lösung wurden bei
60°C/100 mbar etwa 70% des Heptans abdestilliert. Diese
aufkonzentrierte Lösung wurde mit 434,1 g (1,656 mal) Tri
phenylphosphin und 600 ml Ethanol versetzt und für 2,5 h un
ter Rückfluß zum Sieden erhitzt. Nach Reaktionsende trennte
man bei 30°C die Phasen. Die ethanolische Lösung (1250 g)
enthielt zu 59% das [(E)-3-(5,5-Dimethyl-1,3-dio
xan-2-yl)-2-butenyl)-triphenylphosphoniumchlorid, entspre
chend 1,58 Mol = 79% Ausbeute, bezogen auf eingesetztes
3-Formyl-2-butenylacetat.
Claims (6)
1. Verbessertes Verfahren zur Herstellung von cyclischen
Acetalen des 3-Formyl-2-butenyl-triphenylphosphonium
chlorids der allgemeinen Formel I
in denen
R1, R2, R3 oder R4 für H oder -CH3 stehen, durch
R1, R2, R3 oder R4 für H oder -CH3 stehen, durch
- a) Acetalisieren der 3-Formyl-butenylacetate der For mel II mit 1,3-Diolen der allgemeinen Formel III in der R1-R4 die oben angegebene Bedeutung haben,
- b) Überführen der erhaltenen Acetoxyacetale der allge meinen Formel IV in die entsprechenden Hydroxyace tale der allgemeinen Formel V
- c) Vilsmeier-Chlorierung der erhaltenen Hydroxyacetale der Formel V unter Bildung der 4-Chlor-acetale der allgemeinen Formel VI und
- d) Umsetzung der 4-Chlor-acetale der Formel VI mit Triphenylphosphin, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Reaktions schritte a) bis c) in einem aliphatischen oder cycloali phatischen Kohlenwasserstoff oder Kohlenwasserstoffge misch mit 6 bis 8 C-Atomen und den Reaktionsschritt d) in einem Alkanol mit 1 bis 3 C-Atomen und/oder in einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff bzw. Kohlenwasserstoffgemisch mit 6 bis 8 C-Atom durch führt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man die Reaktionsschritte a) bis c) oder a) bis d) in
dem gleichen Kohlenwasserstoff oder Kohlenwasserstoff
gemisch durchführt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man das Überführen der Acetoxyacetale der allgemeinen
Formel IV in die entsprechenden Hydroxyacetale der all
gemeinen Formel V gemäß Verfahrensschritt b) mit minde
stens 5%iger wäßriger Natronlauge oder Kalilauge durch
führt.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
man das Überführen der Acetoxyacetale der allgemeinen
Formel IV in die entsprechenden Hydroxyacetale der all
gemeinen Formel V gemäß Verfahrensschritt b) mit wäßri
ger Natronlauge oder Kalilauge in Gegenwart von Phasen
transferkatalysatoren durchführt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man im Reaktionsschritt d) die 4-Chloracetate der allge
meinen Formel IV in einem Gemisch aus Methanol und einem
aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff
oder Kohlenwasserstoffgemisch mit 6 bis 8 C-Atomen als
Lösungsmittel mit Triphenylphosphin umsetzt.
6. Verbessertes Verfahren zur Herstellung von cyclischen
Acetalen des 3-Formyl-2-butenyl-triphenylphosphonium
chlorids der allgemeinen Formel I
in denen
R1, R2, R3 oder R4 für H oder -CH3 stehen, dadurch ge
kennzeichnet, daß man die 4-Chlor-acetale der allgemei
nen Formel VI
in einem Alkanol mit 1 bis 3 C-Atomen und/oder einem
aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff
mit 6 bis 8 C-Atomen als Lösungsmittel mit Triphenyl
phosphin umsetzt.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924225322 DE4225322A1 (de) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von cyclischen Acetalen von 3-Formyl-2-butenyl-triphenylphosphoniumchlorid |
US08/085,903 US5344995A (en) | 1992-07-14 | 1993-07-06 | Preparation of cyclic acetals of 3-formyl-2-butenyltriphenylphosphonium chloride |
DE59306312T DE59306312D1 (de) | 1992-07-14 | 1993-07-08 | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von cyclischen Acetalen von 3-formyl-2-butenyl-triphenylphosphoniumchlorid |
EP93110926A EP0579113B1 (de) | 1992-07-14 | 1993-07-08 | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von cyclischen Acetalen von 3-formyl-2-butenyl-triphenylphosphoniumchlorid |
CA002100123A CA2100123C (en) | 1992-07-14 | 1993-07-08 | The preparation of cyclic acetals of 3-formyl-2-butenyltriphenylphosphonium chloride |
JP17144393A JP3310399B2 (ja) | 1992-07-14 | 1993-07-12 | 3−ホルミル−2−ブテニル−トリフェニルホスホニウムクロリドの環状アセタールの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924225322 DE4225322A1 (de) | 1992-07-31 | 1992-07-31 | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von cyclischen Acetalen von 3-Formyl-2-butenyl-triphenylphosphoniumchlorid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=6464547
Family Applications (1)
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DE19924225322 Withdrawn DE4225322A1 (de) | 1992-07-14 | 1992-07-31 | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von cyclischen Acetalen von 3-Formyl-2-butenyl-triphenylphosphoniumchlorid |
Country Status (1)
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-
1992
- 1992-07-31 DE DE19924225322 patent/DE4225322A1/de not_active Withdrawn
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