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Verfahren zur Darstellung kernalkylierter fettaromatischer Ketone
Kernalkylierte fettaromatische Ketone, wie z. B. p-Äthylacetophenon oder p-Äthyldesoxybenzoin,
werden gewöhnlich durch Einwirkung von Säurechloriden auf alkylierte aromatische
Verbindungen bei Gegenwart von wasserfreiem Aluminiumchlorid dargestellt. Die Herstellung
der alkylierten aromatischen Verbindungen erfolgt dabei, sofern sie nicht, wie Toluol,
die Xylole, Cymol u. a., aus Teerdestillaten oder Naturstoffen zur Verfügung stehen,
durch Einwirkung von Halogenalkylen oder Alkylenen auf aromatische Verbindungen
bei Gegenwart von Kondensationsmitteln, besonders wasserfreiem Aluminiumchlorid.
Die Bildung kernalkylierter fettaromatischer Ketone erfolgt also unter Zugrundelegung
der Ausgangsmaterialien: aromatischer Kohlenwaserstoff, z. B. Benzol, Alkohol und
Säure, in vier Reaktionsgängen und entsprechend vielen Reinigungsgängen gemäß der
Formulierung:
| z. R - O H +. Halogenierungsmittel r R - Halogen |
| 2. R - Halogen -E- CH, -E- A1 C13 - R - C6H5 -f - A1
C13 + H Cl |
| 3. R'- C O O H -I- Halogenierungsmittel r R'- C O Cl |
| q.. R - C"HS + R'C O Cl + A1 C13 - R'- C O - C@H4 - R + A1
C13 -E- H Cl |
Die Ausbeuten bei dieser Arbeitsweise lassen häufig zu wünschen übrig, besonders
da sich bei der Darstellung der Alkylbenzole Disproportionierungen bereits gebildeter
Alkylbenzole in Polyalklbenzole und Benzol infolge Nebenwirkung' des wasserfreien
Aluminiumchlorids schwer vermeiden lassen. Die Wirtschaftlichkeit dieser Arbeitsweise
wird außerdem durch die Kosten der Herstellung der als Ausgangsstoffe dienenden
Halogenide und durch die hohe Zahl von vier Reaktions- und Reinigungsgängen ungünstig
beeinflußt.
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Es wurde -nun gefunden, daß sich derartige kernalkylierte fettaromatische
Ketone in guten Ausbeuten auch aus Estern organischer Säuren mit ein- oder mehrbasischen
Alkoholen und aromatischen Kohlenwasserstoffen der Benzolreihe bei Gegenwart von
wasserfreiem Aluminiumchlorid bilden, daß also bei Einwirkung von wasserfreiem Aluminiumchlorid
auf Gemische von Benzol und Essigester nicht nur Eintritt des Acylrestes, sondern
auch des Alkylrestes zur gleichen Zeit erfolgt, und zwar treten dabei die beiden
Reste in p-Stellung zueinander in den aromatischen Kohlenwasserstoff ein, soweit
dies möglich ist. Bei substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, z. B. beim
Ähtylbenzol, tritt der Alkylrest in p-Stellung zu denn schon vorhandenen Substituenten,
der Acylrest dazu in o-Stellung ein.
Aus Benzol und Essigsäureäthylester
entsteht also bei Gegenwart von wasserfreiem Aluminiumehloridp-Äthylacetophenon.
Ähnlich wie Äthylacetat reagieren auch andere Ester, und zwar tritt Bildung von
alkylierten fettaromatischen Ketonen ein, wenn man Ester von aliphatischen oder
fettaromatischen Säuren mit ein- oder mehrwertigen aliphatischen oder hydroaromatischen
Alkoholen (z. B. Methylacetat, Äthylacetat, Ä.thylbutyrat, n-Propylbutyrat, i-Butylbutyrat,
önanthsaures Äthyl, i-valeriansaures Äthyl, Glykoldiacetat, Cyclohexylacetat, Phenylessigsäureäthylester
u. a.) auf aromatische Verbindungen einwirken läßt. Eintritt des Alkylrestes allein
findet statt, wenn die äurekomponente in o:-Stellung zum Carboxy 1 Halogen oder
mehr als eine Phenylgruppe @aüfweist.
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Als günstig zur Darstellung von p-monoalkylierten fettaromatischen
Ketonen erwies sich bei dieser Reaktion die Anwendung vonetwa 2 Mal Aluminiumchlorid
für i Mol Ester und z Mal des aromatischen Kohlenwasserstoffes. Die Reaktion ist
dabei wahrscheinlich folgendermaßen zu formulieren: R-0 -CO-R'+ 2A1C13+C6H6-R-CgH4-CO-R'-[
aHCl+O(A1C1z)., wobei das Aluminiumsalz bei Beendigung der Reaktion an das Keton
komplex gebunden anzunehmen ist.
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Bei Anwendung größerer Mengen von Aluminiumchlorid entstehen größere
Mengen nicht kernalkylierter Ketone neben polyalkylierten aromatischen Ketonen,
vermutlich infolge sekundärer Disproportionierung. Bei Reaktionen mit Estern mehrbasischer
Alkohole muß eine stöchiometrisch entsprechend -höher bemessene Menge wasserfreien
Aluminiumchlorids angewendet werden. So entsteht z. B. aus 2 Mol Benzol und i Mol
Glykoldiacetat bei Anwesenheit von q. Mol Aluminiumchlorid Di-(p-acetylphenyl)-äthan
Die mit dem vorliegenden Verfahren erzielten Ausbeuten übertreffen gewöhnlich die
nach dem üblichen Arbeitsgang zur Darstellung von alkylierten fettaromatischen Ketonen
erhaltenen. Außerdem bietet das beanspruchte Verfähren dem üblichen gegenüber auch
dadurch wesentliche Vorteile, daß die Durchführung der Synthese unter Einrechnung
der Esterdarstellung in zwei Arbeitsgängen erfolgt und die Anwendung von Halogenierungsmitteln
überflüssig gemacht wird. Auf diese Weise wird eine erhebliche Ersparnis an Material
und Arbeitszeit erzielt.
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Die alkylier-ten fettaromatischen Ketone können als Ausgangsprodukte
für pharmazeutische und andere Produkte Verwendung finden. Gegebenenfalls lassen
sich gewisse der so erhaltenen Ketone unmittelbar als Riechstoffe verwenden. -Beispiele
r. p-Äthylacetophenon Zu einer Mischung von 133 g fein gepulvertem wasserfreiem
Aluminiumchlorid und 39 g trockenem Benzol, die sich in einem mit einem gut wirkenden
Rückflußkühler und einer Rührvorrichtung versehenen Kolben befindet, werden unter
Kühlung mit fließendem oder Eiswasser 44 g Essigsäureäthylester aus einem Tropftrichter
zugetropft. Schon nach Zugabe geringer Mengen des Esters verflüssigt sich die Mischung
unter Erwärmung und lebhafter Chlorwasserstoffentwicklung.Zwecks besserer Durchmischung
wird jetzt die Rührvorrichtung angestellt und gleichzeitig mit dem Zutropfen-des
Esters fortgefahren. Nach beendigter Zugabe des Esters bleibt die Reaktionsmischung
1/2 Stunde ohne äußere Kühlung sich selbst überlassen und wird dann anschließend
2 Stunden auf lebhaft siedenden Wasserbad erwärmt. Die Reaktionsmischung wird ;dann,
bevor sie völlig erkaltet ist, mit Eis zersetzt. Das abgeschiedene 01 wird
nach dem Zusatz von Salzsäure mit Lösungsmitteln, wie Äther, Benzol u. dgl., aufgenommen
oder zuerst durch Destillation mit Wasserdampf von der Salzlösung abdestlliert und
dann aus dem Destillat mit den .erwähnten Lösungsmitteln ausgeschüttelt. Der nach
dem Abdestillieren des Lösungsmittels hinterbleibende Rückstand wird der Destillation,
am besten im Vakuum, -unterworfen. Farbloses 01 von angenehmem Geruch, das
bei iomm Druck bei 114' siedet. Ausbeute: 55 bis 651f, der Theorie.
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Bei Anwendung größerer Mengen Wasserfreien Aluminiumchlorids entstehen
neben p-Athylacetophenon größere Mengen Acetophenon und 3 # q.-Diäthylacetophenon.
So wurden z. B. bei sonst gleicher Ausführung aus q.oo g wasserfreiem Aluminiumchlorid,
78g Benzol und 88g Essigsäureäthylester erhalten: 29g Acetopli#enon, 6o g
p-Äthylacetophenon und 449 3 # 4.-Diäthylacetophenon.
In gleicher
Weise entsteht bei Verwendung von Essigsäuremethylester p-Methylacetophenon. Bei
Verwendung von Buttersaureäthyfester entsteht in 65- bis 70 °/Qiger Ausbeute p-Äthylbutyrophenon,
ein farbl0"ses Öl von angenehmem Geruch; Siedepunkt i4-bis 143° bei 13 mm.
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Aus Benzol, wasserfreiem Aluminiumchlorid und Buttersäure-n-propy
fester bildet sich p-n-Propylbuty rophenon, ein gelbliches öl vom Siedepunkt
144 bis 1¢6° bei iamm Druck. Aus Benzol, wasserfreiem Aluminiumchlorid und Isobutylbutyrat
entsteht p-tert.-Butvlacetophenon, ein gelbliches Öl vom Siedepunkt 15:I bis 157°
bei 13 min Druck. 2. p-Äthyldesoxybenzoin 32,89 Phenylessigsäureäthylester
werden in vorbeschriebener Weise mit 15,6 g Benzol bei Gegenwart von 53,2 g wasserfreiem
Aluminiumchlorid in Reaktion gebracht, worauf die Reaktionsmischung nach 3stündigem
Erhitzen in der gleichen Weise, wie oben beschrieben, aufgearbeitet wird. Die bei
13 mm Druck und 2io bis 22O° überdestillierenden Anteile kristallisieren aus Alkohol
in farblosen Blättchen, die bei 64° schmelzen, entsprechend den in der Literatur
für p-Athyldesoxibenzoin gemachten Angaben. Die Ausbeute beträgt etwa 50110.
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3. Di-(p-acetylphenyl)-äthan 48,2g Glykoldiacetat werden in der in
Beispiel i beschriebenen Weise mit 52 g Benzol und 176 g wasserfreiem Aluminiumchlorid
in Reaktion gebracht. Die Reaktionsmischung wird nach istündigem Belassen bei ZimmertemperatuY
3 Stunden auf siedendem Wasserbad erhitzt, dann, wie unter i beschrieben, aufgearbeitet.
Beim Schütteln der abgeschiedenen Ölschicht mit Äther scheiden sich nahezu farblose
Kristalle ab, die aus Dioxanessigester umkristallisiert werden. Farblose Blättchen,
die bei 168° schmelzen, mit p-N itrophenylhy drazin ein Di-p-nitrophenylhydrazon
und bei Oxydation mit Chromsäure 2 Mol Terephthalsäure liefern. Die Ausbeute beträgt
etwa 5o %.
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4. 196 g Cyclohexylacetat werden innerhalb 112 Stunde unter guter
Kühlung zu einer Mischung von io.8 g Benzol und 36.7 g fein gepulvertem,
suhl. Aluminiumchlorid getropft, wobei sich die Mischung orangerot färbt und sich
gleichzeitig Chlorwasserstoff entwickelt. Nach vollendeter Zugabe des Esters bleibt
die Mischung 1j2 Stunde bei -5°, dann 3/:1 Stunden bei Zimmertemperatur sich selbst
überlassen, wird dann 2 Stunden auf dem Wasserbad erhitzt, danach in üblicher Weise
mit Eis unter gleichzeitiger Zugabe von Salzsäure zersetzt und aufgearbeitet. In
36- bis 45 0%iger Ausbeute wird das p-Cyclohexylacetophenon als farbloses, bei
179 bis 181 ° und 14 mm Siedendes, beim Abkühlen kristallin erstarrendes,
dann bei 6o bis 61' schmelzendes Öl erhalten.
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5. Zu der auf -io° abgekühlten Mischung von 213 g fein gepulvertem
Aluminiumchlorid und 85 g Äthylbenzol werden innerhalb 1/2 Stunde 71 g Essigsäureäthylester
zugetropft. Die Mischung bleibt dann 1j2 Stunde bei Zimmertemperatur sich selbst
überlassen, wird anschließend 3 Stunden auf dem Wasserbad erhitzt, dann, wie üblich,
aufgearbeitet. Nach einem Vorlauf aus Äthyl- und Polyäthylbenzolen sowie von p-Äthylbenzophenon
geht bei 16o bis 162°/16 mrra 2 - 4 - 5-Triäthylacetophenon in einer Ausbeute von
750/0 der Theorie als farbloses Öl über; Schmelzpunkt des Semicarbazons 181', des
Oxims 82 bis 83'.