DE69215621T2

DE69215621T2 - Verfahren zur Herstellung von Octahydrocumarin oder Derivat davon

Info

Publication number: DE69215621T2
Application number: DE69215621T
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Nishida; Kiyomi Sakai; Tamio Shirafuji
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1991-09-20
Filing date: 1992-09-04
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-09-05
Also published as: JPH0578346A; ES2094879T3; KR100208542B1; DE69215621D1; EP0533378B1; EP0533378A1; JP3079678B2; KR930005955A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Octahydrocumarin oder eines Derivats davon. Octahydrocumarin und seine Derivate sind wichtige Verbindungen in der Parfümindustrie und sind auch als Zwischenverbindungen in der chemischen Industrie verwendbar.
Allgemein bekannte Verfahren zur Herstellung von Octahydrocumarin oder eines Derivats davon umfassen zum Beispiel ein Verfahren, umfassend das Reduzieren von Cumarin oder eines Derivats davon mit Wasserstoff (wie in Yakugakuzasshi (Pharmaceutical Journal), Bd. 74, 895-898 (1954) beschrieben), ein Verfahren, umfassend das Reduzieren von 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäure oder eines Derivats davon mit Wasserstoff (wie in J. Am. Chem. Soc., Bd. 73, 724-730 (1951) beschrieben), ein Verfahren, umfassend das Reduzieren von 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäure oder eines Derivats davon mit Natriumborhydrid oder dergleichen (wie in J.Org.Chem., Bd. 27, 4141-4146 (1962) beschrieben), und ein Verfahren, umfassend die Umsetzung eines Hydroxynitrils mit Hilfe eines Rutheniumkatalysators (wie in JP-A-63-2 16879 beschrieben). (Der hier verwendete Begriff "JP-A" bedeutet eine ungeprüft veröffentlichte japanische Patentanmeldung).
Diese herkömmlichen Verfahren sind jedoch vom industriellen Standpunkt aus nicht zufriedenstellend. Die Reduktion von Cumarin oder seines Derivats mit Wasserstoff ist somit insofern nachteilig, als daß das als Ausgangsmaterial verwendete Cumarin oder sein Derivat teuer ist, und die Reduktion mit Wasserstoff einen hohen Wasserstoffdruck erfordert, der 100 atm deutlich übersteigt. Die Reduktion von 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäure oder ihres Derivats mit Wasserstoff, Natriumborhydrid oder dergleichen ist insofern industriell nicht zu bevorzugen, als daß die erreichbare Ausbeute der erwünschten Verbindung ungenügend ist, und Natriumborhydrid teuer ist. Ferner ist die Umsetzung eines Hydroxynitrils mit Hilfe eines Rutheniumkatalysators insofern nachteilig, als daß das als Ausgangsmaterial verwendete Hydroxynitril teuer ist.
Das Dokument D1 (Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 2, Nr.4, April 1988, Letchworth, GB, S. 431-438) offenbart auf S. 432, Spalte 1, 3. und 4. Absatz, daß 2-(2-(Ethoxycarbonyl)ethyl)cyclohexanon zur Herstellung von Cyclohexanol einer katalytischen Hydrierung unterzogen wird, die dem Hydrierungsschritt des 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureesters oder seines Derivats in der vorliegenden Erfindung entspricht.
Das Dokument D1 offenbart Pd(C) (Schema auf S. 432) und Platinschwarz (S. 435, Spalte 2, 3. und 4. Absatz) als Katalysatoren der katalytischen Hydrierung und zeigt nur für den Fall von Platinschwarz (S.435, Spalte 2, Zeile 26-29) spezielle Reaktionsbedingungen und Ergebnisse. Nach den Ergebnissen verbleiben, sogar wenn eine lange Reaktionszeit (17 Stunden) für die katalytische Hydrierung von 2-(2-(Ethoxycarbonyl)ethyl)cyclohexanon (entsprechend dem Ketoester in der vorliegenden Erfindung) angewendet wird, 10 % des Ausgangsmaterials 2-(2-(Ethoxycarbonyl)ethyl)cyclohexanon in dem System.
Die Erfinder führten intensive Untersuchungen durch, um ein industriell zufriedenstellendes Verfahren zur Herstellung von Octahydrocumarin oder eines Derivats davon zu entwickeln. Als Ergebnis wurde gefunden, daß Octahydrocumarin oder ein Derivat davon in guter Ausbeute erhalten werden kann, wenn die erwünschte Verbindung durch Reduzieren eines 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureesters oder eines Derivats davon mit Wasserstoff und anschließend Cyclisieren des entstandenen Reaktionsprodukts, d.h. eines 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäureesters oder seines Derivats, unter Abspaltung eines Alkohols hergestellt wird. Die vorliegende Erfindung beruht auf dieser Erkenntnis.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von Octahydrocumarin oder eines Derivats davon der Formel (3) bereit:
in der R&sub1; bis R&sub4; jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: Reduzieren eines 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureesters oder eines Derivats davon der Formel (1):
in der R&sub1; bis R&sub4; wie vorstehend definiert sind, und R&sub5; einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, unter Verwendung von Wasserstoff in Gegenwart eines Rutheniumkata- lysators, wodurch die Verbindung der Formel (1) in einen 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäureester oder ein Derivat davon der Formel (2):
in der R&sub1; bis R&sub5; wie vorstehend definiert sind, umgewandelt wird; und anschließend Cyclisieren der Verbindung der Formel (2), wodurch die Verbindung der Formel (2) unter Abspaltung eines Alkohols in Octahydrocumarin oder ein Derivat davon umgewandelt wird.
Beispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendeten 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureesters oder seines Derivats, die durch die Formel (1) dargestellt sind, umfassen
3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester,
3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureethylester,
3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäurepropylester,
3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureisopropylester,
3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäurebutylester,
3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäurepentylester,
3-(3-Methyl-2-oxocyclohexyl)propionsäuremethylester,
3-(5-Methyl-2-oxocyclohexyl)propionsäuremethylester,
3-(4-Ethyl-2-oxocyclohexyl)propionsäurepropylester,
3-(5-Isopropyl-2-oxocyclohexyl)propionsäuremethylester,
3-(4-Pentyl-2-oxocyclohexyl)propionsäurepropylester,
3-(3,4-Diethyl-2-oxocyclohexyl)propionsäurepropylester,
3-(3,4-Dimethyl-2-oxocyclohexyl)propionsäurepropylester,
3-(3,5-Diethyl-2-oxocyclohexyl)propionsäuremethylester und
3-(3-Ethyl-6-methyl-2-oxocyclohexyl)propionsäuremethylester.
Die Verbindung der Formel (1) ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt. Unter den vorstehenden Verbindungen werden 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester und 3-(2- Oxocyclohexyl)propionsäureethylester bevorzugt verwendet.
Als Katalysator zur Verwendung bei der Reduktion des 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureesters oder seines Derivats mit Wasserstoff wird bevorzugt ein Katalysator verwendet, der im allgemeinen zur Reduktion von Ketonen mit Wasserstoff verwendet wird. Beispiele davon umfassen Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium, Platin, Nickel, Kupfer und Chrom. Diese Katalysatoren können entweder allein oder als Gemisch aus zwei oder mehreren davon verwendet werden. Ruthenium, Rhodium, Palladium und Platin sind von diesen besonders bevorzugt.
Der Katalysator kann auf einen Träger aufgebracht werden, der aus einem Element der Gruppe IIA, IIIA, IVA oder VIA des Periodensystems oder Verbindungen davon, wie Kohlenstoff, Aluminiumoxid, Siheagel oder Bariumsulfat, besteht. Im Fall der Verwendung eines Trägerkatalysators beträgt die Menge des auf einen Träger aufgebrachten Katalysatormetalls, basierend auf dem Gesamtgewicht des Katalysators, bevorzugt etwa 0,1 bis 20 Gew.- %. Die Verwendung des Katalysators zusammen mit einer Molybdän-, Zink- oder Eisenverbindung ist möglich. Dies kann durch die Fixierung der Verbindung zusammen mit dem Katalysator auf einem Träger oder andererseits durch die Einführung der Verbindung in das Reaktionssystem erreicht werden. Außer der Verwendung als heterogener Katalysator kann der Katalysator auch in Form eines Salzes oder eines Komplexes des Katalysatormetalls mit einem Halogen, Wasserstoff oder Phosphin verwendet werden.
Obwohl der bevorzugte Bereich der Katalysatormenge abhängig von der Menge des auf einen Träger aufgebrachten Katalysators variiert, wenn der Katalysator heterogen ist, beträgt die Menge des für die Reduktion zu verwendenden Katalysators, basierend auf der Menge des 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureesters oder seines Derivats, bevorzugt 0,01 bis 5 Gew.-% als Metall, besonders bevorzugt 0,02 bis 2 Gew.-%, da eine zu kleine Menge des Katalysators eine zu niedrige Reaktionsgeschwindigkeit ergibt, während eine zu große Menge davon nicht nur die Bildung einer erhöhten Menge an Nebenprodukten, sondern auch erhöhte Kosten zur Folge hat. Der Katalysator kann wiederverwendet werden.
Die Reduktion mit Wasserstoff kann unter Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Beispiele des Lösungsmittels umfassen Wasser, Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Ether, organische Säuren und Ester. Diese Lösungsmittel können entweder allein oder als Gemisch aus zwei oder mehreren davon verwendet werden. Das Lösungsmittel beschleunigt gelegentlich die Reduktion. Die Menge des Lösungsmittels beträgt, basierend auf der Menge des 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureesters oder seines Derivats, bevorzugt das 0,5- bis 10-fache in Gewicht. Die Reduktion kann jedoch ohne die Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt werden.
Zum Zweck der Beschleunigung der Reduktion oder für andere Zwecke kann eine Säure oder ein Alkali als Zusatz in das Reaktionssystem eingeführt werden. Beispiele der Säure umfassen Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure und Perchlorsäure Beispiele des Alkalis umfassen Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Ammoniak. Die Menge der Säure oder des Alkalis beträgt, basierend auf der Menge des 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureesters oder seines Derivats, bevorzugt 0,01 bis 10 Gew.-%.
Die Reduktion wird bei einer Temperatur von im allgemeinen etwa 0 bis 250ºC, bevorzugt von Raumtemperatur bis 200ºC, durchgeführt. Temperaturen unterhalb von etwa 0ºC sind aufgrund niedriger Reaktionsgeschwindigkeiten nicht bevorzugt, während Temperaturen, die etwa 250ºC übersteigen, insofern nicht bevorzugt sind, als daß das Ausgangsmaterial zersetzt werden kann oder andere unerwünschte Reaktionen stattfinden können. Der Wasserstoffpartialdruck beträgt bevorzugt etwa 0,5 bis 200 atm, obwohl er vom Katalysator abhängt. Zusammen mit dem Wasserstoff kann die Gasphase ein inertes Gas, wie Stickstoff, Hehum, Argon oder Kohlendioxid, enthalten.
Es gibt Fälle, in denen in der Reduktion ein Teil des Reduktionsproduktes, d.h. ein 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäureester oder ein Derivat davon, eine Cyclisierung durchläuft, wobei sich gemäß der Reaktionstemperatur oder anderer Reaktionsbedingungen Octahydrocumarin oder sein Derivat ergibt. Sogar wenn das Reaktionsgemisch der Reduktion sowohl den 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäureester oder sein Derivat als auch das so gebildete Octahydrocumarin oder sein Derivat enthält, stellt dieses jedoch kein besonderes Problem im nachfolgenden Schritt der Cyclisierung und Alkoholabspaltung dar. Der sich aus der Cyclisierung und Alkoholabspaltung als Teil des 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäureesters oder seines Derivats während der Reduktion ergebende Alkohol kann durch Destillation oder andere Mittel während oder nach der Reduktion entfernt werden.
Die Verwendung einer Säure oder eines Alkalis als Katalysator bei der Cyclisierung und Alkoholabspaltung des 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäureesters oder seines Derivats ist bevorzugt. Beispiele der Säure umfassen Mineralsäuren, wie Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure und Perchlorsäure, Carbonsäuren, wie Palmitinsäure, Stearinsäure, Phthalsäure und Adipinsäure, und feste Säuren, wie aktiven Kohlenstoff, Zeolith und saure Ionenaustauscherharze. Beispiele des Alkalis umfassen Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Amine und basische Ionenaustauscherharze. Der Katalysator kann wiederverwendet werden.
Die Menge des in der Cyclisierung und Alkoholabspaltung zu verwendenden Katalysators beträgt, basierend auf der Menge des 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäureesters oder seines Derivats, bevorzugt 0,01 bis 10 Gew.-%.
Diese zweite Reaktion wird im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa 0 bis 300ºC, bevorzugt von Raumtemperatur bis 200ºC, durchgeführt. Temperaturen unterhalb von etwa 0ºC sind aufgrund niedriger Reaktionsgeschwindigkeiten nicht bevorzugt, während Temperaturen, die etwa 300ºC übersteigen, insofern nicht bevorzugt sind, als daß das Ausgangsmaterial zersetzt werden kann oder andere unerwünschte Reaktionen stattfinden können.
Die Cyclisierung und Alkoholabspaltung werden bevorzugt durchgeführt, während entweder die Reaktionsprodukte, d.h. Octahydrocumarin oder sein Derivat und ein Alkohol, oder nur der Alkohol durch Destillation laufend aus dem Reaktionssystem entfernt werden. Die Entfernung des Octahydrocumarins oder seines Derivats und des Alkohols durch Destillation kann unter reduziertem Druck durchgeführt werden. Die Cyclisierung und Alkoholabspaltung kann jedoch ohne die Entfernung dieser Reaktionsprodukte durchgeführt werden.
Das Octahydrocumarin oder sein Derivat, das durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten wurde, ist in der Regel ein Gemisch aus dem cis- und trans-Isomer. Obwohl dieses Gemisch in der Regel kein besonderes Problem darstellt, ist die Verwendung eines stereoselektiven Katalysators in der Reduktion möglich, um bevorzugt entweder die Isomere zu erhalten oder eines der Isomere aus dem entstandenen Octahydrocumarin oder seinem Derivat abzutrennen.
Jedes der cis- und trans-Isomere des Octahydrocumarins oder seines Derivats, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten wurden, kann ein Gemisch optischer Isomere sein. Obwohl jedes Gemisch im allgemeinen kein Problem darstellt, ist die Verwendung eines stereoselektiven Katalysators in der Reduktion möglich, um bevorzugt entweder die Isomere zu erhalten oder eines der Isomere aus dem entstandenen Octahydrocumarin oder seinem Derivat zu isolieren.
Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kann Octahydrocumarin oder ein Derivat davon durch ein industriell anwendbares, einfaches Verfahren unter Verwendung eines preiswerten Ausgangsmaterials in guter Ausbeute hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele ausführlicher erklärt. Wenn es nicht anders angegeben ist, sind alle Prozente in den folgenden Beispielen auf das Gewicht bezogen.

BEISPIEL 1

25 g 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester (mit einer Reinheit von 95 Gew.-%) und 0,5 g Platindioxidkatalysator wurden in einen aus SUS (Edelstahl) hergestellten Autoklaven mit 100 ml eingebracht. Das Innere des Autoklaven wurde mit Wasserstoff unter einen Druck von 15 kg/cm²G gesetzt, und der Inhalt wurde anschließend mit 1000 UpM bei Raumtemperatur (etwa 25ºC) gerührt, bis die Wasserstoffabsorption beendet war (etwa 7 Stunden), wodurch eine Reduktion durchgeführt wurde.
Nach der Beendigung der Reduktion wurde der Katalysator durch Filtration aus dem Reaktionsgemisch entfernt, wobei 20 g eines Reduktionsgemisches erhalten wurden. Die Analyse des so erhaltenen Reduktionsgemisches durch Gaschromatographie zeigte, daß es 71 % 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäuremethylester und 13 % Octahydrocumarin enthielt. Der 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester wurde in dem Reduktionsgemisch nicht nachgewiesen.
0,03 g konzentrierte Schwefelsäure wurden zu dem so erhaltenen Reduktionsgemisch gegeben. Dieses Gemisch wurde zur Durchführung einer Cyclisierung und Alkoholabspaltung bei einem Druck von 10 mmHg einer einfachen Destillation unterzogen. Die für die einfache Destillation erforderliche Zeitdauer betrug etwa 1 Stunde, während die höchste Temperatur des Destillierkolbens 145ºC betrug. Als Ergebnis wurden 13 g eines flüssigen Destillats erhalten. Die Analyse des so erhaltenen Destillats durch Gaschromatographie zeigte, daß es 96 % Octahydrocumarin enthielt. Es wurde weder 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester noch 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäuremethylester in dem Destillat nachgewiesen. Die Ausbeute an Octahydrocumarin betrug, basierend auf dem als Ausgangsmaterial verwendeten 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester, 62 %.

BEISPIEL 2

12,5 g 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester (mit einer Reinheit von 95 Gew.-%), 0,1 g eines Katalysators, der aus Aktivkohle und darauf aufgebrachtem Ruthenium in einer Menge von 5 %, basierend auf dem gesamten Katalysator, zusammengesetzt war, und 10 g Methanol und 2,5 g Wasser als Lösungsmittel wurden in einen aus SUS hergestellten Autoklaven mit 100 ml eingebracht. Das Innere des Autoklaven wurde mit Wasserstoff unter einen Druck von 15 kg/cm²G gesetzt, und der Inhalt wurde anschließend mit 1000 UpM 2,5 Stunden bei einer Temperatur von 50ºC gerührt, wodurch eine Reduktion durchgeführt wurde.
Nach der Beendigung der Reduktion wurde der Katalysator durch Futration aus dem Reaktionsgemisch entfernt, wobei 20 g eines Reduktionsgemisches erhalten wurden. Die Analyse des so erhaltenen Reduktionsgemisches durch Gaschromatographie zeigte, daß der Teil des Gemisches ohne die Lösungsmittel 77 % 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäuremethylester, 22 % Octahydrocumarin und 0,1 % 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester enthielt.
0,3 g einer wäßrigen NaOH-Lösung mit 20 Gew.-% wurden zu dem so erhaltenen Reduktionsgemisch gegeben. Dieses Gemisch wurde zur Durchführung einer Cyclisierung und Alkoholabspaltung bei einem Druck von 10 mmHg einer einfachen Destillation unterzogen. Die für die einfache Destillation erforderliche Zeitdauer betrug etwa 1 Stunde, während die höchste Temperatur des Destillierkolbens 140ºC betrug. Als Ergebnis wurden 7 g eines flüssigen Destillats erhalten. Die Analyse des so erhaltenen Destillats durch Gaschromatographie zeigte, daß es 99 % Octahydrocumarin, 0,5 % 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäuremethylester und 0,1 % 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester enthielt. Die Ausbeute an Octahydrocumarin betrug, basierend auf dem als Ausgangsmaterial verwendeten 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester, 69 %.

BEISPIEL 3

12,5 g 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester (mit einer Reinheit von 95 Gew.-%), 0,1 g eines Katalysators, der aus Aktivkohle und darauf aufgebrachtem Ruthenium in einer Menge von 5 %, basierend auf dem gesamten Katalysator, zusammengesetzt war, und 10 g Ethanol und 2,5 g Wasser als Lösungsmittel wurden in einen aus SUS hergestellten Autoklaven mit 100 ml eingebracht. Das Innere des Autoklaven wurde mit Wasserstoff unter einen Druck von 15 kg/cm²G gesetzt, und der Inhalt wurde anschließend mit 1000 UpM 2,5 Stunden bei einer Temperatur von 50ºC gerührt, wodurch eine Reduktion durchgeführt wurde.
Nach der Beendigung der Reduktion wurde der Katalysator durch Filtration aus dem Reaktionsgemisch entfernt, wobei 22 g eines Reduktionsgemisches erhalten wurden. Die Analyse des so erhaltenen Reduktionsgemisches durch Gaschromatographie zeigte, daß der Teil des Gemisches ohne die Lösungsmittel 80 % 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäuremethylester, 17 % Octahydrocumarin und 0,1 % 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester enthielt.
0,1 g Palmitinsäure wurden zu dem so erhaltenen Reduktionsgemisch gegeben. Dieses Gemisch wurde zur Durchfühung einer Cyclisierung bei einem Druck von 10 mmHg einer einfachen Destillation unterzogen. Die für die einfache Destillation erforderliche Zeitdauer betrug etwa 1 Stunde, während die höchste Temperatur des Destillierkolbens 140ºC betrug. Als Ergebnis wurden 8 g eines flüssigen Destillats erhalten. Die Analyse des so erhaltenen Destillats durch Gaschromatographie zeigte, daß es 68 % Octahydrocumarin, 31 % 3-(2- Hydroxycyclohexyl)propionsäuremethylester und 0,1 % 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester enthielt. Die Ausbeute an Octahydrocumarin betrug, basierend auf dem als Ausgangsmaterial verwendeten 3-(2-Cyclohexanoyl)propionsäuremethylester, 54 %.

BEISPIEL 4

62,5 g 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester (mit einer Reinheit von 95 Gew.-%), 0,6 g eines Katalysators, der aus Aktivkohle und darauf aufgebrachtem Ruthenium in einer Menge von 5 %, basierend auf dem gesamten Katalysator, zusammengesetzt war, und 50,8 g Methanol und 12,6 g Wasser als Lösungsmittel wurden in einen aus SUS hergestellten Autoklaven mit 500 ml eingebracht. Das Innere des Autoklaven wurde mit Wasserstoff unter einen Druck von 15 kg/cm²G gesetzt, und der Inhalt wurde anschließend mit 1000 UpM 2,5 Stunden bei einer Temperatur von 100ºC gerührt, wodurch eine Reduktion durchgeführt wurde.
Nach der Beendigung der Reduktion wurde das entstandene Reaktionsgemisch filtriert, wobei 1,4 g des nassen Katalysators zurückgewonnen und 116 g eines Reduktionsgemisches erhalten wurden. Die Analyse des so erhaltenen Reduktionsgemisches durch Gaschromatographie zeigte, daß der Teil des Gemisches ohne die Lösungsmittel 51 % 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäuremethylester und 45 % Octahydrocumarin enthielt. 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester wurde in dem Reduktionsgemisch nicht nachgewiesen.
0,3 g einer waßrigen NaOH-Lösung mit 20 Gew.-% wurden zu dem so erhaltenen Reduktionsgemisch gegeben. Die Lösungsmittel wurden anschließend aus diesem Gemisch entfernt, indem das Gemisch einer einfachen Destillation bei Normaldruck unterzogen wurde. Anschließend wurde zur Durchfhhrüng einer Cyclisierung und Alkoholabspaltung die entstandene Flüssigkeit 30 Minuten unter Rückfluß erhitzt und dann bei einem Druck von 10 mmHg einer einfachen Destillation unterzogen. Die für diese einfache Destillation erforderliche Zeitdauer betrug etwa 1 Stunde, während die höchste Temperatur des Destillierkolbens 150ºC betrug. Als Ergebnis wurden 45 g eines flüssigen Destillats und 1,6 g eines Destillationsrückstandes erhalten. Die Analyse des so erhaltenen Destillats durch Gaschromatographie zeigte, daß es 99 % Octahydrocumarin und 0,1 % 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäuremethylester enthielt. 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester wurde in dem Destillat nicht nachgewiesen. Die Ausbeute an Octahydrocumarin betrug, basierend auf dem als Ausgangsmaterial verwendeten 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester, 90 %.

BEISPIEL 5

62,2 g 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester (mit einer Reinheit von 95 Gew.-%), 1,4 g des in Beispiel 5 zurückgewonnenen Katalysators und 50,2 g Methanol und 12,6 g Wasser als Lösungsmittel wurden in einen aus SUS hergestellten Autoklaven mit 500 ml eingebracht. Das Innere des Autoklaven wurde mit Wasserstoff unter einen Druck von 15 kg/cm²G gesetzt, und der Inhalt wurde anschließend mit 1000 UpM 5 Stunden bei einer Temperatur von 100ºC gerührt, wodurch eine Reduktion durchgeführt wurde.
Nach der Beendigung der Reduktion wurde das entstandene Reaktionsgemisch filtriert, wobei 115 g eines Reduktionsgemisches erhalten wurden. Die Analyse des so erhaltenen Reduktionsgemisches durch Gaschromatographie zeigte, daß der Teil des Gemisches ohne die Lösungsmittel 80 % 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäuremethylester, 19 % Octahydrocumarin und 1,0 % 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester enthielt.
1,6 g des in Beispiel 4 erhaltenen Destillationsrückstandes wurden zu dem so erhaltenen Reduktionsgemisch gegeben. Die Lösungsmittel wurden anschließend aus diesem Gemisch entfernt, indem das Gemisch einer einfachen Destillation bei Normaldruck unterzogen wurde. Anschließend wurde zur Durchfüluung einer Cyclisierung und Alkoholabspaltung die entstandene Flüssigkeit 30 Minuten unter Rückfluß erhitzt und dann bei einem Druck von 10 mmHg einer einfachen Destillation unterzogen. Die für diese einfache Destillation erforderliche Zeitdauer betrug etwa 1 Stunde, während die höchste Temperatur des Destillierkolbens 155ºC betrug. Als Ergebnis wurden 42 g eines flüssigen Destillats erhalten. Die Analyse des so erhaltenen Destillats durch Gaschromatographie zeigte, daß es 99 % Octahydrocumarin, 0,01 % 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäuremethylester und 0,8 % 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester enthielt. Die Ausbeute an Octahydrocumarin betrug, basierend auf dem als Ausgangsmaterial verwendeten 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester, 84 %.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Octahydrocumarin oder eines Derivats davon der Formel (3);

in der R&sub1; bis R&sub4; jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt; Reduzieren eines 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureesters oder eines Derivats davon der Formel (1):

in der R&sub1; bis R&sub4; wie vorstehend definiert sind, und R&sub5; einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, unter Verwendung von Wasserstoff in Gegenwart eines Rutheniumkatalysators, wodurch die Verbindung der Formel (1) in einen 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsaureester oder ein Derivat davon der Formel (2):

in der R&sub1; bis R&sub5; wie vorstehend definiert sind, umgewandelt wird; und anschließend Cyclisieren der Verbindung der Formel (2), wodurch die Verbindung der Formel (2) unter Abspaltung eines Alkohols in Octahydrocumarin oder ein Derivat davon umgewandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Katalysator in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-% als Metall, basierend auf der Menge des 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureesters oder eines Derivats davon, verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Reduktion bei einem Wasserstoffpartialdruck von 0,5 bis 200 atm durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei die Reduktion bei einer Temperatur von 0 bis 250ºC durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei die Cyclisierung und die Abspaltung von Alkohol in Gegenwart einer Säure oder eines Alkalis durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Säure oder das Alkali in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, basierend auf der Menge des 3-(2-Hydroxycyclohexyl)propionsäureesters oder eines Derivats davon, verwendet wird.

7. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei die Cyclisierung und die Abspaltung von Alkohol bei einer Temperatur von 0 bis 300ºC durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, wobei der 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureester oder das Derivat davon der 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäuremethylester oder der 3-(2-Oxocyclohexyl)propionsäureethylester ist.