DE69835508T2 - Verfahren zur herstellung von 2-(omega-alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanoliden,omega-hydroxy-(omega-3)-keto-fettsäureestern und ihrer derivate - Google Patents

Verfahren zur herstellung von 2-(omega-alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanoliden,omega-hydroxy-(omega-3)-keto-fettsäureestern und ihrer derivate Download PDF

Info

Publication number
DE69835508T2
DE69835508T2 DE69835508T DE69835508T DE69835508T2 DE 69835508 T2 DE69835508 T2 DE 69835508T2 DE 69835508 T DE69835508 T DE 69835508T DE 69835508 T DE69835508 T DE 69835508T DE 69835508 T2 DE69835508 T2 DE 69835508T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
general formula
alkali metal
metal salt
acid
integer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69835508T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69835508D1 (de
Inventor
Hideaki Noda Branch TAKAOKA
Sigeru Noda Branch WADA
Nobuhiko Noda Branch ITO
Akio Noda Branch HASEBE
Shinzo Room 1101 Nexus Yamatedori IMAMURA
Hideo Toray Shataku D-401 MURAOKA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Soda Aromatic Co Ltd
Original Assignee
Soda Aromatic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP18902297A external-priority patent/JPH1121270A/ja
Priority claimed from JP18902197A external-priority patent/JP4706887B2/ja
Priority claimed from JP05582798A external-priority patent/JP4853691B2/ja
Application filed by Soda Aromatic Co Ltd filed Critical Soda Aromatic Co Ltd
Publication of DE69835508D1 publication Critical patent/DE69835508D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69835508T2 publication Critical patent/DE69835508T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/26—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D307/30—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D307/32—Oxygen atoms
    • C07D307/33—Oxygen atoms in position 2, the oxygen atom being in its keto or unsubstituted enol form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/43—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/30—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
    • C07C67/317—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by splitting-off hydrogen or functional groups; by hydrogenolysis of functional groups
    • C07C67/32—Decarboxylation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/66—Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety
    • C07C69/67—Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety of saturated acids
    • C07C69/716—Esters of keto-carboxylic acids or aldehydo-carboxylic acids

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid und Derivaten davon, neue Ester von aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren und Derivaten davon, die sich als verschiedenartige synthetische Rohmaterialien und Zwischenprodukte eignen und die als Zwischenprodukte im Herstellungsschritt von aliphatischen ω-Hydroxysäuren hergestellt werden, die in der Parfumindustrie wichtige Zwischenprodukte von Parfums auf Basis großer zyklischer Lactone darstellen.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Trennung und Reinigung eines Alkalimetallsalzes von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanoliden und Derivaten davon sowie von nichtumgesetztem Dicarboxylatester bei der Herstellung von ω-Hydroxysäuren, die wichtige Zwischenprodukte von Parfums auf Basis großer zyklischer Lactone darstellen.
  • Stand der Technik
  • Alkalimetallsalze von aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren der allgemeinen Formel (5):
    Figure 00010001
    (worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist) und aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren der allgemeinen Formel (10):
    Figure 00010002
    (worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist) eignen sich als verschiedenartige synthetische Rohmaterialien und Zwischenprodukte und gelten in der Parfumindustrie als besonders wichtige Zwischenprodukte für Parfums auf Basis makrozyklischer Lactone.
  • 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid eignet sich als verschiedenartige synthetische Rohmaterialien und Zwischenprodukte und wird wirksam als Zwischenprodukt bei der Herstellung oben angeführter aliphatischer ω-Hydroxysäuren eingesetzt, die in der Parfumindustrie besonders wichtige Zwischenprodukte von Parfums auf Basis großer zyklischer Lactone darstellen, wie z.B. Cyclopentadecanolid und Cyclohexadecanolid.
  • Im US-Patent 5.693.828 ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von Cyclopentadecanolid unter Verwendung eines Dicarbonsäure-Ausgangsmaterials beschrieben.
  • Unter herkömmlichen Syntheseverfahren für aliphatische ω-Hydroxysäuren ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 5-86013 ein Verfahren unter Verwendung von ω-Cyanoundecanatester und γ-Butyrolacton als Ausgangsmaterialien offenbart.
  • In diesem Verfahren ist die Herstellung der Rohmaterialien im Allgemeinen jedoch schwierig, und relativ teures Methyl-11-cyanoundecanoat wird als Rohmaterial eingesetzt. Weiters macht das im letzten Carboxylierungsschritt der Nitrilgruppe an der ω-Position gebildete Ammoniak ein kompliziertes Verfahren erforderlich und hat negative Auswirkungen auf den Geruch des Endprodukts; folglich ist dieses Verfahren technisch gesehen nicht zufrieden stellend.
  • Andere Syntheseverfahren für aliphatische ω-Hydroxysäuren unter Verwendung von α-(ω-Cyanoalkanoyl)-γ-butyrolacton als Ausgangsmaterial sind in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 3-11036 und 5-86013 offenbart. Der Vorteil dieser Verfahren besteht darin, dass das Zwischenprodukt, ω-Hydroxyketonitril, das durch Hydrolyse und Decarboxylierung eines α-(ω-Cyanoalkanoyl)-γ-butyrolactons in Gegenwart eines Alkalimetallhydroxids hergestellt wird, öllöslich ist; folglich sind große Mengen an verwendetem Wasser und von als Nebenprodukt gebildetem Alkalimetallcarbonat einfach abzutrennen.
  • Ausgangsmaterialien für α-(ω-Cyanoalkanoyl)-γ-butyrolactone sind jedoch schwer erhältlich. Wenn relativ teurer ω-Cyanoundecanoatester als Rohmaterial verwendet wird oder wenn die Nitrilgruppe an der ω-Position schließlich carboxyliert wird, bildet sich Ammoniak. Somit ist ein komplizierter Vorgang erforderlich, und Ammoniak beeinträchtigt weiters den Geruch des Endprodukts; folglich ist dieses Verfahren aus technischer Sicht nach wie vor nicht zufrieden stellend.
  • Die PCT-Anmeldungsveröffentlichung WO 97/06156 offenbart ein Verfahren unter Verwendung eines sehr einfach erhältlichen und kostengünstigen Dicarboxylatesters der allgemeinen Formel ROOC(CH2)nCOOR, worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist, und eines γ-Butyrolactons als Ausgangsmaterialien. In diesem Verfahren wird ein Überschuss an Dicarboxylatester mit γ-Butyrolacton in Gegenwart eines basischen Kondensationsmittels bei Raumtemperatur vermischt und erhitzt und unter Normaldruck gerührt, während bei der Umsetzung gebildetes Methanol entfernt wird, um 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolide herzustellen. Dieses Verfahren ist ebenfalls ausgezeichnet.
  • Die Selektivität und Ausbeute ist jedoch nicht zufrieden stellen. Weiters muss ein großer Überschuss an wässriger alkalischer Lösung während der Hydrolyse und Decarboxylierung des Zwischenprodukts 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid zugesetzt werden. Somit besteht ein Nachteil des Verfahrens in der Entfernung der großen Wassermenge mittels Destillation vor dem anschließenden Wolff-Kishner-Reduktionsschritt.
  • In diesem Verfahren wird ein Überschuss an Dicarboxylatester, welcher dem Zwei- oder Mehrfachen der Zugabemenge von γ-Butyrolacton entspricht, eingesetzt, um die Selektivität in Bezug auf das Dicarboxylatester-Rohmaterial der oben angeführten all gemeinen Formel zu erhöhen, wobei nichtumgesetzter Dicarboxylatester aus dem Reaktionsgemisch entfernt wird, um in der nächsten Reaktion wiederverwendet zu werden.
  • Bei der Abrennung von nichtumgesetztem Dicarboxylatester und 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid nach der Reaktion, nach der Ansäuerung der Kondensationslösung, Extraktion mit einem Lösungsmittel, wie z.B. Ethylacetat, Waschen und Rückgewinnung des Lösungsmittels, wird das Reaktionsgemisch einer einfachen Destillation unterzogen, sodass der nichtumgesetzte Dicarboxylatester im Destillat vom Kondensationsprodukt 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid im Destillationsrückstand getrennt wird.
  • Dieses Verfahren erfordert jedoch einen viele Schritte umfassenden komplizierten Ablauf, wie z.B. Extraktion und einfache Destillation, und beinhaltet das Problem, das sich 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolide bei der Destillation zersetzen. Weiters erfordert das Verfahren in der anschließenden alkalischen Hydrolyse, Decarboxylierung und Wolff-Kishner-Reduktion einen komplizierten Schritt, bei dem die Base wieder zu dem durch die Ansäuerung erhaltenen 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid zugesetzt wird.
  • In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 4-134047 ist ein Verfahren zur Trennung von drei Gemischtypen, nämlich aliphatischer ω-Hydroxysäuren oder ihrer Ester, α-ω-Diolen und Dicarbonsäuren oder ihrer Ester, offenbart, wobei keine Verbindung mit einer Carbonylgruppe im Molekül vorgeschlagen wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegenden Erfinder haben intensiv nach Lösungen für die Probleme des in der PCT-Anmeldungsveröfentlichung WO 97/06156 offenbarten Verfahren geforscht, d.h., die Verwendung großer Mengen an wässriger alkalischer Lösung und Wärme sowie die arbeitsintensiven Schritte zur Wasserabtrennung, und fanden heraus, dass diese Probleme gelöst werden können, indem eine neue Verbindung, ein Ester einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure als Zwischenprodukt bei der Herstellung der aliphatischen ω-Hydroxysäure, verwendet wird, was zur Entwicklung vorliegender Erfindung führte.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Verfahren mit hoher Ausbeute, verbesserter Selektivität und technischen Vorteilen zur Herstellung von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanoliden und Derivaten davon, wie z.B. ein Alkalimetallsalzen, unter Verwendung einfach erhältlicher und kostengünstiger Dicarboxylatester.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben auch ein Verfahren zur wirksamen Trennung der Kondensationsprodukte, der Alkalimetalle der 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolide und Derivate davon, vom nichtumgesetzten Ester durch Extraktion unter Verwendung eines inaktiven Lösungsmittels mit Wasser oder einer wässrigen alkalischen Lösung oder durch Fest-Flüssig-Trennung unter Verwendung eines inaktiven Lösungsmittels bei der Trennung des Reaktionsprodukts und des nichtumgesetzten Dicarboxylatesters von der Kondensationslösung, die aus γ-Butyrolacton und einem Überschuss an Dicarboxylatester in Gegenwart einer Base hergestellt wird, gefunden und die vorliegende Erfindung entwickelt.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung neuer Verbindungen, d.h. Ester von aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren, die vorteilhaft als Zwischenprodukte bei der industriellen Herstellung aliphatischen ω-Hydroxysäuren eingesetzt werden und wichtige Zwischenprodukte von Parfums auf Basis großer zyklischer Lactone darstellen, sowie die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Estern aliphatischer ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren und Derivaten davon in hoher Ausbeute.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum hochselektiven Abtrennen und Gewinnen aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-keto säuren und Salzen davon, Dicarbonsäuren und Salzen davon als Nebenprodukte und α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandionen bei der industriellen Herstellung von aliphatischen ω-Hydroxysäuren, die wichtige Zwischenprodukte von Parfums auf Basis großer zyklischer Lactone darstellen.
  • Zur Erreichung oben angeführter Ziele stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanoliden der allgemeinen Formel (2) und von Alkalimetallsalzen der 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolide der allgemeinen Formel (3) bereit, umfassend das Kondensieren von γ-Butyrolacton mit einem Dicarboxylatester der allgemeinen Formel (1): ROOC(CH2)nCOOR (1)worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist;
    Figure 00060001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist;
    Figure 00060002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist, R eine Alkylgruppe ist und M ein Alkalimetall ist,
    worin der durch die allgemeine Formel (1) dargestellte Dicarboxylatester erhitzt und gerührt wird und γ-Butyrolacton und ein Alkalimetallalkoholat zugesetzt werden, um die Kondensationsreaktion durchzuführen.
  • In bevorzugten Ausführungsformen ist R in der allgemeinen Formel (1) eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei die Kondensationsreaktion durchgeführt wird, während Alkohol durch Destillation unter reduziertem Druck entfernt wird und die Kondensationsreaktion unter Variation des reduzierten Drucks in zwei oder mehr Stufen durchgeführt wird.
  • Das Alkalimetallsalz des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids der allgemeinen Formel (3) aus dem vorhergehenden Schritt und nicht umgesetzter Dicarboxylatester werden voneinander getrennt und gereinigt. Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Trennen und Reinigen eines Alkalimetallsalzes des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids der allgemeinen Formel (3) und von nicht umgesetztem Dicarboxylatester aus einer Kondensationsreaktionslösung von γ-Butyrolacton und dem Dicarboxylatester der allgemeinen Formel (1) umfasst eine Fest-Flüssig-Trennung unter Verwendung eines Lösungsmittels, das mit dem Alkalimetallsalz des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids nicht reaktionsfähig ist.
  • Ein weiteres Verfahren gemäß vorliegender Erfindung zum Trennen und Reinigen der Alkalimetallsalze von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanoliden der allgemeinen Formel (3), Derivaten davon, bei denen es sich um Alkalimetallsalze aliphatischer ω-Hydroxy-(ω-2)-carboxy-(ω-3)-ketosäuren der allgemeinen Formel (4), Alkalimetallsalze aliphatischer ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren der allgemeinen Formel (5) oder Alkalimetallsalze von Estern aliphatischer ω-Hydroxy-(ω-2)-carboxy-(ω-3)-ketosäuren der allgemeinen Formel (6) handelt, sowie von nichtumgesetztem Dicarboxylatester aus einer Kondensationsreaktionslösung von γ-Butyrolacton und des Dicarboxylatesters der allgemeinen Formel (1) umfasst eine Extraktion unter Verwendung von Wasser oder einer wässrigen alkalischen Lösung:
    Figure 00080001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist;
    Figure 00080002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist; und
    Figure 00080003
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist, R eine Alkylgruppe ist und M ein Alkalimetall ist. Die Verbindungen der allgemeinen Formeln (3), (4), (5) und (6) können unter Verwendung eines inaktiven Lösungsmittels mit Wasser oder einer wässrigen alkalischen Lösung extrahiert werden.
  • In vorliegender Erfindung wird weiters ein Ester der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren der allgemeinen Formel (7) hergestellt:
    Figure 00080004
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist.
  • Ein Verfahren gemäß vorliegender Erfindung zur Herstellung von Estern aliphatischer ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren umfasst die selektive Hydrolyse und Decarboxylierung des γ-Butyrolactonabschnitts von Alkalimetallsalzen von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanoliden der allgemeinen Formel (3):
    Figure 00090001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist, R eine Alkylgruppe ist und M ein Alkalimetall ist. In vorliegender Erfindung ist der Ester der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure durch Hydrolyse und Decarboxylierung eines Alkalimetallsalzes von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid der allgemeinen Formel (3) in Gegenwart einer schwachen Säure erhältlich:
    Figure 00090002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist, R eine Alkylgruppe ist und M ein Alkalimetall ist.
  • Die gemäß vorliegender Erfindung erhaltenen Ester aliphatischer ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren der allgemeinen Formel (7) sind neue Verbindungen:
    Figure 00090003
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist. R in der allgemeinen Formel (7) ist vorzugsweise eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen.
  • Gemäß vorliegender Erfindung wird das α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandion der allgemeinen Formel (9) gewonnen, indem die erforderliche Menge an Base zu einem Gemisch, das die Verbindungen der allgemeinen Formeln (3), (4), (5) und (6) enthält, zugesetzt wird, von der Kondensationslösung zur Hydrolyse und Decarboxylierung abgetrennt wird, und anschließend durch Extrahieren des α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandions der allgemeinen Formel (9) mit einem organischen Lösungsmittel aus einem Gemisch, das drei Verbindungen enthält, nämlich ein Alkalimetallsalz einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5), ein Alkalimetallsalz einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) und α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandion der allgemeinen Formel (9), oder durch selektives Auskristallisieren des α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandions der allgemeinen Formel (9) aus dem Gemisch:
    Figure 00100001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist;
    Figure 00100002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist; und
    Figure 00100003
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  • Gemäß vorliegender Erfindung wird das Alkalimetallsalz einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) selektiv aus einem Gemisch auskris tallisiert, welches ein Alkalimetallsalz der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) und ein Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) enthält, und diese werden durch Fest-Flüssig-Trennung in einen Filterkuchen und ein Filtrat aufgetrennt, um das Alkalimetallsalz der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) und das Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) zu trennen und zu gewinnen:
    Figure 00110001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetallsalz ist;
    Figure 00110002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetallsalz ist.
  • Das Einstellen des pH-Werts des Gemischs, das die aliphatische ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) enthält, mit einer Mineralsäure auf 5 bis 7 ermöglicht die Trennung und Gewinnung der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (10) und des Alkalimetallsalzes der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8):
    Figure 00110003
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  • Darüber hinaus ermöglicht das Einstellen des pH des Filtrats, welches das Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) enthält, mit einer Mineralsäure auf 3 bis 5 das Abtrennen und Gewinnen der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (11):
    Figure 00120001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird auch durch eine Kombination dieser Verfahren erreicht.
  • Beste Art der Durchführung der Erfindung
  • Gemäß vorliegender Erfindung wird γ-Butyrolacton zuerst durch Kondensation mit einem Dicarboxylatester der allgemeinen Formel (1) umgesetzt, um 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid der allgemeinen Formel (2) oder ein Alkalimetallsalz des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids der allgemeinen Formel (3) zu bilden: ROOC(CH2)nCOOR (1)worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist;
    Figure 00120002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist;
    Figure 00130001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist, R eine Alkylgruppe ist und M ein Alkalimetall ist.
  • Die Kondensationsreaktion zwischen Dicarboxylatester und γ-Butyrolacton in Gegenwart eines basischen Kondensationsmittels ist kompliziert; somit wird angenommen, dass Selektivität und Ausbeute stark vom Reaktionsvorgang, wie z.B. dem Verfahren zur Zufuhr der Rohmaterialien, und dem Verfahren zur Entfernung des gebildeten Methanols abhängen. Intensive Studien seitens der Erfinder der vorliegenden Erfindung hinsichtlich dieses Punkts, die auf den Reaktionsmechanismus in Bezug auf die Bildung von Alkohol abzielten, ergaben, dass 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid und Alkalimetallsalze davon wie nachstehend beschrieben mit zufrieden stellender Selektivität und Ausbeute erhalten werden.
  • In der ersten Stufe werden γ-Butyrolacton und ein Alkalimetallalkoholat zu einem heißen Dicarboxylatester unter Rühren bei reduziertem Druck, der ausreicht, um gebildeten Alkohol abzudampfen, zugetropft, um den weiteren Verlauf der Reaktion zu ermöglichen, während der Alkohol aus dem System abdestilliert wird. In der zweiten Stufe wird das Erhitzen unter Rühren unter einem weiter reduzierten Druck fortgeführt, damit die Reaktion weiterhin abläuft, während der Alkohol aus dem System abdestilliert wird. Es wurde herausgefunden, dass 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid und dessen Alkalimetallsalz durch solche Stufen mit zufrieden stellender Selektivität und Ausbeute erhalten wurden.
  • Demgemäß ist ein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung die Zugabe von γ-Butyrolacton und eines Alkalimetallalkoholats zu heißem Dicarboxylatester unter Rühren, um eine Kondensationsreaktion zu ermöglichen. In diesem Fall können das γ-Butyrolacton und das Alkalimetallalkoholat als Gemisch oder getrennt voneinander zugesetzt werden.
  • Die Reaktion wird vorzugsweise unter Abdestillieren des Alkohols aus dem System durchgeführt. Darüber hinaus wird hinsichtlich noch zufrieden stellender Selektivität und Ausbeute bevorzugt, dass die Reaktion während Abdestillierens des Restalkohols aus dem System unter weiter reduziertem Druck fortgeführt wird.
  • R im Dicarboxylatester des Dicarboxylatesters der allgemeinen Formel (1), ROOC(CH2)nCOOR, worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist, ist hinsichtlich Gebrauchszweckmäßigkeit eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen.
  • Beispiele für R umfassen Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Isobutyl-, Pentyl- und Hexylgruppen. Davon wird Methyl bevorzugt.
  • Beispiele für bevorzugte Dicarboxylatester der allgemeinen Formel (1) umfassen Dimethyl-1,12-dodecandicarboxylat und Dimethyl-1,13-tridecandicarboxylat (Dimethylbrassylat).
  • Gemäß vorliegender Erfindung erfolgt die Kondensationsreaktion in Gegenwart eines Alkalimetallalkoholats. Bevorzugte Alkalimetallalkoholate weisen die allgemeine Formel R'OM auf, worin R' eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist und M ein Alkalimetall ist.
  • Beispiele für die Alkalimetallalkoholate umfassen Natriummethylat, Natriumethylat, Natriumpropylat, Natriumbutylat, Kaliummethylat, Kaliumethylat, Kaliumpropylat und Kaliumbutylat.
  • Obwohl die Menge des gemäß vorliegender Erfindung verwendeten Alkalimetallalkoholats keinen speziellen Einschränkungen unterliegt, beträgt die Menge, bezogen auf γ-Butyrolacton, vorzugsweise 0,1 bis 5 Äquivalente und noch bevorzugter 0,5 bis 3 Äquivalente. Wenn die Menge des verwendeten Alkalimetallalkoholats gering ist, nimmt die Ausbeute ab. Wenn die verwendete Menge höher als der vorgegebene Wert ist, nimmt die Selektivität gegebenenfalls ab.
  • Gemäß vorliegender Erfindung wird bevorzugt, dass der Dicarboxylatester der allgemeinen Formel (1) auf molarer Basis bezogen auf γ-Butyrolacton im Überschuss, insbesondere in zweifachem oder mehrfachem molarem Überschuss, eingesetzt wird. Die Verwendung des Dicarboxylatesters in einem zwei- oder mehrfachen molaren Überschuss führt insbesondere zu einer Verbesserung der Selektivität.
  • Wenn nichtumgesetzter Dicarboxylatester bei Durchführung der vorliegenden Erfindung vorliegt, wird für eine effiziente Reaktion bevorzugt, dass der nichtumgesetzte Dicarboxylatester aus dem Reaktionsgemisch gewonnen und zur Kondensationsreaktion rezykliert wird. In vorliegender Erfindung kann der nichtumgesetzte Dicarboxylatester einfach durch Extraktion mit Wasser oder einer wässrigen alkalischen Lösung oder durch Fest-Flüssig-Trennung aus dem Reaktionsgemisch gewonnen werden; folglich ermöglicht eine Kombination aus Einsatz eines Überschusses und Rezyklierungsverwendung des Dicarboxylatesters eine effizientere Reaktion.
  • Die Kondensationsreaktion gemäß vorliegender Erfindung erfolgt zur wirksamen Entfernung von Alkohol vorzugsweise unter reduziertem Druck. Ein bevorzugter reduzierter Druck liegt im Bereich von 50 bis 760 mmHg, noch bevorzugter im Bereich von 100 bis 600 mmHg. Der Druck kann in zwei oder mehr Stufen gesenkt werden. Der Druck während der Reaktion wird beispielsweise auf etwa 500 bis 700 mmHg gesenkt, was ausreicht, damit der Alkohol in der ersten Stufe abdestilliert, und anschließend in der zweiten Stufe auf etwa 50 bis 300 mmHg reduziert.
  • Obwohl die Heiztemperatur in der Kondensationsreaktion keinen speziellen Einschränkungen unterliegt, wird eine bevorzugte Bedingung in Bezug auf den reduzier ten Druck eingestellt. Eine bevorzugte Temperatur liegt im Bereich von 30 bis 200 °C, und noch bevorzugter im Bereich von 50 bis 150 °C.
  • Obwohl gemäß vorliegender Erfindung kein Lösungsmittel erforderlich ist, kann in dieser Reaktion ein bei Esterkondensationen allgemein verwendetes Lösungsmittel eingesetzt werden, sofern dabei die Aktivität des Alkalimetallalkoholats nicht verringert wird.
  • Die Reaktion kann gemäß vorliegender Erfindung in einem Chargensystem, einem kontinuierlichen System oder einem Mehrstufensystem erfolgen.
  • Das Alkalimetallsalz des in vorliegender Erfindung erhaltenen 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids kann ohne weiteres in hoher Ausbeute in die aliphatische ω-Hydroxysäure übergeführt werden, die ein wichtiges Zwischenprodukt von Parfums auf Basis großer zyklischer Lactone darstellt, wie später beschrieben wird.
  • Das Produkt der Kondensationsreaktion zwischen dem Dicarboxylatester der allgemeinen Formel (1) und dem γ-Butyrolacton ist eine Verbindung vom β-Ketoestertyp, die im Allgemeinen als Alkalimetallsalz der allgemeinen Formel (3) in der Reaktionslösung vorliegt:
    Figure 00160001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist, R eine Alkylgruppe ist und M ein Alkalimetall ist. Es wurde herausgefunden, dass das Alkalimetallsalz der allgemeinen Formel (3) eine signifikant niedrigere Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln wie n-Hexan aufweist. Das Salz ist in einer wässrigen alkalischen Lösung leicht löslich. Der γ-Butyrolactonabschnitt und der endständige Ester werden rasch hydrolysiert, um ein Alkalimetallsalz der Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (4) zu bilden, und das Salz wird teilweise decarboxyliert, um ein Alkalimetallsalz der allgemeinen Formel (5) zu bilden, wenn eine bestimmte Menge Alkalimetallhydroxid zugesetzt wird:
    Figure 00170001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist;
    Figure 00170002
  • Im Gegensatz dazu wird der in der Kondensationsreaktion der vorliegenden Erfindung im Überschuss eingesetzte Dicarboxylatester der allgemeinen Formel (1) nicht in der Lösung umgesetzt. Die Verbindung ist in organischen Lösungsmitteln wie n-Hexan gut löslich.
  • Demgemäß haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung die Löslichkeit des Alkalimetallsalzes des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids in organischen Lösungsmitteln und Wasser untersucht und ein problemloses Reinigungsverfahren zur getrennten Gewinnung des Alkalimetallsalzes des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids und von dessen Derivaten sowie des nichtumgesetzten Dicarboxylatesters in hoher Ausbeute gefunden so und vorliegende Erfindung entwickelt.
  • Im Verfahren der vorliegenden Erfindung werden das Alkalimetallsalz der allgemeinen Formel (3) und der nichtumgesetzte Dicarboxylatester der allgemeinen Formel (1) durch Fest-Flüssig-Trennung, wie z.B. Filtration (im weiteren Verlauf als Fest-Flüssig-Trennverfahren bezeichnet), getrennt.
  • Ein organisches Lösungsmittel, das nichtumgesetzten Dicarboxylatester lösen kann und nicht mit der Base sowie dem Alkalimetallsalz des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)- 4-butanolids reagiert, wird zur Kondensationslösung zugesetzt, um den nichtumgesetzten Dicarboxylatester ausreichend zu lösen und eine Salzsuspension zu bilden. Die Suspension wird nach einem beliebigen bekannten Verfahren, wie z.B. Filtration oder Zentrifugation, in eine flüssige Komponente und eine feste Komponente aufgetrennt. Die feste Komponente wird mit dem Lösungsmittel gründlich gewaschen, um nichtumgesetzten Dicarboxylatester zu entfernen. Die flüssige Komponente und die Waschlösung werden zusammen eingeengt und zur nächsten Kondensationsreaktion rezykliert.
  • Die feste Komponente kann hingegen ohne weitere Behandlung, oder nachdem sie mittels Ansäuerung in das 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid übergeführt wurde, verwendet werden. Die feste Komponente kann auch zur Hydrolyse und Decarboxylierung in einer wässrigen alkalischen Lösung verwendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Extrahieren des Salzes des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids und des nichtumgesetzten Dicarboxylatesters mit einem organischen Lösungsmittel zu deren Trennung (im weiteren Verlauf als Basenextraktionsverfahren bezeichnet).
  • Wasser oder eine wässrige alkalische Lösung wird zur Kondensationslösung zugesetzt, um das Alkalimetallsalz des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids zu lösen, wobei der nichtumgesetzte Dicarboxylatester aus dem Gemisch mittels Abtrennung in eine organische Phase gewonnen wird und anschließend zur Rezyklierung zur nächsten Kondensationsreaktion mit Wasser gewaschen wird.
  • Die wässrige Phase enthält hingegen das Alkalimetallsalz der allgemeinen Formel (3), die Verbindung der allgemeinen Formel (6), das Alkalimetallsalz der allgemeinen Formel (4) bei Zugabe einer vorgegebenen Menge an Alkalimetallhydroxid und das Alkalimetallsalz der allgemeinen Formel (5), das durch teilweise Decarboxylierung bei Zugabe einer vorgegebenen Menge an Alkalimetallhydroxid gebildet wird. Dieses Phänomen wurde geklärt, indem die Zusammensetzung des Kristallextrakts nach der Ansäuerung der durch oben erläutertes Verfahren erhaltenen wässrigen Phase bestimmt wurde.
  • Es wurde herausgefunden, dass der Kristallextrakt hauptsächlich die Verbindung der allgemeinen Formel (2), die langkettige Dicarbonsäure, 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid der allgemeinen Formel (12) und die aliphatische ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (10) enthält:
    Figure 00190001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist;
    Figure 00190002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  • Es wird angenommen, dass gemäß vorliegender Erfindung der Kristallextrakt aus folgenden Gründen das 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid der allgemeinen Formel (2) und das 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid der allgemeinen Formel (12) enthält. Wenn das Alkalimetallsalz der allgemeinen Formel (3) in einer wässrigen alkalischen Lösung gelöst wird, wird der γ-Butyrolactonabschnitt rasch hydrolysiert, um die Verbindung der allgemeinen Formel (6) zu bilden.
  • Die Ansäuerung des Extrakts bildet eine Verbindung der allgemeinen Formel (13):
    Figure 00190003
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist. Das Produkt wird rasch dehydratisiert, um einen Lactonring und in der Folge die Verbindung der allgemeinen Formel (2) zu bilden. Wenn eine vorgegebene Menge Base zugesetzt wird, wird angenommen, dass die endständige Estergruppe der allgemeinen Formel (6) ebenfalls hydrolysiert wird, um das Alkalimetallsalz der Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (4) zu bilden.
  • Die Ansäuerung der Verbindung der allgemeinen Formel (4) bildet eine Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (14):
    Figure 00200001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist. Das Produkt wird rasch dehydratisiert, um einen Lactonring und in der Folge das 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid der allgemeinen Formel (12) zu bilden.
  • Die Bildung der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure wird durch Decarboxylierung der β-Ketosäure verursacht, wozu es kommt, wenn die Menge des Alkalimetallsalzes in Bezug auf die Hydrolyse im Überschuss vorliegt.
  • Die resultierende wässrige Phase kann für die anschließende Hydrolyse und Decarboxylierung verwendet werden.
  • Die in vorliegender Erfindung verwendeten Lösungsmittel unterliegen keinen speziellen Einschränkungen, sofern sie nicht mit der Base und dem Salz des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids reagieren. Beispiele für solche Lösungsmittel umfassen organische Lösungsmittel, wie z.B. Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Cyclohexan, Benzol, Toluol, Xylol, Diethylether und Isopropylether.
  • Obwohl das Basenextraktionsverfahren ohne Verwendung eines Lösungsmittels durchgeführt werden kann, wird die Verwendung eines solchen bevorzugt. Die Menge des Lösungsmittels beträgt, bezogen auf das Gewicht der Kondensationslösung, vorzugsweise das 0- bis 10fache, noch bevorzugter das 0,5- bis 5fache. Die Temperatur beim Lösen in das Lösungsmittel sowie die Temperatur bei der Basenextraktion unterliegt in einem Bereich, bei dem es zu keiner Verfestigung des organischen Lösungsmittels kommt, keinen speziellen Einschränkungen und liegt im Allgemeinen im Bereich von 0 bis 100 °C, vorzugsweise 20 bis 50 °C.
  • Die bei der Basenextraktion gemäß vorliegender Erfindung verwendeten alkalischen Verbindungen unterliegen keinen speziellen Einschränkungen, sofern sie 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolide und deren Alkalimetallsalze sowie Derivate extrahieren können. Beispiele für verwendbare alkalische Verbindungen umfassen Alkalimetallhydroxide, wie z.B. Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid; Alkalimetallcarbonate, wie z.B. Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat; sowie Erdalkalimetallhydroxide, wie z.B. Bariumhydroxid.
  • Die Konzentration der wässrigen alkalischen Lösung unterliegt keinen speziellen Einschränkungen und liegt im Bereich von vorzugsweise 0,5 bis 50 %, noch bevorzugter 1 bis 15 %. Ferner unterliegt die Menge keinen speziellen Einschränkungen und liegt, bezogen auf das Gewicht der Kondensationslösung, im Bereich des vorzugsweise 0,1- bis 10fachen, noch bevorzugter im Bereich des 0,5- bis 2fachen. Die Reinigung gemäß der vorliegenden Erfindung kann entweder in einem Chargensystem oder einem kontinuierlichen System durchgeführt werden.
  • Zudem haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass das Erhitzen des Alkalimetallsalzes des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids, das wie oben beschrieben erhalten wurde, zusammen mit einer schwachen Säure, wie z.B. Phosphorsäure, den Ester der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (7) in hoher Ausbeute bildet:
    Figure 00220001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben zudem herausgefunden, dass die Verbindung der allgemeinen Formel (7) öllöslich ist und somit ohne weiteres aus der Reaktionslösung abgetrennt werden kann, und haben so die vorliegende Erfindung entwickelt. Ester der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure eignen sich als Zwischenprodukte bei der Herstellung der aliphatischen ω-Hydroxysäuren, die in der Parfumindustrie wichtige Zwischenprodukte von Parfums auf Basis großer zyklischer Lactone darstellen.
  • Unter den Estern der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren der allgemeinen Formel (7) sind neue Verbindungen Ester von aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren, worin n = 10 oder 11 ist.
  • Gemäß vorliegender Erfindung ergeben selektive Hydrolyse und Decarboxylierung des γ-Butyrolactonabschnitts im in oben angeführten Verfahren erhaltenen Alkalimetallsalz des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids den Ester der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (7):
    Figure 00220002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist.
  • Darüber hinaus ergeben gemäß vorliegender Erfindung Hydrolyse und Decarboxylierung des Alkalimetallsalzes des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids der allgemeinen Formel (3) durch Erhitzen zusammen mit einer schwachen Säure den Ester der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (7):
  • Die Art der bei der Hydrolyse und Carboxylierung in vorliegender Erfindung verwendeten schwachen Säure unterliegt keinen speziellen Einschränkungen. Beispiele für schwache Säuren umfassen Phosphorsäure, Pyrophosphorsäure und Kohlensäure. Natriumdihydrogenphosphat und dergleichen können ebenfalls verwendet werden. Die Menge der verwendeten schwachen Säure unterliegt keinen speziellen Einschränkungen und liegt, bezogen auf 1 mol des Alkalimetallsalzes des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids, vorzugsweise im Bereich des 2- bis 20fachen.
  • Ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel kann, aber muss nicht bei der Hydrolyse und Decarboxylierung gemäß vorliegender Erfindung eingesetzt werden. Beispiele für wasserlösliche organische Lösungsmittel umfassen Methanol, Ethanol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Dioxan, Tetrahydrofuran und 1,2-Dimethoxyethan. Das wasserlösliche organische Lösungsmittel wird vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 3 Gewichtsteilen pro 1 Gewichtsteil Wasser eingesetzt.
  • Die Reaktion gemäß vorliegender Erfindung erfordert Erhitzen. Das Erhitzen findet gemäß vorliegender Erfindung in Gegenwart einer schwachen Säure, wie z.B. Phosphorsäure, statt. Die Erhitzungstemperatur liegt vorzugsweise im Bereich von 80 bis 110 °C. Die Reaktionszeit wird je nach Reaktionstemperatur und zugeführten Rohmaterialien geeignet bestimmt und liegt im Allgemeinen im Bereich von 1 bis 20 Stunden. Die Umsetzung kann in einem Chargensystem oder einem kontinuierlichen System erfolgen. Isolierung und Reinigung der Reaktionsprodukte kann mittels beliebiger Grundoperationen, einschließlich Flüssigtrennung, Extraktion, Waschen und Umkristallisation, erzielt werden.
  • Der gemäß vorliegender Erfindung erhaltene Ester der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (7) kann problemlos in die aliphatische ω-Hydroxysäure als wichtiges Zwischenprodukt von Parfums auf Basis makrozyklischer Lactone in hoher Ausbeute und mit technischen Vorteilen übergeführt werden.
  • Die -COOR-Gruppe des Esters der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure wird hydrolysiert, um das Alkalimetallsalz der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) durch Erhitzen in einer wässrigen Alkalimetallhydroxidlösung oder einem Lösungsmittelgemisch aus wasserlöslichem organischem Lösungsmittel und Wasser zu bilden. Die -CO-Gruppe wird mittels herkömmlichem Wolff-Kishner-Ketonreduktionsverfahren zur -CH2-Gruppe reduziert, was die aliphatische ω-Hydroxysäure ergibt. Wie oben beschrieben eignet sich der Ester der aliphatischen ω-Hydroxysäure als synthetisches Rohmaterial und als Zwischenprodukt sowie insbesondere als Zwischenprodukt bei der Herstellung der aliphatischen ω-Hydroxysäure, die in der Parfumindustrie ein wichtiges Zwischenprodukt von Parfums auf Basis großer zyklischer Lactone, wie z.B. als Cyclopentadecanolid und Cyclohexadecanolid, darstellt.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Abtrennung der Verbindung der allgemeinen Formel (9) durch Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel oder Kristallisation, wobei die Verbindung durch Hydrolyse und Decarboxylierung des Nebenprodukts der Kondensationsreaktion, das im Reaktionsgemisch nach der Extraktion, Hydrolyse und Decarboxylierung vorliegt, unter basischen Bedingungen der Kondensationsprodukte des oben angeführten Dicarboxylatesters und von γ-Butyrolacton gebildet wird:
    Figure 00240001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist. Die restliche wässrige Lösung wird bei einer vorbestimmten Temperatur behandelt, um das Alkalimetallsalz der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure selektiv auszukristallisieren und anschließend einer Fest-Flüssig-Trennung unterzogen, um die Lösung in einen Filterkuchen und ein Filtrat aufzutrennen. Das Alkalimetallsalz der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) und das Alkalimetallsalz der Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) werden dadurch getrennt voneinander gewonnen. Alternativ dazu werden der resultierende Filterkuchen und das Filtrat unabhängig voneinander mit einer Mi neralsäure behandelt, um die aliphatische ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (10) und die Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (11) getrennt zu gewinnen:
    Figure 00250001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist;
    Figure 00250002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  • Alternativ dazu wird der pH des Gemischs, welches das Alkalimetallsalz der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) und das Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) enthält, mit einer Mineralsäure auf 5 bis 7 eingestellt, um die Verbindung der allgemeinen Formel (10) auszufällen, die anschließend einer Fest-Flüssig-Trennung unterzogen wird, um die aliphatische ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (10) und das Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) getrennt zu gewinnen. Der pH des Filtrats wird bei Bedarf auf 3 bis 5 eingestellt, um die langkettige Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (11) durch Ausfällen und anschließende Fest-Flüssig-Trennung zu gewinnen.
  • Die Verbindung der allgemeinen Formel (9) wird beispielsweise durch Extraktion oder selektives Auskristallisieren durch Behandlung bei einer vorbestimmten Temperatur aus dem Gemisch entfernt werden, welches das Alkalimetallsalz der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5), das Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) und das α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandion der allgemeinen Formel (9) enthält. Als nächstes wird die wässrige Lösung nach Entfernen des Filterkuchens durch Fest-Flüssig-Trennung bei einer vorbestimmten Temperatur behandelt, um die Verbindung der allgemeinen Formel (5) selektiv auszukristallisieren, und anschließend durch Fest-Flüssig-Trennung in einen Filterkuchen und ein Filtrat aufgetrennt. Wenn das Filtrat eine geringe Menge der Verbindung der allgemeinen Formel (5) enthält, wird der pH des Filtrats auf 5 bis 7 eingestellt, um die Verbindung der allgemeinen Formel (10) auszukristallisieren und die aliphatische ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (10) und das Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) nach anschließender Fest-Flüssig-Trennung getrennt zu gewinnen. Der pH des resultierenden Filtrats wird auf 3 bis 5 eingestellt, um die Verbindung der allgemeinen Formel (11) auszukristallisieren und das Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) nach anschließender Fest-Flüssig-Trennung getrennt zu gewinnen.
  • Jedes beliebige Lösungsmittel, das unter basischen Bedingungen nicht reagiert und in Wasser unlöslich ist, kann ohne spezielle Einschränkungen verwendet werden, um das α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandion der allgemeinen Formel (9) vom Reaktionsgemisch abzutrennen. Beispiele für die organischen Lösungsmittel umfassen Benzol, Toluol, Xylol, Tetralin, Decalin, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Cyclohexan, Isopropylether und Dibutylether. Davon wird Toluol bevorzugt verwendet.
  • Die Menge des in vorliegender Erfindung verwendeten organischen Lösungsmittels unterliegt keinen speziellen Einschränkungen und liegt hinsichtlich Verarbeitung und Materialkosten im Bereich von vorzugsweise 0,5 bis 20 Gewichtsteilen, noch bevorzugter im Bereich von 1 bis 10 Gewichtsteilen, bezogen auf das Reaktionsgemisch.
  • Die Extraktionstemperatur der Verbindung der allgemeinen Formel (9) unterliegt gemäß vorliegender Erfindung keinen speziellen Einschränkungen und liegt, hinsichtlich der Siedepunkte des für die Extraktion verwendeten organischen Lösungsmittels und von Wasser, im Bereich von 50 bis 110 °C, vorzugsweise 60 bis 90 °C; je höher die Extraktionstemperatur, desto wirksamer jedoch die Extraktion. Obwohl die organi sche Phase gegebenenfalls die Verbindung der allgemeinen Formel (5) enthält, kann die Verbindung im Wesentlichen durch Rückextraktion mit heißem Wasser gewonnen werden.
  • Obwohl die Kristallisationstemperatur der Verbindung der allgemeinen Formel (9) in vorliegender Erfindung stark von der Zusammensetzung des Reaktionsgemischs und insbesondere vom Wassergehalt abhängt, unterliegt sie keinen speziellen Einschränkungen, sofern die Verbindung der allgemeinen Formel (9) auskristallisiert und die Salze der allgemeinen Formeln (5) und (8) gelöst werden. Die Kristallisationstemperatur liegt hinsichtlich Verarbeitung vorzugsweise im Bereich von –20 bis 80 °C, noch bevorzugter im Bereich von 0 bis 40 °C.
  • Beim Kristallisieren der Verbindung der allgemeinen Formel (9) unterliegt der Wassergehalt im Reaktionsgemisch keinen speziellen Einschränkungen, obwohl dieser stark von der Zusammensetzung und Temperatur des Reaktionsgemischs abhängt, sofern der Wassergehalt die Auskristallisierung der Verbindung der allgemeinen Formel (9) und die Lösung der Salze der allgemeinen Formeln (5) und (8) ermöglicht. Der Wassergehalt liegt hinsichtlich Verarbeitung vorzugsweise im Bereich von 50 bis 99 Gew.-%, noch bevorzugter im Bereich von 70 bis 90 Gew.-%.
  • Die Fest-Flüssig-Trennung der Kristalle der allgemeinen Formel (9) kann gemäß vorliegender Erfindung nach einem beliebigen herkömmlichen Verfahren, wie z.B. Zentrifugensedimentation, Schleudertrocknung oder Filtration, durchgeführt werden. Obwohl der resultierende Filterkuchen in manchen Fällen die Salze der allgemeinen Formeln (5) und (8) enthalten kann, ermöglicht das Waschen mit Wasser eine Reinheitssteigerung der Verbindung der allgemeinen Formel (9) im Filterkuchen und die Gewinnung der Salze der allgemeinen Formeln (5) und (8) als wässrige Lösung.
  • Der Extraktionsschritt in vorliegender Erfindung kann vom Chargentyp oder Mehrfachbehältertyp oder kontinuierlichem Typ sein.
  • Im Folgenden werden die Kristallisationsbedingungen des Alkalimetallsalzes der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) beschrieben.
  • Obwohl die Kristallisationstemperatur der Verbindung der allgemeinen Formel (5) stark von der Zusammensetzung und insbesondere vom Wassergehalt des Reaktionsgemischs abhängt, unterliegt sie keinen speziellen Einschränkungen, sofern die Kristalle der Verbindung der allgemeinen Formel (5) gebildet werden und die Verbindung der allgemeinen Formel (2) gelöst wird. Die Kristallisationstemperatur liegt hinsichtlich Verarbeitung vorzugsweise im Bereich von –20 bis 80 °C, noch bevorzugter im Bereich von 0 bis 40 °C.
  • Obwohl der Wassergehalt gemäß vorliegender Erfindung stark von der Zusammensetzung und Temperatur des Reaktionsgemischs abhängt, unterliegt er keinen speziellen Einschränkungen, sofern die Kristalle der Verbindung der allgemeinen Formel (9) und die Lösung der Salze der allgemeinen Formel (5) gebildet werden und die Verbindung der allgemeinen Formel (8) gelöst wird. Der Wassergehalt liegt hinsichtlich Verarbeitung vorzugsweise im Bereich von 50 bis 99 Gew.-%, noch bevorzugter im Bereich von 70 bis 90 Gew.-%.
  • Die Fest-Flüssig-Trennung der in vorliegender Erfindung gebildeten Kristalle kann nach einem beliebigen herkömmlichen Verfahren, wie z.B. Zentrifugensedimentation, Schleudertrocknung oder Filtration, durchgeführt werden. Obwohl der resultierende Filterkuchen in manchen Fällen die Verbindung der allgemeinen Formel (8) enthalten kann, ermöglicht das Waschen mit Wasser eine Reinheitssteigerung der Verbindung der allgemeinen Formel (5) im Filterkuchen und die Gewinnung der Verbindung der allgemeinen Formel (8) als wässrige Lösung.
  • Der bei der Herstellung von großem zyklischem Lacton erhaltene Filterkuchen kann in der nächsten Reduktionsreaktion ohne weitere Behandlung oder nach Ansäuerung eingesetzt werden. Die Reduktionsreaktion kann nach einem herkömmlichen Verfahren, wie z.B. Wolff-Kishner-Reduktion oder Clemmensen-Reduktion, erzielt werden.
  • Die zur Ansäuerung der Alkalimetallsalze der allgemeinen Formeln (5) und (8) Mineralsäure unterliegt keinen speziellen Einschränkungen; Schwefelsäure und Salzsäure werden häufig eingesetzt. Die aliphatische Säure nach der Ansäuerung kann nach einem Fest-Flüssig-Trennungsverfahren, wie z.B. Zentrifugensedimentation, Schleudertrocknung oder Filtration, gewonnen werden; oder durch Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel, wie z.B. Benzol, Toluol, Xylol, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Cyclohexan, Diethylether, Isopropylether, Ethylacetat, Dichlormethan, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff oder Dichlorethan, wobei das Verfahren von der Form der aliphatischen Säure abhängt.
  • Wenn die Verbindung der allgemeinen Formel (10) aus dem Gemisch der Verbindungen der allgemeinen Formeln (5) und (8) mit einer Mineralsäure erhalten wird, liegt der pH vorzugsweise im Bereich von 5 bis 7, noch bevorzugter im Bereich von 5,5 bis 6,5. Wenn die Verbindung der allgemeinen Formel (11) nach Ansäuerung der Verbindung der allgemeinen Formel (8) erhalten wird, liegt der pH im Bereich von 3 bis 4, noch bevorzugter 3,5 bis 4,5. Eine weitere Reduktion des pH-Werts ist aufgrund der erhöhten Menge an eingesetzter Mineralsäure und erhöhter Materialkosten nicht erwünscht, obwohl die Gewinnungsrate und Reinheit der Verbindung der allgemeinen Formel (11) nicht davon beeinflusst werden.
  • BEISPIELE
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung detaillierter anhand der nachstehenden Beispiele beschrieben. Diese Beispiele dienen zur Veranschaulichung und keineswegs als Einschränkung.
  • BEISPIEL 1
  • Dimethyl-1,12-dodecandioat (105,00 g, 406,0 mmol) wurde in einen Reaktionsbehälter eingefüllt und unter Rühren bei einem reduziertem Druck von 600 mmHg auf 105 °C erhitzt. Ein bei Raumtemperatur hergestelltes Gemisch aus γ-Butyrolacton (8,75 g, 101,6 mmol) und einer 28-gew.-%igen Lösung von Natriummethoxid in Methanol (19,60 g, 101,6 mmol) wurde 30 Minuten lang unter Abdestillieren von Metha nol zum erhitzten Dimethyl-1,12-dodecandioat zugetropft. Nach 30-minütiger Reaktion wurde das Gemisch auf 200 mmHg evakuiert und die Reaktion weitere 120 Minuten lang fortgesetzt.
  • Das Gemisch wurde auf Normaldruck gebracht, abgekühlt, in verdünnte Salzsäurelösung gegossen und anschließend mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen, mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und zur Entfernung des Lösungsmittels destilliert. Der ölige Rückstand wurde unter reduziertem Druck destilliert (Badtemperatur: 170 bis 180 °C/0,5 bis 0,2 mmHg), um überschüssiges Dimethyl-1,12-dodecandioat zu entfernen. Die erhaltenen Produkte waren 81,9 g der destillierten Komponente und 25,1 g des Destillationsrückstands.
  • Gemäß den Ergebnissen von Gaschromatographie enthält der Destillationsrückstand 88,6 Gew.-% der Verbindung der allgemeinen Formel (2) (n = 10, R = Me). Die Ausbeute betrug 80,2 % und die Selektivität 83,2 %.
  • BEISPIEL 2
  • Dimethyl-1,12-dodecandioat (105,00 g, 406,4 mmol) wurde in einen Reaktionsbehälter eingefüllt und unter Rühren bei einem reduziertem Druck von 600 mmHg auf 105 °C erhitzt. Ein bei Raumtemperatur hergestelltes Gemisch aus γ-Butyrolacton (8,75 g, 101,6 mmol) und einer 28-gew.-%igen Lösung von Natriummethoxid in Methanol (19,60 g, 101,6 mmol) wurde 30 Minuten lang unter Abdestillieren von Methanol zum erhitzten Dimethyl-1,12-dodecandioat zugetropft. Nach 30-minütiger Reaktion wurde das Gemisch auf 200 mmHg evakuiert und die Reaktion weitere 240 Minuten lang fortgesetzt.
  • Das Gemisch wurde auf Normaldruck gebracht, abgekühlt, in verdünnte Salzsäurelösung gegossen und anschließend mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen, mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und zur Entfernung des Lösungsmittels eingedampft. Der ölige Rückstand wurde unter reduziertem Druck destilliert (Badtemperatur: 170 bis 180 °C/0,5 bis 0,2 mmHg), um überschüssiges Dimethyl-1,12-dodecandioat zu entfernen. Die erhaltenen Produkte waren 82,2 g Destillat und 26,5 g Destillationsrückstand. Es wurde herausgefunden, dass der Destillationsrückstand 88,1 Gew.-% der Verbindung der allgemeinen Formel (2) (n = 10, R = Me) enthielt. Die Ausbeute betrug 81,4 % und die Selektivität 87,9 %.
  • BEISPIEL 3
  • Dimethyl-1,12-dodecandioat (105,00 g, 406,4 mmol) wurde in einen Reaktionsbehälter eingefüllt und unter Rühren bei einem reduziertem Druck von 500 mmHg auf 105 °C erhitzt. Ein bei Raumtemperatur hergestelltes Gemisch aus γ-Butyrolacton (8,75 g, 101,6 mmol) und einer 28-gew.-%igen Lösung von Natriummethoxid in Methanol (19,60 g, i 01,6 mmol) wurde 30 Minuten lang unter Abdestillieren von Methanol zum erhitzten Dimethyl-1,12-dodecandioat zugetropft. Nach 30-minütiger Reaktion wurde das Gemisch auf 100 mmHg evakuiert und die Reaktion weitere 120 Minuten lang fortgesetzt.
  • Das Gemisch wurde auf Normaldruck gebracht, abgekühlt, in verdünnte Salzsäurelösung gegossen und anschließend mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen, mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und zur Entfernung des Lösungsmittels destilliert. Der ölige Rückstand wurde unter reduziertem Druck destilliert (Badtemperatur: 170 bis 180 °C/0,5 bis 0,2 mmHg), um überschüssiges Dimethyl-1,12-dodecandioat zu entfernen. Die erhaltenen Produkte waren 81,4 g Destillat und 27,2 g Destillationsrückstand. Es wurde herausgefunden, dass der Destillationsrückstand 88,3 Gew.-% der Verbindung der allgemeinen Formel (2) (n = 10, R = Me) enthielt. Die Ausbeute betrug 81,6 % und die Selektivität 86,0 %.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 1
  • Dimethyl-1,12-dodecandioat (105,00 g, 406,4 mmol), γ-Butyrolacton (8,75 g, 101,6 mmol) und eine 28-gew.-%ige Lösung von Natriummethoxid in Methanol (19,60 g, 101,6 mmol) wurden bei 50 °C vermischt und 45 Minuten lang unter Abdestillieren von Methanol auf 110 °C erhitzt. Nach 30-minütiger Reaktion wurde das Gemisch auf 630 mmHg evakuiert und die Reaktion weitere 30 Minuten lang fortgesetzt.
  • Das Gemisch wurde auf Normaldruck gebracht, abgekühlt, in verdünnte Salzsäurelösung gegossen und anschließend mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen, mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und zur Entfernung des Lösungsmittels destilliert. Der ölige Rückstand wurde unter reduziertem Druck destilliert (Badtemperatur: 170 bis 180 °C/0,5 bis 0,2 mmHg), um überschüssiges Dimethyl-1,12-dodecandioat zu entfernen. Die erhaltenen Produkte waren 81,5 g Destillat und 25,6 g Destillationsrückstand. Es wurde herausgefunden, dass der Destillationsrückstand 85,1 Gew.-% der Verbindung der allgemeinen Formel (1) (n = 10, R = Me) enthielt. Die Ausbeute betrug 79,0 % und die Selektivität 79,0 %.
  • BEISPIEL 4 (Fest-Flüssig-Trennungsverfahren)
  • 116,2 g einer Kondensationslösung (bei der nach quantitativer Analyse, nach Ansäuerung eines Teils davon, bestätigt wurde, dass die Lösung 25,71 g Kondensationsprodukt und 80,70 g nichtumgesetzten Ester enthielt), die aus Dimethyl-1,12-dodecandioat (105,00 g, 406,4 mmol), γ-Butyrolacton (8,75 g, 101,6 mmol) und einer 28-gew.-%iger Lösung von Natriummethoxid in Methanol (19,60 g, 101,6 mmol) hergestellt wurde, wurden unter Rühren auf 50 °C erhitzt. Zur Lösung wurden 565 g n-Hexan zugesetzt und unter Rühren auf 20 °C abgekühlt, um eine Suspension zu bilden, die einen blassgelben Niederschlag und eine klare überstehende Flüssigkeit enthielt. Die Suspension wurde mittels eines Druckfilters in den Niederschlag und die überstehende Flüssigkeit getrennt. Der Filterkuchen wurde sorgfältig mit n-Hexan gewaschen.
  • Das Filtrat und die Waschlösungen wurden vermischt und n-Hexan abdestilliert, was 80,94 g Konzentrat ergab. Gemäß quantitativer Gaschromatographieanalyse des Konzentrats enthielt dieses 99,2 % der Verbindung der allgemeinen Formel (1) (n = 10, R = Me). Die Ausbeute betrug 99,5 %.
  • Nach Ansäuerung von 1,00 g von 35,35 g des resultierenden Filterkuchens erfolgte Extraktion mit Ethylacetat. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen, mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und zur Entfernung des Lösungsmittels destilliert. Dadurch wurde ein kristallines Produkt in einer Menge von 0,92 g erhalten. Gemäß Gaschromatographiebestimmung enthält das kristalline Produkt 0,73 g der Verbindung der allgemeinen Formel (2) (n = 10, R = Me) und 0,01 g der Verbindung der allgemeinen Formel (1) (n = 10, R = Me). Es wurden 100 Gew.-% der Verbindung der allgemeinen Formel (2) gewonnen, und der Rückstand des Esters der Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (1) betrug 0,4 Gew.-%.
  • BEISPIEL 5
  • Eine Kondensationslösung (bei der nach quantitativer Analyse, nach Ansäuerung eines Teils davon, bestätigt wurde, dass die Lösung 12,25 g Kondensationsprodukt und 42,61 g nichtumgesetzten Ester enthielt), die aus Dimethyl-1,12-dodecandioat (64,73 g, 207,2 mmol), γ-Butyrolacton (4,46 g, 51,8 mmol) und einer 28-gew.-%igen Lösung von Natriummethoxid in Methanol (9,99 g, 51,8 mmol) hergestellt wurde, wurde unter Rühren auf 50 °C erhitzt. Zur Lösung wurden 50,0 g n-Hexan zugesetzt und die Lösung 2 Minuten lang gerührt. Als nächstes wurden während 30-minütigen kontinuierlichen Rührens 50,0 g Wasser zugesetzt. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen und eingeengt. So wurden 44,31 g eines kristallinen Produkts, das 94,1 % der Verbindung der allgemeinen Formel (1) (n = 10, R = Me) enthielt, erhalten. Die Ausbeute betrug 97,9 %.
  • Die wässrige Phase wurde unmittelbar danach in verdünnte Schwefelsäure gegossen, um die Phase anzusäuern, und mit Ethylacetat extrahiert, gefolgt von Waschen mit Wasser. Die Lösung wurde mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und anschließend das Lösungsmittel abdestilliert. Gemäß Gaschromatographiebestimmung enthalten 13,11 g der resultierenden Kristalle 71 % der Verbindung der allgemeinen Formel (2) (n = 10, R = Me). Die Ausbeute betrug 78,2 %.
  • BEISPIEL 6
  • Eine Kondensationslösung (bei der nach quantitativer Analyse, nach Ansäuerung eines Teils davon, bestätigt wurde, dass die Lösung 25,49 g Kondensationsprodukt und 80,82 g nichtumgesetzten Ester enthielt), die aus Dimethyl-1,12-dodecandioat (105,00 g, 406,4 mmol), γ-Butyrolacton (8,75 g, 101,6 mmol) und einer 28-gew.-%igen Lösung von Natriummethoxid in Methanol (19,60 g, 101,6 mmol) hergestellt wurde, wurde unter Rühren auf 50 °C erhitzt. Zur Lösung wurden 104,4 g n-Hexan zugesetzt und die Lösung 2 Minuten lang gerührt. Als nächstes wurden während 120-minütigen kontinuierlichen Rührens 107,5 g einer wässrigen 5%igen KOH-Lösung zugesetzt. Nach 5-minütigem Stehenlassen war das Gemisch in eine organische und eine wässrige Phase getrennt. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen und eingeengt. So wurden 80,9 g eines kristallinen Produkts, das 98,8 % (beobachteter Wert) einer Verbindung der allgemeinen Formel (1) (n = 10, R = Me) enthielt, erhalten. Die Ausbeute betrug 98,9 %.
  • Die wässrige Phase wurde unmittelbar danach in verdünnte Schwefelsäure gegossen, um die Phase anzusäuern, und mit Ethylacetat extrahiert, gefolgt von Waschen mit Wasser. Die Lösung wurde mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und anschließend das Lösungsmittel abdestilliert. Gemäß Gaschromatographiebestimmung enthielten die resultierenden Kristalle 23,1 % der Verbindung der allgemeinen Formel (10) (n = 10). Mittels IR und NMR wurden farblose Kristalle (0,61 g), die durch chromatographische Kieselgelfraktionierung von 1,00 g der Kristalle hergestellt wurden, identifiziert, und es wurde eine Verbindung der allgemeinen Formel (12) (n = 10) bestätigt.
  • BEISPIEL 7 (Basenextraktionsverfahren)
  • Eine Kondensationslösung (bei der nach quantitativer Analyse, nach Ansäuerung eines Teils davon, bestätigt wurde, dass die Lösung 25,58 g Kondensationsprodukt und 80,56 g nichtumgesetzten Ester enthielt), die aus Dimethyl-1,12-dodecandioat (105,00 g, 406,4 mmol), γ-Butyrolacton (8,75 g, 101,6 mmol) und einer 28-gew.-%igen Lösung von Natriummethoxid in Methanol (19,60 g, 101,6 mmol) hergestellt wurde, wurde unter Rühren auf 50 °C erhitzt. Zur Lösung wurden 139,7 g Cyclohexan zugesetzt und die Lösung 2 Minuten lang gerührt. Als nächstes wurden während 10-minütigen kontinuierlichen Rührens 143,9 g einer wässrigen 5%igen KOH-Lösung zugesetzt. Nach 5-minütigem Stehenlassen war das Gemisch in eine organische und eine wässrige Phase getrennt. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen und eingeengt. So wurden 81,62 g eines kristallinen Produkts, das 98,9 % (beobachteter Wert) einer Verbindung der allgemeinen Formel (1) (n = 10, R = Me) enthielt, erhalten. Die Ausbeute betrug 100,0 %.
  • BEZUGSBEISPIEL 1
  • Zur in Beispiel 3 erhaltenen wässrigen Phase wurden 23,3 g einer wässrigen 49%-igen KOH-Lösung zugesetzt, gefolgt von 2-stündigem Rückflusserhitzen. Nach Ansäuerung mit verdünnter Schwefelsäure wurde die Lösung mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, wonach das Lösungsmittel abdestilliert wurde, was 27,50 g rohe Kristalle ergab. Gemäß Gaschromatographiebestimmung enthielten die Kristalle 80,2 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel (10) (n = 10). Die Ausbeute der Verbindung der allgemeinen Formel (2) (n = 10, R = Me) aus der Kondensationslösung betrug 99,0 %.
  • VERGLEICHSBEISPIEL 2
  • Eine Kondensationslösung (bei der nach quantitativer Analyse, nach Ansäuerung eines Teils davon, bestätigt wurde, dass die Lösung 25,68 g Kondensationsprodukt und 80,67 g nichtumgesetzten Ester enthielt), die aus Dimethyl-1,12-dodecandioat (105,00 g, 406,4 mmol), γ-Butyrolacton (8,75 g, 101,6 mmol) und einer 28-gew.-%igen Lösung von Natriummethoxid in Methanol (19,60 g, 101,6 mmol) hergestellt wurde, wurde nach Gießen in verdünnte Salzsäure mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, und anschließend wurde das Lösungsmittel abdestilliert. Der resultierende ölige Rückstand wurde unter reduziertem Druck destilliert (Badtemperatur: 170 bis 180 °C/0,5 bis 0,2 mmHg), um überschüssiges Dimethyl-1,2-dodecandioat zu entfernen. So wurden 802 g Destillat und 31,55 g Rückstand erhalten. Gemäß Gas chromatographiebestimmung enthielt das Destillat 98,3 % einer Verbindung der allgemeinen Formel (1) (n = 10, R = Me). Die Ausbeute betrug 98 %.
  • Der Destillationsrückstand (2,00 g) wurde angesäuert, gefolgt von Extraktion mit Ethylacetat. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, und anschließend wurde das Lösungsmittel abdestilliert. So wurde ein kristallines Produkt in einer Menge von 1,88 g erhalten. Gemäß Gaschromatographiebestimmung enthielt das kristalline Produkt 84,0 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel (5) (n = 10, R = Me). Die Ausbeute betrug 97,00 %.
  • Als nächstes wurden 2,00 g des Destillationsrückstands, Natriumhydroxid (1,75 g, 13,7 mmol), 40 g Wasser und 20 g Methanol vermischt und 4 Stunden lang Rückflusserhitzt. Nach Abkühlen und Ansäuerung wurde das Gemisch mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet, und das Lösungsmittel wurde abdestilliert. So wurden 1,57 g eines rohen kristallinen Produkts erhalten. Gemäß Gaschromatographiebestimmung enthielt das Produkt 86,6 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel (10) (n = 10). Die Ausbeute betrug, bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (2.), 95 Mol-%.
  • BEISPIEL 8
  • Eine Kondensationslösung in einer Menge von 113,2 g (bei der nach quantitativer Analyse, nach Ansäuerung eines Teils davon, bestätigt wurde, dass die Lösung 25,65 g Kondensationsprodukt und 80,84 g nichtumgesetzten Ester enthielt), die aus Dimethyl-1,12-dodecandioat (105,00 g, 406,4 mmol), γ-Butyrolacton (8,75 g, 101,6 mmol) und einer 28-gew.-%igen Lösung von Natriummethoxid in Methanol (19,60 g, 101,6 mmol) hergestellt wurde, wurde unter Rühren auf 50 °C erhitzt. Zur Lösung wurden 550 g n-Hexan zugesetzt und unter Rühren auf 20 °C abgekühlt, um eine Suspension zu bilden. Die Suspension wurde mittels eines Druckfilters in einen Niederschlag und eine überstehende Flüssigkeit getrennt. Der Filtrationsrückstand wurde sorgfältig mit n-Hexan gewaschen.
  • Der resultierende Filtrationsrückstand in einer Menge von 35,55 g wurde in 49,8 g (50,8 mmol) einer wässrigen 10%igen Phosphorsäurelösung gegossen. Weiters wurden Wasser (350 g) und 1,4-Dioxan (250 g) zugesetzt und das Gemisch 5 Stunden lang bei 100 °C reagieren gelassen. Die Lösung war in zwei Phasen getrennt. Die organische Phase wurde abgetrennt, und die wässrige Phase wurde mit Toluol extrahiert. Die organische Phase wurde mit dem Toluolextrakt vereinigt und mit Wasser gewaschen, und anschließend wurde das Lösungsmittel abdestilliert. Nach Isolierung und Reinigung wurde das kristalline Produkt als Methyl-15-hydroxy-12-keto-pentadecanoat identifiziert, das der Verbindung der allgemeinen Formel (7) entsprach.
    1H-NMR (600 MHz, TMS, CDCl3) 1.28 (12H, m, CH2-4-9), 1.57 (2H, tt, J = 7.3, 7.2, CH2-10), 1.61 (2H, tt, J = 7.3, 7.0, CH2-3), 1.84 (2H, tt, J = 6.7, 6.3, CH2-14), 2.30 (2H, t, J = 7.5, CH2-2), 2.43 (2H, t, J = 7.5, CH2-11), 2.56 (2H, t, J = 6.9, CH2-13), 3.65 (2H, t, 3 = 6.1, CH2-15), 3.67 (3H, s, CH3)
    13C-NMR (150 MHz, CDCl3) 23.86 (CH2-10), 24.92 (CH2-3), 26.50 (CH2-14), 29.09-29.36 (CH2-4-9), 34.08 (CH2-2), 39.48 (CH2-13), 42.92 (CH2-11), 51.40 (CH3), 62.33 (CH2-OH), 174.30 (C(=O)O), 211.76 (C=O)
  • Gemäß Gaschromatographiebestimmung enthielt das kristalline Produkt 79,3 einer Verbindung der allgemeinen Formel (7) (n = 10, R = Me). Die Ausbeute betrug, bezogen auf γ-Butyrolacton, 72,6 %.
  • BEISPIEL 9
  • Eine Kondensationslösung in einer Menge von 113,2 g (bei der nach quantitativer Analyse, nach Ansäuerung eines Teils davon, bestätigt wurde, dass die Lösung 25,65 g Kondensationsprodukt und 80,84 g nichtumgesetzten Ester enthielt), die aus Dimethyl-1,12-dodecandioat (105,00 g, 406,4 mmol), γ-Butyrolacton (8,75 g, 101,6 mmol) und einer 28-gew.-%igen Lösung von Natriummethoxid in Methanol (19,60 g, 101,6 mmol) hergestellt wurde, wurde unter Rühren auf 50 °C erhitzt. Zur Lösung wurden 550 g n-Hexan zugesetzt und unter Rühren auf 20 °C abgekühlt, um eine Suspension zu bilden. Die Suspension wurde mittels eines Druckfilters in einen Niederschlag und eine überstehende Flüssigkeit getrennt. Der Filtrationsrückstand wurde sorgfältig mit n-Hexan gewaschen. Der resultierende Filtrationsrückstand in einer Menge von 35,55 g wurde in 49,8 g (50,8 mmol) einer wässrigen 10%igen Phosphorsäurelösung gegossen. Weiters wurden wasserfreies Natriumdihydrogenphosphat (13,63 g, 96,0 mmol), Wasser (350 g) und 1,4-Dioxan (250 g) zum Reaktionsbehälter zugesetzt und das Gemisch 5 Stunden lang bei 100 °C reagieren gelassen. Die Lösung war in zwei Phasen getrennt. Die organische Phase wurde abgetrennt, und die wässrige Phase wurde mit Toluol extrahiert. Die organische Phase wurde mit dem Toluolextrakt vereinigt und mit Wasser gewaschen, und anschließend wurde das Lösungsmittel abdestilliert. So wurden 26,56 g eines kristallinen Produkts erhalten.
  • Gemäß Gaschromatographiebestimmung enthielt das kristalline Produkt 80,2 % einer Verbindung der allgemeinen Formel (7) (n = 10, R = Me). Die Ausbeute betrug, bezogen auf γ-Butyrolacton, 73,3 %.
  • BEZUGSBEISPIEL 2
  • Eine Verbindung der allgemeinen Formel (7) (n = 10, R = Me) (10,1 g, 35 mmol), Natriumhydroxid (2,80 g, 0,07 mol) und Wasser (25,2 g) wurden vermischt und anschließend 4 Stunden lang rückflusserhitzt. Zum Gemisch wurden unter fortgesetzter Destillation 60 ml Diethylenglykol zugesetzt. Eine Stunde später wurden 10,3 ml 85%iges wässriges Hydrazin während 40-minütigen Rührens bei 110 °C zugesetzt. Die Temperatur des Systems wurde von 195 auf 200 °C erhöht und anschließend 16 Stunden lang bei dieser Temperatur unter Entfernung der destillierenden Komponenten aus dem System gerührt. Die Lösung wurde abgekühlt, mit verdünnter Schwefelsäure angesäuert und mit Chloroform extrahiert. Die Chloroformphase wurde mit Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel abdestilliert. So wurden 8,92 g eines Gemischs kristalliner Produkte erhalten.
  • Gemäß Gaschromatographiebestimmung des trimethylsilylierten Reaktionsgemischs enthielt das Produktgemisch 97,2 % einer Verbindung der allgemeinen Formel (5) (n = 10). Die Ausbeute der Verbindung der allgemeinen Formel (1) (n = 10, R = Me) betrug 96 %.
  • BEZUGSBEISPIEL 3 Herstellung des Reaktionsgemischs
  • Eine Kondensationslösung, die aus Dimethyl-1,12-dodecandioat (105,00 g, 406,4 mmol), γ-Butyrolacton (8,75 g, 101,6 mmol) und einer 28-gew.-%igen Lösung von Natriummethoxid in Methanol (19,60 g, 101,6 mmol) hergestellt wurde, wurde unter Rühren auf 50 °C erhitzt. Zur Lösung wurden 104,4 g n-Hexan zugesetzt, gefolgt von 2-minütigem Rühren der Lösung. Als nächstes wurden während 120-minütigen kontinuierlichen Rührens 73,87 g einer wässrigen 5,5%igen NaOH-Lösung zugesetzt. Nach 5-minütigem Stehenlassen war die Lösung in eine organische und eine wässrige Phase getrennt. Zur wässrigen Phase wurden 19,00 g einer wässrigen 41 %igen NaOH-Lösung zugesetzt. Nach 2-stündigem Rückflusserhitzen und Abkühlen auf 80 °C wurden 126,52 g eines Reaktionsgemischs erhalten.
  • BEISPIEL 10 Gewinnung von 1,18-Dihydroxy-4,15-octadecandion mittels Extraktion
  • Ein Teil des in oben angeführten Bezugsbeispiel hergestellten Reaktionsgemischs wurde 20 Minuten lang mit dem gleichen Gewicht an Toluol extrahiert, während die Temperatur bei 80 °C gehalten wurde. Dieser Vorgang wurde 5-mal wiederholt, und die resultierende organische Phase und die wässrige Phase wurden unabhängig voneinander mit verdünnter Schwefelsäure angesäuert und anschließend mit Ethylacetat extrahiert. Nach dem Waschen der organischen Phase mit gesättigter Natriumchloridlösung wurde das Lösungsmittel aus dem System abdestilliert, um ein kristallines Produkt herzustellen. In Tabelle 1 sind die Ergebnisse der HPLC-Bestimmung dieser Phasen angeführt.
  • Tabelle 1 Ergebnisse der Extraktion von 1,18-Dihydroxy-4,15-octadecandion
    Figure 00400001
  • BEISPIEL 11 Reinigung von 15-Hydroxy-12-ketopentadecansäure
  • Der Wassergehalt des in Bezugsbeispiel 3 erhaltenen Reaktionsgemischs wurde auf 84 % eingestellt, und dann wurde das Gemisch einer 2-stündigen Kristallisationsbehandlung in einem Thermostatbehälter bei 40 °C unterzogen. Das ausgefällte kristalline Produkt wurde in einen Filterkuchen und ein Filtrat getrennt. Zum Filterkuchen wurde bei 40 °C Wasser zugesetzt, um eine Aufschlämmung zu bilden, und die Aufschlämmung wurde mit einem Zentrifugalfilter in einen Filterkuchen und ein Filtrat getrennt. Das Filtrat wurde mit dem vorherigen Filtrat vermischt. Der Filterkuchen und das Filtrat wurden mit verdünnter Schwefelsäure angesäuert und mit Ethylacetat extrahiert. Nach dem Waschen der organischen Phase mit gesättigter Natriumchloridlösung wurde das Lösungsmittel aus dem System abdestilliert, um ein kristallines Produkt herzustellen. In Tabelle 2 sind die Ergebnisse der HPLC-Bestimmung dieser Phasen angeführt.
  • Tabelle 2 Ergebnisse der Extraktion von 1,18-Dihydroxy-4,15-octadecandion
    Figure 00400002
  • BEISPIEL 12 Reinigung von 15-Hydroxy-12-ketopentadecansäure
  • Das in Bezugsbeispiel 3 erhaltene Reaktionsgemisch wurde bei 80 °C gehalten und mit dem gleichen Gewicht an Toluol 20 Minuten lang extrahiert. Dieser Vorgang wurde 5-mal wiederholt, und die resultierende wässrige Phase wurde einer 2-stündigen Kristallisationsbehandlung in einem Thermostatbehälter bei 20 °C unterzogen. Das ausgefällte kristalline Produkt wurde mit einem Zentrifugalfilter in einen Filterkuchen und ein Filtrat getrennt. Diese wurden unabhängig voneinander mit verdünnter Schwefelsäure angesäuert und mit Ethylacetat extrahiert. Nach dem Waschen der organischen Phase mit gesättigter Natriumchloridlösung wurde das Lösungsmittel aus dem System abdestilliert, um ein kristallines Produkt herzustellen. In Tabelle 3 sind die Ergebnisse der HPLC-Bestimmung dieser Phasen angeführt.
  • Tabelle 3 Ergebnisse der Reinigung von 15-Hydroxy-12-ketopentadecansäure
    Figure 00410001
  • Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, dass das vor der Schwefelsäurenbehandlung abgetrennte kristalline Produkt 7,28 g Natrium-15-hydroxy-12-ketopentadecanoat und das Filtrat 1,25 g Natriumdodecandioat enthielten.
  • BEISPIEL 13 Reinigung von 15-Hydroxy-12-ketopentandecansäure durch pH-Einstellung
  • Das in oben angeführtem Bezugsbeispiel 3 hergestellte Reaktionsgemisch wurde unter der Temperatur Halten bei 80 °C 20 Minuten lang mit dem gleichen Gewicht an Toluol extrahiert. Dieser Vorgang wurde 5-mal wiederholt, und die resultierende wässrige Phase wurde einer 2-stündigen Kristallisationsbehandlung in einem Thermostatbehälter bei 20 °C unterzogen. Das ausgefällte kristalline Produkt wurde mit einem Zentrifugalfilter in einen Filterkuchen und ein Filtrat getrennt. Der pH des Filtrats wurde mit Schwefelsäure auf 6,5 eingestellt, und der resultierende kristalline Niederschlag wurde mit einem Zentrifugalfilter in einen Filterkuchen und ein Filtrat getrennt. Der pH des Filtrats wurde mit Schwefelsäure weiters auf 3,0 eingestellt, und mit einem Zentrifugalfilter wurde ein Filterkuchen aus dem kristallinen Produkt erhalten. In Tabelle 4 sind die Ergebnisse der HPLC-Bestimmung dieser Filterkuchen angeführt.
  • Tabelle 4 Ergebnisse der Reinigung von 15-Hydroxy-12-ketopentadecansäure durch pH-Einstellung
    Figure 00420001
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Gemäß vorliegender Erfindung können 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolide und Alkalimetallsalze davon in hoher Ausbeute und mit zufrieden stellender Selektivität nach einem industriell vorteilhaften Herstellungsverfahren unter Verwendung eines kostengünstigen und einfach erhältlichen Dicarboxylatesters erhalten werden.
  • Gemäß vorliegender Erfindung können Alkalimetallsalze von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanoliden und Derivaten davon sowie nichtumgesetzte Ester ohne weiteres in hoher Ausbeute und mit industriellen Vorteilen aus einer Kondensationslösung abgetrennt werden, die durch Umsetzung eines Dicarboxylatesters mit γ-Butyrolacton erhalten wurde.
  • Weiters wird gemäß vorliegender Erfindung ein neuer Ester aliphatischer ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren in hoher Ausbeute und mit industriellen Vorteilen erhalten. Die Verwendung der Ester aliphatischer ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren bei der Herstellung von aliphatischen ω-Hydroxysäuren, die wichtige Zwischenprodukte für Parfums auf Basis großer zyklischer Lactone sind, erfordert keine großen Mengen an Base und erleichtert die Abtrennung von Wasser aus dem Reaktionssystem. Somit wird ein Verfahren bereitgestellt, das sich zur Verbesserung der industriellen Herstellung mit signifikant reduziertem Arbeitsaufwand eignet.
  • Gemäß vorliegender Erfindung können α-ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandione, aliphatische ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren und Salze davon sowie Dicarbonsäuren und Salze davon effizient mit hoher Selektivität durch Abtrennung bei der Herstellung aliphatischer ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäuren, die in der Parfumindustrie wichtige Zwischenprodukte von Parfums auf Basis großer zyklischer Lactone darstellen, gewonnen werden.

Claims (26)

  1. Verfahren zur Herstellung von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid der allgemeinen Formel (2) und eines Alkalimetallsalzes des 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolids der allgemeinen Formel (3), umfassend das Kondensieren von γ-Butyrolacton mit einem Dicarboxylatester der allgemeinen Formel (1): ROOC(CH2)nCOOR (1)worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist;
    Figure 00440001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist;
    Figure 00440002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist, R eine Alkylgruppe ist und M ein Alkalimetall ist, worin der durch die allgemeine Formel (1) dargestellte Dicarboxylatester erhitzt und gerührt wird und γ-Butyrolacton und ein Alkalimetallalkoholat zugesetzt werden, um die Kondensationsreaktion durchzuführen.
  2. Verfahren zur Herstellung von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid und eines Alkalimetallsalzes davon nach Anspruch 1, worin das R in der allgemeinen Formel (1) eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist.
  3. Verfahren zur Herstellung von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid und eines Alkalimetallsalzes davon nach Anspruch i oder 2, worin die Kondensationsreaktion durchgeführt wird, während Alkohol durch Destillation unter reduziertem Druck entfernt wird.
  4. Verfahren zur Herstellung von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid und eines Alkalimetallsalzes davon nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Kondensationsreaktion durch Variieren des reduzierten Drucks in zwei oder mehr Stufen durchgeführt wird.
  5. Verfahren zum Trennen und Reinigen eines Alkalimetallsalzes von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid der allgemeinen Formel (3) und nicht umgesetztem Dicarboxylatester aus einer Kondensationsreaktionslösung von γ-Butyrolacton und des Dicarboxylatesters der allgemeinen Formel (1), umfassend eine Fest-Fest-Trennung unter Verwendung eines Lösungsmittels, das mit dem Alkalimetallsalz von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid nicht reaktionsfähig ist: ROOC(CH2)nCOOR (1)worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist;
    Figure 00450001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist, R eine Alkylgruppe ist und M ein Alkalimetall ist.
  6. Verfahren zum Trennen und Reinigen eines Alkalimetallsalzes von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid der allgemeinen Formel (3), eines Derivats davon, bei dem es sich um ein Alkalimetallsalz einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-2)-carboxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (4), ein Alkalimetallsalz einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) oder ein Alkalimetallsalz eines Esters einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-2)-carboxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (6) handelt, sowie eines nichtumgesetzten Dicarboxylatesters aus einer Kondensationsreaktionslösung von γ-Butyrolacton und des Dicarboxylatesters der allgemeinen Formel (1), umfassend eine Extraktion unter Verwendung von Wasser oder einer wässrigen alkalischen Lösung: ROOC(CH2)nCOOR (1)worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist;
    Figure 00460001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist, R eine Alkylgruppe ist und M ein Alkalimetall ist;
    Figure 00460002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist;
    Figure 00470001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist; und
    Figure 00470002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist.
  7. Verfahren zum Trennen und Reinigen eines Alkalimetallsalzes von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid und eines Derivats davon sowie eines Dicarboxylatesters nach Anspruch 6, worin die durch die allgemeinen Formeln (3), (4), (5) und (6) dargestellten Verbindungen unter Verwendung eines inaktiven Lösungsmittels zusammen mit Wasser oder einer wässrigen alkalischen Lösung extrahiert werden.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Esters einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (7), umfassend die selektive Hydrolyse und Decarboxylierung des γ-Butyrolactonabschnitts eines Alkalimetallsalzes von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid der allgemeinen Formel (3):
    Figure 00470003
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist, R eine Alkylgruppe ist und M ein Alkalimetall ist; und
    Figure 00480001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Esters einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (7), umfassend die Hydrolyse und Decarboxylierung eines Alkalimetallsalzes von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid der allgemeinen Formel (3) durch Erhitzen in Gegenwart einer schwachen Säure:
    Figure 00480002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist, R eine Alkylgruppe ist und M ein Alkalimetall ist; und
    Figure 00480003
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Esters einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen nach Anspruch 8 oder 9, worin n in der allgemeinen Formel (3) oder (7) 10 oder 11 ist.
  11. Ester einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (7):
    Figure 00490001
    worin n = 10 oder 11 ist und R eine Alkylgruppe ist.
  12. Ester einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure nach Anspruch 11, worin R in der allgemeinen Forme! (7) eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist.
  13. Verfahren zum Trennen und Gewinnen eines Alkalimetallsalzes einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) und eines Alkalimetallsalzes einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8), umfassend das selektive Kristallisieren des Alkalimetallsalzes der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) aus einem Gemisch, welches das Alkalimetallsalz der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) und das Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) umfasst, sowie das Trennen des Gemischs in einen Filterkuchen und ein Filtrat durch Fest-Flüssig-Trennung:
    Figure 00490002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist;
    Figure 00490003
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist.
  14. Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen eines α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandions der allgemeinen Formel (9), umfassend das Extrahieren des α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandions der allgemeinen Formel (9) mit einem organischen Lösungsmittel aus einem Gemisch, das drei Verbindungen eines Alkalimetallsalzes einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5), ein Alkalimetallsalz einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) und α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandion der allgemeinen Formel (9) enthält, oder das selektive Auskristallisieren des α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandions der allgemeinen Formel (9) aus dem Gemisch:
    Figure 00500001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis i 3 ist und M ein Alkalimetall ist;
    Figure 00500002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist; und
    Figure 00500003
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  15. Verfahren zum Trennen und Gewinnen einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (10) und eines Alkalimetallsalzes einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8), umfassend das Einstellen des pH-Werts eines Gemischs, das ein Alkalimetallsalz einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)- ketosäure der allgemeinen Formel (5) und das Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) enthält, mit einer Mineralsäure auf 5 bis 7:
    Figure 00510001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetallsalz ist;
    Figure 00510002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetallsalz ist; und
    Figure 00510003
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  16. Verfahren zum Trennen und Gewinnen einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (10) und einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (11), umfassend das unabhängige Behandeln des Filterkuchens und des Filtrats nach Anspruch 13 mit einer Mineralsäure:
    Figure 00510004
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  17. Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (11) nach Anspruch 15, worin der pH-Wert des Filtrats, welches das Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) enthält, mit einer Mineralsäure auf 3 bis 5 eingestellt wird:
    Figure 00520001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  18. Verfahren zum Trennen und Gewinnen eines Alkalimetallsalzes einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) und eines Alkalimetallsalzes einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8), umfassend das selektive Auskristallisieren des Alkalimetallsalzes der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) aus einem gemäß Anspruch 14 hergestellten Gemisch aus dem Alkalimetallsalz der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) und dem Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8), sowie das Trennen des Gemischs in einen Filterkuchen und ein Filtrat durch Fest-Flüssig-Trennung.
  19. Verfahren zum Trennen und Gewinnen einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (10) und einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (11), umfassend das unabhängige Behandeln des Filterkuchens und des Filtrats, die gemäß Anspruch 18 getrennt wurden, mit Mineralsäure:
    Figure 00520002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist; und
    Figure 00530001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  20. Verfahren zum Trennen und Gewinnen einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (10) und eines Alkalimetallsalzes einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8), umfassend das Einstellen des pHs eines gemäß Anspruch 14 hergestellten Gemischs aus dem Alkalimetallsalz der aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) und dem Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) mit einer Mineralsäure auf 5 bis 7:
    Figure 00530002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetallsalz ist.
  21. Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (11), das Einstellen des pH des Filtrats, das in Anspruch 20 hergestellt wurde und das Alkalimetallsalz einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) umfasst, mit Mineralsäure auf 3 bis 5 umfassend:
    Figure 00530003
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  22. Verfahren zum Trennen und Gewinnen einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (10) und eines Alkalimetallsalzes einer langketti gen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8), umfassend das Einstellen des pHs eines gemäß Anspruch 13 abgetrennten Filtrats, das geringe Mengen eines Alkalimetallsalz einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) enthält, mit Mineralsäure auf 5 bis 7:
    Figure 00540001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetallsalz ist.
  23. Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (11), umfassend das Einstellen des pHs eines gemäß Anspruch 22 abgetrennten Filtrats, das ein Alkalimetallsalz einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) enthält, mit Mineralsäure auf 3 bis 5:
    Figure 00540002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  24. Verfahren zum Trennen und Gewinnen einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (10) und eines Alkalimetallsalzes einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8), umfassend das Einstellen des pHs eines gemäß Anspruch 18 abgetrennten Filtrats, das geringe Mengen eines Alkalimetallsalzes einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) enthält, mit Mineralsäure auf 5 bis 7:
    Figure 00550001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetallsalz ist.
  25. Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (11), umfassend das Einstellen des pHs eines gemäß Anspruch 24 abgetrennten Filtrats, das ein Alkalimetallsalz einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) enthält, mit einer Mineralsäure auf 3 bis 5:
    Figure 00550002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
  26. Verfahren zur Herstellung einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure, folgende Schritte umfassend: (A) Kondensieren von γ-Butyrolacton und eines Dicarboxylatesters der allgemeinen Formel (1): ROOC(CH2)nCOOR (1)worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist; (B) Abtrennen eines Alkalimetallsalzes von 2-(ω-Alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolid der allgemeinen Formel (3), eines Alkalimetallsalzes einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-2)-carboxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (4), eines Alkalimetallsalzes einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5), eines Esters einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-2)-carboxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (6) und von nichtumgesetztem Dicarboxylatester aus der Kondensationsreaktionslösung durch Extraktion mit Wasser oder einer wässrigen alkalischen Lösung:
    Figure 00560001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist, R eine Alkylgruppe ist und M ein Alkalimetallsalz ist;
    Figure 00560002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetallsalz ist;
    Figure 00560003
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetallsalz ist; und
    Figure 00560004
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und R eine Alkylgruppe ist; (C) Zusetzen einer Base, falls erforderlich, zu dem im vorhergegangenen Schritt (B) extrahierten Gemisch zur Hydrolyse und Decarboxylierung, um ein Gemisch zu bilden, welches das Alkalimetallsalz einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5), ein Alkalimetallsalz einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8), das durch Hydrolyse des Dicarboxylatesters der allgemeinen Formel (1) gebildet wurde, und ein α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandion der allgemeinen Formel (9), das durch Hydrolyse und Decarboxylierung eines Nebenprodukts der Kondensationsreaktion gebildet wurde, enthält:
    Figure 00570001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist; und
    Figure 00570002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist; und (D) Extrahieren des α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandions der allgemeinen Formel (9) mit einem organischen Lösungsmittel oder selektives Auskristallisieren des α,ω-Dihydroxy-δ,(ω-3)-alkandions der allgemeinen Formel (9) aus dem im vorangegangenen Schritt (B) oder (C) hergestellten Gemisch; (E) selektives Auskristallisieren des Alkalimetallsalzes einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω,3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) aus dem Gemisch aus dem Alkalimetallsalz einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) und dem Alkalimetallsalz einer langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8), sowie Trennen des Gemischs in einen Filterkuchen und ein Filtrat durch Fest-Flüssig-Trennung; und (F) Einstellen des pHs des abgetrennten Filtrats, das geringe Mengen des Alkalimetallsalzes einer aliphatischen ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (5) enthält, mit Mineralsäure auf 5 bis 7, um die aliphatische ω-Hydroxy-(ω-3)-ketosäure der allgemeinen Formel (10) und das Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) zu trennen und zu gewinnen, und das anschließende Einstellen des pHs des abgetrennten Filtrats, welches das Alkalimetallsalz der langkettigen Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (8) enthält, mit Mineralsäure auf 3 bis 5, um die langkettige Dicarbonsäure der allgemeinen Formel (11) abzutrennen und zu gewinnen:
    Figure 00580001
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist und M ein Alkalimetall ist; und
    Figure 00580002
    worin n eine ganze Zahl von 7 bis 13 ist.
DE69835508T 1997-06-30 1998-06-30 Verfahren zur herstellung von 2-(omega-alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanoliden,omega-hydroxy-(omega-3)-keto-fettsäureestern und ihrer derivate Expired - Lifetime DE69835508T2 (de)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18902297 1997-06-30
JP18902297A JPH1121270A (ja) 1997-06-30 1997-06-30 ω−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂肪酸エステルおよびその製造法
JP18902197 1997-06-30
JP18902197A JP4706887B2 (ja) 1997-06-30 1997-06-30 ２−（ω−アルコキシカルボニルアルカノイル）−４−ブタノリッドの製造法
JP21575297 1997-07-25
JP21575297 1997-07-25
JP5582798 1998-02-20
JP05582798A JP4853691B2 (ja) 1998-02-20 1998-02-20 α，ω−ジヒドロキシ−δ，（ω−３）−アルカンジオン、ω−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂肪酸およびその塩、ジカルボン酸およびその塩の分離回収方法
PCT/JP1998/002930 WO1999000378A1 (en) 1997-06-30 1998-06-30 PROCESSES FOR PREPARING 2-(φ-ALKOXYCARBONYLALKANOYL)-4-BUTANOLIDES, φ-HYDROXY-(φ-3)-KETO FATTY ESTERS, AND DERIVATIVES THEREOF

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69835508D1 DE69835508D1 (de) 2006-09-21
DE69835508T2 true DE69835508T2 (de) 2007-02-08

Family

ID=27463253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69835508T Expired - Lifetime DE69835508T2 (de) 1997-06-30 1998-06-30 Verfahren zur herstellung von 2-(omega-alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanoliden,omega-hydroxy-(omega-3)-keto-fettsäureestern und ihrer derivate

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6291688B1 (de)
EP (1) EP0970952B1 (de)
CN (1) CN100341865C (de)
DE (1) DE69835508T2 (de)
WO (1) WO1999000378A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6475133B2 (en) 1997-06-30 2002-11-05 Soda Aromatic Co., Ltd. Methods for making 2-(ω-alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolide, ester of omega-hydroxy-(ω-3)-ketoaliphatic acid, and derivatives thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2595094B2 (ja) * 1989-06-06 1997-03-26 宇部興産株式会社 ω―ヒドロキシ―（ω―３）―ケト脂肪酸の製法
US5808106A (en) * 1995-08-04 1998-09-15 Katou; Tetsuya Method for producing 2-(ω-alkoxycarbonyl alkanoyl)-4-butanolide and a long-chain ω-hydroxycarboxylic acid
US5693828A (en) * 1996-05-09 1997-12-02 International Flavors & Fragrances Inc. Process for preparing lactones and intermediates therefor

Also Published As

Publication number Publication date
CN100341865C (zh) 2007-10-10
EP0970952A4 (de) 2003-03-19
US6291688B1 (en) 2001-09-18
CN1229406A (zh) 1999-09-22
DE69835508D1 (de) 2006-09-21
EP0970952A1 (de) 2000-01-12
WO1999000378A1 (en) 1999-01-07
EP0970952B1 (de) 2006-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2721264C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Di-n-propylessigsäure und deren nichttoxischen Alkali- und Erdalkalimetallsalzen
AT402818B (de) Verfahren zur herstellung von reinem 4,6-dichlorpyrimidin
DE60006857T3 (de) Verfahren zur herstellung von pyridinmethanol-verbindungen
DE2751610A1 (de) Verfahren zur herstellung von cyclopropanderivaten
CH702298B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Cyanoalkylpropionat-Derivaten.
EP0538505A1 (de) Verfahren zur Herstellung von 4-Hydroxy-2-oxo-pyrrolidin-1-yl-acetamid
EP0252353B1 (de) 4-Benzyloxy-3-pyrrolin-2-on-1-yl-acetamid, dessen Herstellung und Verwendung
DE69835508T2 (de) Verfahren zur herstellung von 2-(omega-alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanoliden,omega-hydroxy-(omega-3)-keto-fettsäureestern und ihrer derivate
DE2721265C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Di- n-propylacetonitril
DE2918900A1 (de) Verfahren zur herstellung von 1,5- dimethyl-bicyclo- eckige klammer auf 3,2,1 eckige klammer zu octanol-8 und dessen ester
US6528668B2 (en) Methods for making 2-(ω-alkoxycarbonylalkanoyl)-4-butanolide, ester of ω-hydroxy-(ω-3)-ketoaliphatic acid, and derivatives thereof
EP0678515B1 (de) Verfahren und Zwischenprodukte zur Herstellung von 5-Oxaspiro [2.4] heptan-6-on
DE10231496B4 (de) Verfahren zur Herstellung von hochreinem, kristallinem 4-Amino-5,6-dimethoxypyrimidin
DE2065698A1 (de) Verfahren zur herstellung von 2isopropyl-6-methyl-4(3h)-pyrimidon
EP0206294B1 (de) 3-Hydroxy-3-(2-Methyl-5-pyridyl)-propionsäurealkylester
DE3325976C2 (de)
JP4853691B2 (ja) α，ω−ジヒドロキシ−δ，（ω−３）−アルカンジオン、ω−ヒドロキシ−（ω−３）−ケト脂肪酸およびその塩、ジカルボン酸およびその塩の分離回収方法
EP0252363A1 (de) 4-Benzyloxy-3-pyrrolin-2-on, dessen Herstellung und Verwendung zur Synthese von Tetramsäure
EP0069880B1 (de) Cyclopentanonderivate und Verfahren zu deren Isomerisierung
DE1134985B (de) Verfahren zur Herstellung von Vorprodukten des OEstrons
EP0718305A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Aldobionsäureamid
DE2738016B2 (de) Verfahren zur Herstellung von a -Ketocarbonsäuren und die dabei eingesetzten a -Ketocarbonsäureamide
CH631959A5 (en) Processes for preparing carboxylic acids and/or carboxylic esters
DE1620512A1 (de) Verfahren zur Herstellung von 2-methyl-3-hydroxy-4,5-disubstituierten Pyridinen
DE2225243A1 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition