DE752437C

DE752437C - Verfahren zur Herstellung von Endoperoxyden vom Typ des Askaridols

Info

Publication number: DE752437C
Application number: DESCH122766D
Authority: DE
Inventors: Guenther Dr Schenck; Karl Dr Ziegler
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1941-06-22
Filing date: 1941-06-22
Publication date: 1952-05-19
Also published as: NL59259C; BE446032A

Description

Verfahren zur Herstellung von Endoperoxyden vom Typ des Askaridols Es wurde gefunden, daß man Askaridol gewinnen kann, wenn man a-Terpin--n oder dieses enthaltende Gemische mit Sauerstoff oder Sauerstoff enthaltenden Gasen, wie mit Luft, in Gegenwart eines sensibilisierenden, die Anlagerung von Sauerstoff' fördernden Stoffes, zweckmäßig eines Farbstoffes, der in die Leukoform überzugehen vermag, wie Eosin, Chlorophyll, Pinacyanol u. dgl., dem Einfluß des Sonnenlichtes oder anderer aktiver Strahlen aussetzt. Dabei lagern sich zwei Sauerstoffatome unter Bildung eines . Endoperoxyds an das a-Terpinen an.
Die Gewinnung des als Ausgangsma;te-rial verwendeten a-Terpinens in reiner Form ist bekanntlich nicht ganz einfach. Regelmäßig sind dem a-Terphien isomere Terpenkohlen-,vasserstoffebeigemischt, z. B. das einen siebengliedrigen. Ring -enthaltende Terpen (vgl. K. A1der und H. F. Richter, Berichte der deutischen chemischen Gesellschaft 7o, S. 1367 L19371). Auch diese gewöhnlichen Be:imischttngen des a-Terpinens gehen beim Behandeln mit Sauerstoff gemäß der Erfindung flüchtige, mit Dampf oder ini Vakuum destillierbare Endoperoxvde der Zusammensetzung Terpen-0,: diese sind aber iin Gegensatz zum Aska.ridol in der Regel durch Abkühlen nicht zur Kristallisation zu bringen.
Das Gesamtverhalten der aus liaiideisül)-lichen a-Terpinen-Präparaten zugewinnenden Endoperoxy de hängt daher stark vom angewandten Ausgangsmaterial ab. Es ist z. 13. leicht möglich, aus einem hochwertigen a-Terpinen-Präparat ein Rohaskaridol vom SchmeIzpunkt - 14 bis - io@ zu gewinnen. aus dem ohne große Verluste durch Umkristallisieren reines Asha.ridol mit einem Schmelzpunkt von -1-a=' hergestellt werden kann. Bei weniger a-terhinenreiclien Terpkenproben bleibt zwar die Gesamtmenge gewinnbarer Eiidoperoxvde in der Regel dieselbe, jedoch kristallisieren lediglich die niedrigst flüchtigen :Inteile des über das Intervall von 40 bis 9o=' he'i 0,7 min Hg destillier2nden Rohperoxyds. Die höheren Fraktionen sind Öle. Sie gleichen dem Askaridol weitgehend in ihrem `erhalten beim trockenen Erhitzen und in der Höhe ihrer Dielektrizitätskonstanten.
Auch die Art des bei der Autoxydation verwandten Plio,tosensibilisators kann von Einfluß sein auf die -Iiristallisa,rtionsfäliigkeit der destillierbaren Reaktionsprodukte, was vielleicht darauf zurückzuführen ist, daß einzeIne Sensibilisatoren eine Umlagerung des a-Terpinens am Licht @-oi- der Autoxydation bewirken.
Um di-e Bildung höhermolekularer Peroxyde, wie, sie normalerweise bei der nicht photosensibilisierten Autoxydation des Terpinens entstehen, möglichst zurückzudrängen, ist es zweckmäßig, in großer Verdünnung zti arbeiten. Als `Verdünnungsmittel hat sich Ätlivlallsoliol besonders bewährt; doch sind auch andere Lösungsmittel, z. B. n- und iso-Propanol, Toluol oder Benzol. brauchbar. Es hat sich weiter herausgestellt, <1a1 die besten Resultate erhalten «-erden, wenn nian die Belichtung in hoher Verdünnung durchführt, indem man 7.13. eine Verdünnung von etwa r :Zoo -wählt. Bei hohen Konzentratione1ii :titstehen erhebliche :Mengen von Polymerisationsprodukten.
Man kann aber auch bei höheren als den genannten Konzentrationen arbeiten, was betriebstechnisch von Bedeutung ist, wenn man den Lösungen bestimmte, die Polymerisation hemmende Stoffe in verhältnismäßig geringen Mengen zusetzt. Als ein solcher, die Polvmerisation hemmender Stoff hat sich Toluol besonders bewährt. So ist es möglich, durch Zusatz von nur :2 % Toluol zu der alkoholischen Lösung in einer etwa um das Zehnfache höheren Konzentration zu arbeiten als ohne diesen Zusatz. Andererseits ist die Verwendung von Toluol allein an Stelle von einem -Mkoliol-Toluol-Geiniscli weniger vorteilhaft. Toluol kann mit gleichem oder ähnlichem Erfolg auch durch andere hemmende Stoffe, insbesondere solche autoxvdabler \atur, die in den zu verwendenden Lösungsmitteln löslich sind, wie Xvlol, ersetzt werden.

Die folgend Tabelle veranschaulicht die Wirkung dieser Zusätze:

Ausgangsmaterial 1 Lösungsmittel I Zusatz Endoperoxydausbeute

z Teil a-Terpinen Zoo Teile Äthanol ohne Zusatz 0,37 Teile

_ _ 30 - - - - 0,27 -

z - - 30 - - Toluol 0,45 -

(berechnet

auf Äthanol)

Die Reaktion wird zweckmäßig bei gewöhnlicher Temperatur durchgeführt; gegebenenfalls mull unerwünschte Erwärmung durch Kühlen verhindert werden. Die Anlagerung des Sauerstoffes verläuft verhältnismäßig langsam und ist ini allgemeinen erst in einigen Tagen beendet. Zwecks Beschleunigung führt man die Reaktion unter Schütteln oder unter kräftigem Rühren durch. Zweckmäßig benutzt mau dabei den in die Flüssigkeit einzuleitenden Sauerstoff oder Luftstrom zur Durchwirbelung der Reaktionslösung. Auch Arbeiten unter t?berdrucl; dient zur Beschleunigung der Reaktion.

Zur Photooxydation gemäß vorliegender 1?i-hndtnig bedient man sich zweckmäßig der folgenden Apparatur: Eine Osram-Nitra-Lampe von Zoo Watt befindet sich in einem mit Wasser gefüllten und mit Zufluß und Abfluß versehenen Becherglas; dieses ist umgeben von einem zweiten, etwas weiteren Becherglas, das die zu bestrahlende Lösung enthält und mit einem Rührwerk versehen ist. Um eine möglichst gute Ausnutzung der Lichtenergie zu erzielen, wird der Apparat in einem mit Spiegelglasscheiben ausgekleideten Kasten gesetzt.
Die Isolierung der Endoperoxyde aus der Reaktionslösung erfolgt in an sich üblicher Weise. So kann man das Lösungsmittel weckmäßig im Vakuum abdestillieren und das hinteirbdeibend'e Rohperoxyd durch Hochvakuum- oder Wasserdampfdestillation fraktionieren.
Die Reaktionsprodukte sind wertvoll als #:!'urmmittel.
Die gesamte bisher bekannte Literatur fiber die Darstellung von Terpenperoxyden durch Autoxy dation von Terpenen bezieht sich ausschließlich auf die Bildung polymerer Peroxyde vom allgemeinen Typ. (vgl. Bode-ndo.rf, Arch. Pharm. 271, 193r, S. 14, Formel YKIK). Dies ist insbesondere aus der bei R i eche, S. 28, vorstehend zitierten Publikation von Bodendorf zu entnehmen; auf S. 29 wird zwar das Askaridol als ein sich von einem Terpen ableitendes Peroxyd bezeichnet, und es ist angegeben, daß es das einzige bisher bekannte natürlich gebildete Peroxyd sei. Aus dieser Angabe kann aber nicht entnommen werden, welche Wege für die Darstellung des Askaridols aus einem Terpen beschritten werden, müßten, denn tatsächlich ist noch nirgends eine Askaridolsynthese mitgeteilt worden.
In einer im Chemischen Zentralblatt 1940 11504/05 referierten. Arbeit von D up an t ist zwar ein Hinweis auf die A.utoxydätion eines mit a-Terpinen verwendeten Körpers, des a-Phellandren.s, und es erscheint auch auf S. 1504 unter VI die Formel eines askari.d.olähnlichen Peroxyds, aber aus dem Text, S. 15o5, geht klar hervor, daß diese Substanz nicht etwa als solche dargestellt worden ist, sondern daß sie der Autor lediglich als Zwischenprodukt bei der Bildung einer anderen Substanz annimmt.

Von dem in der Veröffentlichung »The Terpe:nes« von Simonsen, Bd. 1, 1939, S. 157, beschriebenen Verfahren unterscheidet sich das erfindungsgemäße sowohl durch die Oxyd.ationsmitte1 als auch durch die erhaltenen Endprodukte. Während es sich im letzten Falle um eine Autoxydatio:n unter Verwendung von molekularem Sauerstoff als Oxydationsmittel handelt, wobei Peroxyd: mit der Gruppierung C-O-O-C und mit Peroxy deigenschaften (explosionsartige Zersetzung beim Erhitzen) handelt, verwendet S i mons en nicht molekularen Sauerstoff zur Oxydation von a-Terpinen, sondern Benzoylhydroperoxyd und erhält ein Oxyd (Äther) mit der Gruppierung C-O-C, welches keine Peroxydeigenschaften besitzt und grundverschieden. vom Askaridol ist. Der Unterschied sei durch folgendes Forrnelbild klargemacht Beispiel i i Teil a-Terpinen wird in Zoo Teilen Äthanol in Gegenwart von o,oo1 Teilen Eosin mit Sauerstoff von Atmosphärendruck unter Belichtung geschüttelt. Nach beendeter Sauerstoffaufnahme wird das Lösungsmittel bei 12 mm H- entfernt und dann bei 0,7 mm Hg zwischen 4o und 8o° das gebildete Endoperoxyd überdestilliert. Erhalten werden

0,37 Teile Endol):roxyd. Bei nochmaliger

Destillation dieses Rohprodukts erhält matt

das zwischen .IS bis 65' bei i,o mm über-

gehende ASkarldol. Außer Äthanol können

auch andere, Alkohole, z. B. Propyl- oder Iso-

propylalkohol, sowie Kohlenwasserstoffe,z.B.

Benzol oder Toluol, als Lösungsmittel ver-

,vendet «-erden.

Beispiel

i Teil a-Terpinen wird in 6o Teilen Alko-

hol, .der 2% Toluol enthält, in Gegenwart

von o,ooi bis o,oo4 Teilen Chlorophyll nach

Beispiel i umgesetzt. Erhalten werden

0,424Teil-e Endoperoxyd finit der Dielek-

trizität:skoustante 12,o.

Beispiel

Es wird nach Beispiel i verfahren: i Teil

a=Berpinen in 3o Teilen Alkohol, der 20%

Toluol enthält, mit o,oo2 Teilen Erytlirosin

ergibt o,-L4 Teile Endop°roxy d.

Beispiel d.

Es wird nach Beispiel i verfahren: i Teil

a-Terpin,n in 2o Teilen Alkohol, der 200,10

Toluol enthält. mit o,oo2 Teilen Eosin ergibt

o,.44 Teile Endolieroxyd.

o Beispiels

Es wird nach Beispiel i erfahren: i Teil

a-Terpinen in 12 Teilen Alkohol, der 200/0

Toluol enthält, mit o,oo2 Teilen Eosin ergibt

0.38 bis o,40 Teile Eridoperoxyd.

Beispiel 6

Verfahren wird nach Beispiel 3, jedoch

werden an Stelle von Erythrosin o,oo5 Teile

Pseudisocyaiiin verwandt. Erhalten werden

0,28 Teile En cloperaxyd.

he,ispie@17

Es wird nach 1>eispiel 3 verfahren, jedoch

werden an Stelle von Ery throsin o,ooi 5 Teile

Fluoreszein verwendet. Erhalten werden

0.38 bis 0,4o Teile Hridoperoxyd.

Beispiel 8

Es wird nach Beispie13 verfahren, jedoch

werden statt Ervtlirosin o,oooi Teile Pina-

cyanol verwandt: o,27 Teile Endoperoxyd.

Beispiel 9

Es wird nach Beispiel i verfahren: i Teil

a-Terpinen in 5o Teilen Isopropanol mit

o,ooo5 Teilen Eosin ergibt 0,39 Teile Endo-

peroxyd.

Beispiel 10

In einer starkwandigen, mit einem Draht-

geflecht umgebenen Glasflasche wird nach

Beispiel 3 verfahren. Jedoch beAudet sich das

Reaktionsgefäß in Verbindung mit einem

Sauerstoffvorratsgefäß, das mit einem \Iano-

nieter verseh:n ist. Nach kurzem Evakuieren

wird die Apparatur mit Sauerstoff gefüllt,

bis das Manometer -. atü ati7ei"t. I>ei- Ver-

lauf der Reaktion zeigt sich ain Allsinken

des Sauerstoffdruckes, der, solange not-

wendig, immer wieder auf 4atii eingestellt

wird. Die Umsetzung verläuft bedeutend

schneller als bei B°'ispiel 3, die Ausbeute an

Endoperoxvd (0,.I2 Teile) ist annähernd

dieselbe.

Beispiel ii

ioo g a-Terpinen, erhalten aus 'I'erhetiol

durch Erhitzen innt Schwefelsäure und

Destillation über Natrium bei 178 his 181°

(76o mni), werden in 165o ccin (1300.-) Iso-

propylalkohol in Gegenwart von o.5 g@e-

thylenblau unter Durchleiten von Luft pliot-

oxydiert. Als Reaktionsgefäß dient ein.;

.Ringmantelapparatur. Die Belichtung erfolgt

mit einer Quecksilberdampflampe 11-1-1 iooo

(-28o Watt), R°aktiotisdauer i i Stunde».

Luftstrom ..161 pro Std. Die Kühlung des

Reaktiotisgefäß°s hält die U#niperatur

zwischen 22 bis 32= '. Nach beendeter Pliot-

oxydation wird das Lösungsmittel im Va-

k uum der Wasserstrahlpumpe über eine

Vigreuxko,lonne (Radtemperatur bis 90v)

entfernt. Hierbei färbt sich die blatte Lö-

sung; braun. Dann wird der verbliebene

Rückstand in einen Claisenkolben verbracht

und noch alles, was an umgesetztem Terpinen

usw. bei io mm und einer Radtemperatur von

9o° noch übergeht, entfernt. Anschließend

wird iin Hochvakuum destilliert. Das lief

einer Badtempcratur his ioo= 1>e1 0.o5 bis

o,oi inin übergehende gelb gefärbte Roh-

peroxyd wird im Hochvakuum über eine

Widmerkoloune fraktioniert. Die gemein-

saine Aufarbeitung v011 2o derartig:ti Pliot-

oxydationsansätzen (eingesetzt insgesamt

200o g Terpinen) ergab 820,8 g IZolilteroxvd-

destillat. das über die Widinerkolonrie frak-

tioniert wurde. Bei den beiden Destillationen

-erblieben insgesamt 744,3 g verharzten pxr-

oxydischen Rückstandes. Erhalten wurden

667,1 g Endoperoxyd Cio H 1c <)." davon

5137 g Askaridol, Schmp. - 9 bis - 6,3 #7 ,

84,0 g Askaridol, Schmp. - 20 bis - i 5- ,

69,4g nicht kristallisierendes @i@#tnisch voll

wenig; Askaridol mit einem isonicreii 1'vroxyd.

Claims

PATENTANSPRÜHCaHE: i. Verfahren zur 14arstellun von

Endoperoxyden vom Typ des Askaridols, dadurch gehennzeiclinet, daß man eine, Lösung von a-Terpinen, zweckmäßig eine alknliollsche Losung, 1n Gegenwart Von

sensi:bil;isierenden, die Anlagerung von Sauerstoff fördernden Stoffen dem Einfluß des Sonnenlichtes oder anderer aktiver S:rorah:len aussetzt und aus dem Reaktionsgemisch das Endoperoxyd isoliert. :
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man als sensibilisierenden Stoff einen Farbstoff, der in die Leukoform überzugehen vermag, insbesondere Eosin, verwendet.
3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion in großer Verdünnung vornimmt. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i bis 3, dadurch gelcennzeichnet, daß man der Lösung zwecks Durchführung der Reaktion bei hoher Konzentration Stoffe zusetzt, die der Bildung polymerer Peroxyde entgegenwirken, insbesondere autoxydable Stoffe, wie Toluol, die in dem verwendeten Lösungsmittel löslich sind. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Chemisches Zentralblatt 19.1o I, S. 15o.1/5, 193911, S.3808Mitte; Simonsen, »TheTerpines«, ßd.1 (1931), S. 157.