EP1284955A1 - Verfahren zur herstellung von acyloxyacetaldehyden - Google Patents

Verfahren zur herstellung von acyloxyacetaldehyden

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Publication number
EP1284955A1
EP1284955A1 EP01943323A EP01943323A EP1284955A1 EP 1284955 A1 EP1284955 A1 EP 1284955A1 EP 01943323 A EP01943323 A EP 01943323A EP 01943323 A EP01943323 A EP 01943323A EP 1284955 A1 EP1284955 A1 EP 1284955A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
formula
compound
radical
alkyl
acetal
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.)
Withdrawn
Application number
EP01943323A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilhelmus Hubertus Joseph Boesten
Peter Riebel
Gerhard Niederhumer
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.)
Patheon Austria GmbH and Co KG
Original Assignee
DSM Fine Chemicals Austria Nfg GmbH and Co KG
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
Application filed by DSM Fine Chemicals Austria Nfg GmbH and Co KG filed Critical DSM Fine Chemicals Austria Nfg GmbH and Co KG
Publication of EP1284955A1 publication Critical patent/EP1284955A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/10—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with ester groups or with a carbon-halogen bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/10—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with ester groups or with a carbon-halogen bond
    • C07C67/11—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with ester groups or with a carbon-halogen bond being mineral ester groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/28—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the hydroxylic moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
    • C07C67/29—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the hydroxylic moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by introduction of oxygen-containing functional groups

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of acyloxyacetaldehydes from the corresponding carboxylates via the diacetals with subsequent acetal cleavage.
  • Acyloxyacetaldehydes are valuable starting materials in organic synthesis. For example, they are used as a starting material for the production of synthetic nucleosides with non-natural, heteroatom-containing carbohydrate units, such as 1,3-oxathiolanes with antiviral properties.
  • alkene diol dialkylate such as butene-1,4-diol dibutyrate.
  • alkene diol dialkylates are first obtained by reacting an alkenediol with an acid chloride ,
  • WO 00/09494 proposes the reduction of a glyoxal monodialkyl acetal with NaBH 4 and subsequent reaction of the dialkyl acetal alcohol thus obtained with an acyl chloride.
  • the desired acyloxyacetaldehydes can also be prepared starting from solketal (glycerol dimethyl ketal) by reaction with an acyl chloride and subsequent cleavage, and reduction with NalO 4 or by reaction of ethane-1,2-diol with an acyl chloride and subsequent oxidation ,
  • the disadvantages of the previously known production variants are due, among other things, to the use of critical oxidizing agents, such as periodate, etc., to carrying out the reaction in a complicated or complex manner and / or to the difficult-to-access or expensive starting materials.
  • the object of the invention was to find a new process for the preparation of acyloxyacetaldehydes which starts from easily accessible starting materials and leads to the desired end product in a few simple steps.
  • the invention accordingly relates to a process for the preparation of acyloxyacetaldehydes of the formula
  • R can mean an optionally mono- or polysubstituted alkyl, aryl, heteroaryl, alkaryl, alkylheteroaryl or aralkyl radical or an optionally mono- or polysubstituted heterocycle or alkyl heterocycle, which is characterized in that a compound of the formula
  • R is as defined above and M can be an alkali or an alkaline earth atom, in a suitable solvent with a compound of the formula
  • Ri and R 2 independently of Ri and R 2 represent an alkyl CiC ⁇ or together a C2-C6 alkylene radical and X represents a halogen atom to give the corresponding dialkyl acetal of the formula in which R, Ri and R 2 are as defined above, whereupon an acetal cleavage to the desired acyloxyacetaldehyde of the formula (I) is carried out.
  • acyloxyacetaldehydes of the formula (I) are prepared.
  • R denotes an optionally mono- or polysubstituted alkyl, aryl, heteroaryl, alkaryl, alkylheteroaryl or aralkyl radical or an optionally mono- or polysubstituted radical. substituted heterocycle or alkyl heterocycle.
  • Alkyl is to be understood as meaning saturated or mono- or polyunsaturated, linear, branched or cyclic, primary, secondary or tertiary hydrocarbon radicals. These are preferably C 1 -C 2 -alkyl radicals, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl, pentyl, cyclopentyl, isopentyl, neopentyl, hexyl, iso-hexyl , Cyclohexyl, cyclohexylmethyl, 3-methylpentyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, octyl, cyclooctyl, decyl, cyclodecyl, dodecyl, cyclododecyl, etc.
  • C 1 -C 2 -alkyl radicals such as methyl, ethy
  • the alkyl group can optionally be substituted one or more times.
  • Suitable substituents are OH, carboxylic acid derivatives, such as carboxylic acid esters or carboxylic acid amides, amino, alkylamino, preferably C 1 -C 6 -alkylamino, arylamino, preferably C 6 -C 2 o-arylamino, alkoxy, preferably C 1 -C 6 -alkoxy, aryloxy, preferably C 6 -C 2 o-aryloxy, nitro, cyano, sulfonic acid esters, solfonamides, sulfates, phosphates or phosphonates, either unprotected or protected, as described, for example, in Protective Groups in Organic Synthesis, (1991).
  • Aryl is preferably understood to mean C 6 ⁇ C 2 o-aryl groups, such as phenyl, biphenyl, naphthyl, indenyl, fluorenyl, etc
  • the aryl group can optionally be substituted one or more times.
  • Suitable substituents are again OH, carboxylic acid derivatives, such as carboxylic acid esters or carboxamides, amino, alkylamino, preferably CrC- 6 -alkylamino, arylamino, preferably C 6 -C 2 o-arylamino, alkoxy, preferably Ci-Ce alkoxy, aryloxy, preferably C.
  • Alkaryl or alkylaryl are to be understood as meaning alkyl groups, some of them
  • Aralkyl or arylalkyl refers to an aryl group with an alkyl substituent.
  • Heteroaryl or heterocycle are to be understood as cyclic radicals which contain at least one S, O or N atom in the ring. These are, for example, furyl, pyridyl, pyrimidyl, thienyl, isothiazolyl, imidazolyl, tetrazolyl, pyrazinyl, benzofuranyl, benzothiophenyl, quinolyl, isoquinolyl, benzothienyl, isobenzofuryl, pyrazolyl, indolyl, isoindolyl, benzoimidolylazolyl, benzoimidolylazolyl , 1, 2,4-thiadiazolyl, isoxazolyl, pyrrolyl, quinazolinyl, pyridazinyl, phthalazinyi, etc.
  • heteroaryl group or the heterocycle can optionally be substituted one or more times by the substituents already mentioned above.
  • Alkyl heteroaryl or alkyl heterocycle is understood to mean alkyl groups which are substituted by a heteroaryl group or by a heterocycle.
  • R particularly preferably denotes a saturated, linear or branched C 2 -C 8 -alkyl radical, a benzyl or a phenyl radical, the radicals optionally one or more times by OH, carboxylic acid derivatives, such as carboxylic acid esters or carboxamides, amino, C 1 -C 6 -alkylamino, C 6 -C 2 o-arylamino, C 1 -C 6 alkoxy, C 6 - C 2 o-aryloxy, nitro or Cyano, may be substituted.
  • R very particularly preferably denotes a saturated, linear C 2 -C 8 -alkyl radical.
  • a compound of the formula (II) is reacted according to the invention with a compound of the formula (II).
  • R is as defined in formula (I) and M represents an alkali or an alkaline earth atom.
  • Preferred alkali or an alkaline earth atom are Na, K, Ca, Mg.Cs. Na or K are particularly preferred.
  • R 1 and R 2 independently of one another denote a Ci-C ⁇ -
  • Alkyl radical preferably a -C 4 alkyl radical.
  • the alkyl radical can be saturated, linear, branched or cyclic.
  • Linear or branched alkyl radicals such as methyl, ethyl, propyl, i-propyl, butyl hexyl, are preferred.
  • Methyl, ethyl and propyl are particularly preferred.
  • R 1 and R 2 can also together represent a C 2 -C 6 alkylene radical, so that a cyclic acetal is formed.
  • C 2 -C 6 alkylene radicals are ethylene, propylene,
  • X in the formula (III) is halogen.
  • X is preferably F, Cl or Br; particularly preferably Cl or Br.
  • the compounds of the formula (II) and of the formula (III) are used in an equimolar amount or one of the two compounds in a molar excess.
  • the compound of formula (II) is preferably used in a molar excess. 1.1 to 2 mol of the compound of the formula (II) are preferably used per mol of the compound of the formula (III). If necessary, larger surpluses can also be used.
  • the reaction takes place in an organic solvent. Suitable solvents are in particular dipolar, aprotic solvents.
  • the solvents preferably contain an amide function. Examples include pyrrolidones, such as 2-pyrrolidone, N-methylpyrrolidone, annides, such as formamide, methyl- or ethylformamide, dimethyl- or diethylformamide.
  • the reaction temperature depends on the solvent used and on the starting materials and is between 10 and 300 ° C., preferably between 50 and 250 ° C. and particularly preferably between 80 and 220 ° C.
  • the compound of the formula (IV) thus obtained is isolated from the reaction mixture.
  • this can be done, for example, by extraction or distillation.
  • dialkylacetal of the formula (IV) can then be fed to the second step of the process according to the invention, the acetal cleavage, without any further purification.
  • the acetal cleavage is carried out by means of acid catalysis with inorganic or organic acid, or with Lewis acids, with acidic cation exchangers or in the presence of lanthanide catalysts.
  • Acids such as sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, formic acid, acetic acid etc. are preferably suitable as catalysts for acid catalysis.
  • Various compounds of cerium, lanthanum, ytterbium, samarium etc. are suitable as lanthanides. These are especially chlorides, sulfates and carboxylates.
  • the acetal cleavage is preferably carried out under acidic catalysis. Formic acid or acetic acid are particularly preferably used for this purpose.
  • the dialkyl acetal is cleaved and converted into the desired compound of formula (I).
  • Water is used in at least an equimolar amount or in a slight molar excess based on the acetal. Larger molar excesses of water are also possible if desired, but this increases the risk of side reactions. An equimolar amount of water is preferably used.
  • the reaction temperature is between 0 ° C and the boiling point of the reaction mixture, preferably between 10 and 70 ° C, particularly preferably between 15 and 50 ° C.
  • any excess acid and the alkyl carboxylate which has been split off or formed are separated off after the reaction, for example by distillation or by means of a rotary evaporator.
  • the process according to the invention gives the desired acyloxyacetaldehydes of the formula (I) in a simple manner, starting from easily accessible starting materials, in high yields and with high purity.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Acyloxyacetaldehyden der Formel (I), in der R einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituierten Alkyl-, Aryl-, Heteroaryl-, Alkaryl-, Aklylheteroaryl- oder Aralkylrest oder einen gegebenfalls ein- oder mehrfach substituierten Heterocyclus oder Alkylheterocyclus bedeuten kann, durch Umsetzung einer Verbindung der Formel (II), in der R wie oben definiert ist und M ein Alkali- oder ein Erdalkaliatom sein kann, in einem geeigneten Lösungsmittel mit einer Verbindung der Formel (III), in der R1 und R2 unabhängig voneinander einen C1-C6-Alkylrest oder gemeinsam einen C2-C6-Alkylenrest und X ein Halogenatom bedeutet, worauf das entsprechende gebildete Dialkylacetal der Formel (IV), in der R, R1 und R2 wie oben definiert sind, einer Acetalspaltung zum gewünschten Acyloyacetaldehyde der Formel (I) unterzogen wird.

Description

Verfahren zur Herstellung von Acyloxyacetaldehyden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Acyloxyacetaldehyden aus den entsprechenden Carboxylaten über die Diacetale mit anschließender Ace- talspaltung.
Acyloxyacetaldehyde sind wertvolle Ausgangsprodukte in organischen Synthese. So finden sie beispielsweise als Edukt zur Herstellung von synthetischen Nucleosi- den mit nicht natürlichen, heteroatomhaltigen Kohlenhydrat-Einheiten, wie etwa 1 ,3- Oxathiolanen mit antiviralen Eigenschaften Verwendung.
Zur Herstellung der Acyloxyacetaldehyde sind bereits verschiedene Varianten in der Literatur beschrieben. Eine Möglichkeit stellt beispielsweise die Ozonisierung des korrespondierenden Alken-diol-dialkylates, wie etwa Buten-1,4-diol-dibutyrat, dar. Gemäß WO 00/09494 werden die Alken-diol-dialkylate dabei zuerst durch Reaktion eines Alkendioles mit einem Säurechlorid gewonnen.
Als Alternative dazu wird in WO 00/09494 die Reduktion eines Glyoxalmono- dialkylacetals mit NaBH4 und anschließender Umsetzung des so erhaltenen Dialky- lacetalalkohols mit einem Acylchlorid vorgeschlagen.
Die gewünschten Acyloxyacetaldehyde können gemäß WO 00/09494 aber auch ausgehend von Solketal (Glyceroldimethylketal) durch Umsetzung mit einem Acylchlorid und anschließender Ketalspaltung, sowie Reduktion mit NalO4 oder durch Reaktion von Ethan-1 ,2-diol mit einem Acylchlorid und anschließender Oxidation hergestellt werden.
Die Nachteile der bisher bekannten Herstellungsvarianten sind u.a. durch die Verwendung von kritischen Oxidationsmitteln, wie Periodat u.s.w., komplizierte bzw. aufwendige Reaktionsführung und/oder durch die schwer zugänglichen bzw. teuren Edukte bedingt. Aufgabe der Erfindung war es, ein neues Verfahren zur Herstellung von Acyloxyacetaldehyden zu finden, das von leicht zugänglichen Edukten ausgeht und in wenigen, einfachen Schritten zu dem gewünschten Endprodukt führt.
Unerwarteterweise konnte diese Aufgabe durch Verwendung von Halogenacetal- deyhddialkylacetalen und Carboxylaten als Ausgangsverbindungen gelöst werden.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung von Acyloxyacetaldehyden der Formel
in der R einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituierten Alkyl-, Aryl-, Heteroaryl-, Alkaryl-, Alkylheteroaryl- oder Aralkylrest oder einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituierten Heterocyclus oder Alkylheterocyclus bedeuten kann, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Verbindung der Formel
in der R wie oben definiert ist und M ein Alkali- oder ein Erdalkaliatom sein kann, in einem geeigneten Lösungsmittel mit einer Verbindung der Formel
in der Ri und R2 unabhängig voneinander einen C-i-Cδ-Alkylrest oder gemeinsam einen C2-C6-Alkylenrest und X ein Halogenatom bedeutet zu dem entsprechenden Dialkylacetal der Formel in der R, Ri und R2 wie oben definiert sind, umgesetzt wird, worauf eine Acetalspal- tung zum gewünschten Acyloxyacetaldehyd der Formel (I) durchgeführt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Acyloxyacetaldehyde der Formel (I) hergestellt.
In der Formel (I) bedeutet R einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituierten Alkyl-, Aryl-, Heteroaryl-, Alkaryl-, Alkylheteroaryl- oder Aralkylrest oder einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach. substituierten Heterocyclus oder Alkylheterocyclus.
Unter Alkyl sind dabei gesättigte oder ein- oder mehrfach ungesättigte, lineare, verzweigte oder cyclische, primäre, sekundäre oder tertiäre Hydrocarbonreste zu verstehen. Bevorzugt sind dies Cι-C2o-Alkylreste, wie etwa Methyl, Ethyl, Propyl, iso- Propyl, Butyl, iso-Butyl, t-Butyl, Pentyl, Cyclopentyl, iso-Pentyl, neo-Pentyl, Hexyl, iso-Hexyl, Cyclohexyl, Cyclohexylmethyl, 3-Methylpentyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3- Dimethylbutyl, Octyl, Cyclooctyl, Decyl, Cyclodecyl, Dodecyl, Cyclododecyl u.s.w. Bevorzugt sind dabei Cι-Cι2-Alkylreste und besonders bevorzugt C2-C-8-Alkylreste. Die Alkylgruppe kann gegebenenfalls ein oder mehrfach substituiert sein. Geeignete Substituenten sind OH, Carbonsäurederivate, wie Carbonsäureester oder Carbon- säureamide, Amino, Alkylamino, bevorzugt Cι-C6-Alkylamino, Arylamino, bevorzugt C6-C2o-Arylamino, Alkoxy, bevorzugt Cι-C6-Alkoxy, Aryloxy, bevorzugt C6-C2o- Aryloxy, Nitro, Cyano, Sulfonsäureester, Solfonamide, Sulfate, Phophate oder Phosphonate, entweder ungeschützt oder geschützt, wie beispielsweise in Protecti- ve Groups in Organic Synthesis, (1991 ) beschrieben.
Unter Aryl sind bevorzugt C6~C2o-Arylgruppen zu verstehen, wie etwa Phenyl, Biphenyl, Naphthyl, Indenyl, Fluorenyl u.s.w. Die Arylgruppe kann dabei gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituiert sein. Geeignete Substituenten sind dabei wiederum OH, Carbonsäurederivate, wie Carbonsäureester oder Carbonsäureamide, Amino, Alkylamino, bevorzugt CrC-6- Alkylamino, Arylamino, bevorzugt C6-C2o-Arylamino, Alkoxy, bevorzugt Ci-Ce- Alkoxy, Aryloxy, bevorzugt C6-C2o-Aryloxy, Nitro, Cyano, Sulfonsäureester, Sulfo- namide, Sulfate, Phophate oder Phosphonate, entweder ungeschützt oder geschützt, wie beispielsweise in Protective Groups in Organic Synthesis, (1991 ) beschrieben.
Unter Alkaryl oder Alkylaryl sind Alkylgruppen zu verstehen, die einen
Arylsubstituenten aufweisen.
Aralkyl oder Arylalkyl bezieht sich auf eine Arylgruppe mit einem Alkylsubstituenten.
Unter Heteroaryl oder Heterocyclus sind cyclische Reste zu verstehen die zumin- destens ein S-, O- oder N-Atom im Ring enthalten. Dies sind beispielsweise Furyl, Pyridyl, Pyrimidyl, Thienyl, Isothiazolyl, Imidazolyl, Tetrazolyl, Pyrazinyl, Benzofura- nyl, Benzothiophenyl, Chinolyl, Isochinolyl, Benzothienyl, Isobenzofuryl, Pyrazolyl, Indolyl, Isoindolyl, Benzoimidazolyl, Purinyl, Carbazolyl, Oxazolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, 1 ,2,4-thiadiazolyl, Isoxazolyl, Pyrrolyl, Chinazolinyl, Pyridazinyl, Phthalazinyi u.s.w.
Funktionelle O- oder N-Gruppen können dabei wiederum nötigenfalls geschützt werden.
Die Heteroarylgruppe bzw. der Heterocyclus kann dabei gegebenenfalls ein- oder mehrfach durch die bereits oben angeführten Substituenten substituiert sein.
Unter Alkylheteroaryl bzw. Alkylheterocyclus sind dabei Alkylgruppen zu verstehen, die durch eine Heteroarylgruppe bzw. durch einen Heterocyclus substituiert sind.
Besonders bevorzugt bedeutet R einen gesättigten, linearen oder verzweigten C2- C8-Alkylrest, einen Benzyl- oder einen Phenylrest, wobei die Reste gegebenenfalls ein- oder mehrfach durch OH, Carbonsäurederivate, wie Carbonsäureester oder Carbonsäureamide, Amino, Cι-C6-Alkylamino, C6-C2o-Arylamino, Cι-C6-Alkoxy, C6- C2o-Aryloxy, Nitro oder Cyano, substituiert sein können. Ganz besonders bevorzugt bedeutet R einen gesättigten, linearen C2-C8-Alkylrest.
Zur Herstellung der Verbindungen der Formel (I) werden erfindungsgemäß eine Verbindung der Formel (II) mit einer Verbindung der Formel (II) umgesetzt. In der Formel (II) ist R wie in der Formel (I) definiert und M bedeutet ein Alkali- oder ein Erdalkaliatom. Bevorzugte Alkali- oder ein Erdalkaliatome sind dabei Na, K, Ca, Mg.Cs. Besonders bevorzugt sind Na oder K.
In der Formel (III) bedeuten Ri und R2 unabhängig voneinander einen C-i-Cβ-
Alkylrest, bevorzugt einen Cι-C4-Alkylrest.
Der Alkylrest kann dabei gesättigt, linear, verzweigt oder cyclisch sein. Bevorzugt sind lineare oder verzweigte Alkylreste, wie Methyl, Ethyl, Propyl, i-Propyl, Butyl He- xyl. Besonders bevorzugt sind Methyl, Ethyl und Propyl.
Ri und R2 können aber auch gemeinsam einen C2-C6-Alkylenrest bedeuten, sodass ein cyclisches Acetal gebildet wird. C2-C6-Alkylenreste sind dabei Ethylen, Propylen,
Butylen, Pentylen und Hexylen. Bevorzugt sind C2-C4-Alkylenreste.
X bedeutet in der Formel (III) Halogen.
Bevorzugt bedeutet X F, Cl oder Br; besonders bevorzugt Cl oder Br.
Die Verbindungen der Formel (II) und der Formel (III) werden erfindungsgemäß in äquimolarer Menge eingesetzt oder eine der beiden Verbindungen im molaren Ü- berschuss. Bevorzugt wird die Verbindung der Formel (II) im molaren Überschuss eingesetzt. Dabei werden vorzugsweise 1 ,1 bis 2 mol der Verbindung der Formel (II) pro mol Verbindung der Formel (III) verwendet. Gewünschtenfalls können auch größere Überschüsse eingesetzt werden. Die Umsetzung erfolgt in einem organischen Lösungsmittel. Geeignete Lösungsmittel sind dabei insbesondere dipolare, aprotische Lösungsmittel. Bevorzugt enthalten die Lösungsmittel eine Amidfunktion. Beispiele dafür sind Pyrrolidone, wie etwa 2- Pyrrolidon, N-Methylpyrrolidon, Annide, wie Formamid, Methyl- oder Ethylformamid, Dimethyl- oder diethylformamid.
Die Reaktionstemperatur hängt vom verwendeten Lösungsmittel, sowie von den Edukten ab und liegt zwischen 10 und 300°C, bevorzugt zwischen 50 und 250°C und besonders bevorzugt zwischen 80 und 220°C
Nach erfolgter Umsetzung und Abkühlenlassen des Reaktionsgemisch wird die so erhaltene Verbindung der Formel (IV) aus dem Reaktionsgemisch isoliert. Dies kann in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Verbindung der Formel (IV) beispielsweise durch Extraktion oder Destillation erfolgen.
Gegebenenfalls wird dem Reaktionsgemisch vor der Isolierung noch soviel Wasser zugesetzt, bis eventuell ausgefallenes Salz MX wieder gelöst vorliegt.
Das Dialkylacetal der Formel (IV) kann sodann ohne jede weitere Aufreinigung dem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, der Acetalspaltung zugeführt werden.
Die Acetalspaltung wird mittels saurer Katalyse mit anorganischen oder organischen Säure, bzw. mit Lewissäuren, mit sauren Kationenaustauschern oder in Anwesenheit von Lanthanidenkatalysatoren durchgeführt.
Als Katalysator für die saure Katalyse eignen sich bevorzugt Säuren wie etwa Schwefelsäure, p-Toluolsulfonsäure, Ameisensäure, Essigsäure u.s.w. Als Lanthaniden kommen diverse Verbindungen von Cer, Lanthan, Ytterbium, Samarium u.s.w. in Frage. Dies sind insbesondere Chloride, Sulfate und Carboxylate. Bevorzugt wird die Acetalspaltung unter saurer Katalyse durchgeführt. Besonders bevorzugt werden dazu Ameisensäure oder Essigsäure verwendet. Durch die Zugabe von Wasser und des entsprechenden Katalysators, bevorzugt von katalytischen Mengen an Säure wird das Dialkylacetal gespalten und in die gewünschte Verbindung der Formel (I) überführt.
Wasser wird dabei in mindestens äquimolarer Menge bzw. im leichten molaren Ü- berschuss bezogen auf das Acetal eingesetzt. Größere molare Überschüsse an Wasser sind gewünschtenfalls auch möglich, es steigt dabei jedoch die Gefahr von Nebenreaktionen. Bevorzugt wird eine äquimolare Menge an Wasser eingesetzt. Die Reaktionstemperatur liegt zwischen 0°C und dem Siedepunkt des Reaktionsgemisches, bevorzugt zwischen 10 und 70°C, besonders bevorzugt zwischen 15 und 50°C.
Wird die Acetalspaltung mittels saurer Katalyse durchgeführt, so wird eventuell ü- berschüssige Säure und das abgespaltene bzw. gebildete Alkylcarboxylat im An- schluss an die Reaktion abgetrennt, beispielsweise durch Destillation oder mittels Rotationsverdampfer.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die gewünschten Acyloxyacetaldehyde der Formel (I) in einfacher Weise ausgehend von leicht zugänglichen Edukten in hohen Ausbeuten und hoher Reinheit erhalten.
Es ist dabei auch möglich, das nach der Acetalspaltung erhaltene Rohprodukt, nach Isolierung aus dem Reaktionsgemisch, direkt ohne weitere Reinigung in eine nach- folgene Reaktionsstufe, beispielsweise zur Herstellung von 1 ,3-Oxathiolanen, ohne Ausbeute- und Reinheitsverlust, einzusetzen.
Beispiel:
a) Synthese von Butyryloxyacetaldehyddimethylacetal
24.2 g Buttersäure-Natriumsalz (BuSA-Na, 220 mmol, 1.1 Äq) und 24.9 g Chlor- acetaldehyddimethylacetal (CAA-DMA, 200 mmol, 1.0 Äq.) in 150 ml 1-Methyl-2- pyrrolidon (NMP, 0.75 ml/mmol CAA-DMA) wurden für 20 h bei einer Innentemperatur von 166°C gerührt. Nach Abkühlen der Reaktionsmischung wurde der Ansatz mit 150 ml Wasser versetzt und einmal mit 150 ml MTBE sowie ein weiteres Mal mit 50 ml MTBE extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden einmal mit 100 ml Wasser gewaschen und dann bei 50°C (bis 50 mbar Vakuum) vom Lösungsmittel befreit.
Roh-Ausbeute: 32.7 g; 92.8 % d. T.; Butyryloxyacetaldehyddimethylacetal (BuAcA- DMA), (bräunliche, klare Flüssigkeit) Analytik: GC: 0.8 Fl% CAA-DMA, 93.8 Fl% BuAcA-DMA, 2.3 Fl% NMP
b) Darstellung von Butyryloxyacetaldehyd
31.4 g Butyryloxyacetaldehyddimethylacetal (178 mmol Rohprodukt aus Stufe a) wurden in 178 ml Ameisensäure, versetzt mit 3.21 g Wasser (178 mmol), bei 20°C bis zum Verbrauch von BuAcA-DMA gerührt (150 min). Im Anschluß wurde der Ü- berschuß an Ameisensäure sowie gebildetes Methylformiat bei 45°C, 200-30 mbar am Rotationsverdampfer entfernt. Der Rückstand, 22.7 g Butyryloxyacetaldehyd (Rohprodukt) mit einem Gehalt von 87.8 Gew%, konnte ohne weitere Reinigung in die Folgestufe eingesetzt werden.
Chemische Gesamtausbeute an Butyryloxyacetaldehyd ausgehend von CAA-DMA:
76.5 % d.T.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Acyloxyacetaldehyden der Formel
in der R einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituierten Alkyl-, Aryl-, Heteroaryl-, Alkaryl-, Alkylheteroaryl- oder Aralkylrest oder einen gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituierten Heterocyclus oder Alkylheterocyclus bedeuten kann, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Formel
in der R wie oben definiert ist und M ein Alkali- oder ein Erdalkaliatom sein kann, in einem geeigneten Lösungsmittel mit einer Verbindung der Formel
in der Ri und R2 unabhängig voneinander einen Cι-C6-A!kylrest oder gemeinsam einen C2-C6-Alkylenrest und X ein Halogenatom bedeutet zu dem entsprechenden Dialkylacetal der Formel
in der R, Ri und R2 wie oben definiert sind, umgesetzt wird, worauf eine Acetalspaltung zum gewünschten Acyloxyacetaldehyde der Formel (I) durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung der Formel (I) R einen gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten, linearen, verzweigten oder cyclischen Cι-C2o-Alkylrest, einen Cι-C2o-Arγlrest oder einen Alkarylrest bedeutet, wobei die Reste gegebenenfalls ein- oder mehrfach durch OH, Carbonsäureester oder Carbonsäureamide, Amino, Ci-Cθ-Alkylamino, C6-C2o-Arylamino, CrC6-Alkoxy, C6-C2o-Aryloxy, Nitro, Cyano, Sulfonsäureester, Sulfonamide, Sulfate, Phophate oder Phosphonate substituiert sein können.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung der Formel (I) R einen gesättigten, linearen oder verzweigten C -C8-Alkylrest, einen Benzyl- oder einen Phenylrest bedeutet, wobei die Reste gegebenenfalls ein- oder mehrfach durch OH, Carbonsäureester, Amino, C-i-Cβ-Alkylamino, C6-C2o- Arylamino, C-i-Cβ-Alkoxy, C6-C2o-Aryloxy, Nitro oder Cyano, substituiert sein können.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Formel (II) M Na, K, Ca, Mg oder Cs bedeutet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Formel (III) Ri und R2 unabhängig voneinander einen linearen oder verzweigten Cι-C4-Alkylrest oder gemeinsam einen C2-C4-Alkylenrest bedeuten und X F, Cl oder Br ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen der Formel (II) und (III) in äquimolarer Menge oder die Verbindung der Formel (II) im molaren Überschuss von 1 ,1 bis 2 mol der Verbindung der Formel (II) pro mol Verbindung der Formel (III) eingesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel dipolare, aprotische Lösungsmittel mit einer Amidfunktion eingesetzt werden.
. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Formel (IV), gegebenenfalls nach Zugabe von Wasser zum Lösen von eventuell ausgefallenem Salz MX, wobei M und X wie in den Formeln (II) und (III) definiert sind, durch Extraktion oder Destillation aus dem Reaktionsgemisch isoliert und der Acetalspaltung zugeführt wird.
9Nerfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Acetalspaltung mittels saurer Katalyse mit einer organischen oder einer anorganischen Säure durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Acetalspaltung Wasser in mindestens äquimolarer Menge bzw. im leichten molaren Überschuss bezogen auf das Acetal eingesetzt wird.
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