WO1990012793A1 - VERFAHREN ZUR STEREOSELEKTIVEN HERSTELLUNG VON 8α,12-OXIDO-13,14,15,16-TETRANORLABDAN - Google Patents

VERFAHREN ZUR STEREOSELEKTIVEN HERSTELLUNG VON 8α,12-OXIDO-13,14,15,16-TETRANORLABDAN Download PDF

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tetranorlabdane
aluminum oxides
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Klaus Bruns
Theo Stalberg
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Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien
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    • C07D307/92—Naphthofurans; Hydrogenated naphthofurans
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C11B9/00—Essential oils; Perfumes
    • C11B9/0069—Heterocyclic compounds
    • C11B9/0073—Heterocyclic compounds containing only O or S as heteroatoms
    • C11B9/0076—Heterocyclic compounds containing only O or S as heteroatoms the hetero rings containing less than six atoms

Definitions

  • the invention relates to a process for the stereoselective production of 8 ⁇ , 12-oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan and the use of aluminum oxide with certain properties for the stereoselective production of 8 ⁇ , 12-oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan .
  • Ambroxan R 8 ⁇ , 12-Oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan 2
  • Ambroxan R is an extraordinarily valuable ambran fragrance that is contained in the ambergris, a metabolic excretion of the sperm whale (Ullmanns Encyklopadie der Technische Chemie, volume 20, page 283 , Verlag Chemie Weinheim 1981).
  • Ambroxan R can be synthesized from sclareol by oxidative side chain degradation and subsequent reduction of the lactone (sclareolide) formed in accordance with US Pat. No. 3,050,532.
  • Sclareolide is converted into the odorless diol 8 ⁇ , 12-dihydroxy-13,14,15,16tetranorlabdan 1 in a manner known per se, for example by reduction with lithium aluminum hydride (Helv. Chim. Acta 33, 1310 (1950)) with sodium borohydride (Chem. Abstr. 57, 7315a) or with potassium borohydride / lithium chloride mixtures (Chem. Abstr. 94, 15913q).
  • the dehydration of diol 1 with simultaneous ring closure to ambroxan R can be carried out using acidic catalysts, for example p-toluenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid chloride, catalytic amounts of sulfuric acid and acidic ion exchangers in various solvents, for example toluene, hexane, pyridine, tetrahydrofuran or methanol, preferably at boiling temperature.
  • acidic catalysts for example p-toluenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid chloride, catalytic amounts of sulfuric acid and acidic ion exchangers in various solvents, for example toluene, hexane, pyridine, tetrahydrofuran or methanol, preferably at boiling temperature.
  • acidic catalysts for example p-toluenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid chlor
  • the object of the invention was to develop a process for the stereoselective production of 8 ⁇ , 12-oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan, with which it is possible to significantly increase the yield of Ambroxan R with a purity> 95% 90% increase.
  • Ambroxan R can be produced with a purity of> 97% by weight and in a yield of> 95% when 8 ⁇ , 12-dihydroxy-13,14,15,16-tetranorlabdan 1 with aluminum oxides of certain properties is dehydrated.
  • the invention accordingly relates to a process for the stereoselective preparation of 8 ⁇ , 12-oxido-13,14,15,16-tetranor-labdan by dehydration of 8 ⁇ , 12-dihydroxy-13,14,15,16-tetra-norlabdan 1 with acid-laden aluminum oxides, which is characterized in that 8 ⁇ , 12-dihydroxy-13,14,15,16-tetranorlabdan 1 with - based on 1 - 60 to 80 wt .-% aluminum oxides with a hydrochloric acid loading between 0.4 and 0.6 % By weight, a bulk density of 0.9 g / cm 3 and a grain size between 0.05 and 0.2 mm (70 to 290 mesh) is dehydrated.
  • the subject of the invention is also the use of aluminum oxides with a hydrochloric acid loading between 0.4 and 0.6% by weight, a bulk density of 0.9 g / cm 3 and a grain size between 0.05 and 0.2 mm (70 to 290 mesh ) for the stereoselective production of 8 ⁇ , 12-oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan from 8 ⁇ , 12-dihydroxy-13,14,15,16-tetranorlabdan.
  • the diol 1 with a water content of between 0 and 1.5% by weight is preferably dehydrated with - based on diol 1 - 70 to 80% by weight of aluminum oxides with the above-mentioned properties.
  • the dehydration can be carried out without a solvent or, preferably, in solvents, for example in toluene and / or xylene.
  • the reaction temperature is preferably between 120 and 140 ° C.
  • the water formed during the dehydration can be removed from the reaction mixture, for example by azeotropic distillation. After the dehydration has ended, the reaction mixture is worked up in a manner known per se.
  • the reaction mixture was then filtered through a pressure filter.
  • the extracted aluminum oxide was slurried in 7.5 l of toluene and filtered again.
  • the combined organic phases were successively 2 times with 5 1 1 wt .-% aqueous nitric acid, 2 times with 411 wt .-% sodium hydroxide solution and 1 time with 4 1 15 wt .-% aqueous sodium sulfate solution at about 45 ° C washed.
  • the solvent was then distilled off and the crude product obtained was distilled at 115-125 ° C./50 Pa and transferred to a flaking roller.
  • 14.5 g (theoretical yield: 95%) of 8 ⁇ , 12-oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan were obtained with the following properties:

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur stereoselektiven Herstellung von 8α,12-Oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan durch Dehydratisierung von 8α,12-Dihydroxy-13,14,15,16-tetranorlabdan mit säurebeladenen Aluminiumoxiden.

Description

Verfahren zur stereoselektiven Herstellung von 8α,12-Oxido- 13.14,15,16-tetranorlabdan
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur stereoselektiven Herstellung von 8α,12-Oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan sowie die Verwendung von Aluminiumoxid bestimmter Eigenschaften zur stereoselektiven Herstellung von 8α,12-Oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan.
8α,12-Oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan 2 (AmbroxanR) ist ein außerordentlich wertvoller Ambrariechstoff, der in der Ambra, einer Stoffwechselausscheidung des Pottwals, enthalten ist (Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Band 20, Seite 283, Verlag Chemie Weinheim 1981). Synthetisch kann AmbroxanR aus Sclareol durch oxidativen Seitenkettenabbau und nachfolgende Reduktion des gebildeten Lactons (Sclareolid) gemäß US 30 50 532 hergestellt werden. Die Überführung von Sclareolid in das geruchlose Diol 8α,12-Dihydroxy-13,14,15,16tetranorlabdan 1 erfolgt in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Reduktion mit Lithiumaluminiumhydrid (Helv. Chim. Acta 33, 1310 (1950)), mit Natriumborhydrid (Chem. Abstr. 57, 7315a) oder mit Kaliumborhydrid/Lithiumchlorid- Mischungen (Chem. Abstr. 94. 15913q) .
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Die Dehydratisierung von Diol 1 bei gleichzeitigem Ringschluß zu AmbroxanR kann mit sauren Katalysatoren, beispielsweise p-Toluol- sulfonsäure, p-Toluolsulfonsäurechlorid, katalyt-isehen Mengen an Schwefelsäure sowie sauren Ionenaustauschern in verschiedenen Lösungsmitteln, beispielsweise Toluol, Hexan, Pyridin, Tetrahydro- furan oder Methanol, vorzugsweise bei Siedetemperatur, durchgeführt werden. Bei diesen Verfahren werden häufig Gemische erhalten, die neben ungesättigten Alkoholen, Olefinen sowie dem nahezu geruchlosen 8-epi-Oxid 2a (Helv. Chim. Acta 68, 2022 (1985)) das geruchsaktive, äquatorial 8α,12-Oxido-verknüpfte Furan 2 lediglich in Mengen zwischen 20 und 50 Gew.-% enthalten.
In US 3 029 255 wird die Verwendung von ß-Naphthalinsulfonsäure oder Tonerde als Dehydratisierungskatalysatoren bei der Herstellung von AmbroxanR beschrieben. Bei diesem Verfahren entstehen neben Verharzungsprodukten und Olefinen weitere Nebenprodukte, so daß die Ausbeuten an AmbroxanR bei weniger als 77 % liegen.
Aus JP 61/33184, zitiert in Chem. Abstr. 105, 134193k (1986), ist bekannt, daß bei Verwendung von aktiver Weißerde, Tonerde oder Kieselerde, die mit 1 bis 20 Gew.-% Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Polyphosphorsäure beladen sind, die theoretischen Ausbeuten an AmbroxanR auf 85 bis 90,5 % gesteigert werden können. In zwei Beispielen wird die Reinheit, d. h. der Gehalt an geruchsaktivem Furan 2, mit 97 % und 98 % angegeben.
Die Aufgabe der Erfindung bestand in der Entwicklung eines Verfahrens zur stereoselektiven Herstellung von 8α,12-Oxido-13,14,15,16- tetranorlabdan, mit dem es möglich ist, die Ausbeute an AmbroxanR mit einer Reinheit >95% auf deutlich über 90% zu steigern.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß AmbroxanR mit einer Reinheit von >97 Gew.-% und in einer Ausbeute von >95 % hergestellt werden kann, wenn 8α,12-Dihydroxy-13,14,15,16-tetranorlabdan 1 mit Aluminiumoxiden bestimmter Eigenschaften dehydratisiert wird.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur stereoselektiven Herstellung von 8α,12-Oxido-13,14,15,16-tetranor- labdan durch Dehydratisierung von 8α,12-Dihydroxy-13,14,15,16-tetra- norlabdan 1 mit säurebeladenen Aluminiumoxiden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß 8α,12-Dihydroxy-13,14,15,16-tetranorlabdan 1 mit - bezogen auf 1 - 60 bis 80 Gew.-% Aluminiumoxiden mit einer Salzsäurebeladung zwischen 0,4 und 0,6 Gew.-%, einer Schüttdichte von 0,9 g/cm3 und einem Kornbereich zwischen 0,05 und 0,2 mm (70 bis 290 mesh) dehydratisiert wird. Erfindungsgegenstand ist ferner die Verwendung von Aluminiumoxiden mit einer Salzsäurebeladung zwischen 0,4 und 0,6 Gew.-%, einer Schüttdichte von 0,9 g/cm3 und einem Kornbereich zwischen 0,05 und 0,2 mm (70 bis 290 mesh) zur stereoselektiven Herstellung von 8α,12-Oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan aus 8α,12-Dihydroxy- 13,14,15,16-tetranorlabdan.
Das Diol 1 mit einem Wassergehalt zwischen 0 und 1,5 Gew.-% wird vorzugsweise mit - bezogen auf Diol 1 - 70 bis 80 Gew.-% Aluminiumoxiden mit den oben genannten Eigenschaften dehydratisiert. Die Dehydratisierung kann ohne Lösungsmittel oder vorzugsweise in Lösungsmitteln, beispielsweise in Toluol und/oder Xylol, durchgeführt werden. Die Reaktionstemperatur liegt vorzugsweise zwischen 120 und 140 °C. Das während der Dehydratisierung gebildete Wasser kann beispielsweise durch azeotrope Destillation aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden. Nach beendeter Dehydratisierung wird das Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise aufgearbeitet.
Beispiel
Herstellung von 8α,12-Oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan (2)
16,5 kg Diol 1, gelöst in 221 Toluol, wurden in einer Stickstoffatmosphäre so lange am Wasserabscheider erhitzt bis sich kein Wasser mehr abtrennte. Anschließend wurde auf 100 °C abgekühlt und nach Zugabe von 12,5 kg Aluminiumoxid (Säurebeladung: 0,5 Gew.-% Salzsäure, Schüttdichte: 0,9 g/cm3, Kornbereich: 0,05 bis 0,2 mm (70 bis 290 mesh)) in 6 Stunden 1,5 kg Reaktionswasser azeotrop entfernt.
Anschließend wurde das Reaktionsgemisch über eine Drucknutsche filtriert. Das abgesaugte Aluminiumoxid wurde in 7,5 1 Toluol aufgeschlämmt und erneut filtriert. Die vereinigten organischen Phasen wurden nacheinander 2 mal mit je 5 1 1 Gew.-%iger wäßriger Salpetersäure, 2 mal mit je 411 Gew.-%iger Natronlauge und 1 mal mit 4 1 15 Gew.-%iger wäßriger Natriumsulfatlösung bei etwa 45 °C gewaschen. Anschließend wurde das. Lösungsmittel abdestiliiert und das erhaltene Rohprodukt bei 115 - 125 °C / 50 Pa destilliert und auf eine Schuppwalze überführt. Es wurden 14,5 g (theoretische Ausbeute: 95 %) 8α,12-Oxido-13,14,15,16-tetranorlabdan mit folgenden Eigenschaften erhalten:
Farblose, kristalline Schuppen, Schmelzpunkt: 76 bis 77 °C (Acetonitril) [77 bis 77,5 °C in Helv. Chim. Acta 682022 (1985)] = - 26,7 ° (Chloroform; Konzentration = 10,0 Gew.-%) = - 24,7° (chloroform; Konzentration = 1,0 Gew.-%)
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Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur stereoselektiven Herstellung von 8α,12-Oxido- 13,14,15,16-tetranorlabdan durch Dehydratisierung von 8α,12-Di- hydroxy-13,14,15,16-tetranorlabdan 1 mit säurebeladenen Aluminiumoxiden, dadurch gekennzeichnet, daß man 8α, 12-Dihydroxy- 13,14,15,16-tetranorlabdan 1 mit - bezogen auf dieses Dihydroxy-tetranorlabdan 1 - 60 bis 80 Gew.-% Aluminiumoxi.den mit einer Salzsäurebeladung zwischen 0,4 und 0,6 Gew.-%, einer Schüttdichte von 0,9 g/cm3 und einem Kornbereich zwischen 0,05 und 0,2 mm (70 bis 290 mesh) dehydratisiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Dihydroxy-tetranorlabdan 1. mit - bezogen auf dieses Dihydroxy-tetranorlabdan 1 - 70 bis 80 Gew.-% salzsäurebeladenen Aluminiumoxiden dehydratisiert.
3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Dehydratisierungen in Lösungsmitteln, vorzugsweise in Toluol und/oder Xylol, durchführt.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen zwischen 120 und 140 °C dehydratisiert.
5. Verwendung von Aluminiumoxiden mit einer Salzsäurebeladung zwischen 0,4 und 0,6 Gew.-%, einer Schüttdichte von 0,9 g/cm3 und einem Kornbereich zwischen 0,05 und 0,2 mm (70 bis 290 mesh) zur stereoselektiven Herstellung von 8α,12-Oxido- 13,14,15,16-tetranorlabdan aus 8α,12-Dihydroxy-13,14,15,16- tetranorlabdan.
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