DE1047763B

DE1047763B - Verfahren zur UEberfuehrung organischer Halogenverbindungen in ihre homologen Aldehyde

Info

Publication number: DE1047763B
Application number: DEB36853A
Authority: DE
Inventors: Dr Horst Pommer; Dr Georg Wittig
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1955-08-13
Filing date: 1955-08-13
Publication date: 1958-12-31
Also published as: FR1160365A; NL209594A; NL98208C; GB790823A

Description

DEUTSCHES

Es wurde gefunden, daß man organische Halogenverbindungen in ihre homologen Aldehyde überführen kann, indem man die Halogenverbindungen mit tertiären Phosphinen, insbesondere Triphenylphosphin, zu quartäxen Phosphoniumsalzen umsetzt, letztere durch Behandeln mit halogenwasserstoffbindenden Mitteln in die entsprechenden Phosphoniumylide umwandelt, auf letztere Ameisensäureester einwirken läßt und das Reaktionsprodukt hydrolysiert.

Die Reaktionsfolge läßt sich z.B. im Falle der Ver-Wendung von Benzylchlorid und Triphenylphosphin als Ausgangsstoffe von Natriumacetylid als halogenwasserstoffbindendes Mittel und von Ameisensäuremethylester als letzte Komponente wie folgt formulieren:

C₆H₆- CH_aa

* [■

C_BH₅-CH₂-P<C₆H₅)₃|a

b) IC₆H₈- CH₂-P(C₆H₅)_SJ er·

+ NaC = CH - +

»» C₆H₅-CH-P (C₆H₅),

+ NaCl+ C₂H₂

+ CH₃O-CH=O

♦- C₄H₅-CH-P(C₆H₅J₃
CH₈O-CH-O"

d) C₆H₅-CH-

i
CH₃O-CH-O

— CH

+ OP(C₆HJ₃

CILO-CH

e) C₆H₅-CH=CH-OCH₃
+ H₂O C₆H₅

^V + CH₈OH

CH₂-CH =

Als Ausgangsstoffe kann man die verschiedensten aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Halogenverbindungen verwenden, die an dem das Halogenatom tragenden Kohlenstoffatom noch mindestens ein Wasserstoff atom besitzen; die Halogenverbindungen können gesättigt sein oder eine oder mehrere isolierte oder konjugierte Doppel- und bzw. oder Dreifachbin-Verfahren zur Überführung

organischer Halogenverbindungen

in ihre homologen Aldehyde

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik

Aktiengesellschaft,

Ludwigshafen/Rhein

Dr, Horst Pommer, Ludwigshafen/Rhem,
und Dr. Georg Wittig, Heidelberg,
sind als Erfinder genannt worden

düngen und auch solche Substituenten tragen, die die Ylidbildimg gemäß Reaktion b) des obigen Schemas nicht stören. Es kommen also beispielsweise in Betracht geradkettig© und verzweigte primäre und sekundäre Alkylhalogenide, wie Methyl-, Propyl-, Isopropyl-, Hexyl-, DodeeylcMorid, Cydohexylchlorid, Benzyl- und Diphenylmethyichiorid, Methoxy-, Chlor- oder Carbäthoxybemzylbromid, ÄHylbromid, jS-Cyclogeranylbromid, lonylbromid, Äthoxyäthylbromid, Cnloressigsäur-eester, Chloracetonitril, 1,4-Dichlorbutan oderÄthylenbromid; letztere können mit 1 oder 2 Mol Triphenylphosphin umgesetzt werden. Die Umsetzung zu den quartären Phosphoniumsalzen gemäß a) .erfolgt in üblicher Weise, z. B. durch Lösen der Komponenten in Äther, Benzol, Tetrahydrofuran oder Dimethylformamid und Erwärmen, erforder- lichenfaMs im Druckgefäß (Kosolapoff: »Organophosphorous Compounds«, 1950, S. 78 und 79).

Als halogenwasserstoffbindende Mittel für 4ie Bildung der Phosphoniumylide gemäß b) kann man metallorganische Verbindungen, wie Methyl-, Butyl- oder Phenyllithium, Methyl- oder Phenylmagnesiumbromid, Calcium- oder Natriumacetylid, ferner Natrium- oder Kaliumamid und Alkali- oder Erdalkalimetallalkoholate verwenden (G. Wittig und U. Schöllkopf, Ber. 87 [1954], S. 1318 ff; deutsche Patente 1003 730 und 943 648).

Auch ist aus den deutschen Patentschriften 1 001256, 954247 und 957 942 die Umsetzung von YMden des Phosphors mit Carbonylverbindungen zu solchen der Vitamin-Α- und yS-Carotin-Reihe bekannt. Nachdem weiterhin bekannt ist, daß sich Carbonsäureester, ζ. Β.

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■■■-■■ 3 ; 4

Essigester oder BenzoesÄuäMfhylester, mit Yliden des Triphenylphosphoniummethylid teilweise kristallin aus; Phosphors nicht zu ungesättigten Verbindungen um- zum größten Teil bleibt es jedoch gelöst. Nun werden

setzen (vgl. G. Wittig und U. Schöllkopf, Ber. 87 vorsichtig 105 Teile Ameisensäurebutylester zugegeben, [1954], S. 1318 ff.), war es überraschend, daß die Ester wobei die Heftigkeit der Reaktion durch zeitweises

der Ameisensäure in dem beanspruchten Sinne reagieren. 5 Kühlen gemildert wird. Nach 12 Stunden Rühren bei

Die erhaltenen Ylide werden, zweckmäßig ohne sie gewöhnlicher Temperatur wird das Gemisch noch

aus den Lösungen oder Suspensionen zu isolieren, mit 3 Stunden zum Sieden erhitzt, dann abgekühlt, vom

Ameisensäureestern, wie Methyl-, Äthyl-, Benzyl- oder ausgefallenen Triphenylphosphinoyd abfiltriert und das !Phenylformiat, umgesetzt. Dabei bildet sich anscheinend Filtrat an einer j Kolonne destilliert, wobei 62 Teile

zunächst nach c) ein Additioäsprodukt, das, insbesondere io Vinylbutyläther übergehen. Er läßt sich in bekannter

beim Erwärmen, gemäß d) unter Bildung von Phosphin- Weise mit Säuren; zum Acetaldehyd hydrolysieren,

oxyd und Vinyläther zerfallt. Letzterer kann in an sich ; .

bekannter Weise zum entsprechenden Aldehyd hydroly- , Beispiel 4

siert werden, z.B. durch Erwärmen mit verdünnter Wie im Beispiel 3 werden 385 Teile n-Propyl-triphenyl-

Mineralsäure. 15 phosphoniumbromid, das durch Umsetzen von Triphenyl-

Das neue synthetische Verfahren ist breitester Anwen- phosphin mit n-Propylbromid hergestellt wurde, mit

dung fähig. Es gestattet die Synthese vieler, bisher zum n-Butyllithium in Äther zu Propenylideii-triphenyl-

Teil nicht oder wesentlich umständlicher zugänglicher phosphin und weiter mit 80 Teilen Ämeisensäureäthyl-

Aldehyde aus leicht zugänglichen Ausgangsstoffen; so ester umgesetzt. Nach 12 Stunden Rühren wird äbge-

kann es z. B. zur Herstellung von /?,y-ungesättigten 20 saugt und das Filtrat durch Destillation an' einer kleinen

Aldehyden aus a,j8-ungesätligten Halogenverbindungen ·'· Kolonne vom Lösungsmittel befreit. Der Rückstand wird

dienen. Solche ^,^-ungesättigte Aldehyde sind wichtige mit 10 Teilen Oxalsäure versetzt und mit Wasserdampf

Zwischenprodukte für Synthesen in der Vitamin-A-Reihe destilliert. Das Wasserdampfdestillat wird an einer

(vgl. z. B. O. Isler, Chimia, Bd. 4 [1950], S. 116 ff., und Kolonne destilliert, wobei man bis 95° C übergehende

Zeitschrift für Angewandte Chemie, Bd. 68 [1956], S. 547 25 Anteile auffängt. Der im Destillat enthaltene n-Butyr-

bis 553). ^ - -;"_;■ aldehyd wird durch Überführung in die Bisulfitverbin-

Die in den Beispielen.genannten Teile sind Gewichts- dung abgetrennt und aus dieser durch Behandlung mit

teile. .'. ■ . Natriumcarbonat (vgl. Lipp, Liebigs Ann. Chem., Bd.2O5

Beispiel 1 [1880], S. 2) in Freiheit gesetzt. Es werden so 52 Teile

Man setzt 217 Teile ß-Cyclogeranylbromid in üblicher 30 n-Butyraldehyd vom Kp._76O = 75 bis 76° C erhalten.

Weise mit 268 Teilen Triphenylphosphin zum quartären , .

Phosphoniumsalz um. Von dem erhaltenen /J-Cyclo- Beispiel

geranyl-triphenylpliosphoniumbfomid löst man 90 Teile Wie im Beispiel 4 werden 385 Teile Isopropyl-triphenylin 200 Teilen Dimethylformamid und fügt unter Stick- phosphoniumbromid, das durch Umsetzen-von Triphenylstoff 10 Teile feingepulvertes Natriumacetylid hinzu. 35 phosphin mit Isopropylbfomid hergestellt wurde, mit Nach lstündigem Rühren bei.20° C gibt man zu der ent- n-ButyUithium in Äther zu Isopropyliden-triphenylstandenen tiefroten Lösung des Triphenylphosphonium- phosphin und weiter mit 80 Teilen Ameisensäureäthyl-/?-eyelogeranylids 30 Teile Ameisensäureäthy !ester und ester umgesetzt. Bei analoger Aufarbeitung wie im Beierwärmt 5 Stunden auf 60° Q. Nach dem Abkühlen ver- spiel 4 werden 48 Teile Isobutyraldehyd vom Kp._7G0 = 62 setzt man mit 50 Teilen 10⁰/,jiger Schwefelsäure, destilliert 40 bis 6*4° C erhalten,
mit Wasserdampf alle flüchtigen Reaktionsprodukte über Beismel 6
und--extrahiert das Destillat mit Methylenchlorid. Nach ^

Verdampfen des Extraktionsmittels wird der Rück- Zu einer Lösung von 95 Teilen Dodeeyl-triphenyl-

stand fraktioniert destilliert, wobei nach einem unter phosphoniumchlorid, das durch Umsetzen von Dodecyl-

14 mm Druck bei etwa 67 ,bis 80° C siedenden Vorlauf 45 bromid mit Triphenylphosphin hergestellt wurde, in

19Teile 2',6',6'-Trimethyleyelohexen-(l')-yl-(l')-a.cet- . 250 Teilen absolutem Tetrahydrofuran läßt man bei ge-

aldehyd vom Kp. ₁₄ = 108 bis 112° C übergehen. Das in wohnlicher Temperatur allmählich eine 1,4 Teile Lithium

üblicher Weise hergestellte Phenylsemicarbazon des enthaltende absolut ätherische Lösung von Phenyl-

Aldehyds schmilzt bei;157°C. lithium zufließen. Die Bildung des tief gelben Dode-

' Λ _-..?- ₁ _ 50 cyliden-triphenylphosphins findet ^Λ fast augenblicklich

^eisP^ie . ■-..-. statt. Zu der klaren gelben Lösung gibt man nun all-

Män setzt in üblicher Weise 127 Teile Benzylchlorid mählich 20 Teile Ameisensäureäthylesteu und rührt

mit 268 Teilen Triphenylphosprnn zum quartären Phos- 24 Stunden bei gewöhnlicher Temperatur. Nach Abdestil-

phoniumsalz um. 90 Teile des erhaltenen Benzyl-tri- lieren der Lösungsmittel extrahiert man den Rückstand

phenylphosphoniumchlorids werden in 200 Teilen Di- 55 mit Petroläther, wobei das gebildete Triphenylphosphin-

methylformamid gelöst und'dann unter Stickstoff mit oxyd weitgehend ungelöst bleibt. Den Petrolätherextrakt

10 Teilen Natriumacetylid in das Tripbenylphosphonium- schüttelt man 18 Stunden mit einer 20%igen wäßrigen

benzylid umgewandelt. Die erhaltene rote Lösung ver- Phosphorsäurelösung. Nach Abtrennen der Petroläther-

setzt man mit 30 Teilen Ameisensäureäthylester. Bei der schicht wird diese mehrmals mit Wasser gewaschen, über

Aufarbeitung wie im Beispiel 1 erhält man 18 Teile 60 Natriumsulfat getrocknet und der nach Abdunsten des

Phenylacetaldehyd vom Kp.₁₅ = 88° C. Petroläthers erhaltene Rückstand im Vakuum destilliert,

-r, .. "■"■.',» Bei 18 Torr Druck destilliert der so erhaltene Tridecen-

tfeispiel ό aldehyd bei 147 bis 150° C über. Das Destillat erstarrt

. Zu einer Suspension von 350 Teilen Methyl-triphenyl- beim Abkühlen kristallin und schmilzt dann bei 13

phosphoniumbromid, das durch Umsetzen von Triphenyl- 65 bis 14° C. . .

phosphin mit Methylbromid hergestellt wurde, in 1200 Beispiel 7

Teilen absolutem Äther läßt man langsam unter Kühlung Zu einer Suspension von 425 Teilen Cyclohexyl-tri-

eine 7 Teile Lithium enthaltende Lösung von η-Butyl- phenylphosphoniumbromid, das durch Umsetzen von

lithium in absolutem Äther fließen. Während das Salz Cyclohexylbromid mit Triphenylphosphin hergestellt

allmählich in Lösung geht, scheidet sich das tief gelbe 70 wurde, in 1200 Teilen absolutem Äther läßt man langsam

1 U4/ /bo

eine 7 Teile Lithium enthaltende ätherische Lösung von n-ButyUithium fließen. Nach 6 Stunden Rühren ist die Bildung des Cyclohexyliden-triphenylphosphins beendet, und es werden 80 Teile Ameisensäureäthylester vorsichtig zugegeben. Nach 24· Stunden Rühren bei gewöhnlicher Temperatur wird das Gemisch noch 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt, dann abgekühlt und vom ausgeschiedenen Triphenylphosphinoxyd abfiltriert. Das Filtrat wird vom Lösungsmittel befreit und nach Zugabe von 10 Teilen Oxalsäure rasch mit Wasserdampf destilliert. Das Wasserdampfdestillat wird ausgeäthert und der Ätherextrakt nach Zugabe von 0,1 Teil Hydrochinon destilliert, wobei 61 Teile Hexahydrobenzaldehyd vom Kp.₁₈ = 72 bis 74° C erhalten werden.

Beispiel 8

Zu einer Suspension von 150 Teilen 1,4-Butan-bis-triphenylphosphoniumbromid (hergestellt durch Umsetzen von 1 Moll,4-Dibrombutanrnit2 Mol Triphenylphosphin) in 500 Teilen absolutem Tetrahydrofutan gibt man eine ao 2,8 Teile Lithium enthaltende ätherische Lösung von Methyllithium. Nach 4 Stunden Rühren ist das Salz in Lösung gegangen und die Bildung des tief gelben 1,4-Butadien-(l,3)-bis-triphenylphosphins beendet. Nach Zugabe von 16 Teilen Ameisensäureäthylester wird das Gemisch 48 Stunden bei gewöhnlicher Temperatur gerührt, worauf man das Lösungsmittel abdestilliert, 12 Teile Oxalsäure hinzufügt und dann mit Wasserdampf destilliert. Aus dem stechend scharf riechenden Destillat gewinnt man den Adipindialdehyd in guter Ausbeute.

Beispiel 9

Zu einer Lösung von 340 Teilen Cyanomethyl-triphenylphosphoniumchlorid (hergestellt durch Umsetzen von Cyanmethylchlorid mit Triphenylphosphin) in 1000 Teilen absolutem Alkohol gibt man eine aus 23 Teilen Natrium bereitete konzentrierte alkoholische Natriumäthylatlösung. Fast momentan findet die Bildung von Cyanomethylen-triphenylphosphin statt, das teilweise als dicker Niederschlag ausfällt. Nach Zugabe von 80 Teilen Ameisensäureäthylester wird das Gemisch 48 Stunden bei gewöhnlicher Temperatur gerührt, wonach man den Alkohol im Vakuum weitgehend abdestilliert und den Rückstand mit einer konzentrierten wäßrigen Oxalsäurelösung 6 Stunden schüttelt. Dann wird mit Äther extrahiert und der ätherische Extrakt an einer kleinen Kolonne fraktioniert destilliert, wobei 31 Teile Formylacetonitril vom Κρ._7β0 = 71 bis 73° C erhalten werden.

Beispiel 10

Zu einer Lösung von 260 Teilen ß-Ionyl-triphenylphosphoniumbromid, das durch Umsetzen von ß-Ionylbromid mit Triphenylphosphin hergestellt wurde, in 500 Teilen Dimethylformamid gibt man 90 Teile einer 30%igen Lösung von Natriummethylat in Methanol. Unter geringer Wärmeentwicklung findet Bildung des rotvioletten /3-Ionyliden-triphenylphosphins statt. Nach 3 Stunden Rühren bei gewöhnlicher Temperatur werden 40 Teile Ameisensäureäthylester zugegeben. Man rührt weitere 24 Stunden, extrahiert das Gemisch dann erschöpfend mit Petroläther und destilliert den Extrakt nach dem Waschen mit Wasser und Zugabe von 10 Teilen Oxalsäure mit Wasserdampf. Das Destillat schüttelt man mit Petroläther aus, wäscht die hellgelbe Petrolätherlösung mit Wasser, trocknet sie über Natriumsulfat und destilliert. Bei 0,05 Torr und 75 bis 90° C destilliert ein Gemisch von sogenannten /S-C₁₄-Aldehyd und dem 4- [2', 6', 6' -Trimethylcyclohexen- (1') -yl- (1')] -1 -äthoxy-2-methylbutadien-(l,3) über. Zur Trennung wird in wenig Petroläther gelöst und an Aluminiumoxyd (standardisiert nach Brockmann) chromatographiert.- Dabei werden mit Petroläther 22 Teile ß-C^-Aldehyd (4-[2',6',6'-Trimethylcyclohexen-(l') -yl- (I')] -2-methylbuten- (2) -al- (1) elüiert, Kp.₀₎₀₅ = 76 bis 77° C, Phenyisemicarbazon, F. 184° C. ; ."··: ,·'-■ -

Mit Petroläther-Benzol (2: 1) eluiert man 34 Teile 4- [2', 6', 6' -Trimethylcyclohexan- (1') -yl- (1')] -1 -äthoxy-2-methylbutadien-l,3, l_max 258 bis 259 mμ (e = 15000); Kp._OiO5 = 71 bis 73° C.

Beispiel 11

In gleicher Weise wie im Beispiel 10 werden 260 Teile jS-Ionyl-triphenylphosphoniumbromid mit 90 Teilen einer 30°/₀igen Natriummethylatlösung und dann mit 40 Teilen Ameisensäureäthylester umgesetzt. Nach der erschöpfenden Extraktion mit Petroläther wird das Reaktionsprodukt direkt destilliert, wobei 61 Teile 4-[2',6',6'-Trimethylcyclohexen- (I') -yl- (I')] -I -äthoxy-2-methylbutadien-(l,3) vom Kp.₀,₀₅ = 71 bis 73° C, X_max = 258 ηιμ (ε = 14 500) erhalten werden; der Vinyläther wird dann für sich in üblicher Weise mit Säure zum freien /3-C₁₄-Aldehyd verseift.

Beispiel 12

Eine Suspension von 206 Teilen 4-Chlorbenzyl-triphenylphosphoniumchlorid, das durch Umsetzen von 4-Chlorbenzylchlorid mit Triphenylphosphin hergestellt wurde, in 1000 Teilen absolutem Benzol wird mit 200 Teilen einer ungefähr 30%igen Suspension von Natriumamid in absolutem Benzol 48 Stunden geschüttelt. Dabei entweicht Ammoniak, und es bildet sich das orangerote 4-Chlorbenzyliden-triphenylphosphin. Unter Feuchtigkeitsausschluß wird das überschüssige Natriumamid und das ausgeschiedene Natriumchlorid abfiltriert. Die erhaltene klare orangerote Benzollösung versetzt man mit 40 Teilen Ameisensäureäthylester und rührt 48 Stunden bei gewöhnlicher Temperatur. Dann destilliert man das Lösungsmittel ab und rührt nach Zugabe von 300 Teilen einer 10°/₀igen Phosphorsäurelösung 10 Stunden bei gewöhnlicher Temperatur. Das Reaktionsgemisch wird dann mit Petroläther extrahiert, der Petrolätherextrakt mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat bei —5° C getrocknet und destilliert. Bei Kp.₁₃ = 114 bis 116° C gehen 34 Teile 4-Chlorphenylacetaldehyd über.

Beispiel 13

Zu einer Suspension von 205 Teilen 4-Methoxybenzyltriphenylphosphoniumchlorid, das durch Umsetzen von 4-Methoxybenzylchlorid mit Triphenylphosphin hergestellt wurde, in 1000 Teilen absolutem Tetrahydrofuran gibt man 12 Teile Magnesium enthaltende Lösung von Äthylmagnesiumbromid in Tetrahydrofuran. Nach 5 Stunden Rühren ist die Bildung des orangeroten 4-MethoxybenzyIiden-triphenylphosphins beendet. Man fügt 40 Teile Ameisensäureäthylester vorsichtig hinzu, rührt 24 Stunden bei gewöhnlicher Temperatur und arbeitet weiter wie im Beispiel 12. Man erhält 36 Teile 4-Methoxyphenylacetaldehyd vom Kp.₁₃ = 142 bis 143° C; sein Semicarbazon schmilzt bei 180 bis 181° C.

Claims

Patentanspruch

Verfahren zur Überführung organischer Halogenverbindungen in ihre homologen Aldehyde, dadurch gekennzeichnet, daß man die Halogenverbindungen mit tertiären Phosphinen, insbesondere Triphenylphosphin, zu quartären Phosphoniumsalzen umsetzt, letztere durch Behändem mit halogenwasserstoffbindenden Mitteln in die entsprechenden Phosphoniumylide umwandelt, auf letztere Ameisensäure-

7

ester einwirken läßt und das Reaktionsprodukt Angewandte Chemie, 68 (1956), S. 805 bis 808,

hydrolysiert. bis 553;

"* Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft,

In Betracht gezogene Druckschriften: (1954), S. 1318;

Kosolapoff: Organöphosphorous Compounds, 1950, 5 Deutsche Patentschriften Nr. 1001256, 954247,

S. 78, 79, 85; 957 942,

© 809 727W71 12.58