DE1096899B - Verfahren zur Herstellung von 1-Acyloxy-2-chloralkylderivaten von gegebenenfalls ungesaettigten Alkanen und Cycloalkanen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von 1-Acyloxy-2-chloralkylderivaten von gegebenenfalls ungesättigten Alkanen und _Cycloalkanen Es ist bekannt, Epoxyde mit Acylchloriden zu 1-Acyloxy 2-chloralkylderivaten umzusetzen (J. Am. Chem. Soc., Bd. 55, 1933, S. 383; Compt. rend. hibd., Bd. 183, 1926, S. 526; Chem. Ber., Bd. 88, 1955, S. 275; M. M. Paquin, Epoxyverbindungen und Epoxydharze, 1958, S. 34). Der allgemeinen Anwendbarkeit dieser Reaktion sind jedoch gewisse Grenzen gesetzt. So ist es nicht möglich, auf diesem Wege die einfachsten Vertreter der 1-Acyloxy-2-chloralkylderivate, wie die 1-Formyloxy-2-chloralkylderivate, herzustellen.
• Weiterhin ist bekannt, daß die Umsetzung der Additionsverbindung aus Phosphoroxychlorid und N-Dimethylformamid mit sauerstoffhaltigen Verbindungen ausschließlich Aldehyde ergibt (Proc. Chem. Soc., 1958, S.227).
• Es wurde gefunden, daß man 1-Acyloxy-2-chüoralkylderivate in guten Ausbeuten vorteilhafter herstellen kann, wenn man 1,2-Epoxyde mit der Additionsverbindung aus Phosphoroxychlorid oder Phosgen und einem N-Dialkylacylamid bei Temperaturen von 20 bis 100°C umsetzt und das Reaktionsgemisch unter milden Bedingungen hydrolysiert.
• Für die Reaktion eignen sich sowohl gesättigte als auch ungesättigte aliphatische sowie cycloaliphatische, gegebenenfalls aryl- oder aralkylsubstituierte Epoxyde mit 2 bis 30 C-Atomen, vorzugsweise mit 2 bis 20 C-Atomen, wie Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Styroloxyd, Epoxycyclohexan, -cycloheptan, -cyclooctan, -cyclododecan und -cyclododecadien. Es sind auch die entsprechenden Di- oder Triepoxyde, wie die des Cyclododecatriens, des Divinyl- und Trivinylcyclohexans, verwendbar. Unter N-Dialkylacylamiden sindbeispielsweise die Dimethyl-, Diäthyl-, Dipropyl-, Methylcyclohexylamide der einfachen aliphatischen oder, aromatischen Carbonsäuren mit 1 bis 10 C-Atomen, wie der Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Benzoesäure, sowie die entsprechenden Morpholinderivate zu verstehen, die in an . sich bekannter Weise zugänglich sind. Als besonders vorteilhaft erweist sich das N-Dimethylformamid sowie das N-Formyhnorpholin im Hinblick auf die Herstellung der 1-Formyloxy 2-chloralkylderivate. Die N-Dialkylacylamide werden in an sich bekannter Weise mit Phosphoroxychlorid oder Phosgen zu den entsprechenden Additionsverbindungen umgesetzt, die mit 1,2-Epoxyden bei Temperaturen von 20 bis 100°C, vorzugsweise von 40 bis 80°C, unter Bildung der 1-Acyloxy-2-chloralkylderivate reagieren. Die Umsetzung läßt sich mit dem nachfolgenden allgemeinen Reaktionsschema deuten: Darin stellt die Formel I das Epoxyd und II die Additionsverbindung, in der R1 = Wasserstoff, den Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Phenylrest, X = OPOCIz oder Cl und R, und R3 = Methyl- oder Äthylreste sowie Teile eines Ringes sein können, .dar.
• Das zunächst entstehende Zwischenprodukt der allgemeinen Formel III wird bei Temperaturen von 20 bis 60°C, vorzugsweise von 30 bis 40°C, durch langsame Zugabe von Wasser oder wäßriger, etwa 20- bis 35 °/@ger Natrium- oder Kaliümacetatlösung einer schonenden Hydrolyse unterworfen. Nach mehrmaligem Extrahieren des Hydrolysats und Abdestillieren des Lösungsmittels werden die 1-Acyloxy-2-chloralkylderivate der allgemeinen Formel IVbeispielsweise durchVakuümdestillation gereinigt. Als Lösungsmittel können chlorierte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Dichloräthylen, Dichloräthan, verwendet- werden; die Reaktion läßt sich aber auch in Gegenwart überschüssiger Mengen der entsprechenden Dialkyacylamide durchführen. So ist es gegebenenfalls vorteilhaft, die Umsetzung der Dialkylformamide mit Phosphoroxychlorid oder Phosgen sowie die nachfolgende Reaktion mit Epoxyden in Überschüssigem Diälk'ylformamid vorzunehmen.
• Nach diesem allgemein anwendbaren Verfahren ist es möglich, 1-Acyloxy 2-chloralkylderivate in einfacher Weise uud in guten Ausbeuten zu gewinnen. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren zur Herstellung von 1-Formyloxy-2-chloralkylderivaten, die bisher durch Umsetzung der Epoxyde mit entsprechenden Chlorverbindungün nicht zugänglich waren. Die beschriebenen Verbindungen sind als Ausgangssubstanzen für organische Synthesen und insbesondere als Zwischenprodukte für die Herstellung von im pharmazeutischen Sektor verwendeten heterocyclischen Verbindungen geeignet.
• Beispiel 1 In eine Lösung von 50 Teilen N-Dimethylformamid in 125 Teilen Trichloräthylen werden unter Rühren und Feuchtigkeitsausschluß 85 Teile Phosphoroxychlorid eingetragen. Dabei wird die Temperatur bei etwa 10 bis 15'C gehalten. Diese Mischung wird anschließend unter gutem Rühren mit einer Lösung von 50 Teilen 1,2-Epoxycyclohexan in 125 Teilen Trichloräthylen versetzt. Die Reaktionsmischung wird dann 2 Stunden unter Rühren bei Temperaturen zwischen 55 und 60°C gehalten. Nach dem Erkalten gibt man unter Rühren vorsichtig eine Lösung von 250 Teilen Natriumacetat in 600 Teilen Wasser zu. Dabei erwärmt sich die Mischung auf 30 bis 40° C. Nach dem Abkühlen extrahiert man die Reaktionsmischung mehrmals mit Äther und trocknet die ätherische Lösung über Kalium- oder Natriumacetat. Nach dem Abdampfen des Äthers wird der Rückstand im Vakuum destilliert. Man erhält bei Kp. 5 64 bis 65°C 77 Teile entsprechend 93 °/o der Theorie, 1-Formyloxy-2=chlox-Eyclohexan als ölige Flüssigkeit; iz ö° = 1,4689.
• Beispiel 2 Eine wie im Beispiel 1 hergestellte Lösung aus 97 Teilen N-Dimethylformamid, 170 Teilen Phosphoroxychlorid und 250 Teilen Trichloräthylen wird unter stetem Rühren mit einer Lösung von 180 Teilen 1,2-Epoxycyclododecadient(5,9) in 250 Teilen Trichloräthylen versetzt. Man verfährt weiter, wie im Beispiel 1 beschrieben. Nach dem Abkühlen wird das Reaktionsgemisch mit einer Lösung von 500 Teilen technischem Natriumacetät in 1000 Teilen Wasser zersetzt und, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet. Die Vakuumdestillation ergibt bei 141 bis 145°C und 3 bis 4 Torr 200 Teile, entsprechend 82"/, der Theorie, 1-Formyloxy-2-chlorcyclododecadien-(5,9) als ölige Flüssigkeit, die nach kurzer Zeit kristallisiert. Nach dem Umkristallisieren aus Äther schmilzt die reine Substanz bei 47 bis 48°C.
• Beispiel. 3 In eine Lösung aus 190 Teilen N-Dimethylformamid und 250 Teilen Trichloräthylen werden unter stetem Rühren und gutei Kühlung 110 Gewichtsteile Phosgen eingeleitet; die Temperatur soll dabei nach Möglichkeit 5°C nicht überschreiten, Zudem Reaktionsprodukt aus Dirnethylformamid und Phosgen, das unter Abspaltung von Kohlendioxyd entsteht und zum Teil als weiße Kristallmasse ausfällt, .fügt man unter Rühren allmählich eine Lösung von 1a00 Teilen 1,2-Epoxycyclododecadien-(5,9) in 250 Teilen Trichloräthylen hinzu und verfährt weiter, wie im Beispiel 1 angegeben. Die Vakuumdestillation ergibt bei 1,34 bis 136°C und .2 bis 3 Tort 3.14 Teile, entsprechend 84°/a der Theorie, 1-Fornyloxr 2=chlorc_yclodod&cadien-(5,9) als ölige Flüssigkeit, die nach kurzer Zeit kristallisiert; die Substanz schmilzt bei 47 bis 48°C.
• Beispiel 4 Eine wie im $eispiel 1 bereitete Lösung aus 50 Teilen N-Dimethylformamid, 85 Teilen Phosphoroxychlorid und 125 Teilen Trichloräthylen wird unter stetem Rühren mit einer Lösung aus 60 Teilen Styroloxyd und 125 Teilen Trichloräthylen versetzt. Man verfährt weiter, wie im Beispiel 1 beschrieben. Die Vakuumdestillation bei 125 bis 126°C und 11 bis 12 Torr ergibt 55 Teile, entsprechend 60 % der Theorie, schon recht reines 1-Phenylformyloxy-2-cbloräthan oder 1-Phenyl-2-formyloxy-l-chloräthan. Bei der Destillation geht die Substanz bei 93 bis 95° C und 3 Torr über; n I,' = 1,5369.
• Beispiel 5 In. eine wie im Beispiel 1 bereitete- Lösung aus 50Teilen N-Dimethylformamid, 125 Teilen Trichloräthylen und 85 Teilen Phösphoroxychlorid wird unter gutem Rühren eine Lösung von 50 Teilen 5,6; 9,10-Diepoxycyclododecen-(1) in 125 Teilen Trichloräthylen eingetragen. Man verfährt weiter, wie im Beispiel 1 beschrieben. Die Vakuumdestillation ergibt bei 219 bis 221° C und 6 bis 7 Torr 54 Teile, entsprechend 65 °/o der Theorie, eines Gemisches aus isomeren Diformyloxydichlorcyclododecen-(1) in Form eines viskosen, fast farblosen Öles.
• Beispiel. 6 In eine wie im Beispiel 1 hergestellte Lösung aus 97 Teilen N-Dimethylformamid, 250 Teilen Trichloräthylen und 170 Teilen Phosphoroxychlorid werden bei 5 bis 10° C unter stetem mechanischem Rühren 50 Gewichtsteile Äthylenoxyd eingeleitet. Man läßt die Temperatur der Reaktionsmischung innerhalb von 2 bis 3 Stunden auf Zimmertemperatur ansteigen und hält diese weitere 4 bis 5 Stunden. Danach wird weiter wie im Beispiel 1 verfahren. Die Destillation ergibt bei 126 bis 129° C 69 Teile, entsprechend 57 % der Theorie, 1-Formyloxy-2-chloräthan; zzti = 1,4159.
• Beispiel 7 Eine wie im Beispiel 1 bereitete Lösung aus 49 Teilen N-Dimethylformamid, 1.25 Teilen Trichloräthylen und 85 Teilen Phosphoroxychlorid wird unter gutem Rühren mit einer Lösung aus 92 Teilen 1,2-Epoxycyclododecan und 125 Teilen Trichloräthylen versetzt. Man verfährt weiter, wie im Beispiel 1 beschrieben. Nach Zersetzung des Reaktionsgemisches mit 500 Teilen Wasser wird dieses, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet. Die Vakuumdestillation bei 126 bis 128° C und 2 Torr ergibt 98 Teile, entsprechend 79,5"/, der Theorie, 1-Formloxy-2-chlorcyclododecan zunächst als farbloses Öl, das- nach kurzer Zeit kristallisiert. Nach dem Umkristallisieren aus Äther schmilzt die reine, weiße Substanz bei 57° C.
• Beispiel 8 In eine wie im Beispie12 bereitete Lösung, in der an Stelle von 97 Teilen N Dimethylformamid 150 Teile N-Diäthylacetamid enthalten sind, wird eine Lösung von 180 Teilen 1,2-Epoxycyclododecadien-(5,9) in 250 Teilen Trichloräthylen eingetragen.. Man verfährt weiter, wie im Beispiel 1 angegeben ist, Nach dem Erkalten wird das Reaktionsgemisch mit 3.900 Teilen Wasser versetzt, das anfangs vorsichtig unter gutem Rühren zugetropft wird, und, wie .im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet. Die Vakuumdestillation bei 168 bis i92° C und 12 bis 13 Torr ergibt 160 Teile, entsprechend 62,5 °/o der Theorie, 1-Acetoxy-2-chlorcyclododecadien-(5,9) als farbloses Öl; nö° = 1,5075.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von 1-Acyloxy-2-chloralkylderivaten von gegebenenfalls ungesättigten Alkanen und Cycloalkanen, dadurch gekennzeichnet, daß man gesättigte als auch ungesättigte aliphatische bzw. cycloaliphatische, gegebenenfalls aryl- oder aralkylsubstituierte 1,2-Epoxyde mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen mit der Additionsverbindung aus Phosphoroxychlorid oder Phosgen und einem N-Dialkylacylamid bei Temperaturen von 20 bis 100° C umsetzt und das Reaktionsgemisch unter milden Bedingungen hydrolysiert.