DE102008040736B4

DE102008040736B4 - Verfahren zur Herstellung Alkoxy-substituierter 1-Indanone

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Publication number: DE102008040736B4
Application number: DE102008040736.4A
Authority: DE
Inventors: Oskar Koch; Witold Broda; Lars Rodefeld; Ulrich Scholz
Original assignee: Symrise AG
Current assignee: Symrise AG
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2028-07-26
Also published as: DE102008040736A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Alkoxy-substituierten 1-Indanonen der allgemeinen Formel (I)

mit folgendem Schritt:
Umsetzen einer aromatischen Verbindung der Formel (II)

mit einer Verbindung der Formel (III)

wobei in den Formeln
R¹, R², R⁴ und R⁵ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen oder Halogen bedeuten,
R³ Alkoxy mit 1 bis 8 C-Atomen, und
R⁶ und R⁷ unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten,
X eine Abgangsgruppe darstellt,
in Gegenwart von Titantetrachlorid als Katalysator.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkoxy-substituierten 1-Indanonen der allgemeinen Formel (I), umfassend einen Schritt, in dem eine aromatische Verbindung der Formel (II) mit einer Verbindung der Formel (III) in Gegenwart von Titantetrachlorid als Katalysator umgesetzt wird, vergleiche hierzu die folgende schematische Reaktionsgleichung:
Hinsichtlich der Bedeutung der Gruppen X und R¹ bis R⁷ siehe unten.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung von Titantetrachlorid als Katalysator bei der Herstellung von Alkoxy-substituierten 1-Indanonen der allgemeinen Formel (I) gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren. Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung bzw. bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Beispielen sowie den beigefügten Patentansprüchen.
1-Indanone sind wertvolle Zwischenprodukte bei der Herstellung von Metallocen-Verbindungen (vergleiche hierzu EP 0 336 128 ), Riechstoffen (vergleiche hierzu EP 0 162 465 ), pharmazeutischen Wirkstoffen (vergleiche hierzu EP 0 421 759 ) sowie von UV-Filtern (vergleiche hierzu WO 02/38537 A1 , WO 03/076379 A1 ).
Indanon (Indanon-Derivate), im speziellen 1-Indanon, kann synthetisch hergestellt werden, wobei die bekannten üblichen Synthese-Wege vereinfacht in zwei Gruppen eingeteilt werden können:

A) Synthese des entsprechenden Indans und nachfolgende Oxidation des Indans zum entsprechenden Indanon.
B) Kondensation einer aromatischen Verbindung mit einem Derivat der Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure oder Zimtsäure bzw. mit einer dieser Säuren selbst.

Der Synthese-Weg A) ist mehrstufig. In einem ersten Schritt findet die Kondensation einer aromatischen Verbindung mit einem Olefin zum entsprechenden Indan statt. In einem darauf folgenden Schritt findet die Oxidation des im ersten Schritt gewonnenen Indans zum entsprechenden Indanon statt. Die Kondensation kann dabei beispielsweise mit Hilfe von anorganischen Säuren oder Lewis-Säuren durchgeführt werden (vergleiche hierzu beispielsweise EP 0 567 953 oder WO 03/076379 A1 ).
In eigenen Untersuchungen hat sich gezeigt, dass ein Nachteil des Verfahrens gemäß A) darin besteht, dass durch die Kondensationsreaktion ausgehend von einem substituierten Aromaten im ersten Schritt ausschließlich Gemische der möglichen Produkt-Isomere hergestellt werden können, im Verfahren gemäß WO 03/076379 A1 z.B. Gemische der Indane der Formel (A1) und (A2).
Gemäß WO 03/076379 A1 gilt für die Formelbeispiele (A1) und (A2), dass R^1', R^2', R^3' und R^4' - unabhängig voneinander - Wasserstoff, C₁-C₈-Alkyl oder C₁-C₈-Alkoxy sein können, mit der Maßgabe, dass mindestens einer dieser Reste C₁-C₈-Alkoxy ist.
Die in einem Verfahren gemäß A) erfolgende Oxidation von Indanen zu den entsprechenden Indanonen kann mit Hilfe von Sauerstoff oder Luft und Metallkatalysatoren (z.B. Phthalimid-Co-Salze; vergleiche hierzu J. Prakt. Chem. 334, 373 (1992) oder WO 03/076379 A1 ) oder mit Hydroxyphtalimid (vergleiche hierzu J. Org. Chem. 60, 3934 (1995)) durchgeführt werden.
Die Oxidation mit Luft oder Sauerstoff stellt jedoch ein Sicherheitsrisiko dar. Zudem verläuft die Oxidation üblicherweise in stark saurem Milieu, was zu Korrosionsproblemen führt.
Die Herstellung von Indanonen gemäß Synthese-Weg B) durch Kondensation der aromatischen Verbindungen mit den entsprechenden ungesättigten Säuren bzw. deren Derivaten ist beispielsweise aus J. Org. Chem. 23 (1958), 1441 oder J. Org. Chem. 46 (1981), 3758 bekannt. Das Verfahren zur Herstellung von 1-Indanonen gemäß B) kann in flüssigem Fluorwasserstoff (vergleiche hierzu beispielsweise EP 0 567 953 ) oder in einem Gemisch aus flüssigem Fluorwasserstoff und einer wässrigen Lösung der entsprechenden (gegebenenfalls derivatisierten) Carbonsäure durchgeführt werden (vergleiche hierzu J. Am. Chem. Soc. 61 (1939), 1272, J. Am. Chem. Soc. 72 (1950), 3287). Problematisch bei den genannten Verfahren gemäß B) ist jedoch die Verwendung extrem giftigen und korrosiven Fluorwasserstoffs, insbesondere bei Arbeiten in wässrigen Systemen.
Nachteilig ist zudem, dass die beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Indanonen gemäß B) stets Gemische von Isomeren entsprechender Indanone liefern.
Wie bereits am Beispiel der Formeln (A1) und (A2) erwähnt, führt eine Kondensation im Rahmen der Synthese gemäß A) stets zu einem Isomerengemisch entsprechender Indane. Dementsprechend liegt nach der Oxidation dieser Indane ein Isomerengemisch entsprechender Indanone vor. Ein Verfahren gemäß B) führt, wie beispielsweise in EP 0 567 953 gezeigt, ebenfalls zu einem Gemisch von Isomeren der entsprechenden Indanone, z.B. gemäß EP 0 567 953 zu einem Gemisch der Indanone der Formel (B1) und (B2):
Die Bedeutung der Gruppen R^1''-R^7'' der Formelbeispiele (B1) und (B2) entspricht der Bedeutung der in EP 0 567 953 als R¹-R⁷ bezeichneten Gruppen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein (vorzugsweise verbessertes) Verfahren zur Herstellung Alkoxy-substituierter 1-Indanone ohne Verwendung gefährlicher oder stark korrosiver Medien und Bedingungen anzugeben.
Vorzugsweise sollte mit der vorliegenden Erfindung zudem ein Verfahren zur Herstellung Alkoxy-substituierter 1-Indanone mit hoher Isomerenreinheit bereitgestellt werden.
Weitere Aufgabenstellungen, die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegen, ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungen und den beigefügten Patentansprüchen.
Im Zusammenhang mit dem hierin diskutierten Stand der Technik ist auch auf YIN, Wei et al., „Microwave-Assisted One-Pot Synthesis of 1-Indanones from Arenes and α,β-Unsaturated Acyl Chlorides", J. Org. Chem., 2006, 71 (11), S. 4312-4315, zu verweisen sowie auf EP 0 770 587 B1 , worin Verfahren zur Herstellung von Indenverbindungen und deren Verwendung zur Herstellung eines Metallocens, welches zusammen mit einem Cokatalysator einen Katalysator für die Herstellung von Olefinpolymeren bildet, beschrieben sind.
Im Rahmen eigener Untersuchungen der (Kondensations-)Reaktion von Alkoxy-substituierten Aromaten mit den Derivaten ungesättigter Säuren, insbesondere Acrylsäure-Derivaten, speziell bei der Untersuchung der Reaktion von 2-Butoxytoluol mit 3,3-Dimethylacryloylchlorid, mit dem Ziel, möglichst selektiv, d.h. möglichst isomerenrein, die entsprechenden Alkoxy-substituierten 1-Indanone herzustellen, wurde überraschenderweise gefunden, dass ein spezieller Friedel-Crafts-Katalysator, nämlich Titantetrachlorid, insbesondere in bestimmten Lösungsmitteln, mit hoher Selektivität die Alkoxy-substituierten 1-Indanone, insbesondere speziell 5-Butoxy-3,3,6-trimethylindanon, liefert.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung von Alkoxy-substituierten 1-Indanonen der allgemeinen Formel (I)
mit folgendem Schritt:

Umsetzen einer aromatischen Verbindung der Formel (II)
mit einer Verbindung der Formel (III)

¹

²

⁴

⁵

³

⁶

⁷

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet aufgrund der Gegenwart von Titantetrachlorid als Katalysator eine überraschenderweise besonders selektive Kondensationsreaktion statt, bei der sich zwei Moleküle, nämlich eine Verbindung der Formel (II) und eine Verbindung der Formel (III), unter Abspaltung einer Abgangsgruppe miteinander verbinden, wobei eine Verbindung der Formel (I) entsteht. In der folgenden Abbildung ist das Reaktionsschema noch einmal dargestellt:
Die Abgangsgruppe „X“ ist der Molekülbereich, der bei der chemischen Reaktion zwischen den Verbindungen der Formel (II) und (III) abgespalten wird.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugte Abgangsgruppen sind Cl, Br, OTs, OMs (Ts = Tosyl; Ms = Mesyl) oder OCOR, wobei R vorzugsweise ein organischer Rest ist. Vorzugsweise ist R ein Alkyl, Alkenyl, Alkinyl oder Phenyl mit 1 bis 8 C-Atomen. Weiter bevorzugt ist R ein substituiertes Alkyl, Alkenyl, Alkinyl oder Phenyl mit 1 bis 6 C-Atomen. Besonders bevorzugt ist es, wenn R CHR⁵CR⁶R⁷ bedeutet. Hinsichtlich der Bezeichnung der Gruppen R⁵, R⁶ und R⁷ gilt dabei jeweils unabhängig voneinander das oben gesagte entsprechend. Für bevorzugte Ausgestaltungen dieser Gruppen siehe unten.
Dementsprechend wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren angegeben, wobei X in Formel (III) Cl, Br, OTs, OMs (Ts = Tosyl; Ms = Mesyl) oder OCOR bedeutet, wobei R ein organischer Rest, vorzugsweise ein gegebenenfalls substituiertes Alkyl, Alkenyl, Alkinyl oder Phenyl mit 1 bis 6 C-Atomen, besonders bevorzugt CHR⁵CR⁶R7 ist.
Duch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Herstellung Alkoxy-substituierter 1-Indanone vorteilhafterweise einstufig und mit hoher Selektivität durchgeführt. Ein Oxidationsschritt ausgehend von einem Indan zum entsprechenden Indanon, wie beispielsweise gemäß einem bisher üblichen Verfahren A), entfällt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Eine Verwendung gefährlicher oder stark korrosiver Medien (wie z.B. Fluorwasserstoff gemäß einem oben beschriebenen Verfahren B)) bzw. korrosiver Bedingungen (wie z.B. im Rahmen einer Oxidation in stark saurem Milieu gemäß A)) entfällt bei einem erfindungsgemäß vorliegenden Verfahren ebenfalls.
Es ist besonders überraschend, dass von der Fülle der untersuchten Friedel-Crafts-Katalysatoren (z.B. Aluminiumchlorid, Eisen(III)-chlorid, Titantetrachlorid, Zinkchlorid, etc.) lediglich Titantetrachlorid selektiv die Alkoxy-substituierten 1-Indanone der Formel (I) ergibt. Die ungewünschten Isomere (Falschisomere) werden dabei zu einem Anteil von 5% oder weniger gebildet.
Dementsprechend ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung Alkoxy-substituierter 1-Indanone vorzugsweise ein Verfahren, bei dem Alkoxysubstituierte 1-Indanone der Formel (I) mit einer Isomerenreinheit von 95 % oder mehr hergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, vorzugsweise eines vorstehend als bevorzugt bezeichneten Verfahrens, erfolgt das Umsetzen einer aromatischen Verbindung der Formel (II) mit einer Verbindung der Formel (III) in Gegenwart von halogeniertem Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel und gegebenenfalls weiteren Additiven.
Weitere (gegebenenfalls) in einem erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende Additive sind beispielsweise Stabilisatoren (z.B. ein Antioxidans, beispielsweise Hydrochinon). In einem weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren sind demnach ein oder mehrere Additive (vorzugsweise Stabilisatoren) anwesend, vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 10 mol-%, bevorzugt 0,1 bis 2 mol-%, bezogen auf die im Verfahren zugegebene Menge an Verbindung der Formel (II).
Vorzugsweise ist der halogenierte Kohlenwasserstoff ein chlorierter Kohlenwasserstoff, vorzugsweise Methylenchlorid, 1,2-Dichlorethan, 1,2-Dichlorpropan, 1,3-Dichlorpropan oder 1,4-Dichlorbutan. Dabei sind 1,2-Dichlorethan und 1,4-Dichlorbutan besonders bevorzugt. Aus gewerbehygienischen Gründen insbesondere bevorzugt ist das toxikologisch unbedenkliche 1,4-Dichlorbutan, welches zudem einen höheren Siedepunkt als 1,2-Dichlorethan aufweist (Siedepunkt_{1,4-Dichlorbutan}: 155 °C; Siedepunkt_{1,2-Dichlorbutan}: 84 °C) und somit eine höhere Reaktionstemperatur ermöglicht.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren, vorzugsweise in einer vorstehend als bevorzugt bezeichneten Ausgestaltung des Verfahrens, ist demnach der halogenierte Kohlenwasserstoff vorzugsweise ein chlorierter Kohlenwasserstoff.
Vorzugsweise ist der halogenierte Kohlenwasserstoff in einem erfindungsgemäßen Verfahren ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methylenchlorid, 1,2-Dichlorethan, 1,2-Dichlorpropan, 1,3-Dichlorpropan und 1,4-Dichlorbutan, insbesondere aus 1,2-Dichlorethan und 1,4-Dichlorbutan.
Ganz besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der halogenierte Kohlenwasserstoff 1,4-Dichlorbutan ist.
Bevorzugte Halogene für R¹, R², R⁴ und/oder R⁵ sind jeweils unabhängig voneinander Fluor, lod, Brom oder Chlor, insbesondere Chlor.
Bevorzugt werden durch ein erfindungsgemäßes Verfahren solche Verbindungen der Formel (I) hergestellt, in denen R², R⁶ und R⁷ jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl oder Butyl, besonders bevorzugt Methyl, und R¹ und R⁵ Wasserstoff sind und R³ eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 C-Atomen wie Methoxy, Etoxy, Propoxy oder Butoxy, insbesondere n-Butoxy, ist.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren, vorzugsweise in einer vorstehend als bevorzugt bezeichneten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, ist es besonders bevorzugt, wenn R³ Alkoxy mit 1 bis 8 C-Atomen, vorzugsweise Alkoxy mit 1 bis 4 C-Atomen, R² Methyl und R¹ und R⁴ jeweils Wasserstoff bedeuten.
Die daraus resultierenden Verbindungen der Formel (II) und (III) sind für eine (selektive) Herstellung des entsprechenden Alkoxy-substituierten 1-Indanons in Gegenwart von Titantetrachlorid für die Zwecke der vorliegenden Erfindung besonders geeignet.
Für den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Verfahren besonders bevorzugte Verbindungen der Formel (II) sind die Verbindungen der Formel (IIa), (IIb), (IIc), (IId) und (IIe):
Die Verbindung der Formel (IIe) ist dabei für den Einsatz in einem erfindungsgemäßen Verfahren ganz besonders gut geeignet und daher für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ganz besonders bevorzugt:
In den erfindungsgemäßen Verfahren ist es besonders bevorzugt, wenn R³ Butoxy, R², R⁶ und R⁷ jeweils Methyl und R¹, R⁴ und R⁵ jeweils Wasserstoff bedeuten.
Besonders bevorzugt wird erfindungsgemäß 5-Butoxy-3,3,6-trimethylindanon als Verbindung der Formel (I) hergestellt. In diesem Fall ist die Verbindung der Formel (II) o-Butoxytoluol (siehe hierzu Liebigs Annalen d. Chemie 1888, 243, 32) und die Verbindung der Formel (III) Dimethylacryloylchlorid (siehe hierzu Tetrahedron Lett. 1987, 28, 3741). Diese bevorzugten Verbindungen der Formel (II) und (III) sind kommerziell erhältlich oder können in Anlehnung an bekannte Verfahren (Liebigs Annalen d. Chemie 1888, 243, 32 und/oder nach Tetrahedron Lett. 1987, 28, 3741) hergestellt werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Alkoxy-substituierten 1-Indanonen der allgemeinen Formel (I) umfasst vorzugsweise die folgenden Schritte:

a) Herstellen oder Bereitstellen einer Mischung umfassend oder bestehend aus Verbindungen der Formel (II) und der Formel (III), halogeniertem Kohlenwasserstoff (jeweils wie oben beschrieben), einer katalytisch wirksamen Menge an Titantetrachlorid sowie gegebenenfalls weiteren Additiven, und
b) Umsetzung der Verbindungen der Formeln (II) und (III) in der Mischung.

Vorzugsweise umfasst bei dem vorangehend beschriebenen Verfahren Schritt a) die folgenden Teilschritte:

a1) Vorlegen einer Mischung umfassend oder bestehend aus halogeniertem Kohlenwasserstoff und einer katalytisch wirksamen Menge an Titantetrachlorid sowie gegebenenfalls weiteren Additiven,
a2) Bereitstellen einer Verbindung der Formel (II) und einer Verbindung der Formel (III)
a3) simultanes Zugeben einer Verbindung der Formel (II) und einer Verbindung der Formel (III) aus Schritt a2) zu der Mischung aus Schritt a1).

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein erfindungsgemäßes Verfahren besonders bevorzugt, bei dem das molare Verhältnis der im Verfahren eingesetzten Menge an Verbindung der Formel (II) zu der im Verfahren eingesetzten Menge an Verbindung der Formel (III) 1 : 1,25 bis 1 : 0,7, vorzugsweise 1 : 1,1 bis 1 : 0,8, besonders bevorzugt 1 : 1,1 bis 1 : 0,9 beträgt.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt ein erfindungsgemäßes Verfahren dar, vorzugsweise in einer vorstehend als bevorzugt bezeichneten Ausgestaltung, wobei die Umsetzung bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 150 °C, vorzugsweise im Bereich von 40 bis 120 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 100 °C, durchgeführt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein erfindungsgemäßes Verfahren unter Ausschluss von Feuchtigkeit (z.B. unter Schutzgasatmosphäre, beispielsweise Stickstoff) durchgeführt.
Vorzugsweise wird die Umsetzung bei Normaldruck durchgeführt, wobei sie aber auch bei erhöhtem Druck, wie z.B. zwischen 0 und 6 bar Überdruck, durchgeführt werden kann.
Dementsprechend betrifft ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie oben beschrieben), wobei die Umsetzung bei Normaldruck oder bei einem Druck von bis zu 6 bar Überdruck durchgeführt wird.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren, bevorzugt ein Verfahren in einer vorstehend als bevorzugt bezeichneten Ausgestaltung, so durchgeführt, dass man in einem Reaktorgefäß (z.B. einem Glaskolben), vorzugsweise ausgerüstet mit einem Rührer, einem Kühler und Heizung, bevorzugt unter Ausschluss von Feuchtigkeit chlorierten Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel mit Titantetrachlorid als Katalysator vorlegt und vorzugsweise unter Rühren, vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 150 °C, bevorzugt im Bereich von 40 bis 120 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 100 °C, insbesondere bei etwa 70 °C, die Verbindungen der Formel (II) und/oder (III) zugibt bzw. zudosiert. Vorzugsweise werden die Verbindungen der Formel (II) und (III) simultan zudosiert.
Eine simultane Zugabe der Verbindungen der Formel (II) und (III) erfolgt dabei vorzugsweise separat, d.h. zeitgleich, aber ohne vorheriges Vermischen der Verbindungen der Formel (II) und (III). Alternativ erfolgt die simultane Zugabe der Verbindungen besonders bevorzugt durch Zugabe einer Mischung, die die Verbindungen der Formel (II) und (III) im richtigen molaren Verhältnis enthält. Hinsichtlich des bevorzugten molaren Verhältnisses gilt das oben gesagte entsprechend.
Vorzugsweise wird nach Beendigung der Zugabe der Verbindungen der Formel (II) und (III) bei einer Temperatur von im Bereich 60 bis 120°C, insbesondere im Bereich von 80 bis 100°C weitergerührt. Vorzugsweise beträgt diese Nachreaktionszeit 6 bis 20 h, insbesondere 8 bis 10 h.
Vorzugsweise wird die im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens nach Umsetzen der Verbindung der Formel (II) mit der Verbindung der Formel (III) resultierende Mischung auf ein Eis-Wasser-Gemisch gegeben, vorzugsweise nach einer oben beschriebenen Nachreaktionszeit, und die organische Phase abgetrennt. Vorzugsweise wird die organische Phase mittels Gaschromatographie auf den Gehalt von Verbindung (I) geprüft.
Vorteilhafterweise liegt bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Ausbeute an Produkt, d.h. an Verbindung der Formel (I), zwischen 80 und 90 %, bezogen auf die Menge an eingesetzter Verbindung der Formel (II). Die Angaben beziehen sich dabei jeweils auf das Gewicht.
Eine Aufarbeitung des Produkts erfolgt vorzugsweise nach Hydrolyse mit wässrigen oder sonstigen protonierten Medien durch Phasentrennung oder Destillation.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren wird Titantetrachlorid vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 2 eq (Äquivalente), bevorzugt 1 bis 1,5 eq, bezogen auf die Verbindung der Formel (II) eingesetzt.
Dementsprechend ist ein erfindungsgemäßes Verfahren besonders bevorzugt, bei dem das Titantetrachlorid in einer Menge von 1 bis 2 eq (Äquivalente), vorzugsweise von 1 bis 1,5 eq, bezogen auf die im Verfahren eingesetzte Menge an Verbindung der Formel (II), eingesetzt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert. Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich dabei alle Angaben auf das Gewicht.
Beispiele
Beispiel 1
Erfindungsgemäße Herstellung von 5-n-Butoxy-3,3,6-trimethylindanon mit Titantetrachlorid
In einem Reaktor ausgerüstet mit Rührer, Kühler und Heizung / Kühlung, wurden unter Ausschluss von Feuchtigkeit (Stickstoff-Atmosphäre), 10080 Teile 1,2-Dichlorethan als Lösungsmittel, 2520 Teile Titantetrachlorid als Katalysator und 22 Teile Hydrochinon als Stabilisator vorgelegt und unter Rühren auf 70°C erwärmt. Danach wurden dem Gemisch 1670 Teile o-n-Butoxytoluol (als Verbindung der Formel (II)) und 1300 Teile 3,3-Dimethylacryloylchlorid (als Verbindung der Formel (III)) zugeben. Die resultierende Mischung wurde 12 h bei 85°C erwärmt und anschließend auf Eis/Wasser ausgetragen. Die organische Phase wurde abgetrennt und das Produkt destilliert.
Die Ausbeute an 5-n-Butoxy-3,3,6-trimethylindanon betrug 85,5 % der Theorie.
Die Isomerenreinheit betrug 95 %.
Beispiel 2
Erfindungsgemäße Herstellung von 5-n-Butoxy-3,3,6-trimethylindanon mit Titantetrachlorid
In einem Reaktor ausgerüstet mit Rührer, Kühler und Heizung / Kühlung, wurden unter Ausschluss von Feuchtigkeit (Stickstoff-Atmosphäre), 10080 Teile 1,4-Dichlorbutan als Lösungsmittel und 2520 Teile Titantetrachlorid als Katalysator vorgelegt. Unter Rühren wurde ein Gemisch von 1670 Teilen o-n-Butoxytoluol (als Verbindung der Formel (II)) und 1300 Teilen 3,3-Dimethyl-acryloylchlorid (als Verbindung der Formel (III)) bei Raumtemperatur zugegeben. Die resultierende Mischung wurde 8 h bei 100°C erwärmt und anschließend auf Eis/Wasser ausgetragen. Die organische Phase wurde abgetrennt und das Produkt destilliert.
Die Ausbeute an 5-n-Butoxy-3,3,6-trimethylindanon betrug 85 % der Theorie.
Die Isomerenreinheit betrug 95 %.
Vergleichsbeispiel 1
Vergleichsbeispiel mit Aluminiumchlorid
Eine analog Beispiel 1 durchgeführte Umsetzung von o-Butoxytoluol und 3,3-Dimethyl-acryloylchlorid mit Aluminiumchlorid an Stelle von Titantetrachlorid als Katalysator ergab ein Produkt, das sich laut GC-Analyse aus über 60 Substanzen zusammensetzte.
Die analysierte Ausbeute an 5-n-Butoxy-3,3,6-trimethylindanon betrug lediglich 3,9 % der Theorie. Das Verhältnis von 5-n-Butoxy-3,3,6-trimethylindanon zum unerwünschten Falschisomer lag bei 70:30. Die Ausbeute an unerwünschtem 6-Butoxy-3,3,4-trimethylindan-1-on (Falschisomer) lag bei etwa 1,7 % der Theorie.
Vergleichsbeispiel 2
Vergleichsbeispiel mit Eisen(III)-chlorid
Eine analog Beispiel 1 durchgeführte Umsetzung von o-Butoxytoluol und 3,3-Dimethyl-acryloylchlorid mit Eisen(III)-chlorid an Stelle von Titantetrachlorid als Katalysator ergab eine Ausbeute von 82,8 % der Theorie des unerwünschten Isomers 6-Butoxy-3,3,4-trimethylindan-1-on (Falschisomer) neben 10 weiteren Substanzen. Die Ausbeute an erwünschtem 5-Butoxy-3,3,6-trimethylindanon betrug dagegen lediglich 0,9 % der Theorie oder weniger.
Vergleichsbeispiel 3
Vergleichsbeispiel mit Zinkchlorid
Eine analog Beispiel 1 durchgeführte Umsetzung von o-Butoxytoluol und 3,3-Dimethyl-acryloylchlorid mit Zinkchlorid an Stelle von Titantetrachlorid als Katalysator ergab eine Ausbeute von 73,2 % der Theorie des unerwünschten Isomers 6-Butoxy-3,3,4-trimethylindan-1-on (Falschisomer). Die Ausbeute an erwünschtem 5-Butoxy-3,3,6-trimethylindanon betrug dagegen lediglich 1,7 % der Theorie.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Alkoxy-substituierten 1-Indanonen der allgemeinen Formel (I)
mit folgendem Schritt: Umsetzen einer aromatischen Verbindung der Formel (II)
mit einer Verbindung der Formel (III)
wobei in den Formeln R¹, R², R⁴ und R⁵ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen oder Halogen bedeuten, R³ Alkoxy mit 1 bis 8 C-Atomen, und R⁶ und R⁷ unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten, X eine Abgangsgruppe darstellt, in Gegenwart von Titantetrachlorid als Katalysator.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Umsetzen einer aromatischen Verbindung der Formel (II) mit einer Verbindung der Formel (III) in Gegenwart von halogeniertem Kohlenwasserstoff als Lösungsmittel.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei X in Formel (III) Cl, Br, OTs, OMs (Ts = Tosyl; Ms = Mesyl) oder OCOR bedeutet, wobei R ein organischer Rest ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei R³ Alkoxy mit 1 bis 8 C-Atomen, R² Methyl und R¹ und R⁴ jeweils Wasserstoff bedeuten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei R³ Butoxy, R², R⁶ und R⁷ jeweils Methyl und R¹, R⁴ und R⁵ jeweils Wasserstoff bedeuten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 5, wobei der halogenierte Kohlenwasserstoff ein chlorierter Kohlenwasserstoff ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 6, wobei der halogenierte Kohlenwasserstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Methylenchlorid, 1,2-Dichlorethan, 1,2-Dichlorpropan, 1,3-Dichlorpropan und 1,4-Dichlorbutan.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der halogenierte Kohlenwasserstoff 1,4-Dichlorbutan ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: a) Herstellen oder Bereitstellen einer Mischung umfassend oder bestehend aus Verbindungen der Formel (II) und der Formel (III), halogeniertem Kohlenwasserstoff und einer katalytisch wirksamen Menge an Titantetrachlorid, und b) Umsetzung der Verbindungen der Formeln (II) und (III) in der Mischung.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei Schritt a) die folgenden Teilschritte umfasst: a1) Vorlegen einer Mischung umfassend oder bestehend aus halogeniertem Kohlenwasserstoff und einer katalytisch wirksamen Menge an Titantetrachlorid, a2) Bereitstellen einer Verbindung der Formel (II) und einer Verbindung der Formel (III), a3) simultanes Zugeben einer Verbindung der Formel (II) und einer Verbindung der Formel (III) aus Schritt a2) zu der Mischung aus Schritt a1).
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Titantetrachlorid in einer Menge von 1 bis 2 eq (Äquivalente), bezogen auf die im Verfahren eingesetzte Menge an Verbindung der Formel (II), eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das molare Verhältnis der im Verfahren eingesetzten Menge an Verbindung der Formel (II) zu der im Verfahren eingesetzten Menge an Verbindung der Formel (III) 1 : 1,25 bis 1 : 0,7 beträgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Umsetzung bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 150 °C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren unter Ausschluss von Feuchtigkeit durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Umsetzung bei Normaldruck oder bei einem Druck von bis zu 6 bar Überdruck durchgeführt wird.