DE1021354B

DE1021354B - Verfahren zur Herstellung von ungesaettigten Ketonen

Info

Publication number: DE1021354B
Application number: DEH15595A
Authority: DE
Inventors: Walter Kimel; Norbert William Sax
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1952-03-14
Filing date: 1953-03-05
Publication date: 1957-12-27

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Ketonen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man Diketen mit einem in 1-Stellung durch Kohlenwasserstoffreste disubstituierten Propargylalkohol umsetzt und den erhaltenen Acetessigsäureester des disubstituierten Propargylalkohols auf höhere Temperaturen, vorzugsweise auf 120 bis 200°, erhitzt, wobei Kohlendioxyd aus dem Kondensationsprodukt abgespalten wird. Das erfmdungsgemäße Verfahren läßt sich im folgenden Reaktionsschema darstellen:

R₁ O

I Il

(A) HC=C-C-OH + CH₃-C-CH = C = O

(I) R₂

R₁ O O

I Il Il

HC=C-C-O-C-CH₂-C-CH₃ (H) R₂

Verfahren zur Herstellung
von ungesättigten Ketonen

Anmelder:

F. Hoffmann-La Roche & Co.
Aktiengesellschaft, Basel (Schweiz)

Vertreter: Dr. G. Schmitt, Rechtsanwalt,
Lörrach (Bad.), Friedrichstr. 3

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. März und 15. Mai 1952

Walter Kimel, Highland Park, N. J.,

und Norbert William Sax, Brooklyn, N. Y. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

R₁-C=CH-CH = CH-C-CH₃

R₁

(B) HC = C-C-O-C-CH₂-C-CH₃

-CO,

(ΠΙ)

R₁-C=C = CH-CH₂-C-CH₃

R,

(IV)

In diesem Reaktionsschema bedeuten R₁ und R₂ identische oder verschiedene Kohlenwasserstoffreste, vorzugsweise acyclische Kohlenwasserstoffreste, wie ζ. Β. Methylgruppen oder solche höheren Alkyl- bzw. Alkenylgruppen, deren dem Propargylkohlenstoffatom nächstgelegene Methylengruppe unsubstituiert ist. Beispiele solcher Gruppen sind die 4-Methylpenten-3-yl-Gruppe oder die 3,4-Dimethylpenten-3-yl-Gruppe.

Bei der Durchführung dererfmdungsgemäßenReaktionsfolge erhält man gewöhnlich ein Endprodukt, welches zur Hauptsache aus der Verbindung III besteht. Um das Produkt III oder das isomere Alkadienon IV in wesentlich reinem Zustande zu gewinnen, läßt man diese Endreaktionsmischung zweckmäßig unter vermindertem Druck fraktioniert destillieren. Auch das Zwischenkondensationsprodukt II läßt sich in analoger Weise z. B. durch fraktionierte Destillation im Hochvakuum in wesentlich reinem Zustande erhalten. Dieses Zwischenprodukt braucht aber nicht isoliert zu werden, sondern es kann in Form des rohen Reaktionsproduktes der Decarboxylierung unterworfen werden.

Das Verfahren zur Herstellung der ungesättigten Ketone zerfällt in zwei Teilstufen, nämlich der Umsetzung eines disubstituierten Propargylalkohols mit Diketen unter Bildung des Acetessigsäureesters des Propargylalkohols und der Kohlendioxydabspaltung aus dem genanntenAcetessigsäureester des Propargylalkohols. Es sind wohl in der Literatur bereits Umsetzungen von

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Diketen mit verschiedenen Alkoholen beschrieben, doch Katalysators) o-Methyl-hepten-S-on^, das in jedem Falle findet sich nirgends ein Hinweis darauf, daß die Reaktion durch das Semicarbazon vom Schmelzpunkt 135 bis 136° auch für die Herstellung von Acetessigsäureestern des identifiziert werden kann.
Propargylalkohols anwendbar ist. Die nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 717652 hergestellten 5 Beispiel 2
Ester der Acetessigsäure sind infolge des Fehlens einer in

α-Stellung des Alkohols stehenden Propargylgruppe nicht In einen mit Rührwerk, Thermometer, Tropftrichter und

befähigt, durch Pyrolyse in a,^-ungesättigte Ketone über- Trockenaufsatz versehenen 1-1-Dreihalskolben läßt man

zugehen. Ferner wird in der deutschen Patentschrift 0,3 g Natrium auf 152,2 g (1,0 Mol) racemischen 1-Methyl-

706322 ein Verfahren zur Herstellung von ungesättigten io l-(4-methyl-penten-3-yl)-propargylalkohol einwirken. Die

Ketonen durch Kondensation von Diketen mit Aldehyden erhaltene Lösung wird auf 0° abgekühlt und tropfenweise

beschrieben, wobei die intermediär gebildeten y-substi- unter energischem Rühren im Laufe von 5 Stunden mit

tuierten Acetessigsäuren durch normale Decarboxylierung 109,1g (1,3 Mol) Diketen versetzt. Das Rühren wird

in cc,/?-ungesättigte Ketone übergehen. Das erfindungs- während weiteren 40 Stunden bei 0° und dann während

gemäße Verfahren unterscheidet sich von der angeführten 15 3 Stunden bei 25° fortgesetzt.

Reaktionsfolge einerseits dadurch, daß die Umsetzung Schließlich verdünnt man die Lösung mit 200 ecm

mit einem Propargylalkohol an Stelle eines Aldehyds vor- Äther und wäscht sie zuerst 6mal mit je 200 ecm gesät-

genommen wird und, anderseits, durch den verschiedenen tigter Natriumbicarbonatlösung und dann mit Wasser bis

Reaktionsmechanismus der Kohlendioxydabspaltung. zur neutralen Reaktion. Die Ätherschicht wird über

Während beim vorliegenden Verfahren die Kohlendioxyd- 20 Calciumsulfat getrocknet, das Lösungsmittel durch Destil-

abspaltung unter weitgehender intramolekularer Um- lation entfernt und der Rückstand, 238,8 g (101 °/₀ der

lagerung erfolgt, wird im bekannten Verfahren aus einer Theorie), durch Hochvakuumdestillation gereinigt. Der

endständigen Carboxylgruppe Kohlendioxyd abgespalten, erhaltene racemische Acetessigsäure-1 -methyl-1 - (4-methyl-

ohne daß dabei eine Umlagerung erfolgt. penten-3-yl)-propargylester ist eine farblose Flüssigkeit

Das neue erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit 25 vom Siedepunkt 43 bis 46° (0,007 mm); n^zj = 1,4652;

Vorteil zur Herstellung von Pseudoionon und Pseudoiron df = 0,9785. Ausbeute = 90 bis 95 % des Rohproduktes,

benutzen; aus diesem Grunde ist die Erfindung für die In einen mit Rührwerk, Kapillarrohr, Thermometer

pharmazeutische und Riechstoffindustrie besonders wert- und Rückflußkühler versehenen 1-1-Dreihalskolben

voll. . werden 236,2 g (1 Mol) racemischer Acetessigsäure-1-me-

Beispiel 1 3° thyl-l-(4-methyl-penten-3-yl)-propargylester eingefüllt.

Man läßt einen feinen Strom von Stickstoff durch die

In einen mit Rührwerk, Tropftrichter, Thermometer Kapillare durchfließen und erwärmt den Kolben im Bad

und Trockenaufsatz versehenen 1-1-Dreihalskolben wird auf 150 bis 200°. Bei ungefähr 150° beginnt sich Kohlen-

0,3g Natrium auf 118g (1,4MoI) 1,1-Dimethyl-propargyl- dioxyd zu bilden, und die Gasentwicklung wird bei 180°

alkohol einwirken gelassen. Sobald die Umsetzung beendet 35 recht heftig. Man hält die Reaktionsmischung auf einer

ist, wird die Lösung auf + 5° abgekühlt und tropfen- Temperatur von 180 bis 200° während 90 Minuten, d. h.

weise imLaufe von 5 Stunden mit 141 g (1,68 Mol) Diketen bis die Kohlendioxydentwicklung aufgehört hat. Den

so versetzt, daß die Temperatur -f- 10° nicht übersteigt. Kolben läßt man nun auf Raumtemperatur abkühlen,

Dann setzt man das Rühren bei der angegebenen Tempe- und man löst dessen Inhalt in 250 ecm tiefsiedendem

ratur für weitere 24 Stunden fort. Man versetzt mit 40 Petroläther auf. Die Lösung extrahiert man 3mal mit je

150 ecm Toluol und extrahiert die Lösung 4mal mit je 200 ecm einer gesättigten Natriumbicarbonatlösung und

150 ecm einer 5%igen Natriumbicarbonatlösung und wäscht sie alsdann mit Wasser bis zur neutralen Reaktion,

wäscht alsdann mit Wasser bis zur neutralen Reaktion. Nach dem Trocknen der gewaschenen Lösung über CaI-

Das Toluol entfernt man aus der gewaschenen Lösung ciumsulfat entfernt man das Lösungsmittel durch Destil-

durch Vakuumdestillation und reinigt den Rückstand 45 lation und reinigt den Rückstand durch Fraktionierung,

durch Vakuumdestillation. Die bei 80 bis 84°/7 mm über- Das erhaltene Produkt besteht aus 6,10-Dimethyl-unde-

gehende Fraktion besteht ausAcetessigsäure-l.l-dimethyl- catrien-3,5,9-on-2 (Pseudoionon) vom Siedepunkt 90 bis

propargylester. Nach kurzem Stehen erstarrt dieser Ester 92° (0,5 mm); ng = 1,5290. Ausbeute = 86 g (44,8 °/₀ der

zu einer festen, weißen, bei etwa 60° schmelzenden Ver- Theorie). Das Semicarbazon vom Schmelzpunkt 141 bis

bindung. Ausbeute = 201,8 g (85% der Theorie). 50 143° gibt keine Schmelzpunktdepression im Gemisch mit

185 g (1,1 Mol) Acetessigsäure-1,1-dimethylpropargyl- einer authentischen Probe. Nebenprodukte sind Citral

ester werden in einen mit Rührwerk und Thermometer und das Alienisomere von Pseudoionon, d. h. 6,10-Di-

versehenen 1-1-Dreihalskolben, der über einen Rückfluß- methyl-undecatrien-4,5,9-on-2 vom Siedepunkt 60 bis

kühler mit einem Gasmesser verbunden ist, eingefüllt. 65°/0,2 bis 0,3 mm. Ausbeute = 19,3 g (10 ⁰Z₀ der Theorie).

Der Kolben wird im Ölbad auf 160 bis 180° erwärmt, 55

worauf eine heftige Entwicklung von Kohlendioxyd ein- Beispiel 3
setzt. Sobald die Gasentwicklung aufgehört hat (nach

etwa 3 Stunden), wird das Erwärmen unterbrochen und In einen mit Rührwerk, Thermometer, Trockenaufsatz

die zurückgebliebene dunkelbraune Flüssigkeit im Vakuum und Tropftrichter versehenen 1-1-Dreihalskolben läßt

fraktioniert destilliert. Zuerst geht eine im wesentlichen 60 man 0,3 g Natrium auf 166 g (1 Mol) racemischen 1-Me-

aus 6-Methyl-heptadien-4,5-on-2 bestehende kleine Frak- thyl-l-(3,4-dimethylpenten-3-yl)-propargylalkohol ein-

tion bei 62,5 bis 66°/7,5 irim [Ausbeute = 31,7 g (23,2% wirken. Die erhaltene Lösung wird auf + 5° gekühlt und

der Theorie)] und dann eine im wesentlichen aus 6-Methyl- tropfenweise mit 100,8 g (1,2MoI) Diketen bei einer

heptadien-3,5-on-2 bestehende größere Fraktion bei Temperatur zwischen + 5 und + 10° im Laufe von

73 bis 76°/6,5 mm über; Ausbeute = 35,9 g (26,3% der 65 5 Stunden versetzt. Dann setzt man das Rühren während

Theorie). 24 Stunden bei + 10° fort. Man setzt 160 ecm Toluol zu

JededieserFraktionen liefert inhier nicht beanspruchter und extrahiert die Lösung 5mal mit je 150 ecm einer

Weise bei der Hydrierung mit 1 Mol Wasserstoff (bei gesättigten Natriumbicarbonatlösung, worauf man mit

Raumtemperatur unter leicht erhöhtem Druck und in Wasser bis zur neutralen Reaktion wäscht. Man entfernt

Gegenwart eines vergifteten Palladium-Calciumcarbonat- 70 das Toluol im Vakuum und gewinnt so eine aus race-

mischem rohem Acetessigsäure- l-methyl-l- (3,4-dimethyl-penten-3-yl)-propargylester bestehende Fraktion; rig = 1,4717. Ausbeute = 253 g (101% der Theorie).

In einen mit Rührwerk und Thermometer versehenen 1-1-Dreihalskolben, der über einen Rückflußkühler mit einem Gasmesser verbunden ist, füllt man 250 g (1 Mol) des oben erhaltenen Acetessigsäureesters von rig = 1,4717. Man erwärmt den Kolben im Ölbad auf 120 bis 170°. Die Entwicklung von Kohlendioxyd beginnt bei 120° und wird bei 150 bis 160° recht heftig. Nach dem Aufhören der Gasentwicklung (nach 3 Stunden) wird das Produkt durch Destillation gereinigt. Man erhält so als Hauptprodukt 6,9,10-Trimethyl-undecatrien-3,5,9-on-2 (Pseudoiron) vom Siedepunkt 98 bis 102°/0,l mm; rig = 1,5310 [Ausbeute = 97 g (47,1 °/₀ der Theorie)], neben einem nicht destillierbaren Rückstand und einer tiefersiedenden Fraktion, die zum Teil aus dem Allenisomeren des Pseudoirons, d. h. dem o^.lO-Trimethyl-undecatrien^^^-on^ vom Siedepunkt68bis 71°/0,l bis 0,2 mm, besteht; Ausbeute = 10,7 g (5% der Theorie).

Claims

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Herstellung ungesättigter Ketone, dadurch gekennzeichnet, daß man Diketen mit einem in 1-Stellung durch Kohlenwasserstoffreste disubstituierten Propargylalkohol umsetzt und den erhaltenen Acetessigsäureester des disubstituierten Propargylalkohols auf höhere Temperaturen, vorzugsweise auf 120 bis 200°, erhitzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 706 322, 717 652.

© 709 84-6/482 12.57