DE1154098B - Verfahren zur Herstellung von stereoisomeren Cycloundecandicarbonsaeuren-(1, 2) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von stereoisomeren Cycloundecandicarbonsäuren-(l,2).

Es ist bekannt, daß man durch Einwirkung alkoholischer Lösungen von Alkalihydroxyden oder Alkalialkoholaten auf «-halogenierte cycloaliphatische Ketone cyclische Carbonsäuren erhält, deren Ring 1 Kohlenstoffatom weniger als der Ring der Ausgangsverbindung enthält (Faworski Journal Soc. Phys. Chim. russe, Bd. 46, 1914, S. 1097). Die Ausbeuten überschreiten jedoch nur ausnahmsweise 50 %·

Diese Reaktion wurde jedoch noch nicht im Falle von Cycloalkanoncarbonsäureestern der allgemeinen Formeln

,Hai

-CH-COOR

i
(CH₂)₉ CO

-CH-Hai

COOR

oder (CH₂)₉ CO
-CH₂

beschrieben, worin R ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen und Hai ein Halogenatom, insbesondere Chlor oder Brom, ^5 bedeutet.

Es wurde nun gefunden, daß die den oben angegebenen allgemeinen Formeln entsprechenden, in 1- oder 3-Stellung halogenierten 2-Oxocyclododecancarbonsäuren oder ihre Ester mit niederen aliphatischen 3<> Alkoholen mit Alkalihydroxyden und -alkoholaten reagieren und hierbei stereoisomere Cycloundecandicarbonsäuren-(l,2) liefern.

Diese Reaktion ist unerwartet, da man erwarten mußte, daß die 1-Halogen- (oder 3-Halogen-) 2-oxocyclododecancarbonsäurealkylester, die halogenierte jÖ-Ketoester sind, mit den vorgenannten Alkaliderivaten ebenso reagieren würden wie die halogenierten aliphatischen /3-Ketoester. Es ist nämlich bekannt, daß der y-Chlor- (oder y-Brom)- acetessigsäureäthylester den Cyclohexanon - (2,5) - dicarbonsäure - (1,4) - äthylester ergibt (Beilsteins Handbuch der organ. Chem., Hauptwerk, Bd. 3, 1921, S. 665, und Ergänzungswerk II, 1942, S. 426), der a-Chlor-a-äthylacetessigsäureäthylester zum «-Äthyl-a-äthoxyacetessigsäureäthylester führt und der y-Brom-a-äthylacetessigsäureäthylester ein Ketolacton, die a-Äthyltetronsäure, liefert (Beilsteins Handbuch der organ. Chem., Hauptwerk, Bd. 3, 1921, S. 694).

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man als alkalische Mittel verwenden: Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd, entweder in Verfahren zur Herstellung

von stereoisomeren
Cycloundecandicarbonsäuren-(1,2)

Anmelder:
Rhone-Poulenc, S.A., Paris

Vertreter: Dr. F. Zumstein,

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann

und Dipl.-Chem. Dr. R. Koenigsberger,

Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 27. Oktober 1960 (Nr. 842 370)

Pierre Lafont, Lyon, Rhone,
und Yannik Bonnet, Tassin la Demi-Lune, Rhone

(Frankreich),
sind als Erfinder genannt worden

wäßriger Lösung, wenn man von halogenierten Cyclododecyl-/S-ketosäuren ausgeht, oder in Lösung in Methanol oder Äthanol oder in einem Gemisch von Wasser und einem organischen Lösungsmittel, wie Methanol, Äthanol oder Dioxan, wenn man von halogenierten Cyclododecyl-jS-ketoestern ausgeht. Man kann die wäßrigen alkoholischen oder wäßrig-organischen Lösungen der Alkalihydroxyde auch durch alkoholische Lösungen von Alkalialkololaten ersetzen; man erhält in diesem Falle die vicinalen Diester, die man anschließend verseift.

Die Umsetzung kann bei einer Temperatur zwischen etwa 20⁰C und der Rückflußtemperatur des Reaktionsgemisches durchgeführt werden. Das erhaltene Produkt wird anschließend mit einer Säure, wie Salzsäure, Schwefelsäure oder Essigsäure, bis zu einem pH-Wert von 5 oder darunter behandelt. Durch Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel, wie Äther oder Benzol, erhält man dann ein Gemisch der eis- und trans-Isomeren der Disäuren oder Diester, die man anschließend durch fraktionierte Kristallisation, Destillation oder jede andere geeignete Methode in die Bestandteile trennen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung der cis-Cycloundecandicarbonsäure-(l,2)

309 687/334

3 4

vom F. = 171 bis 172°C₅ der ein Anhydrid vom fraktion von 420 g, die bei 125 bis 126°C und 0,2 mm

F. = 67° C entspricht, und der trans-Cycloundecandi- Hg siedet und aus 2-Oxocyclododecancarbonsäure-

carbonsäure-(l,2) vom F. = 196 bis 197°C, der ein äthylester besteht.

Anhydrid vom F. = 72° C entspricht. ,. , _ " , , , ι

Diese isomeren Säuren können nach bekannten 5 .. _u _^b) l-Brom-2-oxocyclododecancarbonsaure-

Verfahren mit aUphatischen oder aromatischen Aiko- äthylester und ^Oxo-S-brornqrcIododecaiicarbon-

holen verestert werden, die als Plastifizierungsmittel saureatnylester

für Vinyl- und Cellulosepolymere verwendbar sind. In die gleiche Apparatur wie oben bringt man 254 g

Sie können außerdem mit aliphatischen oder aroma- 2-OxocyclododecancarbonsäureäthylesterundlOOOccm

tischen Dialkoholen kondensiert werden, um harzige io Chloroform ein und läßt dann tropfenweise in etwa

Polyester zu erhalten. 30 Minuten 52 ecm Brom zufließen. Man hält die

Die in 1-oder 3-Stellung halogenierten 2-Oxocyclo- Mischung 1 Stunde unter Rühren bei 20 bis 22° C. dodecancarbonsäuren oder ihre Ester mit niederen Anschließend wäscht man sie mit Wasser und trocknet aliphatischen Alkoholen lassen sich leicht durch Um- die Chloroformschicht über wasserfreiem Calciumsetzung von festem Kohlendioxyd bzw. Äthylcarbonat 15 chlorid. Nach dem Abdestillieren des Chloroforms im mit der Natriumverbindung von Cyclododecanon und Vakuum erhält man 333 g eines rötlichen, dicken Öls, anschließende Halogenierung durch direkte Ein- das beim Abkühlen zum Teil kristallisiert. Durch wirkung eines Halogens, wie Brom oder Chlor, her- Schmelzen dieser Masse und anschließendes Umstellen. Man führt die Halogenierung bei gewöhn- kristallisieren aus Petroläther (Siedebereich 30 bis licher Temperatur in einem gegenüber dem Halogen 20 50°C) erhält man 223,5 g einer Festsubstanz vom inerten Lösungsmittel, wie Benzol, Äther, Chloroform F. = 94° C, die bei der Infrarotspektrographie keine oder Tetrachlorkohlenstoff, durch, wobei man nur die charakteristischen Banden der Enolform von /5-Ketotheoretisch erforderliche Halogenmenge verwendet. estern aufweist, die beispielsweise bei dem 2-Oxocyclo-Das erhaltene Produkt ist ein Gemisch der 1- und dodecancarbonsäureäthylester sichtbar sind. Es handelt 3-Halogenderivate der 2-Oxocyclododecancarbonsäure 25 sich daher um den l-Brom^-oxocyclododecancarbon- oder der Ester mit den entsprechenden aliphatischen säureäthylester, der in einer Ausbeute von 67%, beAlkoholen. Das in 3-Stellung halogenierte Derivat zogen auf den eingesetzten ß-Ketoester, erhalten wird, stammt aus der Umlagerung des in 1-Stellung haloge- Analvse·

nierten Derivats unter der Einwirkung der während τ, i ₊ „_c,_n<:0, „,.,.. bo^oqü/

der Reaktion gebildeten Halogenwasserstoffsäure; sein 30 ^aereclmet · · <~ *M» /* Ά /,S6 J₀, ΰτ 2J,y» J₀;

Mengenanteil ist um so größer, je länger die Zeit des S^efunden · · ^{C 54}>¹⁰ °/o» ^{H 8}>⁰⁴ %> ^{Br 24}'⁴¹ %·

Kontaktes mit der Halogenwasserstoffsäure ist und je Andererseits kann man aus der Mutterlauge durch

höher die Temperatur hierbei ist. Man kann gewünsch- Eindampfen 109 g eines dicken Öls gewinnen, das

tenfalls die so gebildeten isomeren Halogenderivate selbst nach mehrtägigem Aufbewahren bei O⁰C nicht

trennen, indem man das Gemisch klassischen Arbeits- 35 kristallisiert, undestillierbar ist und zur Hauptsache

weisen, insbesondere der fraktionierten Kristallisation, aus 2-Oxo-3-bromcyclododecancarbonsäureäthylester

unterwirft. Eine solche Trennung ist jedoch zur erfin- besteht. Bei der Infrarotspektrographie weist dieses

dungsgemäßen Herstellung der vicinalen Cycloun- neue Produkt charakteristische Banden der Enolform

decandicarbonsäuren nicht erforderlich, da die beiden mit stärkerer Intensität als der als Ausgangssubstanz

Halogenisomeren zu den gleichen Disäuren führen. 4° verwendete 2-Oxocyclododecancarbonsäureester auf.

Für die Herstellung des Ausgangsmaterials wird Analvse·

Schutz im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht " _B .,„.,

beansprucht Berechnet .. C 54,06%, H 7,56%, Br 23,98%;

^P . . gefunden .. C 54,20%, H 7,95%, Br 23,87%.

45 Außerdem gibt die Substanz eine Violettfärbung mit

a) 2-Oxocyclododecancarbonsäureäthylester Ferrichlorid, während das 1-Brom-Isomere keine

In einen mit einem Kühler, einem Zuführungs- Färbung gibt.

trichter und einer Rührvorrichtung ausgestatteten 3-1- -,,-,, , ,. „_n.

Kolben bringt man 100 g Natriumamid und 500 ecm ^c> Cycloundecandicarbonsaure-(1,2)

wasserfreien Diäthyläther ein und läßt dann unter 50 Man verwendet die gleiche Apparatur wie oben. Man Rühren in 2 Stunden eine Lösung von 364 g (2 Mol) bringt in diese eine Lösung von 22 g Kaliumhydroxyd Cyclododecanon in 650 ecm Äther zufließen. Man in 180 ecm Äthanol ein und läßt unter ständiger Auferhitzt das Gemisch anschließend 2¹Z₂ Stunden unter rechterhaltung einer Temperatur von 20 bis 22° C Rückfluß, bricht darin das Erhitzen ab und läßt in tropfenweise in einer halben Stunde eine Lösung von einer Stunde 472 g Äthylcarbonat zufließen. Man er- 55 33,3 g l-Brom-2-oxocyclododecancarbonsäureäthylhitzt die Mischung 2 Stunden unter Rühren und unter ester in 80 ecm Äthanol zufließen. Dann läßt man die Rückfluß und läßt sie über Nacht in der Kälte unter Mischung 3 Stunden unter Rühren bei 20 bis 22° C Rühren stehen. Die erhaltene kompakte Masse wird stehen, destilliert anschließend das Äthanol unter mit einem Gemisch von 100 ecm Eisessig und etwa vermindertem Druck ab, ersetzt den entfernten Alko-300 ^zerstoßenem Eis hydrolysiert. Man extrahiert sie 60 hol durch Wasser und extrahiert das Gemisch mit mit Äther und wäscht die Ätherfraktion mit einer Äther. Die so behandelte wäßrige Lösung wird anwäßrigen 20 %igenNatriumbicarbonatlösung und dann schließend durch Zugabe von 2 ecm konzentrierter zweimal mit Wasser. Anschließend trocknet man sie Salzsäure angesäuert und dann mit Benzol extrahiert, über wasserfreiem Natriumsulfat und destilliert den Nach Entfernen des Lösungsmittels aus der Benzol-Äther bei gewöhnlichem Druck und das überschüssige 65 lösung gewinnt man 23,11 g eines sauren Produkts. Äthylcarbonat im Vakuum (42 bis 45°C/30mm Hg) Man setzt dann 200 ecm Äther zu und bringt die ab. Es verbleiben dann 499 g eines Produkts, das man Lösung unter Rühren zum Sieden. Es scheidet sich im Hochvakuum destilliert. Man erhält eine Haupt- eine Ausfällung ab, die man abfiltriert und trocknet.

5 6

Man erhält so 9,865 g eines festen Produkts, das nach gebildete Essigsäure im Vakuum. Man nimmt den dem Umkristallisieren aus Methanol bei 196 bis 197 ⁰C Rückstand in 20 ecm Äther auf, filtriert die Ätherschmilzt und einen Säuregehalt von 99,5 % besitzt. lösung und erhält nach dem Verdampfen des Äthers _{A1 r} υ η 4,69 g eines Öls, das kristallisiert. Durch Umkristalli-'^y ; ^n₂₂U₄- 5 gieren aus Petroläther (Siedebereich 35 bis 5O⁰C) erhält

Berechnet ... C 64,44 /₀, H 9,15 J₀; _{m£m das Annydrid der} trans-Cycloundecandicarbon-

gefunden ... C 64,40 »/„, H 9,18%. säure-(l,2) in Form feiner Nadeln vom F. = 72°C.

Dieses Produkt stellt die trans-Form der Cycloun- Analvse· CHO

decandicarbonsäure-CU) dar. -au I* "ρ«,,:,», υοηοο/

Das Filtrat wird anschließend eingedampft. Es ver- io ^rechnet ... C 69,61 /„, H 8,99 /„;

bleiben 12,9 g eines viskosen Öls, das durch Destilla- gefunden ... C 69,52 /₀, H 8,83 /₀.

tion bei 0,1 mm Hg eine Hauptfraktion (Kp.₀₎₁ =130 Es ist außerdem möglich, die eis- und die trans-Form

bis 132° C) von 8,09 g liefert, die nach dem Umkristal- der Cycloundecandicarbonsäure-(1,2) direkt nach der

lisieren aus Äther 4,4 g glänzende Kristalle vom Umsetzung des alkalischen Mittels mit dem 1-Brom-

F. = 65 bis 67⁰C ergeben; das Produkt wurde als An- 15 2-oxocyclododecancarbonsäureäthylester zu trennen

hydridderCycloundecandicarbonsäure-(l,2),cis-Form, und zu identifizieren. Hierzu läßt man nach dem An-

das Isomere der obengenannten Verbindung, identi- säuern der wäßrigen Lösung die Stufe der Extraktion

fiziert. mit Benzol weg und läßt die beiden isomeren Disäuren

αϊ run kristallisieren. Dann trennt man sie durch fraktionierte

Ana_lyse "-13W₂₀U₃. ^ _{Kristallisation aus Äther}_ _{Die cis}._{Disäure (R = 171}

Berechnet ... C &9,öl /₀, H 8,99 J₀; _{Us 172}°c) ist in diesem Lösungsmittel löslich und

geiunden ... C 69,32 /₀, H 8,84 /₀. kristallisiert durch Zugabe von Petroläther (Siede-

Man kann das Anhydrid der cis-Form der Säure in bereich 35 bis 50⁰C) aus, während die trans-Disäure

die entsprechende cis-Disäure überführen; zu diesem (F. = 196 bis 197°C) in Äther unlöslich ist und

Zweck bringt man in einen 250-ccm-Kolben 1,2 g des 25 zurückbleibt.

wie oben beschriebenen erhaltenen Anhydrids und eine Arbeitet man genau in der gleichen Weise, wie unter

Lösung von 0,8 g Natriumhydroxyd in 100 ecm Wasser c) beschrieben, und mit den gleichen Mengenanteilen

ein. Man erhitzt das Gemisch unter Rühren etwa der Ausgangsstoffe, so erhält man, ausgehend von

³U Stunden auf 80 bis 9O⁰C. Man läßt es über Nacht 33,3 g ^-Oxo-S-bromcyclododecancarbonsäureäthyl-

stehen, säuert mit 1 ecm verdünnter 10 %iger Salzsäure 3° ester, 8,92 g trans-Cycloundecandicarbonsäure-(l,2)

an, wobei sich ein dichter Niederschlag abscheidet, den vom F. = 196, 5⁰C und 4,1 g des Anhydrids der cis-

man abfiltriert, mit Wasser wäscht und trocknet. Man Cycloundecandicarbonsäure-(1,2) vom F. = 66⁰C.

erhält so 1,18 g eines kristallisierten Produkts vom Man kann diese Disäure und dieses Anhydrid den

F. = 169 bis 170⁰C, das nach dem Umkristallisieren gleichen Behandlungen, wie sie in diesem Beispiel

aus Methyläthylketon bei 171 bis 172°C schmilzt. Die 35 unter c) angegeben sind, zur Herstellung der gleichen

so erhaltene cis-Cycloundecandicarbonsäure-(l ,2) weist Produkte unterwerfen.

einen Gehalt von 100% an Säure auf. _, . . , „

^/u Beispiel 2

Analyse: C₁₃H₂₂O₄. .

r. u * ΑίΛΛΛη, „λ,™ Man arbeitet, wie unter c) des vorhergehenden Berechnet... C 64,44%, H 9,15%; _{40 Beispiels beschriebenj ersetzt jedoch das} Äthanol geiunden ... C 64,72 /₀, H 9,35 /₀. _{durdl die} g^^ Menge Methanol und erhitzt das Man kann das Anhydrid der cis-Säure auch in die Reaktionsgemisch 3 Stunden unter Rückfluß. Man trans-Disäure überführen; hierzu bringt man in einen entfernt das Methanol durch Destillation unter mit einem Kühler, einem Zuführungstrichter und einer Atmosphärendruck und ersetzt es durch Wasser. Man Rührvorrichtung ausgestatteten 250-ccm-Kolben eine 45 extrahiert das Gemisch zur Abtrennung einer neutralen Lösung von 1,6 g Natriumhydroxyd in Plätzchenform Fraktion von 400 mg Substanz mit Äther. Die wäßrige in 80 ecm Äthylenglykol ein, erhitzt das Gemisch unter Fraktion wird durch Zugabe von 2 ecm konzentrierter Rühren auf 190⁰C und setzt in kleinen Anteilen 2,4 g Salzsäure angesäuert. Dann extrahiert man die saure des Anhydrids der cis-Säure (hergestellt wie oben be- organische Fraktion mit Benzol. Nach dem Entfernen schrieben) zu. Unter weiterem Rühren erhitzt man die 50 des Benzols aus der Benzollösung erhält man 23,54 g Mischung noch ³/* Stunden bei 190° C. Man destilliert einer sauren Fraktion, die aus einem Gemisch der das Glykol im Vakuum ab, wobei man es durch Wasser stereoisomeren Cycloundecandicarbonsäuren-(1,2) beersetzt. Man säuert das Gemisch mit einigen Kubik- steht. Man setzt dann 200 ecm Äther zu und bringt das Zentimetern verdünnter 10%iger Salzsäure an. Der Gemisch unter Rühren zum Sieden. Es bildet sich ein gebildete Niederschlag wird abfiltriert und dann im 55 Niederschlag, den man abfiltriert und trocknet. Man Trockenschrank im Vakuum getrocknet. Man erhält erhält so 11,50 g eines kristallinen Produkts vom so 0,519 g eines kristallinen Produkts vom F. = 196 F. = 196 bis 197⁰C, das aus der trans-Cycloundecanbis 197°C, das aus trans-Cycloundecandicarbon- dicarbonsäure-(l,2) besteht, die mit der unter den säure-(l,2) besteht, deren Kennzahlen mit den oben Arbeitsbedingungen des Beispiels 1 erhaltenen idenangegebenen identisch sind. 60 tisch ist.

Zur Überführung der trans-Cycloundecandicarbon- Nach dem Entfernen des Äthers aus der ätherischen

säure in das entsprechende Anhydrid bringt man in Lösung verbleiben 12,47 g eines viskosen Öls, das

einen mit einem Kühler und einem Calciumchloridrohr durch Destillation bei einem Druck von 0,1 mm Hg

ausgestatteten 50-ccm-Kolben 4,84 g der erhaltenen 8,95 g einer bei 130 bis 131⁰C übergehenden Haupt-

trans-Disäure und 10 ecm Acetylchlorid ein. Man er- 55 fraktion liefert, die nach Umkristallisation aus kaltem

hitzt die Mischung 1 Stunde unter Rückfluß zum Äther 3,375 g glänzende Kristalle vom F. = 65

Sieden, läßt sie über Nacht bei 20 bis 22 ⁰C stehen und bis 67 ⁰C ergibt, die aus dem Anhydrid der cis-Cyclo-

entfernt dann das überschüssige Acetylchlorid und die undecandicarbonsäure-(l,2) bestehen. Dieses Produkt

ist mit dem unter den Arbeitsbedingungen von Beispiel 1, c) erhaltenen identisch und läßt sich ebenso in die cis-Disäure vom F. = 171 bis 172° C und in die trans-Disäure vom F. = 196 bis 197°C überführen.

Man kann die eis- und die trans-Form der Cycloundecandicarbonsäure-(l,2) auch direkt durch fraktionierte Kristallisation aus einem Gemisch Äther—Petroläther, wie am Ende des Beispiels 1 beschrieben, trennen und identifizieren.

Arbeitet man, wie im Beispiel 2 beschrieben, in methanolischem Medium, jedoch unter Verwendung von 2 - Oxo - 3 - bromcyclododecancarbonsäureäthylester, so erhält man die gleiche Reihe von Produkten, wie vorstehend beschrieben.

Beispiel 3

a) l-Chlor-2-oxocyclododecancarbonsäureäthylester

In einen Kolben bringt man 25,4 g 2-Oxocyclododecancarbonsäureäthylester und 100 ecm Tetrachlorkohlenstoff ein und leitet dann blasenweise innerhalb von einer Stunde unter Rühren 2,41 Chlor ein. Man rührt die Mischung dann noch 1 Stunde bei 20 bis 22° C, wäscht sie dann mit Wasser und trocknet die organische Schicht über wasserfreiem Calciumchlorid. Nach dem Abdestillieren des Tetrachlorkohlenstoffs im Vakuum erhält man 28 g eines Öls, das beim Abkühlen kristallisiert. Durch Umkristallisieren der Kristalle aus Methanol erhält man ein Produkt vom F. = 62 bis 63° C. Bei der Infrarotspektrographie dieses Produkts sind die charakteristischen Banden der Enolform nicht vorhanden, wie es bei dem als Ausgangsprodukt verwendeten ß-Ketoester der Fall ist. Außerdem bleibt das Produkt in Gegenwart von Ferrichlorid farblos. Es ist daher l-Chlor^-oxocyclododecancarbonsäureäthylester.

Analyse:

Berechnet .. C 62,39 %, H 8,72%, Cl 12,28%; gefunden .. C 62,55%, H 8,85%, Cl 12,49%. 500-ccm-Kolben bringt man 5 g Natriumamid und 100 ecm wasserfreien Diäthyläther ein und läßt unter Rühren in 45 Minuten eine Lösung von 18,2 §„(0,1 Mol) Cyclododecanon in 50 ecm wasserfreiem Äther zufließen. Anschließend erhitzt man das Gemisch 2 Stunden unter Rückfluß und bringt dann die ätherische Suspension des erhaltenen Natriumderivats des Ketons in einen Kolben, der Kohlendioxydschnee enthält, unter Rühren ein. Die Temperatur sinkt bis auf —50° C ab. Man läßt sie wieder bis auf 20 bis 22° C ansteigen (wozu etwa 2 Stunden erforderlich sind), setzt dann Wasser zu und extrahiert eine neutrale Fraktion mit Äther. Man erhält so 4 g nicht umgesetztes Cyclododecanon. Die wäßrige Fraktion wird auf 0°C abgekühlt und dann mit verdünnter Salzsäure bis zum pH-Wert 5 angesäuert. Man extrahiert die Lösung mit Äther, wäscht sie mit Wasser neutral, trocknet die organische Schicht über wasserfreiem Calciumchlorid und verdampft den Äther in der Kälte unter vermin-

ao dertem Druck. Man setzt Petroläther (Siedebereich 27 bis 35⁰C) zu und erhält durch Kristallisation 12 g 2-Oxocyclododecancarbonsäure vom F. = 114° C. Diese Säure ist verhältnismäßig instabil und wandelt sich in das Ausgangsketon um. Bei gewöhnlicher Temperatur ist die Zersetzung, wenn das Produkt rein ist, jedoch ziemlich langsam.

Analyse: Berechnet
gefunden

C 68,99%, H 9,80%; C 69,34%, H 10,05%.

b) Cycloundecandicarbonsäure-(1,2)

Man bringt in die gleiche Apparatur, wie oben beschrieben, 22 g Kaliumhydroxyd, 28,9 g 1-Chlor-2-oxocyclododecancarbonsäureäthylester und 250 ecm Methanol ein und erhitzt das Gemisch 4 Stunden unter Rühren und unter Rückfluß. Es bildet sich ein reichlicher Niederschlag von Natriumchlorid. Man destilliert das Methanol unter Atmosphärendruck ab, wobei man es durch Wasser ersetzt, und extrahiert dann die neutralen Fraktionen mit Äther. Hierdurch erhält man nach dem Verdampfen des Lösungsmittels 0,5 g neutrale Produkte.

Man säuert die basischen wäßrigen Lösungen an und extrahiert sie dann mit Benzol. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels aus der Benzollösung gewinnt man 23 g eines sauren Produkts, das nach Aufarbeitung, wie im Beispiel 1 beschrieben, 9 g trans-Cycloundecandicarbonsäure-(1,2) vom F. = 196 bis 197°C und 11g Anhydrid vom F. = 65 bis 67⁰C liefert. Produkte, aus denen man leicht die cis-Disäure und das Anhydrid vom F. = 72° C, wie im Beispiel 1, c) beschrieben, herstellen kann.

Beispiel 4
a) 2-Oxocyclododecancarbonsäure

In einen mit einem Kühler, einem Zuführungs- Berechnet

trichter und einer Rührvorrichtung ausgestatteten gefunden

b) 2-Oxo-l- bzw. -3-bromcyclododecancarbonsäure

In einen Kolben, wie er unter a) beschrieben ist, jedoch mit einem Fassungsvermögen von 1000 ecm, bringt man eine Lösung von 22,6 g (0,1 Mol) 2-Oxocyclododecancarbonsäure in 500 ecm wasserfreiem Benzol ein. Man hält die Temperatur bei 4° C und läßt unter ständigem Einleiten eines schwachen Kohlendioxydstroms in den Kolben tropfenweise in 10 Minuten 16 g Brom zufließen. Man hält die Temperatur 30 Minuten bei 20 bis 22° C, wäscht dann die Reaktionsmasse zur Entfernung der gebildeten Bromwasserstoffsäure mit Wasser, trocknet die organische Phase über wasserfreiem Calciumchlorid, verdampft das Benzol durch Destillation im Vakuum und gewinnt so 29 g Rohprodukt, das nach dem Umkristallisieren aus einem Gemisch Äther—Petroläther (Siedebereich 35 bis 5O⁰C) bei 157° C schmilzt. Das Infrarotspektrum des Produkts zeigt, daß es sich um die l-Brom-2-oxocyclododecancarbonsäure handelt.

Analyse: Berechnet.. C 51,16%, H 6,93%, Br 26,18%; gefunden .. C 51,15 %, H 7,01 %, Br 26,38%.

Wenn man den obigen Versuch mit den gleichen Mengenanteilen der Reagenzien erneut durchführt, jedoch die Temperatur der Reaktionsmasse 3 Tage (anstatt 30 Minuten) bei 20 bis 22° C hält, gewinnt man g eines Produkts vom F. = 159 bis 16O⁰C, das man auf Grund seines Infrarotspektrums mit starken, für die Enolform charakteristischen Banden als 2-Oxo-3-bromcyclododecancarbonsäure identifiziert.

Analyse: C51,16%, H6,93%, Br26,18%; C 51,05%, H 6,82%, Br 26,12%.

Das Gemisch der 1-Brom- und 3-Bromderivate zeigt eine starke Schmelzpunktsdepression. Außerdem bestätigt die Prüfung mit Ferrichlorid die oben für die beiden halogenierten Isomeren angegebene Struktur.

c) Cycloundecandicarbonsäure-(1,2)

In einen 250-ccm-Kolben bringt man 30,5 g 1-Brom-2-oxocyclododecancarbonsäure und 30 g Kaliumhydroxyd ein und löst die Substanzen durch Zugabe von 500 ecm Wasser. Man bringt das Gemisch auf einem Wasserbad auf 70 bis 8O⁰C und läßt es dann über Nacht stehen. Man säuert die Reaktionsmasse durch Zugabe verdünnter Salzsäure bis zum pn-Wert 5 an und extrahiert es rasch mit Äther. Nach Entfernen des Lösungsmittels aus der ätherischen Lösung gewinnt man 24,5 g eines sauren Produkts, das nach Aufarbeitung, wie im Beispiel 1, c) beschrieben, 15 g Cycloundecandicarbonsäure-(l,2) vom F. = 196°C liefert. Aus dieser Säure kann man anschließend die gleichen Produkte wie in den vorgenannten Beispielen erhalten.

d) Man arbeitet, wie unter c) angegeben ist, geht jedoch von 2-Oxo-3-bromcyclododecancarbonsäure, die wie unter b) beschrieben hergestellt ist, aus und gelangt zu den gleichen stereoisomeren Cycloundecandicarbonsäuren-(l,2), wie sie oben beschrieben sind.

Beispiel 5

In einen Dreihalskolben mit einem Fassungsvermögen von 500 ecm bringt man 100 ecm wasserfreies Äthanol und 5 g Natrium ein. Nach Auflösen des Natriums setzt man bei 20 bis 22⁰C 33,3 g 1-Brom-2-oxocyclododecancarbonsäureäthylester zu und erhitzt das Gemisch dann 3 Stunden unter Rückfluß. Man verdampft das Äthanol, gibt den Rückstand in ein Gemisch von 200 ecm Wasser und 15 ecm konzentrierter Salzsäure und erhält nach Extraktion mit Äther, Waschen der Ätherlösung mit Wasser, Trocknen und Verdampfen des Lösungsmittels 29,4 g eines gelben Öls, das nicht kristallisiert. Dieses Öl besteht aus einem rohen Gemisch der Diäthylester der beiden stereoisomeren Cycloundecandicarbonsäuren-(1,2).

Man nimmt 15 g des erhaltenen Öls und verseift es mit 50 ecm methanolischer 10%iger Kalilauge, indem man unter Rückfluß 4 Stunden erhitzt. Man verdampft das Methanol, wobei man es durch Wasser ersetzt. Nach dem Abkühlen extrahiert man mit Äther und gewinnt 160 mg eines neutralen Produkts. Die wäßrige Fraktion liefert quantitativ nach dem Ansäuern mit 10 ecm 10%iger Salzsäure ein Gemisch der zwei stereoisomeren Cycloundecandicarbonsäuren-(l,2), die bereits identifiziert wurden und die man, wie im Beispiel 1 beschrieben, trennen kann. Ausgehend von
bonsäureäthylester erhält man identische Ergebnisse.

Beispiel 6

In einen 3-1-Kolben gibt man 111g 3-Brom-2-ketocyclododecandicarbonsäureäthylester und 225 ecm Dioxan. Man bringt die Mischung zum Sieden und hält das Gemisch bei dieser Temperatur, wobei innerhalb von einer Stunde und 40 Minuten eine Lösung von 75 g Kaliumhydroxyd in einem Gemisch aus 450 ecm Dioxan und 225 ecm Wasser eingeführt wird. Das Sieden unter Rückfluß wird dann noch weitere 2¹J₂ Stunden nach Beendigung der Zugabe aufrechterhalten, dann verjagt man das Dioxan unter vermindertem Druck und ersetzt es durch ein äquivalentes Volumen Wasser. Nach dem Abkühlen entfernt man die neutralen Produkte durch Extraktion mit 200 ecm Diäthyläther. Die wäßrige Schicht wird dann mit 140 ecm konzentrierter Salzsäure angesäuert, und es scheidet sich ein Öl ab, das man mit 300 ecm Diäthyläther extrahiert. Die Ätherschicht wird mit 250 ecm Wasser gewaschen und dann mit 300 ecm einer 10%igen wäßrigen Natriumbicarbonatlösung behandelt. Aus der Ätherschicht kann man 25,2 g Cycloundecandicarbonsäure-(l,2)-anhydrid gewinnen, das durch Reinigung das cis-Anhydrid vom F. = 66 bis 67⁰C ergibt, während man aus der wäßrigen alkalischen Schicht nach Ansäuern mit konzentrierter Salzsäure und Extraktion mit Äther 39,1 g Cycloundecandicarbonsäure-(1,2) gewinnt, die durch Umkristallisieren die trans-Disäure vom F. = 196 bis 197°C ergibt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Herstellung der stereoisomeren Cycloundecandicarbonsäuren - (1,2), dadurch ge kennzeichnet, daß man in bekannter Weise ein Alkalihydroxyd in alkoholischer oder wäßrigorganischer Lösung oder ein Alkalialkoholat und anschließend eine alkoholische Lösung des Alkalihydroxyds mit einem 1-Halogen-(oder 3-Halogen-) 2-oxocyclododecancarbonsäurealkylester umsetzt bzw. eine wäßrige Lösung eines Alkalihydroxyds mit einer l-Halogen-(oder 3-Halogen-) 2-oxocyclododecancarbonsäure umsetzt, das Reaktionsgemisch nach der alkalischen Behandlung ansäuert, gegebenenfalls gleichzeitig gebildetes Anhydrid durch Behandlung mit Natriumhydroxyd und anschließendes Ansäuern in die freien Dicarbonsäuren überführt und gegebenenfalls die erhaltenen Säuren in üblicher Weise in ihre eis- und trans-Isomeren trennt.

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