DE1110633B - Verfahren zur Herstellung von Vitamin-A-saeurenitril bzw. -estern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Vitarnin-A2-säurenitril bzw. -estern Es ist bekannt, Vitamin-A2-säureester dadurch darzustellen, daß man mit Hilfe von N-Bromsuccinimid Brom in den Cyclohexenring des Vitamin-Al-säuremethylesters a-ständig zur Doppelbindung einführt und anschließend mit Hilfe einer Base Bromwasserstoff unter Ausbildung des Cyclohexadienringes abspaltet (K. R. Farrar und Mitarbeiter, J. Chem. Soc.
• [London], 1952, S. 2657). Das Verfahren setzt jedoch die über mehrere Stufen verlaufende Synthese des Vitamin-Al-säureesters voraus und verliert dadurch an technischem Interesse.
• Es wurde nun gefunden, daß sich Vitamin-A2-säurenitril bzw. -ester in einfacher Weise und guten Ausbeuten herstellen lassen, wenn ,B-Dehydrojonylidenacetaldehyd mit isolierten, resonanzstabilisierten Triphenylphosphinmethylenen, d. h. Phosphorylenen mit stark elektronen anziehenden Gruppen der allgemeinden Formel worin R einen Cyan-, Carbalkoxy-, Carbocycloalkoxy- oder Carbaryloxyrest bedeutet, in einem stark polaren Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur, ge- gebenenfalls in Gegenwart von Antioxydationsmitteln und unter Ausschluß von Sauerstoff, umgesetzt wird. Die Reaktion kann durch folgende Gleichung veranschaulicht werden: Es ist zwar aus der deutschen Auslegeschrift 1026 745 bekannt, den ß-Jonylidenacetaldehyd mit einem Phosphorylen der allgemeinen Formel, worin R den Carbomethoxyrest bedeutet, zum Vitamin-A-säuremethylester in der Weise zu kondensieren, daß man zuerst das Phosphorylen aus dem entsprechenden Phosphoniumsalz mit Hilfe starker Protonenakzeptoren, wie etwa Natriumacetylid oder Natriumamid, herstellt und ohne Isolierung anschließend die Aldehydkomponente zufügt. Diese Arbeitsweise hat - auf die Herstellung von Vitamin-A2-Derivaten übertragen - jedoch den Nachteil, daß sich der Protonenakzeptor, selbst wenn er im Unterschuß eingesetzt wird, auf Grund seiner schlechten Löslichkeit im verwendeten Lösungsmittel nicht vollständig mit dem Phosphoniumsalz umsetzt und bei der Zugabe des ß-Dehydrojonylidenacetaldehyds der Formel II zu Selbstkondensationen des Aldehyds Anlaß gibt, die bei der Erwärmung des Ansatzes selbst in Gegenwart eines Antioxydationsmittels und Polymerisationsverzögerers, wie etwa Phenothiazin oder Hydrochinon, zur Hauptreaktion werden. Man ist dadurch gezwungen, einen Überschuß an Aldehyd einzusetzen. Das ist jedoch unwirtschaftlich, da der Aldehyd die wertvollste Komponente der Reaktion darstellt. Darüber hinaus muß man bei Raumtemperatur arbeiten und dadurch lange Reaktionszeiten in Kauf nehmen.
• Andererseits reagieren unter diesen Bedingungen stark resonanzstabilisierte Phosphinmethylene vom Typ der Verbindung I, in der der Rest R etwa eine Cyangruppe bedeutet, nur noch in sehr schlechter Ausbeute mit dem ß-Dçhydrojonylidenacetaldehyd.
• Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet diese Nachteile, indem man zuerst die gegen Wasser und Luftsauerstoff bei Raumtemperatur stabilen Phosphorylene isoliert und sie dann anschließend mit dem Aldehyd in einem stark polaren Lösungsmittel umsetzt. Man erhält durch diese Arbeitsweise die Erzeugnisse des erfindungsgemäßen Verfahrens in hoher Ausbeute.
• Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich cis- und trans-13-Dehydrojonylidenacetaldehyde und Gemische derselben. Man erhält sie aus den entsprechenden ,B-Dehydro3Onylidenessigsäurealkylestern, indem man in der ersten Stufe des Verfahrens die genannten Ester in an sich bekannter Weise mit komplexen Metallhydridkomplexverbindungen, wie Lithiumaluminiumhydrid, reduziert und in der zweiten Stufe des Verfahrens die erhaltenen ß-Dehydrojonylidenäthanole in an sich bekannter Weise mit Mangandioxyd zum entsprechenden Aldehyd dehydriert.
• Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Phosphorylene der allgemeinen FormelI stellt man her aus den entsprechenden Phosphoniumsalzen durch Behandeln ihrer z. B. wäßrigen Lösungen mit überschüssiger verdünnter wäßriger Lauge, z. B. Natron-oder Kalilauge bei 5 bis 100 C.
• Als Lösungsmittel eignen sich vor allem stark polare Lösungsmittel, die auch in der Wärme nicht mit den Ausgangsstoffen reagieren, z. B. Acetonitril, Dimethylsulfon, Tetramethylensulfon oder Tetrafethylharnstoff. Man kann auch ohne weiteres Gemische dieser Lösungsmittel untereinander oder mit unpolaren bzw. schwach polaren Lösungsmitteln, wie etwa Petroläther, Benzol, Xylol oder Äther, mit Vorteil verwenden. Das Mischungsverhältnis kann innerhalb weiter Grenzen schwanken und wird durch die für den jeweiligen Ansatz notwendige Reaktionstemperatur bestimmt.
• Zweckmäßig setzt man unter Feuchtigkeitsausschluß 1 Mol des Aldehyds mit 1 bis 1,5 Mol des Phosphorylens, vorzugsweise mit 1,1 Mol zwischen 50 und 2000 C, vorzugsweise zwischen 60 und 1000 C, um. Die Reaktionsdauer hängt von der Struktur des eingesetzten Phosphorylens und von der Reaktionstemperatur ab und liegt zwischen 30 Minuten und 4 Stunden. Es empfiehlt sich, ein Antioxydationsmittel, z. B. Phenothiazin, zuzusetzen und unter Ausschluß von Wasser und Sauerstoff zu arbeiten.
• Die Aufarbeitung kann nach bekannten Methoden durchgeführt werden und wird vorzugsweise durch Eingießen des Ansatzes in 100/oige Phosphorsäure und Eis und anschließende Aufnahme des Reaktionsproduktes in Petroläther vorgenommen, um das gebildete Triphenylphosphinoxyd möglichst quantitativ abzuscheiden. Nach Reinigung der petrolätherischen Phase erhält man das Reaktionsprodukt als Rückstand nach Abdampfen des Petroläthers. Es kann gegebenenfalls einer Hochvakuumdestillation unterworfen werden.
• Die erfindungsgemäß hergestellten Erzeugnisse des Verfahrens,sind teilweise wertvolle Stoffe mit Vitamin-A-Aktivität, oder sie eignen sich auch als Lebensmittelfarbstoffe und Futtermittelzusätze.
• Beispiel 1 10,3 Gewichtsteile Triphenylphosphin-2-methyl-3-carbomethoxypropen-(2)-ylen-(1) werden fein gepulvert und zusammen mit 0,05 Gewichtsteilen Phenothiazin in 20 Volumteilen wasserfreiem Acetonitril suspendiert. Dazu gibt man unter Rühren in einer Stickstoffatmosphäre bei Raumtemperatur eine Lösung von 5,41 Gewlchtsteilen ß-Dehydrojonylidenacetaldehyd und 0,03 Gewichtsteilen Phenothiazin in 10 Volumteilen wasserfreiem Acetonitril, rührt das Gemisch bei dieser Temperatur noch 1 Stunde und erwärmt dann den Ansatz auf 85° C. Nach 3 Stunden wird das Reaktionsgemisch abgekühlt und zu einem Gemisch von 50 Gewichtsteilen Eis und 20 Volumteilen 100/obiger Phosphorsäure gegossen. Man nimmt das Reaktionsprodukt in Petroläther auf, wäscht die petrolätherische Phase neutral und trocknet sie bei 0° C über wasserfreiem Natriumsulfat. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels erhält man 7,5 Gewichtsteile VitaminA2-säuremethylester als orangefarhenes Ol, das durch Hochvakuumdestillation gereinigt werden kann. Kp.0001 =155 bis 1650 c (Luftbadtemperatur), Ausbeute 6,8 Gewichtsteile (87 lo der Theorie).
• C21 H28 Q2 (Molekulargewicht 312,4): Berechnet . C 80,74°/o, H 9,040/o; gefunden . . C 80,54 °/o, H 8,850/0. i=/lx=377 mll (e=35 000); Nebenmaximum bei 307 mm (e=l3000).
• Beispiel 2 Zu einer Suspension von 13,1 Gewichtsteilen Triphenylphosphin-2-methyl-3-carbomethoxypropen-(2)-ylen-(l) und 0,06 Gewichtsteilen Phenothiazin in 23 Volumteilen Tetramethylensulfon und 3 Volumteilen absolutem Benzol läßt man unter Stickstoff und unter Rühren bei 200 C eine Lösung von 6,9 Gewichtsteilenfl-Dehydrojonylidenacetaldehyd und 0,04 Gewichtsteilen Phenothiazin in 11 Volumteilen Tetramethylensulfon und 2 Volumteilen absolutem Benzol einfließen. Danach rührt man das Gemisch noch 1 Stunde bei 200 C, erwärmt es auf 800 C und hält diese Temperatur 2 Stunden. Das Reaktionsgemisch wird dann abgekühlt und, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet. Man erhält 9 Gewichtsteile Vitamin-A2-säuremethylester als orangefarbenes Öl. Das entspricht einer Ausbeute von 906/o der Theorie. Der Ester zeigt alle chemischen und physikalischen Eigenschaften der im vorigen Beispiel erhaltenen Substanz.
• Beispiel 3 Eine Suspension von 9,6 Gewichtsteilen Triphenylphosphin- 2 -methyl- 3 - cyanpropen (2) -ylen-(1) und 10,05 Gewichtsteilen Phenothiazin in 20 Volumteilen wasserfreiem Acetonitril wird unter Rühren in einer Stickstoffatmosphäre bei 200 C innerhalb von 10 Minuten mit einer Lösung von 5,4 Gewichtsteilen ,B-Dehydrojonylidenacetaldehyd und 0,03 Gewichtsteilen Phenothiazin in 10 Volumteilen wasserfreiem Acetonitril versetzt. Man rührt das Gemisch anschließend noch 1 Stunde bei 200 C, erwärmt es dann auf 800 C und hält diese Temperatur 2,5 Stunden. Das abgekühlte Reaktionsgemisch wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet und bei - 200 C über Natriumsulfat getrocknet. Man erhält nach dem Abdampfen des Lösungsmittels 6,5 Gewichtsteile Vitamin-A2-säurenitril, das durch Hochvakuumdestillation gereinigt werden kann. Es fallen 6,0 Gewichtsteile (860/o der Theorie) als rotorangefarbenes zähes Ö1 an. Kp.0 OOt = 155 bis 1650 C (Luftbadtemperatur). x"zlx = 373 mF (e = 32000); Nebenmaximum bei 304 m p (E = 13 000). Das Infrarotabsorptionsspektrum zeigt eine scharfe Absorption bei 2210 cm-1, die für eine α,ß-ungesättigte Nitrilgruppe charakteristisch ist.
• C20H25N (Molekulargewicht 279,4): Berechnet . C 85,97°/o, H 9,02°/o; gefunden . . C 85,430/o, H 9,07%.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Vitamin-A2-säurenitril bzw. -estern, dadurch gekennzeichnet, daß p-Dehydrojonylidenacetaldehyd mit isolierten, resonanzstabilisierten Triphenylphosphinmethylenen der allgemeinen Formel worin R einen Cyan-, Carbalkoxy-, Carbocycloalkoxy- oder Carbaryloxyrest bedeutet, in einem stark polaren Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur, gegebenenfalls in Gegenwart von Antioxydationsmitteln und unter Ausschluß von Sauerstoff, umsetzt.