DE1065837B - Verfahren zur Herstellung von praktisch von Isomeren freiem 2,6-Dimethyl-undecadien-(2,6)-on-(10) - Google Patents

Description

DEUTSCHES

2,6-Dimethyl-undecadien-(2,6)-on-(10), hier kurz Geranylaceton genannt, ist bisher das einzige Ausgangsmaterial zur technischen Synthese, des in der Riechstoff-Industrie sehr begehrten Sesquiterpenalkohols DL-Nerolidol. Als Ausgangsmaterial für die Darstellung des Gcranylacetons benutzt man in der Technik ausschließlich die kostbaren Terpenalkohole Geraniol und Linalool. Geraniol z. B. wird in das Geranylchlorid übergeführt, mit Natriumacetessigester kondensiert und der entstandene Geranylacetessigester zum Geranylaceton verseift. Ein anderer Ryntheseweg führte vom Linalool über das Geranylbromid zu dem Keton. Man erhält so das Geranylaceton nur in Ausbeuten unter 50 °/₀ und meist um 40 °/₀, bezogen aui die eingesetzten Alkohole. Das aus den Alkoholen dargestellte Geranylaceton besteht aus einem Gemisch zweier Doppelbindungsisomerer, die über ihre kristallisierten Semicarbazone getrennt werden müssen.

Es wurde nun gefunden, daß man wertvolles 2,6-Dimethyl-undccadien-(2,6)-on-(10) erhält, wenn das Additionsprodukt aus 1 Mol Myrcen und 1 Mol Halogenwasserstoff mit vorzugsweise am Rückfluß erhitztem Natriumacetessigester umgesetzt und der in fast quantitativer Ausbeute erhältliche Geranylacetessigester im sauren Medium einer Kernspaltung unterworfen wird. Dabei kann man Geranylaceton frei von Isomeren in der bemerkenswert hohen Atisbeute bis über 90°/₀, bezogen auf den angewandten Terpenkohlcnwasserstoff Myrcen, erhalten. Das auf diese Weise hergestellte Geranylaceton besitzt einen so hohen Reinheitsgrad, daß man es vor seiner Verarbeitung auf DL-Nerolidol keiner kostspieligen und langwierigen Reinigung unterziehen muß, sondern gegebenenfalls nur einer Destillation unterworfen werden kann.

Im allgemeinen wird das Verfahren in der Weise durchgeführt, daß man Myrcen vorteilhafterweise in einem Lösungsmittel, wie Äther, Aceton, Benzin, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Eisessig, bei Eiskälte, vorzugsweise mit der molaren Menge gasförmigen Chlorwasserstoffe oder Brom Wasserstoffe, versetzt oder den Terpenkohlenwasserstoff mit mehr als der berechneten Menge konzentrierter wäßriger Halogenwasserstoffsäure etwa 1 Stunde, gegebenenfalls unter gelindem Erwärmen, schüttelt. Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, den Kohlenwasserstoff in mehr als der berechneten Menge hochkonzentrierter essigsaurer Bromwasserstoffsäure (40%) einzutragen. Dabei führen besonders die erstere und die letztere Arbeitsweise in quantitativer Ausbeute zum reinen Chlor- oder JBromwasserstoff-Additionsprodukt des Myrcens.

Beide Halogenderivate des Myrcens sind außerordentlich stabile Verbindungen und lassen sich glatt ohne Zersetzungserscheinungen im Vakuum destillieren. Diese Stabilität ist auch der Grund, warum die Halogenverbindungen in der Kälte nur sehr schwer mit Acetessigcster zur Reaktion gebracht werden können und wo

Verfahren zur Herstellung

von praktisch von Isomeren freiem

2,6-Dimethyl-undecadien-(2,6)-on-(10)

Anmelder:

DRAGOCO

Spezialfabrik konz. Riecii- u. Aromastoffe

Gerberding & Co. G.m.b.H.,
Holzminden/Weser, Dragocostr. 1

Dipl.-Chem. Dr. Günther Ohloff

und Gerhard Schade, Holzminden/Weser,

sind als Erfinder genannt worden

nach dieser Arbeitsweise aus der Chlorverbindung nur

as etwa 13% und aus der Bromverbindung 22% Geranylaceton erhalten wird. Läßt man jedoch das rohe oder durch Destillation gereinigte Halogenwasserstoff-Additionsprodukt des Myrcens in eine unter Rückfluß siedende Suspension von etwas mehr als der molaren Menge Natriumacetessigester in einem unpolaren Lösungsmittel, wie etwa Petroläther oder Benzol, oder einer Lösung von Natriumacetessigester in wasserfreiem Äthanol zutropfon und erhitzt das Gemisch noch weiterhin etwa 8 Stunden auf dem Siedepunkt, dann erfolgt die Umsetzung zum Geranylacetessigester praktisch quantitativ, und nach anschließender Kernspaltung wird das Geranylaceton in 90%iger Ausbeute erhalten.

Erfindungsgemäß kann der technische Prozeß vorteilhaiterweise so geleitet werden, daß man in einer Stufe vom Terpenkohlenwasserstoff Myrcen zum Geranylaceton gelangt. Dabei verfährt man am besten so, daß man in eine Lös\mg von Myrcen in Benzol im gekühlten Rührwerk einen mäßigen Strom gasförmigen Bromwasserstoffs einleitet und nach Aufnahme der molaren Menge unter sorgfältigem Ausschluß von Wasser in eine unter Rückfluß siedende Suspension von Natriumacetessigester in Benzol eintropft. Nach 8stündigem Kochen erhitzt man mm das Reaktionsgemisch mit mehr als der berechneten Menge alkoholischer Kalilauge noch 2 Stunden weiter und decarboxylicrt dann das Natriumsak des Geranylacetessigesters durch Ansäuern mit konzentrierter Salzsäure. Das Geranylaceton befindet sich dann in der Lösungsmittelschicht, von der es durch anschließende Destillation befreit werden kann. ■ "

90» 509/446

Das aus dem Myrcen darstellbare Geranylaccton bildet in nahezu quantitativer Ausbeute spontan ein Semicaiibazon-,vom Schmp. 95 bis 96⁰C (korrigiert) und besten* daher ausschließlich aus dem Derivat des 2,6-Dimethyl-undecadien-(2,6)-on-(iO). Die Konstitution des Ketons wurde durch Infrarotanalyse sichergestellt. Sein Spektrum wies nämlich die tür eine trisubstituierte Doppelbindung charakteristische breite Bande bei 800 bis 820 cm~' auf. Das Spektrum gab keinen Hinweis für die Lage der Doppelbindung in 1-Stellung, da die lsopropenylbande bei 890 an-¹ nicht erkennbar war.

Das neue Verfahren zur Darstellung von Gcranylaceton ist vor allem darum technisch wertvoll, weil man das 2,6-Dimethyl-undccadien-(2,6)-on-(10) praktisch in einer Stufe aus den sehr leicht und in beliebiger Menge zugänglichen Halogenwasserstoff-Additionsprodukten des Terpenkohlen Wasserstoffes Myrcen mit hohen Ausbeuten und frei von seinem Doppelbindungsisomeren gewinnt und auf diese Weise die Synthese wesentlich vereinfacht wird.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläutert. Die Beispiele 1 und 2 bringen die Arbeitsweise ohne Erhitzen des Natriumacetessigestcrs am Rückfluß, die Beispiele 3 und 4 mit Rückflußerhitzern.

^a5 Beispiel 1

136 g (1 Mol) Myrcen, in der gleichen Menge wasserfreiem Petroläther gelöst, wird unterhalb +5⁰C langsam mit einem Strom von 37 g gasförmigen Chlorwasserstoffes versetzt. Zur Weiterverarbeitung kann das gelöste Additionsprodukt ohne besondere Aufarbeitlang verwendet werden. Die Isolierung der Myrcen-Chlorwasserstoff-Additionsverbindung gescliieht in der Weise, daß man das Lösungsmittel auf dem Wasserbad abtreibt und den Rückstand anschließend einer Vakuumdestillation unterzieht, wobei man 169 g (98% d^cr Theorie) eines einheitlich siedenden Produktes folgender Konstanten erhält: Sdp.» = 90⁰C; d^l° = 0,947; nf = 1,481; CI-Gehalt = 98%. *o

In eine Suspension von 197 g (1,3 Mol) Natriumacetessigester in 600 ecm absolutem Petroläther tropft man unter mechanischem Rühren bei — IS⁰C eine Lösung von 172,5 g (1 Mol) Myrcen-Chlorwasserstoff-Additionsprodukt in der gleichen Menge absolutem Petroläther oder die rohe Lösung des Additionsproduktes aus Chlorwasserstoff und Myrcen ein. Die Reaktionsmischung wird noch weitere 3 Stunden bei — 5 bis —1.0° C gehalten und schließlich 20 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt. Hierauf wird das Gemisch noch 3 Stunden unter Rücknuß erhitzt und danach vom Lösungsmittel im Vakuum befreit. Den verbleibenden Rückstand nimmt man danach in Eiswasser auf, isoliert die sich absetzende Ölschicht und extrahiert die Ausdünnungswässer noch 2mal mit Petroläther. Die mit den Pctroläthcrlösungen vereinigten öligen Anteile wäscht man 3mal mit Wasser. Nach dem. Trocknen und Absieden erhält man 158 g rohen Geranylacetessigester mit einem Estergehalt von 93,4%, berechnet aui Molekulargewicht 266.

Zur Verseifung des vorliegenden Rohproduktes werden 126 g Bariumhydroxyd in 1350 ecm Wasser gelöst und unter Rühren in die 80^cC heiße Lösung von 156 g rohem Geranylacetessigestcr in 480 ecm Alkohol eingetropft. Nach 20stündiger Reaktionszeit säuert man das Reaktionsgemisch mit konzentrierter Salzsäure an und behandelt .es nunmehr erschöpfend mit Wasserdampf. Aus dem Destillat erhält man 60 g ölige Anteile mit einem Ketongehalt von 30 %, berechnet auf Geranylaccton. Das rohe Keton wird der fraktionierten Destillation unterworfen ■and- ergibt dabei 18 g einer bei 125 bis 128°C/12 mm siedenden Hauptfraktion: d^K, = 0,879; w*f = 1,469 ; Kctongehalt nach Oximierung 92,5%. Die Ausbeute an Geranylaceton beträgt 12,3 % vom angewendeten Myrcen.

Beispie] 2

In eine eisgekühlte Lösung von 82 g (0,6 Mol) Myrcen in der gleichen Menge Petroläther werden 49 g eines mäßigen Stromes von Bromwasserstoff eingeleitet. Zur besonderen Reinigung befreit man das Additionsprodukt auf dem Wasserbad vom Lösungsmittel und destilliert den Rückstand in Vakuum. Ausbeute 112 g (85% der Theorie); Sdp.., = 88"C; i* - 1,195; nf = 1.510; Br-Gehalt = 99%.

Die Herstellung von reinem Mvrccn-Bromwasserstoff-Additionsprodukt gelingt ebenfalls auf folgendem Wege: 82 g Myrcen läßt man unter Rühren bei Zimmertemperatur in 150 g einer 40%igen Bromwasserstofisäure in Eisessig zutropfen. Nach 20 Minuten gießt man das, Reaktionsgemisch in die doppelte Menge Wasser, nimmt das Öl in Petroläther auf und wäscht die Lösungsmittclschicht mit Wasser neutral. Man trocknet über wasserfreiem Natriumsulfat und destilliert das Lösungsmittel ab. Der Rückstand (127 g = 97,5 % Ausbeute der Theorie) wird sofort zur Acetessigesterkondensation verwendet oder einer besonderen Reinigung durch Destillation unterzogen.

Zu 111g (0,73 Mol) Natriumacetessigester in 350 ecm absolutem Petroläther wird die obige unbearbeitete Lösung des Myrcen-Bromwasserstoff-Additionsproduktes in Petroläther hinzugefügt. Die Bedingungen und Arbeitsweise sind die gleichen wie im Beispiel 1 angegeben.

An rohem Geranylacetessigester werden 176 g mit einem Estcrgehalt von 67%, berechnet auf das Molekulargewicht 266, erhalten. Die Verseifung erfolgt mit 220 g Bariumhydroxyd in 90 ecm Wasser bei 80° C und läuft ebenfalls 20 Stunden, wie im Beispiel 1 angeführt.

Aus dem Wasserdampfdestillat erhält man 78 g ölige Anteile mit 30,6% Geranylaceton. Die fraktionierte Destillation ergibt 21 g des bei 125°C/12 mm siedenden Ketons; ^' = 0,876; «£ = 1,469; Ketongchalt nach Oximierung 98%. Die Ausbeute an Geranylaccton beträgt 25,2% vom angewendeten Myrcen.

Beispiel 3

Zu einer Suspension aus 420 g (2,8 Mol) Natriumacetessigester in 1 1 absolutem Petroläther werden unter mechanischem Rühren und in der Siedellitze die Lösung aus 545 g (2,5 Mol) Myrcen-Bromwasserstoff-Additionsprodukt, gemäß Beispiel 1 dargestellt, in der gleichen Menge Petroläther während 1 Stunde zugetropft. Nach 8stündigem Kochen am Rückfluß gießt man das Reaktionsgemisch in Wasser, isoliert die Lösungsmittelschicht, wäscht sie mit Wasser neutral und trocknet sie über frisch geglühtem Natriumsulfat. Vertreibt man nun das Lösungsmittel auf dem Wasserbad, zuletzt unter Anwendung von Vakuum, so erhält man 610 g Rückstand mit einem Estergehalt von 99% und einem Ketongehalt (nach Oximierung) von 96,3%, berechnet auf Geranylacetessigestcr, Molekulargewicht 266).

Der unbehandelte Geranylacetessigester wird mit 1,61 (= 20% Überschuß) einer 10%igen methanolischen wäßrigen (1 :1) Kalilauge 2 Stunden unter Rückfluß gekocht. Die Verseif ungslaugc wird nach dem Abkühlen mit 500 ecm Petroläther übeischichtet und mit konzentrierter Salzsäure stark angesäuert. Die wäßrige Schicht extrahiert man wiederholt, wäscht dann das Lösungsmittel mit Wasser neutral und destilliert den Petroläther ab. Auf diese Weise werden 461 g eines Öls gewonnen mit einem Ketongchalt von 67,8%, berechnet auf Geranylaceton (Molekulargewicht 194).

Durcli fraktionierte Destillation erhält man dann 291 g reines Geranylaceton folgender Konstanten: Sdp.o.,=.- 92 bis 93⁰C; d» = 0,870; n*> = 1,468; Ketongehalt nach Oximierung 100% (Molekulargewicht 194).

Ausbeute 291 g — 9O°'_O, berechnet auf eingesetztes Myrcen,

Semicarbazon: 10 g Geranylaceton gibt man zu einer Lösung aus 8 g Semicarbazit-acetat und 8 g Natriumacetat in 20 ecm Wasser. Das spontan ausfallende Semicarbazon kristallisiert man einmal aus verdünntem Methanol und erhält dann 12,2 g (94,3 °/₀ der Theorie Ausbeute) silberglänzende Kristallschuppen vom Schmp. = 95 bis 96°C (korrigiert). Der Literaturschmelzpunkt für das Semicarbazon vom 2,6-Dimethylundecadien-(2,6)-on-(10) beträgt 95 bis 96⁰C.

Beispiel 4

Die Darstellung von Geranylaceton in technischem Maßstab kann vorteilhafterweise auf kontinuierlichem Wege und in praktisch einer Stufe erfolgen.

136 kg Myrcen, in der gleichen Menge Benzol gelöst, werden unter langsamen Rühren mit einem Strom von 81 kg wasserfreiem Bromwasserstoff versetzt. Die Additionsreaktion erfolgt dabei vorteühaftcrweise in einem geschlossenen Rührwerk, das zur besseren Wärmeableitung von innen und außen mit Kühlsohle gekühlt werden kann und am Boden über eine Tropfeinrichtung verfügt. Von hier axis wird die rohe Myrcen-Chlorwasserstoff-Additionsproduktlösung in eine siedende Suspension

von 167 kg Natriumacetessigester und 5001 Benzol geleitet und dann 8 Stunden unter Rückfluß gekocht. Danach versetzt man das Reaktionsgemisch mit 700 kg einer 10°/_oigen methanolisch wäßrigen (1:1) Kalilauge und kocht 2 Stunden weiter. Man läßt nun abkühlen und versetzt die Verseifungslauge mit 300 kg konzentrierter Salzsäure bis zur stark sauren Reaktion. Dabei scheidet sich die benzolische Schicht ab, die von den wäßrigen Anteilen getrennt und mit verdünnter Sodalösung und Wasser gewaschen wird. In einer Blase von 12001 Fassungsvermögen und aufgesetzter Fttllkörpcrkolonne werden zunächst das Lösungsmittel und danach unter Vakuum das rohe Geranylaceton destilliert. Auf diese Weise werden 116 kg (= 85,3 °/₀ Ausbeute, bezogen auf eingesetztes Myrcen) reines Geranylaceton folgender Konstanten erhalten: Sdp.₁₄ = 13O⁰C; d^ = 0,870; nf — 1,467; Ketongehalt nach Oximierung — 99,8 °/₀ (Molekulargewicht 194).

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von praktisch von Isomeren freiem 2,6-Dimethyl-undecadien-(2,6)-on-(10), dadurch gekennzeichnet, daß man das Additionsprodukt aus 1 Mol Mvrcen und 1 Mol Halogenwasserstoff mit vorzugsweise am Rückfluß erhitztem Natriumacetessigester umsetzt und den hierbei anfallenden Geranylacetessigester im sauren Medium einer Kernspaltung unterwirft.