AT126585B

AT126585B - Verfahren zur Darstellung von Lactonen.

Info

Publication number: AT126585B
Authority: AT
Inventors: Georg Dr Schroeter; Alexander Dr Gluschke
Original assignee: Georg Dr Schroeter; Alexander Dr Gluschke
Priority date: 1928-07-09
Filing date: 1928-07-09
Publication date: 1932-01-25

Description

Verfahren zur Darstellung von Lactonen.
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aromatischen polycyclischen Kohlenwasserstoffreihen, d. h. solcher Abkömmlinge hydrierter polycyclischer Kohlenwasserstoffe, an deren hydriertem Ring ein Lactonring angegliedert ist.

Als geeignete Ausgallgsmalerialien für die Herstellung der alicyclischen Lactone dienen mehrkernige, teilweise hydrierte, isocyclische Ketone, welche in a-Stellung zur Ketogruppe halogeniert sind, wie z. B. das 6-Brom-5-ketotetrahydronaphthalin, das 2-Brom-l-ketooktahydro- anthracen.

Lässt man auf solche Halogencycloketone (I) die Natriumverbindungen von Malonestern einwirken, so setzen sie sich unter Austritt von Halogenmetall glatt um. So erhält man z. B. aus 6-Brom-5-ketotetrahydronaphthalin (Bromtetralon) undNatriummalonester5-Ketotetrahydronaphthalin- 6-malonsäureester (II) und durch Verseifung die 5-Ketotetrahydronaphthalin-ô-malonsäure (111).

Diese Art der Kondensation erscheint, rein schematisch betrachtet, normal, ihr glatter Verlauf ist aber doch überraschend deswegen, weil nach den bisher gemachten Erfahrungen die Halogencycloketone ungemein leicht Halogenwasserstoff abspalten. So gehen z. B. die 6-Halogen-5-ketotetrahydronaphthaline unter Halogenwasserstoffabspaltung und Umlagerung in '.-Naphthole über und erleiden sonstige weitgehende Umwandlungen. Es wäre also auch in
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der Reduktion, z.

B. der Einwirkung von Natriumamalgam in schwach alkalisch gehaltener Lösung oder der Hydrierkatalyse, und die entstehenden Reduktionsprodukte (IV) einer Behandlung mit Mineralsäuren unterworfen, so erhält man Lactone. z. B. aus obiger Malonsäure 5-Oxytetrahydronaphthalin-6-essiglactoncarbonsäure (V). welche beim Erhitzen für sich allein oder durch Kochen mit Säuren CO2 abgibt und das entsprechende Lacton (VI) bildet.

Der Reaktionsverlauf mit Natriummalonester stellt sich an Hand des 6-Brom-5-ketotetrahydronaphthalins folgendermassen dar (s. Seite 2).

Man kann zu den Lactonen aber auch so gelangen, dass man aus der substituierten Malonsäure (III) durch Erhitzen Kohlensaure abspaltet, die erhaltene Ketonessigsäure (VII) zur Oxycarbonsäure (VIII) reduziert und dann die Lactonbildung vollzieht. Ebenso kann man den durch Kondensation erhaltenen substituierten Malonsäureester (11) zunächst reduzieren, den so erhaltenen Oxysäureester (six) verseifen und dann die übrigen Reaktionen ausführen.

Auch alkylierte alicyclische Lactone lassen sich nach vorliegendem Verfahren herstellen ; man kann dazu in der Weise vorgehen, dass man z. B. das 6-Brom-5-ketotetrahydronaphthalin mit dem entsprechenden alkylierten Natriummalonester kondensiert und dann die übrigen oben beschriebenen Reaktionen ausführt. Man kann die Kondensation aber auch zunächst mit Natriummalonester ausführen und dann die Ketonsa. ureester (II) oder die Ester der Lactonsäuren (V) alkylieren. Aus den so erhaltenen alkylierten Lactonsäureestern lassen sich dann die Lactone durch Verseifen und Kohlensäureabspaltung gewinnen.

Das gleiche Verfahren zeigen die im aromatischen oder hydroaromatischen Kern substituierten halogenierten Ringketone.

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Beispiel 1: 225 Gewichtsteile 6-Brom-5-ketotetrahydronaphthalin (I) (erhalten aus dem in der deutschen Patentschrift Nr. 346948 beschriebenen I1. -Tetralon durch Bromierung in der üblichen Weise) werden in alkoholischer Lösung mit 154 Gewichtsteilen Natriummalonsäuredimethylester bis zur neutralen Reaktion erwärmt. Vom entstandenen Bromnatrium und geringen Mengen harziger, in kalter verdünnter Natronlauge löslicher Verunreinigungen wird abgesaugt. Aus dem Filtrat erhält man rund 250 Gewichtsteile 5-Ketotetrahydronphthalin-6-malonsäuredimethylester (II) vom F=96-97.5 C nach dem Umkristallisieren. Die hieraus durch Verseifen erhaltene 5-Ketotetrhydronaphthalin-6-malonsäure (III), vom F=165 C u.

Z., wird durch Erhitzen über den Schmelzpunkt unter CO2-Abspaltung in 5-Ketotetrahydronaphthalin-6-essig- säure (VII), vom F= 97-98-5 C, übergeführt und als Alkalisalz mit Na-Amalgam oder katalytisch (mit Nickel) reduziert ; beim Ansäuern erhält man die 5-0xytetrahydronaphthalin-6-essig- säure (VIH), die bei längerem Stehen bei Zimmertemperatur oder bei kurzem Erwärmen in das 5-Oxytetrahydronaphthalin-6-essigsäurelacton (VI), vom F==106 C, verwandelt wird.

Ausbeute = 130 Gewichtsteile.

Man kann auch das Malonsäurederivat (III) unmittelbar, z. B. mit Natriumamalgam in Bicarbonatlosung, reduzieren. Durch Säurebehandlung des hiebei entstandenen Oxyderivates (IV) erhält man dann meist sofort die 5-Oxytetrahydronaphthalin-6-essiglactoncarbonsäure (V), vom F=140-141 C u. Z., die sodann in das Lacton (VI) übergeführt wird.

Dieses Verfahren ist besonders dann zu empfehlen, wenn durch Synthese die Homologen des
5-Oxytetrahydronaphthalin-6-essigsäurelactons, also z. B. 5-Oxytetrahydronaphthalin-6-(#)-propion- säurelacton

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vom F = 139-140'C, hergestellt werden sollen. Im Methylestel'der 5-0xytetrahydronaphthalin- 6-essiglactoncarbonsäure (F= 65-66-5 C)
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z. B. ist das Wasserstoffatom an der zwischen der CO-und COO. CH3-Gruppe stehenden CH-Gruppe leicht gegen einen Alkylrest ersetzbar ; aus den hiebei erhältlichen alkylierten Lactonsäureestern lassen sich durch Verseifung, COg-Abspaltung und wiederholte Lactonisierung die homologen Lactone leicht gewinnen (s. z. B. das Hyposantonin des Beispiels 3).

Beispiel 2 : 176 Gewichtsteile 1-Methoxy-5-ketotetrahydronaphthalin (nach dem in der deutschen Patentschrift Nr. 352720 beschriebenen Verfahren aus 1. 5-Dioxynaphthalin durch katalytische Reduktion und nachfolgende Methylierung mit Dimethylsulfat gewonnen) werden mit 160 Gewichtsteilen Brom bromiert und ergeben 255 Gewichtsteile 6-Brom-l-methoxy-5-keto- tetrahydronaphthalin vom F = 89-91 C, das, wie in Beispiel l beschrieben, mit 154 Gewichtsteilen Natriummalonsäureester umgesetzt, 250 Gewichtsteile 1-Methoxy-5-ketotetrahydronaphthalin- 6-malonsäureester (11) und durch Verseifung die entsprechende freie Malonsäure (III) liefert.

Aus dieser Säure kann entweder durch Reduktion und Erhitzen der so erhaltenen Oxysäure (IV) mit Mineralsäuren die 1-Methoxy-5-oxytetrahydronaphthalin-6-essiglactoncarbonsäure (V) oder durch CO2-Abspaltung die 1-Methoxy-5-ketotetrahydronaphthalin-6-essigsäure (VII), vom F = = 177-178 C, aus dieser durch Reduktion und Erhitzen mit Säuren das 1-Methoxy-5-oxy-
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wichtsteile]. Die Durchführung dieser einzelnen Schritte erfolgt in derselben Weise. wie in Beispiel 1 angegeben.

Beispiel 3 : 174 Gewichtsteile 1. 4-Dimethyl-5-ketotetrahydronaphthalin (F== 21 C) werden bromiert und das 6-Brom-5-keto-1. 4-dimethyltetrahydronaphthalin (I) [Ausbeute 253 Gewichtsteile] mit 154 Gewichtsteilen Natriummalonsäureester zu 5-Keto-1. 4-dimethyltetrahydronaphthalin- 6-malonsäureester (II) [Ausbeute 240 Gewichtsteile] und durch Verseifen in die entsprechende Säure (HI) verwandelt. Von dieser Säure aus kann man durch Reduktion und Erhitzen der hiebei erhaltenen Oxysäure (IV) mit Mineralsäuren die 5-Oxy-l. 4-dimethyltetrahydronaphthalin- 6-essiglactoncarbonsäure (V), vom F= 148-150 C u.

Z.. erhalten, die durch CO2-Abspaltung in das 5-Oxy-l. 4-dimethyltetrahydronaphthalin-6-essigsäurelacton (VI), vom F=129-131 C. übergeht [Ausbeute 150 Gewichtsteile]. Die Durchführung der einzelnen Schritte erfolgt in derselben Weise, wie in Beispiel 1 angegeben.

Zur Darstellung des 5-Oxy-1.4-dimethyltetrahydronaphthalin-6-(@)-propionsäurelaclons wird der Ester der obigen Lactoncarbonsäure. z. B. durch Umsetzung seiner Natriumverbindung mit
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iibergeführt. der durch Verseifung. CO2-Abspaltung und erneute Lectonisierung das gewünschte Lacton.
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vom F= 113--114"C, identisch mit racem. Hyposantonin, into theoretischer Ausbeute liefert.

Beispiel 4 : 200 Gewichtsteile l-Keto-1. 2.3. 4. 5.6. 7. 8-oktahydroanthracen (B. 57 [1924] 2018) werden bromiert und das 2-Brom-1-ketooktahydroanthracen [Ausbeute : 279 Ge-

wichtsteile] mit 154 Gewichtsteilen Natriummalousäureester zu 1-Ketooktahydroanthracen-2-nialonester kondensiert ausbeuten 230 Gewichtsteile], dieser durch Verseifung und CO2-Abspaltung in 1-Eetooktahydroanthracen-2-essigsäure, vom F=172-173 C, übergeführt [Ausbeute : 154 Gewjchtstile], welche durch Reduklion und Erwärmen mit Mineralsäuren unter COg-Abspaltung glatt das 1-OXyoktahydroanthracen-2-essigsäurelacton, vom F= 174 C,
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liefert [Ausbeute : 140 Gewichtsteile].

Die Durchführung der einzelnen Schritte erfolgt in derselben Weise, wie in Beispiel 1 angegeben.

In analoger Weise können durch die verschiedenartigsten Substituenten substituierte Ketone der niedriger und höher hydrierten Naphthaline, Anthracene, Phenanthrene oder ähnlicher polycyclischer hydro aromatischer Kohlenwasserstoffe in Lactone verwandelt werden, wie z. B. die Ketodekahydronaphthaline, Ketotetrahydrophenanthrene und-anthracene usw. Wenn diese Produkte aromatische Ringteile enthalten, so können die Substitutionsprodukte auch durch Einführung der Substituenten in gewisse Zwischen-'oder Endprodukte der hier behandelten Reaktionsfolge in bekannter Weise gewonnen werden.

Zum Beispiel liefert die oben beschriebene 5-Ketotetra- hydronaphthalin-6-essigsäure durch Nitrieren in schwefelsaurer Lösung neben 1-Nitro-haupt- sächlich 3-Nitro-5-ketotetrahydronaphthalin-6-essigsäire (F==192-193 C). diese durch Reduktion mit Eisenvitriol-Ammoniak 3-Amion-5-ketotetrahydronaphthalin-6-essigsäure (F=171-172 C) und letztere schliesslich 3-Oxy-5-ketotetrhydronaphthalin-6-3ssigsäure ; diese Ketonsäuren können in der oben beschriebenen Weise weiter in die entsprechenden Lactone verwandelt werden.

PATENT-ANSPRÜCHE :
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Carbonylgruppe halogeniert sind (I), mit Natriummalonestern kondensiert, die entstandenen Ketonsäureester (H) verseift, aus den Ketonsäuren (ici) durch Reduktion die Oxysäuren (IV) darstellt, letztere zweckmässig durch Erhitzen mit Mineralsäuren in Lactonsäuren (V) und diese durch Kohlensäureabspaltung in die entsprechenden Lactone (VI) überführt.

Claims

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Ketonsäureester (II) reduziert, die so erhaltenen Oxysäureester (IX) verseift und in der im Anspruch 1 angegebenen Weise in die Lactone (VI) überführt.

3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass man EMI4.3 zeichnet, dass man zwecks Darstellung alkylierter Lactone entweder die Kondensation mit alkylierten Natriummalonestern durchführt oder dass man die-Lactonsäuren (V) in die Lacton- EMI4.4