Verfahren zur Herstellung von künstlichen Moschusriechstoffen
In der deutschen Patentschrift Nr. 918747 ist ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen Moschusriechstoffen beschrieben worden, das darin besteht, dass man p-Cymol mit einem Alkylierungsmittel behandelt, das eine Alkylgruppe mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen enthält, und das in dieser Weise erhaltene Produkt eine Acetylgruppe einführt. Als Alkylierungsmittel kommen zu diesem Zweck Alkohole oder Alkene in Betracht, die man in Gegenwart eines Alkylierungskatalysators mit dem p-Cymol reagieren lässt, sowie auch Alkylhalogenide, die man in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren, wie Aluminiumchlorid oder Eisenchlorid, zur Reaktion bringt.
Man würde erwarten, dass bei dieser alkylierende Behandlung Alkyl-p-Cymole gebildet werden; in der Beschreibung der betreffenden Patentschrift wird jedoch bereits die Vermutung ausgesprochen, dass unter Abspaltung von zwei Wasserstoffatomen Indanderivate entstehen können. Weitere Nachforschungen ergaben, dass diese Annahme richtig ist und dass sich tatsächlich Polyalkylindane bilden, so dass bei der darauffolgenden Acetylierung Stoffe nachstehender Formel erhalten werden:
EMI1.1
in der R1, R2, R3, R4, R5, R6 Wasserstoffatome oder Alkylgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen darstellen. Es ist aber auch möglich, dass in einigen Fällen Isomere bzw. Gemische von Isomeren entstehen und wenn in den Unterlagen von spezifischen Polyalkylindanen bzw. Derivaten derselben gesprochen wird, so sollen damit auch diese Isomere bzw.
Gemische von Isomeren umfasst werden.
Es wurde nun gefunden, dass man gleichfalls wertvolle Moschusriechstoffe erhalten kann, indem man p-Cymol mit Alkylierungsmitteln behandelt, die eine Alkylgruppe mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und mit einer verzweigten Kette enthalten, und in den Benzolkern der in dieser Weise erhaltenen Verbindungen eine Aldehydgruppe (Formylgruppe) einführt. In vielen Fällen haben die so erzielten Riechstoffe sogar einen kräftigeren Geruch als die entsprechenden nach der deutschen Patentschrift Nr. 918747 hergestellten Methylketone.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen Moschusriechstoffen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man p Cymol mit einem Alkylierungsmittel umsetzt, das eine Alkylgruppe mit 5 bis 6 Kohlenstoffatomen und mit einer verzweigten Kette enthält, die so erhaltene Verbindung im Benzolkern chlormethyliert und die Chlormethylgruppe in eine Aldehydgruppe überführt.
Am wichtigsten sind die Verbindungen, die unter Anwendung von Alkylierungsmitteln mit einer tertiären Amylgruppe erhalten werden; jedoch auch mit Hilfe von Alkylierungsmitteln mit einer Hexylgruppe, zum Beispiel Pinacolylalkohol oder Dimethylisopropylcarbinol, bzw. der diesen entsprechenden Alkene oder Halogenide, lassen sich wertvolle Moschusriechstoffe herstellen.
Die Chlormethylierung kann beispielsweise so ausgeführt werden, dass das bei der Behandlung des p-Cymols mit dem Alkylierungsmittel erhaltene Reaktionsprodukt mit Paraformaldehyd und Salzsäure kondensiert wird, wobei wasserfreies Zinkchlorid als Katalysator benutzt werden kann. Auch kann man das Reaktionsprodukt mit Kohlenoxyd, Salzsäure und Aluminiumchlorid in einem Autoklaven nach der Methode von Gattermann-Koch umsetzen.
Zur Überführung der Chlormethylgruppe in die Aldehydgruppe kann man zum Beispiel das Chlormethylderivat mit Hexamethylentetramin in wässriger, etwa S00loiger Essigsäure kochen oder es mit dem Natriumsalz des 2-Nitropropans, in Äthanol suspendiert, umsetzen.
Für Einzelheiten in bezug auf die Umsetzung des p-Cymols mit Alkylierungsmitteln wird auf die deutsche Patentschrift Nr. 918747 verwiesen.
Die gemäss der Erfindung hergestellten Moschusriechstoffe können zur Herstellung von Riechstoffkompositionen dienen, die zum Parfümieren von Materialien verschiedener Art geeignet sind.
Beispiel 1
In einem mit Rührer, Tropftrichter und Thermometer versehenen Sulfonierkolben werden 3000 g konzentrierte Schwefelsäure auf 100 C abgekühlt.
Unter lebhaftem Rühren wird ein Gemisch von 1500 g reinem p-Cymol und 360 g tert. Amylalkohol im Laufe von 2 Stunden zugetropft, so dass die Temperatur des Gemisches Oo C nicht wesentlich überschreitet. Nachdem alles eingetragen ist, wird noch 1/2 Stunde lang weitergerührt und schliesslich das Reaktionsgemisch auf Eis gegossen. Die farblose Ölschicht wird im Scheidetrichter abgetrennt und mit verdünnter Natronlauge und Wasser neutral gewaschen. Bei der nachfolgenden Vakuumdestillation geht zunächst ein Vorlauf von unverändertem p Cymol über und darauf der gewünschte Kohlenwasserstoff als farblose Flüssigkeit bei einer konstanten Siedetemperatur von 103 Cl7 mm Hg; d15 = 0,906 bis 0,908.
1250 g des so erhaltenen I Kohlenwasserstoffes werden dann in einen mit Rührer, Gaseinleitungsrohr, Thermometer und Liebigschem Kühler versehenen Kolben eingebracht und 85 g wasserfreies Zinkchlorid und 102,5 g Paraformaldehyd in der Flüssigkeit suspendiert. Nach Erhitzen auf 550 C leitet man unter Rühren einen kräftigen Strom trockenes Salzsäuregas ein, wobei die Temperatur zwischen 58 und 62 " C gehalten wird. Während der ersten Stunde wird das Salzsäuregas rasch absorbiert. Um die Reaktion völlig zu beenden, ist die Gaszufuhr weitere zwei Stunden fortzusetzen; die Zufuhrgeschwindigkeit kann dabei jedoch bedeutend verringert werden.
Die Reaktionsmasse wird dann abgekühlt. Es entstehen zwei Schichten, die in einem Scheidetrichter getrennt werden. Die obere Schicht wird mit Wasser und verdünnter Natronlauge neutral gewaschen und dann unter verringertem Druck destilliert. Dabei geht zunächst ein Vorlauf des unveränderten Kohlenwasserstoffes über und anschliessend die Chlormethylverbindung als eine von 92 bis 106 C/0, 5 mm siedende farblose Flüssigkeit, die teilweise kristallisiert.
Wie aus Beispiel 2 der deutschen Patentschrift Nr. 918747 erhellt, entsteht bei der Behandlung des p-Cymols mit tert. Amylalkohol ein Gemisch von Isomeren. Man kann dieses Gemisch der Chlormethylierung unterwerfen; man kann es jedoch auch trennen und die Komponenten in der vorgeschilderten Weise in die Chlormethylverbindung überführen.
Man erhält dann ein flüssiges Isomer vom Siedepunkt 1110 Cl 1 mm und einer Refraktion n20 = 1,530" 1,5314. Das zweite Isomer ist fest und schmilzt nach Umkristallisieren aus Petroläther bei 65 bis 66,50 C. Man kann dieses feste Isomer auch erhalten, indem das obige teilweise kristallisierende Chlormethylierungsprodukt aus dem Kohlenwasserstoffgemisch abgesaugt und die erhaltenen Kristalle durch Umkristallisieren weiter gereinigt werden.
Die Überführung der Chlormethylverbindung in den Aldehyd lässt sich wie folgt durchführen:
In einen Rundkolben mit Rührer und Kühler bringt man 192 g der aus dem Isomerengemisch der Kohlenwasserstoffe hergestellten Chlormethylverbindung, 215 g Hexamethylentetramin, 320 ml Eisessig und 320 ml Wasser ein. Nach zweistündigem Kochen unter Rühren gibt man 30 ml konzentrierte Salzsäure zu und kocht weitere 15 Minuten. Das abgekühlte Gemisch wird nach Verdünnen mit Wasser in einen Scheidetrichter getrennt. Die untere Schicht wird zweimal mit Benzol ausgeschüttelt. Man gibt die Benzollösungen zu der obern Schicht und wäscht neutral. Nach Abdestillieren des Benzols bleibt ein Rohaldehydgemisch zurück, das im Vakuum fraktioniert destilliert wird.
Man erhält in dieser Weise den gewünschten Moschusriechstoff in Form einer farblosen Flüssigkeit vom Siedepunkt 95 bis 99" C/0,1 mm.
Beispiel 2
In der im Beispiel 1 beschriebenen Weise wird p Cymol mit tert. Amylalkohol umgesetzt und in das Reaktionsprodukt durch Behandlung mit Paraformaldehyd und wasserfreiem Zinkchlorid eine Chlormethylgruppe eingeführt.
Geht man von der festen Chlormethylverbindung vom Schmelzpunkt 65 bis 66,50 C aus, so kann man den entsprechenden Aldehyd wie folgt erhalten:
Man stellt eine Suspension des Natriumsalzes des 2-Nitropropans in Äthanol her, indem man 173 g 2-Nitropropan einer Lösung von 74, 8 g Natriumhydroxyd (berechnet als reine Substanz) in 1110 g 96 %igem Äthanol zusetzt. Diese Suspension wird auf etwa 700 C erhitzt, wonach man im Verlauf von 10 bis 15 Minuten 452 g der Chlormethylverbindung portionsweise zusetzt. Die Flüssigkeit siedet dabei jedesmal auf. Nach beendeter Reaktion kühlt man ab und entfernt das Kochsalz durch Absaugen.
Das Filtrat, das nunmehr neutral sein soll, wird durch Abdestillieren von dem Lösungsmittel befreit, und das Rohaldehyd wird durch Vakuumdestillation gereinigt.
Die reine Verbindung geht zwischen 133 und 138,5" C/ 3,5 mm über und wird nach kurzer Zeit fest. Durch Umkristallisieren aus 50%igem Äthanol kann man die Substanz völlig rein in Form von bei 66,5 bis 67,5" C schmelzenden Kristallen erhalten.
In ähnlicher Weise kann man aus dem im Beispiel 1 beschriebenen flüssigen Isomer der Chlormethylverbindung den Aldehyd herstellen. Er ist eine farblose Flüssigkeit vom Siedepunkt 124,5" Cl2 mm und von einer Refraktion und = 1,5353.
Beispiel 3
In ähnlicher Weise wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben ist, wird p-Cymol mit Dimethylisopropylcarbinol oder Pinacolylalkohol umgesetzt. In beiden Fällen entsteht die gleiche Verbindung vom Schmelzpunkt 65,5 bis 660 C.
65 g dieser Verbindung lässt man in der gleichfalls in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Weise mit 16,5 g Paraformaldehyd, 13,5 g wasserfreiem Zinkchlorid und trockenem Salzsäuregas reagieren, und zwar bei einer Temperatur von 900 C.
Beim Fraktionieren des Reaktionsproduktes in einem Vakuum von 0,5 mm wird ein Vorlauf vom Siedepunkt 90 bis 121 C erhalten, der aus dem unver änderten Kohlenwasserstoff besteht. Darauf geht die Chlormethylverbindung bei 121 bis 130"C als eine farblose Flüssigkeit, die bald fest wird, über. Nach Umkristallisieren aus Äthanol ist der Schmelzpunkt 91 bis 93 C.
Die Überführung der Chlormethylverbindung in den entsprechenden Aldehyd erfolgt in einer der in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Methoden, wobei aber anstatt 250,5 g 264,5 g der Chlormethylverbindung verwendet wird.
Der erhaltene Aldehyd siedet bei 125-140"CI 1 mm. Er ist ein fester Stoff, der durch Umkristallisieren aus einem Gemisch aus Methanol und Äthanol gereinigt werden kann. Die reine Verbindung besteht aus farblosen Kristallen, die bei 91,5 bis 93 C schmelzen.
Process for the production of artificial musk fragrances
In German Patent No. 918747 a process for the preparation of artificial musk fragrances has been described, which consists in treating p-cymene with an alkylating agent containing an alkyl group having 4 to 6 carbon atoms, and the product obtained in this way a Introduces acetyl group. Suitable alkylating agents for this purpose are alcohols or alkenes which are allowed to react with the p-cymene in the presence of an alkylation catalyst, and also alkyl halides which are reacted in the presence of Friedel-Crafts catalysts such as aluminum chloride or iron chloride.
One would expect this alkylating treatment to produce alkyl p-cymene; In the description of the patent in question, however, the presumption is already expressed that indane derivatives can be formed with elimination of two hydrogen atoms. Further research showed that this assumption is correct and that polyalkylindanes are actually formed, so that substances of the following formula are obtained during the subsequent acetylation:
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in which R1, R2, R3, R4, R5, R6 represent hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms. However, it is also possible that in some cases isomers or mixtures of isomers arise and when specific polyalkylindanes or derivatives thereof are mentioned in the documents, these isomers or
Mixtures of isomers are included.
It has now been found that valuable musk fragrances can also be obtained by treating p-cymene with alkylating agents which contain an alkyl group with 5 or 6 carbon atoms and with a branched chain, and an aldehyde group in the benzene nucleus of the compounds obtained in this way ( Formyl group). In many cases the odoriferous substances obtained in this way even have a stronger odor than the corresponding methyl ketones produced according to German patent specification No. 918747.
The invention relates to a process for the production of artificial musk fragrances, which is characterized in that p cymene is reacted with an alkylating agent which contains an alkyl group with 5 to 6 carbon atoms and with a branched chain, the compound obtained in this way is chloromethylated in the benzene nucleus and the Chloromethyl group converted into an aldehyde group.
Most important are the compounds obtained using alkylating agents having a tertiary amyl group; however, valuable musk fragrances can also be produced with the aid of alkylating agents with a hexyl group, for example pinacolyl alcohol or dimethylisopropyl carbinol, or the alkenes or halides corresponding to these.
The chloromethylation can, for example, be carried out in such a way that the reaction product obtained in the treatment of p-cymene with the alkylating agent is condensed with paraformaldehyde and hydrochloric acid, anhydrous zinc chloride being used as a catalyst. The reaction product can also be reacted with carbon dioxide, hydrochloric acid and aluminum chloride in an autoclave according to the Gattermann-Koch method.
To convert the chloromethyl group into the aldehyde group, for example, the chloromethyl derivative can be boiled with hexamethylenetetramine in aqueous acetic acid, for example, or it can be reacted with the sodium salt of 2-nitropropane suspended in ethanol.
For details on the reaction of p-cymene with alkylating agents, reference is made to German Patent No. 918747.
The musk fragrances produced according to the invention can be used to produce fragrance compositions which are suitable for perfuming materials of various types.
example 1
3000 g of concentrated sulfuric acid are cooled to 100 ° C. in a sulfonating flask equipped with a stirrer, dropping funnel and thermometer.
With vigorous stirring, a mixture of 1500 g of pure p-cymene and 360 g of tert. Amyl alcohol was added dropwise over the course of 2 hours, so that the temperature of the mixture does not significantly exceed Oo C. After everything has been entered, the mixture is stirred for a further 1/2 hour and finally the reaction mixture is poured onto ice. The colorless oil layer is separated off in a separating funnel and washed neutral with dilute sodium hydroxide solution and water. In the subsequent vacuum distillation, first a forerun of unchanged p cymene passes over, followed by the desired hydrocarbon as a colorless liquid at a constant boiling temperature of 103 Cl7 mm Hg; d15 = 0.906 to 0.908.
1250 g of the hydrocarbon thus obtained are then introduced into a flask equipped with a stirrer, gas inlet tube, thermometer and Liebig's condenser, and 85 g of anhydrous zinc chloride and 102.5 g of paraformaldehyde are suspended in the liquid. After heating to 550 ° C., a vigorous stream of dry hydrochloric acid gas is passed in with stirring, the temperature being kept between 58 and 62 ° C. During the first hour, the hydrochloric acid gas is rapidly absorbed. To completely stop the reaction, the gas supply is two more Hours, but the feed rate can be reduced significantly.
The reaction mass is then cooled. Two layers are created, which are separated in a separating funnel. The upper layer is washed neutral with water and dilute sodium hydroxide solution and then distilled under reduced pressure. In the process, a first run of the unchanged hydrocarbon passes over and then the chloromethyl compound as a colorless liquid which boils at 92 to 106 ° C./0.5 mm and which partially crystallizes.
As is evident from Example 2 of German Patent No. 918747, the treatment of p-cymene with tert. Amyl alcohol is a mixture of isomers. This mixture can be subjected to chloromethylation; however, it can also be separated and the components converted into the chloromethyl compound in the manner described above.
A liquid isomer is then obtained with a boiling point of 1110 Cl 1 mm and a refraction n20 = 1.530 "1.5314. The second isomer is solid and, after recrystallization from petroleum ether, melts at 65 to 66.50 ° C. This solid isomer can also be obtained when by suctioning off the above partially crystallizing chloromethylation product from the hydrocarbon mixture and purifying the crystals obtained further by recrystallization.
The conversion of the chloromethyl compound into the aldehyde can be carried out as follows:
192 g of the chloromethyl compound prepared from the isomer mixture of the hydrocarbons, 215 g of hexamethylenetetramine, 320 ml of glacial acetic acid and 320 ml of water are introduced into a round bottom flask equipped with a stirrer and condenser. After two hours of boiling with stirring, 30 ml of concentrated hydrochloric acid are added and the mixture is boiled for a further 15 minutes. The cooled mixture is separated into a separatory funnel after dilution with water. The lower layer is extracted twice with benzene. The benzene solutions are added to the top layer and washed neutral. After the benzene has been distilled off, a crude aldehyde mixture remains, which is fractionally distilled in vacuo.
In this way, the desired musk fragrance is obtained in the form of a colorless liquid with a boiling point of 95 to 99 "C / 0.1 mm.
Example 2
In the manner described in Example 1, p cymene with tert. Amyl alcohol reacted and introduced a chloromethyl group into the reaction product by treatment with paraformaldehyde and anhydrous zinc chloride.
Assuming the solid chloromethyl compound with a melting point of 65 to 66.50 C, the corresponding aldehyde can be obtained as follows:
A suspension of the sodium salt of 2-nitropropane in ethanol is prepared by adding 173 g of 2-nitropropane to a solution of 74.8 g of sodium hydroxide (calculated as pure substance) in 1110 g of 96% ethanol. This suspension is heated to about 700 ° C., after which 452 g of the chloromethyl compound are added in portions over the course of 10 to 15 minutes. The liquid boils up every time. When the reaction has ended, the mixture is cooled and the sodium chloride is removed by suction.
The filtrate, which should now be neutral, is freed from the solvent by distilling off, and the crude aldehyde is purified by vacuum distillation.
The pure compound goes over between 133 and 138.5 "C / 3.5 mm and solidifies after a short time. By recrystallizing from 50% ethanol, the substance can be completely pure in the form of 66.5 to 67.5" C melting crystals obtained.
The aldehyde can be prepared in a similar manner from the liquid isomer of the chloromethyl compound described in Example 1. It is a colorless liquid with a boiling point of 124.5 "Cl2 mm and a refraction and = 1.5353.
Example 3
In a manner similar to that described in the preceding examples, p-cymene is reacted with dimethylisopropylcarbinol or pinacolyl alcohol. In both cases the same compound is formed with a melting point of 65.5 to 660 C.
65 g of this compound are allowed to react in the manner also described in the preceding examples with 16.5 g of paraformaldehyde, 13.5 g of anhydrous zinc chloride and dry hydrochloric acid gas at a temperature of 900 C.
When the reaction product is fractionated in a vacuum of 0.5 mm, a first run with a boiling point of 90 to 121 ° C. is obtained, which consists of the unchanged hydrocarbon. The chloromethyl compound then passes over at 121 to 130 "C as a colorless liquid that soon solidifies. After recrystallization from ethanol, the melting point is 91 to 93 C.
The chloromethyl compound is converted into the corresponding aldehyde using one of the methods described in Examples 1 and 2, but using 264.5 g of the chloromethyl compound instead of 250.5 g.
The aldehyde obtained boils at 125-140 "CI 1 mm. It is a solid substance that can be purified by recrystallization from a mixture of methanol and ethanol. The pure compound consists of colorless crystals that melt at 91.5 to 93 ° C .