DE1136320B - Process for the production of aldehydes or alcohols - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von Aldehyden bzw. Alkoholen Es ist bereits bekannt; daß Carbonsäuren und deren einfache Derivate, z. B. Carbonsäureester oder Halogenidç, von Natriumborhydrid nicht angegriffen und daß Nitrile durch Alkaliborhydride nicht reduziert werden. Darüber hinaus ist es bekannt, daß Aldehyde und Ketone von Natriumborhydrid zu den entsprechenden Alkoholen reduziert werden können.Process for the production of aldehydes or alcohols It is already known; that carboxylic acids and their simple derivatives, e.g. B. carboxylic acid ester or Halide, not attacked by sodium borohydride and that nitriles by alkali borohydrides not be reduced. In addition, it is known that aldehydes and ketones of Sodium borohydride can be reduced to the corresponding alcohols.

Es wurde nun gefunden, daß man Acylmalonester der Formel R-CO-CH(COOR?2 worin R eine Alkyl-, eine gegebenenfalls durch Brom, Nitro- oder Phenylazogruppen substituierte Aryl- oder eine gegebenenfalls im Arylrest durch Chlor, Methyl undloder Methoxy substituierte Aralkylgruppe und R' einen niederen Alkylrest bedeuten, mit mindestens 114 Mol eines Alkaliborhydrides je Mol Acylmalonester in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels bei erhöhter Temperatur in guter Ausbeute und glatter Reaktion zu Aldehyden reduzieren kann. Bei dieser Umsetzung wird das Alkaliborhydrid in nicht zu großem Uberschuß angewendet. It has now been found that acylmalonic esters of the formula R-CO-CH (COOR? 2 wherein R is an alkyl, one optionally by bromine, nitro or phenylazo groups substituted aryl or an optionally in the aryl radical by chlorine, methyl and / or Methoxy substituted aralkyl group and R 'denotes a lower alkyl radical, with at least 114 moles of an alkali borohydride per mole of acylmalonic ester in the presence of one inert solvent at elevated temperature in good yield and smooth reaction can reduce to aldehydes. In this reaction, the alkali borohydride is not applied to large excess.

Die primär gebildeten Aldehyde können durch Anwendung eines entsprechenden Überschusses an Alkaliborhydrid glatt in Alkohole übergeführt werden.The primarily formed aldehydes can by using an appropriate Excess alkali borohydride can be converted smoothly into alcohols.

Die als Ausgangsmaterial für das Verfahren der vorliegenden Erfindung in Betracht kommenden Acylmalonester können beispielsweise nach dem Verfahren von D. S. Tarbell und J. R. Price (Journal of Organic Chemistry, Bd 22, S.245 p9579 aus Carbonsäuren über die gemischten Anhydride und Umsetzung derselben mit Magnesiummalonestermethylat unter schonenden Bedingungen und in durchweg guten Ausbeuten hergestellt werden. As the starting material for the process of the present invention eligible acylmalonic esters can, for example, by the method of D. S. Tarbell and J. R. Price (Journal of Organic Chemistry, Vol 22, p.245 p9579 from carboxylic acids via the mixed anhydrides and reacting them with magnesium malonic ester methylate be produced under gentle conditions and in consistently good yields.

Als Alkaliborhydride kommen in erster Linie Natrium- und Kaliumborhydride in Frage, wovon wegen der technisch leichteren Zugänglichkeit dem Natriumborhydrid im allgemeinen der Vorzug zu geben ist. Sodium and potassium borohydrides are primarily used as alkali borohydrides in question, of which the sodium borohydride because of the technically easier accessibility is generally to be given preference.

Für die Überführung des Acylmalonesters in den Aidehyd, der der dem Acylrest zugrunde liegenden Carbonsäure entspricht, verwendet man im allgemeinen einen schwachen Überschuß an Alkaliborhydrid, normalerweise etwa die 1ll2fache der theoretisch notwendigen Menge. Die Umsetzung wird in geeigneten Lösungsmitteln durchgeführt. Hier werden vorzugsweise niedere aliphatische wasserfreie Alkohole wie Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol, Butanol und ähnliche eingesetzt. For the conversion of the acylmalonic ester into the aidehyde, the dem Corresponds to the carboxylic acid on which the acyl radical is based, is generally used a slight excess of alkali borohydride, usually about 112 times that theoretically necessary amount. The reaction is carried out in suitable solvents. Lower aliphatic anhydrous alcohols such as methanol, Ethanol, propanol, isopropanol, butanol and the like are used.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, die Reaktion durch Erwärmen auf erhöhte Tempera- turen, beispielsweise 35 bis 70" C, zu beschleunigen. It has been found to be useful to carry out the reaction by heating to increased tempera- tures, for example 35 to 70 "C, to accelerate.

Vorzugsweise arbeitet man bei Temperaturen um 50° C.It is preferable to work at temperatures around 50 ° C.

Das Umsetzungsgemisch wird nach Beendigung der Reduktion mit verdünnten Säuren, beispielsweise Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure; angesäuert, mit Wasser verdünnt und mit einem inerten, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel wie aromatischen Kohlenwasserstoffen, z. B. Benzol, extrahiert, sofern sich nicht die Aldehyde beim Ansäuern mit Säuren und Verdünnen mit Wasser bereits kristallin abscheiden. Sofern eine Aufarbeitung mit Extraktion vorgenommen wurde, wird der Extrakt mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet, dann im Vakuum eingedampft und der nicht umgesetzte Malonester im Hochvakuum bei einer Badtemperatur um 60° C abdestilliert. Die Aufarbeitung des Destillationsrückstandes kann in verschiedener Weise erfolgen, beispielsweise kann der Rückstand in einem Lösungsmittel aufgenommen und durch Zugabe eines anderen geeigneten Lösungsmittels ausgefällt werden. After the reduction is complete, the reaction mixture is diluted with Acids, for example hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid; acidified, with Diluted with water and with an inert, water-immiscible solvent such as aromatic hydrocarbons, e.g. B. Benzene, if not extracted the aldehydes are already crystalline when acidified with acids and diluted with water deposit. If a work-up with extraction was carried out, the Washed extract with water and dried over sodium sulfate, then evaporated in vacuo and the unreacted malonic ester in a high vacuum at a bath temperature of around 60 ° C distilled off. The work-up of the distillation residue can be done in various ways Wise done, for example, the residue can be taken up in a solvent and precipitated by adding another suitable solvent.

Darüber hinaus kann es zweckmäßig sein, den erhaltenen Aldehyd in ein Phenylhydrazon, bei spielsweise das p-Nitrophenylhydrazon, das Dinitrophenylhydrazon oder in das Semicarbazon überzuführen.In addition, it can be advantageous to use the aldehyde obtained in a phenylhydrazone, for example p-nitrophenylhydrazone, dinitrophenylhydrazone or to be converted into the semicarbazone.

Aus diesen Verbindungen läßt sich der Aldehyd in an sich bekannter Weise leicht regenerieren.The aldehyde can be obtained from these compounds in a manner known per se Way to regenerate easily.

Alkaliborhydride vom Typ des Natrium- oder Kaliumborhydrids reduzieren bekanntlich Aldehyde und Ketone zu Alkoholen. Setzt man daher bei der Reduktion eine genügende Menge des Alkaliborhydrids ein, so erhält man über die Stufe des Aldehyds direkt den entsprechenden Alkohol. Hierbei ist es nicht erforderlich, den Aldehyd als solchen zu isolieren, sondern die Reduktion kann in einer Stufe durchgeführt werden. Reduce alkali borohydrides of the sodium or potassium borohydride type known aldehydes and ketones to form alcohols. Therefore, one sets in the reduction a sufficient amount of the alkali borohydride is obtained via the stage of Aldehyde directly to the corresponding alcohol. Here it is not required to isolate the aldehyde as such, but the reduction can be carried out in be carried out in one stage.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die für die Reduktion benötigten Acylmalonester nach dem obengenannten Verfahren unter sehr viel schonenderen Bedingungen zugänglich sind als die entsprechenden Säurechloride, die bei den bisher bekannten Verfahren zur Reduktion von Carbonsäuren zu Aldehyden mittels komplexer Metallhydride als Ausgangsmaterial dienen, sei es, daß sie reduziert oder aber für die Herstellung des der Reduktion zu unterwerfenden Carbonsäurederivates benötigt werden. Darüber hinaus reduzieren die Alkaliborhydride vom Typ des Natrium- oder Kaliumborhydrids nur zu Aldehyden bzw. Ketonen, so daß über die Acylmalonesterreduktion die Möglichkeit gegeben ist, Carbonsäuren selektiv zu Aldehyden oder Alkoholen zu reduzieren, ohne daß andere durch alle übrigen komplexen Metallhydride leicht reduzierbaren funktionellen Gruppen angegriffen werden. The advantage of the method according to the invention is that the Acylmalonic ester required for the reduction according to the above-mentioned procedure are accessible to much gentler conditions than the corresponding acid chlorides, those in the previously known processes for reducing carboxylic acids to aldehydes serve as starting material by means of complex metal hydrides, be it that they are reduced or for the preparation of the carboxylic acid derivative to be subjected to reduction are needed. In addition, the alkali borohydrides of the sodium type or potassium borohydrides only to aldehydes or ketones, so that via the acylmalonic ester reduction the possibility is given to selectively give carboxylic acids to aldehydes or alcohols reduce without others easily reducible by all other complex metal hydrides functional groups are attacked.

Der Verlauf des Verfahrens gemäß der Erfindung ist insofern überraschend, als nicht vorauszusehen war, daß die Reduktion der erfindungsgemäß zur Anwendung kommenden Ausgangsstoffe mit Alkaliborhydriden gelingen würde, insbesondere weil aus »Reduction with Complex Metal Hydrides, Interscience Publisher's Inc.«, New York, 1956, S. 748 und 750, bekannt war, daß Nitrile in manchen Fällen zwar mit Lithiumaluminiumhydrid, nicht aber mit Alkaliborhydriden zuAldehyden reduziert werden können. The course of the method according to the invention is surprising in that when it was not foreseeable that the reduction of the invention would apply coming starting materials with alkali borohydrides would succeed, especially because from "Reduction with Complex Metal Hydrides, Interscience Publisher's Inc.", New York, 1956, pp. 748 and 750, it was known that nitriles were in some cases with Lithium aluminum hydride, but cannot be reduced to aldehydes with alkali borohydrides can.

Die Verfahrenserzeugnisse dienen als Zwischenprodukte zur Herstellung von Arzneimitteln, im Falle der mit Phenylazogruppen substituierten Produkte auch als Zwischenprodukte zur Herstellung von Farbstoffen. The process products serve as intermediate products for manufacture of pharmaceuticals, in the case of products substituted with phenylazo groups as well as intermediates in the manufacture of dyes.

Beispiele a) Allgemeine Vorschrift für die Reduktion von Acylmalonestern 0,1 Mol des Acylmalonesters wird in 250 cm Methanol gelöst und in die Lösung innerhalb von etwa 20 Minuten 1,4 g (= 1,5 Äquivalente) Natriumborhydrid eingetragen, worauf das Gemisch ungefähr 1/2 Stunde auf 500 C erwärmt wird. Nach dem Erkalten wird die Lösung mit verdünnter Salzsäure angesäuert, mit Wasser verdünnt und mit. Benzol extrahiert, sofern sich nicht der gebildete Aldehyd kristallin abgeschieden hat. Der Extrakt wird mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, im Vakuum eingedampft und der Malonester im Hochvakuum bei 600 C Badtemperatur abdestilliert. Examples a) General procedure for the reduction of acylmalonic esters 0.1 mol of the acylmalonic ester is dissolved in 250 cm of methanol and into the solution within of about 20 minutes 1.4 g (= 1.5 equivalents) sodium borohydride entered, whereupon the mixture is heated to 500 ° C. for about 1/2 hour. After cooling down, the Solution acidified with dilute hydrochloric acid, diluted with water and with. benzene extracted, unless the aldehyde formed has precipitated in crystalline form. The extract is washed with water, dried over sodium sulfate, in vacuo evaporated and the malonic ester distilled off in a high vacuum at 600 C bath temperature.

Der Rückstand wird dann, wie in den nachstehenden Beispielen näher erläutert wird, aufgearbeitet.The residue then becomes more detailed as in the examples below is explained, worked up.

Beispiel 1 43,7 g des Acylmalonesters der Formel (Schmelzpunkt 73 bis 76"C) werden in der oben angegebenen Weise mit Natriumborhydrid reduziert.Example 1 43.7 g of the acyl malonic ester of the formula (Melting point 73 to 76 "C) are reduced in the manner indicated above with sodium borohydride.

Der Rückstand des Benzolextraktes wird in wenig Benzol aufgenommen und über Kieselgel filtriert.The residue of the benzene extract is taken up in a little benzene and filtered through silica gel.

Das Filtrat wird dann im Vakuum eingedampft und das zurückbleibende helle Öl durch Zugabe von Äther zur Kristallisation gebracht. Man erhält so 26,2 g (= 810/0 der Theorie) des Aldehyds der Formel vom Schmelzpunkt 110 bis 1130 C. Nach nochmaligem Umkristallisieren aus Äther-Petroläther schmilzt die Verbindung bei 112 bis 113° C.The filtrate is then evaporated in vacuo and the pale oil that remains is made to crystallize by adding ether. This gives 26.2 g (= 810/0 of theory) of the aldehyde of the formula from melting point 110 to 1130 C. After repeated recrystallization from ether-petroleum ether, the compound melts at 112 to 113 ° C.

Beispiel 2 Eine Lösung von 25g des Acylmalonesters der Formel in 200 ccm Methanol wird portionsweise mit 10g Natriumborhydrid versetzt. Das Reaktionsgemisch wird anschließend 3 Stunden bei 500 C gerührt, schließlich mit verdünnter Salzsäure angesäuert, mit Wasser verdünnt und mit Benzol extrahiert. Der Benzolextrakt wird mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Den kristallinen Rückstand kristallisiert man aus einer Mischung aus Benzol und Petroläther um. Man erhält so 13,2 g (= 83% der Theorie) Homo-chlorterranaphtholdimethyläther vom Schmelzpunkt 111 bis 112" C. Die Verbindung zeigt im IR-Absorptionsspektrum eine deutliche Absorption der OH-Valenzschwingung.Example 2 A solution of 25 g of the acyl malonic ester of the formula 10 g of sodium borohydride are added in portions in 200 cc of methanol. The reaction mixture is then stirred for 3 hours at 500 ° C., finally acidified with dilute hydrochloric acid, diluted with water and extracted with benzene. The benzene extract is washed with water, dried over sodium sulfate and evaporated. The crystalline residue is recrystallized from a mixture of benzene and petroleum ether. 13.2 g (= 83% of theory) of homochloroterranaphthol dimethyl ether with a melting point of 111 to 112 ° C. are obtained in this way. In the IR absorption spectrum, the compound shows a clear absorption of the OH stretching oscillation.

Beispiel 3 36,8 g des Acylmalonesters der Formel (Schmelzpunkt 114 bis 115° C) werden nach der oben angegebenen allgemeinen Vorschrift mit Natriumborhydrid reduziert. Beim Ansäuern und Verdünnen des Reaktionsgemisches mit Wasser erhält man ein Rohkristallisat, das von der Mutterlauge abgetrennt wird. Der mit Wasser gut gewaschene Filterrückstand wird im Vakuum getrocknet, in Benzol aufgenommen und die benzolische Lösung über Kieselgel filtriert.Example 3 36.8 g of the acyl malonic ester of the formula (Melting point 114 to 115 ° C.) are reduced with sodium borohydride according to the general procedure given above. When the reaction mixture is acidified and diluted with water, crude crystals are obtained which are separated off from the mother liquor. The filter residue, which has been washed well with water, is dried in vacuo, taken up in benzene and the benzene solution is filtered through silica gel.

Das Eluat wird im Vakuum eingedampft und der Rückstand aus einem Gemisch von Methanol und Wasser umkristallisiert. Man erhält so 17,8 g (860/0 der Theorie) 4Azobenzaldehyd vom Schmelzpunkt 129 bis 1300 C. Die Verbindung kann durch Sublimation im Hochvakuum in analysenreiner Form gewonnen werden.The eluate is evaporated in vacuo and the residue from a mixture recrystallized from methanol and water. This gives 17.8 g (860/0 of theory) 4Azobenzaldehyde with a melting point of 129 to 1300 C. The compound can be produced by sublimation can be obtained in analytically pure form in a high vacuum.

Beispiel 4 34,4 g p-Brombenzoylmalonester werden gemäß der oben angegebenen Vorschrift mit Natriumborhydrid reduziert. Beim Verdünnen der nach der Reduktion erhaltenen Lösung mit Wasser kristallisiert der p-Brombenzaldehyd aus, der von der Mutterlauge abgetrennt wird. Der Filterrückstand wird mit Wasser gewaschen und aus einer Mischung von Wasser und Methanol umkristallisiert. Man erhält 16,1 g (= 87% der Theorie) p-Brombenzaldehyd vom Schmelzpunkt 57" C. Example 4 34.4 g of p-bromobenzoylmalonic ester are prepared according to that given above Regulation reduced with sodium borohydride. When diluting the after reduction The resulting solution with water crystallizes from the p-bromobenzaldehyde, which is of the Mother liquor is separated. The filter residue is washed with water and removed recrystallized from a mixture of water and methanol. 16.1 g (= 87% of theory) p-bromobenzaldehyde with a melting point of 57 "C.

Beispiel 5 Der bei der Reduktion von 26,4 g Benzoylmalonester erhaltene Rückstand des Benzolextraktes (9,8 g) wird in an sich bekannter Weise in das Dinitrophenylhydrazon übergeführt. Man erhält 22,7 g (79,70/o der Theorie) des Dinitrophenylhydrazons des Benzaldehyds vom Schmelzpunkt 241 bis 243° C. Example 5 That obtained in the reduction of 26.4 g of benzoyl malonic ester The residue of the benzene extract (9.8 g) is converted into the dinitrophenylhydrazone in a manner known per se convicted. 22.7 g (79.70 / o of theory) of the dinitrophenylhydrazone are obtained of benzaldehyde with a melting point of 241 to 243 ° C.

In gleicher Weise läßt sich der a-Naphthaldehyd in Form des p-Nitrophenylhydrazons isolieren, wenn man 31,4 g a-Naphthoylmalonester in der oben angegebenen Weise reduziert und den Rückstand des Benzolextraktes (17,7 g) mit p-Nitrophenylhydrazin umsetzt. Man erhält 12,5 g (= 41% der Theorie) des p-Nitrophenylhydrazons des a-Naphthaldehvds vom Schmelzpunkt 242 bis 243° C. In the same way, the a-naphthaldehyde can be in the form of the p-nitrophenylhydrazone isolate if 31.4 g of a-naphthoylmalonic ester are reduced in the manner indicated above and the residue of the benzene extract (17.7 g) is reacted with p-nitrophenylhydrazine. 12.5 g (= 41% of theory) of the p-nitrophenylhydrazone of α-naphthaldehyde are obtained from melting point 242 to 243 ° C.

In gleicher Weise erhält man 16,6 g des Semicarbazons des a-Naphthylacetaldehyds vom Schmelzpunkt 214 bis 215° C bei der Reduktion von 32,8 g des entsprechenden Acylmalonesters und der Uberführung des Rückstandes des Benzolextraktes in Semicarbazon. 16.6 g of the semicarbazone of α-naphthylacetaldehyde are obtained in the same way from melting point 214 to 215 ° C in the reduction of 32.8 g of the corresponding Acylmalonic ester and the conversion of the residue of the benzene extract into semicarbazone.

Beispiel 6 30,9 g p-Nitrobenzoylmalonester werden gemäß der allgemeinen Vorschrift reduziert, das Reaktionsgemisch angesäuert und mit Wasser verdünnt. Das ausgeschiedene Kristallisat wird von der Mutterlauge durch Absaugen getrennt, der Filterrückstand mit Wasser gewaschen und aus einem Gemisch von Wasser und Methanol umkristallisiert. Man erhält 12,1 g p-Nitrobenzaldehyd vom Schmelzpunkt 107 bis 108° C. Example 6 30.9 g of p-nitrobenzoylmalonic ester are prepared according to the general Reduced regulation, the reaction mixture acidified and diluted with water. That precipitated crystals are separated from the mother liquor by suction, the Filter residue washed with water and from a mixture of Water and methanol recrystallized. 12.1 g of p-nitrobenzaldehyde with a melting point of 107 bis are obtained 108 ° C.

Beispiel 7 34,2 g Lauroylmalonester werden reduziert und das Reaktionsprodukt durch Extraktion mit Benzol der Reaktionsmischung entzogen. Nach Entfernen des Lösungsmittels und des nicht umgesetzten Malonesters wird der Rückstand aus einer Mischung von Wasser und Methanol umkristallisiert. Man erhält 12 g (= 76% der Theorie) Laurinaldehyd vom Schmelzpunkt 45 bis 460 C. Das Oxim der so gewonnenen Verbindung schmilzt bei 73 bis 75" C. Example 7 34.2 g of lauroyl malonic ester are reduced and the reaction product removed from the reaction mixture by extraction with benzene. After removing the solvent and the unreacted malonic ester, the residue is from a mixture of Recrystallized water and methanol. 12 g (= 76% of theory) of lauric aldehyde are obtained from a melting point of 45 to 460 C. The oxime of the compound thus obtained melts at 73 to 75 "C.

Bei der Reduktion von 30,9 g Caproylmalonester in der vorstehend beschriebenen Weise wird der Caprinaldehyd als öliges Reaktionsprodukt erhalten. When reducing 30.9 g of caproyl malonic ester in the above described manner, the capric aldehyde is obtained as an oily reaction product.

Die Verbindung wird in an sich bekannter Weise in das Oxim übergeführt. Die Ausbeute an Oxim beträgt 11,2g l= 72% der Theorie), Schmelzpunkt 71 biq 72" C.The compound is converted into the oxime in a manner known per se. The yield of oxime is 11.2 g l = 72% of theory), melting point 71 biq 72 " C.

Claims (2)

PATE NTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Aldehyden bzw. Alkoholen, dadurch gekennzeichnet, daß man Acylmalonester der Formel R - CO - CH(COOR?2 worin R eine Alkyl-, eine gegebenenfalls durch Brom, Nitro- oder Phenylazogruppen substituierte Aryl- oder eine gegebenenfalls im Arylrest durch Chlor,. Methyl und/oder Methoxy substituierte Aralkylgruppe und R' einen niederen Alkylrest bedeuten, mit mindestens 1/4 Mol eines Alkaliborhydrids je Mol Acylmalonester in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels bei erhöhter Temperatur zu Aldehyden und gegebenenfalls bis zu den entsprechenden Alkoholen reduziert. PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of aldehydes or Alcohols, characterized in that acylmalonic esters of the formula R - CO - CH (COOR? 2 wherein R is an alkyl, one optionally by bromine, nitro or phenylazo groups substituted aryl or an optionally in the aryl radical by chlorine ,. Methyl and / or Methoxy substituted aralkyl group and R 'denotes a lower alkyl radical, with at least 1/4 mole of an alkali borohydride per mole of acylmalonic ester in the presence of one inert solvent at elevated temperature to form aldehydes and optionally up to reduced to the corresponding alcohols. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Aldehyde in Form ihrer Oxime, Hydrazone oder Semicarbazone in an sich bekannter Weise gewinnt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the Aldehydes in the form of their oximes, hydrazones or semicarbazones are known per se Way wins.