DE2430287A1 - Verfahren zur herstellung von ungesaettigten alkoholen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von ungesaettigten alkoholenInfo
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Eine Anzahl ungesättigter Alkohole besitzen erwünschte organoleptische
Eigenschaften, die sie zur Herstellung von Geschmacksund DuftstoffZwischenprodukten geeignet machen. Eine solche Verbindung
ist das cis-Isomer von 3-Hexen-l-ol oder "Blattalkohol", das
ein angenehmes Aroma von frisch gemähtem Gras besitzt. Ursprünglich wurde die Verbindung aus den Blättern grüner Pflanzen extrahiert,
aber bald, nachdem die Struktur bestimmt war, wurde ein Syntheseverfahren
für die Herstellung von cis-3-Hexen-l-ol entdeckt und
industriell ausgewertet.
Das Ausgangsmaterial für die gegenwärtige Herstellung von cis-3-Hexen-l-ol ist Butin-1. Der ungesättigte Alkohol wird bisher
erhalten, indem man zuerst Butin-1 mit Natrium oder Lithium in flüssigem
Ammoniak zu Butinylnatrium umsetzt, das dann weiter mit 1,2-Epoxyäthan
umgesetzt wird und nach Hydrolyse das 3-Hexin-l-ol ergibt
. Dieses Zwischenprodukt wird dann über einem Palladiumkatalysator
hydriert und ergibt das entsprechende cis-3-Hexen-l-ol. Da das Butin-1 nur in geringen Mengen zur Verfügung steht und nicht
oft verlangt wird, ist es ein sehr teures Ausgangsmaterial. So sind die Kosten der Herstellung von cis-3-Hexen-l-ol verhältnismäßig
hoch.
Wie nachstehend beschrieben, ist es erforderlich, als Zwischenprodukt
eine ungesättigte Aluminiumalkylverbindung zu verwenden. Das Verfahren zur Herstellung dieser ungesättigten Aluminiumalky!zwischenprodukte
ist schon früher beschrieben worden. Jedoch
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wurde in .der Praxis gefunden, dass diese ungesättigten Aluminiumalkylzwischenprodukte
bezüglich Isomerisation und Zersetzung, insbesondere bei höheren Temperaturen, verhältnismässig unceständig
sind. Daher haben sich die bekannten Verfahren als unbefriedigend erwiesen.
Gemäss ,der vorliegenden Erfindung werden die ungesättigten
Alkohole durch Umsetzung eines geeigneten vorwiegend cis-1-AlkenylaluminiumdialkylZwischenprodukts
mit einem geeigneten Epoxyd hergestellt. Die Umsetzung des cis-1-ülkenylaluminiumdialkyls mit dem
Epoxyd kann bei jeder Temperatur zwischen -80° und 2OC0C durchgeführt
werden. Die bevorzugte Temperatur hängt von der Reaktionsfähigkeit des Epoxyds mit dem ungesättigten Aluminiumdiaikyl ab.
Sehr reaktionsfähige Epoxyde, wie 1,2-Epoxyäthan und 1,2-Spoxypropan,
erfordern relativ niedrige Reaktionstemperaturen, um Bedingungen
zu vermeiden, die die Polymerisation dieser Epoxyde zu Polyäthern begünstigen* Weniger reaktionsfähige Spoxyde erfordern
längere Zeit Rückflusstemperaturen zwischen 60° und 1300G, um die
Reaktion zu beenden. Der ideale Bereich liegt zwischen -30 und 130°C..
. In der Praxis wurde gefunden, dass das Epoxyd sich selektiv mit dem cis-l-Alker^laluminiumdialkylanteil umsetzt und ein cis-DialkylaluminiuraS-alken-l-oxydzwischenprodukt
liefere. Das soll heissen, dass das Epoxyd nur an die Vi'nylkohlenstcff-Aluminiumbindung
addiert und nicht mit den anderen zwei Alkylgruppen am Aluminium unter den nachstehend beschriebenen Bedingungen umgesetzt
wird. Nach dieser Reaktionsstufe wird das erhaltene cis-Dialkylaluminium-3-alken-l-oxyd
zum entsprechenden ungesättigten cis-Alkohol mit einer verdünnten Lösung einer wässrigen Säu^e umgewandelt. Der
erhaltene ungesättigte Alkohol wird dann die folgende For-nel besitzen:
Β098ΐΊ/11ί4
R_ R. H H'
A2 i4 ι ι
HO-C-C-C=C-R1 ,
worin R-, eine unverzweigte oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis
16 Kohlenstoffatomen bedeutet. Vorzugsweise ist R^ eine unverzweigte
oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen. Rp, R^, R. und R& können gleich" oder verschieden sein und Wasserstoff,
unverzweigte oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen und einen aromatischen Rest mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen,
der beliebig mit einer Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert /4^ bedeuten. Vorzugsweise ist jedoch
R2 Wasserstoff, R3 Wasserstoff oder Niederalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen
und R, und R5 Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen
oder Phenyl.
Das vorwiegend cis-l-Alkenylaluminiumdialkyl, das als Zwischenprodukt
zur Herstellung der oben angegebenen ungesättigten Alkohole dient, hat die folgende Formel:
R H ?
worin R eine unverzweigte oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist.
Das oben genannte vorwiegend cis-1-Alkenylaiuminiumdialkyl
wird durch Umsetzung eines geeigneten Trialkylaluminiums mit Acety
len bei einem Druck·zwischen 1 und 2,08 kg/cm2 hergestellt.
Bei niedrigeren Reaktionstemperaturen (650O oder niedriger)
wird das cis=tlsomer in 96- bis 99-$iger Ausbeute hergestellt.
Wenn die Temperatur über 65°C ansteigt, erfolgen Nebenreaktionen. Um also einen hohen cis-Gehalt zu erreichen, sollte die Temperatur
dieser Reaktion zwischen etwa -80 und 65 C, vorzugsweise zwischen etwa -40° und 4O0C, gehalten werden.
In der Praxis ist gefunden worden, dass die Herstellung von
ungesättigten cis-Alkoholen in bis zu 97- bis 99-#iger isomerer
Reinheit durch vorherige Koordinierung des cis-1-Alkenvlaluminiumdialkyls
mit mindestens einem Moläquivalent einer geeigneten Lewis
B 0 9 8 1 1 / 1 1 U
Base möglich ist. Bevorzugte Koordinierungsmittel sind Diäthyläther,
Diisopropylather, Di-n-butyläther und insbesondere cyclische Aether
und Diäther, und aliphatische Diäther und Polyäther, wie Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, Dioxan, 1,2-Dimethoxyäthan, 1,2-Diäthoxyäthan,
und der Dimethyläther von Diäthylenglykol. Da diese
Koordinierungsmittel auch als Lösungsmittel dienen können, werden bevorzugt Co-Lösungsmittel, wie Pentan, Isopentan, Petroläther,
Hexan, Cyclohexan, Heptan, Benzol, Toluol und Xylol, verwendet. Das Koordinierungsmittel sollte sorgfältig ausgewählt werden, da
die folgende Reaktion mit dem Epoxyd behindert wird, wenn der koordinierende Aether viel stärker als das sich umsetzende Epoxyd
ist. So ist das Reaktionsprodukt eines Trialkylaluminiums mit Acetylen mit den obigen Mitteln komplexiert, sobald die Umsetzung
beendet ist* Dies sichert einen hohen eis-Gehalt in dem erhaltenen
ungesättigten Alkohol durch Unterdrückung der Bildung von isomeren Alkoholen während der Umsetzung des Epoxyds mit dem ungesättigten
Aluminiumalkyl auf das kleinste Mass. Die bevorzugte Art ist, ungesättigtes Aluminiumalkyl in die mit einem geeigneten Co-Lösungsmittel
verdünnte Lewis-Base zu geben. Dies ist ein exothermer Vorgang, und die Zugabe sollte unter Kühlen des Gemisches durchgeführt
werden.
Neben der Wirkung,einen hohen cis-Gehalt in den erhaltenen ungesättigten
Alkoholen zu sichern, stabilisieren die Koordinierungsmittel
auch die ungesättigten cis-l-Alkenylaluminiumdialkylverbindungen
gegenüber Zersetzungsreaktionen, vorausgesetzt, dass mindestens ein Moläquivalent des Koordinierungsmittels verwendet wird.
Die Epoxyde können aus einer Anzahl" Epoxydverbindungen, die
im Handel erhältlich sind, ausgewählt v/erden. Im allgemeinen wird
das Epoxyd die folgende Formel haben:
50981 1/11U
Wie'oben angegeben, liefert die Reaktion zwischen dem
cis-l-Alkenylaluminiumdialkyl und dem Epoxyd ein Oxyd-Zwischenprodukt,
das hydrolysiert werden muss. So werden die Lösungen mit verdünnten
wässrigen Mineralsäuren hydrolysiert, um das erhaltene
Dialkylaluminium-3-alkenyl-l-oxyd zum entsprechenden ungesättigten
Alkohol umzuwandeln. Die wässrigen Mineralsäuren sind z.B. Schwefelsäure, Salpetersäure und Phosphorsäure. Es erfolgt eine
gleichzeitige Herstellung von 2 Mol Alkan pro Mol Alkohol und
Aluminiumsalzen. Die organische Schicht, die das gelöste Produkt enthält, wird abgetrennt, die wässrige Schicht einige Male mit Lösungsmittel
extrahiert, worauf die organischen Fraktionen vereinigt werden. Das Lösungsmittel wird durch Kurzwegdestillation, gewöhnlich
unter Vakuum, entfernt.
50981 1/1 1
Ein mit Kühl- und Heizschlangen sowie einer Rührvorrichtung
ausgestatteter 1,89 Liter-Autoklav wurde getrocknet, mit Stickstof-f
gespült und mit 3,0 Mol Triäthylaluminium beschickt. Das
Triäthylaluminium wurde auf 35 C erhitzt und schnell gerührt,während
an das Reaktionsgefäss ein Druck von. 1J^ kg/cm angelegt wurde, und
kontinuierlich Acetylengas eingeleitet. Nach 56 Stunden erhielt man eine gelbe, leicht viskose Flüssigkeit, die gemäss gaschromatographischer
Analyse der erhaltenen Hydrolysegase zu 88 Gew.$o aus
Diäthyl-1-butenylaluminium bestand. Eine Probe dieses Materials
wurde 24 Stunden nach der Herstellung mit Deuteriumoxyd hydrolysiert und das entsprechende 1-Deuterobuten-l durch PMR-Spektroskopie
analysiert. Die Analyse zeigte, dass das Material mehr als 97 % cis-l-Deuterobuten-1 enthielt.
In den das l^Butenylaluminiumdiäthyl enthaltenden, mit
Rührvorrichtung versehenen Autoklaven wurden sofort 342 g Benzol als Lösungsmittel eingebracht und die Temperatur durch konstantes
Umlaufen einer Siliconflüssigkeit von -100C durch die Kühlschlangen
auf O0C erniedrigt. Gasförmiges 1,2-Epoxyäthan wurde langsam über
der Oberfläche der Flüssigkeit mit einer solchen Geschwindigkeit eingeleitet, dass die Temperatur durch die exotherme Reaktion nie
über 5 C stieg. Nach dreistündigem Einleiten hörte die exotherme Reaktion nach Zugabe von etwa 2,9 Mol 1,2-Epoxyäthan auf, und es
wurde angenommen, dass die Umsetzung beendet war. Die erhaltene Lösung wurde dann langsam durch Zugabe von 2 Litern 10-^iger Schwefelsäure
hydrolysiert. Die organische Schicht trennte sich klar ab und wurde abgezogen. Die wässrige Schicht wurde nochmals drei weitere
Male mit je 200 ml-Portionen Aether extrahiert, die später mit
der ursprünglichen organischen Schicht vereinigt wurden.Der Aether
und das Benzol wurden durch Schnellwegdestillation entfernt und das Rohprodukt in ein Destillationsgefäss übergeführt, das eine
0,91 nt bepackte Destillationssäule, die mit einem Kolonnenkopf mit
teilweisem Kondensatrücklauf ausgestattet ist, enthält.
50981 1/1 1 U
Unter Vakuumdestillation bei 27 mm Hg Druck wurden etwa 116 g
3-Hexen-l-ol erhalten, Siedepunkt zwischen 70 und 730C. Das
Material wurde durch Gaschromatographie analysiert und zeigte einen Gehalt von 67,8 # cis-3-Hexen-l-ol. Die Gesamtausbeute an
3-Hexen-l-ol betrug etwa 27 $, bezogen auf eis-1-Butenylaluminiumdiäthyl.
Der in Beispiel X beschriebene Versuch wurde wiederholt
mit der Ausnahme, dass das 1-Butenylaluminiumdiäthyl bei 650C
anstatt bei 350C hergestellt wurde. Die erhaltene Ausbeute betrug
82 Gevi.fo iHäthyl-l-buten^'laluminium. Wenn eine Probe dieses Materials
mit DpO behandelt wurde, besass das erhaltene 1-Deuterobuten-1
einen cis-Isomergehalt von annähernd 90 fi. Die Reduktion
im cis-Gehalt spiegelte sich auch im Endprodukt, cis-3-Hexen-l-ol,
wider. Nur 67 g 3-Hexen-l-ol, die zwischen 69° und 720C siedeten,
wurden erhalten, deren Analyse zeigte, dass sie 56 % cis-3-Hexen-lol
enthielten. Die Gesamtausbeute an cis-3-Hexen-l-ol betrug 13 $,
bezogen auf cis-l-Butenvlaluminiumdiäthyl.
Der in Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde nach einem
sechsmonatigen Zwischenraum zwischen der Synthese des 1-Butenylaluminiumdiäth-/ls
und der Umsetzung mit 1,2-Epoxyäthan wiederholt. Annähernd 1,0 Mol 1-Butenylaluminiumdiäthyl in 145 g Benzol wurde
bei 0° bis 50C mit 48,4 g 1,2-Epoxyäthan behandelt. Nach Hydrolyse
und fraktionierter Destillation unter Vakuum wurden 29 g Produkt erhalten, das einen cis-Isomergehalt von 63 $ besass. Die Gesamtausbeute
an cis-3-Hexen-l-ol, bezogen auf cis-1-ButenylaluminiumdiäthyI,
betrug 20. 56.
1,5 Mol 1-Butenylaluminiumdiäthyl wurden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Das Material wurde dann mit 400 g
n^Hexan verdünnt und aus dem Reaktionsgefäss entfernt. In einen
sauberen -1,89 Liter-Autoklaven wurden 400 g Hexan und 280 g 1,2-Epoxyäthan eingebracht. Die Temperatur der Lösung wurde bei
509 8 1 17 1 1 U
-,1O0C gehalten, während die Lösung von 1-Butenylalaminiumdiäthyl
in η-Hexan langsam in das Reaktionsgefäss mit' einer solchen Geschwindigkeit
eingeführt wurde, dass die Temperatur des Reaktionsgefässes nie über 00C stieg. Nachdem das 1-Butenvlaluminiumdiäthyl
eingebracht worden war, wurde das Material wie in Beispiel 2 beschrieben sofort hydrolysiert und das Produkt bei 27 mm Hg
fraktioniert destilliert. Man erhielt annähernd 29 g Material, das zwischen 71 und 73 C siedete. Die gaschromatographische
Analyse zeigte, dass das Material annähernd zu 95 % aus cis-3-Hexen-1-ol
bestand. Die Gesamtausbeute an cis-3-Hexen-l-ol,
bezogen auf cis-l-Butenylaluminiumdiäthyl, betrug 18 %.
Die gleichen allgemeinen Reaktionsbedingungen von Beispiel 4 wurden wiederholt mit der Ausnahme, dass für 1,56 Mol
1,2-Epoxyäthan Diisopropyläther als Lösungsmittel verwendet
wurde. 1,0 Mol reines cis-1-Butenylaluminiumdiäthyl wurde
in kleinen Portionen mittels Spritze zur Lösung in einem Temperaturbereich von 5 bis 8 C zugegeben. Das Gemisch wurde über Nacht
bei Zimmertemperatur gerührt und wie oben aufgearbeitet. In diesem Fall wurden annähernd 45 g 3-Hexen-l-ol, die zwischen 71 und
72°C/23 mm Hg siedeten, erhalten. Das Produkt hatte einen cis-Isomergehalt
von 80 $>. Die Gesamtausbeute an cis-3-Hexen-l-ol betrug
33 $, bezogen auf 1-Butenylaluminiumdiäthyl.
Nach im· wesentlichen gleichem Verfahren wie in Beispiel 1,
au&genommen, dass ein Benzol-Tetrahydrofuran-Colösungsmittelsystem
verwendet wurde, wurde eine andere Herstellung von cis-3-Hexen-l-ol versucht. So wurden zu der Lösung, die aus 351,9 g (2,51 Mol)
cis-1-Butenylaluminiumdiäthyl, 264 g (3,66 Mol) Tetrahydrofuran und
1,5 Liter trockenem Benzol bestand, 131 g (2,97 Mol) gasförmiges 1,2-Epoxyäthan in der Dampfphase während 3 Stunden bei 10 bis
15 C zugegeben. Das Gemisch wurde über Nacht bei Zimmertemperatur gerührt, dann hydrolysiert und in üblicher Weise aufgearbeitet.
Insgesamt 117,5 g Destillat wurden gesammelt, das bei 67,3 bis
50981 1/1114
69,5°C/20 mm Hg siedete. Die Analyse durch Gaschrumatographie
zeigte, dass das Produkt zu 97 % cis-Isomer enthielt. Die Ausbeute
an cis-3-Hexen-l-ol betrug 45 $, bezogen auf cis-1-Butenylaluminiumdiäthyli,
Die Elementaranalyse zeigte .71,89 # C, 12,06 % H und
16,20 % 0 (berechnet für cis-3-Hexen-l-ol: 71,95 % C, 12,08 # H,
15,97 % O).
Eine andere Herstellung von cis-3-Hexen—l-ol wurde
durchgeführt, indem man im wesentlichen nach dem gleichen allgemeinen Verfahren von Beispiel 6 arbeitete mit dem Unterschied,
dass 1,2-Dimethoxyäthan als das Koordinierungsmittel für cis-1-Butenylaluminiumdiäthyl
verwendet und die Aethylenoxydzugabe 'bei 0° bis 50C vorgenommen wurde. Das übliche Aufarbeiten lieferte
eine 47-folge Ausbeute an cis-3-Hexen-l-ol, welches durch Gaschromatographie
analysiert wurde, die einen Gehalt von 96 fo cis-3-Hexen-1-ol
zeigte.
Beispiel 8
Unter Verwendung von p-Dioxan als Koordinierungsmittel
Unter Verwendung von p-Dioxan als Koordinierungsmittel
für Diäthylbutenylaluminium wurde eine andere Herstellung von 3-Hexen-l-ol versucht, wobei das gleiche allgemeine Verfahren
von Beispiel 6 angewendet wurde. Die Aethylenoxydzugabe wurde bei 0° bis 80G vorgenommen. Man erhielt eine 43-^ige Ausbeute an
cis-3-Hexen-l-ol, das 95 f> cis-3-^exen-l-ol enthielt.
1,0 Mol.1-Butenylaluminiumdiäthyl wurde hergestellt, wie
vorher in Beispiel 1 beschrieben. Das Material wurde so verdünnt, dass es eine 20 gew.^ige Lösung in Benzol-Tetrahydrofuran (82 ^ :
18 %) bildete f1,2-Epoxyäthan wurde auch so verdünnt, dass es eine
20 gew. /6ige Lösung in Benzol ergab. Ein kontinuierlich arbeitendes
Reaktionsgefäss wurde gewählt, um eine direkte Berührung der beiden
Ströme, beertehend aus verdünnten Lösungen des Aluminiumalkyls
und des 1,2-Epoxyäthans, zu erlauben. Die 1-Butenylalmminiumdiäthyl-
und 1,2-Epoxyäthanströme wurden mit einer Geschwindigkeit von 5,0 g/min in ein Misch-T-Stück und durch 3,56 m eines 1,27 cm-Rohres
geleitet,wobei letzteres in ein bei 0 C gehaltenes
'509811/11U
Trockeneis-Silikonölbad eingetaucht war.Das Produkt (DisLthylalumifniume-hexen-1-oxyd)
aus dem röhrenförmigen Reaktionsgefäss wurde sofort hydrolysiert, wie in Beispiel 1 beschrieben, worauf durch
Extraktion und fraktionierte Destillation das Produkt isoliert wurde. Annähernd 52 g 3-Hexen-l-ol wurden hergestellt,das zwischen
und 73 C/27 mm Hg siedete..Der cis-Isomergehalt des Produkts war
97 #. Die Gesamtausbeute an cis-3-Hexen-l-ol, bezogen auf
1-Butenylaluminiumdiäthyl,betrug 50 $.
Der in Beispiel 1 beschriebene Autoklav mit Rührvorrichtung wurde mit 3,0 Mol Tri-n-butylaluminium beschickt. An den Autoklaven
wurde mit Acetylengas ein Druck von 1,94 ke;/cm2 angelegt und
dieser Druck aufrecht erhalten, während das Gemisch auf 35 C
erhitzt und schnell gerührt wurde. Die Reaktion verlief mit einer konstanten Acetylengaszugabe in 24 Stunden. Die gaschromatographische
Analyse der Hydrolysegase zeigte, dass, die erhaltene ungesättigte
Aluminiumalkylmischung zu 83 Gew. $ aus l-Kexenylaluminiumdi-n-butyl
bestand. Dieses "Material warde durch Zugabe von 670 g
Benzol und eines 50-^igen molaren Ueberschusses von Tetrahydrofuran
verdünnt und mit 1,2-Epoxyäthan nach der in Beispiel 6 beschriebenen
Arbeitsweise weiter umgesetzt. Insgesamt 3,1 Mol (10-#iger Ueberschuss) 1,2-Epoxyäthan wurden in die Gasphase des
Autoklaven eingeführt, während die Reaktionstemperatur bei 0° bis
5°C gehalten wurde. Nach Beendigung der Epoxydzugabe wurde das Reaktionsgemisch über Nacht bei Zimmertemperatur gerührt. Das
Material wurde dann hydrolysiert, extrahiert und fraktioniert destilliert, wie in Beispiel 1 beschrieben. Die Fraktion aus der
Hauptdestillation ergab 152 g Material vom Siedepunkt 37° bis 380C/
0,2 mm Hg. Das Material wurde durch seine Infrarot- und Protonenresonanzspektrum
-als;3-0cten-l-ol identifiziert.
Elementaranalyse: Für 3-Octen-l-ol:
berechnet: C 74,94 fo H 12,58 ajo 0 12,48 #
gefunden: C 75,09 0Jo H 12,51 # 0 12,48 #
S 0 9 B 1 1 / 1 1
Der eis-Isomergehalt dieser Fraktion betrug annähernd 85 $. Die
Gesamtausbeute an cis-3-Octen-l-olj bezogen auf 1-Hexenylaluminiumdi-.n-butyl
war 34 %. Der Alkohol besass ein deutliches Blütenaroma. .
In den in Beispiel 1 beschriebenen Autoklaven mit Rührvorrichtung
wurden 3,0 Mol Triisobutylaluminium eingebracht. Dieses liess man mit Acetylen 24 Stunden bei 35°C und einem Druck von 1,91I kg/cm
reagieren und erhielt 81 Gew.$ (4-Methyl-l-pentenyl)aluminiumdiisobutyl.
· Dieses Material wiirdemit 670 g Benzol und einem 50-$igenmolaren
Ueberschuss'von Tetrahydrofuran verdünnt, worauf ·
3,1 Mol l,2-£poxyäthan langsam in die Gasphase eingeleitet wurden,
während die Temperatur bei 0° bis 50C gehalten wurde. Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht bei Zimmertemperatur gerührt. Das erhaltene
Produkt hatte nach Hydrolyse, Extraktion und Fraktionierung einen Isomergehalt von 85 $ (Siedepunkt 69° bis 70°C/5 mm Hg).
Die Gesamtausbeute an cis-6-Methyl-3-hepten-l-ol betrug 20 #,
bezogen auf das. (4-Methyl-l-pentenyl)aluminiumdiisobutyl.
Dieses Beispiel zeigt die Wirkung höherer Temperaturen
auf die Isomerverteilung in dem ungesättigten Aluminiumalkyl,
wie durch die niedrigere Ausbeute an ungesättigtem..eis-Alkoholendprodukt
bewiesen wurde.
Nach im wesentlichen dem gleichen Verfahren wie in
Beispiel 9 mit dem Unterschied, dass das Zwischenprodukt (4-Methyll-pentenyl)aluTiiniumdiisobutyl
auf etwa 110° bis 12O0C . während etwa 15 Minuten vor der Zugabe des Benzols und Tetrahydrofurans
erhitzt wurde, wurde eine 2,6-$ige·Ausbeute an cis-6-Methyl-3-hepten-l-ol
(Siedepunkt 81° bis 83°C/10 mm Hg) isoliert.
In den in Beispiel 1 beschriebenen Autoklav mit Rührvorrichtung
wurden 3,0 Mol /Tri-n-hexylaluminium eingebracht. Dieses
Aluminiumalkyl wurde mit Acetlylengas bei 35 G unter einem konstanten
Druck von 1,9^ kg/cm 37 Stunden umgesetzt. Die Analyse zeigte, dass
509 8 1 1/11 U
das Material aus annähernd 83 Gew.$ l-Octenylaluminium-di-n-hexyl
bestand. Dieses Material wurde mit'924 g Benzol verdünnt und langsam mit 137 g gasförmigem 1,2-Epoxyäthan, wie oben-in Beispiel
8 beschrieben, bei O0 bis 50C umgesetzt. Nach Hydrolyse,
Extraktion und fraktionierter Destillation des Produkt erhielt man 186 g eines Materials, das einen Siedepunkt zwischen 108° und HO0C
/0,4 mm Hg hatte. Das Produkt wurde als 3 -Decen-1-ol identifiziert
und hatte einen cis-Isomergehalt von annähernd 65 $. Die Gesamt ausbeute
an cis-3-Decen-l-ol betrug 26 $, bezogen auf 1-Octenylaluminiumdi-n-hexyl.
Der Versuch von Beispiel 11 wurde unter Einsatz von 3,0 Mol Tri-2-methylpentylaluminium wiederholt. Nach einer Reaktionszeit
von 24 Stunden bei 35°C mit Acetylengas bei einem Druck von ir9i|-kg/cm2 wurden Proben des Materials genommen. Die Analyse
zeigte 84 Gew.$ cis-(4-Methyl-l-heptenyl)aluminiumdi-2-methylpentyl.
Dieses Material wurde dann mit 924 g Benzol verdünnt und langsam mit 3,1 Mol gasförmigem 1,2-Epoxyäthan umgesetzt, während
die Temperatur zwischen 0° und 5°C gehalten wurde. Die Hydrolyse, Extraktion und fraktionierte Destillation ergaben 380 g Material
vom Siedepunkt 75° bis 78°C/4 mm Hg, welches durch GasChromatographie,
Infrarot- und Protonenresonanzspektroskopie als 6-Methyl-3-nonen-1-ol
identifiziert wurde. Es wurde ein cis-Isomergehalt von 67 # gefunden. Die Gesamtausbeute an cis-G-Methyl-S-nonen-l-ol,
bezogen auf (4-Methyl-l-heptenyl)aluminiumdi-l,2-methylpentyl betrug 32 #. '
Der Versuch von Beispiel 11 wurde wiederholt unter Einsatz von 3,0 Mol Tri-4-methylpentylaluminium. Nach 36 Stunden bei 350C
mit einem Acetylenüberdruck von 0,91 atü wurde das Material als 82-$iges eis-(6-Methyl-l-heptenyl)aluminiumdi-4-methylpentyl
analysiert. Dieses Material wurde"darauf mit Benzol verdünnt und
50981 1 /1 1 U
mitetwa 3,1 Mol 1,2-Epoxyäthan bei 0° bis 5°C umgesetzt. Nach
üblichem Aufarbeiten erhielt man 165 g Produkt mit einem Siedepunkt
zwischen 70° und 73°C/4 mm Hg, welches durch Gaschromatographie und Infrarotanalyse als cis-e-Methyl-S-nonen-l-ol identifiziert
wurde. Der eis-Isomergehalt war etwa 67 #. Die Gesamtausbeute
an cis-S-Methyl-S-nonen-l-ol, bezogen auf (6-Methyl-lheptenyljaluminiumdi^-methyipentyl
war 23 #.
- . Beispiel 16
Zu 2,29 Mol l-^tenylaluminiumdiäthyl in 1,3 Liter Benzol,
, hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden langsam 2,69 Mol 1,2-Epoxypropanbei 28° bis 35°C zugesetzt. Die Lösung
wurde 15 Stunden bei 35 G und eine Stunde bei 60 C gerührt, dann
hydrolysiert, extrahiert und vom Lösungsmittel fraktioniert destilliert.
Man erhielt 84 g eines Produkts vom Siedepunkt 59° bis 60°C/10 mm Hg. Das Material wurde durch gaschromatographische,
Infrarot-, Protonen- und Kernresonanzspektroskopie sowie Elementaranalyse als cis-4-Hepten-2-ol mit einem eis-Isomergehalt
von annähernd 85 %> identifiziert.
Elementaranalyse für 4-Hepten-2-ol:
Elementaranalyse für 4-Hepten-2-ol:
berechnet: C 73,63 # H 12,36 # 0 14,01 %
gefunden: C 73,72 % H 12,39 $>
0 14,07 #
Das erhaltene Produkt hatte einen angenehmen "balsamartigen" Geruch.
Die Gesamtausbeute an cis-4-Hepten-2-ol betrug 27 %, bezogen auf
1-Butenylaluminiumdiäthy1.
Ein frisch hergestellter Ansatz .von eis-l-riutenylaluminiumdialkyl
wurde verwendet, um Lösungen mit Tetrahydrofuran mit variierenden molaren Verhältnissen herzustellen. Die Lösungen und
eine Kontroll-probe wurden periodisch auf Zusammensetzung der
Hydrolysegase analysiert. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle angegeben.
509 8 1 1 /1 1
- 14 Tabelle
Normalisiertes Mol$ Buten-1 in Hydrolysegasen
Verflossene Zeit- (Tage) |
Kontroll* | 0,65** | Probe | 2,00**"- | 2,, 99** |
0 | 32,2- | 29,6 | 1,49** | 27,7 | 30,4 |
28 | 28,5 | 28,3 | 31,9 | 22,8 | 27,2 |
94 | 25,0 | 28,5 | 25,9 | 12,9 | 14,7 |
184 | 18,3 | 29,5 | 12,9 | ν 3,8 | 5,1 |
6,9. | |||||
Frisch hergestelltes cis-l-Buteny'laluipiniumdiäthyl
Molares Verhältnis von cis-1-Butenylaluminiumdiäthyl zu
Tetrahydrofuran
Die Ergebnisse zeigen einen stabilisierenden Einfluss durch das Vorhandensein von wenigstens 1 Moläquivalent Tetrahydrofuran
pro Mol cis-1-Butenylaluminiumdialkyl, wie durch den annähernd
konstanten Molprozentsatz Buten-1 in der Lösung mit 0,65 molarem Verhältnis bewiesen wird. Die Lösungen mit grösseren Verhältnissen
als 1 zeigten eine schnellere Zersetzungsgeschwindigkeit als selbst die Kontrollprobe, was zeigt, dass mindestens 1 Moläquivalent des
Koordinierungsmittels pro Mol ungesättigtem Aluminiumalkyl erforderlich ist.
Wie aus obigen Beispielen und der Beschreibung ersichtlich, können die ungesättigten Alkohole auf verschiedenen Wegen
hergestellt werden, einschliesslich:
1) Eine Lösung von 5 bis 60 Gew.$ cis-l-Alkenylaluminiumdialkyl
wird hergestellt und langsam mit einer Lösung von 10 bis 50 Gew.# 1,2-Epoxyd in einem geeigneten Lösungsmittelsystem gemischt.
Das 1,2-Epoxyd wird zum cis-1-Alkenylaluminiumdialkyl
in stöchiometrischem Ueberschuss von 5 bis 20 # zugesetzt.
5 0 9 8 T 1 / 1 1
2) Eine Lösung von 5 bis 60 Gew.# des cis-1-Alkenylaluminiumdialkvls
wird hergestellt und das 1,2-Epoxyd langsam als eine Flüssigkeit oder ein Gas zum. Reaktionsgemisch zugegeben.
3) Eine Lösung von 10 bis 60 Gew.% des 1,2-Epoxyds wird
hergestellt. Eine Lösung von 5 bis 60 Gew.# des cis-1-Älkenylaluminiumdialkyls
wird dann langsam dazugegeben.
Das 1,2-Epoxyd wird in 10- bis 400#igem stöchiometrischen Ueberschuss
gehalten. ·' ·
4) Lösungen von 5 bis 60 Gew.$ des 1,2-Epoxyds und
des cis-1-Alkenylaluminiumdialkyls werden kontinierlich zu einem
Mischgefäss geleitet, wo sie in stöchiometrischen Molverhältnissen
von 1:4 bis 4 : 1 in innige Berührung gebracht werden.
5) Eines der obigen Verfahren 1 bis 4, bei denen das
ungesättigte Aluminiumalkyl vor der Umsetzung mit dem Epoxyd mit Aether koordiniert wird.
509 8 1 1 /1 1 U
Claims (6)
- PatentansprücheVerfahren zur Herstellung von vorwiegend in der
cis-Form vorliegenden ungesättigten Alkoholen der allgemeinen FormelR,, Ri, H H
HO-C-C-C=C-R1 ,worin R^ eine unverzweigte oder verzweigte Alkylgruppe mit
1 bis 16 Kohlenstoffatomen und Rp, R_, Rl und R1-, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoffatome, unverzweigte oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, Arylreste mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen, die durch eine
Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert sein
können, Alkoxyreste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Halogenatome bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß maneine vorwiegend cis-1-Alkenylaluminiumdialkylverbindung der allgemeinen FormelRx ff^Al-C=C-R1 ,worin R eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, bei einer Temperatur von -80 bis 1300C mit einer Epoxydverbindung der FormelR2 \QS R5umsetzt und das Reaktionsprodukt mit einer' wäßrigen Lösung einer Mineralsäure behandelt.50981 1 / 1 1 U - 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Alkenylaluminiumdialkylverbindung, worin FL
eine unverzweigte oder verzweigte Alkylgruppe mit 2 bis 8
Kohlenstoffatomen bedeutet, und eine Epoxydverbindung, worin Rp und R-r Wasserstoffatome und Rj. und R,- niedere Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Phenylreste bedeuten,
verwendet. - 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die cis-1-Alkenylaluminiumverbindung mit einem Koordinierungsmittel stabilisiert.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Koordinierungsmittel eine Lewis-Base verwendet.
- 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als koordinierende Lewis-Base Äther, Diäther, PoIyäther, cyclische Äther oder cyclische Diäther verwendet.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Koordinierungsmittel Diäthyläther, Diisopropyläther, Di-n-butylather, Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran,
Dioxan, 1,2-Dimethoxyäthan, 1,2-Diäthoxyäthan, Dimethylather von Diäthylenglykol oder Mischungen daraus verwendet.7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Koordinierungsmittel Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, Dioxan oder 1,2-Dimethoxyäthan verwendet.8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Koordinierungsmittel in Pentan, Isopentan, Petroläther, Hexan, Cyclohexan, Heptan, Benzol, Toluol, Xylol oder Mischungen daraus als Co-Lösungsmittel anwendet.509 8 1 1/1 1 U9· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die eingesetzte cis-1-Alkenylaluminiumdialkylverbindung zunächst durch Umsetzung einer Verbindung der Formelmit Acetylen bei einem Druck von 1,0 bis 2,08 kg/cm und bei einer Temperatur von -80 bis' 700C und Koordinierung des Reaktionsproduktes mit einem Koordinierungsmittel herstellt.10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von cis-3-Hexen-l-ol cis-1-Butenylaluminiumdiäthyl bei einer Temperatur von 10 bi3 15°C in Gegenwart eines Gemisches von Benzol und Tetrahydrofuran mit gasförmigem 1,2-Epoxyäthan umsetzt und das Reaktionsprodukt mit Schwefelsäure behandelt.11. Ungesättigte cis-Alkohole aus der folgenden Gruppe cis-3-Octen-l-ol,cis-6-Methy1-3-hepten-l-ol, cis-3-Decen-l-ol,
cis-6-Methyl-3-nonen-l-ol,
cis-8-Methyl-3-nonen-l-ol und cis-14-Hepten-2-ol.12. Stabilisierte Alkenylaluminiumdialky!verbindung, die vorwiegend das eis-Isomer der FormelR^ *worin R gleich oder verschieden sein kann und eine unverzweigr te oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen50981 1 /1 1 1 4bedeutet und R1 eine unverzweigte oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, und mindestens
ein Moläquivalent eines stabilisierenden Koordinierungsmittels enthält.13. Stabilisierte Verbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß R^ der Formel eine unverzweigte oder
verzweigte Alkylgruppe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet.I1I. Stabilisierte Verbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Koordinierungsmittel eine Lewis-Base ist.15. Stabilisierte Verbindung nach Anspruch 1*1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lewis-Base ein fither, Diäther, PoIyäther, cyclischer Äther oder cyclischer Diäther ist.16. Stabilisierte Verbindung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Koordinierungsmittel Diäthylather,
Diisopropylather, Di-n-butylather, Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, Dioxan, 1,2-Dimethoxyäthan, 1,2-Diäthoxyäthan,
Dimethyläther von Diäthylenglykol oder ein Gemisch daraus ist,17. Stabilisierte Verbindung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Koordinierungsmittel in Pentan, Isopentan, Petroläther, Hexan, Cyclohexan, Heptan, Benzol,
Toluol, Xylol oder Mischungen daraus als Co-Lösungsmittel enthalten ist.18. Stabilisierte Verbindung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeirhnc t, daß das Koordinierungsmittel Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, Dioxan oder 1,2-Dimethoxyäthan ist.5 0 98.1.1 / 1 1 U19· Verfahren zur Herstellung einer stabilisierten Alkenylaluminiumdialkylverbindung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der Formelbei einer Temperatur von -80 bis etwa 1100C mit Acetylen bei einem Druck von 1,0 bis 2,08 kg/cm umsetzt und das Reaktion: produkt mit einem Koordinierungsmittel koordiniert.20. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Koordinierungsmittels durchführt.21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man das Koordinierungsmittel mit dem Reaktionsprodukt mischt.22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man als Koordinierungsmittel eine Lewis-Base verwendet.23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß man als Koordinierungsmittel einen Äther, Diäther, PoIyäther, cyclischen Äther oder cyclischen Diäther verwendet.24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß man als Koordinierungsmittel Diäthylather, Diisopropyläther, Di-n-butylather, Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, Dioxan, 1,2-Dimethoxyäthan, 1,2-Diäthoxyäthan, Dimethyläther von Diäthylenglykol oder Mischungen daraus verwendet.50981 1/1 1 U25. Verfahren nach Anspruch 2JJ, dadurch gekennzeichnet, daß man als Koordinierungsmittel Tetrahydrofuran 9 Tetrahydropyran j Dioxan oder 1,2=Dimethoxyäthan verwendet .*.,26. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man das Koordinierungsmittel in Pentan, Isopentan,
Petroläther, Hexan, Cyclohexan, Heptan, Benzol, Toluol, Xylol oder Mischungen*daraus als Co-Lösungsmittel anwendet.B1Ur: Texas Alkyls, Inc.Dr.H^J.Wolff6.09 81 1/1 1 U
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