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Patent Searching and Data


Title:
ALKOXY-SUBSTITUTED INDANES AND THE PRODUCTION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/076379
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to alkoxy-substituted indanes, the production and use thereof, and the production and use of the corresponding alkoxy-substituted indanones.

Inventors:
KOCH OSKAR (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/001987
Publication Date:
September 18, 2003
Filing Date:
February 27, 2003
Export Citation:
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Assignee:
SYMRISE GMBH & CO KG (DE)
KOCH OSKAR (DE)
International Classes:
C07C43/21; A61K31/075; A61K31/12; C07B61/00; C07C41/30; C07C43/20; C07C45/28; C07C45/36; C07C49/755; G02B5/20; (IPC1-7): C07C43/21; C07C49/755
Domestic Patent References:
WO2002038537A12002-05-16
Foreign References:
EP1000950A22000-05-17
EP0421759A21991-04-10
EP0404536A11990-12-27
EP0823418A21998-02-11
EP0162465A21985-11-27
DE2603835A11977-08-04
EP0286523A11988-10-12
EP0807850A11997-11-19
Other References:
DATABASE CROSSFIRE BEILSTEIN [online] Beilstein Institut zur Förderung der Chemischen Wissenschaften, Frankfurt am Main, DE; XP002242444, retrieved from XFIRE Database accession no. 5505898
DATABASE CROSSFIRE BEILSTEIN [online] Beilstein Institut zur Förderung der Chemischen Wissenschaften, Frankfurt am Main, DE; XP002242445, retrieved from XFIRE Database accession no. 8762625
DATABASE CROSSFIRE BEILSTEIN [online] Beilstein Institut zur Förderung der Chemischen Wissenschaften, Frankfurt am Main, DE; XP002242446, retrieved from XFIRE Database accession no. 2209219
DATABASE CROSSFIRE BEILSTEIN [online] Beilstein Institut zur Förderung der Chemischen Wissenschaften, Frankfurt am Main, DE; XP002242447, retrieved from XFIRE Database accession no. 2441487
DATABASE CROSSFIRE BEILSTEIN [online] Beilstein Institut zur Förderung der Chemischen Wissenschaften, Frankfurt am Main, DE; XP002242457, retrieved from XFIRE Database accession no. 3272305
EISENBRAUN ET AL.: "Polyalkyl Aromatic Hydrocarbons. II. Cyclialkylation of Benzoid Hydrocarbons with Isoprene", J. ORG. CHEM., vol. 33, 1968, pages 2000 - 2008, XP002242443
DATABASE CROSSFIRE BEILSTEIN [online] Beilstein Institut zur Förderung der Chemischen Wissenschaften, Frankfurt am Main, DE; XP002242448, retrieved from XFIRE Database accession no. 2209496
DATABASE CROSSFIRE BEILSTEIN [online] Beilstein Institut zur Förderung der Chemischen Wissenschaften, Frankfurt am Main, DE; XP002242451, retrieved from XFIRE Database accession no. 3266549
DATABASE CROSSFIRE BEILSTEIN [online] Beilstein Institut zur Förderung der Chemischen Wissenschaften, Frankfurt am Main, DE; XP002242449, retrieved from XFIRE Database accession no. 2372513
DATABASE CROSSFIRE BEILSTEIN [online] Beilstein Institut zur Förderung der Chemischen Wissenschaften, Frankfurt am Main, DE; XP002242450, retrieved from XFIRE Database accession no. 2444004
DATABASE CROSSFIRE BEILSTEIN [online] Beilstein Institut zur Förderung der Chemischen Wissenschaften, Frankfurt am Main, DE; XP002242452, retrieved from XFIRE Database accession no. 6204342
J. PRAKT, CHEM, vol. 334, 1992, pages 373
J. ORG. CHEM., vol. 60, 1995, pages 3934
J. ORG. CHEM., vol. 54, 1989, pages 1418
Attorney, Agent or Firm:
Stilkenböhmer, Uwe (Speiser & Partner Martinistrasse 24 Bremen, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verbindungen der Formel (II) wobei R', R2, R3und R4 unabhängig voneinanderWasserstoff, C1C8Alkyl oder C,C8Alkoxy sein können, mit der Maßgabe, dass mindestens einer dieser Reste C1C8Alkoxy ist.
2. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass Alkoxysubstituierte Aromaten der Formel (I) wobei Rl, R2, R3 and R4 die in Anspruch 1 genannte Bedeutung haben, mit Isopren in Gegenwart eines sauren Katalysators umgesetzt werden.
3. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (IV) wobei Rl bis R3die in Anspruch 1 genannte Bedeutung haben, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus den Verbindungen der Formel (II) nach Anspruch 1 durch Oxidation hergestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidation mit Sauerstoff als Oxidationsmittel durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidation in Gegenwart einer Verbindung der Metalle Mangan, Eisen, Kobalt, Chrom, Nickel oder Kupfer durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidation in Gegenwart eines NHydroxyimids durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidation mit Hilfe der PhasentransferKatalyse durchführt wird.
8. Verwendung von Verbindungen nach Anspruch 1 zur Herstellung von Ver bindungen nach Anspruch 3.
9. Verbindungen der Formel (IV) wobei Rl bis R3 die in Anspruch 1 genannte Bedeutung haben.
10. Verwendung von Verbindungen nach Anspruch 9 zur Herstellung von pharmazeutischen oder agrochemischen Wirkstoffen.
11. Verwendung von Verbindungen nach Anspruch 9 zur Herstellung von UV Filtern.
Description:
Alkoxv-substituierte Indane und deren Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft Alkoxy-substituierte Indane, ihre Herstellung und Verwendung sowie die Herstellung und Verwendung der entsprechenden Alkoxy- substituierten Indanone.

1-Indanone sind wichtige Zwischenprodukte zur Herstellung von pharmazeutischen Produkten (EP-A 421 759 und EP-A 404 536) sowie von UV-Filtem (EP-A 823 418, DE-A 10055940.9-44).

Die Herstellung von 1-Indanonen kann durch Oxidation von entsprechend substitu- ierten Indanen mit Oxidationsmitteln wie z. B. Sauerstoff oder Luft in Anwesenheit von Metallkatalysatoren wie z. B. Co-Salzen erfolgen (J. prakt. Chem. 334, 373 (1992)).

Diese Oxidation wird z. B. in EP-A 162 465 anhand von Tri-und Tetramethyl-indanen mit Hilfe von Chrom-und Kobaltacetoacetat beschrieben.

Desweiteren sind derartige Oxidationen auch mit Imiden wie z. B. N-Hydroxy-phtha- limid möglich (J. Org. Chem. 60,3934 (1995)).

In der Literatur sind für die Herstellung der Indane die Umsetzung von alkyl-substi- tuierten Aromaten wie z. B. Toluol oder Xylol (J. Org. Chem. 54,1418 (1989)) mit Isopren beschrieben. Phenole oder Kresole können analog, wie dies in DE-A 2 603 835 beschrieben wird, umgesetzt werden, wobei die Ausbeuten allerdings niedrig sind.

Alkoxy-substituierte Indane sind in EP-A 286 523 und EP-A 807 850 in einer breiten allgemeinen Formel umfasst, es werden dort jedoch weder explizit Alkoxy-substitu- ierte Indane noch deren Herstellung beschrieben.

Es bestand somit die Aufgabe, ein geeignetes Herstellungsverfahren für Alkoxy-sub- stituierte Indane und Alkoxy-substituierte 1-Indanone zu finden.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass Alkoxy-substituierte Aromaten bei der Umsetzung mit Isopren (2-Methyl-1, 3-butadien) deutlich bessere Ausbeuten liefern als dies bei Phenolen oder Kresolen der Fall ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Alkoxy-substituierte Indane der Formel (II)

wobei R', R2, R3und R4-unabhängig voneinander-Wasserstoff, C,-C8-Alkyl oder Cl-C8- Alkoxy sein können, mit der Maßgabe, dass mindestens einer dieser Reste C-C8-Alkoxy ist.

Bevorzugte erfindungsgemäße Alkoxy-substituierte Indane sind :

wobei die Substituenten R-unabhängig voneinander-Methyl, Ethyl, Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, tert. -Butyl, n-Pentyl oder i-Pentyl bedeuten können.

Besonders bevorzugte Verbindungen sind :

Ganz besonders bevorzugte Verbindungen sind :

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von Ver- bindungen der Formel (H) aus Alkoxy-substituierten Aromaten der Formel (I) und Isopren in Gegenwart eines sauren Katalysators sowie die Verwendung der Ver- bindungen der Formel (II) zur Herstellung der entsprechenden Alkoxy-substituierten 1-Indanone (-p. Folgendes Reaktionsschema kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel (II) verdeutlichen :

wobei R', R', R3und R4-unabhängig voneinander-Wasserstoff, Cl-Cg-Alkyl oder Cl-C8- Alkoxy sein können, mit der Maßgabe, dass mindestens einer dieser Reste C1-C8-Alkoxy ist.

Bevorzugte erfindungsgemäß eingesetzte Alkoxy-substituierten Aromaten sind :

wobei die Substituenten R-unabhängig voneinander-Methyl, Ethyl, Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, tert. -Butyl, n-Pentyl oder i-Pentyl bedeuten können.

Besonders bevorzugte Alkoxy-substituierten Aromaten sind : Ganz besonders bevorzugt ist :

Die Umsetzung der Alkoxy-substituierten Aromaten (I) mit Isopren erfolgt in Gegen- wart saurer Katalysatoren. Es können generell übliche Friedel-Crafts-Katalysatoren eingesetzt werden. Als saure Katalysatoren können z. B. anorganische Säuren wie Phosphorsäure, Schwefelsäure oder organische Säuren wie Methansulfonsäure einge- setzt werden. Weitere geeignete Katalysatoren sind Lewis-Säuren wie beispielsweise A1C13, ZnClz, FeCl3, TiCl4 und BF3-Addukte. Bevorzugter Katalysator ist Schwefel- säure, besonders bevorzugt ist 70-95 gew. % ige Schwefelsäure.

Das molare Verhältnis zwischen den Alkoxy-substituierten Aromaten (I) und Isopren liegt bevorzugt zwischen 7 : 1 und 1 : 2, besonders bevorzugt zwischen 3 : 1 und 1 : 1.

Das gewichtsbezogene Verhältnis zwischen den Alkoxy-substituierten Aromaten (I) und Schwefelsäure liegt bevorzugt zwischen 5 : 1 und 1 : 1, besonders bevorzugt zwischen 3 : 1 und 2 : 1.

Die Reaktionstemperatur liegt vorteilhafterweise zwischen 0 und 100°C, bevorzugt zwischen 20 und 80°C und insbesonders bevorzugt zwischen 30 und 50°C. Die

Reaktionszeit liegt vorteilhafterweise zwischen 10 und 300 min, bevorzugt zwischen 30 und 120 min und insbesonders bevorzugt zwischen 40 und 90 min.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von Alkoxy- substituierten 1-Indanonen durch Oxidation von Verbindungen der Formel (H) und die Verwendung neuer Alkoxy-substituierter 1-Indanone zur Herstellung von pharmazeutischen oder agrochemischen Wirkstoffen sowie zur Herstellung von UV- Filtem.

Folgendes Schema kann das Verfahren zur Herstellung der Alkoxy-substituierten 1- Indanone der Formel (III) verdeutlichen : wobei R'bis R4 die oben genannte Bedeutung haben.

Generell kann diese Oxidation in Benzylstellung nach literaturbekannten Verfahren erfolgen.

Bevorzugt wird die Oxidation mit Sauerstoff durchgeführt, wobei der Sauerstoff auch mit anderen Gasen verdünnt sein kann. Vorteilhaft ist die Verdünnung mit Inert- gasen, besonders vorteilhaft ist die Oxidation mit Luft.

Die Umsetzung kann unter erhöhtem Druck erfolgen. Typischerweise erfolgt die Reaktion bei Drücken im Bereich von 1 bis 50 bar abs.

Diese Oxidation kann insbesondere in Gegenwart von Verbindungen der Metalle Mangan, Eisen, Kobalt, Chrom, Nickel oder Kupfer durchgeführt werden. Bevorzugt sind Halogenide, Nitrate, Sulfate, Oxide, Acetate oder Wolframate der genannten Metalle. Weiterhin können die genannten Metalle als Komplexe mit Chelatbildnern wie z. B. Acetylacetonate, Phthalocyaninen, Porphyrinen, Azaporphyrinen eingesetzt werden. Die Metallverbindungen können als solche oder auch auf Trägern verwendet werden. Weiterhin können die genannten Katalysatoren einzeln oder in Mischungen eingesetzt werden.

Bevorzugte Metalle sind Nickel, Kobalt und Kupfer. Bevorzugte Metallverbindungen sind die Halogenide, Sulfate, Acetate und Acetylacetonate. Besonders bevorzugte Metallverbindungen sind Co-(II)-acetat, Co-(II)-acetylacetonat, Co-(m)-acetyl-ace- tonat, Ni- (II)-acetat und Ni- (II)-acetylacetonat.

Die Einsatzmenge der Metallverbindung kann in weiten Bereichen variiert werden und beträgt üblicherweise zwischen 0,00001 und 15 mol%, bevorzugt 0,25 bis 10 mol%.

Diese Oxidation kann ebenfalls in Gegenwart von N-Hydroxy-imiden durchgeführt werden. Bevorzugte N-Hydroxy-imide sind N-Hydroxy-succinimid, N-Hydroxy- maleinimid und N-Hydroxy-phthalimid, besonders bevorzugt ist N-Hydroxy- phthalimid. Die Einsatzmenge der N-Hydroxy-imide kann in weiten Bereichen variiert werden und beträgt üblicherweise zwischen 0,001 und 15 mol%, bevorzugt 1 bis 10 mol%.

Ebenfalls vorteilhaft ist die Durchführung der Oxidation in Gegenwart einer Ver- bindung der oben genannten Metalle und einem N-Hydroxy-imid, bevorzugt einer Ni- (II)-, Co- (II)- oder Co (I (I)-Verbindung und N-Hydroxy-phthalimid, wobei Co-(II)- acetat, Co- (II)-acetylacetonat, Co- (II)-acetylacetonat, Ni- (In-acetat und Ni- (In- acetylacetonat bevorzugt sind.

Die Reaktionstemperaturen liegen typischerweise bei 0 bis 200°C, bevorzugt bei 20 bis 120°C, besonders bevorzugt bei 30 bis 90°C.

Je nach Konsistenz von Edukten oder Produkten kann ein organisches Verdünnungs- mittel verwendet werden. Als Verdünnungsmittel können beispielsweise Kohlen- wasserstoffe, Ether, Alkohole, Alkyl-oder Arylnitrile sowie organische Säuren ver- wendet werden. Besonders geeignet sind niedere Alkohole wie beispielsweise Methanol, Ethanol oder i-Propanol, niedere organische Säuren wie beispielsweise Essigsäure sowie Alkyl-oder Arylnitrile wie beispielsweise Acetonitril oder Benzo- nitril.

Weiterhin kann die Oxidation unter den Bedingungen der Phasentransfer-Katalyse durchgefiihrt werden, indem man zu den nicht mit Wasser mischbaren Alkoxy- substituierten Indanen die oben genannten Metallsalze als wässrige Lösung unter Zugabe eines Phasentransfer-Katalysators zusetzt. Dabei können die Alkoxy- substituierten Indane allein oder in einem Lösungsmittel zum Einsatz kommen.

Vorteilhaft lässt sich die Reaktion z. B. in Benzonitril als organische Phase sowie einer Lösung von Co- (11)-chlorid, Cu- (II)-nitrat und Tetrabutylammoniumbromid als wässrige Phase durchführen.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind neue Alkoxy-substituierte 1-Indanone der Formel (fiv) sowie deren Herstellung nach dem oben beschriebenen Verfahren.

wobei Rl, R2 und R3 die oben genannte Bedeutung haben.

Bevorzugte Alkoxy-substituierte 1-Indanone sind :

Folgende Beispiele können die Erfindung erläutern : Beispiele Beispiel 1 : 3, 3, 6-Trimethyl-5-methoxy-indan bzw. 3, 3, 4-Trimethyl-5-methoxy-indan 300 g Schwefelsäure (85 gew. -% ig) werden unter Rühren vorgelegt und innerhalb von 50 min mit einem Gemisch aus 732 g o-Kresyl-methylether und 153 g Isopren versetzt. Dabei hält man die Temperatur durch Kühlen auf max. 30°C. Man rührt 20 min bei dieser Temperatur nach, gibt 400 g Wasser hinzu, trennt die Phasen und wäscht mit Natriumbicarbonat neutral. Nach Abdestillieren des überschüssigen o- Kresyl-methyl-ethers erhält man 300 g des Isomerengemischs (Verhältnis 3 : 1), was einer Ausbeute von 70 % der Theorie entspricht.

Die beiden Isomere werden an einer lm-Füllkörperkolonne destillativ getrennt und können einzeln zur Oxidation eingesetzt werden.

Beispiel 2 : 3 3, 6-TrimethYI-5-butoxy-indan bzw. 3, 3, 4-Trimethyl-5-butoxy-indan

Die Umsetzung erfolgt in Analogie zu Beispiel 1, wobei o-Kresyl-butylether einge- setzt wird. Die Ausbeute liegt bei 70 % der Theorie.

Herstellung von 2-Methyl-butoxy-benzol (o-Kresyl-butylether) 540 g (5,0 mol) o-Kresol, 500 g n-Butanol sowie 560 g (5,0 mol) 50 gew. -% ige Kali- lauge werden vorgelegt und am Rückfluss erhitzt, wobei das Wasser azeotrop entfernt wird. Anschließend dosiert man bei Rückfluss innerhalb von 2h 463 g (5,0 mol) n-Butylchlorid zu, wobei weiter Wasser ausgekreist wird. Man rührt nach Dosierung noch weitere 2h, kühlt auf 80°C ab, hydrolysiert mit 800 g Wasser und stellt mit 50 gew. -% iger Schwefelsäure auf pH 4 ein. Die Phasen werden bei 70°C getrennt. Nach Destillation erhält man 794 g Produkt mit einer Reinheit von 94 %.

Ausbeute : 90 % der Theorie.

Beispiel 3 : 3, 3, 6-Trimethyl-5-butoxy-indan-1-on

100 g 3,3, 6-Trimethyl-5-butoxy-indan werden in 400g Essigsäure gelöst und mit 1 g Co-II-acetat versetzt. Man erhitzt unter Rühren auf 40°C und leitet durch diese Lösung 10 Stunden Sauerstoff. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur gibt man 500 g Wasser und 500 g Methyl-tert. -butylether hinzu. Nach Phasentrennung wäscht man die organische Phase nochmals mit 200 g Wasser nach und destilliert an einer 30 cm- Füllkörperkolonne. Man erhält 80 g 3,3, 6-Trimethyl-5-butoxy-indan-1-on, was einer Ausbeute von 75 % d. Th. entspricht. Die Verbindung läßt sich aus Heptan umkristal- lisieren und man erhält einen weißen Feststoff, Schmelzpunkt : 59°C.

Beispiel 4 : 3,3, 4-Trimethyl-5-butoxy-indan-1-on Die Umsetzung erfolgt in Analogie zu Beispiel 3, wobei 3,3, 4-Trimethyl-5-butoxy- indan eingesetzt wird. Die Ausbeute liegt bei 70 % der Theorie.