PROCESS FOR THE PREPARATION OF P-SUBSTITUTED PHENYL PROPANOLS AND THEIR ESTERS AND OF P-SUBSTITUTED 3-PHENYL-2-METHYL PROPANALS

Abstract: 1. A process for the preparation of p-substituted phenylpropanols and esters thereof of the general formula I see diagramm : EP0032576,P5,F2 where R**1 is alkyl of 3 to 10 carbon atoms or cycloalkyl of 5 to 7 carbon atoms, R**2 is H or alkyl of 1 to 4 carbon atoms, and X is hydrogen or acyl of 2 to 10 carbon atoms, wherein phenylpropanols and esters thereof of the general formula II see diagramm : EP0032576,P5,F3 are reacted in the presence of Lewis acids with a halide of the formula R**1-hal where hal is CI, Br or J, or the olefin that can be derived by elimination of H-hal from the halide of the formula III.

Description: Verfahren zur Herstellung von p-substituierten Phenylpropanolen und deren Estern sowie von p-substituierten 3-Phenyl2-methyl-propanolen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von in p-Stellung substituierten Phenylpropanolen bzw. deren Estern der allgemeinen Formel I EMI1.1 in der R1 einen Alkylrest mit 3 bis 10 C-Atomen oder ei nen Cycloalkylrest mit 5 bis 7 C-Atomen, R2 H oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen und X ?jtasserstoff oder einen Acylrest mit 2 bis 10 C-Atomen bedeuten, durch Umsetzen von Phenylpropanolen bzw. Estern von Phenylpro panolen mit Olefinen oder Alkylhalogeniden in Gegenwart von bestimmten Friedel-Crafts-Katalysatoren sowie ein Ver fahren zur Herstellung der als Riechstoffe interessanten p-substituierten 3-Phenyl-2-methyl-propanole ausgehend von Benzaldehyd über die Phenylpropanole der Formel I. Die Bedeutung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass man aus einfachen Phenylpropanolen bzw. de ren Estern durch Umsetzung mit den entsprechenden Ole finen bzw. Alkylhalogeniden auf leichte und bequeme Wei se zu in p-Stellung substituierten Phenylpropanolen bzw. deren Estern gelangt, die als Derivate des bekannten Riechstoffes Hydrozimtalkohol (3-Phenyl-propan-l-ol) als Geruchsstoffe von Interesse sind. Diese substituier ten Phenylpropanole können nach bekannten Methoden durch Dehydrierung an Kupfer- oder Silberkatalysatoren bzw. durch Oxidation mit Chrom-IV-Verbindungen (vgl. Houben -Weyl "Methoden der organischen Chemie", Band 7/1, S. 160ff, S. 171 f) in die entsprechenden Aldehyde über Sr/BL J rührt werden. Unter diesen Aldehyden gibt es einige Vertrester, wie den Cyclamenaldehyd (3-p-Isopropylphenyl-2- -methyl-propanal) oder das Lilial (3-P-Tertiärbutylphenyl- -2-methyl-propanal), die bekannte und gleichzeitig sehr gesuchte Riechstoffe sind. Die Synthese dieser beiden Substanzen erfolgte bisher aus den technisch relativ schwer zugänglichen substituierten Benzaldehyden, p-Isopropyl- bzw. p-Tertiär-butyl-benzaldehyd, die durch Aldolkondensation mit Propionaldehyd und anschliessender relativ schwierig durchführbarer Partialhydrierung (vgl. US-PS.3 520 934, US-PS 3 520 935, US-PS 3 280 192, DE-AS 12 80 835) in die gewünschten Verbindungen überführt werden können. Demgegenüber ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren, dass man diese als Riechstoffe sehr interessanten substituierten Phenylpropanale aus dem ebenso kostengünstigen wie auch gut zugänglichen Benzaldehyd durch Umsetzung mit Propionaldehyd zum > -Methylzlmtaldehyd (3-Phenyl-2-methyl-prop-2-enal), Hydrierung zum > Me- thyl-dihydrozimtalkohol (3-Phenyl-2-methyl-propanol), erfindungsgemässer Alkylierung und anschliessender Dehydrierung des erhaltenen substituierten Phenylpropanals in guten Ausbeuten und aus billigen Grundprodukten erhalten kann. Alle angeführten Syntheseschritte sind technisch einfach und problemlos durchführbar. Es ist bekannt, dass Alkylaromaten durch Umsetzung von Aromaten mit Olefinen oder Alkylhalogeniden (G. Olah "Friedel-Crafts and Related Reactions", Band II, S. 3ff, S. 417ff) in Gegenwart von stark sauren Katalysatoren, wie z.B. Schwefelsäure, Phosphorsäure erhalten werden können. So führt beispielsweise die Umsetzung von o- luol mit Isobutylen in guter Ausbeute zum p-tert.-Bu- ktyl-toluol. Setzt man statt Toluol Aromaten mit längeren Alkylketten wie Äthylbenzol oder Propylbenzol ein, so verläuft die Umsetzung deutlich langsamer (R.N.Volker und S.V.Zavgorodnig, Dokl.Akad.Nauk S.S.S.R. 133, 843 (1960). Es wurde nun überraschend gefunden, dass auch Aromaten, die den eingangs definierten Rest -CH2-CHR2-CH20X 2 2 tragen, unter bestimmten Bedingungen glatt und in guten Ausbeuten mit Olefinen bzw. Alkylhalogeniden alkyliert werden können. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von in p-Stellung substituierten Phenylpropanolen und deren Estern der allgemeinen Formel I EMI3.1 in der R1 einen Alkylrest mit 3 bis 10 C-Atomen oder einen Cycloalkylrest mit 5 bis 7 C-Atomen, R2 H oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen-und X Wasserstoff oder einen Acylrest mit 2 bis 10 C-Atomen bedeuten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man Phenylpropanole oder deren Ester der allgemeinen Formel II EMI3.2 in Gegenwart von Lewis-Säuren mit einem Halogenid der Formel III R1 - Hal (III) in der Hal für C1, Br oder J steht, oder dem Olefin, das L 'durch Eliminierung von H-Hal aus dem Halogenid der For mel III abgeleitet werden kann, umsetzt. Als Ausgangsstoffe der Formel II kommen im wesentlichen die im folgenden genannten Phenylpropanole bzw. Phenyl propanolester in Betracht: 3-Phenyl-propanol, 3-Phenyl-2-methyl-propanol, 3-Phenyl -2-ethyl-propanol, 3-Phenyl-2-isopropyl-propanol, 3-Phe nyl-2-methyl-propylacetat, 3-Phenyl-2-methyl-propylpro pionat, 3-Phenyl-2-methyl-propylbutyrat und 3-Phenyl-2 -methyl-propylisobutyrat. Die Ausgangsprodukte sind bekannte Verbindungen, die technisch auf relativ einfache Weise durch Aldolkonden sation des gut zugänglichen Benzaldehyds mit dem entspre chenden aliphatischen Aldehyd, anschliessende Hydrierung der bei der Aldolkondensation gebildeten Phenylpropenale unter üblichen Bedingungen und ggf. Veresterung der Phenylpropanole nach bekannten Methoden erhalten werden können. Als Halogenide der Formel III können folgende Verbin dungen verwendet werden: n-Propylchlorid, Isopropylchlo rid, Isopropylbromid, n-Butylchlorid, sek.-Butylchlorid, Isobutylchlorid, t-Butylchlorid, Isoamylchlorid, t-Amyl chlorid, t-Amylbromid, Cyclopentylchlorid, Cyclohexyl chlorid und Cyclohexylbromid. Alternativ können anstelle der Halogenide folgende Olefine als Ausgangsstoffe eingesetzt werden: Propen, 2-Methyl-prop-l-en (Isobutylen), n-But-l-en, n-But -2-en, n-Pent-l-en, n-Pent-2-en, 2-Methyl-but-2-en, 2-Me thyl-but-l-en, 2,3-Dimethyl-but-2-en, n-Hex-l-en, n-Hept -l-en, Cyclopenten, Cyclohexen und Cyclohepten. 'Als Alkylierungkatalysatoren kommen Lewis-Säuren wie A1C13, AlBr3, TiC14, Zr C14, V C13, SnC14, ZnC12, FeC13, FeBr3, BF3, BF3 . CH3COOH oder BF3 . H3P04 in Betracht. Bevorzugt werden FeC13, FeBr3, BF3 und BF3-Additionsver bindungen. Die Lewis-Säuren verwendet man im allgemeinen in Mengen von 5 bis 200, vorzugsweise 25 bis 150 Gew.-%, bezogen auf die Ausgangsverbindung der Formel II. Die Umsetzung wird in der Regel bei Temperaturen zwischen 0 und 15000, vorzugsweise zwischen 10 und 1000C durchge führt. Es kann lösungsmittelfrei oder in Anwesenheit von Lösungsmitteln, die unter den Reaktionsbedingungen inert sind, gearbeitet werden. Als Lösungsmittel sind beispielsweise geeignet: 1,2-Dichlorethan, 1,2-Dichlorpropan, Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol, m-Di chlorbenzol, Cyclohexan, Nitrobenzol und Schwefelkoh Ienstoff. Zur Durchführung der Reaktion geht man im allgemeinen so vor, dass man die Ausgangsverbindung II bzw. deren Lösung in einem Lösungsmittel unter Kühlung mit der Lewis-Säure versetzt, das erhaltene Gemisch auf die Reaktionstemperatur erhitzt und hierein bei Reaktions temperatur das Halogenid der Formel III oder das entspre chende Olefin langsam einträgt. Die Aufarbeitung des Reak tionsgemisches erfolgt auf übliche Weise durch Eintragen in Wasser und destillative Aufarbeitung der organischen Phase. Die Phenylpropanole der Formel I können nach dem erfin dungsgemässen Verfahren entweder direkt oder aus den 'entsprechenden' Estern hergestellt werden. Zur Herstellung der Phenylpropanole der Formel I aus den entsprechenden Estern wendet man mit Vorteil die Methode der Umesterung mit einem niederen Alkanol wie Methanol oder Ethanol an. Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens gelingt es, die Phenylpropanole bzw. -propanolester der Formel I auf technisch einfache Weise und mit guten Ausbeuten aus gut zugänglichen Ausgangsstoffen herzustellen. Die hergestellten Verbindungen sind selbst als Riechstoffe interessant und ausserdem Schlüsselprodukte für die Herstellung von begehrten Riechstoffen (siehe US-PS 1 844 013; US-PS 2 976 321; US-PS 3 280 192; US-PS 3 520 934; US-PS 3 520 935 und DE-AS 12 80 835) sowie von Pflanzenschutzmitteln (siehe DE-OS 26 56 747). Besondere Bedeutung hat das erfindungsgemässe Verfahren im Rahmen der Gesamtsynthese der wichtigen Riechstoffe IV EMI6.1 darunter vor allem des Lilial (Rx = tert.-Butyl). Man nimmt diese Synthese in der Weise vor, dass man - Benzaldehyd in an sich bekannter Weise durch Aldolkon densation mit n-Propanal in 2-Methyl-3-phenyl-2-pro penal überführt, - das erhaltene 2-Methyl-3-phenyl-2-propenal in an sich bekannter Weise zu 2-Methyl-3-phenyl-propanol hydriert, - dieses gegebenenfalls in an sich bekannter Weise verestert, - das erhaltene 2-Methyl-3-phenyl-propanol bzw. dessen Ester gemäss Anspruch 1 alkyliert und die erhaltenen Phenylpropanole der Formel I in an sich bekannter Weise in die entsprechenden Aldehyde der Formel IV überführt. Beispiel 1 103 g 3-Phenyl-2-methyl-propylacetat wurden in 350 g Cyclohexan gelöst, wonach diese Lösung unter Kühlung mit 81 g wasserfreiem Eisen-III-chlorid versetzt und anschlie ssend auf 700C erhitzt wurde. Bei dieser Temperatur wurden in die Reaktionsmischung unter starkem Rühren 40 g Isobutylen eingeleitet. Anschliessend liess man das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abkühlen, rührte mit 500 g Wasser aus, filtrierte und arbeitete die organische Phase des erhaltenen Filtrats destillativ auf. Man erhielt 112 g 3-p-tert. -Butylphenyl-2-methyl-propylacetat vom Siedepunkt Kp = 1100C/0,1 mbar. Die-Ausbeute betrug 84 %, bezogen auf eingesetztes 3-Phenyl-2-methyl-propylacetat. Beispiel 2 Eine Lösung von 75 g 3-Phenyl-2-methyl-propanol in 350 g 1,2-Dichlorethan wurde unter Kühlung mit 89 g wasserfreiem Eisen-III-chlorid versetzt und anschliessend auf 500C erwärmt. Bei 500C wurden innerhalb einer Stunde 70 g tert.-Butylchlorid zugetropft. Anschliessend liess man das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abkühlen, rührte es mit 500 g Wasser aus, filtrierte und arbeitete die organische Phase des Filtrates destillativ auf. Diese Destillation führte zu 88,5 g 3-p-tert.-butylphenyl-2 -methylpropanol vom Kp = 135 C/3 mbar. Die Ausbeute betrug 86 %, bezogen auf eingesetztes 3-Phenyl-2-methyl-propanol. Beispiel 3 Zu einer Lösung von 99 g 3-Phenyl-2-methyl-propylacetat in 200 g 1,2-Dichlorethan wurden unter Kühlung 20 ml BF3.H3P04 (Additionsprodukt von -Phosphorsäure an Bortrifluorid) zugegeben. In dieses Gemisch wurden sodann unter intensivem Rühren bei 600C 31 g Isobutylen eingeleitet. Anschliessend wurde das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und nacheinander mit 200 ml 10 gew.%iger Natronlauge und mit 200 ml Wasser gewaschen. Die organische Phase des Reaktionsaustrages wurde danach destillativ aufgearbeitet. Man erhielt 37,6 g nichtumgesetztes 3-Phenyl-2-methyl-propylacetat vom Kp. = 7700 l 0,12 mbar zurück und 70,6 Teile 3-p-tert.-Butyl-2-methyl-propylace 0 tat vom Kp = 110 0/0,1 mbar. Der Umsatz betrug 62 %, die Ausbeute 89 %, bezogen auf nichtumgesetztes 3-Phenyl-2 -methyl-propylacetat. Beispiel 4 Zu einer Lösung von 97 g 3-Phenyl-2-methyl-propylacetat in 350 g 1,2-Dichlorethan wurden unter Kühlung 89 g wasserfreies Eisen-III-chlorid zugefügt. Bei 7000 wurden innerhalb einer Stunde 57,5 g Cyclohexen zu der Reaktionsmischung zugetropft. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wurde das Reaktionsprodukt mit 500 g Wasser gewaschen und filtriert. Die organische Phase des Filtrates wurde sodann destillativ gereinigt. Man erhielt 105 g 3-p-Cyclohexylphenyl-2-methyl-propylacetat vom Kp = 1500C/0,3 mbar. Die Ausbeute betrug 76 %, bezogen auf 3-Phenyl-2-methyl-propylacetat. Beispiel 5 Auf die in Beispiel 4 beschriebene Weise, jedoch anstelle des Cyclohexens mit 47,7 g Cyclopenten, wurde das 3-p-Cyclopentylphenyl-2-methyl-propylacetat vom Kp = 1380C/0,01 mbar hergestellt. Hierbei betrug die Ausbeute 74 %, bezogen auf 3 -Phenyl-2-methyl-propylacetat. Beispiel 6 -Zu einer Lösung von 316,7 g 3-Phenyl-2-methyl-propyl propionat in 900 g 1,2-Dichlorethan wurden unter Kühlung 274 g wasserfreies Eisen-III-chlorid gegeben. In diese Mischung wurden bei 700C unter intensivem Rühren innerhalb von 2 Stunden 95 g Isobutylen eingeleitet. Anschliessend wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und mit 1000 g Wasser ausgerührt. Das Reaktionsgemisch wurde dann filtriert und die organische Phase des Filtrates durch Destillation gereinigt. Man erhielt 340 g 3-p-tert.-Butylphenyl-2 -methyl-propylpropionat vom Kp = 1030C/0,01 mbar. Die Ausbeute betrug 84 %, bezogen auf 3-Phenyl-2-methyl-propyl propionat. Beispiel 7 Eine Lösung von 179 g 3-Phenyl-2-methyl-propyl-isobutyrat in 550 g 1,2-Dichlorethan wurde unter Kühlung mit 144 g 0 wasserfreiem Eisen-III-chlorid versetzt. Bei 70 C wurden innerhalb einer Stunde 51 g Isobutylen in die Reaktionsmi schung eingeleitet. Anschliessend liess man auf Raumtempera tur abkühlen, führte das Reaktionsprodukt mit 500 g Wasser aus, filtrierte und arbeitete die organische Phase des Filtrates destillativ auf. Man erhielt 192,5 g 3-p-tert. -Butylphenyl-2-methyl-propylisobutyrat vom Kp = 119 C/O,1 mbar. Die Ausbeute betrug 86 %, bezogen auf 3-Phenyl-2-methyl-propylisobutyrat. Beispiel 8 546 g p-tert.-Butylphenyl-2-methyl-propylacetat wurden mit 160 g Methanol und 1 g Natriummethylat versetzt und zum Sieden erhitzt. Der dabei entstehende Essigsäuremethylester wurde über eine 50 cm-Kolonne abdestilliert. Nach beendeter Reaktion (ca. 3 Stunden) wurde der Kolbenrückstand abgekühlt, in ca. 500 ml Diethyläther aufgenommen und mit Wasser neutral gewaschen. Das Lösungsmittel wurde anschliessend abdestilliert und das Reaktionsprodukt einer fraktionierten Destillation unterworfen, Kp = 13500/4 mbar. Die Ausbeute an p-tert.-Butylphenyl-2-methyl -propanol betrug 93 % der Theorie.

Claims: Fatentans prucne 1. Verfahren zur Herstellung von in p-Stellung substi tuierten Phenylpropanolen und deren Estern der all gemeinen Formel I EMI11.1 in der R1 einen Alkylrest mit 3 bis 10 C-Atomen oder einen Cycloalkylrest mit 5 bis 7 C-Atomen, R2 H oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen und X Wasserstoff oder einen Acylrest mit 2 bis 10 C-Atomen bedeuten, dadurch gekennzeichnet, dass man Phenylpropanole und deren Ester der allgemeinen Formel II EMI11.2 in Gegenwart von Lewis-Säuren mit einem Halogenid der Formel R1 ¯ Hal (III) in der Hal für C1, Br oder J steht,oder dem Olefin, das durch Eliminierung von H-Hal aus dem Halogenid der Formel III abgeleitet werden kann, umsetzt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lewis-Säure Eisen-III-chlorid, Bortri fluorid oder Additionsverbindungen des Bortrifluorids einsetzt. t3. Verfahren zur'Herstellung von Duftstoffen der all gemeinen Formel IV EMI12.1 dadurch gekennzeichnet, dass man - Benzaldehyd in an sich bekannter Weise durch Aldolkondensation mit n-Propanal in 2-Methyl -3-phenyl-2-propenal überführt, - das erhaltene 2-Methyl-3-phenyl-2-propenal in an sich bekannter Weise zu 2-Methyl-3-phe nyl-propanol hydriert, - dieses ggf. in an sich bekannter Weise ver estert, das erhaltene 2-Methyl-3-phenyl-propanol bzw. dessen Ester gemäss Anspruch 1 alkyliert und - die erhaltenen Phenylpropanole der Formel I in an sich bekannter Weise in die entsprechen den Aldehyde der Formel IV überführt.

Inventors: GOETZ, NORBERT, DR., HOFFMANN, WERNER, DR.
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: C07C33
IPC codes: C07C29, C07C47, C11B9