170374. lajstromszámú szabadalom • Eljárás pinánszármazékok előállítására

170374 3 • 4 kinidin alkaloidok esetében, fiziológiailag is aggályos lehet. Az optikailag aktív természetes anyagoknak további hátránya, hogy, mint például a borkősav, a természetben csak az egyik optikailag aktív alakban fordulnak elő, és ezért segítségükkel technikailag végrehajtott rezolválással csak az egyik enantiomer alak nyerhető ki. Ezért már sokszor megkísérelték eddig is az optikailag aktív természetes anyagok kémiai módosítását, és a származékok felhasználását rezolválásra. Ilyen termékek például borkősavból a dibenzoil-borkősav vagy diacetil-borkősav, kámforból a kámforszulfonsav vagy brómkámforszulfonsav, glutaminsavból a piroglutaminsav, mentőiből a mentoxiecetsav vagy mentilamin és abietinsavból a dehidroabietilamin. Azonban sok esetben még ezek a tágabb lehetőségek sem elegendők a rezolválás gazdaságos végrehajtására. Ez annál inkább így van, mert részben ezekhez a vegyületekhez is nehéz hozzáférni, azonkívül alkalmazhatóságuk korlátozott. Találmányunknak az a célja, hogy olyan jobban hozzáférhető, optikailag aktív vegyületeket bocsássunk a technika rendelkezésére, amelyek funkciós csoportjaik könnyű módosíthatósága következétben a rezolválás további lehetőségeit nyitják meg. Azt találtuk, hogy I általános képletű pinánszármazékokat kapunk, ha a-pinént (IIA, illetve IIB képlet) 65—140'C -on és magasabb nyomáson ródiumkarbonilkomplexek jelenlétében szénmonoxiddal és hidrogénnel 3-formü-pinánná (I általános képlet, X jelentése formilcsoport) alakítjuk át, majd azt adott esetben ismert módon átalakítjuk más olyan I általános képletű vegyületté, amelynek képletében X a már megadott jelentésű. Ez az eljárás azért figyelemreméltó, mert az a-pinén alakilag hasonló hidroformilezése kobaltkatalizátorok jelenlétében nem 3-formil-pinánt, hanem más, részben nehezen meghatározható reakciótermékeket szolgáltat [Ind. Eng. Chem., Prod. Res. Developm. 4, 283 (1965) és Chimie et Industrie 63, No. special 468 (1950)]. A találmány szerinti eljárásnak az a váratlan előnye, hogy az a-pinén váza csaknem teljesen megmarad. Ha például tiszta (+)-a-pinénből indulunk ki, akkor az egyéb melléktermékektől eltekintve, csaknem kizárólag (—)-3-formil-pinánt kapunk. Ugyanez érvényes a tiszta (—)-a-pinén reakciójára is, amely gyakorlatilag tiszta (+)-3-formil-pinánhoz vezet. Bár kémiai-technikai szempontból legelőnyösebb kiindulási vegyületként optikailag tiszta a-pinéneket alkalmazni, sokszor gazdaságosabb a kereskedelemben szokványos a-pinént használni, amely eredetétől függően az egyik antipódot 80—85%-ban tartalmazza. Meglepő módon a 3-formil-pinánnak az lb—Id képletű származékokká való átalakítása során sem változik gyakorlatilag a pinánkonfiguráció. A legtöbb ilyen származék, mindenekelőtt a 3-aminorhetilpinán és a 3-karboxi-pinán, sóik frakcionált kristályosításával nehézség nélkül tovább tisztítható. Az 1. és 2. ábrák a kiindulási anyagok és az eljárásban kapott termékek szterikus helyzetét szemléltetik. A III képletű 1S5S(—)-2-pinén ródium jelenlétében végzett hidroformilezésével IV képletű (+)-3-formilpinánt kapunk. A IVA képlet ezt az 1S2S3S5R konfigurációjú terméket ábrázolja. Az V képlettel ábrázol lR5R(+)-2-pinén hidroformilezése VI képletű formilpinánt szolgáltat. A VTA képlet ezt az 1R2R3S5R konfigurációjú terméket ábrázolja. A 3. ábrán látható, hogy a 3-formil-pinán szár-5 mazékai is racemizálódás vagy a pinánváz részleges átrendeződése nélkül nyerhetők ki. Az ábrákon feltünteti szisztematikus elnevezések, például ,,1S5S(-)-2-pinén'", Ernest L. Eliel['„Stereochemie der Kohlestoffverbindungen", Verlag Chemie, 1966] nómenkla-10 túrájának felelnek meg. A hidroformilezésre a szénmonoxidot és hidrogént rendszerint 1:0,5 és 1:2 közötti térfogatarányban alkalmazzuk, különösen jól bevált az 10,8 és 1:1,25 közötti télfogatarány. Ezt a szénmonoxidból és hid-15 rogénből álló gázkeveréket a szokásos módon, az a-pinénre vonatkoztatott legalább sztöchiometrikus mennyiségben, előnyösen azonban feleslegben, például 200 mól%-ig terjedhető feleslegben alkalmazzuk. A nyomás előnyösen 50—1200 atm, főképp 20 100-700 átm lehet. A reakciót 65 és 140 °C közötti hőmérsékleten hajtjuk végre. Különösen jó eredményeket érünk el 80-120 C°-on és legelőnyösebben 90-110 C°-on. Noha a katalitikusan hatásos ródiumkarbonil-25 komplex természetét pontosan nem ismerjük, feltehető, hogy itt olyan ródiumkarbonil vagy ródiumkarbonilhidrid van jelen, amelyben egy vagy több karbonilligandum egyenértékű ligandumokkal lehet helyettesítve. Ezért előzőleg kialakított ródium-karbonilból" 30 lehet kiindulni, vagy a katalizátort a reakció körülményei között, például ródium-kloridból, ródiumoxidból, ródium-kelátokból, ródiumsókból zsírsavakkal és dimer ródium-karbonil-kloridból in situ lehet előállítani. Ródiumacil-komplexeket vagy olyan ró-35 diumkarbonil-komplexeket is alkalmazhatunk, amelyek aminokkal vagy előnyösen tercier szerves foszfinekkel, előnyösen legfeljebb 20 szénatomos alkilcsoporttal szubsztituált foszfinekkel vagy adott esetben 1—4 szénatomos alkil- vagy alkoxicsoportokkal 40 szubsztituált fenilcsoporotokkal vannak módosítva. Különösen bevált az a módszer, amelyben ródiumolefin-komplexekből, illetve ródiumdiolefin-kpmplexekből indulunk ki. Különösen előnyösek a ciklookta-1,5-dién- és a ciklohexa-1,5-dién-komplexek. 45 A ródiumkarbonil-komplexeket előnyösen 2-pinénre vonatkoztatott 5—5000 ppm, különösen előnyösen 15—400 ppm, fémként számított koncentrációban alkalmazzuk. A használt ródiumkomplex menynyisége attól függ, hogy a reakciót milyen sebességgel 50 kívánjuk végrehajtani; ezt néhány kísérlettel állapíthatjuk meg. Magától értetődik, hogy a drága ródiumból csak annyit használunk, amennyi az eljárás sikeres végrehajtására szükséges. A reakciót külön oldószer alkalmazása nélkül hajt-55 hatjuk végre. Ebben az esetben oldószerként maguk a vegyületek szolgálnak. Előnyös azonban, ha oldószereket, például 40—160 C° forráspontú telített szénhidrogéneket, például pentánt, izohexánt, n-heptánt, ciklohexánt, cüclooktánt, benzolt, toluolt vagy xilolt 60 használunk. Ezenkívül oldószerként még éterek, például tetrahidrofurán vagy dioxán, továbbá alkanolok, például etanol, metanol, vagy diolok, például glikol és propilénglikol is figyelembe vehetők. Oldószerként előnyösen szénhidrogéneket vagy étereket, különösen 65 telített szénhidrogéneket választunk. Az oldószer 2