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"Produits d'oxydation et de substitution de furanne et méthode de leur prépara- tion et hydrolyse.
L'invention concerne une méthode de préparation des 2,5-diacyloxy- 2,5- dihydrofurannes c.à.d. des composés ayan la formule:
EMI1.1
où R , R , R et R représentent de l'hydrogène, le radical d'alcoyle, d'aryle,
1 2 3 4 d'aralcoyle ou des radicaux hétérocycliques ou alicycliques, tandis que Ac dé- signe le radical d'acyle.
Ces composés, qui sont nouveaux, peuvent être hydrolysés, et don- nent alors des composés 1,4-dicarbonyles non saturés. Ils forment par consé- Tient une nouvelle matière première pour beaucoup de synthèses, étant donné que la plupart des composés 1,4-dicarbonyles non saturés sont très actifs.
Selon l'invention, les 2,5-diacyloxy-2,5-dihydrofurannes sont
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préparés en traitant des furannes ou un de leurs dérivés par de l'halogène,un. acide organique et un agent fixant les acides ; dernier sera par exemple un sel d'acide organique. Le processus se passe par l'intermédiaire d'un 2,5-diha- logène-2,5-dihydrofuranne qui est très instable et qui, en conditions normales, donne lieu à une réaction immédiate.
La réaction peut s'explicuerainsi:
EMI2.1
De cette manière, on obtient facilement le composé désiré, et la plupart du temps avec des rendements convenables.
Les furannes ou les composés de furannes dans lesquels des subs- tituants très électro-négatifs se trouvent dans la position [alpha] (par exemple les groupes carboxyl, les groupes nitro ou le brome) ne sont pas capables de réagir comme il est prévu par l'invention. De même, les furannes dans lesquels un ou deux groupes carbonyl se trouvent dans la position [alpha], ne sont pas non plus capables de réagir ou ne réagissent qu'avec difficulté. Cependant, dans le cas de composés de ce genre, ou dans le cas de furannes dans lesquels les posi- tions [alpha] se trouvent occupées par un carboxyl, on réussit souvent à les fai- re réagir en modifiant convenablement lesdits groupes, par exemple en les trans- formant en acétal-s ou esters correspondants.
A titre de produits nouveaux, l'invention couvre aussi les pro- duits obtenus par la méthode déjà décrite. D'une manière analogue à la méthode
EMI2.2
décrite, on peut préparer les 2,5-dia.lcoxy-Qiâydrofura.nnes et des composés de 2, 5-dialcoxy-2,5-dihydrofura.nnes.
On a proposé (Meinel Ann. 516, 1955) de produire certains compo- sés de 4,5-dialcoxy-4,5-dihydrofurannes, à savoir l'alcool de 4,5-diméthoxy-4,5
EMI2.3
-dihydrofurfuryle et le diméthylacétal du 4,5-àiaéthoxy-4,5-dihydrofurfural en traitant une combinaison, l'alcool de furfuryle ou le diméthylacétal de fur- fural respectivement, par de l'halogène ou par un corps contenant de l'halogène
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actif. Dans le cas du diméthylacétal de furfural, on procédait, :en plus, en présence du carbonate de calcium. Cependant, il a été constaté que la réaction ne conduit pas aux produits désirés, vu que l'addition, dans les conditions nommées, ne se porte pas aux positions 4 et 5, en supprimant la liaison double entre ces deux atomes de carbone.
Par contre, il est apparu, dans les recherches qui sont à la base de cette invention, que la réaction avec des composés de furanne, dans les con- ditions nommées, s'effectue par une addition aux positions 1 et 4. Il se forme ainsi des dihydrofurannes substitués en 2,5 avec la liaison double restante en position 5,4. Les composés ainsi formés sont normalement très actifs et for- ment des produits intermédiaires importants pour la. préparation d'autres com- binaisons qu'on n'a pu réaliser jusqu'ici dans l'industrie ou qui ont été diffi- ciles à obtenir. Les composés formés peuvent encore servir eux-mêmes comme mati- ères odoriférantes.
En conséquence, l'invention concerne un procédé de préparation des composés des 2,5-dialcoxy-?,5-dihydrofurannes. Il consiste en un, traitement de furannes ou de composés de furannes par de l'halogène ou par des corps con- tenant de l'halogène actif et par un alcool et un agent capable de fixer les combinaisons hydro-halogéniques.
La réaction peut s'exprimer par la formule suivante:
EMI3.1
où R , R , R , et R sont de l'hydrogène, le radical d'alcoyle, d'aryle, d'aral-
1 2 3 4 coyle ou des radicaux alicycliques ou hétérocycliques tandis que Hl indique de l'halogène et R OH un alcool. En employant des agents fixant les hydrohalogé-
5
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nures sans formation d'eau, ou des agents qui se comportent en phase spéciale, il sera souvent difficile d'éviter des réactions secondaires, comme par exemple la transposition du dihydrofuranne.
Par un procédé spécial suivant la présente invention,on emploie comme agent fixant les hydrohalogénures une combinaison qui agit avec les hydro- halogénures, sans formation d'eau, par exemple la pyridine ou l'acétate de potas- sium et qui en même temps est soluble dans l'alcool qui sert à la réaction. Il est possible ainsi de s'assurer que la réaction se passe universellement et avec un bon rendement. Dans ce cas, ainsi que dans le cas mentionné ci-dessus, les fu- rannes ou les composés des furannes dans lesquels des substituants très électro- négatifs se trouvent dans la position [alpha] (par exemple les groupes carboxyl, les groupes nitro ou le brome), ne sont pas capables de réagir comme prévu par l'invention.
Sililairement, les furannes dans lesquels un ou deux groupes carbo- nyl se trouvent dans la position [alpha] ne sont pas capables de réagir ou ne réagis- sent qu'avec difficulté. Cependant, dans le cas des composés de ce genre ou dans le cas des furannes dans lesquels les positions [alpha] se trouvent occupées par du carboxyl, on réussit souvent à les faire réagir en modifiant convenablement les- dits groupes, par exemple par transformation en acétal-s ou esters correspondants.
Les produits préparés par les méthodes décrites en utilisant comme agent de réaction se retrouvant dans le produit final dans les positions 2 et 5,
EMI4.1
un acide ou un alcool ainsi que les 2,5-dihydrofurannes-2,5-bisubstituées de la formule
EMI4.2
(où R , R , R et R signifient de l'hydrogène, le tadical d'alcoyle, d'aryle,
125 4 d'aralcoyle ou des radicaux alicycliques ou hétérocycliques tandis que R et R
5 6 indiquent les mêmes radicaux ou le radical d'acyle) produits par d'autres métho- des dans la mesure où d'autres méthodes sont connues, peuvent être utilisés se- lon la présente invention pour préparer les combinaisons 1,4-dicarbonyles non
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saturées et leurs composés dérivés.
Conséquemment, l'invention comprend aussi un procédé pour prépa- rer les composés non saturés contenant du carbonyle aux positions 1 et 4. Ils ont la formule:
EMI5.1
où R , R , R et R signifient de l'hydrogène, le radical de l'alcoyle, d'aryle, 1 2 5 4 d'aralcoyle ou des radicaux alicycliques ou hétérocycliques ou encore des radi- caux des dérivés, par exemple celui d'un acétal ou d'un demi-acétal des combi- naàsons de carbonyle précitées. Comme exemple de combinaisons contenant du car- bonyle en positions 1 et 4, on peut nommer la dialdéhyde maléiRique où R , R ,
1 2 R et R sont de l'hydrogène.
3 4
De tels composés et leurs dérivés sont très actifs et forment des matières premières pour un grand nombre de synthèses qui, jusqu'à présent, n'ont pu s'effectuer dans l'industrie vu que la dialdéhyde maléi@@ique et d'au- tres combinaisons de carbonyle analogues ont été jusqu'ici difficiles à trou- ver.
Comme exemples d'application des composés 1,4- carbonyles non sa- turés, on peut nommer la préparation des dérivés de pyridazine par des réacti- ons d'addition avec l'hydrazine, la synthèse des polyéines comme les carotino- Ides par condensation d'aldol ou autrement, et encore la synthèse des dérivés de la tropanone, qui peuvent être transformés en alcaloides de tropa. Comme la plupart des composés 1,4-dicarbonyles non-.saturés sont instables, il est impor- tant qu'on puisse les obtenir par un procédé technique simple en partant de ma- tières premières qui sont stables.
L'invention envisagée concerne un tel procédé par lequel on peut produire des composés 1,4-dicarbonyles non saturés du type décrit, ou des com- posés de leurs dérivés p. ex. des acétals et demi-acétals. Elle consiste en un traitement de 2,5-dihydrofuranne-2,5 bisubstitué de la formule:
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EMI6.1
EMI6.2
( R , Re* Et et Et signifient' .. lybydrogène, le radical c1'!I1ooTle, d'l1'Iryle, à'a- 1X54 ralcoyle ou des radicaux alicycliquen ou hetéroq,yel1qu8S et R et R indiquent 6 6 les igue* radicaux ou celui 6'acyle) peur des corps hydrolysant., alcoollaants ou actllsantG tele que llezu, l'lcool, l'(er-el de l'acide (or- tho"zc{t1q:ue ou orthaaiiici<;ue), ce qui donne dee composes l,4-dtçl:
\rbonyl6- evec des chatuee ouvertes, es feLi-ectls ou des Loètels de la foi-met
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où R et R indiquent
le radical d'alcoyle. Après cette réaction, le;% acétals
7 8
EMI6.6
ou demi-ac6tala, s'ils sont forais, peuvent s'hydrolyoeer en donnant dee coiposée de carboiiyle.
Les réactions avec (les corps hydrolyvants,, alcooloente ou acéte- lisaatz sont I1nsloguee, com-ne on le voit auz exemples 8U1vantl5.
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nydolr8et ------ ### HO OR Il,. 0 -C Cor 6 Ru OR R 0 C - on Bol l 0 Z R R 1
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EMI7.1
On doit supposer que le produit intermédiaire, le bi-demi-acétal, se décompose aussitôt formé dans le milieu aqueux.
Alcoolyse.
EMI7.2
Le conrposé ferme (qui est-un demi-acétal la position 1 et un acétal ' la posi- tion 4) se décompose facilement, par hydrolyse,, en-combinaison de dicarbonyle.
Acétalyse.
EMI7.3
Le bi-acétal formé s''hydrolyse facilement en composé de carbonyle. L'hydrolyse s' effectue généralement en faisant bouillir le composé en question avec de l'eau ou avec,une solution aqueuse contenant un peu d'acide, ou d'une manière analogue.
On obtient ainsi une solution du composé désiré, qui peut servir directement à des préparations variées et d'où le composé même peut être isolé par épuisement à l'éther.
L'alcoolyse s'effectue normalement en échauffant le composé avec de l'alcool, en présence de traces d'acide chlorhydrique. On procène de même ou de manière analogue pour la transformation des éther-sels des acides prthoformi- ques, orthoacétiques et orthosiliciques. Si on désire convertir ces acétals et demi-acétals en composés de carbonyle, on le fait simplement par hydrolyse, mais
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il y a des cas où l'acétal ou le demi-acétal se laisse employer directement dans la préparation d'autres composés.
L'invention sera mieux comprise par les exemples non limitatifs suivants:
Exemple 1.
EMI8.1
Préparation du 2.5-diacétoxy-2.5-dihydrofuranne.
20 g d'acétate de potassium et 7,25 Cm3 de furanne sont dissous dans 100 cm3 d'acide acétique (cristallisable). On ajoute peu à peu, en 15 minu- tes, 5 cm de brome dissous dans 100cm3"d'acide acétique cristallisable à une température d'environ 10 C. Il se précipite du bromure de potassium qu'on sépare par filtration. La solution filtrée est distillée dans le vide. Le composé est une huile visqueuse, incolore qui bout nettement à environ 150 sous une pressi- on de 10mm de mercure. Rendement 13g correspondant à 70% du théorique.
Exemple 2.
EMI8.2
Préparation de l'acétate de 2.5-àiacétoxv-2,5-dihydrofurfural.
20 g d'acétate de potassium et 20 g de diacétate de furfural sont dissous dans 100 cm3d'acide acétique cristallisable. Le mélange est chauffé à 40 C et, à cette température, on y ajoute 5 cm3 de brome dissous dans 100 cm3 d'acide acétique cristallisable. On laisse le tout jusqu'au lendemain. Le bro- mure de potassium est séparé par filtration et l'acide acétique est distillé au vide. On ajoute au restant 200 cm d'éther pour faire précipiter l'acétate de potassium qui n'a pas agit. La solution éthérée est agitée avec une solution de soude, refroidie à 0 , et séchée avec du sulfate de sodium pulvérisé. L'éther est chassé par distillation et l'acétate du 2,5-diacétoxy-2,5-dihydrofurfural se montre sous l'aspect d'une huile très visqueuse qui ne se'laisse distiller sans destruction.
Rendement 11,8g correspondant à 37% du théorique.
Exemple 5.
56cm de furanne et 100 g d'acétate de potassium anhydre sont dis- sous dans 650 cm3d'alcool méthylique. On y ajoute, en agitant à une température
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de -7 , 25 cm3de brome dissous dans 500 cm3 d'alcool méthylique. Le tout se pas se en une heure. Le mélange est ensuite versé dans 1500 cm3 d'une solution satu- rée de chlorure de calcium et épuisé à l'éther, en employant environ 2 1 d'éther.
La fraction éthérée est séchée avec du carbonate de potasse anhydre et l'éther est chassé au bain-marié à travers une colonne de vigreux. Le restant est dis- tillé au vide. Sous une pression de 8mm de mercure et à une température de 50- 52 C, on distille 42 g d'un liquide incolore qui est le 2,5-diméthoxy-2,5-dihy- drofuranae. Le rendement est 65% du théorique. Le composé n'a pas été mentionné auparavant dans la littérature.
Exemple 4.
A 7,25cm3de furanne et 130 cm3d'alcool éthylique en présence de 20 g d'acétate de potasse, on ajoute une solution de 5 cm3de brome dans 100 cm3 d'alcool éthylique par le même procédé qu'indiqué à l'exemple précédent. On ob- tient ainsi 8,8 g du 2,5-diéthoxy-2,5-dihydrofuranne. Le rendement est de 56%.
Le composé, un liquide incolore, n'a pas été décrit auparavant dans la littéra- ture. Il distille à 65-70 sous une pression de 10 mm de mercure.
Exemple 5.
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On procède comme à l'exemple 2, mais en substituant cependant aux 20 g d'acétate de potasse, 16 g de pyridine. Rendement 8,3 g de 2,5-dialcoxy- 2,5-dihydrofuranne correspondant à 52% du théorique.
Exemple 6.
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7,25 cmde furanne, 20 g d'acétate de potasse et 130 cm3d'alcool n-propylique sont traités avec 5 cm3 de brome, dissous dans 100 cm3d'alcool n- propylique comme à l'exemple 5. On ajoute alors en refroidissant une solution de 4,6 g de sodium dans 150 cm3d'alcool propylique. L'alcool est chassé du mélange à travers une colonne de Widmer et le restant est dilué avef 200 cm3 d'éther, ce qui fait précipiter l'acétate de potasse. On filtre et chasse l'éther nu bain- marie. Le restant est distillé au vide. Sous la pression de 15mm de mercure et à
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une température de 101 à 103 C, on récupère 9 g du 2,5-di-n-propoxy-2,5-dihy- drofuranne, liquide incolore. Le rendement est de 48% du théorique. Le composé n'a pas été décrit auparavant dans la littérature.
Exemple 7.
La synthèse s'effectue comme à l'exemple 4 en employant l'alcool isopropylique au lieu de l'alcool n-propylique, et le brome est dissous dans 60 cm3de tétrachlorure de carbone au lieu de l'être dans l'alcool. A une tem- pérature de 81 à 86 et sous une pression de 9mm de mercure, on récupère 15 g du 2,5-diisopropoxy-2,5-dihydrofuranne qui est un liquide incolore. Rendement 81% du théorique. Le composé n'a pas été décrit auparavant dans la littérature.
Exemple 8.
Synthèse comme à l'exemple 6, mais l'alcool n-propylique est rem- placé par l'alcool n-butylique. On distille à une température de 128 et sous une pression de 15 mm de mercure, et on recueille 16 g du 2,5-di-n-butoxy-2,5- dihydrofuranne, sous forme de liquide incolore. Rendement 75% du théorique. Le composé n'a pas été décrit auparavant dans la. littérature.
Exemple 9.
Synthèse comme à l'exemple 6 en substituantà l'alcool n-propyli- que, de l'alcool isoamylique. On distille sous une pression de 0,6 mm de mercure on et à une température de 101 à 106 , et/obtient un, liquide incolore qui est du 2,5-diisoamyloxy-2,5-dihydrofuranne. Rendement 64% du théorique. Le composé n' a. pas été décrit auparavant dans la littérature.
Exemple 10.
On procède comme à l'exemple 5 en employant 45 cm3de sylvane au lieu de 36 cm3 de furanne. A la distillation finale, ob obtient un liquide in- colore qui est le 2,5-dimétxy-2,5-dihydrosylvane. Le composé n'a pa@ été dé- crit auparavant dans la littérature. Par hydrolyse, il peut se transformer en ss -acéthylacroléine.
Exemple 11.
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On procède comme à l'exemple 3 en employant 70 g d'acétate de furfuryle au lieu de 56 cm3 de furanne. A la distillation finale, sous la pres-
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sion de 8 mm de mercure et à la température de 112 à 114 C, on obtient 60,5 g
EMI11.1
d'un liquide incolore, le 25-dimétoxy-25-dikydrofurfuryleacéta.te. Rendement: 69% du théorique. Le composé n'a pas été décrit auparavant dans la littérature.
Par hydrolyse, il peut être transformé en 5-acétoxy-pentène-(2)-al-(1)-on(4).
Exemple 12.
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On procède comme à l'exemple 4, en employant 99 g de diacétate de furfural au lieu de 56 g de furanne. A la distillation finale, sous la pression de 1 mm de mercure et à la température de 122 à 126 , on recueille 105 g d'une huile incolore qui est le diacétate du 2,5-dimétoxy-2,5-dihydrofurfural. Le ren- dement est de 81% du théorique. Le composé n'a. pes été décrit auparavant dans
EMI11.2
la littérature, Par hydrolyse, il peut être transformé en penténe-(2)-diol-(1,5)- on-(4).
Exemple 13.
EMI11.3
Hydrolyse du 2,5-d.iacétox.y-2,5-dihydrofuranne.
EMI11.4
EMI11.5
un lait. oouliiir le 5-aiacetoxy-5-mryaroturanne en 4b secondes avec lb parties de n/100 H 80 Le liquide prend une couleur jaune pâle par suite de la
2 4. dialdéhyde maléique jaune, qu'on peut faire précipiter avec de la phénylhydra- zine. On obtient alors une bi-phénylhydrazine jaune avec un point de fusion à 171 C.
Exemple 14.
EMI11.6
Hydrolyse du la Aiai;étoxY-2 5-dih àrofurenne. ¯
EMI11.7
S'effectue exactement comme décrit à l'exemple 15.
Exemple 15.
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EMI11.8
Hydrolyse du 2,5-.éthox.y-2.5¯dihydrofuranne.
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EMI12.1
S'effectue exactement comme décrit à l'exemple 13.
Exemple 16.
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EMI12.2
Hydrolyse du 2,5-dirétoxtr-25-ddrolvane.
EMI12.3
On fait bouillir une partie du composé avec une parlée de n/100 H SOOn ajoute
2 4. le même volume d'une solution saturée de CaCl et on épuise à l'éther en employ-
2 ant 10 volumes d'éther. La solution éthérée est séchée avec du CaCl solide
2 et l'éther est chassé par distillation. Le reste est distillé dans le vide. La ss -acéthylacroléine formée distille à 65 sous la pression de 16 mm de mercure, et a l'aspect d'un liquide fort jaune. Si l'on ajoute de l'hydrazine à ce produit, il se forme aussitpt de la 3-méthylpyridazine qu'on peut isoler ordinairement.
Exemple 17.
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EMI12.4
Hydrolyse de l'acétate de 2.5-diméthoxy-2.5-furfuroyle.
EMI12.5
On ,fait bouillir une partie du composé pendant 2 minutes avec 15 parties de n/ ' 100 H SO . Le liquide se teinte en jaune par suite du composé 1,4-dicarbonyle.
2 4 Avec la semi-csrbazide, on obtient une mono-semi-carbazone de l'acétate.
Exemple 18.
EMI12.6
Eydrolyse du diacétate de 2,5-diméthoxy-2,5-dihyclrofurfura.l.
EMI12.7
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On fait bouillir une partie du composé pendant 10 minutes avec 40 parties de n/ 100 H SO . Le liquide se teinte en jaune par suite du composé de tricarbonyle.
2 4 Une addition de phénylhydrazine donne une bi-phénylhydrazone rouge avec un point de fusion à 155 C.
On a déjà proposé l'hydrolyse de la combinaison nommée nitroacéti- ne. ( Marquis. Annal. Chimie (8) 4, 196 (1905) ) et on a trouvé que par l'hydro- 1yse elle forme de la dia.ldéhyde maléique. Le point de fusion de la triphénylhy- drazone indiqué dans l'oeuvre citée ne correspond pas à celui trouvé dans la pré- paration ci-dessus (Exemple 13).
De plus, la nitroacétine n'a pas été reconnue cornue un 2,5-dibydro- furanne-2,5-bisubstitué.
Revendications.
EMI13.1
1. Procédé pour la préparation des 2,5-diacyloxy-2,5-dihydrofure.nnes, caractérisé par le traitement des furannes ou dérivés de furannes par de l'halo- gène, un acide organique et un agent fixant l'acide, ce dernier pouvant être, par exemple, un sel d'un acide organique.
2. A titre de produits nouveaux, les 2,5-diacyloxy-2,5-dihydrofurannes ayant la formule:
EMI13.2
EMI13.3
5 Procédé de préparation des composés des 2,5-,dialeoxy-2,5-dibydrofu- rannes, caractérisé par le traitement du furanne ou des composés de furanne avec/ de l'halogène actif, et avec un alcool et un agent capable de fixer les com- posés hydrohalogéniques.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.