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MONSANTO CHEMICAL COMPANY, résidant à St. LOUIS, Missouri (E.U.A.) .
PHENANTHRENE-2-ONES SUBSTITUEES ET LEURS PROCEDES DE PREPARATION.
La présente invention est relative à des phénanthrène-2-ones nouvelles et utiles. Elle se rapporte plus spécialement aux 8a-méthyl-
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-décabydrophénanthrèno-2-ones et à leurs procédés de préparation.
Les nouveaux composés de la présente invention, à savoir la 8a- méthyl- 10a(1)écabydrophénanthrène--one et la 1,8a-diméthyl- A > Oa -décahydrophénanthrène-2-one, peuvent être représentés par la formule structurelle
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dans laquelle R est de l'hydrogène ou un radical de méthyle.
Il sera évident aux spécialistes en ce domaine que les nouveaux composés de la présente invention contiennent trois atomes de carbone asymé- trique. Il en résulte que ces composés peuvent exister en huit fonces opti-
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quement actives ou quatre racémates, c'est-à-dire, des mélanges racémiques anti-trans. syn-trans. anti-cis. syn-cis d'isomères actifs optiquement dex- trogyres et lévogyres. Toutes ces formes des nouvelles phénanthrène-2-ones substituées sont visées comme faisant partie du cadre de la présente inven- tion.
Les notations "cis" et "trans", utilisées dans la description, indi- quent la configuration spatiale du groupe CH3 et du H, respectivement aux po- sitions 8a et 5a dans la formule de structure. Les notations "syn" et "anti", utilisées dans la description, ibdiquent la configuratim du H en position 4a dans la formule structurelle par rapport au substituant H en 5a. Il doit être compris que, là où aucune notation n'apparaît avec le nom des nouveaux composés, le nom doit être interprété dans son sens générique, c'est-à-dire comme représentant les isomères individuels dextrogyre (d) et levogyre (1) sous forme séparée, aussi bien que leurs mélanges racémiques, ou leurs mélan- ges racémiques isomères, ou le mélange total non dédoublé d'isomères.
Les nouveaux composés de la présente invention sont intéressants comme plastifiants pour le chlorure de polyvinyle.
Les isomères trans des nouvelles phénanthrène-2-ones substituées de la présente invention sont intéressants dans la préparation d'hormones stéraniques. Les isomères anti-trans sont particulièrement intéressants dans la préparation de dérivés stéraniques similaires à ceux trouvés dans la substance corticale surrénale.
Les nouveaux composés sont préparés en mettant en réaction une 8a-méthyl- # 6,9,10a(1)-octahydrophénanthrène-2-one de la formule structu- relle
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dans laquelle R a la même signification que ci-avant, avec un équivalent mo- laire d'hydrogène en présence de palladium. La réaction est avantageusement réalisée dans un milieu liquide, tel que, par exemple, un solvant organique inerte, incapable d'hydrogénation sous les conditions de réaction. Un mode différent et spécialement avantageux de réalisation de la réaction consiste à la mener dans un milieu fluide consistant en un alcoolate d'un métal alca- lin.
Comme signalé ci-avant, le catalyseur d'hydrogénation de la pré- sente invention est du palladium et celui-ci est supposé en une quantité suf- fisante pour catalyser la réaction. Dans le procédé de la présente invention, bien que du palladium métallique puisse être utilisé, il est préférable que le palladium soit réparti sur' un support convenable, tel que du charbon ac- tivé, de l'alumine, de la terre à diatomées, de la silice, du sulfate de ba- ryum, du carbonate de strontium, du carbonate de calcium, du carbonate de ma- gnésium, etc, et mis en suspension dans le milieu de réaction.
De telles masses catalytiques sont préparées par des méthodes bien connues ; exemple, une solution aqueuse d'un sel de palladium est uniformément répartie sur un support convenable, la masse étant alors séchée, puis chauffée pour dissocier le sel de palladium et ensuite chauffée pour réduire le résidu en l'oxyde de métal désiré, lequel oxyde est alors soumis à la gamme de températures de réac- tion prévue, dans une atmosphère d'hydrogène.
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Comme signalé ci-avant, l'hydrogénation est avantageusement menée dans un milieu liquide, comme, par exemple, en présence d'un solvant organi- que inerte incapable d'être hydrogéné. Des exemples de ces solvants sont le
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benzène, le toluène, le xylène, l'éthylbenzéne, le cyclohexane, les alkanes liquides, les alcools aliphatiques inférieurs, l'acétone, la butanone, etc.
Ou bien, et comme indiqué ci-avant, l'hydrogénation peut être réalisée dans un milieu fluide consistent en un alcoolate d'un métal alca- lin.
Par l'expression "un milieu fluide consistant en un alcoolate d'un métal alcalin", utilisée dans la description et les revendications, on entend comprendre des solutions anhydres de composés dérivant d'un alcool aliphatique en remplaçant l'hydrogène hydroxyle par un métal alcalin, aussi bien que des solutions d'alcools aliphatiques d'hydroxydes de métaux alca- lins. Le milieu fluide préféré est une solution aliphatique d'un hydroxyde de métal alcalin, de telles solutions étant préparées, soit en dissolvant un hydroxyde de métal alcalin sous forme solide dans l'alcool, soit en mé- langeant simplement l'alcool avec une solution aqueuse de l'hydroxyde de métal alcalin.
Les alcools préférés suivant la présenteinvention sont les alcools mis- cibles dans l'eau (qui, pour les buts de la présente invention,comprennent les
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alcools partiellement on légBrema'A miscibles dans l'eau.)tels que le méthanol, l' éthanol, le propanol,l'isopropanol,le butanol,l'isobutanol,l'alcool isoamy- lique,l'alcool hexylique, le cyclohexanol,les alcools aliphatiques alkoxysub- stitués :inférieurs, tels que 36 xyétbano7,le 2-é,oxyéthannl,le 2-butoéthanol, etc.
La réaction d'hydrogénation est habituellement réalisée à la pression atmosphérique, cependant, des pressions supérieures ou inférieures à la pression atmosphérique peuvent être employées. Bien que des températu- res de l'ordre de 0 C à 50 C conviennent particulièrement, des températures supérieures ou inférieures peuvent être employées. Le degré d'hydrogénation peut être facilement suivi en observant la diminution de pression dans le système dès que l'hydrogène est absorbé. L'hydrogénation est ordinairement et de préférence poursuivie jusqu'à ce que l'hydrogène ait été absorbé en une quantité correspondant à celle qui est théoriquement requise pour conver-
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tir le p 6'91a(1)-octahydrophénanthréne-2-one en A 6,IOa(I)-décahydro- phénanthrène-2-one.
Les exemples suivants illustrent les nouveaux procédés et produits de la présente invention.
Exemple I
Environ 50 parties en poids (sensiblement 0,087 mol.) de 1,8a-di-
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méthvl- A 6.9el0a(l)-octahydrophénanthrène-2-one non dédoublée sont mélan- gées dans un récipient de réaction convenable avec 200 parties en poids d'iso- butanol et environ 2,5 parties en poids d'un catalyseur charbon-palladium à la, (préparé en réduisant du chlorure de palladium dans une suspension alca- line de charbon activé). Pendant agitation, de l'hydrogène est envoyé dans le mélange à 25 -30 C et sensiblement à la pression atmosphérique.
Après absorption d'environ un équivalent molaire d'hydrogène, le catalyseur est en- levé par flltration. Le catalyseur est lavé avec de l'isobutanol chaud, et les liquides de lavage et le filtrat sont combinés, cette combinaison étant alors soumise à une distillation dans le vide. Lors de 1' enlevassent de l'i-
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sobutanol, on obtient un bon rendement de 1,8a-diméthyl- Â 6;IOa1)-décahy- drophénanthrène-2-one.
Exemple II
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Environ 10 parties en poids de dl-anti-tr 8a-diMétl2yl- ,/ 6,9,1a(1)-oetahydrophénanthrène-2-one (point de fusion : 72-730C) sont mélangées dans un récipient de réaction convenable avec environ 44 parties en poids de benzène et une partie en poids d'un catalyseur de carbonate de
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strontium-palladium à 2% (qui a été préalablement réduit). Pendant agita- tion, de l'hydrogène est envoyé dans le mélange à environ 25 C et à une pres- sion légèrement supérieure à la pression atmosphérique. Après absorption d'environ un équivalent molaire d'hydrogène, ce qui prend environ 1,2 heure, le catalyseur est séparé, par filtration, et le filtrat est soumis à une distillation dans le vide pour enlever le solvant.
On obtient un rendement d'environ 85% en poids d'un produit huileux pratiquement incolore identifié
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sous le nom dl-anti-trans-1. 8a-diméthyl- A ,10aI)-décabydrophénanthrène- 2-one.
Exemple III.
Environ 10 parties en poids de dl-anti-trans- 8a-méthyl # 6,9,
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10a(1) -octabydrophénanthrène-2-one (point de fusion : 76o-OoC) sont mélan- gées dans un récipient de réaction convenable avec environ 44 parties en poids de toluène et une partie en poids d'un catalyseur de carbonate de cal- cium-palladium à 2% (qui a été préalablement réduit). Pendant'agitation, de l'hydrogène est envoyé dans le mélange à environ 25 C et sensiblement à la pression atmosphérique. Après absorption d'environ.un équivalent molaire d'hydrogène, le catalyseur est enlevé par filtration et le filtrat est soumis à une distillation dans le vide pour enlever le solvant. On obtient un
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bon rendement de dl-an.ti trans-8a-methyl- -decabydrophena.nthrens- 2-one solide blanc.
Exemple IV.
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Environ 22,8 parties en poids de d-anti-trans-1. 8a-daéthyl- 6 6,9,10a(I)-octahydrophénanthrène 2-one (point de fusion : 42 -44 0) sont mélangées dans un récipient de réaction convenable avec environ 80 parties en poids d'isopropanol et environ 2,85 parties en poids d'un cata- lyseur de carbonate de strontium-palladium à 3% (qui a été préalablement réduit). Pendant agitation, de l'hydrogène est envoyé dans le mélange à environ 25 C et à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphé- rique, jusqu'à ce qu'environ un équivalent molaire d'hydrogène soit absorbé, ce qui prend environ 1.2 heure. Le catalyseur est séparé par filtration, et le filtrat est soumis à distillation dans le vide.
L'huile sensiblement
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incolore ainsi obtenue est identifiée sous le nom d-anti-trans-1.8a-diméthyl- 0 6,10a(1)écahydz,ophénanthrène-2-one, le rendement étant d'environ z en poids.
Exemple V.
Environ 22,8 parties en poids de 1-anti-trans-l. 8a-diméthvl-
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Z 6,9,10a(1)-octahydrophénanthrène-2-one (point de fusion : z à 44 C) sont mélangées dans un récipient de réaction convenable avec environ 80 par- ties en poids d'isopropanol et environ 2,85 parties en, poids d'un catalyseur de carbonate de strontium-palladium à 2% (qui a été préalablement réduit).
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Pendant agitation, de l'hydrogène est envoyé danslte mélange à environ: 250C et sensiblement à la pression atmosphérique, jusqu'à ce qu'environ un équi- valent molaire d'hydrogène soit absorbé, ce qui rend environ 1,2 heure. Le catalyseur est séparé par filtration, et le filtrat est soumis à une distil- lation dans le vide.
L'huile sensiblement incolore ainsi obtenue est identi-
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fiée comme étant de la 1-anti-trans-l. 8a-diméthyl- A - 1 -décahydro- phénanthrène-2-one, le rendement étant d'environ 83% en poids.
Exemple VI.
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Environ 20 parties en poids (sensiblement 0,087 mol. ) de 1,8adiméthyl- . 6,9,10a(1)-octabydrophéranthrène-2-one sont mélangées dans un récipient de réaction convenable avec environ 100 parties en poids d'alcool butylique secondaire, environ 16 parties en poids d'une solution à 2,5 % de butylate secondaire de sodium dans de l'alcool butylique secondaire, et en-
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viron 2,5 parties en poids d'un catalyseur de charbon-palladium à 10% (pré- paré en réduisant du chlorure de palladium dans une suspension alcaline de charbon activé). Pendant agitation, de l'hydrogène est envoyé dans le mé- lange à 25 -30 C.. Après absorption d'environ un équivalent molaire d'hydro- gène, le catalyseur est enlevé par filtration.
Le catalyseur est lavé avec de l'alcool butylique secondaire chaud, et les liquides de lavage et le fil- trat original sont combinés, laquelle combinaison est alors neutralisée avec de l'acide chlorhydrique dilué et est ensuite soumise à une distillation dans le video Le résidu est alors lavé avec plusieurs petites portions d'eau.
Les couches sont séparées et, lorsqu'on soumet le résidu organique à une distillation dans le vide, on obtient un rendement supérieur à 95% de 1,8
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diméthyl- A 6,IOa(1)-décahydrophénanthrène-2-oneo Exemple VII.
Environ 10 parties en poids de dl-anti-trans 1,8a-diméthyl Q 69,10a(1)octahydrophénanthréne-2-one -(point de fusion : 72 - 73 C) sont mélangées dans un récipient de réaction convenable avec environ 80 parties en poids d'éthanol à 95%, environ 2,0 parties en poids d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 5%, et environ une partie en poids d'un catalyseur de carbonate de strontium-palladium à 2% (qui a été préalablement réduit). Pendant agitation, de l'hydrogène est envoyé dans le mélange à environ 25 C et sensiblement à la pression atmosphérique.- Après absorption d'environ un équivalent molaire d'hydrogène, ce qui prend environ 1,2 heure, le catalyseur est séparé par filtration, et le filtrat est neutralisé avec de l'acide sulfurique dilué et est alors,soumis à une distillation dans le vide.
Le résidu est alors extrait avec du benzène, et est alors lavé avec plusieurs petites portions d'eau. Les couches sont séparées et la couche organique est soumise à une distillation dans le vide. On obtient un rendement sensiblement égal à 100% d'un produit huileux¯incolore identifié comme étant
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de la âl ant -t ans-1, 8a-di me 'thyl- la 6e- -d'cahydroph'nantbr' e e enee Exemple VIII.
Environ 10 parties en poids de dl-anti-trans-8a-méthyl- A ' ' l0a(1)-octabydrophénanthrène-2-one (point de fusion : 76 -80 C) sont mélan- gées dans un récipient de réaction convenable avec environ 50 parties en poids de pentasol (un mélange d'alcools amyliques de point d'ébullition :
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116 -136 C), environ 1 partie en poids d'une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium à 10%, et une partie en poids d'un catalyseur de carbonate de calcium-palladium à 2% (qui a été préalablement réduit). Pendant agitation, de l'hydrogène est envoyé dans le mélange à environ 25 C et sensiblement à la pression atmosphérique. Après absorption d'environ un équivalent molaire d'hydrogène, le catalyseur est enlevé par filtration. Le filtrat est alors neutralisé avec de l'acide chlorhydrique dilué et est alors soumis à une dis- tillation dans le vide.
Le résidu est extrait avec du toluène et lavé avec plusieurs portions d'eau. Les couches sont séparées et la couche organique est soumise à une distillation dans le vide. On obtient un rendement sensi-
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blement égal à 100% en poids de dl-anti-trans-8a-méthyl- A ,10all)-déca- hydrophénanthrène-2-one solide blanc (point de fusion..: 91 -93 C).
En utilisant de manière identique le même processus mais en rem- plagant l'hydroxyde de potassium par une quantité équimoléculaire d'hydroxy- de de sodium, on obtient un rendement sensiblement de 100% de dl-anti-trans-
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8a-methyl- -decak,ydrophenanthrene solide blanc.
Exemple IX Environ 22,8 parties en poids de d-anti-trans-1. 8a-diméthyl- 6'9'l0a(1)-octahydrophénanthrène-2-one (point de fusion : /.,.2 - 44 C) sont mélangées dans un récipient de réaction convenable avec environ 100 parties en poids d'isopropanol, environ 2,85 parties en poids d'un cataly-
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seur de carbonate de strontium-palladium à 2% (qui a été préalablement ré- duit) et environ 2,3 parties en poids d'une solution d'hydroxyde de sodium à 10%. Pendant agitation, de l'hydrogène est envoyé dans un mélange à envi- ron 25 C jusqu'à ce qu'environ un équivalent molaire d'hydrogène soit absor- bé, ce qui prend environ 1,2 heure. Le catalyseur est séparé par filtration, et le filtrat est neutralisé avec de l'acide chlorhydrique dilué et est sou- mis à une distillation dans le vide.
Le résidu est extrait avec du benzène, lavé à l'eau et soumis à une distillation dans le vide. L'huile sensiblement
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incolore ainsi, obtenue est identifiée comme étant de la d anti-trans-1,8a- diméthyl A 9 -décahydrophénanthrène-2one, le rendement étant sen- siblement de 100%.
En utilisant le même processus que ci-avant (exemple 9) mais en omettant l'incorporation, dans le mélange de réaction, de la solution aqueu- se d'hydroxyde de sodium, on obtient un rendement d'environ 82% en poids de
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d-anti-trans-1. 8a-diméthvl- A 6, l0a{1)écahydrophénanthrène-2-one.
Exemple X.
Environ 22,8 parties en poids de 1-anti-trans-l,ga-diméthyl- A 6,9,10a(1)-octahydrophénanthrène-2-one (point de fusion : 420-44(>C)sont mélangées dans un récipient de réaction convenable avec environ 80 parties en poids d'isopropanol, environ 2,85 parties en poids d'un catalyseur de car- bonate de strontium-palladium à 2% (qui a été préalablement réduit) et envi- ron 2,3 parties en poids d'une solution d'hydroxyde de potassium à 10%. Pen- dant agitation, de l'hydrogène est envoyé dans le mélange à environ 25 C jusqu'à ce qu'environ un équivalent molaire d'hydrogène soit absorbé, ce qui prend environ 1,2 heure. Le catalyseur est séparé par filtration, et le fil- trat est neutralisé avec de l'acide chlorhydrique dilué et soumis à une dis- tillation dans le vide.
Le résidu est alors lavé avec plusieurs petites portions d'eau et est ensuite soumis à une distillation dans le vide, L'hui- le réèiduaire sensiblement incolore ainsi obtenue est identifiée comme étant
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de la 1.-antitrans-l, 8adiméthl - ! ,10a\1)-décahydrophénanthrène-2-one, le rendement étant sensiblement de 100%.
Alors que, dans les exemples précédents VI à X, illustrant un mo- de d'application particulièrement intéressant de la présente invention, des solutions aqueuses d'hydroxyde de métal alcalin étaient mélangées avec le sol- vant alcoolique inerte pour réaliser un milieu fluide consistant en un alcoo- late aliphatique d'un métal alcalin, il doit être compris que des solutions aqueuses à concentrations plus ou moins fortes d'hydroxyde de métal alcalin peuvent être employées, que les proportions utilisées produisent ou non une phase liquide continue. Il est préférable, cependant, que les proportions utilisées de l'alcool aliphatique et de la solution aqueuse d'hydroxyde de métal alcalin soient des proportions miscibles.
Habituellement, la quantité de métal alcalin, calculée comme hydroxyde de métal alcalin, utilisée dans l'invention sera d'environ 0,05 à 10 parties pour 100 parties en poids de la phénanthrène-2-one substituée.
Bien que l'invention ait été décrite avec référence à certains modes de mise en oeuvre préférés, elle n'est pas limitée à ceux-ci, et il doit être compris que des variantes et modifications peuvent être prévues sans sortir du cadre ou de l'esprit de la présente invention,par exemple, d'autres processus courants pour la neutralisation du mélange de réaction et la récupération du produit hydrogéné, processus qui sont bien connue des techniciens en ce domaine.
REVENDICATIONS.
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1. Comme nouveau produit industriel, une !J. 6, 10a(l) -décabydro- phénantbrène-2-one de la formule structurelle
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dans laquelle R est un membre du groupe comprenant l'hydrogène et un radi- cal de méthyle.
2. Comme nouveau composé, un isomère trans du composé de la revendication 1.
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3. Comme nouveau composé, la dl-anti-trans-1,8a-diméthyl- A 6,10a(1)-décahydrophénanthrène-2-oneo 4. Comme nouveau composé, la d-anti-trans-1.,8a-diméthyl- ,d 6,10a(1)-décahydrophénanthrène-2-one.
5.Comme nouveau composé, la 1-anti-trans-l, êa diméthyl- Q 6,10a(1)-décahydrophénanthrène-2-oneo 6. Procédé de fabrication du composé, de la revendication 1, qui comprend la mise en réaction d'une 'la)-octahydrophénanthrène-2- one de la formule structurelle
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dans laquelle R est un membre du groupe comprenant l'hydrogène et un radi- cal de méthyle, avec un équivalent molaire d'hydrogène, en présence de palla- dium.
7. Procède de fabrication suivant la revendication 6, caractéri- sé en ce que la mise en réaction s'effectue en présence d'un solvant organi- que inerte incapable d'hydrogénation.
8. Procédé de fabrication suivant l'une ou l'autre des revendi- cations 6 et 7, caractérisé en ce que le palladium utilisé est du palladium dispersé dans du carbonate de strontium.
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9o Dans le procédé de fabrication d'une ga-méthyl- 6loa(l) -décahydrophénanthrène-2-one de la formule structurelle
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dans laquelle R est un membre du groupe comprenant l'hydrogène et un radical de méthyle, la phase qui comprend la mise en réaction, dans un milieu fluide-. consistant en un alcoolate d'un métal alcalin, d'une 8a-méthyl- # 6,9,10a(1)¯ octahydrophénanthrène -2-one de la formule structurelle.
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dans laquelle R est un membre du groupe comprenant l'hydrogène et un radical de méthyle, avec un équivalent molaire d'hydrogène en présence de palladium.
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10.
Procédé de fabrication de l,ga-diméthyl- A 6,IOa(l) -dé ca- hydrophénanthrène-2-one, qui comprend la mise en réaction, dans une solution ,
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alcoolique aliphatique d'hydroxyde de sodium, de 1,8a-diméthyl- à eulàao1) -octahydrophénanthrène-2-one, avec un équivalent molaire d'hydrogène, en pré- sence de palladium.
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10a(l) 11. Procédé de fabrication de dl-anti-trans-1,-diméthyl- 6,10a(1)-décahydrophénanthrène-2-one, qui comprend la mise en réaction, dans une solution alcoolique aliphatique d'hydroxyde de sodium, de dI anti-trans- 1, 8a-diméthyl- A 9laloetahydrophénanthrène-2-one, avec un équivalent molaire d'hydrogène, en présence de palladium.
12. Procédé de fabrication de d-anti-trans-1,8a-diméthyl- Q 6' l0a(1)écahdr,ophénanthrène--one, qui comprend la mise en réaction, dans une solution d'hydroxyde de sodium dans de l'isopropanol, de d-anti-trans- 1,$a-diméthyl - 1 69,IOa(lct.ophénanthrène-2-one, avec un équiva- lent molaire d'hydrogène, en présence de palladium.
7.,3. Procédé de fabrication de 1¯-anti-trans-1, ga-diméthyl- -déeahydrophénanthrène-2-one, qui comprend la mise en réaction, dans une solution d'hydroxyde de sodium dans de l'isopropanol, le l-anti 1,8a-diméthyl- A 6'9,10a(lctahydrophénanthrène 2-one, avec un équiva- lent molaire d'hydrogène, en présence de palladium.
14. Procédé de fabrication de dl-anti-trans-8a-diméthyl-
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6,10a(1)é,ophénanthrène 2-one, qui comprend la mise en réaction,dans une solution alcoolique aliphatique d'hydroxyde de sodium, de dl-anti-trans- 8a méthyl= LS 6,10a(1)édraphénanthrène-2-one, avec un équivalent mo- laire d'hydrogène, en présence de palladium.
15. Produits et leurs procédés de préparation, tels que décrits ci-avant.
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MONSANTO CHEMICAL COMPANY, residing in St. LOUIS, Missouri (E.U.A.).
SUBSTITUTED PHENANTHRENE-2-ONES AND THEIR PREPARATION METHODS.
The present invention relates to new and useful phenanthrene-2-ones. It relates more specifically to 8a-methyl-
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-decabydrophenanthrene-2-ones and processes for their preparation.
The novel compounds of the present invention, namely 8a-methyl-10a (1) ecabydrophenanthrene-one and 1,8a-dimethyl-A> Oa -decahydrophenanthrene-2-one, can be represented by the structural formula
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in which R is hydrogen or a methyl radical.
It will be evident to those skilled in the art that the novel compounds of the present invention contain three asymmetric carbon atoms. It follows that these compounds can exist in eight optimal bases.
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fully active or four racemates, i.e., anti-trans racemic mixtures. syn-trans. anti-cis. syn-cis of optically dextrorotatory and levorotatory active isomers. All such forms of the novel substituted phenanthrene-2-ones are intended to be within the scope of the present invention.
The notations "cis" and "trans", used in the specification, indicate the spatial configuration of the CH3 group and of H, respectively at positions 8a and 5a in the structural formula. The notations "syn" and "anti", used in the description, indicate the configuratim of the H at position 4a in the structural formula with respect to the H substituent at 5a. It should be understood that, where no notation appears with the name of new compounds, the name should be interpreted in its generic sense, i.e. as representing the individual isomers dextrorotatory (d) and levorotatory (1 ) in separate form, as well as their racemic mixtures, or their isomeric racemic mixtures, or the whole unresolved mixture of isomers.
The new compounds of the present invention are useful as plasticizers for polyvinyl chloride.
The trans isomers of the novel substituted phenanthrene-2-ones of the present invention are useful in the preparation of sterane hormones. Anti-trans isomers are of particular interest in the preparation of steranic derivatives similar to those found in the adrenal cortex.
The new compounds are prepared by reacting an 8a-methyl- # 6,9,10a (1) -octahydrophenanthrene-2-one of the structural formula
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in which R has the same meaning as above, with a molar equivalent of hydrogen in the presence of palladium. The reaction is advantageously carried out in a liquid medium, such as, for example, an inert organic solvent, incapable of hydrogenation under the reaction conditions. A different and especially advantageous mode of carrying out the reaction is to carry it out in a fluid medium consisting of an alkaline metal alcoholate.
As noted above, the hydrogenation catalyst of the present invention is palladium and this is believed to be in an amount sufficient to catalyze the reaction. In the process of the present invention, although metallic palladium can be used, it is preferable that the palladium is distributed on a suitable support, such as activated carbon, alumina, diatomaceous earth, etc. silica, baryum sulfate, strontium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, etc., and suspended in the reaction medium.
Such catalytic masses are prepared by well known methods; example, an aqueous solution of a palladium salt is uniformly distributed over a suitable support, the mass then being dried, then heated to dissociate the palladium salt and then heated to reduce the residue to the desired metal oxide, which oxidizes is then subjected to the expected reaction temperature range in an atmosphere of hydrogen.
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As noted above, the hydrogenation is advantageously carried out in a liquid medium, such as, for example, in the presence of an inert organic solvent incapable of being hydrogenated. Examples of these solvents are
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benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cyclohexane, liquid alkanes, lower aliphatic alcohols, acetone, butanone, etc.
Or, and as indicated above, the hydrogenation can be carried out in a fluid medium consisting of an alkaline metal alcoholate.
By the expression "a fluid medium consisting of an alcoholate of an alkali metal", used in the description and the claims, is meant to understand anhydrous solutions of compounds derived from an aliphatic alcohol by replacing the hydroxylated hydrogen by a metal alkaline, as well as solutions of aliphatic alcohols of alkali metal hydroxides. The preferred fluid medium is an aliphatic solution of an alkali metal hydroxide, such solutions being prepared either by dissolving an alkali metal hydroxide in solid form in the alcohol or by simply mixing the alcohol with a solution. aqueous alkali metal hydroxide.
Preferred alcohols according to the present invention are the target alcohols in water (which, for the purposes of the present invention, include
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partially water-miscible alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, isoamyl alcohol, hexyl alcohol, cyclohexanol , alkoxysubstituted: lower aliphatic alcohols, such as xyétbano7, 2-e, oxyethanl, 2-butoethanol, etc.
The hydrogenation reaction is usually carried out at atmospheric pressure, however, pressures above or below atmospheric pressure can be employed. Although temperatures of the order of 0 C to 50 C are particularly suitable, higher or lower temperatures can be employed. The degree of hydrogenation can be easily followed by observing the pressure decrease in the system as soon as the hydrogen is absorbed. The hydrogenation is ordinarily and preferably continued until the hydrogen has been absorbed in an amount corresponding to that which is theoretically required to convert.
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shot p 6'91a (1) -octahydrophenanthrene-2-one in A 6, 10a (I) -decahydro-phenanthrene-2-one.
The following examples illustrate the new methods and products of the present invention.
Example I
About 50 parts by weight (substantially 0.087 mol.) Of 1.8a-di-
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Unresolved methvl- A 6.910a (1) -octahydrophenanthrene-2-one are mixed in a suitable reaction vessel with 200 parts by weight of isobutanol and about 2.5 parts by weight of a carbon catalyst. palladium a la, (prepared by reducing palladium chloride in an alkaline suspension of activated carbon). During stirring, hydrogen is fed into the mixture at 25 -30 C and substantially at atmospheric pressure.
After absorption of about one molar equivalent of hydrogen, the catalyst is removed by filtration. The catalyst is washed with hot isobutanol, and the washings and the filtrate are combined, this combination then subjected to vacuum distillation. When removing it from the
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sobutanol, a good yield of 1,8a-dimethyl-6; 10a1) -decahydrophenanthrene-2-one is obtained.
Example II
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About 10 parts by weight of dl-anti-tr 8a-diMétl2yl-, / 6,9,1a (1) -oetahydrophenanthrene-2-one (melting point: 72-730C) are mixed in a suitable reaction vessel with about 44 parts by weight of benzene and one part by weight of a carbonate catalyst
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2% strontium-palladium (which has been previously reduced). During stirring, hydrogen is passed into the mixture at about 25 ° C. and a pressure slightly above atmospheric pressure. After absorption of about one molar equivalent of hydrogen, which takes about 1.2 hours, the catalyst is separated by filtration and the filtrate is subjected to vacuum distillation to remove the solvent.
A yield of about 85% by weight of a substantially colorless oily product identified is obtained.
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under the name dl-anti-trans-1. 8a-Dimethyl-A, 10aI) -decabydrophenanthrene-2-one.
Example III.
About 10 parts by weight of dl-anti-trans-8a-methyl # 6.9,
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10a (1) -octabydrophenanthrene-2-one (melting point: 76o-OoC) are mixed in a suitable reaction vessel with about 44 parts by weight of toluene and one part by weight of a callus carbonate catalyst. - 2% cium-palladium (which has been previously reduced). During stirring, hydrogen is fed into the mixture at about 25 ° C. and substantially at atmospheric pressure. After absorption of about one molar equivalent of hydrogen, the catalyst is removed by filtration and the filtrate is subjected to vacuum distillation to remove the solvent. We get a
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good yield of dl-an.ti trans-8a-methyl- -decabydrophena.nthrens-2-one white solid.
Example IV.
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About 22.8 parts by weight of d-anti-trans-1. 8a-daethyl- 6 6,9,10a (I) -octahydrophenanthrene 2-one (melting point: 42 -44 0) are mixed in a suitable reaction vessel with about 80 parts by weight of isopropanol and about 2.85 parts by weight of a 3% strontium-palladium carbonate catalyst (which has been previously reduced). While stirring, hydrogen is passed through the mixture at about 25 ° C and a pressure slightly above atmospheric pressure, until about one molar equivalent of hydrogen is absorbed, which takes about 1.2. hour. The catalyst is filtered off, and the filtrate is subjected to vacuum distillation.
Oil substantially
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colorless thus obtained is identified under the name d-anti-trans-1.8a-dimethyl-0 6,10a (1) ecahydz, ophenanthrene-2-one, the yield being about z by weight.
Example V.
About 22.8 parts by weight of 1-anti-trans-1. 8a-dimethvl-
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Z 6,9,10a (1) -octahydrophenanthrene-2-one (melting point: z to 44 C) are mixed in a suitable reaction vessel with about 80 parts by weight of isopropanol and about 2.85 parts in, weight of a 2% strontium-palladium carbonate catalyst (which has been previously reduced).
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While stirring, hydrogen is passed into the mixture at about 250 ° C and substantially at atmospheric pressure, until about one molar equivalent of hydrogen is absorbed, making about 1.2 hours. The catalyst is filtered off, and the filtrate is subjected to vacuum distillation.
The substantially colorless oil thus obtained is identified
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believed to be 1-anti-trans-l. 8α-Dimethyl-A - 1 -decahydro-phenanthrene-2-one, the yield being about 83% by weight.
Example VI.
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About 20 parts by weight (substantially 0.087 mol.) Of 1.8adimethyl-. 6,9,10a (1) -octabydropherherene-2-one are mixed in a suitable reaction vessel with about 100 parts by weight of secondary butyl alcohol, about 16 parts by weight of a 2.5% butylate solution secondary sodium in secondary butyl alcohol, and in-
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About 2.5 parts by weight of a 10% carbon-palladium catalyst (prepared by reducing palladium chloride in an alkaline activated carbon slurry). During stirring, hydrogen is passed into the mixture at 25 -30 ° C. After absorption of about one molar equivalent of hydrogen, the catalyst is removed by filtration.
The catalyst is washed with hot secondary butyl alcohol, and the washing liquids and the original filtrate are combined, which combination is then neutralized with dilute hydrochloric acid and is then subjected to distillation in the video The residue is then washed with several small portions of water.
The layers are separated and when the organic residue is subjected to vacuum distillation, a yield greater than 95% of 1.8 is obtained.
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Dimethyl-A 6, 10a (1) -decahydrophenanthrene-2-oneo Example VII.
About 10 parts by weight of dl-anti-trans 1,8a-dimethyl Q 69,10a (1) octahydrophenanthrene-2-one - (melting point: 72 - 73 C) are mixed in a suitable reaction vessel with about 80 parts by weight of 95% ethanol, about 2.0 parts by weight of a 5% aqueous sodium hydroxide solution, and about one part by weight of a 2% strontium-palladium carbonate catalyst (which was previously reduced). During stirring, hydrogen is fed into the mixture at about 25 ° C and substantially at atmospheric pressure. After absorption of about one molar equivalent of hydrogen, which takes about 1.2 hours, the catalyst is separated by filtration, and the filtrate is neutralized with dilute sulfuric acid and is then subjected to vacuum distillation.
The residue is then extracted with benzene, and is then washed with several small portions of water. The layers are separated and the organic layer is subjected to vacuum distillation. A yield substantially equal to 100% of a colorless oily product identified as being
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αl ant -t ans-1, 8a-di me 'thyl- 6e- -d'cahydroph'nantbr' e enee Example VIII.
About 10 parts by weight of dl-anti-trans-8a-methyl-A '' 10a (1) -octabydrophenanthrene-2-one (melting point: 76 -80 ° C) are mixed in a suitable reaction vessel with about 50 parts by weight of pentasol (a mixture of amyl alcohols with a boiling point:
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116 -136 C), about 1 part by weight of a 10% aqueous potassium hydroxide solution, and one part by weight of a 2% calcium carbonate-palladium catalyst (which has been previously reduced) . During stirring, hydrogen is fed into the mixture at about 25 ° C. and substantially at atmospheric pressure. After absorption of about one molar equivalent of hydrogen, the catalyst is removed by filtration. The filtrate is then neutralized with dilute hydrochloric acid and is then subjected to vacuum distillation.
The residue is extracted with toluene and washed with several portions of water. The layers are separated and the organic layer is subjected to vacuum distillation. A significant yield is obtained.
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equal to 100% by weight of white solid dl-anti-trans-8a-methyl-A, 10a1) -decahydrophenanthrene-2-one (melting point: 91 -93 C).
Using the same procedure in an identical fashion but replacing the potassium hydroxide with an equimolecular amount of sodium hydroxide, a substantially 100% yield of dl-anti-trans-.
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8a-methyl- -decak, ydrophenanthrene white solid.
Example IX About 22.8 parts by weight of d-anti-trans-1. 8a-dimethyl- 6'9'10a (1) -octahydrophenanthrene-2-one (melting point: /.,.2 - 44 C) are mixed in a suitable reaction vessel with about 100 parts by weight of isopropanol, about 2.85 parts by weight of a catalyst
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2% strontium palladium carbonate content (which has been previously reduced) and about 2.3 parts by weight of a 10% sodium hydroxide solution. While stirring, hydrogen is passed through a mixture at about 25 ° C until about one molar equivalent of hydrogen is absorbed, which takes about 1.2 hours. The catalyst is filtered off, and the filtrate is neutralized with dilute hydrochloric acid and subjected to vacuum distillation.
The residue is extracted with benzene, washed with water and subjected to vacuum distillation. Oil substantially
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Colorless thus obtained is identified as being d anti-trans-1,8a-dimethyl A 9 -decahydrophenanthrene-2one, the yield being substantially 100%.
Using the same procedure as above (Example 9) but omitting the incorporation into the reaction mixture of the aqueous sodium hydroxide solution, a yield of about 82% by weight of sodium hydroxide is obtained.
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d-anti-trans-1. 8α-Dimethyl-A 6, 10a (1) ecahydrophenanthrene-2-one.
Example X.
About 22.8 parts by weight of 1-anti-trans-l, ga-dimethyl- A 6,9,10a (1) -octahydrophenanthrene-2-one (melting point: 420-44 (> C) are mixed in a suitable reaction vessel with about 80 parts by weight of isopropanol, about 2.85 parts by weight of a 2% strontium-palladium carbonate catalyst (which has been previously reduced) and about 2, 3 parts by weight of a 10% potassium hydroxide solution While stirring, hydrogen is passed through the mixture at about 25 ° C until about one molar equivalent of hydrogen is absorbed. which takes about 1.2 hours The catalyst is filtered off, and the filtrate is neutralized with dilute hydrochloric acid and subjected to vacuum distillation.
The residue is then washed with several small portions of water and is then subjected to vacuum distillation. The substantially colorless waste oil thus obtained is identified as being.
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1.-antitrans-l, 8adiméthl -! , 10a (1) -decahydrophenanthrene-2-one, the yield being substantially 100%.
While, in the preceding Examples VI to X, illustrating a particularly interesting mode of application of the present invention, aqueous solutions of alkali metal hydroxide were mixed with the inert alcoholic solvent to provide a fluid medium consisting of: in an aliphatic alkali metal alkoxide, it should be understood that aqueous solutions of greater or lesser concentrations of alkali metal hydroxide may be employed, whether or not the proportions used produce a continuous liquid phase. It is preferable, however, that the proportions used of the aliphatic alcohol and the aqueous solution of alkali metal hydroxide are miscible proportions.
Usually, the amount of the alkali metal, calculated as the alkali metal hydroxide, used in the invention will be about 0.05 to 10 parts per 100 parts by weight of the substituted phenanthrene-2-one.
Although the invention has been described with reference to certain preferred embodiments, it is not limited to them, and it should be understood that variations and modifications can be provided without departing from the scope or the scope The spirit of the present invention, for example, other common processes for the neutralization of the reaction mixture and the recovery of the hydrogenated product, processes which are well known to those skilled in the art.
CLAIMS.
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1. As a new industrial product, a! J. 6, 10a (1) -decabydro-phenanthbrene-2-one of the structural formula
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wherein R is a member of the group consisting of hydrogen and a methyl radical.
2. As a new compound, a trans isomer of the compound of claim 1.
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3. As a new compound, dl-anti-trans-1,8a-dimethyl-A 6,10a (1) -decahydrophenanthrene-2-oneo 4. As a new compound, d-anti-trans-1., 8a- dimethyl-, d 6,10a (1) -decahydrophenanthrene-2-one.
5.As a new compound, 1-anti-trans-1, ea-dimethyl- Q 6,10a (1) -decahydrophenanthrene-2-oneo 6. A process for making the compound of claim 1 which comprises reacting a 'la) -octahydrophenanthrene-2-one of the structural formula
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wherein R is a member of the group consisting of hydrogen and a methyl radical, with one molar equivalent of hydrogen, in the presence of palladium.
7. Manufacturing process according to claim 6, characterized in that the reaction is carried out in the presence of an inert organic solvent incapable of hydrogenation.
8. Manufacturing process according to either of claims 6 and 7, characterized in that the palladium used is palladium dispersed in strontium carbonate.
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9o In the process of making a ga-methyl-6loa (l) -decahydrophenanthrene-2-one of the structural formula
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wherein R is a member of the group consisting of hydrogen and a methyl radical, the phase which comprises reacting, in a fluid medium. consisting of an alkali metal alcoholate of 8a-methyl- # 6,9,10a (1) ¯ octahydrophenanthrene -2-one of the structural formula.
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wherein R is a member of the group consisting of hydrogen and a methyl radical, with a molar equivalent of hydrogen in the presence of palladium.
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10.
A process for the manufacture of l, ga-dimethyl-A 6, 10a (l) -de ca-hydrophenanthrene-2-one, which comprises reacting, in solution,
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Aliphatic alcoholic sodium hydroxide, from 1,8a-dimethyl- to eulàao1) -octahydrophenanthrene-2-one, with one molar equivalent of hydrogen, in the presence of palladium.
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10a (l) 11. A method of making dl-anti-trans-1, -dimethyl- 6,10a (1) -decahydrophenanthrene-2-one, which comprises reacting, in an aliphatic alcoholic solution of sodium hydroxide. sodium, anti-trans-1,8a-dimethyl-A 9laloetahydrophenanthrene-2-one, with a molar equivalent of hydrogen, in the presence of palladium.
12. A method of making d-anti-trans-1,8a-dimethyl-Q 6 '10a (1) ecahdr, ophenanthrene-one, which comprises reacting, in a solution of sodium hydroxide in sodium hydroxide in water. isopropanol, of d-anti-trans-1, $ a-dimethyl-169, 10a (lct.ophenanthrene-2-one, with one molar equivalent of hydrogen, in the presence of palladium.
7., 3. A process for the manufacture of 1¯-anti-trans-1, ga-dimethyl- -deahydrophenanthrene-2-one, which comprises reacting, in a solution of sodium hydroxide in isopropanol, l-anti 1 , 8a-dimethyl- A 6'9,10a (lctahydrophenanthrene 2-one, with one molar equivalent of hydrogen, in the presence of palladium.
14. Manufacturing process of dl-anti-trans-8a-dimethyl-
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6,10a (1) é, ophenanthrene 2-one, which comprises reacting, in an aliphatic alcoholic solution of sodium hydroxide, dl-anti-trans-8a methyl = LS 6,10a (1) edraphenanthrene- 2-one, with a molar equivalent of hydrogen, in the presence of palladium.
15. Products and their preparation processes, as described above.