<Desc/Clms Page number 1>
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-
EMI1.1
-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
EMI1.2
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-
<Desc/Clms Page number 2>
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
EMI2.1
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.
<Desc/Clms Page number 3>
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
EMI3.1
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
EMI3.2
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-
EMI3.3
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-
EMI3.4
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-
EMI3.5
sobutanol, on obtient un bon rendement de 1,8a-diméthyl- Â 6;IOa1)-décahy- drophénanthrène-2-one.
Exemple II
EMI3.6
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
<Desc/Clms Page number 4>
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
EMI4.1
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,
EMI4.2
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
EMI4.3
bon rendement de dl-an.ti trans-8a-methyl- -decabydrophena.nthrens- 2-one solide blanc.
Exemple IV.
EMI4.4
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
EMI4.5
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-
EMI4.6
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).
EMI4.7
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-
EMI4.8
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.
EMI4.9
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-
<Desc/Clms Page number 5>
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
EMI5.1
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
EMI5.2
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 :
EMI5.3
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-
EMI5.4
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-
EMI5.5
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-
<Desc/Clms Page number 6>
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
EMI6.1
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
EMI6.2
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
EMI6.3
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.
EMI6.4
1. Comme nouveau produit industriel, une !J. 6, 10a(l) -décabydro- phénantbrène-2-one de la formule structurelle
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
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.
EMI7.2
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
EMI7.3
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.
EMI7.4
9o Dans le procédé de fabrication d'une ga-méthyl- 6loa(l) -décahydrophénanthrène-2-one de la formule structurelle
EMI7.5
<Desc/Clms Page number 8>
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.
EMI8.1
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.
EMI8.2
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 ,
EMI8.3
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.
EMI8.4
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-
EMI8.5
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.