CA1080242A - Procede de preparation de la vitamine a a partir de sulfones - Google Patents

Procede de preparation de la vitamine a a partir de sulfones

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Abstract

Perfectionnement au procédé de préparation de dérivés de la vitamine A de formule générale (I) : (I) dans laquelle R est hydrogène ou un radical COR1 dans lequel R1 est alcoyle, par désulfonation d'une sulfone de formule générale (II) : (II) dans laquelle R est défini comme précédemment et Ar est un radical aryle éventuellement substitué caractérisé en ce que l'on effectue la désulfonation entre 10 et 50.degree.C en présence d'au moins 3 moles d'un alcoolate de potassium sous forme solide et en suspension dans un hydrocarbure liquide anhydre dans lequel il est insoluble.

Description

z~z La présente invention concerne un perfectionnement au procédé de préparation de la vitamine A à partir de sulfones.
On sait en particulier par le brevet belge 794 872 que l'on peut préparer la vitamine A par création d'une double liaison en position 11-1~ du motif vitamine A lors de l'élimina-tion d'un groupement alcoyl ou arylsulfonique.
Plus précisément il est déjà connu de préparer les dérivés de la vitamine A de formule générale o ~ CH2R (I) l 11 \/\ , dans laquelle R représente un atome d'hydrogène ou un radical CORl dans lequel Rl représente un radical alcoyle contenant 1 à 6 atomes de carbone, par désulfonation d'une sulfone de formule générale :

.
SO 2Ar CH20R (II) ~ 1~
\/ ' -dans laquelle R est défini comme précédemment et Ar représente un radical aryle éventuellement substitué, puis éventuellement estérification du produit obtenu pour lequel R représente un atome d'hydrogène.
L'élimination du groupement arylsulfonique est réalisée par traitement d'une sulfone de formule générale (II) a l'aide d'un agent basique minéral ou organique au sein d'un solvant organique. Toutefois la réaction ne se produit qu'avec de très faibles rendements en opérant dans des solvants de moment dipolaire élevé ou est très lente dans des solvants tels que le tétrahydrofuranne ou la pyridine en présence de t-butylate de potassium. Pour obtenir une désulfonation complète, il a été

1(~8V;~4Z

proposé de traiter le produit de formule générale (II) pour lequel Ar = phényle et R = COCH3 par des alcoolates alcalins en milieu alcoolique à une température de 80C pendant 4 à 16 heures /P.S.MANCHAND et coll., Helv~ Chim. Acta 59, 387 (l976lJ, de telles conditions opératoires sont toutefois peu compatibles avec la faible stabilité du produit attendu.
Il a maintenant été trouvé que l'on peut réaliser la désulfonation d'un produit de formule générale (II) en effectuant ladite désulfonation à une température comprise entre l0 et 50C
en présence d'au moins 3 moles d'un alcoolate de potassium dérivant d'un alcool aliphatique saturé primaire ou secondaire contenant l à 6 atomes de carbone en chaîne droite ou ramifiée, ledit alcoolate étant sous forme solide et en suspension dans un hydrocarbure liquide anhydre dans lequel ii est insoluble.
Dans de telles conditions le taux de transformation de la sulfone de formule générale (II) est quantitatif et le rendement en produit de formule générale (I) est d'environ 90 %.
Tous les hydrocarbures liquides à la température de la réaction et dans lesquels l'alcoolate de potassium tel que défini précédemment est insoluble conviennent. De préférence, on utilise un hydrocarbure choisi parmi les hydrocarbures aliphati-ques saturés comportant 5 ~ l0 atomes de carbone en chaîne droite ou ramifiée, les hydrocarbures benzéniques comportant 6 à 12 atomes de carbone (tels que benzène, toluène, xylène) et les hydrocarbures cyclaniques de 5 à 8 chaînons et éventuellement substitués parl à 3 radicaux alcoyles contenant l à 4 atomes de carbone en-chaîne droite ou ramifi~e. Plus particuli~remen-t, on utilise le cyclohexane ou l'hexane.
- 1a quantité d'alcoolate de potassium tel que défini précédemment n'est pas critique, la seule condition étant d'utili-ser au moins 3 moles d'alcoolate de potassium par mole de sulfone de formule générale (II), un excès n'étant pas nuisible , ~08~29L2 généralement on utilise de 3 à 5 moles d'alcoolate de potassium.
Comme alcoolate on utilise de préférence le méthylate, l'éthylate ou l'isopropylate de potassium.
Comme sulfones de formule générale (II) on utilise préférentiellement celles pour lesquelles le symbole Ar représente un radical phényle, nitrophényle ou phényle substitué par un ou deux atomes d'halogène ou radicaux alcoyle ou alcoyloxyle conte-nant 1 à ~ atomes de carbone.
Comme dans les procédés déjà connus de désulfonation , d'un produit de formule générale (II) dans laquelle le symbole R
représente un radical CORl tel que défini précédemment, il se produit une saponification partielle du groupement ester condui-sant à un mélange de produits de formule générale (I) pour les-quels R représente un atome d'hydrogène et R représente un radical CORl, si on le désire le mélange ainsi obtenu peut etre estérifié par les méthodes connues pour obtenir le produit de formule générale (I) dans lequel le symbols R représente le radical CORl correspondant.
Lorsque l'on désulfone une sulfone de formule générale (II) dans laquelle R représente un a-tome d'hydrogène, le produit de formule générale (I) correspondant obtenu étant relativement instable, on préfère généralement le transformer directement en un produit de formule générale (I) dans laquelle R représente un radical CORl tel que défini précédemment, par estérification selon toute méthode en soi connue.
Les produits de formule générale (II) dans laquelle R
et ~r son-t d~finis comme pre~cedemment sont des produi-ts connus qui peuvent être préparés selon les méthodes décrites dans le brevet belge 794 872.
Les exemples suivants donnés à titre non limitatif montrent comment la présente invention peut être mise en pra-tique.

~:)8~)Z9~
Exem~le 1 -Dans un ballon de 1 litre maintenu ~ l'abri de la lumière on charge sous argon 350 cm3 d'éthanol et 7,05 g (15-10 3 mole) de sulfone acétate de formule :
2 6 5 X~ CH20COCH3 L
' ~\
; 10 (préparée comme décrit dans Le brevet belge 794 872) et agite le mélange obtenu~ La dissolution de la sulfone n'est pas totale. Après 10 minutes d'agitation on ajoute 140 cm3 d'une solution aqueuse à 1 % de potasse (25-10 3 mole) et poursuit l'agitation à 25C environ ce qul provoque progressivement la dissolution de la sulfone acétate. Après 45 minutes d'agitation on contrôle par chromatographie sur couche mince (éluant :
- hexane - t.butanol 9-1 en volumes) que la sulfone acétate est entièrement saponifiée en sulfone alcool. L'éthanol est alors distll}é sous pression réduite à une température de 45C, on extrait la solution aqueuse résiduelLe trouble par 350 cm3 d'éther anesthésique, lave les extraits par 50 cm3 d'eau puis 2 fois par 80 cm3 au total d'eau salée puis les sèche sur sulfate de sodium. Par concentration sous pression réduite à 25C
environ en terminant sous une pression de 0,1 mm de mercure pendant 2 heures 15 minutes on obtient un résidu de 6,7 g d'une huile jaune pâle constituée par de la sulfone alcool de formule :

~ ~ ~

~ 4 --1(~8~;~42 Cette sulfone alcool est dissoute dans 200 cm3 de cyclohexane anhydre à 28C. A la solution obtenue maintenue sous argon on ajoute 3,685 g de méthylat:e de potassium sec (52-10 3 mole) et agite la suspension. La phase liquide se colore en mauve clair alors que la température s'élève à 30C. Après une heure d'agitation à 30C, on vérifie par chromatographie sur couche mince que la sulfone alcool a disparu. Le mélange réactionnel de couleur marron clair est refroidi ~ 10C puis additionné goutte à goutte de 140 cm3 d'eau salée. La phase organique est séparée et la phase aqueuse est extraite 2 fois par 200 cm3 au total d'hexane, Les différentes phases organiques sont réunies, lavées 4 fois par 120 cm3 d'eau au total, puis par 30 cm3 d'eau salée, additionnées de quelques gouttes de pyridine, séchées sur sulfate de sodium et concentrées sous pression réduite à 25C environ jusqu'à obtenir un volume résiduel de 150 cm3.
A la solution obtenue on ajoute sous argon et à l'abri - de la lumière 1,985 g de pyridine et 3,006 g d'anhydride acétique, complète ~ 200 cm3 par addition d'hexane anhydre et chauffe le mélange à 40C pendant 4 heures 30 minutes. On vérifie alors par chromatographie sur couche mince que tout l'alcool est transformé en àcétate. ~e mélange réactionnel est refroidi ~ 5C, additionné de 70 cm3 d'hexane, puis on y ajoute en 10 minutes 110 cm3 d'eau en maintenant la température à 5C. La phase organique est séparée, lavée successivement par 35 cm3 d'eau additionnés de 7 gouttes d'acide sulfurique concentré, par 35 cm3 d'eau additionnés de 14 gouttes de soude 10 N, enfin à neutralité
par 2 Eois 30 cm3 d'eau sal~e. ~pr~s addition de 0,2l g de di-t-butylhydroxytoluène utilisé comme stabilisant, séchage sur sul~ate de sodium et concentration sous pression réduite à 35-40C
en terminant sous une pression de 0,1 mm de mercure, on obtient 5,229 ~ de vitamine A brute dont le titre (déterminé par résonance magnotique nucléaire, spectro~rapllie U.V. et chromatographie 1~8~ 9LZ

liquide à grande vitesse) est de 86% ce qui correspond à un rendement en motif vi-tamine A de 87 % par rapport à la sulfone acétate de départ.
Exemple _ -A 20 cm3 d'hexane anhydre main-tenu à 28C, on ajoute sous argon 0,94 g (2-10 3 mole) de sulfone acétate de formule :

H20CocH3 "1, et agite énergiquement le mélange pour bien disperser la sulfone acétate. Par un entonnoir à poudre, on ajou-te alors en une seule fois 0,7 g d'isopropylate de potassium (7-10 3 mole) et rince l'entonnoir par 5 cm3 d'hexane anhydre. La température du mélange s'élève à 30-31C puis redescend à 28~C. Après 40 - minutes d'agitation on vérifie par chromatographie sur couche mince que la désulfonation est complète. On ajoute alors 20 cm3 d'acétate d'éthyle et chauffe le mélange ~ 40C pendant 10 minutes. Apr~s refroidissement à 25C environ, le mélange réac-tionnel est versé sur un mélange da 200 cm3 d'eau glacée et 100 cm3 d'éther anesthésique. La phase organique est séparée, lavée
3 fois par 150 cln3 au total d'eau, séchée sur sulfate de sodium puis stabilisée par addition de 9,3 mg de di-t.butylhydroxyanisole et ll3,6 mg de di-t.butylhydroxytoluène et concentrée sous pression réduite à 25C environ. On obtient ainsi un résidu de 0,6747 g (huile orangée) dans lequel on dose (par résonance magnétique nucléaire, spectrographie W et chromatographie liquide à grande vitesse) 87 % de motif vitamine A.

Exemple 3 -Dans un ballon de 100 cm3 maintenu à l'abri de la lurnière, on charge sous argon 0,94 g (2 10 mole) de sulfone 108~Z4~

acetate de formule de structure tout trans, 45 cm3 d'éthanol et 20 cm3 d~une solu-tion aqueuse à 1 % de potasse (3,57 10 3 mole). Le mélange réactionnel est agité à 25C environ pendant 45 minutes puis l'éthanol est distillé sous pression réduite,à une température inférieure à 25C. Le mélange résiduel est additionné de 50 cm3 d'eau et extrait successlvement par 50 cm3 puis 3 fois par 25 cm3 d'éther anesthésique. Les extraits éthérés sont réunis, lavés par de l'eau puis par de l'eau salée et séchés sur sulfate de sodium. Par concentration sous pression réduite on obtient un résidu pesant 0,856 g constitué de sulfone alco~l de formule ~",CH20H
~/\ .
de structure tout trans.
Cette sulfone alcool est dissoute dans 25 cm3 de cyclohexane distillé sur P205. A la solution obtenue on ajoute 0,7 g d'isopropylate de potassium (7.10 3 mole). Après avoir maintenu le mélange à 30C pendant 40 minutes sous agitation on v~rifie par chromatographie que la d~sulfonation est compl~te.
Le mélange est refroidi à 20C puis on y ajoute goutte à goutte 20 cm3 d'eau salée, et extrait par 45 cm3 d'hexane. Les extraits hexaniques sont 1avés 3 fois par 30 cm3 au total d'eau salée (pH environ 7) et on y ajoute une goutte de pyridine. Après séchage sur sulfate de sodium et concentration sous pression 8~2~Z
réduite, on obtient un résidu huileux pesant 0,595 g dans lequel on dose (par chromatographie liquide ~ grande vitesse et spectrographie W ) 79 % de vitamine A alcool, ce qui correspond ~ un rendement de 81,9 % par rapport à la sulfone acétate de départ.

Claims (6)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit :
1. Perfectionnement au procédé de préparation de dérivés de la vitamine A de formule générale I :
(I) dans laquelle R représente un atome d'hydrogène ou un radical COR1 dans lequel R1 représente un radical alcoyle contenant 1 à 6 atomes de carbone, par désulfonation d'une sulfone de formule générale II :
(II) dans laquelle R est défini comme précédemment et Ar représente un radical aryle éventuellement substitué, puis estérification éventuelle du produit obtenu pour lequel R représente un atome d'hydrogène, ledit perfectionnement consistant à effectuer la désulfonation à
une température comprise entre 10 et 50°C en présence d'au moins 3 moles d'un alcoolate de potassium dérivant d'un alcool aliphatique saturé primaire ou secondaire contenant 1 à 6 atomes de carbone en chaîne droite ou ramifiée, ledit alcoolate étant sous forme solide et en suspension dans un hydrocarbure liquide anhydre dans lequel il est insoluble.
2. Perfectionnement selon la revendication 1, carac-térisé en ce que l'hydrocarbure liquide est choisi parmi les hydro-carbures aliphatiques saturés comportant 5 à 10 atomes de carbone en chaîne droite ou ramifiée, les hydrocarbures benzéniques comportant 6 à 12 atomes de carbone et les hydrocarbures cycla-niques de 5 à 8 chaînons et éventuellement substitués par 1 à 3 radicaux alcoyles contenant 1 à 4 atomes de carbone en chaîne droite ou ramifiée.
3. Perfectionnement selon la revendication 2, carac-térisé en ce que l'on désulfone une sulfone dans laquelle lé
symbole Ar représente un radical phényle, nitrophényle ou phényle substitué par un ou deux atomes d'halogène ou radicaux alcoyle ou alcoyloxyle contenant 1 à 4 atomes de carbone.
4. Perfectionnement selon la revendication 3, carac-térisé en ce que l'on utilise de 3 à 5 moles d'alcoolate de potassium.
5. Perfectionnement selon la revendication 4, carac-térisé en ce que l'alcoolate de potassium est choisi dans le groupe constitué par le méthylate, l'éthylate et l'isopropylate de potassium.
6. Perfectionnement selon la revendication 1, carac-térisé en ce que l'hydrocarbure est choisi dans le groupe consti-tué par le cyclohexane et l'hexane.
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