Procédé de préparation d'une lactone macrocyclique. On sait que les lactones macrocycliques ne peuvent pas être préparées par les procé dés ordinaires d'estérification, car de tels procédés conduisent à la formation d'esters polymérisés de poids moléculaire élevé. Ainsi, un oxy-acide de formule générale HO . R . CO . OH, où R représente une chaîne de plus de cinq atomes de carbone, se transforme, sous l'in fluence de la chaleur, en un estolide de for mule générale H(0 . R . CO), . OH.
On sait toutefois que différents procédés ont été proposés pour la préparation de lac- tones monomères contenant plus de sept atomes dans le cycle. De telles lactones peu- vent être obtenues par oxydation de cétones cycliques (Helv. Chim. Acta 11, 1159 (1928), par cyclisation interne d'oxy-acides, en grande dilution (brevet français no 773 651, du 3 sep tembre 1934) ou par dépolymérisation des polyesters correspondants (brevets français no 768 807, du 28 mai 1934 et no 796 410,
du 22 janvier 1936).
On sait que, d'une façon générale, l'action de la chaleur et de certains catalyseurs, par exemple des alcoolates alcalins, sur les esters résultant de la condensation d'un alcool R' - OH avec un oxy-acide HO . R . CO . OH conduit à l'élimination de l'alcool R'. OH et à la formation d'estolides de l'oxy-acide HO . R . CO . OH.
EMI0001.0025
X <SEP> HO <SEP> . <SEP> R <SEP> . <SEP> CO <SEP> . <SEP> OR' <SEP> <B>></B> <SEP> . <SEP> x <SEP> R' <SEP> . <SEP> OH <SEP> + <SEP> (. <SEP> 0 <SEP> . <SEP> R <SEP> . <SEP> CO <SEP> .)b Si l'alcool R' .
OH est facilement volatil, il' peut être éliminé par distillation au fur et à mesure de sa formation et l'on obtient finalement un résidu constitué uniquement par un mélange d'estolides.
On a trouvé que l'on peut cependant fa- eilement obtenir par cette réaction une lac- tone monomère à grand cycle au lieu d'un mélange d'esters polymérisés.
La présente invention se rapporte préci sément à un procédé de préparation de la lactone de l'acide oxy-l5-méthyl-3-oxa-13- pentadécanoïque sans qu'il soit nécessaire de passer par la. formation d'un mélange d'esters polymérisés.
Selon ce procédé, on chauffe un ester de cet acide en présence d'un catalyseur d'é change de groupements fonctionnels et on part d'un ester dont l'alcool rentrant dans sa composition distille, à l'état libre, au- dessus de l00 C sous un vide de 2 mm de mercure, en opérant de telle sorte que la lac- toue formée soit éliminée, par entraînement sous forme de vapeur, du mélange réactionnel au fur et à mesure de sa formation.
L'alcool R' . OH peut être monovalent ou polyvalent, par exemple de la glycérine; il suffit qu'il remplisse les conditions de vola tilité indiquées ci-dessus et qu'il soit stable à la température à, laquelle la réaction est conduite. Des éthers internes d'alcools poly valents, tels que les poly-éthylènes-glycols peuvent, par exemple, être utilisés.
On pourra ajouter au mélange réaction nel un constituant inerte, c'est-à-dire n'inter venant pas dans la réaction de formation de la lactone et n'étant pas modifié par les conditions de réaction, mais facilitant l'éli mination de la lactone. Ce constituant inerte peut précisément être l'alcool R' . OH.
Le catalyseur peut être un catalyseur classique permettant les échanges de groupe ments fonctionnels entre esters, ou entre esters et alcools, et particulièrement un cata lyseur alcalin. Le dérivé sodé de l'alcool R'. OH est naturellement tout indiqué.
Pour l'entraînement des vapeurs de la lactone par les vapeurs de l'alcool R'<B>-</B>OH, on peut utiliser un dispositif permettant la séparation dans le distillat des deux produits par décantation, par extraction ou par toute autre méthode et en faisant retourner l'al cool R' . OH dans l'appareil. On peut égale ment alimenter la masse réactionnelle en alcool R' . OH au fur et à mesure de son élimination du mélange.
Il est préférable d'effectuer la réaction sous pression réduite. La pression varie avec la nature de l'alcool R'. OH et la tempéra ture à laquelle on désire mener la. réaction. En ce qui concerne la, température, il n'est pas nécessaire qu'elle dépasse 150-200 C. On la choisit de telle sorte que la. réaction soit rapide sans être accompagnée de décom positions.
Voici un exemple de mise en couvre du procédé selon la présente invention: On prépare d'abord l'ester glycérique de l'acide oxy-15-méthyl-3-oxa-13-pentadéca- noïque en condensant le sel sodique de cet. acide, en solution dans la glycérine, avec le chlor-1-propanediol-2,3. 0,5 mol (174 gr) de cet ester, lavé à l'eau et séché, sont chargés dans un appareil à distiller dont le réfrigé rant est suivi d'un décanteur permettant la séparation des produits distillés, lactone et glycérine, et le retour de cette dernière à l'ap pareil.
Le produit est additionné de 300 cm' de glycérine contenant 3 gr de sodium en dissolution. On distille sous 3 mm 230 cm' de glycérine dans le décanteur, et on poursuit l'entraînement en réglant le retour de façon telle que le niveau de la glycérine se main tienne constant dans le décanteur. La. tempé rature mesurée dans la masse réactionnelle se maintient ainsi aux environs de 190 C. L'opé ration est interrompue au bout de 6 heures.
Du distillat décanté, lavé à l'eau et séché, on tire par distillation 100 gr de lactone mono mère pure de formule:
EMI0002.0045
Cette lactone constitue une huile à odeur fortement musquée qui distille à 146 C sous 3 mm. Sa. densité est de 0,982 à 25 C et son indice de réfraction est de n\ = 1,4665. Elle trouve principalement des applications en parfumerie.
Process for preparing a macrocyclic lactone. It is known that macrocyclic lactones cannot be prepared by ordinary esterification processes, since such processes lead to the formation of polymerized high molecular weight esters. Thus, an oxy-acid of general formula HO. R. CO. OH, where R represents a chain of more than five carbon atoms, is transformed, under the influence of heat, into an estolid of the general formula H (0. R. CO),. OH.
It is known, however, that various methods have been proposed for the preparation of monomeric lactones containing more than seven atoms in the ring. Such lactones can be obtained by oxidation of cyclic ketones (Helv. Chim. Acta 11, 1159 (1928), by internal cyclization of oxy-acids, in great dilution (French patent no. 773 651, of September 3, 1934). ) or by depolymerization of the corresponding polyesters (French Patents No. 768,807, of May 28, 1934 and No. 796,410,
January 22, 1936).
It is known that, in general, the action of heat and of certain catalysts, for example alkali metal alcoholates, on the esters resulting from the condensation of an alcohol R '- OH with an oxy-acid HO. R. CO. OH leads to the elimination of the alcohol R '. OH and the formation of estolides of the oxy-acid HO. R. CO. OH.
EMI0001.0025
X <SEP> HO <SEP>. <SEP> R <SEP>. <SEP> CO <SEP>. <SEP> OR '<SEP> <B>> </B> <SEP>. <SEP> x <SEP> R '<SEP>. <SEP> OH <SEP> + <SEP> (. <SEP> 0 <SEP>. <SEP> R <SEP>. <SEP> CO <SEP>.) B If the alcohol R '.
OH is easily volatile, it can be removed by distillation as it is formed and a residue is finally obtained consisting only of a mixture of estolides.
It has been found, however, that one can easily obtain by this reaction a monomeric long-cycle lactone instead of a mixture of polymerized esters.
The present invention relates specifically to a process for preparing the lactone of oxy-15-methyl-3-oxa-13-pentadecanoic acid without it being necessary to go through the. formation of a mixture of polymerized esters.
According to this process, an ester of this acid is heated in the presence of a catalyst for the exchange of functional groups and the starting point is an ester, the alcohol of which entering into its composition is distilled, in the free state, above. at 100 ° C. under a vacuum of 2 mm Hg, operating so that the lac- tou formed is removed, by entrainment in the form of vapor, from the reaction mixture as it is formed.
Alcohol R '. OH can be monovalent or polyvalent, for example glycerin; it suffices that it fulfills the conditions of volatility indicated above and that it is stable at the temperature at which the reaction is carried out. Internal ethers of poly valent alcohols, such as polyethylene glycols can, for example, be used.
An inert component can be added to the reaction mixture, that is to say not involved in the reaction for the formation of the lactone and not being modified by the reaction conditions, but facilitating the elimination of lactone. This inert constituent can precisely be the alcohol R '. OH.
The catalyst can be a conventional catalyst allowing the exchanges of functional groups between esters, or between esters and alcohols, and particularly an alkaline catalyst. The sodium derivative of the alcohol R '. OH is naturally ideal.
For the entrainment of the vapors of the lactone by the vapors of the alcohol R '<B> - </B> OH, it is possible to use a device allowing the separation in the distillate of the two products by decantation, by extraction or by any another method and returning the al cool R '. Oh in the device. The reaction mass can also be fed with alcohol R '. OH as it is removed from the mixture.
It is preferable to carry out the reaction under reduced pressure. The pressure varies with the nature of the alcohol R '. OH and the temperature to which one wishes to take the. reaction. As regards the temperature, it is not necessary that it exceeds 150-200 C. It is chosen so that the. reaction is rapid without being accompanied by decomposition.
Here is an example of implementation of the process according to the present invention: The glyceric ester of oxy-15-methyl-3-oxa-13-pentadecanoic acid is first prepared by condensing the sodium salt thereof. acid, dissolved in glycerin, with chlor-1-propanediol-2,3. 0.5 mol (174 g) of this ester, washed with water and dried, are loaded into a distillation apparatus, the condenser of which is followed by a decanter allowing the separation of the distilled products, lactone and glycerin, and the return of the latter to the device.
The product is added with 300 cm 3 of glycerin containing 3 g of dissolved sodium. Glycerin is distilled under 3 mm 230 cm 3 in the decanter, and the training is continued by adjusting the return so that the level of glycerin is kept constant in the decanter. The temperature measured in the reaction mass is thus maintained at around 190 ° C. The operation is interrupted after 6 hours.
From the decanted distillate, washed with water and dried, 100 g of pure mono-mother lactone of formula are distilled off:
EMI0002.0045
This lactone constitutes an oil with a strongly musky odor which distils at 146 ° C. under 3 mm. Its density is 0.982 at 25 ° C. and its refractive index is n \ = 1.4665. It mainly finds applications in perfumery.