CH308559A - Procédé de préparation de la phytol-cétone. - Google Patents

Description

  



  ProcÚdÚ de prÚparation de la phytol-cÚtone.



   On connaît un grand nombre de dérivée terpéniques, c'est-à-dire de dérives contenant un ou plusieurs groupements isopentane ou   isopentene,    qui sont d'une grande valeur industrielle. Ainsi, par exemple, le géraniol et le   farnésol    sont très utilises en-parfumerie, tandis que le phytol,
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   est nn intermédiaire    essentiel pour la fabrication de la chlorophylle et de la vitamine E.



   Les procédés pour la synthèse de ces produits et d'autres dérivés terpéniques étant longs, laborieux et   peu éeonomiquesi s'en-    suit que les   terpénoïdes utilisés    dans l'industrie chimique sont des extraits naturels ou des produits préparés à partir d'extraits naturels et, de ce fait, très coûteux.



   Les procédés de synthèse connus ont   plu ;    sieurs inconvénients. On introduit   tir.    peu d'atomes de carbone à chaque étape de la   synthèse, de sorte qu'e    la synthèse d'un eomposé à longue chaîne,, tel que le phytol, exige un grand nombre de réactions. Un autre in  convénient    des procédés connus est qu'on n'introduit pas un groupe fonctionnel qui puisse servir pour des réactions ayant pour objet d'allonger encore la chaîne. De plus, ees procédés   n'introduisent,    pas de liaisons non saturées ou les introduisent dans une mauvaise position. Enfin, les réactifs sont coûteux ou difficiles à préparer.



   La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et permet de réaliser la synthèse de   terpénoïdes    cétoniques par introduction de   groupes isopentène dans    un   composé carbonylique,    pour allonger la chaîne.



   Ces terpénoides cétoniques peuvent servir de   produits intermédiaires facilement    transformables en   géraniol,    en farnésol ou   en) d'au-    tres produits de parfumerie analogues de la série des terpénoïdes non satures, ainsi, que de produits intermédiaires-pour   la'fabrication-du    phytol ou de produits analogues utilisés dans la   synthèse de la, chlorophylle etl de    la vital mine   E.   



   On a constaté qu'un   acétolalcoyiiquesim-    ple ou   alcoylene-cyelique-d'une 5-halogéno-2-       pentanone réawit avea un métal aetif tel-que    le magnésium, le lithium, le zinc, le cadmium ou le mercure pour   formeruncomplexe      organe-métallique    et qu'un tel complexe organo-métallique réagit avec un aldéhyde ou une cétone pour former-un   delta eaiinoli On    peut ensuite déshydrater le carbinoI pour   for-    mer l'acétal correspondant, non saturé en gamma-delta-et de chaîne notablement, plus longue que l'acétal primitif, lequel acétal non saturé fournit par hydrolyse la cétone non saturée correspondante ou, par hydrogénation suivie d'hydrolyse,

   la cétone saturée   erres-    pondante.



   Les   aeétals utilisables peuvent être prépa-    rés en faisant réagir une   5-halogéno-2-penta-    none avec un alcoyl-orthoformiate en présence d'un alcool, ou en faisant réagir une 5-halogéno-2-pentanone avee un 1, 2- ou 1, 3-glyeol.



   De tels   aeétals simples ou    cycliques réagissent par leur atome d'halogène en position 5 avec un métal actif pour former un complexe organométallique.



   Ce comportement des aeétals de 5-halogéno-2-pentanones ou de leurs dérivés organométalliques est anormal si l'on se rapporte    e    aux travaux d'Arens et Van Dorp qui ont   montré que l'aeétal cyclique halogène   
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 ne forme pas de composé   organo-halogénomé-    tallique avec un métal actif tel que le magnésium ou autres métaux   eomparables (Ree.    trav. chim.   65,    729   [1946]),    et aux travaux de   Willimann et Schinz,    Helv. Chim. Aeta, 32, 2158 (1949) qui indiquent pour l'aeétal   ey-    clique
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 et   se. c deives organo-métalliques d'autres    processus réactionnels.



   Le présent brevet a pour objet un procédé de préparation de la   phvtol-cétone (6,    10,   14-    trimÚthyl-pentadÚcanone-2), procÚdÚ qui est caractérisé en ce que l'on fait réagir la   pseudo-    ionone sur un complexe organométallique. obtenu par action d'un métal actif sur un acétal   d'une      5-halogéno-pentanone-2, pour    former un carbinol tertiaire comprenant le groupement
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 dans lequel les atomes d'oxygène terminaux sont liés à un reste d'hydrocarbure de façon à former un acétal simple ou cyclique, et en ce qu'on transforme ledit   carbinol,    par   des-    hydratation, hydrogénation des doubles liaisons et hydrolyse du groupe acétal, en phytolcétone.

   Le terme     phytol-cétone   est utilisé    dans la littérature pour dénommer la 6, 10, 14  tnméthyl-pentadécanone-2.   



   Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on fait réagir un métal actif, tel que   Li, Mg,    Zn,   Cd,    Hg sur un acétal    alcoyléno-cyclique d'une 5-halogéno-2-penta-    none, tel que par exemple le 2- (gamma-halo  génopropyl)-2-méthyl-l,    3-dioxolane, pour former un composé   organo-halogénométallique    de formule
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 où X est un atome d'halogène, M est le métal actif et R"est un groupe   aleovlène    (ÚthylÚne, propylène, butylène...).



   Ce composé   organo-halogénométallique réa-    git ensuite avec la pseudo-ionone pour former l'alcool tertiaire   (carbinol).    



   On peut aussi préparer le composé organométallique à partir d'un acétal simple d'une   .)-halogéno-2-pentanone, du type   
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 <SEP> CHg
<tb>  <SEP> CH3
<tb> XCHzCHzCHsC
<tb>  <SEP> 0-alcoyle
<tb>  où X peut être un halogène quelconque (le chlore et le brome étant cependant préférables) et où les groupements alcoyle sont   avan-      tageusement des    radicaux alcoyle inférieurs, comprenant de un à quatre atomes de carbone. Pour des raisons de commodité et   d'eeo-    nomie, on préfère utiliser un aeétal propylénocyclique à petit cycle.



   On peut facilement préparer les acétals de   5-halogéno-2-pentanones    en faisant réagir un dérivé de métal alealin de l'aeétylacétate d'éthyle sur de   l'oxyde d'éthylene gazeux, ce    qui fournit de   l'alpha-aeétob1ltyrolaetone,    en faisant réagir cette lactone sur un hydraeide halogène pour   obtenir une 5-halogéno-2-pen-    tanone et en aeétalisant ce dernier composé par un   aleoylèneglyeol    ou un orthoformiate alcoylique pour obtenir l'acétal de   5-halogéno-    2-pentanone correspondant.

   A titre d'exemple, la préparation du   2-(gamma-halogénopropyl)-      2-méthyl-1,    3-dioxolane est schématisée ci-dessous :
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 La réaction entre le composé organométallique et la pseudo-ionone conduit à un alcool de chaîne notablement plus longue   :   
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   R    représentant le radical   CllHl7    de la pseudo-ionone   (CtE17       CO-CH3).   



   Cette réaction s'effectue facilement en ajoutant une solution de pseudo-ionone à une solution du composé organométallique dans un solvant tel que de l'éther anhydre. Une réaction exothermique se produit aussitôt et se poursuit jusqu'à son terme avec un bon rendement. Il suffit ensuite de diluer par de l'eau le mélange obtenu pour décomposer le   eom-      plexe métallique    et obtenir ainsi le   earbinol    tertiaire cherche.



   Cet alcool tertiaire est ensuite transformé en   la'cétone qui consent une unité d'isopen-    tane de   plus-que le composé oarbonyliqne de    départ. Dans cette transformation,. on soumet l'alcool,   à'une      déshydratation ; à) une hydro-      génation.    et Ó. une hydrolyse pour former la phytol-cÚtone (cÚtone saturÚe) ces rÚactions pouvant Útre effectuÚes dans un ordre quelconque.



   La dÚshydratation de l'alcool' tertiaire ?ef  feetue    facilement suivant les méthodes de deshydratation connues, par exemple en le   chaux-    fant en présence d'un produit acide, tel   qu'un    acide ou un sel d'acide ou un autre agent de dÚshydratation analogue. Les agents de dÚshydratation classiques convenant Ó. l'opÚnation comprennent les acides   minéraux, les aci-    des organiques tels que l'acide oxalique et l'acide   paratsiuènosulifonique,    des anhydrides tels que l'anhydride acétique et des composés acides tels que le chlorure de zinc, le   triehlo-      mre    de   phosphore, le. chlorure d'oxalyle,    l'oxychlorure de phosphore, etc.



   L'hydrogénation du produit de   déshydra-    tation, pour saturer les liaisons non saturées, s'effectue facilement en le traitant par   l'hy-    drogène gazeux sous faible pression (par exemple de-1. 5 à 3, 5   kgtem2)    en présence d'un catalyseur d'hydrogÚnation, tel que le   niehel.   



  Raney, la mousse de platine, le palladium, etc.



   L'hydrolyse de l'acétal déshydraté et hy  drogéné pour    former la   phytol-eétone    correspondante s'effectue simplement par une solution aqueuse acide ou suivant d'autres méthodes bien connues d'hydrolyse, les solutions. aqueuses d'acides minÚraux diluÚs Útant parti  culièrement reeommandables.   



   La déshydratation du carbinol conduit ordinairement Ó la formation d'une cer  taine quantité d'un isomère dans-lequel    les doubles liaisons conjuguÚes sont dÚcalÚes d?un rang vers la gauche. Le composÚ dÚshydratÚ étant   ensuite'Ilydbogéhé pour saturer'la mo-    fécule, la position des doubles liaisons est sans importance, de sorte que l'on peut soumettre le mélange global des isomères   s    l'hydrogénation catalytique par l'hydrogène    gazeux.   



   Le procédé selon'l'invention est   illustre    par l'exemple suivant :
 Exemple: a) PrÚparation d'un acÚtal cyclique d'une
 5-halogÚno-pentanone-2.



   Un acétal cyclique de la   5-chloro-2-penta-    none est préparé de la manière suivante : On    chauffe à reflux pendant deux heures dan. s    un appareil de Dean et   Stars.    un mélange de   80    g de   5-chloro-2-pentanone,      4j g d'éthylène-    glycol,   120 em3 de benzène    et   1,    25   g    d'acide    para-toluènesulfoniqus monohydraté. On aban-    donne une nuit, puis on chauffe de nouveau   a    reflux pendant   90    minutes. On lave le mÚlange par de l'ammoniaque diluée, puis par de l'eau, enfin on distille.

   La distillation frac  tionnée    du produit restant fournit 94,5 g de    2- (gamma-chloropropyl)-2-méthyl-1, 3-dioxo-    lane de point   d'ébullition 94-97  020 mm,    d? = 1, 098 et n? = 1,4480. On prÚpare facilement de la même manière tout autre aeétal    alcoyiéno-cyclique désiré en utilisant l'al-    coylÚne-glycol correspondant (par exemple, le propylène-glycol ou le   butylène-glycol) en    remplacement de l'Úthyl¯ne-glycol. De même, la   5-chloro-2-pentanone    pent être remplacée par   n.'importe quelle autre 5-halogéno-2-pen-      tanone.    b) PrÚparation du complexe organohalogÚno   mitallique.   



   Dans un ballon de deux litres à trois   tubs-    les. muni d'un agitateur à joint étanche,   d'un    rÚfrigÚrant Ó reflux et d'une ampoule à brome, et contenant 15, 3 g de tournures de magnésium et 30   em3    d'éther anhydre, on ajoute 1, 9   em3      d'iodure    de méthyle. Quand la réaction s'amorce, on introduit dans le   bal-    lon une solution de   98,    7 g de 2-(gammachloropropyl)-2-mÚthyl-l,3-dioxolane (obtenu comme décrit   sous,)    dans   400    em3 d'éther anhydre, en réglant l'addition de manière à présence de pseudo-ionone.

   Si l'on chromato
 graphie sur une colonne d'alumine activée une fraction de 37, 5 g du produit de   déshydra-    tation dissous dans   l'étherdepétrole, onremar-   
 que que la zone inférieure correspondant à l'acétal non saturé est presque incolore, tandis que les impuretés sont plus fortement adsorbées. Par   élution    par de l'Úther, on obtient 18, 8 g d'un produit de coefficient d'absorption dans   l'Úthanol E? (278 m@) = 1340.    e) Saturation des doubles liasions.



   On agite, en présence d'hydrogène sous pression initiale de 3, 5 kg/cm2 et à la   tempé-    rature de   17     C, la fraction pesant 18, 8 g de l'acétal non saturé préparé, comme décrit sous   cl)    avec 125   em3    d'Úthanol et 4 à 5 cm3 de boue   déposée de nickel Baney.

   En    dix minutes, la pression tombe à 2, 8   kg/em2,    tandis que la température s'élève à   30     C, après quoi la fixation d'hydrogène gazeux se ralentit   brus-      quement.    On chauffe le   mélange à 500    C pendant encore 85 minutes et on recharge en hydrogène gazeux pour ramener la pression à 3, 5   kg ! cm2 après    un nouveau délai de quarante minutes. On continue d'agiter toute une nuit à température ambiante et l'hydrogène fixé est, au total, de 0, 25 molécule-gramme.



  On filtre le catalyseur et on élimine l'alcool du filtrat. Il reste 18, 8 g   d'une    huile incolore constituée par   l'acétal éthyléno-cycidque    de la phytol-cétone. L'analyse en lumière infrarouge confirme que le composé est totalement saturé. f)   Hyd rolyse d e l'acétal.   



   On agite pendant deux heures, à   50     C, un mélange de 36, 6 g   d'acêtal      éthyléno-cyelique    de la   phytol-eétone,    220 cm3 de méthanol, 55   em3    d'eau et 8 cm3 d'acide sulfurique con  centré. Apres refroidissement,    on dilue par de l'eau et on extrait par de l'éther, ce qui donne 31, 6 g de   phytol-cétone    à l'état d'huile presque incolore   bouillant à 169-171     C sous 7 mm. L'analyse en infrarouge révèle un assurer un léger reflux pendant environ trente minutes.

   On obtient alors le composé
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 avec un rendement de 41, 5    /o.      c)    PrÚparation du composÚ Ó fonction alcool
   te7    ire   (carbi. nol).   



   On ajoute au produit obtenu comme décrit   soli, s b)    une solution de 121 g de pseudo-ionone dans 300   cm3    d'éther, cette addition étant effectuée lentement jusqu'à ce que, brusquement, tout dégagement de chaleur cesse, tandis que le mélange brunit. On décompose alors le mélange par de la glace et du chlorure d'ammonium, de la manière habitueLle, puis on distille l'éther et chauffe le produit restant à   100"C sous    1 mm de pression, pour en extraire un produit secondaire volatil, présent dans le mélange.

   Le résidu, constitué du produit de condensation de la pseudo-ionone et du complexe   organo-halogéno-métallique,    pèse   74,    7   g.    Coefficient d'absorption, dans   l'étha-    nol : El   m ( 78 m, u)    = 656, ce qui   indi-    que qu'une déshydratation partielle de l'alcool tertiaire a déjà eu lieu. d) De   ?, atation porta ? tt sur la fonction   
 alcool tertiaire.



   On achevé la déshydratation déjà commencée lors de l'opération précédente en dissolvant 74, 7 g du produit dans 300 cm3 de benzène, en ajoutant 0, 75 g d'acide   para-toluenesulfonique monohydraté    et en chauffant le mélange à environ 50  C,   tempé-    rature que l'on maintient pendant trente mi  nutes.    Après lavages à l'ammoniaque diluée et à 1'eau, on sépare le benzène par distillation et l'on obtient 75, 0 g du produit de   dés-    hydratation contenant l'acétal non saturé et de coefficient d'absorption dans   l'éthanol      E l 4xm (278 m, u.)    = 930. Le spectre infrarouge ne révèle aucun groupe hydroxyle ni la groupe carbonyle fortement saturé.

   Ce produit fournit une   semi-earbazone fondant à    68-69  C après   reerista ! llisation dans l'étha-    nol.



   La   phytol-eétone    est une substance connue, qui conduit facilement au phytol, produit   uti-      lisable pour    la synthèse de la chlorophylle et de la vitamine   E.   

Claims (1)

1. REVENDICATION : Procédé de préparation de la phytol-cétone, caractérisé en ce que l'on fait réagir la pseudo-ionone sur un complexe organométallique, obtenu par action d'un métal actif sur un acétal d'une 5-halogéno-pentanone-2, pour former un carbinol tertiaire comprenant le groupement EMI6.1 dans lequel les atomes d'oxygène terminaux sont lies à un reste d'hydrocarbure de façon à former un acétal simple ou cyclique et en ce qu'on transforme ledit carbinol, par dés- hydratation, hydrogénation des doubles liaisons et hydrolyse du groupe acétal, en phytolcétone.

   SOUS-REVENDICATIONS : 1. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce qu'on utilise le magnésium comme métal actif.

   2. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce qu'on utilise le lithium comme métal actif.

   3. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce qu'on utilise le zinc comme métal actif.

   4. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on utilise le cadmium comme métal actif.

   5. Procédé selon la revendication, caracté- risé en ce qu'on utilise le mercure comme métal actif.

   6. Procédé selon la revendication, caracté- risé en ce que l'acétal utilisé est un acétal dialcoylique d'une 5-halogéno-pentanone-2.

   7. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'acétal utilisé est un aeétal alcoyiëne-cyclique d'une 5-halogéno-penta- none-2.

   8. Procédé selon la revendication et la sous-revendication 7, caractérisé en ce que l'acétal utilisé est un acétal de formule EMI6.2