CH333511A - Procédé de préparation de la méthyl-2 cyclopentanedione-1,3 - Google Patents

Description

  Procédé de préparation de la     méthyl-2        cyclopentanedione-1,3       La présente invention a pour objet un  nouveau procédé de préparation de la     méthyl-2          cyclopentanedione-1,3,    produit de valeur, im  portant comme intermédiaire dans la synthèse  de composés stéroïdes.  



  La     méthyl-2        cyclopentanedione-1,3    a été  isolée pour la première fois par     Cornforth     &        Earl,    J.     Chem.    Soc.,<I>1940,</I> 1443, à partir  des produits de dégradation de la     sarcostine    ;  elle a été préparée ultérieurement par     Orchin      &      Butz,    Am.

   Soc., 65, 2296 (1943), par  hydrogénation du     monohydrate    de     méthyl-3          cyclopentanetrione-1,2,4    en solution     éthano-          lique    en présence de platine d'Adams ; cette  réaction donne un rendement de     15(1/o    seu  lement en     méthyl-2        cyclopentanedione-1,3     qu'on obtient à côté d'une quantité beaucoup  plus grande     d'hydroxy-4        méthyl-2        cyclopen-          tanedione-1,3.     



  Il a été trouvé que, si on fait agir un  composé     R-NH-NH2    avec la     méthyl-3    cyclo-         pentanetrione-1,2,4,    ledit composé réagit sé  lectivement avec le groupement     carbonyle-1     pour y remplacer l'atome d'oxygène par le  groupement     =N-NHR.    Le produit ainsi formé,  chauffé au     sein    d'une solution d'un alcali  caustique dans un solvant à point     d'ébullition     au moins égal à     17011,    de préférence un     glycol,     donne le sel alcalin de la     méthyl-2        cyclo-          pentanedione-1,

  3    (forme     énolique)    duquel     il     est possible d'isoler par acidification la     méthyl-2          cyclopentanedione-1,3.     



  Le procédé objet de l'invention est donc  caractérisé en ce que l'on fait réagir sur de  la     méthyl-3        cyclopentanetrione-1,2,4    un com  posé de formule     R-NH-NH2,    dans laquelle       R=H,        -CONH2    ou     -CSNH2,    et en ce qu'on  décompose le produit de la réaction par chauf  fage au sein d'une solution d'un alcali caustique  dans un solvant à point d'ébullition au moins  égal à<B>1700</B> et en ce qu'on acidifie le produit  de cette décomposition.

      L'ensemble des opérations peut être schématisé par la suite d'équations ci-après  
EMI0001.0047     
    
EMI0002.0001     
    La     méthyl-3        cyclopentanetrione-1,2,4,    uti  lisée comme matière première dans cette  réaction peut être     préparée    facilement selon  O.     Diels,    S.     Sielisch    et E. Muller (Ber.     dtsch.          chem.        Ges.,    39, 1328 (1906)), par condensa  tion de     l'oxalate        diéthylique    avec la     méthyl-          éthylcétone    en présence de sodium.

   Le     glyoxy-          late    formé     intermédiairement    dans la réaction  est hydrolysé par un acide et donne la     méthyl-3          cyclopentanetrione-1,2,4        monohydratée    (voir  également     Orchin    et     Butz,        loc.        cit.).     



       Comme    composé     R-NH-NH2,    on peut uti  liser     l'hydrazine        (R=H)    par exemple sous  forme d'hydrate, la     semicarbazide        (R=CONH.,)     ou la     thiosemicarbazide   <I>(R =</I>     CSNH2)    sous  forme de leurs sels.

   Le solvant au sein duquel  on décompose     l'hydrazone    ou la     semicarbazone     peut être, par exemple,     l'éthylène-glycol,    un       propanediol    ou un     butanediol    ; on opère de  préférence à la température d'ébullition du  mélange     réactionnel.     



  La réaction peut se faire en un temps, en  chauffant simultanément la     trione,    le composé       R-NH-NH2,        l'alcali    caustique et le solvant et  ce mode opératoire s'applique en     particulier     dans le cas où on utilise     l'hydrazine.        L'hydra-          zone    formée     intermédiairement    se décompose  au fur et à mesure qu'elle prend naissance.

   On  peut encore, dans le cas où on emploie     l'hydra-          zine,    préparer extemporanément une solution  glycolique     alcaline        d'hydrazone    et la verser  dans une solution glycolique d'alcali caustique  portée à l'ébullition. On obtient ainsi d'excel  lents rendements.  



  Un autre mode opératoire avantageux con  siste à     utiliser    comme composé     R-NH-NH.     la     semicarbazide    sous forme de chlorhydrate  qui réagit à froid avec la     trione    pour donner  une     -monosemicarbazone    ; celle-ci est isolée  puis chauffée avec l'alcali caustique dissous  dans le solvant, de préférence à l'ébullition    du mélange réactionnel. Ce mode opératoire  donne des rendements élevés dans chacune  des deux phases successives, de sorte que le  rendement global est encore excellent.  



  Les exemples suivants illustrent le procédé  de l'invention. Sauf indication contraire, les  parties s'entendent en poids ; les parties en  volume sont aux parties en poids dans le rap  port des centimètres cubes aux grammes.    <I>Exemple 1</I>    280 parties de     méthyl-3        cyclopentanetrione-          1,2,4        monohydratée    sont dissoutes à froid dans  2000 parties en volume d'alcool à 95 % (en  volume). On ajoute 2000     parties    d'eau, puis  une solution de 220 parties de chlorhydrate  de     semicarbazide    et 300 parties d'acétate de  sodium cristallisé dans 2000 parties d'eau.

   La       monosemicarbazone-1    de la     méthyl-3        cyclo-          pentanetrione-1,2,4    précipite. On la filtre et  sèche sous vide (330 parties).  



  On introduit 150 parties de cette     semi-          carbazone    dans 1500 parties en volume de  glycol éthylénique dans lequel on a dissous  150 parties d'hydroxyde de potassium. On  chauffe à reflux (1500 dans le bain) ; il se  produit un abondant dégagement d'azote et  d'ammoniac et le milieu brunit légèrement.  On chauffe 14 heures entre 1700 et 2000, puis  chasse la presque totalité du glycol par distil  lation sous vide. On laisse refroidir, reprend  par l'eau, acidifie jusqu'à<I>pH 7</I> par addition  d'acide chlorhydrique concentré, puis jusqu'à  <I>pH 3</I> au moyen d'acide chlorhydrique dilué.

    Après filtration du précipité qui s'est formé et  séchage de ce dernier, on obtient 85 parties  de     méthyl-2        cyclopentanedione-1,3,    ce qui re  présente un rendement de 86      /o    sur la     méthyl-3          cyclopentanetrione-1,2,4    de départ. Le produit  recristallisé dans l'eau bouillante fond à 214  2150 (banc     Kofler).         <I>Exemple 2</I>  280 parties de     méthyl-3        cyclopentanetrione-          1,2,4        monohydratée    sont dissoutes à froid dans  2000 parties en volume d'alcool à 95 0/0.

   On  ajoute 1000 parties d'eau et verse dans cette  solution une solution de 242 parties de     chlor-          hydrate    de     semicarbazide    et 300 parties d'acé  tate de sodium cristallisé dans 2000 parties  d'eau. La     semicarbazone    qui précipite est filtrée  et séchée à 1000 (314 parties).  



  On introduit 64 parties de cette     semicarba-          zone    dans une solution de 64 parties d'hy  droxyde de potassium dans 640 parties en  volume d'éthylène - glycol technique et on  chauffe 5 heures au     reflux    au bain d'huile  porté à     180-1950.    Vers 180 , il se produit  un violent dégagement gazeux. On chasse en  suite le glycol par distillation sous vide (pres  sion 13 mm Hg) en élevant progressivement  la température du bain de     130o    à     200 .    Le  résidu est repris par 200 parties d'eau et amené  <I>à pH 3</I> par addition d'acide chlorhydrique con  centré. Le précipité est filtré, lavé à l'eau et  séché.

   On obtient ainsi 31,7 parties de     méthyl-2          cyclopentanedione    qui, après recristallisation  dans l'eau     bouillante    fond à     210o.       <I>Exemple 3</I>    294 parties de     semicarbazone    obtenue  comme dans l'exemple 2 sont chauffées 5 heu  res à 170-1720 dans 3200 parties en volume  de glycol éthylénique anhydre additionné de  294 parties d'hydroxyde de potassium. Le dé-         gagement    gazeux, d'abord important, cesse ra  pidement. On distille le glycol sous vide,  reprend le résidu par de l'eau et acidifie à  <I>pH 3</I> par l'acide chlorhydrique concentré.  



  Le précipité de     méthyl-2        cyclopentanedione-          1,3    qui s'est formé est séparé par     filtration,     lavé et séché à poids constant (133 parties).  Des eaux-mères et des eaux de lavage, on peut,  par concentration sous vide et extraction à  l'éther, retirer une quantité supplémentaire de  5 parties de     dione.    -    <I>Exemple 4</I>    14 parties de     méthyl-3        cyclopentanetrione-          1,2,

  4        monohydratée    sont versées dans une so  lution de 19 parties d'hydroxyde de potassium  et de 17 parties en volume d'hydrate     d'hydra-          zine    à     67,%        dans        150        parties        d'éthylène-glycol,     contenue dans un     appareil    surmonté d'un sépa  rateur automatique d'eau et d'un réfrigérant à       reflux.    On chauffe le mélange au bain d'huile  à 1700 ; vers 1300 (température du bain), un  dégagement gazeux se produit ; il devient plus  abondant à 170 .

   On élève alors la tempéra  ture du bain à 195-2050 et on chauffe 8 heures  au total. Le glycol distille en partie,     entraînant     l'eau et l'excès d'hydrate     d'hydrazine.    On     dis-          tille    alors le reste du glycol sous vide. On  reprend le résidu par 200 parties d'eau et  acidifie<I>à pH</I> 3 par l'acide chlorhydrique con  centré.

   On extrait en continu à l'éther la  solution ainsi obtenue ; on peut isoler de l'ex  trait éthéré 3 parties de     méthyl-2        cyclopentane-          dione-1,3.       <I>Exemple S</I>    On prépare extemporanément une solution glycolique     alcaline        d'hydrazone    de la     méthyl-3          cyclopentanedione-1,2,4,    à partir de  
EMI0003.0050     
  
    trione <SEP> monohydratée <SEP> <B>......</B> <SEP> 9 <SEP> parties
<tb>  glycol <SEP> éthylénique <SEP> technique <SEP> 35 <SEP> parties <SEP> (en <SEP> volume)
<tb>  solution <SEP> A
<tb>  hydrate <SEP> d'hydrazine <SEP> à <SEP> 98 <SEP> 0/0 <SEP> 3,

  7 <SEP> parties
<tb>  hydroxyde <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 3,5 <SEP> parties       D'autre part, on porte à l'ébullition à reflux une solution de  
EMI0003.0051     
  
    hydroxyde <SEP> de <SEP> potassium <SEP> - <SEP> . <SEP> 3,5 <SEP> parties <SEP> solution <SEP> B
<tb>  glycol <SEP> éthylénique <SEP> technique <SEP> 70 <SEP> parties <SEP> (en <SEP> volume)         On coule la solution<I>A</I> dans la solution<I>B,</I>  en condensant la vapeur d'eau au fur et à  mesure de sa formation, à l'aide d'un sépara  teur d'eau automatique. Après la fin de la  réaction, on     distille    le glycol sous vide.

   Le  résidu brun pâle,     pulvérulent,    est repris par  l'eau (50 parties), et la solution résultante est       acidifiée    à l'acide chlorhydrique jusqu'à<I>pH 2.</I>  La     méthyl-2-cyclopentanedione-1,3    précipite  immédiatement. On la filtre et on la sèche  sous vide. 'On obtient 4,5 parties de produit  fondant à 2140 qu'on peut     purifier    par simple       recristallisation    dans l'eau bouillante.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de préparation de la méthyl-2 cyclopentanedione-1,3 à partir de la méthyl-3 cyclopentanetrione - 1,2,4, caractérisé en ce qu'on fait agir sur cette dernière un composé de formule R-NH-NH2, dans laquelle R=H, -CONH2 ou -CSNH2, en ce qu'on décompose le produit de la réaction par chauffage au sein d'une solution d'un alcali caustique dans un solvant à point d'ébullition au moins égal à 1700 et en ce qu'on acidifie le produit de cette décomposition. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé selon la revendication, carac térisé en ce qu'on prépare extemporanément une solution glycolique alcaline de monohydra- zone de la méthyl-3 cyclopentanetrione-1,2,4 et en ce qu'on verse cette solution dans une solution glycolique d'un alcali caustique, portée à l'ébullition. 2.

   Procédé selon la revendication, carac térisé en ce qu'on fait réagir à froid un sel de semicarbazide sur la méthyl-3 cyclopentane- trione-1,2,4, en ce qu'on isole la semicarbazone qui se forme et en ce qu'on la chauffe ensuite au sein d'une solution d'un alcali caustique dans un glycol. 3. Procédé selon la revendication et la sous- revendication 2, caractérisé en ce que l'on chauffe à la température d'ébullition du mé lange réactionnel.