CH336063A

CH336063A - Procédé de préparation de composés polyéniques conjugués

Info

Publication number: CH336063A
Authority: CH
Inventors: Donald Robeson Charles
Original assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1954-07-01
Filing date: 1955-06-30
Publication date: 1959-02-15
Also published as: GB786104A; DE1001258C2; FR1211308A; DE1001258B

Description


  



  Procédé de préparation de composés polyéniques conjugués
 La présente invention se rapporte à un procédé pour la déshydratation et la décarboxylation d'un acide beta-hydroxy-carboxylique   polygénique    conjugué, applicable en particulier à la préparation de composés à activité vitaminique A et d'intermédiaires de ces composés.



   Un procédé préféré de formation de doubles liaisons dans les composés organiques consiste à   dés-    hydrater les carbinols au moyen d'agents   déshydra-    tants tels que les acides minéraux ou organiques, des sels d'acides et des agents   déshydratants    acides similaires. Toutefois, quand on déshydrate des carbinols à doubles liaisons conjuguées au moyen de ces agents   déshydratants    acides, il se forme des mélanges d'isomères difficiles à séparer. Ces mélanges d'isomères sont inévitables du fait que les acides utilisés pour effectuer la déshydratation catalysent également l'iso  mérisation    du produit déshydraté. Les isomères ainsi obtenus ayant souvent des propriétés chimiques et physiques similaires, ils sont difficiles à séparer.



   La formation de mélanges d'isomères est   indési-    rable dans les procédés de synthèse parce qu'elle rend nécessaires des opérations supplémentaires de purification. Par ailleurs, les faibles rendements en isomère désiré peuvent rendre le procédé économiquement inapplicable. Il est par conséquent très   dé-    sirable de disposer d'un moyen permettant d'introduire spécifiquement une double liaison dans un composé organique non saturé possédant une structure conjuguée, sans isomérisation importante concomitante.



   Le présent brevet a pour objet un procédé pour la déshydratation et la décarboxylation d'un acide beta-hydroxy-carboxylique   polyénique    conjugué de formule
EMI1.1     
   (Cornposé 1)    dans laquelle R est un radical   polyénique    conjugué,
R'et R"représentent chacun un atome d'hydrogène ou un radical alcoyle inférieur et   R"'est    un atome d'hydrogène, un radical alcoyle inférieur ou un radical   polyénique    conjugué, en vue d'introduire une double liaison en position alpha-beta par rapport au groupe carboxylique original sans isomérisation, ce qui donne un composé   polyénique    conjugué de formule
EMI1.2     
 (Composé 2)
Ce procédé est caractérisé en ce que l'acide carboxylique (composé 1)

   est mis en contact avec un anhydride d'acide organique dans des conditions anhydres.



   Dans un acide hydroxy-carboxylique, si le radical carbinol est attaché à un atome de carbone autre que l'atome de carbone beta ou si le radical carboxylique est   esterifié,    il ne se produit sensiblement pas de décarboxylation quand on utilise des anhydrides d'acides ou d'autres agents   déshydra-    tants acides. Ainsi le procédé ici décrit concerne spécifiquement une déshydratation et une décarboxylation simultanées des acides beta-hydroxy-carboxyliques.



   Un acide beta-hydroxy-carboxylique pouvant tre déshydraté et décarboxylé avec formation d'un hydrocarbure conjugué est le   1- (2', 6', 6'-triméthyl-cyclo-      hexèn- (l')-yl)-3, 7-diméthyl-7-hydroxy-8-carboxy-l,    3,   5-nonatriène,    de formule 
EMI2.1     
    (Composé 3)   
D'autres acides beta-hydroxy-carboxyliques utilisables sont les composés suivants :

   1- (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-    (1')-yl)-3,7-diméthyl-7-hydroxy-8-carboxy-1,3,5-octa
 triène,   1-    (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-    (1')-yl)-3-méthyl-3   hydroxy-4-carboxy-1      pentène,    1- (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-    (1')-yl)-3-méthyl-3-hydroxy-4   carboxy-1-butène,    1- (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn- (1')-yl)-3,    7,10-triméthyl-9-hydroxy-10-carboxy-1,3,5,7   décatétraène,    1- (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-    (1')-yl)-3,7-diméthyl-9-hydroxy-10-carboxy-1,3,5,7.11   dodécapentène,    1- (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-    (1')-yl)-3,7,

  11-triméthyl-9-hydroxy-10-carboxy-1,3,5,7.



      11-dodécapentène,    1- (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-      (1')-yl)-3, 7-diméthyl-9-butyl-9-hydroxy-10-carboxy-   
   1,    3,5,7-décatétraène,   1-    (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-    (1')-yl)-3,7,10-triméthyl-9-hydroxy-10-carboxy-1,3,5,7   dodécatétraène,    1- (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-    (1')-yl)-3, 7,10-triméthyl-9-hydroxy-10-carboxy-1,3,5,7   tridécatétraène,    6-hydroxy-7-carboxy-2,4-heptadiène.



   Ces composes et d'autres acides beta-hydroxycarboxyliques utilisables comme produits de départ peuvent   tre    préparés par des procédés bien connus, de préférence par la réaction bien connue de Reformatzky, c'est-à-dire par condensation d'esters alphahalogénés avec un composé contenant un groupe carbonyle, puis saponification de l'ester condensé, acidification et séparation de l'acide   beta-hydroxylé.    Un tel beta-hydroxy-acide est l'acide préparé par condensation de l'aldéhyde de vitamine A avec un alphabromo-propionate en présence de zinc, ce qui donne un beta-hydroxy-ester qui peut tre facilement converti en beta-hydroxy-acide :

     1-    (2', 6', 6'-triméthyl  cyclohexèn-    (1')-yl)-3, 7,10-triméthyl-9-hydr  oxy-10-carboxy-1,    3,5,7-décatétraène.



   On peut utiliser un quelconque des anhydrides d'acides organiques bien connus, comme l'anhydride acétique, l'anhydride n-butyrique, l'anhydride n-propionique, 1'anhydride   n-caproïque,    l'anhydride phtalique, 1'anhydride succinique et les anhydrides similaires. D'autres agents   déshydratants    bien connus comme les acides minéraux, les acides organiques, les sels d'acides et les agents   déshydratants    acides similaires ne peuvent simultanément déshydrater et décarboxyler les acides   beta-hydroxy-carboxyliques    et ainsi ne peuvent pas tre utilisés à la place des anhydrides d'acides organiques dans le procédé décrit ici.



   Le procédé de déshydratation et de décarboxylation au moyen d'un anhydride d'acide organique est effectué dans des conditions anhydres, de préférence au sein d'un solvant ne réagissant pas avec ces anhydrides comme le benzène, l'éther de pétrole, l'éther éthylique et les solvants analogues, la réaction pouvant toutefois tre effectuée en l'absence de ces solvants. La réaction peut tre effectuée à la température ambiante, mais on peut également chauffer pour accélérer la vitesse de la réaction.



   Le procédé de déshydratation et de décarboxylation au moyen d'un anhydride d'acide organique ici décrit est particulièrement intéressant pour la   prépa-    ration d'hydrocarbures tels que celui de la vitamine
A. L'hydrocarbure de la vitamine A est intéressant en ce que son activité est le quart de l'activité biologique de la vitamine A alcool. La déshydratation et décarboxylation de l'acide   beta-hydroxy-carboxyli-    que correspondant (composé 3) au moyen d'un anhydride d'acide organique de manière à former   l'hy-    drocarbure de la vitamine A peut tre effectuée sans formation d'isomères d'une activité biologique moindre comme le rétro-isomère de l'hydrocarbure de la vitamine A.

   Le rétro-isomère de l'hydrocarbure de la vitamine A a une activité biologique très faible de sorte qu'il diminue l'activité biologique de   l'hydro-    carbure de la vitamine A s'il est en mélange avec lui. 



  Nombre de procédés de déshydratation des carbinols aboutissent à la formation de ces isomères   indésira-    bles comme le rétro-isomère et ne donnent donc pas satisfaction. Par contre, l'hydrocarbure de la vitamine A peut tre facilement préparé, sans   isoméri-    sation sensible, par le procédé suivant l'invention de déshydratation et de décarboxylation au moyen d'un anhydride d'acide organique.



   La préparation d'hydrocarbures intéressants de formule
EMI3.1     
 (Compose   4)    dans laquelle R est un radical   polyène    conjugue bivalent chromogène, en conjugaison avec la partie vitaminique A (partie entre parenthèses du composé 4) peut tre également facilement effectuée par   dés-    hydratation et décarboxylation d'un beta-hydroxyacide correspondant. Ces beta-hydroxy-acides peuvent tre préparés par condensation de l'aldéhyde de vitamine A avec un ester alpha-halogéné approprié suivant la réaction de Reformatzky. Des substituants types pour le radical R du composé 4 sont les groupes
 = CH-CH =   CH-CH      =      CH.      



   CH,
 = CH-C = CH-CH = CH-CH ; ;,   
EMI3.2     
   et 4es    restes   polyéniques    conjugues apparentés. Par cette addition à la conjugaison de la partie vitaminique A, on peut préparer des composés plus colorés que la vitamine A tels que des composés manifestant cette activité vitaminique et ayant des couleurs orangé jaune et orangé. Les hydrocarbures obtenus possèdent ainsi l'activité biologique de la vitamine A en plus des propriétés chromogènes du radical   polyè-    ne conjugué. Ainsi ces composés biologiquement actifs et fortement colorés sont particulièrement propres à tre ajoutés en vue de les colorer à de nombreux produits alimentaires, en particulier la margarine.



  Exemple 1 :
 A un échantillon de 1,2 g de 1- (2', 6', 6'-tri  méthyl-cyclohexèn-    (1')-yl)-3,7-diméthyl-7hydroxy-8-carboxy-1,3,5-octatriène dissous dans 3   cmS    de benzène, on ajoute 1,2 g d'anhydride phtalique. On laisse le mélange reposer à environ   250    C pendant vingt-quatre heures, puis on le mélange avec 100   cm3      d'une    solution aqueuse N/2 d'hydroxyde de potassium et on l'épuise au moyen d'éther éthylique.



  On lave de nouveau l'extrait éthéré au moyen d'hydroxyde de potassium   N/2,    puis on lave de nouveau à l'eau. On sèche la fraction restante et on la soumet à la chromatographie sur une colonne de silicate de sodium et d'aluminium. La fraction non adsorbée contenant le produit est encore purifiée par   cristalli-    sation au sein d'éther de pétrole et donne des cristaux jaunes de desméthyl-hydrocarbure de la vitamine A : le 1- (2',   6', 6'-triméthyl-cyclohexèn- (1')-yl)-3,    7  diméthyl-1,    3,5,7-octatétraène fondant à 61   O-      620    C,   El"/"    (319   A) =    1815.

   Les courbes d'absorption dans l'infrarouge montrent l'absence de liaisons caractéristiques des groupes hydroxyle ou carboxyle mais les caractéristiques d'un groupe   méthylénique    terminal.



   Au lieu d'anhydride phtalique on peut employer de l'anhydride acétique, de l'anhydride succinique ou de l'anhydride   caproïque.   



  Exemple 2 :
 A 6,8 g de 1- (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-    (1')-yl)-3,   7-diméthyl-7-hydroxy-8-carboxy-    1,3,5-nonatriène dissous dans 10 cm3 de benzène, on ajoute 6   cm3    d'anhydride acétique. La réaction et la purification subséquente sont effectuées comme dans l'exemple 1. Le produit brut de la réaction pèse 4,65 g, le rendement correspondant à environ 84    /0.   



  On obtient des cristaux jaunes d'hydrocarbure de vitamine A : 1- (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-    (1')-yl)-3, 7-diméthyl-1, 3,5,7-nonatétraène, de point    de fusion 710-72 C, El0/n, (323 R) = 1800. L'analyse à l'infrarouge ne montre pas de groupes hydroxy-    liques ou carboxyliques restants.



  Exemple 3 :
 A 5 g de 1- (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-      (1')-       yl)-3-méthyl-3-hydroxy-4-carboxy-1-butè-    ne,   Ett'éom    (234   X)    = 185, on ajoute 5   cm3    d'anhydride acétique. La réaction et la purification subséquente sont effectuées comme dans l'exemple   1.    Le produit ainsi obtenu, le 1- (2', 6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-      (I')-yl)-3-méthyl-1, 3-butadiène    est une huile limpide presque incolore pesant 1,8 g,   Ei lil (228,    228,262   =    633,611.

   Les courbes d'absorption dans l'infrarouge du produit montrent les bandes caractéristiques   d'un    groupe   méthylénique    terminal et l'absence de bandes caractéristiques de groupes hydroxyliques et carboxyliques.



  Exemple 4 :
 A 5 g de 1- (2', 6',   6,-triméthyl-cyclohexèn-      (1')-yl)-3-méthyl-3-hydroxy-4-carboxy-1-    pentène,   E1'e/m    (234    > )    = 166, dissous dans 7 cm3 de benzène, on ajoute 7 cm3 d'anhydride acétique. On traite la solution comme il est décrit dans l'exemple 1.



  L'hydrocarbure purifié obtenu, le 1-   (2', 6', 6'-tri-      méthyl-cyclohexèn-      (1')-yl)-3-méthyl-1,    3pentadiène est une huile, presque incolore pesant 2,2 g et de valeur   E1e/l    (257   I1)    = 679. Une analyse à l'infrarouge du produit montre l'absence de groupes hydroxyliques et carboxyliques.



  Exemple 5 :
 A   6 g de    1-   (2',    6',   6'-triméthyl-cyclohexèn-      (1')-yl)-3,    7,10-triméthyl-9-hydroxy-10-carboxy-1,3,5,7-décatétraène en solution dans 10   cm    de benzène, on ajoute 6 cm3 d'anhydride acétique.



  On effectue la réaction et la purification conformément au mode opératoire décrit dans l'exemple 1.



  L'hydrocarbure purifié obtenu, le 1-   (2',    6', 6'-tri  méthyl-cyclohexèn-    (1')-yl)-3,7,10-triméthyl1, 3, 5,79-décapentène est une substance jaune oran  gé    à activité vitaminique A,   Et1'éom    (356   Il)    = 2040.



  L'analyse à l'infrarouge indique l'absence de groupes hydroxyliques et carboxyliques.

Claims

REVENDICATION : Procédé pour la déshydratation et la décarboxylation d'un acide beta-hydroxy-carboxylique polyéni- que conjugué de formule R'R" R-C-C-COOH OH R"' dans laquelle R est un radical polyénique conjugué, R'et R"représentent chacun un atome d'hydrogène ou un radical alcoyle inférieur et R"'est un atome d'hydrogène, un radical alcoyle inférieur ou un radical polyénique conjugué, en vue d'introduire une double liaison en position alpha-beta par rapport au groupe carboxylique original sans isomérisation,

ce qui donne un composé polyénique conjugué de formule R'R" R-C = C-R"' caractérisé en ce que l'acide carboxilique est mis en contact avec un anhydride d'acide organique dans des conditions anhydres.

SOUS-REVENDICATIONS : 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'anhydride d'acide est l'anhydride acétique.

2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que l'anhydride d'acide est l'anhydride phtalique.

3. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que R est un radical de formule EMI4.1 dans laquelle n est 0 ou 1.

4. Procédé selon la sous-revendication 3, carac térisé en ce que R'est un groupe CHs et R"et R"'sont chacun un atome d'hydrogène.

5. Procédé selon la sous-revendication 3, carac térisé en ce que R'et R"sont chacun un groupe CH3 et R"'est un atome d'hydrogène.

6. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que R est un radical de formule EMI4.2 7. Procédé selon la sous-revendication 6, carac térisé en ce que R'et R"représentent chacun de l'hydrogène et R"'un radical polyénique conjugué.

8. Procédé selon la sous-revendication 6, carac térisé en ce que R'et R"représentent chacun de l'hydrogène et R"'est un groupe CH..