Procédé de préparation d'alcools tertiaires isomères Le brevet No 337517 du 6 avril 1955 a pour objet un procédé de préparation de nouveaux alcools tertiaires isomères, les triméthyl-1,1,6-hydroxy-6- octahydro-naphtalènes, selon lequel on soumet de la dihydro-y-ionone ou un mélange de cette ionone avec l'urée au moins de ses dihydro-ionones isomères a et (3, à une cyclisation, en présence d'un agent cy- clisant, qui est de préférence un acide.
Lorsqu'on traite non la dihydro-y-ionone à l'état pur mais un tel mélange, par exemple celui des isomères y et a, les agents cyclisants indiqués au brevet ci-dessus n'affectent pratiquement que l'isomère y.
On a maintenant fait la constatation surprenante que, en cyclisant un mélange de dihydro-ionones a et y (formules I et II ci-après) avec de l'acide phos, phorique contenant de la pyridine, le rendement en alcools tertiaires isomères (formules IV, V et VI ci- après) était sensiblement augmenté,
dépassant les 100 %. Ce fait montre que l'acide phosphorique tamponné par la pyridine, ne cyclise pas seulement la dihydro-y-ionone, mais aussi la dihydro-a-ionone, rendant ainsi possible la transformation de cette der nière en lesdits alcools tertiaires dans une seule opé ration.
Basée sur cette constatation, la présente inven tion a pour objet un procédé de préparation d'alcools tertiaires isomères, les triméthyl-1,1,6-hydroxy-6- octahydronaphtalènes, par cyclisation de dihydro- gamma-ionone. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on traite de la dihydro-alpha-ionone avec un agent cyclisant constitué par de l'acide phosphorique con tenant de la pyridine, de préférence en proportion comprise entre 2 et 8 /o,
de façon à réaliser en une seule opération la transposition de la dihydro-alpha- ionone en dihydro-gamma-ionone et la cyclisation de cette dernière en lesdits alcools. La dihydro-alpha- ionone traitée ne nécessite pas d'être à l'état pur et l'on peut avantageusement la traiter mélangée avec son isomère y, lequel est évidemment aussi trans formé en les alcools tertiaires recherchés.
Le procédé selon l'invention suit la marche indi quée par les formules données ci-après. La dihydro- alpha-ionone (formule I) dans les conditions du pro cédé, s'isomérise en la dihydro-gamma-ionone (for mule II), laquelle passe immédiatement en un état de transition (formule III). Ce dernier se stabilise ensuite dans les trois isomères de formules IV, V et VI.
Si, à côté de la dihydro-alpha-ionone, se trouve de la dihydro-gamma-ionone (formule II), cette dernière passe par le même état de transition (formule III) que la dihydro-alpha-ionone, pour en suite se stabiliser en les isomères de formule IV, V et VI. Les transformations que subit la dihydro- gamma-ionone au cours du procédé selon la pré sente invention sont donc les mêmes que celles qu'elle subit au cours du procédé du brevet No 337517.
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La quantité de pyridine utilisée est déterminante pour le rendement en alcools tertiaires (formules IV, V et VI) comme le montre le tableau ci-après
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1/o <SEP> pyridine <SEP> i
<tb> dans <SEP> l'acide <SEP> o/o <SEP> alcools <SEP> /o
<tb> H3P04 <SEP> tertiaires <SEP> hydrocarbure
<tb> 0 <SEP> 5,6 <SEP> i <SEP> 68,5
<tb> 3,4 <SEP> 28,7 <SEP> 23,8
<tb> 8,0 <SEP> 15 <SEP> 2,3
<tb> 13,6 <SEP> 5 <SEP> 1,4
<tb> 34 <SEP> 0 <SEP> 0 Au moyen des spectres infrarouges, on peut montrer que, à côté des alcools tertiaires de formu les IV, V et VI, il se forme,
à partir de la dihydro- alpha-ionone, un alcool de formule VII dont la quan tité diminue quand le rendement de la cyclisation augmente. Lorsque ce rendement atteint 28,7 %, le mélange d'alcools de formules IV,
V et VI est ac- compagné d'environ 20 % d'alcool VII. Ce dernier ne gêne pas dans le produit final, il peut être éliminé par distillation.
On a également constaté que l'acide phosphori que, tamponné avec de la pyridine, est capable de cycliser la géranyl-acétone en dihydro-a-ionone. Comme cette dernière se trouve alors dans un milieu réactionnel correspondant aux conditions du procédé selon l'invention, elle se transforme finalement en les alcools recherchés de formules IV, V et VI, le tout dans une seule opération. Toutefois, le nombre des réactions secondaires possibles est ici plus grand que lorsqu'on part de la dihydro-a-ionone déjà for mée et, de ce fait, le rendement en lesdits alcools est plus faible.
On peut donc néanmoins exécuter le procédé de l'invention en partant de dihydro-a- ionone qui a été formée in situ par traitement de géranyl-acétone avec de l'acide phosphorique con tenant de la pyridine.
Les exemples qui suivent montrent comment le procédé selon l'invention peut être réalisé. <I>Exemple I</I> On prépare un mélange de 250 g d'acide phos- phorique à 84 % et de 8,5 g de pyridine que l'on refroidit entre 2 et 40 C à l'aide d'un bain glacé.
On introduit dans ce mélange en 30 minutes, tout en agitant intensivement et sous un léger courant d'azote, 50 g de dihydro-a-ionone (Indice d'oxima- tion 98,7 %, exempte de dihydro-a-ionol), diluée avec 20 ml de benzène. L'introduction terminée, on continue l'agitation pendant 6 heures à la tempéra ture de 2 à 4() C. Ensuite on jette le mélange ré actionnel sur 1 kg d'eau glacée et l'on extrait les produits de réaction par l'éther de pétrole.
Les extraits éthéro-pétroliques sont lavés à l'acide sul- furique à 10 % et à l'eau. Après avoir évaporé le solvant, on distille le produit sous vide : on obtient 48 g de produit passant entre 1010 et 117 C sous 8 mm Hg (indice d'oximation 51,6 0/0).
Ce distillat est ensuite chauffé avec 25 ml de borate d'éthyle, en faisant monter la température du bain d'huile jusqu'à 1600 C dans l'espace d'une heure. Pendant ce temps, l'alcool éthylique formé, ainsi que l'excès de. borate d'éthyle, sont éliminés par distillation. On sépare ensuite les parties non alcooliques par distillation sous vide de 10 à 0,01 mm de Hg en ayant soin de ne pas dépasser la tempéra ture de 160o C dans le bain d'huile.
Le résidu de distillation est dissous à chaud dans 50 ml de Ben zène et saponifié avec 150 ml de potasse méthanoli- que à 10 % pendant 45 minutes au bain-marie. Après évaporation des 2/3 des solvants, on verse sur de l'eau et l'on extrait avec de l'éther de pétrole. Les extraits éthéro-pétroliques sont lavés à l'eau, puis le solvant est évaporé. Pour finir, on distille les parties alcooliques sous vide.
On obtient 14 g de produit passant entre 63o et 660 C sous 0,03 mm de Hg, et dont les constantes sont
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<I>Exemple 2</I> On refroidit entre 2 et 40 C un mélange de 250 g d'acide phosphorique à 84%, de 20 g de pyri- dine et de 20 ml de benzène.
On introduit dans ce mélange et sous les conditions indiquées à l'exem- ple 1, 50 g de dihydro-a-ionone dans l'espace de 30 minutes ; on poursuit l'opération de façon analo gue à l'exemple 1. On obtient ainsi 49 g de produit avec un indice d'oximation de 81,6 %. Au moyen de 20 ml de borate d'éthyle, on en sépare 7,4 g de parties alcooliques de constantes identiques à celles du produit obtenu dans l'exemple 1.
<I>Exemple 3</I> On travaille exactement dans les conditions indi quées dans l'exemple 1, sauf que, au lieu de partir de la dihydro-a-ionone, on part de 50 g de géranyl- acétone. On observe, pendant l'introduction de cette dernière dans le mélange d'acide phosphorique et de pyridine, un dégagement de chaleur plus grand que dans l'exemple 1. On prolonge de ce fait la période d'introduction de 30 à 50 minutes, afin que la tem pérature ne dépasse pas 80 à 100 C.
L'introduction terminée, on continue l'agitation entre 2 et 4o C pendant 6 heures et l'on suit les indications de l'exemple 1. On obtient 37,6 g de pro duit de cyclisation avec un indice d'oximation de 33 0/0. Au moyen de 25 ml de borate d'éthyle, on sépare 10 g de parties alcooliques passant entre 63 et 75 C sous 0,02 mm, et dont les constantes sont
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Process for the preparation of isomeric tertiary alcohols Patent No. 337517 of April 6, 1955 relates to a process for the preparation of new isomeric tertiary alcohols, trimethyl-1,1,6-hydroxy-6-octahydro-naphthalenes, according to which one submits dihydro-y-ionone or a mixture of this ionone with urea at least of its a- and (3-isomeric dihydroionones, to cyclization, in the presence of a cyclizing agent, which is preferably an acid .
When treating not pure dihydro-y-ionone but such a mixture, for example that of the γ and α isomers, the cyclizing agents indicated in the above patent affect practically only the γ isomer.
We have now made the surprising observation that, by cyclizing a mixture of α and γ dihydroionones (formulas I and II below) with phos, phoric acid containing pyridine, the yield of isomeric tertiary alcohols (formulas IV, V and VI below) was significantly increased,
exceeding 100%. This fact shows that the phosphoric acid buffered by pyridine, not only cyclizes dihydro-y-ionone, but also dihydro-a-ionone, thus making it possible to convert the latter into said tertiary alcohols in a single operation. ration.
Based on this observation, the present invention relates to a process for the preparation of isomeric tertiary alcohols, trimethyl-1,1,6-hydroxy-6-octahydronaphthalenes, by cyclization of dihydro-gamma-ionone. This process is characterized in that the dihydro-alpha-ionone is treated with a cyclizing agent consisting of phosphoric acid containing pyridine, preferably in a proportion of between 2 and 8 / o,
so as to carry out in a single operation the transposition of dihydro-alpha-ionone into dihydro-gamma-ionone and the cyclization of the latter into said alcohols. The treated dihydro-alpha-ionone does not need to be in the pure state and can advantageously be treated mixed with its γ-isomer, which is obviously also converted into the desired tertiary alcohols.
The method according to the invention follows the procedure indicated by the formulas given below. Dihydro-alpha-ionone (formula I) under the process conditions isomerizes to dihydro-gamma-ionone (formula II), which immediately goes into a transition state (formula III). The latter then stabilizes in the three isomers of formulas IV, V and VI.
If, next to the dihydro-alpha-ionone, there is dihydro-gamma-ionone (formula II), the latter goes through the same transition state (formula III) as dihydro-alpha-ionone, for then stabilize in the isomers of formula IV, V and VI. The transformations which the dihydro-gamma-ionone undergoes during the process according to the present invention are therefore the same as those which it undergoes during the process of patent No. 337517.
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The amount of pyridine used is decisive for the yield of tertiary alcohols (formulas IV, V and VI) as shown in the table below
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1 / o <SEP> pyridine <SEP> i
<tb> in <SEP> the acid <SEP> o / o <SEP> alcohols <SEP> / o
<tb> H3P04 <SEP> tertiary <SEP> hydrocarbon
<tb> 0 <SEP> 5.6 <SEP> i <SEP> 68.5
<tb> 3.4 <SEP> 28.7 <SEP> 23.8
<tb> 8.0 <SEP> 15 <SEP> 2.3
<tb> 13.6 <SEP> 5 <SEP> 1.4
<tb> 34 <SEP> 0 <SEP> 0 By means of infrared spectra, it can be shown that, next to the tertiary alcohols of the form IV, V and VI, it is formed,
from dihydro-alpha-ionone, an alcohol of formula VII the quantity of which decreases with increasing cyclization yield. When this yield reaches 28.7%, the mixture of alcohols of formulas IV,
V and VI is accompanied by about 20% alcohol VII. The latter does not interfere with the final product, it can be removed by distillation.
It has also been found that phosphori acid, buffered with pyridine, is capable of cyclizing geranyl-acetone into dihydro-α-ionone. As the latter is then in a reaction medium corresponding to the conditions of the process according to the invention, it is finally transformed into the desired alcohols of formulas IV, V and VI, all in a single operation. However, the number of possible side reactions is greater here than when starting from the dihydro-a-ionone already formed and, therefore, the yield of said alcohols is lower.
The process of the invention can therefore nevertheless be carried out starting from dihydro-α-ionone which has been formed in situ by treatment of geranyl-acetone with phosphoric acid containing pyridine.
The examples which follow show how the process according to the invention can be carried out. <I> Example I </I> A mixture of 250 g of 84% phosphoric acid and 8.5 g of pyridine is prepared which is cooled to between 2 and 40 ° C. using a ice bath.
50 g of dihydro-a-ionone (oxidation number 98.7%, free of dihydro-a-ionol) are introduced into this mixture over 30 minutes, while stirring intensively and under a gentle stream of nitrogen. , diluted with 20 ml of benzene. Once the introduction is complete, stirring is continued for 6 hours at a temperature of 2 to 4 () C. Then the reaction mixture is poured onto 1 kg of ice-cold water and the reaction products are extracted with l. petroleum ether.
The ethero-petroleum extracts are washed with 10% sulfuric acid and with water. After the solvent has been evaporated off, the product is distilled off under vacuum: 48 g of product passing between 1010 and 117 ° C. under 8 mm Hg (oximation number 51.6 0/0) are obtained.
This distillate is then heated with 25 ml of ethyl borate, raising the temperature of the oil bath to 1600 ° C. over the course of one hour. During this time, ethyl alcohol formed, as well as the excess of. ethyl borate, are removed by distillation. The non-alcoholic parts are then separated by vacuum distillation of 10 to 0.01 mm Hg, taking care not to exceed the temperature of 160 ° C. in the oil bath.
The distillation residue is dissolved hot in 50 ml of Benzene and saponified with 150 ml of 10% methanolic potassium hydroxide for 45 minutes in a water bath. After evaporating 2/3 of the solvents, poured into water and extracted with petroleum ether. The ethero-petroleum extracts are washed with water, then the solvent is evaporated off. Finally, the alcoholic parts are distilled under vacuum.
We obtain 14 g of product passing between 63o and 660 C under 0.03 mm of Hg, and whose constants are
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<I> Example 2 </I> A mixture of 250 g of 84% phosphoric acid, 20 g of pyridine and 20 ml of benzene is cooled to between 2 and 40 ° C.
Into this mixture and under the conditions indicated in Example 1.50 g of dihydro-α-ionone are introduced within 30 minutes; the operation is continued in a manner analogous to Example 1. 49 g of product are thus obtained with an oximation number of 81.6%. 7.4 g of alcoholic parts of constant identical to those of the product obtained in Example 1 are separated by means of 20 ml of ethyl borate.
<I> Example 3 </I> The operation is carried out exactly under the conditions indicated in Example 1, except that, instead of starting with dihydro-a-ionone, we start with 50 g of geranyl acetone. During the introduction of the latter into the mixture of phosphoric acid and pyridine, a greater release of heat is observed than in Example 1. The introduction period is therefore extended from 30 to 50 minutes, so that the temperature does not exceed 80 to 100 C.
When the introduction is finished, stirring is continued at 2 ° C. to 4 ° C. for 6 hours and the indications of example 1 are followed. 37.6 g of cyclization product are obtained with an oximation index of 33. 0/0. Using 25 ml of ethyl borate, 10 g of alcoholic parts passing between 63 and 75 C under 0.02 mm are separated, and the constants of which are
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