CH382723A - Procédé de préparation de composés carbonylés - Google Patents

Procédé de préparation de composés carbonylés

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CH382723A
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dimethyl
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Leicester Weedon Basil Charles
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Description


  
 



  Procédé de préparation de composés carbonylés
 La présente invention a pour objet un procédé de préparation de composés carbonylés, notamment de nouvelles octanones utiles comme composés intermédiaires dans la synthèse de composés caroténoïdes.



   Ces composés carbonylés répondent à la formule générale:
EMI1.1     
 dans laquelle Q représente un groupe carbonyle, un groupe   hydroxyméthylène,    un groupe acyloxyméthylène (par exemple un groupe acétoxy-, propionoxy- ou benzoyloxyméthylène), ou un groupe carbonyle cétalisé (par exemple un groupe   éthylène-    dioxy ou autre alcoylènedioxy, un groupe diéthoxyou dibutoxyméthylène), R représente un groupe alcoyle, R6 représente un groupe alcoyle contenant de préférence de 1 à 4 atomes de carbone,   R1    et Rreprésentent chacun un groupe alcoyle contenant de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, et n est égal à 1 ou 2.



   Les composés carbonylés répondant à la formule générale ci-dessus dans laquelle R,   Ri,    R2 et   R    représentent des groupes méthyles et n est égal à 2 sont spécialement préférés, car ils sont utilisables comme intermédiaires dans la synthèse de   caroténoldes    identiques à ceux que   l'on    trouve à l'état naturel.



   Pour la synthèse d'un   caroténoide    naturel, on peut condenser une mono- ou dialdéhyde polyénique conjuguée avec par exemple une octanone-(2) de la formule générale I ci-dessus, qui contient un groupe hydroxy-, acyloxy- ou oxo-cétalisé en position 6 (soit un composé carbonylé de la formule générale ci-dessus dans laquelle R6 représente un groupe méthyle et Q représente un groupe différent d'un groupe carbonyle). Ainsi, on peut préparer   l'éehiné-    none en condensant de l'apo-2-carotinal avec de la   3,3 -diméthyl- 6-éthylènedioxy-octanone-(2),    en transformant le groupe alcoylènedioxy-méthylène en un groupe céto et en cyclisant le composé polycétonique ainsi obtenu. La canthaxanthine peut tre préparée de façon analogue en utilisant de la crocétinedialdéhyde à la place d'apo-2-carotinal.



   Les octanones-(2) et les autres cétones de la formule générale ci-dessus sont préparées conformément à l'invention, en faisant réagir un acide de formule générale:
EMI1.2     
 à l'état libre ou sous forme d'un dérivé fonctionnel, avec un composé alcoylo-métallique, par exemple le méthylelithium, la réaction étant de préférence effectuée en solution dans de l'éther diéthylique ou autre solvant inerte.



   Un acide de formule générale   II    dans laquelle
Q représente un groupe carbonyle peut tre préparé par hydrolyse d'un ester de l'acide de formule générale   II.    Cet ester peut lui-mme tre préparé par réaction d'un halogénure d'acide de formule générale:
EMI1.3     
 dans laquelle X représente un atome d'halogène, avantageusement un atome de chlore, et R7 représente un groupe hydro-carbure avec un composé   aicoylo-métallique,    avantageusement du diéthyle  cadmium, de préférence en solution dans du benzène ou autre solvant inerte.

   L'halogénure d'acide de formule générale III se prépare aisément par halogénation, par exemple au moyen de chlorure de thionyle, d'un l-monoester d'acide 2,2-dialcoyl-glutarique ou -succinique de formule générale:
EMI2.1     
 qui est commodément obtenu par estérification, par exemple en faisant bouillir l'acide 2,2-dialcoyl-glutarique ou -succinique correspondant avec l'alcool approprié en présence d'acide sulfurique, puis par hydrolyse partielle du di-ester formé, par exemple par traitement avec de l'hydroxyde de potassium alcoolique à température ordinaire, par exemple à 200 C.



   L'acide   2,2-dialcoyl-glutarique    utilisé comme matière de départ peut tre préparé par exemple par condensation de   l'acétonitrile    avec une dialcoylacétaldéhyde, suivie d'oxydation du groupe aldéhyde et d'hydrolyse du groupe nitrile du produit. Un procédé de préparation de l'acide 2,2-diméthyl-glutarique est décrit dans Berichte, 1941,   74 B    1242.



   Lorsque le groupe Q de la cétone de formule générale I doit tre un groupe carbonyle cétalisé, le 4- ou le 5-céto-ester obtenu à partir de l'halogénure d'acide de formule générale III peut, préalablement à son hydrolyse, tre cétalisé par réaction avec un alcool monohydroxylé tel que le méthanol ou   l'étha-    nol, avec un alcool dihydroxylé tel que l'éthylène glycol ou avec un agent de cétalisation cyclique, tel que le 2-éthylènedioxy-butane, en présence d'un catalyseur, par exemple l'acide p-toluène sulfonique.



  Au lieu d'tre cétalisé, le céto-ester peut tre hydro  géné,    puis   acylé    Si nécessaire, pour donner un ester de formule générale I dans laquelle le groupe Q est un groupe hydroxy-méthylène ou un groupe acyloxyméthylène. L'opération d'hydrolyse du groupe ester en vue de former un groupe carboxyle peut, si désiré, tre effectuée avant, plutôt qu'après la cétalisation, l'hydrogénation, ou l'hydrogénation et l'acylation.



   Exemple
 27 g d'acide   2,2-diméthyl-5-éthylènedioxy-hepta-      noïque    dans 100   ml    d'éther ont été lentement ajoutés à une solution agitée énergiquement de   6,1 g    de méthyle lithium dans   250 mi    d'éther. Après avoir été chauffé à reflux pendant 90 min, le mélange réactionnel a été refroidi à   00    C et traité avec 100   ml    d'eau à   OOC.    La couche organique a été séparée et la phase aqueuse extraite trois fois avec   50 mi    d'éther. Après séchage sur du sulfate de magnésium, les extraits éthérés réunis ont été évaporés sous pression réduite.

   Une distillation de l'huile résiduelle a    donné 22 g de 3,3- diméthyl -6- éthylènedioxy - octa- none-(2); p. éb. = 78-840 C/0,5 mm, n21 1,4508 = t ,4508;    la semi-carbazone (plaquettes brillantes) présente un p. f. de   119,50    C.



   L'acide   2,2-diméthyl-5-éthylènedioxy-heptanoïque    de départ peut tre préparé comme suit:   
 Une solution de 160 g d'acide a, ct-diméthyl-glu-    tarique et   8 mi    d'acide sulfurique concentré dans 2000   ml    de méthanol a été chauffée à reflux pendant 16 h puis refroidie. Un excès de bicarbonate de sodium solide a été ajouté et le méthanol a été chassé par distillation. L'huile résiduelle a été dissoute dans 600   ml    d'éther et la solution a été lavée à l'eau. Après avoir été séchée sur du sulfate de sodium la solution a été évaporée sous pression réduite et le résidu, après distillation, a donné 120 g   d'cr,cc-diméthyl-glutarate    de diméthyle; p. éb.   =    117  1190 C/20 mm, nD = 1,4281.   



   Une solution de 106 g de   l'a,-diméthyl-glutarate    de diméthyle et 35 g d'hydroxyde de potassium dans   650 mi    de méthanol a été laissée au repos pendant 16 h à 200 C. Après avoir été chauffé à reflux pendant 2 h, le mélange a été refroidi et évaporé à sec sous pression réduite. Le résidu solide a été traité avec la quantité théorique d'acide chlorhydrique aqueux 2 N, et le mono-ester libéré a été extrait à l'éther. Après lavage à l'eau, les extraits éthérés ont été séchés sur du sulfate de sodium et évaporés sous pression réduite. Par distillation, le résidu a donné une huile (p. éb. =   98-990C/0,05    mm;   n22=    1,4391) qui a cristallisé facilement.

   Une recristallisation dans de l'éther de pétrole (p. éb.   60-800    C) a donné 76 g d'ester l-méthylique de l'acide 2,2-diméthyl-gluta  rique sous forme d'aiguilles incolores ; p. f. = 43,545o C.   



   Les 76 g de l'ester   l-méthylique    de l'acide 2,2diméthyl-glutarique ci-dessus ont été dissous dans   120 ml    de chlorure de thionyle et laissés au repos pendant 3 jours à 200 C. Après élimination sous pression réduite du chlorure de thionyle en excès, le chlorure d'acide résiduel, en solution dans 300   ml    de benzène, a été lentement ajouté à une solution bien agitée de diéthyle cadmium (formé à partir de 100 g de bromure d'éthyle) dans 1 1 de benzène. Une fois l'addition terminée, le mélange réactionnel a été chauffé à reflux pendant 50 min, refroidi et le complexe a été décomposé avec de la glace et 250   ml    d'acide sulfurique aqueux 2 N. La couche benzénique a été séparée et la phase aqueuse extraite au benzène.

   Après avoir été lavées avec du bicarbonate de sodium aqueux saturé et de l'eau, les solutions benzéniques réunies ont été séchées sur du sulfate de sodium et évaporées sous pression réduite.



   Une distillation du résidu dans une colonne de fractionnement (Stedman 15 X 2 cm) à tte à prélèvement a donné 52 g de   2,2-diméthyl-5-céto-hepta-      noate de méthyle; p.éb.=74-75oC/0,7mm; mm;      =      1,4352.    La semi-carbazone a été préparée en laissant au repos à   O"C    une solution de   200mg    du céto-ester, 300 mg de chlorhydrate de semi-carbazide et 0,5 g d'acétate de sodium cristallisé dans   4 mi    d'éthanol aqueux   (1:1).     



   En 15 jours, quelques cristaux se sont déposés.



  On a ajouté 2   ml    d'eau et laissé le mélange au repos pendant 1 h à 00 C. Une recristallisation du produit dans du méthanol aqueux a donné 240 mg de la semi-carbazone désirée, sous forme de plaquettes brillantes ; p. f. =   123-124     C.



   Un mélange de 42 g de 2,2-diméthyl-5-cétoheptanoate de méthyle, 110g de 2-éthylènedioxybutane et   0,2 g    d'acide p-toluène sulfonique a été chauffé à reflux dans une colonne de fractionnement (Stedman 15 x 2 cm) à tte à prélèvement. De petites portions du distillat ont été soutirées de temps à autre durant un laps de temps de 7 h, jusqu'à ce qu'un volume total de 37   ml    ait été recueilli. Après avoir été refroidi, le mélange réactionnel a été lavé avec du bicarbonate de sodium aqueux saturé et de l'eau, séché sur du sulfate de sodium et distillé dans la mme colonne de fractionnement, ce qui a donné 32 g de 2,2-diméthyl-5-éthylènedioxy-heptanoate de méthyle; p. éb. = 90-920 C/1,0   mm;      nDí    =   1,4438.   



   On a chauffé ensemble à reflux pendant 30 min 32 g du 2,2-diméthyl-5-éthylènedioxy-heptanoate de méthyle avec 28,0   ml    d'hydroxyde de sodium aqueux 5 N et 35 ml de méthanol. On a ajouté 22 ml d'eau et maintenu le chauffage à reflux pendant 60 min.



  Après l'avoir refroidi, on a évaporé le mélange presqu'à sec, on a ajouté 15   ml    d'eau et répété   l'éva-    poration. On a refroidi à 00 C une solution du résidu humide dans   100ml    d'eau et on l'a secouée avec   250 ml    d'éther, tout en ajoutant de l'acide chlorhydrique aqueux 2 N jusqu'à ce que le mélange soit presque neutre. La couche organique a été séparée et la phase aqueuse extraite à l'éther (trois fois 50   ml).    Après séchage sur du sulfate de magnésium, les solutions éthérées réunies ont été évaporées sous pression réduite. Une cristallisation à froid de l'huile résiduelle dans du pentane contenant une trace d'éther a donné 28 g d'acide 2,2-diméthyl-5-éthylènedioxy-heptanoïque sous forme de prismes incolores; p. f. =   15-170    C.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Procédé de préparation de composés carbonylés de formule générale: EMI3.1 dans laquelle Q représente un groupe carbonyle, un groupe hydroxy-méthylène, un groupe acyloxy-méthylène ou un groupe carbonyle cétalisé, R, R1, RS et RG représentent des groupes alcoyles et n est égal à 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on fait réagir un acide de formule générale: EMI3.2 à l'état libre, ou sous forme d'un dérivé fonctionnel, avec un composé alcoylo-métallique.
    SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on fait réagir l'acide libre avec du méthyle lithium.
    2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on fait réagir l'acide sous forme de son chlorure d'acide avec un alcoyle cadmium.
    3. Procédé selon la revendication, pour la préparation de la 3 ,3-diméthyl-6-éthylènedioxy-octanone- (2).
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