CH515204A

CH515204A - Procédé de préparation de dérivés bicycliques oxygénés

Info

Publication number: CH515204A
Application number: CH1767370A
Authority: CH
Inventors: Albert Dr Eschenmoser; Ferdinand Dr Naef; Guenther Dr Ohloff
Original assignee: Firmenich & Cie
Priority date: 1969-05-28
Filing date: 1969-05-28
Publication date: 1971-11-15
Also published as: CH520192A; CH515200A; CH537157A; CH515987A

Description


  
 



  Procédé de préparation de   dénvés    bicycliques oxygénés
 La présente invention concerne une méthode pour la préparation de composés alicycliques oxygénés de la décaline de formule:
EMI1.1     
 dans laquelle X représente   l'hydrogène    ou un reste alcotyle, par exemple méthyle
 On a découvert que les composés de formule I, dont certains sont nouveaux, sont doués de propriétés organoleptiques très intéressantes et de ce fait sont utilisables comme agents parfumants dans l'industrie de parfums, comme ingrédients dans la préparation d'arômes synthétiques et comme agents aromatisants d'aliments pour l'homme et les   ammaux,    de boissons, de préparations pharmaceutiques et du tabac.



   Suivant l'invention, on prépare les composés de formule I par cyclisation, au moyen d'un agent cyclisant acide, et en présence d'eau, des composés acétyléniques et/ou alléniques de formule:
EMI1.2     

EMI1.3     
 respectivement contenant une double liaison dans l'une des positions indiquées par les pointillés et dans lesquelles X a le même sens que   c1'-dessus    Comme agent cyclisant on peut employer un acide comme, par exemple,   H2SO4,    H3PO4,   SClO4 ou    FsC-COOH. De préférence, on emploie   :SO4    pour des raisons économiques. Les composés   II    et   IIZ    peuvent être cyclisés soit simultanément, soit individuellement. La cyclisation de   II    fournit généralement des rendements supérieurs à la cyclisation de III.

  Cependant, il est généralement plus économique de cycliser un mélange de   II    et lII directement issu de synthèse plutôt que de séparer préalablement   II    et III. La cyclisation ci-dessus repose sur un principe nouveau qui n'a pas d'analogie en chimie jusqu'à présent.



   Les composés   II    et III peuvent être préparés à partir de   dihydro-a-ionone    (méthylée ou non) suivant les moyens habituels [voir par exemple Bull. Soc. Chim. 481 (1924); Angew. Chem. 72, 400 (1962); Ber. deutsch.



  chem. Ges. 74,   147.4    (1941); J.   Russ    Phys. Chem. Soc.



  19, 553   (1887);    J. Prakt. Chem. 37   (2).    417 (1888 > ;   Ann.    Chim.   105-144    (1965/10); Bull.   S.    Chim. 978   (1963) J.    Le schéma (A) suivant illustre ce mode de préparation dans lequel intervient une   chloruration    puis le traitement des chlorures résultants par une base forte telle, par exemple,   KOH,      Nana2,    éthylène diamide de lithium.  



  Schéma A
EMI2.1     


<tb>  <SEP> M
<tb>  <SEP> Dihydro-a-iononc
<tb>  <SEP> (mé1;hylée <SEP> ou <SEP> non)
<tb>  <SEP> (X <SEP> = <SEP> H >  <SEP> e)
<tb>  <SEP> PC15
<tb> ÉÀ:; <SEP> Cj <SEP> 1
<tb>  <SEP> j <SEP> baye
<tb>  <SEP> II <SEP> + <SEP> III
<tb> 
 Les exemples qui suivent servent à mieux illustrer
 l'invention. Dans lesdits exemples, les températures sont
 indiquées en degrés centigrades.



   Exemple   1   
 On charge un ballon avec   100ml    d'acide formique
 (98   O/o),    5 ml d'acide sulfurique concentré et 10 ml d'eau.



   En agitant, on introduit à 50-600 C, en 10 mn, 2,71    &    du mélange des composés acétylénique et allénique   (7:1),    préparé suivant la méthode indiquée ci-après (paragraphe a). On agite ensuite le mélange réactionnel pendant 3   1/    h à 600, puis le verse sur de la glace et l'extrait au pentane. On lave l'extrait à l'eau et avec une solution
 saturée de NaHCO3, le sèche sur MgSO4, le filtre et le
 concentre. On obtient 1,8 g de 1,7,7-triméthylbicyclo
 [4.4.0]décanone-(3) sous forme d'un mélange d'isomères
 A et B. Point d'éb. du mélange: 700 C/0,001 mm. Le
 rendement en mélange est de 60   o/o.    On sépare les iso
 mères par chromatographie gazeuse sur colonne TCEP
 (Tricyano-éthoxypropane 15 %) à 1500 C, vitesse d'hé
 lium 40ml/mn.

  On obtient 51,1 % de l'isomère A, F. = 59-600 C, et 48,9 % de l'isomère B, F. = 71-72  C.



   On peut varier les conditions de cyclisation du mélange des composés acétylénique et allénique   (7:1),    par exemple de la manière représentée au tableau qui suit.



   Tableau
 Composition du mélange des isomères    Agent , A , , 5    de cyclisation Milieu Température Durée A et B
   H2SO4      CH3COOH/H2O    35o C   5h    51,1 O/o 48,9 %
 H2SO4   CH3COOH/H2O    500 C 15 h 51,8 % 48,2 %
 HClO4 CH3COOH/H2O 40-500 C 15 h 51,0 % 49,%
   CF3COOH      H2O    35-400 C 4h   l/2      422 oxo    57,8 %
Amberlite   CH3COOH      80Q    C 15 h 59,0 % 41,0 %  
 Le mélange des composés acétylénique et allénique (7:

   1) utilisé comme produit de départ dans la préparation décrite ci-dessus peut être préparé ainsi:
 a) Sous agitation, on introduit en   30mn,    à   0-5 0,    21,6 g (0,1035 mole) de pentachlorure de phosphore dans 20g (0,1085 mole) de dihydro-a-ionone. Puis on agite la solution brun-rouge sans refroidir de sorte que la température monte à 20-250 C. On verse ensuite le mélange réactionnel sur de la glace et l'extrait au pentane. On lave l'extrait avec une solution saturée de   NaHCO3    et   NaCl    et le sèche sur MgSO4. Après filtration et concentration de l'extrait, on obtient 23 g d'une huile rouge consistant essentiellement en un mélange de chlorures de la dihydro-a.-ionone.



   Dans un ballon à 4 cols, on chauffe sous argon 140 ml d'éthylène diamine à   100-1100 C,    puis on y dissout en agitant 1,4 g de lithium (0,2 mole) en morceaux.



  Après disparition de la couleur bleue, on refroidit le mélange réactionnel à 200 C. A cette température, on introduit en refroidissant avec un bain eau/glace, en 15 mn, 23 g du mélange de chlorures dissous dans 40   ml    d'éthylènediamine. On agite le mélange réactionnel pendant 30 mn à température ambiante, le verse sur de la glace et l'extrait au pentane. L'extrait est ensuite lavé à l'eau sur MgSO4, filtré et concentré. On obtient 13,2 g d'un produit composé de 2,6,6-triméthyl-1-[butyn-(3)   yl-(1) ]-cyclohexène-(l    et 2) et de   2,6,6-triméthyl-1-allé-    nylméthyl-cyclohexène-(l et 2) dans un rapport pondéral d'environ 7:1. Point d'éb. du produit:   35-380 C/    0,08 mm. Rendement: 65   O/o ,    par rapport à la dihydro   a-ionone.   



   Exemple 2
 On charge un ballon avec 8,4 g d'acide acétique glacial et 1,3 g d'acide sulfurique concentré. On introduit en agitant à 350 C, en 75 mn, 42 g du mélange de composés acétylénique et allénique (2: 3), préparé suivant la méthode décrite au paragraphe a) ci-dessous. Ensuite, on agite le mélange réactionnel pendant 3 h à 350, puis le verse sur de la glace et l'extrait au pentane. L'extrait est lavé à l'eau et avec une solution saturée de   NaHCOS,    séché sur MgSO4, filtré et concentré. On obtient 2,1 g de   1,7,7.triméthylbicyclo[4.4.0]décanone.(3)    sous forme d'un mélange d'isomères A et B avec un rendement de   450/0.    Le point d'éb. du mélange est de   80.850 C/    0,1 mm. On peut séparer les isomères A et B de la manière décrite à l'exemple 1.

  Le mélange contient 52,1   o/o    de l'isomère A et 47,9   o/o    de l'isomère B.



   Le mélange des composés acétylénique et allénique (2: 3) qui a été utilisé comme produit de départ pour la préparation mentionnée ci-dessus, peut être préparé   ainsi   
 a) Dans un ballon, on chauffe à reflux 20g de
KOH et   20mltd'éthanol    (bain d'huile   150-160 C).    En agitant vigoureusement, on introduit 23 g du mélange de chlorures de la dihydro-a-ionone (obtenu conformément à l'exemple 1) en 15 mn. Après 5 h, on refroidit le mélange réactionnel, le verse sur de la glace et l'extrait au pentane. L'extrait est lavé à l'eau, séché sur MgSO4, filtré et concentré.

  On obtient 16,35 g d'un produit composé de   2,6,64riméthyl- 1 .[butyn-(3)-yl.(1) ]-cyclohexène-    (1 et 2) et de   2, 6,6-triméthyl- 1 -allénylméthyl-cyclohexène-    (1 et 2) dans un rapport pondéral d'environ 2: 3. Point d'éb. du mélange   60.750 C/1 mm.    Rendement en mélange:   90 o/o,    par rapport à la dihydro-a-ionone.



   Exemple 3
 On ajoute à un mélange de 5   ml    d'hexane et 2,5   ml    l'acide sulfurique concentré, en agitant, à   0.50 C,    en 20 minutes, 2 g du composé acétylénique, préparé selon la méthode décrite au paragraphe a) ci-après. Ensuite on agite le mélange réactionnel pendant 30 mn, à 0-50 C, puis le verse sur de la glace et l'extrait au pentane. L'extrait est lavé à l'eau et avec une solution saturée de   NaHCO3,    séché sur MgSO4, filtré et concentré. On obtient 1,7 g de   l,7,7.triméthylbicyclo[4.4.0]décanone.(3)    sous forme d'un mélange d'isomères A et B avec un rendement de 77   O/o.    Le point d'éb. du mélange est de 70750   C/0,05 mm.    On peut séparer les isomères A et B de la manière décrite à l'exemple 1.

  Le mélange contient 33,8   0/o    de l'isomère A et 66,2   o/o    de l'isomère B.



   Lorsqu'on effectue la cyclisation du composé acétylénique au moyen d'acide sulfurique en milieu acide acétique à une température de 35-400 C pendant une durée de 41/2 h, on obtient, avec un rendement de   60  /o,    un mélange contenant 49,0   O/o    de l'isomère A et 51,0   o/o    de l'isomère B.



   Le composé acétylénique utilisé comme produit de départ pour la préparation décrite ci-dessus peut être préparé ainsi:
 a) Un ballon à 4 cols, équipé d'un thermomètre, d'un réfrigérant, d'un agitateur et d'une ampoule d'introduction est chargé, sous argon, avec 50 g d'huile de vaseline et 32 g d'amidure de sodium (suspension dans le toluène). On chauffe le mélange sur un bain de sable à 160-1700 C et y ajoute en agitant fortement, en 10 mn, 23 g du mélange de chlorures de la dihydro-a-ionone (obtenu conformément à l'exemple 1). On continue à chauffer le mélange réactionnel pendant 5 heures et le refroidit ensuite. On sépare le sel sodique du composé acétylénique par filtration et le lave avec un peu de pentane. Puis on le décompose prudemment avec de l'alcool. On dilue le mélange avec de l'eau et l'extrait au pentane.

  L'extrait est lavé trois fois à l'eau, séché sur
MgSO4, filtré et concentré. On obtient 4,23 g de 2,6,6   triméthyl-1-[butyn-(3)-yl-(l)      ]-cyclohexène-(l    et 2) pur.



  Point d'éb.:   38-400C/0,05mm.    Rendement   23 0/o.    A partir du filtrat, on obtient   4,5 g    de   2,6,6-triméthyl-1-      allényl-méthyl-cyclohexène-(l    et 2) pur, point d'éb.: 35450 C/0,03 mm. Rendement 26   0/o.   



   Exemple 4
 On ajoute à un mélange de 5   ml    d'hexane et 2,5   ml    d'acide sulfurique concentré, en agitant, à   0.50 C,    en 15 mn, 2 g du composé allénique (obtenu conformément à l'exemple 3). On continue à agiter le mélange réactionnel pendant 30 minutes à 0-50 C, puis on le verse sur de la glace et l'extrait au pentane. L'extrait est lavé à l'eau et avec une solution saturée de   NaHCO3,    séché sur MgSO4, filtré et concentré. On obtient un mélange des cétones isomères A et B contenant   30 /o    de A et   70 o/,    de B.

 

   Lorsque la cyclisation est effectuée en milieu acide acétique aqueux à 500 C pendant une durée de 15 heures, le mélange obtenu contient 50,8   o/o    de l'isomère A et 49,2   0/o    de l'isomère B.

Claims

REVENDICATION

Procédé pour la préparation de composés de formule: EMI4.1 dans laquelle X représente l'hydrogène ou un reste al coyle, caractérisé en ce qu'on cyclise, au moyen d'un agent cyclisant acide, et en présence d'eau, des composés de formuIe: EMI4.2 EMI4.3 contenant une double liaison dans l'une des positions indiquées par les pointillés et dans lesquelles X a le même sens que ci-dessus.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce qu'on utilise comme agent cyclisant acide des acides forts, tels par exemple les acides sulfurique, phosphorique, perchlorique ou trifluoracétique.

2. Procédé suivant la revendication et la sous-reven- dication 1, caractérisé en ce qu'on procède à la cyclisation des composés II et III simultanément.