BE477693A - - Google Patents

Description

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  Procédé de préparation de pentaènes. 



   Différentes synthèses d'éthers de vitamine A ont été publiées jusqu'à ce jour. Les procédés connus érigent le sque- lette de carbone de la vitamine A , comportant 20 atomes de car- 
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 bone, par condensation de la 6-(21,61,61-triméthyl-cyclohexène- (l')-yl)-4-méthyl-hexadiène-(3,5)-yne-(1) et de la 6-(2',6',6'triméthyl-cyclohexène-(l')-yI)-3-ox,y-4-méthyZ hexène-(°)-yne-(1) avec des éthers de la   1-oxy-butanone-(3)   (C16 + C4 = C20 ; 

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 brevets américains   2'369'157   et   2'382'086),   ou par réaction 
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 du 4-(2' F6  9'-trirnéthyl-cyclohexéne-(.

    )-yl)-2-méthyl-butêne- (2)-al-(1) avec la 1-mé'uhoxij-3-méthyl-pentène-(2)-yne-(4) ou avec les éthers de la 1,3-dior-3--méthyl-pentyne-(4) (C 14 + 6 - C20 ;   Experientia,   t. 2 (1946), p. 31 ; brevet américain 2'369'157; Festschrift Emil Barell,   Baie   1946, p.  31 ;   Science, t. 103   (1946),   p. 581).

   Sous   forme   de brèves communications, des   syntèses   du méthyléther de vitamine A , par réaction de la   5-(2',6',6'-tri-   
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 méthyl-cyolohene-(1 )-y.)-3-o-3-méthyl-pentène-(4)-yne-(1) avec le 1-méthoxy-3-méthyl-4-chloro-butène-(2) (C 15 + C 5= C20 ; J.ka.ill1em.Soc., t. 67 (1945), p. 1627), ainsi que par réaction de la 4-(21,6',6'-triméthyl-cyelohexéne-(li)-yl)-buténe-(3)-one- (2) (béta-ionone) avec le l-méthoxy-3-niéthyl-6-bromo-hexadiène-   (2,4)   (C13 + C7 = C20 ; Chemistry and Industry, t. 58 (1939), p. 802), furent publiées également.

   Ces deux dernières synthèses ne sont pas appuyées de résultats d'examens biologiques et un spectre d'absorption dans l'ultra-violet, publié simultanément, ne montre pas un maximum d'absorption à 328 m , qui serait caractéristique à l'éther de vitamine   A     (J.Am.Chem.Soc.,   t. 67 (1945), p. 1627). 



   Il a été établi que l'on peut obtenir les éthers de vitamine A , en condensant la béta-ionone avec un éther de la 
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 1-oxy-3-méthyl-6-halogéno hexëne-(2)-yne-(4) et en soumettant les éthers de la 1-o3r-3,7-diméthyl-7-ox-9-(trïznéthyl-cye7.oheényl)-nonad2ène-(2,8)-yne-(4) formés, dans un ordre de succession quelconque, à une hydrogénation partielle et à une déshydratation. 



   Le cours de la synthèse est démontré par le schéma. suivant : 

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 R = groupe alcoyle inférieur 

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Suivant   l'invention,   la synthèse des éthers de vitami- ne A est effectuée par réaction de la béta-ionone (I), com- portant 13 atomes de carbone, avec un éther d'un halogénure de propargyle substitué (II), composé de 7 atomes de carbone. 



  Ainsi est formé un éther d'un produit de condensation (III) comportant 20 atomes de carbone. Ce produit de condensation contient 1 liaison triple et 3 liaisons doubles, dont 2 seulement sont conjuguées. Le système des 5 liaisons doubles   conjuguées   des éthers de vitamine   A s'obtient   par hydrogéna- tion partielle de la liaison triple et par une déshydratation donnant lieu à la formation d'une nouvelle liaison double. 
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  Les éthers de la 1-oxy-3-méthyl-6-halogéno-hexéne-   (2)-yne-(4),   utilisés pour la condensation de la béta-ionone, sont des composés encore inconnus.Leur préparation peut être 
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 effectuée à partir de la 3-cxy-3-méthyl-peutéiae-(1)-yne-(4), respectivement des éthers de la l-oxy-3-méthyl-pentène-(2)-yne-(4) de la manière suivante: la 3-oxy--3-méthyl-pentène- (1)-yne-(4) est halogénée au moyen de tribromure de phosphore, puis le bromure primaire formé est éthérifié avec un alcoolate 
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 d'alcali. La l-méthoxy-3-méthyl-pentène-(2)-yne-(4-) est une substance connue (Festschrift Emil Barell 1946, p. 40). La 1-batoxy-3-métlayl-penténe-(2)-yne-(4) bout à une température de 71 - 74  C sous une pression de 10 mm ; ii = 1,4540.

   La 1-phénoxy-3-méthyl-pentéaie-(2)-%ne-(4) a un point d'ébulli-- tion de   75 - 780   C sous une pression de 0,05 mm, ainsi qu'un indice de réfraction de nD22 = 1,518. Les éthers de la 1-oxy- 
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 3-mé'L,hyl-,oeliùène-(2)-Y-ae-(4) sont condensés de manière connue en soi avec le formaldéhyde. On obtient par exemple, en partant de la 1-méthoJq-3-méthyl-penténe-(2)-yne-(4) et de formaldéhyde aqueux à 33 %, par analogie au brevet suisse   223'202,   en pré- sence de catalyseurs cupriques et dans un autoclave à 120  C, 
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 la .-métho-3-méthyl-6-o-hecène-(2)-y-.ae-(4) avec un ren- dement de 70 joz point d'ébullition 127 - 1290 C/15 mm; 2 = 1,49.

   Les éthers de la 1-oxy-3-méthy-1-6-oxy-hexéne- (2)-yne-(4) sont transformés, de préférence immédiatement avant la condensation au moyen de zinc, en solution éthérée, 
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 en éthers de la 1-oxyy-3-méth,y'1-6-halogéno-hexène-(2)-yne-(4), 

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 par le moyen de trihalogénure de phosphore en présence d'un ,peu de pyridine. Il s'agit là de liquides très fluides, qui 
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 irritent les muqueuses. La 1-méthoxy-3-méthyl-6-bromo-hexène- (2)-yne-(4) est une huile d'aspect aqueux, d'un indice de réfraction nD21 = 1,524. 



   Le premier stade du présent procédé est une condensa- tion dans laquelle des éthers de   l-oxy-3-méthyl-6-halogéno-   hexène-(2)-yne-(4) et la béta-ionone sont reliés les uns aux autres de manière analogue à la synthèse de Reformatski. Comme agent de condensation, les métaux du deuxième groupe du système périodique, tout particulièrement le zinc, le   magnésium   ou le cadmium, sont appropriés. La réaction est effectuée dans un sol- vant inerte; recommandable est l'éther éthylique sec. Il est bon d'utiliser un excès de l'halogénure et d'ajouter lentement la solution contenant les composants, en agitant énergiquement, à l'agent de condensation chauffé au préalable, par exemple à de la limaille de zinc.

   Le composé   zincique   du produit de con- densation formé est hydrolysé de manière usuelle, par exemple au moyen d'acide sulfurique à 1 %. La   béta-ionone' non   décom- posée peut être séparée sous forme d'un de ses dérivés cristal- lisés, tel la semi-carbazone. Les éthers de 1-oxy-3,7-diméthyl- 
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 '1-oxy-9-(triméthyl-cyclohexényl)-nonadiêne-(2,8)-yne-(°), qui ont été formés, sont purifiés ensuite par séparation entre des solvants, par exemple entre de l'éther de pétrole à point d'ébul- lition bas, et de l'alcool méthylique aqueux. Dans certaines conditions, la distillation dans le vide peut être recommandée. 



   Les produits de condensation purifiés sont des huiles jaunes et visqueuses, qui n'absorbent pas de rayons ultra-vio- lets d'une longueur d'onde supérieure à 260 m  et qui perdent aisément de l'eau quand elles sont chauffées. Le dosage sui- vant Zerewitinoff donne des valeurs correspondant à 1 atome d'hydrogène actif. 



   Le produit de condensation III est soumis ensuite, de préférence après la purification, à une hydrogénation par- tielle de la liaison triple. A cet effet, les agents appropriés 

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 pour les composés   polyéniques,   par exemple le traitement par du zinc et de l'acide acétique glacial, par de l'amalgame de sodium et un agent basique ou par du sodium dans de   l'ammoniac   liquide,. sont utilisables. L'hydrogénation catalytique en pré- sence de carbonate de calcium palladié ou de sulfate de barium   palladié   comme catalyseur est particulièrement recommandable. 



  Dans l'hydrogénation catalytique partielle, l'arrivée   d'hydro-   gène est arrêtée après l'absorption de la quantité d'hydrogène théoriquement requise. Le produit hydrogéné,   c'est-à-dire   l'é- 
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 ther de 1-oxy-3,7-c1iméthyl-7-oXY-9-(triméthyl-cyclohexényl)nona.triène-(2,4-,S) ne doit pas nécessairement être isolé et purifié. C'est une huile jaunâtre et visqueuse. 



   Pour l'introduction d'une nouvelle liaison triple, le produit   IV   de l'hydrogénation partielle (éther de 1-oxy-3,7- 
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 dïméthyl-?-oxy-9-(trimêthyl-cyelohexézayl)-nonatrïne-(,4.8) ) est soumis à une déshydratation. A cet effet, on peut recourir aux méthodes usuelles   (Houben-Weyl,   Methoden der Organischen Chemie, troisième édition, t. II, p. 947 - 952), si, du moins dans cette opération, le pentaène désiré est stable et la chaine carbonique du composé IV n'est pas scindée. La déshy- dratation est effectuée par des agents de déshydratation, tels que l'acide   oxalique,   l'isocyanate de phényle, l'alumine ou l'éthyl-bromure de magnésium. On fait bouillir dans un sol- vant inerte ayant un point d'ébullition d'environ 100 C, tel que le toluène.

   La liaison triple peut aussi être introduite par estérification du composé IV au moyen d'agents d'acyla.tion organiques et par chauffage, de préférence en présence d'agents alcalins, de l'ester formé, ce dernier perdant ainsi l'acide   co rre spondan t .   La déshydratation peut aussi être effectuée en remplaçant le groupe hydroxyle, avec ménagements, par un halo- gène et en séparant ensuite de l'halogénure d'hydrogène, par traitement au moyen d'agents alcalins. On peut faire réagir par exemple le trichlorure de phosphore en présence de pyridine et chauffer ensuite à 60 - 70 C avec un hydroxyde alcalin méthyl- alcoolique.

   La déshydratation peut être provoquée aussi par chauffage avec de l'oxychlorure de phosphore dans la pyridine, 

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   où   en passant par l'ester xanthogénique instable (réaction avec le sulfure de carbone en présence d'hydroxyde de potassium et ébullition consécutive en solution éthérée avec du iodure de méthyle). 



   Les pentaènes (éthers de vitamine A) peuvent aussi être obtenus suivant le mode de mise en oeuvre ci-après, dans l'ordre de succession inversé. Le produit de condensation III 
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 (éther de 1-oxy-5.7-diméthyl-7-oxy-9-(triméthyl-cyclohexényl)nonadiéne-(2,8)-yne-(4)) est tout d'abord soumis à la déshydra- tation, puis le composé   formé   est hydrogéné partiellement à la liaison triple par l'action de 1 mol. d'hydrogène. Ce mode de mise en oeuvre est représenté par les formules I, II, III, VI et V du schéma en page 3 . Les mesures à prendre pour mettre à exécution chacun des divers stades de ce mode de mise en oeuvre sont les mêmes que celles décrites plus haut. Il est possible de joindre divers stades en un seul. 



   Pour préparer le méthyléther de vitamine A , on con- dense la béta-ionone avec la   1-méthoxy-3-méthyl-6-bromo-   hexène-(2)-yne-(4) au moyen de zinc en solution éthérée, on 
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 hydrogène la 1 méthoxy-3,7-dimé't,Yl-7-oxy--9-(trimétYyl-cyc1ohexény1)-nonadiéne-(2,8)-yne-(4) obtenue à la liaison triple, par l'action de 1 mol. d'hydrogène en présence d'un catalyseur au carbonate de calcium palladié, et on traite le 
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 l-méthoxy-3,7-diméthyL-7-oxy-9-(triméthyl-cyclohexényl)-nona- triène-(2,4,8) formé par des agents de déshydratation, de pré- férence en présence d'un diluant.

   Un des modes de mise en oeuvre consiste dans le fait de faire réagir, pour le déshydrater, 
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 le 1-méthoxy-3,;7-àLméthy1-7-oxy-9-(trimét%1-cyclohexényl)- noatriène-(2,4,8) avec 1 mol. de trichlorure de phosphore, en présence de pyridine et de chauffer le   1-méthoxy-3,7-dimé-   
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 thyl-7-chl..ora-9-( triméthyl-cyclohexéayl) -non.atri¯ène-( 2 , 4, 8 ) formé avec un hydroxyde alcalin dans de l'alcool méthylique ou de la pyridine. 



   Les produits du procédé (éthers de vitamine A) peuvent être purifiés comme les concentrés forts de vitamine A 

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 et de ses dérivés, qui ont été tirés de matières naturelles (séparation entre solvants, adsorption   ohromatographique,   distillation menée avec précautions, etc. ). Ces produits doivent être protégé, tout comme la vitamine A naturelle, contre l'effet destructif de la lumière, de l'air et de la chaleur. 



  L'adjonction d'anti-oxydants, qui peuvent d'ailleurs être présents pendant tout le cours de la synthèse, est recommandable; à cet effet, les tocophéroles sont spécialement appropriés. 



    Exemple 1.    



   Une solution de 5,6 parties en poids de 1-méthoxy-3- 
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 mét,yl-&-bromo-hexne--(2)-yne-(4) et 3 parties en poids de béta-ionone dans 20 parties en volume d'éther est ajoutée en   3 heure,   dans une atmosphère d'azote et en agitant énergique- ment, à 4 parties en poids de limaille de zinc chauffée au préa- lable, de telle manière que le solvant soit maintenu en ébulli- tion par la chaleur réactionnelle (au lieu de limaille de zinc, on peut utiliser la quantité équimoléculaire de magnésium). La réaction terminée, on chauffe encore un instant   jusqu'à     l'ébul-   lition, on refroidit, puis on décompose le tout au moyen de glace et d'acide sulfurique dilué. On reprend dans l'éther, on lave avec de l'acide sulfurique à 1 %, puis avec de l'eau; on sèche et on évapore le solvant.

   Le résidu est dissout dans de l'alcool   méthylique,   additionné de   semi-carbazide,   puis on le laisse reposer pendant 12 heures. On filtre, on ajoute la dou- ble quantité d'eau, on reprend dans de l'éther de pétrole (in- tervalle d'ébullition 30 - 70  C) et on extrait la solution dans l'éther de pétrole plusieurs fois par de l'alcool méthyli- que à 90%. On obtient de cet extrait   méthanolique     3 - 3,5   par- 
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 ties en poids de 1-xné ûho-3, -d.méth;Tl-? oy--9-( trimêtrLcyalohe:êr5;rl)-r.oxiadiène-(2,8 a.e-(4) sous forme d'une huile jaunâtre et visqueuse, de l'indice de réfraction nD20 = 1,515. 



  Rendement par rapport à. la   béta-ionone:   65 - 70 %. 

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   10 parties en poids de ce produit de condensation sont ' dissoutes dans 100 parties en volume d'alcool méthylique et hy- drogénées à la température ambiante, en présence de 0,5 parties en poids d'un catalyseur au carbonate de calcium   palladié   à   4-   %. 



  Après l'absorption de 1 mol. d'hydrogène, l'opération est inter- rompue et le catalyseur est séparé. Afin d'éliminer quelque pro- duit de déshydratation, le filtrat est additionné de 6 parties en poids d'eau et extrait par unepetite quantité d'éther de pé- trole à intervalle d'ébullition 30 - 60  C. La solution méthyl- alcoolique'est diluée ensuite avec 200 parties en poids d'eau, elle est extraite à l'éther de pétrole, puis les extraits d'é- ther de pétrole sont séchés et concentrés. On obtient ainsi 
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 8 - 9 parties en poids de 1-méthox,y-3,7-âiméthyl-7-oxy-9- (triméthy1-oyclohexényl)-nonatriéne-(2, 4, 8) sous forme d'une huile jaunâtre et visqueuse d'un indice de réfraction nD20 = 1,512. 



  Le dosage suivant Zerewitinoff décèle 1 atome d'hydrogène actif. 



  Le spectre d'absorption ultra-violet ne laisse apercevoir au- cune absorption au-dessus de 260 m . Lorsqu'on administre cet- te substance à des rats en carence de vitamine A, on observe un effet de croissance marqué. 



     4-   parties en poids du produit de l'hydrogénation par- tielle dans 50 parties en volume d'éther de pétrole (intervalle d'ébullition 30 - 60  0) sant additionnées en une heure, en présence de 1 partie en volume de pyridine, d'une solution de 0,7 partie en poids de tribromure de phosphore dans 30 parties en volume d'éther de pétrole (bouillant entre 30 et 60  C). 



  On agite ensuite pendant une heure à 0  C, on décante la so- lution réactionnelle d'une petite quantité d'un précipité brun, on ajoute de la glace, on lave avec de l'eau, on sèche avec du sulfate de sodium et on évapore le solvant. Le résidu est dis- sout dans   40   parties en volume de pyridine, puis chauffé à   60 - 70    C, pendant une heure et en agitant, avec 2 parties en poids d'hydroxyde de potassium pulvérisé. Après avoir laissé refroidir, on ajoute de l'éther de pétrole d'un intervalle d'é- bullition de 30 - 60  C, on lave avec de l'alcool méthylique à 90 % et avec de l'eau; on sèche sur du sulfate de sodium et on 

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 évapore le solvant, vers la fin dans le vide.

   La   purification   du méthyléther de vitamine   A   peut être effectuée par chroma- tographie continue à travers des colonnes d'alumine peu active, au moyen d'éther de pétrole d'un intervalle d'ébullition de   60 - 80    C. Les produits intermédiaires avec un groupe hydro- xyle libre adhèrent à   l'alumine,   tandis que les produits secon- daires, qui absorbent dans l'ultra-violet entre 280 - 310   mu,   sont moins adsorbés et s'enrichissent dans les fractions pré- liminaires. Le   méthyléther   de vitamine A lui-même ne se dépla-    ce que lentement dans la colonne ; onpeut déterminer sa posi-   tion par l'intense fluorescence jaune-verdâtre dans la   lumiè-   re ultra-violette.

   La fraction désirée est caractérisée par la stabilité de la réaction colorée suivant   Carr-Price.   L'éther de pétrole est évaporé et le méthyléther de vitamine A ainsi pu- rifié est distillé dans le vide moléculaire. L'huile jaune ob- tenue, du point d'ébullition 90 - 95  C sous une pression de 10-5 mm Hg, démontrant le maximum d'absorption caractéristique à 320 m , est d'une haute puissance biologique. 



   La déshydratation peut aussi être effectuée au moyen d'oxychlorure de phosphore au lieu de tribromure de phosphore; à cet effet, on chauffe le produit de l'hydrogénation partielle de préférence avec une solution   d'oxy chlorure   de phosphore dans de la pyridine, on verse ensuite le mélange réactionnel sur de la glace, on extrait à l'éther de pétrole et on isole comme il a été décrit plus haut. 



   Exemple2. 
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  4 parties en poids de 1-méthozy-3,7-àîméthyl-7-oxy-9- (trimêthyl-oyclohexényl)-nonatriene-(2,4,8) (préparées suivant l'exemple 1) sont dissoutes dans 40 parties en volume d'anhy- dride acétique, additionnées de 4 parties en poids   dhcétate   de sodium anhydre et chauffées pendant deux heures avec reflux. 



    Après   cette opération, l'anhydride acétique en excès et l'acide acétique formé sont éliminés par distillation dans le vide, puis le résidu est repris dans de l'éther de pétrole (intervalle d'é- bullition 30 - 60  0) et dans de   l'eau.   La solution dans l'éther 

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 de pétrole est lavée avec une solution de bicarbonate de so- dium et avec de l'eau, elle est séchée sur du sulfate de so- dium et finalement concentrée. On obtient une huile jaune bouillant entre 80 - 90 C sous une pression de   10-5   mm Hg, qui montre,dans l'ultra-violet, une absorption marquée dans la bande pentaénique (315 - 335 m ) et qui est d'une grande puis- sance dans l'essai de croissance du rat en carence de vitamine A. 



   Le produit peut être purifié suivant les données de l'exemple 1. 



   Exemple 3. 
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  10 parties en poids de 1-méthox-3,7-diméthyl-7-oxy-   9-(triméthyl-cyclohexényl)-nonatriène-(2,4,S),   préparées suivant l'exemple 1, sont dissoutes dans 100 parties en volume de dioxanne, additionnées de 2,5 parties en poids d'acide oxalique anhydre et agitées pendant une heure à 80  C. Après refroidissement, le produit est repris dans l'éther de pétrole à intervalle d'ébullition 30 - 60  C , il est lavé davec de l'alcool méthylique à 95 % et avec de l'eau, puis il est séché et concentré. 



   Exemple 4. 
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  2 parties en poids de 1-méthoxy-3,7-diméth,yl-7--oxy- 9-(trimélàxyl-cyclohexényl)-nonadîéne-(2,8)-yne-(4), préparées suivant l'exemple 1 ,sont chauffées   à   l'ébullition avec re- flux pendant une heure, avec 5 parties enpoids de poudre de zinc dans 6 parties en volume d'acide acétiqua à 80 %. Dans cette opération, l'hydrogénation partielle de la liaison tri- ple et la déshydratation sont effectuées simultanément en un seul stade de réaction.   Aprs   avoir laissé refroidir, on re- prend le produit de réaction dans de l'éther de pétrole (in- tervalle d'ébullition 30 - 60  C) et on isole comme dans l'exemple 1 .

Claims (1)

1. Revendications.

   1. Procédé de préparation de pentaènes, caractérisé par le fait que la béta-ionone est condensée avec un éther de EMI12.1 l-oxy-3-méthyl-6-halogéno-hexène-(2)-yne-(4), et que l'éther de 1-oy-3,'7-dzmëthyl-7-oz-9-(triznétl,yL-cyclohe.éxrl)-nona-dîùne-(2,S)-Tr-e-(4) obtenu est, dans un ordre de succession quelconque, partiellement hydrogéné et déshydraté.

   2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la béta-ionone est condensée au moyen de zinc avec EMI12.2 un alcoyléther inférieur de la l-oxy-3-méthyl-6-halogéno-hexëne- (2)-yne-(4) , que l' a7coyléth er inférieur de 1-0yli-3,7-dim6thYl- -o---(triméthyl--cycloheényl)-nonad..iêne-(2,8) mrr.-(4) obtenu esthydrogéné par l'action catalysée de 1 mol. d'hydrogène et EMI12.3 que l'alcoyléther inférieur de 1-oxy-3,7-diiétby-1-7-ozy-9- ( trimê thyl-cycloheérrl)-xa.oz.-trï:e-(2, Q-, 8) formé est déshydraté au moyen d'agents de déshydratation.

   3. Procédé suivant les revendications 1 & 2 , caractérisé par le fait que la béta-ionone est condensée au moyen de zinc EMI12.4 avec la 1-métho7y-3-niéthyl-6-bromo-he)-,êne-(2)-yne-(4) , que la 1-méj,h r¯3, Z-d3méthyl-7-ar-9- ( tr.éthyl-cycloheêny 1) -nonadïne- (2,8)-yne-(4) est hydrogénée partiellement avec 1 mol. d'hydro- gène à la liaison triple, par l'action d'hydrogène en présence de catalyseurs au palladium, et que le 1-méthoxy-3,7-diméthyl- EMI12.5 7-os;,--- ( trimê thyl-cyclohexéz,yl ) -nonatx iêne- ( 2 , ., 8 ) formé est chauffé, de préférence en présence d'un diluant, avec des agents de déshydratation.

   4. Procédé suivant les revendications 1 & 2 , caractérisé par le fait que l'on estérifie, pour la déshydratation, au moyen d'un agent d'acylation organique et que l'on provoque ensuite, par chauffage, la séparation d'acide, de préférence en présence d'agents alcalins. <Desc/Clms Page number 13>

   5. Procédé suivant les revendications 1 & 2, caractérisé par le fait que l'on fait réagir, pour la déshydratation, avec un halogénure de phosphore et que l'on sépare du composé halogène formé, par l'action d'agents alcalins, un halogénure d'hydrogène.

   6. Procédé suivant les revendications 1 - 5 , caractérisé par le fait que l'on ajoute des anti-oxydants au mélange réac- tionnel.