Procédé de préparation de la 6-méthyl-a-ionone. Le problème de la production synthétique de la véritable odeur de l'irone naturelle a. donné lieu à de nombreuses recherches qui, jusqu'à maintenant, sont. restées sans résul tat satisfaisant.
La première tentative infructueuse pour préparer une 6-méthyl-ionone a été faite par Kilby et Kipping (Soc. 1939, 435). Ensuite Ruzicka et Schinz (Ilelv. 23, 959 [194G] ont décrit une méthode de préparation d'un produit supposé être un mélange de 6-méthyl-a-ionone (formule III) et de 6-méthyl-fl-ionone (formule IV), mais l'odeur de ce produit ne rappelait en rien l'odeur typique de l'irone naturelle.
A cette époque, ce fait fut expliqué par la différence de cons titution entre lesdites méthyl-ionones et l'irone naturelle à laquelle on attribuait une constitution avec un cycle hepténique. (For mule I). (Ilelv. 25, 188 [1942] ).
Plus tard, on a trouvé que l'irone natu relle est constituée en majeure partie par une 6-méthyl-y-ioiioiie (foret. II) portant une de ses deux doubles liaisons en position semi-cyclique et. en moindre partie par des quantités variables de 6-méthyl-a-ionone (foret. 11I).
La formule cyclohepténique exclue, on pouvait néanmoins expliquer la différence d'odeur constatée entre le mélange des 6-méthyl-ionones a et f3 de Ruzieka et Schinz, et l'irone naturelle, par la nouvelle position semi-cy clique de la double liaison dans la molécule de l'irone naturelle. La syn thèse d'un composé de la formule II s'était révélée très difficile et surtout coûteuse, et le problème de la production synthétique de l'odeur d'irone semblait plus difficile que ja mais.
Cela d'autant plus que la présence de deux atomes de carbone asymétriques et l'iso mérie cis-trans dans la chaine latérale fai saient prévoir huit isomères de la seule for mule II, dont un seul risquait de produire la bonne odeur de l'irone.
Or, en appliquant les procédés de prépa ration des ionones, à la préparation des méthy 1-ionones, on a eu la surprise de cons tater qu'on obtenait un nouveau mélange de 6 - méthyl - a - ionone (foret. III) et de 6-niéthyl-f-ionone (foret.
IV) qui possédait alors l'odeur typique de l'irone, ceci malgré l'absence de l'isomère y avec sa double liaison semi-cyclique, et malgré que l'isomère a con tenu dans le mélange soit stériquement diffé rent de l'isomère obtenu par isomérisation de L'irone naturelle à l'aide de l'acide sulfu- rique.
Il faut attribuer la différence d'odeur constatée entre ce nouveau mélange et celui de Ruzicka et Schinz au fait que le dernier nommé de ces mélanges ne contenait pro bablement pas d'isomères a.
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La présente invention, basée sur les cons tatations ci-dessus, a pour objet un procédé de préparation de la 6-méthyl-a-ionone (for mule III), composé qui est donc nouveau, puisqu'en réalité il n'a jusqu'à maintenant jamais été préparé réellement, mais seule ment supposé à tort avoir été obtenu.
Ce procédé est caractérisé en ce que l'on soumet de la q-méthylpseudoionone à une cyclisation qui donne conjointement et en mé lange des stéréoisomères de la 6-méthyl-a- ionone et de la 6-méthyl-fl-ionone, et en ce que l'on sépare les isomères de la 6-méthyl-.a-ionone du mélange obtenu.
Selon la température appliquée pendant la cyclisa- tion de la #î-méthylpseudoionone ou selon la nature et la concentration de l'agent cycli- sant, on obtient un mélange renfermant plus ou moins de l'isomère a par rapport à l'iso mère Afin d'obtenir une forte proportion de l'isomère g, on peut effectuer la cyclisation à l'aide d'tme partie d'acide sulfurique et de quatre parties d'acide acétique,
pour une partie de méthylpseudoionone. La séparation de l'isomère recherché peut se faire soit par des méthodes physiques, comme la distilla tion fractionnée, soit par des méthodes chi miques, par exemple en employant le groupe carbonyle pour former un dérivé cristalli- sable.
L'isomère ,a a une odeur plus fine que celle de l'isomère ,B. Comme c'est le cas pour l'odeur des ionones, l'odeur de la 6-méthyl-a- ionone dépend beaucoup de sa pureté.
La 22; méthylpseiidoionone peut être pré parée par transposition allylique du y- méthyl-linalol en s-méthyl-géraniol, puis oxy dation de ce dernier en a-méthylcitral que l'on condense avec de l'acétone suivant le schéma ci-dessous, dans lequel la formule V est celle du y-méthyl-linalol, la formule VI, celle de l's-méthylgéraniol, la formule VII, celle de l's-méthyhcitral, la formule VIII,
celle de la n-méthylpseudoionone. Les for mules IX et X sont respectivement celles de l'isomère a et celle de l'isomère ,B qui se forment conjointement lors de la cyclisation.
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1.e y-métliyl-linalol (formule V) a été dé crit par Kilby et Kipping. Sa transposition allylique, que ces auteurs n'ont pas pu réa liser, petit être obtenue par les méthodes cou rantes, par exemple au moyen d'un mélange d'anhydride acétique et d'acide acétique gla cial.
L'oxydation de l',-inéthyl-géraniol se fait facilement, par exemple, par la méthode de Lauchenaner et livre l'8-méthylcitral, qui sera alors condensé avec de l'acétone.
Il n'est toutefois pas nécessaire d'isoler l'E-méthyl-citral avant de le condenser avec l'acétone, l'oxydation et la condensation pou- vant être réalisées en une seule opération qui livre directement la #î-méthy 1pseudo- ionone (formule VIII). Il va sans dire que la façon de préparer ce dernier composé n'influence pas sa. cyclisation subséquente, ni l'odeur des produits qui en résultent, pour autant que la proportion des stéréoisom.ères reste approximativement la même.
Voici continent, par exemple, on peut pré parer la 1-méthyl-pseudoionone: 10 kg de y-méthyl-linalol (formule V ) mélangés à 7 kg d'anhydride acétique et 7 kg d'acide acétique glacial sont chauffés pendant 6 heures à 150-1550. Par.
distilla tion sous 0,2 mm de pression, on sépare 5,6 kg d'une fraction qui distille entre 71-740. Après saponification pendant 3 heures avec 3 kg de potasse caustique dans 15 litres de méthanol, on obtient 4,5 kg de produit de réaction, dont 2,7 kg distillent sous 0,2 mm de pression entre 73-740 et sont de l'a-méthylgéraniol (formule VI).
L'allophanate de ce a-méthylgéraniol fond à 108-109a. Les 2,7 kg de méthylgéraniol sont ensuite mélangés avec 3,4 kg d'isopropylate d'aluminium -distillé, 40 litres de benzène absolu et 40 litres d'acétone absolue. Le tout est chauffé à reflux pendant 60 heures. On distille alors l'acétone et le benzène au bain- marie; on refroidit à 00 et on hydrolyse avec un excès d'acide chlorhydrique en présence d'éther sulfurique.
Après avoir lavé le pro duit jusqu'à neutralité, on le soumet à une distillation fractionnée. On obtient 1,08 kg de q-méthylpseiidoiônone (formule VIII). P. d'éb. sous 0,01 mm de Hg 91-920;
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2,4-dinitro- phénylhydrazones : P. de f. 148-1500, 1240 et 1410. (Non corr.) Proportions de la frac tion principale environ 6:3:1 (fr. d. têtes et queues ont des proportions très différentes).
Voici deux exemples de réalisation du procédé de l'invention: Exemple Z: 1 kg de îî-méthylpseudoionone préparée comme il vient d'être indiqué, est introduit dans 4 kg d'acide phosphorique
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refroidi à -40, de telle faon que la tempé- rat-Lire ne monte pas au-dessus de 00. Une bonne agitation mécanique est utile. La solu tion est encore maintenue à 0 pendant 20 minutes, puis chauffée pendant 15 minutes à 50-550, en diluant avec du benzène.
Après ce traitement, on jette sur glace et on sépare le- mélange des 6-niéthylionones selon les méthodes habituelles. On obtient 680 g d'un mélange d'isomères deux fois distillé qui contient, selon le spectre d'absorption, seule ment<B>15%</B> d'isomères du type f3. Point d'éb. sous 0,2 mm Hg 87-890. Environ 1/, du mélange donne une phé- nylsemicarbazone qui fond après cristallisa tion à 166-167 .
C'est le dérivé de la 6-méthyl-a-ionone qui ne se colore pas à la lumière. Cette phénylsemicarbazone est dif férente de celle de-l'irone naturelle et de celle obtenue avec lune irone naturelle isonié- risée à l'acide sulfurique.
Si le mélange brut des 6-méthyl-ionones est préalablement purifié au réactif T de Gi rard, plus de 85 J% du mélange donne alors une phénylsemicarbazone, dont le point de fusion est toutefois moins net en raison de la présence de plusieurs stéréoisomères a : 2,4- dinitrophény1hydrazones : point de fusion 1210 et 1500.
Pour évaluer quantitativement la 6-méthyl-ionone,a, on transforme le mé lange des isomères stériques en semicarba- zone de la dihydro-6-m.éthyl-ionone-a. La majeure partie fond à 145-147 et une par tie à 169-1710. La phény1semicarbazone per met de régénérer par hydrolyse, la 6-méthyl- o:-ionone qui possède la bonne odeur typique de l'irone naturelle.
Les constantes physiques de la 6-méthyl- ,a-ionone ainsi obtenues sont: P. d'éb. 70-710 sous 0,01 mm de He;
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Exemple <I>2:</I> On introduit lentement 1 kg de la r méthylpseudoionone, préparée comme indi qué ci-dessus, dans 5 kg d'acide sulfurique à <B>60%.</B> On agite ce mélange vigoureusement pendant une heure à une température de 20 à 300 C. On le jette ensuite sur de la glace.
On obtient 400 à 500 g d'un mélange de 6-méthylionones, renfermant (comme déter miné par réfractométrie) de 90 à<B>95%</B> des isomères a, cis et trams, et 5 à 10 % de l'iso mère ,l. (Par spectrographie, on trouve que ce mélange renferme 25 à 3070 de l'isomère fi.) On récupère une certaine quantité de #7-méthyl-pseudoionone. On sépare les iso mères cis- et trans-6-méthyl-a-ionone de l'isomère 6-méthyl-fi-ionone,
par cristallisa tion fractionnée des phénylsemicarbazones. La phénylsemicarbazone du mélange des iso- mères cis et trans de la 6-méthyl-.a-ionone fond entre 160 et 1700 C suivant sa pureté et la teneur respective en isomères cis et trans. En général, cette façon de cycliser produit un peu plus d'isomères, donnant une phénylsemicarbazone à point de fusion élevé.