Procédé de préparation de la géranyl-acétone
Dans le brevet principal, on a décrit un procédé simple de préparation de la 2-méthyl-2hepténone-(6), en faisant réagir de l'acétone sur un complexe organo-métallique, pour former un carbinol et en transformant ce dernier en la cétone recherchée.
Le présent brevet a pour objet un procédé de préparation de la géranyl-acétone, utilisant le même mécanisme de réaction.
Le procédé selon la présente invention est caractérisé en ce que l'on fait réagir la 2-méthyl2-hepténone-6 avec un complexe organo-métallique obtenu par action d'un métal actif sur un acétal d'une 5-halogéno-pentanone-2, pour former un carbinol tertiaire comprenant le groupement
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dans lequel les atomes d'oxygène terminaux sont liés à un reste d'hydrocarbure de façon à former un acétal simple ou cyclique, et en ce qu on transforme ledit carbinol, par déshydratation et hydrolyse du groupe acétal, en géranyl-acétone.
La géranyl-acétone ainsi obtenue est une substance connue servant de produit intermédiaire pour la synthèse du farnésol utilisé en parfumerie et pour la synthèse de la phytylcétone qui elle-même sert comme corps de départ dans la synthèse de la chlorophylle et de la vitamine E.
La 2-méthyl-2-hepténone-6 de départ peut être préparée selon un procédé analogue décrit par la brevetée dans un brevet suisse déposé également le 29 décembre 1951.
Les acétals utilisables peuvent être préparés en faisant réagir une 5-halogéno-2-pentanone avec un alcoyl-orthoformiate en présence d'un alcool, ou en faisant réagir une 5-halogéno-2-pentanone avec un 1,2- ou 1,3-glycol.
De tels acétals simples ou cycliques réagissent par leur atome d'halogène en position 5 avec un métal actif pour former un complexe organo-métallique.
Ce comportement des acétals de 5-halogéno-2-pentanones ou de leurs dérivés organométalliques est anormal si l'on se rapporte aux travaux d'Arens et Van Dorp qui ont montré que l'acétal cyclique halogéné
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ne forme pas de composé organo-halogénométallique avec un métal actif tel que le magnésium ou autres métaux comparables (Rec. trav. chim. 65, 729 (1946)), et aux travaux de
Willimann et Schinz, Helv. Chim. Acta, 32, 2158 (1949) qui indiquent pour l'acétal cyclique
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et ses dérivés organo-métalliques d'autres processus réactionnels.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on fait réagir un métal actif, tel que
Li, Mg, Zn, Cd, Hg sur un acétal alcoylénocyclique (par exemple éthylène-cyclique) d'une 5-halogéno-2-pentanone, tel que, par exemple, le 2-(gamma-halogénopropyl)-2-méthyl- 1,3-di- oxolane, pour former un composé organc halogénométallique de formule
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où X est un atome d'halogène, M est le métal actif, et R" est un groupe alcoylène (éthylène, propylène, butylène, ...).
Ce composé organo-halogénométallique réagit ensuite avec la 2-méthyl-hepténone-6 pour former l'alcool tertiaire (carbinol).
On peut aussi préparer le composé organométallique à partir d'un acétal simple d'une 5-halogéno-2-pentanone, du type
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<SEP> CW
<tb> <SEP> O <SEP> - <SEP> Alcoyle
<tb> XCH3CH-CH2C
<tb> <SEP> O <SEP> - <SEP> Alcoyle
<tb> où X peut être un halogène quelconque (le chlore et le brome étant cependant préférables) et où les groupements alcoyle sont avantageusement des radicaux alcoyle inférieurs, comprenant de un à quatre atomes de carbone.
Le carbinol tertiaire préféré formé au cours de la réaction est celui de formule
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qui est de préférence obtenu à partir de la 5chloropentanone-2.
La réaction entre le complexe organométallique et la 2-méthyl-hepténone-6 conduit à un carbinol de chaîne notablement plus longue.
Cette réaction s'effectue facilement en ajoutant une solution de ladite méthyl-hepténone à une solution du composé organo-métallique dans un solvant tel que l'éther anhydre. Une réaction exothermique se produit aussitôt et se poursuit jusqu'à son terme avec un bon rendement. I1 suffit ensuite de diluer par de l'eau le mélange obtenu pour décomposer le complexe métallique et obtenir ainsi le carbinol tertiaire cherché.
Cet alcool tertiaire est ensuite transformé en la cétone qui contient une unité d'isopentane de plus que la méthyl-hepténone de départ.
Dans cette transformation, on soumet l'alcool à une déshydratation et à une hydrolyse pour former la géranyl-acétone (cétone non saturée), ces réactions pouvant être effectuées dans un ordre quelconque.
La déshydratation de l'alcool tertiaire s'effectue facilement suivant les méthodes de déshydratation connues, par exemple en le chauffant en présence d'un agent déshydratant acide, tel qu'un acide ou un sel d'acide ou un autre agent de déshydratation analogue. Les agents de déshydratation classiques convenant à l'opération comprennent les acides minéraux, les acides organiques tels que l'acide oxalique et l'acide paratoluènesulfonique, des anhydrides tels que l'anhydride acétique, et des composés acides tels que le chlorure de zinc, le trt- chlorure de phosphore, le chlorure d'oxalyle, l'oxychlorure de phosphore, etc.
L'hydrolyse de l'acétal déshydraté pour former la géranyl-acétone correspondante s'effectue simplement par une solution aqueuse acide ou suivant d'autres méthodes bien connues d'hydrolyse, les solutions aqueuses d'acides minéraux dilués étant particulièrement recommandables.
Dans le procédé selon l'invention, on fait donc d'abord réagir la 2-méthyl-2-hepténone-6 avec un complexe métallique d'un acétal, de préférence alcoyléno-cyclique, d'une 5-halogéno-pentanone-2. Ce stade de la réaction est représenté par l'équation suivante, en utilisant le complexe organo-lithique d'un acétal éthyléno-cyclique.
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Ce carbinol tertiaire est ensuite déshydraté, d'ordinaire par un agent déshydratant acide et l'acétal cyclique non saturé ainsi obtenu est hydrolysé, par exemple avec un acide dilué, pour donner la géranyl-acétone de formule
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De cette manière, la chaîne de la 2-méthylhepténone de départ est allongée d'un groupe isopentène. La géranyl-acétone obtenue peut facilement être transformée en farnésol en la soumettant à une réaction de Reformatsky avec un halogéno-acétate et en réduisant ensuite en farnésol l'ester ainsi obtenu. On peut également préparer la phytyl-cétone à partir de la géranyl-acétone, comme décrit par la brevetée dans un brevet suisse déposé le même jour.
Le procédé selon l'invention est illustré par l'exemple suivant
On place 50 cm3 d'éther anhydre et 6,94 g d'un fil de lithium coupé en petits morceaux et purifié précédemment, dans un ballon à trois tubulures fermé muni d'un agitateur, d'un condensateur à reflux portant un dessiccateur et un entonnoir à robinet. Ensuite, on ajoute un cristal de iode et 1,5 cm3 de iodure de méthyle, et après qu'une réaction se manifeste, on ajoute encore une solution de 82,6 g de 2-(gamma chloropropyl) - 2- méthyl - 1,3 - dioxolane dans 350 cm3 d'éther anhydre, l'adjonction ayant lieu à une vitesse telle qu'un faible reflux se produit.
On obtient de cette façon le complexe organo-métallique de formule
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On ajoute lentement à ce complexe métallique une solution de 63 g de 2-méthyl-2-hepténone-6 dans 150 cm3 d'éther anhydre, jusqu'à ce que le dégagement de chaleur ait cessé.
Après décomposition avec de la glace et du chlorure d'ammonium selon la manière habituelle, on évapore l'éther par distillation et l'on chauffe le résidu à 1000 C sous une pression de 1 mm Hg pour éliminer un produit secondaire volatil. Le résidu est constitué par le produit de condensation désiré (carbinol tertiaire).
On ajoute ensuite 36,8 cm3 d'oxychlorure de phosphore à 110 cm3 de pyridine sèche dans un récipient fermé muni d'un agitateur, d'un entonnoir à robinet et d'un condensateur à reflux équipé d'un dessiccateur rempli de chlorure de calcium. On ajoute à ce mélange goutte à goutte 51,2 g dudit carbinol tertiaire dissous dans 75 cm3 de benzène anhydre. On brasse le mélange pendant une heure, puis on chauffe à reflux en continuant à brasser pendant une heure. Après refroidissement, on verse le mélange sur 800 g de glace contenant 120 cm3 d'acide chlorhydrique concentré, et l'on extrait avec de l'éther. On lave la solution éthérique avec de l'acide chlorhydrique dilué, puis avec de l'eau, ensuite avec une solution de NaHCO3 et finalement de nouveau avec de l'eau, et l'on sèche.
Après évaporation de l'éther, on obtient 37,6 g de produit déshydraté (acétal cyclique non saturé).