Procédé de préparation de la dihydro-y-ionone La dihydro-y-ionone optiquement active est un constituant de l'ambre gris naturel. D'une part, L. Ruzicka & collaborateurs ( Helvetica Chimica Acta , vol. XXXI, pages 829-830 (l948) ) et, d'autre part, E. Lederer & collaborateurs ( Helvetica Chimica Acta , vol.
XXIX, page<B>1365</B> (1946 , ont isolé ce composé, soit de l'ambre gris naturel, soit des produits d'oxydation de l'ambréine, à l'aide du réactif cétonique de Girard. La dihydro-y-ionone ainsi préparée présentait les constantes physiques suivantes
EMI0001.0017
<U>Ruzic</U>k<U>a</U> <SEP> Lederer
<tb> d<B>2ll</B> <SEP> = <SEP> 0,9373 <SEP> d <SEP> = <SEP> 0,9495
<tb> n2,,I <SEP> = <SEP> 1,4730 <SEP> n2DO <SEP> = <SEP> 1,4860 Ces deux savants ont préparé, à partir de ce composé, une semi-carbazone fondant à 188-189 C (Lederer) et à 189-1900 (Ruzicka). Par hydrolyse de cette semi-carbazone,
Ruzicka et ses collaborateurs ont obtenu une cétone présentant les constantes physiques suivantes
EMI0001.0023
& Z' <SEP> = <SEP> 0,9347 <SEP> ; <SEP> nD <SEP> = <SEP> <B>1,4789,</B> qui ne diffèrent que légèrement de celles indiquées ci-dessus.
Cette cétone a été décrite comme ayant une odeur typique d'ambre gris. Ruzicka et ses collaborateurs ont préparé, à partir de la dihydro-y- ionone récupérée, une phényl-semi-carbazone fondant à 120-121c, C et une 2,4-dinitrophénylhydrazone fon dant à 98-99 C ( Helvetica Chimica Acta , vo lume XXXI, page 830).
La synthèse de la dihydro-y-ionone racémique a été réalisée pour la première fois par L. Ruzicka, G. Büchi et O. Jeger ( Helvetica Chimica Acta , vol. XXXI, page 293 (1948 .
Partant d'une solu tion de dihydro-a-ionone dans de l'éther, ces chi mistes ont ajouté un HCl à la molécule de cette ionone et ont traité l'hydrochlorure obtenu avec du stéarate d'argent en solution dans du xylène ; ils ont ainsi obtenu, en partant de 19 400 mg de dihydro-a-ionone, 350 mg (1,8 %) d'une semi-carba- zone impure de la dihydro-y-ionone, fondant à 176-1800 C. Ruzicka et ses collaborateurs précisent que près de la moitié de la dihydro-a-ionone de départ a été récupérée.
Une étude minutieuse de cette synthèse a prouvé que cette dernière supposition n'était pas correcte. L'acide chlorhydrique agit fortement sur la dihydro- a-ionone et détruit une grande partie de la matière de départ qui se trouve ainsi perdue, avec pour conséquence un rendement très faible en dihydro- y-ionone.
On a maintenant trouvé que l'on peut augmenter d'au moins seize fois le rendement en ce dernier composé si l'on part du dihydro-a-ionol (au lieu de la cétone correspondante) et si l'on transforme cet alcool en son acétate, soit avant, soit pendant l'addi tion d'acide chlorhydrique. La préparation du chlor- hydrate de l'acétate de dihydro-a-ionol (formule I) est exécutée dans une solution d'acide acétique.
Basée sur les constatations ci-dessus, la présente invention a pour objet un procédé de préparation de la dihydro-y-ionone. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on élimine l'acide chlorhydrique du produit d'addition de l'acétate de dihydro-a-ionol et de l'acide chlorhydrique, en ce que l'on saponifie les acétates de dihydroionols isomères ainsi obtenus et en ce que l'on oxyde le mélange ainsi formé de dihydroionols isomères, à l'aide d'acide chromique, de manière à obtenir un mélange de la dihydro-y-ionone avec l'un au moins de ses isomères ci et [3.
Le nouveau procédé peut être exécuté selon le schéma suivant
EMI0002.0004
Le produit d'addition de formule 1 peut être chauffé avec un sel neutre de métal alcalin (au lieu d'un sel d'argent) d'un ou de plusieurs acides organiques faibles ou avec un alcoolate de métal alcalin, dans un solvant inerte. Cela conduit à la formation d'un mélange des acétates des dihydro- ionols a, P et y (formule II).
Une saponification à froid de ces acétates et une oxydation des alcools obtenus (formule III) à l'aide d'acide chromique donnent un mélange brut des dihydroionones a, (3 et y (formule IV). Ce mélange peut être utilisé, soit pour en isoler la dihydro-y-ionone pure à l'aide d'un réactif cétonique, soit directement comme matière première pour la préparation de la triméthyl-1,1,6- hydroxy-6-octaline. L'élimination de l'acide chlorhydrique est avan tageusement réalisée à l'aide d'un sel anhydre neutre ou légèrement acide de laurate de potassium, dans du xylène bouillant.
Une autre bonne méthode consiste à chauffer le produit d'addition avec un mélange de méthylate de sodium anhydre et de xylène, le cas échéant additionné d'acide laurique.
Pour la saponification, il faut éviter l'emploi d'acides très forts comme HCl, H.,SO9 ou de bases trop concentrées. La saponification du mélange des acétates de dihydroionols a, y et S doit être exécutée d'ordinaire à basse température. La même précau tion s'applique à l'oxydation à l'aide d'acide chro- mique. Le mélange résultant de dihydroionones a et y (renfermant également éventuellement de la dihydro-(3-ionone) contient jusqu'à 60 % et plus d'isomère ,, .
Le reste du produit consiste en l'iso- mère a, en les dihydroionols isomères (10 à 20 !o) et en quelques produits secondaires non identifiés. La forte teneur en isomère y du produit final permet l'isolement de cet isomère des autres composés, par une simple cristallisation de sa semi-carbazone, sans recourir à une séparation chromatographique, ce qui représente une très grande simplification par rapport à la méthode de Ruzicka et ses collaborateurs.
La dihydro-y-ionone est une matière première pour la préparation de parfums, de même qu'une matière de départ pour la préparation de nouveaux alcools tertiaires isomères, les triméthyl-1,1,6 hydroxy-6- octahydronaphtalène. Pour cette dernière prépara tion, il est aussi possible d'utiliser le mélange brut des dihydroionones isomères a, (3 et y.
<I>Exemple</I> <I>a)</I> Préparation <I>de l'acétate de</I> dihydro-a-ionol On dissout 600g de dihydro-a-ionol dans 900 d'anhydride acétique et on mélange à cette solution 150g d'acétate de potassium anhydre. On chauffe ce mélange au reflux pendant 3 heures tout en l'agitant mécaniquement. Après refroidissement. il est versé dans 1,5 1 d'eau et chauffé au bain de vapeur pendant 30 minutes. Un brassage de temps à autre permet que la réaction soit complète. Le mélange réactionnel est alors extrait à l'éther. La solution éthérique est lavée avec du carbonate et de l'eau, puis elle est séchée sur du sulfate de sodium anhydre.
Après distillation de l'éther, il reste un résidu pesant 725 g qui est l'acétate de dihydro-a-ionol ; le rendement de l'opération est de 99 % de la théorie. 1 g de ce résidu nécessite 233 à 237 mg de KOH pour sa saponification; la quantité calculée est de 235 mg de KOH.
<I>b) Préparation de l'acétate</I> <I>de</I> chloro-3-tétrahydroionol <I>(formule I)</I> On dissout 750 g d'acétate d'a-dihydroionol dans 2900 g d'acide acétique et on refroidit le tout à 14 C. On introduit dans la solution, pendant 2 heures, un courant intense d'acide chlorhydrique gazeux. Après cette opération, la solution se trouve sursaturée en HCI. Cette sursaturation est maintenue pendant 20 heures par une introduction continue d'HCI. Le mélange réactionnel est alors versé sur de la glace, puis extrait à l'éther. La solution éthé- rique est lavée avec de l'eau, du carbonate et à nouveau avec de l'eau.
Elle est soumise à la dis tillation pour en séparer l'éther, cette séparation étant conduite avec soin tout spécialement vers la fin de la distillation. Le rendement en acétate de chloro-3-tétrahydroionol brut CL;H1;O2Cl (formule I) est de 97,5 % de la théorie. La teneur calculée en Cl est 12,
9 % ; elle a été trouvée être de 12,4 0/0.
Il est également possible d'effectuer l'acétylation et l'addition d'acide chlorhydrique en une seule opé ration, en employant de l'acide acétique comme solvant.
Le produit de départ étant ainsi préparé, les dif férentes étapes du procédé selon l'invention s'exé cutent comme suit <I>c) Préparation du</I> dihydro-y-ionol <I>(formule III)</I> On dissout 830 g d'acétate de chloro-3-tétra- hydroionol dans un mélange, légèrement brassé, de 1500 g de laurate de potassium anhydre dans 2100 ml de xylène anhydre. On peut également utiliser comme réactifs des sels alcalins d'autres acides organiques analogues tels que, par exemple, ceux des acides undécylénique, abiétique, stéarique, benzoïque, phtalique ou phénique.
Au lieu d'em ployer le laurate de potassium, on peut utiliser également du méthylate ou du butylate tertiaire anhydre de sodium ou de potassium, le cas échéant en mélange avec un acide aliphatique supérieur. Au lieu de xylène, on peut utiliser de l'alcool butylique tertiaire. Il est important que le sel de potassium ne soit pas alcalin, mais de préférence légèrement acide. On conduit la réaction dans un ballon chauffé dans un bain d'huile maintenu à environ 148-155 C pendant 2 heures (la température étant mesurée dans le bain d'huile). La température est ensuite élevée à 170-175 C et une partie du solvant est éliminée par distillation.
Le mélange réactionnel est ensuite filtré. On lave complètement le filtre et les sels restant sur lui avec de l'éther ou du xylène. La solution éthérique ou xylénique est ensuite lavée avec du carbonate et de l'eau, puis séchée sur du sulfate de potassium anhydre. Après élimination du solvant, l'huile restante est distillée dans un ballon de Claisen sous 0,15 mm Hg de pression. On obtient une fraction principale distillant entre 96 et 100 C et pesant 645 g d'acétate de dihydroionol (formule 11) et une fraction distillant entre 1080 et 120o C et pesant 6 g.
La fraction principale, qui est pratiquement exempte de chlore, est dissoute, à la température ordinaire, dans 6500 ml d'éthanol contenant 235 g de KOH. Après être resté pendant 15 heures à la température ordinaire et en contact avec la solution alcaline, le tout est neutralisé très exactement avec de l'acide chlorhydrique normal (la quantité utilisée de celui-ci étant comprise entre 600 et 800 ml). On élimine l'éthanol par distillation et on dissout l'huile restante dans de l'éther. La solution ainsi obtenue est ensuite lavée à l'eau.
Il faut prendre soin de maintenir le produit exactement à neutralité, après que l'éther a été séché et distillé ; le mélange des dihydroionols a et y (formule 111) qui peut éventuellement contenir une faible quantité d'isomère a est rectifié sous une pression de 0,2 mm Hg.
EMI0003.0057
Point <SEP> d'ébullition
<tb> 89-95 <SEP> C <SEP> sous <SEP> 0,2 <SEP> mm <SEP> Hg
<tb> 517 <SEP> g
<tb> Point <SEP> d'ébullition
<tb> 100-102#C <SEP> sous <SEP> 0,35 <SEP> mm <SEP> Hg
<tb> d2_>4 <SEP> = <SEP> 0,9143 <SEP> ; <SEP> nrin'" <SEP> =1,481. Si l'élimination de l'acide chlorhydrique est exé cutée en solution alcoolique, il se produit une sapo nification et une isomérisation et le rendement en l'isomère y est plus faible.
Le produit obtenu contient jusqu'à 50 % et plus de dihydro-y-ionol, <I>d) Préparation de la</I> dihydro-y-ionone <I>(formule IV)</I> On dissout 150 g du produit indiqué ci-dessus dans un mélange de 1500 g d'acide acétique, 1000 ml de benzène et 225 ml d'eau contenant 36 g de bisulfate de potassium. Ce mélange est brassé et refroidi jusqu'à ce que sa température interne soit abaissée à -I- 61, C. La température externe est maintenue à -f-10 C. On ajoute alors au mélange réactionnel ainsi refroidi une solution de 135 g d'acide chromique (Cr03) dans 75 ml d'eau addi tionnés de 1500 g d'acide acétique.
La vitesse d'adjonction est réglée de manière à maintenir la température à l'intérieur du ballon au-dessous de -;- 70 C, l'adjonction s'étend alors sur environ 1 heure et 20 minutes. On poursuit l'agitation pen dant encore environ 25 minutes. Le mélange de réaction est alors versé sur de l'eau glacée et l'huile est extraite deux fois au benzène. L'extrait est lavé à l'eau, au carbonate et de nouveau à l'eau. On élimine le benzène de la solution, par distillation, et l'huile restante est rectifiée dans une colonne de Vigreux sous 0,12 mm Hg de pression.
Une fraction pesant 118,6 g distille entre 770 et 850 C ; rende- CI ment: 79 %.
EMI0004.0008
d240 <SEP> = <SEP> 0,926 <SEP> ; <SEP> nD>5 <SEP> = <SEP> 1,479.
La teneur en cétone, déterminée par oximation, est de 80,5 % avec une teneur en l'isomère y d'environ 67 5 %. Traités avec une solution alcoolique d'acétate de semi-carbazide,
114 g de cette fraction ont donné 110 g de semi-carbazone ; la partie n'ayant pas réagi (29 g) a été renvoyée à l'oxydation. La semi-carbazone brute fond à environ 177-1800 C. Par plusieurs cristallisations, d'abord dans le méthanol, puis dans le chloroforme, on a pu isoler l'isomère y des autres isomères. La semi- carbazone de la dihydro-y-ionone n'est que faible ment soluble dans le méthanol (2,4g dans 100 ml). Son point de fusion est de 1950, C ; il varie selon le temps de chauffage nécessaire à sa détermination.
Le rendement total est d'environ 80 g de semi- carbazone ou de 62 g de cétone. On peut isoler environ 40g de semi-carbazone pure, par cristalli sation fractionnée, ce qui correspond à 31 g de cétone (formule IV). Rendement: 36,6 0/0. Le mé lange restant (23 g) de semi-carbazones de dihydro- ionones a et y, non séparées, est hydrolysé, puis soumis à nouveau au traitement avec de l'HCl (comme décrit sous b) ci-dessus). Ceci augmente le rendement à 50%.
Le rendement total en la semi- carbazone de la dihydro-y-ionone, calculé par rap- port à la dihydro-a-ionone, est de 30 % de la théorie.
L'hydrolyse de la semi-carbazone est exécutée de la manière habituelle par distillation à la vapeur avec une solution d'acide tartrique ; elle est suivie d'un traitement par le réactif de Girard, selon les prescriptions habituelles, pour isoler les petites quantités de produits secondaires formés pendant l'hydrolyse. La dihydro-y-ionone pure présente les constantes physiques suivantes Point d'ébullition<B>:</B> 700 C sous 0,02 mm Hg ;
EMI0004.0056
d40 <SEP> = <SEP> 0,918 <SEP> ; <SEP> n2IO) <SEP> = <SEP> 1,476. Son odeur n'est pas l'odeur typique de l'ambre.
Cette ionone est par conséquent différente de celle du produit naturel décrit par Lederer et Ruzicka, lequel contient probablement d'autres produits secon daires cétoniques ayant une odeur analogue à celle de l'ambre.
Au lieu d'isoler la cétone y à l'aide d'un réactif cétonique, il est tout d'abord possible de séparer les ionols non oxydés, par un chauffage du mélange avec un ester borique et par distillation de la fraction cétonique n'ayant pas réagi, puis cette dernière frac- tion est soumise à une distillation fractionnée dans une colonne de Podbielniak. Si, par contre, on désire cycliser la cétone y en les nouveaux alcools tertiaires ci-dessus indiqués, on peut utiliser le mélange brut des cétones non fractionnées.
Ce mélange brut pré sente les constantes physiques moyennes suivantes Point d'ébullition<B>:</B> 85o C sous 0,1 mm Hg ;
EMI0004.0066
d24 <SEP> = <SEP> 0,920 <SEP> ; <SEP> n214, <SEP> = <SEP> 1,475, et il titre environ 95 % de cétones (détermination par oximation).
Au lieu d'effectuer l'hydrolyse de la semi-carba- zone (2 g) par distillation à la vapeur, celle-ci peut être exécutée en faisant bouillir, pendant 2 heures, 50 ml de chloroforme sous une couche de 20 ml d'eau contenant 3 g d'anhydride phtalique. Après filtration, lavage à neutralité et distillation, on obtient 1,45 g de cétone y ayant les constantes physiques suivantes Point d'ébullition:<B>110-1120C</B> sous 8 mm<B>Hg;</B>
EMI0004.0079
d@ <SEP> = <SEP> 0,916 <SEP> ; <SEP> n2,1, <SEP> = <SEP> 1,475.
Process for the Preparation of Dihydro-y-ionone Optically active dihydro-y-ionone is a component of natural ambergris. On the one hand, L. Ruzicka & coworkers (Helvetica Chimica Acta, vol. XXXI, pages 829-830 (l948)) and, on the other hand, E. Lederer & coworkers (Helvetica Chimica Acta, vol.
XXIX, page <B> 1365 </B> (1946, isolated this compound, either from natural ambergris, or from the oxidation products of ambrein, using Girard's ketone reagent. -y-ionone thus prepared exhibited the following physical constants
EMI0001.0017
<U> Ruzic </U> k <U> a </U> <SEP> Lederer
<tb> d <B> 2ll </B> <SEP> = <SEP> 0.9373 <SEP> d <SEP> = <SEP> 0.9495
<tb> n2,, I <SEP> = <SEP> 1.4730 <SEP> n2DO <SEP> = <SEP> 1.4860 These two scientists have prepared, from this compound, a semi-carbazone melting at 188 -189 C (Lederer) and 189-1900 (Ruzicka). By hydrolysis of this semi-carbon,
Ruzicka and colleagues obtained a ketone with the following physical constants
EMI0001.0023
& Z '<SEP> = <SEP> 0.9347 <SEP>; <SEP> nD <SEP> = <SEP> <B> 1.4789, </B> which differ only slightly from those shown above.
This ketone has been described as having a typical ambergris odor. Ruzicka et al. Prepared, from the recovered dihydro-y-ionone, a phenyl-semi-carbazone melting at 120-121c, C and a 2,4-dinitrophenylhydrazone melting at 98-99 C (Helvetica Chimica Acta, vo lume XXXI, page 830).
The synthesis of racemic dihydro-y-ionone was first performed by L. Ruzicka, G. Büchi and O. Jeger (Helvetica Chimica Acta, vol. XXXI, page 293 (1948.
Starting from a solution of dihydro-α-ionone in ether, these chemists added an HCl to the molecule of this ionone and treated the hydrochloride obtained with silver stearate dissolved in xylene; they thus obtained, starting from 19,400 mg of dihydro-α-ionone, 350 mg (1.8%) of an impure semi-carba-zone of dihydro-γ-ionone, melting at 176-1800 C. Ruzicka and his collaborators specify that nearly half of the starting dihydro-a-ionone has been recovered.
Careful study of this synthesis has shown that the latter assumption is not correct. Hydrochloric acid acts strongly on the dihydro-α-ionone and destroys a large part of the starting material which is thus lost, resulting in a very low yield of dihydro-γ-ionone.
It has now been found that the yield of the latter compound can be increased by at least sixteen times if one starts from dihydro-a-ionol (instead of the corresponding ketone) and if this alcohol is converted into its acetate, either before or during the addition of hydrochloric acid. The preparation of the hydrochloride of dihydro-α-ionol acetate (formula I) is carried out in a solution of acetic acid.
Based on the above findings, the present invention relates to a process for the preparation of dihydro-y-ionone. This process is characterized in that the hydrochloric acid is removed from the adduct of dihydro-a-ionol acetate and hydrochloric acid, in that the acetates of isomeric dihydroionols are saponified as well. obtained and in that the mixture thus formed of isomeric dihydroionols is oxidized with chromic acid, so as to obtain a mixture of dihydro-y-ionone with at least one of its isomers ci and [3.
The new process can be performed according to the following scheme
EMI0002.0004
The adduct of formula 1 can be heated with a neutral alkali metal salt (instead of a silver salt) of one or more weak organic acids or with an alkali metal alcoholate, in an inert solvent. . This leads to the formation of a mixture of the acetates of the a, P and y dihydroionols (formula II).
A cold saponification of these acetates and an oxidation of the alcohols obtained (formula III) using chromic acid give a crude mixture of the dihydroionones a, (3 and y (formula IV). This mixture can be used either for isolate pure dihydro-y-ionone from it using a ketone reagent, either directly as a raw material for the preparation of trimethyl-1,1,6-hydroxy-6-octaline. Hydrochloric acid is advantageously carried out using a neutral or slightly acid anhydrous salt of potassium laurate, in boiling xylene.
Another good method is to heat the adduct with a mixture of anhydrous sodium methoxide and xylene, optionally supplemented with lauric acid.
For saponification, the use of very strong acids such as HCl, H., SO9 or too concentrated bases must be avoided. The saponification of the mixture of α, γ and S dihydroionol acetates should usually be carried out at low temperature. The same precaution applies to oxidation with the aid of chromic acid. The resulting mixture of α and γ dihydroionones (optionally also including dihydro- (3-ionone) contains up to 60% and more of the α-isomer.
The remainder of the product consists of the a-isomer, the isomeric dihydroionols (10-20%) and a few unidentified side products. The high y-isomer content of the final product allows the isolation of this isomer from the other compounds, by a simple crystallization of its semi-carbon, without resorting to chromatographic separation, which represents a very great simplification compared to the method of Ruzicka and his collaborators.
Dihydro-y-ionone is a raw material for the preparation of perfumes, as well as a starting material for the preparation of new isomeric tertiary alcohols, trimethyl-1,1,6-hydroxy-6-octahydronaphthalene. For the latter preparation, it is also possible to use the crude mixture of the α, (3 and y isomeric dihydroionones.
<I> Example </I> <I> a) </I> Preparation <I> of the acetate of </I> dihydro-a-ionol 600g of dihydro-a-ionol are dissolved in 900 of acetic anhydride and 150 g of anhydrous potassium acetate are mixed with this solution. This mixture is heated under reflux for 3 hours while stirring mechanically. After cooling. it is poured into 1.5 1 of water and heated in a steam bath for 30 minutes. Stirring from time to time allows the reaction to be complete. The reaction mixture is then extracted with ether. The ethereal solution is washed with carbonate and water, then it is dried over anhydrous sodium sulfate.
After distillation of the ether, there remains a residue weighing 725 g which is the acetate of dihydro-a-ionol; the efficiency of the operation is 99% of theory. 1 g of this residue requires 233 to 237 mg of KOH for its saponification; the calculated amount is 235 mg of KOH.
<I> b) Preparation of the acetate </I> <I> of </I> chloro-3-tetrahydroionol <I> (formula I) </I> 750 g of α-dihydroionol acetate are dissolved in 2900 g of acetic acid and the whole is cooled to 14 ° C. An intense stream of gaseous hydrochloric acid is introduced into the solution for 2 hours. After this operation, the solution is supersaturated with HCl. This supersaturation is maintained for 20 hours by a continuous introduction of HCl. The reaction mixture is then poured onto ice and then extracted with ether. The ethereal solution is washed with water, carbonate and again with water.
It is subjected to distillation to separate the ether therefrom, this separation being carried out with care, especially towards the end of the distillation. The yield of crude chloro-3-tetrahydroionol acetate CL; H1; O2Cl (formula I) is 97.5% of theory. The calculated Cl content is 12,
9%; it was found to be 12.4%.
It is also possible to carry out the acetylation and the addition of hydrochloric acid in a single operation, using acetic acid as a solvent.
The starting product being thus prepared, the dif ferent steps of the process according to the invention are carried out as follows <I> c) Preparation of </I> dihydro-y-ionol <I> (formula III) </ I > 830 g of chloro-3-tetrahydroionol acetate are dissolved in a mixture, slightly stirred, of 1500 g of anhydrous potassium laurate in 2100 ml of anhydrous xylene. Alkali salts of other analogous organic acids such as, for example, those of undecylenic, abietic, stearic, benzoic, phthalic or phenic acids can also be used as reagents.
Instead of employing potassium laurate, it is also possible to use methylate or anhydrous tertiary butoxide of sodium or potassium, optionally in admixture with a higher aliphatic acid. Instead of xylene, tertiary butyl alcohol can be used. It is important that the potassium salt is not alkaline, but preferably slightly acidic. The reaction is carried out in a heated flask in an oil bath maintained at about 148-155 ° C for 2 hours (the temperature being measured in the oil bath). The temperature is then raised to 170-175 C and part of the solvent is removed by distillation.
The reaction mixture is then filtered. The filter and the salts remaining on it are washed completely with ether or xylene. The ethereal or xylenic solution is then washed with carbonate and water, then dried over anhydrous potassium sulfate. After removing the solvent, the remaining oil is distilled in a Claisen flask under 0.15 mm Hg pressure. A main fraction distilling between 96 and 100 ° C. and weighing 645 g of dihydroionol acetate (formula 11) and a fraction distilling between 1080 and 120 ° C. and weighing 6 g are obtained.
The main fraction, which is practically free of chlorine, is dissolved, at room temperature, in 6500 ml of ethanol containing 235 g of KOH. After remaining for 15 hours at room temperature and in contact with the alkaline solution, the whole is neutralized very exactly with normal hydrochloric acid (the amount used of the latter being between 600 and 800 ml). The ethanol is removed by distillation and the remaining oil is dissolved in ether. The solution thus obtained is then washed with water.
Care must be taken to keep the product exactly neutral, after the ether has been dried and distilled; the mixture of α and γ dihydroionols (formula 111) which may optionally contain a small amount of α isomer is rectified under a pressure of 0.2 mm Hg.
EMI0003.0057
Boiling point <SEP>
<tb> 89-95 <SEP> C <SEP> under <SEP> 0.2 <SEP> mm <SEP> Hg
<tb> 517 <SEP> g
<tb> Boiling point <SEP>
<tb> 100-102 # C <SEP> under <SEP> 0.35 <SEP> mm <SEP> Hg
<tb> d2_> 4 <SEP> = <SEP> 0.9143 <SEP>; <SEP> nrin '"<SEP> = 1.481. If the removal of hydrochloric acid is carried out in alcoholic solution, saponification and isomerization occurs and the yield of the isomer is lower therein.
The product obtained contains up to 50% and more of dihydro-y-ionol, <I> d) Preparation of </I> dihydro-y-ionone <I> (formula IV) </I> 150 g are dissolved of the product indicated above in a mixture of 1500 g of acetic acid, 1000 ml of benzene and 225 ml of water containing 36 g of potassium bisulfate. This mixture is stirred and cooled until its internal temperature is lowered to -I- 61, C. The external temperature is maintained at -f-10 C. A solution of 135 g of d is then added to the reaction mixture thus cooled. chromic acid (Cr03) in 75 ml of water supplemented with 1500 g of acetic acid.
The addition speed is adjusted so as to maintain the temperature inside the flask below -; - 70 C, the addition then extends over approximately 1 hour and 20 minutes. Stirring is continued for a further approximately 25 minutes. The reaction mixture is then poured onto ice water and the oil is extracted twice with benzene. The extract is washed with water, with carbonate and again with water. The benzene is removed from the solution by distillation and the remaining oil is rectified in a Vigreux column under 0.12 mm Hg pressure.
A fraction weighing 118.6 g distills between 770 and 850 C; yield: 79%.
EMI0004.0008
d240 <SEP> = <SEP> 0.926 <SEP>; <SEP> nD> 5 <SEP> = <SEP> 1.479.
The ketone content, determined by oximation, is 80.5% with an γ-isomer content of about 5%. Treated with an alcoholic solution of semi-carbazid acetate,
114 g of this fraction gave 110 g of semi-carbon; the unreacted part (29 g) was returned to the oxidation. The crude semi-carbazone melts at about 177-1800 C. By several crystallizations, first in methanol, then in chloroform, the γ-isomer has been isolated from the other isomers. The semi-carbazone of dihydro-y-ionone is only slightly soluble in methanol (2.4 g in 100 ml). Its melting point is 1950, C; it varies according to the heating time necessary for its determination.
The total yield is about 80 g of semi-carbon or 62 g of ketone. About 40 g of pure semi-carbon can be isolated by fractional crystallization, which corresponds to 31 g of ketone (formula IV). Yield: 36.6%. The remaining mixture (23 g) of α and γ dihydroionone semi-carbazones, not separated, is hydrolyzed and then subjected to the treatment again with HCl (as described under b) above). This increases the yield to 50%.
The total yield of the semi-carbazone of the dihydro-γ-ionone, calculated relative to the dihydro-α-ionone, is 30% of theory.
The hydrolysis of the semi-carbon is carried out in the usual manner by steam distillation with a solution of tartaric acid; it is followed by a treatment with Girard's reagent, according to the usual prescriptions, to isolate the small quantities of side products formed during hydrolysis. Pure dihydro-y-ionone exhibits the following physical constants Boiling point <B>: </B> 700 C at 0.02 mm Hg;
EMI0004.0056
d40 <SEP> = <SEP> 0.918 <SEP>; <SEP> n2IO) <SEP> = <SEP> 1.476. Its smell is not the typical smell of amber.
This ionone is therefore different from that of the natural product described by Lederer and Ruzicka, which probably contains other ketone side products with an odor similar to that of amber.
Instead of isolating the γ-ketone using a ketone reagent, it is first possible to separate the unoxidized ionols, by heating the mixture with a boric ester and by distilling the ketone fraction n ' unreacted, then the latter fraction is subjected to fractional distillation in a Podbielniak column. If, on the other hand, it is desired to cyclize the γ-ketone to the new tertiary alcohols indicated above, the crude mixture of the unfractionated ketones can be used.
This crude mixture exhibits the following average physical constants Boiling point <B>: </B> 85o C at 0.1 mm Hg;
EMI0004.0066
d24 <SEP> = <SEP> 0.920 <SEP>; <SEP> n214, <SEP> = <SEP> 1.475, and it titers about 95% ketones (determined by oximation).
Instead of carrying out the hydrolysis of the semi-carba-zone (2 g) by steam distillation, this can be carried out by boiling, for 2 hours, 50 ml of chloroform under a layer of 20 ml of water. water containing 3 g of phthalic anhydride. After filtration, washing to neutrality and distillation, 1.45 g of ketone are obtained therein having the following physical constants Boiling point: <B> 110-1120C </B> under 8 mm <B> Hg; </B>
EMI0004.0079
d @ <SEP> = <SEP> 0.916 <SEP>; <SEP> n2,1, <SEP> = <SEP> 1,475.