Procédé pour la préparation de lactones ci,-carboxylées La présente invention a pour objet un procédé pour la préparation de lactones a-carboxylées répon dant à la formule générale
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dans laquelle n représente un nombre entier de 1 à 2 et R représente un radical alcoyle ou alcényle, le nombre total des atomes de carbone compris dans le cycle et dans le radical R étant de 8 à 14.
Les composés de formule I sont des substances nouvelles qui servent à aromatiser des matières gras ses alimentaires.
Le procédé suivant l'invention consiste à conden ser un carbonate d'alcoyle sur une lactone de formule
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en .présence d'un agent de condensation alcalin pour obtenir une a-carbalcoxy-lactone, à saponifier celle-ci par voie alcaline et à acidifier le sel obtenu pour libé rer et lactoniser l'acide hydroxy-dicarboxylique.
Le substituant représenté par R dans les formules I et II peut être un groupe alcoyle ou alcényle à chaîne droite ou ramifiée comprenant de 4 à 8 ato mes de carbone, si n = 1, ou de 3 à 7 atomes de carbone, si n = 2.
Selon une forme d'exécution préférée du pro cédé défini ci-dessus, la condensation du carbonate d'alcoyle, par exemple de méthyle ou d'éthyle, sur la lactone II se .fait en présence d'hydrure de sodium à l'abri de l'humidité. Il est avantageux d'utiliser un éther di-alcoylique, par exemple le dibuthyl-éther, comme milieu de réaction et d'effectuer la condensa tion à des températures comprises entre 900 et 1200 C.
Le dérivé sodé de l'a-carbalcoxy-lactone for mé comme intermédiaire est décomposé par acidifica- tion, de préférence à l'aide d'acide acétique à froid, pour former l'a-carbalcoxy-lactone.
Conformément à une autre forme d'exécution pré férée du procédé défini ci-dessus, on utilise un al coolate alcalin, par exemple le méthylate de sodium, comme agent de condensation et effectue la conden sation en présence d'un excès de carbonate d'alcoyle par rapport à la quantité théoriquement nécessaire pour la réaction avec la lactone. Le rapport molécu laire entre la lactone et le carbonate d'alcoyle peut être, par exemple, de 1 : 4 à 1 : 6.
Il convient d'élimi- ner l'alcanol au fur et à mesure de sa formation dans la réaction de condensation. A cet effet, on peut ef fectuer la condensation soit sous pression réduite à une température comprise .entre 40c, et 80o C, l'alca- nol formé distillant alors au fur et à mesure de sa formation sous forme de mélange azéotropique avec le carbonate d'alcoyle,
soit à la pression ambiante dans la même gamme de températures -en présence d'un agent liant l'alcanol formé. Comme agent liant, on peut utiliser, par exemple, le chlorure de calcium. La décomposition du dérivé sodé de l'a-carbalcoxy- lactone formé comme intermédiaire se fait de la ma nière déjà indiquée ci-dessus.
La saponification de l',a-carbalcoxy-lactone obte nue peut se faire selon deux méthodes dont l'une con siste à chauffer la carbalcoxy-lactone avec un alcali alcoolique, par exemple de la potasse éthanolique, à la température de .reflux du mélange. Selon l'autre méthode, on chauffe la carbalcoxy-lactone avec un alcali aqueux concentré, par exemple de la soude caustique aqueuse, à une température comprise entre 70o et 800 C.
La saponification du groupe carbalcoxy est accompagnée de l'ouverture du cycle lactonique de sorte que l'on obtient le sel alcalin d'un acide hydroxy-dicarboxylique. On traite ce sel par un acide minéral .aqueux, par exemple de l'acide sulfurique, pour libérer l'acide hydroxy-dicarboxylique et le lac- toniser.
Les exemples qui suivent illustrent la mise en oeu- vre de l'invention.
Exemple 1 <I>a) Préparation de</I> l'a-carbéthoxy-y-nonalactone Dans un ballon de 500.m1 muni d'un agitateur mécanique, d'un réfrigérant, d'une ampoule à décan ter et de gardes à CaC12, on place 35,4 g (0,3 mole) de carbonate d'éthyle redistillé et séché sur CaH2 puis 7,2 g (0,3 mole) d'hydrure de sodium.
On chauffe le mélange à 1000 C (température du bain), en agitant, puis introduit dans l'espace de 40 minutes une solu tion de 23,4 g (0,15 mole) de y-nonalactone redistillée dans 40 ml de dibutyl éther.
L'introduction terminée, on continue à agiter le mélange durant 2 heures à 110-1151) C puis le refroi dit à 10 C. On y ajoute ensuite progressivement, en agitant, 22,5 g (0,37 mole) d'acide acétique glacial en opérant en deux temps. On ajoute d'abord quel ques ml d'acide concentré (réaction exothermique) et ensuite le reste de l'acide dilué dans de l'eau. La température du mélange est maintenue entre 100 et 150 C.
On épuise le mélange réactionnel 3 fois avec de l'éther et lave la phase organique 2 fois avec du bi- carbonate de sodium à 5 % puis 3 fois à l'eau. Après séchage de l'extrait et élimination de l'éther, on dis tille le concentras et recueille 22,5 g d'une fraction de coeur distillant .entre 1240 et 1140 C sous 0,09 à 0,03 mm Hg.
Cette fraction est constituée par l'a-car- béthoxy-y-monolactone et présente les propriétés sui vantes
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<I>b) Préparation de</I> l'a-carboxy-y-nonalactone On dissout 21,0 g d'a-carbéthoxy-y-nonalactone dans 185 ml de potasse alcoolique N et chauffe la so lution à reflux pendant 70 minutes. La majeure partie de l'alcool est ensuite éliminée sous vide .à froid et le résidu repris à l'eau puis extrait 3 fois à l'éther.
On lave la phase organique une fois avec de la potasse à 5 0/a puis 3 fois à l'eau.
On acidifie les eaux de lavage alcalines avec de l'acide sulfurique à 10 %, les sature ensuite de chlo- rure de sodium puis .les extrait trois fois à l'éther. On lave les extraits trois fois à l'eau et élimine l'éther sous vide à froid.
On soumet le résidu pendant plu sieurs heures à l'actiond',unvide poussé (10-3 mm Hg) jusqu'à ce que la cristallisation soit terminée. On re prend le produit dans 50 ml de benzène, ajoute 200 ml d'éther -de pétrole (30-50 C) et abandonne la solution pendant 3 jours à - 250 C. Après filtration et essorage, on isole 13,9 g d'a-carboxy-y-nonalactone parfaitement cristallisée, F = 46-480 C.
Exemple 2 <I>Préparation de</I> l'a-carboxy-y-undécalactone En procédant de la manière décrite dans l'exem ple 1, mais en partant de 27,6 g (0,15 mole) de y-un- décalactone, on obtient 25,5 g d'a-carbéthoxy-y-undé- calactone, E = 140-1340 C sous 0,1 à 0,04 mm Hg.
Par redistillation, on obtient 24,1 g d'une fraction de c#ur distillant à 1140 C sous 0,001 mm Hg et pré sentant les propriétés suivantes
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La saponification de cette carbétoxy-lactone et la cristallisation de l'acide obtenu sont effectuées de la manière décrite dans l'exemple lb. On obtient ainsi 12,7 g d'a-carboxy-y-ündécalactonecristallisée,F=58 à<B>600</B> C.
Exemple 3 <I>Préparation de</I> l'a-carbéthoxy-y-nonalactone On utilise un ballon à 3 cols rodés muni d'un agi tateur, d'un thermomètre, d'un décanteur et d'une colonne courte, suivie d'un réfrigérant descendant et d'un récipient branché sur la trompe à eau. On charge le ballon de 1000 g de carbonate d'éthyle anhydre et, sous agitation, on ajoute 109 g (2 moles) de méthylate de sodium technique à 99,3'%. L'appareillage est maintenu sous un vide de 90-100 mm Hg.
On assure ainsi, à une température de 58-60o du mélange réac tionnel une lente distillation de l'azéotrope formé du carbonate d'éthyle et de l'éthanol qui se dégagera lors de la réaction. On introduit, au cours d'environ 3 heures, un mélange de 313 g (2 moles) de y-nonalac- tone à 99,5,0/0
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et 200 g de carbonate d'éthyle. Dans les mêmes conditions de vide partiel et de température, le solde de l'excès de carbonate d'éthyle est ensuite éliminé par distillation dans l'es pace d'environ 3 h.
La décomposition du dérivé sodé de l'a-carb- éthoxy-y-lactone formé comme intermédiaire s'effec tue par acidification à froid avec un mélange de glace et de 250 cc d'acide acétique glacial. On épuise le mé lange par du benzène.
Après .lavage de l'extrait ben- zénique au carbonate de sodium à 5 % et à l'eau, on élimine le benzène et distille le produit brut.
On ob tient 328,2 g (1,44 mole) d'a-carbéthoxy-y-nonalac- tone distillant à 132-1351, C sous 0,6 mm Hg et pré sentant les propriétés suivantes
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Les eaux de lavage alcalines sont acidifiées et ex traites à l'éther de pétrole (60-800 C). Après lavage de l'extrait à l'eau jusqu'à neutralité sur papier Congo et élimination du solvant, on obtient 31,5 g d'un pro duit (I.
A. = 233,7) qui est un mélange de composés fournis par saponification partielle de l'a-carbéthoxy- y-nonalactone. Après saponification énergique de ce mélange, acidification et distillation, on récupère 20,4 g (0,13 mole) de y-nonalactone,
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La saponification de l'a-carbéthoxy-y-nonalactone et la cristallisation de l'acide obtenu sont effectuées de la manière décrite dans l'exemple lb.
<I>Exemple 4</I> <I>a) Préparation de</I> l'a-carbéthoxy-y-dodécalactone La condensation se fait de la manière décrite dans l'exemple 3, au départ de 99 g (0,5 mole) de y-dodéca- lactone à 99,9 %
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27 g (0,5 mole) de méthylate de sodium et 300 g (2,5 mo les) de carbonate d'éthyle anhydre.
Par distillation du produit brut, on obtient, en tête, 16 g (0,08 mole) de y-dodécalactone et ensuite 77,0 g (0,285 mole) d'a- carbéthoxy-y-dodécalactone distillant à 157-1580 C sous 0,6 mm Hg et présentant les propriétés suivan tes :
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I. E. = 414,9.
<I>b) Préparation de</I> l'a-carboxy-y-dodécalactone La saponification de la carbéthoxylactone ainsi que la lactonisation de l'hydroxyacide formé intermé- diairement et la recristallisation se font de la manière décrite dans l'exemple 1. A partir de 46,8 g (0,173 mole) d'a-carbéthoxy-y-dodécalactone, on obtient 42,5 g d'a-carboxy-y-dodécalactone brute qui cristal lisent au repos.
Après une recristallisation, on obtient 30;6g d'a-carboxy-y-dodécalactone pure, F. 68,5- 70,5 C ; I. A. = 231,5 ; I. E. = 232,5.
Exemple 5 <I>a) Préparation de</I> l'a-carbéthoxy-y-tridécalactone La condensation s'effectue de la manière décrite dans l'exemple 8, au départ de 172 g (0,8 mole) de y-tridécalactoneà 98,5%
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88 g (1,6 mole) de méthylate de sodium, 104 g (0,8 mole) de chlorure de calcium technique et 480 g (4,0 moles) de carbonate d'éthyle technique. Par dis tillation du produit brut, on obtient 98,2 g (0,345 mo le) d'a-carbéthoxy-y-tridécalactone distillant à 165 1700 C sous 0,6 mm Hg et présentant les propriétés suivantes : I. E. = 397,1.
A partir
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des eaux de lavage alcalines, on peut ré cupérer la tridécalactone qui n'a pas réagi.
<I>b) Préparation de</I> l'a-carboxy-y-tridécalactone La saponification, la lactonisation et la recristal- lisation se font de la manière décrite dans l'exemple 1. A partir de 64,2 g (0,225 mole) d'a-carbéthoxy-y- tridécalactone, on obtient 56 g d'a-carboxy-y-tridéca- lactone brute qui cristallisent spontanément.
Après une recristallisation, on obtient 43,9 g d'a-carboxy-y- tridécalactone, F. 68,3-69,5C, I. A. = 220,3 ; 1. E. = 220,7.
Exemple 6 <I>a) Préparation de</I> l'a-carbéthoxy-8-décalactone La condensation s'effectue de la manière décrite dans l'exemple 3, au départ de 172g (1,0 mole) de 8-déca,llactone à 98,7 '%
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55g (1,0 mole) de méthylate de sodium et 600 g (5,0 moles) de carbonate d'éthyle anhydre.
Par distillation du produit brut, on obtient 76,5 g de têtes distillant à 130-1400 C sous 0,7 mm Hg et 60,0 g (0,248 mole) d'a-carbéthoxy-8-décalactone distillant à 145-149 C sous 0,7 mm Hg et présentant les propriétés suivan tes :
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I. E. = 461;9.
Les eaux de lavage alcalines sont traitées comme dans l'exemple 3. On reçoit 70 g d'acide brut. On y ajoute alors les 76,5 g de têtes de distillation, saponi fie énergiquement, acidifie, extrait et distille. On ré cupère ainsi 97 g (0,57 mole) de 8-décalactone, E = 100-103 C/0,6 mm Hg
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<I>b) Préparation de</I> fa-carboxy-8-décalactone La saponification,
la lactonisation et la recristalli- sation se font de la manière décrite dans l'exemple 1. A partir de 44,2 g (0,1.82 mole) d'a-carbéthoxy-8- décalactone on obtient 37,9 g d'a-carboxy-8-d6calac- tone brute qui cristallisent spontanément. Une recris tallisation livre le produit pur<B>:</B> F. 79,1-80,0 C ; I. A. = 262,7 ; I. E. = 260,0.
Exemple 7 <I>a) Préparation de</I> l'a-carbéthoxy-8-undécalactone La condensation s'effectue de la manière décrite dans l'exemple 3, au départ de 83,5 g (0,45 mole) de 8-undécalactone à 99,2,%
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24,3 g (0,45 mole) de méthylate de so dium et 260 g (2,2 moles) de carbonate d'éthyle an hydre.
Par distillation du produit brut, on obtient 54,4 g de têtes distillant à 1.25-1400 C sous 0,7 mm Hg et 31,2 g (0,122 mole) d'a-carb6thoxy-8-undéca- lactone distillant à 153-1560C sous 0,7 mm Hg et présentant les propriétés suivantes
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I. E. = 437,3.
Les eaux de lavage .alcalines sont traitées comme dans l'exemple 3. On reçoit<B>13,2</B> g d'acide brut. On y joint les 54,4 g de têtes de distillation, saponifie énergiquement, acidifie, extrait et distille. On récu père ainsi 37,3 g (0,20 mole) de 8-undécalactone E = 108-112() C/0,6 mm Hg,
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<I>b) Préparation de</I> l'a-carboxy-8-undécalactone La saponification,
la lactonisation et la recristalli- sation se font de la manière décrite dans l'exemple 1. A partir de 17,6 g (0,069 mole) d'a-carbéthoxy-8-un- décalactone, on obtient 15,2 g d'a-carboxy-8-undéca- lactone brute qui cristallisent au repos. Une recristal- lisation livre le produit pur: F 77,0-77,90C; I. A. = 248,0 ; I. E. = 244,0.
Exemple 8 <I>a) Préparation de</I> fa-carbéthoxy-y-nonalactone On utilise un appareillage comprenant un ballon à trois cols rodé, muni d'un agitateur, d'un thermo mètre, d'un décanteur et .d'un réfrigérant.
On charge le ballon de 1000 g de carbonate d'éthyle technique et ajoute, sous agitation, 2.18 g (4 moles) de méthylate de sodium technique à 99,3 0/0 puis 130 g (1 mole) de chlorure de calcium technique en paillettes. On ajoute alors en 1 heure, à 20-500 C, un mélange de 312 g (2 moles) de y-nonalactone à 99,8 %
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agite le raé- lange encore 3 heures à 80o et décompose le dérivé sodé intermédiaire sur un mélange de glace et 400 cc d'acide acétique glacial.
On épuise le mélange par du benzène. Après lavage de l'extrait au carbonate de so- dium à 5 % et à l'eau et élimination du solvant, on distille le produit brut. On recueille 272,2 g (1,195 mole) d'a-carbéthoxy-y-nonalactone distillant à 135- 140 C sous -0,7 mm Hg et présentant les propriétés suivantes :
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T. E. = 482,7.
Les eaux de lavage alcalines sont traitées comme dans l'exemple 3. On reçoit 115 g d'acide brut qui, après saponification énergique, acidification et distil lation livrent: 67,2 g (0,43 mole de y-nonalactone, E = 92-94 C/0,7 mm<B>Hg;
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</B> <I>b) Préparation de</I> l'a-carboxy--t-nonalactone La saponification, la lactonisation et la cristalli sation se font de la manière décrite dans l'exemple lb. Le produit ainsi obtenu est identique à celui pré paré conformément à l'exemple 1.
Exemple 9 <I>a) Préparation de</I> fa-carbéthoxy-â-(trans-penthène- 3-yl)-valérolactone On place 64 g (0,54 mole) de carbonate d'éthyle et 13 g (0,54 mole) d'hydrure de sodium dans un ballon de 1000 ml comportant un agitateur mécani que, un réfrigérant, une ampoule à décanter et des gardes à chlorure de calcium.
On chauffe le contenu du ballon à 1000 C, en agitant, et introduit, en 35 minutes, une solution de 46,23 g (0,27 mole) de â- (trans-penthène-3'-yl)-val6rolactone dans 72 ml de di- butyléther absolu. L'introduction terminée, on con tinue à agiter le mélange durant 5 heures à 110o C puis le refroidit à 00 C.
On ajoute alors au mélange, lequel s'est solidifié en grande partie, 40,5 g (0,67 mole) d'acide acétique, en opérant en deux temps : on ajoute d'abord quelques ml d'acide concentré puis le reste de l'acide dilué dans de l'eau, la température du mélange étant maintenue entre 100 et 150 C. Après dissolution totale du précipité, on épuise la solution 3 fois à l'éther. On lave l'extrait 3 fois avec du bicar bonate de sodium à 5 1% et 4 fois avec de la saumure saturée.
Après séchage de l'extrait et élimination de l'éther, on chasse le dibutyléther sous vide (10 mm Hg). On soumet le résidu à une distillation fraction née et recueille 53,1 g d'une fraction distillant entre 1250 et 133 C sous 0,001 mm Hg. On refractionne cette fraction et recueille 49,1 g de produit distillant entre 1140 et 1240 C (la majeure partie passant à 1240 C) sous 0,001 mm Hg.
Cette fraction comprend l'a-carbétoxy-â-(trans-pentèane-3'-yl)-valérolactone et présente les propriétés suivantes
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<I>b) Préparation de</I> Pa-carboxy-â-(trans-pentène-3'yl)- valérolactone On ajoute 47,68 g (0,198 mole) de la dernière fraction
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à une solution de 22,4 g (0,40 mole) de KOH dans 380 ml d'éthanol et 20 ml d'eau. On chauffe le mélange à reflux pen dant 70 minutes. On élimine la majeure partie de l'éthanol sous vide, reprend le concentrai dans de l'eau et épuise la solution 3 fois à l'éther.
On lave la phase organique avec du KOH à 5 % puis avec de la saumure saturée jusqu'à neutralité.
On sature de NaCl la phase aqueuse additionnée des eaux de la vage alcalines, acidifie prudemment la solution avec de l'acide sulfurique à 10'% en présence de glace et épuise le mélange 3 fois à l'éther. On lave la phase organique 2 fois avec de la saumure saturée et, après séchage, la concentre à froid sous vide ordinaire (en viron 12 mm Hg) et ensuite sous vide poussé à la température ambiante pendant 5 heures.
On obtient ainsi 38,5 g d'a-carboxy-â-(trans-pentène-3 yl)-valéro- lactone brute sous forme d'une masse blanche cristal lisée.
On dissout le produit brut dans 100 ml de ben zène, ajoute à la solution 120 ml d'éther de pétrole (E = 30-500 C) et abandonne le mélange à - 25,1 C pendant quelques heures. On obtient un premier jet de 26 g de cristaux, F = 51-55n C. On recristallise ce produit dans 110 ml de benzène et 130 ml d'éther de pétrole (E = 30-500 C) durant une nuit à 0 C. On recueille finalement 15,1 g d'a-carboxy-â-(trans- pentène-3 yl)-vadérolactone pure sous forme de pail lettes, F = 52,5-54 C.
Exemple 10 <I>a) Préparation de</I> fa-carbéthoxy-y-iso-octalactone La condensation se fait de la manière décrite dans l'exemple 8, au départ de 90 g (0,63 mole) de y-iso- octalactone à 99,5%
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68 g (1,26 mole) de méthylate de sodium, 35 g (0,27 mole) de chlorure de calcium technique et 420 g (3,6 moles) de carbonate d'éthyle technique. On re çoit après distillation 72 g (0,336 mole) d'(x-carb- éthoxy-@y-iso-octalactone qui présente les caractéristi ques suivantes : E = 118-1201, C sous 0,25 mm Hg,
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I.
E. ---- 518,4.
<I>b) Préparation de</I> 1'(i-car-boxy-y-iso-octalactone La saponification, la lactonisa#tion et la cristallisa tion se font de la manière décrite dans l'exemple 9. A partir de 68,0 g (0,317 mole) d7a-carbéthoxy-y-iso-octa- lactone, on obtient 40,5 g d'a-carboxy-y-iso-octalac- tone brute, qui se prend lentement en masse, F = 34-420 C. Par recristallisation on obtient le pro duit pur, F=51-54 C, I. A.=299,2 ; I. E.=300,8.
Process for the preparation of α, -carboxylated lactones The present invention relates to a process for the preparation of α-carboxylated lactones corresponding to the general formula
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in which n represents an integer from 1 to 2 and R represents an alkyl or alkenyl radical, the total number of carbon atoms included in the ring and in the radical R being from 8 to 14.
The compounds of formula I are new substances which serve to flavor fatty substances in food.
The process according to the invention consists in condensing an alkyl carbonate with a lactone of formula
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in the presence of an alkaline condensing agent to obtain an α-carbalkoxy-lactone, to saponify the latter alkaline and to acidify the salt obtained to liberate and lactonize the hydroxy-dicarboxylic acid.
The substituent represented by R in formulas I and II can be a straight or branched chain alkyl or alkenyl group comprising from 4 to 8 carbon atoms, if n = 1, or from 3 to 7 carbon atoms, if n = 2.
According to a preferred embodiment of the process defined above, the condensation of the alkyl carbonate, for example of methyl or ethyl, on the lactone II takes place in the presence of sodium hydride in the absence of moisture. It is advantageous to use a dialkyl ether, for example dibuthyl ether, as the reaction medium and to carry out the condensation at temperatures between 900 and 1200 C.
The sodium derivative of α-carbalkoxy-lactone formed as an intermediate is decomposed by acidification, preferably with cold acetic acid, to form α-carbalkoxy-lactone.
In accordance with another preferred embodiment of the process defined above, an alkali metal alcohol, for example sodium methoxide, is used as the condensing agent and the condensation is carried out in the presence of an excess of carbonate. alkyl relative to the amount theoretically necessary for the reaction with the lactone. The molecular ratio between lactone and alkyl carbonate can be, for example, from 1: 4 to 1: 6.
The alkanol should be removed as it is formed in the condensation reaction. For this purpose, the condensation can be carried out either under reduced pressure at a temperature of between 40 ° C. and 80 ° C., the alkanol formed then distilling as it is formed in the form of an azeotropic mixture with the carbonate. alkyl,
or at ambient pressure in the same temperature range -in the presence of an agent binding the alkanol formed. As the binding agent, for example, calcium chloride can be used. The decomposition of the sodium derivative of α-carbalkoxy-lactone formed as an intermediate takes place in the manner already indicated above.
The saponification of the α-carbalkoxy-lactone obtained can be carried out according to two methods, one of which consists in heating the carbalkoxy-lactone with an alcoholic alkali, for example ethanolic potash, to the reflux temperature of the. mixed. According to the other method, the carbalkoxy-lactone is heated with a concentrated aqueous alkali, for example aqueous caustic soda, to a temperature of between 70 ° and 800 C.
The saponification of the carbalkoxy group is accompanied by the opening of the lactonic ring so that the alkali salt of a hydroxy-dicarboxylic acid is obtained. This salt is treated with an aqueous mineral acid, for example sulfuric acid, to liberate the hydroxy-dicarboxylic acid and lactonize it.
The examples which follow illustrate the implementation of the invention.
Example 1 <I> a) Preparation of </I> α-carbethoxy-y-nonalactone In a 500.m1 flask fitted with a mechanical stirrer, a condenser, a separatory funnel and Guarded at CaCl2, 35.4 g (0.3 mol) of redistilled ethyl carbonate are placed and dried over CaH2 then 7.2 g (0.3 mol) of sodium hydride.
The mixture is heated to 1000 C (bath temperature), with stirring, then introduced over 40 minutes a solution of 23.4 g (0.15 mol) of γ-nonalactone redistilled in 40 ml of dibutyl ether. .
Once the introduction is complete, the mixture is continued to stir for 2 hours at 110-1151) C and then said cooling to 10 C. Then, 22.5 g (0.37 mol) of acid are gradually added to it, while stirring. glacial acetic by operating in two stages. We first add a few ml of concentrated acid (exothermic reaction) and then the rest of the acid diluted in water. The temperature of the mixture is maintained between 100 and 150 C.
The reaction mixture is exhausted 3 times with ether and the organic phase is washed twice with 5% sodium bicarbonate and then 3 times with water. After drying the extract and removing the ether, the concentrate is dissolved and 22.5 g of a core fraction distilling between 1240 and 1140 C under 0.09 to 0.03 mm Hg is collected.
This fraction is constituted by α-carbethoxy-y-monolactone and has the following properties
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<I> b) Preparation of </I> α-carboxy-y-nonalactone 21.0 g of α-carbethoxy-y-nonalactone are dissolved in 185 ml of N alcoholic potassium hydroxide and the solution heated to reflux for 70 minutes. Most of the alcohol is then removed in a cold vacuum and the residue taken up in water and then extracted 3 times with ether.
The organic phase is washed once with 5% potassium hydroxide and then 3 times with water.
The alkaline washing waters are acidified with 10% sulfuric acid, then saturated with sodium chloride and then extracted three times with ether. The extracts are washed three times with water and the ether is removed under vacuum in the cold.
The residue is subjected for several hours to the action of a high vacuum (10-3 mm Hg) until crystallization is complete. The product is taken again in 50 ml of benzene, 200 ml of petroleum ether (30-50 C) are added and the solution is left for 3 days at - 250 C. After filtration and draining, 13.9 g of water are isolated. Perfectly crystallized α-carboxy-y-nonalactone, Mp = 46-480 C.
Example 2 <I> Preparation of </I> α-carboxy-y-undecalactone By proceeding as described in Example 1, but starting with 27.6 g (0.15 mol) of y- un-decalactone, 25.5 g of α-carbethoxy-y-undecalactone, E = 140-1340 C under 0.1 to 0.04 mm Hg, are obtained.
By redistillation, 24.1 g of a core fraction distilling at 1140 C under 0.001 mm Hg and exhibiting the following properties are obtained
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The saponification of this carbetoxy-lactone and the crystallization of the acid obtained are carried out as described in example lb. This gives 12.7 g of crystallized α-carboxy-y-ündecalacton, Mp = 58 at <B> 600 </B> C.
Example 3 <I> Preparation of </I> α-carbethoxy-y-nonalactone A 3-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a decanter and a short column is used. , followed by a descending condenser and a receptacle connected to the water pump. The flask is charged with 1000 g of anhydrous ethyl carbonate and, with stirring, 109 g (2 moles) of 99.3% technical sodium methoxide are added. The apparatus is maintained under a vacuum of 90-100 mm Hg.
Slow distillation of the azeotrope formed from ethyl carbonate and from ethanol which will be released during the reaction is thus ensured, at a temperature of 58-60 ° C of the reaction mixture. A mixture of 313 g (2 moles) of 99.5.0 / 0 γ-nonalactone is introduced over the course of about 3 hours.
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and 200 g of ethyl carbonate. Under the same conditions of partial vacuum and temperature, the balance of the excess ethyl carbonate is then removed by distillation in the space of about 3 hours.
The decomposition of the sodium derivative of α-carb-ethoxy-y-lactone formed as an intermediate is carried out by cold acidification with a mixture of ice and 250 cc of glacial acetic acid. The mixture is exhausted with benzene.
After washing the benzene extract with 5% sodium carbonate and water, the benzene is removed and the crude product distilled.
328.2 g (1.44 mol) of α-carbethoxy-y-nonalactone are obtained, distilling at 132-1351 ° C. under 0.6 mm Hg and exhibiting the following properties
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The alkaline washing waters are acidified and extracted with petroleum ether (60-800 C). After washing the extract with water until neutrality on Congo paper and removal of the solvent, 31.5 g of a product (I.
A. = 233.7) which is a mixture of compounds provided by partial saponification of α-carbethoxy-y-nonalactone. After vigorous saponification of this mixture, acidification and distillation, 20.4 g (0.13 mol) of y-nonalactone are recovered,
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The saponification of α-carbethoxy-y-nonalactone and the crystallization of the resulting acid are carried out as described in Example 1b.
<I> Example 4 </I> <I> a) Preparation of </I> α-carbethoxy-y-dodecalactone The condensation is carried out as described in Example 3, starting with 99 g (0 , 5 mol) 99.9% y-dodeca- lactone
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27 g (0.5 mol) of sodium methoxide and 300 g (2.5 mol) of anhydrous ethyl carbonate.
By distillation of the crude product, 16 g (0.08 mol) of γ-dodecalactone are obtained at the top and then 77.0 g (0.285 mole) of α-carbethoxy-y-dodecalactone, distilling at 157-1580 C under 0.6 mm Hg and exhibiting the following properties:
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I. E. = 414.9.
<I> b) Preparation of </I> α-carboxy-y-dodecalactone The saponification of the carbethoxylactone as well as the lactonization of the hydroxy acid formed intermediately and the recrystallization are carried out as described in the example. 1. From 46.8 g (0.173 mol) of α-carbethoxy-y-dodecalactone, 42.5 g of crude α-carboxy-y-dodecalactone are obtained which crystal read on standing.
After recrystallization, 30.6 g of pure α-carboxy-y-dodecalactone, mp 68.5-70.5 C; I. A. = 231.5; I. E. = 232.5.
Example 5 <I> a) Preparation of </I> α-carbethoxy-y-tridecalactone The condensation is carried out as described in Example 8, starting with 172 g (0.8 mol) of y -tridecalactone 98.5%
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88 g (1.6 moles) of sodium methoxide, 104 g (0.8 moles) of technical calcium chloride and 480 g (4.0 moles) of technical ethyl carbonate. By distilling the crude product, 98.2 g (0.345 mol) of α-carbethoxy-y-tridecalactone are obtained, distilling at 165 1700 C under 0.6 mm Hg and exhibiting the following properties: I. E. = 397.1.
From
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from alkaline wash waters, unreacted tridecalactone can be recovered.
<I> b) Preparation of </I> α-carboxy-y-tridecalactone Saponification, lactonization and recrystallization are carried out as described in Example 1. From 64.2 g ( 0.225 mol) of α-carboxy-y-tridecalactone, 56 g of crude α-carboxy-y-tridecalactone are obtained which crystallize spontaneously.
After recrystallization, 43.9 g of α-carboxy-y-tridecalactone, mp 68.3-69.5C, I. A. = 220.3; 1. E. = 220.7.
Example 6 <I> a) Preparation of </I> α-carbethoxy-8-decalactone The condensation is carried out as described in Example 3, starting with 172g (1.0 mol) of 8- deca, 98.7% lactone
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55g (1.0 mol) of sodium methoxide and 600 g (5.0 mol) of anhydrous ethyl carbonate.
By distillation of the crude product, 76.5 g of heads distilling at 130-1400 C under 0.7 mm Hg and 60.0 g (0.248 mol) of α-carbethoxy-8-decalactone distilling at 145-149 C are obtained. under 0.7 mm Hg and exhibiting the following properties:
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I. E. = 461; 9.
The alkaline washing waters are treated as in Example 3. 70 g of crude acid are received. The 76.5 g of distillation heads are then added to it, vigorously saponified, acidified, extracted and distilled. 97 g (0.57 mol) of 8-decalactone are thus recovered, E = 100-103 C / 0.6 mm Hg
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<I> b) Preparation of </I> fa-carboxy-8-decalactone Saponification,
lactonization and recrystallization are carried out as described in example 1. From 44.2 g (0.1.82 mol) of a-carbethoxy-8-decalactone, 37.9 g of a -carboxy-8-d6calac- tone which crystallizes spontaneously. Recrystallization gives the pure product <B>: </B> F. 79.1-80.0 C; I. A. = 262.7; I. E. = 260.0.
Example 7 <I> a) Preparation of </I> α-carbethoxy-8-undecalactone The condensation is carried out as described in Example 3, starting with 83.5 g (0.45 mol) of 8-undecalactone 99.2%
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24.3 g (0.45 mole) of sodium methoxide and 260 g (2.2 moles) of anhydrous ethyl carbonate.
By distillation of the crude product, 54.4 g of heads distilling at 1.25-1400 C under 0.7 mm Hg and 31.2 g (0.122 mol) of α-carb6thoxy-8-undecalactone distilling at 153- are obtained. 1560C under 0.7 mm Hg and exhibiting the following properties
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I. E. = 437.3.
The alkaline washing waters are treated as in Example 3. <B> 13.2 </B> g of crude acid are received. We add the 54.4 g of distillation heads, energetically saponifies, acidifies, extracts and distills. 37.3 g (0.20 mol) of 8-undecalactone E = 108-112 () C / 0.6 mm Hg are thus recovered.
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<I> b) Preparation of </I> a-carboxy-8-undecalactone The saponification,
the lactonization and the recrystallization are carried out as described in Example 1. From 17.6 g (0.069 mol) of a-carbethoxy-8-un-decalactone, 15.2 g of Crude α-carboxy-8-undecalactone which crystallizes on standing. Recrystallization gives the pure product: Mp 77.0-77.90C; I. A. = 248.0; I. E. = 244.0.
Example 8 <I> a) Preparation of </I> fa-carbethoxy-y-nonalactone An apparatus comprising a ground three-necked flask, fitted with a stirrer, a thermometer, a decanter and. a refrigerant.
The flask is loaded with 1000 g of technical ethyl carbonate and added, with stirring, 2.18 g (4 moles) of technical sodium methoxide at 99.3 0/0 then 130 g (1 mole) of technical calcium chloride in glitter. A mixture of 312 g (2 moles) of 99.8% y-nonalactone is then added over 1 hour at 20-500 C.
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stir the mixture for a further 3 hours at 80 ° and decompose the intermediate sodium derivative over a mixture of ice and 400 cc of glacial acetic acid.
The mixture is exhausted with benzene. After washing the extract with 5% sodium carbonate and water and removing the solvent, the crude product is distilled off. 272.2 g (1.195 mol) of α-carbethoxy-y-nonalactone are collected, distilling at 135-140 C under -0.7 mm Hg and exhibiting the following properties:
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T. E. = 482.7.
The alkaline washing waters are treated as in Example 3. 115 g of crude acid are received which, after vigorous saponification, acidification and distillation, give: 67.2 g (0.43 mol of y-nonalactone, E = 92-94 C / 0.7 mm <B> Hg;
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</B> <I> b) Preparation of </I> α-carboxy - t-nonalactone Saponification, lactonization and crystallization are carried out as described in Example 1b. The product thus obtained is identical to that prepared in accordance with Example 1.
Example 9 <I> a) Preparation of </I> fa-carbethoxy-â- (trans-penthene-3-yl) -valerolactone 64 g (0.54 mol) of ethyl carbonate and 13 g (0 , 54 mol) of sodium hydride in a 1000 ml flask comprising a mechanical stirrer, condenser, separating funnel and calcium chloride guards.
The contents of the flask are heated to 1000 C, with stirring, and introduced, over 35 minutes, a solution of 46.23 g (0.27 mol) of â- (trans-penthene-3'-yl) -val6rolactone in 72 ml of absolute di-butyl ether. When the introduction is complete, the mixture is continued to stir for 5 hours at 110 ° C. and then cooled to 00 C.
40.5 g (0.67 mol) of acetic acid are then added to the mixture, which has largely solidified, operating in two stages: a few ml of concentrated acid are added first and then the remainder acid diluted in water, the temperature of the mixture being maintained between 100 and 150 C. After complete dissolution of the precipitate, the solution is exhausted 3 times with ether. The extract is washed 3 times with 1% sodium bicar bonate and 4 times with saturated brine.
After drying the extract and removing the ether, the dibutyl ether is removed in vacuo (10 mm Hg). The residue is subjected to a distillation fraction born and collects 53.1 g of a fraction distilling between 1250 and 133 C under 0.001 mm Hg. This fraction is refractioned and 49.1 g of product distilling between 1140 and 1240 C (la most of it rising to 1240 C) below 0.001 mm Hg.
This fraction comprises α-carbetoxy-â- (trans-penten-3'-yl) -valerolactone and exhibits the following properties
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<I> b) Preparation of </I> Pa-carboxy-â- (trans-pentene-3'yl) - valerolactone 47.68 g (0.198 mol) of the last fraction are added
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to a solution of 22.4 g (0.40 mol) of KOH in 380 ml of ethanol and 20 ml of water. The mixture is heated to reflux for 70 minutes. Most of the ethanol is removed in vacuo, the concentrate is taken up in water and the solution is exhausted 3 times with ether.
The organic phase is washed with 5% KOH and then with saturated brine until neutral.
The aqueous phase to which the alkaline drinking water has been added is saturated with NaCl, the solution is carefully acidified with 10% sulfuric acid in the presence of ice and the mixture is exhausted 3 times with ether. The organic phase is washed twice with saturated brine and, after drying, concentrated in cold under ordinary vacuum (to about 12 mm Hg) and then under high vacuum at room temperature for 5 hours.
In this way 38.5 g of crude α-carboxy-α- (trans-pentene-3 yl) -valerolactone are obtained in the form of a crystallized white mass.
The crude product is dissolved in 100 ml of ben zene, 120 ml of petroleum ether (E = 30-500 C) are added to the solution and the mixture is left at -25.1 C for a few hours. A first jet of 26 g of crystals is obtained, M = 51-55n C. This product is recrystallized in 110 ml of benzene and 130 ml of petroleum ether (E = 30-500 C) overnight at 0 C. Finally, 15.1 g of pure α-carboxy-α- (trans-pentene-3 yl) -vaderolactone are collected in the form of pellets, M = 52.5-54 C.
Example 10 <I> a) Preparation of </I> fa-carbethoxy-y-iso-octalactone The condensation is carried out as described in Example 8, starting with 90 g (0.63 mol) of y- 99.5% isoctalactone
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68 g (1.26 moles) of sodium methoxide, 35 g (0.27 moles) of technical calcium chloride and 420 g (3.6 moles) of technical ethyl carbonate. 72 g (0.336 mol) of (x-carb- ethoxy- @ y-iso-octalactone) which has the following characteristics: E = 118-1201, C under 0.25 mm Hg, are received after distillation.
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I.
E. ---- 518.4.
<I> b) Preparation of </I> 1 '(i-car-boxy-y-iso-octalactone The saponification, lactonization and crystallization are carried out as described in Example 9. From of 68.0 g (0.317 mol) d7a-carbethoxy-y-iso-octa-lactone, 40.5 g of crude α-carboxy-y-iso-octalactone are obtained, which slowly sets in mass, F = 34-420 C. By recrystallization the pure product is obtained, Mp = 51-54 C, IA = 299.2; IE = 300.8.