Procédé pour la préparation de composés cyclooléfiniques carbonylés
La présente invention concerne un procédé pour la préparation de cétones cyclooléfiniques de formule:
EMI1.1
dans laquelle les pointillés représentent soit une double liaison endocyclique en position 1- ou 2-, soit une double liaison en position exocyclique, et dans laquelle les symboles R et R' constituent deux classes de substituants dans chacune desquelles lesdits substituants représentent soit l'hydrogène, soit l'un d'entre eux un alcoyle, par exemple méthyle ou éthyle et les autres l'hydrogène. Lesdits substituants ne peuvent cependant représenter simultanément tous l'hydrogène que lorsque le cycle ne contient qu'une double liaison exocyclique.
On a découvert que les composés de formule I sont doués de propriétés organoleptiques particulièrement intéressantes et de ce fait sont utilisables comme agents parfumants dans l'industrie des parfums, comme ingrédients dans la préparation d'arômes artificiels et comme agents aromatisants pour l'aromatisation d'aliments, d'aliments pour animaux, de boissons, de préparations pharmaceutiques et du tabac.
Les nouvelles cétones peuvent être utilisées comme ingrédients odoriférants dans les parfums dilués ou concentrés et dans les produits parfumés tels les savons, les détergents, les produits cosmétiques, les cires et autres produits pouvant être parfumés et susceptibles de devenir ainsi plus intéressants du point de vue commercial. De plus, ces composés sont très prisés en tant qu'ingrédients entrant dans la préparation d'huiles essentielles artificielles, telles par exemple les essences de jasmin, de géranium Bourbon, de rose, etc. Les cétones de formule I augmentent souvent la puissance et le pouvoir de diffusion des compositions de parfums et leur confèrent dans bien des cas une richesse très naturelle.
Les cétones I possèdent également des propriétés aromatisantes très intéressantes. Selon la nature des produits auxquels on les ajoute elles développent des notes aromatiques fruitées, vineuses, boisées, florales, cireuses ou de plantes aromatiques, ou toute combinaison desdites notes.
Le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'on oxydé au moyen d'un agent oxydant des composés hydroxylés de formule:
EMI1.2
dans laquelle les pointillés et les R' ont le même sens que ci-dessus. On peut employer comme agents oxydants le carbonate d'argent en présence de terre d'infusoires, des dérivés oxygénés de certains éléments de transitions comme le chrome et le manganèse, et l'oxygène sous forme de gaz (pur ou atmosphérique) en présence d'activateurs comme par exemple des initiateurs de la formation de radicaux libres. Des dérivés du chrome et du manganèse utilisables dans le procédé d'oxydation cidessus comprennent par exemple Cr03 ou l'acide chro mique, le MnO. ou des permanganates. De préférence on emploie le trioxyde de chrome ou le dioxyde de manganèse (voir par cxemple l. Org. Chem, 26, 4814 (1961)).
MnO2 esl un oxyltant bon marché pouvant être utilisé à température ambiante dans un solvant inerte comme le pentane ou l'hexane. Lorsqu'on l'utilise pour convertir II en I, l'isomérie géométrique du produit à oxyder est conservée (alcools II de forme cis- ou trans- ou mélanges des deux formes). Lorsqu'on utilise CrO3. de préférence en présence d'une base organique comme la pyridine, la cétone résultant de l'oxydation des alcools II (fomc cis- ou trans-) présente la structure trans-.
On peut préparer les composés de départ II, lesquels sont doués d'intéressantes propriétés organoleptiques et utilisables avantageusement dans l'industrie des parfums, selon les procédés habituels par successivement une addition, sur Pa- ou le ss- ou le y-cyclocitral, de dérivés organo-métalliques du propène, répondant à la formule:
ME-CR-CR-CH3$ (III) dans laquelle ME représente une fonction métallique telle par exemple Li- ou BrMg-, puis l'hydrolyse du produit d'addition.
Les dérivés des cyclocitals a-.ss-et y-de formule générale IV peuvent être obtenus à partir des dérivés du citral V (voir par exemple Bedoukian, Perfumery and Flavoring Syntbetics, Elsevier, New York (1967)). Pour obtenir la structure v, on procède à l'isomérisation des cyclocitrals ss. Le seù ma B ci-dessous. dans lequel les R' et les pointillés ont le sens expliqué plus haut, illustre ce procédé.
Schéna B:
EMI2.1
Le procédé ci-dessus est illustré par le schéma A ci-dessous dans lequel les pointillés et les symboles R et R' ont le sens déjà expliqué plus haut.
Schéma A:
EMI2.2
Les dérivés V eux-mêmes peuvent être préparés par analogie avec diverses méthodes connues dont quelques exemples sont illustrés par les schémas C et D suivants dans lesquels les R' ont le sens déjà décrit, ME représente une fonction métallique réactive et r désigne une réaction d'addition d'un réactif organo-métallique sur une cétone (voir par exemple D.J. Cram et G.S. Hammond, Organic Chemistry, McGraw-Hill, New York (1959), p. 294).
Schéma C:
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Schéma D: b: Réaction de Carroll (voir par exemple J. Chem. Soc. pp. 704, 1266 (1940), p. 507 (1941)).
c: Diverses réactions de conversion des méthylhepténones en citrals correspondants (voir par exemple Bedoukian,
Perfumery and Flavoring Synthetics, Elsevier, New York (1967), p. 102-103).
EMI3.2
EMI4.1
On peut aussi préparer les alcools de formule:
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qui représente les composés de formule II où les R' sont l'hydrogène, les pointillés une double liaison exocyclique et R est un alcoyle ou l'hydrogène, par isomérisation d'un époxyde de formule:
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au moyen d'hydrate d'hydrazine suivant le procédé décrit dans Tetrahedron 19, 1091 (1963) et J. Org. Chem. 26, 3615 (1961). L'époxyde ci-dessus peut lui-même être préparé suivant une méthode décrite dans la première des deux références ci-dessus à partir du composé y-iononique correspondant.
Les exemples qui suivent illustrent l'invention de manière plus détaillée. Dans lesdits exemples, les températures figurent en degrés centigrades.
Exemple 1:
2,4,6,6-tétrantéthyl-1-trans-crotonoyl-1
cyclohexène
On mélange à 200 pendant 45 heures sous atmosphère d'argon une suspension de 10 g de 2,4,6,6-tétraméthyl-1- C1-hydroxy-2-buténylI-l-cyclohexène, préparé suivant la méthode décrite au paragraphe f) ci-après, 100 g de Mono, activé et 300 ml de pentane. Après filtration, le solide obtenu a été lavé avec du pentane. les eaux de lavage ajoutées au filtrat et le tout évaporé à sec. Le résidu obtenu a été dissous dans 100 ml de benzène sec et, à cette solution, on a ajouté 160 mg d'acide p-toluènesulfonique.
Après avoir laissé le mélange de réaction à température ambiante sous atmosphère d'argon pendant 16 heures, on a extrait à l'éther en présence de NaHCO (5 0/o) et récolté la phase organique. Le 2,4,6,6-tétra- méthy-1-trans-erotonoy1-1-cyclohexène (7,96 g, 80 0/o) a été obtenu après distillation sous vide: Eb. 60-620/0,001
Torr.
La purification par chromatographie sur colonne (H2SiO1, benzène) a donné un échantillon pur; les données analytiques sont les suivantes: d20 = 0,9223; nD = 1,4919; IR: v = 970, 1615, 1645, 1670 cm-1; spectre de masse: M4 = 206; RMN: 0,80-1,05 (6 H, ni), 1,09 (3H. s), 1,48 (3 H, s), 1,88 (3 H, d de d, J=6,5 et environ 1 cps). 1,2-2.2 (5 H, m), 6,00 (1 H, d de q,
J = 16 et environ 1 cps), 6,63 (1 H, d de q, J = 16 et 6,5 cps) b ppm; UV: XEmta xH 225 m@ (e = 12.390).
Cl4H o Calc. C 81,50 H 10,75
Trouvé C 81,49 H 10,89%
Le 2,4,6,6-tétraméthy1 -1-[1- hydroxy-2-butényl]-l-cyclohexène, utilisé comme produit de départ dans la préparation ci-dessus, peut être obtenu comme suit.
a) 4-méthyl-3-pentén-2-ol
Suivant Helv. Chim. Acta 30, 2216 (1947).
Une solution d'oxyde de mésityle (245 g) dans 1200ml d'éther sec a été ajoutée à la température de reflux à un mélange de LiAIHX (30 g) dans 200 ml du même solvant (1 heure). Le mélange de réaction, après avoir été laissé à 200 pendant deux heures, a été décomposé au moyen d'éther humide et le tout ajouté à une solution de NH4CI (200 g) dans I litre d'eau.
Après extraction à l'éther, les traitements habituels ont donné 221 g (88 %) de 4-méthyl-3-pentén-2-01 Eb.
47-50 / 11 Torr Le produit ainsi obtnu, qui était humide, a été convenablement séché par traitement avec du K2COs anhydre dans l'éther de pétrole (30-50 ) d204=0,8421; n20D=1,4388, IR: v=1050, 1670, 3350 cm-1. SM: M+ =100, RMN: 1.11 (3 H,d, J=6 cps) 1,64 (6 H, m), 4,04 (1 H, s), 4,15-4,65 (1 H, m), 5,10 (1 H, d, J = environ 8 cps) b ppm.
Cr,Hi2O Calc. C 71,95 H 12,08
Trouvé C 71,83 H 12,190/o b) 4-bromo-2-méthyl-2-pentène
Suivant Helv. Chim. Acta 30, 2216 (1947).
Un mélange de 4-méthyl-3-pentén-2-ol (220 g) dans 250 ml d'éther de pétrole (30-500) en présence de pyridine sèche (41 g) a été ajouté à une solution de PBr3 (233 g), fraîchement distillé, et 10 gouttes de pyridine sèche (-200, 1 heure). Le mélange de réaction a été directement distillé et le 4- bromo -2- méthyl -2- pentène (274 g, 76 %) a été ainsi obtenu. A cause de son instabilité, le produit doit être utilisé immédiatement.
c) 4,6-diméthyl-5-heptén-2-one
Suivant Helv. Chim. Acta 30, 2216 (1947).
Le bromure (274 g), obtenu suivant le paragraphe b) ci-dessus, a été ajouté à une température comprise entre -5 et - 100 à une solution d'acétylacétate sodé (obtenu à partir de 40,7g de sodium et 230g d'acétylacétate d'éthyle) dans 670 ml d'éthanol anhydre. Le mélange de réaction a été laissé à 200 pendant 2 jours et, après les traitements habituels d'extraction et de séchage, le cétoester intermédiaire (252 g) a été obtenu. Ce produit a été dissous dans 928 ml d'éthanol, ajouté à une solution de
Ba(OH)2.8 HaO (444 g dans 3280 ml d'eau) et maintenu à reflux pendant 2 heures.
Le précipité, formé pendant l'opération ci-dessus, a été dissous dans une solution d'acide chlorhydrique à 10 0/o, extrait à l'éther et traité suivant les méthodes habituelles.
142g (85 0/o) du produit ayant Eb. 53-570/10 Torr ont été ainsi obtenus. 70 % de ce produit étaient constitués par de la 4,6-diméthyl-5-heptén-2-one et 30 % par son isomère allylique.
La séparation par chromatographie en phase gazeuse a donné deux produits ayant les caractères analytiques suivants: 4,6-diméthyl-5-heptén.2-one
IR: v=830, 1369, 1710 cm-1, SM: M+=140.
RMN: 0,89 (3 H, d, J=6,5 cps). 1,62 (6 H, s), 2,00 (3 H, s), 2,22 (2 H, d, J = 7 cps), 2,5-3,2 (1 H, m), 4,83 (1 H, d, J = 8 cps) b ppm.
4,4-àiméthyl-5-heptén-2-one
SM: M+ = 140. RMN: 1,07 (6 H, s), 1,63 (3 H, d,
J = 4,5 cps), 1,99 (3 H, s), 2,28 (2 H, s), 5,40 (2 H, m) b ppm.
Le mélange de ces deux isomères peut être utilisé directement pour l'étape suivante de réaction, car la présence du composé 4,4-diméthylé ne gêne pas les étapes suivantes, la structure indésirable étant éliminée lors de l'étape décrite au paragraphe e.
d) 9,4,6-triméthyl-2,6-octadiénal
Suivant Tetrahedron Suppl. No 8, Part I, 347 (1966).
44,8g de diisopropylamine dans 100 mi d'éther sec ont été ajoutés sous atmosphère d'argon à une solution de butyl-lithium (14 0/o dans l'hexane) dans 200 mi d'éther sec. Le mélange de réaction a été ensuite laissé à 200 pendant 2 heures.
55 g d'éthylidencyclohexylamine ont été ensuite ajoutés à 00 à la solution ci-dessus, suivis de l'addition à - 700 de 70 g des composés cétoniques obtenus suivant le paragraphe c) ci-dessus. Le mélange de réaction a été ensuite laissé à -700 pendant 1 t/2 heure, puis à 200 pendant une nuit. Après addition de 800 ml d'acide acétique à 20 /o (00), agitation pendant 3 heures à 200 sous atmosphère d'argon et extraction suivie par les traitements habituels, trois fractions ont été obtenues.
Fraction I : Eb. 30-520/0,01 Torr; 4,6 g.
Fraction II : Eb. 52-70 /0,5 Torr: 44,6g (53%).
Fraction III: Eb. 70-80 10,01 Torr; 5,1 g.
Résidu 17 g.
La fraction II a été redistillée et analysée par RMN.
Elle était constituée par un mélange d'environ 3 : 2 de dcux aldéhydes isomériques; le 2,4,6-tiométhy1-2,6octadiénal et le 4,4,6-triméthy1-2,6-octadiénal. Ce mélange a été utilisé tel quel pour l'étape suivante.
e) 4-méthyl-ss-cyclocitrul
Un mélange constitué par les deux aldéhydes isomériques obtenus suivant le paragraphe d) (36,5 g), de l'aniline (21,4 g) et du sulfate de sodium anhydre (20 g) dans 55 ml d'éther sec a été maintenu sous agitation pendant une nuit à 200. Après filtration, lavage et évaporation des parties volatiles, la solution a été versée sous vigoureuse agitation dans 221 mi d'acide sulfurique concentré et 22,1 g de glace. Après avoir maintenu le mélange à - 20/ -250 pendant une heure, le mélange a été versé dans 300 g de glace et immédiatement distillé par entraînement à la vapeur. Le distillat, saturé avec NaCI, a été ensuite cxtrait à l'éther et soumis aux traitements habituels. On a ainsi obtenu un mélange de d- et ss-cycloditral (36 g).
L'isoméraion suivante a été conduite à -10 dans 120 mi d'une solution alcoolique de KOH (8,5% KOH dans éthanol à 80%). La solution a été laitssée sous atmosphère d'argon pendant 3 heures, diluée ensuite avec de l'éther de pétrole (30-500), versée dans 400 ml d'une solution aqueuse saturée de NaCI et finalement extraite à l'éther de pétrole.
Le 4-méthyl-p-cyclocitral a été obtenu par distillation fractionnée:
Fraction I : Eb. 30-730/10 Torr; 1,4 g.
Fraction II: Eb. 90-95 /10 Torr; 18,6 g (51 /o).
Résidu 6 g.
d40 = 0,9564; n2D0 = 1,4847. IR: v = 1610, 1670, 1720, 2760, 2820 cm-1. SM: M+ = 166. RMN: 0,92 (3 H, d, J = environ 4 cps), 1,13 (6 H, s), 2,05 (3 H, s),
1,0-2,30 (5 H, m), 10,22 (1 H, s) b ppm. UV:
= 248 m@ (e = 9416).
C11H18O Calc. C 79,46 H 10,92
Trouvé C 79,39 H 10,86% f) 2,4,6,6-tétraméthy1-1-[1-hydroxy-2-butény1]-1
cyclohexène
Une solution de 16,4 g de 4-méthyl-p-cyclocftral obtenu suibant le paragraphe e), dans 20 ml d'éther sec.
a été ajouitée (35 mintes) à -20 à une soluiton de pro pényl lithium. La solution de lithium a été fraîchement préparée par l'addition à -100 d'une solution de 9,7 g de 1-chloropropène dans 80 ml d'éther sec à une suspension de 1,85g de lithium granulé contenant 1 0/o de sodium dans le même solvant. La solution, après avoir été maintenue à 200 pendant 3 heures, a été ajoutée au citral comme décrit ci-dessus.
Une fois l'addition terminée, le mélange de réaction a été laissé au repos pendant 5 heures à -15/- 200, ensuite à température ambiante pendant une nuit et versé finalement sur 60 g de NH4CI dissous dans de l'eau glacée. Le mélange de réaction a été ensuite extrait à l'éther et les extraits combinés ont été concentrés à 40-500 sous vide, le produit étant thermolabile.
Fraction I: Eb. 30-55 /0,001 Torr, 0,5g.
Fraction II: Eb. 55-58 /0,001 Torr, 18,6g (90%).
La fraction II représente un mélange des isomères cis- et trans- du 2,4,6,6-tétraméthyl-1-[1-hydroxy-2-buté- nyl] - 1 -cyclohexène.
d204 = 0,9300: n20D n2D0 = 1,4933. IR: v = 910, 1030, 1645, 3400 cm-t. SM: M+ = 208. RMN: 0,8-1,2 (9 H, m), 1,5-1,8(6 H, m), 1,0-2,3 (5 H, m), 2,4 (1 H, s, bande lrge), 4,65 (1 H, m), 5,55 (2 H, m) 8 ppm.
C14H24O Calc. C 80,71 H 11,61
Trouvé C 80,71 H 11, 48 %
Exemple 2:
2,5,6,6-tétraméthy1-1-trans-crotonoyl-1
cyclohexène
Un mélange de 8g de 2,5,6,6-tétraméthyl-1-[1-hy droxy-2-butényl]-l -cyclohexène, préparé par la méthode indiquée au paragraphe e) ci-après, 80 g de MnO2 activé et 250 ml de pentane ont été mis sous agitation à 20 sous atmosphère d'argon pendant 21 heures. Après filtration du mélange réactionnel, le solide obtenu a été lavé au pentane et le filtrat clair évaporé à sec, On a ainsi obtenu comme résidu un produit constitué par 81 % de la cétone désirée, 16% de son isomère cis-et 3% d'impuretés (chromatographie en phase gazeuse: Carbowax 15 /o, 2000, 2,5 m).
Ce produit a été dissous dans 80 ml de benzène sec et abandonné sous atmosphère d'argon à température ambiante pendant 16 heures en présence d'acide p-toluènesulfonique (160 mg). L'extraction à l'éther en présence de NaHCO8 (5 0/o) a donné 6,83 g (86%) de 2,5,6.6-tétraméthy1-1-trans-erotonoy1-1-cyclohexène, Eb. 64-67 /0,001 Torr.
d204=0,9426; n20D=1,5016.IR:v=970 1615, 1640, 1670 cm-1. SM: M- =206.RMN: 0,8-1,0 (9 H, m), 1,47 (3 H, s). 1,87 (3 H, d de d, J = 6,5 et environ 1 cps), 6,58 (1 H. d de q, J = 16 et 6,5 cps) 8 ppm. UV: 227 m@ (8 =11,545)
C11 H22O Calc. C 81,50 H 10,75
Trouvé C 81,27 H 10,46 %
Le 2,5,6,6-tértraméthy1-1-[1-hydroxy-2-butényl] -1-cyclohexène utilisé comme produit de départ dans la préparation ci-dessus peut être obtenu comme suit.
a) 1-bromo-2,3-diméthy1-2-butène
Suivant Helv. Chim. Acta 23, 964 (1940).
600 g d'acide bromhydrique (30 % dans l'acide acétique) ont été ajoutés avec agitation à 200 g de diméthylbutadiène à une température comprise entre - 25 et - 150 pendant 11/2 heure. Le mélange de réaction, après avoir été laissé au repos à température ambiante pendant 2 jours. a été versé dans un mélange d'eau et de glace et extrait à l'éther. La phase organique a donné, après le traitement habituel, deux fractions
Fraction I : Eb. 30-40 /10 Torr; 60g.
Fraction II: Eb. 42.440/10 Torr; 261 g
(72% du produit désiré).
Résidu 50 g.
b) 5,6-diméthy1-5-heptén-2-one
Suivant Helv. Chim. Acta 23. 964 (1940).
261 g du bromure obtenu suivant le paragraphe a) ci-dessus ont été ajoutés, à 6-10 , à une solution d'acétylacétate sodé (obtenue à partir de 38,8 g de sodium et 219 g d'acétylacétate d'éthyle) dans 600 ml d'éthanol anhydre. Après avoir laissé le mélange au repos pendant une nuit à 200 et à reflux pendant 1 1/2 heure, on l'a dilué avec 5 fois son volume d'eau, et après les traitements habituels d'extraction et de séchage, on a obtenu le cétoester intermédiaire (263 g, 77 %), La distillation a en outre fourni une fraction ayant Eb. 30-420/0,001 Torr, 35 g, et un résidu de 0,5 g.
Le cétoester a été dissous dans 960 mi d'éthanol, ajouté à une solution de Ba(OH)2 .8 H2O (460 g dans 3400 mi d'eau) et maintenu à l'ébullition pendant 22 heures.
Le précipité formé lors de l'opération décrite ci-dessus a été dissous dans une solution de HCI à 10 /o, extrait à l'éther et soumis aux traitements habituels.
Le produit a été obtenu avec un rendement de 83 % (144 g). Eb. 70.710/10 Torr. On a en outre obtenu une fraction ayant Eb. 69 /10 Torr et un résidu de 3 g.
La 5,6-diméthyl-5-heptén-2-one possède les caractères analytiques suivants:
d204=0,8661 ; n20D=1,4500. IR:v=1350, 1710cm-1.
SM :M=140. RMN: 1,63(9 H, s), 2,07 (3 H,s), 2,30 (4 H, m) 8 ppm.
C9H16O Calc. C 77,09 H 11,50
Trouvé C 77,11 H 11,69 /o c) 3,6,7-trintéthy1-2,6-octadiéal
Suivant Tetrahedron Suppl. N 8, Part I, 347 (1966).
79,8 g de iodure de méthyle dans 250 ml d'éther sec ont été ajoutés à - 150 à une suspension de 7,77 g de lithium dans 150 ml d'éther sec et le mélange réactionnel a été laissé au repos pendant 24 heures à température ambiante.
55,7 g de diisopropylamine dans 100 ml d'éther sec ont été ajoutés au mélange ci-dessus et le tout a été laissé à 200 pendant 2 heures.
On a ensuite ajouté audit mélange 68,7 g d'éthylidènecyclohexylamine [voir Bull. Soc. Chim. France 1947, 715], suivi à -70 par l'addiction de 70 g de diméthylhepténone.
Après le même traitement que celui décrit dans l'exemple 1, paragraphe d), on a obtenu deux fractions:
Fraction I: Eb. 30-530/0,001 Torr: 4,5 g.
Fraction II: Eb. 53-65-69 /0,001 Torr; 46,1 g
(55 /o).
Résidu 28 g.
La fraction II est constituée par un mélange 1: 2 des isomères cis- et trans- du 3,6,7-triméthyl-2,6-octa- diénal. Ces isomères peuvent être séparées par chromatographie en phase gazeuse (Carbowax 15 % 2000, 2,5 m).
Le mélange présente les caractères analytiques suivants:
d204=0,8912; n20D=1,4919. IR: v=1630, 1660, 1715, 2730, 2860 cm-1, SM: M4=166. RMN: 1,62 (9 H, s), 1,8-2,7 (7 H, bande complexe), 5,67 (1 H,
J = 7,5 cps), 10,05 (1 H, quasi t, J = 7,5 cps, dû au mélange des deux d) 8 ppm.
CllHlsO Calc. C 79,46 H 10,92
Trouvé C 79,21 H 10,80% d) 5-méthyl.p-cyclocitral
Un mélange des deux aldéhydes isomériques obtenus suivant le paragraphe c) ci-dessus (38 g), d'aniline (22,3 g) et de sulfate de sodium anhydre (20 g) dans 23 ml d'éther sec a été traité comme décrit dans l'exemple 1, paragraphe e): 230 ml de H2SO4 concentré et 23 g de glace ont été utilisés.
Après entraînement à la vapeur, saturation avec
NaCl et extraction on a obtenu, avec un rendement de 84%, un mélange de 5-méthyl-a- et 5-méthyl-p-cyclo- citral (32 g). L'isomérisation effectuée ensuite a été conduite à - 100 dans 120 ml d'une solution alcoolique de
KOH (8,5 % dans l'alcool à 80 0/o). Par le même traitement que celui décrit dans l'exemple 1, paragraphe e), on a obtenu avec un rendement de 86 % un produit ayant Eb. 48-54 /0,001 Torr (27,6 g). Ce produit consiste en deux isomères : a- 3-4%; ss- 96-97%.
d204=0,9528; n20D=1,4990. IR: v=1610, 1670,
1710, 2760, 2860 cm-t. SM: M+ = 166. RMN: 0,89 (3 H, m), 1,03 (3 H, s), 1,18 (3 H, s), 2,08 (3 H, s), 1,22,4 (5 H, m), 10,27 (1 H, s) 8 ppm. UV: # Etonmax = 248 m@ (e = 10,546).
C11H18O Calc. C 79,46 H 10,92
Trouvé C 79,43 H 10,80% e) 2,5,6,6-tétraméthy1-1-[1-hydroxy-2-butényl]-1
cyclohexène
Une solution de 1,6 g de 5 - méthyl - p - cyclocitral, obtenu suivant le paragraphe d) ci-dessus, dans 20 ml d'éther sec a été ajoutée (35 minutes) à - 200 à une solution de propényl lithium. La solution de lithium a été fraîchement préparée suivant la méthode décrite au para graphe f) de l'exemple 1. A la suite du même traitement, on a obtenu 3 fractions:
Fraction I : Eb. 40-56 /0,001 Torr; 1,5 g.
Fraction Il : Eb. 57-620/0,001 Torr; 1,3 g.
Fraction III: Eb. 64-67 /0,001 Torr; 9,9 g
(47,5 %) du produit désiré.
d204=0,9656: n20D=1,5055. IR: v=970, 1670, 3400 cm-1. SM: M+ = 208. RMN: 0,8-0,9 (3 H, m), 0,95 (6 H, s), 1,0-2,2 (12 H, m), 4,80 (1 H, s), 5,70 (2 H, m) b ppm.
Ci4H4O Calc. C 80,71 H 11,61
Trouvé C 80,83 H 11,540/o
Exemple 3:
2,5,6,6-tétraméthy-1-[3-méthy1-crotonoyl]-1
cyclohexène
Il g de 5-méthy1-ss-cyclocitral (voir paragraphe d) de l'exemple 2) dans 30 ml de THF ont été ajoutés à -10 à une solution de Grignard obtenue à partir de 2,4 g de magnésium et 13,5 g de 1-bromo-2-méthyl-propène dans 30 ml de THF sec.
Le mélange de réaction a été laissé pendant 2 heures à - 5/0O et porté ensuite à température ambiante. Après une nuit le traitement usuel avec NH4Cl à 00 suivi d'extraction a fourni:
Fraction I : Eb. 40 /0,001 Torr; 1,3 g.
Fraction Il: Eb. 70-720/0,001 Torr; 8,7 g
(59 %) du produit désiré.
Résidu 4 g.
IR: v = 1020, 3400 cm-1. SM :M+ = 222. RMN: 0,65-1,10 (9 H, m), 1,6-2,0 (9 H), 2,45 (1 H, s), 1,0-2,2 (5 H, m), 4,9 (1 H, quasi d, J = environ 8 cps), 5,50 (1 H, quasi d, J = environ 8 cps) 5 ppm.
L'alcool obtenu ci-dessus (6,4 g) a été mélangé avec 64g de MnO2 dans 190ml de pentane et laissé à 200 sous atmosphère d'argon pendant 42 heures. Le traitement habituel (voir exemple 1) a fourni 5,3 g de produit brut. Deux chromatographies successives sur colonne (40 parties en poids de H2SiOs et 24 parties en poids de H.SiO3, respectivement), ont permis d'obtenir le 2,5,6,6tétraméthyl- 1 - [3-méthyl-crotonoyl] - 1 -cyclohexène à l'état pur. Eb. 800/0,001 Torr; de = 0,9353; n2D0 = 1,5040.
IR: v = 1605, 1665 cm-1. SM: M+ = 220. RMN: 0,801,10 (9 H, m), 1,53 (3 H, s), 2,14 (3 H, s), 1,3-2,3 (5 H, m), 6,06 (1 H, s) 5 ppm. UV: #EtOHmok=244m@ ( = 13.510).
C15H24O Calc. C 81,76 H 10,98
Trouvé C 81,47 H 10,87 %
Exemple 4:
2,6,6-triméthyl-1-[3-ntéthyl-crotonoyl]-1
cyclohexène
1 g de 2,6,6-triméthyl-1-[1-hydroxy-3-méthy1-2-buté nyl]-1-cyclohexène, préparé suivant la méthode décrite ci-dessous, a été mélangé avec 10 g de MnO3 activé dans 30 ml de pentane à température ambiante et laissé au repos pendant 63 heures. Après filtration et distillation du filtrat obtenu on a recueilli 630mg (63 %) de la cétone désirée, Eb. 670/0,001 Torr.
d204=0,9310; n20D=1,5029. IR: 1605, 1665 cm-1.
SM: M+ = 206. RMN:1,04 (6 II. s), 1,55 (3 H, s), 1,89 (3 H, d, J = environ 1 cps), 2,15 (3 H, s), 1,20-2,20 (6 H, m), 6,09 (1 H, s) 5 ppm. UV: XEmta xH = 244m@ (8
= 12.840).
C14H22O Calc. C 81,50 H 10,75
Trouvé C 81,27 H 10,77 %
2,6,6 - triméthyl-1-[1- hydroxy-3 -méthyl-2-butényl]-1- cyclohexène utilisé comme produit de départ dans cet exemple peut être obtenu comme suit:
Une solution de 1- chloro -2-méthyl-propène (47,5 g) dans 50 ml d'éther sec a été ajoutée à - 100 (1/2 heure) à une suspension de lithium granulé (7,6 g, contenant 1 % de sodium) sous atmosphère d'argon.
Le mélange de réaction a été laissé au repos à température ambiante pendant 3 heures et ensuite on y a ajouté 63 g de ss-cyclocitral (-150). Après 5 heures à cette même température et une nuit à 200, le mélange a été versé dans une solution aqueuse de NH4Cl refroidie à la glace et finalement extrait à l'éther.
Après évaporation sous vide des parties volatiles à une température inférieure à 40-500 (le produit étant thermolabile), on a obtenu 76 g d'alcool brut. Par minutieuse distillation en présence de traces de Na2CO3 deux fractions ont été obtenues:
Fraction I : Eb. 47-550/0,001 Torr, 16,1 g.
Fraction II: Eb. 55-600/0,001 Torr, 21,4g
(24,8 /o)
de 2,6,6-triméthyl-1-(1-hydroxy-3
méthy1-2-butényl) -1-cyclohexène,
La fraction II se solidifie par refroidissement et peut être cristallisée avec de l'éther de pétrole (30-50O) à - -10 .
F: 55-56,50. SM: M+ = 208. IR: 1020, 1650, 34003600 cm-t. RMN: 0,87 (3 H, s), 1,13 (3 H, s), 1,70-1,80 (9 H, m), 1,20-2,30 (6 H, m), 3,27 (1 H, s), 4,85 (1 H, d,
J = 8 cps), 5,46 (1 H, quasi d, J = 8 cps) 5 ppm.
C14H24O Calc. C 80,71 H 11,61
Trouvé C 80,65 H 11,54%
Exemple 5:
2,3,6,6-tétraméthyl-1-erotonoy1-2-cyclohexène
8,4 g de 2,3,6,6-tétraméthy1-1-[1-hydroxy-2-butényl].
2-cyclohexène, obtenu par la méthode indiquée au paragraphe e) ci-après, ont été oxydés et isomérisés suivant la même méthode que celle décrite dans l'exemple 1.
Le produit obtenu après purification par chromatographie sur colonne (acide silicique, benzène) était constitué par 1,31 g (15,7 %) du produit désiré.
Qo = 0,9330; n20D= 1,4976. IR: 970, 1620-1680cm-t.
SM: M+ = 206. RMN: 0,80 (3 H, s), 0,90 (3 H, s), 1,50 (3 H, s), 1,55-2,40 (10 H, bande complexe), 2,82 (1 H, s), 6,19 (1 H, d de q, J = 16 et 6,5 cps) 5 ppm. UV: #EtOHmax = 227m@ (E = 10.810).
C12H22O Calc. C 81,50 H 10,75
Trouvé C 81,81 H 11,00%
Le carbinol utilisé comme produit de départ dans la préparation ci-dessus peut être préparé comme suit.
a) 1-bromo-3-méthyl-butène
Suivant Helv. Chim. Acta 5, 750 (1922).
Une solution d'acide bromhydrique (815 g, 30 0/o) dans l'acide acétique a été ajoutée (1 1/2 heure) à - 200 à 200 g d'isoprène et le mélange a été maintenu à 00 pen dant 3 jours, vorsé ensuite dans 4 litres d'eau froide, décanté, séché sur CaCl2 et distillé. On a ainsi obtenu le bromure désiré, Eb. 24-8 /10 Torr, 312 g, rendement 71%.
b) 3,6-diméthy1-5-heptén-2-one
Suivant Helv. Chim. Acta 30, 2213 (1947).
Suivant un processus analogue à celui décrit au paragraphe c) de l'exemple 1, le bromure obtenu ci-dessus (312 g) a été ajouté à une température comprise entre -5 et - 10 à une solution d'acétylacétate sodé (obtenu à partir de 38,5 g de sodium et 250 g d'a-méthyl acétylacétate d'éthyle) dans 940 ml d'éthanol. Le mélange de réaction a été laissé à 200 pendant 2 jours et, après traitements usuels d'extraction et séchage (voir exemple l, paragraphe c), a fourni deux fractions:
Fraction I : Eb. 41-65 /0,001 Torr, 168 g.
Fraction II: Eb. 65-70 /0,001 Tor. 219 g
(61 0/o) du cétoester intermédiaire.
Résidu 17 g.
160 g du produit de la fraction II ont été portés à l'ébullition avce une solution de Ba(OH)2. 8H2O (307 g) dans 2130 ml d'eau et 665 ml d'éthanol (22 beures).
Après le même traitement que celui décrit au paragraphe c) de l'exemple 1, on a obtenu deux fractions:
Fraction I : Eb. 30-55 /8 Torr, 2,3 g.
Fraction II: Eb. 55-58 /8 Torr. 79,6 g
(75 %) de 3,6-diméthy1-5-hcptén-2-one
dont les caractères analytiques sont les
suivants:
d204 =0,8495; n20D=1,4414, IR: 1350, 1710 cm-1.
SM: M+=140, RMN: 1,00 (3 H, d,J=65 cps) ; 1,58 (3 H. s) ; 1,66 (3 H, s) ; 2,03 (3 H, s) ; 1, 7-2,7 (3 H, m); 5,00 (1 H, t. J=7 cps ) 8 ppm.
C9H18O Calc. C 77,09 H 11,50
Trouvé C 76,81 H 11,40% c) 3,4,7-triméthyl-2,6-octadiénal
Suivant Tetrahedron Suppl. NO 8, Part I, 347 (1966).
Une solution de diisopropylamine (56,1 g) dans 100 ml d'éther sec a été ajoutée sous atmosphère d'argon à une solution de butyl lithium (275 g d'une soluiton à 14 % dans l'hexane) dans 200ml d'éther sec et le mélange réactionnel laissé à 200.
68,7 g d'éthylidènecyclohexylamine ont été ajoutés à 70 g de la cétone obtenue suivant le paragraphe b) de ce même exemple (voir paragraphe d). exemple 1) .La distillation a fourni:
Fraction I: Eb. 30-520/0,001 Torr, 0,8 g.
Fraction II: Eb. 52-620/0 01 Torr, 57 g
(68 %) du produit désiré.
Résidu 22 g.
Le produit obtenu a montré les caractères analytiques suivants;
d204= = 0,8883; nD = 1,4866. IR: 1620, 1670, 1710 cm-1. SM: M+ = 166. RMN: 1,06 (3 H, d, J = 6 cps).
1,57 (3 H, s), 1,65 (3 H, s), 2,08 (3 H, s), 1,8-2,5 (3 H, m), 4,95 (1 H, t, J=environ 7 cps), 5,68 (1 H, d,J=5,7 cps), 9,79 (1 H. d. J=7,5 cps ) 8 ppm . UV: #EtoHmax = 241 mil (s = 14.250).
C11H18O Calc. C 79,46 H 10,92
Trouvé C 78,41 H 1089% d) 3-méthyl-a-cyclocitral
A partir de 46,6 g de 3,4,7-triméthyl-2,6-octadiénal on a obtenu suivant le processus de cyclisation habituel (voir paragraphe e. exemple 1) 36 g de 3-méthyl-a-cyclocitral.
Le a-cyclocitral obtenu contenait le 12% de l'isomère ss :
Fraction T : Eb 70-780 /8 Torr, 4 g.
Fraction Il : Eb. 81-83,50/8 Torr, 20,6g.
Fraction III: Eb. 840 /8 Torr, 1,4g.
Résidu 7 g.
La fraction Il (rendement 44 %) contenait 91 % de 3-méthyl-a-cyclocitral, 7 % de l'isomère ss correspondant et 2 % d'une impureté inconnue.
d204= = 0,9256; nD = 1,4805. IR: 1670, 1710, 2710, 2860 cm-1. SM: M+ = 166. RMN: 0,87 (3 H, s), 0,95 (3 H, s), 1,52 (3 H, s), 1,68 (3 H, s), 1,0-2,4 (5 H, m), 9,28 (1 H, d, J = 5 cps) Ô ppm. UV: #EtOHmax = 238 mq (e = 2850).
C11H18O Calc. C 79,46 H 10,92
Trouvé C 79,41 H 10,91 0/o e) 2,3,6,6-tétraméthyl-1-[1-hydroxy-2-butényl1]-2
cyclohexène
Suivant le même procédé que celui décrit au paragraphe f) de l'exemple 1, on a fait réagir 20,5 g de 3méthyl-a-cyclocitral, 2,29 g de lithium et 11,9 g de 1chloropropène dans 125 mi d'éther sec. I,a distillation a fourni:
Fraction I: Eb. 30-500/0,001 Torr, 1,0g.
Fraction II: Eb. 56-590/0,001 Torr, 16,8 g
(65 %) du carbinol désiré.
Résidu 4 g.
Le produit de la fraction II a été utilisé directement pour la préparation de la cétone correspondante.
Exemple 6:
6,6-diméthyl-2-méthylène-1-crotonoyt
cyclohexane
a) Un mélange de 6,6-diméthyl-1-[1-hdroxy-2-butényl]-2-méthylènecyclohexane, préparé suivant la méthode décrite au paragraphe b) ci-dessous, forme cis- (Isomères A et B) et trans- (Isomères A et B), a été oxydé au moyen d'anhydride chromique en présence de pyridine [voir J. Am. Chem. Soc. 75, 422 (1953)].
Un mélange des siomères cis-et trans- de 6,6-diméthy1-2-méthylènel-1-crotonoylcyclohcxanc a été ainsi obtenu avec un rendement de 70 /o. Les deux isomères ont pu être séparés par chromatographie préparative en phase gazeuse et ont montré les caractères analytiques suivants:
Isomère cis- (le plus volatil): n2D = 1,4892; d = 0,9342
Isomère trans- : nD = 1,4939; d204=0,9335
Le mélange des six dérivés hydroxyliques obtenu par isomérisation simultanée des deux époxydes (Isomères A et B) peut être oxydé suivant le même procédé que cidessus. Les dérivés oxydés ainsi obtenus ont été séparés au moyen de chromatographie préparative en phase gazeuse avec un rendement analogue.
Le mélange de 6,6-diméthyl-1-[1-hydroxy-2-butényl]- 2-méthylènecyclohexane, forme cis- (Isomères A et B) et trans- (Isomères A et B), utilisé comme produit de départ dans la préparation ci-dessus, peut être préparé ainsi:
b) Une solution de 120 mi de HO2. à 30 0/o et 30 mi de NaOH 6 N a été ajoutée à une solution de y-ionone (50 g) dans 3 litres de méthanol. Au mélange réactionnel mis sous agitation à température ambiante pendant 24 hcurcs. on a ajouté une solution de TT2O3 à 30% (50ml) et le tout a été laissé sous agitation pendant 24 heures. L'adjonction de H2O a été répétée et après avoir laissé sous agitation pendant trois jours consécutifs, la solution a été concentrée sous vide et le résidu distillé.
La distillation fractionnée a fourni 46 g d'un mélange 55 : 45 de deux époxydes isomériques de la y-ionone (époxydes A et B) qui ont pu être séparés au moyen d'une distillation utilisant une colonne à bande tournante ou au moyen de chromatographie en phase gazeuse (Carbowax, 20 M).
Epoxyde A: Eb. 88-89 /0,1 Torr; n20D=1,4890:
d204=0,9972.
Epoxyde B: Eb. 90-91 /0.1 Torr; F. 43-44O.
5 g de l'époxyde A dans 5 mi de méthanol ont été ajoutés goutte à goutte à 00 sous atmosphère d'azote à une solution de 10ml d'hydrate d'hydrazine pur dans 5 ml de méthanol (1 1/2 heure). Après avoir été laissé sous agitation pendant 2 heures, le mélange réactionnel a été soumis au traitement usuel et a fourni par distillation avec un rendement de 36 % le cis-6,6-diméthyl-1-[1-hy- droxy - 2 - butényl] -2- méthylènecyclohexane (Isomère A, 8%), le dérivé trans- du même alcool (lsomère A, 7%) et le 1,5,5,9-tétraméthylbicyclo[4,3.0]non-8-én-7-ol (Isomète A, 80 %). Ces composés ont été séparés par chromatographie préparative en phase gazeuse.
En substituant dans le procédé ci-dessus l'époxylde A à l'époxyde B, on a obtenu le cis-6,6-diméthyl-1-[1-hy droxy -2. butényl] .2- méthylènecyclohexane (Isomère B, 36 0/o), le dérivé trans- du même alcool (Isomère B, 580/o) et le 1 .5,5,9-tétraméthylbicyclo [4.3.0]non-8-én-7- ol (Isomère B, 2 /o).