Procédé de préparation d'alcools La présente invention a pour objet un procédé de préparation de nouveaux alcools 3-furyl-méthyliques 5- substitués qui sont utiles comme intermédiaires de la préparation des esters insecticides dont l'utilisation fait l'objet du brevet No 513587.
Ces alcools sont représentés par la formule générale
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dans laquelle Y représente un groupe alcoyle, alcényle ou alcadiényle ou un groupe aryle ou un groupe hétéro- cyclique, ces groupes pouvant être eux-mêmes alcoyl-, al- cényl-, alcadiényl-, alcoxy- ou halo-substitués et Rl et R., qui peuvent être identiques ou différents, repré sentent chacun un atome d'hydrogène ou un groupe al coyle,
alcényle ou alcadiényle. Parmi les esters insec ticides décrits dans le brevet précité, les plus actifs sont ceux dérivés de l'alcool de formule ci-dessus dans la- On a conçu une synthèse utile pour la préparation de l'ester d'acide 3-furoïque de départ et elle est indiquée dans le schéma de réaction suivant
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quelle Rl et R, représentent chacun un atome d'hy drogène et Y représente un groupe phényle,
c'est-à- dire l'alcool 5-benzyl-3-furylméthylique et cet alcool représente un composé préféré de la présente invention. D'autres alcools intéressants comprennent l'alcool 5- benzyl-2-méthyl-3-furylméthylique, 5-('3-furyl-méthyl)-3- furylméthylique, 5-furfuryl-3-furylméthylique et 5-allyl- 3-furylméthylique.
Les alcools de formule 1 sont préparés par la ré duction de l'acide 3-furoïque substitué correspondant ou du groupe carbo-alcoxy de l'ester d'acide 3-furoïque substitué correspondant. Par exemple un hydrure de métal tel que l'hydrure de lithium/aluminium réduit spécifiquement les groupes esters en groupe hydroxy- méthyle dans des conditions de réaction ménagées et il est particulièrement utile dans les cas où d'autres groupes réductibles sont présents dans la molécule.
Cette réduc tion se poursuit à une vitesse acceptable aux environs de la température ordinaire ou légèrement en dessus, dans un solvant organique à point d'ébullition bas tel que l'éther, et l'alcool peut être isolé avec un bon rendement à un état suffisamment pur pour l'estérification immé diate.
Une autre possibilité est l'hydrogénation cataly tique du groupe carboalcoxy.
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Dans cette synthèse, le composé à groupe cyano (II) est condensé avec un ester approprié de l'acide succinique ou d'un dérivé de l'acide succinique (III) dans les con ditions de la réaction de Claisen et le produit de con densation à groupe cyano obtenu (IV) est hydrolysé pour fournir l'acide -cétonique qui se décarboxyle <I>in</I> ,situ. Les conditions d'hydrolyse convertissent aussi le groupe ester en un groupe carboxy et l'acide (V) est de nouveau estérifié en l'ester (VI).
Le groupe céto de l'ester (VI) est alors protégé comme dérivé éthylènedioxy (VII) et l'ester protégé obtenu est acylé au moyen d'un ester RQCOO-alcoylique, par exemple un formiate ou un acé tate de méthyle ou d'éthyle pour donner le composé (VIII). Cette acylation est l'une des étapes clé de la synthèse et on trouve que le groupe acyle peut être in troduit pour donner un produit intermédiaire stabilisé sous la forme d'un sel énolique d'un métal alcalin. Ce sel énolique peut être facilement cyclisé dans des condi tions acides pour donner l'ester d'acide furoïque décrit (IX).
Les composés (VII), (VIII) et (IX) sont des com posés nouveaux.
Dans le cas de l'alcool 5-benzyl-3-furylméthylique, le cyanure de benzyle est mis en réaction avec le succinate de diéthyle en présence d'éthoxyde de sodium pour don ner un produit intermédiaire, ester d'un acide 8-cyano- 8-phényl lévulique qui peut être alors hydrolysé avec un acide minéral en présence d'une quantité suffisante d'acide acétique pour maintenir une solution complète.
Cette hydrolyse convertit le groupe cyano en un groupe carboxy qui se décarboxyle <I>in situ</I> puisque c'est un acide -cétonique. Le groupe ester éthylique est hydrolysé en un groupe carboxy en même temps et ce groupe carboxy est alors de nouveau estérifié au stade suivant. Si on désire un produit final ayant des substituants dans le noyau phénylique, la substitution nécessaire peut être conduite sur la matière de départ, cyanure de benzyle, dans ce cas la substitution aurait comme résultat des produits isomériquement purs.
Le groupe carboxy esté rifié à nouveau est de préférence estérifié avec un alcool inférieur tel que le méthanol et l'éthanol en présence d'un acide non volatil, de préférence l'acide sulfurique.
A la prochaine étape de la synthèse, le groupe céto est protégé par sa conversion en un groupe éthylènedioxy avec de l'éthylèneglycol. On trouve que c'est le procédé préféré pour la protection du groupe céto, plutôt que la formation d'un cétal acyclique à partir d'un alcool mono- hydroxylique tel que l'alcool méthylique ou éthylique, ou d'un éther énolique, ou que la formation de l'énol-lac- tone à partir de l'acide cétonique.
Un certain degré de transestérification a lieu à ce stade lorsque des esters d'éthylèneglycol de l'acide lévu- lique sont formés, mais ces produits de transestérifica- tion peuvent être recyclés au stade d'hydrolyse du groupe cyano ou ils sont convertis de nouveau en acide lévu- lique pour être réutilisés.
L'ester cétonique protégé peut maintenant être acylé avec du formiate de méthyle ou d'éthyle pour introduire un groupe formyle qui peut être stabilisé comme sel de la forme énolique. Cette acylation est conduite en pré sence d'hydrure de sodium ou éventuellement d'amidure de sodium qui participe à une réaction irréversible (avec dégagement d'hydrogène ou d'ammoniac) et permet ainsi d'obtenir le produit acylé avec un rendement élevé. Nor malement le produit acylé est isolé comme sel de sodium de la forme énolique.
Ce sel de sodium peut maintenant être cyclisé en pré sence d'un acide pour donner l'ester de l'acide 5-benzyl- 3-furoïque. Cet ester est l'ester éthylique lorsque l'on utilise l'alcool éthylique au stade d'estérification, mais on peut utiliser aussi bien d'autres esters à condition qu'ils soient facilement réduits par l'hydrure de lithium/ aluminium. La cyclisation a lieu à environ la température ordinaire ou à une température légèrement inférieure, de préférence en présence d'un acide aqueux pour donner l'ester d'acide 3-furoïque stable qui peut alors être réduit lors du stade final en alcool 3-furylméthylique.
Dans une autre synthèse possible, l'ester d'acide 3- furoïque-5-substitué (composé X) peut être préparé à partir de l'acide 3-furoïque. Par exemple, on peut pré parer l'alcool 5-benzyl-3-furylméthylique par l'estérifi cation de l'acide 3-furoïque, la chlorométhylation du 3- furoate d'alcoyle en présence de chlorure de zinc,
en fai sant réagir le composé 5-chlorométhylique obtenu avec du benzène en présence de trichlorure d'aluminium pour introduire le groupe 5-benzylique et finalement par la réduction du groupe carboalcoxy en un groupe hydroxy- méthylique, par exemple avec de l'hydrure de lithium/ aluminium. On peut préparer de manière similaire des al cools analogues de formule I en utilisant un acide fu- roïque substitué de manière appropriée ou en utilisant un réactif approprié avec le composé 5-chloro-méthylique.
Les exemples suivants expliquent l'invention. Les températures sont en degrés centigrades.
Exemple 1 <I>Préparation de l'alcool</I> 5-benzyl-3-furylméthylique On ajoute goutte à goutte 6,64 g de 5-benzyl-3-furoate de méthyle dans 90 ml d'éther sec à<B>1,35</B> g d'hydrure de lithium/aluminium dans 135 ml d'éther. On chauffe alors le mélange sur de la vapeur, le refroidit et le décompose par addition d'eau. On sèche la solution éthé rée (Na2S04), l'évapore et la distille pour obtenir 4,84 g d'alcool 5-benzyl-3-furfurylique qui bout de 151 à 1560/ 1,5 mm, et qui fond de 36 à 39o.
Le 5-benzyl-3-furoate de méthyle peut être obtenu comme suit Tétracarboxyfuranne On ajoute 19 ml de brome dans du chloroforme pen dant 1 h à 175 g de sodio-oxalacétate d'éthyle dans 400 ml de chloroforme de 0 à 100. Après avoir lavé à l'eau (4 fois 300 ml), on sèche la solution de chloro forme (Na2S04) et l'évapore. Les résidus de quatre essais semblables, après recristallisation dans 800 ml d'éthanol à -200, fournissent 317 g du produit désiré. La concen tration de la liqueur mère et le refroidissement à -20o donnent encore 80 g du produit. Le rendement total en produit est 397 g (63 a/o), qui fond à 790.
On ajoute<B>100</B> g du tétracarboxylate ci-dessus en agi tant pendant 5 mn à 300 ml d'acide sulfurique. Après avoir été chauffé à 500 pendant 5 mn, on refroidit le produit à la température ordinaire puis l'ajoute à 1000 g de glace. Le produit réuni de quatre expériences sem blables est repris dans 2 -r- 1 litre d'éther. On lave 2 fois l'éther avec une solution de chlorure de sodium saturée, on sèche (Na2S04) et on évapore. On chauffe à reflux le résidu avec 600 ml d'acide acétique glacial, 400 ml d'acide bromhydrique à point d'ébullition constant et 200 ml d'eau pendant 5 h puis on évapore.
On recris tallise le résidu dans 350 ml d'acide acétique et 600 ml de chloroforme, puis on lave au chloroforme et on sèche sous vide. On obtient 216 g qui fondent de 233 à 238o (avec décomposition).
<I>Acide</I> 3-furoïque On chauffe 20 g de tétracarboxyfuranne avec 1 g de poudre de cuivre dans un bain de sel fondu. Le dégage ment d'anhydride carbonique est contrôlé en enlevant le bain chauffant lorsque c'est nécessaire (250 à 290a). A 2900 5,8 g de ce produit distillent. En répétant l'opéra tion on obtient au total 40 g de produit qui est recris tallisé dans l'eau pour donner 30 g d'acide pur qui fond de 114 à 1180. 3-furoate <I>de méthyle</I> On chauffe à reflux 41,5 g d'acide 3-furoïque avec 190 ml de méthanol et 3,75 ml d'acide sulfurique pen dant 4 h.
On évapore la plus grande partie du métha nol, on verse le résidu dans de l'eau et on reprend l'ester dans de l'éther. Après lavage (carbonate acide de potassium saturé et chlorure de sodium saturé), et sé chage (Na2S04) on évapore le solvant et on distille le produit qui bout à 80/30 mm, et a un nD =1,4640<B>(33g).</B> 5-chlorométhyl-3-furoate <I>de méthyle</I> On fait passer de l'acide chlorhydrique sec dans un mélange de 15 g de 3-fuorate de méthyle, 4,2 g de para- formaldéhyde et 4,2 g de chlorure de zinc dans 90 ml de chloroforme maintenu à une température de 20 à 25,) pendant 1 h 1/2.
On agite le produit avec de l'eau, on ajoute encore du chloroforme et on lave les couches or ganiques réunies (trois fois H20), on sèche (Na2S04), et on évapore. La distillation du résidu produit .9,4 g de 5- chlorométhyl-3-furoate de méthyle, qui bout de 80 à 1081), et a un nD de 1,5003 à 1,5072 et qui fond de 42 à 51o 5-benzyl-3-furoate <I>de méthyle</I> On ajoute 9,84 g de trichlorure d'aluminium fraîche ment sublimé en agitant à 10,
9 g de 3-chlorométhyl-3@ furoate de méthyle dans du benzène pendant que l'on maintient la température en dessous de 200 pendant 50 mn. On ajoute goutte à goutte 100 ml d'eau avec refroidissement (à moins de 300) et on reprend le pro duit dans de l'éther, le lave deux fois avec de l'hydroxyde de sodium à 10 % et deux fois avec du chlorure de sodium et finalement on le sèche (Na2S04), l'évapore et le distille.
Le 5-benzyl-3-furoate de méthyle (8,7 g) bout de 127 à 1350/0,4 mm, et il fond de 52 à 530.
Exemple 2 <I>Préparation de l'alcool</I> 5-benzyl-3-furylméthylique On .ajoute 23 g de 5-bënzyl-3-füroate d'éthyle dans 100 ml d'éther sec à un mélange d'hydrure de lithium/ aluminium<B>(4g,</B> excès de<B>100%)</B> dans 200 ml d'éther avec agitation à la température ordinaire.
Agrès 16 h, on décompose le produit par addition d'eau et on lave la couche éthérée avec du chlorure de sodium saturé et on la sèche (Na2S04). L'évaporation et la distillation du résidu produisent 12,1 g (62 a/o) d'alcool 5-benzyl-3-furyl- méthylique, qui bout de 129-132o/0,1 mm, identique sous tous les rapports à l'échantillon préparé dans l'exemple 1 par la réduction du 5-benzyl-3-furoate de méthyle.
Le 5-benzyl-3-furoate d'éthyle peut être obtenu comme suit <I>a) Acide</I> 8-phényl-lévulique On dissout 60 g de sodium propre dans 750 ml d'étha nol sec en chauffant lorsque c'est nécessaire, on refroi dit alors la solution presque jusqu'à la tempé rature ordinaire, puis on introduit avec agitation dans la solution 234 ml de cyanure de benzyle et 522 ml de suc- cinate de diéthyle. On maintient ce mélange à la tempé rature ordinaire pendant une nuit,
puis on le verse dans 2 litres d'eau glacée et on lave avec deux portions de benzène (500 ml) afin d'enlever le succinate de diéthyle et le cyanure de benzyle n'ayant pas réagi.
On acidifie la couche aqueuse avec environ 500 ml d'acide sulfu- rique dilué, on sépare l'huile précipitée, la combine avec un extrait dans l'éther de la. couche aqueuse puis on lave avec une solution de chlorure de sodium saturée, on sèche sur du sulfate de sodium puis on évapore pour obtenir 459 g du produit de condensation brut.
On chauffe à reflux le résidu pendant une nuit avec 2 litres d'acide acétique glacial, 660 ml d'acide chlor hydrique concentré et 600 ml d'eau. On concentre alors le mélange sous pression réduite puis le dilue avec 1 litre de benzène que l'on lave à l'eau (2 fois 500 ml) puis on concentre pour obtenir 325 g d'acide 8-phényl-lévu- lique (85,91a de rendement global).
<I>b)</I> & -phényl-lévulate <I>d'éthyle</I> On chauffe à reflux pendant une nuit 200 g de l'acide du stade (a) avec de l'acide sulfurique à 5 % poids/vo- lume dans 1,
5 litre d'éthanol puis on diminue le volume du mélange par une distillation sous pression réduite à 5 & . On verse le résidu dans 1 litre de solution de bi- carbonate de potassium saturé que l'on extrait avec 1 litre d'éther, puis on lave l'extrait d'éther, le sèche et l'évapore, puis on distille le résidu sous pression réduite pour obtenir 199 g de 8-phényl-lévulate d'éthyle (qui bout de 134 à 136a/0,1 mm, qui a un nD de 1,5002 à 1.5032 ;
199 g > 87 /o).
<I>c)</I> y,y-éthylènedioxy-8-phényl-lévulate <I>d'éthyle</I> On chauffe à reflux dans un appareil de Dean et Stark 200 g d'ester éthylique provenant du stade (b) 102g d'éthylèneglycol (1,65 mole) 1 litre de benzène et 1 g d'acide toluène-4-sulfonique jusqu'à ce qu'il ne se sépare plus d'eau.
On lave alors la solution avec du car bonate de sodium saturé, du chlorure de sodium saturé puis on sèche, on évapore le solvant et on distille le résidu pour obtenir le cétal (195 g, rendement de 81 %), qui bout de 146 à 150/0,1 mm, qui a un nD = 1,5010. Le résidu de cette distillation peut être hydrolysé en acide 8-phényl-lévulique avec un bon rendement.
<I>d) Sel de</I> sodium <I>de</I> l'a-hydroxyméthylène-y,y-éthylène- dioxy-8-phényf-lévulate d'éthyle.
On agite mécaniquement dans un appareil sec 26,4 g d'éthylènecétal provenant du stade (c), 14,8 g de formiate d'éthyle, une dispersion à 50 0/p d'hydrure de sodium dans de l'huile (5,2 g) et 400 ml d'éther sec et on main- tient à la température ordinaire pendant 2 à 3 jours.
L'énol désiré précipite comme sel de sodium et on le sé pare par filtration, le lave à l'éther et le sèche sous vide à la température ordinaire pour obtenir 23,5 g (75 a/a de rendement) de sel de sodium.
<I>e)</I> S-benzyl-3-furoate <I>d'éthyle</I> On agite 5,5 g du sel de sodium provenant du stade (d) ci-dessus avec 600 ml d'acide chlorhydrique concen tré d'abord à -201, puis à la température ordinaire pen dant 4 h ; on extrait le produit par l'éther, puis on lave l'éther avec une solution de bicarbonate de sodium sa turée, une solution de chlorure de sodium saturée, on sèche et on évapore le solvant puis on distille le résidu pour obtenir 1,9 g (rendement de 47 a/p) de 5-benzyl-3- furoate d'éthyle.
On prépare de manière similaire, par la réduction de l'ester approprié avec l'hydrure de lithium/aluminium, les alcools suivants
EMI0004.0107
n <SEP> 2O <SEP> p.e.
<tb> alcool <SEP> 5 <SEP> - <SEP> méthyl-3-fu <SEP> rylmé thylique <SEP> ........... <SEP> ..................... <SEP> 1,4797 <SEP> 84- <SEP> 850/ <SEP> 10 <SEP> mm
<tb> alcool <SEP> 5 <SEP> - <SEP> benzyl-2-méthyl-3 furyl-méthylique <SEP> <B>.</B> <SEP> .<B>_ <SEP> - <SEP> > <SEP> ... <SEP> <I>-</I></B> <SEP> 1,5510 <SEP> 155-1600/0,1 <SEP> mm