Procédé pour la préparation de composés polycycliques carbonylés
La présente invention a pour objet un procédé pour la préparation des composés de formule
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lesquels peuvent être utilisés comme ingrédients odoriférants pour la préparation de parfums et de produits parfumés. La formule I représente une cétone tricyclique, la thuyopsanone; elle comprend différents isomères configurationnels dont l'existence résulte de la présence de centres d'asymétrie.
On a trouvé que les composés de formule I qui sont nouveaux et, de plus, particulièrement stables en milieu alcalin, sont doués de propriétés organoleptiques intéressantes et sont utilisés avantageusement dans la préparation de parfums et de produits parfumés. Par produits parfumés, on entend par exemple des produits cosmétiques, de savons, des poudres à lessive, de détergents, etc.
Le procédé conforme à l'invention est caractérisé en ce que l'on oxyde les alcools de formule
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Comme agent oxydant capable de promouvoir la réaction mentionnée ci-dessus, on peut utiliser les agents connus pour oxyder stéréospécifiquement les alcools secondaires en cétones correspondantes.
Selon un mode d'exécution de la présente invention, on peut utiliser comme agent oxydant un dérivé oxydé d'un éélment de transition, par exemple le trioxyde de chrome.
Les alcools de formule II peuvent se présenter sous les formes isomériques optiquement actives suivantes:
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(+)-thuyopsanol-(3)
F. 1150C [a]2D0 = 16,80 et
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(-) -néoisothuyopsanol-(3)
F. 102-104 C
[ff]20 = 58,60
L'oxydation peut naturellement être conduite sur les alcools de formule II pris isolément ou sur un mélange des deux composés et dans ce cas elle fournit évidemment un mélange des isomères Ia et Ib correspondants
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(-)-thuyopsanone-(3)
F.
66-680 C 12D0 - - 88,70 et
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(-)-isothuyopsanone-(3)
F. 38-400C [ ]20 = ¯ 156
Les produits de départ de ce procédé de l'invention peuvent être préparés à partir du thuyopsène naturel suivant des méthodes connues. Ainsi on peut procéder à l'hydroboration dudit thuyopsène [voir par exemple
H.C. Brown, Hydroboration, Benjamin Inc., New York (1962)] puis à l'oxydation du produit d'hydroboration par H202 en milieu alcalin. On obtient ainsi le produit
IIa.
Cette réaction est illustrée par le schéma suivant:
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1) B2H6 2) H202/KOH
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Le produit de départ indiqué dans le schéma ci-dessus représente le thuyopsène, un sesquiterpène présentant 2 centres d'asymétrie et qui peut exister sous 4 iormes isomériques optiquement actives (2 paires diastéréoisomériques inactives). Chacune de ces formes se prête à la réaction indiquée par le schéma décrit plus haut.
On peut également obtenir un mélange environ 1:1 des isomères IIa et IIb par hydrogénation catalytique, selon les procédés usuels, de l'alcool IIIa, suivant le schéma ci-dessous.
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Le mélange des alcools IIa et IIb peut ensuite être séparé par les moyens habituels, soit par exemple la distillation sur colonne à bande tournante ou la chromatographie en phase gazeuse.
L'alcool IIIa peut être préparé par oxydation du thuyopsène naturel à température ordinaire en milieu alcoolique au moyen de l'oxygène gazeux en présence d'une source de rayons ultraviolets et d'un catalyseur de transfert d'énergie comme par exemple le rose bengale et réduction de la solution ainsi obtenue au moyen de sulfite de soude aqueux.
L'exemple qui suit illustre l'invention de manière plus détaillée. Dans ledit exemple, les températures figurent en degrés centigrades.
Exemple:
Préparation de la (-)-thuyopsanone-(3)
et de l'(-)-isothuyopsanone-(3)
On a dissous 0,3 g de (+)-thuyopsanol-(3), F. 1150 (préparé suivant la méthode décrite aux paragraphes b) ou c) ci-dessous), dans une quantité minimum d'éther et à 250 on a ajouté goutte à goutte cette solution à une solution contenant 0,135 g de bichromate de sodium dihydrate, 0,1 ml de HSO4 et 2 mol d'eau. On a agité 2h à 250 puis on a extrait à l'éther et après le traitement habituel on a fractionné le produit brut sur colonne à bande tournante. On a obtenu ainsi la (-)-thuyopsanone (3), F. 680.
Rendement 66 O/o. Par cristallisation répétée dans l'éther de pétrole, 60-800, on obtient un produit à
F. 66-680; [ 1D = 88,70 (CCl4).
Analyse:
Calc. pour C,SH,O C 81,76 0/o H 10,980/0
Trouvé C 81,79 0/o H 10,88 /o
Spectre U.V. (EtOH): 2010A (E = 339,9), 2830 (E = 28,5). Spectre RMN (Varian HA-100): 0,64 (3H, s), 1,2 (3H, d, J = 0,7 cps), 1,1 & 1,2 (2 X 3H, s), 0,6-0,8 (2H, bande large), 1,3-1,9 (7H), 2,1-2,3 (2H, d, J= 1,5 cps), 2,3-2,55 (1H, bande large) 5 ppm.
En remplaçant ci-dessus le thuyopsanol-(3) par le (-)-néoisothuyopsanol-(3), on a obtenu l'(-)-isothuyop- sanone-(3) avec des rendements similaires.
Le (+)-thuyopsanol-(3) et le (-)-néoisothuyopsanol (3) utilisés comme produits de départ dans la préparation décrite ci-dessus peuvent être préparés ainsi: a) (-J-A2(l2)-thuyopsénol+3)
102 g de thuyopsène naturel (0,5 mole) ont été dissous dans 2 litres de méthanol; on a ajouté une pointe de spatule de Rose-Bengale dissous dans 5 ml de Na2CO3 aqueux à 10 /o. A 200 sous irradiation, on a fait passer un courant d'oxygène dans le mélange. Après 7 1/2 h, 10,6 litres d'O2. ont été consommés (85 %). On a ajouté goutte à goutte au mélange refroidi à la glace une solution de 131,5 g (0,5 mole) de triphénylphosphine dans 350 ml d'éther.
On a continué à agiter jusqu'à disparition complète des peroxydes. Après concentrations sous vide, on a filtré Ph3PO, le filtrat a été dilué à l'eau puis extrait 3 fois à l'éther. Les extraits ont été traités comme de coutume, puis après séparation de 3,4 g de (-)-A3-thuyopsénol-(2) accompagné d'un peu de Ph3PO ils ont été fractionnés. On a recueilli les fractions distillant entre 80 et 1100/0,001 Torr. On a soumis ces fractions à une série de cristallisations dans l'éther de pétrole, 30-500, ce qui a permis d'isoler à partir des premières fractions de distillation le (-)-# -thuyopsénol-(2), F. 110-1120, et à partir des dernières fractions le (-)-#2(12)-thuyopsénol- (3), F. 84-860. D'après les quantités récoltées de ces 2 alcools, on a établi qu'ils sont présents dans le produit de réaction en rapport 1:2.
Analyse:
Calc. pour C,5H2.4O C 81,76 0/o H 10,980/0
Trouvé (thuyopsénol sec.) C 81,64 /o H 11,04 0/o
[a]2D0 = - 25,60 (CHCl3).
Spectre RMN: 0,60 (3H, s), 1,13 & 1,04 (2 X 3H, s), 0,18-0,75 (2H, bande large), 1,2-2,2 (9H), 4,08 (1H, bande large), 5,0 (2H, d, J = 0,9 cps) â ppm.
b) (+)-thuyopsanol-(3) et (-)-néoisothuyopsanol-(3)
On a dissous 0,85 g de (-)-A2(z2)-thuyopsénol-(3) préparé suivant la description du paragraphe a) dans 10 ml d'acétate d'éthyle. On a ajouté 0,09 g de PtO;, et procédé à l'hydrogénation de la manière habituelle. Après 1 h, on a filtré la solution et recueilli 0,75 g de substance après élimination du solvant sous vide. L'analyse par chromatographie gazeuse a révélé la présence d'un constituant A (45 0/o) et d'un constituant B (35 0/o) à côté d'impuretés non identifiées.
Par chromatographie gazeuse préparative, on a séparé
A, F. 1150, identifié comme (+)-thuyopsanol-(3). Spectre RMN: 0,53 (3H, s), 1,1 (3H, d, J = 0,4 cps), 1,08 & 1,0 (2 X 3H, s), 0,1-0,8 (2H, bande large), 1,2-2,2 (1111), 3,15 (1H); puis B, F. 102-1040, identifié comme (-)-néoisothuyopsanol-(3), [a]2D0 = + 16,80.
c) (+ ).thuyopsanol-(3)
A 150 sous argon, on a fait barboter le diborane (provenant de la mise en réaction de 100g de NaBH4 dans 1 litre de diglyme avec 400 g d'éthérate de trifluorure de bore) dans une solution de 105 g de thuyopsène (α20 = - 900) dans 250 ml de tétrahydrofuranne absolu.
D
On a laissé de côté pendant la nuit puis on a ajouté un peu d'eau au mélange de façon à détruire l'excès de R2H,.
On a ajouté goutte à goutte à température ordinaire une solution contenant 30 g d'H202 à 30 oxo et 60 g d'une solution aqueuse à 12 % de KOH. Après 2 jours à température ordinaire, on a extrait à l'éther de pétrole (3050 ). Après avoir traité l'extrait comme de coutume, on a distillé le résidu sous pression réduite et on a obtenu 64 g de thuyopsanol-(3) brut. Par cristallisation dans l'éther de pétrole (80-1000), on a obtenu un échantillon analytique, F. 113.1140; a2D0 = + 160 (CHCl3), dont les constantes spectroscopiques sont les mêmes que celles décrites au paragraphe b).
Process for the preparation of polycyclic carbonyl compounds
The present invention relates to a process for the preparation of the compounds of formula
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which can be used as odoriferous ingredients for the preparation of perfumes and perfumed products. Formula I represents a tricyclic ketone, thuyopsanone; it comprises different configurational isomers whose existence results from the presence of asymmetric centers.
It has been found that the compounds of formula I which are new and, moreover, particularly stable in an alkaline medium, are endowed with interesting organoleptic properties and are advantageously used in the preparation of perfumes and perfumed products. By perfumed products is meant for example cosmetic products, soaps, laundry powders, detergents, etc.
The process according to the invention is characterized in that the alcohols of formula
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As the oxidizing agent capable of promoting the reaction mentioned above, there can be used the agents known to stereospecifically oxidize secondary alcohols to corresponding ketones.
According to one embodiment of the present invention, an oxidized derivative of a transition element, for example chromium trioxide, can be used as an oxidizing agent.
The alcohols of formula II can be provided in the following optically active isomeric forms:
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(+) - thuyopsanol- (3)
F. 1150C [a] 2D0 = 16.80 and
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(-) -neoisothuyopsanol- (3)
F. 102-104 C
[ff] 20 = 58.60
The oxidation can naturally be carried out on the alcohols of formula II taken alone or on a mixture of the two compounds and in this case it obviously provides a mixture of the corresponding isomers Ia and Ib.
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(-) - thuyopsanone- (3)
F.
66-680 C 12D0 - - 88.70 and
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(-) - isothuyopsanone- (3)
F. 38-400C [] 20 = ¯ 156
The starting materials of this process of the invention can be prepared from natural thuyopsene according to known methods. Thus one can proceed with the hydroboration of said thuyopsene [see for example
H.C. Brown, Hydroboration, Benjamin Inc., New York (1962)] and then to the oxidation of the hydroboration product with H 2 O 2 in an alkaline medium. We thus obtain the product
IIa.
This reaction is illustrated by the following diagram:
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1) B2H6 2) H202 / KOH
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The starting product indicated in the diagram above represents thuyopsene, a sesquiterpene exhibiting 2 centers of asymmetry and which can exist under 4 optically active isomeric forms (2 inactive diastereoisomeric pairs). Each of these forms lends itself to the reaction indicated by the scheme described above.
It is also possible to obtain an approximately 1: 1 mixture of isomers IIa and IIb by catalytic hydrogenation, according to the usual processes, of alcohol IIIa, according to the scheme below.
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The mixture of alcohols IIa and IIb can then be separated by the usual means, for example either distillation on a rotating band column or gas chromatography.
Alcohol IIIa can be prepared by oxidation of natural thuyopsene at ordinary temperature in an alcoholic medium by means of gaseous oxygen in the presence of a source of ultraviolet rays and of an energy transfer catalyst such as, for example, rose bengal. and reducing the solution thus obtained by means of aqueous sodium sulphite.
The example which follows illustrates the invention in more detail. In the said example, the temperatures are shown in degrees centigrade.
Example:
Preparation of (-) - thuyopsanone- (3)
and (-) - isothuyopsanone- (3)
0.3 g of (+) - thuyopsanol- (3), F. 1150 (prepared according to the method described in paragraphs b) or c) below) was dissolved in a minimum quantity of ether and at 250 μm added this solution dropwise to a solution containing 0.135 g of sodium dichromate dihydrate, 0.1 ml of HSO4 and 2 mol of water. The mixture was stirred for 2 hours at 250 then extracted with ether and after the usual treatment the crude product was fractionated on a rotating band column. There was thus obtained (-) - thuyopsanone (3), F. 680.
Yield 66 O / o. By repeated crystallization from petroleum ether, 60-800, a product with
Mp 66-680; [1D = 88.70 (CCl4).
Analysis:
Calc. for C, SH, O C 81.76 0 / o H 10.980 / 0
Found C 81.79 0 / o H 10.88 / o
UV spectrum (EtOH): 2010A (E = 339.9), 2830 (E = 28.5). NMR spectrum (Varian HA-100): 0.64 (3H, s), 1.2 (3H, d, J = 0.7 cps), 1.1 & 1.2 (2 X 3H, s), 0 , 6-0.8 (2H, broadband), 1.3-1.9 (7H), 2.1-2.3 (2H, d, J = 1.5 cps), 2.3-2, 55 (1H, broadband) 5 ppm.
By replacing above thuyopsanol- (3) with (-) - neoisothuyopsanol- (3), (-) - isothuyop-sanone- (3) was obtained with similar yields.
The (+) - thuyopsanol- (3) and (-) - neoisothuyopsanol (3) used as starting materials in the preparation described above can be prepared as follows: a) (-J-A2 (l2) -thuyopsenol + 3)
102 g of natural thuyopsene (0.5 mole) were dissolved in 2 liters of methanol; a tip of a Rose-Bengal spatula dissolved in 5 ml of 10% aqueous Na2CO3 was added. At 200 under irradiation, a stream of oxygen was passed through the mixture. After 7 1/2 h, 10.6 liters of O2. were consumed (85%). To the ice-cooled mixture was added dropwise a solution of 131.5 g (0.5 mole) of triphenylphosphine in 350 ml of ether.
Stirring was continued until the peroxides had completely disappeared. After concentrations in vacuo, Ph3PO was filtered, the filtrate was diluted with water and then extracted 3 times with ether. The extracts were treated as usual, then after separation of 3.4 g of (-) - A3-thuyopsenol- (2) accompanied by a little Ph3PO they were fractionated. Fractions distilling between 80 and 1100 / 0.001 Torr were collected. These fractions were subjected to a series of crystallizations in petroleum ether, 30-500, which made it possible to isolate from the first distillation fractions the (-) - # -thuyopsenol- (2), F. 110-1120, and from the later fractions on (-) - # 2 (12) -thuyopsenol- (3), F. 84-860. From the collected amounts of these 2 alcohols, it was determined that they are present in the reaction product in a 1: 2 ratio.
Analysis:
Calc. for C, 5H2.4O C 81.76 0 / o H 10.980 / 0
Found (dry thuyopsenol) C 81.64 / o H 11.04 0 / o
[a] 2D0 = - 25.60 (CHCl3).
NMR spectrum: 0.60 (3H, s), 1.13 & 1.04 (2 X 3H, s), 0.18-0.75 (2H, broadband), 1.2-2.2 (9H ), 4.08 (1H, broadband), 5.0 (2H, d, J = 0.9 cps) at ppm.
b) (+) - thuyopsanol- (3) and (-) - neoisothuyopsanol- (3)
0.85 g of (-) - A2 (z2) -thuyopsenol- (3) prepared according to the description in paragraph a) was dissolved in 10 ml of ethyl acetate. 0.09 g of PtO 3 was added, and the hydrogenation proceeded in the usual manner. After 1 h, the solution was filtered and 0.75 g of substance collected after removing the solvent in vacuo. Analysis by gas chromatography revealed the presence of a component A (45 0 / o) and a component B (35 0 / o) alongside unidentified impurities.
By preparative gas chromatography, was separated
A, F. 1150, identified as (+) - thuyopsanol- (3). NMR spectrum: 0.53 (3H, s), 1.1 (3H, d, J = 0.4 cps), 1.08 & 1.0 (2 X 3H, s), 0.1-0.8 (2H, broadband), 1.2-2.2 (1111), 3.15 (1H); then B, F. 102-1040, identified as (-) - neoisothuyopsanol- (3), [a] 2D0 = + 16.80.
c) (+). thuyopsanol- (3)
At 150 under argon, diborane (resulting from the reaction of 100 g of NaBH4 in 1 liter of diglyme with 400 g of boron trifluoride etherate) was bubbled through a solution of 105 g of thuyopsene (α 20 = - 900) in 250 ml of absolute tetrahydrofuran.
D
It was left aside overnight and then a little water was added to the mixture so as to destroy the excess R 2 H 3.
A solution containing 30 g of 30 oxo H 2 O 2 and 60 g of a 12% aqueous solution of KOH was added dropwise at room temperature. After 2 days at room temperature, it was extracted with petroleum ether (3050). After treating the extract as usual, the residue was distilled under reduced pressure and 64 g of crude thuyopsanol- (3) was obtained. By crystallization from petroleum ether (80-1000), an analytical sample, mp 113.1140; a2D0 = + 160 (CHCl3), whose spectroscopic constants are the same as those described in paragraph b).