**ATTENTION** debut du champ DESC peut contenir fin de CLMS **.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour la préparation d'un carboxylate de 2-méthyl3-(2-méhyl-5-isopropénylcyclopent- i -éne- 1 -yl)propyle, caractérisé en ce que:
a) on traite le l-méthyl-2-méthylène-3-isopropénylcyclopen- tanol avec un orthopropionate d'alkyle en présence d'un catalyseur constitué par un acide organique ayant un pKa compris entre 7,0 et 9,0, pour fournir un 2-méthyl-3-(2-méthyl-5-isopropénylcyclopent-l-ène-l-yl)propionate d'alkyle;
b) on réduit l'ester ansi obtenu en alcool primaire correspondant, et
c) on acyle ledit alcool primaire pour fournir le carboxylate désiré.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'orthopropionate d'alkyle est l'orthopropionate de triéthyle.
3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur est un dérivé phénolique.
4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le dérivé phénolique appartient au groupe de composés ci-après:
o-nitrophénol,
m-nitrophénol,
p-nitrophénol,
o-chlorophénol,
m-chlorophénol, et
o-hydroxyacétophénone.
5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le 1 -méthyl-2-méthyléne-3-isopropénylcyclopentanol est traité avec
I'orthopropionate d'alkyle à une température voisine de la température d'ébullition du mélange de réaction.
6. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que:
a) on traite le l-méthyl-2-méthyléne-3-isopropénylcyclopen- tanol avec l'orthopropionate de triéthyle pour fournir le 2-méthyl3-(2-méthyl-5-isopropénylcyclopent- 1-éne- 1 -yl)propionate d'éthyle;
b) on réduit ledit ester pour donner le 2-méthyl-3-(2-méthyl 5-isopropénylcyclopent-l-éne-l-yl)propanol, et on acétyle l'alcool ainsi obtenu pour fournir l'acétate de 2-méthyl-3-(2-méthyl-5-iso propénylcyclopent- 1 -éne- 1 -yl)propyle.
L'acétate de 2-méthyl-3-(2-méthyl-5-isopropénylcyclopent l-ène-l-yl)propyle est un composé particulièrement intéressant pour ses propriétés organoleptiques, notamment dans le domaine de la parfumerie. Il sert à développer des notes olfactives variées, telles que des notes vertes, fruitées ou fleuries [voir à cet effet: brevet suisse N" 566113], et trouve par conséquent un emploi fort étendu dans bon nombre de compositions parfumantes.
Un procédé pour sa préparation [voir le brevet suisse cité plus haut] consiste à cycliser par voie thermique le 2,6-diméthyloct2-ène-7-yne-6-ol, additionner, sur la double liaison méthylénique du produit ainsi obtenu, Féthoxyprop-l-éne pour fournir un composé aldéhydé, réduire le groupe aldéhydique en alcool primaire et acyler enfin l'alcool ainsi obtenu. Ce procédé peut être illustré par le schéma réactionnel ci-après:
EMI1.1
Cette méthode, qui a donné des résultats tout à fait satisfaisants, se heurte cependant à plusieurs difficultés d'ordre pratique.
En effet, nous avons remarqué que la réaction d'addition de l'éthoxyprop-l-ène sur la double liaison méthylénique du carbinol tertiaire, lorsqu'elle est appliquée à l'échelle industrielle, est accompagnée souvent de réactions de polymérisation, ce qui entraîne une diminution sensible des rendements en produit final et augmente les difficultés techniques de purification.
Nous avons maintenant découvert, de façon inattendue, que les carboxylates de 2-méthyl-3-(2-méthyl-5-isopropénylcyclopent- I-éne-l-yl)propyle pouvaient être aisément préparés par un procédé nouveau, caractérisé en ce que:
a) on traite le l-méthyl-2-méthylène-3-isopropénylcyclopenta- nol avec un orthopropionate d'alkyle en présence d'un catalyseur constitué par un acide organique ayant un pKa compris entre 7,0 et 9,0, pour fournir un 2-méthyl-3-(2-méthyl-5-isopropénylcyclo pent-l-ène-l-yl)propionate d'alkyle;
b) on réduit l'ester ainsi obtenu en alcool primaire correpondant, et
c) on acyle ledit alcool primaire pour fournir le carboxylate désiré.
Suivant un mode d'exécution préférentiel du procédé de la présente invention, I'on utilise comme orthopropionate d'alkyle un orthopropionate de trialkyle, en particulier l'orthopropionate de triéthyle, un tel réactif étant disponible sur le marché à un prix avantageux.
La première étape du procédé de l'invention constitue formellement un réarrangement du type dit de Claisen. Un tel réarrangement avait été observé lors de la conversion, par exemple, d'alcools allyliques secondaires en leurs esters r, 3 insaturés [voir à cet effet: J. Amer. Chem. Soc. 92, 741 (1970) et Tetrahedron
Letters 1975, 691] mais, jusqu'à présent, on avait observé que les alcools allyliques tertiaires ne subissaient pas ce type de réarrangement.
La présence d'un catalyseur acide est déterminante pour le
bon déroulement de la réaction. Comme catalyseur acide, il convient tout particulièrement d'utiliser des acides organiques ayant une constante de dissociation (pKa) comprise entre 7,0 et 9,0 (définie dans une solution aqueuse). Suivant un mode d'exécution particulier du procédé de l'invention, on peut utiliser à cet effet des dérivés phénoliques, tels que l'o-nitrophénol, le m-nitrophénol, le p-nitrophénol, I'o-chlorophénol, le m-chlorophénol ou l'o-hydroxyacétophénone par exemple. L'o-nitrophénol est utilisé de préférence.
Nous avons remarqué qu'en utilisant lesdits catalyseurs acides, la quantité d'orthoester nécessaire pour promouvoir la réaction d'addition était nettement inférieure à celle qui avait été indiquée dans des cas analogues [voir J. Amer. Chem. Soc. op. cit. 7], d'ou une économie accrue.
Les proportions d'orthoester utilisé peuvent varier largement.
Pour des raisons d'ordre économique cependant, des proportions préférentielles sont comprises entre 2 et 4 équivalents dudit orthoester par rapport au l-méthyl-2-méthylène-3-isopropénylcyclopentanol. Aux concentrations les plus élevées, on a observé les rendements les meilleurs en ester propionique désiré; cependant, la réaction principale d'addition est accompagnée par une décomposition marquée de l'orthoester, d'où une perte sur l'économie globale du procédé.
La température à laquelle on peut effectuer la réaction qui caractérise l'étape a) du procédé de l'invention peut varier dans une gamme de valeurs assez étendue. Pour des raisons d'ordre pratique, ladite réaction s'effectue à une température voisine de la température d'ébullition du mélange traité, en particulier à une température légèrement inférieure à celle-ci. C'est ainsi que, lors de l'utilisation d'orthopropionate de triéthyle, de bons rendements en produit final on été obtenus en opérant à une température d'environ 140"C. A cette température, I'éthanol qui se forme au cours de la réaction peut être recueilli par distillation au fur et à mesure de sa formation.
Les étapes suivantes, b) et c), sont effectuées conformément à des techniques usuelles, notamment décrites dans le brevet suisse N0 566113.
C'est ainsi que, par exemple, les esters obtenus suivant le procédé décrit plus haut peuvent être réduits à l'aide d'un aluminohydrure d'un métal alcalin, le LiAIH4 par exemple, dans l'éther éthylique.
L'acylation (étape c) de l'alcool obtenu peut être effectuée par traitement dudit alcool avec les agents acylants usuels; des anhydrides d'acides organiques, tels que par exemple l'anhydride mixte formique/acétique ou l'anhydride acétique, ou des chlorures d'acyle, tels que le chlorure d'acétyle, sont utilisés de préférence.
La présente invention est illustrée par l'exemple suivant, dans lequel les températures sont indiquées en degrés centigrades et les abréviations ont le sens usuel dans l'art.
Exemple:
Acétate de 2-méthyl-3- (2-méthyl-5-isopropénylcyclopent-l-éne-l
yl)propyle
a) Un mélange de 6,08 g (40 mM) de l-méthyl-2-méthylène3-isopropénylcyclopentanol, 14,0 g d'orthopropionate de triéthyle (80 mM) et 850 mg d'o-nitrophénol a été chauffé sous atmosphère d'argon à 140 pendant environ 6 h. De l'éthanol ainsi qu'une petite quantité de propionate d'éthyle sont recueillis par distillation à travers une colonne de distillation chauffée à environ 85 .
Après avoir éliminé l'orthopropionate de triéthyle en excès, le résidu obtenu a été traité à l'éther, puis l'o-nitrophénol a été éliminé de la phase éthérée par des lavages successifs de celle-ci avec une solution aqueuse 5% d'hydroxyde de sodium. Les traitements usuels de séchage sur MgSO4, évaporation et distillation ont fourni 5,50 g d'un mélange stéréo-isomérique de 2-méthyl-3-(2méthyl-5-isopropénylcyclopent- l-ène-l -yl)propionate d'éthyle: éb. 120-130 /12 torrs; rendement = 58%. Le mélange obtenu avait une pureté d'environ 95%.
En opérant de façon semblable à celle qui a été décrite ci-dessus, mais en utilisant, à la place de 2 équivalents d'orthopropionate de triéthyle, 2,7 équivalents (par rapport au cyclopentanol de départ), l'on a obtenu l'ester désiré avec un rendement égal à 65%.
b) Une solution de 5,9 g (25 mM) de l'ester obtenu suivant a) ci-dessus dans 12 ml d'éther anhydre a été ajoutée à une suspension maintenue sous agitation de 0,66 g (17,5 mM) de LiAIH4 dans 35 ml d'éther anhydre. Le mélange de réaction a été agité et maintenu à reflux pendant 18 h, puis, après refroidissement, il a été versé sur de la glace. Après acidification avec une solution aqueuse à 10% d'HCI, extraction à l'éther, lavage des extraits organiques avec de l'eau et séchage, suivi d'évaporation et distillation, on a obtenu 3,68 g de 2-méthyl-3-(2-méthyl-5-isopropénylcyclopent-l-éne-l-yl)propanol ayant éb. 125-127 /12 torrs; pureté > 95%.
c) Un mélange de 7,40 g (38 mM) de l'alcool obtenu suivant b) ci-dessus, 6,70 g d'anhydride acétique (66 mM) et 0,74 g d'acétate de sodium anhydre a été chauffé à 135 pendant 4 h, puis il a été refroidi à température ambiante et versé dans 200 ml d'eau. Ce mélange a été maintenu sous agitation pendant 1 h, de façon à décomposer l'excès d'anhydre acétique présent, ensuite on l'a extrait à l'éther. Les traitements de lavage avec une solution aqueuse de bicarbonate de sodium et eau, séchage sur MgSO4 et distillation ont fourni 7,10 g (rendement 80%) d'un mélange stéréo-isomérique contenant au moins 95% du produit désiré ayant éb. 135-138 /12 torrs.
Les caractères analytiques du produit ainsi obtenu sont en tous points identiques à ceux qui ont été indiqués dans le brevet suisse N" 566113.
** ATTENTION ** start of DESC field can contain end of CLMS **.
CLAIMS
1. Process for the preparation of a 2-methyl3- (2-mehyl-5-isopropenylcyclopent-i -ene-1 -yl) propyl carboxylate, characterized in that:
a) 1-methyl-2-methylene-3-isopropenylcyclopentanol is treated with an alkyl orthopropionate in the presence of a catalyst consisting of an organic acid having a pKa of between 7.0 and 9.0, to provide an alkyl 2-methyl-3- (2-methyl-5-isopropenylcyclopent-1-en-1-yl) propionate;
b) the obtained ansi ester is reduced to the corresponding primary alcohol, and
c) said primary alcohol is acylated to provide the desired carboxylate.
2. Method according to claim 1, characterized in that the alkyl orthopropionate is triethyl orthopropionate.
3. Method according to claim 1, characterized in that the catalyst is a phenolic derivative.
4. Method according to claim 3, characterized in that the phenolic derivative belongs to the group of compounds below:
o-nitrophenol,
m-nitrophenol,
p-nitrophenol,
o-chlorophenol,
m-chlorophenol, and
o-hydroxyacetophenone.
5. Process according to claim 1, characterized in that the 1 -methyl-2-methylene-3-isopropenylcyclopentanol is treated with
Alkyl orthopropionate at a temperature close to the boiling point of the reaction mixture.
6. Method according to claim 1, characterized in that:
a) 1-methyl-2-methylene-3-isopropenylcyclopentanol is treated with triethyl orthopropionate to provide 2-methyl3- (2-methyl-5-isopropenylcyclopent-1-en-1 -yl) propionate d 'ethyl;
b) said ester is reduced to give 2-methyl-3- (2-methyl 5-isopropenylcyclopent-1-en-1-yl) propanol, and the alcohol thus obtained is acetylated to give 2-methyl acetate -3- (2-methyl-5-iso propenylcyclopent-1 -ene-1 -yl) propyl.
2-Methyl-3- (2-methyl-5-isopropenylcyclopent l-en-l-yl) propyl acetate is a compound of particular interest for its organoleptic properties, in particular in the field of perfumery. It is used to develop various olfactory notes, such as green, fruity or flowery notes [see for this purpose: Swiss patent No. 566113], and consequently finds a very extensive use in a good number of perfume compositions.
A process for its preparation [see the Swiss patent cited above] consists in thermally cyclizing 2,6-dimethyloct2-ene-7-yne-6-ol, adding, to the methylenic double bond of the product thus obtained, ethoxyprop -l-ene to provide an aldehyde compound, reduce the aldehyde group to primary alcohol and finally acylate the alcohol thus obtained. This process can be illustrated by the reaction scheme below:
EMI1.1
This method, which has given completely satisfactory results, however, comes up against several practical difficulties.
Indeed, we have noticed that the reaction of addition of ethoxyprop-l-ene to the methylenic double bond of tertiary carbinol, when it is applied on an industrial scale, is often accompanied by polymerization reactions, which leads to a significant reduction in the yields of final product and increases the technical difficulties of purification.
We have now unexpectedly discovered that 2-methyl-3- (2-methyl-5-isopropenylcyclopent-I-en-1-yl) propyl carboxylates can be easily prepared by a novel process, characterized in that :
a) the 1-methyl-2-methylene-3-isopropenylcyclopentanol is treated with an alkyl orthopropionate in the presence of a catalyst consisting of an organic acid having a pKa between 7.0 and 9.0, to provide an alkyl 2-methyl-3- (2-methyl-5-isopropenylcyclo pent-1-en-1-yl) propionate;
b) the ester thus obtained is reduced to the corresponding primary alcohol, and
c) said primary alcohol is acylated to provide the desired carboxylate.
According to a preferred embodiment of the process of the present invention, the alkyl orthopropionate used is a trialkyl orthopropionate, in particular triethyl orthopropionate, such a reagent being available on the market at an advantageous price.
The first step of the process of the invention formally constitutes a rearrangement of the so-called Claisen type. Such a rearrangement had been observed during the conversion, for example, of secondary allyl alcohols into their unsaturated r, 3 esters [see in this regard: J. Amer. Chem. Soc. 92, 741 (1970) and Tetrahedron
Letters 1975, 691] but, until now, it had been observed that tertiary allyl alcohols did not undergo this type of rearrangement.
The presence of an acid catalyst is decisive for the
smooth running of the reaction. As the acid catalyst, it is particularly suitable to use organic acids having a dissociation constant (pKa) of between 7.0 and 9.0 (defined in an aqueous solution). According to a particular embodiment of the process of the invention, it is possible to use for this purpose phenolic derivatives, such as o-nitrophenol, m-nitrophenol, p-nitrophenol, o-chlorophenol, m -chlorophenol or o-hydroxyacetophenone, for example. Preferably o-nitrophenol is used.
We have noticed that by using said acid catalysts, the amount of orthoester necessary to promote the addition reaction was markedly less than that which had been indicated in analogous cases [see J. Amer. Chem. Soc. op. cit. 7], hence an increased economy.
The proportions of orthoester used can vary widely.
For reasons of an economic nature, however, preferential proportions are between 2 and 4 equivalents of said orthoester relative to 1-methyl-2-methylene-3-isopropenylcyclopentanol. At the highest concentrations, the best yields of the desired propionic ester were observed; however, the main addition reaction is accompanied by marked decomposition of the orthoester, resulting in a loss to the overall economy of the process.
The temperature at which the reaction which characterizes step a) of the process of the invention can be carried out can vary over a fairly wide range of values. For practical reasons, said reaction is carried out at a temperature close to the boiling point of the treated mixture, in particular at a temperature slightly below this. Thus, when using triethyl orthopropionate, good yields of final product have been obtained by operating at a temperature of about 140 ° C. At this temperature, the ethanol which is formed during of the reaction can be collected by distillation as it is formed.
The following steps, b) and c), are carried out in accordance with usual techniques, in particular described in Swiss patent No. 566113.
Thus, for example, the esters obtained according to the process described above can be reduced using an aluminohydride of an alkali metal, LiAIH4 for example, in ethyl ether.
The acylation (step c) of the alcohol obtained can be carried out by treating said alcohol with the usual acylating agents; organic acid anhydrides, such as, for example, mixed formic / acetic anhydride or acetic anhydride, or acyl chlorides, such as acetyl chloride, are preferably used.
The present invention is illustrated by the following example, in which temperatures are given in degrees centigrade and the abbreviations have the usual meaning in the art.
Example:
2-Methyl-3- (2-methyl-5-isopropenylcyclopent-1-en-1 acetate
yl) propyl
a) A mixture of 6.08 g (40 mM) of 1-methyl-2-methylene3-isopropenylcyclopentanol, 14.0 g of triethyl orthopropionate (80 mM) and 850 mg of o-nitrophenol was heated under atmosphere argon at 140 for about 6 hours. Ethanol as well as a small amount of ethyl propionate is collected by distillation through a distillation column heated to about 85.
After removing the excess triethyl orthopropionate, the residue obtained was treated with ether, then the o-nitrophenol was removed from the ether phase by successive washings thereof with a 5% aqueous solution of 'sodium hydroxide. The usual treatments of drying over MgSO4, evaporation and distillation gave 5.50 g of a stereoisomeric mixture of 2-methyl-3- (2methyl-5-isopropenylcyclopent-1-en-1 -yl) propionate. : eb. 120-130 / 12 torr; yield = 58%. The resulting mixture had a purity of about 95%.
By operating in a manner similar to that which has been described above, but using, instead of 2 equivalents of triethyl orthopropionate, 2.7 equivalents (relative to the starting cyclopentanol), one obtained l ester desired with a yield equal to 65%.
b) A solution of 5.9 g (25 mM) of the ester obtained according to a) above in 12 ml of anhydrous ether was added to a suspension kept under stirring of 0.66 g (17.5 mM ) LiAIH4 in 35 ml of anhydrous ether. The reaction mixture was stirred and kept at reflux for 18 h, then, after cooling, it was poured onto ice. After acidification with a 10% aqueous HCl solution, extraction with ether, washing the organic extracts with water and drying, followed by evaporation and distillation, 3.68 g of 2-methyl- 3- (2-methyl-5-isopropenylcyclopent-1-en-1-yl) propanol having eb. 125-127 / 12 torr; purity> 95%.
c) A mixture of 7.40 g (38 mM) of the alcohol obtained according to b) above, 6.70 g of acetic anhydride (66 mM) and 0.74 g of anhydrous sodium acetate was heated to 135 for 4 h, then it was cooled to room temperature and poured into 200 ml of water. This mixture was kept under stirring for 1 h, so as to decompose the excess acetic anhydrous present, then it was extracted with ether. Treatments of washing with an aqueous solution of sodium bicarbonate and water, drying over MgSO4 and distillation provided 7.10 g (80% yield) of a stereoisomeric mixture containing at least 95% of the desired product having eb. 135-138 / 12 torr.
The analytical characteristics of the product thus obtained are identical in all respects to those which have been indicated in Swiss patent No. 566113.