DE1668054C3 - Makrocyclische Ketone, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung als Riechstoffe und/oder Fixateure - Google Patents

Description

CH-R

(D

CH-- CH == CH_n

in welcher R Wasserstoff oder den Methylrest und eines der Symbole η die Zahl 1 und das andere die Zahl 2 bezeichnen und in welcher die Doppelbindung eis- oder trans-Konfiguration aufweist. 2. Verfahren zur Herstellung von ungesättigten Ketonen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen ungesättigten bicyclischen Kohlenwasserstoff der allgemeinen Formel

CH, — C-CH,

(CH₂)₈

CH-R

(V)

CH, — C — CH,

in welcher R die oben angegebene Bedeutung besitzt, in Gegenwart von molekularem Sauerstoff und eines sauersloffübertragenden Sensibilisators belichtet, das entstandene Gemisch von Hydroperoxyden der allgemeinen Formeln

CH== C-CH,

(CH₂)₈

CH-R

(VIa)

CH, — C — CH₂

OOH

CH, -C = CH

(CH₂J₈

CH-R

(VIb)

CH₂ — C — CH₂ OOH

35

40

45

mit Diboran umsetzt, das dabei erhaltene Reaktionsprodukt mit Wasserstoffperoxyd oxydiert, das erhaltene Gemisch der gesättigten bicyclischen Diole der allgemeinen Formeln

HO-CH CH-CH,

handelt und das erhaltene Monotosylatgemisch mit einer stark alkalischen Verbindung, wie Kalium-tert.-butylat, behandelt und gewünschtcnfalls ein cis-isomerenhaltigcs Produkt durch Belichtung in üblicher Weise in das trans-Isomere überführt. 3. Verwendung der Ketone der im Anspruch 1 ani»e<iebencn Formel als Riechstoffe und/oder Fixateure.

(CH

2<8

CH₂ — C

² 1

CH-R (VHa) CH₂

CH,

OH
CH-CH-OH

55

60

(CH₂)_H

CH₂-C-

OH

CH-R (VHb) CH₂

in an sich bekannter Weise mit Tosylchloritl be-Die vorliegende Erfindung betrifft makrocyclische Ketone, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung als Riechstoffe und/oder Fixateure.

Cyclopentadecanon und 3 - Methyl - cyclopentadecanon-(l) sind bekannte, Tür die Riechstoffindustrie unentbehrliche Riechstoffe mit Moschusgeruch. Es sind auch bereits mehrere Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen bekannt, die jedoch ausnahmslos unbefriedigend sind, da sie entweder zahlreiche Stufen umfassen und nur geringe Ausbeuten der gewünschten Produkte liefern oder aber von schwer zugänglichen, teuren Ausgangstnaterialien ausgehen. Es besteht daher ein Bedarf an neuen Riechstoffen aus leichter zugänglichen und wohlfeilen Ausgangsmaterialicn auf neuen, einfacheren synthetischen Wegen.

Aufgabe der Erfindung ist dementsprechend die Schaffung von neuen makrocyclischcn Ketonen mit interessanten Riechstoffeigenschaften, die gleichzeitig Vorläufer von Cyclopentadecanon bzw. 3-Mcthylcyclopentadecanon-(l) darstellen. Ferner soll ein einfaches Verfahren zur Herstellung dieser neuen makrocyclischen Ketonverbindungen geschaffen werden.

Gegenstand der Erfindung sind daher Ketone der allgemeinen Formel

Il

CH₂-C-

(CH₂)₈

CH₂
CH-R

(D

CH_n-CH-CH_n

in welcher R Wasserstoff oder den Methylrest unc eines der Symbole η die Zahl 1 und das andere die Zahl 2 bezeichnen und in welcher die Doppelbindung eis- oder trans-Konfiguration aufweist.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eir Verfahren zur Herstellung dieser ungesättigten Ketone das dadurch gekennzeichnet ist, daß man einen unge sättigten bicyclischen Kohlenwasserstoff der allge meinen Formel

CH, — C — CH,

(CH₂)h

CH-R

(V)

CH, — C-CH,

in welcher R die oben angegebene Bedeutung bcsitzi
in Gegenwart von molekularem Sauerstoff und eine
sauerstoffüberlragenden Sensibilisalors belichtet, da

entstandene Gemisch von den Hydroperoxyden der allgemeinen Formeln

= C-CH,

CH-R

CH₂ — C — CH₂

OOH CH₁-C = CH

(VIa)

(CH,),

CH-R

(VIb)

CH₂-C- CH, OOH

mit Diboran umsetzt, das dabei erhaltene Reaktionsprodukt mit Wasserstoffperoxyd oxydiert, das erhaltene Gemisch der gesättigten Acyclischen Diole der allgemeinen Formeln

HO-CH CH-CH,

und das erhaltene Monotosylntgcmisch mit einer stark alkalischen Verbindung, wie Kalium-tert.-buty-IaI. behandelt und gcwünschtcnfalls ein cis-isomerenhaltiges Produkt durch Belichtung in üblicher Weise in das Irans-Isomcre überfuhrt.

Die ungesättigten Ketone der allgemeinen Formel 1 sind neue Stoffe, die als solchc interessante Riechstoffeigenschaften besitzen. Ihr Geruch ist beträchtlich intensiver als derjenige der entsprechenden gesattigten Ketone. Während die letzteren einen charakteristischen Moschusduft entwickeln, weisen die ungesättigten Ketone, in welchen R Wasserstoff ist, einen an Zibeton erinnernden Geruch, und die ungesättigten Ketone, in welchen R Methyl ist, einen mehr edelholzartigen Geruch auf.

Auch die Diole der allgemeinen Formeln VIIa und VIIb sind neue Verbindungen.

Die AusL'angsverbindungcn des beanspruchten Verfahrens der allgemeinen Formel V können in einfacher Weise aus der entsprechenden Verbindung der allgemeinen Formel

CH,-C-C = O

(CH₂)* ! CH

(_ ΓΙ 7 v^ ™" ~~ K^, ι

OH CH₂-CH-CH-OH

(VIIa) (CH₂J₈

CH-R

(VIII)

CH₂ — C — CH₂

CH-R (VIIb)

CH₉-C

CH₂

OH

in an sich bekannter Weise mit Tosylchlorid behandelt in welcher R Wasserstoff oder den Methylrest bezeichnet, hergestellt werden.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel VIII wiederum können aus Cyclododccanon nach zwei verschiedenen Methoden (A und B), die nachstehend schematisch beschrieben sind, hergestellt werden.

Methode A

₂ (CH₂)₈
CH₂-

C=O

CH,

CH₂-

(CH₂J₈

CH2

CH — COOR'

R —C--COOR'

!I

CH₂

ROH
NaOR"

CH₁-

(CH₂J₈

C = O COOH

CH — R CH₂ C CH₂

OH' CH₂-(CH₂J₈

OR"
C-O-C=O

CH-R
C CH₂

COOR"

Fortsetzung

CH,

(CH, )₈

CH,

1. NaBH₄

2. H₂SO₄

CH-O-C = CH-R

Polyphosphorsäure

CH

CH,

CH₂-(CH₂)₈ CH₂-

C-C =

CH-R

C-CH,

R = Wasserstoff oder Methyl; R' = niederes Alkyl, ζ. B. Methyl oder Äthyl; R" niederes Alkyl, z. B. Methyl oder Äthyl.

Methode B

CH,

C = O

(CH,)_B
CH₂ CH,

COOR'

Il

CH-R

CH₂ COOR'

CH₂-(CH₂I₈
CH₂-

C COOR' CH-R -C-CH

COOR'

Polyphosphorsäure

CH₂ C-C=O

(CH₂)₈ CH-R

CH₂ C — CH₂

OH'¹

CH, C-C = O

(CH

2'8

CH-R

CH₂ C —COOR'

R = Wasserstoff oder Methyl; R' = niederes Alkyl, ζ. Β. Methyl oder Äthyl.

Durch Epoxydierung der Verbindungen der allgemeinen Formel VIII, Umsetzung der Epoxyde mit Tosylhydrazin und Fragmentierung der Tosylhydrazone gelangt man zu den Verbindungen der allgemeinen Formel 11. wie das nachfolgende Schema zeigt:

CH₂-

(CH₂I₈
CH₂ -

CH CH,

H₉O,

NaOH

CH₂^
(CH₂J₈
CH,-

C=O

O CH R JX

Tosylhydrazin

Cl I₂

CH₂

C ^^= C

CH

C CH_;

CH, C C=N- NH — Ts

(CH₂J₈

O CH R

CH, C CH,

Aus den Verbindungen der allgemeinen Formel VIII kann man beispielsweise durch katalytisch^: Hydrierung mittels Raney-Nickel bei Raumtemperatur und normalem oder erhöhtem Druck, gegebenenfalls in alkalischem Medium, unter Verwendung von 2 Mol Wasserstoff auf je I Mol ungesättigtes Keton die Verbindungen der Formel

CH₁-CH -CHOH

(CH,

2's

CH-R

(X)

CH₂ — CH — CH₂

herstellen.

Durch Dehydratisierung der Verbindungen X und Isomerisierung der entstehenden Doppelbindung mittels saurer Reagenzien können die Verbindungen der Formel

CH₇-C-CH₂

(CH₂I₁₁

CH — R

(V)

CH, -C -CH₂

erhalten weiden. Als dehydralisierendc und isomerisierende saure Reagenzien können beispielsweise anorganische Säuren, wie Schwefelsäure oder Phosphorsäure, oder saure Salze, wie Kaliumhydrogcnsulfat. oder aromatische Sulfonsäuren, wie Benzol- oder p-Toluolsulfonsäure. verwendet werden.

Die Verbindung der allgemeinen Formel VIII, in welcher R Melhyfist. d. h. 14-Methyl-bicyclof, 10.3,0]-pcntadeccn-f!(!2)J-on-(!3), kann auch dadurch erhalten werden, daß man Bicyclof 10,3,0]-pentadeeen-[ 1(12)]-on-(13) zunächst mit einem Dialkylcarbonat. z. B. Diäthylcarbonal und anschließend mit einem Alkylhalogcnid. z.. B. Melhyljodid, umsetzt und das erhaltene Reaktionsprodukl unter dccarboxylierend wirkenden Bedingungen verseift oder daß man Bicyclo[ 10.3.0] - pcntadcccn - [1(12)] - on -(13) durch Umsetzung mit einer organischen Base in das entsprechende Enamin überführt, das letztere mit einem Alkylhalogcnid umsetzt und anschließend mit einem die Carboxylgruppe regenerierenden Mittel behandelt.

Als Aussangsmaterial für die vorangehend beschriebenen Synthesen dient Cyclododecanon, das gegenüber den bisher zur Synthese von makrocyclischen Riechstoffen mit 15 Ringgliedern verwendeten Aus«anssst offen, beispielsweise 8-Formyloctanoal (z. B. entsprechend J. Chem. Soc, 4154 [1964]), außergewöhnliche Vorteile bietet. Cyclododecanon ist in ausgezeichneter Reinheit und in unbeschränkten Mengen zu außerordentlich niedrigen Preisen zueänglich. Die Ringerweiterung des Cyclododecanons auf 15 Rineglieder läßt sich technisch in einfacher und wirtschaftlicher Weise durchführen. So wird bei der Synthese von Dehydromuskon durch das erfindungsgemäße Verfahren, ausgehend von Cyclododecanon. eine Ausbeute von etwa 30 Gewichtsprozent erhalten. Das obengenannte, bekannte Verfahren, welches von dem schwer zugänglichen 8-Formyloctanoai ausseht, ergibt lediglich eine Ausbeute von 1.6 Gewichtsprozent "(bezogen auf das eingesetzte Ausgangsmaicrial) an einer anderen Muskonvorläufcrverbindung.

Beispiel 1

al Fine Lösung von 20.6 g {0,1 Mol) Bicyclo| 10.3.01-pentadecen-f 1(12)] und 0,2 g Rose Bengale in 50 ml Methanol und 50 ml Benzol werden in einer Bclich-HiiigsapparaUir herkömmlicher Bauart (vgl. zum Bcispiel G. O. S c h c η k in A. Schönberg: »Präparativc organische Photochemie«:, Springer Verlag, Göttingen, 1958) unter Durchlciten von reinem Sauerstoff bei 20 C mit einem Quccksilber-Hochdruckbrenner (Typ Philipps HPK 125 Watt) belichtet. Die Reaktion ist nach etwa 70 Minuten bei einer Absorption von 2300 ml Sauerstoff beendet. Nach Abdampfen des Lösungsmittels im Vakuum bei einer Badtemperatur von 40"C erhält man 23 j; (etwa 93% der theoretischen Ausbeute) eines teilweise kristallinen Gemisches von 1 - Hydropcroxybicyclof 10,3,0] - pcntadeccn-[12(13)] und 1 - Hydroperoxybicyclof 10,3,0] - pcntadecen-[11(12)]. Das Produkt zeigt mit KJ Eisessig eine positive Hydroperoxydrcaklion (Jodabschcidung). IR-Spcktrum: 3400 cm ' (assoz. OOH-Valenz);815 cm"¹ (trisubst. C C-Gruppe).

b) In eine auf OC gekühlte und in einer inerten Atmosphäre (N₂) gehaltene Lösung von 23,8 g eines gemäß Beispiel 1 a hergestellten Hydroperoxydgemischcs in 300 ml absolutem Tetrahydrofuran leitet man langsam das aus 12 g Nalriumborhydrid in Diäthylenglykoldimethylather durch Zutropfen von 60 g 40%igem Borfluorid-Älherat entwickelte Diboran ein. Nach einstündigem Rühren setzt man dem Reaklionsgcmisch unter Kühlung eine Mischung von 100 g 12%igcs äthanolisches Kaliumhydroxyd und 25 g 30%iges Wasserstoffperoxyd zu und rührt das Reaklionsgemisch noch 2 Stunden. Durch Aufarb« itung des Reaktionsgemisches nach üblichen Methoden erhält man 18,5 g (75% der Theorie) eines Gemisches von Bicyclo[ 10.3.0] - pentadccandiol - (1,11) und BicyclotlO.S.Ol-cyclopcnladecandioMUS), das zur Kristallisation neigt. Das IR-Spektrum dieses Produkts weist eine OH-Valcn/schwingungbci 3450 cm""¹ auf und zeigt im übrigen keine Anzeichen für C = C-Doppelbindungen.

c) 2 g des im Vakuum getrockneten Diolgemisches werden in 30 ml absol jtem Pyridin gelöst und portionsweise mit 2.0 g Toluolsulfonsäurechlorid versetzt Man läßt die Lösung 2 Tage bei Raumtemperatui stehen und gießt sie anschließend in Wasser. Da; abgeschiedene öl wird η Äther aufgenommen, worau man die ätherische Lösung mn verdünnter Natrium bicarbonallösung wäscht und das Lösungsmittel ab dampft. Man erhält 3,8 g eines teilweise kristallin« Gemisches der Monotosyldiole.

d) Man vermischt 2,0 g des Tosylatgemisches mi 20 ml absolutem tert.-Butanol und 3 g Natrium methylat und kocht das Gemisch unter Rückflul 2 Stunden unter Feuchtigkeitsausschluß. Nach der Abdampfen des tert.-Butanols im Vakuum nimm man den Rückstand in 100 ml Wasser auf und extra hiert die Lösung mit 50 ml Äther. Durch Aufarbeitun des Extraktes erhält m;in 0,9 g eines öligen Produkte: das gemäß gaschromatographischer Analyse zu 72°/ aus e'T.em Gemisch von Cyclopentadecen-(4)-on-(] und Cyclopentadecen-(5)-on-(l) besteht. Diese Gemisch kann durch Hydrierung in Cyclopentadc canon übergeführt weiden.

/UTO Al 7M

e i s ρ i e I 2

a) Man löst 22,2g (O I Mol) cis-Cyclopenladeceii-(4)-on-(l) in 300 ml Benzol und gibt der Lösung 5 g DiphenyldisuHid zu. Die Lösung wird in einer BelichtungsapparaUii herkömmlicher Bauart (vgl. zum Beispiel G. O. S c h e η k in A. Schönberg: »Präparat: ve organische Phoiochemie«, Springer Verlag. Göttingen, 195S) bei Raumtemperatur mit einem Quecksilber-Hochdruckbrcnncr (Typ Philipps HKP 125 Walt)48 Stunden belichtet. Das Reaktionsgemisch wird in üblicher Weise !Aufgearbeitet, wobei man ein Produkt erhält, das zu etwa 90% aus trans-C'yclopentadecen-(4)-on-(l) besteht.

Beispiel 3

i -Rosenoxid 5

Natürlicher entfetteter Zibet 55

Sandelholz. 20

Ylang 20

Geranium Bourbon IO

.lasmolacton, 10%ige Lösung 20

Verbena ".' 30

Methyl-dihydiqjasrnonat 50

Pctitgrain-Bigarade 40

Rose, künstlich SO

Absolutes Hichcnmoos 20

Phenyläthylalkohol 20

Damascenon. 10%ige Lösung 50

Bergamoitc, künstlich 100

Cumarin 50

Ambrettemoschus _t 10

Ketonmoschus IO

Methylnonylacctaldehyd. 10% 10

Dodecanal, 10%igc Lösung 10

IJndeeanal, IO%ige Lösung 30

Nonanal 20

Jasmin, künstlich K)O

K-Isomethylipnon 100

Vetiverylacetat 50

Patchouli K)

Vetivcrol 30

(yclopenladecen-(4 und -S)-On-(I) mit
überwiegendem Anteil der trans-

Isomercn, als IO%ige Lösung 50

Insgesamt lOÖO

Die Zugabe der crfindungsgcmäUcn Verbindungen verleiht der Grundkomposition eine gute definierte Homogenität und entwickelt eine markante Moschusnote. Dieser Moschuscharakter besitzt eine natürliche und warme Tiefe.

K»tr ■■ Pg? i£*-<SS5333..»!

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Ketone der allgemeinen Formel O

CH₂-C

(CH₂)₈

CH₁