DE2154215B2 - In 3-Stellung substituierte 2-Alkylcyclopentanone, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Riechstoffe - Google Patents
In 3-Stellung substituierte 2-Alkylcyclopentanone, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als RiechstoffeInfo
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Description
worin R eine gerad- oder verzweigtkettige Alkyl-
oder Cycloalkylgruppe mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen darstellt und X für |"o oder O steht, wobei R'
eine Methyl-, Äthyl- oder Propylgruppe darstellt.
2. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
2-Alkyl-2-cyclopentenone der Formel
V"
in der R die vorstehende Bedeutung besitzt, in an sich bekannter Weise mit einem Nitroalkan der
Formel
R1CH2NO2
umsetzt, in der R' die vorstehende Bedeutung besitzt, und
das erhaltene Nitroketon der Formel
C — R'
worin R eine gerad- oder verzweigtkettige Alkyl- oder Cycloalkylgruppe mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen
darstellt und X für I" oder O steht, wobei R' eine
Methyl-, Äthyl- oder Propylgruppe darstellt.
2r> Der durch R in der Formel I dargestellte Substitucnt
ist eine geradkettige Alkylgruppe, nämlich n-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl oder n-Heptyl, oder eine verzweigte
Alkylgruppe, d. h. eine sekundäre oder tertiäre Alkylgruppe.
so Die durch die Formel 1 dargestellten Diketone lassen sich in an sich bekannter Weise herstellen.
Gegenstand der Erfindung ist also auch ein Verfahren zur Herstellung der in 3-SteIlung substituierten 2-Alkylcyclopentanone
der Formel I, das dadurch gekennzeich-
j > net ist, daß man 2- Alkyl^-cyclopentenone der Formel
4r>
NO2
Il
CHR'
in der R die vorstehende Bedeutung besitzt, in an sich bekannter Weise mit einem Nitroalkan der Formel
R'CI12NO2
umsetzt, in der R' die vorstehende Bedeutung besitzt,
und
das erhaltene Nitroketon der Formel
in der R und R' die obige Bedeutung haben, gegebenenfalls in einer Nef-Reaktion weiterbehandelt.
3. Verwendung der Verbindungen gemäß An- w> spruch 1, worin X für =0 steht und R und R' obige
Bedeutung haben, als Riechstoffe.
Die Erfindung bezieht sich auf in 3-Stellung substituierte 2-Alkylcyclopentanone der nachfolgenden
NO2
Il
CHR'
(III)
in der R und R' die obige Bedeutung haben, gegebenenfalls in einer Nef-Reaktion weiterbehandelt.
Diese Synthese | läßt sich durch | folgendes | Reaktionsschema erläutern: | NO2 | 1. | OH- | \ O |
O Μ |
CHR' / -R |
2. | H + | (D | Il CR' / |
||||
R'CH2NO2 - | . I | -R | ||||||
L I R+ | ' I | I O |
||||||
O | (III) | |||||||
(II) | ||||||||
Die Anlagerung von Nitroalkanen an 2-Alkyl-2-cyclopentenone der Formel II kann in Gegenwart einer
Reihe von basischen Katalysatoren in unterschiedlichen Lösungsmitteln durchgeführt werden. Benzyltrimethylammoniumhydroxid
in Dioxan und Natriumalkoxid in Methanol oder Äthanol haben sich als am zweckmäßigsten
erwiesen.
R1CH2NO2
1. NaOR/ROH
2. aqHCl/ROH
Die Nef-Reaktion kann auch ohne Isolierung des Zwischenprodukts der Formel III durchgeführt werden,
wenn die Anlagerung der Nitroalkane an 2-Alkyl-2-cyclopentenone in alkoholischen Lösungen in Gegenwart
einer äquivalenten Menge Alkoxid durchgeführt wird, wie es das nachstehende Reaktionsschema zeigt:
Il
CR'
Die Ausbeuten der beiden Verfahren sind vergleichbar. Es bietet jedoch die Isolierung der Nitroketone der
Formel III als Zwischenprodukt in manchen Fällen Vorteile, weil die Unterschiede zwischen den Siedepunkten
einiger cyclischer Diketone der Formel I und der Ausgangscyclopentenone der Formel Il verhältnismäßig
gering sind.
Die meisten der als Ausgangsmaterial zur Durchführung dieses Verfahrens benutzten 2-Alkyl-2-cyclopentenone
sind bekannte Verbindungen. Soweit sie neu sind, können sie nach bekannten Verfahren hergestellt
werden.
Die cyclischen Diketone gemäß der Erfindung sind neue Verbindungen mit besonders charakteristischen
Geruchseigenschaften. Sie besitzen saubere, charakteristische und sehr natürliche blumige Düfte, die beim
Aufbewahren auf Riechstreifen, auf der Haut usw., zu einem äußerst exaltierenden und anhaltenden Effekt
anschwellen. Die neuen Verbindungen haben gute geruchsmodifizierende Eigenschaften, die beim Vermisehen
mit anderen Kompositionen von blumigen, holzartigen, Moschus- und Phantasietyp deutlich in
Erscheinung treten. Vor allem ihre fixierenden Eigenschaften treten beim Entwickeln besonders elegant
wirkender Noten großer Persistenz in vielen Kompositionen deutlich zu Tage. Bei Verwendung in Kompositionen
können die Mengen natürlicher »concretes« und »absolues« wesentlich herabgesetzt werden. Der gewünschte
Effekt der neuen Verbindungen wird in Parfumkompositionen innerhalb äußerst weiter Grenzen,
nämlich von 0,1 —15% erhalten, während die neuen Verbindungen bei Verwendung als Zusätze zu blumigen
Basen in Gewichtsprozentsätzen von 30% und höher
angewendet werden können.
Mit den neuen Verbindungen kann man Kompositionen herstellen, deren parfümistischen Eigenschaften
denen des natürlichen Jasmin-Absolues nahekommen.
In einigen Parfüm-Kompositionen konnte die Menge des angewandten natürlichen Jasmin-Absolues teilweise
oder gar völlig durch eine solche Komposition ersetzt werden. Zum Beispiel konnte in einem Parfüm, in dem
2% Jasmin-Absolue angewandt worden war, die Hälfte, also 1%, durch die gleiche Menge von oben genannter
Komposition ersetzt werden. In der Praxis wird man oft einen höheren Prozentsatz, z. B. 5% des Parfüms,
anwenden, weil damit manchmal die Menge des natürlichen Jasmin-Absolues auf Null reduziert werden
kann. Das Resultat ist dann ein stärkerer Jasmin-Effekt für weniger Geld. Eine solche Komposition kann man
z. B. wie folgt zusammensetzen:
450 | 2-n-Hexyl-3-propionylcyclopentanon |
275 | Benzylacetat |
100 | Geranyllinalool |
75 | Farnesol |
50 | Linalool |
32 | Bienen wachs-Absolue |
10 | cis-Jasmon |
5 | Eugenol |
1,5 | lndol |
0,5 | Methylanthranilat |
0,5 | gamnia-Undecalacton |
0,4 | Methylbcnzoat |
0,1 | p-Kresol |
1000,0
Herstellung von
2-n-Hexyl-3-acetylcyclopentanon
(Methode A)
(Methode A)
a) Herstellung von
2-n-Hexyl-3-(l'-nitroäthyl)-cyclopentanon
2-n-Hexyl-3-(l'-nitroäthyl)-cyclopentanon
In einen 0,5-Liter-Kolben mit Rückflußkühler wurden
100 g 2-n-Hexyl-2-cyclopentenon (siehe Fußnote ') unter nachstehender Tabelle), 60 g Nitroäthan, 7 cm3
einer 40%igen methanolischen Benzyltrimethylammoniumhydroxid-Lösung
und 40 cm3 trockenes Dioxan gegeben. Die Reaktionsmischung wurde 20 h am
Rückflußkühler gekocht. Das Lösungsmittel wurde unter verringertem Druck abdestilliert und der Rückstand
in 300 cm3 Äther gelöst Die Ätherlösung wurde der Reihe nach mit verdünnter Salzsäure, Wasser und
Natriumbicarbonatlösung gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel
wurde unter Atmosphärendruck entfernt und der Rückstand durch eine kurze Vigreux-Säule destilliert.
Nach einer niedriger siedenden Fraktion (21 g, 65—7O°C/O,2mmHg), bestehend aus 2-n-Hexyl-2-cyclopentenon,
wurde das Produkt, 2-n-Hexyl-3-(l'-nitroäthyl)-cyclopentanon, bei 122°C/0,15 mm Hg aufgefangen;
Ausbeute 101 g(7O°/o); ni =1,4727.
b) Herstellung von
2-n-Hexyl-3-acetylcyclopentanon
2-n-Hexyl-3-acetylcyclopentanon
In einen 10-Liter-Dreihalskolben mit mechanischem
Rührwerk, Thermometer, Tropf trichter und Stickstoffzufuhrröhre wurden 545 cm3 einer 2,5 n-Lösung von
Natriumhydroxid in 80%igem Methanol gegeben. Es wurde trockener Stickstoff eingelassen und 84 g
2-n-Hexyl-3-(l'-nitroäthyl)-cyclopentanon im Laufe von 5 min unter kräftigem Rühren zugegeben. Das Reaktionsgemisch
wurde 1 h bei Raumtemperatur gerührt und sodann mit 4000 cm3 8O°/oigem Methanol verdünnt.
Die Reaktionsmischung wurde bis auf O0C gekühlt,
und unter kräftigem Rühren wurden im Laufe von 1 h 480 cm3 konzentrierte Salzsäure zugegeben. Die Temperatur
der Mischung wurde während der Zugabe bei O0C gehalten. Die Reaktionsmischung wurde weitere
30 min bei O0C und 1 h bei Raumtemperatur gerührt. Das Methanol wurde unter verringertem Druck entfernt
und der Rückstand wiederholt mit Äther extrahiert. Die vereinigten Ätherlösungen wurde der
Reihe nuch mit Wasser und Natriumbicarbonatlösung gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter Atmosphärendruck abdestilliert und der Rückstand durch eine
kurze Vigreux-Säule destilliert. Das Produkt, 2-n-Hexyl-3-acetylcyclopentanon,
wurde bei 89°C/0,05 mm Hg aufgefangen; Ausbeute 58,5 g (80%); η ? = 1,4644.
Beispiel II
Herstellung von
Herstellung von
2-n-Hexyl-3-propionylcyclopentanon
(Methode B)
(Methode B)
a) Herstellung von
2-n-Hexyl-3-(r-nitropropyl)-cyclopentanon
2-n-Hexyl-3-(r-nitropropyl)-cyclopentanon
In einen 0,5-Liter-Dreihalskolben mit mechanischem
Rührer, Tropftrichter und Rückflußkühler, geschützt durch ein Calciumchloridtrocknungsrohr, wurde eine
Lösung von 5,4 g Natriummethoxid in 120 cm3 absolutem Methanol gegeben. Der kräftig gerührten Lösung
wurden bei Raumtemperatur 133 g 1-Nitropropan im Laufe von 10 min zugegeben. Die Reaktionsmischung
wurde weitere 45 min gerührt und sodann wurden 16,6 g
2-n-Hexyl-2-cyclopentenon zugegeben. Die Reaktionsmischung
wurde unter Rühren 3 h am Rückflußkühler gekocht Sodann wurde der Kolben im Eisbad gekühlt
und der Inhalt mit 7 cm3 Essigsäure angesäuert Das Methanol wurde unter verringertem Druck entfernt und
der Rückstand in einen gro&en Wasserüberschuß
ίο gegossen. Die organische Schicht wurde abgetrennt und
die Wasserphase wiederholt mit Äther extrahiert Die vereinigten Ätherlösungen wurden der Reihe nach mit
Wasser und Natriumbicarbonatlösung gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet Das
Lösungsmittel wurde unter verringertem Druck entfernt und der Rückstand durch eine kurze Vigreux-Säule
destilliert Nach einer niedriger siedenden Fraktion (2,1 g; 65°C/0,2 mm Hg), bestehend aus 2-n-Hexyl-2-cyclopentenon,
wurde das Produkt 2-n-Hcxyl-3-0'-nitropropyty-cyclopentanon,
bei 122— 123°C/0,l mm Hg, aufgefangen; Ausbeute 18,6 g(73%);n? = 1,4717.
b) Herstellung von
2-n-Hexyl-3-propionylcyclopentanon
2-n-Hexyl-3-propionylcyclopentanon
In einen 0,5-Liter-Dreihalskolben mit mechanischem Rührer, Tropftrichter und Stickstoffzufuhrröhre, wurde
eine Lösung von 10,8 g Natriummethoxid in 200 cm3 Methanol gegeben. Es wurde Stickstoff zugeführt und
im Laufe von 5 min wurden 25,5 g 2-n-Hexyl-3-(r-nitropropyl)-cyc!opentanon
zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 1 h bei Raumtemperatur gerührt und sodann im Laufe von 1 h einem gut gerührten Gemisch
von 450 cm3 lO°/oiger Salzsäure und 300 cm3 Methanol
unter Stickstoff zugetropft. Die Temperatur der Mischung wurde dabei auf 0° C gehalten. Die Reaktionsmischung wurde weitere 90 min bei 00C und sodann 2 h
bei Raumtemperatur gerührt. Das Methanol wurde unter verringertem Druck entfernt und der Rückstand
wiederholt mit Äther extrahiert Die vereinigten
Ätherextrakte wurden der Reihe nach mit Wasser und Natriumbicarbonatlösung gewaschen und über wasserfreiem
Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter verringertem Druck entfernt und der
Rückstand durch eine kurze Vigreux-Säule destilliert.
Das Produkt, 2-n-Hexyl-3-propionylcyclopentanon,
wurde bei 105°C/0,2mm Hg aufgefangen; Ausbeute 13,5 g (60%); η f =1,4664.
Beispiel 111
Herstellung von
2-n-Hexyl-3-propionylcycIopentanon
(Methode C)
In einen 0,5-Liter-Dreihalskolben mit mechanischem Rührer, Tropftrichter, Stickstoffzufuhrröhre und Rückflußkühler,
geschützt durch ein Calciumchloridtrocknungsrohr, wurde eine Lösung von 13 g Natriummethoxid
in 200 cm3 absolutem Methanol gegeben. Es wurde trockener Stickstoff eingelassen, und im Laufe von
5 min wurden 21,4 g 1-Nitropropah zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 1 h bei Raumtemperatur
gerührt und sodann wurden 33,2 g 2-n-Hexyl-2-cyclopentenon auf einmal zugegeben. Die Reaktionsmischung
wurde 3 h bei Raumtemperatur gerührt und sodann bis auf 00C gekühlt. Das kalte Reaktionsgemisch
wurde sodann im Laufe von 1 h einem gut gerührten Gemisch aus 900 cm3 10%iger Salzsäure und 600 cm3
Methanol unter Stickstoff zugetropft. Die Temperatur
der Mischung wurde dabei auf O0C gehalten. Die
Reaktionsmischung wurde weitere 2 h bei 00C und 2 h
bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktionsmischung wurde in derselben Weise aufgearbeitet wie im Beispiel
Il(b) beschrieben. Nach einer niedriger siedenden Fraktion (3,3 g; 75°C/0,5 mm Hg), bestehend aus
2-n-Hexyl-2-cyclopentenon, wurde das Produkt,
2-n-Hexyl-3-propionylcyclopentanon, aufgefangen bei
122/125°C/0,3mmHg; Ausbeute 21,3 g (48%);
ni =1,4667.
Die in nachstehender Tabelle aufgeführten homologen Diketone und die Nitroketon-Zwischenprodukte
wurden nach der vorstehend beschriebenen allgemeinen Methode hergestellt.
CR'
NO2
CHR'
O | (I) | Methode | R | O | (III) | R' | Siedepunkt in | 66 C/0,08 | mm Hg |
_20
"D |
IU | Ausbeute2) |
Beispiel1) | I | 76 C/0,15 | III | I | 1,4736 | |||||||
A | n-C4H, | CH3 | 91 C/0,1 | 100 C/0,2 | 1,4628 | 1,4715 | 50% | |||||
IV | A | n-C4H, | C2H5 | 98 C/0,18 | 98 C/0,15 | 1,4631 | 1,4723 | 40% | ||||
V | B | n-C5Hn | CH3 | 73 C/0,1 | 122 C/0,3 | 1,4626 | 1,4710 | 45% | ||||
VI | B | n-C5HM | C2H5 | 80 C/0,1 | 118 C/0,13 | 1,4629 | 1,4726 | 35% | ||||
VII | A | IsO-C5H1I | CH3 | 90 C/0,15 | 120 C/0,5 | 1,4631 | 1,4711 | 50% | ||||
VIII | A | IsO-C5Hn | C2H5 | 100 C/0,1 | 110 C/0,35 | 1,4644 | 1,4979 | 42% | ||||
IX | A | Cyclo-C5H9 | CH3 | 96 C/0,25 | 106 C/0,06 | 1,4965 | 1,4947 | 40% | ||||
X | A | CyCIo-C5H9 | C2H5 | lll'C/0,15 | 110 C/0,1 | 1,4907 | - | 35% | ||||
XI | C | U-C6H13 | CH3 | 108 C/0,1 | - | 1,4642 | - | 55% | ||||
XII | C | U-C6H13 | n-C3H7 | 118 C/0,2 | - | 1,4658 | 1,4716 | 40% | ||||
XIII | B | n-C7H,5 | CH3 | 133 C/0,15 | 1,4631 | 1,4711 | 52% | |||||
XIV | B | n-C7Hl5 | C2H5 | 137 C/0,15 | 1,4640 | 35% | ||||||
XV | ||||||||||||
') Folgende zur Herstellung der Verbindung der Formeln I und HI benutzten 2-Alkyl-2-cyclopentenone wurden aus den entsprechenden Alkylidencyclopentanonen [G. Lardelli c. s. Rec. Trav. Chim. 86,481 (1967)] nach der Methode von J. M. Conia,
Bull. Soc. Chim. France, 3327 (1968) hergestellt:
2-n-Butyl-2-cyclopentenon (Siedepunkt: 42 C/0,02 mm Hg; /iß0 = 1,4732);
2-n-Pentyl-2-cyclopentenon (Siedepunkt: 64X/0,05 mm Hg; ng1 = 1,4738);
2-Isopentyl-2-cyclopentenon (Siedepunkt: 58 C/0,08 mm Hg; nff = 1,4724);
2-n-Hexyl-2-cyclopentenon (Siedepunkt 60 C/0,05 mm Hg; nff = 1,4724);
2-n-Heptyl-2-cyclopentenon (Siedepunkt: 75rC/0,06 mm Hg; nff = 1,4722);
2-Cyclopentyl-2-cyclopentenon; (Conia loc. cit).
2) Die in der Tabelle aufgeführten Werte sind die Gesamtausbeuten von I aus den entsprechenden Alkylcyclopentenonen.
3-Acyl-2-alkyIcyclopentanone
gemäß der Erfindung
Effekt:
Modifikateur
Effekt: blumig, wahrnehmbar während des
ganzen Verdunstungsprozesses
fettig, haarig, darf als solcher nicht
wahrnehmbar sein, sondern nur das
totale blumige. Geruchprofil etwas
ändern
nicht lange (nur einige Tage)
(worin cis-Jasmon, iso-Jasmon,
Dihydrojasmon usw.)
rylartig, blumig
Stärke: sehr stark
Das Geruchsprofil von einigen 2-Acyl-cyclopentanonen (2-Acetyl-4.4-dimethyl-cydopentanon, 2-Acetyi-4-ethyl-4-methyl-cyclopentanon, 2-BenzoyI-4.4-dimethylcyclopentanon; Chem. Comm. 1965, 570 und J. Amer.
Chem. Soc 85,3894 [1963]) kann wie folgt zusammengefaßt werden:
blumig
Anwendung: nicht interessant als Geruchsstoff
Haftvermögen: kurz (nur einen Tag)
Die erfindungsgemäßen ß-Acyl^-alkylcyclopentanone und die oben besprochenen Verbindungen der
Jasmon-Reihe zeigen, parfümistisch betrachtet, wenig Übereinstimmungen und lassen sich dabei nicht
gegeneinander auswechseln. Wohl können sie nebeneinander in Parfüm-Kompositionen angewendet werden.
Claims (1)
- Patentansprüche:
1. Alicyclische Ketone der Forme!Forcael I, welche bei X=O interessante Geruchseigenschaften besitzen und sich als Riechstoffe in Parfumkompositionen eignen.Gegenstand der Erfindung sind also in 3-SteIlung -, substituierte 2-Alkylcyclopentanone der Formel
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