MXPA00003649A - Reacciones de alquenos con epoxidos, productos de los mismos y su uso como compuestos con fragancia - Google Patents

Abstract

La reacción catalizada porácido de Lewis de alquenos (que incluye cicloalquenos) con un epóxido es una reacción novedosaútil para síntesis de varios materiales de fragancia (conocidos y novedosos) y sus intermediarios.

Description

REACCIONES DE ALQUENOS CON EPÓXIDOS, PRODUCTOS DE LOS MISMOS Y SU USO COMO COMPUESTOS CON FRAGANCIA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con la reacción de alquenos, que incluye cicloalquenos . En esta especificación, las referencias a alquenos se deben considerar que cubre tanto a alquenos como a cicloalquenos, según sea apropiado.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la presente invención proporciona una reacción catalizada por ácido de Lewis de un alqueno con un epóxido. Esta es una reacción novedosa, útil para la síntesis de diversos materiales de fragancia (conocidos y novedosos) así como sus intermediarios . Uno de los productos principales de reacción es un alcanal (o aldehido) y la reacción de la invención parece ser aplicable generalmente a la síntesis de aldehidos homólogos de alquenos de cadena abierta. El aldehido resultante después se puede someter a reacción adicional tal como reducción al alcanol correspondiente (o alcohol) . En un aspecto adicional, la presente invención proporciona de esta manera un método de síntesis de un aldehido por una reacción catalizada por un ácido de Lewis de un alqueno con un epoxido. Por ejemplo, la reacción de ciclododeceno y epoxido de propileno produce 2 (ciclodecil) propan-1-al . Este alcanal se puede reducir fácilmente al alcanol correspondiente, 2- (ciclododecil)propan-l-ol por ejemplo, por reducción catalítica utilizando borohidruro de sodio. El 2- (ciclododecil) propan-1-ol es un compuesto conocido al cual muestra un olor intenso y persistente de carácter ámbar, y de esta manera es útil en composiciones de fragancia y en productos perfumados, y normalmente se fabrica de ciclododecanona en una síntesis más compleja, costosa y peligrosa. Por lo tanto, la presente invención proporciona una vía alternativa para la producción de un material de fragancia útil, 2- (ciclododecil) propan-1-ol . En un aspecto preferido, la invención proporciona de esta manera un método para producir 2- (ciclododecil) propan-1-ol que comprende tratar ciclododeceno con óxido de propileno en presencia de un catalizador de ácido de Lewis para producir 2- (ciclododecil)propan-l-al y reducir el 2- (ciclododecil) propan-1-al a 2- (ciclododecil) propan-1-ol . Un subproducto principal de la primera etapa de esta reacción es 2-metilperhidrociclododeca [b] furano, el cual también es un compuesto de fragancia conocido que muestra un olor de madera-ámbar y el cual se vende por Wacker bajo el nombre comercial "Lignoxan" . El "Lignoxan" normalmente se fabrica a partir de ciclododecanona por un procedimiento de etapas múltiples. Por lo tanto, la presente invención proporciona una vía novedosa para producir dos materiales de fragancia útiles conocidos, 2 - ( c i c 1 ododec i 1 ) r opan - 1 - o 1 y 2-metilperhidrociclododeca [b] furano, por reacción catalizada por ácido de Lewis de ciclododeceno con epóxido. Se considera que es benéfico el uso SnCl4 con el ácido de Lewis. Como un ejemplo adicional, la reacción de 1,5,9-ciclododecatrieno y óxido de propileno producen 2 (ciclododecadienil) -l-propanal . Este material se reduce, por ejemplo con borohidruro de sodio, al alcohol correspondiente, 2- (ciclododecadienil) -1-propanol, el cual es un compuesto novedoso el cual muestra un olor de ámbar y se somete a nuestra solicitud para patente Europea con pendiente número 97308580.6. La hidrogenación catalítica de 2- (ciclododecadienil) -1-propanol proporciona 2- (ciclododecil) propan-1-ol . Un producto menor de la reacción de 1,5,9-ciclododecatrieno y óxido de propileno es 2 -metil-2 , 3 , 3a, 4, 5, 8, 9 , 12 , 13 , 13a-decahidrociclododeca [b] furano, el cual se puede hidrogenar para proporcionar "Lignoxan" . Se ha encontrado que los componentes menores de la reacción de 1, 5, 9-ciclododecatrieno con óxido de propileno muestran un olor intenso a grosellero negro que se ha atribuido al compuesto novedoso 2-metilperhidro-as-indacenol [3a, 3-b] furano que es sujeto de nuestra solicitud para patente Europea con pendiente número 9730851.4. La presente invención también incluye dentro de su alcance productos (directos e indirectos) de reacciones de acuerdo con la invención. Aquellos productos de reacción que tengan propiedades de fragancia se pueden utilizar como tales para impartir, reforzar o mejorar el olor de una amplia variedad de productos, o se pueden utilizar como un componente de un perfume para contribuir a su olor característico o al olor total de tal perfume. Para los propósitos de esta invención, se pretende que un perfume signifique una mezcla de materiales de fragancia, si se desea mezclados con, o disueltos en un solvente adecuado, o mezclados con un sustrato sólido, el cual se utiliza para impartir el olor deseado a la piel y/o a cualquier producto para el cual el olor agradable es indispensable o deseable. Los ejemplos de tales productos perfumados son: polvos para lavado de telas, líquidos para lavado, suavizantes de telas y otros productos para el cuidado de telas; detergentes y limpiadores caseros, productos de frotado y de desinfección; refrescantes del aire, asperciones para los cuartos y pomanders; jabones, geles para baño y para regadera, shampoos, acondicionadores para el cabello y otros productos de limpieza personal; cosméticos tales como cremas, ungüentos, aguas de toilet, sustancias para antes y para después de afeitarse, lociones cutáneas y otras lociones, polvos de talco, desodorantes corporales y antitranspirantes, etcétera. Otros materiales de fragancia los cuales pueden ser combinados ventajosamente con los productos de reacción de acuerdo con la invención en un perfume son, por ejemplo, productos naturales tales como extractos, aceites esenciales, absolutos, resinoides, resinas, concretos, etcétera, pero también materiales sintéticos tales como hidrocarburos, alcoholes, aldehidos, cetonas, éteres, ácidos, esteres, acétales, cetales, nitrilos, etc., que incluyen compuestos alifáticos, carbocíclicos, y heterocíclicos saturados e insaturados. Tales materiales de fragancia se mencionan, por ejemplo, en S. Arctander, "Perfume and Flavor Chemicals" (Montclair, N.J., 1969), en S. Arctander, "Perfume and Flavor Materials of Natural Origin" (Elizabeth, N.J., 1960) y en "Flavor and Fragance Materials - 1991", Allured Publishing Co. Wheaton, III. Estados Unidos. Los ejemplos de materiales de fragancia los cuales se pueden utilizar en combinación con los productos de reacción de acuerdo con la invención son: geraniol, acetato de geranilo, linalol, acetato de linalilo, tetrahidrolinalol, citronelol, acetato de citronelilo, dihidromircenol, acetato de dihidromircenilo, tetrahidromircenol, terpineol, acetato de terpinilo, nopol, acetato de nopilo, 2-feniletanol, acetato de 2-feniletilo, alcohol bencílico, acetato de bencilo, salicilato de bencilo, acetato de estiralilo, benzoato de bencilo, salicilato de amilo, dime t i lbenc i 1 carb ino 1 , acetato de triclorometilfenilcarbinilo, acetato de p-ter-butilcicloexilo, acetato de isononilo, acetato de vetiverilo, vetiverol, a-hexilcinamaldehido, 2-metil-3- (p-tert-butilfenil) ropanal, 2-metil-3- (p-isopropilfenil) propanal , 3- (p-tert-butilfenil) -propanal, 2 , 4-dimetilciclohex-3-enil-carboxaldehido, acetato de triciclodecenilo, propianato de triciclodecenilo, 4- (4-hidroxi-4-metilfenil) -3 -ciclohexenocarboxaldehido, 4- (4-metil-3-pentenil) -3-ciclohexencarboxaldehido, 4 -acetoxi-3 -pentil-tetrahidropirano, 3 -carboximetil-2-pentilciclopentano, 2-n-heptilciclopentanona, 3-metil-2-pentil-2-ciclopentanona, n-decanal, n-dodecanal, 9-decenol-1, isubutirato de fenaxietilo, fenilacetaldehido dimetalacetal, fenilacetaldehido dietilacetal, nitrilo de geranilo, nitrilo de citronelilo, acetato de cedrilo, 3-isocamfilciclohexanol, cedril metil éter, isolongifolanona, aubepina nitrilo, aubepina, helitropina, coumarina, eugenol, vanillina, óxido de difenilo, hidroxicitronelal, iononas, metiliononas, isometiliononas, ironas, cis-3 -hexenol y esteres de los mismos, almizcle de indano, almizcles de tretralina, almizcles de isocromano, zetonas macrociclicas almizcles de macrolactona, brasilato de etileno. Los solventes los cuales se pueden utilizar para perfumes los cuales contienen productos de acuerdo con la invención son, por ejemplo: etanol, isopropanol, dietilenglicol - 40 RESUMEN DE LA INVENCIÓN La reacción catalizada por ácido de Lewis de alquenos (que incluye cicloalquenos) con un epóxido es una reacción novedosa útil para síntesis de varios materiales de fragancia (conocidos y novedosos) y sus intermediarios. monoetil éter, dipropilenglicol, ftalato de dietilo, citrato de trietilo, miristato de isopropilo, etc. Las cantidades en las cuales los productos de reacción de acuerdo con la invención se pueden utilizar en perfumes o en productos para ser perfumados, pueden variar dentro del límites amplios y dependen, por ejemplo, de la naturaleza del producto, de la naturaleza y la cantidad de los otros componentes del perfume en los cuales se utiliza el compuesto y del efecto olfativo deseado. Por lo tanto, es posible solo especificar límites amplios los cuales, sin embargo, proporcionan información suficiente para el especialista en la técnica para que sea capaz de utilizar los productos de reacción de acuerdo con la invención para su propósito específico. En perfumes, se ha encontrado que una cantidad de 0.01% en peso o más del producto de reacción de acuerdo con la invención tiene un efecto olfativo claramente perceptible. Preferiblemente, la cantidad es 0.1 a 80% en peso, de manera más preferible por lo menos 1%. La cantidad de producto de reacción de acuerdo con la invención presente en los productos con frecuencia será de por lo menos lOppm en peso, preferiblemente por lo menos lOOppm, de manera más preferible por lo menos lOOOppm. Sin embargo, se pueden utilizar en casos particulares concentraciones de hasta aproximadamente 20% en peso, dependiendo del producto de reacción y el producto que se va a perfumar.

Por lo tanto, la presente invención también incluye dentro de su alcance perfumes y productos perfumados que incorporan productos de reacciones de acuerdo con la invención. La invención se describirá adicionalmente, por medio de ilustración en los siguientes ejemplos y con referencia a las figuras anexas, en las cuales: la figura 1 es un esquema de reacción para la reacción catalizada por A1C13 de ciclododeceno con óxido de propileno; la figura 2 ilustra adicionalmente la reacción de la figura 1; la figura 3 es un esquema de reacción para la conversión de 2- (4, 8 -ciclododecadienil) propan-1-al para 2- (4, 8-ciclododecadienil) propan-1-ol y 2- (ciclododecil) propan-1-ol; la figura 4 ilustra las posibilidades un rearreglo de doble enlace y el cierre de anillo interno de 1,5,9-ciclododecatrieno posterior a la formación de el ion carbónico; la figura 5 es un esquema de reacción para una reacción catalizada por AlCl3, de 1, 5 , 9-ciclododecatrieno con óxido de propileno, que también muestra los productos de reacción adicionales; la figura 6 muestra la estructura del 6-82-hidroxipropil) perhidro-as-indacen-3 -ol ; la figura 7 es un esquema de reacción para una reacción catalizada por ácido de Lewis de ciclododeceno con óxido de propileno; la figura 8 muestra la reacción de cicloalquenos de tamaños de anillo diferentes con óxido de propileno, catalizada por el ácido de Lewis A1C13; la figura 9 es un esquema de reacción para una reacción catalizada por ácido de Lewis de 1, 5-ciclooctadieno con óxido de propileno; la figura 10 ilustra adicionalmente la reacción de la figura 9; la figura 11 muestra la reacción de cicloalquenos de tamaños de anillo diferentes con epóxidos mono sustituidos, catalizados por el ácido de Lewis A1C13; la figura 12 muestra la reacción de catalizada por ácido de Lewis de 2,3-epoxibutano con ciclododeceno; la figura 13 muestra la reacción catalizada por ácido de Lewis de óxido de ciciohexeno con cicloocteno; la figura 14 ilustra la producción de Karanal a partir de 2 -metil -2- (1 -metilpropil) propano-1, 3 -diol; la figura 15 es un esquema de reacción para la producción de 2-metil-2- (1-metilpropil) propano-1, 3-diol; la figura 16 ilustra la reacción catalizada por ácido de Lewis de but -2 -eno con óxido de propileno para proporcionar 2 , 3-dimetilpentanal, la cual se puede utilizar para la producción de 2-metil-2- (1-metilpropil) -propano-1, 3-diol y por lo tanto de Karanal ; y la figura 17 ilustra la reacción catalizada por ácido de Lewis de ciclododecano de exo-metileno, con óxido de propileno.

Ejemplo 1 Reacción catalizada por A1C13 de ciclododeceno con óxido de propileno Se ha encontrado que la reacción catalizada por A1C13 de ciclododeceno con óxido de propileno a -30°C en diclorometano proporciona tres productos principales, como se muestra en la figura 1, los cuales no se habían anticipado. Los productos son el aldehido 2- (ciclododecil) propan-1-al (denominado en la presente como QRM 2173), obtenido directamente con un rendimiento de 25-30%, un furano fusionado, 2 -metilperhidrociclododeca [b] furano (denominado en la presente como QRM 2429) , aislado con un rendimiento de 18-20%, y una mezcla de alcoholes insaturados, que contienen principalmente 1- (2-ciclododecenil) propan-2-ol (denominado en la presente como QRM 2829) , el cual se puede aislar puro con un rendimiento de 24-30%. El furano QRM 2429 es el mismo que el material de fragancia de ámbar de tipo de madera vendido por Wacker bajo el nombre comercial Lignoxan, para el cual la vía reportada de producción involucra la síntesis a partir de ciclododecanona en un procedimiento de tres etapas . En la presente reacción, como se ilustra en la figura 2, parece que se forman inicialmente dos intermediarios (3) y (4) de ion carbonio isoméricos. El intermediario (3) puede cerrar el anillo para proporcionar el sistema de tetrahidrofurano fusionado, QRM 2429, o puede perder un protón para proporcionar el alcohol insaturado QRM 2829. El intermediario (4) experimenta rearreglo por desplazamiento de hidrógeno para proporcionar el aldehido QRM 2173. Por lo tanto, la reacción catalizada por ácido de Lewis de ciclododeceno con óxido de propileno es interesante en la medida en que proporciona dos productos útiles en una sola etapa. El lignoxan (QRM 2429) es un material de fragancia por derecho propio. El aldehido 2- (ciclododecil) propan-1-al (QRM 2173) tiene un olor o ozono, similar a la brisa marina y se puede reducir fácilmente al alcohol correspondiente, 2- (ciclododecil) propan-1-ol (denominado en la presente como QRM 2172) utilizando reactivos de poco costo. Este alcohol es un compuesto conocido que muestra un olor ámbar característico. Finalmente, aunque el alcohol insaturado QRM 2829 no tiene un olor útil, se puede oxidar o alquilar para proporcionar materiales de fragancia de interés.

Protocolo de reacción para la sintesis de 2- (ciclododecil)propan-l-ol a partir de ciclododeceno a) Reacción de ciclododeceno con óxido de propileno, catalizada por ácido de Lewis.

Se suspende cloruro de aluminio (180 g; 1.35 moles) en 1 litro de CH2C12 y se enfría a -30°C. Se agrega a gotas, con agitación bajo nitrógeno, una mezcla de ciclododeceno (200 g; 1.2 moles) y óxido de propileno (100 g; 1.72 moles), manteniendo esta temperatura con enfriamiento externo. Después de 1 hora de adición completa, la mezcla de reacción se suspende inmediatamente en 2 litros de hielo y se agregan 2 litros de dietiléter. La capa orgánica se separa, se lava y se seca sobre sulfato de magnesio. La cromatografía [sílice : hexano] proporciona 19.6 g de ciclododeceno recuperado. Una elución adicional utilizando [hexano 90%; dietiléter 10%] como eluyente proporciona un aceite incoloro, identificado como 2- (ciclododecil) propan-1-al (QRM 2173) (61.3 g; 25.2%) . La elución continua proporciona un aceite incoloro (44.6 g; 18.3%), identificado como 2-metilperhidrociclododeca [b] furano (QRM 2429 - Lignoxan). Las características espectrales de este material son idénticas a las de la muestra comercial de Lignoxan (Wacker) . Se incrementa la polaridad del solvente a [hexano 50%; dietiléter 50%] . Después de la elución de las mezclas de componentes múltiples poco definidos (2.3 g + 8.7 g) , se aisla un producto principal definido adicional como un aceite incoloro.

Este material se identifica como E- y Z-l- (2-ciclododecenil)propan-2-ol, (64.8 g; 26.6%). Una muestra de 1 g se somete a destilación de trayectoria corta, p.f. 140°C a 1 mbar, M+224. glc[SE54; 100-250°c a 4°C/min] 22.645 min (11.3%), 22.976 min (72.0%) .

'H RMN (CDC13) Señal Multiplicidad Área Asignación 5.40 d de t 1 H-3 ciclododecadieno 5.22 d de d H-2 ciclododecadieno 3.82 m 1 CH(CHE3)OH 2.40 s amplio 1 OH 2.22-1.08 m 21 CH2+CHCH2CH(CH3)OH 1.13 3 CH, 3C RMN (CDC13) 135.712 (CH=CH) , 132.229 (CH=CH) , 67,690 (CH(CH3)OH), 45,964 (CH2CH (CH3) OH) , 41,866 (CHCH2CH(CH3)OH, 34,049 (CH2) , 32,449 (CH2) , 26,524 (CH2) , 26,131 ,CH 26,094 (CH2) 25,728 (CH2) , 24,677 (CH2) , 23,625 (CH2) , 23,552 (CH2) , 23,415 (CH2) , 22,775 (CH3) b) Reducción de 2- (ciclododecil) propan-1-al (QRM 2173) a 2- (ciclododecil) propan-1-ol (QRM 2172).

Se disuelve 2- (ciclododecil) ropan-1-al (60 g; 0.27 moles) obtenido como se describe antes, en 100 ml de etanol y se agrega a gotas a una suspensión agitada de borohidruro de sodio (10 g; 0.26 mmoles) en 400 ml de etanol. Después de adición completa, la mayor parte del etanol se remueve in vacuo y se agrega una mezcla 50/50 de diclorometaño/agua. La mezcla de reacción después se agita mientras se agrega a gotas HCl 2N (acuoso) hasta que cesa la efervescencia. La capa orgánica se separa, se lava y se seca. La CCD [sílice, dietiléter 50%; hexano 50%] indica una cantidad pequeña de contaminante QRM 2429 del aldehido, y después un producto mucho más polar. La cromatografía (como CCD) proporciona 1.2 g de un aceite incoloro, identificado como el furano QRM 2429, seguido por 46.9 g de un aceite incoloro. Este material se destila al vacío para proporcionar un aceite incoloro (39.1 g; 64.5%) . glc [SE 54: 100-250°C a 4°C/min] 25.118 min (98.1%).

XH RMN (CDC13) Señal Multiplicidad Área Asignación 3.52 AB 2 CH2OH 1.88 s 1 OH 1.68 m 1 CH3CH 1.55 d de t 1 CHCHCH, 1.50-1.23 m 22 anillo CH, 0.90 d 3 CH, 13C RMN (CDCl,) 66.867 (CH2OH) , 38.054 (CH) , 34,406 (CH) , 26.643 (CH2) , 26,240 (CH2) , 24,585 (CH2) , 24,494 (CHa), 24,466 (CH2) , 24,357(CH2), 23,561 (CH2) , 23,543 (CH2) , 23,506 (CH2) , 23,022 (CH2) , 22,638 (CH2) , 13,588 (CH3) .

Ejemplo 2 Reacción de 1,5, 9-ciclododecatrieno con óxido de propileno , catalizada por ácido de Lewis Un enfoque alternativo a la síntesis de QRM 2172 sería utilizar un material inicial más barato en lugar de ciclododeceno. A este respecto tiene valor de investigación el 1, 5, 9-cíclododecatrieno. Como se muestra en la figura 3, el producto de reacción deseado, 2- (4, 8-ciclododecadienil) propan-1-al (5) (denominado en la presente como QRM 2669) puede ser hidrogenado para proporcionar QRM 2172. También se puede reducir para proporcionar 2- (4 , 8-ciclododecadienil) propan-1-ol (6) denominado en la presente como QRM 2671) , una molécula novedosa, la cual puede tener una fuerte posibilidad de mostrar propiedades de ámbar, junto con biodegradabilidad mejorada. Sin embargo, cuando se utiliza como sustrato 1,5,9- ciclododecatrieno en la reacción catalizada por ácido de Lewis, 5 con óxido de propileno, la reacción se complica por las posibilidades de rearreglo de doble enlace y de cierre de anillo interno posterior a la formación del ion carbonio inicial ilustrado para ataque, para proporcionar la cadena lateral propan-2-ol, como se muestra en la figura 4. 10 Cuando se investiga la reacción, se obtienen tres productos principales, como se muestra en la figura 5. Estos productos fueron el aldehido deseado, QRM 2669 (15-22% de conversión, en base en el ciclododecatrieno recuperado) , 2-metil- 2, 3, 3a,4, 5, 8, 9, 12, 13 , 13a-decahidrociclododeca [b] furano (8) el cual es un análogo insaturadp de QRM 2429 (5% de conversión) , y una mezcla compleja de (M+220) isomérico y alcoholes de peso molecular mayor (40-55% de conversión) , a partir del cual se aisla el propan-2-ol tricíclico (denominado en la presente como QRM 2672) . 20 Se confirman las estructuras de QRM 2669 y del furano (8) por hidrogenación para proporcionar QRM 2172 (un material ámbar conocido, obtenible de Wacker) , y QRM 2429 (Lignoxan, Wacker), respectivamente. La reducción con borohidruro de sodio de QRM 2669 proporciona 2- (ciclododecadienil) propan-1-ol (QRM 2671) el cual es un material ámbar novedoso. Además resulta de interés el intenso olor a grosellero negro mostrado por la fracción de furano. Esta se somete subsecuentemente a glc de atrapado y el componente menor responsable de este olor se identifica por 13C RMN como 2-metilperhidro-as-indaceno [3a, 3-b] furano (denominado aquí como QRM 2670) . Este furano tetracíclico (el cual se muestra con el número (7) en la figura 4) se forma con bajo rendimiento (aislado, aquí, con un rendimiento de <0.1%) por una reacción en cascada después de la formación del ion carbonio inicial, como se muestra en la figura 4. La reducción de la temperatura de reacción a -70°C proporciona un rendimiento aumentado del producto (7) pero el rendimiento aún permanece en únicamente 1.6% (por glc), y es necesaria una purificación cromatográfica extensiva para proporcionar 0.5% de rendimiento aislado.

Protocolo de reacción para la sintesis de QRM 2172 a partir de 1,5, 9-ciclododecatrieno a) Reacción catalizada por ácido de Lewis de 1,5,9-ciclododecatrieno con óxido de propileno.

Se mezclan juntos 1, 5, 9-ciclododecatrieno (150 g; 0.924 moles) y óxido de propileno (69 g; 1.2 moles) y después se agregan, con agitación, a una suspensión de A1C13 (129 g; 0.96 moles) en 750 ml de CH2C12 a -50°C. Se permite que la mezcla de reacción reaccione a temperatura ambiente, después se agrega a una mezcla de 400 ml de hielo y 200 ml de dietiléter. La capa etérea se separa y se seca sobre MgS04. La cromatografía (sílice : hexano) proporciona 51.2 g de 1, 5 , 9-ciclododecatrieno recuperado. Una elución adicional, utilizando una mezcla de hexano (90%) y dietiléter (10%) como eluyente proporciona 27.2 g de un aceite amarillo claro el cual se identifica como 2- (ciclododecadienil)propan-l-al, (QRM 2669) . M + 220, Kovats 1755, 1773, 1775, 1781. 1H RMN (CDC13) Señal Mult ipl icidad Área Asignación 9.78 d 1 CHO 9.71 d 5.60-5.12 m 4 CH=CH 2.53-1.12 m 16 CH2 y CH 1.10 d 3 CH3 0.94 d Se continúa la elución, lo que proporciona una cantidad pequeña (5.1 g) de un aceite amarillo claro. Este se somete a cromatografía nuevamente, lo que proporciona una corrida previa de 1.1 g con un olor de grosellero negro intenso. El material es extremadamente complejo, es una mezcla de por lo menos 15 componentes presentes a >1%. glc{SE54; 100-250°C a 4°C/min} 18.692 min (6.3%), 8.938 min (6.7%), 19.287 min (1.6%), 19,808 min (12.9%), 19.986 min (18.7%), 20.159 min (1.0%), 20.430 min (7.0%), 20.647 min (7.7%), 20.914 min (9.4%), 21.035 min (5.9%), 21.118 min (6.2%), 21.202 5 min (4.8%), 21.320 min (3.2%), 21.395 min (1.1%), 21.499 min (2.4%) .

El olor más intenso a casis se asocia con los picos a 10 19.809 min y 19.986 min. Estos se aislan por atrapado por glc capilar, utilizando un instrumento glc HP5890 modificado, adaptado con una columna HP5 [tipo SE 54] de 30 m de longitud, diámetro interno de 0.53 mm, recubrimiento de superficie de 1.05 micrómetros. El gas portador es nitrógeno, régimen de flujo 15 de 2 ml min-1. El programa de temperatura utilizado es de 50 °C (0.5 min)/50°C min"1 a 100°C a 10°C min"1 a 280°C. Se utiliza un exceso de 400 ciclos, lo que proporciona una mezcla de los dos productos deseados, y permite la identificación del producto principal como 2-metilperhidro-as-indaceno [3a, 3-b] furano (QRM 20 2670) . 13C RMN (CDC13) Isómero principal : 89.74 (éter cuaternario) , 72.89 (CH, éter), 50.33 (CH) , 43.57 (CH) , 40.44 (CH) , 39.32 (CH2) , 38.99 (CH2) , 38.99 (CH2) , 37.02 (CH) , 32.81 (CH2) , 32.58 (CH2) , 30.88 25 (CH2) , 29.73 (CH2) , 29.61 (CH2) 23.34 (CH3) , 21.75 (CH2) .

Isómero menor: 93.39 (éter cuaternario), 72.84 (CH, éter), 48.81 (CH) , 48.11 (CH) , 41.00 (CH2) , 39.16 (CH) , 35.33 (CH2) , 32.05 (CH) , 31.33 (CH2) , 30.92 (CH2) , 28.09 (CH2) , 26.24 (CH2) , 24.56 (CH2) , 24.11 (CH2) , 21.13 (CH3) .

La elución adicional de la columna de cromatografía de presión media proporciona 3.2 g de un aceite incoloro, que ahora tiene únicamente un olor a madera. Este se identifica como 2-metil-2, 3, 3a, 4, 5, 8, 9, 12, 13 , 13a-decahidrociclododeca [b] furano. M + 220. glc [SE54 : 100-250°C a 4°C/min indica 4 isómeros principales, 20.877 min (37.4%), 21.037 min (23.2%), 21.149 min (17.1%), 21.356 min (3.3%) .

XH RMN (CDC13) Señal Multiplicidad Área Asignación 5.52-5.08 m 4 CH=CH 4.06 superposición 1 CHOCHCH3 d de t 3.86 d de q 3.74 d de q 1 CHOCHCH3 2.31-0.83 m 15 CHj+^CHCHsCHCHs 1.23 superposición d 3 CH3 Finalmente, se incrementa la polaridad del solvente de la columna original a una mezcla de hexano (50%) y dietiléter (50%) . Una elución adicional ahora proporciona 40.0 g de un aceite amarillo claro, cuya composición es más compleja que la de cualquiera de los productos aislados e identificados anteriores. 1H RMN indica la presencia de únicamente un doble enlace, y de una cadena lateral propan-2 -ol. Con el fin de intentar una dilucidación de la estructura, la muestra primero se destila, proporcionando dos productos principales: a) aceite incoloro (8.9 g) , p.e. 131°C a 3 mbar [alcohol #1] b) aceite incoloro (1.3 g) , pb 155°C a 3 mbar [alcohol #2] El resto del material se pierde en un residuo polimérico. El alcohol #1 se somete a hidrogenación catalítica, con el fin de remover el problema de los isómeros de doble enlace. Se disuelven 8.2 g del material en 100 ml de etanol y se agregan 1 g de Pd 5%/C. La mezcla de reacción se hidrogena en un autoclave Buchi a 5 bar de presión de hidrógeno durante 4 horas. El catalizador se remueve posteriormente por filtración a través de Celite, y el solvente se remueve para proporcionar un aceite incoloro. Este material se somete a cromatografía para proporcionar 4.8 g de un aceite incoloro. Una muestra (1.8 g) se somete a destilación en trayectoria corta, p.e. 140 °C a 3 mbar M+222, confirmando la presencia original de únicamente un doble enlace.

H RMN ( CDCI3 ) Señal Mult ipl icidad Área Asignación 3 . 78 m 1 CH2CH (CH3 ) OH 2 . 01 s 1 OH 1 . 95 - 0 . . 86 m 21 anillo + cadena lateral CH2 1 . 21 d 3 CH, La cadena lateral de este material se somete a oxidación, con el fin de obtener material de posible interés con olor, y para obtener detalles espectrales adicionales respecto al sistema de anillo. Por lo tanto, una muestra de 3 g del alcohol anterior se disuelve en 50 ml de CH2C12, y se agrega a gotas a una suspensión agitada de 6 g de clorocromato de piridinio en CH2C12.

Después de 1 hora, se agregan 300 ml de dietiléter y la mezcla de reacción se filtra a través de Florisil. La cromatografía [sílice : hexano 90%, dietiléter] proporciona 2.4 g de un aceite incoloro el cual se somete a destilación en trayectoria corta, p.e. 120°C a 3 mbar. M+220. A este material se le asigna el nombre como l-perhidro-as-indacen-3-il-2-propanona (denominado en la presente como QRM 2747) y se muestra en la figura 5. Este material tiene un olor de maderas y a éster.

XH RMN (CDCl,) Señal Multiplicidad Área Asignación 2.42 d 2 CH2 propanona 2.05 s 3 CH3 propanona 2.63-0.84 m 19 CH y CH2 anillo 13C RMN (CDCl,) 2.08-555 (C=0) , 50.051 (CH2 propanona), 46.833 (CH) , 39.995 (CH) , 34.013 (CH2) , 33.976 (CH) , 31.919 (CH) , 31.370 (CH) , 30.465 (CH3) , 30.181 (CH) , 28.755 (CH2) , 28.700 (CH2) , 28.353 (CH2) , 26.469 (CH2) , 21.952 (CH2) .

El alcohol #2 se identifica como 6- (2-hidroxipropil)perhidro-as-indacen-3-ol, la estructura del cual se muestra en la figura 6. M+238.

Esta estructura proporciona evidencia adicional para la secuencia de reacción en cascada que se muestra en la figura 4. 1H RMN (CDC13) Señal Multiplicidad Área Asignación 4.30 m 1 CHOH 3.85 d de t 1 CHOH 2.41-0.95 m 19 CH2+CH 1.14 d 3 CH3 13C R-MN (CDCl,) 67.652 (CHOH), 62.057 (CHOH), 48.45 (CH) , 46.416 (CH) , 45.379 (CH) , 45.049 (CH2) , 33.162 (CH) , 33.135 (CH2) , 33.107 (CH2) , 32.815 (CH) , 27.859 (CH2) , 26,853 (CH2) , 26.716 (CH2) , 24.201 (CH3) , 22.895 (CH2) . b) Reducción de 2- (ciclododecadienil) propan-1-al (QRM 2669) para proporcionar 2- (ciclododecil) propan-1-ol (QRM 2172) Se disuelve 2.5 g de 2- (ciclododecadienil) propan-1-al, obtenido como en lo anterior, en 100 ml de etanol y se agrega Pd 5%/C. La mezcla de reacción se hidrogena en una autoclave Buchi a 5 bar de presión de hidrógeno durante 6 horas. El catalizador se remueve por filtración a través de Celite y el solvente se remueve para proporcionar 2.3 g de un aceite incoloro. Este material es idéntico en todos los aspectos (XH y 13C RMN, M+, glc) al 2- (ciclododecil) propan-1-ol preparado por la síntesis de Wittig-Horner o por la reacción de ciclododeceno con óxido de propileno, seguido por reducción.

Reducción de 2- (ciclododecadienil) ropan-1-al (QRM 2669) a 2- (ciclododecadienil)propan-l-ol (QRM 2671) Se agregan a gotas 2- (ciclododecadienil) propan-1-al (4 g; 0.018 moles) , disuelto en 10 ml de etanol, a una suspensión de NaBH4 (1.0 g; 0.026 mmoles) en 80 ml de etanol. Después de adición completa, se permite que la mezcla de reacción se agite durante 1 hora, y después se remueve la mayor parte del etanol in vacuo. Después se agregan 150 ml de CH2C12, y la mezcla de reacción se agita mientras se agrega a gotas HCl 2N (acuoso) hasta que cesa la efervescencia. La capa orgánica, se separa, se lava y se seca sobre MgS04. La cromatografía (sílice; hexano 50%, dietiléter 50%) proporciona un aceite incoloro (3.3 g, 81%) identificado como 2- (ciclododecadienil) propan-1-ol . Se somete a destilación en trayectoria corta una muestra de 2 g, p.b. 115°C a 1 mbar M + 222. El material consiste de cinco isómeros.

Kovats Área 1822 21.2% 1836 14.0% 1839 9.4% 1845 22.5% 1854 29.1% Total: 96.2% XH RMN (CDC13) Señal Multiplicidad Área Asignación 3.50-5.08 m 4 CH=CH 3.71-3.29 complejo AB 2 CH2OH 2.20 s 1 OH 2.38-1.02 m 16 anillo CH2+CHCH(CH3) OH 1.0-0.79 t superpuesto 3 CH, 13C RMN (CDCl,) 132.603, 132.567, 132.384, 132.311, 132,238, 132,064, 131,972, 131,680, 131,657, 131,570, 131,524, 131,360, 131,214, 129,650, 129,558, 129,357, 129,101, 128,955, 128,726, 128,397 (todos CH=CH) 67,407, 65,803, 65,201, 64,003, 63,900 (todos CH2OH) 37,268, 36,317, 36,107, 35,220, 34,781 (todos CH) 32,504, 31,608, 31,297, 30,858, 30,739, 29,313, 28,581, 27,914, 27,146, 26,213, 25,317, 24,594, 23,781, 22,638 (todos CH2) 15,990, 15,505, 14,966 (CH) 10,952, 10,549 (CH3) Ejemplo 3 Reacción catalizada por ácido de Lewis de epóxidos con cicloalquenos Contrario a la reacción de Friedel -Crafts bien conocida de compuestos aromáticos, se sabe que el uso de alquenos como sustratos tiene problemas como un método de síntesis confiable, y la formación de intermediarios reactivos, los cuales pueden experimentar eliminación o isomerización con frecuencia resulta en mezclas complejas. En lo que sabemos, las reacciones catalizadas por ácido de Lewis de epóxidos con (ciclo) alquenos brevemente no se ha propuesto y por lo tanto es novedosa. Todos los experimentos se llevaron a cabo de una manera idéntica, utilizando las mismas relaciones molares, método y aparatos. El aparato utilizado es un matraz de reacción de fondo redondo de 3 cuellos y 500 ml equipado con un agitador superior, termómetro, matraz de goteo con presión igualada y condensador. La reacción se lleva a cabo bajo una atmósfera de nitrógeno. Cuando se utilizan SnCl4, T1C14 y BC13 como el catalizador, estos se introducen por medio de una jeringa. En primer lugar, se colocan 50 ml de diclorometano en el matraz de reacción, y se agregan 0.067 moles de ácido de Lewis. La mezcla después se enfría a -15°C en un baño de C02/acetona, y se agita mientras se agrega una mezcla de 0.06 moles de cicloalqueno y 0.06 moles de epóxido, durante 10 minutos. La mezcla de reacción resultante se agita durante 1 hora a esta temperatura, después se vierte en 400 ml de hielo y se agregan 250 ml de dietiléter. La capa orgánica se separa y se seca sobre MgS04. Esta solución se analiza por glc [SE54 : 100-250 °C a 4°C/min] y después el solvente se remueve in vacuo y el residuo se purifica, inicialmente a baja presión en cromatografía (sílice; dietiléter 10%, hexano 90%] . 1) Efecto del ácido de Lewis Se investiga el efecto del ácido de Lewis en la reacción de ciclododeceno con óxido de propileno utilizando diversos catalizadores de ácido de Lewis, y no únicamente AlCl3 como se utiliza en el ejemplo 1. En la figura 1 se ilustra la reacción general. Se analiza por glc la cantidad de aldehido (producto 1) y furano (producto 2) (figura 7) , y la mezcla de reacción después se trabaja. En la tabla 1 se muestran los resultados, en base en las áreas pico relativas.

Tabla 1 El resultado más importante de la tabla 1 anterior es la conversión alentadoramente elevada del aldehido, producto 1, cuando se utiliza SnCl4 como el catalizador. Esto puede tener un efecto notablemente benéfico en la economía para producir QRM 2172 por esta ruta. Sin embargo, cuando se utiliza 1, 5, 9-ciclododecatrieno como el sustrato, el uso de SnCl4 como catalizador no se traduce en una conversión tan elevada, debido probablemente al número mayor de reacciones múltiples abiertas al ion carbonio inicial en este caso. No obstante, la reacción es notable pues es mucho más limpia y con menos formación de polímero que en donde el catalizador es A1C13. El rendimiento total de 2 -ciclododecadienil-1-propanal es de 17.3%. 2) Efecto del tamaño del anillo Se hacen reaccionar cicloalquenos de tres tamaños de anillo diferentes, específicamente ciciohexeno, cicloocteno y ciclododeceno, con óxido de propileno, catalizador por AlCl3 como el ácido de Lewis, para investigar su efecto sobre la reactividad de los anillos respectivos, y si esto puede afectar la distribución de los productos. En la figura 8 se ilustra la reacción general . En la tabla 2 se resumen los resultados del análisis de área pico relativa de glc.

Tabla 2 Estos resultados muestran que cicloocteno es el sistema de anillo más reactivo de los tres probados. El producto de furano (producto 2) también es favorecido notablemente, produce en casi dos veces el porcentaje de conversión en comparación con los materiales iniciales de cicloalqueno de 6 o de 12 miembros. Cuando se utiliza como sustrato 1, 5-ciclooctadieno, se obtienen dos productos principales. Estos son 2- (4-ciclooctenil) propanal (denominado en la presente como QRM 2962) y 1- (4-cloroperhidro-l-pentalenil) -2-propanol (denominado en la presente como QRM 2963) como se muestra en la figura 9. Nuevamente, en presencia del doble enlace adicional que habilita el cierre del anillo transanular como la vía de reacción principal, como se ilustra en la figura 10, aquí, a costa de los productos de furano. Las tensiones del sistema fusionado 5,5 hace la pérdida de H+ una vía de estabilización menos favorable y, en este caso, el ion carbonio intermediario es atrapado por Cl" para proporcionar QRM 2963, mientras que en el caso de 1,5,9-ciclododecatrieno, se favorece menos la pérdida de H+ del indaceno intermediario, y el ion carbonio también es atrapado por la cadena lateral propanol con o sin rearreglo de la estructura principal, para proporcionar los furanos (7) y (8), como se muestra en la figura 4. 3) Efecto de la sustitución epóxido Otra variable en esta reacción es la sustitución en el epóxido. Con el fin de investigar esto, en primer lugar, se hacen reaccionar una serie de epóxidos monosustituidos con cada uno de los tres tamaños de anillo de cicloalcano, utilizados previamente. La reacción se ilustra de manera general en la figura 11. Los resultados se resumen en la tabla 3.

Tabla 3 A partir de estos datos se pueden observar ciertas tendencias generales. Los epóxidos más grandes tienden a generar un porcentaje menor de consumo del cicloalqueno para cada uno de los tamaños de anillo. Además, la distribución de los productos entre el aldehido y el furano parece no ser afectado relativamente por el tamaño del sustituyente epóxido, en contraste con las notables diferencias generadas por el cambio en el tamaño del anillo. También se examinaron dos epóxidos disustituidos. Se hace reaccionar el 2, 3-epoxibutano con ciclododecano en únicamente 14.78% de consumo, lo que proporciona un rendimiento de 8.48% (57.4% de conversión), de 3- (ciclododecil) butan-2-ona (denominado en la presente como QRM 2355) . Se confirma la estructura de QRM 2355 por comparación con una muestra de QRM 2355 preparado vía reacción de Grignard en QRM 2173. Estas reacciones se ilustran en la figura 2.

Además, se hace reaccionar el óxido de ciciohexeno con cicloocteno y ciclododeceno. La reacción con ciclododeceno avanza a menos de 10% de consumo. Sin embargo, con cicloocteno, se observa un consumo de 45.35%. El producto principal es 2-ciclooctilciclohexanona (denominado en la presente como QRM 2616) , el cual se puede comparar con una muestra de QRM 2616 preparada por una ruta no inequívoca a partir de ciclooctanona. Estas reacciones se ilustran en la figura 13. 4) Efecto del solvente Utilizando las condiciones originales especificadas en este ejemplo, se sustituye diclorometano por un solvente de hidrocarburo menos polar, ciciohexano, pero casi no se observa reacción. Puesto que esto se considera que es debido a una solubilidad escasa del complejo intermediario de AlCl3-epóxido, también se investigó el solvente mucho más polar, nitrometano. Aquí, sin embargo, únicamente se consume 10% del ciclododeceno, y ni su aldehido ni el furano fueron los productos principales por glc.

Ejemplo 4 Reacción de epóxidos con alguenos de cadena abierta, catalizada por ácido de Lewis 1) Síntesis de Karanal Diol Como se ilustra en la figura 14, se utiliza 2-metil-2- (1-metilpropil) propan-1, 3 -diol (10) para producir Karanal 5 (Karanal es una marca comercial de Quest) , el cual es un material de Quest que tiene un carácter ámbar intenso, con sobretonos de madera y florales. El diol (10) actualmente se fabrica por un proceso que involucra la hidroformilación de 3-metilpent-2-eno seguido por reacción de Tollen' s, como se muestra en la figura 15. La reacción de la presente invención se puede utilizar en la producción de 2-metil-2- (1-metilpropil) ropano-1, 3-diol (10) , al hacer reaccionar but-2-eno y óxido de propileno, utilizando AlCl3 como catalizador, para proporcionar 2,3- 15 dimetilpentanal (11) con 33% de rendimiento, como se muestra en la figura 16. Después se puede hacer reaccionar el 2,3- dimetilpentanal para producir 2-metil-2- (1-metilpropil) propano- 1,3-diol (10), como se muestra en la figura 15, evitando la necesidad de deshidratación-rearreglo de la hidroformilación de la figura 15. 2) Reacción de exo-metilencicloalcanos Se ha hecho reaccionar exo-metilenciclododecano con 25 óxido de propileno para proporcionar el oxaspirocicloalcano ilustrado en la figura 17. Los oxaspirociclooctanos relacionados se sabe que son de utilidad de fragancia. Nuevamente, estos habitualmente se obtienen por procedimientos de etapas múltiples. Se disuelven juntos exo-metilenciclododecano (17 g; 0.094 moles) y óxido de propileno (9 g, 0.15 moles) en 50 ml de CH2C12 y la solución se agrega a gotas, con agitación, a una suspensión de A1C13 (15 g; 0.112 moles) en CH2C12, manteniendo la reacción exotérmica entre -50°C y -40°C. La mezcla de reacción se enfría de inmediato en agua con hielo y se extrae en CH2C12. La capa orgánica se separa, se lava y se seca sobre MgS04, y después el solvente se remueve in vacuo. El residuo se somete a cromatografía [sílice, CHC13] para proporcionar 3.6 g del alqueno recuperado, seguido por 9.1 g de un aceite incoloro. El análisis por glc [SE 52: 100-200°C a 4°C/min] muestra 3 productos. Estos aparecen ser separables bajo condiciones cromatográficas menos polares [sílice; hexano 50%, CH2C12 50%] . Sin embargo, hasta ahora, únicamente uno de estos se ha obtenido puro, y es el 5'-metilespiro [ciclododecano-1, 2 ' -perhidrofurano] (denominado en la presente como QRM 2300) (2.2 g) , p.b. 110°C a 1 mbar.

XH RMN (CDC13) Señal Multiplicidad Área Asignación 4.09 q 1 OCHCH3 2.04-1.30 m 26 CH2 1.21 d 3 CH, C RMN (CDCI3) , 85.604 (C(CH2)30, cuaternario), 73.790 (OCHCH3) , 36,629 (CHa), 34,938 (CH2) , 33.310 (CH2) , 33,273 (CH2) , 26,507 (CH2) , 36,461 (CH2) , 26,041 (CH2) , 22,383 (CH2) , 22,145 (CH2) , 22,099 (CH3) , 21.871 (CH2) , 20.079 (CH2) , 19,804 (CH2) .

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Una reacción de un alqueno con un epóxido, catalizada por ácido de Lewis.

2. Un método de síntesis, que comprende formar un aldehido por una reacción de un alqueno con un epóxido, catalizado por ácido de Lewis.

3. Un método de síntesis, como se describe en la reivindicación 2, que comprende además reducir el aldehido al alcohol correspondiente.

4. El método como se describe en la reivindicación 2, en el que el ciclododeceno y el óxido de propileno se hacen reaccionar para producir 2- (ciclododecil) propan-1-al y 2-metilperhidrociclododeca [b] furano.

5. El método como se describe en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el ácido de Lewis es SnCl4.

6. El método como se describe en la reivindicación 4 ó 5, en donde el 2- (ciclododecil) propan-1-al es reducido a 2- (ciclododecil) propan-1-ol .

7. El método como se describe en la reivindicación 2, en el que se hacen reaccionar 1, 5, 9 -ciclododecatrieno y óxido de propileno para producir 2- (ciclododecadienil) -1-propanal, 2-metil-2, 3 , 3a, 4, 5, 8, 9, 12, 13 , 13a-decahidrociclododeca [b] furano y 2-metilperhidro-as-indaceno [3a, 3 -b] furano .

8. El método como se describe en la reivindicación 7, en donde el 2- (ciclododecadienil) -1-propanal se reduce a 2- (ciclododecadienil) -1-propanol.

9. El método como se describe en la reivindicación 7, en donde el 2 -me t i 1 - 2 , 3 , 3 a , 4 , 5 , 8 , 9 , 12 , 13 , 13 a -decahidrociclododecan [b] furano es hidrogenado para proporcionar 2 -metilperhidrociclododeca [b] furano .

10. Los productos de reacción de cualquiera de las reacciones precedentes.

11. Un perfume, que comprende uno o más productos, como se describe en la reivindicación 10, en una cantidad olfativamente efectiva.

12. Un perfume como se describe en la reivindicación 11, en el que el producto o productos están presentes en una cantidad de por lo menos 0.01% en peso.

13. Un perfume como se describe en la reivindicación 12, en el que el producto o productos están presentes en una cantidad en el intervalo de 0.1 a 80% en peso.

14. Un producto perfumado, que comprende uno o más productos de la reivindicación 10 o un perfume de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13.

15. El uso de un producto de reacción del método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para preparar un perfume o un producto de perfume.