NL8005094A

NL8005094A - Werkwijze ter bereiding van muscon.

Info

Publication number: NL8005094A
Application number: NL8005094A
Authority: NL
Original assignee: Firmenich & Cie
Priority date: 1979-09-13
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1981-03-17
Also published as: GB2125397A; US4335262A; FR2475045B1; JPS5646881A; US4480107A; CH642373A5; FR2464936A1; JPH03115246A; FR2464936B1; JPH0246590B2; FR2475045A1; DE3050772C2; DE3034040A1; CH642342A5; GB8315918D0; DE3034040C2; GB2058786A; GB2058786B; GB2125397B

Description

Η.

*·

Werkwij ze ter bereiding van muscon.

De uitvinding heeft betrekking op reukstoffen en meer in het bijzonder op een werkwijze ter bereiding van muscon. De uitvinding voorziet eveneens in nieuwe macrocyclische onverzadigde ketonen, die als intermediairen daarvoor kunnen worden 5 gebruikt.

Eén van de werkwijzen volgens de uitvinding omvat de behandeling van een bicyclische verbinding met de formule 1, waarin de streepjeslijnen een enkelvoudige binding of een dubbelbinding voorstellen, en waarin m voorstelt een van de ge- 10 hele getallen 1 of 2, n = 1 en p = 3 of n = 2 en p = 2 en r = 3 en q = 2 of r = 0 en q = ], met waterstof in een inert organisch oplosmiddel en in tegenwoordigheid van een edelmetaal-katalysator.

15 De uitvinding heeft verder betrekking op een pyran-derivaat met de formule la en op een werkwijze ter berei ding daarvan, hierdoor gekenmerkt, dat men een cyclisch diol met de formule lb onderwerpt aan een dehydrogenering en dehydratatie.

De uitvinding voorziet verder in een werkwijze 20 ter bereiding van onverzadigde macrocyclische ketonen met de formule lc, waarin de streepjeslijnen een enkelvoudige binding<f een dubbelbinding voorstellen en waarin x = 1 en y = 2 of x s 2 en y = 1, 25 hierdoor gekenmerkt, dat men een pyran-derivaat met de formule la in een inert organisch medium behandelt met een zuur middel.

Onder de meest gewaardeerde muskusachtige bestanddelen, die in de reukstoffen-industrie bekend zijn, heeft 8005094 2 muscon of 3-methylcyclapentadecanon een bijzondere vermaardheid verworven. Ondanks dit feit heeft muscon in de reukstoffenindustrie geen wijdverspreide toepassing gevonden vanwege het ontbreken van economische synthetische processen voor de berei-5 ding daarvan.

Van de grote verscheidenheid van bekende processen kunnen worden gpnoemd proces (1), op het formuleblad weergegeven door reactieschema A (J.Chem.Soc, 4154-4157 (1964)), proces (2), weergegeven door reactieschema B (Tetrahedron 20, 11, 10 2601 (1964)), en proces (3), weergegeven door reactieschema C

(Helv, Chim, Acta, 50, 705 (1967)), alsmede een variant van dit laatste proces, proces (3)a, weergegeven door reactieschema D (Helv. Chim. Acta, 50, 708 (1967)).

Doordat gebruik wordt gemaakt van gemakkelijk 15 verkrijgbare uitgangsmaterialen voorzien de werkwijzen volgens de uitvinding, die gekarakteriseerd worden door een beperkt aantal reactietrappen, in nieuwe en oorspronkelijke oplossingen voor de technische bereiding van muscon.

Zoals hierboven werd vermeld bestaat een werk-20 wijze voor de bereiding van muscon volgens de uitvinding uit de behandeling van .een bicyclische verbinding 1 met waterstof in tegenwoordigheid van edelmetaal-katalysatoren. Geschikte katalysatoren zijn onder andere platina en palladium. Technisch 10 %’s platina-op-houtskool is bijzonder geschikt voor het bevorderen 25 van de betreffende reactie.

De werkwijze wordt bij voorkeur uitgevoerd in een autoclaaf en de omzetting wordt bewerkstelligd door uitoefe-ling van een lichte druk op de reactiecomponenten, die in een waters tof -atmosfeer worden gehouden. Details met betrekking op de 30 volledige behandeling zijn vermeld in de onderstaande voorbeelden.

De reactie wordt uitgevoerd in een inert organisch oplosmiddel. Geschikte oplosmiddelen zijn onder andere in het bijzonder alifatische koolwaterstoffen, waarbij petroleum-ether de voorkeur geniet.

35 De bicyclische verbindingen 1, die bij het bo ven beschreven proces als uitgangsmaterialen worden gebruikt, 8005094 3 kunnen worden bereid volgens de methode, die op het formuleblad door reactieschema E is geïllustreerd. In reactieschema E stelt X een halogeenatoom voor.

De nieuwe verbinding met de formule la, een 5 van de uitgangsmaterialen van het hierboven beschreven proces volgens de uitvinding, wordt verkregen volgens een oorspronkelijk proces, dat bestaat uit de dehydrogenering en dehydratering van het cyclische diol met de formule lb.

Een dergelijke behandeling wordt uitgevoerd in 1 o tegenwoordigheid van Raney-koper bij een temperatuur tussen onge veer 150 en ongeveer 200°C. Als resultaat daarvan kon de gewenste verbinding la worden verkregen, welke verbinding sporen van het isomere derivaat daarvan met de formule ld bevatte.

Desgewenst kan de zuivere verbinding worden 15 afgescheiden en gezuiverd onder toepassing van gebruikelijke technieken, zoals gasfase-chromatografie. Het mengsel, zoals dit direct wordt verkregen volgens het beschreven proces, kan echter zonder nadelen direct worden gebruikt voor de bereiding van muscon.

De enol-ether met de formule la kan niet al-20 leen worden gebruikt als intermediair voor de bereiding van muscon, maar eveneens als uitgangsmateriaal voor de bereiding van muscenon, een verbinding met de formule lc, waarin de streepjeslijnen een enkelvoudige binding of een dubbelbinding voorstellen en waarin x - 1 en y = 2 of 25 x 2 en y 1.

Deze verbinding is een belangwekkend geurbe-standdeel zowel als een bruikbaar intermediair bij de synthese van muscon (zie het Duitse octrooischrift 1.668.054).

Volgens de uitvinding wordt muscenon verkre-30 gen volgens een werkwijze, die bestaat uit de behandeling van een enol-ether (la) met een zuur middel in een inert organisch medium. De doeltreffende zure middelen worden bij voorkeur gekozen uit de groep van protonische anorganische zuren, zure kationische harsen en diatomeeenaarden. Voor alle praktische doeleinden ge-35 niet fosforzuur de voorkeur. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm wordt de reactie uitgevoerd met behulp van 80 % 's waterig fosfor- §005094 4 zuur in een mengsel met een aromatisch koolwaterstof-oplosmiddel in een vat, voorzien van een zijdelingse destillatiekolom, onder gebruikmaking waarvan het water azeotropisch wordt afgedestilleerd. Geschikte aromatische koolwaterstoffen zijn onder andere benzeen, 5 tolueen en xyleen. Tolueen geniet de voorkeur.

De reactietemperatuur kan binnen ruime grenzen variëren, maar om praktische redenen wordt de reactie uitgevoerd bij het kookpunt van het gekozen oplosmiddel.

De uitvinding wordt verder toegelicht maar niet 10 beperkt door de volgende voorbeelden.

Voorbeeld I Bereiding van muscon.

300 g 16-oxa-3-methylbicyclo/10.3.·l/pentadecaan, 300 ml petroleumether (kookpunt 80-100°C) en 3 g 10 %'s platina-15 op-houtskool werden gebracht in een roestvrij stalen autoclaaf van 1 liter. Na de afsluiting daarvan werd de autoclaaf van lucht bevrijd door drie achtereenvolgende inspuitingen van stikstof, waarna tweemaal waterstof werd toegevoerd bij 3 baren. De druk werd verminderd tot 1 baar en de reactor werd verhit op 275°C; op deze 20 wijze steeg de resulterende geregistreerde inwendige druk tot 30 baren en het roeren werd begonnen.

Het reactieverloop werd gevolgd door gasfase-chromatografie, waarbij bleek dat 6-10 uren voldoende waren om de omzetting in muscon te voltooien.

25 Na de afkoeling werd de reactor van resterend waterstof bevrijd door drie achtereenvolgende inspuitingen van stikstof en het mengsel werd vervolgens afgefiltreerd. Muscon werd vervolgens verkregen in een opbrengst van 90 % door het reactie-mengsel te onderwerpen aan de gebruikelijke opwerking.

30 16-oxa-3-methylbicyclo/T0.3. l/pentadecaan, gebruikt als uitgangsmateriaal bij het hierboven beschreven proces, kan op de volgende wijze worden bereid: 1 g 16-oxa-3-methylbicyelo/10.3.1/pentadeca-2.8.12-trieen of 16-oxa-3-methylbicyclo/10.3.l7pentadec-2-een in 50 35 ml ethanol werd geperhydrogeneerd door de geroerde alkoholische oplossing bloot te stellen aan de inwerking van waterstof bij 8005094 * '5 kamertemperatuur in tegenwoordigheid van 0,2 g 10 %'s palladium-op-houtskool.

Het gewenste produkt werd verkregen in een opbrengst van 80 % of hoger.

5 Het produkt werd gekarakteriseerd door de vol gende spectraalwaarden: NMR: 0,9 (3H, d, J = 7), 1,35 (13H, m), 3,13,6 (2H, m) δ ppm; MS : M+ = 238 (50); m/e: 223 (12), 194 (30), 112 (35), 10 99 (55), 81 (66), 69 (70), 55 (100), 41 (59).

Voorbeeld II Bereiding van muscon.

300 g 16-oxa-3-methylbicyclo/ÏO.3.1/pentadec- 1- een, 300 g petroleumether (kookpunt 80-100°C) en 3 g 10 %’s 15 platina-op-houtskool werden gebracht in een roestvrij stalen autoclaaf van 1 liter. De werkwijze werd op de in voorbeeld I beschreven wijze uitgevoerd.

Bij de uitvoering van de reactie gedurende 1 uur bij een temperatuur van 20°C en bij 2-3 baren werd een 20 omzetting waargenomen in 16-oxa-3~methylbicyclo/10.3.l/penta- decaan. De reactietemperatuur werd verhoogd tot 275°G, waardoor de druk op ongeveer 30 baren werd gebracht, en het mengsel werd op de in voorbeeld I beschreven wijze behandeld, waarbij muscon werd verkregen in een hoeveelheid van 90 % van de theoretische 25 opbrengst.

Voorbeeld XII Bereiding van muscon.

5 g 10 %Ts palladium-op-houtskool werden geactiveerd door verwarming onder terugvloeikoeling daarvan in 30 175 ml xyleen in een waterstof-atmosfeer gedurende 30 minuten.

De waterstofstroom werd vervolgens ingesteld op ongeveer 30-40 ml/minuut en de temperatuur werd op 135°C gehouden en bij deze temperatuur werden 20 g 16-oxa-3-methylbicyclo/10.3.j[/pentadec- 2- een daaraan toegevoegd. Het voortschrijden van de reactie werd 35 gevolgd door gebruikelijke dampfase-chromatografie. Dqbnverzadig- de tricyclische ether werd aldus omgezet in muscon in een op- 8005094 6 brengst van 80 %, Het verkregen produkt bevatte ongeveer 20 % 16-oxa-3-methylbicyclo/T0.3.1/pentadecaan.

Voorbeeld IV

Bereiding van 16-oxa-3-methylbicyclo/10.3.l7pentadec-l-een.

5 Een mengsel van 150 g (0,58 mol) 3-methylcyclo- pentadecaan-1.5-diol en 75 g Raney-koper in een 30 %*s waterige suspensie werd onder verminderde druk verhit. De temperatuur werd in 1-1,5 uren verhoogd tot 165°C.

Een sterke waterstofontwikkeling werd waarge-10 nomen bij het begin van de reactie. De temperatuur en druk varieerden tussen 45 Torr (30°C) en 20 Torr (165°C).

Bij 165°C werd een tweede fractie van 450 g (1,75 mol) 3-methyl-cyclopentadecaan-l.5-diol, gesmolten bij 80°C, druppelsgewijze binnen 2-3 uren toegevoegd, De reactie was 15 endotherm. Nadat de .toevoeging was voltooid werd het reactie- mengsel nog gedurende 2-3 uren bij 160-165°C geroerd en de druk werd verminderd tot ongeveer 2 Torr terwijl de gewenste bicycli-sche ether direct door destillatie werd verzameld. Aldus verkreeg men 483,2 g bij een kookpunt van 150°C/1 Torr (zuiverheid 90 %).

20 De analytische gegevens van het produkt zijn hieronder aangegeven: IR : 1668 cm 1; NMR: 0,95 (3H, d, J = 7); 1,3-1,5 (20H, m); 1,8-2,2 (3H, m); 3,8-4,1 (1H, m), 4,2-4,32 (1H, m) 6 ppm; 25 MS: M+ = 236 (45)? m/e: 221 (40), 194 (20), 178 (20),

135 (35), 95 (75), 81 (80), 69 (100), 56 (90), 41 (90). Voorbeeld V

Bereiding van muscenon (3-methylcyclopentadec-4-en-l-on).

236,3 g 16-oxa-3-methylbicyclo/T0.3.l7penta-30 dec-l-een en 34 g 80 %fs waterig fosforzuur in 1,9 liter tolueen werden gedurende 2,5 uren op het kookpunt verhit. De reactor werd voorzien van een zijdelingse waterafscheidingsinrichting, zodat water geleidelijk kon worden afgenomen gedurende de reactie. Na de afkoeling werd het reactiemengsel tweemaal gewassen met water, 35 vervolgens met 10 %'s waterig natriumcarbonaat en tenslotte met water tot neutrale reactie. Door extractie van de moederlogen met 8005094 7 tolueen en opwerking van de gecombineerde organische extracten verkreeg men 218,2 g muscenon met een kookpunt van 115—130°C/ 0,2 Torr (zuiverheid ongeveer 95 %); 87,5 % van de theoretische opbrengst.

8005094

Claims

1. Werkwijze ter bereiding van muscon, met het kenmerk, dat men een bicyclische verbinding met de algemene formule 1, waarin de streepjeslijnen een enkelvoudige 5 binding of een dubbelbinding voorstellen en waarin m voorstelt een van de gehele getallen I of 2, n = 1 en p =* 3 of n = 2 en p * 2 en r = 1 en q = 2 of r = 0 en q = 1, behandelt met waterstof in een inert organisch oplosmiddel en 10 in tegenwoordigheid van een edelmetaal-kata^sator.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men de reactie uitvoert in tegenwoordigheid van een katalysator, gekozen uit palladium-metaal of platina, afgezet op houtskool.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men de reactie uitvoert bij een temperatuur tussen ongeveer 100 en ongeveer 300°C.

4. Een pyranderivaat met de formule la.

5. Werkwijze ter bereiding van het pyranderi-20 vaat met de formule la, met het kenmerk, dat men een cyclisch diol met de formule 1b onderwerpt aan een dehydrogenering en dehydratering.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat men de dehydrogenering en dehydratering uitvoert met 25 behulp van Raney-koper en bij een temperatuur tussen ongeveer 150 en 200°C.

7. Werkwijze ter bereiding van een onverzadigd macrocyclisch keton met de formule 1c, waarin de streepjeslijnen een enkelvoudige binding of een dubbelbinding voorstellen en 30 waarin x 1 en y 2 of x = 2 en y = 1, met het kenmerk, dat men een pyranderivaat met de formule la behandelt met een zuur middel in een inert organisch medium,

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het 8005094 \' - 9 kenmerk, dat het zure middel fosforzuur is.

9. Reukstofpreparaten, verkregen onder gebruikmaking van het volgens de voorgaande conclusies bereide muscon.

10. Werkwijzen en verbindingen als beschreven 5 in de beschrijving en/of voorbeelden. 8005094