Brevet FR2003316A1 — publié le 19691107

La présente invention concerne la synthèse des alcools acétyléniques par réaction de cétones avec de l'acétylène. On a déjà suggéré de faire réagir de l'acétylène avec des c4- tonem de cette manière, mais tous les procédés existants prdsen- tent des inconvénients. Un procédé utilise du sodium dans l'Ammo- niaque liquide et présente les inconvénients associés à l'emploi d'ammoniaque liquide. On a également suggéré, dans le cas de cé tones cycliques, d'utiliser du butylate de potassium tertiaire dans le butanol tertiaire, lais ceci n'a donné que des rendements moyens. L'industrie a donc besoin d'un procédé applicable de façon générale, fournissant de bons rendements à des températures et sous des pressions ordinaires ou ne s'écartant que peu des conditions normales. L'invention est matérialisée dans un procédé pour la prépara- tion d1 alcools acétyléniques consistant à faire réagir de l'acéty- lène avec une cétone aliphatique en présence de méthylate de potas sium ou d'6thylate de potassium. Le schéma réactionnel peut être représenté par l'équation suivante dans laquelle et et R2 sont des groupes aliphatiques. L'invention présente une large application à l'industrie et le terme "aliphatique" est destiné à couvrir des groupes de caractère principalement aliphatique renfermant de 1 à 24 atomes de carbone. Ainsi, les groupes R1 et R2 peuvent être des groupes à channe droite ou ramifiée, cycliques, saturé. ou non saturés, à condition que les liaisons non saturées ne soient pas conjuguées avec la double liaison carbonyle, et R1 et et R2 peuvent être liés l'ue à l'autre pour faire partie d'un groupe alicyclique renfer iant l'atome de carbone du groupe carbonyle.Des combinaisons de groupes aliphatiques et alicycliques sont également possibles et, bien que les groupe R1 et doivent avoir un caractère principalement aliphatique, ils peuvent renfermer des substituants aryle, pour produire des groupes arylaliphatiques d'une manière bien connue dans cette technique. Le catalyseur utilisé de préférence est le méthylate de potas sium. Il est également désirable, comme le comprendront les techniciens spécialisés dans ce domaine, que le milieu réactionnel utilisé soit anhydre, ne gFne pas l'évolution de la réaction, constitue un solvant de l'acétylène et présente certaines propriétés ionisantes. Â titre de solvants convenables, on peut citer par exemple lee éthers simples, le tétrahydrofuranne, la diméthylfor- mamide et le diméthylsulfoxyde. De préférence, le méthylate de potassium est utilisé à l'état finement dispersé dans le milieu réactionnel. Un avantage de l'invention réside dans le fait qu'elle peut être mise en oeuvre dans une gamme de températures qui n'est pas très différente de la température ambiante. La réaction peut être judicieusement effectuée à la température ambiante ou au-desous de celle-ci, lais si la température est abaissée nettement au-dessous de -20 C par exemple, les solubilités des réactifs deviennent trop faibles et la vitesse de réaction va bien entendu être plus lente, tandis que si la température est élevée au-dessus de 30 C bien qu'en général la vitesse de réaction soit plus rapide, l'ac6- tylène gazeux ne va pas se dissoudre aisément, les réactions se- condaires vont être plus importantes et les rendements vont ten- dre à diminuer. Ainsi, les conditions optimales sont comprises entre -10 C et +10 C. On comprendra que ces conditions de réaction sont douces et Judicieuses par rapport à celles correspondant à l'emploi d'ammo- niaque liquide. En outre, le méthylate de potassium constitue une matière de départ peu conteuse et aisément disponible, et il en e.t de même de. solvants mentionnés. Ceci représente un avantage très net de ce processus par rapport à l'utilisation de matières telles que le butylate de potassium tertiaire dans le butanol tertiaire, qui a été précédemment suggéré.En outre, l'utilisation de ces conditions de réaction judicieuses présente également l'a- vantage très net de fournir des rendements élevés (90 à 100,'), qui sont supérieurs aux rendements obtenus dans les conditione anté rieurement connus (habituellement moins de 75%). Une application particulière du procédé suivant l'invention est la préparation d'intermédiaires importants dans la synthèse de la vitamine E. L'un de ces intermédiaires clés, lors de la synthè- se de la vitamine E tocophérol), est le déshydroisophytol. L'isophytol peut Otre et a été précédemment préparé par une série de stades opératoires à partir de cétones aliphatiques inférieures convenables; au cours de ces stades préparatoires, on a fait intervenir une éthynylation (addition d'acétylène à une cétone). Toutefois, les conditions nécessaires à cette addition font intervenir l'utilisation de métaux alcalins dans l'ammonia- que, comme indiqué précédemment.Il est maintenant possible, par le procédé faisant l'objet de l'invention, d'effectuer la synthèse d'isophytol de façon judicieuse et avec un rendement élevé à partir d'une cétone simple, comme l'acétone, ou à partir d'une autre cétone aliphatique convenable, comme l'hexahydropseudoionone (6,10-diméthyl-undécan-2-one), la tétrahydropseudoionone (6,10-di- méthyl-undec-5-èn-2-one), la dihydropseudoionone (6, 10-diméthyl indec-5,9-dibn-2-one) ou la phytone (6, 1 0,1 4-triméthylpentadécan- 2-one).Lorsque le nombre des atomes de carbone dans l'acétone de départ est inférieur de plus de 2 atomes à celui de l'isophytol, la séquence de synthèse fait intervenir des stades alternés d'éthynylation pour fournir un carbinol, puis de réaction connue pour donner une cétone, cette opération étant suivie d'une éthynylation et ainsi de suite. ainsi, lors de la préparation de la vitamine E synthétique, on fait réagir de l'hexahydropseudoionone avec de l'acétylène, suivant l'invention, pour produire du tétrahydrodéshydronérolidol. On fait ensuite réagir celui-ci avec de l'acétylacétate d'éthyle au coure d'un processus d'estérification et on effectue une pyrolyse pour produire un mélange de déshydrophytones. On effectue ensuite l'hydrogénation de ce mélange en utilisant de l'hydrogène, sur un catalyseur palladium/carbone, pour produire de la phytone qui est à son tour condensée avec de l'acétylène par le procédé suivant l'invention, pour produire le déshydroisophytol. Celui-ci est soumis à une hydrogénation pour produire de l'isophytol en utilisant un catalyseur plomb/palladium On convertit l'isophytol en chlorure de phytyle par traitement avec de l'acide chlorhydrique, puis on condense le chlorure avec du triméthylquinol en pré sence de trifluorure de bore, pour donner l'alpha-tocophérol ou vitamino E. Le procédé faisant l'objet de l'invention est également u lisable pour la synthèse de parfums et de composés intermédiaservant à la préparation de parfuma, Les exemples donnés ci-après à titre non limitatif perme tront de mieux comprendre comment l'invention peut être mise oeuvre. EXEMPLE N 1 On introduit dans un réacteur 4 litres d'éther isopropyli@@@ et on refroidit à 46 C. On ajoute 394 g de méthylate de potase@@@ aussi rapidement que possible et on ferme le récipient de faç hermétique. On commence l'agitation et on introduit de l'acéty- ne aussi rapidement que possible. Dès que la saturation est ter- minée, on ajoute @ kg d'hexahydropseudoionone dans 1 litre d' - ther isopropylique, an une heure, à une température comprise @ tre 7 et 90 environ, avec un lent passage d'acétylène. Après dition, on agite continuellement la masse réactionnelle dans atmesphère d'acétylène pendant au moins une heure.On interro l'admission d'acétylène à la fin de la réaction et on ajoute avec soin un litre d'eau. Après agitation pendant dix minutes on sépare la phase aqueuse inférieure et on lave la phase organi- que successivement avec un litre d'eau, avec 1 litre d'acide @@@ furique à 10% et avec 1 litre de solution saturée de bicarbo- de potassium. L'évaporation de la couche organique donne le tétrahydro@@@ dronérolidol, 1,10 kg (98%) nD20 1, 4530-1,4550. EXEMPLE N 2 On introduit dans le réacteur 2,6 litres d'éther isopropy que et on refroidit à +5 C. On ajoute 288 g de méthylate de p sium et on forme le réacteur de façon hermétique. On commence gitetion et on introduit de l'acétylène, à raison d'environ 1 litre per minate, Après vingt minutes, onajoute 1,15 kg de ph (6:10:14-triméthylpentadéoan-2-one) en solution dans 900 ml d ther isopropylique, en une houre, à une température maintenue entre 5 et 3 C onviron. A la fin de la réaction (ce qui est qui par analyse), on interrompt l'admission d'acétylène et oajoute aves précemtion 1 litre d'eau.Après agitation pendant @ flxtes, ce sépaxe la couche inférieure et on lave sucoessim la couche organique avec 1 litre d'acide sulfurique à 10%, amec @ fitre de solution saturée de biearbonate de sodium ou de car bonate de sodium à 10% et avec 1 litre d'eau. L'évaporation de la couche organique donne le déshydroisophytol (1,02 kg) (93%), n20D 1,4550-1,4570. EXEMPLE N 3 On introduit dans le réacteur 150 ml d'éther isopropylique et on refroidit à -5 C. On ajoute aussi rapidement que possible 15 g de méthylate de potassium et on sature la suspension avec de l'acétylène, tout en agitant de façondouce. On ajoute en quinze minutes 20 g d'acétone dans 20 ml d'éther isopropylique, à une température qui est ramen6e entre 0 C et +5 C. Après l'addition, on agite continuellement la masse réactionnelle dans une atomsphè- re d'acétylène pendant encore une heure. On interrompt ensuite l'admission d'acétylène et on ajoute avec précaution 50 ml d'eau. L'isolement du produit comme décrit précédemment donne 14 g de 3-méthylbutyl-3-ol brut (pureté 90%). Une distillation à la pression normal est nécessaire pour fournir un produit purifié. Point d'ébullition 105 C, n20D 1,4180. EXEMPLE N 4 On introduit dans le réacteur 120 ml de tétrahydrofuranne et on refroidit à 0 C environ. On ajoute aussi rapidement que pos- sible 10 g de méthylate de potassium et on sature la suspension avec de l'acétylène tout en agitant de façon modérée. On ajoute en trente minutes 5 g de 2-méthylcyclohexanone dans 10 ml de tOtra- hydrofuranne, à une température comprise entre 0 et 5 C. Après l'addition, on agite de façon continue la masse réactionnelle pen. dant encore deux heures. On interrompt ensuite l'admission de l'acétylène et on filtre la suspension pour éliminer la plus grande partie de la matière minérale. On fait évaporer le filtrat sous pression réduite pour récupérer le tétrahydrofuranne et on isole le produit par l'addition de 200 ml d'éther isopropylique et de 50 mi d'eau. On lave la phase organique avec 50 ml d'eau, 20 mi d'acide sulfurique à 10% et 20 ml d'une solution saturée de bicarbonate de sodium. L'évaporation sous pression réduite donne g de 2-méthyl-1-éthynylcyclohexan-1-ol (isomèresmélangés) (81% du rendement théorique). Des modifications peuvent litre apportées aux modes de mise en oeuvre décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé pour la préparation d'alcools acétyléniques, caractérisé en ce qu'on fait réagir de l'acétylène avec une cétone aliphatique en présence de méthylate de potassium ou d'éthylate de potassium. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu réactionnel est un solvant inerte, anhydre et ionisant. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est effectué à une température allant de -200C à +30 C. 4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la gamme de températures est comprise entre -10 C et + 10 C. 5.- Procédé suivant l'une quelconque dea revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que le méthylate de potassium ou l'éthylate de potassium est utilisé à l'6tat finement dispermé dans le milieu réactionnel. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la cétone est une cétone aliphati- que saturée. 7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la cétone est l'hexahydropseudoiono- ne, ou la phytone. 8.- licools acétyléniques, préparés par le procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 9.- Procédé pour la préparation d'alpha-tocophérol, caractérisé en ce qu'un stade du processus correspond au procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7. 10.- Procédé pour la synthèse de l'alpha-tocophérol, caract*- risé en ce qu'on condense de l'hexahydropseudoionone avec de l'acétylène en présence de m6thylate de potassium ou d'éthylate de potassium pour produire du tétrahydrodéshydronérolidol, , on fait réagir le tétrahydrodéshydronérolidol avec de l'acétylacétate d'éthyle pour produire un mélange de déshydrophytones après estérifi- cation et pyrolyse, on effectue l'hydrogénation du mélange de déshydrophytones pour produire de la phytone, on condense la ph- ton avec de l'acétylène en présence de méthylate de potassium ou dtAthylate de potassium pour produire du déshydroisophytol, on effectue l'hydrogénation du déshydroisophytol avec un catalyseur plomb/palladium pour donner de l'isophytol et on condense l'isophytol ou un dérivé de celui-ci avec du trim6thylquinol pour donner de l'alpha-tocophérol. 11.- Alpha-tocophérol préparé par le procédé suivant la revendication 9 ou 10.