Brevet FR2288092A1 — publié le 19760514

L'invention concerne un procédé amélioré pour préparer les l-N-cyclo-amino-cyclododécènes dans lequel on fait réagir la cyclo dodécanone avec une amine cyclique en présence de tétrachlorure de titane. Le composé préparé par ce procédé est utilisable comme in termédiaire pour fabriquer le parfum du musc. Les procédés classiques de préparation des l-N-cyclo-aminocycloalcènes ont été fondés jusqu'ici sur la déshydratation d'une cycloalcanone et d'une amine cyclique en présence d'un catalyseur protonique, tel que l'acide para-toluène sulfonique et similaire, côm- me décrit dans le brevet japonais nO 60/1969. Par exemple, des cétones cycliques ayant un faible nombre d'atones de carbone, telles que la cyclopentanone et la cyclohexanone, peuvent donner les énamines correspondantes, avec un rendement satisfaisant, en réagissant pendant relativement peu de temps avec des amines cycliques, comme décrit dans Org. Syn., 41, 65-(1961); dans le cas de la cyclohexanone, le rendement en énamines est de 72 à 80 %. Cependant, les cétones cycliques ayant un nombre élevé d'atomes de carbone, telles que la cyclododécanone, ne doivent pas pouvoir donner les énamines correspondantes, avec un rendement satisfaisant, par suite de leurs faibles réactivités, meme si on prolonge la durée de la réaction ou si on élève la température de la réaction. Par exemple, dans le brevet japonais nO 60/1969, où la cyclo dodécanone et la morpholine sont portées à ébullition sous reflux dans le toluène, en présence d'acide para-toluène sulfonique pendant 11 heures pour chasser l'eau produite par distillation, le rendement en l-N-morpholino-l-cyclododécène est inférieur à 30 %. De plus, rPê- me si on prolonge la réaction pendant 80 heures, sous reflux dans a le xylène, le rendement est au plus de 50 %. Un autre procédé de synthèse des énamines avec un acide de Lewis, tel que le tétrachlorure de titane, est rapporté dans J.Org. Chem.32, 213 (1967). On y décrit en détail la synthèse de quelques énamines avec un groupe dimethyl-amino, avec un rendement relativement élevé,mais celles qui comportent un groupe amino cyclique sont obtenues avec un rendement ne dépassant pas 55 %, en faisant réagir la morpholine avec la methyl isopropyl cétone. On y indique également que les énamines de cétones cycliques telles que la cyclohexanone, peuvent ê- tre facilement synthétisées, mais sans donner aucun renseignement sur le procédé. L'invention concerne un procédé amélioré de préparation des l--cyclo-amino-cyclodécénes dans lequel on fait réagir la cyclodo décanone avec des amines cycliques, en présence de tétrachlorure de titane. Le procédé selon l'invention permet d'obtenir les produits recherchés avec des rendements beaucoup plus élevés que ceux associés aux procédés classiques et la réaction peut être effectuée- dans des conditions modérées; par exemple, la température de la réaction peut être la température ambiante (18 à 25 OC) ou moins,et la durée de la réaction est très courte.Comme autres avantages de l'invention, les produits recherchés préparés dans de telles conditions modérées sont moins colorés que ceux obtenus par les procédés classiques, et des produits presque incolores et pratiquement purs peuvent être obtenus simplement par condensation, filtration et concentration. La cyclododécanone utilisée comme matériau de départ pour ce procédé peut facilement être préparée par oxydation catalytique à l'air du cyclododécane obtenu par hydrogénation catalytique du 1,5, 9-cyclodécatriène ou d'un trimère cyclique du butadiène. L'amine cyclique utilisée selon l'invention est de préférence la morpholine, la pyrrolidone et la pipéridine qui réagissent avec la cyclododécanone pour donner respectivement le l-N-morpholino-lcyclododécène, le l-N-pyrrolidino-l-cyclododécène et le l-N-pipéridino-cyclododécène. Le solvant utilisé selon l'invention est un solvant inerte vis à vis de la cyclododécanone, des amines cycliques et des produits recherchés; par exemple, on préfère le benzène et le toluène. Lorsqu'on utilise un excès d'amine cyclique, ltexcès agit comme solvant, ce qui rend inutile l'addition d'un autre solvant. La température de réaction selon l'invention peut varier entre -60 et 120 OC, de préférence entre -30 et 40 OC. Lorsque la réaction est terminée, on sépare par filtration l'oxyde de titane et le chlorhydrate de l'amine cyclique et on chasse par distillation les substances à bas point d'ébullition afin d'obtenir les l-N-cycloamino-cyclododécènes recherchés. On peut facilement obtenir un produit très pur par distillation sous pression réduite. Le schéma de réaction, lorsqu'on utilise la morpholine comte amine cyclique, selon l'invention, s'exprime comme suit Dans cette réaction, on utilise trois moles d'amine cyclique par mole de cyclododécanone. La quantité stoechiométrique d'amine permet d'obtenir le produit de l'invention. Le reste est utilisé pour réagir avec l'acide chlorhydrique et peut être remplacé par une autre base inerte vis à vis de la réaction, par exemple une amine tertiaire telle que la triéthyZnine. Les rapports molaires de l'amine cyclique et du tétrachlorure de titane à la cyclododécanone peuvent être les quantités stoechiométriques ou un excès. De plus, le procédé selon l'invention ne nécessite pas de distillation pour chasser l'eau, comme dans les procédés classiques qui utilisent l'acide para-toluène sulfonique comme catalyseur, car la réaction selon l'invention ne produit pas d'eau. Les l-N-cycloamino-cyclododécènes obtenus réagissent de la même façon que les énamines,normales, et ont de multiples applications, par exemple : par alkylation ils donnent la 2-alkyl-cyclodo- décanone-l, ils réagissent avec l'acide chlorhydrique en produisant la 2-acyl-cyclododécanone-l et de plus ils réagissent avec l'acide acrylique et similaire pour former l'acide 13-(2-oxocyclododécyl) propionique. Les composés produits par ces réactions sont des intermédiaires utiles pour préparer des parfums synthétiques tels que le musc. Comme parfums synthétiques préparés â partir de l'acide oxocyclododécyl) propionique, on peut citer la cyclopentadécanone décrite dans le brevet des E.U.A. nO 3 778 483, le brevet Japonais 17227/1971 et le brevet japonais 4459/1974, et le cyclopentadécanolide (15-pentadécanolide) décrit dans le brevet japonais 16930/1970. On connait également le 14-oxobicyclo !10,4,Oi hexadéc-1(12)-ène coite parfum du musc, que l'on peut obtenir à partir du l-morpholi- no-cyclododécène selon le procédé de l'invention, et décrit dans le brevet des E.U.A. n 3 816 534. L'invention est décrite ci-après en détail par l'exemple cidessous. EXEMPLE On dissout 36 g de cyclododécanone et 70 g de morpholine dans 400 ml de benzène. On dissout séparément 21 g de tétrachlorure de titane dans 100 ml de benzène. En 1 heure et 2 et en agitant, on ajoute la solution de tétrachlorure de titane à la solution de cyclododécanone-morpholine refroidie dans la glace. Puis on agite la solution ainsi obtenue pendant 2 autres heures à température ambiante (20 0C), et on filtre la solution de réaction pour éliminer l'oxyde de titane et le chlorhydrate de morpholine. On concentre le filtrat et on distille finalement à 120-132 OC sous 0,25 mm de Hg pour obtenir le l-N-morpholino-l-cyclododécène (rendement théorique basé sur le cyclododécanone 90,7 %). Les caractéristiques du spectre infra-rouge du produit sont les suivantes -l (C=C), 1130 -l (C-O) -l 1650 cm (C=C), 1130 cm (C-O) et 1260 cm (C-N). EXEMPLE D'APPLICATION 1 On effectue la réaction de condensation de la cyclododécanone et de la morpholine en présence de tétrachlorure de titane par le même procédé que dans l'exemple précédent. On sépare le matériau solide par filtration et on concentre la solution filtrée dans un bain marie maintenu à une température comprise entre 60 et 70 C, sous une pression réduite de 30 mm de Hg, afin d'obtenir 49 g de concentrat presque incolore. Les essais analytiques indiquent que le produit est le l-N-morpholino-cyclododécène à 94 % de pureté. On fait réagir l'énamine brute ainsi obtenue (88,2 g) avec 19,8 g de > 3-propiolactone et 25 g de chlorobenzène, à 160 OC pendant 6 h. On chasse par distillation sous pression réduite la fraction à bas point d'ébullition du produit ainsi formé, et on distille la fraction residuelle afin d'obtenir 63 g d'amide de l'acide (2-oxo- cyclododécyl) propionique et de morpholine. Le rendement est de 55 , par rapport à la cyclododécanone et de 71 % par rapport à la p-pro- piolactone.Si on utilise l'énamine purifiée obtenue dans l'exemple précédent, on obtient un produit identique avec les mêmes rendements que précédemment (respectivement 54 et 72 ). Cet amide de merpho- line ou l'acide -(2-oxocyclododécyl) propionique obtenu par hydrolyse de l'amide peuvent être convertis en cyclopentadécanone ou cyclopentadécanolide (15-pentadécanolide), chacun d'eux étant utilisable comme parfum de musc. EXEMPLE D'APPLICATION 2 Dans un réacteur, on introduit 30 g d'acide p-(2-oxocyclodo- décyl) propionique, 60 g d'anhydride acétique, 300 g d'acide acétique et 6 g de résine échangeuse d'ions (Amberlyst 15, un produit de Rohm et Haas) et on agite le mélange à 5 à 10 OC pendant 4 h. On sépare la résine du mélange réactionnel par filtration et on chasse le solvant sous pression réduite afin d'obtenir 26 g de bicyclo-(10,4,0)-13-oxa-14-oxo-1(12)-hexadécène (appelé ci-après énol lactone). Le rendement est de 93 % et le point d'ébullition de 135 à 140 OC sous 0,5 mm de Hg. On dissout 10 g d'énol lactone dans 150 ml de chloroforme et on fait passer dans la solution un courant d'oxygène contenant environ 5 % d'ozone, tout en refroidissant à -20 OC. Lorsque le liquide réactionnel a pris la couleur bleue de l'ozone dissoute, on envoie danse réacteur un courant d'azote gazeux et, tout en maintenant la température à -20 OC, on ajoute goutte à goutte au liquide de réaction 40 ml d'une solution contenant environ 30 % en poids d'hydroxyde de potassium dans un mélange de 70 % en poids de méthanol et de 30 % en poids dteau. On laisse revenir à la température ambiante en agitant et on chauffe au reflux pendant deux heures avant de concentrer la solution.On mélange le condensat obtenu avec de l'eau et on l'acidifie avec de l'acide chlorhydrique concentré pour obtenir un précipité. On sépare le précipité par filtration et on lave au chloroforme afin d'obtenir 11,28 g de 4-oxopentadécane diacide presque pur. Le rendement atteint 93 % et le point de fusion est de 117-118 OC. Puis on dissout 5 g de 4-oxo-pentadécane diacide, 2,2 g d'hydroxyde de sodium et 12 ml d'hydrate d'hydrazine dans 40 ml de diéthylène glycol, on chauffe alors la solution au reflux pendant 8 h. On ajoute au mélange réactionnel 7,2 g d'hydroxyde de potassium et on chasse l'excès d'hydrazine en distillant pendant 6 heures à chaux On introduit ensuite le liquide de réaction dans l'eau et on rend le mélange acide par addition d'acide chlorhydrique concentré pour obtenir un précipité. On convertit le précipité en sori ester méthy lique en présence d'acide sulfurique comme catalyseur et on soumet le produit résultant à une distillation afin d'obtenir 4,2 g de les ter pentadécane diméthylique du pentadécane diacide. Le point d'abullition du produit est de 130-131 OC sous 0,1 mm de Hg. On peut soumettre ce produit à une réaction de condensation avec l'acyloïne selon un procédé classique et on réduit le produit en résultant en cyclopentadécanone avec un rendement de 75 %. REVENDICATI QNS 1. Procédé de préparation de l-N-cycloamino-cyclododécènes, caractérisé en ce qu'on taist réagir la cyclododécanone avec une amine cylique, en présence de tétrachlorure de titane, et on recueille l-N-cycloamino-cyclodécène à partir du mélange réactionnel. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amine est choisie parmi la morpholine, la pyrrolidone et la pipéridine. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réaction est effectuée en présence d'un solvant inerte. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme solvant un excès d'amine cyclique. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température de réaction est comprise entre -60 et 120 C. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température de réaction est comprise entre -30 et 40 OC. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rapports molaires de l'amine cyclique et du tétrachlorure de titane à la cyclododécanone sont des rapports stoechiométriquesZou plus. 8. Procédé de préparation de I-N-cycloamino-cyclododécènes selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on obtient le produit à l'état très pur par filtration et concentration du mélange réactionnel.