Brevet FR2475045A1 — publié le 19810807

I L'invention concerne le dcraine de la parfumerie et a plus particulJèrement pour objet l'obtentcion industrielle de muscone. La muscone,ou 3-méthyl-cyclopentadécanone,est dans la série des dérivés musqués macrocycliques,l'un parmi les ingrédients les plus appréciés dans l'industrie de la parfumerieo Cependant,faute de synthèse économique,son utilisation a été à ce jour fort limitée. Parmi les procédés de fabrication connus figurent ceux illus- trés à l'aide des schémas réactionnels suivants: *o. 0 0 1. NaOH (CH2)8_CO2C2H5 l + OHC-(CH 2)7C C2C2 H5 3. H2À CH3 CH3 1. CrO3/H+ 2. Estérif. CH3 RO C(CH - CCH RO2 (H2)2- CH-CH2- CO(C H2)-o 2C2H5 1. Acétal 2. Acyloine (muscone) référence: J. Chem. Soc. 4154-7 (1964) 1. MeOH-HCl 2. KMnO4 3. CH2N2 (OCH3)2 Co CH3 1. Mg-CdCl2 2. KMnO4 cyclisation muscone - référence: Tetrahedron 20, 11, 2601 Q. (CH2)11 C=D - (CH)10 2cH _,/ (CH) -CH 1 27 3. CH + Il CH Br(CH2) Br(CH2). O(CH2)-Co 2H C 2CH3 8 2 002C3 (1964) réduction iCHO 1. HC1 2. KMnO4 3. SOC12 OCi C 2CH3 C02CH3 CH - 1. 03 CH3 5 - (CE 2. H2/Pd-C CH-CH réduction 1 3 - rL - *A CH3 muscone référence: Helv. Chim. Acta, 50, 705 (1967) ou la variante ci-apr8s: CH- CH3 C - CH2 I 0O H202 H3 _ ( réduction muscone référence: Helv. Chim. Acta, 50, 708 (1967) *I. j La présente invention a pour objet un nouveau procédé pour-la préparation de la mnusconeo Ce procédé permet,grâce à la simplicité du mode opératoire prévu,une obtention économique et à-grande échelle de la musconeo - Le procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'on soumet à un traitement avec de l'hydrogène,dans un solvant organique inerte et en présence d'un catalyseur constit6ué par un métal noble, un composé bicyclique de formule: CH -C(H])-=C(CH3m (CH 2-CH -- C[Hi CF2 mCH r - C.m 2 2 - n,,, - "* ' C,-*-C H) _ (I) I I CH -C (H) ==C (H)m-(CH2) 2-C) 2 -:n, m dans laquelle les lignes pointillées servent à indiquer une liaison simple ou double et dans laquelle: - m vaut 1 ou 2, n = 1 et p = 3 ou n = 2 et p = 2,et r = 1 et q = 2 ou r = 0 et q = 1. Le traitement avec de l'hydrogène est effectué de préférence en présencede métaux nobles, tels le platine ou le palladium, par exemple déposés sur du charbon actif. Des préparations commer- ciales,comme par exemple du platine à 10% sur du charbon,sont parfaitement adaptées à cet effet a La réaction est effectuée de préférence dans un autoclave et l'on opère en maintenant sous légère pression le produit qui doit être soumis à réaction dans une atmosphère d'hydrogène. Les modes d'exécution particuliers suivis sont indiqués parle détail dans les exemples. Comme solvant organique inerte il convient d'utiliser. tout particulièrement un hydrocarbure aliphatique. A cet effet/. l'éther de pétrole représente un solvant de choixo Les composés bicycliques de formule (I),utilisés comme produits de départ dans le procédé de l'invention décrit ci-dessus, peuvent être préparés conformément au procédé décrit ci-dessous, à partir d'un dialdéhyde de formule: OHC -(CH2)2- C(H)m C(H) - (CH2)2 -.C(H) m-C(H) -(CH 2)- CHO 2 2 M 22 m 2 2 contenant deux liaisons simples ou doubles dans les positions 4 et 8,comme indiqué par les pointillés,et dans laquelle l'indice m vaut 1 ou 2. Le procédé sus-mentionné est illustré par le schéma ci-dessous: 4 8 OHC-( CH2)2] C(H)m--=C(H)--(CH2)- C[ H)-C[H) -[CH2)] CH a. y e OR1-. o ii.1 1 X =h8logp-fl + XMg j b. i' t CH2 OH ORH- 22 il i- CH)î-CH 3-- --)-2C(H).-...(H)- { Ct)-C(H) -----C(H)-- CH -CH 2 3. Z'H+J c [. CH2-C (Fi) m--C (H),n (CH2) 2- CH- C (Hl) a10 C=c---CtH) - j H7()!t)1H) CH-CP2/ Le composé de formule (Ia),composé nouveau,également utilisé comme produit de départ dans le procédé de l'invention tel que défi- ni plus haut,est obtenu suivant un procédé original qui consiste à déshydrogéner et déshydrater un diol cyclique de formule:. OH CH2-( CH2)4-C- -ci2 II j CH-C 13?N CH2-(CH2)4C-c. -CH2 - ' O OH Une telle opération est effectuée de préférence à l'aide de cuivre de Raney et à une température d'environ 1500 à 200 C. Comme résultat de cette opération,on a obtenu le produit désiré (Ia) accompagné de troces de son isomère de formule:: cil2- (CHz)4 ----CH---CFH2 :O ' CH--CIL.. CH2 (CH2):-CH -C - CH2 2.2 Si désiré,le produit pur peut être séparé et purifié au moyen des méthodes usuelles comme la chromatographie en phase gazeuse; cependant,le mélange,tel qu'obtenu par ledit procédé,peut être uti- lisé directement pour la préparation de la muscone suivant le procédé décrit plus haut. L'éther énolique de formule (Ia) peut être utilisé non seulement en tant que produit de départ pour la préparation directe de la muscone mais également comme intermédiaire pour la synthèse de muscénone, un composé de formule: a -CH2-CH-C 3 ll2--( CH2) 4-C- -CH2 --H- 3 CH2-(CiH2) 3-C(H) --'CH-==C(H)X dans laquelle x = 1 et y 2 ou x = 2 et y = 1. Ce composé représente un ingrédient odorant intéressant ainsi qu'un intermédiaire utile pour la préparation de la muscone /voit DE-PS 16 68 054 7. Suivant un autre procédé de la présente invention,ladite cé- tone cyclique insaturée est obtenue en traitant l'éther énolique (Ia) avec un agent acide dans un milieu organique inerte.Comme agent acide,on utilise de préférence un acide minéral protonique, une résine échangeuse de cation acide ou une terre d'infusoires acide. L'ocide phosphorique est utilisé de façon préférentielle. Suivant un mode préférentiel d'exécution,la réaction est effectuée à l'aide d'acide phosphorique aqueux à environ 80% en poids en présence d'un hydrocarbure aromatique dans un réacteur muni d'une colonne latérale de distillation de façon à ce que l'eau soit éliminée azéotropiquement. Comme hydrocarbure aromatique,on peut utiliser le benzène,le toluène ou le xylène par exemple.Le toluène est utilisé de préférence. Quant à la température de réaction utilisée,elle peut -8- - 2475045 varier dans une gamme étendue de valeurso Pour des raisons d'ordre pratique et économique,la réaction est effectuée à la température d'ébullition du solvant choisi. EXEMPLE 1- Preparation de'muscone 300g de 16-oxa-3-méthylbicyclo/ 10o3.1 7pentadécane,300 ml d'éther de pétrole ayant Eb.80-lO et 3g de platine sur charbon à 10% ont été introduits dans un autoclave de 1 litre en acier inoxydable. Une fois fermé,l'autoclave a été purgé trois fois à l'azote,.puis deux fois àl.1'hydrogène en mettant chaque fois une pression de 3 bars,puis on a laissé environ 1 bar de pression dans le réacteur et on a chauffé à:275 . La pression a atteint ainsi environ 80 bars et à cette pression on a enclenché l'agitateur, - Le déroulement de la réaction a été suivi au moyen d'analyse par chromatographie en phase gazeuse --6 à 10 heures suffisent pour compléter la transformation en muscone..-.Après refroidissement le réacteur a été purgé à l'azote (3 fois)et le mélange a- été filtré. La muscone a été ainsi obtenue avec un rendement théorique d'environ 90%. Le 16-oxa-3-méthylbicyclo/Q10o3.1 7pentadécane,utilisé comme produit de départ dans le procédé décrit ci-dessus peut être obtenu ainsi: lg de 16-oxa-3-méthylbicyclo/ l0o3o1 7pentadéca-2,8,12- triéne ou de 16-oxa-3-méthylbicyclo/lO 10.31 7pentadéc-2-ène,dans 50 ml d'éthanol,a été perhydrogéné en soumettant la solution alcoolique à agitation dans une atmosphère d'hydrogène à températu- re ambiante en-présence de 0,2g de palladium sur charbon à 10%o Le produit désiré a été obtenu avec un rendement supérieur à 80%. RN: 0,9(3H,d, J= 7); 1,35 (13H;m);3,1-3,'6(2H,m) @ ppm; SMI = M+=238(50); m/e: 223(12),194(30),112 (35),99(55), 81(66),69(70),.55(100),41(95). EXEMPLE 2 Préparation de muscone 300g de 16-oxa-3-méthylbicyclo/O10.3.1 7pentadéc-lène,300g d'éther de pétrole ayant Eb. 80-100 et 3 g de platine sur charbon à >0% ont été introduits dans un autoclave de i litre en acier inoxydable. On a procédé ensuite comme indiqué à l'exemple précé- dent. En opérant pendant i heure à une température de 20 et une pression de 2-3 bars,on a remarqué une transformation en 16-oxa-3- méthylbicyclo/-10.3.1 7pentadécane. Puis la température a été portée à 275 ,ce qui a entraîné une augmentation de la pression à 30 bars environ,et le mélangea été traité comme indiqué à l'exem- ple 1 pour fournir la muscone avec un rendement théorique de 90% environ. EXEMPLE 3 Préparation de muscone g de palladium sur charbon à 10% ont été activés en les mettant à reflux dans 175 ml de xylène dans une atmosphère d'azote pendant 30 minutes. Le flux d'hydrogène a été ensuite réglé à envi- ron 30-40 ml/minute et la température a été maintenue à 135',puis 20g de 16-oxa-3-méthylbicyclo/l10.301 7pentadéc-2-ène ont été ajoutés au mélange. Le déroulement de la réaction a été suivi par analyse chromatographique. On a pu ainsi établir qu'en l'espace de 10-12 h,l'éther tricyclique insaturé s 'était transformé dans les conditions de réaction utilisées en muscone avec un rendemnent d'environ 80%. Le produit obtenu était accompagné par environ 20% de 16-oxa-3-méthylbicyclo/-10.3. l7pentadécane. EXEMPLE 4 Préparation de 16-oxa-.3-méthylbicyclo/-103.17 pentadéc-l-ène Un mélange de 150g (0,58 mole)de 3-méthyl-cyclopentadécon-1,5- diol et 75g de cuivre de Raney en suspecnsion aqueuse à 30% a été chauffé sous agitation et sous pression réduite dans un réacteur, en élevant la température en 1-1 -- h jusqu'à 165'. Un fort cdégagement -275045 d'hydrogène a été observé au début de la réaction, La température et la pression \rient entre 45 Torr (30 )et 20-Torr(165 )o A 1651 ,on introduit goutte à goutte,pendant 2-3 h,une deuxième partie de 450g (1,75 mole) de 3-méthyl-cyclopentadécan- 1,5-diol fondu (80 ) La réaction est endothermique. Une fois l'addition terminée,le mélange a été maintenu sous agitation pendant 2-3 h supplémentaires à 160-165 et la pression a été abaissée à environ 2 Torr et l'éther bicyclique désiré a été recueilli directe- ment par distillation On a dnsi recueilli une fraction,ayant Eb.150 /l Torr,de 483,2 g dudit éther (pureté environ 90%). Les caractères analytiques du produit obtenu étaient les suivants: ' -1 IR: 1668 cm; RMN: 0,95 (3H,d, J = 7);1,3-1,5(20H,m);i,8-2,2(3Hn); 3,8-4, 1(1H,m); 4,2-4,32(lH,m) ppm; SM: M+=236 (45);m/e:221(40),194(20),178(20) ,135(35), (75),81(60),69 (100),55(90),4-(.90). EXEMPLE 5- Pr__aration de muscénone(3-m th 1-cyclooentadé?4-ène-1-one) 236,3g de 16oxa-3-métihylbicyclo/-lO03.1 7pentadéc1-ène et 34g d'acide phosphorique à 80% dans l'eau dans 1,9 1 de toluène ont-été chauffés à l'ébullition pendant 22h. Le réaçceur _ était équipé d'un séparateur d'eau de façon à pouvoir éliminer celle-ci en cours de réaction du mélange réactionneloUne fois refroidi,le mélange a été lavé 2 fois à l'eau,puis' u bicarbonate de sodium à 10% dans l'eau-enfin à l'eau jusqu'à neutralité. Par extraction de'l'eau de lavage avec du toluène et réunion des extraits organiques suivie de séchage on o obtenu une phase organique qui par évaporation et distillation a fourni 218;2g de muscéno;-ie ayan.- Eb1ll5130 /0,2 torr (pureté environ 95%);: rdt théorique 87,5%, Dans les exemples donnés ci-.dossusles tempéiatures sont in- diquées en degrés centigrades et les abréviations ont. le sens ha- bituel dans l'arto 11î -2475045 REVENDICATIONS 1. A titre de produit nouveau, le 16-oxa-3-méthyl- bicyclo /-10.3.1 _7 pentadéc-l-ène de formule: CH2-(CH2)4-CH-CH2 | CH-CH3 (Ia) CH2- (CH2)4-C=CH 2. Procédé pour la préparation du composé de for- mule Ia selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on soumet un diol cyclique de formule: OH I CH2-(CH2)4-CH-CH2 1I CH-CH3 CH2- (CH2)4-CH-CH2 I OH a une opération de déshydrogénation et deshydratation. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'opération de déshydrogénation et déshydrata- tion est effectuée à l'aide de cuivre de Raney et à une température.d'environ 150ô à 200 C. 4. Procédé pour la préparation d'une cétone macro- cyclique insaturée de formule: CH2-(CH2)4-C C H - CH -CH3 CH2-(CH2)3-C(H)y======= CH C(H) dans laquelle x = 1 et y. = 2 ou x = 2 et y = 1 caractérise en ce qu'on traite un composé pyrannique de formule: 12 2475045 CH -(CH) H-C2 12 2 42 o CH -CH3 (Ia) CH2-(CH2)4-C=CH avec un agent acide dans un milieu qrganique inerte. -. 5. Procédé suivant la-revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise, comme agent acide, l'aeide phosphori- que. -