BICYCLO-COMPOUNDS, PROCESSES FOR THEIR PREPARATION AND THEIR APPLICATION

Abstract: 1. Bicyclic compounds of the general formula I see diagramm : EP0010213,P16,F7 where Y is see diagramm : EP0010213,P16,F8 see diagramm : EP0010213,P17,F1 see diagramm : EP0010213,P17,F2 see diagramm : EP0010213,P17,F3 see diagramm : EP0010213,P17,F4 or see diagramm : EP0010213,P17,F5 where R**1 is hydrogen or methyl, R**2 is hydrogen, methyl or ethyl and R**3 ist methyl or vinyl, with the exception of the compound of the general formula Ib where R**1 and R**2 are both hydrogen.

Description: ?at entansprüche 1. Bicyclische Werbindungen der allgemeinen Formel I EMI1.1 in der Y für EMI1.2 EMI1.3 EMI1.4 steht, worin R1 Wasserstoff oder die Methylgruppe Rê Wasserstoff, eine Methyl- oder Äthygruppe und R eine Methyl- oder Vinylgruppe bedeuten. 2. Verfahren zu erstellung der bicyclischen Verbindungen der allgemeinen Formel I gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Aldehyd II EMI2.1 in an sich bekannter Weise nach en methoden der ge mischten Aldolkondensation mit einer Carbonylverbin- dung der allgemeinen Formel III EMI2.2 in der R1 und Rê die in Anspruch l angegebene Bedeu tung haben, umsetzt und die hierbei entstehende Ver- bindung der Formel Ia gewünschtenfalls in an sich be kannter Weise zu den Verbindunge der Formeln Ib, I bzw. Id hydriert oder aber zur Herstellung der Verb dungen le und If die entstehenden Verbindungen la bzw. Ib in an sich bekannter Weise unter den Bedingungen von Grignard-Reaktionen mit einer Grignarverbindung der allgemeinen Formel V R -Mg-Hal in der R3 eine Methyl- oder Vinylgruppe bedeutet und Hal für Chlor oder Brom steht, umsetzt. 3. Verfahren zur Herstellung der bicyclischen Verbindung der allgemeinen Formel Ia EMI2.3 in der R1 = Rê = H, dadurch gekennzeichnet, dass man A den Aldehyd II EMI3.1 in an sich bekannter Weise mit Vinyl-Magnesiumhalogeni- den umsetzt, B den erhaltenen Allylalkohol (2-Methylen -3-methyl-3-(1-hydroxy-2-propan-1-yl) bicyclo 2,2, -hec- tan) EMI3.2 in an sich bekannter Weise mit Phosgen oder Thionylchlorid in das Chlorid EMI3.3 umlagert und C das ernaltene Chlorid in an sich bekannter Weise oxydiert. 4. Verwendung der bicyclischen Verbindungen der allgemei nen Formeln Ia oder Ib zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel V EMI3.4 (V), in der R1 für Wasserstoff oder eine Methylgruppe steht und die Bindungen # eine Doppelbindung oder eine aus der Doppelbindung durch Hydrierung hervorgegangene Einf2ch- bindung bedeuten, durch Umsetzen der Verbindungen der Formeln Ia bzw. Ib in an sich bekannter Weise nach den Methoden der gemischten Aldolkondensation mit Propionaldehyd und anschliessendes Hydrieren in an sich bekann- ter Weise. 5. Verwendung der bicyclischen Verbindungen der allge meinen Formeln Ta oder Ib, in denen R für H und R für Äthyl steht, zur Herstellung von ss-Santalol Va bzw. De hydro-ss-Santalol Vb EMI4.1 durch Umsetzen der Ausgangsverbindungen mit Methyleor- miat in Gegenwart von niederen Alkalialkoholaten, Acetalisieren mit Methanol in Gegenwart saurer Katly- satoren, Hydrieren der Carbonylgruppe, Dehydratisieren, Desacetiliseiren und Hydrieren der freigesetzten Formylgruppe in an sich bekannter Weise. Nach erfolgter Aldolkondensation neutralisiert man das Re- ' aktionsgemisch wie üblich mit einer beliebigen Säure, z.B. mit Essigsäure, trennt das hierbei anfallende Salz ab und arbeitet das Gemisch, ebenfalls wie üblich, auf das Aldolisierungsprodukt auf. Der bei der Aldolkondensation zunächst entstehende Alkohol Ia' EMI5.1 geht unter den Reaktionsbedingungen - besonders wenn man bei Siedetemperatur arbeitet - unmittelbar in die entsprechende olefinische Verbindung Ia über. EMI5.2 Die neuen Verbindungen der Formel Ia weisen einen holzigen Geruch auf. Der Geruch ist jedoch etwas synthetisch streng, so dass die Verbindungen Ia selber nur in geringeren Mengen zur Nuancierung von Duftstoffkompositionen oder für Spezialzwecke, beispielsweise zur geruchlichen Verbesserung von Chemieprodukten wie Detergentien oder Kunststoffdispersionen verwendet werden. Das gleiche gilt für die Carbonylverbindungen Ib EMI5.3 die man durch partielle Hydrierung von Ia in an sich bekannt ter Weise mit H2 und Raney-Nickel oder mit desaktivierten Palladium/Kohle-Katalysatoren erhält. Die sehr stabile 2-Methylengruppe des bicyclischen Restes w:rd hierbei nicht angegriffen. Hydriert man die Verbindungen Ia, ebenfalls in an sich bekannter Weise, bei 0 bis 150 C mit Reduktionsmitteln wie NaBH4, LiAlH4 oder Al-triisopropylat (nach Meerwein-Ponndorf), so erhält man die primären (R2 = H) oder sekundären (R2 -CH3; -C2H5) Alkohole Ic EMI6.1 welche einen sehr angenehmen Geruch nach Edelholz haben und sich daher als Komponenten für kosmetische Duftstoffkompo- sitionen eignen. Im Vergleich dazu haben die ebenfalls recht wertvollen Duft- stoffe Id EMI6.2 die man in an sich bekannter Weise durch Hydrierung der Verbindungen Ib, z.B. nach Meerwein-Ponndorf, erhält, einen etwas matteren Geruch. Der Aldehyd Ia mit R1 = R2 = H lässt sich auch mit guten Ausbeuten herstellen, wenn man den Aldehyd II in an sich bekannter Weise mit Vinyl-Mg-halogeniden umsetzt, den erhaltenen Allylalkohol (2-Methylene-3-methyl-3(1-hydroxy-2-propen-1-yl) -bicyclo[2,21]-heptan) mit Phosgen oder Thionylchlorid in das 2-Methylen-3-methyl-3-(3-chlor-1-propen-1-yl)-bi cyclo 2,2,13-heptan umlagert und dieses mit Hexamethylentetramin oder den Na-Salzen von Nitroverbindungen oxidiert, wobei diese Schritte in an sich bekannter Weise erfolgen: : Grignard Vinylierung Allylumlagerung EMI7.1 Oxidation EMI7.2 Während die Alkohole Ic und Id unmittelbar als Duftstoffe verwendet werden können, haben die Carbonylverbindungen Ia und Ib grössere Bedeutung als Ausgangsstoffe für die Herstellung von ss-Santalol (Va) und damit verwandter Verbindungen. Setzt man die unter die Formeln Ia und Ib fallenden Aldehyde unter den Bedingungen der gemischten Aldolkondensation, wie sie für die Umsetzung von II mit den Carbonylverbindungen III beschrieben wurde, mit Propionaldehyd um, EMI7.3 so erhält man - gegebenenfalls nach anschliessender Hydrie- rung der bei der Aldolkondensation neu entstehenden Doppelbindung - die Aldehyde der Formel IV. Die Bindungen # be deuten hierbei eine Doppelbindung oder eine aus der Doppelbindung durch Hydrierung hervorgegangene Einfachbindung. Durch Hydrierung der Verbindungen IV analog der Hydrierung von den Verbindungen Ia gelangt man zu dan Alkoholen V EMI8.1 unter denen das ss-Santalol Va und das Dehydro-ss-Santalol Vb EMI8.2 für die Parfümerie von grösster Wichtigkeit sind. Ein anderer vorteilhafter Syntheseweg für die Herstellung von Va und Vb wurde durch das Auffinden der Xetone Ia bzw. Ib, in denen R1 = H und R2 für ethyl steht möglich. Hierbei werden die Ketone Ia bzw. Ib in an sich bekannter Weise (Claisen- -Wislicenus-Kondensation) zunächst in Gegenwart von niederen Alkalialkanolaten mit Methylformiat und dann in Gegenwart eines sauren Katalysators mit Methanol nach folgender Reaktionsgleichung umgesetzt. EMI8.3 Aschliessende Hydrierung der Carbonylgruppe mit Reduktionsmitteln wie NaBH4, LiALH4 oder Al-triisopropylat (nach Meerwein-Ponndor±), Dehydratisierung, Desacetalislerung und Hydrierung der Formylgruppe zur Hydroxylgruppe ergibt Va bzw. Vb nach folgender Reaktionsgleichung: EMI9.1 Die erstbeschriebene Synthese von Va und Vb über eine ge mischte Aldolkondensation mit Propionaldehyd bietet den Vorteil, dass si nur aus wenigen Schritten besteht. Wegen der Selbstkondensation des Propionaldehyds erhält man jedoch ein Reaktionsgemisch, aus dem sich die Verbindungen Va und Vb mit Duftstoffqualität für höherer Ansprüche nur durch aufwendige fraktionierte Destillation reinigen lässt. Zur Herstellung der reinen Verbindungen ist daher der Weg über das Methylformiat, auch wenn er über mehrere Stufen erfolgt, günstiger. Setzt man die Carbonylverbindungen Ia und Ib in an sich bekannter Weise mit Grignardverbindungen R3-Mg-Hal (VI) um, in denen R3 eine Methyl- oder Vinylgruppe und Hal, Chlor oder Brom bedeutet, so erhält man die Alkohole Ie bzw. If EMI9.2 Ie bzw. If. Ruder Duft der Alkohole, in denen R3 für eine Methylgruppe steht, ist angenehm sandelholzartig. Der Duft der Alkohole, in denen R3 für eine Vinylgruppe steht, ist etwas schwächer holzig. Ausgehend von Ie bzw. If, in denen R3 für die Vinylgruppe steht, lassen sich auf an sich bekannte Weise die Verbin- dungen VII herstellen, unter denen sich VIIa und VIIb durch einen besonders feinen, herb-frischen Sandelholzgeruch auszeichnen. EMI10.1 EMI10.2 EMI10.3 Im Vergleich zum R-Santalol (Va) und zum Dehydro-ss-Santalol (Vb) erscheint hier die Methylgruppe der Seitenkette um eine Position in Richtung des Ringes verschoben. Die neuen bicyclischen Verbindungen besetzen teilweise wertvolle Duftstoffeigenschaften, die anderen eröffnen vorteil nafte Wege zur synthetischen Herstellung des begehrten San-, delholzduftstoffs ss-Santalol und anderen chemisch verwandten Verbindungen mit interessanten holzigen Duftncten. Die Struktur der gemäss den folgenden Beispielen hergestellten Verbindungen wurde mittels Elementaranalyse, IR- und NMR-Spektroskopie bestätigt. Beispiel 1 EMI11.1 2-Methylen-3-methyl-3- (but-1-en-3- -on-1-yl)-bicylco-[2,2,1]-heptan Zu einer Lösung aus 2 g KOH in 5 ml Methanol wurde Im Laufe von 10 Minuten eine Lösung aus 50 g (0,33 Mol) 2-Methylen -3-methyl-3-formyl-bicyclo-[2,2,1]-heptan (II) in 80 g (1,38 Mol) Aceton gegeben, das Reaktionsgemisch wurde noch 3 Stunden unter Rückflusskühlung zum Sieden erhitzt und danach mit Eisessig neutralisiert. Nach Abtrennung des Kalium acetates lieferte die übliche destillative Aufarbeitung das oben genannte Verfahrensprodukt in 59%iger Ausbeute. Kp = 80 - 850C bei 0,4 mbar nD25 = 1,5119 Duftcharakteristik: schwach holzig Beispiel 2 EMI11.2 2-Methylen-3-methyl-3-(pent-1-en-3 -on-1-yl)-bicyclo-2,2,1J -heptan Analog Beispiel 1 wurde eine Lösung von 20 g KOH in 60 ml Wasser mit einer Lösung aus 272 g (1,83 Mol) 2-Methylen-3methyl-3-formyl-bicyclo-[2,2,1]-heptan und 810 g (11,2 Mol) Methyläthylketon zu der oben genannten Verbindung umgesetzt, Ausbeute 84 d; Kp = 850C bei 0,1 mbar; n25 -1,5089 Duftcharakteristik: schwach holzig Beispiel 3 EMI12.1 2-Methylen-3-methyl-3-(butan-3-on -1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan 27 g (0,142 Mol) des Ketones gemäss Beispiel 1 erhaltenen 2-Methylen-3-methyl-3-(but-1-en-3-on-1-yl)-bicyclo-[2,2,1] -heptans wurden mit 0,5 g Raney-Nickels, welches in 200 ml Methanol suspendiert war, bei 25 C und Normaldruck mit Wasser- stoff hydriert. Nach Absättigung der olefinischen Doppelbin- dung in der Seitenkette wurde kein weiterer Wasserstoff aufgenommen. Die übliche destillative Aufarbeitung liefert das obengenannte Verfahrensprodukt in 93iger Ausbeute. Kp = 70 C bei 0,1 mbar; nD25 = 1,4910. Duftcharakteristik: frisch, holzig Beispiel 4 EMI12.2 2-Methylen-3-methyl-3-pentan-3-on- -1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan 20,4 g (0,1 Mol) des gemäss Beispiel 2 erhaltenen 2-Methylen- -methyl-(pent-1-en-3-on-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan wurden mit 0,25 g eines handelsüblichen Palladium-Calciumcarbo- nat-Kontaktes, der in 200 ml Methanol suspendiert war, bei 25 C und Normaldruck hydriert. Die übliche Aufarbeitung lieferte die oben genannte Verbin- dung in 91%iger Ausbeute. Kp = 87 C bei 0,2 mbar; nD25 = 1,4912 Duftcharakteristik: frisch, holzig Beispiel 5 EMI13.1 2-Methylen-3-methyl-3-(3-methyl-but -1-en-3-ol-1-yl)-bicyclo-[2,2,1] -heptan Eine Lösung aus 0,12 Mol Methylmagnesiumchlorid in 75 ml # Tetra- hydrofuran wurde allmählich mit 19 g (0,1 Mol) des gemäss Beispiel 1 erhaltenen 2-Methylen-3-methyl-3-(but-1-en-3-on-1-yl)- -bicyclo-[2,2,1]-heptans versetzt, wonach das Reaktionsgemisoh noch 16 Stunden gerührt wurde. Die übliche Aufarbeitung dieses Grignard-Ansatzes lieferte das obengenannte Carbinol in 73%iger Ausbeute. Kp = 83 C bei 0,3 mbar; n25= 1,5108 Duftcharakteristik: sandelholzartig Beispiel 6 EMI13.2 2-Methylen-3-methyl-3-(3-methyl -butan-3-ol-1-yl)-bicyclo-[2,2,1] -heptan Diese Verbindung wurde analog Beispiel 5 durch Umsetzung des gemäss Beispiel 3 erhaltenen 2-Methylen-3-methyl-3-(butan-3- -o-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptans mit Methylmagnesiumchloridlösung in 83%iger Ausbeute hergestellt. Kp = 85 C bei 0,3 mbar; nD25 = 1,4928 Duftcharakteristik: angenehm holzig Beispiel 7 EMI14.1 2-Methylen-3-methyl-3-(pent-1-en-3 -ol-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan Eine Lösung aus 1,5 g (0,04 Mol) LiAlH4 und 100 ml Tetrahydrofuran wurde bei Raumtemperatur langsam mit einer Lösung aus 20,4 g (0,1 Mol) es gemass. Beispiel 2 erhaltenen 2-Methylen3-methyl-3-(pent-1-en-on-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptans in 20 ml Tetrahydrofuran versetzt, wonach das Gemisch 2 Stunden lang unter Rückfluss zum Sieden erhitzt wurde. Die übli- che Aufarbeitung lieferte das obengenannte Verfahrensprodukt in 68%iger Ausbeute. Kp 920C bei 0,4 mbar; nD25 = 1,5018 Duftcharakteristik: schwach holzig Beispiel 8 EMI14.2 2-Methylen-3-methyl-3- (prop-1-en- -3-al-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan Eine Lösung aus 0, Mol Vinylmagnesiumchlorid in 125 ml Tetra- hydrofuran wurde allmählich mit einer Lösung aus 30 g (0,33 Mol) des Aldehyds II versetzt, das Reaktionsgemisch 16 Stunden lang gerührt und wie üblich aufgearbeitet. Hierbei fiel 2-Methylen-3-methyl-3(prop-1-ol-2-en-1-yl)bicyclo -[2,2,1]-heptan in 73%iger Ausbeute an. Kp = 60 - 63 C bei 0,3 mbar; nD25 = 1,5089. 17,8 g (0,1 Mol) des erhaltenen Alkohols wurden zusammen mit 8 g Dimethylformamid, 0,2 g CuCl und 30 ml Toluol vorgelegt, das Reaktionsgemisch innerhalb von 20 Minuten bei O bis 5 0C allmählich mit 12,5 g (0,105 Mol) Thionylchlorid versetzt und 16 Stunden be Ramtemperatur gerührt. Diese unter gleich zeitiger Chlorierung verlaufende Allylumlagerung lieferte nach der üblichen Aufarbeitung, jedoch ohne Reindarstellung durch Destillation, die Chlorverbindung EMI15.1 in einer Rohausbeute von 67 . 21,5 g (etwa 0,1 Mol) dieses rohen Chlorids wurden in 30 ml Äthanol gelöst und die Lösung innerhalb von 30 Minuten bei Raumtemperatur zu einer Lösung aus 8,8 g (0,13 Mol) ìTa-Xthy- lat, 11 g (0,124 Mol) 2-Nitro-propan und 100 ml Äthanol ge- geben. Das erhaltene Gemisch wurde sodann 3 Stunden lang bei 350 und weitere 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, nach Ent- fernung des Äthanols mit Wasser versetzt und mit verdünnter Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 3 gebracht und anschliessend mit Äther extrahiert. Aus der Ätherphase wurde der obengenannte Aldehyd in 60%iger Ausbeute, bezogen auf eingesetztes rohes Chlorid gewonnen. Kp = 65 - 700C bei 0,1 mbar; nD25 = 1,5190 Duftcharakteristik: aldehydig, holzig. Beispiel o EMI16.1 2-Methylen-3-methyl-3-(prop-1-en-3 -al-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan 22 g (etwa 0,1 Mol) der gemäss Beispiel 8 erhaltenen Chlorverbindung (2-Methylen-3-methyl-3-(3-chlor-prop-1-en-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan) wurden zusammen mit einer Lösung aus 30 g Hexamethylentetramin in 200 g Chloroform 3 Stunden lang unter Rückflusskühlung erhitzt. Das hierbei anfallende Salz wurde abgetrennt und einer '2asserdampedestillatlon unterworfen, wobei es sich in Methylamin und in 2-Methylen-3-methyl-3-(prop- -1-en-3-al-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan zersetzte. Die Ausbeute, bezogen auf das eingesetzte Chlorid betrug 21,6 d. Beispiel 10 EMI16.2 2-Methylen-3-methyl-3-(propan-3-al -1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan Die Hydrierung des gemäss Beispiel 9 erhaltenen 2-Methylen3-methyl-3-(prop-1-en-3-al-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptans analog Beispiel 3 lieferte den oben genannten Aldehyd in 66Siger Ausbeute. Kp = 65 - 660C bei 0,1 mbar, Duftcharakteristik: frisch, holzig. Beispiel 11 EMI17.1 2-Methylen-3-methyl-3- ( 3-methyl- -pent-4-en-3-ol-1-yl)-bicyclo-[2,2,1] -heptan Diese Verbindung wurde durch Umsetzen mit Vinylmagnesium- chlorid analog der ersten Stufe von Beispiel 8 aus 22,7 g (0,118 Mol) eines gemäss Beispiel 3 erhaltenen 2-Methylen-3methyl-3-(butan-3-on-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptans in 83%iger Ausbeute hergestellt. Kp = 870C bei 0,3 mbar; n25, 1,5009 Duftcharakteristik: schwach holzig Beispiel 12 EMI17.2 2-Methylen-3-methyl-3-(3-methyl -penta-1,4-dien-3-ol-1-yl)-bicyclo [2,2,1]-heptan Dieses Carbinol wurde durch Umsetzung von 37 g (0,24 Mol) eines gemass Beispiel 1 erhaltenen 2-Methylen-3-methyl-3-(but -1-en-3-on-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptans mit Vinylmagnesiumchlorid analog der ersten Stufe von Beispiel 8 hergestellt. Die Ausbeute betrug 82 . Kp - 78 - 800C bei 0,1 mbar; nd25 = 1,5062 Duftcharakteristik: schwach holzig Beispiel 13 EMI17.3 2-Methylen-3-methyl-3-(pentan-3 -ol-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan Die Hydrierung des gemäss Beispiel 4 erhaltenen 2-Methylen -3-methyl-3-(pentan-3-on-i-tl)-blcyclo- 2,2,12-heptans ana- log Beispiel 19 mit Na BH4 lieferte die oben genannte Verbindung in 64%iger Ausbeute. Kp = 950C bei 0,1 mbar; nD25 = 1,4942 Duftcharakteristik: herb, holzig. Beipiel 14 EMI18.1 2-Methylen-3-methyl-3-(2-methyl -pent-1-en-3-on-1-yl)-bicyclo [2,2,1]-heptan 30 g (0,2 Mol) des Aldehyds II und 120 g (1,4 Mol) Diäthylketon wurden analog Beispiel 1 miteinander umgesetzt. Die Reinausbeute an dem obengenannten Verfahrensprodukt betrug 18 %. Kp = 88 - 920C bei 0,1 mbar; Duftcharakteristik: frisch, holzig. Beispiel 15 EMI18.2 2-Methylen-3-methyl-3-(2-methyl -pent-1-en-3-ol-1-yl)-bicyclo [2,2,1]-heptan Durch Hydrierung des gemäss Beispiel 1 erhaltenen 2-Methylen -3-methyl-3-(but-1-en-3-on-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptans analog Beispiel 7 wurde die oben genannte Verbindung in 75%iger Ausbeute erhalten. Kp = 1300C bei 0,07 mbar; nD25 = 1,5074 Duftcharakteristik: Sandelholz westindisch. beispiele für die Verwendung der erfindungsgemässen Vertin- dungen für die erstellung von ss-Santalol, Dehydro-ss-santa- lol und anderen chemisch verwandten Verbindungen. Beispiel 16 EMI19.1 2-Methylen-3-methyl-3-(4-methyl- -pent-3-en-5-al-1-yl)-bicyclo [2,2,1]-heptan Eine Lösung aus 40 g (0,77 Mol) Natriummethylat und 420 g (7 Mol) Methylformiat wurden bei Siedetemperatur im Laufe von einer Stunde mit 150 g (0,735 Mol) des gemäss Beispiel 2 erhaltenen 2-Methylen-3-methyl-3-(pent-1-en-3-on-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptans versetzt, wonach das Reaktionsgemisch noch weitere 3 Stunden unter Rückfluss zum Sieden erhitzt wur- de. Diese Mischung wurde bei 15 bis 200C mit einer Lösung aus 30 g (0,82 Mol) HC1 in 120 ml Methanol versetzt, 16 Stunden lang gerührt und danach mit Natriummethylat neutralisiert. Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches lieferte neben 75 g unumgesetzten Ausgangsmaterials 63 g des Acetals, entsprechend einer Ausbeute von 62 Po, bezogen auf ungesetztes Ausgangsmaterial vom Siedepunkt Kp = 1700C bei 0,2 mbar. EMI19.2 23,5 g (0,085 Mol) dieses Acetals wurden analog Beispiel 3 unter Ab sättigung der olefinischen Doppelbindung in der Sei- tenkette hydriert. Die Ausbeute an 2-Methylen-3-methyl-3- (4-methyl-5,5-dimethoxy-3-oxo-pent-1-en-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]heptan betrug 90 %; Kp = 13000 bei 0,04 mbar; nD25 = 1,4928. 19 g (0,056 Mol) des hydrierten Acetals wurden analog 3eispiel 7 mit Li AlH4 in den Alkohol überführt. EMI20.1 Kp = 14000 bei 0,1 mbar; Ausbeute = 60 ,, bezogen auf eingesetztes rohes Keto-Acetal 42 g (0,149 Mol) des erhaltenen Alkohols wurden zusammen mit 150 ml Eisessig, 25 ml Wasser und 20 g Natriumacetat 3 Stunden lang bei 90 C gerührt. Anschliessend wurde das Reaktionsgemisch mit Wasser verdünnt und mit Petroläther extrahiert. Die Aufarbeitung der Petrolätherphase lieferte das Verfahrensprodukt, welches mit dem des Beispiels 20 identisch war, in 85%iger Ausbeute, bezogen auf das umgesetzte Acetal. Beispiel 17 EMI20.2 2-Methylen-3-methyl-3-(4-methyl -penta-1,3-dien-5-al-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan Diese Verbindung wurde analog Beispiel 16, jedoch ohne die Hydrierung der olefinischen Doppelbindung in der Seitenkette hergestellt. Die Ausbeute betrug 68 p, bezogen auf die umgesetzte Ausgangsverbindung. Kp = 860C bei 0,07 nibar; 25= 1,5305 Duftcharakteristik: aldehydig, holzig. Das hierbei als Zwischenstufe aufgetretene Alkenol EMI21.1 fiel in 80iger Ausbeute an. Kp- = 1600C bei 0,3 mbar. Beispiel 18 EMI21.2 R-Santalol Die Hydrierung des gemäss den Beispielen 20 bzw. 16 erhaltenen 2-Methylen-3-methyl-3(4-methyl-5-al-3-en-l-yl)-bi cyclo-2,2,1j-heptans analog Beispiel 7 lieferte das ss-Santalol in 60%iger Ausbeute. Kp = 101 bis 10300 bei 0,1 mbar Duftcharakteristik: Sandelholz ostindisch. Beispiel 19 EMI21.3 Dehydro-ss-Santalol Die Hydrierung des gemäss Beispiel 17 erhaltenen 2-Methylen -3-methyl-3-(4-methyl-penta-1,3-dien-5-al-1-yl)-bicyclo- -[2,2,1]-heptans analog Beispiel 7, jedoch mit NaBH4 anstelle des Na AlH4, lieferte das Dehydro-ss-Santalol in 69%iger Ausbeute. Kp = 120 bis 122 C bei 0,3 mbar; nD25=1,5411 Duftcharakteristik: feiner Edelholzgeruch Beispiel 20 EMI22.1 2-Methylen-3-methyl-3(4-methyl -pent-3-en-5-al-1-yl)-bicyclo -[2,2,1]-heptan Eine Mischung aus 15 g (0,084 Mol) des gemäss Beispiel 10 erhaltenen 2-Methylen-3-methyl-3-(propan-3-al-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptans und 25 g (0,43 Mol) Propionaldehyd wurde im Laufe von 2 Stunden in eine siedende Lösung aus 1 g KOH in 30 ml Methanol gegeben. Danach wurde das Reaktionsgemisch noch weitere 30 Minuten erhitzt, abgekühlt, mit Eisessig neutralisiert und wie üblich aufgearbeitet. Die Destillation lieferte 11,2 g (rd. 62 ) des rohen Verfahrensproduktes. Mittels Chromatographie en Kieselgel mit einem Gemisch aus Äther und Petroläther (Volumenvenhältnis 1 : 3) wurden hieraus 5,6 g (ca. 30 ,) der obengenannten Verbindung in reiner Form gewonnen. Kp ,90 - 120 C bei 0,3 mbar Duftcharakteristik: aldehydig, holzig. Beispiel 21 EMI22.2 2-Methylen-3-methyl-3-(4-methyl -pentan-5-al-1-yl)-bicyclo-[2,2,1] -heptan Durch Hydrierung eines gemäss Beispiel 20 oder Beispiel 15 erhlatenen 2-Methylen-3-methyl-3-(4-methyl-pent-3-en-5-al -1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptans analog Beispiel 3 erhielt man den oben genannten gesättigten Aldehyd in praktisch quantitativer Ausbeute. Kp = 97 - 1000C bei 0,3 mbar; nD25 = 1,5029 Duftcharakteristik: aldehydig, holzig. Beispiel 22 EMI23.1 2-Methylen-3-methyl-3-(4-methyl-pentan-5-ol-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan Durch Hydrierung des gemäss Beispiel 21 erhaltenen Aldehyd analog Beispiel 7 erhielt man das oben genannte Verfahrens- produkt in 46%iger Ausbeute. Kp = 1400C bei 0,4 mbar; nD25 = 1,5136 Durtcharakteristik: Sandelholz Beispiel 23 EMI23.2 2-Methylen-3-methyl-3-(3-methyl-penta-1,3-dien-5-ol-1-yl)-bicyclo -[2,2,1]-heptan Eine Lösung aus 32 g (0,147 Mol) eines gemäss Beispiel 12 erhaltenen 2-Methylen-3-methyl-3-(3-methyl-penta-1,4-dien-3 -ol-1-yl)-bicyclo- 2,2,1 -heptans, 15 ml Dimethylformamid und 30 ml Toluol wurde bei OOC langsam mit 18 g (0,151 Mol) Thionylchlorid versetzt und danach noch 3 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Die übliche Aufarbeitung lieferte 36,6 g des rohen, aus Allylumlagerung und gleichzeitiger Chlorierung des Einsatzstoffes hervorgegangenen Chlorids EMI24.1 Das erhaltene rohe Chlorid wurde anschliessend in einer Suspension aus 30 g wasserfreiem Natriumacetat, 0,5 g Natriumjodid, 1 ml Triäthylamin, 15 ml Dimethylformamid und 30 ml Toluol im Laufe von 8 Stunden bei 200C in das Acetat über führt. Das Acetat wurde in methanolisch-wässriger Natronlauge ,rie üblich verseift. Die Aufarbeitung des Reaktionsgemisches lieferte das obengenannte Dienol. Kp = 111 C bei 0,07 mbar; nD25 = 1,5411 Geruchscharakteristik: holzig Beispiel 24 EMI24.2 2-Methylen-3-methyl-3-(3-methyl-pent3-en-5-ol-1-yl)-bicyclo-[2,2,1]-heptan Diese Verbindung wurde analog Beispiel 23 aus 74 g (0,337 Mol) des gemäss Beispiel 11 erhaltenen 2-Methylen-3- -meth yl- -(3-methyl-pent-4-en-3-ol-l-yl)-bicyclo-02,2,12 -hep tans in 90%iger Ausbeute hergestellt, wobei jedoch anstelle des Thionylchlorids Phosgen als Halogenierungs- und Umlagerungsreagens verwendet wurde. Kp = 110 - 115 C bei 0,3 mbar; nD25 = 1,5125. Duftcharakteristik: intensiver, feiner Edelholzgeruch.

Claims: Bicyclische Verbindungen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung Die vorliegende erfindung betrifft bicyclische Verbindungen der Allgemeinen Formel I EMI25.1 in der v für EMI25.2 EMI25.3 EMI25.4 steht worin R1 Wasserstoff oder die Methylgruppe, R2 Wasserstoff oder eine Methyl- oder AthylgrupDe und R3 eine Methyl- oder Vinylgruppe bedeuten. Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung der Verbindungen (I) sowie Synthesen mit den Verbindungen (1), insbesondere die Verwendung der Verbindungen Ia bzw. Ib zur Herstellung von bicyclischen Verbindungen der allgemel- nen Formel V EMI26.1 vor allem von ss-Santalol. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, den im Sandelholzextrakt enthaltenen wichtigen Duftstoff ss-Santalol Va EMI26.2 sowie chemisch verwandte Verbindungen von Va synthetisch herzustellen, da das ss-Santalol aus natürlichen Vorkommen immer Enapper und dadurch teurer wird. Mit den Verbindungen der Formeln Ia und Ib wurden Verbindungen gefunden, die einerseits auf relativ einfache Weise hergestellt werden können und die andererseits vorteilhafte Wege zur synthetischen Herstellung von ss-Santalol; Dehydro -ss-Santalol und anderen ähnlich gut duftenden Verbindungen eröffnen. Die übrigen neuen Verbindungen sind wertvolle Duftstoffe mit verschiedenen Holznoten.-¯ Es wurde gefunden, dass man die Verbindungen (I) erheilt, wenn man den Aldehyd II EMI27.1 in an sich bekannter Weise nach den Methoden der gemischten Aldolkondensation mit einer Carbonylverbindung III EMI27.2 in der R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, umsetzt und die hierbei entstehende Verbindung Ia gewünschtenfalls in an sich bekannter Weise zu den Verbindungen der Formeln Ib, Ic bzw. Id hydriert oder zur Herstellung der Verbindungen Ie und If die gebildete Verbindung Ia bzw. Ib in an sich bekannter Weise unter den Bedingungen von Grignard-Reaktionen mit einer Grignardverbindung der allgemeinen Formel VI R3-Mg-Hal (VI ), in der eine Methyl- oder Vinylgruppe bedeutet und Hal für Chlor oder Brom steht, umsetzt. Die Ausgangsverbindung II (2-Methylen-3-methyl-3-formyl-bi- cyclo-L2,2,13-heptan) ist bisher weder synthetisiert noch charakterisiert worden. In Helv. Chim. Acta 59 (1976), S. 738 heisst es, dass einige experimentelle Anzeichen vermuten lassen, dass das bicyclische Teresantalal II auch im Sandelholzöl vorkommt. Der Aldehyd II kann aus dem neuen, jedoch in der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 27 19 976 beschriebenen 2-Chlormethyl-3-methyl-3-formyl-bicyclo-[2,2,1]-heptan-(5) durch HCl-Abscaltung unter Schutz der Formylgruppe durch Acetalisieren erhalten werden. Er hat einen Siedepunkt von 74 bis 78 C bei einem Druck von 0,2 Torr. L J Die Umsetzung der Ausgangsverbindung II mit den Carbonyl Verbindungen III erfolgt in an sich bekannter Weise nach der Methoden der gemischten Aldolkondensation mit Hilfe alkalischer Kondensationsmittel. Handelt es sich bei den Carbonyl verbindungen III um Aldehyde, so wird zweckmässigerweise II vorgelegt und der Aldehyd nach Massgabe fortschreitender Reaktion zugegeben, um auf diese Weise der Selbstkondensation der Aldehyde entgegenzuwirken. Im Falle von Ketonen als Reaktionspartner III ist eine solche Vorsichtsmassnahme im allgemeinen nicht erforderlich, da hierbei die gemischte Aldolkondensation in der Regel wesentlich schneller verläuft, als die Selbstkondensation der Ketone. Man nimmt die Aldolkondensation von II mit den Carbonylver- bindungen III zweckmässigerweise bei Temperaturen zwischen 40 und 1800C sowie in Gegenwart eines organischen Lösungs- mittels vor. Als Lösungsmittel kommen insbesondere destillativ leicht abtrennbare Verbindungen, z.B. Alkohole wie Methanol und Äthanol, Äther wie Dioxan und Tetrahydrofuran oder Alkohol Wasser-Gemische in Betracht oder auch - falls III ein Keton ist, ein Überschuss des betreffenden Xetons. Die Menge der Lösungsmittel beträgt vorzugsweise das 1- bis 10-fache der Menge Ausgangsverbindung II. Als alkalisches Kondensationsmittel empfiehlt sich vor allem Kaliumhydroxid in Form einer wässrigen oder methanolischen Lösung. Jedoch eignen sich auch andere mineralische Basen wie Natriumhydroxid und Calciumhydroxid oder starke organische Basen wie Triäthylamin, Triäthanolamin oder ein Piperidin-Eisessig-Gemisch. Die Menge der Katalysatoren beträgt - wie allgemein für Aldolkondensationen üblich - zweekmässi- gerweise 0,01 bis ca. 0,3 Mol.-p, bezogen auf II.

Inventors: BAUMANN, MANFRED, DR. DIPL.-CHEM., HOFFMANN, WERNER, DR. DIPL.-CHEM.
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1979
Main classification: C07C47
IPC codes: C07C41, C07C29, C07C49, C07C45, C07C33, C11B9, C07C47, C07C43