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~ ~ ~7257~
La présente invention concerne un nouveau procédé de
préparation de sulfones de formules générale II :
~ 0 ~II) ;
dans laquelle :
m et n représentent zéro ou 1 et sont tels que la somme m + n = 1,
Rl, R2, R3, R4 et R5, identiques ou différents, représentent un
atome d'hydrogène ou un radical alcoyle contenant 1 à 6 atomes
de carbone en chaine droite ou ramifiée, en particulier un
radical méthyle ou éthyle ~ :
R représente un ~adical alcoyle contenant là 6 atomes de carbone ~ :
en chaine droite ou ramifiëe, arylalcoyle ou aryle (tel que
phényle), le radical aryle et la portion aryle du radical aryl ::~
alcoyle étant substitué le cas échéant par un radical alcoyle, .
alcoyloxyle, alcoylthio, alcoyloxycarbonyle ou hydroxyle ou ;
par ~n atome d'halogène, le radical alcoyle et les portions :
: ~alcoyles des radicaux alcoyloxyle, alcoylthio et alcoyloxy-
: carbonyle contenant de préférence 1 à 6 atome de carbone en :
chalne droite ou ramifiée, et R' représente un atome d'hydrogène
ou, lorsque m est égal à zéro, un radical alcoyle contenant 1
à~6 atomes de carbone en chalne droite ou ramifiée, en particu-
lier un radical méthyle ou éthyle.
Ce procédé est caractérisé en ce que l'on désacétyle
une sulfone acétal de formule générale I : ~
~ ~6 (1) ~ ;
~ " '.
7Z57~
dans laquelle Rl, R2, R3, R~, R5, R, R', m et n sont définis
comme précédemment et R6 représente un radical alcoyle contenant
de 1 à 6 atomes de carbone en chaine droite ou ramifiée, en
particulier un radical méth~le ou éthyle, par action d'un excès
d'eau à un pH égal ou inférieur à 7.
Les produits de formule générale (I) sont des produits .
connus décrits en particulier dans les brevets belges 794.872
et 807.035. Selon l'enseignement de ces brevets, les produits
de formule générale (I) peuvent être préparés par action d'une
sulfone de formule générale :
~ r ~
dans laquelle R et R' sont définis comme précédemment et m est
égal à zéro ou 1, sur un ~-haloyénoacétal d'aldéhyde éthylénique
de formule généra].e ~; :
~ OR~ (IV) ~
3 5 :
.
dans laquelle Rl, R2, R3, R4, R5 et R6 sont définis comme précé- ~
demment, X représente un atome d'halogène et n est égal à zéro : :
ou 1 selon la signification du symbole m du produit de formule . :~
générale (III) itilisé.
Ces procédés ont.l'inconvénient de faire appel aux ~.:
. :
: produits de for~ule générale (IV) comme matières premières car ces ..
produits sont d'un accès dlffici1e. En efEet, les y-halogéno~
atals d'aldéhydes ~,~-éthyléniques peuvent être préparés par . .
halogénoalcoxylation d'un alcoyloxy-l diène-1,3 par action d'un :~.
- 2 -
''~' ' ' "'' "'
~1C17~S7~
N-halogénosuccinimide en présence d'un alcool suivant le procédé
décrit par S~M. MAKIN et coll., J. Gen. Chem. USRR, 32 1038
(1962~; cette voie c'accès a pour inconvénient la difficulté
de préparation des éthers diéthyléniques de départ qui sont
eux-mêmes préparés par traitement d'acétals d'aldéhydes c~ ~
~, y-éthyléniques à haute température en présence de catalyseurs,
les matières premières étant elles-mêmes de synthèse difEicile.
Bien que la méthode de MAKIN soit également applicable à la
synthèse d' ~-halogénoacétals d'aldéhydes comportant un système
de doubles liaisons conjugées , la préparation de tels produits
par cette methode présente de très grandes difficultés du fait
de l'accès difficile aux matières premières nécessaires.
Il a maintenant été trouvé que les produits de formule
générale (I) peuvent être préparés avec d'excellents rendements
en faisant appel à des matières premières facilement accessibles.
Le procédé selon l'invention est donc en outre caractérisé en ce
que l'on prépare les produits de formule générale ~I) par action
d'une sulfone de formule générale (III) sur un ~-halogénoacétal
d'aldéhyde éthylénique de formule générale
Rl ~ ~OR6 (~
dans laquelle Rl, R2, R3~ R4~ R5, R6 et X sont définis comme
précédemment et n est égal à zéro ou 1 selon la signification
du symbole m du produit de formule genérale (III) utilisé.
; La réaction est effectuée dans un solvant aprotique
polaire basique et en présence d'un agent basique possédant une
30~ activité suffisante pour anioniser la sulfone mise en oeuvre.
Comme solvant aprotique polaire basique conviennent particu-
lièrement bien le diméthylformamide, le diméth~lacétamide,
1~ . . .
~ - 3 -
'. . , ,'' ~ . .
~ ~97;~5~ ~
le diméthylsulfoxyde, la N-méth~lp~rrolidone, l'hexaméthyl-
phosphotriamide. Les agents basiques qui conviennent sont
des composés minéraux ou organiques : on peut citer à titre
non limitatif les alcoolates des métaux alcalins, les hydrures
ou les amidures de mé~aux _ ~.
,, '
:, : .:,
- ' ,' , .' '' ' ~ '' ~'~ ' '
.:
'
: ~,
'.~ ~:', ~:
,~ -
~7Z57i
alcalins, les compos~s organométalliques tels que les organozinci
ques, les organolithiens, les organomagnésiens. Ils peuvent être
utilisés seuls ou conjointement avec un autre agent basique
destiné à neutraliser l'hydracide formé. Dans le cas où l'agent
anionisant est seul utilisé la quantité mise en jeu doit être
suffisante pour assurer cette neutralisation. Cette quantité est
au~si fonction des modalités de mise en oeuvre et de la réactivit~
des produits de la réaction à l'égard de cet agent basique. Pour
ces diverses raisons il peut être avantageux de faire entrer dan~
la réaction une quantité moindre d'agent anionisant et d'ajouter
un autre agent basique ~ l'égard duquel les produits de la réac-
tion sont moins sensibles et qui suffise pour neutraliser l'hy-
dracide formé. -
La réaction peut être effectuée ~ des températures
comprises entre -100C et + 150C, selon la nature des produi~R
mi~ en jeu et obtenus, et de préférence sous atmosphère inerte,
par exemple sous argon~
Les produits de formule gén~rale (V) peuvent être
prépar~s par action d'un hypohalogénite d'alcool tertiaire ali r ''
phatique saturé sur un aldéhyde de formule générale ~
.
R ~ ~ (VI)
dans laquelle Rl, R2, R3, R4 et R5 sont définis comme pr~cédemment
et n est égal à zéro ou 1, en pr~sence d'un alcool primaire ali-
phatique ~atur~ de formule générale R60H dans laquelle R6 est
d~fini comme pr~cédemment.
Le~ hypohalogénite~ d'alcools tertiaires aliphatiques
utilis~ sont de pr~férence les dérivé~ bromé~ ou chlorés. Comme
hypohalogénites d'alcools tertiaires aliphatiques satur~s, on
. , .
... .
~L~7;~:57~
utili3e généralement, pour des raisons de commodité d'accèA, les
hypohalogénites dérivés du t.butanol , cependant les hypohalo-
génites dérivés des alcool~ supérieurA contenant jusqu'à 13 atomes
de-carbone conviennent également.
Généralement l'hypohalogénite d'alcool tertiaire ali-
phatique saturé est utilisé sous forme d'une solution dans un
301vant organique inerte dans les conditions opératoires, tel
qu'un hydrocarbure aliphati~ue liquide inférieur, par exemple ;
le pentane, un hydrocarbure aromatique, par exemple le benzène,
le tolu~ne, les xylènes, ou un hydrocarbure aliphatique ou aroma-
tique halogéné. ~ ;
La température de la réaction n'est pas critique etpeut être comprise par exemple entre -40 et ~80~C. De préférence
on opère généralement à une température inférieure à 0C, par
exemple ~ -20C environ, pour ~viter une décomposition appréciable
du r~actif.
D'une manière gén~rale, les quantit~s respectives
d'hypohalogénite d'alcool tertiaire aliphatique satur~ et d'al-
déhyde de formule gén~ra~e (VI) sont voiqines de la stoechiomé-
trie, mais on peut sans inconvénient utili~er un excès de l'un
ou l'autre de ces réactifs. G~néralement il est suffisant d'utili-
ser la quantité stoechiométrique d'alcool de formule ~nérale
R60H , il~est c~pendant préférable d'utiliser un excès de ce
réactif qui sert alor~ de milieu réactionnel.
Afin d'accélérer la vitesse de la réaction il est
avantageux d 3 op~rer en présence d'une quantité catalytique d'un
acide minéral fort connu comme catalyseur d'acétalisation, tel
que l'acide chlorhydrique ou l'acétali~ation, teL que l'acide
chlorhydriqua ou 1'acide sulfurique , cet acide peut être intro-
duit dans le m~lange réactionnel d~s le début de la réaction ou
seulement apr~s la réaction de l'hypohalogénite d'alcool tertiairealiphatique ~atur~ ~ur l'aldéhyde de formule gén~rale (VI).
- 5 -
~7ZS'7~L
Les sulfones de formule générale (III) sont des produits
connus dont la préparation est en particulier décrite dans les
brevets belges 794.872 et 807.036.
Les aldéhydes mono et diéniques de formule générale
tVI) sont des produits connus ou peuvent être préparés par
application de méthodes connues. . -~-
Les produits de formule générale (I) peuvent être utili-
sés comme matières premières pour la préparation de composés - ~::
polyéniques des séries des terpènes, des géraniolènes et des
sesquiterpènes. La désulfonation des produits de f~rmule générale :
(I) par traitement par un agent basique minéral ou organique
permet en effet d'introduire une double liaison éthylénique
supplémentaire dans la chalne aliphatique ainsi qu'il est ~ .
indiqué dans les brevets belges 794.872 et 807.. 036. . .
Le procédé de préparation des produits de formule
générale (I) selon la présente invention présente un intérêt `
tout particulier pour la préparation des produits de Eormule
générale.(I) dans laquelle :
; m est égal à 1, n est égal à ~éro, R', Rl, R3, R4 et R5 repré-
~ sentent chacun un atome d'hydrogène et R2 représente le radical
.:
méthyle ou
. . . . .
m est égaI à zéro, n est égal à 1, Rl, R2, R3 et R5 représentent
chacun un atome d'hydrogène et R' et R4 représentent chacun ;~
un radical.méthyle qui constituent des précurseurs de la
vitamine A.
Toutefois la présente invention concerne plus spécifi-
~quement l'emploi des produits de formule générale (I) obtenus
: selon le procédé ci-dessus pour la préparation des aldéhydes :
correspondants de formule générale (Il). La désacétalisation
du produit de formule générale (I) peut être réalisée par appli-
cation de toute méthode en soi connue pour la désacétalisation ~:
de composés analogues. Selon l'invention, la désacétalisation
est réalisée par action d'un excès d'eau, à un pH égal ou
;,. inférieur à 7 et à une température
6 -
~LID7Z5711L
comprise entre -40 et ~80C, de préférence entre -20 et +40C.
Gén~ralement il n'e~t pa~ nécessaire d'isoler la sulfone
acétal de formule générale (I) pour la désacétaliser en aldéhyde
correspon~ant , cette tran~formation peut être g~néralement
effectu~e sur le produi~ brut de la réaction entre une sulfone
de formule générale (III) et l'~-halogénoacétal de formule générale
~V).
L'exemple ~uivant donné à titre non limitatif montre
comment l'invention peut etre mise en pratique~
E~CEMPLE --
A un mélange de 1,055 g (1,1 10 2 mole) de t.butylate
de 4Odium dans 4,95 cm3 de ~-méthylpyrrolidone, on ajoute
-20C, sous atmosphère d'argon et en 5 minutes, une solution de
3,44 g de ph~nyl(triméthyl-2,6,6 cyclohexen-l yl)-5 méthyl-3
pentadièn-2,4 yl ~ulfone ~ 94% de puret~ (1,1 10 2 mole) dan~
5,74 cm3 de N-méthylpyrrolidone. Après 5 minutes d'agitation
-20C, on ajoute en 1 heure une ~olution de 2,368 g (1,135 mole)
de bromo-2 diméthoxy-l,l méthyl-3 butène-3 dans 4,5 cm3 de N-
méthylpyrrolidoneO Le mélange réactionnel est ensuite agité ~
0C pendant 2 heures 1/4, puis on y ajoute successivement 12 cm3
dioxyde d'isopropyle d~peroxydé et 25 cm3 d'eau en 10 minutes.
La phase aqueuse est extraite 2 fois par 20 cm3 au total d'oxyde
d'isopropyle. Les phase~ organiques sont r~unies. On obtient
aiD~i une solution de dim~thoxy-l,l diméthyl-3,7 (trim~thyl-2,6,6
cyclohexèn-l yl)-9 nonatri~n-2,6,8 yl phénylsulfone~5 qui peut
être transform~e directement en ald~hyde correspondant en op~rant
de la manière suivante.
La solution précédente est agit~e à 20C environ pendant
1 h 3/4 avec n, 247 cm3 d'une ~solution aqueuse 4N d'acide ~ulfuri-
que, pui~ lavée ~uccessivement par 5 cm3 d'une solution aqueuse
~satur~e de bicarbonate de sodium et 2 fois par 5 cm3 au total
d'eau et en~in séch~e su~ sulfate de sodium anhydre. Après
- 7 -
',''',:,".
~L~7Z57~ :
filtration et refroidis~ement à 0C pendant 15 minutes on sépare
par filtration 0,6275 g de diméthyl-3,7 (triméthyl-2,6,6 cyclo-
hexèn-l yl)-9 oxo-l nonatrièn-2,6,8 yl phénylsufone-5 identifi~
spectographie RMN.
Par concentration des eaux mères du produit précédent,
on obtient un résidu pesant 3,970 g dans lequel on dose par RMN
8,122 10 3 mole de(diméthyl-3,7 triméthyl-2,6,6 cyclohexen-l yl)-9
oxo-l nonatrièn-2,6,8 yl phénylsulfone-5 et 0,53 10 3 mole de
phényl~trimé~hyl-2,6,6 cyclohexen-l yl)-5 méthyl-3 pentadièn-2,4
yl sulfone de départ. Le rendement en sulfone aldéhyde-est de
91% par rapport ~ la sulfone de dépaxt consommée.
Le bromo-2 diméthoxy-l,l méthyl-3 butène-3 de d~part
peut être préparé de la mani~re suivante.
A une solution de 5,04 g (6.10 2 mole) de méthyl-3 bu-
t~ne~2 al (ou prénal) dans 50 cm3 de méthanol refroiaie à _20C
on ajoute 1,6 cm3 d'acide sulfurique concentré puis en 90 minutes
77,5 cm3 d'une solution pentanique 0,774 molaire d'hypobromite
de t.butyle puis laisse la température remonter à 0C en 30
minutes. Le mélange r~actionnel e~t alors versé dans 100 cm3
d'eau contenant 11,16 g (O,9 10 2 mole) de bicarbonate de sodium.
La pha~e aqueuse est séparée, extraite 3 fois par 75 cm3 de pentane
au total : les phases organiques sont r~unies, lavées par 30 cm3
d'eau, pDi~ par 30 cm3 d'une solution aqueuse saturée de bicarbo-
nate de sodium et séchées sur carbonate de sodium anhydre. Apr~
concentration ~ ~ec SOU8 pression réduite (20 mm de mercure
environ) ~ une temp~rature inférieure ~ 50C, on obtient un ré3idu
de 12,92 g constitué par un mélanye de bromo-2 diméthoxy-l,l
méthyl-3 butane-3 et de bromo-2 triméthoxy-1,1,3 méthyl-3 butane
` identifiés par RMN. Par distillation, on s~pare 6,55 g de bromo-2 dimethoxy-l,l méthyl-3 butene-3 (PEo 2 = 48,5C).
La solutlon pentanique d'hypobromite de t.~utyle peut
être préparée selon C. WALLING, J. Org. Chem., 27 2976 (1962). ~
. ' ` ~.
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