Etudes en series bicycliques

Tetrahedron.

Vol. 29, pp. 4225 to 4231. Pergamon Press 1973. Printed in Great Britain

ETUDES EN SERIES BICYCLIQUES CETALISATION SELECTIVE DE DICETONES OCTALINIQUE ET TETRAHYDROINDANIQUE ET STEREOCHIMIE DE LEURS ANALOGUES SATURES G . B A U D U I N et Y. P I E T R A S A N T A * Laboratoire de Chimie Appliqu6e, Ecole Nationale Sup6rieure de Chimie, 8, rue Ecole Normale, 34075 Montpellier-Cedex, France

(Received in France 4 June 1973; Received in the UK for publication 13 July 1973) R6sum6---Nous avons r6alis6 la c6talisation s61ective de la fonction oxo-1 du m6thyl-Sa dioxo-l,6 octahydro-l,2,3,4,6,7,8,8a naphtal6ne 1 et du m6thyl-7a dioxo-l,5 t6trabydro-5,6,7,7a indane 11, par l'6thyl-2 m6thyl-2 dioxolanne-l,3 ~t la temp6rature ordinaire. La m~me r6action effectu6e sur les dic6tones satur6es correspondantes d6caliniques 4 et 5 et hydrindaniques 16 et 18 conduit respectivement aux monoc6tals en 6 et en 5. La r6duction de la double liaison des monoc6tals obtenus ~tpartir des dic6tones 1 et 11 a ~t6 effectu6e et nous a conduit aux quatre monoc6tals satur~s cis et trans correspondants. Enfin, nous avons pu d6terminer de fa~on non 6quivoque, la nature de la jonction de cycles dans les compos6s envisag6s, par une m~thode RMN bas6e sur les effets de solvants sur les m6thyles angulaires. Abstract--The 1-oxo functions of 8a-methyl 1,6-dioxo 1,2,3,4,6,7,8,8a-octahydronaphthalene I and 7amethyl 1,5-dioxo 5,6,7,7a-tetrahydroindane 11 were ketaiized selectively with 2-ethyl 2-methyl 1,3dioxolane at room temperature. This reaction was extended to the corresponding saturated decaiindiones 4, $ and hydrindan-diones 16, 18, which give the 6- and 5-monoketals respectively. The double bond of the monoketals from 1 and 11 was reduced and four corresponding saturated cis- and trans-fused monoketals obtained. A new method, based on the differences of solvent effect on the chemical shift of angular methyl groups, is described for unambiguous determination of the nature of the ring junction of these compounds. Nous desirons etudier la transmission conformationnelle et la stabilite de la liaison ethylenique dans divers syst~mes octaliniques et tetrahydroindaniques substitues derives du methyl-8a dioxo1,6 octahydro-l,2,3,4,6,8,8a naphtal~ne 1 et du methyl-7a dioxo-l,5 tetrahydro-5,6,7,7a indane 11 precedemment prepares? Pour synth6tiser de tels syst~mes monosubstitues, nous devions effectuer diverses reactions sur une seule des deux fonctions cetones du syst~me. Nous avons doric envisag6 de proteger selectivement r u n e de ces fonctions. Deux proc6d6s permettant de reaiiser une reaction preferentielle sur l'une des fonctions cetones de syst~mes bicycliques dicetoniques analogues a 1 et 11, ont ete decrits: (a) la r6duction de la fonction oxo- 1 par le borohydrure de sodium2'3 s'effectue de fa@on tr~s selective, cependant, les rendements sont faibles, tant au niveau de la reduction que lorsqu'on regenere la fonction cetone et (b) la cetalisation par l'ethyl~ne glycol darts le benz~ne a ebullition en presence d'acide paratolubne-sulfonique (TsOH) ne se fait pas uniquement sur la fonction oxo-1. "~ II faut remarquer qu'ensuite la regeneration de la cetone est facile et se fait avec un excellent rendement.

I1 est donc int6ressant de mettre en oeuvre une methode de cetalisation vraiment selective qui constituerait un moyen de protection simple et realisable avec un bon rendement. Nous avons effectue pour cela la cetalisation des dicetones 1 et 11 par l'ethyl-2 methyl-2 dioxolanne-l,3 (MED). I1 s'agit d'une reaction d'echange ou de transcetalisation realisee ~ temperature ordinaire en presence d'acide TsOH. C~talisation du m~thyl-8a dioxo-l,6 1,2,3,4,6,7,8,8a naphtal~ne 1. La reaction de la dicetone 1 avec l'6thyl~ne glycol a 6te etudiee par de nombreux auteurs et l'on peut remarquer que si Swaminathan et Newman ~ decrivent essentiellement la formation du monocetai en 6, Corey et al, 4 ainsi que McMurry 7 obtiennent surtout le monocetal en 1, 2, a c6te de cetone cetalisee en 6 et de dicetal. Par contre, la reaction avec le MED est particuli~rement selective et nous a permis d'obtenir le monoetal 2 pur. Cetalisation du methyl-7a dioxo- l,5 tetrahydro-5,6,7,7a indane 2. Des essais de cetalisation ont ete egalement effectues par divers auteurs sur la dicetone 11 sans que cette reaction ait pu 6tre realisee avec une selectivite suflisante. En

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G. BAUDUINet Y. PIETRASANTA

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8

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9

10

SCHEMA1 effet, par action de de l'6thyl6ne glycol, la dic6tone 11 est susceptible de conduire au monoc6tal en position 1, 14, au monoc6tal en 5, 12 et au dic6tal. Kucherov et al 5 obtiennent h partir d'un m61ange r6actionnel initial contenant 1 mole de dic6tone pour 1,5 mole d'6thyl~ne glycol, les deux monoc6tals 14 et 12 en m61ange dans les proportions respectives de 30% et 70%. Op6rant dans des conditions analogues mais avec 2.5 moles d'6thyl6ne glycol pour 1 mole de dic6tone 11, Whitehurst et al 8 obtiennent principalement le dic6tal. Comme pour la dic6tone octalinique 1 nous avons r6alis6 la r6action du MED sur la dic6tone 11. Nous obtenons avec un excellent rendement un m61ange de deux monoc6tals dont l'un est en quantit6 pr6pond6rante (95%). Le compos6 le plus abondant poss6de une fonction c6tone conjugu6e [en IR, v ( c o ) = 1672 cm i]; on observe en RMN la pr6sence d'un seul proton 6thyl6nique, et le Am~xen UV est de 242 nm, ce qui correspond bien h la valeur calcul6e d'apr6s les r6gles de Woodward. Le compos6 pr6pond6rant est donc le monoc6tal 14. L'autre compos6 ne peut 6tre que le monoc6tal 12 [ v ( c o ) = 1745 cm-~]: au cours de la c6talisation de la fonction oxo-5, la double liaison a migr6 dans le cycle adjacent, d'apr6s la RMN en double r6sonance, on observe en effet le couplage du proton 6thyl6nique avec les deux protons en c~ du carbonyle tr6s d6blind6s h cause de

leur position allylique et un couplage lointain avec les deux protons allyliques en 4. La c6talisation par le MED est donc, ici encore, une r6action s61ective qui se fait principalement sur la fonction c6tone non conjugu6e. La formation d'une petite quantit6 de monoc6tal 12 n'est pas g6nante car ce produit peut ~tre facilement 61imin6 par chromatographie sur colonne d'alumine. S y n t h ~ s e des m o n o c ~ t a l s m~thyld~caliniques et m~thylhydrindaniques. Les monoc6tals satur6s

d6riv6s des pr6c6dents peuvent 6tre pr6par6s soit par hydrog6nation de la double liaison des monoc6tals pr6c6demment obtenus, soit directement par c6talisation des dic6tones satur6es. Par analogie avec les 6tudes r6alis6es sur les syst~mes A4~5~ octaliniques et A3"~4~ tetrahydro: indaniques,3'~ nous avons effectu6 l'hydrog6nation des monoc6tals 2 et 14 en presence de palladium sur charbon ou sur carbonate de calcium dans le m6thanol. Nous avons obtenu respectivement les deux monoc~tals cis 1 et 15. La nature de la jonction de cycles a pu ~tre ~tablie sans ambiguit6 puisque l'on r6g6n~re respectivement par hydrolyse acide les dic6tones 4 et 16 cis, connues. De la m~me fa~on, le monoc6tal 12 conduit par hydrogenation dans les m~mes conditions au monoc6tal en 5 13 jonction de cycles cis. Le compos6 13 conduit bien par hydrolyse acide h la dic6tone cis 16 les r6actions d'hydrog6nation des monoc6tals 2 et 14 se font avec un excellent rendement en milieu neutre

Etudes en s6ries bicycliques

/ _ ,

O ~"x~,.~I ~ ' /

O

~ Oo~

4227

H~/Pd Li/NH~ H~/Pd >

//O

12 13

MED

o••O

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O

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H~/Pd

14

15

Li/NHa1 O

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0

O M o

H+ >

( H+ 18

17

19

SCHI~MA2 ou 16g~rement basique (en pr6sence de tri6thylamine) dans lesquels les c6tals sont plus stables. La dic6tone satur6e cis 4 9 mise en r6action avec le MED conduit h u n m61ange contenant 30% de monoc6tal en 6, 8, et 70% de dic6tal 7; il y a done une faible diff6rence de r6activit6 entre les deux c6tones cyclohexaniques du compos6 4. La c6talisation de la die6tone methylhydrindanique 163 par le MED conduit, avec un rendement SUl~rieur, h un r6sultat identique h celui obtenu par r6action avec l'6thyl~ne glycol. 5 Seul, le monoc6tal 13, identique au produit r6sultant de l'hydrog6nation du monoc6tal 12 est obtenu. Les compos6s d6caliniques trans sont en g6n6ral pr6par6s par r6duction des d6riv6s A~<5~ octaliniques au moyen du lithium dans l'ammoniac liquide. En particulier, Boyce et Whitehurst2 obtiennent par cette m6thode, la dic6tone trans 5 h partir de la dic6tone 1. Par contre, l'obtention des hydrindanes trans ~ partir des A3a~4)t6trahydroindanes est beaucoup plus difficilet° et d6pend de la position et de la nature des substituants sur les cycles; par r6duction avec Li/NH3, Boyce et Whitehurst, 3 partir du c6tol 20, observent la formation exclusive du c6tol cis 21, alors que, par la m~me m6thode,

Baggaley et a l " obtiennent les deux c6tols cis 21 et trans 22 en m61ange, le compos6 22 ~ jonction de cycles trans 6tant majoritaire. Par ailleurs, Nomin6 et al. 12 ont observ6 que la pr6sence d'un substituant assez encombrant en position 4 dans une m6thyl /~3a(4) t6trahydroindanedione, conduit, m~me par hydrog6nation en pr6sence de palladium sur charbon, au compos6 m6thylhydrindanique trans. Nous avons effectu6 dans des conditions identiques la r6duction par le lithium dans l'ammoniac liquide, des dic6tones 1 et 11 ainsi que celle des monoc6tals 2 et 14. La dic6tone I e s t r6duite exclusivement en m6thyl d6caline dione trans 5. 2 Par contre, la m6thyl t6trahydroindanedione 11 conduit uniquement h la dic6tone satur6e cis 16 correspondante. Dans les m~mes conditions, les deux monoc6tals 2 et 14 conduisent respectivement aux deux monoc6tals satur6s correspondants h jonction de cycle trans 6 et 17. En effet, en milieu acide, les produits sont hydrolys6s et donnent les dic6tones trans correspondantes 5 et 18.TM II est done int6ressant de remarquer que, si la r~duetion de la dic6tone t6trahydroindanique 11 par Li/NH3 conduit au produit satur6 ~ jonction de cycles cis, thermodynamiquement le plus stable, celle

OH

OH

OH •

20

21

22

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G. BAUDUIN et Y. PIETRASANTA

du monoc6tal en l, 14, donne par la m6me m6thode le produit ~t jonction de cycles trans 17 qui est un interm6diaire de synth6se important pour la pr6paration de st6roi'des et de terp6noi'des. La diff6rence des r6sultats obtenus selon que la c6tone cyclopentanique est c6talis6e ou non, est assez inattendue. En tout 6tat de cause, il repr6sente une nouvelle m6thode particuli~rement int6ressante de synth6se de syst6mes m6thyl hydrindanique trans. I1 est bien connu ~°qu'en s6rie m6thyl hydrindanique la diff6rence d'6nergie entre les isom6res cis et trans est relativement faible. I1 est doric possible de concevoir qu'une modification de substituant dans le cycle le plus tendu peut inverser la stabilit6 relative de ces isom6res, ainsi que celle des 6tats de transition correspondants, dans le m6canisme de r6duction propos6 par Robinson. ~ La c6talisation par le MED des c6tones satur6es trans 5 et 18 donne les mdmes r6sultats que pour les compos6s cis correspondants; la dic6tone 5 conduit un m61ange du dic6tal 9 (70%) et du monoc6tal 10 (30%) et la dic6tone 18 au seul monoc6tal 19. L'ensemble des r6sultats obtenus par c6talisation par le MED h temp6rature ambiante permet de d6gager une 6chelle de r6activit6 des c6tones, la cyclohexanone 6tant plus r6active que la cyclopentanone, elle m8me plus r6active que la cyclohex6none. Toutefois, le fait qu'il subsiste, dans la plupart des cas de c6talisation, une certaine quantit~ de dic6tone de d6part implique que les diff6rences de r6activit6, bien que suffisantes pour pouvoir entra~ner la s61ectivit~, sont relativement faibles. I1 est donc particuli6rement int6ressant d'effectuer la c6talisation dans des conditions douces (c'est le cas d'une r6action d'6change) et h la temp6rature ordinaire. On peut, en effet, estimer que l'616vation de temp6rature pourrait diminuer les diff6rences relatives de r6activit6 et, par suite, la s61ectivit6. A cet 6gard, les travaux de Rosenkranz et al ~ sont particuli~rement significatifs. Le proc6d6 de c6talisation que nous avons utilis6 paraft donc parfaitement adapt6 h la c6talisation s61ective de syst~mes polycycliques comportant plusieurs fonctions c6tones. D~termination spectrographique de la nature de la ]onction de cycles. La corr61ation permettant de d6terminer, par voie chimique, si une jonction de cycles est cis ou trans, n'est pas toujours ~vidente. I1 est int6ressant de pouvoir d~terminer la nature de la jonction des cycles par une m6thode spectrographique. Nous poss~dons un ensemble de compos6s bicycliques m6thyl~s ayant une fonction c6tone en position 5 ou 6 sur le cycle A, et soit une fonction c6tone, soit un c6tal en position 1. L'6tude du signal RMN du groupe m6thyle dolt permettre de d6terminer la nature de la jonction de cycles. La m6thode la plus couramment utilis6e est celle

de Williamson et al. ~ EUe est bas6e sur le fait que, dans le cas d'une jonction trans, il existe un couplage h longne distance, en W, entre les protons du m6thyle angnlaire axial et le proton, 6galement axial, de la jonction de cycles. Ce couplage entra~ne, spit le d6doublement du signal du m6thyle spit, plus couramment, son 61argissement. Ainsi, la diff6rence des largeurs h mi-hauteur des pics du m6thyle angulaire et du TMS (Ah~/2)est plus grande pour l'isom~re trans que pour l'isom6re cis. Nous avons v6rifi6 que pour les dic6tones m6thyld6caliniques cis 4 et trans 5 on retrouve bien, aux erreurs d'exp6rience pros, les r6sultats donn6s par Williamson et al. ~ La r6gle s'applique aussi aux c6tones m6thylhydrindaniques poss6dant une fonction c6tal en position 1, cis 15 et trans 17 (cf Tableau 1). Par contre, les r6sultats ne sont pas probants pour les c6tones m6thyld6caliniques cis 3 et trans 6, poss6dant une fonction c6tal en position 1, ot~ les valeurs trouv6es sont pratiquement les mdmes, Ah~/26tant de l'ordre de 0.6 Hz. Quant aux dic6tones m6thylhydrindaniques cis 16 et trans 18, les valeurs trouv6es sont invers6es par rapport aux valeurs attendues puisque le signal du m6thyle du compos~ cis est plus large que celui du compos6 trans. Notons que dans ce dernier cas, si l'on examine le compos6 l g h conformation rigide, on constate d'une part, que les quatre liaisons en W concourant au couplage lointain ne sont pas coplanaires, d'autre part, que le m6thyle et le proton de la jonction de cycles sont pseudoaxiaux par rapport au cycle cyclopentanique et non axiaux comme dans le cas de noyaux cyclohexaniques. Enfin, Williamson n'a pas donn6 d'exemple de structures d6caliniques poss6dant le carbone en 1 ~otalement substitu6. I1 apparaft donc que cette m6thode bas6e sur des mesures de faibles variations de la largeur mi-hauteur des signaux est trop soumise aux 16g~res modifications de la conformation des cycles et de la nature des substituants pour 8tre g6n~ralis6e h t o u s l e s syst~mes que nous avons 6tudi6s. Nous avons alors mis en oeuvre une m6thode bas6e sur la mesure et la comparaison des effets de solvants scion Fetizon et al.16 Les effets de solvant, ACCI4 c~o,, (cf R~f 16) entre le t6trachlorure de carbone et le benz~ne hexadeut6ri6 sur les m6thyles angulaires, peuvent 8tre interprgt6s dans t o u s l e s cas qui nous int6ressent par la th6orie du complexe de collision de Williams et Bhacca. ~vLes d6placements chimiques des m6thyles angulaires mesur6s dans le t6trachlorure de carbone ne permettent pas de diff6rencier les isom6res cis des isomgres trans saul dans le "cas des monoc6tals hydrindaniques 15 et 17. Par contre, dans le benz~ne hexadeut~ri6, l'6cart minimum, observ6 pour les dic6tones m6thylhydrindaniques cis 16 et trans 18, est de 5 Hz. L'effet de solvant est total en solution suffisamment dilu6e, de l'ordre de 0.6 M; une dilution plus importante ne modifie plus le d6placement chimi-

Etudes en s6ries bicycliques Tableau 1. RMN du m6thyle angulaire Formules

Ah,,~

O•

8~cu 8c~ , ~

0.28 littIs 0.23_+0-11

79

57

22

0.64 litt"

78

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36

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70

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6

0.57

69

58

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0.30

72

53

19

0.16

72

48

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0.22

60

63

-3

0.64

66

52

14

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O

~

0.53 _+0.09 $

0 0 ~-

~

0 v

3

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O~ - f v 6

O

S 16

O O

~ 18

O

~ lS

O~ - ,O ' v ~ 'O -' 17

Ah,/z repr6sente la largeur ~ mi-hauteur du m6thyle angulaire par rapport/~ celle du TMS (en Hz). Les glissements chimiques 8 sent donn6s en Hz (mesur6s sur appareil Varian A60 a 60 MHz). Tetra Vol.29 No. 24---M

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que tandis qu'en solution plus concentr6e, l'effet de solvant est diminu6. Nous constatons (of Tableau 1) que les effets de solvants mesur6s pour les m6thyles angulaires sent compatibles avee la r6gle semi-empirique du plan du carbonyle de Williams et Bhacea. '7 En partieulier, la monoc6talisation entra~ne une diminution de l'effet de solvant puisqu'il n'y a complexation de la moMcule de benz/~ne hexadeut6ri6 qu'avec un seul carbonyle. Par ailleurs, les effets de solvant sur les compos6s ~ structure cis sent toujours inf6rieurs ~t ceux observ6s sur les compos6s trans, puisque dans ce dernier cas, les m6thyles toujours axiaux sent blind6s par les noyaux de C,D6 intervenant darts le complexe, tandis que dans le eas des compos6s cis, il existe une certaine proportion de forme ~t m6thyle 6quatorial sur lequel l'effet de solvant est nul ou faiblement n6gatif, t7 Ainsi, dans le cas des compos6s d~caliniques 3 et 6, que la m6thode de Williamson ne permettait pas de diff6reneier, l'effet de solvant pour le compos6 trans 6 est sup6rieur de 5 Hz ~t celui observ6 pour le compos6 cis 3; de m6me pour les produits 16 et 18. Nos r6sultats montrent enfin que l'effet de solvant sur le m6thyle angulaire est moins fort pour une cyclopentanone que pour une cyclohexanone. Ceci peut ~tre expliqu6 par le fait que le caract6re axial du m6thyle angulaire par rapport h une cyclopentanone est moins marqu6 que par rapport h une cyclohexanone. La comparaison des effets de solvant sur le glissement ehimique du m6thyle angulaire, lorsqu'on passe du t6traehlorure de carbone au benz6ne hexadeut6ri6, constitue done une m6thode int6ressante pour d6terminer la nature de la jonction de cycles dans le cas de syst~mes bicycliques d6caliniques ou hydrindaniques comportant au moins une fonction c6tone. PARTIE EXPERIMENTALE Les points de fusion (non corrig6s) ont 6t~ dStermin6s en capillaire. Les analyses ont 6t6 effectu6es au Laboratoire de microanalyse du C.N.R.S. ~ I'E.N.S.C.M. Les spectres UV des produits en solution dans l'Sthanol ~t 95% ont 6t~ pris ~ l'aide d'un spectrophotom~tre Beckman DK1. Les spectres IR ont 6t~ d6termin6s soit avec un spectrophotom6tre Perkin-Elmer 221 soit avec un spectrophotom~tre Beckman IR8 sur des solutions dans le t6trachlorure de carbone de concentration 0.15/~ 0.25 M (cuve de 0.2 mm ~t fen~tre de NaCI). La position des bandes est donn~e en cm-' avec une incertitude de l'ordre de --.2.5 cm -~. Les lettres FF, F, met f signifient respectivement: intensit~ tr~s forte, forte, moyenne et faible. Les spectres de RMN ont 6t¢ enregistr6s sur un spectrographe Varian HA 100. La r6f6rence interne est le TMS; les d6placements chimiques sont donn6s en p.p.m. Les chromatographies en phase vapeur ont 6t6 effectu6es sur un appareil Perkin-Elmer F 20 (phase stationnaire: silicone DC 15% sur C~lite 545 60/100 mesh, longueur de colonne: 2 m, diam~tre: 1/8 pouce, gaz vecteur: N2, pression: 1 bar, temperature colonne: 230°, $chantillon: 330°). La CCM a 6t6 effectu6e sur des plaques de silice plfitr$e

4230 Merck (6paisseur: p6trole: 80-20);

G. BAUDUIN et Y. PIETRASANTA 0-25mm, 61uant: 6ther-&her de

Preparation de l'~thyl-2 m~thyl-2 dioxolanne-l,3 (MED). Dans un ballon muni d'un sfparateur Dean-Stark, on introduit 576 g de m6thyl-~thylc6tone, 600 g d'6thyl~ne glycol, 20 g d'acide TsOH et 500 cm 3 de benz6ne. On porte 6bullition pendant 30 h jusqu'h extraction de toute l'eau form6e. On place alors sur le ballon une colonne vigreux et le m61ange est distill6. La fraction dont le point d'dbullition est sup6rieur A 110°(2 est recueillie jusqu'h apparition de fum6es blanches (820 g, 90%). Cette fraction est stabilis6e par quelques gouttes de tri6thylamine et sera utilis6e pour les r6actions de c6talisation.

Ethyl~nedioxy-l,1

m~thyl-8a oxo-6 octahydro-l,2,

3,4,6,7,8,8a naphthalene 2. On agite a 25°C pendant 30 h, 5 g de dic6tone 1 dans 20 cm 3 de MED contenant 2% d'6thyl~ne glycol en pr6sence de 100 nag d'acide TsOH. La r6action est arr6t6e par addition de tri6thylamine. Le m61ange r~actionnel est dilu6 avec 50 cm 3 de benz~ne et lay6 avec 20 cm 3 d'eau. Les solvants sont 6vapor6s. Le produit brut est chromatographi6 sur alumine (61uant: 6ther-6ther de p6trole: 30-70). On isole 5 g de monoc6tal 2 (Rdt: 80%). F = 65-66 ° (6ther/pentane) (lit. ~ F = 66--67°). CCM: R~---0.76 1: Rf: 0.53). (Trouv6: C, 69.96; H, 8.27. Calc pour C13H~O~: C, 70.24; H, 8.16%). Spectre IR: v (CO): 1672 FF, autres bandes importantes: 2960 FF, 1890 FF, 1622 m, 1430 m, 1238 m, 1172 F, 1155 F, 1139 m, 1120 F, 1085 F, 1060 F, 1030 m, 1020 m, 950 m, 919 m et 873 m. Spectre de RMN (CCL): singulet (3H) ~ 8 = 1-31 (CH~ angulaire), singulet (4H) ~ ~ = 3.92 (c~tal), doublet (1H), J = 1.5 Hz ~ ~ = 5.63 (proton 6thyl6nique).

Cdtalisation du m~thyl-7a dioxo-l,5 t~trahydro-5,6,7,7a indane 11 par le MED. 5g de 11 dans 50 cm ~ de MED contenant 2% d'6thyl~ne glycol sont agit6s h 250C pendant 36 h e n pr6sence de 400 mg d'acide TsOH. Le traitement est identique/i celui effectu6 pour la pr6paration de 2. On obtient apr6s chromatographic sur alumine (61uant: ether6ther de p6trole: 30-70): 0.3 g de 12 et 5.5 g de 14. Rdt 93%. (a) Ethyl~nedioxy-5,5 m~thyl-7a oxo-1 A3~'~ hexahydroindane 12. F = 50-52 ° (6ther-6ther de p6trole). (Litt.5: F = 6 8 - 6 9 ° (hexane)). CCM: Rf=0.60 (11: Rf: 0-43). (Trouv6: C, 69.12; H, 8.05. Calc pour C,2H~O~: C, 69.21; H, 7-74%). Spectre IR: v(CO): 1745 FF, autres bandes importantes: 2960 FF, 2880 FF, 1458 m, 1445 m, 1425 f, 1350 m, 1300 m, 1285 F, 1270 F, 1238 m, 1120 FF, 1095 FF, 1021 m, 1001 F, 974 f, 945 m, et 857 m. Spectre de RMN (CCL): singulet (3H) h 8 = 1.13 (CH~ angulaire), singulet large (2H) h ~ = 2.35 ( H e n 4), multiplet mal r6solu (2H) h ~ = 2.83 ( H e n 2), singulet (4H) h B = 3.87 (c6tal), multiplet mal r6solu (1H) largeur h mi-hauteur: 5 Hz, h ~ = 5.61. Par irradiation du signal h 2.35, le signal 5.61 devient triplet (J = 2-0 Hz); par irradiation du signal 2.83, le signal h 5.61 devient singnlet large (largeur mi-hauteur: 2.5 Hz) et par irradiation simultan6e des deux signaux ~ 2.35 et 2-83, singulet fin (largeur h mi-hauteur =

1.8 Hz). (b) Ethyl~nedioxy-l,1 m~thyl-7a oxo-5 tetrahydro5,6,7,7a indane 14. F = 36--37° (6ther-~ther de p6trole). CCM: R,: 0.55. (Trouv6: C, 69.17; H, 7.62. Calc. pour Ct2H,~O~: C, 69.21; H, 7.74%). Spectre IR: v(CO): 1672 FF, autres bandes importantes: 2980 FF, 2960 FF, 2882 FF, 1460 m, 1450 m, 1420 f, 1372 f, 1342 m, 1312 F, 1260 F, 1220 F, 1158 FF, 1130 FF, 1067 F, 1040 FF, 1015 F, 948 m, 928 F, 880 f et 860 f. Spectre de RMN (CCL): singulet (3 H) h 8 = 1.23 (CH~ angulaire), singnlet (4 H)/~ ~ = 3.91

(c6tal), triplet (1 H), J = 1,5 Hz (proton 6thyl6nique h 8 = 5.64, Spectre UV: Am~x= 242 nm (e = 1400). Hydrogenation catalytique de 2, 12 et 14. On dissout 2 g du produit ~ hydrog6ner dans 200 cm 3 de m6thanol. On ajoute 300 mg de catalyseur (Pd 10% sur charbon ou sur CaCO~) et quelques gouttes de tri6thylamine. L'hydroggnation est effectu6e en agitant ~ 25°(2 sous 1 atmosphere pendant 2 h. Le catalyseur est alors filtr6 et le m6thanol 6vapor6.

Cis dthyl~nedioxy-l,1 mdthyl-8a oxo-6 perhydronaphtal&ne 3. Rdt ~ partir de 2:1.85 g (90%). F = 53-55 ° (6ther--6ther de p6trole). (Litt.~: F = 54-54.5 ° (6ther isopropylique)). CCM: Rf: 0.80. CPV: temps de r6tention = 9 min 17s. (Trouv6: C, 69.06; H, 8-93. Calc pour C~3H2oO3: C, 69.61; H, 8.99%). Spectre IR: v(CO): 1711 FF, autres bandes importantes: 2950 FF, 2882 FF, 1465 m, 1458 m, 1440 m, 1419 m, 1345 f, 1332 m, 1332 f, 1288 f, 1257 f, 1227 m, 1188 F, 1150 F, 1110 F, 1088 FF, 1048 m, 1030 FF, 988 m, 945 F, 905 m, 888 f et 875 m. Spectres de RMN: (CCL): singulet (3 H) ~t 6 = 1.17 (CH3 angulaire), singulet (4 H) ~t 6 = 3-93 (c6tal); (C,D6): singulet (3 H) fi 8---1.07 (CH3 angulaire), singulet (4 H) B = 3-58 (c6tal). Cis dthyl&nedioxy-l,l m~thyl-7a oxo-6 hydrindane 15. Rdt &partir de 14:1.95 g (97%). CCM: Rf = 0.75. (Trouv6: C, 67.96; H, 8.52. Calc pour C12H~803: C, 68.55; H, 8.63%). Spectre IR: v(CO): 1720 FF, autres bandes importantes: 2960 FF, 2935 FF, 2880 FF, 1460 m, 1437 f, 1415 f, 1375 m, 1340 f, 1305 m, 1290 f, 1200 F, 1140 FF, 1098 FF, 1071 F, 1042 FF, 988 f, 948 m, 930 m et 859 f. Spectres de RMN: (CCL): singulet (3 H) ~ 6 = 1.00 (CH3 angulaire), singulet (4 H)/~ B = 3.87 (c6tal); (Cd)6): singulet (3 H) 8 = 1.05 (CH3 angulaire), singulet (4 H) fi 8 = 3"52 (c6tal). Cis ~thyl&nedioxy-5,5 m~thyl-7a oxo-1, hydrindane 13. Rdt ~ partir de 200 mg de 12:180 nag (90%). CCM: Rf = 0.72. (Trouv6: 68.72; H, 8.52. Calc pour Ca2H,sO~: C, 68.55; H, 8.63%). Spectre IR v(CO): 1740 FF, autres bandes importantes: 2960 FF, 2930 FF, 2877 F, 2860 F, 1450 F, 1373 m, 1282 m, 1260 m, 1180 m, 1110 FF, 1070 F, 1049 F, 1028 m, 1000 f, et 935 f. Spectre de RMN (CCL): singulet (3 H) ~ 8 = 1.00 (CH~ angulaire), singulet (4 H) 8 = 3-85 (c6tal).

R~duction par le lithium dans I' ammoniac liquide de 1, 2, 11 et 14. Dans un ballon refroidi ~ -60°C, on verse environ 200cm ~ d'ammoniac liquide. On ajoute alors du lithium en fines lamelles jusqu'~ persistance d'une couleur bleue intense. On ajoute ensuite pendant 30 mn avec agitation, 2 g de produit h r6duire dissous dans 20 cm 3 de THF anhydre. Si, au cours de l'addition, la couleur bleue de la solution disparalt, on ajoute du lithium jusqu'h coloration persistance. L'addition est effectu6e h - 60°C et le m61ange est maintenu ~ cette temp6rature sous agitation pendant encore 30 mn. L'exc6s de lithium est alors hydrolys6 par une solution satur6e de NFLC1. L'ammoniac est ensuite 6vapor6, la phase organique s6par6e et la phase aqueuse extraite ~ l'6ther. (a) Trans m~thyl-8a dioxo-l,6 perhydronaphtal~ne 5. Rdt h partir de 1:1.2 g (60%). F = 58-59 ° (6ther-pentane) (Litt.": F = 57.7-59 ° 6ther). (4: F = 59-60°). CCM R , = 0.75 (4: R~ identique). (Trouv6: C, 73.4; H, 8.9. Calc. pour CI~H~602: C, 73.3; H, 9.0%). Spectre IR: v(CO): 1718 FF et 1710 FF, autres bandes importantes: 2940 FF, 2870 F, 1465 m, 1450 F, 1422 m, 1370 f, 1340 f, 1270 f, 1225 m, 1152 m, 1040 m e t 945 f. Spectres de RMN: (CCL): singulet (3 H) ~ 8 = 1.30 (CH3 angulaire) (C,D6): singulet (3 H) = 0.70 (CH~ angnlaire).

Etudes en s6ries bicycliques A titre comparatif, pour le compos6 cis 4: spectre IR: v(CO): 1718 FF, et 1708 FF, autres bandes importantes: 2945 FF, 2878 m, 1463 m, 1450 m, 1420 F, 1372 m, 1340 m, 1305 m, 1272 m, 1258 m, 1220 m, 1165 m, 1152 m, 1090 F, 995 m e t 982 m. Spectres de RMN: (CCL): singulet (3 H) = 1.30 (CH3 angulaire); (C6D6): singulet (3 H) h 8 = 0-95 (CI-I~ angulaire). (b) Trans ~thyllmedioxy - l, 1 m~thyl-Sa oxo -6 perhydronaphtal~ne 6. Rdt/i partir de 2:1.6 g (80%). F = 34-36 ° (6ther de p6trole). CCM: Rf = 0.80. CPV: temps de r6tention 9 min 9 s. (Trouv6: C, 69.72; H, 8.15. Calc. pour C,3H2oO3: C, 70.24; H, 8.16%). Spectre IR: v(CO): 1710 FF, autres bandes importantes: 2945 FF, 2880 FF, 1450 F, 1435 m, 1558 f, 1532 f, 1290 m, 1275 f, 1245 f, 1222 m, 1182 FF, 1140 F, l l l 5 FF, 1090 F, 1082 F, 1050 FF, 998 m, 970 f, 950 F et 880 f. Spectres de RMN: (CCL): singulet (3 H) = 1.15 (CH~ angulaire), singulet (4 H) ~ 8 = 3.88 (c6tal); (C6D~): singulet (3 H) ~a 8 = 0.97 (CH3 angulaire); singulet (4 H) ~ 6 = 3.55 (c6tal). (c) Cis m~thyl-7a dioxo-l,5 hydrindane 16. Rdt ~ partir de 11:1.2 g (59%). F = 65-67 ° (6ther-6ther de p6trole). (Litt?: F = 71°). CCM: Rt = 0.51. (Trouv6: C, 71.89; H, 8.48. Calc. pour C~oH~40:: C, 72.29; H, 8.43%). Spectre IR: v(CO): 1742 F et 1725 FF, autres bandes importantes: 2%5 FF, 2935 F, 2880 F, 1468 m, 1450 m, 1408 F, 1372 m, 1335 m, 1315 f, 1270 m, 1248 m, 1220 m, 1185 f, 1142 F, 1090 F, 1050 m, 1030 f et 1008 f. Spectres de RMN: (CCL): singulet (3 H) ~t 8 = 1.20 (CH3 angulaire); (C6D6): singulet (3 H) h 8 = 0.88 (CI-L angulaire). (d) Trans dthyl~nedioxy-l,1 mdthyl-7a oxo-5 hydHndane 17. Rut h partir de 14:1.6 g (79%). CCM: Rf = 0.75. (Trouv6: C, 68.59; H, 8-76. Calc. pour C~2H~803: C, 68.55; H, 8.63%). Spectre IR: v(CO) = 1720 FF, autres bandes importantes: 2960 FF, 2880 FF, 1470 m, 1460 m, 1450 m, 1435 f, 1418 f, 1342 f, 1308 F, 1200 F, 1145 FF, 1098 FF, 1072 F, 1045 FF, 990 f, 968 f, 950 m, 932 m e t 860 f. Spectres de RMN: (CCL): singulet (3 H) h 8 = 1.10 (CHH3 angulaire); singulet (4 H) h 6 = 3.88 (c6tal); (C~D~): singulet (3 H) h 8 = 0.86 (CHH3 angulaire), singulet (4 H) = 3.52 (c6tal). Hydrolyse des cdtals, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 13, 15, et 17. Les c6tals sont mis en solution dans l'6ther; on y ajoute de l'acide sulfurique ~t 50% l'ensemble est agit6 pendant 1 h 25°C. Les phases sont ensuite s6par6es. La phase aqueuse est extraite h l'6ther et les phases organiques sont jointes et lav6es avec une solution satur6e de Na2CO3 et h l'eau. Apr6s avoir chass6 le solvant on recueille les c6tones avec des rendements pratiquement quantitatifs. Trans m~thyl-7a dioxo-l,5 hydrindane 18. A partir du monoc6tal 17 et par le mode op6ratoire d6crit ci-dessus nous obtenons le compos6 18. F = 38-39 ° (6ther-pentane). CCM: R~: 0.51 (Trouv6: C, 72.18; H, 8.51. Calc pour CloH,,O2: C, 72.29; H, 8.43%). Spectre IR: v(CO): 1745 FF et 1725 FF, autres bandes importantes: 2%5 FF, 2932 F, 2878 F, 1470 F, 1452 m, 1448 m, 1410 m, 1377 m, 1335 f, 1250 m, 1220 m, 1140 F, 1090 F, 1052 F, 1030 m, 1010 m, et 820 f. Spectres de RMN: (CCL): singulet (3 H) ~ 8 = 1.20 (CH3 angulaire); (Cd)6): singulet (3 H) h ~ = 0.81 (CI-I3 angulaire). Cdtalisation de dic(tones perhydronaphtal~niques 4 et 5. On agite h temp6rature ambiante pendant 25 h, 300 mg de dic6tone dans 5 cm 3 de MED contenant 2% d'6thyl6neglycol, en pr6sence de 5 mg d'acide TsOH. Le traitement est le m~me que pour les monoc6tals insatur6s.

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Apr6s 6vaporation des solvants, le m61ange brut est pass6 en C P V puis chromatographi6 sur alumine. Dans les deux cas des dic6tones 4 et 5, apr~s c6talisation le m61ange pr6sente trois tfiches en CCM dont l'une correspond 5.1a dic6tone de d~part. Les deux autres sont de R~ sup6rieurs, et conduisent tous d e u x par hydrolyse acide aux dic6tones correspondantes. En CPV, on observe seulement deux pics: les dic6tones n'apparaissent pas dans les conditions utilis6es. (a) cis ~thyl~nedioxy-6,6 m~thyl-8a oxo - 1 perhydronaphtal~ne 8. CCM: Rf = 0.78. CPV: temps de r6tention = 7 min 48 s. Spectre IR: v(CO): 1708 c m - k (b) cis di~thyl~nedioxy-l,l,6,6 m~thyl-8a perhydronaphtal~ne 7. CCM: Rf: 0.95. CPV: temps de r6tention = 13 rain 56 s. Spectre IR: pas d'absorption carbonyle. (c) trans ~thyl~nedioxy-6,6 m~thyl-8a oxo-1 perhydronaphtal~ne trans 10. CCM: Rf = 0.78. CPV: temps de r6tention = 7 rain 40 s. Spectre IR u(CO) = 1710 cm -1. (d) trans didthyl~nedioxy-l,l,6,6 m~thyl-8a perhydronaphtal~ne 9. CCM: Rf: 0.95. CPV: temps de r6tention = 13 min 45 s. Spectre IR: pas d'absorption carbonyle.

Remerciements--Nous remercions vivement Monsieur R. Bucourt pour l'int6r& qu'il a bien voulu accorder h ce travail et pour sa participation ~ la r6daction de ce m6moire. BIBLIOGRAPHIE

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