[0001] Die Erfindung betrifft eine neue Klasse von Riechstoffen der allgemeinen Formel

worin R
1 und R
2 gleich ode verschieden sind und Wasserstoff oder Methyl bedeuten, und die gestrichelten
Linien fakultative Bindungen darstelien.
[0002] Die neuen Verbindungen der vorliegenden Erfindung weisen würzige, blumige Geruchsnoten
auf und stellen wertvolle Komponenten von Riechstoffkompositionen dar. Die Verbindungen
können wie folgt hergestellt werden:

[0003] Im obigen Schema steht ⓐ für eine Knoevenagelreaktion und ⓑ für eine Hydrierung.
[0004] Das Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel ist also dadurch gekennzeichnet,
daß man eine Verbindung der Formel

worin R
1, R
2 und die gestrichelte Linien obige Bedeutung haben, durch Behandlung mit Cyanessigsäure
und Decarboxylierung einer Knoevenagelreaktion unterwirft, und, gewünschtenfalls das
primäre Reaktionsprodukt hydriert. Wie aus obigem Schema leicht ersichtlich ist, steht
III für die Verbindungen 1 und 5.
[0005] Das Ausgangsmaterial 1 stellt das Diels-Alder-Addukt zwischen Cyclopentadien und
einem geeigneten Dienophilen dar, wie z. B. Acrolein, Crotonaldehyd, Methylvinylketon
oder 3-Penten-2-on. 1 wird hierauf mit Cyanessigsäure nach Knoevenagel umgesetzt (siehe
z. B. G. Jones, »The Knoevenagel Condensation« Organic Reactions, R. Adams et al.,
Eds., Band 15, John Wiley and Sons Inc., New York, (1967) und H. O. House, »Modern
Synthetic Reactions«, W. A. Benjamin Inc., New York (1965), Seiten 225-229). Irgendeine
der bekannten Methoden zur Herstellung ß, y-ungesättigter Nitrile mittels Knoevenagelreaktion
kann im vorliegenden Fall benützt werden.
[0006] Die Knoevenagel-Reaktion verläuft über die Zwischenprodukte der Formel

welche isoliert und hierauf thermisch decarboxyliert werden können. Vorzugsweise werden
jedoch obige Zwischenprodukte nicht isoliert, sondern das rohe Reaktionsgemisch decarboxyliert.
Während dieses letzten Schrittes wird die olefinische Doppelbindung der Seitenkette
in die ß, y-Position verschoben und die Verbindung der Formel Il resultiert.
[0007] Die Verbindung 3 kann nach jeder der im Schema dargestellten Routen hergestellt werden.
Vorzugsweise wird jedoch das Diels-Alder-Addukt 1 zu der gesättigten Verbindung 5
hydriert. 5 wird hierauf mit Cyanessigsäure gemäß Knoevenagel zu 3 umgesetzt. Der
Schritt 1 →5 beinhaltet eine katalytische Hydrierung, wobei die Bedingungen nicht
kritisch sind. Geeignet ist beispielsweise die Verwendung eines Katalysators, der
5% Palladium auf Kohle (trocken) darstellt, in einer Parrbombe unter Schütteln bei
3,4 Atm (50 psi) und bei Temperaturen zwischen ungefähr 20-50° C.
[0008] Da andererseits bekannt ist, daß die endocyclische, olefinische Doppelbindung zuerst
hydriert wird, kann ll mittels katalytischer Hydrierung zu 3 umgesetzt werden, wobei
die Reaktion nach der Aufnahme eines Moläquivalents Wasserstoff abgebrochen wird.
[0009] Die Verbindung 4 kann mittels katalytischer Hydrierung von 11 oder auch der Verbindung
3 hergestellt werden, wobei die Reaktion nach Aufnahme der benötigten Wasserstoffmenge
abgebrochen wird. Diese Art Reduktion ist dem Fachmann geläufig. Irgendein bekannterweise
dafür geeigneter Hydrierungskatalysator, wie Palladium, Raney-Nickel oder Platinoxid
kann verwendet werden. Da wie oben gesagt, die endocyclische olefinische Doppelbindung
rascher reduziert wird als die exocyclische olefinische Bindung, kann die Reaktion
leicht kontrolliert werden, mit anderen Worten, nach Aufnahme eines molekularen Äquivalents
Wasserstoff abgebrochen werden.
[0010] Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung weisen würzige und blumige Geruchsnoten
auf und sind wertvolle Komponenten von Riechstoffkompositionen. Solche Verbindungen
sind als Komponenten einer Reihe von Riechstoffkompositionen, wie beispielsweise Rose,
Jasmin, Veilchen, Nelke, Galbanum, Labdanum, Tabak, Leder, Zimtrinde geeignet.
[0011] Es soll festgehalten werden, daß in den Fällen, in denen R, Methyl darstellt, während
des Decarboxylierungsschrittes Dekonjugation in Richtung der Methylgruppe eintreten
kann. Deshalb ist anzunehmen, daß die Verbindungen der Formel 3 und II, worin R, Methyl
darstellt, auch einen Gehalt an Verbindungen der Formel

aufweisen werden.
[0012] Weiter ist anzunehmen, daß unter den Bedingungen der Decarboxylierung, d. h. Anwesenheit
einer Base und Hitzeeinwirkung, die ß, y-Doppelbindwng der Verbindungen II oder 3
zum Teil in Konjugation mit der Nitrilgruppe tritt. Daraus folgt, daß Verbindungen
der Formel 11 oder 3 auch geringe Anteile an Verbindungen der Formel

enthalten werden. Es wird also unterstellt, daß von den neuen Verbindungen der vorliegenden
Erfindung diejenigen, die eine olefinische Doppelbindung in der Seitenkette aufweisen
und durch die Formel

dargestellt werden können, auch einen geringen Anteil an Isomeren 6 oder 7 aufweisen.
Die Anwesenheit dieser Isomeren wird sich aber auf die oifaktorischen Eigenschaften
der Riechstoffkompositionen nicht schädlich auswirken.
[0013] Während alle der neuen Verbindungen nützliche Riechstoffe darstellen, sind die der
allgemeinen Formel 11 speziell bevorzugt, dies darum, weil ihre Gerüche intensiver
sind als diejenigen der entsprechenden semihydrierten und hydrierten Verbindungen.
[0014] Für die meisten Zwecke können die neuen Verbindungen der Formel I in Parfümformulierungen
in einem Bereich von 0,1-30% eingesetzt werden. Die geeignete Konzentration wird selbstverständlich
vom Kompositionstyp abhängen. So ist es durchaus verständlich, daß auch höhere Konzentrationen
als 30%, beispielsweise sogar 80-90%, für spezielle Effekte mit Erfolg eingesetzt
werden können.
[0015] Die Verbindungen können beispielsweise bei der Herstellung von Riechstoffkompositionen,
die als Riechstoffbasen zur Herstellung von Parfums und Toilettenwasser verwendet
werden, dienen, indem man diese Basen in üblicher Weise alkoholisch oder wäßrig verdünnt.
Im Falle von Parfums können zweckmäßigerweise ungefähr 15-20 Gewichtsprozent der Base
und im Falle von Toilettenwasser etwa 3-5 Gewichtsprozent der Base zum Einsatz gelangen.
[0016] Auf analoge Weise können die Basen auch zur Parfümierung von Seifen, Detergentien,
Kosmetika etc. eingesetzt werden. Für diese Zwecke ist eine Basenkonzentration von
ungefähr 0,5 bis ungefähr 2 Gewichtsprozent am ehesten geeignet.
[0017] Die folgenden Beispiele sollen illustrierend, nicht aber limitierend verstanden werden.
Bei den Synthese-Beispielen handelt es sich um die Illustration der bevorzugten Aspekte
der synthetischen Herstellung. Sowohl für diese Synthesebeispiele als auch für die
Formulierungsbeispiele gilt, daß naheliegende Äquivalente oder naheliegende Ausdehnungen,
die dem Fachmann bekannt sind, von der vorliegenden Erfindung ebenfalls umfaßt werden
sollten.
[0018] Falls nicht anders angegeben, wurden die IR-Spektren mittels einem Perkin-Elmer 457
Spektrophotometer aufgenommen (Substanz als solche (Film)). Die Absorptionen sind
als cm―1 angegeben. Die NMR-Spektren wurden unter Verwendung eines Varian A-60A Spektrophotometers
als Chloroform-D
i-Lösungen aufgenommen und als gamma-Einheiten relativ zu TMS angegeben. Die Molekulargewichte
wurden mittels eines Perkin-Elmer 270 Massenspektrometers bestimmt. Die gaschromatographischen
Bestimmungen wurden unter Verwendung einer 2%igen Carbowax® 20M Säule [18 Fuß x 1/8
Inch, wobei 1 Fuß = 30,48 cm und ein Inch = 2,54 cm ist] durchgeführt.
Beispiel 1
2-(2-Cyanoäthyliden)-3-methylbicyclo[2.2.1]hept-5-en
[0019] Eine Lösung von 136 g (1,0 Mol) von 2-Formyl-3-methylbicyclo[2.2.1]hept-5-en, 91
g (1,05 Mol) Cyanessigsäure, 3 g (0,05 Mol) Ammoniumhydroxid (58%ige Lösung), 132
ml Dimethylformamid und 170 ml Benzol wurden unter Rückflußtemperatur und Rühren gehalten
und das gebildete Wasser mittels Dean-Stark-Falle abgetrennt. Das Gemisch wurde so
lange erhitzt, bis die Kohlendioxidentwicklung aufhörte, was ca. 31 Stunden erforderte.
Nach beendigter Reaktion wurde das Gemisch abgekühlt und das Lösungsmittel unter vermindertem
Druck abdestilliert. Das zurückbleibende Öl wurde unter Vakuum destilliert, wobei
120 g (75,5% Ausbeute) 2(2-Cyanoäthyliden)-3-methyl-bicyclo[2.2.1]hept-5-en anfielen.
Sdp. 70―80°C/1,333 mbar;

;
IR 3060, 2250,1460,1380, 760, 740, 726, 700;
NMR 1,15 (3H, d, J=7 Hz, Methyl), 4,9-5,5 (1 H, m, Vinyl, H), 5,7-6,1 (2H; m, Vinyl
H);
MS 159.

Beispiel 2
2-(2-Cyanoäthyliden)-bicyclo[2.2.1]hept-5-en
[0020] Eine Lösung von 100 g (0,82 Mol) 2-Formyl-5-norbornen (Aldrich Chemical Co.), 65
g (0,76 Mol) Cyanessigsäure, 2 ml Ammoniumhydroxid (58%), 132 ml Dimethylformamid
und 170 ml Benzol wurden unter Rühren bei Rückflußtemperatur gehalten, wobei das gebildete
Wasser mittels Dean-Stark-Falle abdestilliert wurde. Das Gemisch wurde so lange erhitzt,
bis die Entwicklung von Kohlenstoffdioxid aufhörte, was ca. 24 Stunden erforderte.
Hierauf wurde das Reaktionsgemisch abgekühlt und das Lösungsmittel unter vermindertem
Druck abdestilliert. Das zurückbleibende Öl wurde destilliert (Vakuum), wobei 79,6
g (68% Ausbeute) 2-(2-Cyanoäthyliden)-bicyclo[2.2.1]hept-5-en anfielen.
Sdp. 76-78° C/1,333 mbar;
1 R 3060, 2260, 1420,1330, 915, 840, 755, 720;
NMR 1,3-2,5 (4H, m), 2,9-3,4 (4H, m), 5,0-5,5 (1 H, m), 5,9-6,2 (2H, m);
MS 145.

Beispiel 3
2-(2-Cyano-1-methyläthyliden)-bicyclo[2.2.1] ]hept-5-en
[0021] Eine Lösung von 100 g (0,72 Mol) 2-Acetyl-5-norbornen, (Aldrich Chemical Co.), 65
g (0,76 Mol) Cyanessigsäure, 2 ml Ammoniumhydroxid (58%), 132 ml Dimethylformamid
und 170 ml Benzol wurden auf Rückflußtemperatur erhitzt und das Wasser mittels Dean-Stark-Falle
abdestilliert. Es wurde so lange erhitzt, bis die Entwicklung von Kohlenstoffdioxid
aufhörte, was ca. 24 Stunden erforderte. Nach beendigter Reaktion wurde das Gemisch
gekühlt und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert. Das zurückbleibende
Öl wurde unter Vakuum destilliert, wobei 36g g (31%) 2-(2-Cyano-1-methyläthyliden)-bicyclo[2.2.1]hept-5-en
vom Sdp. 73-84°C/1,333 mbar anfielen.
IR 3060,2255,2225, 1450, 1420, 1330, 905, 730, 715;
NMR 1,2-2,2 (m), 2,7-3,4 (m), 5,0-6,1 (m, Vinyl H);
MS 159.

Beispiel 4
2-(2-Cyanoäthyliden)-3-methylbicyclo[2.2.1 ]heptan
[0022] Ein Gemisch von 97g g (0,7 Mol) 2-Formyl-3-methylbicyclo[2.2.1)heptan, 65g g (0,76
Mol) Cyanessigsäure, 2 ml Ammoniumhydroxid (58%), 132 ml Dimethylformamid und 170
ml Benzol wurden unter Rückflußtemperatur erhitzt, wobei das gebildete Wasser mittels
Dean-Stark-Falle abgetrennt wurde. Es wurde so lange erhitzt, bis die Entwicklung
von Kohlendioxidgas aufhörte, was ca. 24 Stunden erforderte. Nach Beendigung dieser
Reaktion wurde gekühlt und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Das
zurückbleibende Öl wurde destilliert (Vakuum), wobei 87 g (77% Ausbeute) 2-(2-Cyanoäthyliden)-3-methylbicyclo[2.2.1]heptan
anfielen:
Sdp. 72-85° C/1,333mbar;
IR 2940, 2870, 2220, 1610, 1450, 1380, 830, 740;
NMR 0,9-1,1 (3H, m), 1.2-2,8 (9H, m), 2,85-3,2 (2H, m), 4,8-5,4 (1H, m);
MS 161.
Beispiel 5
2-(2-Cyanoäthyliden)bicyclo[2.2.1]heptan
[0023] Eine Lösung von 95 g (0,77 Mol) 2-Formyl-bicyclo[2.2.1]heptan, 65 g (0,76 Mol) Cyanessigsäure,
2 ml Ammoniumhydroxid (58%), 132 ml Dimethylformamid und 170 ml Benzol wurden unter
Rückflußtemperatur und Rühren erhitzt und das gebildete Wasser mittels Dean-Stark-Falle
entfernt. Es wurde so lange erhitzt, bis die Entwicklung von Wasserstoffdioxid aufhörte,
was nach ca. 24 Stunden der Fall war. Nach beendigter Reaktion wurde gekühlt und das
Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt. Das zurückbleibende Öl wurde unter
Vakuum destilliert, wobei 88 g (79% Ausbeute) von 2-(2-Cyanoäthyliden)-bicyclo[2.2.1]heptan
anfielen.
Sdp. 72―80°C/1,333 mbar;
IR 2960,2870,2260,1685,1450,1420,1305,920;
NMR 1,15-2,8 (10H, m), 2,96 (2H, m), 4,9-5,4 (1 H, m);
MS 147.
Beispiel 6
2-(2-Cyanoäthyl)-3-methylbicyclo[2.2.1]heptan
[0024]
a) Ein Gemisch von 10 g (0,062 Mol) 2-(2-Cyanoäthyliden)-3-methylbicyclo[2.2.1]heptan,
10 ml Alkohol und 0,1 g Palladium, aufgebracht auf Aktivkohle (5%), wurde unter einem
Wasserstoffdruck von 3,4 Atm (50 psi) solange hydriert, bis ein Äquivalent Wasserstoff
absorbiert war. Das Gemisch wurde hierauf filtriert und unter vermindertem Druck konzentriert.
Das zurückbleibende Öl wurde unter Vakuum destilliert, wobei 9,6 g (89% Ausbeute)
2-(2-Cyanoäthyl)-3-methylbicyclo[2.2.1]heptan anfielen.
Sdp. 55―57C0/0,666 mbar;
IR 2940, 2870, 2250, 1700, 1460, 1430, 1380;
NMR 0,95,1,1 (3H, 5),1,2-2,5 (14H, m);
MS 163.
b) Das 2-(2-Cyanoäthyliden)bicyclo[2.2.1]heptan (siehe Beispiel 5) kann auf analoge
Weise zum 2-(2-Cyanoäthyl)bicyclo[2.2.1]heptan vom Sdp. 80―85c C/1,333 mbar reduziert werden.
Beispiel 7
Verwendung der Verbindungen I in Parfümbasen
[0025] Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können eingesetzt werden, um würzige
Noten entweder zu erzeugen oder zu verstärken.

[0026] In obiger Formulierung steht Verbindung A entweder für das geruchlose Diäthylphthalat
oder irgendeine Verbindung der vorliegenden Erfindung.
[0027] Bei Vergleich von Verbindung A, und zwar dem 2-(2-Cyanoäthyliden)-3-methylbicyclo[2.2.1]hept-5-en,
mit Diäthylphthalat in obiger Formulierung wurde gefunden, daß die Anwesenheit von
2-(2-Cyanoäthyüden)-3-methylbicyclo(2.2.1]hept-5-en in dieser Komposition die würzige
Note intensivierte, wobei die Kopfnote von fruchtig auf würzig wechselte, der geruchliche
Gesamteindruck war stärker und gleichzeitig abgerundeter. Der allgemeine Eindruck
war der einer natürlicheren Nelke. Alle anderen Verbindungen der vorliegenden Erfindung
können auf analoge Weise eingesetzt werden. Es muß nochmals festgehalten werden, daß
die Verbindungen der allgemeinen Formel 11 intensiver wirken und deshalb den Verbindungen
der allgemeinen Formel 3 und 4 vorgezogen werden.

[0028] Zugabe von 2-(2-Cyanoäthyliden)-3-methyl-bicyclo[2.2.1]hept-5-en wirkt sich auf das
Gemisch der Aldehyde im vorliegenden Parfümöl vorteilhaft aus, die ganze Komposition
wirkt einheitlicher, während dem die blumige Note beibehalten wird. Mengen von 0,1
bis 1 Gewichtsprozent können hinzu Verwendung finden, wobei 1,0% den optimalen Effekt
ergibt. Für spezielle Zwecke können auch höhere Konzentrationen eingesetzt werden.
[0029] Die anderen Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auf analoge Weise eingesetzt
werden.
1. Bicyclo[2.2.1]-heptanes et bicyclo[2.2.1 ]-hept-5-ènes de formule

dans laquelle R
1 et R
z, identiques ou différents, représentent l'hydrogène ou le groupe méthyle, et les
traits interrompus des liaisons facultatives.
2. Bicyclo[2.2.1 ]-hept-5-ènes de formule

dans laquelle R
1 et R
2, identiques ou différents, représentent l`hydrogène ou le groupe méthyle.
3. 2-(2-cyanéthylidène)-bicyclo[2.2.1]hept-5-ène.
4.2-(2-cyanéthylidène)-3-méthylbicyclo[2.2.1]-hept-5-ène.
5. 2-(2-cyano-1-méthyléthylidène)-bicyclo[2.2.1 ]-hept-5-ène.
6. Un composé choisi parmi le 2-(2-cyanéthylidène)-3-méthylbicyclo[2.2.1]heptane et
le 2-(2-cyanéthylidène)-bicyclo[2.2.1]heptane.
7. Un composé choisi parmi le 2-(2-cyanéthyl)-3-méthylbicyclo[2.2.1]heptane et le
2-(2-cyanéthyl)-bicyclo[2.2.1]heptane.
8. Bicyclo[2.2.1]heptanes et et bicyclo[2.2.1]-hept-5-enes de formule

dans laquelle R
1 et R
z, identiques ou différents, représentent l'hydrogène ou le groupe méthyle, et les
traits interrompus des liaisons facultatives, en tant que substances odoriférantes.
9. Composition de parfum caractérisée en ce qu'elle contient un bicyclo[2.2.1]heptane
et/ou un bicyclo[2.2.1]hept-5-ène de formule générale

dans laquelle R
1 et R
2, identiques ou différents, représentent l'hydrogène ou le groupe méthyle, et les
traits interrompus des liaisons facultatives.
10. Procédé de préparation des bicyclo[2.2.1 ]heptanes et bicyclo[2.2.1 ]-hept-5-ènes
de formule

dans laquelle R
1 et R
2, identiques ou différents, représentent l'hydrogène ou le groupe méthyle, et les
traits interrompus des liaisons facultatives, caractérisé en ce que l'on soumet un
composé de formule

dans laquelle R
1 et R
2 et les traits interrompus ont les significations indiquées ci-dessus, à une réaction
de Knoevenagel par traitement à l'aide d'acide cyanacétique et décarboxylation après
quoi, si on le désire, on hydrogène le produit de réaction primaire.
11. Utilisation des bicyclo[2.2.1]heptanes et bicyclo[2.2.1 ]-hept-5-ènes de formule
générale

dans laquelle R
1 et R
2, identiques ou différents, représentent l'hydrogène ou le groupe méthyle et les traits
interrompus des liaisons facultatives, en tant que substances odoriférantes.