Calone 1951 (cétone de pastèque)

watermelon ketone structure

Calone 1951 ou cétone pastèque est un composé organique synthétique de formule C11H12O2. C’est une poudre blanche à l’odeur fraîche et marine. La cétone de pastèque est utilisée dans l’industrie des parfums pour créer des notes marines aquatiques fraîches.

La cétone de pastèque ne se trouve pas réellement dans les pastèques. Il porte le nom des pastèques car son odeur est similaire à celle de l’écorce de pastèque.

Table des matières

1. propriétés de la cétone de pastèque (calone 1951)

Le Calone 1951 (7-méthylbenzo[β][1,4]dioxépine-3-one, 4), découvert par Beereboom, Cameron et Stephens chez Pfizer en 1966, a joué un rôle mineur en parfumerie pendant de nombreuses années. Il a été utilisé comme oligo-élément dans certains parfums floraux, mais ce n’est qu’au début des années 1990 qu’il est devenu un ingrédient clé de la tendance des parfums marins.

Propriété Valeur
Numéro de registre CAS (Chemical Abstracts Service) 28940-11-6
Nom de l'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) 7-méthyl-2H-1,5-benzodioxépine-3(4H)-one
Poids moléculaire 184,2 g/mol
Point de fusion 35-41 °C
Point d'ébullition 250-255 °C
Solubilité dans l'eau Insoluble
Solubilité dans d'autres solvants Soluble dans l'éthanol, l'acétone et l'hexane
Solubilité dans le DMSO 50 mg/mL
Densité 1,35 à 21,6 °C
Point d'éclair 135 °C à 102,41 kPa
Température d'auto-inflammation > 350 °C
Pression de vapeur 0,87 Pa à 25 °C

2. Production de cétone de pastèque (Calone 1951)

Les méthodes de production de Calone 1951 détaillées dans la littérature peuvent être classées en trois procédures distinctes en fonction des matières premières utilisées :

2.1. Production de Calone 1951 à partir de 4-méthylcatéchol et de bromoacétate de méthyle

Dans cette procédure, Calone 1951 est synthétisé en utilisant du 4-méthylcatéchol et du bromoacétate de méthyle. Cette méthode implique une série de réactions séquentielles, y compris la réaction de Williamson, la condensation de Dieckmann et les réactions d’hydrolyse-décarboxylation. Le rendement résultant de Calone 1951 en utilisant cette méthode peut atteindre 57%.

Commercial synthesis of Calone 1951 (watermelon ketone)
Synthèse commerciale de Calone 1951 (cétone de pastèque)

Dans le procédé de synthèse de Calone 1951 à partir de 4-méthylcatéchol et de bromoacétate de méthyle, la première étape est la création d’un premier intermédiaire connu sous le nom de 4-méthylcatéchol diméthylacétate (MCDA) par la réaction de Williamson.

Cette réaction est caractérisée comme un processus de substitution nucléophile, où l’efficacité repose sur l’activité du réactif alkylant utilisé. Notamment, l’iodoacétate de méthyle est considéré comme un agent alkylant plus puissant que le bromoacétate de méthyle en raison de la réactivité plus élevée des iodures dans les réactions d’alkylation.

Cependant, en raison de son coût et de son instabilité, l’iodoacétate de méthyle ne peut pas être directement utilisé dans la réaction.

Les utilisations de l’iodure de potassium (KI) comme catalyseur dans la réaction de Williamson avec le bromoacétate de méthyle comme agent d’alkylation et l’introduction de l’iodure de potassium (KI) comme catalyseur dans la réaction de Williamson génèrent de l’iodoacétate de méthyle par une réaction de substitution.

MCDA synthesis via KI-catalysed Williamson reaction
Synthèse de MCDA via la réaction de Williamson catalysée par KI

L’iodoacétate de méthyle réagit ensuite avec le 4-méthylcatéchol pour produire du MCDA. Compte tenu de la réactivité accrue de l’iodoacétate de méthyle par rapport au bromoacétate de méthyle, l’introduction de KI augmente le rendement en MCDA à 95 % et le rendement global en cétone pastèque à 68 %.

2.2. Production à partir de 4-méthylcatéchol et de chloroacétonitrile

Cette méthode implique une séquence de réactions d’éthérification, de condensation et d’acidification utilisant du 4-méthylcatéchol et du chloroacétonitrile. Cela conduit à la synthèse de Calone 1951, atteignant un rendement de produit allant jusqu’à 51 %.

production of watermelon ketone from 4-methylcatechol and chloroacetonitrile

Le 4-méthylcatéchol est mis à réagir avec du K2CO3 finement pulvérisé dans de l’acétone pour produire du sel de potassium. Du chloroacétonitrile est ajouté et le mélange est chauffé au reflux. La filtration et la recristallisation donnent le composé (1).

Le composé (1) réagit avec le t-butylate de potassium dans du DMSO sec. Après agitation, le mélange est traité avec de l’acide acétique dilué. Le produit brut est recueilli, lavé et recristallisé, donnant le composé (2).

L’acidification de (2) est réalisée à l’aide d’eau, d’acide acétique et d’acide phosphorique au reflux. Après extraction et purification, le Calone 1951 (cétone de melon d’eau) est obtenu sous forme de cristaux blancs.

2.3. Production à partir de 4-méthylcatéchol et de 1,3-dichloroacétone

La production de cétone de pastèque par la réaction de 4-méthylcatéchol et de 1,3-dichloroacétone implique un processus en plusieurs étapes.

Production of watermelon ketone from 4-methylcatechol and dichloroacetone

Le procédé commence par l’introduction d’une solution de carbonate de sodium et de 4-méthylcatéchol dans un réacteur sous protection d’azote. La température du mélange est ensuite soigneusement contrôlée dans la plage de 60 à 80 °C pendant une période de 1 à 2 heures. Cette étape permet à la réaction de se dérouler tout en garantissant le maintien de la plage de température souhaitée.

Ensuite, du toluène est introduit dans le réacteur pour éliminer complètement l’eau par chauffage à pression normale. L’alcali organique et l’amine iodée sont ensuite ajoutés au mélange, conférant une réactivité spécifique au milieu réactionnel.

La réaction principale a lieu avec l’introduction d’une solution mixte contenant de la 1,3-dichloroacétone, de la 3-dichloroacétone et de la butanone tout en maintenant une température entre 60 et 80 °C. On laisse la réaction se dérouler pendant une durée de 3 à 5 heures.

Une fois la réaction terminée, le mélange est refroidi et le produit brut est obtenu par filtration. Le toluène, utilisé dans le procédé, est récupéré lors de cette étape.

Pour purifier le produit brut, il est lavé avec une solution de sulfate de sodium jusqu’à ce qu’un pH neutre soit atteint.

La cétone de pastèque pure est obtenue par distillation à pression réduite. Le distillat obtenu est ensuite recristallisé à l’aide d’un mélange d’acétone et d’hexane. Ce processus aboutit à la formation de cétone de pastèque solide cristalline blanche avec un rendement allant jusqu’à 80%.

Cette méthode de production offre plusieurs avantages, notamment la facilité de contrôle des conditions de réaction, la simplicité de fonctionnement, le coefficient de rendement élevé et la rentabilité. Il accorde également la priorité aux considérations de sécurité et d’environnement.

3. Utilisations de la cétone de pastèque (Calone 1951)

Les premiers parfums à populariser le céton de pastèque ont été New West for Her (1990), Escape (1991), Kenzo pour Homme (1991) et L’Eau d’Issey pour Homme (1994). Ces parfums présentaient tous un parfum frais et marin créé en utilisant le calone 1951 comme ingrédient clé.

La tendance des parfums marins atteint son apogée à la fin des années 1990 avec la sortie de Polo Sport Woman (1996) et Cool Water Woman (1997). Ces parfums étaient encore plus fortement dosés en calone 1951 que leurs prédécesseurs, et ils ont contribué à solidifier le parfum marin en tant que tendance parfumée populaire.

La tendance des parfums marins a depuis perdu de sa popularité, mais elle est toujours présente dans l’industrie du parfum. Des versions récentes telles que Aquawoman (2002) BOSS Element (2009) et Salty (2018) continuent d’utiliser le calone 1951 pour créer un parfum frais et marin. Il est probable que la tendance des parfums marins revienne à l’avenir, car c’est un parfum populaire pour les hommes et les femmes.

En plus de son utilisation dans les parfums, la cétone de pastèque est également utilisée dans certains arômes alimentaires. Il est souvent utilisé pour donner une saveur fraîche et marine aux bonbons, gommes et crèmes glacées.

4. Toxicologie

La cétone de pastèque est un composé sûr et non toxique. Il n’est pas considéré comme un irritant cutané ou un sensibilisant. Cependant, il est important de noter que la cétone de pastèque est un composé volatil, ce qui signifie qu’elle peut facilement s’évaporer. Cela peut provoquer des maux de tête ou des étourdissements chez certaines personnes si elles sont exposées à de fortes concentrations de cétone de pastèque.

Dans l’ensemble, la cétone de pastèque est un composé sûr et polyvalent avec une variété d’utilisations. C’est un ingrédient populaire dans les parfums et les arômes alimentaires, et il est également utilisé dans certaines applications industrielles. Si vous recherchez un parfum frais et marin, la cétone de pastèque est une excellente option.

Références