Chapitre 5 : Evaluation olfactive des éthers polycycliques
III. Les molécules (poly)cycliques en parfumerie
Les molécules polycycliques sont très présentes dans les différentes familles olfactives et notamment, chez les odorants de type boisé et aromatique. Un aperçu non-exhaustif est présenté pour rassembler quelques molécules polycycliques possédant des structures se rapprochant des molécules obtenues pendant ce travail de thèse.
III. 1.
Les molécules aux notes boisées
Comme son o l i di ue, ette fa ille ep se te les pa fu s poss da t u a a t e ois ui peut prendre différents aspects en fonction du bois utilisé. La note boisée prendra un caractère plutôt sec et élégant à partir du cèdre ou du vétiver et un caractère chaud et opulent sera retrouvé à partir du bois de santal ou du patchouli. Ces notes sont utilisées principalement dans des parfums masculins en notes de fond.
Par exemple, parmi les nombreuses molécules odorantes prése tes da s l huile de ois de santal, le (Z)-(–)--santalol est l u des principaux odorants responsable de son odeur typique (Figure 30).197
Da s l id e de d eloppe des ou eau i g die ts da s ette fa ille, quelques travaux ont été menés à partir de dérivés norbornyles tels que la Présentone® et ses dérivés.198 Concernant le bois de
cèdre, le cédrol, possédant une structure tricyclique complexe, est espo sa le de l odeu dou e et boisée t pi ue de l huile esse tielle de l a e Juniperus Virginiana. Le prix de cette matière première est tr s o o i ue a est u sous-p oduit de l i dust ie fo esti e, l utilisatio de la hi ie de s th se est do pas essai e pou obtenir ce composé. Des odorants synthétiques, possédant des notes boisées présentant une facette ambrée avec un aspect doux, ont été développés à l helle industrielle. Ainsi, l iso E super® est obtenu en deux étapes à partir de myrcène et de la 3-méthylpent- 2-èn-2-one.199Il s est a ue l a tio e espo sa le e g a de pa tie de l odeu tait u sous-
produit présent à 3-4% mais possédant un seuil de perception 100 000 fois supérieur à l iso e majoritaire. Ce produit est do o e ialis sous fo e d u la ge d isomères, évitant des séparations industrielles coûteuses. Aussi, de nouvelles molécules telles que Georgywood® 180 et ses
dérivés spirocycliques ont été synthétisés.200 D aut es structures complexes, avec un squelette
197 E. Brunke, G. Schmaus, Dragoco Rep. 1995, 6, 245-257.
198 A. Clinet, M. Chaignaud, J.-C. Clinet, E. Dunach, Flavour Frag. J. 2015, 30, 165-170; A. Clinet, M. Chaignaud, J.-
C. Clinet, E. Dunach, Flavour Frag. J. 2013, 28, 53-61; J. Mane, J. J. Chanot, F. L. Borgne, M. Schroeder, FR283165, 2001.
199 J. B. Hall, J. M. Sanders, US3929677, 1975.
adamantane, peuvent être obtenues rapidement pour la préparation de molécules présentant des notes boisées plutôt épicées et vétiver pour le Prismantol® et le Prismylate®, respectivement.201
Figure 30. Molécules polycycliques possédant une odeur boisée.
Parmi les notes boisées intéressantes, elle du ois de ti e est d u i t t tout pa ti ulie de par sa richesse et sa complexité, aussi bien olfactive que diverse en termes de structures. Là aussi, ce sont des molécules polycycliques complexes qui sont responsables, en partie, de l odeu caractéristique du vétiver (Figure 31).202
Figure 31. Exemples de molécules polycycliques oxygénées responsables de l’odeu t pi ue du ti e .
Peu de dérivés synthétiques du vétiver sont connus, ceux reportés récemment semblent a priori posséder une structure spirocyclique particulière. Cette règle serait valable et à considérer plus généralement pour la recherche de nouveaux odorants boisés.203
201 W. Gillaspey, M. L. Hagedorn, M. R. Hanna, K. E. Boardwick, C. E. J. Beck, F. Fujioka, A. G. Branco, A. Narula, R.
M. Boden, US4956481, 1990.
202 E. Belhassen, J.-J. Filippi, H. Brévard, D. Joulain, N. Baldovini, Flavour Frag. J. 2015, 30, 26-82. 203 P. Kraft, Chem. Biodiversity 2008, 5, 970-999.
III. 2.
Intérêt des éthers poly- et spirocycliques
Au sein de la multitude de molécules cycliques connues en parfumerie, les dérivés éthérés (poly)cycliques sont retrou s da s de o euses fa illes olfa ti es. L o yde de rose, possédant une structure pyranique, est présent dans la nature, notamment dans les huiles essentielles de rose et de géranium (Figure 32). Son caractère floral et caractéristique de la rose a motivé la recherche de dérivés synthétiques tels que le Doremox® possédant un groupement phényle qui confère une plus longue tenue au parfum.204De o euses oies de s th se de l o de de ose o t t d elopp es, par
exemple, à partir du citronellol205 et par cycloisomérisation catalytique.206
L i t odu tio d the s da s des st u tu es polycycliques a pe is d a de à des i g die ts ambrés et musqués très recherchés en parfumerie, notamment en notes de fond. Le composé ambré le plus important est, sa s doute, l the t i li ue –)-Ambrox207 qui est très utilisé comme fixateur. Le
Gala olide® s est a t e u o pos fa ile e t s th tisa le et o o i ue pou appo te u e note musquée très appréciée dans les compositions parfumées.208
Figure 32. Molécules odorantes possédant un motif éther cyclique.
La découverte de nouveaux ingrédients ambrés et boisés s est appu e su des od les de comparaison structurales ou olfactophores. Malgré de nombreux travaux portant sur la rationalisation du desig d odo a ts, des sultats itig s o t t o te us, démontrant la complexité pour prédire les odeu s et laissa t e t e oi l te due du t a ail à effe tue pa les hi istes et od lisateu s. Parmi les nouvelles molécules obtenues strictement grâce à un modèle olfactophore, la Belambre®,209
dérivée du camphre, peut être citée (Figure 33). D aut es ol ules pol li ues a e u a tal spiranique ont aussi été préparées pour la synthèse de dérivés possédant des notes ambrées et
204 H. Watkins, O. C. Liu, J. A. Krivda, US5219836, 1993.
205 T. Yamamoto, H. Matsuda, Y. Utsumi, T. Hagiwara, T. Kanisawa, Tetrahedron Lett. 2002, 43, 9077-9080. 206 L. Coulombel, M. Weïwer, E. Duñach, Eur. J. Org. Chem. 2009, 5788-5795.
207 M. Stoll, M. Hinder, Helv. Chim. Acta 1950, 33, 1251-1260.
208 G. Fráter, U. Müller, P. Kraft, Helv. Chim. Acta 1999, 82, 1656-1665. 209 J. A. Bajgrowicz, I. Frank, Tetrahedron: Asymmetry 2001, 12, 2049-2057.
boisées. Par exemple, le fameux Spirambrene®210 possédant une structure complexe et originale, ainsi
que l Ysa e K®,211 ont été obtenus.
Figure 33. Molécules polycycliques possédant un acétal dans une structure spiranique.
Les motifs spirocycliques e se li ite t pas u au a tals, les éthers spirocycliques sont aussi répandus dans le domaine des arômes et parfums.
La p pa atio et l aluatio de uel ues éthers spirocycliques synthétiques ont été reportées lors de ces cinquante dernières années (Figure 34).
Figure 34. Exemple de molécules odorantes possédant un éther spirocyclique.
L Ambrox® (Figure 32) a énormément inspiré les chimistes, il est donc pas surprenant de retrouver son dérivé éther spirocyclique qui possède, quant à lui, un aspect plus épicé tout en conservant la note ambrée.212 De manière intéressante, des éthers spirocycliques tétrahydropyraniques ou
tétrahydrofuraniques tels que Vigoflor®213 ne possèdent plus le caractère ambré mais plutôt fruité avec
toujours une note boisée, de type vétiver pour ce composé. De même, le dérivé synthétique spiroépoxyde Rhubofix® se caractérise par son odeur fruitée, propre à la rhubarbe.214
210 E. Giraudi, EP266648, 1988.
211 E. J. Brunke, D. Schatkowski, EP0543470, 1993. 212 B. Winter, Helv. Chim. Acta 2004, 87, 1616-1627.
213 J. B. Hall, D. E. Hruza, E. J. Shuster, M. H. Vock, J. F. Vinals, US4010286, 1977. 214 H. Jindra, K. H. Schulte-Elte, CH547794, 1974.
Les structures spirocycliques se retrouvent aussi dans la nature, en particulier dans des plantes aromatiques. Par exemple, la théaspirane et ses dérivés théaspirone215 ou hydroxythéaspirane ont été
isolés dans le thé, le ta a Bu le ou l huile d Artemisia pallens216 (Figure 35). De même,
l oxodihydrothéaspirane a été caractérisé da s l huile d os a thus.217 Ces composés possédant des
notes aromatiques, boisées ou florales, o t fait l o jet de o euses tudes pour leur synthèse totale et la préparation d a alogues,218, 181b et d aut es d i s o aspi od es.219 Des homologues
sesquiterpénoïdes des théaspiranes ont été synthétisés à partir du monocyclonérolidol.220
Figure 35. Molécules avec un squelette de type théaspirane.
Des structures encore plus complexes comprenant un éther spirotricyclique peuvent aussi être retrouvées dans la nature, notamment dans le vétiver (Figure 36).
Figure 36. Molécules avec une structure éther polycyclique complexe.
De façon surprenante, une odeur inattendue de ketchup a été reportée pour la molécule polycyclique liguloxide isolée de la fleur Olearia Phlogopappa.221 Une fois encore, un analogue acétal spiro-
pol li ue de l a o ®, o u sous le o de tal de Jege ou A e ketal®, a t p pa pou obtenir la fameuse note caractéristique ambrée.222 D aut es structures polycycliques éthérées,
215 L. A. Paquette, J. C. Lanter, H.-L. Wang, J. Org. Chem. 1996, 61, 1119-1121.
216 W. Renold, R. Näf-Müller, U. Keller, B. Willhalm, G. Ohloff, Helv. Chim. Acta 1974, 57, 1301-1308. 217 R. Kaiser, A. Kappeler, D. Lamparsky, Helv. Chim. Acta 1978, 61, 387-400.
218 J.-J. Young, L.-J. Jung, K.-M. Cheng, Tetrahedron Lett. 2000, 41, 3415-3418. 219 C. Chapuis, WO2007129236, 2011.
220 K. H. Schulte-Elte, T. Umiker, G. Ohloff, Helv. Chim. Acta 1980, 63, 284-292.
221 C. Dragar, V. A. Dragar, R. C. Menary, J. Essent. Oil Res. 1993, 5, 507-511; H. Ishii, T. Tozyo, H. Minato, Chemical
Communications (London) 1968, 106-108.
possédant des notes camphrées, ont pu être obtenues par voie de synthèse à pa ti d alloo i e et de cétones cycliques.223
Parmi les éthers polycycliques synthétisés via la réaction de double cyclisation présentée au Chapitre 3, des structures oxanorbornanes ont été obtenues. Ce type de squelette peut également être retrouvé dans la nature, notamment, da s l huile esse tielle de ti e où un éther sesquiterpénique possédant des notes boisées de type pin et camphre a été caractérisé (Figure 37).224
Figure 37. Exemple de molécules odorantes avec le motif oxanorbornane.
De même, les composés naturels de type cinéol, très abondants, sont connus pour leur caractère très rafraîchissant avec des notes d eucalyptus, de camphre et de menthol. La synthèse et les propriétés olfactives de quelques dérivés 7-oxanorbornanes ont été reportées,225 epe da t, peu d e e ples
synthétiques de ce type de composés sont disponibles.