A hint of cassis: By a combination of microwave spectroscopy and quantum chemistry, the gas‐phase structures of the Cassyrane stereoisomers and its dihydro derivatives have been determined, and correlated with their olfactory properties. Superposition analyses of the structures (see picture; black Cassyrane, silver Oxane, red O, yellow S) reveal the importance of the 5S configuration on the cassis odor, with the 2S,5R isomers being the most intense.

While investigating the effect of the Cassyrane (rac-3/4) substitution pattern on the odor of dienones, (3E,5E)-5-tertbutylocta-3,5-dien-2-one (34) was discovered as an orris odorant with the lowest threshold reported so far in the ionone family (0.036 ng/L air). Derivatives 35-37, which allowed some insight into the underlying structure-odor relationships, were synthesized by a sequence consisting of copper(I)-catalyzed Grignard reactions with acyl chlorides, cerium-and lanthanum-assisted Grignard reactions of the resulting products with the Grignard reagent 17, prepared from but-3-yn-2-ol, manganese(IV) oxide oxidation of the secondary hydroxy function, elimination of the tertiary hydroxy function via its mesylate, alanate reduction of the ynone moiety to the corresponding allylic alcohol, and concluding manganese(IV) oxide oxidation. Furthermore, the γ,δ-unsaturated 38-41, and the fully hydrogenated analogues 42-45 were synthesized, and evaluated for their olfactory properties.

Johannisbeer-Duft gilt in der Parfümerie als eine der anspruchsvollsten und elegantesten fruchtigen Kopfnoten, [1] mit 18 % "Cassis Base 345B" in "Le monde est beau" (Kenzo, 1997) von Daniela Andrier als Extrembeispiel und 2.2 % in Maurice Roucels "DKNY Be Delicious" (Donna Karan, 2004), kontrastiert mit 7.7 % Undecavertol.[1] "Cassis Base 345B" enthält das 1,3-Oxathian Oxan, dessen Geruch auf dem (+)-2S,4R-Stereoisomer 1 beruht, [2] und das schwerer flüchtige, synthetische Theaspiran-Derivat Isospiren (2). Theaspirane kommen in unterschiedlichen Enantiomerenverhältnissen in einer Reihe von Naturstoffen vor, der typische Johannisbeer-Duft soll aber auf das (+)-2R,5S-Stereoisomer 3 zurückgehen.[3] Intensiver riechende Derivate wie Isospiren (2), Neocaspiren (4) und Etaspiren (6) wurden in die Parfümerie eingeführt, sind jedoch weniger flüchtig und diffusiv als 3. Bis zur Einführung von Cassyran (7), [4] das als seco-Etaspiren (Schema 1) verstanden werden kann und dessen Duft frei von Schwefelbeinoten ist, standen dem Parfümeur nur rac-1 und Corps Cassis (5) als Kopfnoten zur Verfügung.Bei den verwandten Vitispiranen, wie dem 5S-Diastereomer 8 aus dem Vanille-Harz, [5] hat die intensiver riechende cis-Verbindung, im Unterschied zum exotisch-blumig, erdigholzig riechenden trans-Isomer, eine grüne ChrysanthemenNote.[6] Da auch bei 1 und 3 der Johannisbeer-Duft entscheidend von der Konfiguration abhängt, hielten wir es für interessant, die Riechstoff-Eigenschaften aller Stereoisomere von Cassyran (7) und ihrer Dihydro-Derivate zu untersuchen. Zur Bestimmung der relativen Konfigurationen und der zugehörigen Gasphasenstrukturen schien uns die Kombination aus Mikrowellenspektroskopie und quantenchemischen Rechnungen hervorragend geeignet. Diese Methode findet zunehmend auch Verwendung für größere Moleküle, bei denen nur geringe Energiedifferenzen zwischen den einzelnen Konformeren bestehen und daher aus quantenchemischen Rechnungen allein keine eindeutige Unterscheidung zwischen den Konformeren möglich ist. [7] In der Folge berichten wir über die Gasphasenstrukturen von Cassyran (7) sowie seiner Dihydro-Derivate 15 und wie sie mit quantenchemischen Verfahren berechnet und mithilfe der Molekularstrahl-Fouriertransform-Mikrowellen(MB-FTMW)-Spektroskopie validiert wurden.Wie in Schema 2 am Beispiel des 5R-konfigurierten Isomers gezeigt, nutzten wir das käufliche (R)-oder (S)-Butinol 9 (! 99 % ee) als chirales Ausgangsmaterial zur Synthese der Stereoisomere 7 und ihrer Dihydro-Derivate 15. In Analogie zur Synthese des Racemats [4] wurde das S-Alkin 9 in das entsprechende Grignard-Reagens überführt und mit dem Keton 10 in Gegenwart von Cer(III)-chlorid zu einem 5R/5S-Diastereomerengemisch von 56:44 des Diols 11 umgesetzt. Lindlar-Reduktion, Acetylierung und chromatographische Diastereomerentrennung lieferten die Acetate 13 a und 14 a mit unveränderter absoluter Konfiguration (99 % ee) und in guter Ausbeute. Es lag nun nahe, die getrennten Acetate zu hydrolysieren und die Diole 13 b und 14 b über das Tosylat oder Mesylat...

A series of Claisen rearrangements was undertaken in order to find a replacement for Lilial (=3-(4-(tert-butyl)phenyl)-2-methylpropanal), a high-tonnage perfumery ingredient with a lily-of-the-valley odour, which is a CMR2 material [1]. 5,7,7-Trimethyl-4-methyleneoctanal (10), the synthesis of which is described, became the main lead. It possesses an odour which is very close to that of Lilial but lacks its substantivity. Aldehydes with higher molecular weights than that of 10 were, therefore, synthesised in order to boost substantivity and to understand the structural requirements for a 'Lilial' odour. The aldehydes were obtained via Claisen rearrangements of 'exo-methylidene' vinyl ethers, allenyl vinyl ethers, or allenyl allyl ethers. Alternatively, coupling of terminal alkynes with allyl alcohols led to the desired aldehydes. Derivatives of 10 and their sila analogues were also synthesised. The olfactory properties of all synthesised molecules were evaluated for possible structure-odour relationships (SOR).