AT208834B - Verfahren zur Herstellung von 6,7-Dehydro-ß-apo-3-carotinal - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von 6, 7-Dehydro-ss-apo-3-carotinal 
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von   6, 7-Dehydro-ss-   apo-3-carotinal, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein Acetal von 2-Methyl-penten- (2)-   in- (4) -al- (1)   (im folgenden   C6-Acetal   genannt) 
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 siert, das Kondensationsprodukt gewünschtenfalls nach Hydrolyse mit Säure behandelt und darauf den entstandenen Aldehyd acetalisiert, das Acetal mit einem Vinyl-alkyl-äther kondensiert und das gebildete Ätheracetal mit Säure behandelt, oder zuerst mit einem Vinyl-alkyl-äther und darauf mit 
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 gebildete Kondensationsprodukt gewünschtenfalls nach Hydrolyse mit Säure behandelt. 



   Wie am Beispiel der 1,1-Diäthylverbindung gezeigt wird, können die als Ausgangsmaterialien benötigten C6-Acetale z. B. wie folgt hergestellt werden : Man kondensiert Orthoameisensäure- äthylester mit Propenyläther in Gegenwart von Bortrifluoridätherat zu 1,1,3,3-Tetraäthoxy-2-me- 
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    mm ; n20= 1, 4132).   Durch saure Hydrolyse gewinnt man den freien Methylmalondialdehyd in wässeriger   Lösung ;   man veräthert ihn durch azeotrope Destillation mit Benzol und Äthylalkohol in Gegenwart von   p-Toluolsulfosäure   als Katalysator. Den gebildeten   l-Äthoxy-2-methyl-propen-   
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    (3)= 1, 4755)   wird mit einer Alkalimetall- oder Erdalkalimetallverbindung von Acetylen in flüssigem Ammoniak kondensiert.

   Dabei entsteht nach Zugabe von Ammoniumchlorid das l-Äthoxy-2methyl-3-hydroxypenten-(1)-in-(4), welches anschliessend mit Orthoameisensäureäthylester und 
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1-Diäthoxy-2-methyl-penten- (2) -in- ( 4)1, 1-Dialkoxyreste niederaliphatische Radikale, wie z. B. Äthoxy-oder Isopropoxygruppen darstellen. 



   Falls das   Ca-Acetal - wie   weiter unten beschrieben-zuerst mit dem   ss-C-Aldehyd   kon- 
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 glykol in Gegenwart von   p-Toluolsulfosäure   und destillieren des in üblicher Weise aufgearbeiteten Reaktionsgemisches. 



   Die erfindungsgemässe Kondensation des   ss-C19-   Aldehyds erfolgt zweckmässig mit einem metall- 
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 in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, wie z. B. Benzol oder Äther. Vorzugsweise kondensiert man den   ss-C19-Aldehyd   mit einer Grignardoder Lithiumverbindung der genannten Acetale, die man vorgängig der Reaktion im gleichen Gefäss und im gleichen Lösungsmittel, die zur Kondensation verwendet werden, z. B. aus Magnesium, Äthylbromid und dem entsprechenden Acetal herstellen kann. 



   Das Kondensationsprodukt wird nach der einen Ausführungsform am besten ohne weitere Reinigung in üblicher Weise hydrolysiert, beispielsweise durch Eingiessen in ein Gemisch von Eis und verdünnter Ammoniumchloridlösung, wobei die gebildete Acetylenverbindung in Form eines zähen Öls erhalten wird. Diese Acetylenverbindung wird einer Säurebehandlung unterworfen, wobei unter Wasser- und Alkoholabspaltung ein Aldehyd entsteht. Diese Reaktion wird zweckmässig in einem inerten Lösungsmittel, wie z. B. Aceton, Alkohol oder Äther, in Gegenwart einer wässerigen oder wasserfreien Säure, wie z. B. 



  Essigsäure, p-Toluosulfosäure, Salzsäure usw., durchgeführt. Besonders einfach gestaltet sich die Bildung des Aldehyds, wenn man-nach einer andern   Ausführungsform - auf   das metallorganische Kondensationsprodukt ohne vorhergehende Hydrolyse eine Säure, wie z. B. Eisessig, direkt einwirken lässt. Diese direkte Umsetzung wird zweckmässig in einem Lösungsmittel, wie Aceton oder Benzol, bei Temperaturen um 00 durchgeführt. 



   Zur Vornahme der Kondensation mit einem Vinyläther, z. B. dem Vinyläthyläther, arbeitet man zweckmässig in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, wie z. B. Benzol, Äther oder 

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 Petroläther. Als Kondensationsmittel verwendet man saure Katalysatoren, wie z. B. Zinkchlorid,   Bortifluoridätherat   usw. Die erhaltenen Ätheracetale können, gleich wie die Kondensationsprodukte des   ss-C19-Aldehyds,   der Säurebehandlung unterworfen werden. Diese wird besonders vorteilhaft durch Erwärmen auf   1000 mit   einem
Gemisch von Natriumacetat in wässerigem Eisessig vorgenommen. 



   Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die eben beschriebenen Reaktionsschritte wie folgt   ausgeführt : Cò-Aeetal   wird mittels einer metallorganischen Reaktion mit   ss-C19-Aldehyd   kondensiert und das Kondensationsprodukt mit Säure behandelt, wobei Dehydro-ss-apo-4-carotinal gebildet wird. Letzteres wird acetalisiert und anschliessend mit einem Vinyläther kondensiert. Mittels Säurebehandlung wird das Kondensationsprodukt in Dehydro-ssapo-3-carotinal übergeführt. 



   Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens kann auch ein cyclisches Acetal als Ausgangsverbindung verwendet werden, wobei die metallorganische Kondensation mit dem Lithiumderivat in flüssigem Ammoniak durchgeführt wird. Vor der Kondensation mit dem Vinyläther wird der nach der Säurebehandlung erhaltene Aldehyd wieder acetalisiert, was zweckmässig durch Umsetzung mit einem Gemisch von Alkohol und Orthoameisensäureester in Gegenwart eines sauren Katalysators, wie z. B. Phosphorsäure oder p-Toluosulfosäure, geschieht. 



   Nach einer andern bevorzugten Ausführungsform wird das C-Acetal in Gegenwart eines sauren Kondensationsmittels mit Vinyläther umgesetzt. Das bei dieser Reaktion entstandene   Cl-Ätheracetal   wird mittels einer metallorganischen Reaktion mit   ss-C19-Aldehyd   kondensiert 
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 vollen Farbstoff dar. Es kann als Lebensmittelfarbstoff sowie als Geflügelfutterzusatz für die Eidotterfärbung verwendet werden. Weiter ist es Zwischenprodukt für die Synthese wichtiger Carotinoidpigmente. 



   Beispiel 1 : Man stellt zunächst unter Eiskühlung aus 2, 7g Magnesium, 14g Äthylbromid und 30 ml absolutem Äther eine Lösung von Äthylmagnesiumbromid her. Dazu tropft man   innerhalb 30 Minuten unter   kräftigem Rühren ohne Kühlung eine Lösung von   16,   8   g 1, 1-Diäthoxy-2-     methyl-penten- (2)-in- (4)   in 30 ml absolutem Benzol, wobei die Reaktionslösung stets leicht siedet. Die Grignardverbindung scheidet sich zum Teil körnig, zum Teil in zähflüssiger Form aus. Man kocht noch während 30 Minuten am   Rückfluss   und tropft dann innerhalb 30 Minuten unter Kühlung mit Wasser eine Lösung von   22 g ss-C19-Aldehyd   in 50 ml absolutem Äther zu, wobei bis auf wenig ungelöste Anteile eine klare gelbe Lösung entsteht.

   Man rührt noch während 3 Stunden bei Raumtemperatur weiter und giesst dann die Reaktionslösung auf eine Mischung von 20 g Ammoniumchlorid und Eis. Nach Extraktion mit Äther, Waschen mit Wasser, Trocknen über Natriumsulfat und Eindampfen 
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 [2, 6, 6-in- (4) als zähflüssiges Kondensationsprodukt. 



  U.V.-Absorptionsmaximumbei281m  (inPetrol- äther). 



   Das erhaltene Kondensationsprodukt wird in 200 ml Äther gelöst und nach Zugabe von 20 ml alkoholischer Salzsäure über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Die entstandene Lösung wird vorerst mit Natriumbicarbonatlösung und anschliessend mit Wasser gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum bei   45'singe-   dampft. Man erhält dabei etwa 29 g eines zähflüssigen, stark gelbgefärbten Öles. Dieses wird in 150 ml Petroläther (Siedeintervall   30-45  )   gelöst, angeimpft und während einiger Stunden bei   - 10    stehengelassen. Der ausgeschiedene Kristallbrei wird abgenutscht und mehrmals mit kaltem Petroläther gewaschen. Man trocknet im Vakuum bei 30 und erhält 17 g 4, 5-Dehydro- 
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 mum bei 400   mu,   (in Petroläther). 



   18 g   4, 5-Dehydro-ss-apo-4-carotinal   werden in 17 ml Orthoameisensäureäthylester suspendiert, mit einer Lösung von 0, 24 ml Phosphorsäure und einer Spur   p-Toluolsulfosäure   in 8 ml absolutem Alkohol versetzt und einige Stunden bei Raumtemperatur verrührt. Wenn alles gelöst ist, lässt man noch 15 Stunden stehen, gibt unter Eiskühlung 1, 5 ml Pyridin und hierauf 50 ml 5%ige Natriumbicarbonatlösung zu und extrahiert mit Petroläther. Man wäscht den Extrakt mit Wasser, trocknet mit Natriumsulfat und dampft im Vakuum ein. Der Rückstand wird im Hoch- 
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 366 und 380   m {j.   (in Petroläther).

   Dieses wird mit 4 ml   10% iger   Zinkchloridlösung in Essigester und hierauf tropfenweise mit 4, 27 g Vinyl- äther unter Rühren bei   30-35'versetzt.   Man lässt das Reaktionsgemisch 15 Stunden stehen, gibt zum entstandenen rohen   15- [2, 6, 6-Trimethyl-   
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 Lösung von 5 g Natriumacetat in 50 ml 95%iger Essigsäure zu und erhitzt unter energischem Rühren in   Stickstoffatmosphäre   4 Stunden auf   95-100'wobei   der gebildete Essigester langsam ] abdestilliert. Man lässt die Reaktionsmischung unter Rühren erkalten, wobei das Reaktionsprodukt auskristallisiert. Es wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und aus Petroläther oder Äthanol umkristallisiert. Man erhält   13     g 6, 7-]   
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   U. V.-Absorptions-Beispiel 2 : Zu einer ausgehend von 8 g Lithium bereiteten Lösung von Lithiumamid in 2000 ml flüssigem Ammoniak tropft man innerhalb einer Stunde 168 g1,1-Diäthoxy-2-methyl-penten- (2)-in- (4) zu und spült mit 20 ml Äther nach. 



  Man rührt noch während 4-5 Stunden und fügt dann innerhalb einer Stunde eine Lösung von   220 g -C"-Aldehyd   in 750 ml absolutem Äther zu. Das Reaktionsgemisch wird über Nacht weitergerührt und anschliessend wie in Beispiel 1 unter Verwendung von 100 g Ammoniumchlorid hydrolysiert und aufgearbeitet. Das dabei erhaltene   4, 5-Dehydro-ss-apo-4-carotinal   kann schliesslich wie in Beispiel 1 weiterverarbeitet werden. 



   Beispiel   3 : 33, 6 g 1, 1-Diäthoxy-2-methyl-   penten- (2)-in- (4) werden mit 35 ml absolutem Benzol verdünnt und innerhalb einer Stunde gleichzeitig mit   15ml 10 oiger   ZinkchloridEssigesterlösung und einer Mischung von 17 g Vinyläther in 17 ml absolutem Benzol versetzt wobei die Temperatur durch mässige Kühlung zwischen   28-30'gehalten   wird. Man lässt über Nacht bei Raumtemperatur stehen, gibt 3 ml Pyridin zu und giesst die Reaktionslösung auf ein Gemisch von Natriumbicarbonat und Eis. Nach Extraktion mit Petroläther, Waschen mit Natriumbicarbonatlösung und Trocknen über Pottasche-Natriumsulfat und Eindampfen im Wasserstrahlvakuum, erhält man 49 g rohes 1, 1, 3-Tri- äthoxy-4-methyl-hepten-(4)-in-(6). Die Hochvakuumdestillation (unter Stickstoff) liefert 
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   Man stellt zunächst unter Eiskühlung aus 2, 7 g Magnesium, 14 g Äthylbromid und 30 ml absolutem Äther eine Lösung von Äthylmagnesiumbromid her. Dazu tropft man innerhalb 30 Minuten unter Rühren ohne Kühlung eine Lösung von 24 g 1,1,3-Triäthoxy-4-methyl-hepten- (4)-in- (6) in   30 ml   absolutem Äther, wobei die Reaktionslösung stets leicht siedet. Anschlie- ssend kocht man während 30 Minuten unter Rückfluss und tropft innerhalb 30 Minuten, unter Küh- 
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 rührt noch 3 Stunden bei Raumtemperatur und giesst dann die Reaktionslösung auf eine Mischung von 20 g Ammoniumchlorid und Eis. Nach Extraktion mit Äther, Waschen mit Wasser, Trocknen mit Natriumsulfat und Eindampfen im 
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   aufhexen- (1)-yl]-4,9,13-trimethyl-8-hydroxy-1,1,3-tri- äthoxy-pentadecatetraen-(4,9,11,13)-in-(6), welcher sogleich in der nächsten Stufe eingesetzt wird.

   U. V.-Absorptionsmaxima bei 281 und 292   m ; jL   (in Petroläther). 



   Die erhaltene Ätherlösung wird mit 20 ml   8% niger   alkoholischer Salzsäure und 10 g Natriumsulfat versetzt und über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. Anschliessend wird die Reaktionslösung mit Wasser und Natriumbi- carbonatlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und am Vakuum bei   450 eingedampft.   Man erhält ein zähflüssiges Öl, das mit einer Lösung von 40 g Natriumacetat in 30 ml Wasser und 240 ml Eisessig versetzt wird. Man erwärmt das Gemisch während 4 Stunden auf 95-100  unter   Stickstoffatmosphäre.   Man giesst alsdann das Reaktionsgemisch auf Eis und extrahiert mit Äther/Petroläther.

   Nach dem Waschen des Extraktes mit Wasser und Natriumbicarbonatlösung, wird derselbe über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel am Wasserstrahlvakuum bei   450 entfernt.   Der Rückstand wird in 200 ml Methanol heiss gelöst und, nach Animpfen, über Nacht bei 0  stehengelassen. 



  Das durch Abnutschen gewonnene rohe De- 
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 siert. Man erhält so 15 g eines reinen Präparates vom Schmelzpunkt   122, 5 .   



   Beispiel 4 : Eine ausgehend von 13 g Magnesium und 70 g Äthylbromid hergestellte Äthylmagnesiumbromidlösung in 400 ml absolutem Benzol wird auf-7 gekühlt und langsam mit 84g 
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 eine Lösung von 108, 5 g   ss-C-Aldehyd   in 150 ml Benzol zugetropft, und das Reaktionsgemisch   U   Stunden bei   0-5'gehalten.   Darauf wird innerhalb von 30 Minuten eine Lösung von 120 ml Eisessig in 150 ml Benzol zugesetzt, die Mischung 30 Minuten unter Rückfluss gekocht, innerhalb der nächsten 30 Minuten 100 ml Wasser zulaufen gelassen und das Gemisch noch einmal   l   Stunde unter Rückfluss gekocht.

   Das Reaktionsgemisch wird auf 1500 ml Eiswasser gegossen und die benzolische Phase wird mit 750 ml gesättigter Kochsalzlösung ausgeschüttelt, mit etwa 50 g Kaliumcarbonat getrocknet und das Lösungsmittel abgedampft. Man erhält das 4, 5-Dehydro-   ss-apo-4-carotinal   als kristallines Produkt. U. V.Absorptionsmaximum bei 400   m [i ; Ei   = 1730. 



  Die Überführung in 6, 7-Dehydro-ss-apo-3-carotinal erfolgt nach den Angaben von Beispiel 1. 



   Beispiel 5 : Zu einer ausgehend von 4, 5 g Lithium bereiteten Lösung von Lithiumamid in 500 ml flüssigem Ammoniak tropft man innerhalb 1 Stunde 69 g 1,1-Äthylendioxy-2-methyl-penten- (2)-in- (4). Nach 5stündigem Rühren tropft man innerhalb 2 Stunden   110 g ss-C -Aldehyd   in 1000 ml Äther zu. Das Gemisch wird über Nacht weitergerührt und durch Zusatz von 50 g Ammoniumchlorid hydrolisiert.

   Der nach Abdampfen des Ammoniaks, Abnutschen der Reaktionslösung, Waschen derselben mit Wasser, Trocknen über Natriumsulfat und Eindampfen bei   400 am   Vakuum erhaltene ölige Rückstand wird in 1950 ml Methylenchlorid gelöst und   bei -40 0 zuerst   mit 78 ml Eisessig und darauf innerhalb 20 Sekunden 
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 nische Phase wird mit Wasser und Bicarbonatlösung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet 

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 und bei 40  im Vakuum eingedampft. Das erhaltene Rohprodukt wird in 500 ml Petroläther gelöst und bei-10  stehengelassen. Die ausgeschiedenen Kristalle werden   bei-50  mit   Petroläther gewaschen und bei 40  im Vakuum getrocknet. Man erhält 91 g 4, 5-Dehydro-ss-apo- 4-carotinal vom Schmelzpunkt 81-83 ; U.

   V.Absorptionsmaximum bei   400 mil.   Die Überführung in 6, 7-Dehydro-ss-apo-3-carotinal erfolgt nach den Angaben von Beispiel 1. 



   Beispiel 6 : Ausgehend von 13 g Magnesium in 90 ml Äther und 40 g Triäthylamin einerseits und 70 g Äthylbromid in 400 ml absolutem Benzol anderseits wird eine Grignardlösung bereitet. 



  Diese wird auf-7  abgekühlt und unter Tief- 
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 gestellt) betropft. Nachdem alles eingetragen ist, wird   1i-     Stunden gerührt : und   anschliessend bei   - 70   eine Lösung von   108,     5g ss-Cj -Aldehyd   in 150 ml Benzol innerhalb etwa 30 Minuten zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird   1i- Stunden   bei   30 weitergerührt.   Darauf wird innerhalb von 30 Minuten eine Lösung von 120 ml absolutem Eisessig in 150 ml absolutem Benzol so zugetropft, dass die Temperatur   150 nicht   übersteigt. Es wird 15 Minuten unter   Rückfluss   gekocht und die noch warme Reaktionsmischung auf 2000 ml Eiswasser gegossen. Die benzolhaltige Schicht wird abgetrennt und über Natriumsulfat getrocknet.

   Der nach dem Abdampfen des Lösungsmittels erhaltene Rückstand wird mit 540 ml einer aus 1200 ml Eisessig, 200 g Natriumacetat und 150 ml Wasser bereiteten Lösung während 4 Stunden bei   950 gerührt,   langsam mit   500 ml   hochsiedendem Petroläther verdünnt und auf 
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 stehengelassen und das dunkelrote Dehydro-ssapo-3-carotinal bei   40  getrocknet. U. V.-Ab-   
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    [jL ; EjPATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung von 6, 7-Dehydro-   ss-apo-3-carotinal   der Formel 15- [2, 6, 6-Trimethylcyclohexen-   (l)-yl]-4, 9, 13-trimethyl-pentadeca-   hexaen-(2,4,8,10,12,14)-in-(6)-al-(1), dadurch gekennzeichnet, dass man ein Acetal von 2-Methyl-   penten- (2) -in- (4) -al- (1) entweder   zuerst mit 
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 - [2, 6, 6 - Trimethyl- cyclohexen - (1) - yl] -2, 6 - di-Kondensationsprodukt gewünschtenfalls nach Hydrolyse mit Säure behandelt und darauf den entstandenen Aldehyd acetalisiert, das Acetal mit einem Vinyl-alkyl-äther kondensiert und das gebildete Ätheracetal mit Säure behandelt, oder zuerst mit einem Vinyl-alkyl-äther und darauf mit 
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 gebildete Kondensationsprodukt gewünschtenfalls nach Hydrolyse mit Säure behandelt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Acetal von 2-Methyl- EMI4.6 (2) -in- (4) -al- (I)al- (l) kondensiert, das Kondensationsprodukt gewünschtenfalls nach Hydrolyse mit Säure behandelt und das erhaltene 13- [2, 6, 6-Trimethyl- cyclohexen- (1)-yl] -2, 7, 11-trimethyl-tridecapen- EMI4.7 kennzeichnet, dass man ein Acetal von 2-Methyl- penten- (2) -in- (4) -al- (I) durch Kondensation mit einem Vinyläther in das entsprechende Acetal EMI4.8 (4) -in- (6) -al- (I)al- (l) überführt.

   4. Verfahren gemäss den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Säure direkt auf das gebildete metallorganische Kondensationsprodukt einwirken lässt.

   5. Verfahren gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Säure Eisessig verwendet wird.

   6. Verfahren gemäss Anspruch 1, 2,4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass cyclische Acetale verwendet werden und dass die Kondensation über die entsprechenden Lithiumderivate erfolgt.