CH366041A - Verfahren zur Herstellung von Canthaxanthin und Rhodoxanthin - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von     Canthaxanthin    und     Rhodoxanthin       Es ist bekannt,     1,18-Di-[2,6,6-trimethyl-cyclo-          hexen    - (2) -     yliden]    -     3,7,12,16#-tetramethyl-octadeca-          hexaen-(2,4,6,12,14,16)-in-(9)-diol-(8,11)    mit kon  zentrierter     Bromwasserstoffsäure    zu     behandeln,    das  erhaltene     4,4'-Dibrom-15,15'-dehydro-ss-carotin    durch  Behandlung mit Silberoxyd in Benzol in     15,

  15'-De-          hydro-isozeaxanthin    überzuführen und dessen zen  trale     Dreifachbindung    partiell zu hydrieren, worauf  das so gebildete     Isozeaxanthin    durch Oxydation in       Canthaxanthin    übergeführt werden kann.  



  Dagegen wurde nun überraschend gefunden, dass  eine wesentliche Verfahrensvereinfachung und Aus  beuteerhöhung erzielt werden kann, wenn     anstelle     der     Bromwasserstoffsäure    eine niedere     Alkancarbon-          säure    verwendet wird und das erhaltene     4,4'-Diacyl-          oxy-15,15'-dehydro-ss-carotin    bzw. dessen partielles       Hydrierungsprodukt    nach der Hydrolyse     mittels        Alu-          miniumisopropylat    und     Benzochinon    oxydiert wird.

    Gleichzeitig hat sich gezeigt, dass sich in analoger  Weise     1,18-Di-[2,6,6-trimethyl-cyclohexadien-(1,3)-          ylj-    3,7,12,16     -tetramethyl-octadecahexaen-(1,3,5,13,          15,17)-diin-(8,10)-diol-(7,12)        zum        Rhodoxanthin        Üm-          setzen    lässt.

   Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist nun ein     Verfahren    zur Herstellung von     Canthaxan-          thin    und     Rhodoxanthin,    das dadurch gekennzeichnet  ist, dass man     1,18-Di-[2,6,6-trimethyl-cyclohexen-(2)-          yliden]    -     3,7,12,16-tetramethyl-octadecahexaen-(2,4,6,          12,14,16)-in-(9)-diol-(8,11)    bzw.

   1,18-Di-[2,6,6-tri       methyl-cyclohexadien-(1,3)-yl]-3,7,12,16-tetramethyl-          octadecahexaen    - (1,3,5,13,15,17) -     diin    - (8,10) -     diol-          (7,12)    unter     Allylumlagerung    mit einer niederen       Alkancarbonsäure        verestert,    sodann einerseits den ge  bildeten     Diester        hydrolysiert,

      die erhaltene     Di-          hydroxyverbindung    mittels     Aluminiumisopropylat    und       Benzochinon        oxydiert    und anderseits an     beliebiger     Stelle vorhandene     Dreifachbindungen        partiell        hydriert.       Das l,18 -     Di    - [2,6,6 -     trimethyl    -     cyclohexen    -     (2)-          yliden]    -     3,7,12,16-tetramethyl-octadecahexaen-(2,4,6,          12,14,16)-in-(9)-diol-(8,11)

      kann z. B. nach den An  gaben in     Helv.        Chim.    Acta 39, 449 (1956) herge  stellt werden.  



  Das     1,18-Di-[2,6,6-trimethyl-cyclohexadien-(1,3)-          yl]    - 3,7,12,16     -tetramethyl-octadecahexaen-(1,3,5,13,          15,17)-diin-(8,10)-diol-(7,12)    kann wie folgt herge  stellt werden:

    8 -<B>[2,6,6</B> -     Trimethyl-cyclohexen-(1)-yl]-6-methyl-          octatrien-(3,5,7)-on-(2)        (ss-C1$        Keton)        wird    mit       N-Bromsuccinimid    in     Methylenchloridlösung    bei 0   versetzt und mit     Chinolin    behandelt, wobei unter       Bromwasserstoffabspaltung        Dehydro    -     ss    - C18 -     Keton     entsteht, das durch     Chromatographieren    an Alumi  niumoxyd gereinigt wird.

   Das in Form eines zähen  gelben Öls erhaltene Material, welches ein     UV-Ab-          sorptionsmaximum    bei 362     my    (in     Petroläther)    auf  weist, wird mit der     Grignardverbindung    von     Diacety-          len    kondensiert. Dabei entsteht das gewünschte     Diol     als braunes Harz, das ohne weitere Reinigung       weiterverarbeitet    wird.     UV-Absorptionsmaximum    bei  330     mu    (in     Petroläther).     



  Als     Alkancarbonsäure    eignet sich insbesondere  Essigsäure. Vorzugsweise wird die     Veresterung    bei  Raumtemperatur durchgeführt.  



  Die     Verseifung    des gebildeten     Diesters    erfolgt  z. B. in an sich bekannter Weise. So kann man z. B.  eine ätherische Lösung des     Diesters    mit     methanoli-          schem        Kaliumhydroxyd        behandeln.     



  Die Oxydation der beiden     Hydroxylgruppen    zu       Oxogruppen    erfolgt, wie gesagt, mittels     Aluminium-          isopropylat    und     Benzochinon.    Diese     Reaktionsstufe     wird vorzugsweise in Benzol als     Lösungsmittel    und      bei Zimmertemperatur vorgenommen. Die Um  setzung geht sehr mild vor sich und führt in aus  gezeichneter Ausbeute zu den gewünschten Oxyda  tionsprodukten.  



  Die     partielle    Reduktion der vorhandenen Drei  fachbindungen wird vorzugsweise mit Wasserstoff in  einem     inerten    Lösungsmittel unter Verwendung von       Lindlar-Katalysator    durchgeführt.  



  Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren her  gestellten     Carotinoide        Canthaxanthin    und     Rhodoxan-          thin    sind von hoher Reinheit.  



  <I>Beispiel 1</I>       Dehydro-isozeaxanthin-diacetat.     50 g 1,18 -     Di-    [2,6,6 -     trimethyl-cyclohexen-(2)-          yliden]    -     3,7,12,16-tetramethyl-octadecahexaen-(2,4,    6,       12,14,16)-in-(9)-diol-(8,11)    werden mit 100     cm3     Essigsäure versetzt und     während    24 Stunden bei  Zimmertemperatur unter Stickstoffatmosphäre ge  schüttelt. Dabei entsteht ein voluminöser, orange  gefärbter Niederschlag.

   Das breiige Reaktions  gemisch wird in 1000     cm3    Äther in der Kälte gelöst,  mit 50     cm3        Petroläther    (Siedeintervall 80-1l0 ) ver  dünnt und sechsmal     mit    je 500     cm3    Wasser gewa  schen. Die Waschwasser werden jeweils noch in zwei  Scheidetrichtern mit je 250     cm3        Petroläther    extra  hiert. Nach dem Trocknen mit     Natriumsulfat    werden  die Extraktionslösungen zusammen im Vakuum bei  50  auf etwa 250     cm3    eingedampft und auf -30   abgekühlt.

   Das hierbei ausgeschiedene     Diacetat    wird       abgenutscht,    mehrmals mit     Petroläther    (Siedeintervall       40-45 )    gewaschen und bei 30  im Vakuum getrock  net. Man erhält     Dehydro-isozeaxanthindiacetat,    das  nach dem     Umkristallisieren    aus     Essigester/Methanol     und     Petroläther    (Siedeintervall 80-110 ) ein     UV-Ab-          sorptionsmaximum    bei 427-429 mit (in     Petroläther)     aufweist.

           15,15'-Dehydro-isozeaxanthin.     57 g des so erhaltenen     Dehydro-isozeaxanthin-          diacetats    werden in 2000     cm3    Äther gelöst, die er  haltene Lösung von wenig Ungelöstem     abfiltriert    und  in einem Eisbad auf etwa 10  abgekühlt. Dann gibt  man eine Lösung von 20 g     Kaliumhydroxyd    in  120 cm?- Methanol zu und lässt die Mischung unter  Stickstoff und     öfterem    Umschwenken 3 Stunden im  Eisbad bei etwa 5  stehen. Zur Entfernung des Alkalis  und des Alkohols wäscht man dreimal mit je 300 cm-'  Wasser und extrahiert die Waschlösungen mit  500 cm?, Äther.

   Die     vereinigten    Ätherlösungen wer  den über     Natriumsulfat    getrocknet und das Lösungs  mittel     abdestilliert.    Den orangenfesten Rückstand  löst man heiss in 1200 cm?- Benzol, lässt im Eisbad  kristallisieren, filtriert ab, wäscht mit Benzol und mit  wenig     Petroläther    nach, und trocknet im Vakuum.  Man erhält kristallines     15,15'-Dehydro-isozeaxanthin,     welches ein     UV    Absorptionsmaximum bei 430     mu     (in     Petroläther)    aufweist.

           Dehydro-Canthaxanthin.     28 g des erhaltenen     -15,15'-Dehydro-isozeaxan-          thins    werden in 1000     cm3    Benzol gelöst, mit 60 g       Aluminiumisopropylat    versetzt und unter Stickstoff  während 8-10 Stunden geschüttelt. Dann filtriert man  ab, wäscht mit 500     cm3        Methylenchlorid    nach und  dampft das Filtrat im Vakuum zur Trockne ein.

   Den  Rückstand löst man in 200     cm3        Methylenchlorid,          filtriert    durch einen Faltenfilter, gibt 200     cm3    Al  kohol zu und destilliert bis zur beginnenden Kristalli  sation Lösungsmittel ab. Dann kühlt man im Eisbad  auf etwa 2  ab, filtriert die ausgeschiedene Kristall  masse ab, wäscht mit Alkohol und     Petroläther    nach  und dampft die Mutterlauge auf etwa 70     cm3    ein.  Nach einstündigem Stehen im Eisbad wird wieder       abfiltriert    und wie oben nachgewaschen.

   Man erhält       15,15'-Dehydro-canthaxanthin    vom     Schmelzpunkt     186-l88 ;     UV-Absorptionsmaximum    bei 437 bis  439     mit    (in     Petroläther).     



       Canthaxanthin.     350 g des erhaltenen     15,15'-Dehydro-canthaxan-          thins    werden in 8000     cm3        Petroläther    (Siedeintervall  80-110 ) suspendiert. Man setzt 150 g eines mit Blei  vergifteten     Palladium-Calciumcarbonat-Katalysators     und 15     cm3        Chinolin    dazu und hydriert in einer  Wasserstoffatmosphäre bei etwa 1 m Wasserdruck  und einer Temperatur von     60-70 .    Nach Aufnahme  von etwa 26 Liter Wasserstoff, was nach etwa 24       Stunden    der Fall ist, wird praktisch kein Wasser  stoff mehr aufgenommen.

   Die braunschwarze     Ely-          drierlösung    wird auf 20  abgekühlt, filtriert und mit  1000     cm3        Petroläther    nachgespült. Der Filterrück  stand wird mit     Methylenchlorid    behandelt und so das  ausgefallene     cis-Canthaxanthin    vom Katalysator ab  getrennt. Die     Methylenchloridlösung    wird durch eine       Aluminiumoxydsäule    filtriert und mit     Methylen-          chlorid    nachgewaschen, bis das Filtrat fast farblos  ausläuft.

   Man engt dann die Lösung auf einem  Wasserbad auf 2 Liter ein, versetzt dann mit 1.5  Liter     Petroläther    (Siedeintervall 80-110 ) und destil  liert weiter, bis alles     Methylenchlorid    entfernt ist.  Zur     Isomerisierung    des     cis-Canthaxanthins    kocht man  die     Petroläthersuspension    während 20 Stunden am       Rückfluss,    kühlt dann auf etwa 5  ab, filtriert durch  eine     Nutsche,    wäscht mit     Petroläther    (Siedeintervall       40-45 )

      gründlich nach und trocknet das     Kristallisat     bei etwa 60  im     Wasserstrahlvakuum.    Man erhält       trans-Canthaxanthin    vom Schmelzpunkt 216-217;       UV-Absorptionsmaximum    bei     465-4.67        m,it    (in     Pe-          troläther).     



  In analoger Weise erhält man, ausgehend von  1,18     -Di-[2,6,6-trimethyl-cyclohexadien-(1,3)-yl]-3,7,     12,16-     tetramethyl-octadecahexaen.-    (1, 3 ,     5,13,15,17)-          diin-(8,10)-diol-(7,12),        Rhodoxanthin    vom Schmelz  punkt 215 .     UV-Absorptionsmaxima    bei 520, 487  und 455<I>m</I>     ct    (in     Petroläther    über die folgenden Zwi  schenprodukte:

             bis-Dehydro-eschscholtzxanthindiacetat:        UV-Ab-          sorptionsmaxima    bei 357, 373 und 420     mit     (in     Petroläther).     



  bis -     Dehydro    -     rhodoxanthin:    UV - Absorptions  maxima bei 388 und 433     m,u    (in     Petroläther).  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Canthaxanthin und Rhodoxanthin, dadurch gekennzeichnet, dass man 1,18-Di-[2,6,6-trimethyl-cyclohexen-(2)-yliden]- 3,7,12,16 - tetramethyl - octadecahexaen-(2,4,6,12,14, 16)-in-(9)-diol-(8,11) bzw.

   1,18-Di-[2,6,6-trimethyl- cyclohexadien- (1,3) - y1]- 3,7,12,16-tetramethyl-octa- decahexaen - (1,3,5,13,15,17) -,dün-(8,10)-diol-(7,12) unter Allylumlagerung mit einer niederen Alkan- carbonsäure verestert, sodann einerseits den gebil deten Diester hydrolysiert,

   die erhaltene Dihydroxy- verbindung mittels Aluminiumisopropylat und Benzo- chinon oxydiert und anderseits an beliebiger Stelle vorhandene Dreifachbindungen partiell hydriert. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man 1,18-Di-[2,6,6-trimethyl- cyclohexen - (2) - yliden] - 3, 7,12,16 - tetramethyl-octa- decahexaen - (2,4,6,12,14,16) - in- (9)-diol-(8,11) mit Essigsäure behandelt, das gebildete Diacetat hydro- lysiert, mittels Aluminiumisopropylat und Benzo- chinon oxydiert und an der Dreifachbindung partiell hydriert. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass man 1,18-Di-[2,6,6-trimethyl-cy- clohexadien- (1,3)-yl]-3,7,12,16-tetramethyl-octadeca- hexaen-(1,3,5,13,15,17)-dün-(8,10)-diol-(7,12) mit Essigsäure behandelt, das gebildete Diacetat hydro- lysiert, mittels Aluminiumisopropylat und Benzo- chinon oxydiert und an der Dreifachbindung partiell hydriert.