CH436265A - Verfahren zur Herstellung von 15,15'-Dehydrozeaxanthin-dimethyläther und Zeaxanthin-dimethyläther - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur Herstellung von 15,15'-Dehydrozeaxanthindimethyläther und Zeaxanthin-dimethyläther
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 15,15'-Dehydro-zeaxanthin  dimethyläther    und   Zeaxanthin-dimethyläther.    Diese Verbindungen sind wertvolle Farbstoffe für Nahrungsmittel und Futtermittel.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man ein Acetylen-di-magnesiumhalogenid mit   8- [2',    6', 6'-Trimethyl-4'-methoxy-cyclohexen  (l')-yl- (l')]-2, 6-dimethyl-octatrien- (2,    4,6)-al- (1) umsetzt, das erhaltene Produkt hydrolisiert und mit einem Dehydratisierungsmittel behandelt. Der erhaltene 15,15'-Dehydrozeaxanthin-dimethyläther kann durch selektive Hydrierung an der vorhandenen zentralen Dreifachbindung in Zeaxanthindimethyläther übergeführt werden.



   Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird   8- [2',    6', 6'-trimethyl-4'methoxy-cyclohexen-   (1')-yl-(l')]-2,    6-dimethyl-octatrien (2,4,6)-al- (l) (VI) mit Acetylendimagnesiumbromid kondensiert. Das durch Hydrolyse gewonnene Produkt wird zweckmässig zur Wasserabspaltung mit alkoholischer Chlorwasserstoffsäure behandelt. Der dabei erhaltene 15,15'-Dehydro-zeaxanthin-dimethyläther (VII) kann anschliessend unter Bildung von trans-Zeaxanthindi  methyläther    (VIII) hydriert werden. Diese Hydrierung wird zweckmässig in Gegenwart eines selektiven Hydrie  rungskatalysators,    z. B. in Anwesenheit eines Blei/   Palladium/Calciumcarbonat-Katalysators vorgenommen.   



   Der als Ausgangsmaterial benötigte Aldehyd kann z. B. wie folgt hergestellt werden : Behandlung von ss Jonon   (I)    mit N-Bromsuccinimid und Umsetzung des Reaktionsproduktes mit einem Bromwasserstoff-abspaltenden Mittel, wie z. B. Dimethylanilin, Pyridin oder anderen organischen Basen wie Diäthylanilin, Chinolin usw., führt zu   4- [2', 6', 6'-Trimethyl-cyclohexadien- (1',    3')  yl- (l')]-buten- (3)-on- (2) (II).    Diese Verbindung wird mit Methylsulfat,   zweckmässig    in Gegenwart von Methylalkohol, unter Bildung von 4- [2', 6',   6'-Trimethyl-4'-    methoxy-cyclohexen-   (1')-yl-(1')]-buten-(3)-on-(2)    (III) umgesetzt.

   Letztere Verbindung wird nun mit einem Halogenessigsäureäthylester, vorzugsweise mit dem Chloressigsäureäthylester, nach den Bedingungen der Darzensreaktion umgesetzt und das dabei gebildete   4- [2',    6', 6'  Trimethyl-4'-methoxy-cyclohexen- (l')-yl-(1')]-2-methyl-    buten- (2)-al- (1) (VI) mit   Triäthylorthoformat,    zweck  mässig    unter Zusatz von Phosphorsäure, und anschliessend mit einem   Athylvinyläther,    vorzugsweise unter Zusatz von Zinkchlorid in Athylacetat, umgesetzt, wobei man nach Hydrolyse 6- [2', 6',   6'-Trimethyl-4'-methoxy-    cyclohexen- (1')-yl-   (1')]-4-methyl-hexadien- (2, 4)-al- (l)    (V) erhält.



   Diese Verbindung behandelt man nun mit   Triäthyl-    orthoformat, vorzugsweise unter Zusatz von Phosphorsäure, anschliessend mit   Athylpropenyläther,    vorzugsweise unter Zusatz von Zinkchlorid in   Athylacetat    und erhält nach Hydrolyse   8-[2',    6',   6'-Trimethyl-4'-methoxy-    cyclohexen-   (l')-yl-(1')]-2, 6-dimethyl-octatrien-(2,    4,6)-al (1)   (VI).   



   Das erfindungsgemässe Verfahren sowie das Verfahren zur Gewinnung des Ausgangsmaterials wird durch das nachstehende Reaktionsschema erläutert :
EMI1.1     
 
EMI2.1     

Beispiel a) 366   g ss-Jonen (I)    werden in einen 5-Liter-Kolben gegeben, der mit Rührer, Thermometer und Stickstoff Einleitungsrohr versehen ist. Anschliessend fügt man 2,5 1 Tetrachlorkohlenstoff, 200 g Natriumbicarbonat, 160 g Calciumoxyd und 428 g N-Bromsuccinimid hinzu.



  Die Reaktionsmischung wird unter Rühren auf   72  er-    wärmt und die Heizquelle anschliessend entfernt. Die Temperatur steigert sich weiter auf   80 .    Bei dieser Temperatur setzt während ungefähr 10 Min. kräftiges Sieden unter Rückfluss ein. Es wird weiter gerührt bis die Temperatur auf   60  abgefallen    ist. Dann werden 550 ml Dimethylanilin dem Reaktionsgemisch beigefügt und die Mischung wird auf   40  abgekühlt.    Der Niederschlag wird abgenutscht und sorgfältig mit Tetrachlorkohlenstoff gewaschen.

   Das Filtrat wird im Vakuum der Wasserstrahlpumpe von Tetrachlorkohlenstoff befreit, der Rückstand wird unter Rühren unter Stickstoff während 2 Stunden auf   90-95  erwarmt    und anschliessend   lässt    man es auf   60  abkühlen.    Nach Zufügung von 180 ml Pyridin wird die Mischung unter Rühren auf 90-95  erwärmt und während einer zusätzlichen Stunde bei dieser Temperatur gehalten. Die Reaktionsmischung   lässt    man dann auf Zimmertemperatur abkühlen, versetzt sie mit   2 1    Eiswasser und 21 Petroläther (Siedebereich 30 bis   60 )    und schüttelt gründlich. Die wässrige Phase wird abgetrennt und mit   1    Liter Petroläther extrahiert.



  Die wässrige Phase wird verworfen und die   Petroläther-    extrakte vereinigt und sechsmal mit je 1 Liter   50/piger    Schwefelsäure, dann mit   1    Liter   5 /Oigem    Natriumcarbonat und schliesslich mit   1    Liter Wasser gewaschen.



  Der Petroläther wird unter dem Vakuum der Wasserstrahlpumpe abdestilliert, wobei 345 g eines rohen Produktes, das durch Destillation im Hochvakuum gereinigt wird, zurückbleiben. Man erhält 199 g   4- [2',    6',   6'-Tri-    methyl-cyclohexadien-   (1',    3')-yl-   (1')]-buten-      (3)-on- (2)      (II)    vom Siedepunkt 80-86 /0, 2 mm.



   In einen 5-Liter-Kolben, der mit Rührer und Thermometer versehen ist, werden 72 ml konz. Schwefelsäure und 1800 ml Methylalkohol gegeben. Die Lösung wird auf   25  abgekühlt    und auf einmal mit 180 g 4 [2', 6', 6'-Trimethyl-cyclohexadien-   (1',      3')-yl-(l')]-buten-      (3)-on- (2) (II)    versetzt. Die Lösung wird während 25 Stunden bei einer Temperatur von   2-5'hunter    Stickstoff gerührt und anschliessend mit 1800 ml Eiswasser behandelt. Nun werden unter kräftigem Rühren 250 ml   50 /oiges    Natriumhydroxyd zugefügt. Das Rühren wird während zusätzlichen 30 Minuten fortgesetzt und das Produkt anschliessend mit 2 1   Petroläther    (Siedebereich 30-60 ) extrahiert.

   Die Petrolätherphase wird zweimal mit je   1    Liter Wasser gewaschen, über wasserfreiem Calciumsulfat getrocknet und anschliessend das Lösungsmittel durch Destillation im Vakuum der Wasserstrahlpumpe entfernt. Man erhält 195 g eines rohen Produkts, das bei 80-86 /0, 08 mm destilliert. Bei der Destillation gewinnt man 104 g   4- [2',    6', 6'-Trimethyl-4'-methoxycyclohexen- (l')-yl- (l')]-buten- (3)-on- (2) (III). c) In einen mit Rührer, Thermometer und Stickstoff  Einleitungsrohr    versehenen 3-Liter-Kolben gibt man 98,5 g   4- [2', 6', 6'-Trimethyl-4'-methoxy-cyclohexen- (1')-      yl- (1')]-buten- (3)-on- (2) (III),    145 g Chloressigsäure äthylester und 46 ml Methylalkohol.

   Die erhaltene   Lö-    sung wird   auf-20  abgekühlt    und innerhalb einet Stunde in kleinen Anteilen mit 81 g Natriummethylat versetzt. Während der Zugabe wird die Temperatur auf    -6      bis-10  gehalten.    Die Reaktionsmischung wird anschliessend unter Stickstoff während 90 Minuten bei   0     gerührt. Die Temperatur wird dann   auf-5  gesenkt    und anschliessend wird in einem Guss eine Lösung von 60 g Natriumhydroxyd in 420 ml Methanol zugegeben, wobei die Temperatur auf   20  ansteigt.    Bei dieser Temperatur wird während 45 Minuten weitergerührt, die Re  aktionsmischung    dann auf   10  abgekühlt    und mit 1150 ml Eiswasser versetzt.

   Die Mischung wird während einer Stunde gerührt und das Produkt dreimal mit je 500 ml   Petroläther    (Siedebereich 30-60 ) extrahiert. Die Petrolätherextrakte werden vereinigt, mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Calciumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel unter dem Vakuum der Wasserstrahlpumpe entfernt. Man erhält 78 g eines rohen Produktes, das fraktioniert destilliert wird.

   Dabei destillieren bei   95-100 /0,      1    mm 67,8 g   4- [2',    6', 6'-Trimethyl-4'-meth    oxy-cyclohexen-    (1')-yl- (1')]-2-methyl-buten- (2)-al-   (1)    (IV). d) In einen mit Rührer, Kühler, Thermometer und   Stickstoff-Einleitungsrohrversehenen    2-Liter-Kolben gibt man 200 g   4- [2',    6',   6'-Trimethyl-4-methoxy-cyclohexen-      (1')-yl- (l') 1-2-methyl-buten- (2)-al- (l) (IV),    160 ml Tri äthylorthoformat und 2 ml   85 /oige    Phosphorsäure. Das Reaktionsgemisch wird während 22 Stunden unter Stickstoff bei Raumtemperatur gerührt.

   Anschliessend kühlt man   auf-25  ab    und fügt 20 ml einer   10"/oigen Lösung    von Zinkchlorid in Athylacetat zu. Nun setzt man tropfenweise 152 ml frisch destillierten Athylvinyläther innerhalb   IVz    Stunden   bei-10  zu.    Die Reaktionsmischung wird unter Stickstoff während 10 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschliessend fügt man 84 g Natriumacetat, 720 ml Eisessig und 72 ml Wasser zu und erhitzt die Mischung unter Rühren auf   95 .    Unter weiterem Rühren werden während 2 Stunden 150 ml des vorhandenen Lösungsmittels aus der Reaktionsmischung destilliert. Nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung verdünnt man mit 2 1 Wasser und extrahiert dreimal mit je 500 ml Benzol.

   Die Benzolextrakte werden vereinigt, mit Wasser gewaschen und im Vakuum zu einer sirupartigen Flüssigkeit eingeengt. Man erhält   251 g eines    rohen Produktes, das aus   Petroläther    umkristallisiert wird, wobei 133 g   6- [2',    6', 6'-Trimethyl-4'-methoxycyclohexen- (1')-yl-   (1')]-4-methyl-hexadien- (2, 4)-al- (1)    (V) als schwach gelb gefärbte Kristalle vom Schmelzpunkt   72  anfallen.    Nach einer weiteren   Umkristallisa-    tion aus Petroläther erhält man analytisch reine Substanz vom Schmelpunkt   78 .    e) Man gibt 53 g   6- [2',    6', 6'-Trimethyl-4'-methoxycyclohexen-   (1')-yl-      (1')]-4-methyl-hexadien- (2, 4)-al- (l)    (V),

   30 ml   Triäthylorthoformat    und 0,5 ml   850/piger    Phosphorsäure gelöst in 20 ml   Triäthylorthoformat    in einen   l-Liter-Kolben.    Die erhaltene Lösung wird   wäh-    rend 60 Stunden unter Stickstoff bei Raumtemperatur gerührt. Die Lösung wird dann   auf-10  abgekühlt    und mit 5 ml einer   10 /oigen    Lösung von Zinkchlorid in Äthylacetat versetzt. Man fügt anschliessend 30 ml frisch destillierten   Athylpropenyläther    tropfenweise im Verlaufe einer Stunde bei einer Temperatur von 0 bis    -10  hinzu.    Das zur Kühlung verwendete Bad wird anschliessend entfernt und die Reaktionsmischung   wäh-    rend weiteren 10 Stunden gerührt.

   Anschliessend versetzt man mit 14 g Natriumacetat, 120 ml Eisessig und 15 ml Wasser. Nun rührt man während 2 Stunden bei 95-100 , während welcher Zeit 37 ml des vorhandenen Lösungsmittels abdestilliert werden. Die verbleibende Reaktionsmischung wird abgekühlt, mit 200 ml Wasser verdünnt und dreimal mit je 200 ml Petroläther extrahiert. Die Extrakte werden vereinigt, mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Calciumsulfat getrocknet und im Vakuum zu einer sirupösen Flüssigkeit eingeengt.



  Man erhält 70 g   8- [2',    6',   6'-Trimethyl-4'-methoxy-cyclo-    hexen-   (1')-yl- (1')]-2, 6-dimethyl-octatrien- (2,    4,6)-al- (l) (VI), welches durch Vakuumdestillation gereinigt wird.



  Dabei erhält man 48,4 g eines Produktes, das bei   94 /6      X 10-3 mm    siedet. Diese Verbindung kristallisiert aus   Petroläther,    Schmelzpunkt   42 .    f) In eine aus 38,8 g Magnesium, 162 g   Äthylbrom-    id und 620 ml Äther bereitete   Grignard-Lösung    wird während 20 Stunden Acetylen eingeleitet. Zu dem auf diese Weise erhaltenen   Acetylendimagnesiumbromid    fügt man schnell eine Lösung von 120 g   8- [2',    6', 6'-Trimethyl4'-methoxy-cyclohexen-   (1')-yl-(1')]-2,    6-dimethyl-octa  trien- (2,    4,6)-ail- (1) (VI) in 500 ml Äther und erhitzt die Lösung unter Rückfluss während zwei Stunden.

   Die Reaktionsmischung wird dann auf Eis gegossen und mit   5"/piger    Schwefelsäure angesäuert. Die ätherische Phase wird abgetrennt, mit Natriumbicarbonat und anschliessend mit Wasser gewaschen. Die ätherische Phase wird dann über wasserfreiem Calciumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der erhaltene schwach gelb gefärbte wachsige Rückstand wird in 1200 ml Äther und 300 ml Methanol gelöst. Die erhaltene Lösung wird mit 300 ml einer 6n Chlorwasserstofflösung in Isopropylalkohol versetzt. Die Mischung wird während   10    Min. gerührt und dann während 10 Stunden bei   0  gehalten.    Der gebildete Niederschlag wird in einer inerten Atmosphäre abfiltriert und nacheinander mit   5"/piger    Natriumbicarbonatlösung, Wasser und kaltem Methanol gewaschen.

   Nach dem Umkristallisieren aus Benzol erhält man   36,    1 g 15,15'-Dehydro-zeaxan  thin-dimethyläther    (VII), Schmelzpunkt   147 .    g) Eine Suspension von   27g    15,15'-Dehydro-zeaxan  thin-dimethyläther    (VII) in 300 ml   Petroläther    wird in Anwesenheit von 2,5 g eines Blei/Palladium/Calciumcarbonat-Katalysators und 2,5 ml   l Obigem    Chinolin in Petroläther bis zur Aufnahme von   1    Mol-Aquivalent Wasserstoff hydriert. Die Suspension wird dann bis zum Siedepunkt erhitzt, der Katalysator wird abfiltriert und gründlich mit zusätzlichen Anteilen von heissem Petrol äther gewaschen. Das Filtrat wird durch Destillation von den Lösungsmitteln befreit, bis eine Paste zurückbleibt.



  Diese Paste wird während 16 Stunden auf   90  erhitzt.   



  Der Niederschlag wird aus Benzol umkristallisiert, wobei man   19 g (70  /o) trans-Zeaxanthin-dimethyläther    vom Schmelzpunkt   176  erhält.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von 15,15'-Dehydrozeaxanthin-dimethyläther, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Acetylen-dimagnesiumhalogenid mit 8- [2', 6', 6' Trimethyl-4'-methoxy-cyclohexen- (1')-yl- (1')]-2, 6-di- methyl-octatrien- (2, 4,6)-al- (1) umsetzt, das erhaltene Produkt hydrolisiert und mit einem Dehydratisierungs- mittel behandelt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man den erhaltenen 15,15'-Dehydrozeaxanthin-dimethyläther durch selektive Hydrierung an der vorhandenen zentralen Dreifachverbindung zu einer Doppelbindung in Zeaxanthin-dimethyläther iiberführt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man Acetylen-dimagnesiumbromid verwendet.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man als Dehydratisierungsmittel alkoholische Chlorwasserstoffsäure verwendet.