PT96589B

PT96589B - Processo para a preparcao de tetra-hidroisoalfa-acidos e hexa-hidroisoalfa-acidos

Info

Publication number: PT96589B
Application number: PT96589A
Authority: PT
Inventors: Bruce Allan Hay
Original assignee: Cultor Oy
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1991-01-29
Publication date: 1998-08-31
Also published as: IE910312A1; MX169175B; EP0442621B1; JP2525133B2; DE69119442D1; GR3020279T3; JPH0737414B2; US5013571A; IE73636B1; DK0442621T3; DE69119442T2; JPH0769965A; PT96589A; JPH05148178A; ES2087239T3; EP0442621A1; ATE138097T1

Description

D invsnto dis respeito a um processo para converter alfa-ácidos em aromas de lúpulo por exposição dos alfa-ácidos a um ambiente capas ds isomerar e reduzir de modo substancialments simultâneo os alfa-ácidos para dar origem a ΤΗΪΑΑ. ou a HHIAA» Um outro aspecto deste invento consiste num método para reduzir aromas de lúpulo por exposição de um isoalfa-ácido„ di-hidroisoalfa-ãcido ou uma sua mistura a condições adequadas para a redução desses ácidos a fim de dar origem a tetra-hitíroiso-humuionas ÍTHXAA), hexa-bidroiso-humulonas CHHIAA) ou uma sua misturs₅ a um valor de pH entre cerca de 5 e cerca, de 12_a num solvente apróticOj inerte relativaments â reacção» Um aspecto adicional deste invento consiste num método para reduzir aromas de lúpulo por exposição de um isosifa—ácido_;i di-hidroisoalfa-ácido ou uma sua mistura a condições adequadas para a redução desses ácidos a fim de dar origem a THIAA_í; HHIAA ou uma sua mistura num solvente aprótico, inerte relativaments â reacção» □ domínio ds técnica a que este invento dic respeito é a produção ds agentes que tornem a cerveja mais amarga a partir de lúpulos, e, em particular, a produção de tetra-hidroisoalfa- e hexa-hidroisoalfa-ácidos.

Qs lúpulos sSo usados há séculos com a final idade de conferirem um travo claramsnte amargo à cerveja. A análise dos constituintes dps lúpulos demonstrou que os compostos mais importantes derivados naturalmente dos lúpulos que conferem um travo amargo são um grupo de isómeros e compostos análogos geralmente conhecidos como alfa-âcidos Chumulonasí e os seus derivados isoalfa-ácidos (isohumulonas) = Outros derivados Epor ex», dí-hidroisoslf a-ácidos,, tetra-hidroisoalfa-àcidos CTHIAA, te tra--h idroisohumulonas) e hex a~hid roisoa1fa~ác idos (HHIAA, hexa-hidroisohumulonasí3 são produzidos comercialmente»

Num processo de fermentação convencional, cones de lúpulo são fervidos com mosto doce num recipiente de cobre durante cerca de uma ou duas horas, sendo depois o mosto filtrado e deixado arrefecer. Os isoalfa-ácidos são produzidos por isomerização de alfa-âcidos durante a fervura do mosto. Todavia, o rendimento da isomerização no processo de fervura é baixo, utilizando-se por isso comercialmente processos de extracção dos compostos activos Calfa-ácidos e beta-ácidos) dos lúpulos e convertendo-os nos aromas ds lúpulo desejados Cpor ex., isoalfa-ácidos, tstra-hidroisoalfa-ácidos) com rendimentos relativamente elevados. Os aromas de lúpulo produzidos comercialmente podem depois ser adicionados após a fermentação, nao sendo deste modo a.fectados nega ti vamente durante a fervura do mosto.

Num processo comercial, alfa—ácidos são isomerizados e reduzidos a di-hidroisoalfa-ácidos sob condiçSes básicas com um agente ds redução tal como borohidreto de sódio a temperaturas

elevadas» Noutro processo comercial, alfa-ácidos são isomerizados para dar origem a isoalfa™ácidos sob condiçSes básicas a temperaturas elevadas» Os tetra-hidroisoalfa-ãcidos são produzidos comercialments num processo com passos múltiplas a partir de beta-ácitíos, s os hexa-hidroisoalfa-ácidos são produzidos comercialmente por redução de tetra-hidroisoalfa-ãcidos»

Além disso, a literatura explica a hidrogenação de isoalfa-ácidos homólogos normais a um pH de cerca de 3 que proporciona tetra-hidroisoalfa-ácidos num processo de baixo rendimento CP = M,= Brown, S»A=. Ho^ard e A»B.= Tatchell, J» Chem» Soe, 545 ΐ 1959))=. Nesta referência bibliográfica é também descrita a hidrogenação de isoalfa-ácidos homólogos normais com óxidos de platina a um pH de cerca de 1© a firm de proporcionar, com baixo rendimento, isoalfa-àcidos com apenas uma ligação hidrogensda» 0 artigo explica também a hidrogenação de isoalfa-ácidos homólogos normais a um pH. de cerca de 3 para proporcionar um THIAA desoxigenado» Uma outra referência bibliogrâfica descreve a redução de THIAA para dar origem a produtos desoxigenados por meio ds hidrogenação com paládio sobre carbono em metanol a um pH de cerca de 3 CE» Byrne s S.= 3» Bhaw, J„ Chem» Soc, (C), 23ie (1971)),,

Embora exista uma multiplicidade ds métodos conhecidos para transformar alfa-ácidos nos aromas de lúpulo desejados, a. pesquisa continua neste campo para, encontrar processos que sejam simples, económicos, e ds rendimento elevado»

Este invento diz respeito a um método para converter alfa-ácidos em aromas de lúpulo mediante exposição dos alfa-ácidos a um ambiente capaz ds isomerizar e reduzir de modo substancialmente simultâneo os alfa-ácidos para dar origem quer & THIAA, quer a HHIAA»

Um outra aspecto deste invento consiste num método de para reduzir aromas ds lúpulo por exposição ds um isoalfa-ácido, di-hidroisoalfa-ácido ou ds uma sua mistura a condições adequadas para a redução desses ácidos a -fim de dar origem a THIAA, HHIAA ou a uma sua mistura, a um pH entre cerca de 5 s cerca ds '12, num solvente prático, inerte relativaments à reacção»

Um aspecto adicional dests invento dis respeito a um método para reduzir aromas ds lúpulo que compreende a exposição ds um isoalfa-ácido, di-hidroisoslfa-ácido ou de uma sua mistura a condições adequadas para a redução desses ácidos a fim de dar origem a THIAA, HHIAA ou a uma sua mistura, num solvente aprótico, inerte relativaments à reacção»

Outras aspectos e vantagens do invento tornar—se-ão evidentes da leitura da memórias descritiva e reivindicações»

Este processo pode ser aplicado a alfa-ácidos possuindo a fórmulas

Nos processo comerciais, os alfa-ácidos são derivados de lúpulos, onde existem sob a forma de diferentes homólogos, estereómeros, isómeros ópticos e suas combinações» Tipicamente, os homólogos primários são aqueles em que R é isopropilo, isobutilo s sec-butilo. Os alfa-ácidos podem ser isolados a partir dos lúpulos por um processo em qus os componentes orgânicos dos cones de lúpulo esmagados são extraídos por intermédio de C0„ líquido. Os beta-ácidos são depois separados dos alfa-ácidos usando uma extracção aquosa e. uia pH entre cerca de 8 ε cerca de 8,3. Além disso, a produção sintética de alfa-ácidos, se bem que com rendimentos baixos, foi descrita, por exemplo, em E. Collins, 6.D. John, P.V„R= Shannon, J, Çhem. Soo........Pg.rkin_.I_n 96 CÍ975),

Gs processos de acordo com este invento são usados para produzir isoalfa-ácidos reduzidos, de preferência tetra-hidridroisoalfa-ácidos CTHIAA) e hexa-hidroísoalfa-ácidos CHH1AA) de fórmulas .·.·

em que X é C~0 CTHIAA) ou Cl·®-» CHHIAA) e R é isopropilo, isobuti— lo e sec-butilo.

Uma vez que estes compostos são produzidos a. partir dos alfa-ácidos atrás descritos {os quais, quando extraídos dos lúpulos, existem so-b a forma de homólogos, estereómeros, isómeros ópticos e suas combinaçSes), THIAA e HHIAA tal coíbo são produzidos pelos processos ds acordo com asts invento existem geralmente sob a forma dos homólogos, esterómeros e isómeros ópticos e suas combinações correspondentes dos alfa-ácidos atrás descritos» □ processo principal de acordo com este invento compreende a isomerização e redução substancialmente simultâneas ds alfa-ácidos para dar origem a THIAA e/ou HHIAA. Quando se pretender converter alfa-ácidos em THIAA, o processo involve a utilização de um meio redutor compreendendo hidrogénio gasoso, de preferência em presença ds um catalisador de metal nobre» Quando se pretender converter alfa-ácidos em HHIAA, o processo involve s utilização de um meio redutor compreendendo hidrogénio gasoso ide preferência em presença de um catalisador de metal nobre) e um agente redutor hidreto» Por “substancial mente simultâneas entende-se que a isomerizsção e s redução ocorrem no mesmo meio de reacção» Todavia, crâ-se que a isomerização precede a redução no meio de reacção» processo compreende, de preferência, o ajustamento» caso seja necessário, do pH de uma solução do alfa-ácido para o intervalo de valores desejado e, caso seja necessário, a adição de agentes tampão, chslantes s de redução C a seguir descritos) na medida em que tal for desejado, e a exposição do alfa-ácido a hidrogénio a temperaturas e pressSes elevadas, tipicamente em presença ds um catalisador da hidrogsnsçSo» 0 produto pode depois ser isolado por meio de precipitação ácida e purificado mediante, por exemplo, extracção com vapor tal como se explica em maior pormenor nos Exemplos e se descreve no pedido de patente co-pendente, n/ref» PC7717/AD0, intitulada Steam Stripping of Odor Eorming Impurities from Hop Flavors¹¹»

Pode ser usada na hidrogenação de acorde com ests invente qualquer -fonte de hidrogénio. Todavia,, as reacções podem ser realizadas sob uma mistura de hidrogénio e um gás que ofereça segurança s seja inerte rslativamente à rsacçao tal oomo azoto.

processo utiliza,, de preferência» um catalisador de hidrogenação tal como um metal nobre, que aumenta a velocidade da reacção. Prefere-se especialmente a utilização de paládio, uma ves que se descobriu que proporciona rendimentos elevados, um bom grau de pureza e tempos de reacção curtos e«i comparação com outros catalisadores de hidrogenação. Tipicamente, o catalisador é colocado sobre um material de suporte finamente dividido. Qs materiais de suporte preferidos incluem carbono, carbonato de bário, sulfata ds bário, carbonato de cálcio e alumina finamente divididos,, São bem conhecidos na técnica catalisadores de paládio sobre suporte da carbono adequados.

pH da solução ds alfa-ácido deverá ser tal que a isomerização e redução simultâneas proporcioneni o desejado produto final. Q pH é da preferência tal que o alfa-ácido seja solúvel no sistema solvente, a seguir descrito. Pode ser necessário ajustar o pH, dependendo da forma do alfa-ácido Cóleo, sal, etc.). Este ajustamento & realizado recorrendo a métodos conhecidos, tal como a adição des uma base adequada (por ex. KOH). Prefere-se especialmente um pH entre cerca ds S e cerca de 12, uma vez que a isomerização não é eficaz a um pH inferior a cerca de 8j enquanto que se pode dar a clivagem da cadeia lateral pode ocorrer a um pH superior a cerca de 12. Descobriu-se que os melhores resultados são obtidos com um valor de pH entre cerca de IO e cerca de 11.

Pode haver vantagem na utilização de um tampão, em quantidade suficiente para ajudar a manter o pH desejado (tal i

como atrás se descreveu), tipicamente, pode ser usado um agente tampão básico tal como carbonato de potássio ou de sódio.

Além disso, prefere—se a adição de um sal de metal alcalino-ferroso que facilite a reacção, Os exemplos de metais alcalino-terrosos incluem cloreto de magnésio ε cloreto ds cálcio, tendo o cloreto de magnésio revelado ser particularmente eficaz. Utiliza-se, ds prefer‘ê'ncia, uma quantidade de sal de metal alcalino-terroso eficaz para obter a isomerização desejada. Todavia, e preferencialmente, utiliza-se uma quantidade de sal de metal alcalino—terroso {por ex,, cloreto de magnésio) que não afecte a solubilidade do óleo ds lúpulo, uma vsz que o magnésio, por exemplo, pode ficar retido nos hidroisoalfa—ácidos» A quantidade adicionada situa-se, tipicamente, entre cerca de 1% e cerca de 5%, relativamente aos alfa—-ácidos.

Hars a produção de óleos de lupuio -_ai cumu HHIAA, prefere-se a adição de um agente redutor a este esquema de isomerização e redução simultâneas, a. fim de reduzir simultaneamente o grupo carbonilo da cadeia lateral nao-conjugada a um grupo álcool C ao conorarxo oo que suceoe com íf-i£AAi , Hrsfsrs se especialmente a utilização de um agente redutor tal como borohidreto de sódio ou horohidreto de potássio, devido à sua reactividade e especificidade, D horohidreto de sódio é particularmente utxι porque existe nc mevcsdo sob a Torma de uma solução aquosa estabilizada com hidróxido de sódio. Tipicamente, utilizai—se uma quantidade de agente redutor eficaz para obter o produto desejado. Utilizam-se, de preferência, decerca. de dois a cerca de três equivalentes hidreto de um agente redutor tal como borohidreto de sódio. Um equivalente hidreto é definido como o número de- átomos de hidrogénio disponíveis para a redução do substrato? borohidreto de sódio, por exemplo, possui quatro equivalentes hidreto.

Tipicamente, a isomerização e redução combinadas são realizadas a uma. pressão entre cerca do valor atmosférico e cerca de 10® psig ou valores mais elevados (por ex», 2®®® psig)» De um modo geral» uma pressão elevada aumenat a velocidade de reacção» A reacção é realizada, de preferência, a uma pressão entre cerca de 4® psig e cerca de 6® psig devido às limitações típicas do equipamento utilizado» Pode ser usado qualquer valor de temperatura a que o alfa-ácido se encontre em solução (por ex», aqueles que adiante se descrevem)5 todavia, e preferencialmente, o valor da temperatura situa-se entre cerca de 5®°C e cerca de 200*0, uma vez que abaixo de cerca de 5®-’C o alfa-ácido pode deixar de estar em solução s acima ds cerca de 2®®°C os reagentes se podem degradar» De um modo geral, o tempo de reacção v&.ria com a pressão» a temperatura, a concentração dos reagentes, a quantidade de catalisador, etc.s todavia, em condições típicas de 5® psig, 1®®*ϋ, alfa-ácidos a 20X em peso e catalisador a 2% em peso, são normais tempos de reacção entre cerca de 4 horas s cerca de ò horas»

Pode ser usado qualquer sistema solvente que proporcione os produtos finais desejados§ tipicamente, utiliza-se um sistema suficientemente prático par se obter o pH desejado, uma vez que tal facilita a reacção de isomerização» Utilizam-se, de preferência, solventes próticos» Exemplos de sistemas solventes práticos incluem água, alcoóis aquosos, alcoóis» e ácido acético» D sistema solvente ê, de preferência, inerte relativamente & reacção» Tal como é aqui usada, a expressão “inerte relativamen— te á reacção diz respeito a um solvente que não tem qualquer tipo de interseção com o material de partida, reagentes, produtos intermediários ou com o produto desejado que possa sfectar a produção s rendimento deste último»

Além disso, podem usar-se solventes não-práticos em combinação coo solventes práticos» Estes incluem solventesclorados tais como cloreto de metileno, dicloroetileno ou tricloroetilenc e solventes- hidroçarboneto tal como hexano» Tipicamente, a reacção é realizada a uma concentração de alfa-ácidos entre cerca de 53 e cerca de 3®%, a fim de facilitar a produtividade e dissolução. A reacção é, de preferência, realizada a uma concentração de alfa-ácidoentre cerca de 203 e cerca de 3®3_? na medida em que a produtividade aumenta a estes valores» .

processo atrás referido proporciona rendimentos elevados (por ex», 983 s valores superiores) de THIAA, dependentes de uma série de factores incluindo temperatura, tempo, carga do catalisador, stc» Os rendimentos de HHIAA são tipicamente inferiores»

EXEMPLO 1

Uma amostra ds 1©® gramas de solução aquosa de alfa-ácido a um valor de pH S contendo 14,43 de alfa—ácidos segundo análise por meio ds CLEP foi acidificada para um valor ds pi-i inferior a 2 com ácido sulfúrico a 583» 0 óleo foi separado, adicionaram-ss 75 mililitros de água, e depois adicionou-se lentamsnts solução aquosa ds hidróxido de potássio a 2®X sob uma atmosfera de azoto com agitação © aquecimento suave, de modo o ajustar o valor do pH para 18,5. Houve cuidado em garantir que o pH não ultrapassava 18,5» Αράε a dissolução ds todo o material s estabilização do pH, adicionaram-se i grama de carbonato de potássio © um grama d-s hexahidrato de cloreto de magnésio. Após agitação, o pH foi reajustado para 18,5 com solução aquosa de hidróxido de potássio a 283, adicionaram-ss 2 gramas de paládio a 183 sobre carbono s a mistura foi hidrogenada num agitador Parr a

50 psig & 1	©0°C durante	O hO Γ -3. η A íiS X 'O'
-3. V F Ο f I d -3. h	&d Í£ ΧΟΠδ,ΓBífí“SB	1Ô® ín i I i 1 i t r o —· d b
dor foi removido por meio	do filtração» 0
por m e i o d e	V«v. pO F -9. C S Ο Γ O t	s31“.XVí3 5 B 9. SO1LCÇ3.O
um valor de	pH inferior &	·£ COlT; áOXOO '3\Λχ*Π

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ÍZi-_ ao ici on a raiB-se w mililitrc acção τοι ae i & 5ÔX» Q óleo á'3us? a mistura foi agitada s o óleo foi separado proporcionando 19,8 gramas de material» Este material continha &5% de THIAA segundo análise por meio de CLEP, correspondendo a um rendimento de 897 a partir de alfa-ácidos» 0 material foi depois submetido a extracção no vapor segundo o procedimento que a seguir se descreve»

Uma amostra de 10 gramas de óleo de THIAA com um acentuado odor a éster etílico foi adicionada a 5© gramas ds água» A mistura foi aquecida a Í0©°C sob uma atmosfera de azoto com agitação, s o pH foi levado XenLamente até ao valor 1©.₃5 com solução aquosa de hidróxido de potássio a 202 em peso» Depois de todo o óleo ss encontrar em solução a de o valor do pH tsr estabilizado, aumentou-se o aquecimento até serem atingidas as ida ri/;

A i ternativamente, na síntese de THIAA atrás descrita, e após a remoção do etanol por meio de evaporação rotativa, aumentou-se o aqueciis condições de refluxo, iniciando—se Adicionou se agua Trssca para manter o volume da. solução a destilação» Quando a , separar-am-se por meio de destilação mais 5® gramas ds água» A mistura foi depois arrefecida, e acidificada para um valor de pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 5©X» 0 óleo foi separado, adicionaram-se 5® mililitros de água ao óleo, a mistura foi agitada e o óleo separado de novo» 8 produto resultante Torssi l^s-í· gramas ds óleo de iHIftft sem odores aparentes do tipo éster etílico» menic :e serem acingida.:

nesse ponto	•5	d o st	i 1 aç So d b va po r
através de <		f uni	1 OB SQXÇSO p-9.F9.
constante a.	iTit	?d i d 9	qQB SS Γ‘Βά.1 i. Zd
temperatura	do	do st	X 13 d O '9. t i no i U i 00

O£MPLQ_2

Unia amostra de IO© gramas de solução aquosa ds alfa-acido a um valor ds pH 8 contendo 14,4% de alfa-ácidos segundo análise por meio de CLEP foi acidificada para um valor ds pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 50%= 0 óleo foi separado, adicionaram-se 75 mililitros ds água, s sm seguida adicionou-ss lentamente, sob uma atmosfera de azoto com agitação s aquecimento ligeiro solução aquosa de hidróxido de potássio a 20% a fim de ajustar o valor do pH a 9= Foram tomadas precauções para que o valor do pH não ultrapassasse 10 = 5 no decurso da basificação. Uma vez dissolvido todo o material s obtida a estabilização do pH_s adicionou-se 1 grama de hexahidrato ds cloreto de magnésio. Após agitação, o valor do pH foi reajustado para 9 com soluçãoaquosa de hidróxido de potássio a 20%, adicionaram-se 2 gramas de paládio a 10% sobre carbono, e a mistura foi hitírogenada num agitador Parr a 50 psig e íOô^C durante 6 horas. A reacção foi arrefecida, adicionaram-se í.00 mililitros de etanol e o catalisador foi removido por meio ds filtração. 0 etanol foi removido por meio tíe evaporação rotativa e a solução foi acidificada para um valor ds pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 50%. □ óleo foi separado, adicionaram-se Í0@ mililitros de água, a mistura foi agitada e o óleo foi separado proporcionando 20 gramas de material. Este material continha 58% de THIAA segundo análise por meio de CLEP, correspondendo a um rendimento de 8®% a partir de alfa-ácidos.

EXEMPLO 5

Uma amostra ds 100 gramas de solução aquosa de alfa-ácido com um valor de pH 8 contendo 14,4% de alfa—ácidos segundo análise por meio de CLEP foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 oom ácido sulfúrico a 5©% = 0 óleo foi separado, adicionaram-se 75 mililitros ds água s dspois adicionou-ss lentamente sob uma atmosfera ds azoto, com agitação e leve aquecimento solução aquosa ds hidróxido de potássio a 2©% a fim ds ajustar o valor do pH a 11= Foram tomadas precauções para que o valor do pH não ultrapassasse li durante o procssso de basificação» Uma vez dissolvido todo o material s obtida a estabilização do pH, adicionaram-ss i grama da hexshidrsio de cloreto de magnésio e 1 grama de carbonato de potássio. Após agitação, o valor do pH foi reajustado para li com com solução aquosa ds hidróxido de potássio a 20%, adicionaram-ss 2 gramas ds paládio a 10% sobre carbono, e a mistura foi hidrogenada a 5ô psig s 100°C durante 6 horas. A reacção foi arrefecida, adicionaram-ss 10© mililitros de etanol s o catalisador foi removido por meio de filtração» □ etanol foi removido por meio de evaporação rotativa s a solução foi acidificada para um valor ds pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 5©% = 0 ólso foi separado, adicionaram-ss 10© mililitros de água, a mistura foi agitada s o óleo foi separado proporcionando 19 gramas de material» Este material continha 66% ds THIAA segundo análise por meio de CLEP, correspondendo a um rendimento de 895Í a partir ds alfa-ácidos = gxe&ojl

Uma amostra da í©0 gramas de solução -aquosa de alfa-ácido com um valor ds pK S contendo Í4,4% de alfa-ácidos segunda análise por meio ds CLEP foi acidificada para um valor ds pH inferior a 2 com acido sulfúrico a 50%» 0 óleo foi separado, adicionaram-se 75 mililitros ds água e depois adicionou-se lentamente sob uma atmosfera de azoto, com agitação e leve aquecimento, solução aquosa de hidróxido ds potássio a 2©% a fim d® ajustar o valor do pH para 1@,5» Foram tomadas precauções para que o vaiar da pH não ultrapassasse 10,5. Ume vsz dissolvida tada a material e obtida a estabilização do pH, adicionou-se 1 grama de carbonato de potássio. Após agitação, o valor do pH foi reajustado para i@₅5 coo solução aquosa de hidróxido de potássio a 2@X₃ adicionaram-se 2 gramas de paládio a l@x sobre carbono., e a mistura foi hidroqenada num agitador Parr a 50 psig e 100*C durante 7 horas. A reacção foi arrefecida, adicionaram-se 1@@ mililitros de etanol © o catalisador foi removido por meio de filtração. 0 etanol foi removido por meio de evaporação rotativa e a solução foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 5@7» 0 óleo foi separado, adicionaram-se 100 mililitros ds água, a mistura foi agitada e o óleo foi separado proporcionando 2S,3. gramas ds material. Este material continha 57% de THIAA segundo análise por meio de CLEP, correspondendo a um rendimento de 797 a partir de alfa-ácidos.

EXEMPLO 5

Uma amostra de í@@ gramas de solução aquosa de alfa-ácido com um valor de pH B contendo 14,47» de alfa-ácidos segundo análise por meio de CLEP foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 5Θ7» 0 óleo foi separado, adicionaram-se 30 mililitros de água e 35 mililitros de etanol e depois adicionou-se lentamente sob uma atmosfera de azoto, com agitação s leve aquecimento, solução aquosa de hidróxido de potássio a 20%. a fim de ajustar o valor do pH para 10,5. Foram tomadas precauções para que o valor da pH não ultrapassasse 10,5. Uma vez dissolvido todo o material e obtida a estabilização do pH, adicionaram-se i grama de carbonato de potássio e 3. grama ds hexahidrato de cloreto de magnésio» Após agitação» o valor do pH foi reajustada para í@₅5 com hidróxido de potássio a 2@7₅ adicionaram-se 2 gramas de paládio a 1®7 sobre carbono, e a mistura foi hidrogenada num agitador Parr a 5Θ psig e 1Ô©*C durante 6 horas» A reacção foi arrefecida, adicionaram-se í®® mililitros de etanol e o catalisador foi removido por meio de filtração» 0 etanol foi removido por meio de evaporação rotativa e a solução foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 5©%» 0 óleo foi separado, adicionaram-se í®0 mililitros ds água, a mistura foi agitada e o óleo foi separado proporcionando 21 gramas de material» Este material continha óíX de THiAA segundo análise por meio de CLEP, correspondendo a um rendimento de 89% a partir ds alfa-ácidos» fe®PLCLA

Uma amostra de 1®® gramas de solução aquosa de alfa-•ácido com um valor de pH 8 contendo 14,4% de alfa-ácidos segundo análise por meio de CLEP foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 5©%, 0 óleo foi separado, adicionaram-se 3® mililitros de água e 35 mililitros de cloreto de metileno e depois adicionou—se lentamente sob uma atmosfera de azoto, com agitação e leve aquecimento, solução aquosa de hidróxido de potássio a 2®%· a fim de ajustar o valor do pH para i©,5» Foram tomadas precauçSes para que o valor do pH não ultrapassasse 1®,5» Uma vez dissolvido todo o material e obtida a estabilização do pH, adicionaram-se 1 grama de carbonato de potássio e 1 grama de hexahidrato ds cloreto de magnésio» Após agitação, o valor do pH foi reajustado para 10,5 com hidróxido de potássio a 2®%, adicionaram-se 2 gramas de paládio a Í0% sobre carbono, e a mistura foi hidrogenada num agitador Parr a 5® psig e 1®©^OC durante 6 horas» A reacção foi arrefecida, adicionaram-se 100 mililitros ds cloreto de metileno e o catalisador foi removido por meio de filtração» 0 cloreto ds metileno foi removido por meio ds evaporação rotativa e a solução foi acidificada para um valor ds pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 5®%» 0 áleo foi separado, adicionaram-se i®® mililitros de água, a mistura foi agitada e o óleo foi separado proporcionando 19,1 gramas de material» Este material continha 67% de TH1AA segundo análise por meio ds CLEP, correspondendo a um rendimento de 89% a partir de alfa-ácidos»

ÊXEMPL0_7

Uma solução de 5® mililitros ds metanol, í grama ds carbonato de potássio, 1 grama ds hexahidrato de cloreto de magnésio e 2® mililitros ds água foi adicionada a íí® gramas de usi-s solução aquosa contendo 16,4% de alfa-ácidos» 0 valor do pH da mistura foi ajustado para í®,5 coar hidróxido de potássio a 2®%, e depois adicionaram-se 9,7 gramas de uma solução de borohidreto de sódio a 12% em hidróxido de sódio 14M» Em seguida adicionaram-se 2 gramas de paládio a í®% sobre carbono, e a mistura foi colocada num agitador Parr com 1® psig de hidrogénio e aquecida a 1®®*C= A medida que a pressão no recipiente aumentava, este foi ventilado para garantir que a pressão no seu interior não ultrapassava 5® psig» Passadas 3 horas, adicionaram-ss mais 2 gramas de paládio a 1®% sobre carbono, prosseguindo-se com a hidrogenação a 5® psig e 1®®*C durante 3 horas» A mistura foi arrefecida, adicionaram-se 1®® mililitros de metanol e o catalisador foi removido por meio ds filtração» 0 metanol foi removido por meio de evaporação rotativa, a mistura foi acidificada para um valor ds pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 5®% s o óleo foi separado proporcionando 23,6 gramas de material » A análise por meio ds CLEP indicou qus HHIAA era um produto primário»

material foi depois extraído no vapor de acordo com o pFOC^d Í01S?n to QLiS SSxQLXl. Γ* SS? deSCrSVSu

Uma amostra, de 10 qramas de óleo de HHIAA com um adicionada a 5@ gramas de >» Pi (Bisturs agua f 03. água um acencuado ooor a esr.sr erilico tcc proporcionando um valor de pH de cerca de aquecida a 10®°C sob uma atmosfera, de azoto com agitação e a destilada da mistura» Adicionou-se água fresca através de funil ds adição para manter o volume da qolução constante â medida que se realizava a destilação.-. Quando a temperatura do destilado atingiu 100^C‘C₅ separaram-se por meio de destilação mais 50 gramas ds água» A mistura foi depois arrefecida, o óleo foi separado, adicionaram-se 5Θ mililitros de água, a mistura foi agitada e-< o óleo separado de novo» 0 produto resultáhts foram 10 gramas de óleo de HHIAA sem odores aparentes do tipo éster etí1ico»

Numa via alternativa de isomerização e redução a partir de alfa-ácidos para dar origem a THIAA e HHIAA, os alfa-ácidos ítal como atrás foram descritos) são primeiro isomerizados para dar origem a isoalfa-ácidos e di—hidroisoalfa-ácidos. Qs isoal— fa-ácidos têm a sequinte fórmulas

OH

X cl em que R é isopropilo, isobutilo e sec-butilo» us di-hidroisoal fa-ácidos têm a seguinte fórmulas

em que K é isopropilo, isobutilo a sec-butilo»

Tipicamente, quando são derivados de lúpulos, estas compostos existem sob a forma de uma mistura ds homólogos, esterómeros s isómeros ópticos» A conversão de compostas ds lúpulo em isoalfa-ácidos e di-hidroisoalfa-ácidos pods ser realizada utilizando, por exemplo, os processos conhecidos que íor-am descritos na secção sobre a técnica anterior» Os óleos de lúpulo de alfa-ácidos isomerizsdos são depois reduzidos para dar origem aos THIAA e HHIAA atrás descritos tal como se descreve a sequir»

J iMo processo de redução de acordo com este invento, utiliza—se o hidrogénio atrás descrito» Além -disso, utilizam-se pref erencialmsnte os catalisadores d.e hidrogenação atrás descritos» Tal como anteriormente, a reacção pode ser levada a cabo na presença de gases que não ofereçam perigo e que -sejam inertes relativamente -à reacção (por ex», azoto)»

Tal como acontecia com a isomerização s redução num único passo, o pH tem de preferência um valor tal que os materiais de partida sejam solúveis na solução usada» Prefere-se especialmente que o pH se situe entre cerca de 5 e cerca de 12, uma vez que abaixo de pH 5 podem ocorrer a precipitação e desoxigsnação do óleo de lúpulo e acima de pH 12 se poda dar a clivagem de cadeias laterais» Descobriu-se que os melhores resultados eram obtidos com um valor de pH entre cerca de 7 e cerca de 11»

Tipicamente, a redução έ realizada num sistema solvente prático tal como água ou solução aquosa ds álcool» Pode ser usada, todavia, uma variedade de solventes apróticos que dissolvem óleos ds lúpulo, tais como solventes clorados Cpor ex», cloreto tíe metileno) e solventes hidrocarboneto» Tal como anteriormente, pode ser necessário ajustar c valor do pH dependendo da forma do alfa-ácitío Cóleo, sal, etc»)» Este ajustamento è realizado por métodos convencionais tal como a adição de uma base adequada Cpor ex», KOH) Além disso, pode haver vantagem na utilização ds um tampão numa: quantidade suficiente para ajudar a manter o valor de pH desejado»

Tipicamente, são usados os mesmos valores ds pressão s temperatura que ss usam na isomerização e redução combinadas» Contudo, s dependendo do sistema solvente, o valor da temperatura pode ser mais baixo, embora tal provoque uma redução da velocidade de reacção» 0 tempo de reacção para a redução apenas è, tipicamente, aproximadamente o mesmo da isomerização s redução combinadas Ci»e», entre cerca de ò horas e cerca de 8 horas)» Além disso, aplicam—ss è. reacção de redução alternativa os mesmos parâmetros do sistema solvente que ss aplicam à. isomerização s redução simultâneas»

Após a redução, o produto pode, como anteriormente, ssr isolado por meio de precipitação ácida s purificado por meio de extracção com vapor.

Tipicamente, o processa atrás descrito pode proporcionar os TrlIAft e HHIAfi desejados com rendimentos que podem ir até 100%.

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Uma amostra de 2 gramas ds paládio a 10% sobre carbono foi adicionada a :i©© gramas de solução aquosa de isoslfa-ácido com um valor de pH 10 contendo 20% de isoalfa-ácidos segundo analise por meio de CLEP. A mistura foi hidrogenada num agitador Parr a 50 psig e 1®0°C durante 6 horas. A reacção foi arrefecida, adicionaram-se l®0 mililitros de etanol e o catalisador foi removido por meio de filtração. 0 etanol foi removido por meio de evaporação rotativa, e a solução foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 5®%. 0 óleo foi separado, adicionaram-se Í0® mililitros de água, a mistura foi agitada e o óleo foi separado proporccionando 31,1 gramas de material. Este material continha 61% de ΤΗΣΑΑ segundo análise por meio de CLEP, correspondendo a um rendimento de 95% a partir de isoalfa—ácidos.

Uma solução aquosa de isoalfa—ácidos com um valor de pH Ι® foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 5®%. 0 óleo foi separado e dissolvido em 1$© mililitros de uma mistura 2sl de etanol e água. O valor do pH foi ajustado para -3 com uma solução aquosa do hidróxido da potássio a 20%. e adicionaram-se 2 gramas de paládio a 10% sobre carbono. A mistura foi hidrogenada num agitador Parr a 50 psig s 30^0 durante 6 horas. A reacção foi arrefecida e o catalisador removido por meio de filtração. G etanol foi removido por meio tíe evaporação rotativa e a sedução foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 50%. 0 óleo foi. separado, adicionaram-se í®0 mililitros de água, a mistura foi agitada s o óleo foi separado proporcionando 27,3 gramas de material. Este material continha 55% de THIAA segundo análise por meio de CLEP, correspondendo a um rendimento de 76% a partir de isoalfa-•ácidos.

EXEMPLO/®

Uma solução aquosa ds isoalfa-ácidos com um valor ds pH ÍO foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 50%. 0 óleo foi separado e dissolvida em 100 mililitros de uma mistura 2si de etanol e água. O valor do pH foi ajustado para 7 com uma solução .aquosa de hidróxido de potássio a 20%. e adicionaram—se 2 gramas de paládio a 10% sobre carbono. A mistura foi hidrogenada num agitador Parr a 50 psig s 30°C durante ó horas. A reacção foi arrefecida e o catalisador removido por meio de filtração. 0 etanol foi removido por meio ds evaporação rotativa e a solução foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 50% e o óleo foi separado. Ao óleo adicionaram-se 10® mililitros de água, a mistura foi agitada s o óleo foi separado proporcionando 28,8 gramas ds material. Este material continha 69% de THIAA segundo snáliss por meio de CL.EP, correspondendo a um rendimento de 99% a partir de isoalfa-ácidos.

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Uma solução aquosa de isoaIfa-ácidos com um valor de pH 1Θ foi acidifiçada para um valor da pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 5®a» 0 óleo foi separado s dissolvido em 100 mililitros de uma mistura 2sl de etanol e água» 0 valor oo pH foi ajustado para 10,0 com uma solução aquosa de hidróxido de potássio a 20Z_s e adicionaram-se 2 gramas de paládio a 107 sobre carbono» A mistura foi hidrogenada num agitador Parr a 50 psig e 3ô°C durante 6 horas» A reacção foi arrefecida ε o catalisador removido por meio de filtração» O etanol foi removido por meio de evaporação rotativa e a solução foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 com ãcido sulfúrico a 5·3Χ e o óleo foi separado» Ao óleo adicionaram-se ÍOô mililitros de água, a mistura foi agitada e o óleo foi separado proporcionando 23,2 gramas de material» Este material continha óóa ds ΤΗΪΑΑ segundo análise por meio de CLEP, correspondendo a um rendimento de 337 a partir de isoa1fa-ác idos„

EXEMPLD_i2

Uma solução aquosa de isoalfa-ácidos com um valor de pH 10 foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 com ácido sulfúrico a 5ΘΖ» 0 óleo foi separado s dissolvido em 100 mililitros de cloreto de metileno, adicionaram-se 2 gramas de paládio a 107» sobre carbono, e a mistura foi hidrogenada num agitador Parr a 50 psig e 30^C‘C durante 6 horas» A reacção foi -arrefecida e o catalisador removido por meio de filtração» 0 cloreto de metileno foi removido por meio de evaporação rotativa proporcionando 27,5 gramas de imaterial» Este material continha 737» de ΤΗΪΑΑ segundo análise por meio ds CLEP, correspondendo a um rendimento de 1007 a partir de isoalfa-ácidos»

EXEMPLO 13

Urna aro ostra de 1 foi adicionada a Í0 gramas i®0 mililitros de etanol» grama de paládio a 10% sobre carbono de óleo de di-hidroísoalf-a-ácidos sís

A mistura foi hidroqenada num agitador

I-’arr a o®

25-^!C durante 6 horas» A reacção foi arrefecida e o catalisador removido por meio de filtração» D etanol foi removido por meio de evaporação rotativa, e a solução foi acidificada para um valor de pH inferior a 2 com acido sulfúrico a 5®%» 0 óleo foi separado, adicionaram-se 1@0 mililitros ds água, a mistura foi agitada , e o óleo foi separado proporcionando 11,1 gramas de material» Este material era constituído principalmente por HHlftft segundo análise por meio de CLEP»

Este invento constituiu uma contribuição significativa par-a o campo da indústria cervejeirs na medida sm que proporciona métodos eficazes s eficientes de produção de THíAA e HHIftA» O THÍAA produzido de acordo com este invento possui um elevado grau os pureza» A sequâncxa ds rsacçSss de elevado rendimento tem como resultado a produç:ão de menos produtos secundários, proporcionando um material com um elevado grau de pureza muito indicado para utilização em produtos alimentares tais como a cerveja» ixste processos xnxcxam se com siia ácidos-, elimxnando deste modo a necessidade tía etapa de oxidação que é tipicamente usada sss processos qus começam num beta—-ácido» Os processos de isomerização e redução simultâneos de acordo com este invento proporcionam elevados rendimentos do THIAA desejado, contrariamente ao que acontece com as hidrogenaçoes de alfa-ácidos da técnica anterior.

Além disso, este invento proporciona uma redução de isoaIfa-ácidos de elevado rendimento e arau de pureza» Esta

rsauçáu e surpr©enote;nKteíí3i6Siίufc; s'fiu.isnts eat &olventes prõncus a uri valor de pH entre cerca de 5 e cerca de 11, proporcionando THIAA com rendimentos muito superioras aos ds hidrogenaçSes a valores baixos de pH da técnica anterior» 0 facto ds a. hidrogenação de isoalf a-ácidos nas suas formas acídicas <i.-.e= sem ajustamento do pH) em solventa aprótícos proporcionar THIAA com excelentes rendimentos é também surpreendente» rinaimente₅ a un.xca vx atraves da redução de iHi.AA» conhecida para obter HHIAA é te invento proporciona duas vias eficientes para a obtenção de HHJ.A-A a ο x—nxd roxsoa 1 τa ac idos*» ”~Έ>2γ i~*ι ΐΓ“) *j~~<*» (7¾ realizações especa.ticss agux rsveiaoas oartir de· alfa-âcidos ou invento nao se ixmxta ás e descritas, podendo ser levadas a cabo várias modificações sem sair do espírito e Smbito deste novo conceito., juntas» cai como e oefxnxdo nas reivinaicadósí

Claims

REIVINDICAÇÕES?

lâ. - Processa para a conversão de alfa-ácidos em aromas de lúpulo, caracterizado por compreender a exposição dos alfa-ácidos a um ambiente capaz de isomerízar e reduzir os alfa-ácidos de modo substancialmente simultâneo a fim de dar origem a tetra-hidroiso-humulonas CTHIAA).
2ã. - Processo para a conversão de alfa-ácidos em aromas de lúpulo, caracterizado por compreender a exposição dos alfa-ácidos a um ambiente capaz de isomerar e reduzir os alfa—ácidos de modo substancialmente simultâneo a fim de dar origem a hexa-hidroiso-humulonas CHHIAA)„
3s. - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por se expSr o alfa-ácido a hidrogénio gasoso e a um catalisador de metal nobre sobre um suporte, num solvente inerte relativamente à reacção.
4ã« - Processo ds acordo com a reivindicação 3. caracterizado por o catalisador ser paládio, o pH se situar entre cerca de 8 e cerca de 12, e a isomerizaçSo s redução simultâneas ocorrerem num sistema solvente pratico, a uma pressão entre aproximadamente; o valor da pressão atmosférica e cerca de 2©©© psig Cl4® kgf/cm„), e a uma temperatura entre cerca de 5@*C e cerca tíe 2©©*C.
5é. - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por se adicionar carbonato de potássio em quantidade suficiente antes da hidrogenação, de modo a manter o pH a valor entre cerca de 1© e cerca de íl.

um foã» ~ Processo de acordo com a reivindicação O, caracterizado por se adicionar agente redutor em quantidade suficiente para reduzir THIAA a HHIAA»
7®» ~ Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizatío por o agente redutor ser boro-hidreto de sódio»
8s„ - Processo para a redução de aromas ds lúpulo, caracterizado por compreender a exposição de um isoalfa-âcitío, di-hidroisoalfa-ácido ou uma sua mistura a condiçSes adequadas para a redução dos referidos ácidos a fim de dar origem a THIAA, HHIAA ou a uma sua mistura, a uín pH entre cerca de 5 e cerca de 12, num solvente prótico, inerte relativaments à reacção»
9®» - Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por os ácidos serem reduzidos por exposição a hidrogénio, a uma pressão entre aproximadamente o valor da pressão atmosférica e cerca de 2@@® psig Cl 40 kgf/cm > s a uma temperatura entre cerca de 50°C e cerca de 2@®*C, em presença de um catalisador de metal nobre sobrs um suporte, numa solução aquosa» í@â» - Processo para a redução de aramas de lúpulo, caracterizado por compreender a exposição de um isoalfa-ácido, di-hidroisoalfa~ácido ou ds suas misturas a condiçSes adequadas para a redução dos ácidos referidos a fim de dar origem a THIAA, HHIAA ou a uma· sua mistura, num solvente aprótico, inerte relativamente à reacção» ílê» - Processo de acordo com a reivindicação, caracterizado por ss reduzirem os ácidos por exposição a paládio, a uma pressão entre aproximadamente o valor da pressão atmosférica e

O cerca de psig <14® kgf/cm^) s a uma temperatura entre cerca de 5®°C e cerca de 2®®^OC, num solvente seleccionado de entre o

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qrupu uonstituído par -sal yen tes

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