DE1068707B - Verfahren zur Herstellung von Cdo-Carotinoiden - Google Patents

Description

Gegenstand des deutschen Patents 1 046 046 ist die Herstellung von quartären Phosphoniumhalogeniden durch Umsetzung von Hydrohalogeniden von tertiären Phosphinen mit Alkoholen. Die 'so erhältlichen quartären Phosphoniumhalogenide können durch Halogenwasserstoffentzug in die sogenannten Phosphinylide übergeführt und diese dann zur Synthese von Verbindungen, z. B. der Carotinoid-Reihe, benutzt werden.

Es wurde nun gefunden, daß man aus Alkoholen und Phosphinverbindungen C₄₀-Carotinoide erhält, ohne die möglicherweise intermediär entstehenden Phosphinylide isolieren zu müssen, wenn man Geraniol oder /?-Cyclogeraniol mit einem Hydrosalz eines Triarylphosphins oder mit Triarylphosphinen und einem Protonendonator und mit 2,6,ll,15-Tetramethylhexadecaheptaen-(2,4,6,8,10, 12,14)-dial-(l,16) oder mit 2,6,11,15-Tetramethylhexadecahexaen-(2,4,6,10,12,14)-in-(8)-dial-(l,16) mittels eines Protonenakzeptors umsetzt. Als Endprodukte dieser neuartigen Umsetzung erhält man Lycopin bzw. /J-Carotin bzw. deren 15,15'-Dehydroderivate.

Als Protonendonatoren eignen sich vornehmlich anorganische Säuren, insbesondere die Halogenwasserstoffsäuren und die Sauerstoffsäuren des Schwefels. Darüber hinaus sind alle solche Säuren geeignet, die mit Triarylphosphinen Salze vom Typ

Verfahren zur Herstellung
von C4o-Carotinoiden

R-^PH

bilden. R steht für gleiche oder verschiedene aromatische Reste, XH steht für den Rest einer anorganischen oder starken organischen Säure, z. B. Trichloressigsäure oder Benzolsulfonsäure.

Als Protonenakzeptoren eignen sich säurebindende Mittel, wie Alkali- und Erdalkahhydroxyde, Alkali- und Erdalkalimide, Alkali- und Erdalkalialkoholate, Alkali- und Erdalkalienolate von Ketonen, Ammoniak und stark basische Amine; auch metallorganische Verbindungen sind brauchbar.

Die Umsetzung nach dieser Erfindung verläuft besonders gut in Lösungsmitteln; dabei verwendet man solche, die mit den Protonenakzeptoren und Protonendonatoren keine Eigenreaktionen eingehen. Wasserfreiheit der Lösungsmittel ist nicht immer notwendig. Als Lösungsmittel seien z. B. die Äther, wie Tetrahydrofuran, Dimethyltetrahydrofuran, Dioxan, die Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol, Cyclohexan, Cyclooctan, Isooctan, die Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Isopropanol, Propanol, Butanol und Benzylalkohol, genannt; stark polare Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, Acetonitril und N-Methylpyrrolidon, sind häufig besonders vorteilhaft.

Anmelder:

Badische Anilin- & Soda-Fabrik

Aktienges ells chaft,

Ludwigshafen/Rhein

Dr. Horst Pomnier und Dr. Wilhelm Sarnecki,

Ludwigshafen/Rhein,
sind als Erfinder genannt worden

Die Umsetzungstemperaturen können in weiten Grenzen, etwa von —50 bis +100° C, variiert werden und sind unter anderem abhängig vom Schmelz- bzw. Siedepunkt des Lösungsmittels. Im allgemeinen arbeitet man vorteilhaft bei Temperaturen zwischen 0 und +50⁰C und in einer inerten Atmosphäre, z. B. unter Stickstoff oder Argon.

Die Mengen der Ausgangsstoffe wählt man meist stöchiometrisch, jedoch kann es vorteilhaft sein, die Dioxokomponente zur Erzielung einer glatten beidseitigen Umsetzung im Unterschuß anzuwenden.

Die Protonenakzeptoren werden ebenfalls meist in äquivalenten Mengen zugesetzt, obwohl ein Überschuß den glatten Ablauf der Reaktion nicht stört, in manchen Lösungsmitteln sogar fördert.

Wenn man das neue, in seinem Reaktionsmechanismus noch nicht in allen Einzelheiten geklärte Verfahren, bei dem Lycopin bzw. /3-Carotin bzw. deren 15,15'-Dehydroderivate nach dem Schema C₁₀ + C₂₀ + C₁₀ aufgebaut werden, mit den nach dem gleichen Äufbauschema verlaufenden Synthesen vergleicht, die z. B. in der deutschen Patentanmeldung H 27327 IVb/12 ο (deutsche Auslegeschrift 1 017 165), Patent 971 986 und in der Arbeit von O. Isler und Mitarbeitern in HeIv. China. Acta, Bd. 39, 1956, S. 463, beschrieben sind, so sind die Vorteile dieser Erfindung ohne weiteres erkennbar: Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Ausbeuten liegen zwischen 50 und 60%, wesentlich niedriger liegen sie dagegen bei den bekannten Verfahren. Das neue Verfahren erfordert zudem einen wesentlichen geringeren Aufwand und führt zu einer besseren Ausnutzung des Geraniols bzw. ß-Cyclogeraniols als die bekannten Vorschriften, da diese über mehrere Synthesestufen verlaufen. Die Erfindung, die von Geraniol bzw. /J-Cyclogeraniol zu Lycopin bzw. ^-Carotin praktisch in einer Stufe führt,

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verbessert daher ganz erheblich die technische Synthese dieser Stoffe und bereichert somit die Technik wesentlich.

Lycopin und /3-Carotin, die in der Natur als rote Pigmente vorkommen, sind sehr geeignete Farbstoffe für Lebensmittel. Das /?-Carotin — Provitamin A — ist außerdem ein wertvolles Pharmazeutikum; als Zusatz für Futtermittel wird es ebenfalls in großen Mengen verwendet.

Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile. Zu diesen verhalten sich Volumteile wie Milliliter zu Gramm.

Beispiel 1

30 Teile Geraniol werden in 250 Volumteüen Dimethylformamid gelöst und 70 Teile Triphenylphosphinhydrochlorid zugegeben. Nach 24stündigem Rühren bei Zimmertemperatur trägt man 18 Teile 2,6,11.15-Tetramethylhexadecaheptaen-(2,4,6,8,10,12,14)-dial-(l,16) ein, rührt das Gemisch bis zur klaren Lösung und kühlt es auf +10° C ab. Ohne weitere Kühlung werden nun 37 Volumteile einer 30 "/eigen methanolischen Natriummethylatlösung schnell zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird noch 2 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt und mit Essigsäure auf den pn-Wert 7 eingestellt. Nach Zutropfen von 300 Volumteüen Methanol wird das Lycopin ausgefällt, das man nun absaugt. Man erhält 20 Teile Lycopin nach zweimaligem Umfallen aus Methylenchlorid—Methanol in Form sehr feiner roter Kristallnadeln, F. 170°C,2_maa. (Cyclohexan) 451πιμ,ε= 110000; 476 ηιμ, ε = 165 000; 507 ΐημ, ε = 115000.

Beispiel 2

30 Teile Geraniol werden in 250 Teüen Dimethylformamid gelöst und 70Teüe Triphenylphosphinhydrobromid zugegeben. Nach 12stündigem Rühren bei Zimmertemperatur trägt man 18 Teile 2,6,11,15-Tetramethylhexadecahexaen-(2,4,6,10,12,14)-in-(8)-dial-(l,16) ein und rührt das Gemisch bis zur klaren Lösung. Zu der dunkelroten Lösung werden nun ohne Kühlung 37 Volumteile einer 30 %igen methanolischen Natriummethylatlösung schnell zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird noch 2 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt, mit Essigsäure auf den pn-Wert 7 eingestellt und das 15,15'-Dehydrolycopin durch Zugabe von 300 Volumteüen Methanol völlig ausgefällt. Man erhält 18 Teile. Nach mehrfachem Umkristallisieren aus Benzol—Methanol werden pulverfeine, rote Nadeln erhalten. F. 185 bis 186°C, λ max (Cyclohexan) 454 und 483 ΐημ.

Beispiel 3

30 Teile /3-Cyclogeraniol werden in 250 Volumteüen Dimethylformamid gelöst und 70 Teile Triphenylphosphinhydrobromid zugegeben. Nach 12stündigem Rühren bei Zimmertemperatur trägt man 12 Teile 2,6,11,15-Tetramethylhexadecaheptaen-(2,4,6,8,10,12,14)-dial-(l,16) ein und rührt das Gemisch bis zur klaren Lösung. Ohne Kühlung gibt man dann 37 Volumteile einer 30°/₀igen methanolischen Natriummethylatlösung schnell zu. Man rührt das Gemisch noch 1 Stunde bei Zimmertemperatur und stellt mit Essigsäure den p_H-Wert 7 ein. Nach 1 stündigem Rühren bei 0° C wird das /?-Carotin mit 250 Volumteüen Methanol völlig ausgefällt und dann abgesaugt. Man erhält 11 Teile all-trans-/?-Carotin; es ist nach einmaligem Umfallen aus Benzol—Methanol schmelzpunktsrein; F. 179 bis 180° C, l_max (Cyclohexan) 454 und 482 ηιμ.

Claims (5)

Patentansprüche: 20

1. Verfahren zur Herstellung von C₄₀-Carotinoiden, dadurch gekennzeichnet, daß man Geraniol bzw. /?-Cyclogeraniol mit einem Hydrosalz eines Triarylphosphins oder mit einem Triarylphosphin in Gegen-

^a5 wart von Protonendonatoren und mit 2,6,11,15-Tetramethylhexadecaheptaen-(2,4,6,8,10,12,14)-dial-(1,16) oder 2,6,11,15-Tetramethylhexadecahexaen-(2,4,6,10, 12,14)-in-(8)-dial-(l,16) mittels eines Protonenakzeptors, zweckmäßig in Gegenwart eines weiteren organischen Lösungsmittels, bei etwa — 50 bis +100° C umsetzt und die entstandenen Reaktionsprodukte Lycopin oder /3-Carotin bzw. deren 15,15'-Dehydroderivate in an sich üblicher Weise isoliert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Dimethylformamid vornimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Protonendonator anorganische Säuren verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Protonenakzeptor Alkali- und Erdalkalialkoholate oder -hydroxyde verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Triarylphosphinhydrosalz Triphenylphosphinhydrochlorid verwendet.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 046 046.