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Spiran-Derivate,
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deren Herstellung und Verwendun.
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2,6,10,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-Z4.57-deca-3,6-dien der Formel:
ist seit einigen Jahren bekannt und wird z.B. in CH-PS 544 733 beschrieben. Während
die obige Verbindung jedoch kein Interesse fand, zumindest nicht in bezug auf ihre
organoleptischen Eigenschaften, wurde Überraschenderweise gefunden, dass ihre isomeren
Derivate der folgenden Formel:
in der einer der Reste R für eine Methylgruppe und der andere für Wasserstoff steht,
gute organoleptische Eigenschaften besitzen und als geruchs- und geschmacksmodifizierende
Zusätze verwendet werden können.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich daher auf neue Verbindungen
der obigen Formel I sowie auf geruchs- bzw. geschmåcksmodifizierende Zusammensetzungen,
die die Verbindung der Formel I als Wirkstoff enthalten.
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Ausserdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung,
Verstärkung oder Modifizierung der organoleptischen Eigenschaften von parfümierten
Produkten, Lebenmitteln, Futtermitteln, Getränken, pharmazeutischen Präparaten oder
Tabakprodukten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man den Produkten eine kleine,
aber wirksame Menge einer Verbindung der oben aufgeführten Formel I zusetzt.
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Bei der Venfendung in der Parfümerie zeigen die Verbindungen I einen
eigenen und starken Geruch,der eine frische,grüne,natUrliche und blumige Note besitzt
und an Pfefferminzblätter, Salbei ("clary sage") und in einigen Fällen sogar an
schwarze Johannisbeeren erinnert. Auch ein fruchtiger Geruchsankl&ng ist feststellbar,
der an Zitrusfrüchte, wie z.B. Pampelmusen, erinnert.
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Wegen ihres vollen und komplexen Duftes, der als aussergewöhnlich
für diese Art von Derivaten angesehen werden muss, können die Verbindungen I sehr
vielseitig verwendet werden. Sie eignen sich zur Herstellung verschiedener ParfUmzusammensetzungen,
z.B. für chypre-, frucht-, holz-, blUten-, rosen-, "fougère"- oder lavendel-artige
Zusammensetzungen. Sehr geschätzt werden sie auch bei der Herstellung typisch männlicher
Parfümzusammensetzungen, wo sie eine besonders ansprechende, frische und natürliche
Duftnote entwickeln.
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Der mit den Verbindungen I erzielbare Geruchseindruck hängt von der
verRendet.en Konzentration sowie der Art der anderen Komponenten ab, mit denen sie
in der jeweiligen Parfümzusammensetzung vermischt werden. Interessante Wirkungen
werden erzielt, werin man die erfindungsgemässen Verbindungen In Mengen von etwa
0,05 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, anwendet. Eine typischerc
Wirkung erhält man bei Verwendung von etwa 0,1 bis 5 Gew.-% der erfindungsgemässen
Verbindungen. Sind ganz bestimmte Geruchsnoten erwünscht, so können sehr grosse
Mengen von 20 Gew.-% oder sogar mehr verwendet werden.
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Die Verbindungen I können vorteilhaft als einzige Komponente oer in
Mischung mit wenigstens einem anderen Parfümierungsbestandteil und/oder einem geeigneten
VerdUnnungsmittel oder Träger zur Herstellung parfümierter Produkte verwendet werden,
z.B.
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für Seifen, Detergentien, Haushaltsmittel, kosmetische Präparate oder
dgl.
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Als Geschmackszusätze zeigen die Verbindungen I eine fruchtige Note,
die gleichzeitig grün und holzartig ist und an schwarze Johannisbeeren erinnert.
Sie eignen sich daher hervorraged zur Herstellung verschiedener künstlicher Aromen,z.B.
Fruchtaromen,wie schwarze Johannisbeeren, Himbeeren oder andere rote Beeren, oder
sogar Minzenaroma. In solchen Aromazusammensetzungen entwickeln die Verbindungen
I meist eine frische, kräuterartige und fruchtige Geschmacksnote, die den natürlichen
Charakter der Zusammensetzungen verbessert.
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Die Verbindungen I sind daher vielseitig verYendbar, insbesondere
zur Aromatisierung von Lebensmitteln, Futtermitteln, Getränken, pharmazeutischen
Prsiparaten oder sogar Tabakprodukten. Die beschriebenen Geschmackswirkungen werden
erzielt, indem man den genannten Produkten etwa 0,01 bis 10 ppm der Verbindungen
I zusetzt.
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Bevorzugt werden Mengen von etwa 0,1 bis 2,0 ppm, in luanchen Fällen
5,0 ppm. Mengen, die die genannte obere Grenze überschreiten, können angewendet
werden, um besondere Geschmacksnoten zu erzielen.
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Die neuen Verbindungen, d.h. 2,6,7, 10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien
und 2,6,9,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5] deca-3,6-dien können hergestellt werden,
indem man das entsprechende alicyclische Keton der Formel:
die in der, durch eine unterbrochene Linie gekennzeichneten Stellung entweder eine
einfache oder eine Doppelbindung aufweist und in der einer der Reste R für eine
Methylgruppe und der andere für Wasserstoff steht, mit But-1-in-3-ol in Anwesenheit
einer Base -- wenn die unterbrochene Linie für eine einfache Bindung steht -- oder
mit einem organometallischen Derivat desselben -- wenn die unterbrochene Linie für
eine * Teile pro Million
Doppelbindung steht -- zu einer Verbindung
der folgenden Formel umsetzt:
in der die unterbrochene Linie und die Reste R die obengenannten Bedeutungen besitzen;
und anschliessend -- wenn die unterbrochene Linie für eine Doppelbindung steht --
die Dreifachbindung der Verbindung nach Formel III durch Hydrieren in Anwesenheit
eines teilweise deaktivierten Katalysators reduziert und das so erhaltene Hydrierungsprodukt
mit einem sauren Reagenz behandelt; oder -- wenn die unterbrochene Linie für eine
einfache Bindung steht -- die Verbindung der Formel III mit einem sauren Reagenz
behandelt und eine Verbindung der Formel I in Mischung mit einer Verbindung der
nachstehenden Formel bildet:
in der die Reste R die obengenannten Bedeutungen besitzen; worauf abschliessend
die einzelnen Komponenten der so erhaltenen Mischung durch fraktionierte Destillation
getrennt werden.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich also auch auf das oben beschriebene
Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel 1.
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Gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens können
2,5, 6-Trimethylcyclohex-2-en-1 -on und 2,3,6-Trimethylcyclohex-2-en-1-on, d.h.
die Verbindungen der Formel It, bei denen die unterbrochene Linie für eine Doppelbindung
steht, in 2,6,9,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-t4.57-deca-3,6-dien bezw.
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2,6,7, 10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-/4.57-deca-3,6-dien ungewandelt
werden. Dieses Syntheseverfahren kann durch folgendes Reaktionsschema dargestellt
werden:
wobei X für ein Halogen, wie z.B. Cl, Br oder J, steht.
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Gemäss einer weiteren Ausführugsform des erfindungsgemässen Verfahrens
können Mischungen, die 2,6,9, ?O-'l'etra;nethyl-l -oxaspiro-/4.57-deca-3,6-dien
und 2,6,7,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro E.57-deca-3,6-dien in unterschiedlichen Mengenverhältnissen
enthalten, einfach aus 2,3,6-Trimethylcyclohexanon -- d.h.
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der Verbindung der Formel II, in der die unterbrochene Linie für eine
einfache Bindung steht -- hergestellt werden, indem man die letztgenannte Verbindung
gemäss den Verfahren der relativen CH-PS 544 733 mit But-1-in-3-ol umsetzt. Die'Mengenverhältnisse
der einzelnen Komponenten in den so erhaltenen Mischungen können stark variieren
und Mengen von den angewendeten Reaktionsbedingungen oder dem Reinigungsverfahren
ab.
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Die einzelnen Reaktionsstufen des obigen Verfahrens können in bekannter
Weise durchgeführt werden; sie werden in den nachstehenden Beispielen näher erläutert.
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Die als Ausgangsmaterialien verwendeten alicyclischen Ketone der Formel
Ii sind handelsübliche Produkte. Sie können auch in bekannter Weise aus bekannten
Verbindungen hergestellt werden.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die angegebene Formel alle möglichen
Spiran-Stereoisomeren der Verbindungen I umfassen soll. Der Einfachheit halber und
aus wirtschaftlichen Gründen werden die Verbindungen I in Form der Mischung aus
Stereoisomeren angewendet, die unmittelbar aus dem oben beschriebenen Verfahren
erhalten wird.
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Beispiel 1 2,6,9,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien a)
In eine kalte (00C) Mischung aus 65 g Methyljodid, 14,4 g Magnesium-Spänen und 150
ccm wasserfreiem Äther wurde eine Lösung von 21 g But-1-in-3-ol in 50 ccm wasserfreiem
Äthr getropft. Die Reaktionsmischung wurde 2 Stunden gerührt, durfte sich langsam
auf Zimmertemperatur erwärmen und wurde dann mit 35 g 2,5,6-Trimethylcyclohex-2-en-1-on
in 75 ccm wasserfreiem Äther umgesetzt. Nachdem die ReaRtionsmischung 3 Stunden
zum Rückfluss erhitzt und dann auf Zimmertemperatur abgekühlt worden war, wurde
sie mit einer gesättigten, Wässrigen NH4Cl-Lösung hydrolysiert.
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Nach Abtrennung der organischen Phase, Waschen, Trocknen und Destillieren
wurden 40 g (80 %) 1-Hydroxy-2,5,6-trimethyl-1-(but-1-in-3-hydroxy-1-yl)-cyclohex-2-en
erhalten; Kp , 100-110°C/0,2 Torr.
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IR: 3350, 2200 cm NMR: 0,8 - 2,2 (6H, 2s); 1,38 (1H d, J = 6,5 cps);
1,42 (1H, d, J = 6,5 cps); 1,78 (3H, m); 4,45 (1H, m); 5,3 (1H, m) d ppm b) Eine
Lösung von 31,5 g der obigen Verbindung in 350 ccm Methanol wurde bei Zimmertemperatur
Lud atmosphärischem Druck in Anwesenheit von 0,5 g LINDLAR-Katalysator (teilweise
deaktivierter Pd-Katalysator) hydriert. Nachdem 3,1 1 Wasserstoff verbraucht worden
waren, wurde filtriert und abgedampft, und man erhielt 30,8 g (95 %) 1-Hydroxy-
2,5,6-trimethyl-(1-but-1-en-3-hydroxy-1-yl)-cyclohex-2-en.
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Diese Verbindung wurde ohne weitere Reinigung in der aiischliessenden
Reaktionsstufe verwendet.
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c) In eine kalte (0°C) Lösung von 7 g der obigen Verbindung in 50
ccm Petroläther (Kp = 30-50°C) urden unter einer Stickstoffatmosphäre 5 ccm wässrige,
30 %ige H2SO4 getropft. Die Reaktionsmischung wurde eine weitere Stunde gerührt,
mit NaHCO3 neutralisiert, gewaschen und getrocknet. Aus der organischen Phase wurden
durch Destillation 5,7 g (85 5') 2,6,9,10-Tewtramethyl-1-oxa-spiuro-[4.5]-deca-3,6-dien
gewonnen.
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IR: 3070, 3020, 1100 - 1000, 875, 808, 755, 713 cm NMR: 0,8 - 1,1
(6H); 1,26 (3H, d, J - 6,5 cps); 1,29 (3H, d, J = 6,5 cps); 1,57 (3H, m); 5,32 (IH,
m); 5,54 (2H, m); 5,78 (2H, m) # ppm MS: M+ = 192; m/e = 177, 159, 136, 121, 109,
93, 77, 43 2,6,7,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien a') Gemäss dem unter
a) beschriebenen Verfahren wurden folgende Reaktionsteilnehmer behandelt: 21,9 g
Magnesium-Späne 98 g Äthylbromid in 250 ccm wasserfreiem Tetrahydrofuran 31,5 g
But-1-in-3-ol in 250 ccm wasserfreiem Tetrahydrofuran 41,4 g 2,3,6-Trimeihylcyclohex-2-en-1-on
Erhalten
wurden 39,4 g (80 %) 1-Hydroxy-2,3,6-trimethyl-1-(but-1-in-3-hydroxy-1-yl)-cyclohex-2-en;
Fp = 114-123°C.
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IR: 3575, 3400 cm 1 NMR: 1,08 (3H, d, J = 6,5 cps); 1,42 (3H, d,
J = 7 cps); 1,62 (3H, s); 1,6-2,2 (aH, m); 2,70 (1H, breit s); 3,05 (breit s); 4,50
1H, m) d ppm MS: m/e = 1S0, 175, 157, 142, 131, 115, 105, 91, 79, 69, 55, 43 b')
Es wurden 37,4 g der obigen Verbindung in 300 ccm Äthylalkohol bei Zimmertemperatur
und atmosphärischem Druck in Anwesenheit von 2 g Palladium-Katalysator (5 % auf
Holzkohle) und 0,2 g Chinolin hydriert. Nach Verbrauch der theroretischen Menge
an Wasserstoff und nach Behandlung gemäss b) wurden 37,8 g (100 %) 1-Hydroxy-2,3,6-trimethyl-1-(but-1-en-3-hydroxy-1-yl)-cyclohex-2-en
erhalten.
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c') Es wurden 37,8 g der obigen Verbindung gemäss dem Verfahren nach
c) mit 10 ccm wässriger, 30 %iger H2S04 umgesetzt und lieferten 27,8 g (80 %) 2,6,7,10-Tetramethyl-1-oxaspiro-[4.5]-deca-3,6-dien;
Kp = 53-54°C/0,2 Torr.
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IR: 3060, 1665 cm 1 NMR: 0,82 (3H, d, J 1 6 cps); 1,26 (3H, d, J
= 7 cps); 1,49 (3H, s); 1,63 (3H, s); 1,5-2,2 (5H, m); 4,85 (1H, q, J = 6 cps);
5,41 (1H, m); 5,72 (1H, d, J = 6 cps) g ppm
MS: M+ # 192; m/e =
177, 159, 150, 135, 123, 107, 91, 79, 67, 55, 43 Das bei den obigen Verfahren als
Ausgangsmaterial verwendete 2,3,6-Trimethylcyclohex-2-en-1-on wurde aus 2,5,6-Trimethylcyclohex-2-en-1-on
in Anwesenheit eines Überschusses an Äthylenglykol hergestellt, nachdem die letztgenannte
Verbindung mit p-Toluelsulfonsäure (3-5 %ig) bei 150°C behandelt worden war. Die
gewünschte Vcrbindung, die in 85 zeiger Ausbeute erhalten lnlrde, war identisch
mit einer, gemäss J. Org. Chem. 37, 2340 (1972), hergestellten Probe.
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Beispiel 2 2,6,7,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien und
2,6,9,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien A) In eine Mischung aus 45
g Natriuinhydroxyd und 150 ccm wasserfreiem Äther wurden unter Rühren und äusserem
Kühlen 28 g 2,3,6-Trimethylcyclohexanon und 16 g But-1-in-3-ol gegeben. Dann wurde
die Mischung 16 Stunden erhitzt, auf Zimmertemperatur abgekühlt und schliesslich
mit Wasser verdünnt. Nach der Destillation lieferte die abgetrennte organische Phase
30,2 g (72 %) 1-Hydroxy-2,3,6-trimethyl-1-(but-1-in-3-hydroxy-1-yl)-cyclohexan;
Kp = 105-115°C/ 0,02 Torr.
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b) Es wurden 28,4 g der obigen Verbindung, gemischt mit 50 g H3P04
(60 % in Wasser), 6 Stunden auf 700C erhitzt. Nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur
wurde die Reaktionsmischung
mit Petrdäther extrahiert (Kp = 30-50°C)
und die organische Phase mit wässriger, 5 %iger NaHCO3 und anschliessend mit Wasser
gewaschen und dann in einer Vigreux-Kolonne destilliert. Es wurden 16 g eines Reaktionsproduktes
(Kp = 45-70°C/0,02 Torr) erhalten, das laut Dampfphasen-Chromatographie etwa 70
% der geazanschten Mischung und 30 % Nebenprodukte enthielt.
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destilliert Die so erhaltene Reaktionsmischung wurde fraktioniert4rnd
lieferte zuerst 9,4 g einer 90:10-Mischung aus 2,6,9,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien
und 2,6,7,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6 (Kp = 53-59°C/ 0,01 Torr).
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Die genannten Mengenverhältnisse konnten durch Massen-Spektrometrie
leicht bestimmt werden, nachdem die Fragmentierungsintensitäten bei m/e - 136 bezw.
150 verglichen worden waren.
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Durch die obengenannte Destillation wurde eine weitere Fraktion (Kp
= 65-70°C/ 0,2 Torr) erhalten und als Mischung aus 2,5,6-Trimethyl-1-butenoylcyclohex-1-en
und 2,3, 6-Trimethyl- 1 -butenoylcyclohex-1-en identifiziert.
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IR: 1700 - 1620, 970 cm-1 NMR: 0,8-1,2 (6H); 1,48 (3H, s); 1,92 (3H,
d von d, J1 = 6 cps, J2 = 3 cps); 5,9-7,0 (2H) # ppm MS: M+2 = 192; m/e 3 177, 149,
135, 107, 91, 81, 69, 55, 41.
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Beispiel 3 Eine Parfümgrundzusammensetzung wurde hergestellt, indem
folgende Komponenten miteinander verlnische wurden: Gew.-Teile Linalool 200 Lavandinöl
200 Isononylacetat 150 p-tert. -Butylcyclohexylacetat 100 Diisobutylcarbinylacetat
100 "Citrata"-Minzöl 50 Zitronenöl 30 Methylionon 20 Hydroxyzitronellal 20 4-Isopropylcyclohexylmethanol
10 1,1-Dimethyl-4-acetyl-6-tert.-buthylindan 10 Decylaldehyd (10 %ig in Diäthylphthalat)
10 900 * erhältlich durch Firmenich SAt Genf (siehe z.B. GB-PS 1 416 658).
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Die so erhaltene Grundzusammensetzung hatte einen ansprechenden Duft,
der an Lavandinöl erinnerte, und konnte zur Herstellung parfümierte Produkte, wie
z.B. Shampoo oder Schaumbad, verwendet werden.
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Indem man 70 g der Grundmischung mit 30 g einer 10 %igen Lösung von
2,6,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien in Diäthylphthalat vermischte,
wurde eine neue Parfümkomposition erhalten, die wesentlich frischer, natürlicher
und blumiger war als die der Grundmischung.
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Ähnliche Wirkungen wurden erzielt, wenn man das 2,6,9,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien
durch gleiche Mengen an 2,6,7,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien oder
der Mischung aus 2,6,9,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien und 2,6,7,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien
(hergestellt gemäss Beispiel 2) ersetzte.
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Beispiel 4 Eine Grundmischung für ein Eau de Toilette mit männliches
Duftnote wurde hergestellt, indem man folgende Komponenten miteinander vermischte:
Gew.-Teile Bergamotteöl-Destillat 160 p-tert. -Butylcyclohexylacetat 100 Galbanum-Resinoid
50 %* 80 Eichenmoos abs., entfärbt, 50 %* 80 Pentadecanolid 10 %* 80 Cedrylacetat
60 Thibetin 10 ,* 40 Cedren 40 Zitronenöl 40 Vetiverylacetat 40 Floridaorangenöl
40 α-Isomethylionon 40 synthetisches Civet 10 %* 20 Lavendelöl 20 Oppoponax-Öl
10 ,* 10 Eugenol 10 Korianderöl 10 Muskatöl 10 4-Isopropylcyclohexylmethanol** 10
α-Ionon 10 900
* in Diäthylphthalat ** hergestellt von Firmenich
SA, Genf (siehe z.B.
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GB-PS 1 416 658) Mischt man 90 g der obigen Grundmischung mit 5 g
2,6,9,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-/4.57-deca-3,6-dien, so erhält man eine neue Parfümzusammensetzung
mit einem Duft mit stärker tragendem ("lifting") ) Charakter. Dieser Duft, der außerdem
viel voller ist als bei der Grundmischung, besitzt eine originelle blumige Note.
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Ähnliche Wirkungen werden erzielt wenn man das 2,6,9,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien
durch eine gleiche Menge 2,6,7,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien oder
der Mischung aus 2,6,9,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien und 2,6,7,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien
(hergestellt gemäss Beispiel 2) ersetzt.
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Beispiel 5 Es wurden zwei Sirup--Prten (Himbeer- und Schwarzer-Johannisbeer-Sirup)
zu Getränken erarbeitet, indem man 1 Gew.-Teil des handelsüblichen Sirups mit 4
bezw. 9 Gew.-Teilen Wasser vermischte. In die so erhaltenen Getränke wurden dann
0,3 bezw.
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0,5 ppm 2,6,9,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien gegeben.
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Die so behandelten Ge-tr anke wurden dann einem Grernium von erfalhrenen
Prüfern einer organoleptischen Unterschung unterzogen und wie folgt bewertet:
Das
mit dem erfindungsgemässen Ceschmackszusatz versehene Himbeer-Getränk zeigte eine
bessere Geschmacksspitze und ein volleres und frischeres Aroma als das unbehandelte
Getränk.
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Auch das Johannisbeer-Getränk hatte einen volleren und natürlicheren
Geschmack als das unbehandelte Getränk. Ausserdem besass es eine klarere kräuterartige
und fruchtige Note.
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Ähnliche Wirkungen werden erzielt, wenn man statt des 2,6,9,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-Z4.57-deca-3,6-diens
eine gleiche Menge an 2,6,7,10-Tetramethyl-1-oxa-spiro-[4.5]-deca-3,6-dien oder
der Mischung aus 2,6,9,10- und 2,6,7,10-Tetramethyl-1-oxaspiro-/4.57-deca-3,6-dien
(hergestellt gemäss Beispiel 2) verwendet.
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Patentansprüche -