AT202713B - Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden Gegenstand der Erfindung ist ein neues Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden. Alle bisher bekannten Synthesen von   13-Carotin   basieren auf B-Jonon. In der ersten Synthese von 
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 aufgebautentstehen als Zwischenprodukte C10-Acetylendiole oder -tetrole, die in umständlicher und meist sehr verlustreicher Weise dehydratisiert werden müssen. 



   Es wurde nun gefunden, dass man den Aufbau des Kohlenstoffgerüstes des Carotins unter Vermeidung hydroxylhaltiger Zwischenprodukte mit Vorteil nach dem neuen Aufbauschema    e10     +C   +    e10   =   C.   erzielen kann. Gegenstand, der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man 2,6,11,15-Tetramethyl-hexadecahexaen-(2, 4,   6, 10, 12, 14)-in- (8)-     dial- (l,   16) in beliebiger Reihenfolge einerseits mit einem gegebenenfalls hydrierten Geranylen-triarylphosphin, dessen Arylgruppen Alkyl- oder Alkoxygruppen tragen können,

   in einem inerten Lösungsmittel kondensiert und anderseits die mittelständige Dreifachbindung in an sich bekannter Weise einer katalyti-   schen   Partialhydrierung und Isomerisierung unterwirft. 



   Die benötigten Ausgangsprodukte können wie folgt dargestellt werden : 
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 vom Schmelzpunkt 1650   C   mit U. V. Maxima bei 371 und 391 mu (in Feinsprit) wird in analoger Weise acetalisiert, das entstandene Diacetal mit einem Propenyläther umgesetzt und das Kondensationsprodukt   mit Säure behandelt,   wobei der C20-Dialdehyd vom Schmelzpunkt 190-1920 C, U. V. Maxima bei 410 
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 geranylbromid (hergestellt aus   6-Methylheptanon- (2)   durch Kondensation mit Natriumacetylid in flüssigem Ammoniak, Partialhydrierung der Dreifachbindung mit einem bleivergifteten Palladiumkatalysator 
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 und Petroläther und trocknet bei 400   C   im Wasserstrahlvakuum.

   Durch Umkristallisieren, Umfällen oder Ausziehen mit Lösungsmitteln können reine Präparate erhalten und eventuelle isomere Formen getrennt werden. Zwecks Abspaltung von Halogenwasserstoff suspendiert man die Phosphoniumsalze in absolutem Äther und versetzt unter Rühren mit der berechneten Menge ätherischer Butyl- oder Phenyllithiumlösung. 

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  Es entstehen tiefgefärbte Lösungen oder Suspensionen, die zur Kondensation direkt verwendet werden können. 



   Als für diese Umsetzung geeignete Triarylphosphine gelangen insbesondere Triphenylphosphin, aber auch durch Alkyl-oder Alkoxygruppen im Arylrest substituierte Triarylphosphine zur Anwendung. Welches der Phosphine verwendet wird, ist von der jeweils für die Herstellung der Triarylphosphine zur Verfügung stehenden erforderlichen Halogenarylverbindung abhängig. Für diesen Zweck können in gleicher Weise Halogenbenzole, Halogentoluole, Halogenphenoläther usw. Verwendung finden. 



   In der Kondensationsstufe wird der C20-in-Dialdehyd oder der daraus durch Partialhydrierung und Isomerisierung erhaltene C zo-en-Dialdehyd, nämlich das 2,6, 11, 15-Tetramethyl-hexadecaheptaen- (2,4, 6,8, 10, 12, 14)-dial- (l, 16), mit der Geranylen-triarylphosphinverbindung kondensiert und das gebildete Kondensationsprodukt unter Abspaltung von Triarylphosphinoxyd in die Carotinoidverbindung übergeführt. Am besten verwendet man zur Umsetzung äquivalente Mengen der Komponenten oder einen Überschuss der Triarylphosphinverbindung und arbeitet in einem inerten Lösungsmittel, wie Äther, Petrol- äther, Benzol, Dioxan, Tetrahydrofuran usw. Man vermischt die Komponenten vorteilhaft in einem   Rühr-   kessel bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur, wobei man zweckmässig die Luft durch ein inertes Gas, z. B. Stickstoff, ersetzt.

   Die Kondensation erfolgt bei der Zugabe einer Lösung des   C-in-     bzw. C -en-Dialdehyds   zu   einer Lösung   des Geranylen-triaryl-phosphins,z.B.Geranylen-triphenylphosphin, augenblicklich und exotherm. Je nach Wahl der Lösungsmittel bleiben die gebildeten Kondensationsprodukte in Lösung oder sie fallen aus, wobei meist eine Aufhellung der Farbe erfolgt. In der bevorzugten Ausführungsform der Kondensation wird der C20-in- bzw. C20-en-Dialdehyd in Methylenchloridlösung zu einer Suspension oder zu einer Lösung von Geranylen-triphenylphosphin zugefügt, worin sowohl die    -Dialdehyde   als auch die entstehenden Kondensationsprodukte löslich sind.

   Die Kondensationsprodukte zerfallen bei langem Stehen   allmählich'und   beim Erwärmen ihrer Lösungen schnell in die Carotinoidverbindung und Triarylphosphinoxyd. Die Zersetzung gelingt sehr leicht durch mehrstündiges Kochen (40-500 C) des Reaktionsgemisches, am besten in Methylenchloridlösung. Nach Beendigung der Reaktion kann man die erhaltenen Carotinoide durch Schütteln der organischen Phase mit Wasser vom entstandenen Triarylphosphinoxyd abtrennen, worauf die Carotinoide beim Einengen der getrockneten Lösung kristallisieren. Sie können nötigenfalls durch Umkristallisieren,   Lösungsmittel Verteilung   oder Chromatographie von anhaftenden organischen Phosphorverbindungen befreit werden.

   Eine vorteilhafte Aufarbeitung der erhaltenen Carotinoide besteht darin, dass man die   Reaktionslösung   mit viel Äthanol oder Methanol versetzt, wobei die Carotinoide in kristalliner Form ausfallen und alle Nebenprodukte in Lösung   gehen.    



   Die Partialhydrierung und Isomerisierung erfolgt in der für   Carotinoid-VetbisdHBgea   üblichen Weise, 
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 einem bleivergifteten Palladiumkatalysator bei Gegenwart von Chinolin hydriert   wM. Die primär anfal-   lenden cis-Verbindungen werden, vorzugsweise durch Wärme, zu den   all-trans-VerbiBdtmgen   isomerisiert. 



  Die erhaltenen Verbindungen stellen wertvolle Farbstoffe dar;sie sollen insbesondere zum Färben. von Lebensmitteln Verwendung finden. 



     Beispiel l : Lycopin a)-Partialhydrierung   und Isomerisierung: 50 Gewichtsteile 2,6,11,15-Tetra-   methyl-hexadecahexaen- (2,   4, 6, 10,12,14)-in-(8)-dial-(1,16) werden in 600 Raumteilen Toluol suspendiert und nach Zugabe von 10 Gewichtsteilen eines mit Blei vergifteten Palladium-CalciumcarbonatKatalysators und 5 Raum teilen Chinolin unter Normal bedingungen hydriert, bis   dleWassersteffau & ahme   fast zum Stillstand gekommen ist. Die Hydriermischung wird filtriert und der aus Katalysator und der 
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 in 500 Raumteilen Methylenchlorid zutropfen, Man rührt noch etwa 15 Minuten bei 300 C und kocht dann   das Reaktionsgemisch. J Stunden   unter Rückfluss.

   Darauf gibt man zur warmen Reaktionsmischung 600   RaumteileMethanol   und lässt unter Rühren auf 10 C abkühlen.Der kristallbrei wird in einer CO2-Atmosphäre abgenutscht und mit 200 Raumteilen Methanol gewaschen. Das rohe Lycopin wird nun bei höchstens 400   C   in 300 Raumteilen Methylenchlorid gelöst, warm mit 500   Raumwilen   Methanol gefällt und während 2 Stunden mit Eiswasser gekühlt.

   Das unter Kohlendioxyd filtrierte, mit Methanol gewa- 

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 3150 (in Petroläther)   Beispiel 2 : Lycopin a) Kondensation : zu einer   tiefroten Lösung von Geranylen-triphenylphosphin (hergestellt aus 100 Gewichtsteilen Geranyl-triphenylphosphoniumbromid und 16,8 Gewichtsteilen Phenyllithium in 1200 Raumteilen Äther) lässt man innerhalb 5 Minuten und in einer Stickstoffatmosphäre die Lösung von 20 Gewichtsteilen 2,   6, 11, 15-Tetramethyl-hexadecahexaen- (2, 4, 6, 10, 12, 14)-in- (8)-   dial- (l, 16) in 500 Raumteilen Methylenchlorid zutropfen. Man rührt noch etwa 15 Minuten bei   300 C   und kocht dann das Reaktionsgemisch 5 Stunden unter Rückfluss. Darauf gibt man zur warmen Reaktionsmischung 600 Raumteile Methanol und lässt unter Rühren auf 100   C   abkühlen.

   Der Kristallbrei wird in einer   CO-Atmosphäre   abgenutscht, mit 200 Raumteilen Methanol gewaschen und bei 500 C im Hoch- 
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15'-Dehydrolycopin. Der Schmelzpunkt der rotenäther). b) Partialhydrierung und Isomerisierung : Zur Überführung in Lycopin löst man 0,5 Gewichtsteil 15, 15'-Dehydrolycopin in 100 Raumteilen Toluol und hydriert bei Gegenwart von 1 Gewichtsteil eines mit Chinolin und Blei desaktivierten Palladium-Katalysators, bis die Wasserstoffaufnahme zum Stillstand kommt. Die Hydrierlösung zeigt bei 361   mp   (in Petroläther) den für 15,   15'- cis-Lycopin   charakteristischen cispeak. Die vom Katalysator abfiltrierte Lösung wird eingeengt und der Rückstand aushochsiedendem Petroläther umkristallisiert, wobei gleichzeitig die Isomerisierung zu   all-trans-Lycopin   erfolgt. 



     , Beispiel 3 : l, 2-1', 2'-Tetrahydrolycopin :   Zu einer Suspension von 100 Gewichtsteilen Tri-   phenyl- (3, 7-dimethyl-2-octen-1-yl) -phosphoniumbromid   vom Schmelzpunkt 1850   C   (hergestellt durch Kondensation von   6-Methyl-heptanon- (2)   mit Lithiumacetylid, Partialhydrierung der Dreifachbindung, Halogenierung mit Phosphortribromid und Umsetzung mit Triphenylphosphin) in   1000.   Volumteilen absolutem Diäthyläther werden unter Rühren in einer Stickstoffatmosphäre 200 Volumteile einern-Phenyllithiumlösung in Äther zugetropft. Die entstandene tiefrote Lösung von   Triphenyl- (3, 7-dimethyl-2-   
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 gekocht. Darauf werden 600 Volumteile Methanol zu der warmen Reaktionslösung gegossen und das Gemisch abgekühlt.

   Die entstandenen Kristalle werden   unter einer Kohlendioxydatmosphäre abgetremu,   mit Methanol gewaschen und bei 500   C   am Vakuum getrocknet. Man erhält 10 Gewichtsteile 1, 2-1',   2'-   
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    V.PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden, dadurch gekennzeichnet, dass man 2,   6, 11, 15-Tetra-   methyl-hexadecahexaen- (2,4,6,10,12,14)-in-(8)-dial-(1,16) in beliebiger Reihenfolge einerseits mit einem gegebenenfalls hydrierten Geranylentriaryl-phosphin, dessen Arylgruppen Alkyl- oder Alkoxygruppen tragen können, in einem inerten Lösungsmittel kondensiert und anderseits die mittelständige Dreifachbindung in an sich bekannter Weise einer katalytischen Partialhydrierung und Isomerisierung unterwirft.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensation in Gegenwartvon Methylenchlorid durchgeführt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass 2, 6, 11, 15-Tetramethyl-hexa- decahexaen-(2,4,6,10,12,14)-in-(8)-dial-(1, 16) katalytisch hydriert und das erhaltene 2,6, 11, 15-Tetramethyl-hexadecaheptaen- (2,4, 6,8, 10,12, 14)-dial- (1, 16) mit Geranylen-triphenylphosphin bzw.

   6, 7-Dihydrogeranylen-triphenylphosphin kondensiert wird.