AT215087B - Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden 
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden, insbesondere von Canthaxanthin und Rhodoxanthin. 



   Es ist bekannt, 1,   18-Di- [2, 6, 6-trimethyl-cyclohexen- (2)-yliden] -3, 7, 12, 16-tetramethyl-octadeca-     hexan-(2,   4,6, 12,14,   16)-yn- (9)-diol- (8, 11)   mit konzentrierter Bromwasserstoffsäure zu behandeln, das erhaltene 4, 4'-Dibrom-15, 15'-dehydro-B-carotin durch Behandlung mit Silberoxyd in Benzol in 15,   15' -Dehydro-isozeaxanthin liberzufUhren   und dessen zentrale Dreifachbindung partiell zu hydrieren, worauf das so gebildete Isozeaxanthin durch Oxydation in Canthaxanthin übergeführt werden kann. 



   Dagegen wurde nun überraschend gefunden, dass eine wesentliche Verfahrensvereinfachung und Ausbeuteerhöhung erzielt werden kann, wenn an Stelle der Bromwasserstoffsäure eine niedermolekulare aliphatische Carbonsäure verwendet wird und das erhaltene   4,     4' -Diacyloxy-15, 15' -dehydro-ss-carotin   bzw. dessen partielles Hydrierungsprodukt nach der Hydrolyse mittels einem Aluminiumalkoholat und einem Keton oxydiert wird. Gleichzeitig wurde gefunden, dass sich in analoger Weise   l, 18-Di-[2, 6, 6-trimethyl-     - cyclohexadien- (l, 3)-yl]-3, 7, 12, 16-tetramethyl-octadecahexaen- (l,   3,5, 13,15, 17)-di-yn- (8, 10)-diol-   - (7,   12) zum Rhodoxanthin umsetzen lässt.

   Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden, bei welchem man l,   18-Di- [2, 6, 6-trimethyl-cyclohexen- (2)-yliden]-   
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 (9)-diol- (8, 11)methyl-cyclohexadien- (1, 3)-yl] -3, 7, 12, 16-tetramethyl-octadecahexaen- (1, 3,5, 13,15,   17)-din-   - (8, 10)-diol- (7, 12) unter   Allylumlagerung   verestert, den gebildeten Diester hydrolysiert, oxydiert und in einer beliebigen Stufe des Verfahrens nach erfolgter Veresterung vorhandene Dreifachbindungen partiell hydriert, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Veresterung mittels einer niederen Alkancarbonsäure und die Oxydation mittels einem Aluminiumalkoholat und einem Keton erfolgt. 



   In der ersten Stufe des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine der Ausgangsverbindungen mit einer niedermolekularen aliphatischen Alkancarbonsäure, wie z. B. Essigsäure, Propionsäure oder Buttersäure, umgesetzt, wobei unter Allylumlagerung Acylierung erfolgt. Als Carbonsäure eignet sich insbesondere Essigsäure. Vorzugsweise wird diese Acylierung bei Raumtemperatur durchgeführt. 



   Die Verseifung des gebildeten Diesters erfolgt in an sich bekannter Weise. Eine geeignete Ausführungsform besteht z. B. darin, dass man eine ätherische Lösung des Diesters mit methanolischem Kaliumhydroxyd behandelt. 



   Die Oxydation der beiden Hydroxylgruppen zu Oxogruppe erfolgt mittels eines Aluminiumalkoholates, beispielsweise Aluminiumäthylat, Aluminiumpropylat, Aluminiumisopropylat usw. und eines Ketons, beispielsweise eines niederen Alkylketons, wie Aceton, eines alicyclischen Ketons, wie Cyclohexanon, oder eines aromatischen Ketons, wie Benzochinon. Vorzugsweise wird die Oxydation unter Verwendung von Aluminiumisopropylat und Aceton in Benzol als Lösungsmittel und bei Zimmertemperatur vorgenommen. Die Umsetzung geht sehr mild vor sich und führt in ausgezeichneter Ausbeute zu den gewünschen Oxydationsprodukten. 



   An beliebiger Stelle des Reaktionsverlaufes, jedoch nach erfolgter Veresterung, werden die vorhandenen Dreifachbindungen partiell hydriert. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Reduktion mit Wasserstoff in einem inerten Lösungsmittel unter Verwendung von Lindlar-Katalysator durchgeführt. 



   Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können Canthaxanthin und Rhodoxanthin in vorzüglicher Ausbeute und hoher Reinheit hergestellt werden. 

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    1. * 15, 15'-Dehydro-isozeaxanthiii-diacetat.- (2,   4,   6, 12, 14, 16)-yn- (9)-diol- (8,   11) werden mit 100 ml Essigsäure versetzt und während 6 Stunden bei Zimmertemperatur unter Stickstoffatmosphäre geschüttelt. Dabei entsteht ein voluminöser, orangegefärbter Niederschlag. Das breiige Reaktionsgemisch wird in 1000 ml Äther in der Kälte gelöst, mit 500 ml   Petrol äther (Siedeintervall 80 - 1000) verdünnt   und sechsmal mit je 500 ml Wasser gewaschen. 



  Die Waschwasser werden jeweils noch in zwei Scheidetrichtern mit je 250 ml Petroläther extrahiert. 



  Nach dem Trocknen mit Natriumsulfat werden die Extraktionslösungen zusammen im Vakuum bei 500 auf etwa 250 ml eingedampft und   auf-300   abgekühlt. Das sich ausscheidende Kristallisat wird abgenutscht, mehrmals mit Petroläther (Siedeintervall   40-45 )   gewaschen und bei 300 im Vakuum getrock- 
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 erhält 1, 18-Di-[2,Umkristallisieren aus Essigester/Methanol und Petroläther (Siedeintervall   80-110 )   ein   U.   V.-Absorptionsmaximum bei 427-429 mg (in Petroläther) aufweist. 



   15,   15' -Dehydro-isozeaxanthin. -   
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 von wenig Ungelöstem abfiltriert und in einem Eisbad auf etwa 100 abgekühlt. Dann gibt man eine Lösung von 20 g Kaliumhydroxyd in 120 ml Methanol zu und lässt die Mischung unter Stickstoff und öfterem Umschwenken 3 Stunden im Eisbad bei etwa 5  stehen. Zur Entfernung des Alkalis und des Alkohols wäscht man dreimal mit je 300 ml Wasser und extrahiert die Waschlösungen mit 500 ml Äther. Die vereinigten Ätherlösungen werden über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel abdestilliert. Den orangefarbigen festen Rückstand löst man heiss in 1200 ml Benzol, lässt im Eisbad kristallisieren, filtriert ab, wäscht mit Benzol und mit wenig Petroläther nach und trocknet im Vakuum.

   Man   erhält   das Kristallisat   l, 18-Di- [2,   6,   6-trimethyl-3-hydroxy-cyclohexen- (1) -yl] -3, 7, 12, 16-tetramethyl-octadecaoctaen-     - (l,   3,5,   7, ll, 13, 15, 17)-yn- (9) (15, 15'-Dehydro-isozeaxanthin),   welches ein U.   V.-Absorptionsmaxi-   mum bei 430 mg (in Petroläther) aufweist. 



   15,   15' -Dehydro-canthaxanthin.   a) 28 g   15,     15'-Dehydro-isozeaxanthin   werden in 1000 ml Benzol gelöst, mit 60 g Benzochinon und 60 g Aluminiumisopropylat versetzt und unter Stickstoff während 8-10 Stunden geschüttelt. Dann filtriert man ab, wäscht mit 500 ml Methylenchlorid nach und dampft das Filtrat im Vakuum zur Trockne ein. Den Rückstand löst man in 200 ml Methylenchlorid, filtriert durch einen Faltenfilter, gibt 200 ml Alkohol zu und destilliert bis zur beginnenden Kristallisation Lösungsmittel ab. Dann kühlt man im Eisbad auf etwa 20 ab, filtriert die ausgeschiedene Kristallmasse ab und wäscht mit Alkohol und Petroläther nach.

   Die Mutterlauge wird auf etwa 70 ml eingeengt, worauf nach einstündigem Stehen im Eisbad ein 
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18-Di-mum bei   437-439 mg   (in Petroläther). b) Zu 5000 ml Aceton werden durch einen Pulvertrichter 250 g   15, 15'-Dehydro-isozeaxanthin   und 450 g Aluminiumisopropylat gegeben. Nun wird mittels 3300 ml absolutem Benzol sorgfältig nachgespült und das Reaktionsgemisch unter Rühren 15 Stunden in Stickstoffatmosphäre unter Rückfluss erhitzt. Während 5 Stunden wird bei ausgeschalteter Heizung weitergerührt, wobei sich der Inhalt auf Raumtemperatur abkühlt und sich ein grosser Teil des gebildeten Dehydro-canthaxanthins absetzt. Die überstehende Benzol/Aceton-Lösung wird abgegossen und in zwei Portionen mit einer Mischung von insgesamt 400 ml konzentrierter Schwefelsäure, 5000 ml Wasser und 4 kg Eis gewaschen.

   Die wässerige Phase wird nun mit 1000 ml Benzol ausgezogen, die vereinigten Benzollösungen werden über Calciumchlorid getrocknet und im Vakuum auf dem Wasserbad zur Trockne eingedampft. 



   Das nach der Abtrennung der organischen Lösung im Kolben verbliebene rohe   15, 15'-Dehydro-   - canthaxanthin wird in 2000 ml Methylenchlorid gelöst und in zwei Portionen mit einer Mischung von insgesamt 100 ml konzentrierter Schwefelsäure, 1200 ml Wasser und 1 kg Eis gewaschen. Die Methylenchloridlösung wird mit Wasser neutral gewaschen und über Calciumchlorid getrocknet. Der im vorhergehenden Absatz nach der Benzolabdestillation erhaltene Rückstand wird nun ebenfalls in dieser Methylenchloridlösung gelöst. Man engt auf dem Wasserbad auf ein Volumen von 1000 ml ein, versetzt mit 700 ml Methanol und engt weiter ein, bis starke Kristallisation einsetzt. Hierauf wird während 2 Stunden in ein Eisbad gestellt und anschliessend abgenutscht. Nach je dreimaligem Waschen mit je 200 ml Methanol und 200 ml Petroläther wird im Vakuum bei 500 getrocknet.

   Das so erhaltene 15,15'-Dehydro- 

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Claims (1)

1. ; U. V.-AbsorptionsmaximumPATENTANSPRÜCHE : EMI4.1 ne Dreifachbindungen partiell hydriert, dadurch gekennzeichnet, dass die Veresterung mittels einer niederen Alkancarbonsäure und die Oxydation mittels einem Aluminiumalkoholat und einem Keton erfolgt.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man 1, 18-Di-[2, 6, 6-trimethyl-cyclohexen- (2)-yliden]-3, 7,12, 16-tetramethyl-octadecahexaen- (2,4, 6,12, 14, 16)-yn- (9)-diol- (8,11) mit Essigsäure behandelt, das gebildete Diacetat hydrolysiert, mittels Aluminiumisopropylat und Aceton oxydiert und an Ljr Dreifachbindung partiell hydriert.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man 1, 18-Di-[2, 6. 6-trimethyl-cyclo- hexadien- (l, 3)-yl]-3, 7,12, 16-tetramethyl-octadecahexaen- (1, 3, 5, 13,15, 17)-di-yn- (8, 10)-diol- (7, 12) mit Essigsäure behandelt, das gebildete Diacetat hydrolysiert, mittels Aluminiumisopropylat und Aceton oxydiert und an den Dreifachbindungen partiell hydriert.