Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Carotinoiden der Formel
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in der R und R'gegebenenfalls in 3-, 4-oder 5-Stellung eine Hydroxyl-oder Oxogruppe enthaltende 1, 2, 2-Trimethyl-cyclopentylcarbonyl-Reste oder R' zusätzlich auch den gegebenenfalls eine Hydroxyloder Oxogruppe enthaltenden 2, 6, 6-Trimethyl-cyclo- hexen-(l)-yl-Rest darstellen oder von an der Dreifachbindung partiell hydrierten Derivaten davon, welche zufolge ihrer intensiv roten Färbung als Farbstoffe z. B. für Nahrungsmittel und Futtermittel sehr geeignet sind.
Die Verbindung der Formel I, in welcher die beiden Reste R und R'den 1, 2, 2-Trimethyl- 4-hydroxy-cyclopentylcarbonylrest darstellen, entspricht vermutlich einem als Capsorubin bezeichneten Paprika-Farbstoff, währenddem die Verbindung, bei welcher R den 1, 2, 2-Trimethyl-4-hydroxy-cyclo- pentylcarbonylrest und R'den 2, 6, 6-Trimethyl-4 hydroxy-cyclohexenr (l)-yl-Rest bedeuten, einem andern Paprika-Farbstoff, dem Capsanthin, zu entsprechen scheint.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen Polyenaldehyd der Formel
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oder an der Dreifachbindung partiell hydrierte Derivate davon, in welcher Formel Rl den gegebenenfalls eine Hydroxyl-, Oxo-oder ketalisierte Oxogruppe enthaltenden 2- [2', 6', 6'-Trimethyl-cyclohexen- (l')-yl]-äthenylrest oder den Formylrest darstellt, mit einem Keton der Formel
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in der R2 Wasserstoff, eine Hydroxyl-, Oxo-ode ketalisierte Oxogruppe darstellt, kondensiert und allenfalls vorhandene ketalisierte Oxogruppen hydrolysiert.
Eine im Kondensationsprodukt gegebenenfalls vorhandene Dreifachbindung kann durch partielle Hydrierung in eine Zweifachbindung übergeführt werden.
Die als Ausgangsmaterialien verwendbaren Polyendialdehyde der Formel II können beispielsweise nach den Angaben in Helv. Chim. Acta, 39, 463 (1956) hergestellt werden. Die Herstellung von Verbindungen der Formel II, in welchen Rl den 2- [2', 6', 6'-Trimethyl-cyclohexen- (')-yl]-äthenylrest darstellt, wird in Helv. Chim. Acta, 42, 854 (1959) beschrieben. Die entsprechende Verbindung mit einem Hydroxylsubstituenten in 4-Stellung des Cyclo hexenrings ist eine unter der Bezeichnung ¯-Citraurin bekannteVerbindung [vgl. Karrer et al. carotinoidso, Elsevier Publishing Company (1950), 218]. Durch Oxydation der Hydroxylgruppe kann die entsprechende 4-Oxoverbindung gewonnen werden.
Die als Ausgangsmaterialien benötigten Ketone der allgemeinen Formel III können beispielsweise aus Säuren der Formel
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durch Behandlung mit Methyllithium gewonnen werden. In den Beispielen wird die Gewinnung von Verbindungen der Formel III näher beschrieben.
Die Kondensation der Polyenaldehyde der Formel II mit den Ketonen der Formel III wird zweckmässig unter alkalischen Bedingungen vorgenommen.
Vorzugsweise erfolgt die Kondensation in Gegenwart einer alkoholischen L¯sung eines Alkalimetallhydroxyds, z. B. äthanolischer Kalilauge. Die all fällige partielle Hydrierung der Dreifachbindung wird zweckmässig unter Verwendung eines mit Blei vergifteten Palladiumkatalysators [vgl. Helv. Chim. Acta, 35 (1952), 446] durchgeführt.
Beisplel 1
Eine L¯sung von 3, 5 g 1-Carbaxy-1, 2, 2-trimethyl-cyclopentan in 40 ml Äther wird tropfenweise unter Rühren zu einer aus 10 g Methyljodid bereiteten L¯sung von Methyllithium in 50 ml Äther gegeben. Die Reaktionsmischung wird während 18 Stunden unter Rückfluss gekocht und anschliessend abgekühlt. Nach sorgfältigem Zufügen von Eiswasser werden 2, 0 g 1-Acetyl-1, 2, 2-trimethyl-cyclo- pentan isoliert ; Siedepunkt 88-92 C/23 mm, amas 1692 cm-1.
Eine Mischung von 0, 5 g dieses Ketons und 50 mg Crocetindialdehyd in 3 ml 5% igem äthano lischem Kaliumhydroxyd wird 4 Stunden stehengelassen und während dieser Zeit gelegentlich geschüttelt und erwärmt. Anschliessend wird die Mischung während 30 Minuten unter Rückfluss gekocht, dann abgekühlt und mit Benzol verdünnt. Die Lö- sung wird nun mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Durch Chromatographie des Rückstandes in einem Lösungsmittel- gemisch von Benzol und Petroläther (Siedebereich 60-80 ) im Verhältnis 1 : 1 an Aluminiumoxyd [vgl.
Brockmann, Berichte (1941), Bd. 74, S. 73 ; Stufe IV], Isolierung der roten Hauptzone und Umkristallisation aus Benzol/Petroläther (Siedebereich 60-80 ) erhÏlt man 22 mg
1, 20-Di-[1', 2', 2'-trimethyl-cyclopentyl]-
4, 8, 13, 17-tetramethyl-eicosanonaen (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18)-dion- (1, 20) als violette Kristalle ; Schmelzpunkt 205-206 ; Amax 517 und 483 mu., a = 95 000 und 105 000 (in Benzol) ; vmax 1664 cul7-1.
Beispiel 2
4, 0 g Kaliumborhydrid werden in kleinen Anteilen zu einer warmen L¯sung von 10, 0 g 1-Carboxy 1, 2, 2-trimethyl-cyclopentanon- (3) und 3, 3 g Natriumhydroxyd in 130 ml Wasser gegeben. Die erhaltene Mischung wird auf dem Dampfbad während 16 Stunden erhitzt und anschliessend abgekühlt. Man fügt 13, 3 ml konz. Schwefelsäure in 70 ml Wasser hinzu und erwärmt die Reaktionsmischung während einer Stunde auf dem Dampfbad, kühlt ab und extrahiert gründlich mit ¯ther. Die ätherische L¯sung wird mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung extrahiert. Der Extrakt wird angesäuert, das ausgefallene Produkt durch Behandlung mit Ather isoliert und aus einer Mischung aus Athylacetat und Petroläther (Siedebereich 60-80 ) umkristallisiert.
Man erhÏlt 5, 7 g einer Mischung der epimeren Formen von 1-Carboxy 1, 2, 2-trimethyl-3-hydroxy-cyclopentan ; Schmelzpunkt 220-222 ; fmax 1695 cl-1. Der Methylester dieser Verbindung siedet bei 132-135 /17 mm ; v 3450 und 1718 cm-1.
5, 7 g 1-Carboxy-1, 2, 2-trimethyl-3-hydroxy-cyclopentan werden in 50 ml Ather gelöst und die erhaltene L¯sung tropfenweise unter Rühren einer aus 18 g Methyljodid bereiteten ätherischen L¯sung von Methyllithium zugefügt. Die Mischung wird während 18 Stunden unter Rückfluss erwärmt und anschlie ssend abgekühlt. Nun wird vorsichtig Eiswasser hinzugefügt und das gebildete neutrale Produkt iso- liert. Man erhÏlt auf diese Weise 1 g 1-Acetyl-3 hydroxy-1, 2, 2-trimethyl-cyclopentan ; ?max 3425 und 1686 cl-1.
Eine Mischung des nach dem vorhergehenden Absatz gewonnenen Ketons mit 100 mg Crocetindialdehyd und 3 ml 5 % igem methanolischem Ka liumhydroxyd wird während 19 Stunden bei 20 gehalten und anschliessend während 21/2 Stunden unter Rückfluss erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird nun abgekühlt, mit Benzol verdünnt, mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt.
Durch Isolierung gemäss Beispiel 1 und Umkristallisation aus Benzol/Petroläther (Siedebereich 60-80 ) erhÏlt man 66 mg 1, 20-Di- [3-hydroxy-1, 2, 2-trimethyl-cyclo pentyl]-4, 8, 13, 17-tetramethyl-eicosanonaen (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18)-dion- (1, 20) als violette Kristalle ; Schmelzpunkt 187-188 C ; rmax 3401 und 1661 mit ; A.,,, (in benzolischer Lösung) 520 und 485 m, u., E = 104 000 und 118 000.
Beispiel 3
Eine L¯sung von 190 g 4-Carbäthoxy-4, 5, 5-tri methyl-cyclohexadion- (1, 3) und 4, 5 g p-Toluolsulfo- säure in 1, 5 1 Athanol und 900 ml Benzol wird während 4 Tagen unter einem < Dean-Stark) > -Ab- scheider unter Rückflussbedingungen erwärmt. Das im Abscheider angesammelte Kondensat wird wiederholt entfernt und das. Lösungsmittel in der Reak tionsmischung entsprechend nachgefüllt. Anschlie ssend wird die Reaktionsmischung abgekühlt, unter vermindertem Druck eingeengt, mit Petroleumäther (Siedebereich 40-60 ) verdünnt, mit gesättigter Natriumcarbonatlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und eingeengt.
Die Destillation des Rückstandes ergibt bei einem Siedepunkt von 118¯/ 0, 35 mm als farbloses Í1 176 g 6-Carbäthoxy-3- Ïthoxy-5, 5, 6-trimethyl'-cyclohexen- (2)-on- (1) ; nD = 1, 4878 ; man 1721, 1653 und 1608 mit ; max (in äthanolischer Lösung) 256 mou, a = 5700.
Eine L¯sung von 10 g dieses Enoläthers in 50 ml Ather fügt man zu 2, 0 g Lithiumaluminiumhydrid in 150 ml ¯ther. Die Mischung wird unter Rückflussbedingungen während 20 Stunden erwärmt, dann abgekühlt und mit verdünnter Schwefelsäure im Dberschuss behandelt. Aus der Reaktionsmischung können 7, 0 g Rohprodukt isoliert werden.
Durch Chromatographie an Aluminiumoxyd erhÏlt man 2, 4 g 4-Hydroxymethyl-4, 5, 5-trimethyl-cyclohexen (2)-on-(1), welches aus Petroläther (Siedebereich 40-60 ) umkristallisiert wird ; Schmelzpunkt 151 ; ?max (in Ïthanolischer L¯sung) 230 mut, c = 7800 ; max (in Chloroform) 3680, 1672 und 1600 cl-1.
Das 2, 4-Dinitro-phenylhydrazon dieser Verbindung weist einen Schmelzpunkt von 174 auf ; Amax (in äthanolischer L¯sung) 373 m, u, e = 26 000.
21 g des nach dem vorhergehenden Absatz gewonnenen rohen Cyclohexenons werden in 50 ml Athanol gelöst und in Anwesenheit von 3, 0 g l Öliger PalljadiumkoMe bis zum Stillstand der Wasserstoffaufnahme mit Wasserstoff geschüttelt.
Nach dem Entfernen des Katalysators und des Lösungsmittels erhÏlt man 4-Hydroxymethyl-4, 5, 5-tri methyl-cyclohexanon-(l), welches ohne Reinigung weiter verwendet wird ; vmax 3497 und 1704 cl-1.
Eine abgekühlte L¯sung von 12 g dieser Verbindung in 150 ml Aceton fügt man zu 25 g Chrom trioxyd in 70 ml 2n Schwefelsäure. Die Mischung wird während 2 Stunden bei 20 ger hrt und an schliessend in 1 Liter Wasser gegossen. Das saure Produkt wird isoliert und aus BenzoVPetroläther (Siedebereich 40-60 ) umkristallisiert.
Man erhÏlt 2, 0 g 4-Carboxy-3, 3, 4-trimethyl-cyclohexanon- (l) ; Schmelzpunkt 188 ; vmax (in Chloroform) 3000-3500 und 1706 cm-1. Das 2, 4-Dinitro-phenylhydrazon die ser Verbindung schmilzt nach dem Umkristallisieren aus Athanol bei 193 ; AmaX (in äthanolischer Lösung)
355 mu, c = 17 500.
Eine L¯sung von 4, 4 g der nach dem vorher gehenden Absatz gewonnenen Ketosäure in 200 ml einer In Kalium-tert.-butylatlösung wird in Gegen wart von Sauerstoff bis zum Stillstand der Sauerstoff aufnahme geschüttelt. Die L¯sung wird in Wasser gegossen und mit 10 % iger Salzsäure angesäuert.
Durch Extraktion mit Chloroform erhÏlt man 4, 6 g eines festen Rückstandes, der gemäss spektrophoto- metrischer Bestimmung eine Reinheit von 89 % aufweist. Das gereinigte 4-Carboxy-4, 5, 5-trimethyl-cy clohexandion- (1, 2) schmilzt bei 136-137 ; ?max3100 bis 3500, 1695 und 1672 mit ; (in lithanoli- scher L¯sung) 268 m, c, e == 6500 ;/tmax (in alkali- scher L¯sung) 312 m/, t, E 5200.
Eine L¯sung von 4, 2 g des nach den Angaben im vorhergehenden Absatz gewonnenen 89 % igen Dions in 100 ml 5 % igem Kaliumhydroxyd wird unter Rückflussbedingungen gekocht, bis nach ungefähr 20 Stunden kein Absorptionsmaximum bei 312 m, u mehr festgestellt werden kann. Die L¯sung wird abgekühlt, durch Zufügen von Salzsäure bis zu pH 4 angesäuert und filtriert. Das. Filtrat wird mit dreimal 20 ml Ather extrahiert und anschliessend mit 9, 0 g Phosphorsäure und 9, 0 g Natriumwismutat versetzt. Die erhaltene Suspension wird über Nacht stehengelassen und anschliessend während 2 Stunden kräftig gerührt. Nun extrahiert man viermal mit je 50 ml Ather, engt die vereinigten Extrakte ein und kristallisiert den Rückstand aus.
Benzol/Petroläther (Siedebereich 60-80 ). Das gebildete 3-Carboxy3, 4, 4-trimethyl-cyclopentanon- (l) schmilzt in einem geschlossenen Schmelzpunktröhrchen bei 216 [eine Mischung mit 3-Carboxy-2, 2, 3-trimethyl-cyclopenta- non-(1) vom Schmelzpunkt von 228 schmilzt bereits bei 207-209 ] ; ?max (in Chloroform) 3100-3500, 1736 und 1701 cm-1. Das 2, 4-Dinitro-phenylhy- drazon dieser Säure schmilzt nach dem Umkristalli sieren aus Methanol bei 223 .
Diese Säure kann nach den Angaben in Beispiel 2 durch Reduktion mit Kaliumborhydrid in 3-Carb- oxy-3, 4, 4-trimethyl-cyclohexanol-(1), durch Behandlung mit Lithiummethyl in 3-Acetoxy-3, 4, 4-trimethylcyclohexanol und schliesslich durch Umsetzung mit Crocetindialdehyd in Capsorubin übergeführt werden.
Beispiel 4
Eine Mischung von 200 mg ss-Apo-8'-carotinal,
1, 0 g 1-Acetyl-1, 2, 2-trimethyl-cyclopentan und 15 mI 5 % iger äthanolischer Kaliumhydroxydlösung wird erwärmt und während 2 Tagen bei 20 gehalten.
Schliesslich wird die Reaktionsmischung 30 Minuten unter Rückfluss erwärmt. Die Reaktionsmischung wird abgekühlt, mit 250 ml Petroläther (Siedebereich
70-80 ) verdunnt, mit wässrigem Methanol (1 : 9) und mit Wasser gewaschen. Die L¯sung wird ge trocknet und eingeengt.
Durch Chromatographie des Rückstandes in benzolischer L¯sung an Aluminium oxyd und anschliessender Isolierung der roten Haupt zone und Umkristallisation des daraus gewonnenen
Rückstandes aus Benzol/Methanol erhÏlt man 25 mg 1-[2', 6', 6'-Trimethyl-cyclohexen-(l')-yl]-
19- [I', 2', 2'-trimethyl-cyclopenty1]
3, 7, 12, 16-tetramethyl-nonadecanonaen- (1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17)-on- (19) in Form von Nadeln, Schmelzpunkt 164-165 ; itmas (in Benzollösung) 483 mu, s = 10 100 ; max (in
Chloroform) 1667 cm-1, ? = 200.
Process for the preparation of carotenoids The invention relates to a process for the preparation of carotenoids of the formula
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1, 2, 2-trimethylcyclopentylcarbonyl radicals containing a hydroxyl or oxo group in R and R ', if appropriate in the 3-, 4- or 5-position, or R' also optionally contains the 2, 6, 6, which optionally contain a hydroxyl or oxo group -Trimethyl-cyclohexen- (l) -yl radical or of derivatives thereof partially hydrogenated at the triple bond, which due to their intense red color as dyes z. B. are very suitable for food and feed.
The compound of the formula I, in which the two radicals R and R'den represent 1, 2, 2-trimethyl-4-hydroxy-cyclopentylcarbonyl radical, probably corresponds to a paprika dye called capsorubin, while the compound in which R denotes the 1 , 2, 2-Trimethyl-4-hydroxy-cyclopentylcarbonyl radical and R'den 2, 6, 6-trimethyl-4 hydroxy-cyclohexenr (l) -yl radical mean to correspond to another paprika dye, the capsanthin seems.
The process according to the invention is characterized in that a polyenaldehyde of the formula
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or derivatives thereof partially hydrogenated at the triple bond, in which formula Rl denotes the 2- [2 ', 6', 6'-trimethyl-cyclohexen (1 ') -yl] -äthenylrest optionally containing a hydroxyl, oxo or ketalized oxo group or represents the formyl radical, with a ketone of the formula
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in which R2 represents hydrogen, a hydroxyl, oxo or ketalized oxo group, condenses and any ketalized oxo groups present are hydrolyzed.
Any triple bond present in the condensation product can be converted into a double bond by partial hydrogenation.
The polyenedialdehydes of the formula II which can be used as starting materials can, for example, according to the information in Helv. Chim. Acta, 39, 463 (1956). The preparation of compounds of the formula II in which Rl represents the 2- [2 ', 6', 6'-trimethyl-cyclohexen (') -yl] -ethenyl radical is described in Helv. Chim. Acta, 42, 854 (1959). The corresponding compound with a hydroxyl substituent in the 4-position of the cyclohexene ring is a compound known under the name ¯-citraurin [cf. Karrer et al. carotinoidso, Elsevier Publishing Company (1950), 218]. The corresponding 4-oxo compound can be obtained by oxidation of the hydroxyl group.
The ketones of the general formula III required as starting materials can be obtained, for example, from acids of the formula
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can be obtained by treatment with methyllithium. The production of compounds of the formula III is described in more detail in the examples.
The condensation of the polyenaldehydes of the formula II with the ketones of the formula III is expediently carried out under alkaline conditions.
The condensation is preferably carried out in the presence of an alcoholic solution of an alkali metal hydroxide, e.g. B. Ethanolic potassium hydroxide. Any partial hydrogenation of the triple bond is expediently carried out using a palladium catalyst poisoned with lead [cf. Helv. Chim. Acta, 35, 446 (1952)].
Example 1
A solution of 3.5 g of 1-carbaxy-1, 2, 2-trimethyl-cyclopentane in 40 ml of ether is added dropwise with stirring to a solution of methyl lithium in 50 ml of ether prepared from 10 g of methyl iodide. The reaction mixture is refluxed for 18 hours and then cooled. After carefully adding ice water, 2.0 g of 1-acetyl-1,2,2-trimethyl-cyclopentane are isolated; Boiling point 88-92 C / 23 mm, amas 1692 cm-1.
A mixture of 0.5 g of this ketone and 50 mg of crocetinedialdehyde in 3 ml of 5% ethanolic potassium hydroxide is left to stand for 4 hours and occasionally shaken and warmed up during this time. The mixture is then refluxed for 30 minutes, then cooled and diluted with benzene. The solution is then washed with water, dried over sodium sulfate and concentrated. By chromatography of the residue in a solvent mixture of benzene and petroleum ether (boiling range 60-80) in a ratio of 1: 1 on aluminum oxide [cf.
Brockmann, Reports (1941), Vol. 74, p. 73; Stage IV], isolation of the red main zone and recrystallization from benzene / petroleum ether (boiling range 60-80) gives 22 mg
1, 20-di- [1 ', 2', 2'-trimethyl-cyclopentyl] -
4, 8, 13, 17-tetramethyl-eicosanonaen (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18) -dione- (1, 20) as violet crystals; Melting point 205-206; Amax 517 and 483 mu., A = 95,000 and 105,000 (in benzene); vmax 1664 cul7-1.
Example 2
4.0 g of potassium borohydride are added in small portions to a warm solution of 10.0 g of 1-carboxy 1, 2, 2-trimethyl-cyclopentanone- (3) and 3.3 g of sodium hydroxide in 130 ml of water. The mixture obtained is heated on the steam bath for 16 hours and then cooled. One adds 13.3 ml of conc. Sulfuric acid in 70 ml of water is added and the reaction mixture is heated on the steam bath for one hour, cooled and extracted thoroughly with ether. The ethereal solution is extracted with saturated sodium bicarbonate solution. The extract is acidified, the precipitated product is isolated by treatment with ether and recrystallized from a mixture of ethyl acetate and petroleum ether (boiling range 60-80).
5.7 g of a mixture of the epimeric forms of 1-carboxy 1, 2, 2-trimethyl-3-hydroxy-cyclopentane are obtained; Melting point 220-222; fmax 1695 cl-1. The methyl ester of this compound boils at 132-135 / 17 mm; v 3450 and 1718 cm-1.
5.7 g of 1-carboxy-1, 2, 2-trimethyl-3-hydroxy-cyclopentane are dissolved in 50 ml of ether and the resulting solution is added dropwise, with stirring, to an ethereal solution of methyllithium prepared from 18 g of methyl iodide. The mixture is refluxed for 18 hours and then cooled. Ice water is then carefully added and the neutral product formed is isolated. In this way, 1 g of 1-acetyl-3-hydroxy-1, 2, 2-trimethyl-cyclopentane is obtained; ? max 3425 and 1686 cl-1.
A mixture of the ketone obtained according to the preceding paragraph with 100 mg of crocetinedialdehyde and 3 ml of 5% methanolic potassium hydroxide is kept at 20 for 19 hours and then refluxed for 21/2 hours. The reaction mixture is then cooled, diluted with benzene, washed with water, dried over sodium sulfate and concentrated.
Isolation according to Example 1 and recrystallization from benzene / petroleum ether (boiling range 60-80) gives 66 mg of 1, 20-di- [3-hydroxy-1, 2, 2-trimethyl-cyclopentyl] -4, 8, 13, 17-tetramethyl-eicosanonaen (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18) -dione- (1, 20) as violet crystals; Melting point 187-188 C; rmax 3401 and 1661 with; A. ,,, (in benzene solution) 520 and 485 m, u., E = 104,000 and 118,000.
Example 3
A solution of 190 g of 4-carbethoxy-4,5,5-tri-methyl-cyclohexadione- (1, 3) and 4.5 g of p-toluenesulfonic acid in 1.5 l of ethanol and 900 ml of benzene is used during 4 Days under a <Dean-Stark)> separator heated under reflux conditions. The condensate collected in the separator is repeatedly removed and the solvent in the reaction mixture is topped up accordingly. The reaction mixture is then cooled, concentrated under reduced pressure, diluted with petroleum ether (boiling range 40-60), washed with saturated sodium carbonate solution, dried over magnesium sulfate and concentrated.
Distillation of the residue gives, at a boiling point of 118¯ / 0.35 mm, 176 g of 6-carbethoxy-3-ethoxy-5, 5, 6-trimethyl'-cyclohexen- (2) -one- (1) as colorless Í1; nD = 1.4878; one 1721, 1653 and 1608 with; max (in ethanol solution) 256 mou, a = 5700.
A solution of 10 g of this enol ether in 50 ml of ether is added to 2.0 g of lithium aluminum hydride in 150 ml of ether. The mixture is heated under reflux conditions for 20 hours, then cooled and treated with excess dilute sulfuric acid. 7.0 g of crude product can be isolated from the reaction mixture.
Chromatography on aluminum oxide gives 2.4 g of 4-hydroxymethyl-4,5,5-trimethyl-cyclohexen (2) -one- (1), which is recrystallized from petroleum ether (boiling range 40-60); Melting point 151; ? max (in ethanolic solution) 230 mut, c = 7800; max (in chloroform) 3680, 1672 and 1600 cl-1.
The 2,4-dinitro-phenylhydrazone of this compound has a melting point of 174; Amax (in ethanol solution) 373 m, u, e = 26,000.
21 g of the crude cyclohexenone obtained according to the preceding paragraph are dissolved in 50 ml of ethanol and shaken with hydrogen in the presence of 3.0 g l of oily palladium particles until the hydrogen uptake has stopped.
After the catalyst and the solvent have been removed, 4-hydroxymethyl-4,5,5-tri-methyl-cyclohexanone- (l) is obtained, which is used further without purification; vmax 3497 and 1704 cl-1.
A cooled solution of 12 g of this compound in 150 ml of acetone is added to 25 g of chromium trioxide in 70 ml of 2N sulfuric acid. The mixture is stirred for 2 hours at 20 and then poured into 1 liter of water. The acidic product is isolated and recrystallized from benzo / petroleum ether (boiling range 40-60).
This gives 2.0 g of 4-carboxy-3, 3, 4-trimethyl-cyclohexanone- (l); Melting point 188; vmax (in chloroform) 3000-3500 and 1706 cm-1. The 2, 4-dinitro-phenylhydrazone this compound melts after recrystallization from ethanol at 193; AmaX (in ethanol solution)
355 mu, c = 17,500.
A solution of 4.4 g of the keto acid obtained in accordance with the previous paragraph in 200 ml of a potassium tert-butoxide solution is shaken in the presence of oxygen until the oxygen uptake stops. The solution is poured into water and acidified with 10% hydrochloric acid.
Extraction with chloroform gives 4.6 g of a solid residue which, according to spectrophotometric determination, has a purity of 89%. The purified 4-carboxy-4, 5, 5-trimethyl-cy clohexanedione- (1, 2) melts at 136-137; ? max3100 to 3500, 1695 and 1672 with; (in lithanolic solution) 268 m, c, e == 6500; / tmax (in alkaline solution) 312 m /, t, E 5200.
A solution of 4.2 g of the 89% dione obtained according to the information in the previous paragraph in 100 ml of 5% potassium hydroxide is boiled under reflux conditions until, after about 20 hours, no absorption maximum can be determined at 312 m. The solution is cooled, acidified to pH 4 by adding hydrochloric acid and filtered. The. The filtrate is extracted three times with 20 ml of ether and then 9.0 g of phosphoric acid and 9.0 g of sodium bismuthate are added. The suspension obtained is left to stand overnight and then stirred vigorously for 2 hours. It is then extracted four times with 50 ml of ether each time, the combined extracts are concentrated and the residue is crystallized out.
Benzene / petroleum ether (boiling range 60-80). The 3-carboxy-3, 4, 4-trimethyl-cyclopentanone- (l) formed melts in a closed melting point tube at 216 [a mixture with 3-carboxy-2, 2, 3-trimethyl-cyclopentanone- (1) with a melting point of 228 already melts at 207-209]; ? max (in chloroform) 3100-3500, 1736 and 1701 cm-1. The 2,4-dinitro-phenylhydrazone of this acid melts after recrystallization from methanol at 223.
This acid can, according to the information in Example 2, by reduction with potassium borohydride in 3-carboxy-3, 4, 4-trimethyl-cyclohexanol- (1), by treatment with lithium methyl in 3-acetoxy-3, 4, 4-trimethylcyclohexanol and finally converted into capsorubin by reaction with crocetin dialdehyde.
Example 4
A mixture of 200 mg ss-apo-8'-carotenal,
1.0 g of 1-acetyl-1, 2, 2-trimethyl-cyclopentane and 15 ml of 5% strength ethanolic potassium hydroxide solution are heated and kept at 20 for 2 days.
Finally, the reaction mixture is refluxed for 30 minutes. The reaction mixture is cooled, with 250 ml of petroleum ether (boiling range
70-80), washed with aqueous methanol (1: 9) and with water. The solution is dried and concentrated.
By chromatography of the residue in a benzene solution on aluminum oxide and subsequent isolation of the red main zone and recrystallization of what is obtained therefrom
Residue from benzene / methanol gives 25 mg of 1- [2 ', 6', 6'-trimethyl-cyclohexen- (l ') - yl] -
19- [I ', 2', 2'-trimethyl-cyclopenty1]
3, 7, 12, 16-tetramethyl-nonadecanonaen- (1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17) -one- (19) in the form of needles, melting point 164-165; itmas (in benzene solution) 483 mu, s = 10 100; max (in
Chloroform) 1667 cm-1,? = 200.