DE102004012577A1 - Process for the preparation of astaxanthin - Google Patents

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C403/00Derivatives of cyclohexane or of a cyclohexene or of cyclohexadiene, having a side-chain containing an acyclic unsaturated part of at least four carbon atoms, this part being directly attached to the cyclohexane or cyclohexene or cyclohexadiene rings, e.g. vitamin A, beta-carotene, beta-ionone
    • C07C403/24Derivatives of cyclohexane or of a cyclohexene or of cyclohexadiene, having a side-chain containing an acyclic unsaturated part of at least four carbon atoms, this part being directly attached to the cyclohexane or cyclohexene or cyclohexadiene rings, e.g. vitamin A, beta-carotene, beta-ionone having side-chains substituted by six-membered non-aromatic rings, e.g. beta-carotene

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Astaxanthin der Formel I DOLLAR F1 durch Umsetzen von 2 Mol des Triphenylphosphoniumsalzes der allgemeinen Formel II, DOLLAR F2 in der X für Chlor, Brom oder den (HS04)·-·-Rest steht, in einer Wittig-Reaktion mit einem Mol des C¶10¶-Dialdehyds der Formel III, DOLLAR F3 dadurch gekennzeichnet, dass man DOLLAR A A. die Ausgangsverbindungen der Formeln II und III in einem oder mehreren Lösungsmitteln, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglykolmonomethylether, 1-Methoxy-propanol-2 und Verbindungen der allgemeinen Formel R·1·-O-(CH¶2¶)¶2¶-O-(CH¶2¶)¶2¶-O-R·2· IV, in denen die Substituenten unabhängig voneinander folgende Bedeutung haben: DOLLAR A R·1· Wasserstoff, C¶1¶-C¶4¶-Alkyl; DOLLAR A R·2· C¶1¶-C¶4¶-Alkyl, C(=O)-C¶1¶-C¶4¶-Alkyl suspendiert, die Suspension auf Temperaturen von 30 bis 90 DEG C erwärmt, bis sich eine homogene Lösung gebildet hat, DOLLAR A B. die erhaltene homogene Lösung bei Temperaturen von 0 bis 40 DEG C mit 1 bis 1,2 Mol pro Mol Triphenylphosphoniumsalz einer für Wittig-Reaktionen üblichen Base versetzt und DOLLAR A C. das im Verfahrensschritt B. ausgefallene Astaxanthin bei Temperaturen von 90 bis 130 DEG C unter Normaldruck in einem oder mehreren der unter A. genannten Lösungsmitteln isomerisiert und anschließend isoliert.The invention relates to a process for the preparation of astaxanthin of the formula I DOLLAR F1 by reacting 2 mol of the triphenylphosphonium salt of the general formula II, DOLLAR F2 in which X is chlorine, bromine or the (HSO 4) · - · radical, in a Wittig Reaction with one mole of the C¶10¶-dialdehyde of the formula III, DOLLAR F3, characterized in that DOLLAR A A. the starting compounds of the formulas II and III in one or more solvents selected from the group consisting of ethylene glycol monomethyl ether, 1 -Methoxy-2-propanol and compounds of the general formula R · 1 · -O- (CH¶2¶) ¶2¶-O- (CH¶2¶) ¶2¶-OR · 2 · IV, in which the substituents independently of one another have the following meaning: DOLLAR AR · 1 · hydrogen, C¶1¶-C¶4¶-alkyl; DOLLAR AR · 2 · C¶1¶-C¶4¶-alkyl, C (= O) -C¶1¶-C¶4¶-alkyl is suspended, the suspension is heated to temperatures of 30 to 90 ° C, until has formed a homogeneous solution, DOLLAR A B. the homogeneous solution obtained at temperatures from 0 to 40 ° C. with 1 to 1.2 moles per mole of triphenylphosphonium salt of a base customary for Wittig reactions added and DOLLAR A C. the in process B. precipitated astaxanthin at temperatures of 90 to 130 ° C. under normal pressure in one or more of the solvents mentioned under A. isomerized and then isolated.

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung des C40-Carotinoids Astaxanthin durch eine doppelte Wittig-Reaktion eines 3-Methyl-5-(2,6,6-trimethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclohexen-1-yl)-2,4-pentadienyl-triphenylphosphoniumsalzes (Asta-C15-triphenylphosphoniumsalz) mit 2,7-Dimethyl-2,4,6-octatrien-1,8-dial (C10-Dial).The invention relates to an improved process for preparing the C 40 carotenoid astaxanthin by a double Wittig reaction of a 3-methyl-5- (2,6,6-trimethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclohexene-1 yl) -2,4-pentadienyl-triphenylphosphonium salt (Asta-C 15 -triphenylphosphonium salt) with 2,7-dimethyl-2,4,6-octatriene-1,8-dial (C 10 -dial).

Astaxanthin ist ein zum Färben von Lebensmitteln, Lachsen und Forellen sehr begehrter natürlicher Farbstoff. Dementsprechend sind zahlreiche Methoden zur Isolierung oder Synthese von Astaxanthin bekannt. So ist zum Beispiel die Isolierung von Astaxanthin durch Extraktion von Crustaceenschalen aus WO 86/6082 bekannt. Weiterhin kann Astaxanthin durch fermentative Prozesse (vgl. Biotechnol. Letters 10 (1988), 609-614 oder aus Mikroalgen (vgl. WO 89/1977 und EP 329 754 ) gewonnen werden.Astaxanthin is a natural dye very popular for dyeing foods, salmon and trout. Accordingly, numerous methods for isolating or synthesizing astaxanthin are known. For example, the isolation of astaxanthin by extraction of crustacean shells is known from WO 86/6082. Furthermore, astaxanthin can be obtained by fermentative processes (see Biotechnol Letters 10 (1988), 609-614 or from microalgae (see WO 89/1977 and WO 99/18077) EP 329 754 ) be won.

Diese Methoden haben jedoch entscheidende Nachteile. Zum einen liegt Astaxanthin in der Natur nur in sehr geringer Konzentration vor und muss daher durch aufwendige Prozesse isoliert werden. Andererseits werden nur unbefriedigende Ausbeuten erzielt. Außerdem sind die großen Mengen an benötigten Hilfsstoffen und an anfallenden nicht verwertbaren Abfallstoffen ökologisch und ökonomisch nicht akzeptabel.These However, methods have crucial disadvantages. For one thing, Astaxanthin in nature only in very low concentration and therefore must be isolated by complex processes. On the other hand, only achieved unsatisfactory yields. Besides, the big quantities at needed Excipients and accumulated non-recyclable waste ecologically and economically unacceptable.

Von den Verfahren zur synthetischen Herstellung von Astaxanthin sei die Oxidation von Canthaxanthin-bis-silyl-enolethern mit Percarbonsäuren und anschließende Hydrolyse (vgl. EP 101 597 ) genannt. Nachteilig an diesem Verfahren sind die nur mäßigen Ausbeuten und Reinheiten an Astaxanthin, unvollkommene Umsätze und unerwünschte Nebenprodukte, wie Adonirubin.Of the processes for the synthetic preparation of astaxanthin, the oxidation of canthaxanthin bis-silyl enol ethers with percarboxylic acids and subsequent hydrolysis (cf. EP 101 597 ) called. Disadvantages of this process are the only moderate yields and purities of astaxanthin, imperfect conversions and undesired by-products, such as adonirubin.

Aus EP 440 037 ist eine weitere Methode zur Oxidation von Canthaxanthin-enolaten bekannt. Aber auch dieses Verfahren ist für eine technische Herstellung nicht geeignet, da zur Darstellung der Enolate teure Basen, wie die Salze von Hexamethyldisilazan und sehr tiefe Temperaturen notwendig sind und als Oxidationsmittel das schlecht verfügbare und sicherheitstechnisch brisante Phenylsulfonyloxaziridin eingesetzt wird. Zudem ist auch bei diesem Verfahren der Umsatz nur unvollständig.Out EP 440,037 Another method for the oxidation of canthaxanthin enolates is known. However, this process is also unsuitable for industrial production, since expensive bases such as the salts of hexamethyldisilazane and very low temperatures are necessary for the preparation of the enolates and the poorly available and safety-explosive phenylsulfonyloxaziridine is used as the oxidizing agent. In addition, the sales is only incomplete in this process.

Aus EP 005 749 ist ein Verfahren zur Herstellung von Astaxanthin durch Wittig-Reaktion eines an der Hydroxygruppe in 4-Stellung des Asta-C15-Triarylphosphoniumsalzes acylierten Bausteins mit C10-dial und anschließende Hydrolyse bekannt. Als Lösungsmittel für diese Wittig-Reaktion wird u.a. Isopropanol genannt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass in die C15-Triphenylphosphoniumsalze Schutzgruppen eingeführt und wieder abgespalten werden müssen, sowie die erzielten mäßigen Ausbeuten.Out EP 005 749 is a method for the production of astaxanthin by Wittig reaction of an acylated at the hydroxy group in the 4-position of the asta-C 15 -Triarylphosphoniumsalzes blocks with C 10 -dial and subsequent hydrolysis known. The solvent used for this Wittig reaction is, inter alia, called isopropanol. A disadvantage of this process is that protective groups have to be introduced into the C 15 -triphenylphosphonium salts and have to be split off again, as well as the moderate yields achieved.

In EP 005 748 wird die Wittig-Reaktion von Asta-C15-Triarylphosphoniumsalzen selbst mit C10-Dial beschrieben. Als geeignete Lösungsmittel werden Halogenkohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid und Chloroform genannt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass man sowohl als Lösungsmittel als auch für die Aufarbeitung durch Extraktion große Mengen an Halogenkohlenwasserstoffen benötigt, die bekanntermaßen bedenkliche toxikologische Eigenschaften aufweisen und eine technisch aufwendige Rückgewinnung erfordern.In EP 005 748 describes the Wittig reaction of Asta-C 15 triarylphosphonium salts, even with C 10 -dial. Suitable solvents are halohydrocarbons, such as methylene chloride and chloroform. A disadvantage of this method is that both as a solvent and for workup by extraction requires large amounts of halogenated hydrocarbons, which are known to have questionable toxicological properties and require a technically complex recovery.

EP 0 733 619 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Astaxanthin, bei dem die Wittig-Reaktion in Methanol und/oder Ethanol und die anschließende Isomerisierung des gebildeten Astaxanthins in einem C1-bis C4-Alkanols durchgeführt wird. Durch die Verwendung der niedrigsiedenden Alkohole ist es erforderlich, die Isomerisierung in Druckapparaturen durchzuführen, was einen erhöhten technischen Aufwand bei der Synthese von Astaxanthin bedeutet. EP 0 733 619 relates to a process for the preparation of astaxanthin, in which the Wittig reaction in methanol and / or ethanol and the subsequent isomerization of the astaxanthin formed in a C 1 to C 4 alkanols is performed. By using the low-boiling alcohols, it is necessary to carry out the isomerization in printing apparatus, which means an increased technical complexity in the synthesis of astaxanthin.

Weiterhin wird in mehreren Publikationen in Helv. Chim Acta, 64 (1981; vgl. Seiten 2405-18; Seiten 2436-46 und Seiten 2447-62) die Umsetzung von Asta-C15-Triarylphosphoniumhalogeniden mit dem C10-Dial nach Wittig beschrieben. In allen beschriebenen Wittig-Reaktionen wird Methylenchlorid als Lösungsmittel für die Phosphoniumsalze und den C10-Dialdehyd eingesetzt und Methylenchlorid bei der Aufarbeitung und Reinigung eingesetzt.Furthermore, several publications in Helv. Chim Acta, 64 (1981, pages 2405-18, pages 2436-46 and pages 2447-62) describe the reaction of asta-C 15 -triarylphosphonium halides with the C 10 -dial according to Wittig , In all Wittig reactions described methylene chloride is used as a solvent for the phosphonium salts and the C 10 -dialdehyde and methylene chloride used in the workup and purification.

Es war daher die Aufgabe der Erfindung, das Verfahren zur Herstellung von Astaxanthin aus einem Asta-C15-Triarylphosphoniumsalz und dem C10-Dialdehyd in einer Wittig-Reaktion so zu verbessern, dass man die Umsetzung auf technisch einfache Weise auch ohne Einsatz schwierig aufzuarbeitender Lösungsmittelgemische durchführen kann.It was therefore an object of the invention to improve the process for the preparation of astaxanthin from an asta-C 15 -Triarylphosphoniumsalz and the C 10 -dialdehyde in a Wittig reaction so that the reaction in a technically simple manner without use aufbewender difficult Can carry out solvent mixtures.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass man Astaxanthin auf technisch einfache Weise und in sehr guten Ausbeuten herstellen kann, wenn man sowohl für die Wittig-Reaktion als auch für die anschließende Isomerisierung/Aufarbeitung die in Anspruch 1 genannten Lösungsmittel verwendet.It has now surprisingly been found that one can produce astaxanthin in a technically simple manner and in very good yields, if both for the Wittig reaction as well as for the closing isomerization / workup used the solvent mentioned in claim 1.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Astaxanthin der Formel I

Figure 00030001
durch Umsetzen von 2 Mol des Triphenylphosphoniumsalzes der allgemeinen Formel II
Figure 00030002
in der X für Chlor, Brom oder den (HS04)--Rest, vorzugsweise für Brom steht, in einer Wittig-Reaktion mit einem Mol des C10-Dialdehyds der Formel III,
Figure 00030003
das dadurch gekennzeichnet ist, dass man

  • A. die Ausgangsverbindungen der Formeln II und III in einem oder mehreren Lösungsmitteln, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglykolmonomethylether, 1-Methoxy-propanol-2 und Verbindungen der allgemeinen Formel IV R1-O-(CH2)2-O-(CH2)2-O-R2 IV,in denen die Substituenten unabhängig voneinander folgende Bedeutung haben: R1 Wasserstoff, C1-C4-Alkyl; R2 C1-C4-Alkyl, C(=O)-C1-C4-Alkyl, suspendiert, die Suspension auf Temperaturen von 30 bis 90°C erwärmt bis sich eine homogene Lösung gebildet hat,
  • B. die erhaltene homogene Lösung bei Temperaturen von 0 bis 40°C mit 1 bis 1,2 Mol pro Mol Triphenylphosphoniumsalz einer für Wittig-Reaktionen üblichen Base versetzt und
  • C. das im Verfahrensschritt B. ausgefallene Astaxanthin bei Temperaturen von 90 bis 130°C, vorzugsweise 80 bis 100°C unter Normaldruck in einem oder mehreren der unter A. genannten Lösungsmittel isomerisiert und anschließend isoliert.
The invention therefore provides a process for the preparation of astaxanthin of the formula I.
Figure 00030001
by reacting 2 mol of the triphenylphosphonium salt of the general formula II
Figure 00030002
radical, preferably bromine, in a Wittig reaction with one mole of C 10 -Dialdehyds of formula III - in which X is chlorine, bromine or (HS04)
Figure 00030003
which is characterized in that one
  • A. the starting compounds of formulas II and III in one or more solvents selected from the group consisting of ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol and compounds of general formula IV R 1 is -O- (CH 2 ) 2 -O- (CH 2 ) 2 -OR 2 IV, in which the substituents independently of one another have the following meaning: R 1 is hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl; R 2 is C 1 -C 4 -alkyl, C (= O) -C 1 -C 4 -alkyl, suspended, the suspension is heated to temperatures of 30 to 90 ° C until a homogeneous solution has formed,
  • B. the homogeneous solution obtained at temperatures of 0 to 40 ° C with 1 to 1.2 moles per mole of triphenylphosphonium salt of a conventional base for Wittig reactions and added
  • C. the astaxanthin precipitated in process step B. is isomerized at temperatures of 90 to 130 ° C., preferably 80 to 100 ° C. under normal pressure in one or more of the solvents mentioned under A. and subsequently isolated.

Unter C1-C4-Alkyl-Reste für R1 und R2 sind Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl und tert. Butyl zu verstehen.Among C 1 -C 4 alkyl radicals for R 1 and R 2 are methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl and tert. Butyl to understand.

Der Rest C(=O)-C1-C4-Alkyl steht für Acylreste, beispielsweise Acetyl oder Propionyl. Typische Vertreter aus dieser Stoffklasse sind C2H5O-(CH2)2-O-(CH2)2-OC(=O)CH3 oder C4H9O-(CH2)2-O-(CH2)2-OC(=O)CH3.The radical C (= O) -C 1 -C 4 -alkyl represents acyl radicals, for example acetyl or propionyl. Typical representatives of this class of compounds are C 2 H 5 O- (CH 2 ) 2 -O- (CH 2 ) 2 -OC (= O) CH 3 or C 4 H 9 O- (CH 2 ) 2 -O- (CH 2 ) 2 -OC (= O) CH 3 .

Bevorzugte Lösungsmittel sind Ethylenglykolmonomethylether, 1-Methoxy-propanol-2 und/oder Methyldiglykol der Formel CH3O-(CH2)2-O-(CH2)2-OH.Preferred solvents are ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol and / or methyl diglycol of the formula CH 3 O- (CH 2 ) 2 -O- (CH 2 ) 2 -OH.

Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Umsetzung verwendet man im allgemeinen soviel Lösungsmittel, dass die Konzentration der Triphenylphosphoniumhalogenide im Alkanol 0,1 bis 3 Mol, vorzugsweise 0,3 bis 1 Mol pro Liter Lösungsmittel beträgt.to execution the reaction of the invention In general, one uses so much solvent that the concentration the triphenylphosphonium halides in the alkanol 0.1 to 3 mol, preferably 0.3 to 1 mole per liter of solvent is.

Zur vollständigen Auflösung der Edukte der Formeln II und III wird im allgemeinen so vorgegangen, dass man sie in beliebiger Reihenfolge in das Lösungsmittel einträgt und die Suspension auf 30 bis 90°C, vorzugsweise 40 bis 80°C erhitzt.For complete dissolution of the educts of the formulas II and III, the procedure is generally such that they are introduced into the solvent in any desired order and the suspension is heated to 30 to 90.degree heated preferably 40 to 80 ° C.

In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn man die oben genannten Lösungsmittel in einem Gemisch mit Halogenkohlenwasserstoffen, beispielsweise mit Dichlormethan oder Chloroform einsetzt.In some cases It may be beneficial to use the above solvents in a mixture with halogenated hydrocarbons, for example with dichloromethane or chloroform.

In die entstandene Lösung wird im allgemeinen bei Temperaturen von 0 bis 40°C, vorzugsweise 20 bis 40°C langsam die Base eingetragen und das Reaktionsgemisch bei dieser Temperatur gerührt. Im Falle einer Mischung der erfindungsgemäß verwendeten Lösungsmitteln mit Halogenkohlenwasserstoffen liegt der bevorzugte Temperaturbereich bei 0 bis 20°C.In the resulting solution is generally at temperatures of 0 to 40 ° C, preferably 20 to 40 ° C slowly added the base and the reaction mixture in this Temperature stirred. In the case of a mixture of the solvents used in the invention with halocarbons is the preferred temperature range at 0 to 20 ° C.

Als für Wittig-Reaktionen geeignete Basen seien genannt: Lösungen von Alkali- oder Erdalkalialkoxiden oder Alkali- oder Erdalkalihydroxiden in Methanol oder Ethanol, Alkali- oder Erdalkalihydroxide, Ammoniak, Triethylamin sowie Alkali- oder Erdalkali-Carbonate. Besonders vorteilhaft gestaltet sich das Verfahren, wenn man eine wässrige Lösung von NaOH oder KOH, eine methanolische Natriummethoxidlösung oder eine ethanolische Natriumethoxidlösung verwendet.When for Wittig reactions suitable bases may be mentioned: solutions of alkali or alkaline earth alkoxides or alkali or alkaline earth metal hydroxides in methanol or ethanol, alkali or alkaline earth hydroxides, ammonia, Triethylamine and alkali or alkaline earth carbonates. Designed especially advantageous The process, when an aqueous solution of NaOH or KOH, a methanolic sodium methoxide solution or an ethanolic sodium ethoxide solution.

Die Reaktionszeiten für das Lösen der Edukte sowie Eintragen der Basen und Umsetzung betragen im allgemeinen 0,5 bis 12 Stunden, bevorzugt 1 bis 8 Stunden, besonders bevorzugt 1,5 bis 4 Stunden.The Reaction times for the release the starting materials and entering the bases and implementation are generally 0.5 to 12 hours, preferably 1 to 8 hours, more preferably 1.5 to 4 hours.

Die im Anschluss an die Wittig-Reaktion durchgeführte Isomerisierung des Astaxanthins erfolgt bei Temperaturen von 90 bis 130°C, vorzugsweise 80 bis 100°C unter Normaldruck.The isomerization of astaxanthin following the Wittig reaction takes place at temperatures of 90 to 130 ° C, preferably 80 to 100 ° C under atmospheric pressure.

Die Isomerisierungszeiten betragen je nach Reaktionstemperatur 0,5 bis 16 Stunden, bevorzugt 1 bis 10 Stunden, besonders bevorzugt 2 bis 5 Stunden.The Isomerization times amount to 0.5 to depending on the reaction temperature 16 hours, preferably 1 to 10 hours, more preferably 2 to 5 hours.

Mit besonderem Vorteil gelingt das erfindungsgemäße Verfahren, wenn man das Astaxanthin enthaltende Reaktionsgemisch vor der thermischen Isomersierung mit Essigsäure neutralisiert, da die Sauerstoff Funktionen im Ring des Astaxanthins in alkalischem Medium empfindlicher sind.With particular advantage of the inventive method succeeds when the Astaxanthin-containing reaction mixture prior to thermal isomerization with acetic acid neutralized because the oxygen functions in the ring of astaxanthin are more sensitive in alkaline medium.

Nach der Isomerisierung wird das Reaktionsgemisch auf Temperaturen von 10 bis 50°C, vorzugsweise 20 bis 40°C abgekühlt.To the isomerization, the reaction mixture to temperatures of 10 to 50 ° C, preferably 20 to 40 ° C cooled.

Das auskristallisierte Astaxanthin wird durch Filtration oder Zentrifugation isoliert und mit Methanol, Ethanol und/oder Gemischen dieser Alkanole und mit Wasser gewaschen.The Crystallized astaxanthin is obtained by filtration or centrifugation isolated and with methanol, ethanol and / or mixtures of these alkanols and washed with water.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das als Nahrungsmittelfarbstoff begehrte Astaxanthin in Ausbeuten von bis zu 85 % der Theorie und mit Selektivitäten in bezug auf die all-(E)-Konfiguration von bis zu 99 % erhalten werden.With Help of the method according to the invention can Astaxanthin coveted as a food dye in yields up to 85% of theory and with selectivities to the all (E) configuration up to 99%.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Astaxanthin zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass es in grobkristalliner Form mit niedrigem Filtrationswiderstand anfällt.The according to the inventive method Astaxanthin obtained is characterized inter alia by the fact that it in coarse crystalline form with low filtration resistance accrues.

Anhand der folgenden Beispiele soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden.Based The following examples illustrate the process according to the invention.

Beispiel 1example 1

60 g (0,104 mol) 3-Methyl-(2,6,6-trimethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclohexen-1-yl)-2,4-pentadienyl-triphenylphosphoniumbromid (Asta-C15-triphenylphosphoniumbromid) und 7,8 g (0,0476 mol) 2,7-Dimethyl-2,4,6-octatrien-1,8-dial (99 gew.-%ig; all-E/4Z=2/1) wurden bei 25°C in 190 ml Ethylenglykolmonomethylether unter Schutzgas suspendiert. Es wurde auf 45°C erhitzt, wobei eine homogene Lösung entstand. Nach 30 mi nütigem Rühren bei 45°C wurde auf etwa 25°C abgekühlt und innerhalb von 20 Minuten 7,5 g (0,11 mol) Natriumethylat in 22,5 g Methanol zugefügt. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch 2 Stunden bei 30°C gerührt.60 g (0.104 mol) of 3-methyl- (2,6,6-trimethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclohexen-1-yl) -2,4-pentadienyl-triphenylphosphonium bromide (Asta-C 15 -triphenylphosphonium bromide ) and 7.8 g (0.0476 mol) of 2,7-dimethyl-2,4,6-octatriene-1,8-dial (99 wt%, all-E / 4Z = 2/1) suspended at 25 ° C in 190 ml of ethylene glycol monomethyl ether under inert gas. It was heated to 45 ° C, resulting in a homogeneous solution. After 30 mi nütigem stirring at 45 ° C was cooled to about 25 ° C and added within 20 minutes 7.5 g (0.11 mol) of sodium in 22.5 g of methanol. Subsequently, the reaction mixture was stirred at 30 ° C for 2 hours.

Nach Zugabe von 3 g (0,05 mol) Eisessig wurde das Reaktionsgemisch auf 100°C erwärmt und bei dieser Temperatur 4 Stunden lang gerührt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur (23°C) wurde das ausgefallene Astaxanthin abfiltriert, mit ca. 800 ml 40°C warmen Methanol und 400 ml 70°C warmen Wasser gewaschen und bei 50°C im Trockenschrank unter Schutzgas getrocknet.
Ausbeute: 23,3 g (82,2% d.Th.), Reinheit 97% (bestimmt durch HPLC).
After addition of 3 g (0.05 mol) of glacial acetic acid, the reaction mixture was heated to 100 ° C and stirred at this temperature for 4 hours. After cooling to room temperature (23 ° C), the precipitated astaxanthin was filtered off, washed with about 800 ml of 40 ° C warm methanol and 400 ml of 70 ° C warm water and dried at 50 ° C in a drying oven under inert gas.
Yield: 23.3 g (82.2% of theory), purity 97% (determined by HPLC).

Beispiel 2Example 2

60 g (0,104 mol) 3-Methyl- (2,6,6-timethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclohexen-1-yl)-2,4-pentadienyl-triphenylphosphoniumbromid (Asta-C15-triphenylphosphoniumbromid) wurde bei 25°C in 500 ml 1-Methoxy-propanol-2 suspendiert. Unter Stickstoff wurde auf 80°C erhitzt, wobei eine homogene Lösung entstand. Anschließend wurde auf 40°C abgekühlt und 7,8 g (0,0476 mol) 2,7-Dimethyl-2,4,6-octatrien-1,8-dial (99 gew.-%ig; all-E/4Z=2/1) zugegeben. Nach 30 minütigem Rühren bei 40°C wurde die Lösung auf etwa 25°C abgekühlt und innerhalb von 10 Minuten 20 g (0,11 mol) einer 30%igen Natriummethylatlösung zugetropft. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch 2 Stunden bei 30°C gerührt.60 g (0.104 mol) of 3-methyl- (2,6,6-timethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclohexen-1-yl) -2,4-pentadienyl-triphenylphosphonium bromide (asta-C 15 -triphenylphosphonium bromide ) was suspended at 25 ° C in 500 ml of 1-methoxy-2-propanol. Under nitrogen was heated to 80 ° C, resulting in a homogeneous solution. It was then cooled to 40 ° C and 7.8 g (0.0476 mol) of 2,7-dimethyl-2,4,6-octatriene-1,8-dial (99 wt .-%, all-E / 4Z = 2/1) was added. After stirring for 30 minutes at 40 ° C, the solution was cooled to about 25 ° C and added dropwise within 10 minutes 20 g (0.11 mol) of a 30% sodium methylate solution. Subsequently, the reaction mixture was stirred at 30 ° C for 2 hours.

Nach Zugabe von 2 ml Eisessig wurde das Reaktionsgemisch auf 100°C erwärmt und bei dieser Temperatur 4 Stunden lang gerührt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur (23°C) wurde das ausgefallene Astaxanthin abfiltriert, mit ca. 800 ml 40°C warmen Methanol und 400 ml 70°C warmen Wasser gewaschen und bei 50°C im Trockenschrank unter Schutzgas getrocknet.
Ausbeute: 20 g (70,57% d.Th.) Reinheit 97% (bestimmt durch HPLC)..
After addition of 2 ml of glacial acetic acid, the reaction mixture was heated to 100 ° C and stirred at this temperature for 4 hours. After cooling to room temperature (23 ° C), the precipitated astaxanthin was filtered off, washed with about 800 ml of 40 ° C warm methanol and 400 ml of 70 ° C warm water and dried at 50 ° C in a drying oven under inert gas.
Yield: 20 g (70.57% of theory) purity 97% (determined by HPLC).

Beispiel 3Example 3

60 g (0,104 mol) 3-Methyl- (2,6,6-timethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclohexen-1-yl)-2,4-pentadienyl-triphenylphosphoniumbromid (Asta-C15-triphenylphosphoniumbromid) wurden unter Stickstoff bei 25°C in 200 ml Diethylenglykolmonomethylether suspendiert. Es wurde auf 80°C erhitzt, wobei eine homogene Lösung entstand. Anschließend wurde auf 40°C abgekühlt und 7,8 g (0,0476 mol) 2,7-Dimethyl-2,4,6-octatrien-1,8-dial (99 gew.-%ig; all-E/4Z=2/1) zugegeben. Nach 30 minütigem Rühren bei 40°C wurde die Lösung auf etwa 25°C abgekühlt und innerhalb von 30 Minuten 20 g einer 30%igen Natriummethylatlösung zugetropft. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch 2 Stunden bei 30°C gerührt.60 g (0.104 mol) of 3-methyl- (2,6,6-timethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclohexen-1-yl) -2,4-pentadienyl-triphenylphosphonium bromide (asta-C 15 -triphenylphosphonium bromide ) were suspended under nitrogen at 25 ° C in 200 ml of diethylene glycol monomethyl ether. It was heated to 80 ° C, resulting in a homogeneous solution. It was then cooled to 40 ° C and 7.8 g (0.0476 mol) of 2,7-dimethyl-2,4,6-octatriene-1,8-dial (99 wt .-%, all-E / 4Z = 2/1) was added. After stirring for 30 minutes at 40 ° C, the solution was cooled to about 25 ° C and added dropwise within 30 minutes 20 g of a 30% sodium methylate solution. Subsequently, the reaction mixture was stirred at 30 ° C for 2 hours.

Danach wurde das Reaktionsgemisch auf 100°C erwärmt und bei dieser Temperatur 4 Stunden lang gerührt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur (23°C) wurde das ausgefallene Astaxanthin abfiltriert, mit ca. 800 ml 40°C warmen Methanol und 400 ml 70°C warmen Wasser gewaschen und bei 50°C im Trockenschrank unter Schutzgas getrocknet.
Ausbeute: 21,3 g (75,2% d.Th.) Reinheit 96% (bestimmt durch HPLC).
Thereafter, the reaction mixture was heated to 100 ° C and stirred at this temperature for 4 hours. After cooling to room temperature (23 ° C), the precipitated astaxanthin was filtered off, washed with about 800 ml of 40 ° C warm methanol and 400 ml of 70 ° C warm water and dried at 50 ° C in a drying oven under inert gas.
Yield: 21.3 g (75.2% of theory) purity 96% (determined by HPLC).

Beispiel 4Example 4

60 g (0,104 mol) 3-Methyl-(2,6,6-trimethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclohexen-1-yl)-2,4-pentadienyl-triphenylphosphoniumbromid (Asta-C15-triphenylphosphoniumbromid) und 7,8g (0,0476 mol) 2,7-Dimethyl-2,4,6-octatrien-1,8-dial (99 gew.%ig; all-E/4Z=2/1) wurden in 180 ml Metylenchlorid bei Raumtemperatur (21 °C) gelöst und danach mit 180 ml Diethylenglykolmonomethylether (Methyldiglykol) versetzt. Die Lösung wurde auf 0 bis 3°C abgekühlt und bei der Temperatur innerhalb 1 Stunde mit 6 g (0,11 mol) Natriummethylat in 24 g Methanol versetzt. Nach 1,5 Stunden fügte man 2 ml Eisessig hinzu und heizte langsam auf 105-107°C. Dabei wurde Methylenchlorid/Methanol abdestilliert. Nach Erreichen der Isomerisierungstemperatur rührte man 4 Stunden nach. Danach ließ man auf Raumtemperatur (24°C) abkühlen, saugte über eine G3-Glasfritte ab und wusch den Filterrückstand mit: 200 ml Methanol (50°C), 300 ml VE-Wasser (ca.80°C) und danach nochmals mit 200 ml Methanol (40°C). Getrocknet wurde bei 50°C unter Schutzgas.
Ausbeute: 23,8 g (84% d.Th.); Reinheit: 97,7 % (bestimmt durch HPLC).
60 g (0.104 mol) of 3-methyl- (2,6,6-trimethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclohexen-1-yl) -2,4-pentadienyl-triphenylphosphonium bromide (Asta-C 15 -triphenylphosphonium bromide ) and 7.8 g (0.0476 mol) of 2,7-dimethyl-2,4,6-octatriene-1,8-dial (99% by weight; all-E / 4Z = 2/1) were dissolved in 180.degree ml of methylene chloride at room temperature (21 ° C) and then treated with 180 ml of diethylene glycol monomethyl ether (methyl diglycol). The solution was cooled to 0 to 3 ° C and treated at the temperature within 1 hour with 6 g (0.11 mol) of sodium in 24 g of methanol. After 1.5 hours, 2 ml of glacial acetic acid were added and the mixture was heated slowly to 105-107 ° C. In this case, methylene chloride / methanol was distilled off. After reaching the Isomerisierungstemperatur was stirred for 4 hours. Then allowed to cool to room temperature (24 ° C), filtered through a G3 glass frit and washed the filter residue with: 200 ml of methanol (50 ° C), 300 ml of deionized water (about 80 ° C) and then again with 200 ml of methanol (40 ° C). Was dried at 50 ° C under inert gas.
Yield: 23.8 g (84% of theory); Purity: 97.7% (determined by HPLC).

Claims (4)

Verfahren zur Herstellung von Astaxanthin der Formel I
Figure 00080001
durch Umsetzen von 2 Mol des Triphenylphosphoniumsalzes der allgemeinen Formel II
Figure 00080002
in der X für Chlor, Brom oder den (HS04)--Rest steht, in einer Wittig-Reaktion mit einem Mol des C10-Dialdehyds der Formel III
Figure 00080003
dadurch gekennzeichnet, dass man A. die Ausgangsverbindungen der Formeln II und III in einem oder mehreren Lösungsmitteln, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglykolmonomethylether, 1-Methoxy-propanol-2 und Verbindungen der allgemeinen Formel IV R1-O-(CH2)2-O-(CH2)2-O-R2 IV,in denen die Substituenten unabhängig voneinander folgende Bedeutung haben: R1 Wasserstoff, C1-C4-Alkyl; R2 C1-C4-Alkyl, C(=O)-C1-C4-Alkyl suspendiert, die Suspension auf Temperaturen von 30 bis 90°C erwärmt bis sich eine homogene Lösung gebildet hat, B. die erhaltene homogene Lösung bei Temperaturen von 0 bis 40°C mit 1 bis 1,2 Mol pro Mol Triphenylphosphoniumsalz einer für Wittig-Reaktionen üblichen Base versetzt und C. das im Verfahrensschritt B. ausgefallene Astaxanthin bei Temperaturen von 90 bis 130°C unter Normaldruck in einem oder mehreren der unter A. genannten Lösungsmitteln isomerisiert und anschließend isoliert.
Process for the preparation of astaxanthin of the formula I
Figure 00080001
by reacting 2 mol of the triphenylphosphonium salt of the general formula II
Figure 00080002
in which X is chlorine, bromine or (HS04) - radical is, in a Wittig reaction with one mole of C 10 -Dialdehyds of formula III
Figure 00080003
characterized in that A. the starting compounds of the formulas II and III in one or more solvents selected from the group consisting of ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol and compounds of general formula IV R 1 is -O- (CH 2 ) 2 -O- (CH 2 ) 2 -OR 2 IV, in which the substituents independently of one another have the following meaning: R 1 is hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl; R 2 C 1 -C 4 alkyl, C (= O) -C 1 -C 4 alkyl suspended, the suspension is heated to temperatures of 30 to 90 ° C until a homogeneous solution has formed, B. the resulting homogeneous solution at temperatures of 0 to 40 ° C with 1 to 1.2 moles per mole of triphenylphosphonium salt of a usual base for Wittig reactions added and C. the precipitated in step B. astaxanthin at temperatures of 90 to 130 ° C under atmospheric pressure in one or more the isomerized under A. solvents and then isolated.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ethylenglykolmonomethylether, 1-Methoxy-propanol-2 und Methyldiglykol der Formel CH3O-(CH2)2-O-(CH2)2-OH verwendet.Process according to Claim 1, characterized in that a solvent selected from the group consisting of ethylene glycol monomethyl ether, 1-methoxy-2-propanol and methyl diglycol of the formula CH 3 O- (CH 2 ) 2 -O- (CH 2 ) 2 - OH used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Triphenylphosphoniumsalz der allgemeinen Formel II, in der X für Brom steht, mit dem C10-Dialdehyd der Formel III umsetzt.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that reacting a triphenylphosphonium salt of the general formula II, in which X is bromine, with the C 10 -dialdehyde of the formula III. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man im Reaktionsschritt B die homogene Lösung der Ausgangsverbindungen mit einer wässrigen Lösung von Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, einer methanolischen Natriummethoxidlösung oder einer ethanolischen Natriumethoxidlösung versetzt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that in the reaction step B, the homogeneous solution of the starting compounds with an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide, a methanolic solution of sodium methoxide or an ethanolic sodium ethoxide solution.
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