DE102015224955A1

DE102015224955A1 - Synthese von Ketonen freisetzenden Photocages

Info

Publication number: DE102015224955A1
Application number: DE102015224955.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Gerke; Christian Kropf; Ursula Huchel; Axel Griesbeck; Agnieszka Landes
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2017-06-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung spezieller Ketone der Formeln (I) und (VI), wie hierin definiert, die als photolabile Duftspeicherstoffe fungieren.

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Synthese von Duftspeicherstoffen, wie sie zum Beispiel auf dem Gebiet der Wasch- oder Reinigungsmittel, kosmetischen Mittel sowie Luftpflegemittel Einsatz finden. Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung spezieller Ketone, die als photolabile Duftspeicherstoffe fungieren.
Wasch- oder Reinigungsmittel bzw. kosmetische Mittel enthalten zumeist Duftstoffe, die den Mitteln einen angenehmen Geruch verleihen. Die Duftstoffe maskieren dabei zumeist den Geruch der anderen Inhaltstoffe, so dass beim Verbraucher ein angenehmer Geruchseindruck entsteht.
Insbesondere im Bereich Waschmittel sind Duftstoffe wichtige Bestandteile der Zusammensetzung, da die Wäsche sowohl im feuchten als auch im trockenen Zustand einen angenehmen und möglichst auch frischen Duft aufweisen soll. Die Verwendung von Duftstoffen ist grundsätzlich problematisch, da es sich bei diesen um mehr oder minder leicht flüchtige Verbindungen handelt, aber dennoch ein lange anhaltender Dufteffekt angestrebt wird. Insbesondere bei denjenigen Riechstoffen, die die frischen und leichten Noten des Parfüms darstellen und infolge ihres hohen Dampfdrucks besonders flüchtig sind, ist die gewünschte Langlebigkeit des Dufteindrucks kaum erreichbar.
Eine verzögerte Duftfreisetzung kann z. B. durch Träger-gebundene Vorform von Duftstoffen erfolgen. Eine Träger-gebundene Vorform eines Duftstoffes wird auch als „Pro-Fragrance” oder Duftspeicherstoff bezeichnet. In diesem Zusammenhang offenbart das US-Patent 6,949,680 die Verwendung bestimmter Phenyl- oder Pyridylketone als photoaktivierbare Substanzen, die in Gegenwart von Licht in einer photochemischen Fragmentierung ein terminales Alken als Aktivstoff freisetzen. Der genannte Aktivstoff besitzt beispielsweise eine duftgebende oder antimikrobielle Aktivität, die durch den photochemisch induzierten Zerfall erst verzögert und über einen längeren Zeitraum hinweg auf einer bestimmten Oberfläche freigesetzt wird.
WO 2009/118219 A1 offenbart photoaktivierbare Substanzen, welche eine Freisetzung von cyclischen Terpenen oder cyclischen Terpenoiden ermöglichen.
WO 2011/101180 offenbart die Verwendung bestimmter Ketone als photoaktivierbare Substanzen, die in Gegenwart von Licht in einer photochemischen Fragmentierung einen Aktivstoff freisetzen. Der genannte Aktivstoff besitzt beispielsweise eine duftgebende Aktivität, die durch den photochemisch induzierten Zerfall erst verzögert und über einen längeren Zeitraum hinweg auf einer bestimmten Oberfläche freigesetzt wird.
Bekannte Verfahren zur Herstellung der hierin beschriebenen Duftstoffvorläuferweisen erhebliche Nachteile auf, da zum Beispiel niedrige Temperaturen von –78°C erforderlich sind, was einen hohen technischen Aufwand erfordert, und zum anderen kostenintensive und schwer zu entsorgende Chemikalien wie Butyllithium und Cerchlorid verwendet werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war daher ein verbessertes Verfahren zur Herstellung photoaktivierbarer Substanzen, die als Duftspeicherstoffe, welche die verzögerte Freisetzung von Riechstoffketonen, insbesondere von Damascone erlauben, eingesetzt werden können.
Gelöst wurde diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (I)
durch Umsetzen einer Verbindung der allgemeinen Formel (II)
mit einem Iodid der Formel (III) I-R11 Formel (III) zu einer Verbindung der allgemeinen Formel (I),
wobei
R für einen Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt mit 2 bis 20 C-Atomen, steht, der mindestens eine Keto-Gruppe oder eine Ester-Gruppe, bevorzugt eine Keto-Gruppe, aufweist;
R1 für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl- oder Alkenylgruppe steht, die alle optional ein oder mehrere Heteroatom(e), vorzugsweise 1 bis 6 Heteroatome ausgewählt aus N, O und S, enthalten können;
R2 für Wasserstoff, ein Halogenatom, einen Arylrest, -NO₂, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkenylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder einen substituierten oder unsubstituierten Arylrest steht;
R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, ein Halogenatom, eine Aminogruppe, -NO₂, -NH-Alkyl, -N(Alkyl)₂, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen, einen Cycloalkylrest, einen Acylrest, einen Arylrest, -OH, -COY Gruppe oder einen quaternären Ammoniumrest der Formel (IV)
stehen;
Y für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Acyl, -OH, -OAlkyl, -NH₂, -NH-Alkyl, -N(Alkyl)₂ oder Halogen steht,
A für eine CH₂- oder eine CH₂CH₂O-Gruppe mit n = 1 bis 20 steht;
B für Sauerstoff steht mit m = 0 oder 1, wobei m = 0 ist, wenn A eine CH₂CH₂O-Gruppe ist;
R8, R9, R10 jeweils unabhängig voneinander für H oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Acylgruppen-haltigen Rest stehen und wobei jeweils zwei der Reste R8, R9, R10 durch Ringschluss miteinander verbunden sein können; und
R11 für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- oder Alkenylgruppe steht, die alle optional Heteroatome, vorzugsweise 1 bis 6 Heteroatome ausgewählt aus N, O und S, enthalten können, vorzugsweise für eine lineare oder verzweigte Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- oder Alkenylgruppe, oder für eine (CH(R12)CH(R13)O)_p-R14 Gruppe steht mit p = 1 bis 20, wobei R12, R13 und R14 unabhängig voneinander für Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe stehen, und
I für Iod steht.
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung erfolgt die Umsetzung der Verbindungen der Formeln (II) und (III) über 2 Stufen, wobei in einem ersten Schritt die Verbindung der Formel (II) mit einer starken Base, die in der Lage ist, das Kohlenstoffatom zwischen den beiden Carbonylgruppen zu deprotonieren, aktiviert wird und in einem zweiten Schritt das Iodid zugegeben wird. Eine geeignete starke Base ist beispielsweise Natriumhydrid. Die Reaktion kann in einem geeigneten organischen, aprotischen Lösungsmittel, wie beispielsweise Dimethylsulfoxid (DMSO), durchgeführt werden.
Als Gruppe -COY sind im Sinne der vorliegenden Anmeldung Carbonylverbindungen der allgemeinen Formel -(C=O)-Y zu verstehen, wobei der Rest -Y wie oben beschrieben definiert ist.
Die so erhaltenen Verbindungen der Formel (I) können in einem weiteren Schritt decarboxyliert werden. In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich die Erfindung daher auch auf ein Verfahren, das die Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (VI)
durch Umsetzen einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) mit einer Base betrifft, wobei R und R1 bis R7 die oben angegebenen Bedeutungen haben.
Besonders bevorzugt werden die beiden Verfahrensschritte kombiniert, so dass die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (VI) betrifft, das umfasst:

(i) Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (I)
durch Umsetzen einer Verbindung der allgemeinen Formel (II)
mit einem Iodid der Formel (III) I-R11 Formel (III) zu einer Verbindung der allgemeinen Formel (I), wobei R für einen Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt mit 2 bis 20 C-Atomen, steht, der mindestens eine Keto-Gruppe oder eine Ester-Gruppe, bevorzugt eine Keto-Gruppe, aufweist; R1 für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl- oder Alkenylgruppe steht, die alle optional ein oder mehrere Heteroatom(e), vorzugsweise 1 bis 6 Heteroatome ausgewählt aus N, O und S, enthalten können; R2 für Wasserstoff, ein Halogenatom, einen Arylrest, -NO₂, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkenylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder einen substituierten oder unsubstituierten Arylrest steht; R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, ein Halogenatom, eine Aminogruppe, -NO₂, -NH-Alkyl, -N(Alkyl)₂, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen, einen Cycloalkylrest, einen Acylrest, einen Arylrest, -OH, -COY Gruppe oder einen quaternären Ammoniumrest der Formel (IV)
stehen; Y für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Acyl, -OH, -OAlkyl, -NH₂, -NH-Alkyl, -N(Alkyl)₂ oder Halogen steht, A für eine CH₂- oder eine CH₂CH₂O-Gruppe mit n = 1 bis 20 steht; B für Sauerstoff steht mit m = 0 oder 1, wobei m = 0 ist, wenn A eine CH₂CH₂O-Gruppe ist; R8, R9, R10 jeweils unabhängig voneinander für H oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Acylgruppen-haltigen Rest stehen und wobei jeweils zwei der Reste R8, R9, R10 durch Ringschluss miteinander verbunden sein können; und R11 für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- oder Alkenylgruppe steht, die alle optional Heteroatome, vorzugsweise 1 bis 6 Heteroatome ausgewählt aus N, O und S, enthalten können, vorzugsweise für eine lineare oder verzweigte Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- oder Alkenylgruppe, oder für eine (CH(R12)CH(R13)O)_p-R14 Gruppe steht mit p = 1 bis 20, wobei R12, R13 und R14 unabhängig voneinander für Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe stehen, und I für Iod steht; und
(ii) Umsetzen einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) mit einer Base.

Es konnte überraschend gefunden werden, dass die erfindungsgemäßen hergestellten Duftspeicherstoffe wirksam sind, um die verzögerte Freisetzung von Riechstoffketonen, insbesondere von Damascone, zu erlauben, und dabei leicht ohne die Nutzung aufwendig zu entsorgender Reagenzien, ohne tiefe Reaktionstemperaturen und mit wenigen Syntheseschritten zugänglich sind. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Duftspeicherstoffe in Wasch-, Reinigungs- oder Pflegemitteln führt zu einer verbesserten Langzeitduftwirkung, insbesondere im Zusammenhang mit der Textilbehandlung. Zum Beispiel konnte bei der Anwendung erfindungsgemäßer Duftspeicherstoffe in einem Wäschebehandlungsmittels, wie z. B. Waschmittel sowie Weichspüler, eine verbesserte Langzeitduftwirkung der behandelten Wäsche gefunden werden. Fernerweisen entsprechende Produkte eine besonders gute Lagerstabilität auf. Die erfindungsgemäßen Mittel ermöglichen es zudem, die Gesamtmenge an Parfüm, welches im Mittel enthalten ist, zu reduzieren, und dennoch Geruchsvorteile auf den gewaschenen Textilien zu erzielen, insbesondere mit Blick auf das Frischeempfinden.
Der erfindungsgemäß hergestellte Duftspeicherstoff gemäß der allgemeinen Formel (I) ist als Duftspeicherstoff für alle üblichen Duftketone geeignet, insbesondere ausgewählt aus Buccoxim, iso-Jasmon, Methyl-beta-naphthylketon, Moschusindanon, Tonalid/Moschus plus, alpha-Damascon, beta-Damascon, delta-Damascon, gamma-Damascon, Damascenon, Damarose, Methyldihydrojasmonat, Menthon, Carvon, Kampfer, Fenchon, alpha-Ionon, beta-Ionon, gamma-Methylionon genannt Ionon, Fleuramon, Dihydrojasmon, cis-Jasmon, 1-(1.2.3.4.5.6.7.8-octahydro-2.3.8.8,-tetramethyl-2-naphthyl)ethan-1-on (Iso-E Super^®), Methylcedrenylketon oder Methylcedrylon, Acetophenon, Methylacetophenon, para-Methoxyacetophenon, Methyl-beta-naphtylketon, Benzylaceton, Benzophenon, para-Hydroxyphenylbutanon, 3-Methyl-5-propyl-2-cyclohexen-1-on (Sellerie-Keton oder Livescone), 6-Isopropyldecahydro-2-naphton, Dimethyloctenon, Frescomenthe, 4-(1-Ethoxyvinyl)-3.3.5.5-tetramethylcyclohexanon, Methylheptenon, 2-(2-(4-Methyl-3-cyclohexen-1-yl)propyl)cyclopentanon, 1-(p-Menthen-6(2)yl)-1-propanon, 4-(4-Hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-butanon, 2-Acetyl-3.3-dimethylnorbornan, 6.7-Dihydro-1.1.2.3.3-pentamethyl-4(5H)indanon, 4-Damascol, Dulcinyl oder Cassion, Gelson, Hexalon, Isocyclemon E, Methylcyclocitron, Methyllavendelketon, Orivon, para-tertiärem Butylcyclohexanon, Verdon, Delphon, Muscon, Neobutenon, Plicaton, Velouton, 2.4.4.7-Tetramethyl-oct-6-en-3-on, Tetrameran oder Mischungen davon. Bevorzugt können die Ketone ausgewählt sein aus den Damasconen, Carvon, Gamma-Methylionon, Iso-E-Super^®, 2.4.4.7-Tetramethyl-oct-6-en-3-on, Benzylaceton, Damascenon, Methyldihydrojasmonat, Methylcedrylon, Hedion und Gemischen davon. Am meisten bevorzugt sind alle Damascone sowie Damascenone. Die vorstehend genannten Duftstoffe können als Rest R an die Verbindung der Formel (I) gebunden sein. Durch Einwirkung von Licht umfassend die Wellenlängen von 200 bis 600 nm können die gespeicherten Ketone freigesetzt werden.
Gemäß verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung steht der Substituent R in der Formel (I) für einen Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, der mindestens eine Ketogruppe oder eine Estergruppe aufweist. Der Kohlenwasserstoffrest kann neben der mindestens einen Keto- oder Estergruppe weitere Substituenten aufweisen. Insbesondere ist der Kohlenwasserstoffrest R zusammen mit R2 und der CH-Gruppe an die beide gebunden sind, d. h. die Gruppe -CHRR2 in Formel (I), ein Duftstoffketonrest. Dabei kann das Duftstoffketon aus den vorstehend genannten ausgewählt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht der Substituent R1 in der Formel (I) für eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit bis zu 20 C-Atomen, vorzugsweise 1 bis 10 oder 12-16 C-Atomen, noch bevorzugter eine Gruppe der Formel -(CH₂)_p-CH₃ mit p = 1 bis 5, besonders bevorzugt mit p = 1 bis 3, insbesondere Ethyl. Falls R1 ein Rest ist, der Heteroatome enthält, sind diese vorzugsweise aus O und N ausgewählt, wobei N auch ein quarternäres Stickstoffatom sein kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht der Substituent R2 in der Formel (I) für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 6 C-Atomen, vorzugsweise bis zu 3 C-Atomen, insbesondere handelt es sich um einen Methylrest.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen die Substituenten R3, R4, R5, R6 und R7 in der Formel (I) unabhängig voneinander für Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit bis zu 6 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 6 C-Atomen, bevorzugt Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit bis zu 6 C-Atomen.
Gemäß noch weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung steht R11 in Formel (I) für eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit bis zu 10 C-Atomen, vorzugsweise eine Gruppe der Formel -(CH₂)_p-CH₃ mit p = 0 bis 5, besonders bevorzugt mit p = 0 bis 2, insbesondere Methyl.
In verschiedenen Ausführungsformen steht Alkyl in der Definition von Y sowie in den Gruppen -OAlkyl, -NH-Alkyl und -N(Alkyl)₂ für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe, bevorzugt mit bis zu 15 C-Atomen. Cycloalkyl steht für entsprechende cyclische Alkylreste, bevorzugt mit 3 bis 15 C-Atomen. Aryl steht vorzugsweise für einen substituierten oder unsubstituierten Arylrest, wobei der Arylrest auch 1 bis 6 Heteroatome, wie N, O oder S, als Ringatome umfassen kann und so einen Heteroarylrest bildet, vorzugsweise C6 bis C14 Aryl. Insbesondere umfasst der Begriff auch 5-gliedrige Heteroarylreste, die sich nicht direkt durch Austausch eines Ring C-Atoms durch ein Heteroatom von einem Arylrest ableiten lassen, wie Furan-, Thiophen- oder Pyrrolreste. Acyl steht vorzugsweise für -C(O)Alkyl, wobei Alkyl wie oben definiert ist.
„Substituiert”, wie hierin in Bezug auf Alkyl-, Alkenyl-, Alkoxy- und Acylgruppen verwendet, bedeutet, dass die entsprechende Gruppe einen oder mehrere Substituenten aufweist, die ein oder mehrere Wasserstoffatome ersetzen, und ausgewählt werden aus -OR', -NR'R'', -SR', -C(O)R', -C(O)OR', -C(O)NR'R'', -NR'-C(O)-R'', und Halogen, wobei R' und R'' für Wasserstoff oder unsubstituiertes C1 bis C10 Alkyl stehen.
„Substituiert”, wie hierin in Bezug auf Cycloalkyl-, Aryl- oder andere cyclische Kohlenwasserstoffreste verwendet, bedeutet, dass die entsprechende Gruppe einen oder mehrere Substituenten aufweist, die ein oder mehrere Wasserstoffatome ersetzen, und ausgewählt werden aus -OR', -NR'R'', -SR', -C(O)R', -C(O)OR', -C(O)NR'R'', -NR'-C(O)-R'', Halogen, und C1 bis C10 Alkyl, =CR'R'', oder C2 bis C10 Alkenyl, wobei R' und R'' für Wasserstoff oder unsubstituiertes C1 bis C10 Alkyl stehen.
In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung enthalten die Alkyl-, Aryl-, Acyl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- und Alkenylgruppen oder -reste, sofern nicht anders angegeben, bis zu 20. vorzugsweise bis zu 12 Kohlenstoffatome.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Duftspeicherstoffe entsprechend der nachfolgenden Formel (V) besonders bevorzugt:
wobei
R1 wie oben definiert ist und vorzugsweise für eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen, besonders bevorzugt eine Gruppe der Formel -(CH₂)_p-CH₃ mit p = 1 bis 5, noch bevorzugter mit p = 1 bis 3, insbesondere Ethyl steht;
R11 wie oben definiert ist und für eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen, vorzugsweise eine Gruppe der Formel -(CH₂)_p-CH₃ mit p = 0 bis 5, besonders bevorzugt mit p = 0 bis 2, insbesondere Methyl steht; und
R16 für einen Kohlenwasserstoffrest mit wenigstens 5 C-Atomen steht, der insbesondere einen cyclischen, optional substituierten Kohlenwasserstoffrest, vorzugsweise einen cyclischen, substituierten Alkenyl-Rest umfasst, insbesondere
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Duftspeicherstoff entsprechend der Formel (III) besonders bevorzugt, in welchem R1 für Ethyl steht, R11 für Methyl steht und R16 für
Die erfindungsgemäßen Duftspeicherstoffe lassen sich stabil in die üblichen Wasch- oder Reinigungsmittelmatrices, in Kosmetika und bestehende Riechstoffkompositionen einarbeiten. Sie ermöglichen eine verzögerte Freisetzung der gespeicherten Duftstoffe, unter anderem von Damascon in der alpha-, beta-, gamma- oder delta-Form sowie von Damascenon, insbesondere delta-Damascenon. Diese Duftspeicherstoffe verleihen üblichen Wasch- oder Reinigungsmitteln sowie Kosmetika einen besonders lange anhaltenden Frischeeindruck. Insbesondere das getrocknete, gewaschene Textil profitiert von der guten Langzeitfrischeduftwirkung. Die langsame Freisetzung des gespeicherten Riechstoffes erfolgt nach Einwirkung von Licht (elektromagnetische Strahlung) umfassend die Wellenlängen von 200 bis 600 nm.
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, das die Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (VI)
durch Umsetzen einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) mit einer Base betrifft, wobei R und R1 bis R7 die oben angegebenen Bedeutungen haben. Insbesondere sind die oben im Zusammenhang mit den Verbindungen der Formel (I) aufgeführten bevorzugten Reste R und R1 bis R7 auch im Kontext der Verbindung der Formel (VI) bevorzugt.
Besonders bevorzugt ist eine Verbindung der Formel (VI), in der R1 und R2 Methyl, R3 bis R7 Wasserstoff, und R-CH₂-C(O)-R17, wobei R17 einen cyclischen, optional substituierten Kohlenwasserstoffrest, vorzugsweise einen cyclischen, substituierten Alkenyl-Rest darstellt, insbesondere
Die Base kann jede für diesen Zweck geeignete und dem Fachmann bekannte Base sein. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Base eine Lewis-Base und damit ein Elektronenpaardonor. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, ist die Base in wässriger Lösung in der Lage Hydroxid-Ionen (OH^–) zu bilden, also den pH-Wert einer Lösung zu erhöhen. In weiter bevorzugten Ausführungsformen ist die Base aus der Gruppe bestehend aus Kaliumhydroxid (KOH) und Natriumhydroxid (NaOH) ausgewählt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Base Kaliumhydroxid (KOH).
Die Erfindung betrifft somit auch Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (VI), umfassend das Herstellen einer Verbindung der Formel (I) durch Umsetzen einer Verbindung der Formel (II) mit einem Iodid der Formel (III) und anschließendes Umsetzen der Verbindung der Formel (I) mit einer Base um die Verbindung der Formel (VI) zu erhalten. Hierbei sind die oben im Zusammenhang mit den Verbindungen der Formel (I) aufgeführten bevorzugten Reste R und R1 bis R7 auch im Kontext der Verbindung der Formel (VI) bevorzugt.
Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Verbindung der Formel (I) kann gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit einem organischen Lösungsmittel, wie beispielsweise Cyclohexan, extrahiert und/oder säulenchromatographisch gereinigt werden.
In verschiedenen Ausführungsformen wird das durch Umsetzen der Verbindung der Formel (I) mit einer Base erhaltene Produkt der Formel (VI) mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie z. B. Diethylester, extrahiert und/oder säulenchromatographisch aufgereinigt.
Die hierin beschriebenen Verfahren werden vorzugsweise bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 40°C, vorzugsweise bei Raumtemperatur, d. h. etwa 20°C, durchgeführt.
Alle hierin im Zusammenhang mit den verschiedenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Duftspeicherstoffen offenbarten Ausführungsformen sind untereinander kombinierbar.
Die erfindungsgemäße Herstellung der Duftspeicherstoffe wird im Beispielteil exemplarisch anhand der Herstellung von einem delta-Damascone-enthaltenden Duftspeicherstoff beschrieben. Über diese prinzipielle Syntheseroute sind auch die anderen Duftspeicherstoffe der allgemeinen Formeln (I) und (VI) darstellbar.
Beispiele
Beispiel 1: Synthese von Ethyl-2-benzoyl-3-methyl-5-oxo-5-(2.6.6-trimethylcyclohex-3-enylpentanoat
Jeweils 17.3 g (90 mmol) Benzoylessigsäureethylester (CAS Nr.: 94-92-0) und delta-Damascon (90 mmol, CAS Nr. 57378-68-4) wurden in 15 mL Chloroform unter Stickstoffatmosphäre gelöst. Anschließend wurden 0.24 g Eisen(III)-Chlorid Hexahydrat (0.9 mmol) hinzugefügt, wodurch sich die Lösung sofort braun färbte. Es wurde 24 h gerührt, anschließend wurde die Lösung filtriert. Das rotbraune Rohprodukt wurde in Chloroform gelöst und über eine mit neutralem Aluminiumoxid gefüllte Säule erneut filtriert. Erhalten wurden 28.2 g orangefarbenes, klares, viskoses Produkt.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃):
σ (ppm): m 8.0 (2H); m 7.6 (1H); m 7.5 (2H), m 5.5 (1H); dbr 5.4 (1H); m 4.6 (1H); m 4.1 (2H), m 2.9 (2H), m 2.6–2.5 (2H); m 2.2 (1H); m 1.9 (1H); m 1.7 (1H); m 1.1–0.9 (12H), dd (3H).
IR (cm^–1): 3500. 3000. 1739, 1705, 1687, 1598, 1580
Beispiel 2: Synthese von Ethyl-2-benzoyl-2.3-dimethyl-5-oxo-5-(2.6.6-trimethylcyclohex-3-enylpentanoat
Unter Argon-Schutzgas wurden zu einer Suspension aus 96.0 mg (2.4 mmol, 2.4 eq) NaH (60% in Öl) in 6 mL DMSO, 400 mg (1.0 mmol, 1.0 eq) 2-Ethyl-2-benzoyl-3-methyl-5-oxo-5-(2.6.6-trimethylcyclohex-3-enyl)pentanoat aus Beispiel 1 gegeben, nach 30 min Rühren bei RT wurde langsam 568 mg (4.0 mmol, 0.26 mL, 4.0 eq) Methyliodid zugetropft und 50 h bei RT gerührt. Das überschüssige Methyliodid wurde unter vermindertem Druck entfernt, die entstandene gelbe Lösung wurde 3-mal mit je 20 mL Cyclohexan extrahiert. Die vereinten organischen Phasen wurden gesammelt und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt.
Das Produkt wurde säulenchromatographisch gereinigt (EtOAc:c-Hex, 1:10)
Ausbeute: 0.39 g (0.98 mmol, 97%)
R_f: (EtOAc:c-Hex, 1:10) 0.18
¹H-NMR (600 MHz, CDCl₃): Diastereomere
σ (ppm): 7.82–7.75 (m, 2H); 7.48–7.42 (m, 1H); 7.38–7.33 (m, 2H); 5.48 (m, 1H); 5.40 (m, 1H); 4.10–4.04 (m, 2H); 3.21–3.14 (m, 1H); 2.51–2.44 (m, 1H), 2.03–2.09 (m, 2H); 1.91–1.90 (m, 1H); 1.67–1.60 (m, 1H); m 1.45–1.42 (m, 3H); 1.11–0.83 (m, 16H).
Beispiel 3: Herstellung von 2.3-Dimethyl-1-phenyl-5-(2.6.6-trimethylcyclohex-3-enyl)pentane-1.5-dion
Es wurden 0.44 g (1.10 mmol, 1.0 eq) Ethyl-2-benzoyl-2.3-dimethyl-5-oxo-5-(2.6.6-trimethylcyclohex-3-enyl)pentanoat aus Beispiel 2 vorgelegt, dazu wurde eine Lösung aus 0.11 g (1.95 mmol, 1.8 eq) KOH in 2 mL H₂O gegeben. Die Reaktion wurde über Nacht bei RT gerührt. Die Reaktionslösung wurde mit 10 mL Diethylether extrahiert, die organische Phase wurde mit 10%-iger H₂SO₄ auf pH = 1 angesäuert und 3-mal mit Diethylether extrahiert. Die vereinten organischen Phasen wurden über MgSO₄ getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt.
Das Produkt wurde säulenchromatographisch gereinigt (DCM:MeOH, 5:1).
Ausbeute: 0.29 g (0.90 mmol, 82%)
R_f: 0.80 (DCM:MeOH, 5:1)
¹H-NMR: (300 MHz, CDCl₃): Diastereomere
σ (ppm): 7.98–7.95 (m, 2H); 7.57–7.51 (m, 1H); 7.48–7.45 (m, 2H); 5.51–5.41 (m, 2H); 3.57–3.54 (m, 1H); 2.60–2.55 (m, 1H), 2.48–2.41 (m, 3H); 2.23–2.20 (m, 1H); 1.98–1.92 (m, 1H); m 1.71–1.33 (m, 1H); 1.17 (m, 3H); 0.90 (m, 3H); 0.87 (m, 6H); 0.78 (m, 3H).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6949680 [0004]
WO 2009/118219 A1 [0005]
WO 2011/101180 [0006]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (I)
durch Umsetzen einer Verbindung der allgemeinen Formel (II)
mit einem Iodid der Formel (III) I-R11 Formel (III) zu einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) und, wobei R für einen Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt mit 2 bis 20 C-Atomen, steht, der mindestens eine Keto-Gruppe oder eine Ester-Gruppe, bevorzugt eine Keto-Gruppe, aufweist; R1 für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl- oder Alkenylgruppe steht, die alle optional ein oder mehrere Heteroatom(e), vorzugsweise 1 bis 6 Heteroatome ausgewählt aus N, O und S, enthalten können; R2 für Wasserstoff, ein Halogenatom, einen Arylrest, -NO₂, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkenylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder einen substituierten oder unsubstituierten Arylrest steht; R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, ein Halogenatom, eine Aminogruppe, -NO₂, -NH-Alkyl, -N(Alkyl)₂, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen, einen Cycloalkylrest, einen Acylrest, einen Arylrest, -OH, -COY Gruppe oder einen quaternären Ammoniumrest der Formel (IV)
stehen; Y für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Acyl, -OH, -OAlkyl, -NH₂, -NH-Alkyl, -N(Alkyl)₂ oder Halogen steht, A für eine CH₂- oder eine CH₂CH₂O-Gruppe mit n = 1 bis 20 steht; B für Sauerstoff steht mit m = 0 oder 1, wobei m = 0 ist, wenn A eine CH₂CH₂O-Gruppe ist; R8, R9, R10 jeweils unabhängig voneinander für H oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Acylgruppen-haltigen Rest stehen und wobei jeweils zwei der Reste R8, R9, R10 durch Ringschluss miteinander verbunden sein können; und R11 für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- oder Alkenylgruppe steht, die alle optional Heteroatome, vorzugsweise 1 bis 6 Heteroatome ausgewählt aus N, O und S, enthalten können, vorzugsweise für eine lineare oder verzweigte Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- oder Alkenylgruppe, oder für eine (CH(R12)CH(R13)O)_p-R14 Gruppe steht mit p = 1 bis 20, wobei R12, R13 und R14 unabhängig voneinander für Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe stehen, und I für Iod steht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung der Verbindungen der Formeln (II) und (III) über 2 Stufen erfolgt, wobei in einem ersten Schritt die Verbindung der Formel (II) mit einer starken Base, die in der Lage ist, das Kohlenstoffatom zwischen den beiden Carbonylgruppen zu deprotonieren, insbesondere Natriumhydrid, aktiviert wird und in einem zweiten Schritt das Iodid zugegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass R1 für eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen, vorzugsweise eine Gruppe der Formel -(CH₂)_p-CH₃ mit p = 1 bis 5, besonders bevorzugt mit p = 1 bis 3, insbesondere Ethyl, steht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass R3, R4, R5, R6 und R7 in Formel (I) unabhängig voneinander für Wasserstoff oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit 1 bis 6 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen, bevorzugt Wasserstoff stehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass R2 in Formel (I) für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise 1 bis 3 C-Atomen, noch bevorzugter für Methyl, steht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass R11 in Formel (I) für eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen steht, vorzugsweise eine Gruppe der Formel -(CH₂)_p-CH₃ mit p = 0 bis 5, besonders bevorzugt mit p = 0 bis 2, insbesondere Methyl.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Formel (I) eine Verbindung entsprechend der Formel (V) ist
wobei R1 wie in den Ansprüchen 1 bis 6 definiert ist und vorzugsweise für eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen, besonders bevorzugt eine Gruppe der Formel -(CH₂)_p-CH₃ mit p = 1 bis 5, noch bevorzugter mit p = 1 bis 3, insbesondere Ethyl steht; R11 wie in den Ansprüchen 1 bis 6 definiert ist und für eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 C-Atomen, vorzugsweise eine Gruppe der Formel -(CH₂)_p-CH₃ mit p = 0 bis 5, besonders bevorzugt mit p = 0 bis 2, insbesondere Methyl steht; und R16 für einen Kohlenwasserstoffrest mit wenigstens 5 C-Atomen steht, der insbesondere einen cyclischen, optional substituierten Kohlenwasserstoffrest, vorzugsweise einen cyclischen, substituierten Alkenyl-Rest umfasst, insbesondere
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung Ethyl-2-benzoyl-2,3-dimethyl-5-oxo-5-(2,6,6-trimethylcyclohex-3-enyl)pentanoat oder Ethyl-2-benzoyl-2,3-dimethyl-5-oxo-5-(2,6,6-trimethylcyclohex-2-enyl)pentanoat ist.
Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (VI)
dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der allgemeinen Formel (I)
erhältlich mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einer Base, insbesondere KOH, umgesetzt wird, um eine Verbindung der Formel (VI) zu erhalten, wobei R für einen Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt mit 2 bis 20 C-Atomen, steht, der mindestens eine Keto-Gruppe oder eine Ester-Gruppe, bevorzugt eine Keto-Gruppe, aufweist; R1 für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl- oder Alkenylgruppe steht, die alle optional ein oder mehrere Heteroatom(e), vorzugsweise 1 bis 6 Heteroatome ausgewählt aus N, O und S, enthalten können; R2 für Wasserstoff, ein Halogenatom, einen Arylrest, -NO₂, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkenylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder einen substituierten oder unsubstituierten Arylrest steht; R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, ein Halogenatom, eine Aminogruppe, -NO₂, -NH-Alkyl, -N(Alkyl)₂, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen, einen Cycloalkylrest, einen Acylrest, einen Arylrest, -OH, -COY Gruppe oder einen quaternären Ammoniumrest der Formel (IV)
stehen; Y für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Acyl, -OH, -OAlkyl, -NH₂, -NH-Alkyl, -N(Alkyl)₂ oder Halogen steht, A für eine CH₂- oder eine CH₂CH₂O-Gruppe mit n = 1 bis 20 steht; B für Sauerstoff steht mit m = 0 oder 1, wobei m = 0 ist, wenn A eine CH₂CH₂O-Gruppe ist; R8, R9, R10 jeweils unabhängig voneinander für H oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Acylgruppen-haltigen Rest stehen und wobei jeweils zwei der Reste R8, R9, R10 durch Ringschluss miteinander verbunden sein können; und R11 für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- oder Alkenylgruppe steht, die alle optional Heteroatome, vorzugsweise 1 bis 6 Heteroatome ausgewählt aus N, O und S, enthalten können, vorzugsweise für eine lineare oder verzweigte Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- oder Alkenylgruppe, oder für eine (CH(R12)CH(R13)O)_p-R14 Gruppe steht mit p = 1 bis 20, wobei R12, R13 und R14 unabhängig voneinander für Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe stehen.
Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (VI), umfassend: (i) Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel (I)
durch Umsetzen einer Verbindung der allgemeinen Formel (II)
mit einem Iodid der Formel (III) I-R11 Formel (III) zu einer Verbindung der allgemeinen Formel (I), wobei R für einen Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt mit 2 bis 20 C-Atomen, steht, der mindestens eine Keto-Gruppe oder eine Ester-Gruppe, bevorzugt eine Keto-Gruppe, aufweist; R1 für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl- oder Alkenylgruppe steht, die alle optional ein oder mehrere Heteroatom(e), vorzugsweise 1 bis 6 Heteroatome ausgewählt aus N, O und S, enthalten können; R2 für Wasserstoff, ein Halogenatom, einen Arylrest, -NO₂, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkenylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder einen substituierten oder unsubstituierten Arylrest steht; R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, ein Halogenatom, eine Aminogruppe, -NO₂, -NH-Alkyl, -N(Alkyl)₂, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkoxygruppe mit bis zu 15 C-Atomen oder eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 15 C-Atomen, einen Cycloalkylrest, einen Acylrest, einen Arylrest, -OH, -COY Gruppe oder einen quaternären Ammoniumrest der Formel (IV)
stehen; Y für Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Acyl, -OH, -OAlkyl, -NH₂, -NH-Alkyl, -N(Alkyl)₂ oder Halogen steht, A für eine CH₂- oder eine CH₂CH₂O-Gruppe mit n = 1 bis 20 steht; B für Sauerstoff steht mit m = 0 oder 1, wobei m = 0 ist, wenn A eine CH₂CH₂O-Gruppe ist; R8, R9, R10 jeweils unabhängig voneinander für H oder einen substituierten oder unsubstituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Acylgruppen-haltigen Rest stehen und wobei jeweils zwei der Reste R8, R9, R10 durch Ringschluss miteinander verbunden sein können; und R11 für eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- oder Alkenylgruppe steht, die alle optional Heteroatome, vorzugsweise 1 bis 6 Heteroatome ausgewählt aus N, O und S, enthalten können, vorzugsweise für eine lineare oder verzweigte Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Arylalkyl- oder Alkenylgruppe, oder für eine (CH(R12)CH(R13)O)_p-R14 Gruppe steht mit p = 1 bis 20, wobei R12, R13 und R14 unabhängig voneinander für Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe stehen, und I für Iod steht; und (ii) Umsetzen einer Verbindung der allgemeinen Formel (I) mit einer Base, insbesondere KOH, um eine Verbindung der Formel (VI) zu erhalten.