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Verfahren zur Herstellung von Polyenalkoholen und Acylderivaten derselben
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyenalkoholen
und Acylderivaten derselben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man einen Aldehyd
der allgemeinen Formel
worin die punktiert wiedergegebene Bindung fakultativ ist, n eine ganze Zahl von
1 bis 7 und R, beginnend mit der Methylgruppe, abwechslungsweise die Methylgruppe
oder Wasserstoff bedeutet, in an sich bekannter Weise mit einem Alkalimetallhydrid
reduziert und den erhaltenen Alkohol gegebenenfalls in üblicher Weise acyliert.
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Die Ausgangsaldehyde der oben angegebenen Formel besitzen eine Seitenkette
mit durchgehend konjugierten Mehrfachbindungen. An der in der Formel angegebenen
Stelle kann die Doppelbindung durch die angedeutete Dreifachbindung ersetzt sein.
Der Rest R bedeutet abwechselnd die Methylgruppe oder Wasserstoff, wobei der der
Bindung, welche sowohl doppelt als auch dreifach sein kann, nächstliegende Rest
R immer Methyl bedeutet. Falls beispielsweise n die Zahl 3 bedeutet, so ist R im
ersten Klammerausdruck die Methylgruppe, im zweiten Wasserstoff und im dritten,
der Carbonylgruppe benachbarten wieder die Methylgruppe. Das heißt, dem betreffenden
Aldehyd kommt die Formel
Die als Ausgangsmaterial dienenden Aldehyde können durch Kettenverlängerung des
13-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1) -y1]-2, 7,11-trimethyltridecahexaen-(2, 4, 6,
8,10, 12)-al-(1) oder des 13-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-2,7,11-trimethyltridecapentaen-(2,6,8,10,12)-in-(4)-als-(1)
erhalten werden. Zu diesem Zwecke werden die genannten Aldehyde, beginnend mit der
Vinylätherkondensation, abwechselnd einer Vinyläther- und einer Propenylätherkondensation
unterworfen, bis die gewünschte Kettenlänge erreicht ist. Jede dieser Kondensationen
erfolgt in an sich bekannter Weise durch Acetalisierung des Aldehydes, Kondensation
mit einem Vinyl- bzw. Propenyialkyläther und Säurebehandlung des erhaltenen Ätheracetals
zu dem um 2 bzw. 3 Kohlenstoffatome verlängerten Aldehyd.
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Der obengenannte 13-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl] -2,7,
11-trimethyltridecapentaen- (2, 6, 8,10,12) -in- (4) -a1-(1) ist selbst eine neue
Verbindung, die z. B. durch
metallorganische Kondensation von 10-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-4,8-dimethyldecatrien-(4,6,8)-in-(1)-ol-(3)
mit 3-Isopropoxy-2-methylpropen-(2)-al-(1) und anschließende Behandlung des erhaltenen
13-[2,6,6-Trimethylcy clohexen- (1)-y1]-2, 7,11-trimethyl-1-isopropoxytridecatetraen-(1,7,9,11)-in-(4)-dio1s-(3,6)
mit p-Toluolsulfonsäure erhalten werden kann. Den benötigten 3-Isopropoxy-2-methylpropen-(2)-al-(1)
erhält man durch Kondensation von Orthoameisensäureäthylester mit Propenyläthyläther
in Gegenwart von Bortrifluoridätherat zu 1,1,3,3-Tetraäthoxy-2-methylpropan (Kp.lo
93° C, n ö ° 1,4132), saure Hydrolyse des letzteren zum freien Methylmalondialdehyd
in wäßriger Lösung und Verätherung durch azeotrope Destillation mit Benzol und Isopropylalkohol
in Gegenwart von p-Toluolsulfonsäure als Katalvsator.
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Die Reduktion der Ausgangsaldehyde erfolgt mit einem Alkalimetallhydrid,
z. B. mit Lithiumaluminiumhydrid oder Natrium- bzw. Kaliumborhydrid. Man arbeitet
zweckmäßig in einem bei der Verwendung des betreffenden Reduktionsmittels üblichen
Lösungsmittel, wie absolutem Äther, bei der Verwendung von Lithiumaluminiumhydrid.
Die erhaltenen Alkohole sind orange bis rot gefärbte kristalline Verbindungen mit
charakteristischen Maxima im Absorptionsspektrum.
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Die gebildeten Alkohole können in üblicher Weise in die entsprechenden
Acylderivate übergeführt werden. Sie werden zu diesem Zweck in Gegenwart einer organischen
Base, wie Pyridin, mit dem Anhydrid oder dem Chlorid einer organischen Säure, wie
der Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure oder Palmitinsäure, behandelt. Die Acylierung
wird zweckmäßig in einem inerten Lösungsmittel, wie absolutem Äther oder Methylenchlorid,
durchgeführt.
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Die Endstoffe des erfindungsgemäßen Verfahrens können als Lebensmittelfarbstoffe
sowie als Geflügelfutterzusatz für die Eidotterfärbung oder Läufe-, Schnäbel-, Haut-,
Fett- und Fleischpigmentierung verwendet werden. Sie stellen auch Zwischenprodukte
für die Synthese anderer Carotinoidpigmente dar.
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Für die Herstellung der Ausgangsverbindungen wird Schutz im Rahmen
der vorliegenden Erfindung nicht beansprucht.
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Die vorteilhaften Eigenschaften der vorliegenden Verfahrensprodukte
gehen aus folgenden Vergleichsversuchen hervor: Bei Verfütterung eines carotinoidarmen
Grundfutters mit einem Zusatz von 3 mg/kg 17-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-2,6,11,15-tetramethyl-1-acetoxyheptadecaoctaen-(2,4,6,8,10,12,14,16)
an Hennen kann festgestellt werden, daß die erzeugten Eidotter eine intensive, der
natürlichen entsprechende Färbung aufweisen, während bei Verwendung eines Zusatzes
von 3 mg/kg Vitamin A-Acetat in dieser Beziehung praktisch kein Effekt hervorgerufen
wird.
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Es war bereits bekannt, daß Zeaxanthin zur Pigmentierung des Geflügels
verwendet werden kann. In Anbetracht der wesentlichen chemischen Unterschiede konnte
jedoch nicht vorausgesehen werden, ob diese Eigenschaft den Endstoffen des erfindungsgemäßen
Verfahrens ebenfalls zukommt. Gegenüber dem Zeaxanthin sind letztere Verbindungen
zudem erheblich leichter zugänglich.
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Beispiel 1 17-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-2,6,11,15-tetramethyl-l-acetoxyheptadecaoctaen-(2,4,6,8,10,12,14,16)
1,2g 17- [2, 6, 6-Trimethylcyclohexen- (1) -y1] -2, 6,11, 15 - tetramethylheptadecaoctaen
- (2, 4, 6, 8,10,12,14,16)-a1-(1) werden in 100 ml absolutem Äther gelöst und die
Lösung auf 0° C gekühlt. Man gibt tropfenweise eine Lösung von 35 mg Lithiumaluminiumhydrid
in 10 ml absolutem Äther unter Rühren zu und läßt das Gemisch 1 Stunde reagieren.
Nach Zugabe von 1 ml Essigsäureäthylester gibt man 50 ml 0,5 n-Schwefelsäure zu
und nimmt mit Äther auf. Der Ätherextrakt wird mit 5°/oiger Natriumhydrogencarbonatlösung
und Wasser gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und nach dem Filtrieren im Vakuum
bei 20° C abgedampft. Das erhaltene 17- [2, 6, 6-Trimethylcyclohexen- (1) -y1] -2,
6,11,15-tetramethylheptadecaoctaen-(2,4,6,8,10,12,14,16)-ol-(1) wird ohne weitere
Reinigung weiterverwendet. Eine aus Petroläther-Benzol umkristallisierte Probe ergibt
orange Nadeln, Schmp. 148 bis 149° C, Absorptionsmaxima bei 426 und 453 m#t (E;
m = 2690, 2440) in Äthanol.
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Das erhaltene Rohprodukt löst man in 20 ml absolutem Äther, gibt 3.m1
Pyridin zu und tropft unter Rühren bei 0° C eine Lösung von 1 g Acetylchlorid in
10 ml absolutem Äther zu. Nach 2 Stunden nimmt man mit Äther auf, wäscht den Ätherextrakt
nacheinander mit 1 n-Schwefelsäure, 5°/oiger Natriumhydrogencarbonatlösung und Wasser,
trocknet ihn mit Natriumsulfat, filtriert und dampft das Lösungsmittel im Vakuum
ab. Den Rückstand kristallisiert man aus Petroläther und erhält orange Blättchen
von 17-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-2,6,11,15-tetramethyl-l-acetoxyheptadecaoctaen-(2,4,6,8,10,12,14,16),
Schmp. 130 bis 132° C, Absorptionsmaxima bei 426 und 452 m#t (E, 'm = 2665, 2400)
in Petroläther.
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Beispiel 2 19 - [2,6,6 -Trimethylcyclohexen- (1) -y1] -4, 8,13,17-tetramethyl-l-acetoxynonadecaoctaen-(2,4,6,8,12,14,16,18)-in-(10)
lOg 19-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-4,8,13, 17 - tetramethylnonadecaoctaen
- (2, 4, 6, 8,12,14,16,18)-in-(10)-al-(1) löst man in 200 ml absolutem Benzol und
gibt unter Rühren bei Raumtemperatur 3,9 ml einer 6,4°/jgen Lösung von Lithiumaluminiumhydrid
in absolutem Äther tropfenweise zu. Nach 1 Stunde wird das Gemisch, wie im Beispiel
1 beschrieben, aufgearbeitet. Man erhält 9,5 g eines orangen kristallinen Rückstandes
von 19 - [2, 6, 6 - Trimethylcyclohexen - (1) - y1] - 4, 8,13, 17 - tetramethylnonadecaoctaen
- (2, 4, 6, 8,12,14,16,18)-in-(10)-ol-(1). Absorptionsmaxima bei 424 und 451 m#t
(E111- = 2150, 1805) in Petroläther.
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Das erhaltene Produkt wird in 100 ml Methylenchlorid gelöst, mit 10
ml Pyridin versetzt und bei Raumtemperatur unter Rühren eine Lösung von 5 ml Acetylchlorid
in 30 ml absolutem Äther zugetropft. Man läßt die Mischung 3 Stunden stehen und
arbeitet sie dann wie im Beispiel 1 auf. Aus Essigsäureäthylester kristallisiert,
erhält man 7,6 g 19-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-4, 8,13,17-tetramethyl-1-acetoxynonadecaoctaen-(2,4,6,8,
12,14,16,18)-in-(10), Schmp. 155 bis 156° C, Absorptionsmaxima bei 424 und 451 m#t
in Petroläther (E'11 = 2090 und 1765).
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Beispiel 3 19- [2, 6, 6-Trimethylcyclohexen- (1) -y1] -4, 8,13,17-tetramethyl-l-acetoxynonadecanonaen-(2,4,6,8,10,12,14,16,18)
1,0 g 19- [2, 6, 6-Trimethylcyclohexan- (1) -y1]-4, 8,13, 17-tetramethylnonadecanonaen-(2,4,
6, 8,10,12,14,16,18)-a1-(1) werden in 100m1 absolutem Äther gelöst. Nach dem Kühlen
der Lösung auf O' C wird eine Lösung von 30 mg Lithiumaluminiumhydrid in
5 ml absolutem Äther zugetropft. Man läßt das Gemisch 1 Stunde reagieren, arbeitet
es gemäß den Angaben im Beispiel l auf und erhält das rohe 19-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-4,
8,13,17-tetramethylnonadecanonaen-(2, 4,6, 8,10,12,14,
16,18)-o1-(1).
Absorptionsmaxima bei 443 und 471 mN. in Petroläther.
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Den erhaltenen Rückstand löst man in 10 ml absolutem Äther und 5 ml
absolutem Benzol, gibt 2 ml Pyridin zu und tropft hierzu bei 0° C eine Lösung von
1 m1 Acytelchlorid in 5 ml absolutem Äther. Nach 5 Stunden arbeitet man das Gemisch
wie im Beispiel 1 auf und erhält aus Petroläther (Siedebereich 60 bis 90°C) orange
Nadeln von 19-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-4,8,13,17-tetramethyl-l-acetoxynonadecanonaen-(2,4,6,8,
10,12,14,16,18), Schmp. 122 bis 124° C, Absorptionsmaxima bei 444 und 473 m&.
(EI 'l = 2620 und 2390) in Petroläther. Beispiel 4 21-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-2,6,10,15,19-pentamethyl-l-acetoxyheneicosadecaen-(2,4,6,8,10,12,14,16,18,20)
2,15 g 21-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-2,6,10,15, 19-pentamethylheneicosadecaen-
(2, 4, 6, 8,10,12,14,16,18, 20)-a1-(1) löst man in 80 ml absolutem Äther und 60
ml absolutem Benzol und tropft bei 0° C unter Rühren eine Lösung von 55 mg Lithiumaluminiumhydrid
in 10 ml absolutem Äther zu. Nach 11/Z Stunden arbeitet man das Gemisch gemäß den
Angaben im Beispiel 1 auf und erhält das rohe, kristalline 21-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-2,6,10,15,19-pentamethylheneicosadecaen-(2,4,6,8,10,12,14,16,18,20)-ol-(1).
Absorptionsmaxima bei 436, 459 und 488 m#t in Petroläther.
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Man löst die erhaltene Verbindung in 50 ml absolutem Benzol, gibt
5 ml Pyridin zur Lösung und tropft 2,5 ml Acetylchlorid in 15 ml absolutem Äther
zu. Dabei kühlt man mit einem Wasserbad. Man läßt das Gemisch 2 Stunden bei Raumtemperatur
reagieren, arbeitet es wie im Beispiel 1 auf und erhält aus Äther rote Nadeln von
21- [2, 6, 6 -Trimethylcyclohexen- (1) - y1] -2, 6,10,15, 19-pentamethyl-l-acetoxyheneicosadecaen-(2,4,6,8,10,12,
14,16,18,20), Schmp. 136 bis 137° C, Absorptionsmaxima bei 438, 461 und 490 m#t
(E,'%,. = 2000, 2600 und 2030) in Petroläther. Beispiel 5 23-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-4,8,12,17,21-pentamethyl-l-acetoxytricosaundecaen-(2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22)
2,3 g 23-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-4,8,12,17, 21-pentamethyltricosaundecaen-
(2, 4, 6, 8,10,12,14,16,18, 20,22)-a1-(1) löst man in 50 ml Benzol, tropft hierzu
eine Lösung von 50 mg Lithiumaluminiumhydrid in 9 ml absolutem Äther und läßt das
Gemisch bei Raumtemperatur 1 Stunde reagieren. Man arbeitet es gemäß den Angaben
im Beispiel 1 auf und erhält das rote kristalline 23-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-4,8,12,17,21-pentamethyltricosaundecaen
- (2, 4, 6, 8,10,12,14,16,18, 20, 22)-o1-(1). Absorptionsmaxima bei 447, 473 und
503 mg, in Petroläther.
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Man löst den kristallinen Rückstand in 50 ml absolutem Benzol, gibt
6 ml Pyridin zu und tropft hierzu unter Kühlung mit Wasser eine Lösung von 3 ml
Acetylchlorid in 10 ml absolutem Äther. Man läßt das Gemisch 2 Stunden reagieren,
arbeitet es gemäß den Angaben im Beispiel 1 auf und erhält aus Äther oder Essigsäureäthylester
das in roten Nadeln kristallisierende 23-[2,6,6-Trimethylcyclohexen - (1) - y1]
- 4, 8,12,17, 21- pentamethyl-1-acetoxytricosaundecaen-(2,4,6, 8,10,12,14,16,18,20,22),
Schmp. 145 bis 147° C, Absorptionsmaxima bei 448, 474 und 504 m#t (Ei m = 2010,
2905 und 2535) in Petroläther. Beispiel 6 25-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-2,6,10,14,19,23-hexamethyl-l-acetoxypentacosadodecaen-(2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24)
Man löst 2 g 25-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-2,6, 10,14,19,23-hexamethylpentacosadodecaen-(2,4,
6,8,10,12, 14,16,18,20,22,24)-a1-(1) in 80 ml absolutem Benzol, tropft hierzu unter
Rühren bei Raumtemperatur eine Lösung von 45 mg Lithiumaluminiumhydrid in 8 ml absolutem
Äther und läßt das Gemisch 2 Stunden bei Raumtemperatur reagieren. Man arbeitet
es gemäß den Angaben im Beispiel l auf und erhält das rohe, rote, kristalline 25-[2,6,6-Trimethylcyclohexen-(1)-yl]-2,6,10,
14,19,23-hexamethylpentacosadodecaen-(2,4,6, 8,10,12,14, 16,18,20,22,24)-o1-(1).
Absorptionsmaxima bei 462, 488 und 519 m#t in Petroläther.
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Den kristallinen Rückstand löst man in 80 ml Benzol und 5 ml Pyridin,
gibt hierzu unter Rühren und Wasserkühlung 2,5 ml Acetylchlorid in 10 ml absolutem
Äther und läßt das Gemisch 2 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Nach Aufarbeitung
gemäß Beispiel 1 erhält man aus Äther oder Essigsäureäthylester rote Nadeln von
25 - [2,6,6 - Trimethylcyclohexen - (1) - y1] -2,6,10,14,19, 23-hexamethyl-1-acetoxypentacosadodecaen-
(2, 4, 6, 8,10, 12,14,16,18,20,22,24), Schmp.156 bis 158° C, Absorptionsmaxima bei
463, 488 und 519 m#t (EM = 2170, 2460 und 1685) in Petroläther.