DE1668307B2 - Verzweigt-offenkettige zweifach olefinisch-ungesaettigte nitrile mit 10 kohlenstoffatomen, deren herstellung und verwendung - Google Patents
Verzweigt-offenkettige zweifach olefinisch-ungesaettigte nitrile mit 10 kohlenstoffatomen, deren herstellung und verwendungInfo
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Description
trans-SJ-Dimethyl^o-octadiennitril
CN
7-Methyl-3-methylen-6-octennitril
CN
/\
/\
3,7-Dimethyl-3,7-octadiennitriI
40
Die Erfindung bezieht sich auf die unkonjugierten Nitrile 7-Methyl-3-methylen-6-octennitril und 3,7-Dimethyl-3,7-octadiennitril
sowie auf das Gemisch aus den unkotijugierteni Nitrilen cis-SJ-Dimethyl-S.o-octadiennitril
und trans-3,7-Dimethyl-3,6-octadiennitril, außerdem auf das Gemisch aus den konjugierten
Nitrilen ris-3,7-Dimethyl-2,6-octadiennitril und trans-3,7-Dimethyl-2,6-octadiennitril
und den unkonjugierten Nitrilen 7-Methyl-3-methylen-6-octennitril, 3,7-Dimethyl-3,7-octadiennitril,
cis-SJ-DimethylO.o-octadiennitril
und trans-SJ-Dimethyl-S.ö-octadiennitril.
Sie betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des genannten Gemisches aus konjugierten und unkonjugierten
Nitrilen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Cyanessigsäure mit 2-Methyl-hept-2-en-6-on in
Gegenwart eines Lösungsmittels sowie einer Aminoverbindung oder deren Salz mit einer Mineralsäure
oder einer organischen Carbonsäure bei einer Temperatur
von etwa 40 bis 18O0C kondensiert und schließlich
die Verwendung von 7-Methyl-3-methylen-6-octennitril,
3,7-Diraethyi-3.7-octadiennitril oder einem
Gemisch aus eis- und trans-S.T-Dimethyl-S.ö-octadiennitril
oder deren Gemischen allein oder in Mischung mit eis- oder tran:i-3,7-Dimethyl-2,6-octadiennitril oder
deren Gemische» als olfaktorischen Bestandteil in einer Parfümkoniposition.
CN
1:
j·*
cisOJ-Dimethyl-S.ö-octadiennitril
CN
CN
trans-SJ-Dimethyl-S.o-octadiennitril
Verbindung I ist auch als Neronitril und Verbindung II als Geranonitril bekannt.
Obwohl das eine gewisse konstitutionelle Ähnlichkeit mit den Verbindungen III, IV, V und VI aufweisende
Geranonitril beispielsweise aus der belgischen Patentschrift 647 423 als Parfümwirkstoff bekannt
war, ergab sich daraus keinerlei Hinweis darauf, ob die erfindungsgemäßen Verbindungen überhaupt existenzfähig
sind, wie sie erzeugt werden können und welche Eigenschaften diese Stoffe aufweisen. Denn in
Geranonitril ist die Nitrilgruppe mit einer Doppelbindung
konjugiert, und damit sind die drei Kohlenstoffatome dieser Doppelbindung und der Nitrilgruppe
in einer Ebene fixiert, bei den erfindungsgemäßen Verbindungen dagegen nicht. Deshalb waren beispielsweise
einigermaßen zuverlässige Vorhersagen über die geruchlichen Eigenschaften der beanspruchten Verbindungen
nicht möglich, zumal die Kenntnisse über den Zusammenhang zwischen Konstitution und Geruch
bekanntlich bis heute noch recht gering sind.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen besitzen einen ähnlichen, aber nicht den gleichen zitronenartigen
Geruch wie Geranonitril. Bekanntlich ist es vorteilhaft, wenn für Parfümkompositionen eine Palette
von Nuancen einer Geruchsnote zur Verfugung steht, so daß die Aromaeigenschaften einer Parfümkomposition
durch Betonung oder Milderung der olfaktorischen Reaktion, die von einem anderen Bestandteil
beigesteuert wird, verändert werden kann. Durch die neuen Verbindungen wird daher ein bestehendes
Bedürfnis befriedigt. Die beanspruchten Verbindungen sind außerdem wirtschaftlich und einfach
zugänglich und in Kombination mit Seifen und Detergentien stabil.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen
Verbindungen sind als Komponenten von Parfümkompositionen vorteilhaft. Die Parfümkompositionen
können "für sich allein verwendet oder in Seifen, Detergentien, Sprühmitteln, Kosmetika u. dgl.
eingemischt werden, um diese angenehmer zu machen. Aus der Reaktionsmischung können einzelne Verbindungen
isoliert werden; normalerweise werden die Verbindungen jedoch als Gemisch hergestellt und so
zur Bereitung von Parfümkompositionen eingesetzt. Es war bisher nicht möglich, die cis-trans-lsomeren
von SJ-DimethylO.ö-octadiennitril, d. h. die Verbindungen
V und Vl voneinander zu trennen.
Die Bezeichnung »Parfümkomposition» wird hier in dem üblichen Sinn verwendet und soll eine Mischung
von organischen Verbindungen, beispielsweise Alkoholen, Aldehyden, Ketonen, Estern und häufig Kohlenwasserstoffen
bedeuten, die in festen Verhältnissen vereinigt sind, so daß die Gerüche der einzelnen Verbindungen
zusammen ein angenehmes Aroma erzeugen.
Es ist möglich, und in vielen Fällen wünschenswert, das erfindungsgemäße Verfahren unter solchen Bedindungen
durchzuführen, daß die Verbindungen III, IV, V und Vl in der Mischung überwiegen oder daß die
Verbindungen 1 und Il vorherrschen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die oben beschriebenen Mischungen durch eine Kondensationsreaktion
zwischen den bekannten Verbindungen Cyanes.sigsäure und 2-Methyl-hept-2-en-6-on in Gegenwart
eines organischen Amins oder Aminsalzes hergestellt. Die Umsetzung wird in einem organischen
Lösungsmittel, das bis zu etwa 9 Kohlenstoff atome enthält, bei erhöhter Temperatur bei etwa 40 bis
18O0C durchgeführt. Der Bereich, der im Hinblick auf eine vollständige Umsetzung in einer angemessenen
Zeitspanne unter Erzielung guter Ausbeuten bevorzugt ist, beträgt 80 bis 140° C.
Während der Umsetzung wird aus den beiden reagierenden Molekülen Wasser abgespalten. Es ist
am zweckmäßigsten, das Wasser im Maße seiner Bildung zu entfernen, vorzugsweise durch azeotrope
Destillation. Zwar kann eine Vielzahl organischer Lösungsmittel, besonders aromatische Lösungsmittel
wie Xylol, Äthylbenzol u: dgl. verwendet werden, vorzugsweise
werden jedoch Lösungsmittel wie Benzol und Toluol verwendet, die verhältnismäßig wohlfeil
sind und mit Wasser in ^lem Temperaturbereich, in
dem die Umsetzung durchgeführt wird, azeotrope Mischungen bilden.
Die Reaktnnsdauer ist nicht entscheidend. Sie hängt hauptsächlich von der Menge der Reaktionsteilnehmer und der Reaktionstemperatur ab. Es ist am zweckmäßigsten, die Umsetzung an Hand der Entfernung von Wasser im Maße seiner Bildung zu verfolgen. Wenn kein Wasser mehr aufgefangen werden kann,
Die Reaktnnsdauer ist nicht entscheidend. Sie hängt hauptsächlich von der Menge der Reaktionsteilnehmer und der Reaktionstemperatur ab. Es ist am zweckmäßigsten, die Umsetzung an Hand der Entfernung von Wasser im Maße seiner Bildung zu verfolgen. Wenn kein Wasser mehr aufgefangen werden kann,
ίο kann die Umsetzung als praktisch vollständig angesehen
werden.
Man kann zwar äquimolare Reaktionsteilnehmermengen anwenden, vorzugsweise wird jedoch ein
Überschuß an Cyanessigsäure eingesetzt, da diese das
wohlfeilere der beiden Reagenzien ist. Normalerweise wird ein molarer Säureüberschuß bis w 50°/0 verwendet.
Wie erwähnt, ist es möglich, durch Steuerung der Reaktionsbedingungen vorherzubestimmen, ob die
ίο Mischung einen größeren Anteil an konjugierten
Nitrilen oder einen größeren Anteil an unkonjugierten Nitrilen enthält. Dieses Ergebnis kann durch die Auswahl
des Kondensationskatalysators oder der Katalysatormenge erzielt werden. Wenn ein Aminsalz ver-
»5 wendet wird, um die Umsetzung zu katalysieren, oder
wenn weniger als eine äquimolare Menge Amin, bezogen auf die Menge an Cyanessigsäare, als Katalysator
verwendet wird, enthält das gebildete Gemisch einen größeren Anteil an unkonjugierten Verbindungen.
Wenn die Umsetzung unter alkalischen Bedingungen, d. h. mit einem molaren Überschuß an Amin, bezogen
auf die Cyanessigsäure durchgeführt wird, enthält die Mischung einen größeren Anteil an konjugierten
Verbindungen.
Typische Beispiele für die primären, sekundären und tertiären Amine, die für das erfindungsgemäße
Verfahren verwendet werden können sind Piperidin, Pyridin, Cyclohexylamin, Anilin, Triäthanolamin und
p-Toluidin. Man kann Salze dieser Amine mit orga-
4" nischen und anorganischen Säuren, besonders Mineralsäuren
und organischen Alkancarbonsäuren mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen im S2ureteil verwenden. Triäthanolamin,
Cyclohexylamin und Ammoniumacetat sind bevorzugte Katalysatoren, da sie verhältnismäßig
♦5 leicht zugänglich sind.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Die im Beispiel 1 erzeugte Mischung enthält einen größeren
Anteil an nicht konjugierten Verbindungen. Das Gemisch von Beispiel 2 enthält hauptsächlich konjugierte
So Verbindungen. Die NMR-Spektren wurden unter Verwendung
von 5°/oigen Lösungen in Tetrachlorkohlenstoff bei 20"C, einer Meßfrequenz von 60MHz und
gegenüber Tetramethylsilan als innerem Standard aufgenommen.
B e i s ρ i e 1 1
Eine Mischung aus 68,1 kg 2-Methyl-hept-2-en-6-on, 55,4 kg Cyanessigsäure, 94 kg Toluol und 5,3 kg
Triäthanolamin wird unter Rühren innerhalb von 2 Stunden auf Rückflußtemperatur erwärmt. Dann
wird die Mischung 19 Stunden unter Rückfluß gehalten, um eine azeotrope Mischung aus Toluol und
Wasser aufzufangen, die 7,9 1 Wasser enthält. Die Reaktionsmischung
wird viermal mit einem gleichen Volumen Salzlösung gewaschen. Insgesamt 53,6 kg Toluol werden bei vermindertem Druck zurückgewonnen.
Durch Destillation des Rückstands bei 2 mm werden 54,6 kg Rohprodukt erhalten, das
zwischen 40 und 1500C siedet. Dieses Produkt wird Beispiel 2
bei 2 mm Hg und einem Rückflußverhältnis von 9:1,
fraktioniert, wodurch 8,52 kg nicht umgesetztes 2-Me- 400 ml Dioxan werden mit insgesamt 15 Mol Cyan-
thyl-hept-2-en-6-on bei 36°C. und 15,9 kg dts ge- essigsäure und anschließend 10 Mol 2-Methyl-heptwünschten
Gemisches, das bei 84° C siedet, gewonnen 5 2-en-6-on versetzt, während ein langsamer Stickstoffwerden.
Dieses Gemisch hat folgende physikalische strom durch die Mischung geleitet wird. Dann gibt
Eigenschaften: spezifisches Gewicht 0,8765, na20 man unter Rühren 15,8 Mol Cyclohexylamin zu. Es
1,4710. Es wird durch Gasflüssigkeitschromatographie erfolgt eine exotherme Reaktion, wobei die Tenipeunter
Verwendung von Helium als Gas und zwei hin- ratur von außen so gesteuert wird, daß sie während
tereinandergeschalteten Rohren mit einer Länge von io der Zugabe, die etwa 95 Minuten erfordert, nicht über
1,5 m und einem Innendurchmesser von 6,35 mm bei 500C ansteigt. Nachdem das gesamte Amin zugesetzt
1000C und einer Strömungsgeschwindigkeit von ist, wird die Mischung unter weiterem Rühren 7 Stun-80
ml/Min, in seine Komponenten aufgetrennt. Das den bei 95 bis 100° C unter Rückfluß gehalten. Dann
Absorbens in dem ersten Rohr ist 5% Polyäthylen- wird die Mischung abgekühlt und wie folgt gewaschen:
glycol und in dem zweiten Rohr 5°/0 Siliconkautschuk. 15 T ^e^aj mit gleichen Volumenmengen 10%iger
Das Gemisch enthält etwa 6% Verbindung 1, 27% " s^^sung
Verbindung II, 27% Verbindung hl, 2,6% Verbin- 2 m}tloo/jger Schwefelsäure, bis die Waschlösungen
dung IV und 38 % eines Gemisches aus Verbindung V sauer s· * J"
und VI. Mit Ausnahme von Verbindung IV sind die 3 wiedcrum'mit Salzlösung bis zur Neutralität.
Verbindungen durch kernmagnetische Resonanzana- 20
lyse (NMR), massenspektrometrische Analyse und Die Waschlösungen werden jeweils mit einem Drittel
Infrarotanalyse identifiziert. Die Verbindung IV ist ihres Volumens Toluol extrahiert. Die organische
durch ihr Infrarot- und Massenspektrum identifiziert. Schicht und die Toluolextrakte werden vereinigt und
Die Verbindungen I, II, III, V und VI haben folgende zur Entfernung des Lösungsmittels destilliert. Der
NMR-Spektren: a5 Rückstand wird zur Entfernung von nicht umgesetztem
Keton weiter destilliert, und das Produkt, das aus
Verbindung 1 einem Gemisch von Nitrilen besteht, wird bei einem
Protonenivn Chemische Verschiebung Rückflußverhältnis von 1:1 abgezogen. Das Gemisch
myp (ppm) wird durch Gasflüssigkeitschromatgraphie nach der
Olefinprotonen 5,8 (m) 30 Arbeitsweise von Beispiel 1 in beine Komponenten
= C — CH2 — 2,32 (t) aufgetrennt. Das Gemisch, aus dem die Komponenten
CH8-C = C-CN 1,91 (d) . isoliert werden, enthält 35 Gewichtsprozent Verbin-
Allylmethyl 1,48 (diffus d) dung I, 60 Gewichtsprozent Verbindung II und 5%
einer Mischung aus den Verbindungen III, IV und V.
Verbindung 11 35
Protonentyp Chemische Verschiebung Beispiel 3
niAfinnrn. „„ ,n7 ' 93,5 g (1,1 Mol) Cyanessigsäure, 126 g (1,0MoI)
Olefinprotonen 5,08 (m) 2_Meth B yl .hept.2^^n und 3,85 g (0,05 Mol) Am-
~H !X _· n ·λ\:
ί ης rln 4° moniumacetat werden in 100 ml Benzol unter Rück-
Iiii λ 7 1aI r*{ fluB erwärmt, bis etwa 10 ml Wasser entfernt sind.
AHyimeinyi i,*» (O) Dann wjrd djc Mjschung dreimal mit verdünnter Salz
säure gewaschen und das Lösungsmittel durch Destil-
Verbindung 111 lation bei etwa 40 mm Hg entfernt. Die Mischung
Prntnnenivn Chemische Verschiebung « wird hierauf erwärmt, um eine Decarboxylierung zu
rroionemyp (ppm) bewirken, und der Rückstand wird im Hochvakuum
>C = CHj 4,7 (breit) destilliert. Der Rückstand wird durch Gasflüssigkeits-
= C — CHZ — CN 2,98 (breit s) Chromatographie nach der Arbeitsweise von Beispiel 1
= C — CH1 — 2,22 (diffus t) in seine Komponenten aufgetrennt. Das Gemisch, aus
AUylmethyl 1,52 (breit s) 5° dem die Komponenten isoliert werden, enthält
7,0 Gewichtsprozent Verbindung I, 21,0 Gewichtspro-
v-ru;^, ·,„ λ; „λ \/i zerrt Verbindung II, 28,4 Gewichtsprozent Verbindung
Verbindung V und Vl m> ^ Gewichfsprozent Verbindung IV und 38„5 Ge-
Protonentyp Chemische Verschiebung wichtsprozent Verbindung V und VI.
(ppm) 55 Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält-
Olefinproton 5,4 (diffus t) ljchen Gemische oder die Komponenten der Gemische
Olefinproton 5,03 (diffus t) können für sich allein, beispielsweise in Riechkissen,
= C ^H4 — CN 2,98 (breit s) zur Verwendung in Büroräumen und Toiletten oder
CH« C —
2'70 (0 als olfaktorische Komponenten in Detergentien, Kos-
i ddtien und anderen Zu-
~p CH« C —
2'70 (0 als olfaktorische Komponen g
Allylmethyl 1,68 (wenigstens 6o metjka, Seifen, Raumdesodorantien und anderen Zu-
3 diskrete bereitungen verwendet werden. Wenn sie so verwendet
Signale). we:xlen, erzeugen sie einen frischen citrusartigen, z. B.
zitronenartigen Geruch, der dem Citral ähnlich ist.
Die auffallenden lnfrarotcharakteristika der Ver- Gemische, die einen überwiegenden Anteil an konjubindung
IV zeigen die Merkmale eines unkonjugierten 65 gierten Nitrilen enthalten, haben ein kraftiges, etwas
Nitrile bei 4,44 μ und einer Isopropenylgruppe bei herbes Aroma. Diejenigen mit einem größeren Anteil
11,26 μ. Das massenspektrometrisch bestimmte Mo- an unkonjugierten Nitrilen haben ein weicheres,
lekulargewicht beträgt 149. feineres Aroma.
In Parfümkompositionen steuert die einzelne Komponente ihre jeweiligen olfaktorischen Merkmale bei;
die Gesamtwirkung der Parfümkomposition ist jedoch die Summe der Wirkung jedes Bestandteils. Daher
können die einzelnen Verbindungen nach dieser Erfindung oder Gemische davon dazu verwendet werden,
die Aromaeigenschaften einer Parfümkomposition zu verändern, beispielsweise durch Betonung oder Milderung der olfaktorischen Reaktion, die von einem anderen Bestandteil in der Komposition beigesteuert
wird.
Die folgenden Beispiele erläutern die erfindungsgemäße Verwendung von Nitrilen oder deren Gemischen in Paffümmischungen, Seifen und anderen
Zubereitungen.
In den Beispielen sind die verwendeten Seifengrundlagen und Seifenschnitzel unparfümierte aus Tallöl
und Cocosnußöl hergestellte Toilettennatriumseifen. Als Waschpulver wurden Handelsprodukte verwendet.
Beispiel 4 Herstellung von Seifen
100 g Seifenschnitzel werden mit 1 g jeder der nachstehend angegebenen Parfümkompositionen gemischt,
bis eine praktisch homogene Zusammensetzung erhalten wird. Beide Seifenmassen zeigen einen charakteristischen zitronenartigen Geruch, wobei die Masse,
die das Gemisch von Beispiel 2 enthält, das feinere, aber etwas schwächere Aroma aufweist.
Die Parfümkompositjonen bestehen aus den folgenden Bestandteilen in Gewichtsteilen:
Geraniol 100
Cyclamal 20
4-(4-Methyl-4-hydroxyaniyl)-
/1-3-cyclohexen-carboxaldehyd 100
Linalool 75
Terpinol 100
Musketon 10
Indol 10
Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn die Gemische von Beispiel 1 und 2 durch die Komponenten
der Gemische ersetzt werden.
Beispiel 5 Herstellung eines Waschmittels
100 g eines Waschpulvers werden mit 0,15 g einer Parfümkomposition vermischt, die das im Beispiel 1
erhaltene Gemisch enthält, bis eine praktisch homogene Zusammensetzung mit einem zitronenartigen Geruch
erhalten wird.
Die Parfümzusammensetzung besteht aus den fol-S genden Bestandteilen in Gewichtsteilen:
äthylphthalal 4
ίο Terpineol 40
Orangenöl 350
Geraniol 35
Cumarin 2
Ein ähnliches Ergebnis wird erzielt, wenn das Gemisch von Beispiel 1 durch das Gemisch von Beispiel 2
ao oder durch die Komponente der Gemische ersetzt wird.
Beispiel 6 Herstellung eines kosmetischen Puders
Ein kosmetischer Puder wird durch Vermischen von 100 g Talkumpulver mit 0,25 g des Gemisches von
Beispiel 1 in einer Kugelmühle hergestellt. Ein zweiter kosmetischer Puder wird in gleicher Weise mit der
Ausnahme hergestellt, daß das Gemisch von Beispiel 1 durch das Gemisch von Beispiel 2 ersetzt wird. Beide
haben einen zitronenartigen Geruch.
Flüssiges Detergens, das 7-Methyl-3-methylen-6-octennitril enthält
tronenartigen Geruch, die 0,1 °/0, 0,2 % und 0,5%
7-Methyl-3-methylen-6-octennitril enthalten, werden durch Zugabe der entsprechenden Menge der Verbindung zu dem flüssigen Detergens hergestellt.
Die Menge der Gemische oder Verbindungen nach
dieser Erfindung, die in Parfümkompositionen wirksam ist, hängt von vielen Faktoren ab, darunter beispielsweise von den anderen Bestandteilen, ihren
Mengen und den gewünschten Effekten. Es wurde gefanden, daß Parfümkompositionen, die nur 0,02 Ge-
wichteprozent der Gemische oder Verbindungen »act
dieser Erfindung oder noch weniger enthalten, mit Vorteil verwendet werden können. Für bestimmte Korn'
Positionen sind so hohe Mengen wie 5 Gewichtspro zent oder noch mehr vorteilhaft. Bei Verwendung ii
Seifen und anderen Produkten ist die Menge de Parfümkomposition die gleiche, wie sie allgemein be
üblichen Kompositionen angewandt wird, d.h. voi
etwa Ibis 3 Gewichtsprozent So können nur 0,0002 Ge wichtsprozent eines erfindungsgemäßen Produkts ode
Produktgemisches verwendet werden, um Seifet Kosmetika oder anderen Produkten einen zitroner
artigen Geruch zu verleihen.
Claims (6)
1. T-Methyl-S-methylen-o-GCtennitril.
2. 3,7-Dimethyl-3,7-octadiennitril.
3. Gemisch aus eis- und trans-3,7-Dimenthyl-3,6-octadiennitriL
4. Gemisch aus den konjugierten Nitrilen eis - 3,7 - Dimethyl - 2,6 - octadiennitril und trans- ίο
3,7-Dimethyl-2,6-octadiennitrii und den unkonjugierten
Nitrilen 7-Methyl-3-methylen-6-octennitΓU,
SJ-Dimethyl-SJ-octadiennitril, cis-3,7-Dimethyl-3,6-octadiennitril
und trans-SJ-Dimethyl-S.o-octadiennitril.
5. Verfahren zur Herstellung eines Gemisches nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
man Cyanessigsäure mit 2-Methyl-hept-2-en-6-on
in Gegenwart eines Lösungsmittels sowie einer Aminoverbiiidung oder deren Salz mit einer to
Mineralsäure oder einer organischen Carbonsäure bei einer Temperatur von etwa 40 bis 1800C kondensiert.
6. Verwendung von 7-Methyl-3-methylen-6-octennitril,
3,7-Dimethyl-3,7-octadiennitril oder as
einem Gemisch aus eis- und trans-3,7-Dimethyl-3,6-octadiennitril
oder deren Gemischen allein oder in Mischung mit eis- oder trans-3,7-Dimethyl-2,6-octadiennitril
oder deren Gemischen als olfaktorischen Bestandteil in einer Parfümkomposition.
. CN
I
/\
cis-3,7-Dimethyl-2,6-CK;tediennitrü
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