DE2229269A1 - - Google Patents
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Description
"2-Isopropyl-5-methyl-2-hexenal, 2-Isopropyl~5-methylhexanal,
3-Hydroxy-2-isopropyl-5-methylhexanal und deren Derivate,
Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung"
Priorität: 16. Juni 1971, V.St.A., Hr. 153 900
Die Erfindung betrifft 3-Hydroxy-2-isopropyl-5-methylhexanal,
2~l8opropyl-5-methyl-2-hexenal und 2~Isopropyl-5-methylhexanal,
die entsprechenden primären Alkohole, und deren Äther und Ester, die entsprechenden Carbonsäuren und deren
Ester, 3-.Isopropyl-6-Inethylheptan-2-ol, 3-Isopropyl-6~methylheptan-2-on
und die entsprechenden·ungesättigten Derivate dieser Verbindungen, Die vorgenannten Verbindungen sind neu
und stellen wertvolle Tabakaromastoffe dar.
Gegenstand der Erfindung sind 2~Isopropyl-5~methyl-2-hexenal,
2-Isopropyl-5-methylhexanal, 3-Hydroxy-2-isopropyl-5-methyl-
209852/1191
hexanal und deren Derivate der allgemeinen Formel I
Yy Hy
(CH3) 2CHCH2CC - X (I)
CH(CHj,
in der Y ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe, einen
niederen Alkoxy- oder niederen Acyloxyrest bedeutet, X eine Hydroxymethyl-, 2-Hydroxyäthyl-, Formyl-, Acetyl- oder Carb
oxylgruppe oder ein niederer Alkoxymethyl-, niederer Acyl-,
oxymethyl- oder niederer Alkoxycarbonylrest ist und y den Wert 0 oder 1 hat.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in die nachstehen den Gruppen eingeteilt werden:
3-Hydroxy-2-isopropyl-5-methylhexanal und dessen Derivate
der allgemeinen Formel IA
OZ
(CH3J2CHCH2CH-CH-X (IA)
CH(CH3)
2~Isopropyl-5-methyl-2-hexenal und dessen Derivate der allgemeinen
Formel IB
(CH3)2CHCH2CH=C-X
CH(CH3)2 209852/1191
2-rIsopropyl-5-methylhexanal und dessen Derivate der allge-Äinen
Formel IC ■
(ic)
Iif&iesen Formeln hat X die vorstehend angegebene Bedeutung
und Z bedeutet ein Y/asserstoffatom, einen Acyl- oder Alkylrest.
Der Ausdruck "niederer Alkoxyrest" bedeutet einen Alkoxyrest
mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, d.h., die Methoxy-, Äthoxy-, Propoxy- und Isopropoxygruppe, wobei die Methoxygruppe
besonders bevorzugt ist. Der Ausdruck "niederer Acyloxyrest" bedeutet einen Acyloxyrest mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen,
d.h., die Acetoxy-, Propionoxy- oder Butyroxygruppe, wobei
die Acetoxygruppe bevorzugt ist.
Aue den Strukturformeln IA und IB ist ersichtlich, daß bei
den Verbindungen gemäß der allgemeinen Formel IA Diastereomere und bei den Verbindungen gemäß der allgemeinen Formel
IB geometrische Isomere möglich sind. Die vorliegende Erfindung umfaßt auch diese Isomeren, da sie alle vorzügliche
Aromaeigenschaften haben.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind durch eine Folge
von Umsetzungen leicht erhältlich, wobei man von Isovaleraldehyd ausgeht. Isovaleraldehyd wird in der ersten Synthese
stufe in Gegenwart einer Base mit weiterem Isovaleraldehyd
. 209352/1191
■ - ι
urngesetzt, wobei ein Geraisch der threo- und erythro-Isomeren
von 3-Hydroxy-2~isojpropyl-5-methylhexanal erhalten wird.
Diese Umsetzung wird in einem wässrigen Reaktionsmedium durchgeführt, in dem eine starke Base, z,3, ein Alkalimetallhydroxid,
wie Kaliumhydroxid, gelöst ist. Die Umsetzung wird gewöhnlich bei Raumtemperatur oder tieferen Temperaturen
dujpchgeführt, d.h., bei Temperaturen von etwa 25 C oder darunter.
Vorzugsweise wird eine Lösung von Isovaleraldehyd in einem organischen Lösungsmittel mit einer wässrigen Base bei ·.
niedrigen Temperaturen, vorzugsweise bei 0 bis 5°C, vermischt, und das Reaktionsgemisch wird dann je nach dem erwünschten
Reaktionsprodukt etwa 6 bis etwa 120 Stunden oder langer bei . Raumtemperatur gehalten, wobei die Dehydratisierung durch
längere Umsetzungszeiten begünstigt wird.
Bei einer Umsetzungszeit von etwa 6 Stunden wird das Isomere A von 3-Hydroxy-2-isopropyl-5-methylhexanal isoliert. Diese
Verbindung wird beim Aufbewahren in der Kälte fest und hat einen P. von 47 bis 490C · Bei längeren Reaktionszeiten wird
die Bildung von 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexenal und des Isomeren B von 3~Hydroxy-2-isopropyl-5-methylhexanal begünstigt.
Dieses Gemisch kann durch Destillation bei etwa 24 Torr getrennt werden, wobei die erstgenannte Verbindung bei 95 bis
1000C und die letztgenannte Verbindung bei 120 bis 1300C
destilliert.
3-Hydroxy~2-isopropyl-5-methylhexanal und 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexenal
v/erden nach üblichen Oxidationsverf ahren, z.B. durch Durchleiten von Luft oder Sauerstoff durch eine
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Lösung des jeweiligen Aldehyds bei Raumtemperatur oder. . durch Behandeln mit Oxidationsmitteln, rasch zu den entsprechenden
Säuren oxidiert. Die erhaltenen Säuren werden dann z,B. in einer säurekatalysierten Umsetzung in an sich
bekannter Weise mit einem Alkohol der allgemeinen Formel ROH, in der R einen niederen Alkylrest bedeutet, verestert. Vorzugsweise
wird diese Veresterung unter Verwendung von Perchlorsäure oder Schwefelsäure und Methanol durchgeführt.
Der Methylester kann auch durch Umsetzen der Säure mit Diazomethan erhalten werden,
3-Hydroxy-2-isopropyl-5-methylhexanal und 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexenal
sind auch leicht reduzierbar. Die Reduktion kann z.B, in üblicher Weise mit Natriumborhydrid durchgeführt
werden, wobei der entsprechende primäre Alkohol, d.h,f 2-Isopropyl-5-methylhexan-1,3-diol bzw, 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexen-1-öl
entsteht. 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexenal kann auch unter milden Bedingungen, z„B, an einem Palladiumkatalysator
hydriert werben, wobei 2-Isopropyl-5-methylhexanal
schärferen
entsteht. Wenn 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexenal unter /Bedingungen,
z,B, an Platinoxid und Eisen(II)-chlorid hydriert
wird, wird 2-Isopropyl-5-methylhexanol erhalten, das in an
eich bekannter V/eise verestert oder verethert werden kann.
Das gesättigte Hexanal kann,wie vorstehend beschrieben,zur
entsprechenden Säure oxidiert werden, und diese Säure kann in einen niederen Allcylester umgewandelt v/erden.
209852/1191
Sämtliche Alkohole können in an sich bekannter Weise V0II7,.
ständig oder im Falle der Verbindungen der allgemeinen Formel IA auch teilweise verestert oder verethert werden.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der Verbindungen
der allgemeinen Formel I
(CII3) 2CHOH2CHG - X (I)
CH(CH3)2
in der Y ein V/asserstoffatom, eine Hydroxylgruppe, einen
niederen Alkoxy- oder niederen Acyloxyrest bedeutet, X eine Hydroxymethyl-, 2-Hydroxyäthyl-, Formyl-, Acetyl- oder Carboxylgruppe oder ein niederer Alkoxymethyl-, niederer Acyloxymethyl- oder niederer Alkoxycarbonylrest ist und y den
Wert O oder 1 hat, mit der Maßgabe, daß X ein Acyloxymethyl- oder Alkoxymethylrest ist, wenn y den We;?t 1 hat, als Tabakaromastoffe.
niederen Alkoxy- oder niederen Acyloxyrest bedeutet, X eine Hydroxymethyl-, 2-Hydroxyäthyl-, Formyl-, Acetyl- oder Carboxylgruppe oder ein niederer Alkoxymethyl-, niederer Acyloxymethyl- oder niederer Alkoxycarbonylrest ist und y den
Wert O oder 1 hat, mit der Maßgabe, daß X ein Acyloxymethyl- oder Alkoxymethylrest ist, wenn y den We;?t 1 hat, als Tabakaromastoffe.
Erfindungsgemäß wird mindestens eine der Verbindungen der
allgemeinen Formel I dem Tabak in einer solchen Menge zugesetzt, die zur I.Iodifizierung der mit den Sinnesorganen wahrnehmbaren Eigenschaften des Tabaks ausreichend ist.
allgemeinen Formel I dem Tabak in einer solchen Menge zugesetzt, die zur I.Iodifizierung der mit den Sinnesorganen wahrnehmbaren Eigenschaften des Tabaks ausreichend ist.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formeln
IA bis IC sind, abgesehen von den Hexen-i-ol-estern und
-äthern der allgemeinen Formel ΓΒ, alle als Tabakaromastoffe
IA bis IC sind, abgesehen von den Hexen-i-ol-estern und
-äthern der allgemeinen Formel ΓΒ, alle als Tabakaromastoffe
209852/1191 -
verwendbar. Die ungesättigten Ester und Äther sind wertvolle
Zwischenprodukte zur Herstellung der entsprechenden gesättigten Ester und Äther der allgemeinen Formel IC.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden als Zusätze in Tabak, insbesondere
Ain Zigarettentabak, zur Modifizierung des Tabakaromas
Verwendet. Die Menge des Zusatzes hängt von der jeweiligen
Verbindung und dem erwünschten Effekt ab. Im allgemeinen
werden Mengen von mindestens etwa 0,02 mg/g Tabak verwendet. Normalerweise sind Mengen über 0,5 mg/g Trbak unerwünscht,
da der Tabak sonst ein strenges Aroma auf v/eist. Bei Verwendung in Filterzigaretten sind größere Mengen der erfindungsgemäßen Verbindungen erforderlich, um den gleichen Effekt
wie bei Zigaretten ohne Filter zu bewirken.
Verbindung und dem erwünschten Effekt ab. Im allgemeinen
werden Mengen von mindestens etwa 0,02 mg/g Tabak verwendet. Normalerweise sind Mengen über 0,5 mg/g Trbak unerwünscht,
da der Tabak sonst ein strenges Aroma auf v/eist. Bei Verwendung in Filterzigaretten sind größere Mengen der erfindungsgemäßen Verbindungen erforderlich, um den gleichen Effekt
wie bei Zigaretten ohne Filter zu bewirken.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Eine Lösung von 100 g Isovaleraldehyd in 100 ml Äther von
0 C wird unter Rühren während 45 Minuten mit 200 ml 15p^ozentiger Kalilauge versetzt, wobei die Zugabe so vorgenommen wird, daß die Temperatur 5°G nicht übersteigt. Das Gemisch
wird dann 15 Minuten auf 0 C abgekühlt. Anschließend wird
das Kühlbad entfernt, und das Gemisch wird 24 Stunden gerührt. Die flüssigen Phasen werden getrennt, und die wässrige Phase wird mit Äther gewaschen. Die vereinigten Ätherlösungen
werden nachοinander mit 2 η Esoigßäure, gesättigter ITatrium-
0 C wird unter Rühren während 45 Minuten mit 200 ml 15p^ozentiger Kalilauge versetzt, wobei die Zugabe so vorgenommen wird, daß die Temperatur 5°G nicht übersteigt. Das Gemisch
wird dann 15 Minuten auf 0 C abgekühlt. Anschließend wird
das Kühlbad entfernt, und das Gemisch wird 24 Stunden gerührt. Die flüssigen Phasen werden getrennt, und die wässrige Phase wird mit Äther gewaschen. Die vereinigten Ätherlösungen
werden nachοinander mit 2 η Esoigßäure, gesättigter ITatrium-
209852/1191
hydrogencarbonatlösung, V/asser und gesättigter NatriumcbAoridlösung
gewaschen. Nach dem Trocknen über wasserfreiem Magnesiumsulfat wirdder Äther unter vermindertem Druck abdestilliert.
Der Rückstand wird unter vermindertem Druck über eine Vigreux-Kolonne destilliert, wobei 2-Isopropyl-5^methyl-2-hexenal
bei 95 bis 100°C/24 Torr übergeht. Bei der Gas-Flüssigkeits-Chromatographie der vorgenannten Verbindung
wird wegen der thermischen Retroaldol-Zersetzung in dem heißen Säuleneinlaß mit einer Temperatur-von 2000C ein
Isovaleraldehyd zuzuordnender Peak erhalten.
Der ungesättigte Aldehyd wird durch Fraktionieren unter Ver-
einer
wendung\Halbmikro-Drehbandkolonne und eines Druckreglers zur
Einstellung eines Druckes von 200 Torr weiter gereinigt. Im Siedebereich von 135 bis 136°C/2OO Torr v/erden 4 Fraktionen
gesammelt. Die Infrarot- und Massenspektren der vereinigten Fraktionen stimmen mit der Struktur des ungesättigten Aldehyds
überein. Infrarotspektrum, cm"1: 2970 und 2880 (CH3),
2710 (CHO), 1690 (konjugierte Aldehydcarbonylgruppe), I63O
(C=C), 1470 (CH2 + CH3), 1423 (C-H-Knickschwingung), 1388 und
1370 (Isopropylgruppe), 1281 (C=C-C=O) und 1143 (Isopropylgruppe).
Das ilassenspektrum ergibt das Molekülion bei m/e =
154, v/eitere Peaks, die einem Verlust von 15» 43 und 57 Masseneinheiten entsprechen und ferner m/e-Werte von 29 und
Eb wird das 2,4-Dinitrophenylhydrazon hergestellt und aus
Methanol umkristallisiert. Diese Verbindung wird in Form orangeroter Kristalle vom F. 129 bis 1320C erhalten und ergibt
209852/1191
bei der Dünnschichtchromatographie unter Verwendung verschie'- · dener.Fließmittel nur einen Fleck.
C H Έ
C16H22IT4O4: ber.: 57,47 6,63 16,76
gef.: 57,44 6,67 ' 16,68
Beispiel 2 . ' '
Das Aldol gemäß Beispiel 1 wird in 3-Hydroxy~2-isopropyl-5-methylhexansäure
umgewandelt. Dies erfolgt durch mehrwöchiges Stehenlassen der höhersiedenden Fraktion von Beispiel 1,
nämlich 3-Hydroxy-2-isopropyl-5-niethylhexanal, oder durch
mehrtägiges Durchleiiren von Luft durch die viskose Flüssigkeit, wobei Kristalle der vorgenannten Säure ausfallen. Itfach- r
dem Umkristallisieren aus kaltem Methylenchlorid-Tetrachlorkohlenstoff werden weiße !Tadeln vom F. 88 bis 89°C erhalten.
Das Massenspektrum ergibt das Molekülion bei m/e = 188 und Haupt-Peaks bei 170, 131, 113, 102, 87, 85, 71, 69, 43," 41,
29 und 27 Masseneinheiten. Die m/e-V/erte von 170 und 102
entstehen durch' Wassersbspaltung bzw. durch Retroaldol-Reak-
tion, und die anderen Peaks sind Fragmentierungs-Peaks. In
das InfrarotSpektrum (Methylenchlorid) zeigt Säure- und
Hydroxyl-OH-Banden bei 3300 bis 3000 cm"1und bei 36OO bis
3500cm .und drei Carbonylbanden bei 1700 cm"*' (Dimeres),
_1 .. ■ * .... -Form)
1726 cm (über intramolekulare Wasserstoffbrücken gebunderie\
und —1 /
/T752 cm (nicht gebundene Form) · Bei Verwendung von Dioxan
. als Lösungsmittel geht die Bande bei 1700 cm~ in die Form
mit intramolekularen Wasserst off brücken bei 1726 cm über;
209852/1191
dies weist darauf hin,daß die Hydroxylgruppe am C .,-Atom
über eine Wasserst of fbrüclce an den Carbonylsauerstoff gebunden
ist.
63 | C | H | 71 | |
ber,: | 64 | ,80 | 10, | 55 |
gef.; | ,06 | 10, | ||
Aus der in Beispiel 2 hergestellten 3-Hydro:sy-2~isopropyl-5-methylhexansäure
wird unter Verwendung eines Überschusses von Diazomethan in Äther 3-Hydroxy-2-isopropyl-5-methylhexansäuremethylester
hergestellt. Die quantitative Umwandlung wird dünnschichtchromätographisch (Kieselsäuregel G, Benzol-Eesigsäureäthylester
im Verhältnis 9si)festgestellt. Die Verbindung
wird an neutralem Aluminiumoxid (74 bis 149 Mikron) unter Verwendung von Benzol als Elutionsmittel chromatographiert.
Eine zur Analyse geeignete Probe wird durch Gas-Plüasigkeita-Chromatographie
in einer 3,048 m langen Säule Ton 3»175 mm Durchmesser aus nichtrostendem Stahl erhalten,
die mit 10 Prozent polymerem Methylsilicon auf mit Dichlorsilan
behandeltem und mit Säure gewaschenem Kieselgur (74 bis 149 Mikron) gefüllt ist. Die Durchflußgeschwindigkeit
beträgt 40 ml He/Minute; Säulentemperatur: 68°C während
4 Minuten nach Injektion der Probe, dann programmiert auf 4°C/Minute. Unter diesen Bedingungen beträgt die Retentionsjseit
50 Minuten. Infrarotspektrum: 3540 cm (über eine
Waeserstoffbrücke gebundene Hydroxylgruppe), 1716 cm" (über
eine Wasserstoff brücke gebundene Estercarbonylgruppö)..
Kernresonanzspektrum: Singlett bei
209852/1191
3,66 ppm (Methoxygruppe), breites Singlett bei 2,35 ppm
(über eine Wasserstoffbrücke gebundene Hydroxylgruppe), "
überlappendes Dublett bei 1,00 ppm, J=6,0 Hz und 0,88 ppm, J= 5 Hz (Isopropylmethylgruppen), Das Massenspektrum ergibt
einen schwachen ',Iolekülion-Peak (m/e = 202)· und Peaks mit
m/e-Werten von 184 (Wasserabspaltung), 171 (Verlust der Methoxygruppe), 145 (Basis, M - C^H«), 116 (OH-Uraordnung:),
113 (β -Spaltung, Abspaltung von Hp) und 101 (Verlust einer
Methylgruppe aus dem Fragment mit dem Y/ert 116).
65 | C | 10 | H | |
ber.: | 65 | ,31 | 10 | ,96 |
gef·: | ,14 | ,95 | ||
Der vorgenannte Ester wird auch durch Behandeln von gemäß Beispiel 2 hergestellter 3-Hydroxy-2-isopropyl-5-methylhexansäure
mit Perchlorsäure in Methanol in 70- bis 80prozentiger Ausbeute erhalten» Hierzu wird 1 g der vorgenannten
Säure mit 2*5 ml Methanol und 0,1 ml 70prozentiger Perchlorsäure
etwa 15 Stunden auf einem siedenden Wasserbad unter Rückfluß erhitzt. IT ach dem Verdampfen des Methanols wird
der Rückstand in Äther aufgenommen. Die Ätherlösung wird mit verdünnter liatriumhydrogencarbonatlösung, Wasser und
gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen, über wasserfreiem natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Das Infrarotspektrum
der so erhaltenen Verbindung ist identisch mit dem Infrarotspektrum des unter Verwendung von Diazomethan
hergestellten Esters·
209852/1191 *
Beispiel 4
Aus dem gemäß Beispiel 1 hergestellten 2-IsopΓopyl-5-methyl-2-hexenal
wird, wie nachstehend beschrieben, 2-Isopropyl-5-methyl-_
2-hexensäure hergestellt. Eine Lösung vqn 5,5 g 2-Isopropyl-5~
methyl-2-hexenal in 400 ml Aceton wird auf 10 bis 15°C abgekühlt.
Durch die Lösung wird unter Rühren Stickstoff geleitet. Die Lösung wird tropfenweise mit 4 bis 5 nil Reagens nach Jones (Gemisch
von 26,72 g Chromsäure und 23 ml konzentrierter Schwefelsäure,
verdünnt mit Wasser auf 100 bis 250 ml) versetzt bis die
Orangefärbung gerade bestehen bleibt. Während der hierzu benötigten Zeit wird das Kühlbad entfernt. Die Lösung wird filtriert,
und das Gefäß wird mit 50 nil Wasser gewaschen. Diese Waschflüssigkeit
wird ebenfalls filtriert und mit dem ursprünglich erhaltenen Filtrat vereinigt. Das Aceton wird unter vermindertem
Druck verdampft, und der Rückstand wird mit Xther extrahiert. Die Xtherlösung wird mit 15prozentiger Kalilauge extrahiert, und
der basische Extrakt wird mit lOprozentiger Schwefelsäure angesäuert.
Anschließend wird nochmals mit Äther extrahiert. Die Xtherlösung wird über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und
eingedampft, und der Rückstand wird durch präparative Gas-Flüssigkeit
s-Chromatographie in einer 3,04-8 m langen Kupfersäule mit
einem Durchmesser von 9*525 mm gereinigt, die mit 17 Prozent
Polyathylenglykol (Molekulargewicht 20 000) auf speziell behandeltem
Siliciumdioxid aus Kieselgur (177 bis 250 Mikron) gefüllt ist. Die Durchflußgeschwindigkeit beträgt 70 ml He/Minute und
die Säulentemperatur 2400C. Unter diesen Bedingungen hat die
klare Flüssigkeit eine Retentionszeit von 18 Minuten. Das Infrarotspektrum
(Tetrachlorkohlenstoff) zeigt eine breite Absorption der Säure-Hydroxylgruppe bei
209852/11S1
3000 biß 2500 cm"1 und eine C=C-Streckschwinsung bei 1678 cm ,
was eine Konjugation mit einer Carbonylgruppe anzeigt. Das
Massenspektrum zeigt einen Uolekülion-Peak bei m/e=170 und
starke Peaks bei m/e-V/erten von 43 (Basis), 56 (90 Prozent),
69» 83, 113, 115, 128 und 155. Das Kernresonanzspektrum (Tetrachlorkohlenstoff) zeigt ein 6-H-Dublett (J=»6,3 Hz) bei
9,97 ppm und ein weiteres 6-H-Dublett (J=7,1 Hz) bei 1,20 ppm (Isopropylmethylgruppen), ein 2-H-Triplett (J= etwa 7 Hz)
bei 1,20 ppm (überlappende Dubletts, die den Methylenprοtonen
am C-4 zuzuordnen sind), ein 1-H-Septett (J=etwa 7 Hz) bei
2»90 ppm (Methinproton der 2-Isopropylgruppe), ein 1-H-Triplett
(J=7,6 Hz) bei 6,76 ppm (Vinylproton am C-3) und ein 1-H-Singlett bei 11,95 ppm (Säure-Hydroxylgruppe).
2-Isopropyl-5-methyl-2-hexensäuremethylester wird aus der
in Beispiel 4 hergestellten Säure, unter Verwendung von
Diazomethan gemäß dem in Beispiel 3 beschriebenen Verfahren
hergestellt.
Der vorgenannte Ester wird auch,wie nachstehend beschrieben,
erhalten: 33 g rohe 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexensäure werden in 300 ml wasserfreiem Methanol gelöst, das 3 ml konzentrierte
Schwefelsäure enthält. Die Lösung wird 24 Stunden unter
Rückfluß erhitzt, anschließend mit festem Natriumhydrogencarbonat
neutralisiert und dann mit 200 ml Wasser versetzt. Das Methanol wird unter vermindertem Druck eingedampft, und
der Rückstand wird viermal mit Äther extrahiert. Die Äther-
209852/1191
extrakte v/erden vereinigt, mit gesättigter Iiatriumchloridlösung
gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Der Ester (18, g) wird in einer Halbmikrodistille destilliert,
die eine Antischaumeinrichtung und einen Claisen-Aufsatz enthält. Das bei 53 bis 54°C/1,5 Torr übergehende
Produkt wiegt 13 g· Der Vorlauf und der Destillationsrückstand bestehen ebenfalls zum größten Teil aus dem Ester. Das
Infrarotspektrum (Tetrachlorkohlenstoff) zeigt Banden bei
1713.cm (konjugierte Estercarbonylgruppe) 1634 cm (konjugierte
C=C-Gruppe), 1390 bis 1370 cm (Isopropyldublett),
1280, 1221 und 1152 cm . Das Kernresonanzspektrum (Tetrachlorkohlenstoff) zeigt zv/ei 6-H-Dubletts (0,96 ppm, J=6,4 Hz
und 1f17 ppm, J=7»0 Hz) für die beiden Isopropylgruppen, ein
2-H-Paar überlappende Dublette mit dem Zentrum bei 2,08 ppm (J*etwa 6 bis 7 Hz) für die C-4-Methylengruppe, ein O-IJethyl-Singlett
bei 3»67 ppm und ein 1~H-Vinyl-Triplett bei 6,5 ppm,
J«7>5 Hz. Das Massenspektrum zeigt Peaks bei m/e~Werten von
184 (Molekülion), I69, 153, 142, 141, 137, 128, 127, 110,
109, 95, 83, 81, 75, 69, 67, 59, 56, 55, 53, 43 (Basis-Peak) und 41·
Aliquote Teile von 10 lükroliter einer Lösung von 0,5 mg
2-Isopropyl-5-methyl-2-hexenal in 1 ml 95prozentigem Äthanol
werden gleichmäßig über eine Länge von 55 mm in' Zigaretten injiziert, die aus einer handelsüblichen Tabakmischung
hergestellt wurden. Die Probezigaretten werden 10 bis 12 Stunden
vor dem Rauchen bei 60 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit
209852/1191
äquilibriert. Die Raucheigenschaften der Zigaretten werden von einer erfahrenen Jury bewertet. Jede Probezigarette wird
mit einer entsprechenden Kontrolle verglichen, die in derselben Weise wie die Probezigarette behandelt wurde, jedoch
keinen der erfindungsgemäßen Aromastoffe enthält. Die 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexenal
enthaltenden Zigaretten entwickeln » beim Rauchen einen schwachen bis mäßigen Anklang an das
Aroma eines türkischen Tabaks und einen salzig-metallischen, herben Geschmackskomplex, der einigen türkischen Tabaken
ähnelt.
Eine Lösung von 10 mg 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexenal in 4 ml
95prozentigem Äthanol wird auf 200 g einer geschnittenen
handelsüblichen Tabakmischung gesprüht, die verschlossen aufbewahrt vmrde. Der so behandelte Tabak wird zu Zigaretten
verarbeitet (Probe A). In ähnlicher Weise v/erden Zigaretten hergestellt, wobei Lösungen von 20, 30 bzw. 50 mg 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexenal
in 4 ml 95prozentigem Äthanol (Proben B, C bzw, D) verwendet werden. Die Zigaretten der Proben A und
B weisen ein komplexes und interessantes Aroma auf, das an herbe, getrocknete Früchte, Honig und Lakritze erinnert. Der
Rauch dieser Zigaretten entwickelt einen vorherrschend bitterholzartigen Geschmack, und insbesondere der aus der Probe B
entwickelte Rauch ruft eine gewisse Rachenreizung hervor. Die Zigaretten der Proben C und D wirken beim Rauchen unan·^
genehm adstringierend und reizend.
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Beispiel 8
Eine Lösung von 25 mg 2-Isopropyl-5~methyl-2-hexenal in 4 ml
95prozentigem Äthanol v/ird auf 200 g einer geschnittenen handelsüblichen Tabakmischung gesprüht, die verschlossen aufbewahrt
wurde. Der so behandelte Tabak wird zu Zigaretten erarbeitet, die mit Celluloseacetat-Filtern verbunden werden. Ferner wird in ähnlicher Weise eine zweite Probe hergestellt,
wobei anstelle der Celluloseacetat-Filter dreiteilige, aus Celluloseacetat-Aktivkohle-Celluloseacetat bestehende
Filter verwendet werden. Die Zigaretten mit den Celluloseacetat-Filtern zeigen ein etwas verstärktes Tabakaroma
und eine größere Fülle»während die Zigaretten mit den dreiteiligen Filtern beim Rauchen keine Verbesserung gegenüber
der Kontrolle ergeben·
Eine Lösung von 20 mg 2-Isopropyl-5-methyl-3-hydroxyhexansäure
in 4 ml 95prozentigem Äthanol wird auf 200 g einer
geschnittenen handelsüblichen Tabakmischung gesprüht, die verschlossen aufbewahrt wurde. Der so behandelte Tabak wird zu
Zigaretten verarbeitet. Die Zigaretten entwickeln^ verglichen
mit der Kontrolle, eine größere Fülle,ein besseres Tabakaroma und einen süßeren Geschmack. Ferner wird ein
schwaches pfefferartiges Aroma festgestellt.
209852/1191
Beispiel 10
Eine Lösung von 10 mg 2-Isopropyl-5~methyl-3-hydroxyhexansäuremethylester
in 4 ml 95p^ozentigem Äthanol wird auf
200 g einer geschnittenen handelsüblichen Tabakmischung :
gesprüht, die verschlossen aufbewahrt wurde. Der so behandelte
Tabak v/ird zu Zigaretten (Probe A) verarbeitet. In ähnlicher
• Zigaretten
• Weise werden/unter Verwendung von Lösungen von 20, 30 bzw. 50 mg 2-Isopropyl-5-methyl-3-hydroxyhexansäuremethylester in 4 ml 95prozentigem Äthanol (Proben B, C bzw. D) hergestellt. Die Zigaretten der Probe A unterscheiden sich nicht wesentlich von der Kontrolle. Die Zigaretten der Probe B entwickeln hingegen beim Rauchen ein ausgewogeneres Aroma- *spektrum als die Kontrolle, das verbunden ist mit einer Irhöhung des süßen Geschmacks, mit weniger bitterem Geschmack, weniger Trockenheit und einem geringen holzartigen Charakter. Femer entwickeln die Zigaretten, verglichen mit der Kontrolle, einen glatteren Rauch ιιηά haben einen etwas besseren
• Weise werden/unter Verwendung von Lösungen von 20, 30 bzw. 50 mg 2-Isopropyl-5-methyl-3-hydroxyhexansäuremethylester in 4 ml 95prozentigem Äthanol (Proben B, C bzw. D) hergestellt. Die Zigaretten der Probe A unterscheiden sich nicht wesentlich von der Kontrolle. Die Zigaretten der Probe B entwickeln hingegen beim Rauchen ein ausgewogeneres Aroma- *spektrum als die Kontrolle, das verbunden ist mit einer Irhöhung des süßen Geschmacks, mit weniger bitterem Geschmack, weniger Trockenheit und einem geringen holzartigen Charakter. Femer entwickeln die Zigaretten, verglichen mit der Kontrolle, einen glatteren Rauch ιιηά haben einen etwas besseren
, Geschmack. Die Zigaretten der Proben C und D entwickeln einen
bitteren pfeifenstielartigen Geschmack und sind stark pfefferartig
und stechend.
Eine Lösung von 20 mg 2-Isopropyl-5-methyl-2-he2:ensäure in
4 ml 95prozentigem Äthanol wird auf 200 g einer geschnittenen
handelsüblichen Tabakmischung gesprüht, die verschlossen auf- · bewahrt wurde. Der so behandelte Tabak wird zu Zigaretten
verarbeitet. Die in dieser Weise behandelten Zigaretten ent-
'.209852/1191 * ·
wickeln einen interessanteren Rauch mit erhöhter Fülle. Es treten jedoch im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle keine
Aroma- oder GeschmacksunterBchiede auf.
Aiquote Teile von 10 Llikroliter einer Lösung von 20 mg
2-Isopropyl-5~methyl-2-hexensäuremethylester in 1 ml 95prozentigem
Äthanol werden in einer Länge von 55 mm gleichmäßig in Zigaretten injiziert, die aus einer handelsüblichen Tabakmischung
hergestellt wurden. Die Probezigaretten werden 24 Stunden vor dem Rauchen bei einer relativen Luftfeuchtigkeit
von 60 Prozent äquilibriert. Diese Zigaretten entwickeln einen Rauch mit größerer Fülle und besserem Tabakaroma und
ergeben eine bessere Ausgewogenheit und vollere Wirkungen im Mund als die Kontrolle.
Eine Lösung von 10 mg 2«ISQpropyl«°5-methyl-2-hexenal und
20 mg 2-Isopropyl-5-methyl-3~hydro3cyhexansäuremethylester
in 4 ml 95prosentigem Äthanol wird auf 200 g einer geschnittenen
handelsüblichen Tabakmischung gesprüht, die verschlossen aufbewahrt wurde· Die Tabakmischung wird dann zu Zigaretten
verarbeitet. Die Zigaretten entwickeln ein verstärktes Tabakaromag dae Kakao-Burley-Charakter hat. Die Zigaretten
haben ferner -sin komplexeres Aromaspektrum, das durch eine
holzartig-tlirkisolie Itöq 3haral"te:?i-s;Lsrt wird.
9852/1 !IM
Beispiel 14
2-Isopropyl-5-methyl-2-hexen-1-ol wird durch Reduktion des
entsprechenden Aldehyds mit IJatriumborhydrid in Äthanol hergestellt.
Nach dem Aufarbeiten wird die vorgenannte Verbindung durch Destillation bei 61 bis 62°C/1 bis 2.Torr erhalten.
' '
Aliquote Teile von 10 Mikroliter einer Lösung von 20 mg
2-Isopropyl-5-methyl-2-hexen-1~ol in 2 ml 95piOzentigem
Äthanol werden in einer Länge von 55 mm gleichmäßig in Zigaretten injiziert, die aus einer handelsüblichen Tabakmischung
hergestellt wurden. Das Lösungsmittel wird aus jeder Zigarette durch einen schwachen Luftstrom entfernt. Bei der Bewertung
mittels der Sinnesorgane weisen die 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexen-1-ol
enthaltenden Zigaretten eine mäßig gebrannte, grüne und süße Note auf. Die trocknenden und überziehenden
Eigenschaften sind gering bis mäßig, was ebenfalls für die
Mund- und Rachenreizung gilt. Im Nachgeschmack tritt eine Verstärkung der vollen tabakartigen Note auf.
Durch Hydrieren von 2 g 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexenal an
0,1 g Platinoxid und 0,005 g Eisen(II)-Chlorid in 15 ml
Methanol bei Raumtemperatur und einem Druck von 3,11 bis 3,81
kg/cm wird 2-Isopropyl-5-methylhexanol hergestellt. Die
Verbindung wird durch Destillation bei 9O°C/25 bis 30 Torr
CGI- ' ' ·
gereinigt; λ max4 2,75, 2,86 (.0H); 7,21, 7,31 (Isopropyl);.
ι 209852/1191 *
9»57 /W- (C-O). Das LIassenspektrum zeigt ein sehr schwaches
Molekülion, und das Kernresonanzspektrum ist in Übereinstimmung mit der Struktur.
Aliquote Teile von 10 Llikroliter einer Lösung von 2-Isopropyl-5~methylhexanol
v/erden in einer Länge von 55 mm gleichmäßig in Zigaretten injiziert, die aus einer handelsüblichen
Tabakmischung hergestellt wurden. Die Zigaretten werden von einer Jury mittels der Sinnesorgane auf ihr Aroma bewertet.
Es wird festgestellt, daß bei einem Gehalt von 25 ppm dem '
Rauch der behandelten Zigaretten ein sehr erwünschter Feuchtigkeitseffekt von niedriger Intensität verliehen wird,
der mit einer leichten Erhöhung des herben Charakters einhergeht. Bei einem Gehalt von 50 bis 200 ppm bewirkt 2-Isopropyl-5-methylhexanol
eine unerwünschte Erhöhung des pfefferartigen, öligen, grünen und herben Charakters,
2-Isopropyl-5-methylhexylacetat wird durch Hydrieren von Lavandulylacetat in Methanol an einem 5prozeritigen Palladiumauf
-Kohle -Katalysator bei Raumtemperatur und einem Druck von
3»11 bis 3,81 kg/cm2 hergestellt. Die Verbindung wird
durch Destillation bei 111 bis 115°C/25 bis 30 Torr gerei-
CCl '
nigt. λ max4 5,75 (C=O); 7,19, 7,29 (Isopropyl); 8,1 /^
(C-O)· Massenspektrum: H+ bei m/e = 200.
Aliquote Teile von 10 IJikroliter von 2-Isopropyl-5-nipthyl~
hexylacetat-Lösungen ?/erden in einer Länge von 55 van gleich-
209852/1191 ,
mäßig in Zigaretten injiziert, die aus einer handelsüblichen Tabakmischung hergestellt wurden. Die Zigaretten werden von
einer Jury mittels der Sinnesorgane auf ihr Aroma bewertet. Bei einem Gehalt von 25 ppm v/ird ein wünschenswerter Speichelf
luß-f ordernder Effekt bewirkt. Höhere Dosen verleihen
dem Raucharoma, einen citrusartigen Charakter zusammen mit eifter brenzligen und pfefferartigen Note.
Ein Gemisch von 1 g 2-Isopropyl-5-methyl-2-hexen-l-ol, 0,5 g
wasserfreiem Natriumacetat und 8 ml Essigsäureanhydrid
wird unter Rühren 3 Stunden auf einem siedenden Wasserbad erhitzt. Nach dem Aufarbeiten des Reaktionsgemisch.es nach
üblichen Methoden und einer anschließenden Destillation bei 90 »bis 100°C/25 bis 30 Torr wird 2-Isopropyl-5-methyl-2-
. cci, ·
hexenylacetat erhalten. Λ max4" 5,75 (C=O) j 8,24/* (C-O).
Massenspektrum: Molekülion bei m/e = 198, 138 (M- CH3COOH).
Diese Verbindung kann in an sich bekannter Weise zu 2-Isopropyl-5-methylhexylacetat
hydriert werden,'
2-Isopropyl-5-methyl-2-hexen-1-ol wird durch Behandeln mit
Natrium und anschließend mit Methyljodid in wasserfreiem
\ CC14 Äther in den entsprechenden ilethyläther überführt. Λ max*
5,90 (C=C); 7,21, 7,30 (Isopropyl); 9,08^ (C-O), Massenepektrum:
Molekülion bei m/e = 170. Das Kernresonanzspektrum
etiramt mit der Struktur über ein. Die vorgenannte Verbindung
209852/1191
kann in an sich bekannter Weise zu 2~Isopropyl-5-methylhexylmethylather
hydriert werden.
Beispiel 19
5 g 2-Isopropyl-5-methylhexanal werden mit 24 ml 1,66 m
M^hyllithium in 25 ml wasserfreiem Äther bei 10 bis 15°C
unter Stickstoff behandelt. Nach vollständiger Zugabe des Methyllithiums wird die Lösung 1 Stunde unter Rückfluß gerührt,
auf 0 C abgekühlt und mit 15 ml eiskalter 15prozentiger Schwefelsäure hydrolysiert. Die Phasen v/erden getrennt,
und die organische Phase wird mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung, Wasser und gesättigter Natriumchloridlösung
gewaschen, über v/asserfreiem Natriumsulfat getrocknet
und eingedampft. Der Rückstand wird durch Destillation bei
CCl 100°C/20 bis 25 Torr gereinigt, λ max4 2,75 (OH); 7,20 und
7»3O (Isopropyl); 9,17u (C-O). Massenspektrum: Llolekülion
bei m/e β 172.
Aliquote Teile von 10 Mikroliter einer Lösung von 10 mg
des so erhaltenen .......·
/3-Isopropyl-6-methyl~2-heptanols in 1 ml 95pro2entigem
Äthanol werden in einer Länge von 55 mm gleichmäßig in Zigaretten injiziert, die aus einer handelsüblichen Tabakmischung
hergestellt wurden. Das Lösungsmittel wird mittels eines schwachen Luftstromes aus jeder Zigarette entfernt. Bei der
Bewertung mittels der Sinnesorgane wird festgestellt, daß
die behandelten Zigaretten einen Rauch entwickeln, der charak- terietisch ist für Burley-Tabak mit gebändigter Rot i
u»& Büßern Charakter.
20985271191
■ Beispiel 20
3-Isopropyl-6~methyl-2-heptanon wird durch Umsetzen von
2-Isopropyl-5-methylhexansäure mit Methyllithium wie nachstehend
beschrieben hergestellt. Eine Lösung von 2 g der vorgenannten Säure in 25 ml wasserfreiem Äther wird mit
16 ml 3,5 m Methyllithium in Äther bei 1O0C unter Stickstoff
behandelt. Die erhaltene Lösung wird unter Rühren 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt, auf O0C abgekühlt und mit
10 ml 15prozentiger Schwefelsäure hydrolysiert. Die Phasen
werden getrennt, und die organische Phase wird mit gesättigter Natriumcarbonatlösung, Wasser und gesättigter Natriumchloridlösung
gewaschen, über wasserfreiem natriumsulfat getrocknet
und eingedampft. Der Rückstand wird durch Destilla-
r> CCl, tion bei 70 bis 80°C/20 bis 25 Torr gereinigt, /tmax1" 5,85
(C=O); 7,21 und 7,30 ju. (Isopropyl). Massenspektrum: LJolekülion
bei m/e = 170.
Aliquote Teile von 10 uL einer Lösung von.10 mg 3-Isopropyl~
6~methyl-2-heptanon in 1 ml 95prozentigem Äthanol v/erden in einer Länge von 55 mm gleichmäßig in Zigaretten injiziert,
die aus einer handelsüblichen Tabakmischung hergestellt wurden. Das Lösungsmittel wird aus jeder Zigarette Mttels v
eines schwachen Luftstromes entfernt. Die behandelten Zigaretten werden mittels der Sinnesorgane bewertet. Es wird
festgestellt, daß sie einen Rauch mit einer scharfen grünen' Note mit einem etwas verstärkten herben Charakter entwickeln.
209852/1191
. - 24 -
Die als Tabakaromastoffe dienenden erfindungsgemäßen Verbindungen können dem Tabak z.B. durch Sprühen oder Eintauchen
unter Verwendung geeigneter Suspensionen oder Lösungen einverleibt werden. Neben ihrer Verwendung in Zigarettentabak
finden die erfindungsgemäßen Verbindungen auch bei der Herstellung von Pfeifentabak und anderen Tabakprodukten Verwen-♦
dung.
209852/11St
Claims (8)
- Patentansprüche2-Isopropyl-5-methyl-2-hexenal, 2~Isopropyl-5-methylhexanal, 3-Hydroxy-2-isopropyl-5-methylhexanal und deren Derivate der allgemeinen Formel IXHC1Jy(CH3)2CHCH2CHÖ - X (I)CH(CH3)2in der Y ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe, einen niederen Alkoxy- oder niederen Acyloxyrest bedeutet, X eine Hydroxymethyl-, 2-Hydroxyäthyl-, Pormyl-, Acetyl- oder Carboxylgruppe oder ein niederer Alkoxymethyl-, niederer Acyloxymethyl- oder niederer Alkoxycarbonylrest ist und y den Wert 0 oder 1 hat.
- 2. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Y eine Hydroxylgruppe ist und y den Y/ert 1 hat«
- 3. Verbindungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß X die Hydroxymethyl-, Pormyl-, Carbonyl- oder Methoxycarbonylgruppe ist.
- 4. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß y den Wert 0 hat.
- 5· Verbindungen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß X die Hydroxymethyl-, Pormyl-, Carbonyl- oder Hethoxycarbonylgruppe ist.209852/1191
- 6. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Y ein Wasserstoff atom ist und y den Y/ert 1 hat.
- 7. Verbindungen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß X die Hydroxymethyl-, Methoxymethyl-, Acetoxymethyl-, Formyl-, Carboxyl-, 2-Hydroxyäthyl- oder Acetylgruppe ist.
- 8. Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Anspruch1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß man an Isovaleraldehyd in Gegenwart einer Base ein weiteres Molekül Isovaleraldehyd addiert -und das so erhaltene 3-Hydroxy-2-isopropyl-5-methylhexanal gegebenenfalls(a) zur entsprechenden Säure oxidiert und diese Säure gegebenenfalls verestert oder(b) zu 2-Isopropyl-5-niethylhexan-1,3-diol reduziert und dieses Diol gegebenenfalls vollständig oder teilweise veräthert oder verestert oder(c) zu 2-Isopropyl-5->methyl-2-hexenal dehydratisiert und diese Verbindung gegebenenfalls1) zur entsprechenden Säure oxidiert und diese Säure gegebenenfalls verestert oder2) zu 2-l3opropyl-5-methyl-2-hexen-1~ol reduziert und diesen Alkohol gegebenenfalls verestert oder ver- , äthert oder3) unter milden Bedingungen zu 2~Isopropyl~5-methylhexanal reduziert und diese Verbindung gegebenenfalls209852/1191zur entsprechenden Säure oxidiert und diese Säure gegebenenfalls verestert oder4) unter schärferen Bedingungen zu 2~Isopropyl-5-methylhexanol reduziert und diesen Alkohol gegebenenfalls verestert oder veräthert»9, Verwendung der Verbindungen der allgemeinen Formel IYy HyI I(CH3) 2CHCH2CE=^^^.C - X (I)in der Y ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe, einen niederen Alkoxy- oder niederen Acyloxyrest bedeutet, X eine Hydroxyraethyl-, 2-Hydroxyäthyl-, Formyl-, Acetyl- oder Carboxylgruppe oder ein niederer Alkoxymethyl-, niederer Acyloxymethyl- oder niederer Alkoxycarbonylrest ist und y den Wert 0 oder 1 hat, mit der Maßgabe, daß X ein Acyloxyraethyl- oder Alko'xymethylrest ist, wenn y den Wert 1 hat, als Tabakaromastoffe.209852/1191ORJGiMAl iMSPECTED
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