DE2352905A1 - Vom koerper nicht absorbierbare geschmackhervorrufende mittel und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Vom Körper nicht absorbierbare geschmackhervorrufende Mittel und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Die Erfindung betrifft eine neue Gruppe von chemischen Verbindungen, ihre Herstellung und ihre Verwendung als Mittel, um Nahrungsmitteln und anderen eßbaren Produkten Aroma, Süßigkeit und Geschmack zu verleihen oder diesen zu verbessern. Die Verbindungen umfassen einen biologisch wirksamen Geschmackstoff, der über eine kovalente Bindung, die einem Abbau während des Verdauungsprozesses im wesentlichen widersteht, an ein Molekül gebunden ist, das solche Dimensionen besitzt, daß es im wesentlichen vom Verdauungstrakt nicht absorb_oiert wird.

Geschmack und Süßigkeit sind Charakteristika von Nahrungsmitteln, Getränken/ Konfekt und anderen Handelsprodukten. Natürliche Geschmackstoffe und Süßungsmittel besitzen Nachteile, d.h. sie besitzen häufig keine ausreichende Stabilität und unterliegen bei längerer Anwendung bzw. Lagerung der Zersetzung. Im Falle von kohlehydrathaltigen Süßmitteln führen sie auch zu ·

ti

einer Gewichtszunahme aufgrund ihres Kaloriengehalts und greifen

— 2 —

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die Zähne an.

Es vmrden künstliche Ersatzstoffe entwickelt, die jedoch ebenfalls Nachteile besitzen. Zum Beispiel hat es sich gezeigt, daß ein künstlicher Süßstoff p-Äthoxyphenylharnstoff gegenüber bestimmten Tieren toxisch ist und folglich nicht zur Verwendung als Süßmittel empfohlen werden kann.' Ebenso hat es sich gezeigt, daß.ein anderer verbreitet angewandter künstlicher Süßstoff, nämlich Natriumcyclamat, zu einer Zerstörung der Chromosomen und Schwierigkeiten mit der Blase bei Versuchstieren führt. Es hat sicjh gez:eigt, daß andere.Geschmackstoffe ebenso unerv/ünschte Nebenwirkungen haben, wenn sie aufgenommen und verdaut v/erden.

Im Hinblick auf diese Nachteile und den' zunehmenden Bedarf an Geschmackstoffen, wenn die ständig zunehmende Bevölkerung Nahrungsmittel mit angenehmem Aroma und Geschmack erhalten sol3, wären neue und bessere Mittel zum Süßen sehr wichtig.

Die vorliegende Erfindung stellt diese benötigten Geschmacksmittel zur Verfügung. Die Mittel umfassen eine oder mehrere biologisch wirksame geschmackverleihende Gruppen, die über eine kovalente Bindung an ein Steuermolekül (controlling molecule) gebunden sind, das einen aktiven und passiven Transport in ,vivo verhindert. Die aktive Gruppe ist eine Stelle im Molekül oder eine Struktur, die die Geschmacksrezeptoren, wenn sie eingenommen wird, zu einer Geschmacksreaktion stimulieren kann. Die kovalente Bindung oder ein funktionellles Äquivalent davon ist eine Bindung, die imstande ist, den Bedingungen bei der Nahrungsmittelherstellung und den Bedingungen des Verdauungstraktes zu widerstehen ohne daß sie gespalten oder aufgebrochen wird. Das Steuermolekül ist ein Molekül oder eine chemische Gruppe, deren molekulare Dimensionen im wesentlichen seinen Übergang durch Absorption von dem Magen-Darm-Trakt in das Kreislaufsystem eines Menschen oder Tieres, das das Mittel aufnimmt, verhindern." Da die .

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erfindungsgemäßen Geschmackstoffe in vivo nicht absorbiert werden, sind sie keine Nahrungsmittel und können daher nicht toxisch sein, keine Nebenwirkungen herbeiführen und nicht zu einer Kalorienaufnahme führen.

Die erfindungsgemäßen geschmackerzeugenden Mittel können angegeben werden durch die allgemeine Formel (P—Z)n—C, in der P eine Geschmacksstoff-Gruppe, Z eine kovalente bindende Funktion, η mindestens 1 und C ein Steuer- bzw. Trägermolekül

Die Bezeichnung "F" und die Ausdrücke "geschmackverleihendes, verstärkendes oder modifizierendes Mittel", wie sie allgemein hier angewandt werden, umfassen irgendeine natürliche oder chemische Substanz oder chemische Gruppe, die über Z an das Trägermolekül C gebunden sein kann und danach bei der Aufnahme, eine Geschmacksempfindung hervorruft.

Bei der Verbindung (F Z)-r—-C ist mindestens eine Gruppe F

über Z an C gebunden. Es ist jedoch im allgemeinen bevorzugt, daß mehr als ein F an jedes C gebunden ist, z.B. 2 bis 10 F's, um eine geeignete Ge s cixiiacks int ensität zu erreichen. So liegt η vorzugsweise zwischen 2 und 10 000. Die gefühlsmäßigen Ergebnisse (Geschmacksriclrhingen), die mit den geschmackverleihenden erfindungsgemäßen Verbindungen hervorgerufen v/erden, werden üblicherweise bezeichnet als "süß", "Frucht-artig", "Nußartig", "sauer" usw. Die aktive Geschmacks-Gruppe F kann direkt an das Trägermolekül C gebunden sein, d.h. Z kann eine einfache kovalente Bindung sein. Vorzugsweise ist F an C über mehratomige bindende funktionelle Gruppen Z gebunden, die die aktive Geschmacks-Gruppe chemisch an das Molekül C binden.

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Da die Geschmacksempfindung verursacht'wird durch eine Wechselwirkung mit der Oberfläche der Zunge und ähnlichem, ist es nicht notwendig, daß die Geachmaoksstoffe durch Zellmembranen absorbiert werden und so in den Körper gelangen, um die gewünschte Geschmacksempfindung hervorzurufen. So kann der Geschmack ohne eine Kalorienaufna.hme, Nebenwirkungen oder Toxizität erzielt werden, für die alle eine Absorption aua dem Magen-Darm-Trakt in den Körper erforderlich ist.

Allgemein kanndie aktive Gruppe F irgendeine Gruppe oein, die permanent über Z an ein Molekül C gebunden ist und dem N ahrungeinitt el Ge 3ohmaok verleiht, verbessert oder modifziert. Die aktive Gruppe F kann eine große Vielzahl ohemiaoher Strukturen besitzen. Typische Mittel F und ihre Geschmacksrichtungen sind z.B. die folgenden:

Allyl-anthranilat

trane-Cinnaminaäure

Trauben-artig

Isopropylthiazolidin H_nC NH

Aprikoeen-artig

O-fie tho xyo innamal d eh yd

:ho

C₃H₇

Schokoladen-artig

würzig, pikant

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Substituierte Alditnine, in denen JEi eine verzweigte Alkylgruppe mit 3 "bis C-Atomen ist

GH R

Sohokoladen-artig

Athyl-anthranilät

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1", 2-Benzopyron

Nuß-artig

' GH

OH

Orange—äi*t ig

Vanille-artig

und Süßatoffe, wie die Saooharide, z.B. die natürlichen Substanzen Fructoae, ßluoose und ähnliche , die süßlichen Alkanole, z.B. Glycerin und Mannit, die künstlichen Süßstoffe wie Verbindungen enthaltend die

Duloin-Gruppe

Glucopho re-Gruppe

-HC

-NH₂

""COOK

,NH,

COOH

Auxogluc-Gruppe

•—GH₂-CH

COOH

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oder eine der Sapophorgruppen wie —GOCHOH, —Cf^ONOg oder —NHSO Saccharin, Monellin, Süßmittel, die substituiert aind mit einer Alkoxylgruppe, die geeignet ist zur Kupplung der Süßmittel an dae Trägennoleicül, z.B. p-Methoxybenzonitril und p-Athoxyphenylharnatoff, nitrogruppenhaltige aromatische Süßmittel wie 2-Nitro-3-hydroxyphenol

und Nitrohydrochinon

nitroaromatische Amine wie

NH.

NO

CH₃ ,

NO

NO

COOH ;

und die 4-Nitro-a-aminophenylalkyl-äther der Formel

OR

QCH-

JJ Ϊ0,

OC₂H₅

2 in der R eine niedere Alkylgruppe ist,

NH

2 '

NO.

NO.

i—NH*

und

|J~™^H2

NO.

NO.

in der X ein Halogenatom ist, Dihydrochaloone -der formel

COCH₂CH₂

^ _{in der} £ iieohesperidosyl oder

ß-d-Gluooeyl ist; die Dipeptide wie Aspartyltyrosin-methylester und ähnliche. Die kovalente Bindung oder bindende Gruppe Z verbindet die aktive gesohmaokverleihende Gruppo F wirksam mit C

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unter Bildung der Verbindung (P—Z)^-C. Üblicherweise besteht für jede Gruppe mindestens eine Bindung Z. Die Erfindung umfaßt auoh Verbindungen, bei denen eine aktive Gruppe P über mehr als eine Stellung der Gruppe F an eine oder mehrere Stellungen an C über mehrere Bindungen Z gebunden ist. Im allgemeinen umfaßt die kovalente Bindung Z oder ein funktionelles Äquivalent davon irgendeine Brücke oder Bindung, die die aktive Gruppe F an C binden kann und im wesentlichen nicht gespalten wird, wenn sie mit verschiedenen Nahrungsmitteln vermischt und gekocht wird und die es erlaubt, daß P seine Geschmackseigenschaften unbeeinflußt von C beibehält. Z muß auch der sauren Hydrolyse und enzymatisohen Spaltung während des Durchgangs der Verbindung

(F—Z) C durch den Magen-Darm-Trakt widerstehen. Allgemein kann

die Bindung Z ein einzelne kovalente Bindung und nicht abbaubare, nicht spaltbare organische Brücke , wie eine geradekettige Alkylbrüoke -(CHL) -, in der η 1 bis 18 ist, oder eine verzweigte oder substituierte zweiwertige Alkylenbrücke der Formel -(CR₁Rp) —, der R. und R_? gleich oder verschieden sein können und jeweils ein Wasserstoffatom, eine niedere Alkyl-, niedereAlkoxy-, niedere Alkenyl-, Hydroxyl^-, Acylgruppe oder ein Halogenatom bedeuten unter der Voraussetzung, daß mindestens einer der Reste R₁ und Rp kein Wasserstoffatom ist und y 1 bis 12 ist, sein. Die Brücke Z kann auch Alkenylbindungen -CH=CH-{ Alkinbindungen

-CjeC-, Sauerstoffbindungen -Ö-: Carbonyldioxygruppen —0-C-O-, 0 Q "

Acylgruppen -C-C-,* Amid funkt ionen -(R₁)N-C-, wobei R₁ dio oben für R₁ und R₂ angegebene Bedeutung hat; Azobindungen -N=N-; Alkylendiοxybindungen der Formel -0-(CR₁Rp) -0-, wobei y 1 bis 12 ist und R₁. und R₂ ein Wasserstoffatom oder eine der oben für R₁ und R_? angegebenen Gruppen bedeutet; Alkenyldioxybindungen -0-(CH=CH)-O-; Alkylenoxabindungen -0-(CR R) -, wobei ζ I.bis

ist; geradkettige Azalkylengruppen -(CH₂)_z-N-(CH₂)₂- und -(CH₂)-N=CH-(CH₂)₂-; Thialkykngruppen -(CHg)-S-(CH₂)- und oxidierte Gruppen davon _wi_e 3ulfoxid-und Sulfongruppen;. Oxalkylengruppen

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- θ - ' 1Α-43 812

-(CH₀) -0-(CH₀)^-; -zweiwertige aromatische He st θ ν; ie Arylen-

reste - /^— ; zweiwertige Cycloalkylengruppen

wie

wobei R₁ und E₂ unabhängig voneinander jeweils ein Wasserstoffatom oder eine wie oben deffinierte Gruppe 3ind und ζ 1 bis 4 ist; Alkylenoxidgruppen -CH-CH- und zweiwertige fünf- oder sechs-

gliederige heterocyclische Reste, wobei der liest ein thiacycli»

» az .

scher oder ein oxacyclischer oder ein mon/acyclischer, ein

za az

di^cycliscber od®r trj/acyclischer Rest is.t_? der gegebenenfalls substituiert sein kann, umfassen»

Die Brücke Z dient dazu_f "die aktiven Gruppen F an das Steuermolekül 0 zu binden. Z sollt© auch eine solche Länge und Struktur besitzen, um zu verhindern, daß das steuerffi°l^ekül C die V/irkung

der Gruppen F auf die Geschinaoksrazeptorstellen sterisoh stört ver

oder hindert. So bindet Z FmItC. Die genaue Länge der Brücke Z kann variieren, abhängig von der üOrni des Steuermoleküls C und der aktiven Gruppe. Im allgemeinen ist Z gut ausgewählt, wenn es erlaubt, daß die aktiven Gruppen mindestens 5 Atome γοη der Hauptkette des Moleküls C entfernt sind» Vorzugsweise ermöglicht es, daß die aktiven Gruppen mindestens ungefähr 10, besonders 12 bis 24 Atome von der Hauptkette des Moleküls C entfernt sind» jSs ist auch bevorzugt, polare Gruppen der oben ale Bindungen und/oder Substituenten der Brücke Z angegebenen Gruppen einzubauen. Diese polaren Gruppen verleihen der Bindung Z einen hydrophilen Charakter, wodurch die Fähigkeit der Gruppen F die Ge3ohmacksrezeptoren zu erreichen und den gewünschten Geschmack hervorzurufen verbessert wird» Vorzugsweise ist mindestens eine polare Gruppe je 5 Kohlenstoffatome in der Brücke Z enthalten.

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Das Trägermolekül C, an das der Geschmacksstoff F über Z gebunden ist, dient dazu, F durch den Magen-Darm-Trakt zu transportieren ohne eine wesentliche Absorption. C wird als Träger- bzw. Steuergruppe oder -molekül bezeichnet-, da seine Moleküldimensionen die Gewegung des Geschmäcksstoffes, der daran gebunden ist durch die Wand des Verdauungstraktes, steuern und beschränken. Das heißt, C verhindert eine aktive oder passive Absorption von F durch die Wände des Magen-Darm-Traktes in das Kreislaufsystem.

* Die Gruppe C kann natürlich vorkommend oder synthetisch sein. C umfaßt irgendeine chemische Gruppe, die der Verdauung und Nahrungsmittelzubereitung gegenüber beständig ist und durch ihre Größe die Absorption des daran gebundenen Geschmacksstoffes von dem Verdauungstrakt durch einen Absorptionsmechanismus wie einen passiven Transport, Osmose, aktiven'Transport wie Pinocytose und Phagocytose und ähnliches verhindern kann.

C umfaßt mindestens eine dreidimensionale raumbeanspruchende Gruppe, ddi« eine Gruppe umfassend mindestens ein nichtplanares Atom und solche Dimensionen, daß die gesamte Molekülgröße von C in irgendeiner Dimension ihre Bewegung von der Mukosal- nach der Serosalseite des Verdauungstraktes verhindert. Der von C eingenommene Raum sollte.immer größer sein als der Transportweg des Darmes.

Die Gruppe C ist vorzugsweise hydrophil, um eine ausreichende Wasserlöslic&keit für-den geschmackverleihenden Stoff zu ermöglichen, damit er mit den Rezeptorstellen in Wechselwirkung treten und die gewünschte /Geschmacksreaktion hervorrufen kann» Allgemein gesagt sollte C ausreichend polare Gruppen enthalten, daß das Molekül (F-Z)^-C eine Wasserlöslichkeit von mindestens 100 ppa besitzt. Wenn C eine polare Gruppe wie

- 10 -

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- 10 - 1A-43 812

eine Hydroxyl-, Carboxyl-, Äther-, Amin- oder Amidgruppe auf jeweils insgesamt 5 Kohlenstoffatome enthält und vorzugsweise eine polare Gruppe auf je 3 Kohlenato ffatome, wird diese gewünschte Löslichkeit erreicht.

G sollte ein Molekulargewicht von mehr als 400 besitzen und ein bevorzugtes Molekulargewicht liegt über 1000. Besonders bevorzugt sind Gruppen C mit einem mittleren Molekularge\iicht von 2500 bia 250 000, die zu einem Molekulargewicht für die Moleküle (F—Z) C im Bereich von 10 000 bis 500 OCO führen.

Beispiele für Substanzen, die als Gruppe C geeignet sind, umfassen die handelsüblichen Gelluloseprodukte, die günatigerwaise hergestellt werden durch Umsetzung von Cellulose mit einem Alkali zur Herstellung von Alkalicellulose, Umsetzung einer Alkalicellulose mit einem Alkylhalogenid zur Herstellung einer Alkylcellulose, Umsetzung einer Alkalicellulose mit einem Alkylenoxid zur Herstellung einer Hydroxyalkylcellulose und ähnliches. Typische Cellulosepolym©re_r die gegenüber einer Depolymerisation oder einem Abbau beständig sind, umfassen Methylcelluose, Athylcellulose, Athylhydroxyäthylcellulose, Athylmethylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Hydroxyäthylmethylcellulose und Natriumoarboxymathyloellulose. Typische natürlich vorkommende Produkte umfassen Agar-agar, Agarose, Alginate, Propylenglykolalginate₅ Irisch Moos, Puooidan, Laminaian, Hypnean₉ Furoellaran, Iridophycan, Gummitraganth, Maisklaiegummi und Dextran. Typische synthetische polymere Substanzen, die für die erfinduagageiaäßen Zwecke geeignet sind, umfasaen Garboxyvinylpolymere_s Poly(vinylalkoho-l), Poly(äthylenglykol), Poly(propyl®nglykol), Poly(äthylenoxid\ Poly(äthylensorbitan-tristerat)_s Poly(vinylpyrrolidon)₈ Polysorbat und andere polymere Subatanzen_g di© nur nach einer langen Zeit im. Körper abgebaut -werden, im allgemeinen nach einem Jahr oder länger. Repräsentativ für die zuletzt genannten Polymere sind

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Polyacrylamide, modifizierte Polyacrylamide_s Acrylamid-Acryl-3äure-Copolyniere„ vernetzte nicht biologisch abbaubare polymere Polyacrylamide und ähnliches ο Bei einer anderen Ausführungsform kann C ein Oligomer des geschmacksbildenden Mittels selbst sein,

wie einer Saccharose. ' ■ , _M.,, ,

■^erzeugenden Mittel

■s·
Die erfindungsgemäßen geschmack (F—Z)-—C können

synthetisiert werden durch Bildung einer kovalenten Bindung des Geschmacksstoffes J? über irgendeine Position oder substituierende Gruppe, die nicht wesentlich ist zur Herbeiführung der Geschmackswirkung, an eine funktioneile Gruppe des Moleküls C über die Bindung oder bindende Gruppe Z» Die Verfahren, die zur Synthetisierung der erfindungsgemäßen Geschmacksstoffe geeignet sind₉ umfassen nukleophile Sübstitutionsreaktlonen der folgenden allge-

„-,,."' *- oder Verschieburigs meinen Gleichung .

(a) R—ok + R'X—-=^R—O—R' + X^ ,

wobei R eine polymere Hauptkette_s M ein Kation, R" die Geechmacks-

! Gruppe und X sine austretende Gruppe bedeuten. Gegebenenfalls können die umgekehrten Bedingungen, bei denen R die süßende Gruppe und R¹ der polymere Reaktionspartner ist, ebenfalls zur Synthese des Produktes angewandt werden. Das Produkt kann auch gebildet werden über eine nukleophile Substitution nach, der folgenden allgemeinen Gleichung gebildet

Z Z werden

-+ Il Il -+

(b) Rä + γ-—R'—χ—^R R^B——Y + XM,

in der R der polymere Reaktionsteilnehmeri, M ein Kation, R¹ die GBSchmacksc- Gruppe,, Y ein Substituents Z ein Heteroatom und X eine austretende Gruppe bedeuten- Wie oben,kann die nukleophile Substitution auch die umgekehrte.Reaktion umfassen.

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- 1? ~ 1A-43 612

Die Geschmacksstoffe können auoh synthetisiert werden durch nukleophile Additians-o&er Kupplungsreaktionen wie

I T

¹Z^ RC

I T

(c) rS + R¹C=Z-^^ R—C—Z—M

wobei R ein Polymer, M ein Kation, R¹ die anionisohe iJ'orm einea Geschmacksatoffes, Y irgendein Substituent wie Wasserstoff, eine Alkylgruppe oder-ähnliches und Z ein Heteroatom wie ein Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatom bedeuten. Eine andere Synthese besteht in der Additionsreaktion

(d) RB + C=C —-^ R—<j— C-B

R'Y R' Y

wobei die Gruppen die oben angegebene Bedeutung haben und ß eine funktioneile Gruppe ist, enthaltend eine Teilladung, die über Elektronen mit B. verbunden ist.

Das Produkt kann auch synthetisiert werden durch elektrophile Kupplungsreaktionen wie

(e) RM + C=C ■— R—C C—M , und

(f) R& + C«C —^ R—-C—C

in einer ein- oder zweistufigen Reaktion, wobei die einzelnen Ausdrücke die oben angegebene Bedeutung haben, M ein Anion und R die kationische *'orm eines Geschmacksstoffes ist und durch elektrophile Substitutionsreaktionen wie

' *- oder Verschiebungs

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(g) RM +.R* C 1» —-^R'—-C R +

wobei die einzelnen Ausdrücke die oben angegebene Bedeutung haben. •Diese Syntheseverfahren sind beschrieben in Organic Chemistry ■ von Cram, D.J. und Hammond, "G.Α., 2. Ausg., Kapitel 13, 15 und 17 bis 20, 1964, McGraw-Hill Co., New York, Ein anderes geeignetes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen geschmack — Erzeugenden. -xst eine radikalische Kupplungsreaktion., Dieses Verfahren umfaßt die Bestrahlung eines hochmolekularen organischen polymeren Materials^ enthaltend Wasserstoffatome,mit ultraviolettem Licht eine ausreichende Zelt, daß reaktionsfähige Zentren ©ntstehen_sund gleichseitiges Zusammenbringen des Polymers mit ©iner ungesättigten geschmackvθrleinenden Verbindung mit aktiven Stell©n_} die mit ä@n reaktionsfähigen Zentren unter Bildung des gewünschten polymeren Produktes reagieren«

Ein alternatives Verfahren zur Herstellung von (F—Z) C

besteht darin, daß man als Gruppe F einen Oeschmacksstoff

verwendet, des bereits an ©ine Gruppe Z gebunden ist, die mit einem C-Monomer copolymerisiert werden kann unter Bildung eines nicht- absorbierbaren Copolymers^ bei.dem die Gruppe Z als verbindendes Mittel dient und einen integralen Bestandteil des Copolymers darstelltο

Die Reaktionsbedingungen, wie Temperatur, Druck_s Lösungsmittel und ähnliches bei ,diesen Synthesen variieren natürlich je nach den angewandten Reaktionsteilnehmern-. Typische Reaktionsb®dingungen sind in den'Beispielen angegeben. Die Produkte werden nach der Synthese gewonnen durch Verfahren wie Verdampfen des Lösungsmittels, Zugabe nicht __ · lösung smitt el ,Kühlen und ähnliches. ■ ■ * ' "

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Die erfindungsgemäßen Geschmacksstoffe können zu flüssigen und festen, gekochten oder nicht gekochten Nahrungsmitteln und Getränken gegeben werden. Die erfindungsgemäßen Geschmacfcsstoffθ können auch verwendet werden für medizinische und pharmazeutische Zubereitungen und Tiernahrungsmittel_f um andere typische Anwendungsbereiche zu nennen. -

Die Menge des nicht als Nahrungsmittel dienenden Geschmacksstoffes, die angewandt wird,, ist nicht" kritisch, solange es sich um eine wirksame Menge handelt. Üblicherweise"ist-das eine Menge, die einen G-eschmack ergibt _s der mit üblichen Geschmacksstoffen vergleichbar ist« Dies® Menge von Süßmittel beträgt üblicherweise mindestens ungefähr 100 ppm;, bezogen auf das Gesamtgewicht des Produktes, das den Geschmack erhalten soll ο Im allgemeinen geht die Menge dos erfindungsgemäßen Gesoh.macksm.itteis₉ die zu Nahrungsmitteln oder Getränken zugesetzt wird,, nicht über 1 Q-/> des gesamten Produktes hinaus.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel T

Die kovalente Bindung eines biologisch aktiven,Geschmacks-

fitöffs * an ein Polymer sur Bildung der Verbindung (F—Z) C

wird folgendermaßen durchgeführt:

Zunächst wird das natürlich vorkommende. Phenol_? Eugenol, HO —U ν—CH₂—CH=CH₂ , mit 2 Äquivalent m-Ghlorperbenzoe-

eäxire in Methylenchlorid bei Haumtemperatur 50 h lang epoxidiert, wobei das Epoxid . __ ^D entsteht.

HO —eV— CH₂-CHC

CH₃O

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Anschließend wird das frisch hergestellte Epoxid mit einem Überschuß von Äthylenpxid copolymerisiert (Chemical Abstracts, Bd. 71, 5066Ob, 1969) unter Lewis-Ssiarebedingungen In Gegenwart

von BP ► (C_rtH_e)oO 1 h bei 70^qC. wolnei man einen polymeren 5 2 5 2 ,

Geschmacksstoff (würzig, pikant) der Formel .

in der η größer ist als m und η.plus m so sind, daß ein Molekulargewicht von mehr als 2500 sich ergibt, erhält.

Beispiel 2 ,

Die kovalente Bindung eineg Büßen- Geschmacksstoffes >■ an ein polymeres Material wird folgendermaßen erläutert: Zunächst wird 1~Chlor-2,4-dinitrolbemzQl (l)umgeGet2t mit 2-Kydroxyäthyläther(II)in Gegenwart von IaOH, wobei man 1-(2'-Hydroxyathoxy)-2,4-^:-dinitrobenzol (III) erhält. Diese zuletzt genannte Verbindung wird dann mit Natriumdieulfid reduziert, wobei die ortho- und para-Aminoisomeren (IV und V) entstehen, die über eine Silicagelsäule getrennt werden. Das p-Aminoisomer, 1-(2'-Hydroxyäthoxy)-2-amino-4-nitrobejazol wird gewonnen und mit einem Äquivalent Acetylchlorid bei RäumteiEperatur acetyliert. Man erhält- 2-(2^l-Hydroxyäthoxy)-5-nitToacetamid(VI)_l das mit Epichlorhydrin(VII) unter milden alkalischen Bedingungen umgesetzt wird, wobei man 2-^2'-(1,2-Bpoxy-3-propoxy)fithoxy7-5-nitroac et anil id (VI II) erhält. Diese Verbindung wird dann unbesetzt mit

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einem molaren Überschuß von Polyvinylalkohol in Gegenwart einer starken Base und Dimethylsulfoxid, wobei man das Süfimittel IX nach Hydrolyse unter sauren Bedingungen der Aminfuniction zu freien Amin erhält, das vom Körper nicht aufgenommen wird. Die Gewinnung der Verbindung IX aus VIII wird in zwei Stufen durchgeführt, die als i)und 2)"bezeichnet sind. Di© oben angegebenen Reaktionen sind im folgenden dargestellt, wobei m nicht kleiner ist als n₉ d.h. übt Polyvinylalkohol ist zu nicht mehr als 50$ in dem Endprodukt Ü&stituiezLWena m nicht kleiner ist als n_s wird der gewünschte Grad an Hydrophilie und Wasserlö'slichkeit für aas Süßmittel erreicht.

(I)

Na⁺OH"

(III)

Na₂S₂

Trennung

NO.

2 CH,COCl

3 s^ βν

(IV)

(V)

(VII)

- 17 - 1A-43 81.2

/NHCOCH₁

\1

HO (VIII) * ,

(IX)

Beispiel 3 .

Die !covalent β Bindung eines Süßmittels an ein Polymer über eine längäebindende Kette wird "folgendermaßen gezeigt: Zunächst wird 1-Chlor-2,4-dinitrobenzol (I) umgesetzt mit 2,2'-Dihydroxyäthyläther (X) in Gegenwart einer Base, wobei man . 1-</2"'-(2-Hydroxyäthoxy)äthoxv7-2,4-dinitrobenzol (XI) erhält, das reduziert wird unter Bildung ,von 1-</2*'-(2~HydroK$thoxy)äthoxj7~ 2-nitro-4raminobenzol undi-^/2-ί2'-Hydroxyäthoxy)äthoxv7~2-amino-4-nitrobenzol (XII). Diese Isomeren werden wie in Beispiel 2 aufgetrennt und die Verbindung XII wird umgesetzt mit Aoetylchlorid unter Bildung von 1~/2*-(2-Hydroxyäthoxy)äthoxv7~5-nitroacetanilid (XIIl). Als nächstes wird die aliphatisch^ Hydroxylgruppe der Verbindung XIII mit p-Toluolsulfonsäurechlorid (p-TsCl) in einemorganisohen Lösungsmittel, Pyridin (Py) unter Bildung des Tosylatesters (XIV) verestert. Der "Ester wird dann umgesetzt mit einem Polymer wie Polyvinylalkohol wie in Beispiel und hydrolysiert mit einer Säure, wobei man das gewünschte Produkt XV erhält.η und m besitzen die oben angegebene Bedeutung. Die Reaktion wird duroh die folgendenGleichungen dargestellt:

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/^N02

Na⁺OH

^Na2^S2

(X)

(XI)

NH.

NO₂ (XII)

CH₃COCl

NO₂ (XIII) -OH

NHCOCH-

NO₂ CKiV)

)Ts

(1) PVA,THP

(2) HO, H-O¹

O OH

NH-

(XV)

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- Τ9 -' 1Α-43 812

Beispiel 4 ·

Zu 0,62 ΜοΓ handelsüblichem'2-Amlno-4-nitrophenol ^

werden unter Rühren 200 cnr Eesigsäureanhydrid und 700 cm Essigsäur© b©I Raumtemperatur zugegeben, wobei man 2-Acetamido-4-

öff

nitrophenol ^v^NHCOCH, erhält« Zu 0_p4i8 Mol dieser Verbindung

Ia 8,5 1 η-ΡζΌρ&ΏΒΐ H©rden 440 cm⁹ 1n KaOH gegeben» Diese Substanzen ^©agieren bei 50 bis 60⁰C unter Bildung des ent'aprechen-

O ""⁰*

.HHCOCH.

den Salzes

Anschließend werden O₈O96 Mol dieses Salzes veimischt mit 0,12 Mol 4-Brom-1-"buten in 200 cm n-Propanol und die Reaktionsteilnehmer unter Rückfluß erhitzt. Man erhält. 2-(But-3'-enoxy)-5-nitro~

acejtanilid Λ*^/ NHCQCH₃ -. Zu O₈05 Mol des Acetanilids werSen

dann 0,055 Mol m-Chl orperbenzoesäure Jj-**j in 125 cm

:i

Methyl enchlDri3igegeben_o Das Roakt ions gemisch wird bei .Raumtemperatur gerührt. Man erhält 2-_</5_s4-Epoxybutanoxy/-5-Ritroacetanilid

« Dann werden 0,03 Mol des frisch hergestellten

2=_i/3_i)4~Epoxybutanox^7-5=nitroacetanilids zu einem Gemisch von

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0
it _

0,03 Mol Dimsylnatrium GFL-SCH₉Na⁺ und O₁1 Mol Polyvinylalkohol in 200 cm Dimethylsulfoxid gegeben. Diese Substanzen reagieren von selbst tint er Bildung von

HO

wobei m 1 bis 5 nial größer ist ale η und das Polymer ein mittleres Molekulargewiciit von liis zu ungefähr 250 000 besitzt. Das Folymer wird in 500 cm 2n HGl unter Rückfluß erhitzt und neutralisiert. Man erhält

NH

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21 - 1A-43 812

Beispiel 5 · - ·

Nach dem Verfahren des Beispiels 2 kann ein nicht als

Nahrungsmittel dienendes Süßmittel hergestellt werden, "bei dem 2-/2'-(1,2-Epoxy-3-propoxy)-äthoxy7~5-nitroacetanilid copolymeriaiert wird mit dein cyclischen Äther, Äthylenoxid. Die Copolymerisation wird durchgeführt mit Hilfe eines Lewis-Säurekatalysators BF-,. (CpHj-)pO. Das Verhältnis des Süßmittelmonomers zu Äthylenoxid kann von 1:1 "bis 1:100 variieren. Nach der Copolymerisation wird die £ie Aminogruppe³⁰^¹^²^^⁰¹" öaßmittel einer säure-oder "basekatalysierten Hydrolyse unterworfen, um das freie AmIn zu erhalten. Daa allgemeine Verfahren für diese Reaktion ist angegeben in Introduction to Polymer Chemistry von Stille, J.K.,. S. 124 "bis 128, John Wiley and .Sons, New York" und in Chemical Abstracts, Bd-. 71, 50660(b), 1969.

.Beispiel 6

Daa Verfahren des Beispiels 5 wird wiederholt, wobei anstelle des monomeren, nicht als Nahrungsmittel dienenden Süßmittels des Beispiels 5 2-/3,4-Epoxybutanoxv/-5-nitroacetanilid wie in Beispiel 4 hergestellt verwendet wird. . " '

Beispiel 7

■1

Eine polymere Form eines natürlich vorkommenden Süiämittelg wird hergestellt. X-D-Fruotose _> Ctf₂ ^0H

HO

¹¹⁰ , ^

HO

OH

wird mit einem Überschuß von Athylvinyläther verestert. Dann wird ein© Spur p-TsOH zugegeben und Äthanol abdeatilliert, wobei man ein Gemisch der folgenden vier Vinylether erhält.

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1A-43

HO

CH₀OCH=CH J ²

HO-

OH

OH

HO

HO

CH₂OH

~7

OH

CH=CH.

H „OH

HO

H₂C=HCO

CH₂OH

OH

Anschließend wird zu 1 Mol des Gemisches der Äther 0,01 Mol des Polymerisationskatalysators, Isobutyrylnitril, gegeben und die "radikallache Polymerisation durch Rückflußerhitzen das Produktes

Fructose

wobei η 10 bis 100 000 ist, erreicht. Das Produkt wird durch übliche Verdampfung des Lösungsmittels gewonnen.

Beispiel 8 ·

Sin polymeres, nicht als nahrungsmittel dienendos Süßmittel nach der Erfindung wird folgendermaßen hergestellt:

Carboxymethydextran

-I—CH-

OCH₂COOH

wird umgesetzt mit einer äuqiaiolaren Kenge HpIi—(GH_?)-,—iiHC in Dimethylformamid als Lösungsmittel in Gegenwart von 2-Isobutoxy-1-iaobutoxycarbonyl-i,2-dihydrochinolin bei Raumtemperatur innerhalb von 2 Tagen, wobei man ein Polymer der Formel

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1A-43 812

GH

HO

OCII₂CONH-(CH

* erhält.

Dieses Polymer wird in einem Äthanol/Wasser-GcmiaOh in Gegenwart von Hatriumdithionat erhitzt* Dabei «rhalt man durch Reduktion

CONH (CII

daa wieder mit einer äquimolaren ilense

I >

CF₃—CONHCH—C=O

in Dimethylformamid bei Raumtemperatur umgesetzt wird. Man erhält ein polymeres Siißmittel der Formel

OCH₂CONH (CH ₂f-~NHCO

CH₂COOH HCO-CHNIICOCF₃

Patentanspräche

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Claims (10)

12. Oktober 1973 IA - 43 812

Patentansprüche

1« Nichtabsorbierbare, keinen Nährwert enthaltende geschmackhervorrufende Mitteln dadurch g e k e η η ζ β i c h η β t_r daß ein aktiver Geschmacksstoff über eine Stelle, die für die Geschmackswirkung nicht wesentlich ist, über eine kovalente Bindung, die ihre physikaliEohe und chemische Unversehrtheit im Magendarmtrakt nicht verliert, an^!eine Trägergruppe bzw, ein Trägermolekül gebunden ist, das im wesentlichen nicht dem Stoffwechsel unterliegt und nicht abserbierbar ist.

2. Mittel nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet, daß die Trägergruppe bzw. das Trägermolekül ein hydrophiles, wasserlösliches organisches Polymer mit einem mittleren Molekulargewicht von 2 500 bis 250 000 ist,

3· Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Polymer nicht weniger als eine polare funktionelle Gruppe, wie eine Amido-, Amino-, Cerboxyl-j&ther- und/oder Hydroxylgruppe pro durchschnittlich 3 Kohlenstoff atome in dem organischen Polymer enthält.

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4. Mittel nach Anspruch 1 bis 3* dadurch g β k" @ η a zeichnet, daß der 0©seta&©kgstoff üb©r ©in© nicht zerstörbares nicht abbaubar® organisch® Brück® an die Trägergruppe g@bmsd@a-I©t_s dsärch-die einen Abstand v@n mindestes 5 Itoiea ~w©n d©a molekül bekommt_β

5. Mittel nach-Anspruch 1 bis 4_P dadurch ' -g © k zeichnet-, daß &®r aktiv© Creechmackssto SUßungsmitt©! ist und'dag gaaaat® MittelIn Wasser in einer Meng© von nicht weniger sls 100 ppm löslioh iist.

6, Mittel nach ln©pracB 1 bis 5» d©4«rch g e k « η η 3 ® i c hn e t, d©0 das SUBungsmitt©! ©la ©r©m©tiseli©is Plä©a®l oder ein aromatisches -Amira «fs

7. Mittel nach Anspruch 1 bis 6_S dadaircli ' g @ te @ zeic'hraet, daß da© -&Ig©ys©l©kfil bsw. öi@ g gruppe . ein Polymer mit ®im@ss Molekulargewicht' w@m 2 500 bis 250 000 ist, d@-s das'aktiv den''Geschmack hervorrufende Mittel als monomere Einheit enthält.,

8. Verfahren zur Herstellussg der Mittel nach Ansprach 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daS nan einen Geschmacksstoff über eine nicht zerstörbare» nicht durch Verdauung abbaubare kovalente Bindung an «in TrI-germolekUl bindet, das nicht durch den Stoffwechsel abgebaut wird und Moleküldiaeneionen besitzt, die seine Bewegung 'durch die Wände des Verdauungstraktes regeln und beschränken, und das Trägermolekül mit dem daran gebundenen Geschmacksstoff gewinnt. ■

-3-

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9. Verfahren nach Anspruch 8, dadufuh § © k © a n -

• zeichnet, daß man- als SrfigeraoleküX ®in hydrophiles Molekül mit eines Mol@kyiarg©wleht von 2 500 bis 250 000 verwendet.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9₈ dadurch g β k ο η η - _ zeichnet« daß man als Gesshmacksatoff ein Süßungsmittel verwendet.

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