DE2505869C3 - Verfahren zur Herstellung von symmetrischen Carotinoiden - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von symmetrischen CarotinoidenInfo
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Description
Es gibt zahlreiche Synthesen für die Herstellung von Carotinoiden, wobei u. a. dem ^-Carotin ein besonderes
Interesse entgegengebracht wird. Die bekannten Verfahren befriedigen nicht immer, insbesondere
hinsichtlich der Ausbeuten, der erforderlichen Ausgangsverbindungen, die teilweise schwierig herzustellen
sind und hinsichtlich der einzuhaltenden aufwendigen Reaktionsbedingungen, wie Ausschluß von Wasser und
Sauerstoff oder der Einhaltung tiefer Temperaturen.
In der deutschen Patentschrift 1068 709 wird ein
Verfahren zur Herstellung von /}-Carotin nach dem Syntheseprinzip C20 + C20 aus Axerophthylphosphoniumsalz
und Vitamin-A-Aldehyd in einer Wittig-Reaktion in einem möglichst wasserfreien Lösungsmittel und
im Stickstoffstrom unter Ausschluß vom Sauerstoff der Luft beschrieben. Nachteilig bei diesem Verfahren ist
u. a., daß der chemisch sehr empfindliche und technisch nicht einfach herstellbare Vitamin-A-Aldehyd als
Ausgangsmaterial verwendet wird.
H.]. Bestmann und O.Kratzer haben in den
Chemischen Berichten, Jahrg. 96, Seiten 1899 ff. (1963) beschrieben, daß man Phosphinalkylene, die aus den
Phosphoniumsalzen unter den Bedingungen der Wittig-Reaktion hergestellt werden, durch Einwirkung von
Sauerstoff unter Abspaltung von Triphenylphosphinoxid und Bildung einer Doppelbindung dimerisieren
kann. Die Anwendung dieser Reaktion zur Herstellung von /3-Carotin aus Tripenylphosphinaxerophthylen wird
in der DT-PS 11 48 542 beschrieben und führt nur in 35%iger Rohausbeute zu Carotin. Auch in einer
v\
-2HX
Ä/\ Literaturstelle in Liebigs Analen der Chemie, Band 721,
Seiten 34 ff. (1969) wird bestätigt, daß bei der Anwendung dieser Dimerisierung mit Sauerstoff oder
Luft für die Herstellung von jS-Carotin oder Carotinoiden
unbefriedigende Ausbeuten erzielt werden. Von D.
B. Denney wird in J.Org.Chem.28,Seite 778 ff.(1963)
beschrieben, daß man Acylmethylenphosphorane mit Peressigsäure unter Abspaltung von Triphenylphosphinoxid
und unter Bildung einer Doppelbindung dimerisieren kann. Phosphor, ne, die in /Ϊ-Stellung zum
Phosphoratom keine Carboxylgruppe aufweisen, wie Triphenylbenzylidenphosphoran, konnten von Denney mit Peressigsäure nicht dimerisiert werden
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von symmetrischen Carotinoiden aus den Molekülhälften in
v> Gegenwart einer Base in einem Lösungsmittel bei Temperaturen von -20 bis +6O0C gefunden, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß die Umsetzung zusätzlich in Gegenwart von Wasserstoffperoxid, einem
Percarbonat, wie Natriumpercarbonat, einem Perborat,
.15 wie Natriumperborat, einem Alkylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid
oder 1,4-Diisopropyl-benzol-dihydroperoxid
und Ammoniak, einem Alkalicarbonat, einem Alkalihydroxid, einem Erdalkalihydroxid, einem
Alkalialkoholdt oder einem organischen Amin als Base bzw. nur mit einem Alkalipercarbonat, wie Natriumpercarbonat,
oder einem Alkaliperborat, wie Natriumperborat, durchgeführt wird.
Die erfindungsgemäße Reaktion läßt sich schematisch am Beispiel des /?-Carotins wie folgt.wiedergeben:
(II)
Peroxid
Der Reaktionsmechanisnius ist im einzelnen noch
ungeklärt. Es wird jedoch angenommen, daß die Reaktion über Phosphoran- bzw. Ylid-Zwischenstufen,
(III)
verläuft.
In dem Formelschema steht R für gleiche oder
verschiedene aromatische Reste, insbesondere für Phenyl, X® steht für df η Res! einer anorganischen oder
organischen starken Säure, wie Hydrogensulfat, Halogenid,
insbesondere Chlorid, Bromid oder Jodid, Bortetrafluorat, Toluolsulfonat, BenzolsulfonaL Natürlich
kommen auch andere Säurereste, die unter den Reaktionsbedingungen inert sind, in Betracht
Die Phosphoniumsalze für die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu synthetisierenden symmetrischen
Carotinoide sind bekannte Verbindungen oder sie können beispielsweise aus den entsprechenden Alkoholen
oder Estern nach in der Literatur beschriebenen Verfahren, beispielsweise gemäß DT-PS 10 68 709,
DT-PS 1158 505, DT-PS 1155126 oder gemäß
Angaben nach Houben-Weyl, BandXII/1, Seiten
79 ff. (Verlag G. Thieme Stuttgart [1963]), erhalten
werden.
Die bevorzugt verwendeten Phosphoniumsalze sind Triarylphosphonkimsalze, insbesondere die Triphenylphosphoniumsalze,
wobei als bevorzugte Anionen Hydrogensulfat und Halogenide, insbesondere Chlorid,
und Bromid, in Betracht kommen.
Symmetrische Carotinoide im Rahmen dieser Erfindung sind Kohlenwasserstoffe (Carotine) und ihre
oxidierten Derivate (Xanthophyll), die aus 8 Isoprenoideinheiten so aufgebaut sind, daß die Anordnung
der Isoprenoideinheiten in der Mitte des Moleküls entgegengesetzt verläuft, so daß die beiden zentralen
Methylgruppen in 1,6-Stellung und die verbleibenden nicht endständigen Methylgruppen in 1,5-Stellung
zueinander stehen. Im Zentrum eines Carotinoids liegt eine Kette von konjugierten Doppelbindungen vor. Alle
Carotinoide lassen sich formal von der offenkettigen Struktur des Lycopins (Gto Η5β) ableiten, und zwar
beispielsweise durch Cyclisierungen, wie die Bildung von Cyclohexyl- und Cyclopentylringen, durch Dehydrierungen,
wie die Bildung von Acetylenbindungen und aromatischen Ringen, durch Hydrierungen, wie Hydrierungen
von Doppelbindungen, durch Oxidationsreaktionen, wie Bildung von Alkoholen, Aldehyd m, Ketonen
oder Säuren und den entsprechenden Derivaten, beispielsweise verätherten und veresterten Alkoholen,
Acetalen, Ketalen oder Säureestern, durch Umlagerungen, wie der Bildung von aromatischen Ringen oder
durch Abbaureaktionen zu Carotinoiden mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen, die beispielsweise Aldehyd- oder
Säureestergruppen im Molekül als Endgruppen enthalten. Selbstverständlich können die genannten Reaktionen
nebeneinander oder nacheinander erfolgen.
Abgebaute Verbindungen gelten so lange als Carotinoide, wie die beiden zentralen Methylgruppen
erhalten bleiben (vgl. O. I s I e r, Carotenoids, S. 852 ff.,
Birkhäuser Verlag Basel und Stuttgart, 1971).
Insbesondere betrifft das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von Carotinoiden mit 10 bis 40
Kohlenstoffatomen im Isoprenoidgerüst, bevorzugt Carotinoidverbindungen mit 20 bis 40 Kohlenstoffatomen.
Die Carotinoidverbindungen zeichnen sich durch eine Anzahl konjugierter Doppelbindungen aus. In der
Regel sind 3 bis 11, bevorzugt 7 bis 11 Doppelbindungen
enthalten. Gegebenenfalls können davon zwei Doppelbindungen als Dreifachbindungen ausgebildet sein.
Beispiele für Phosphoniumsalze von Molekülhälften sind:
Axerophthylphosphoniumh) drogensulfat für die
Herstellung von ^-Carotin,
3,7,11,15-Tetramet hyl-hexadeca-2,4,6,8,10,14-hexaen-yl-1 -triphenylphosphoniumhydrogensulfat für die Herstellung
von Lycopin,
Herstellung von ^-Carotin,
3,7,11,15-Tetramet hyl-hexadeca-2,4,6,8,10,14-hexaen-yl-1 -triphenylphosphoniumhydrogensulfat für die Herstellung
von Lycopin,
S-^'^ö'-Trimethyl-cyclohexen-1 '-yl-1 ')-3-methyl-pentadien-2,4-yl-1
-triphenylphosphoniumhydrogensulfat für die Herstellung von l,10-Bis-(2',6',6'-trimethy!-cyclohexen-1
'-yl-1 ')-3,8-dimethy 1-deca-1,3,5,7,9-pentaen.
Weiterhin können beispielsweise genannt werden:
9-[2',6',6'-Trimethylcyc!ohexen-l '-yl-1 ']-SJ-dimethyl^.e.S-nonatrien^-in-1
-yl-triphenylphosphoniumbromid
für die Herstellung von 11,1 l'-Didehydro-jS-Carotin,
3,7,11,15-Tetramethyl-hexadeca-2,4 6,8,10-pentaen-1 -yl-triphenylphosphoniumhydrogensulfat
für die Herstellung von 1,2,1 '^'-Tetrahydrolycopin,
1 '-yl-1 ']-3,7-dimethyl-2,4,6,8-nonatetraenl-yi-triphenylphosphoniumhydrogensulfat
für die Herstellung von Diacetoxyzeaxanthin, das nach Abspaltung der Acetylgruppen
Zeaxanthin gibt,
1 '-yl-i ']-3,7-dimethyl-2,4,6,8-nonatetraen-1-yl-triphenylphosphoniumhydrogensulfat
für die Herstellung von
Diacetoxyisozeaxanthin, das nach Abspaltung der Acetylgruppen Isozeaxanthin gibt, 9-[2', O'^'-Trimethyl-cyclohexen-1 '-on-3'-yl-1 ']-3,7-dimethyl-2,4,6,8-nonatetraen-1-yl-triphenylphosphoniumbromid für die Herstellung von Canthaxanthin,
9-[2',6',6'-Trimethyl-4'-acetoxy-cyclohexen-1 '-on-S'-yl-1 ']-3,7-dimethyl-2,4,6,8-nonatetraen-1-yl-triphenylphosphoniumbromid für die Herstellung von Diacetoxyastaxanthin, das nach Abspaltung der Acetylgruppen Astaxanthin gibt,
Diacetoxyisozeaxanthin, das nach Abspaltung der Acetylgruppen Isozeaxanthin gibt, 9-[2', O'^'-Trimethyl-cyclohexen-1 '-on-3'-yl-1 ']-3,7-dimethyl-2,4,6,8-nonatetraen-1-yl-triphenylphosphoniumbromid für die Herstellung von Canthaxanthin,
9-[2',6',6'-Trimethyl-4'-acetoxy-cyclohexen-1 '-on-S'-yl-1 ']-3,7-dimethyl-2,4,6,8-nonatetraen-1-yl-triphenylphosphoniumbromid für die Herstellung von Diacetoxyastaxanthin, das nach Abspaltung der Acetylgruppen Astaxanthin gibt,
g-^'.S'.S'-Trimethylcyclopenten-1 '-dion-3\4'-yl-y]-3,7-dimethyl-2,4,6,8-nonatetraen-1
-yl-triphenylphosphoniumbromid für die Herstellung von Violerythrin,
9-[2',3',4'-Trimethyiphenyl-1 '-]-3,7-dimethyl-2,4,6,8-nonatetraen-1
-yl-triphenylphosphoniumhydrogensulfat für die Herstellung von
Renierapurpurin,
12-Carbäthoxy-3,7,l 1 -trimethyl-dodeka-2,4,6,8,10-pentaen-1
-yl-triphenylphosphoniumbromid für die Herstellung von 4,4'-Diapocarotin-4,4'-disäure-diäthylester,
lO-Meihoxycarbonyl-SJ-dimethyl-2,4,6,8-decatetraen-1
-yl-triphenylphosphoniumbromid für die Herstellung von Methylbixin,
8,8-Dimethoxy-3,7-dimethyl-2,4,6-octatrien-1 -yl-triphenylphosprioniumbromid für die
Herstellung von Crocetin-bis-dimethylacetal, auf, dem man durch Hydrolyse Crocetindialdehyd
erhält,
7-Carbäthoxy-3-methyl-2,4,6-octatrien-1 -yl-triphenylphosphoniumbromid für die
Herstellung von Crocetindiäthylester, 4,4-Dirnethoxy-3-methyl-2-buten-l-yI-triphenylphosphoniumchlorid
für die Herstellung von2,7-Dimethyl-2,4,6-trien-l,8-bisdimethylacetal,
avs dem man durch Hydrolyse 2,7-Dimethyl-2,4,6-trien-l,8-dialdehyd
erhält.
Man führt die Umsetzung in einem Lösungsmittel durch. Als Lösungsmittel können ein- oder mehrwertige
niedere Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol, Isobutanol, Glykol, Glycerin, chlorierte
Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, aliphatische oder
aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Petroläther, Hexan, Heptan, Benzol, Toluol, cyclische aliphatische
Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan, geradkettige und cyclische Säureamide niederer aliphatischer Carbonsäuren,
wie Dimethylformamid oder N-Methylpyrrolidon, Hexamethylphosphorsäuretriamid, Dimethylsulfoxid,
Sulfolan oder Wasser oder Mischungen der genannten Lösungsmittel, insbesondere Mischungen mit Wasser,
verwendet werden. Die Lösungsmittelgemische können auch zweiphasig sein, wenn dies beispielsweise durch die
Löslichkeit des verwendeten Lösungsmittels in Wasser bedingt ist.
Das bevorzugte Lösungsmittel ist Wasser.
Beispiele für zweiphasige Lösungsmittelgemische sind Benzol-Wasser, Methylenchlorid-Wasser, Chloroform-Wasser,
Heptan-Wasser. Gegebenenfalls kann bei zweiphasigen Lösungsmittelgemischen die wäßrige
Phase vor allem aus der zugesetzten wäßrigen Lösung von Wasserstoffperoxid der vorstehend genannten
Derivate bestehen.
Außer Wasserstoffperoxid kommen Percarbonate, wie Natriumpercarbonat, oder Perborate, wie Natriumperborat,
in Betracht. Bei Verwendung dieser Agenzien kann sich gegebenenfalls die Zugabe von weiteren
Basen erübrigen.
Weitere anwendbare Hydroperoxide sind Alkylhydroperoxide, wie tert-Butylhydroperoxid, Cumolhydroperoxid
oder 1,4-Diisopropylbenzol-dihydroperoxid.
Besonders geeignete Mittel sind Wasserstoffperoxid, Natriumpercarbonat, Natriumperborat, Cumolhydroperoxid
und 1,4-Diisopropylbenzol-dihydroperoxid.
Wasserstoffperoxid bzw. die genannten Derivate werden in der Regel in äquimolarer Menge oder im
Überschuß zum Phosphoniumsalz eingesetzt. Zweckmäßigerweise werden Mengen von 1 bis 3 Mol
verwendet; aber auch ein größerer Überschuß stört die Reaktion nicht. Gegebenenfalls kann von Vorteil sein,
das Peroxid in einem geringen Unterschuß zu verwenden, insbesondere wenn ein organisches Lösungsmittel
verwendet wird, in dem das Carotinoid in Lösung bleibt.
Das bevorzugte Peroxid ist Wasserstoffperoxid in Form von 3- bis 50gewichtsprozentigen, insbesondere
30- bis 50gewichtsprozentigen, wäßrigen Lösungen.
Als Basen, die als Protonenakzeptoren dienen, werden Ammoniak, Alkalicarbonate, wie Natriumcarbonat,
Kaliumcarbonat, Alkali- und Erdplkalihydroxide, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Bariumhydroxid,
Alkalialkoholate, wie Natrium- oder Kaliummethylat, Natrium- oder Kaliumäthylat und organische Amine,
wie Diethylamin, Triäthylamin, Tributylamin, verwendet.
Im allgemeinen wird im Verhältnis zum vorliegenden Phosphoniumsalz eine mindestens äquivalente Menge
Base oder ein Überschuß bis zu 200% verwendet. Auch ein größerer Basenüberschuß stört die Reaktion nicht.
Bei der Verwendung von Wasser oder wäßrigen Lösungsmittelgemischen gehören zu den bevorzugten
Basen Natriumcarbonat, das fest oder zweckmäßig in Form von 5- bis 15gewichtsprozenttgen wäßrigen
Lösungen und Ammoniak, das gasförmig in das Gemisch eingeleitet werden kann, oder zweckmäßig in
Form seiner 10- bis 30%igen wäßrigen Lösungen verwendet wird.
Bei der Verwendung von nichtwäßrigen Lösungsmitteln werden gasförmiges Ammoniak, die obengenann-
> ten organischen Amine oder Alkalialkoholate als Busen bevorzugt.
Der Temperaturbereich der Umsetzung kann in weiten Grenzen von —50 bis +1000C schwanken.
Dabei sind Temperaturen von -20 bis +60° C
ίο bevorzugt und Temperaturen von 0 bis 30=C besonders
bevorzugt.
In der Regel wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, da3 man das Phosphoniumsalz in dem
verwendeten Lösungsmittel, z. B. Isopropanol. Methy-
is lenchlorid. Heptan oder Wasser, suspendiert oder löst.
Anschließend wird das Gemisch, insbesondere bei Verwendung von organischen Lösungsmitteln, bevorzugt
auf eine Temperatur von —20 bis 0°C und bei Verwendung von Wasser bevorzugt auf eine Temperatür
von 0 bis+6O0C eingestellt.
Man gibt das genannte Peroxid, beispielsweise eine 30gewichtsprozentige wäßrige Wasserstoffperoxidlösung,
oder die genannten organischen Derivate des Wasserstoffperoxids, beispielsweise Cumolhydroper-
2s oxid, gegebenenfalls in einem Lösungsmittel gelöst, zu.
Danach wird die Base zugegeben.
Gegebenenfalls können das Peroxid bzw. seine Derivate und die Base gleichzeitig zum Phosphoniumsalz
zugegeben werden. Es ist aber auch möglich, daß
',o man zunächst die angenommne Ylid-Zwischenstufe
herstellt und anschließend das Peroxid bzw. sein Derivat zusetzt.
Bei Verwendung von Natriumcarbonat als Base werden vorteilhafterweise 5- bis 15gewichtsprozentige
wäßrige Lösungen verwendet. Bei Verwendung von Ammoniak werden zweckmäßigerweise 1 bis 5 Äquivalente
Ammoniak, bevorzugt 2 bis 4 Äquivalente Ammoniak, verwendet.
Für die erfindungsgemäße Reaktion in wäßriger Lösung ist ein pH-Wert erforderlich, der die verwendeten
Phosphoniumsalze in die angenommene reaktionsfähige Ylid-Zwischenstufe überführt.
Die Dimcrisierungsreaktion ist in der Regel nach mehrstündigem Rühren bis zu 12 Stunden beendet,
wobei sich ein Niederschlag aus dem im allgemeinen schwer löslichen symmetrischen Carotinoid und Triphenylphosphinoxid
bildet, wenn in Wasser gearbeitet wird. Zur Aufarbeitung wird im allgemeinen der Niederschlag
abgesaugt, vom Phosphinoxid beispielsweise durch
so Behandeln mit Alkohol abgetrennt und das zurückbleibende symmetrische Carotinoid in einem geeigneten
Lösungsmittel umkristallisiert oder umgefällt. In einigen Fällen kann sich sogar Umkristallisieren oder Umfallen
des Carotinoids erübrigen.
Ss Beim Arbeiten in einem mit Wasser mischbaren
organischen Lösungsmittel, wie Dimethylformamid oder Isopropanol, kann das Reaktionsgemisch bei der
Aufarbeitung in Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel, wie z. B. Heptan oder Toluol,
fio in der Weise verteilt werden, daß das Carotinoid in der
mit Wasser nicht mischbaren Phase verbleibt und anorganische Salze und Triphenylphosphinoxid in der
wäßrigen Phase verbleiben. Durch Waschen der mit Wasser nicht mischbaren Phase, beispielsweise mit 50
ds bis 80%igem wäßrigem Methanol oder 50- bis 80%igcm
wäßrigen Dimethylformamid, läßt sich weiteres Triphenylphosphinoxid aus der mit Wasser nicht mischbaren
Phase entfernen. Durch F.inengen der gereinigten mit
Wasser nicht mischbaren Phase erhall man das
Carolinoid durch Kristallisation oder man fällt es durch
Behandeln mit Lösungsmitteln, in denen das Carolinoid nicht oder wenig löslich ist, aus.
Beim Arbeiten in einem mit Wasser nicht mischbaren
Lösungsmittel, wie Heptan oder Toluol, kann man das Reaktionsgemisch ähnlich aufarbeiten, indem man das
Gemisch mit Wasser und/oder z. B. mit 50- bis 80%igem wäßrigen Methanol oder 50- bis 80n/oigcm wäßrigen
Dimethylformamid wäscht, so daß das Carolinoid in der mil Wasser nicht mischbaren Phase verbleibt und
anorganische Salze und Triphenylphosphinoxid in die wäßrige Phase übergehen und dann wie oben
beschrieben weiter arbeitet.
Gegebenenfalls kann eine Isomerisierung zur gewünschten alltrans-Form des Carotinoids in an sich
üblicher Weise durchgeführt werden, falls diese gewünscht oder erforderlich ist. Im Falle von /J-Carotin
kann eine solche Isomerisierung beispielsweise durch mehrstündiges Erhitzen einer /J-Carotinsuspension in
aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie z. B. in Heptan, durchgeführt werden.
Durch die Erfindung wird ein neues, technisch außerordentlich vorteilhaftes Verfahren für die Herstellung
von symmetrischen Carotinoiden geschaffen. Es war keineswegs zu erwarten, daß die empfindlichen
ungesättigten Ausgangsverbindungen und Endprodukte in Gegenwart von Peroxiden keine Nebenreaktionen
eingehen. Der besondere und überraschende Vorteil liegt u. a. darin, daß das Verfahren in Wasser oder in
wasserhaltigen Lösungen durchgeführt werden kann, während beispielsweise für die bekannten Verfahren
der Umsetzung von Phosphoniumsalzen nach der Wittig-Reaktion Wasser im allgemeinen schädlich ist.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß das erhaltene symmetrische Carotinoid sehr rein und in feinkristalliner
Form sowie in sehr hohen Ausbeuten, bis zu 90%, anfällt, insbesondere wenn man in Wasser arbeitet. Bei
einer technischen Ausführungsform des erfindungsgemäßeri
Verfahrens kann man sogar die Endmutterlaugen der Vitamin-A-Synthese, die einen hohen Anteil an
cis-Isomeren enthalten, als Ausgangsmaterial für das Axerophthylphosphoniumsalz für die Herstellung von
^-Carotin verwenden. Die Möglichkeil, daß die Phosphoniumsalze in wäßriger Losung zur Reaktion
gebracht werden können, schafft eine außerordentlich vorteilhafte Möglichkeit der Entfernung von Nebenprodukten,
die bei der Herstellung entstanden sind oder die im Ausgangsprodukt vorhanden waren, indem man die
wäßrige oder die wäßrig-alkoholische Lösung oder Suspension der Phosphoniumsalze mit einem in Wasser
nicht mischbaren Lösungsmittel, wie Heptan, extrahiert. Die wäßrige Lösung oder Suspension kann dann im
allgemeinen sofort weiter umgesetzt werden.
Dadurch können beispielsweise die Endlaugen der Vitamin-A-Synthese technisch nutzbar gemacht werden,
die sonst nur zum Teil durch langwierige und kostspielige Verfahren zu all-trans-Vitamin A aufgearbeitet
werden können.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Carotinoide können als Pharmazeutika, als Zusatzstoffe
für Futtermittel und als Farbstoffe für Lebensmittel und Kosmetika verwendet werden.
63 g Axerophthyltriphenylphosphoniumhydrogensulfat
werden in 30 ml lsopropanol suspendiert und unter Rühren auf -5 bis - 100C abgekühlt. Es werden 20 ml
JOgcw ich tspro/entigcs wäßriges Wasserstoffperoxid zugegeben, und danach wird innerhalb einer Stunde 0.3
Mol Ammoniak eingeleitet. Zur Beendigung der Reaktion wird die Mischung drei Stunden lang bei
^ Kaumtemperatur gerührt. Zur Aufarbeitung werden 200 ml 10%ige Schwefelsäure zugelropft. Das auskristallisicrte
ß-Carotin wird zusammen mit dem ausgefallenen Ammoniumsulfal und Triphenylphosphinoxid
abgesaugt. Es wird in Methylenclilorid aufgenommen ίο und mit Wasser gewaschen. Danach wird Methanol
zugetropft und das auskristallisierte /^-Carolin abgesaugt.
Ausbeute: 12 g =45% ^-Carolin vom Schmelzpunkt 178 "C.
63 g Axerophthyltriphenylphosphoniumhydrogensulfat werden in 300 ml Methylenchlorid gegeben. Man
läßt auf -5 bis - 10°C abkühlen und gibt 30 ml lOgewichlsprozentiges Wasserstoffperoxid zu. Danach
2(j wird innerhalb einer Stunde 0,4 Mol Ammoniak
eingeleitet. Zur Aufarbeitung wird die Reaktionslösung mit Wasser gewaschen und mit Methanol das ß-Carotin
ausgefällt. Ausbeute: 7,5 g ^-Carotin = 28%.
Be i sp i el 3
200 ml lsopropanol werden auf -10 bis -I5"C
abgekühlt und anschließend wird 0,4 Mol Ammoniak eingeleitet. Man tropft eine Mischung von 63 g
Axerophthyltriphenylphosphoniumhydrogensulfat in
vi 300 ml lsopropanol, 20 ml Wasser und 10 ml 30gcwichtsprozentigem
Wasserstoffperoxid zu. Nach etwa 30 Minuten werden 200 ml Heptan zugegeben, das überschüssige Ammoniak wird im Vakuum abgezogen,
und anschließend wird mit 50 ml IO%iger Schwefelsäu-
.is re angesäuert und 150 ml Wasser zugegeben. Das in
Heptan suspendierte ^-Carotin wird nach dem Abtrennen der wäßrigen Phase mit Wasser und mit wäßrigem
Methanol mehrmals gewaschen. Die Heptanphase wird eingeengt und das jS-Carotin in 50 ml Methanol
#· suspendiert und abgesaugt. Ausbeute: 6,5 g ^-Carotin
=24,2%.
32 g Axerophthyltriphenylphosphoniumhydrogensul-4<,
fat werden zu 200 ml Wasser zugegeben. Es wird auf 0 bis +50C abgekühlt, und nach dem Zusatz von 5 ml
30gewichtsprozentiger wäßriger Wasserstoffperoxidlösung werden 100 ml 10%ige Natriumcarbonatlösung
zugetropft. Danach wird drei Stunden lang bei so Raumtemperatur gerührt. Dann werden 200 ml Essigester
zugegeben, mit Wasser gewaschen, schwach sauer gestellt und wieder neutral gewaschen. Die anfallende
Essigesterlösung wird mit ca. 300 ml Methanol versetzt und das ausgefallene 0-Carotin wird abgesaugt
S5 Ausbeute: 9,5 g = 71 %.
32 g Axerophthyltriphenylphosphoniumhydrogensul fat werden in 200 ml Wasser gelöst, man kühlt auf 0 bu
(«. +50C, fügt 5 ml 30gewichtsprozentiges Wasserstoff
peroxid zu und tropft anschließend 100 ml 10%igc Natriumcarbonatlösung langsam zu. Der ausgefallene
Niederschlag bestehend aus Triphenylphosphinoxid unc j?-Carotin, wird abgesaugt, mehrmals mit warmen
ds Wasser gewaschen und in 200 ml Methanol suspendier
und erwärmt. Nach dem Abkühlen wird das rcint /f-Carotin abgesaugt und mit Methanol gewaschen
Ausbeute: 12,8 g; das entspricht 95%. berechnet auf da:
eingesetzte Phosphoniumsalz.
λ,,,.,*:450,478 nni in Hexan.
K] =241(>bei 450 mn.
λ,,,.,*:450,478 nni in Hexan.
K] =241(>bei 450 mn.
Ii e i s ρ i c i t.
Aus Pscudnjonon wird durch Umsetzen mit Nalriumucetylid
in flüssigem Ammoniak und nachfolgender Hydrierung der Dreifachbindung 3,7,1 l-Trimelhyl-do
deca-1,4.6.H)-letraen-3-ol gemäß I)Tl1S Il 15 258 hergestellt.
In bekannter Weise wird gemäß DT-PS 10 68 710 daraus mit Tiiphenylphusphiii und Schwefelsäure
das Phosphoniumhydrogensulfat hergestellt. Dieses Phosphoniumsalz wird mit /f-Forinylcrotylacetal
nach DTPS 1068710 /um l-Acetoxy-3,7.11,15-letramclhyl-hexadeca-2,4,6,8.10.14-hexaen
umgesetzt. Aus diesem Ester wird gemäß der DT-PS H) 68 709 mit Triphenylphosphin und Schwefelsäure kristallines
3,7,11,1 S-Tetramcthylhexadeea^Ae.S.IO.H-hexaenyl-1-triphenylphosphoniumhydrogensulfat
hergestellt. Schmelzpunkt 150 bis 155°C.
8 g dieses Triphenylphosphoniumhydrogcnsulfats werden in 70 ml Wasser gelöst; man gibt 30 ml
30gewichtsprozentiges Wasserstoffperoxid zu und tropft anschließend lOgewichtsprozentige wäßrige
Natriumcarbonatlösung unter Rühren zu. Es erfolgt ein Temperaturanstieg bis auf +300C. Es wird drei Stunden
bei Raumtemperatur gerührt. Das ausgefallene Triphenylphosphinoxid und das Lycopin werden abgesaugt
und mit warmem Wasser gewaschen. Der Rückstand wird in Äthanol suspendiert und bei Raumtemperatur
gerührt und abgesaugt. Das Kristallisat wird mit Methanol gewaschen und getrocknet.
Ausbeute: 1,5 g = 42% Lycopin.
Amax: 501,470,441,294 in Hexan.
Ausbeute: 1,5 g = 42% Lycopin.
Amax: 501,470,441,294 in Hexan.
Aus 32,8 g Vitamin-A-Acetat wird in bekannter Weise gemäß der DT-PS 10 68 709 und der DTPS 11 55 126
Axerophthyltriphenylphosphoniumhydrogensulfat hergestellt. Das erhaltene Phosphoniumsalz wird in 500 ml
Wasser gelöst. Anschließend werden 100 ml 30gewichtsprozentige wäßrige Wasserstoffperoxidlösung
zugegeben. Dann werden bei 20 bis 25°C 200 ml lOgewichtsprozentige wäßrige Natriumcarbonatlösung
zugetropft und bei Raumtemperatur weitere drei Stunden gerührt. Danach wird der Niederschlag
abgesaugt und mehrmals mit warmem Wasser von 50 bis 600C gewaschen, um den Niederschlag salzfrei zu
erhalten. Das ^-Carotin und Triphenylphosphinoxid werde.ι in 200 ml Methanol suspendiert und unter
Rühren erwärmt. Nach dem Erkalten wird das reine j3-Carotin abgesaugt. Ausbeute: 16g = 7O°/o, bezogen
auf eingesetztes Vitamin A-Acetat.
Amax:450,478 nm in Hexan.
Ej =2400 bei 450 nm.
Ej = 320 bei 335 nm.
33 g Axerophthyltriphenylphosphoniumhydrogensulfat werden in 600 ml Wasser gegeben. Bei 5° C werden
25 ml 30gewichtsprozentige wäßrige Wasserstoffperoxidlösung zugegeben. Unter Rühren wird eine Lösung
von 6,7 g Natriumhydroxid in 90 ml Wasser zugetropft. Es wird 12 Stunden gerührt. Nach dem Absaugen des
Niederschlages werden mit Methanol 2,8 g /J-Carotin,
das sind 21 % Ausbeute, gewonnen.
29 g 5-[-2',6',6'-Triniethyl-cycloliexen-r-yl-r-]-i-methyl-pentadien-2,4-yl-1
- tri phenyl phosphonium hydrogensulfat
werden in 200 ml Wasser gelöst und auf 0 bis 5"C abgekühlt und mit 30 ml 30gewichtsprozcntigem
wäßrigem Wasserstoffperoxid versetzt. Dann werden 100 ml lOgewichtsprozentige wäßrige Natriumcarbonatlösung
innerhalb einer halben Stunde zugegeben. Ks wird drei Stunden bei Ruiimiempcrattir gerührt. Zur
Aufarbeitung wird das Wasser vom Niederschlag abdekantiert, 200 ml Heptan und 200 ml Methanol
werden zugegeben und, nachdem alles in Lösung gegangen ist, wird die phosphinoxidhaltige Unterphase
abgetrennt und nach Zusatz von 50 ml Wasser zweimal mit 100 ml Heptan extrahiert. Die vereinigten Heptanlösungen
werden mit einer Mischung aus 60 Volumenleilen Methanol und 40 Volumenteilen Wasser extrahiert.
Aus der Heptanlösung erhält man 5 g 1,10-Bis-[2',6',6'-trimethylcyclohexcn-r-yl-r]-3,8-dimethyl-decapentaen-1,3,5,7,9.
Ausbeute 50%, bezogen auf eingesetztes Phosphoniumsalz.
λ,,,·,ν:374 nm in Hexan.
Fp. 136 bis 14l"Cin Hexan.
λ,,,·,ν:374 nm in Hexan.
Fp. 136 bis 14l"Cin Hexan.
Beispiel 10
32 g Axerophthyltriphenylphosphoniumhydrogensulfat werden zu 300 ml Wasser zugegeben. Es wird auf 5
bis 100C abgekühlt und eine Suspension von 22 g Natriumpercarbonat in 300 ml Wasser zugetropft. Nach
12 Stunden Rühren wird aufgearbeitet wie in Beispiel 6 beschrieben. Ausbeute: 10 g /J-Carotin; das sind 75%,
bezogen auf daseingesetzte Phosphoniumsalz.
λ,,,..: 450.
is E', =2300 in Hexan.
λ,,,..: 450.
is E', =2300 in Hexan.
Beispiel 11
65,6 g Vitamin-A-Acetat werden in 65 ml Heptan gelöst. Diese Lösung wird gemäß DT-PS 11 58 505 zu
einer Lösung von 52,5 g Triphenylphosphin und 7,6 g Chlorwasserstoff in 130 ml Heptan und 170 ml Isopropanol
zugetropft und bei Raumtemperatur 12 Stunden gerührt. Es wird mit 200 ml Wasser versetzt, die
Heptanphase abgetrennt und die wäßrige Phase mit
is 200 ml Heptan viermal extrahiert. Dann werden weitere
340 ml Wasser zugegeben, auf 50C abgekühlt und mit 100 ml 30gewichtsprozentigem Wasserstoffperoxid versetzt.
Unter Rühren werden in einer halben Stunde 400 ml einer lOgewichtsprozentigen Natriumcarbonat-
so lösung zugetropft. Es wird 3 Stunden bei Raumtemperatur
gerührt. Das ausgefallene Triphenylphosphinoxid und jS-Carotin werden abgesaugt, mit Methanol, dann
mit Wasser von 7O0C gewaschen. Das so erhaltene j}-Carotin wird in 200 ml Methanol suspendiert, eine
viertel Stunde am Rückfluß erhitzt, abgekühlt und abgesaugt. Ausbeute: 10,4 g, das sind 19%, bezogen auf
eingesetztes Vitamin-A-Acetat
Ä„,ax:450 nm.
E! =2110in Hexan.
Beispiel 12
62,8 g (0,1 Mol) Axerophthyltriphenylphosphoniumhydrogensuifat werden in 300 ml Isopropanol auf
f>5 - 15° C abgekühlt und mit 18,2 g technischer Cumolhydroperoxid-Lösung, entsprechend 0,09 Mol reinem
Cumolhydroperoxid, versetzt Dann werden bei — 15° C innerhalb einer Stunde 0,3 Mol Ammoniak in die
Reaktionsmischung eingeleitet. Nach dem Aufwärmen
bis auf 0"C wird die Mischung noch eine halbe Stunde
bei 30"C gerührt und dann mit 100 ml Heptan und 200 ml Wasser versetzt. Man trennt die wäßrige
Unterphase ab und wäscht die Heptanphasc, die das /i-Carotin /um größten Teil in suspendierter Korm
enthält, einmal mit 250 ml Wasser und zweimal mit je 250 ml 60°/oiger Methanol/Wassermischung. Aus der
llcptanphase werden restliches Wasser und Methanol azeotrop abdestilliert. Aus der abgekühlten Suspension
werden nach Filtration 15,8 g (65.5%) all-trans-/i-Carotin
erhalten.
F- I = 2480inCyclohcxan.
A,,,.,«: 455 nm.
A,,,.,«: 455 nm.
Beispiel 13
5,35 (lOmMol) Z-Carbäthoxy-i-mclhyl^Ab-octatricn-1-yl-triphenylphosphoniumbromid
werden in 50 ml Isopropanol aufgerührt und bei — 10"C mit 2,0 g einer technischen CumolhydroperoxiHlcsung, entsprechend
10 mMol reinem Cumolhydroperoxid, versetzt. Man leitet bei -100C innerhalb von einer halben
Stunde 50 mMol Ammoniak ein und läßt dann die Reaktionsmischung bis auf Raumtemperatur aufwärmen.
Nachdem man noch eine halbe Stunde bei 30" C rührt, wird die Mischung in 100 ml Toluol aufgenommen
und mit 50 ml Wasser gewaschen. Die Toluolphase wird noch zweimal mit 60%igem wäßrigem Dimethylformamid
gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, eingeengt und schließlich an 100 g Kieselgel mit Essigsäureälhylester
ehromatographiert und mit dem gleichen Lösungsmittel eluiert. Aus dem eingeengten Eluat erhält
man 1,08 g(56%)Crocetindiäthylester.
Amil«:4l2,434,462 nm in Chloroform.
El =2100bei412nm,
E ! = 3250 bei 434 nm,
E ! = 3090 bei 462 nm.
Amil«:4l2,434,462 nm in Chloroform.
El =2100bei412nm,
E ! = 3250 bei 434 nm,
E ! = 3090 bei 462 nm.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von symmetrischen Carotinoiden aus den Molekülhälften über ein Ylid
in Gegenwart einer Basr? in einem Lösungsmittel bei Temperaturen von —20 bis +600C, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umsetzung zusätzlich in Gegenwart von Wasserstoffperoxid, einem
Percarbonat, wie Natriumpercarbonat, einem Perborat,
wie Nairiumperborat, einem Alkylhydroperoxid.
Cumolhydroperoxid oder 1,4-Diisopropyl-benzoldihydroperoxid
und Ammoniak, einem Alkalicarbonat, einem Alkalihydroxid, einem Erdalkalihydroxid,
einem Alkalialkoho'.at oder einem organischen Amin als Base bzw. nur mit einem Alkalipercarbonat,
wie Natriumpercarbonat, oder einem Alkaliperbora t, wie Natriumperborat, durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Wasser oder ein
wasserhaltiges Lösungsmittelgemisch verwendet.
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