DE2534807C3 - Verfahren zur Herstellung von Echinenon - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Echinenon durch Oxidation von /?-Carotin oder Retro-dehydro-carotin.

Das natürliche Carotinoid Echinenon ist als Provitamin A ein besonders geeigneter Futtermittelzusatz und Lebensmiiielfarbsioff.

Es ist bekannt, Echinenon aus ^-Carotin durch Umsetzung mit N-Bromsuccinimid herzustellen. Bei dieser Reaktion fällt Echinenon verunreinigt als Nebenprodukt in geringen Ausbeuten an (J.A.GS, 78, 1427 [1956]). Außerdem ist bekannt, daß die direkte Oxidation von ^-Carotin mit Natriummetaperjodat zum beidseitig oxigenierten Carotinoid Canthaxanthin führt (DTPS 17 93 308).

Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von Echinenon durch Oxidation von ^-Carotin oder Retro-dehydro-carotin gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Oxidation mit ]od(V)-säure oder einem Salz der Jod(V)-säure in Gegenwart der Halogene Brom oder Jod und in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 50⁰C, zweckmäßig unter Ausschluß von Luftsauerstoff, durchführt.

Wesentliche Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die einfache Verfahrensweise, die gute Ausbeute und die große Reinheit, mit der das Echinenon anfällt.

Die Ausgangsstoffe werden in Form verdünnter Lösungen der Oxidation unterzogen. Bevorzugt verwendet man Lösungen von 1 bis 10 g Ausgangssubstanz in 1 Liter eines inerten, leicht flüchtigen Lösungsmittels, das nicht mit Wasser mischbar ist

Als Lösungsmittel kommen chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise

Chloroform, Methylenchlorid, 1,1-Dichloräthan,
1,2-Dichloräthan, 1,1,2-Trichloräthan,
1,1,2,2-Tetrachloräthan, 1,2-Dichloräthylen,
l.U-Trichloräthylen,

aromatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Benzol, Toluol, Nitrobenzol oder Chlorbenzol, Dialkyläther, beispielsweise Diäthyläther, Di-n-propyläther, oder Schwefelkohlenstoff in Betracht. Besondere geeignete Lösungsmittel sind Chloroform, Methylenchlorid und Nitrobenzol.

Als Oxidationsmittel kommen Salze der Jod(V)-säure, insbesondere die Erdalkalt-, Alkali- oder Ammoniumsalze oder die freie Säure in Betracht. Sie werden zweckmäßigerweise in Form von wäßrigen Lösungen mit einer Konzentration von 5 bis 50 Gewichtsprozent zur Reaktionsmischung gegeben. Das Molverhältnis Oxidationsmittel zu Ausgangssubstanz liegt im Bereich von 1 :1 bis 100 :1, vorzugsweise im Bereich von 1 :1 bis 20:1 MoI, Ein mehr als lOOfacher molarer Überschuß an Oxidationsmittel bleibt ohne Einfluß auf die Umsetzung.
Katalysiert wird die Oxidation durch die Halogene Brom oder Jod; insbesondere eignet sich Jod als Katalysator.

Der Katalysator wird in reiner Form oder in Lösung zugegeben, z. B. in dem Lösungsmittel, das zur Lösung des Ausgangsstoffes verwendet wurde, oder in Wasser.

ίο Ebenso kann der Katalysator in situ gebildet werden.

Die Menge an Katalysator beträgt zweckmäßierwejse

0,1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 5

Gewichtsprozent, bezogen auf Ausgangssubstanz. Wegen der thermischen Empfindlichkeit der Stoffe

wird die Oxidation bei niedrigen Temperaturen durchgeführt; man arbeitet im Bereich zwischen 0 und 50⁰C, vorzugsweise zwischen 15 und 30⁰C. Die Umsetzung verläuft in einem pH-Bereich, beginnend vom stark sauren Gebiet bis zum pH-Wert 13.

Vorzugsweise arbeitet man bei einem pH-Wert im Bereich von 2 bis 6. Zur Einstellung des gewünschten pH-Wertes werden Säuren, beispielsweise Schwefelsäure, Salzsäure, Essigsäure, oder Puffergemische verwendet

Die Reaktionsdauer beträgt, je nach den gewählten Bedingungen, 1 bis 250 Stunden. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform benötigt man 20 Stunden, um Echinenon in optimaler Ausbeute zu erhalten. Um eine unerwünschte Oxidation der Substanzen

durch Einwirkung von Luftsauerstoff zu verhindern, führt man die Umsetzung unter Inertgasatmosphäre aus. Unter den Reaktionsbedingungen geeignete Inertgase sind Argon, Neon, Helium, Kohlendioxid, insbesondere Stickstoff.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gibt man zu einer Lösung der Ausgangssubstanz in einem unter den Reaktionsbedingungen inerten Lösungsmittel, das nicht mit Wasser mischbar ist, unter Inertgasatmosphäre eine wäßrige Lösung des Oxidationsmittels. Anschließend stellt man die wäßrige Phase mit einer Säure oder einem Puffergemisch auf den gewünschten pH-Wert ein. Nach Zugabe des Katalysators wird das Reaktionsgemisch einige Zeit gerührt Dann wird die organische Phase abgetrennt, gewaschen, getrocknet und eingeengt Das Echinenon kann dann mit polaren Lösungsmitteln, wie Alkoholen, beispielsweise Methanol oder Äthanol, ausgefällt werden. Ebenso kann das Echinenon direkt aus dem Reaktionsgemisch durch Zugabe von Methanol oder Äthanol ausgefällt werden.

Beispiel 1

10 g 0-Carotin werden in 1 Liter Chloroform gelöst und mit einer Lösung von 8 g Natriumjodat in 100 ml Wasser versetzt Man fügt 200 mg Jod hinzu und rührt 60 Stunden bei Raumtemperatur unter Stickstoffatmosphäre. Danach wäscht man 3mal mit je 500 ml Wasser, engt die organische Phase bei vermindertem Druck bis zur Trockne ein und versetzt den Rückstand mit 300 ml Methanol. Nach 2stündigem Rühren bei 0⁰C erhält man 9,8 g feinkristallines Echinenon mit einer Extinktion E !*.= 1410beiA_m„ = 464 nm in Cyclohexan.

Beispiel 2

1 g ^-Carotin wird in 100 ml Chloroform gelöst Man fügt eine wäßrige Lösurg von 0,9 g Ammoniumjodat in 1 ml Wasser hinzu und tropft danach eine Lösung von 15 mg Brom in 20 ml Chloroform ein. Man rührt 96

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Stunden bei Raumtemperatur und fügt 100 ml Wasser mittel bei vermindertem Druck ab, Zum Rückstand gibt

hinzu. Dann werden die Phasen getrennt, und die man 200 ml Methanol, erhitzt eine Minute auf

organische Lösung wird mit 200 ml Wasser, anschlie- Rückflußtemperatur und kühlt rasch auf -20°C ab.

Bend mit 100ml In Natriumthiosulfat-Lösung und Man rührt 4 Stunden und filtriert dann 0,96g

wieder mit 100 tnl Wasser gewaschen. Man trocknet 5 feinkristallines Echinenon ab; E j*„ = 1640 bei

über Natriumsulfat, filtriert und destilliert das Lösungs- X_mx = 462 nm in Cyclohexan,

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Echinenon durch Oxidation von 0-Carotin oder Retro-dehydro-carotin, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxidation mit }od(V)-säure oder einem Salz der Jod(V)-säure in Gegenwart der Halogene Brom oder Jod und in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 50⁰C, zweckmäßig unter Ausschluß von Luftsauerstoff, durchführt