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Beschreibung
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Es besteht ein ständiges Interesse der Riechstoff-Industrie an neuartigen
Riech- und Aromastoffen, deren olfaktorische oder gustatorische Eigenschaften die
bisher bekannten und verwendeten Substanzen übertreffen bzw. in -Kompositionen wirkungsvoll
ergänzen können. Der erste Schritt zu derartigen neuen Wirksubstanzen ist häufig
die Analyse der natürlich vorkommenden Geruchskomplexe (ätherische Öle, Extrakte),
die neben den bisher bekannten Hauptkomponenten, die oft den geruchlichen Grundakkord
liefern, auch Substanzen geringer Konzentration enthalten.
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Derartige Neben- oder Spurenkomponenten sind häufig ohne Bedeutung
für den geruchlichen Gesamteindruck-des Naturstoff-Gemisches. In bestimmten Fällen
sind sie ab-er geeignet, den geruchlichen Gesarnteindruck erheblich zu beeinflussen.
Solche Neben- oder Spurenkomponenten können in isoliertem Zustand ganz andere½Geruchseindrücke
vermitteln, als sie dem ätherischen Öl oder Pflanzenextrakt zu eigen sind, dem sie
entstammen. In besonderen Fällen können diese neuartigen Substanzen, die aus Naturstoffgemischen
isoliert bzw. durch Synthese zugänglich gemacht worden sind, aufgrund ihrer individuellen
Geruchseigenschaften äußerst wirkungsvoll in Parfümölen (Riechstoffmischungen) eingesetzt
werden, deren Geruchseindruck grundlegend verschieden ist von dem des etherischen
ÖLes oder Pflanzenextrakts: in dem die Substanz als Spurenkomponente vorkommt. Durch
Zugabe der isolierten (oder synthetisierten) Substanz zu. einem Parfünöl kann ein
ganz anderer Geruchseffekt erzielt werden, als dies durch Zugabe des ätherischen
Öls oder Extrakts möglich ist, dem die Substanz entstammt. Diese Sachverhalte sind
bei der Patenterteilung für das Menthon-thiol gewürdigt worden[GRUR, 702 (1978)].
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Das ostindische Sandelholzöl wird in der Parfümerie aufgrund seiner
charakteristischen, geruchlichen und fixiercnden Eigenschaften geschätzt. Die begrenzte
Verfügbarkeit und der hohe Preis geben Anlaß zur Synthese von gut zugänglichen Substanzen
mit gleichen oder ähnlichen Geruchseigensciiaften.
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Die seit langem bekannten Hauptinhaltsstoffe des ostindischen Sandelholzöls
sind @@ Sesquiterpenalkohole α-Santalol (2) und ß-santalol (3) (Über @cht:
E.-J. Brunke und W. Rojahn, DRAGOCO-Report, 127 (1980)@ ine erneute gaschromatographische
Analyse dieses Öls zeigte eine Reihe VOn Nebenkomponenten, die isoliert, spektroskopisch
charakterisiert und olfaktorisch beurteilt
worden sind [Übersicht:
E.-J. Brunke, Parfümerie und Kosmetik 62, 73 (1981)].
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(+)-α-Santalol (-)-ß-Santalol (Z)
(+)-epi-ß-Santalol
(-)-(E)-ß-Santalol In dem hier abgebildeten Teil des Gaschromatogramms von ostindischem
Sandelholzöl sind die anschließend diskutierten Verbindungen zugeordnet. Eine Geruchsbestimmung
anhand der isolierten Sesquiterpenalkohole hat aufgezeigt, daß die typischen holziganimalischen
Geruchsaspekte des Sandelholzöls vom (Z)-ß-Santalol (3a) bewirkt werden, das eine
erhebliche Geruclisintensität aufweist. (E) -ß-Santalol (3b) riecht wenig angenehm
holzig-medizinisch. Das α-Santalol (2) besitzt einen lediglich mild-holzigen
Duft, der an reines Cedren erinnert; animalische oder ausstrahlende Effekte fehlen.
Das epi-ß-Santalol (?f) riecht lediglich schwach holzig [E.-J. Brunke, H. Struwe
und F.-J. Hamtnerschmidt, Tetrahedron Letters, 2405 (1980). G. Ohloff, R.L.Snowden
und P. Sonnay, Helv. Chim. Acta 64, 25 (1981)].
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Als weitere Komponente (4-8 %) des Sandelholzöls wurde von uns das
(-)-(Z)-$α-trans-Bergamotol (1a) isoliert und seine Struktur nach einer ersten
Fehlbestimmung [E.-J. ßrunke und F.-J. Hammerschmidt, Vertrag beim Congress on Essential
Oils, Cannes Okt.
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1980] nunmehr eindeutig bestimmt. la ist eine neue Substanz.
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Zum Zwecke des Strukturbeweises wurde aus dem Alkohol la durch
< iM nO2*+ |
OH CHO |
la12-(2)] (Z )] |
/ Huang-Min lon- Red. |
rY |
6 t-)-Z-trans-Bergamoten |
Huang-Minton-Red. |
RF yH20iQ Red. EHO+ CHO |
7 5[12-(E)] |
Braunstein-Oxidation der ungesättigte Aldehyd 1b dargestellt, der sich von dem bisher
in der Natur gefundenen 12-(E)-Isomeren 5 [3. Maurer und A. Grieder, Helv. Chim.
Acta 60, 2177 (1977)] spektroskopisch und geruchlich unterscheidet. Durch Huang-Minlon
Reduktion wurde aus dem Aldehyd ib das bekannte (-)-cx-brans-Bergamoten (6) erhalten,
dessen Identität durch gleiche IR-, 1H-NMR- und MS-Spektren bewiesen wurde [Daten
von (-)-a-trans-Bergamoten: E. Kovats, Helv. Chim. Acta 46, 2705 (1963). B. Maurer
und A. Grieder, Helv. Chim. Acta 60, 2177 (1977)]. Die Geruchseigenschaften des
(-)-(Z)-$α-trans-Bergamotols (la) können mit "hell, etwas holzig und Argumen-artig,
von erheblicher Ausstrahlung" bezeichnet werden. Eine derartige Geruchsnote weicht
erheblich von dem Geruchsprofil des ostindischen Sandelholzöls ab.
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Es war daher neuartig und überraschend, daß das Bergamotol la, wenn
es reinem ß-Santalol (3) zugegeben wird, das ja die typische Sandelholznote repräsentiert,
diese Sandelholznote erheblich
verstärkt und eine starke Ausstrahlung
bewirkt, ohne selbst geruchlich hervorzutreten. Es hat sich gezeigt, daß das Bergamotol
la auch ohne gleichzeitigen Einsatz von ß-Santalol vorteil haft in Parfüm-Kompositionen
einzuarbeiten ist. Es verleiht Kompositionen mit verschiedenen Geruchsprofilen bereits
bei Konzentrationen von 0,1 % deutlich eine höhere Frische und Ausstrahlung. Das
Bergamotol la kann aber auch in höheren Konzentrationen in Parfümöle eingearbeitet
werden.
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Der von Maurer und Grieder [Helv. Chim. Acta 60, 2177 (1977)] aus
5 durch Reduktion erhaltene Alkohol 7 mit 12-(E)-Geometrie besitzt nicht diese bemerkenswerten
Geruchseigenschaften des 12-(Z)-Isomeren la. Der hier zu beobachtende Geruchsunterschied
geometrischer Isomerer ist vergleichbar mit dem für (Z)- und (E) ß-Santalol (3a)
und (3b) beschriebenen.
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Der durch Oxidation von la erhaltene Aldehyd lb weist einen ausstrahlenden
weichen Holzduft auf, der an Sandelholzöl erinnert.
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Die durch Oxidation von 1b erhaltene neue Carbonsäure 1c besitzt holzig-säuerliche
Geruchsaspekte, während die daraus durch übliche Veresterung erhaltenen Derivate
if und 1g weich-holzige, etwas süße Geruchsnoten mit großer Ausstrahlung besitzen.
Die durch übliche Veresterung von pa mit Essigsäure oder Propionsäureanhydrid erhaltenen
Verbindungen id und le riechen ebenf'alls süß-holzig. Aufgrund ihrer Geruchseigenschaften
können die neuen Verbindungen la-g vorteilhaft als Riechstoffe oder Bestandteil
von Riechstof'f-Mischungen verwendet werden.
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Die für die Verwendung von Parfümölen in. verschiedenen technischen
Medien (Waschpulver, Wäscheweich, Shampoo, etc.) zu fordernde Produktstabilität
kann durch selektives Hydrieren der Seitenkette der Verbindungen 1a-1g verbessert
werden. Hierbei treten allerdings geringfügige Verschiebungen der Geruchsprofile
ein. Die katalytische Hydrierung tRaney-Nickel) von lb ergab den einfach gesättigten
Aldehyd 1i, der zu dem entsprechenden Alkohol lh reduziert wurde (NaBH4). Übliche
Veresterung von 1h ergab das Acetat 1l und das Propionat Im. Selektive katalytische
Hydrierung der Ester 1f und 1g führte zu 1n bzw. 1o, deren Verseifung (NaOH/EtOII)
die Carbonsäure lk ergab. Die neuen Verbindungen 1h-1o besitzen interessante holzige
Geruchsnoten, die jeweils an die entsprechende ungesättigte Verbindungen erinnert,
jedoch etwas härter und kräftiger wirken. Bei 11 wird gegenüber lb eine aldehydische
Grünnote betont, während 1k etwas harziger wirkt als le. Aufgrund dieser Geruchsnoten
können die neuen Verbindungen lh-lo vorteilhaft als Riechstoffe eingesetzt werden.
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In dem Schweizer Patent Nr. 622'946 (Anmeldetag 22.8.1977) ist die
Photooxidation des «-Bergamotens (6) beschrieben, die zu dem tertiären Alkohol 8
und dem sekundären. Alkohol 9 fWirt. Der Verbindung 8 wird eine anhaftende und elegante
Geruchsnote zu-
geschrieben, die an Vetyver oder Ceder erinnert soll. Der Duftcharakter des ebenfalls
in dieser Schrift beschriebenen (E)-konfigurierten Aldehyds 5 wird als "holzartig,
mit einem Sandelholzaspekt, sowie mit Cumin-artigen und animalischen Noten angegeben.
Es war daher überraschend, daß der primäre Alkohol la eine reine, helle und ausstrahlende
Holznote ohne krautige oder harzige Aspekte besitzt, wie sie 8 zugeschrieben worden
sind.
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Die Synthese der Verbindungen der Formeln la-o erfolgte ausgehend
von a-trans-Bergamoten (5), das durch fraktionierte Destillation aus Opoponax-Öl,
Bergamott-Öl oder Olibanum-Öl optisch aktiv gewonnen werden kann oder durch Totalsynthese
[E.-J. Corey, D.E. Cane und L. Libit, J. Xmer. Cheni. Soc., 93, 7016 (1971)] in
racemischer Form'zugänglich ist. Durch Selendioxid
-Oxidation unter
üblichen Bedingungen wurde aus 6 der (E)-konfigurierte Aldehyd 5 erhalten [Schweizer
Patent Nr. 622 9146].
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Aus Q läßt sich durch Umsetzen mit Kaliumcyanid und Braunstein in
Analogie zu einer von Corey et al. gegebenen Vorschrift [J.
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Amer. Chem. Soc., 90, 5617 (1968)] der E-konfigurierte Methylester
1o darst'ellen und in Analogie zu Kretschmar und Erman trahedron Letters, 41 (1970)]
durch Bestrahlung mit UV-Licht zum Z-konfigurierten Ester 1f (1f:10=70:30) isomerisieren.
das durch Säulenchromatographie zu isolierende Isomere lf läßt sich mit Lithium-aluminiumhydrid
auf übliche Waise zu a-trans-Bergamo;tol (la) reduzieren. Aus la sind die übrigen
Derivate (lb-lo) auf den bereits beschriebenen Wegen zuganglicll.
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Beispiel 1 Darstellung von (E)-a-trans-Bergamotol (5) Eine Lösung
von 50 g a-trans-Bergamoten (6,[α]D= -30°) und 30 g Selendioxid in 500 ml
Ethanol (96%ig) wurde 12 Stdn. bei-Stedetemp. gerührt. Das nach Einengen verbleibende
Rohprodukt (gelbes Öl), bestehend aus 5 und 2 (2:1), wurde in 300 m£ n-Hexan gelöst,
mit 30 e Mangandioxid versetzt und 3 Stdn. bei Raumtemp.
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gerührt. Die Reaktionslösung wurde filtriert und eingeengt. man erhielt
51 g 5 als gelbes Öl. Durch Schichtchromatographie (Cyclohexan/Essigester, 3:1)
wurde eine analytische Probe gereinigt.
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5: [α]D= 340, nD = 1.5097. IR: 2720, 1685, 1640 cm (a, ß-unges.
Aldehyd).
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C15H22O (218.34) 15 22 Beispiel 2 Darstellung von (Z)-$α-trans-Bergamotsäure-methylester
(1f) Eine Lösung von 15 g Aldehyd 2r (nach Beispiel 1) und 23 g Kaliumcyanid in
2.5 e dest. Methanol wurde mit 500 g Mn02 und 65 m2 Essigsäure versetzt und 14 Stdn.
bei Raumtemp. gerührt. Nach Filtration wurde dio Reaktionslösung eingeengt, mit
100 ml Wasser
versetzt und aufgearbeitet (Vorsicht, HCN!). Nach
Einengen des Lösungsmittels verblieben 14.5 g des Methylesters 10 als gelbes Öl.
Das Rohprodukt wurde in 250 ml Methanol aufgenommen und in einer Bestrahlungsapparatur
bei 200C 4 Stdn. mit W-Licht bestrahlt. Das nach Einengen vorliegende Produktgemisch
bestand aus dem Ester mit (Z)-Konfiguration 1f und dem (E)-Ester 8 (7:3). Durch
fraktionierte Destillation wurde 1f (94%ig nach GC) erhalten. Kp.(O.l Torr)=1050C.
Eine analytische Probe wurde durch Säulenchromatographie isoliert. [Geruch: holzig,
süß]. NMR (CCl4):#=0.83, s (6-CH3), 1.65, "s" (2-CH3), 1.87, "s" (13-CH3, transoid),
3.70, s (-COOCH3), 5.33, m (3-H), 5.93 ppm, "t", J=7 Hz (12-H), MS:m/z(%)=248(2,
M+), Z33(1), 216(4), 201(3), 189(5), 173(3), 161(5), 145(5), 135(10), 121(20), 119
(99), 114(38), 107(29), 105(21), 101(15), 93(100).
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O16H2402(248.36) Beispiel 3 Darstellung von (Z)-α-trans-Bergamotol
(la) Eine Lösung von 10 g des (Z)-Methylesters 1f (nach Beispiel 2) in 200 ml trockenem
Ether wurde unter Rühren zu einer Aufschlämmung von 8 g Lithium-aluminiumhydrid
in 200 me trockenem Ether hinzugetropft. Nach 1 Stde. Rühren bei Siedetemp. wurden
20 me Ethylacetat zugegeben. Nach 10 min Rühren bei Raumtemp. gab man 50 g Na2SO4.10
H20 hinzu, filtrierte und engte ein. Es verblieben 7.9 g la als farbloses Öl. [Geruch:
angenehm, ausstrahlend holzig, etwas wachsig]. NMR (CCl4):#= 0.83, s (6-OH3), 1.64,
"s" (2-CH3), 1.74, "s" (13-CH3, transoid), 4.05, s (CH2-15), 5.15, m (3-H), 5.23
ppm, "t" (12-H). IR: 3320 cm (OH). MS: m/z (%)=202(2, M+-18), 187(5), 159(4), 145(10),
132(28), 119(83), 107 (31), 105(22), 93(100).
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C15H240(220.35) Beispiel 4 Darstellung (Z)-α-trans-Bergamotal
(1b) Eine Lösung von 3.5 g la (nach Beispiel 3) in 380 ml n-Hexan wurde mit 28 g
MnO2 versetzt und 1 Stde. bei OOC, sodann 2 Stdn.
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bei Raumtemp. gerührt. Nach Filtrieren und Einengen lagen 3.2 g lb
als farbloses Öl vor [Geruch: angenehm, hell, ausstrahlend,
holzig,
etwas grün, wachsig]. NMR (CCl4):#=0.88, s (6-CH3), 1.65, "s" (2-CH3), 1.73, "s"
(13-CH3, transoid), 5.20, m(3-H), 6.47, "t", J=7Hz (12-H, 10.15 ppm, s (15-H). IR:
2725, 1675, 1640 cm 1 (αß-unges. Aldehyd). MS: m/z(%)=218(1, M+), 203(2),
185(2), 161(2), 145(9), 132(15), 120(12), 119(66), 107(15), 105(20), 94(11), 93(100).
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C15H22O(218.34) Beispiel 5 Darstellung von (Z)-α-trans-Bergamotyl-acetat
(ld) Eine Lösung von 1 g la (nach Beispiel 3) in 20 ml dest. Pyridin wurde unter
Rühren mit 2 me Acetanhydrid versetzt. Nach 5 Stdn. Riihren bei Raumtemp. wurde
mit 150 ml Wasser versetzt und aufgearbeitet. Nach Reinigung durch Säulenchromatographie
an Al2O3 logen 0.95 g ld als farbloses Öl vor. [Geruch: weich, holzig]. NMR(CDCl3):#=0.80,
s (6-CH3), 1.61, "s" (2-CH3), 1.72, "s" (13-CH3, transoid), 2.03, s (-COOCH3), 4.56,
s (CH2-15), 5.16, m (3-H), 5.41 ppm, "t", J=7 Hz (12-H). IR: 1740 cm (Ester). MS(%)
= 202(1, M+-60), 187(4), 161(2), 159(3), 145(7), 132(35), 119(78), 107(39). 105(32),
93(100).
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C17H26O2(262.39) Beispiel 6 Darstellung von Dihydro-α-trans-Bergamotal
(1i) Eine Lösung von 2 g des (Z)-Aldehyds 1b (nach Beispiel 4) bzw.
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des (E)-Aldehyds 5 (nach Beispiel 1) in 50 ml Methanol wurde mit 0.2
g Raney-Nickel versetzt und bis zur Aufnahme von 1 Equivalent H2 hydriert. Filtration
und Einengen ergaben 2 g li als farbloses Öl [Geruch: ausstrahlend holzig, etwas
grün]. NMR (CCl4):#=0.85, s (6-CH3), 0.98, d, J=7 Hz (13-CH3), 1.63, "s" (2-CH3),
5.16, m (3-H), 9.4 ppm (-CHO). IR: 2730, 1720 cm (AL-dehyd). MS: m/z(%)= 220 (2,
M+), 202(2), 187(1), 162(2), 121(14), 119(12), 107(9), 105(12), 93(100).
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C15H24O(220.35)
Beispiel 7 Darstellung von Dihydro-α-trans-Bergamotol
(1h) Eine Lösung von 1 g 1i (nach Beispiel 6) in 30 me Ethanol und 0.5 ml Natronlauge(50%ig)
wurde unter Rühren mit 0.3 g Natriumborhydrid versetzt und 3 Stdn. bei Raumtemp.
gerührt. Nach Einengen und Aufarbeiten lagen 0.95 g lh als farbloses Öl vor [Geruch:
ausstrahlend, weich-holzig, an Sandelholzöl erinnernd] NMR(CCl4):#=0.86, s (6-CH3),
0.95, d, J=6.5 Hz (13-CH3), 1.61 "s" (2-OH3), 5.13 ppm (3-H). MS: m/z(%) = 222 (8,
M+), 189(2), 149(3), 135(3), 12i(46), 119(12), 107(13), 105(11), 93(100).
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C15H26°(222 37) Beispiel 8 Parfümöl-Base mit Sandelholzöl-Charakter
a b-Cedren, rein (Kohlenwasserstoffe aus Cedern- 6 6 6 holzöl) 1-(3-Hydroxymethyl)-butyl-2,2,3-trimethyl-
3 3 3 cyclopent-3-en (Dt.Offenleg.2827957) (Z)-α-trans-Bergamotol (1a)[n.Beispiel
3] - 1 -Dihydro-α-trans-Bergamotol (lh) - - 1 [n.Beispiel 7] Dipropylenglykol
1 - -10 10 10 Die Mischung a besitzt eine deutliche und typische Sandelholz-Note.
Bei Einarbeitung der Verbindungen la (Mischung b), bzw.
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lh (Mischung c) ist eine erhebliche Ausstrahlung und weiche Abrundung
(Kondensmilch-Note) festzustellen; der Geruchseindruck kommt dem des Ostindischen
Sandelholz nahe.
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Beispiel 9 Parfumöl mit aldehydisch-holzigem Geruchskomplex a b c
d e Bergamottöl 100 100 100 100 100 α-Hexylzimtaldehyd 80 80 80 80 80 p-Isopropyl-α-Methylzimtaldehyd
80 80 80 80 80 Calaren-epoxid 60 60 60 60 60 Moschus, Keton 40 40 40 40 40 Citronellol
30 30 30 30 30 Elemiöl 20 20 20 20 20 Galbanumöl 20 20 20 20 20 Cyclopentadecanolid
20 20 20 20 20 Vetiverylacetat 10 10 10 10 10 Iris-Extrakt 10 10 10 10 10 Undecylenaldehyd,
10% in DEP 5 5 5 5 5 Isobutylchinolin, 1% in DEP 5 5 5 5 5 Isoeugenol 5 5 5 5 5
Ylang-Ylang-Öl 5 5 5 5 5 Dipropylenglykol 10 - - - -(Z)-α-trans-Bergamotol
(1a) [n.Beispiel 3] - 10 - - -(Z)--α-trans-Bergamotylacetat (1d) - - 10 -
-(Z)-α-trans-Bergamotol (1b) - - - 10 -(Z)-α-trans-Bergamotsäuremethylester
(1f) - - - - 10 500 500 500 500 500 Das Parfümöl der Mischung a besitzt einen aldehydisch-holzigen
Geruchskomplex. Bei Einarbeitung von 1a (Mischung b) ist eine größere Ausstrahlung
unter Betonung der Agrumen-Note festzustellen. Die Mischungen c und e zeichen sich
gegenüber Mischung a durch eine deutliche Abrundung aus. Der Dufteindruck der Mischung
d ist ausstrahlender und etwas holziger als die Mischung a.
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Beispiel 10 Parfumöl mit Maiglöckchen-Duft a b c Hydroxycitronellal
200 200 200 Phenylethylalkollol 200 200 200 α-Hexylzimtaldehyd 200 200 200
Linalool 100 100 100 Citronellol 80 80 80 Hydroxy-isohexyl-tetrahydrobenzaldehyd
30 30 30 Rosenholzöl 25 25 25 Linalylacetat 25 25 25 Geraniol 20 20 20 Ylang-Ylang-Öl
15 15 15 Benzylacetat 10 10 10 Indol, 10%ig in DEP . 10 10 10 Zimtöl, 10%ig in DP
10 10 10 Phenylacetataldehyd-dimethylacetal 10 10 10 cis-3-Hexenyl-acetat, 10%ig
in DEP 5 5 5 Diethyl-phthalat 60 - -Dihydro-α-trans-Bergamotal (1i) - 60 -Dihydro-α-trans-Bergamotol
(lh) - - 60 1000 1000 1000 Die Mischung a hat einen harmonischen Maiglöckehen-Duft.
Die Einarbeitung des Aldehyds li (Mischung b) bewirkt eine höhere Ausstrahlung unter
Betonung frischer Noten, während die Mischung c (unter Verwendung des Alkohols 1h)
heller und natürlicher wirkt als die Mischung a.