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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Parfüm- und Aromaindustrie. Sie
betrifft insbesondere die Verwendung einer Verbindung der Formel
(I) als Duft- oder Aromastoff,
worin R
1 und
R
2 gleichzeitig oder unabhängig voneinander
eine unverzweigte oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit
1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellen;
R
3 Wasserstoff,
eine gegebenenfalls substituierte Cycloalkyl- oder Cycloalkenylgruppe,
eine gegebenenfalls substituierte Furanylgruppe, eine gegebenenfalls
substituierte unverzweigte oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylgruppe
mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine unverzweigte oder verzweigte
Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen mit einer
endständigen
Carboxylester- oder Amidgruppe darstellt; und
R
4 Wasserstoff
oder eine unverzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
darstellt.
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Substituentengruppen
von R3 können
beispielsweise C1-C3-Alkyl-
oder -Alkenylgruppen, ein aromatischer Ring oder C5-C7-Cycloalkyl- oder -Cycloalkenylgruppen sein,
die gegebenenfalls mit Methyl- oder Ethylgruppen substituiert sein
können.
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Viele
1,3-Oxathiane und ihre Verwendung in der Aroma- und Riechstoffindustrie
wurden über
mehrere Jahre hinweg untersucht. Von diesen am besten bekannt ist
das 2-Methyl-4-propyl-1,3-oxathian,
beschrieben in der
US 4 220 561 ,
das wegen seiner süßen Passionsfruchtnote
in der Aromaindustrie äußerst geschätzt ist.
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Bislang
sind alle im Stand der Technik beschriebenen 1,3-Oxathiane, von
denen bekannt ist, dass sie für
die Parfüm-
oder Aromaindustrie nützlich
sind, in 4-Stellung des Rings monosubstituiert oder sie tragen zumindest
in 5- oder 6-Stellung des Rings einen Substituenten.
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Soweit
wir wissen, gibt es nur sechs Verbindungen der Formel (I), die im
Stand der Technik beschrieben sind, für keine von ihnen wurden jedoch
Duft- oder Aromaeigenschaften beschrieben. Tetrahedron Lett., 2000,
41, 371–5
lehrt die Verwendung von 2-[2-(4- Methoxyphenyl)ethenyl]-4,4-dimethyl-1,3-oxathian
und 4,4-Dimethyl-2-(2-phenylethenyl)-1,3-oxathian als chemische Zwischenprodukten
bei Cycloadditions-Eliminierungs-Reaktionen.
Org. Magn. Reson., 1979, 12, 331–6 und Tetrahedron Lett., 1970,
8, 5511–4,
beschreiben Untersuchungen über
die Ringkonformation von 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-oxathian, 2,4,4-Trimethyl-1,3-oxathian
und 4,4-Dimethyl-1,3-oxathian. 2-(2-Methyl-1-propenyl)-4,4-dimethyl-1,3-oxathian
ist schließlich
nur als Registernummer in Chemical Abstracts bekannt, wird aber
in der Literatur nicht beschrieben.
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Wir
konnten nun überraschend
zeigen, dass die oben definierten Verbindungen der Formel
nützliche und überraschende
organoleptische Eigenschaften besitzen, die sie für die Parfüm- und Aromaindustrie
sehr praktisch machen.
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Bevorzugte
Verbindungen der Formel (I) sind solche der Formel
worin R
3 Wasserstoff,
eine gegebenenfalls substituierte Cycloalkyl- oder Cycloalkenylgruppe,
eine gegebenenfalls substituierte Furanylgruppe, eine gegebenenfalls
substituierte unverzweigte oder verzweigte Alkyl- oder Alkenylgruppe
mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eine unverzweigte oder verzweigte
Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen mit einer
endständigen
Carboxylester- oder Amidgruppe darstellt; und
R
4 Wasserstoff
oder eine Methylgruppe darstellt.
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Substituentengruppen
von R3 können
beispielsweise C1-C3-Alkyl-
oder -Alkenylgruppen, ein aromatischer Ring oder C5-C7-Cycloalkyl- oder -Cycloalkenylgruppen sein,
die gegebenenfalls mit Methyl- oder Ethylgruppen substituiert sein
können.
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Die
Duft- und Aromaeigenschaften der erfindungsgemäßen Verbindungen erscheinen
angesichts des Standes der Technik, der zum organoleptischen Verhalten
ihrer Analogen keinerlei Aussagen macht, vollkommen unerwartet.
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Die
Duftcharakteristik der Verbindungen der Formel (II) scheint von
der Natur der Substituenten R3 und R4 abzuhängen.
Häufig
ist die Duftcharakteristik krautig und schweflig in Verbindung mit
fruchtigen Noten, minzigen Noten oder Noten aromatischer Gräser. In
anderen Fällen
ist die Duftcharakteristik schweflig mit animalisch/schweißigen, holzigen,
grünen
oder fruchtigen Noten. Manche Verbindungen haben krautige Düfte zusammen
mit fruchtigen Noten nach aromatischen Gräsern oder auch krautige oder
schweflige Noten zusammen mit fruchtigen Nuancen oder Nuancen aromatischer
Gräser.
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Unter
den Verbindungen der Formel (II) sind 2-Heptyl-4,4-dimethyl-1,3-oxathian
(Duftcharakteristik: Cassis, fruchtig, Zitrone, grün, natürlich),
2-(5-Methyl-2-furyl)-4,4-dimethyl-1,3-oxathian
(Duftcharakteristik: Cassis, krautig, schweflig, mit natürlichen
Basisnoten nach exotischen Früchten,
Cassis), 4,4-Dimethyl-2-propyl-1,3-oxathian (Duftcharakteristik:
Charakter krautig-aromatisch, Petersilie, Thujon, leicht limettig
und schweflig-buccoblätterartig)
und 2,4,4-Trimethyl-2-pentyl-1,3-oxathian (Duftcharakteristik: süß, zuckrig,
leicht zwiebelartig aber sehr natürlich, Basilikumblätter mit
schwefligen und natürlichen
Basisnoten nach Basilikum, Salbei, Tagetes) wegen ihrer originellen
Duftcharakteristik äußerst geschätzt.
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Noch
bevorzugter sind 2-Ethyl-4,4-dimethyl-1,3-oxathian und 2-(2,4-Dimethyl-3-cyclohexen-1-yl)-4,4-dimethyl-1,3-oxathian.
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2-Ethyl-4,4-dimethyl-1,3-oxathian
hat eine krautige Duftcharakteristik nach Salbei, Tagetesblättern, Cassis,
wilder Minze, leicht schweflig mit einer zwiebelartigen Unternote.
Es ist ein sehr natürlicher
und außergewöhnlicher
Riechstoff, der eine ungewöhnliche
grüne Thymiannote
besitzt, der der krautigen Note in Zusammensetzungen bei Verwendung
in kleinen Mengen einen natürlichen
Touch gibt.
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2-(2,4-Dimethyl-3-cyclohexen-1-yl)-4,4-dimethyl-1,3-oxathian
hat eine vielschichtige Duftcharakteristik, die grüne, natürliche,
krautige Nuancen nach Kerbel, Beifuß, Tagetes, Salbei umfasst,
auch sehr natürlich ist
und den krautig-aromatischen Kompositionen selbst bei niedrigen
Konzentrationen einen besseren Eindruck und einen sehr natürlichen
Aspekt verleiht.
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Die
Verbindungen der Erfindung können über einen
breiten Konzentrationsbereich eingesetzt werden, wobei sich Duftwirkungen
erzeugen lassen, die gegenüber
früher
vollkommen unerwartet sind. Die erfindungsgemäßen Verbindungen eignen sich
für nahezu
alle Gebiete der modernen Parfümerie.
Hier kann man die Anwendungen in der Feinparfümerie nennen, nämlich bei
der Kreation von Parfüms
und Eaux de Cologne, bei denen sich neue und originelle Duftwirkungen
erhalten lassen.
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Die
Verbindungen der Erfindung können
auch in der funktionellen Parfümerie
verwendet werden, nämlich
zur Parfümierung
von Seifen, Dusch- oder Badegelen, Shampoos, Körperdeodorants und Antitranspirantien,
Raumlufterfrischern, flüssigen
oder festen Waschmitteln zur Textilbehandlung, Waschmittelzusammensetzungen
oder Reinigungsprodukten für
Geschirr oder verschiedene Oberflächen, oder Kosmetikpräparaten.
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Bei
diesen Anwendungen können
die erfindungsgemäßen Verbindungen
sowohl allein als auch vermischt mit anderen Riechstoffen, Lösungsmitteln
oder in der Parfümindustrie üblichen
Zusatzstoffen verwendet werden. Die Art und Vielfalt dieser Coingredienzien
erfordert hier keine ausführlichere
Beschreibung, die auch keinesfalls erschöpfend sein könnte. Tatsächlich ist
ein Durchschnittsfachmann in der Lage, sie abhängig von der Art des zu parfümierenden
Produkts und der gewünschten
olfaktorischen Wirkung auszuwählen.
Diese duftenden Coingredienzien gehören zu verschiedenen chemischen
Klassen wie Alkoholen, Aldehyden, Ketonen, Estern, Ethern, Acetaten,
Nitrilen, Terpenkohlenwasserstoffen, stickstoff- oder schwefelhaltigen
heterocyclischen Verbindungen sowie natürlichen oder synthetischen
etherischen Ölen.
Viele dieser Zusatzstoffe sind in Nachschlagewerken wie S. Arctander,
Perfume and Flavor Chemicals, 1969, Montclair, N. J., USA oder neueren
Auflagen davon oder in anderen ähnlichen
Büchern
aufgeführt,
oder auch in der Patentfachliteratur, die auf diesem Gebiet gemeinhin
verfügbar
ist.
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Die
Mengen, in denen die erfindungsgemäßen Verbindungen in die verschiedenen
oben genannten Produkte eingebracht werden können, variieren innerhalb eines
breiten Wertebereichs. Diese Werte hängen von der Art des zu parfümierenden
Produkts und der gewünschten
olfaktorischen Wirkung ab, sowie von der Art der Coingredienzien
in einer gegebenen Zusammensetzung, wenn die Verbindungen der Erfindung
in Mischung mit duftenden Coingredienzien, Lösungsmitteln oder auf diesem
Gebiet üblichen
Hilfsstoffen verwendet werden.
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Generell
werden die erfindungsgemäßen Verbindungen
aufgrund ihres starken Dufteindrucks in kleinen Mengen, üblicherweise
in hoher Verdünnung,
verwendet.
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Beispielsweise
können üblicherweise
Konzentrationen dieser Verbindungen von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise
von 0,02 bis 3 Gew.-% verwendet werden, bezogen auf die Duftstoffzusammensetzung,
in die sie eingebracht werden. Weitaus geringere Konzentrationen
als diese können
eingesetzt werden, wenn diese Verbindungen zur Parfümierung
einiger der oben genannten Verbraucherprodukte direkt aufgebracht
werden.
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Wie
bereits erwähnt
eignen sich die Verbindungen der Erfindung auch auf dem Gebiet der
Aromastoffe, nämlich
um beispielsweise Aromazusammensetzungen und Lebensmitteln oder
Getränken
Geschmack zu verleihen.
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Ihr
Geschmack, der von der Art der R3- und R4-Gruppen abhängig zu sein scheint, ist generell
kräuter- und
hopfenartig in Verbindung mit fettigen oder blumigen Noten. Gelegentlich
charakterisieren holzige terpenige Noten zusammen mit würzigen oder
fruchtigen Noten den Geschmack einiger der Verbindungen der Erfindung.
Insbesondere ist der Geschmack von 4,4-Dimethyl-2-propyl-1,3-oxathian
holzig, terpenig und pfeffrig, wogegen 4,4-Dimethyl-2-(1-methylbutyl)-1,3-oxathian
ein terpeniges, holziges Aroma nach schwarzen Johannisbeeren und
Grapefruit zeigt und 2-(2,4,4-Trimethyl-1,3-oxathian-2-yl)-acetamid ein krautiges,
schwefliges Aroma nach Hopfen und Bier aufweist.
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Bei
Anwendungen für
Aromen werden die erfindungsgemäßen Verbindungen üblicherweise
in Konzentrationen in einer Größenordnung
von 0,1 bis 10 ppm eingesetzt, bezogen auf das Produkt, in das sie
eingebracht werden. Viel höhere
Konzentrationen können
gewählt
werden, wenn die Verbindungen in konzentrierten Aromen oder Aromazusammensetzungen
verwendet werden, die zum Einbringen in Verbraucherprodukte gedacht
sind.
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Die
Verbindungen der Erfindung ermöglichen
es also, einem Verbraucherprodukt sowie Parfümbasen oder -konzentraten oder
auch Aromaformulierungen und -zusammensetzungen Duft oder Geschmack
zu verleihen oder diesen zu verbessern, zu verstärken oder zu modifizieren.
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Die
Erfindung wird nun mit Hilfe der folgenden Beispiele ausführlicher
beschrieben, wobei die Abkürzungen
die auf diesem Gebiet übliche
Bedeutung haben und die Temperaturen in Grad Celsius (°C) angegeben
sind. Die Daten für
die NMR-Spektren wurden mit einem 360 MHz-Gerät in CDCl3 aufgenommen,
wobei die chemische Verschiebung δ in
ppm bezogen auf TMS als internen Standard angegeben ist und die
Kopplungskonstante J in Hz ausgedrückt ist. Soweit nicht anders
angegeben sind alle Ausgangsaldehyde im Handel erhältlich.
3-Methyl-3-mercaptobutanol wurde nach B. J. Sweetman et al., J.
Med. Chem., (1971), 14, 868 erhalten.
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Beispiel 1
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Allgemeines Verfahren
zur Herstellung der Verbindungen der Formel (II)
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Zu
einer Lösung
von 3-Methyl-3-mercaptobutanol (0,1 mol) und para-Toluolsulfonsäuremonohydrat (0,0015
mol) in Diisopropylether (80 ml) wurde über 15 min das benötigte Aldehyd
oder Keton (0,1 mol) gegeben (nach Tabelle 1). Reaktionen, die Aldehyde
oder Ketone mit einem Siedepunkt unter 80°C beinhalteten, wurden in Dichlormethan
durchgeführt.
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Die
Mischung wird dann unter azeotroper Entfernung von Wasser zum Rückfluß erhitzt,
bis keine Umsetzung mehr zu beobachten ist (GC). Nach Abkühlen auf
Raumtemperatur wird die Reaktionsmischung mit 10%igem wässrigen
Natriumhydroxid (3×)
und dann mit Kochsalzlösung
bis zur Neutralität
gewaschen. Das Oxothian-Endprodukt wurde nach Einengen des Lösungsmittels
(Rotationsverdampfer) und anschließender Kugelrohrdestillation
unter Vakuum erhalten.
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Die
Tabellen 1 und 2 fassen die so erhaltenen Verbindungen sowie ihre
organoleptischen Eigenschaften und physikalischen Daten zusammen.
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Beispiel 2
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Durch
Mischen der folgenden Bestandteile wurde ein citrusartiges-krautiges
Eau de Cologne für
Männer
hergestellt:
Bestandteile | Gewichtsteile |
Linalylacetat | 130 |
Isobornylacetat | 70 |
Ethylacetoacetat | 10 |
Ambrox® | 10 |
10% Indol | 10 |
Iso
E Super | 600 |
10% Isobutylchinolin | 70 |
Etherisches Öl Grüner Minze | 20 |
Etherisches
Beifußöl | 60 |
1,2,3,5,6,7-Hexahydro-1,1,2,3,3-pentamethyl-4-indenon | 30 |
Etherisches Öl von Sfuma-Zitrone | 30 |
4-Cyclohexyl-2-methyl-2-butanol | 120 |
Cumarin | 100 |
Dihydromyrcenol | 540 |
Eugenol | 40 |
Habanolide® | 260 |
Hedione® HC | 200 |
10% Crystal
Moss | 50 |
Etherisches
Patchouliöl | 350 |
Etherisches
Pimentoöl | 50 |
Etherisches
Schwarzkiefernöl | 40 |
Etherisches
Rosmarinöl | 30 |
10% γ-Undecalacton | 20 |
Vert
de Lilas | 20 |
Ylang
extra | 20 |
10% Zestover® | 110 |
Gesamt | 2990 |
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Zugabe
von 10 Gewichtsteilen 2-Ethyl-4,4-dimethyl-1,3-oxathian zu der oben
beschriebenen Eau de Cologne-Base verlieh letzterer eine sehr hübsche und
natürliche
krautige Note, die den thujonartigen Aspekt der Zusammensetzung
verstärkte.
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Beispiel 3
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Synthetisches Thymianöl
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Durch
Mischen der folgenden Bestandteile wurde eine Basiszusammensetzung
hergestellt:
Bestandteile | Gewichtsteile |
Borneol
Cryst. | 150 |
Kampher | 100 |
Carvacrol | 450 |
α-Pinen | 100 |
Reines
Citral | 20 |
Eucalyptol | 100 |
Destilliertes
Limonen | 90 |
Linalol | 500 |
Myrcen | 120 |
Linalooloxid | 20 |
Paracymen | 2000 |
Caryophyllen | 80 |
Pulegon | 20 |
γ-Terpinen | 350 |
α-Terpineol | 100 |
Thymol | 50 |
Gesamt | 4250 |
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Zugabe
von 50 Gewichtsteilen 2-Ethyl-4,4-dimethyl-1,3-oxathian zu der oben
beschriebenen Basiszusammensetzung verlieh letzterer eine arteigene,
sehr natürliche
würzige Wirkung
nach Thymianblättern,
wodurch der Duft insgesamt weniger terpenig-etherisch und weniger
chemisch wurde.
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Beispiel 4
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Zusammensetzung vom Typ
Muskatellersalbei
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Durch
Mischen der folgenden Bestandteile wurde eine Muskatellersalbei-Rekonstitution
erhalten:
Bestandteile | Gewichtsteile |
Geranylacetat | 20 |
Linalylacetat | 610 |
Nerylacetat | 10 |
Ambrox® | 10 |
Caryophyllen | 20 |
(E,E)-5-Isopropyl-2-methyl-8-methylen-1,6-cyclodecadien | 50 |
Linalol | 130 |
Nerol | 5 |
Ocimen | 10 |
Sclareol | 35 |
Linalylformiat | 5 |
Geraniol | 15 |
α-Terpineol | 20 |
α-Copaen | 10 |
Gesamt | 950 |
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Zugabe
von 50 Gewichtsteilen 2-(2,4-Dimethyl-3-cyclohexen-1-yl)-4,4-dimethyl-1,3-oxathian (IV) zu der
oben beschriebenen Muskatellersalbei-Rekonstitution gibt letzterer
eine grün-krautige
Beinote in Richtung Tagetes, die fruchtiger, natürlicher und lebendiger ist
als in die Rekonstitution ohne (IV).
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Beispiel 5
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Aromatisches Shampoo mit
einer frischen Beinote
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Durch
Mischen der folgenden Bestandteile wurde eine Basiszusammensetzung
hergestellt:
Bestandteile | Gewichtsteile |
Isobornylacetat | 50 |
Benzylacetat | 65 |
10% cis-3-Hexenolacetat | 70 |
Citronellylacetat | 35 |
Nopylacetat | 50 |
Hexylcinnamylaldehyd | 200 |
10% Undecylenaldehyd | 10 |
10% γ-Undecalacton | 10 |
Synthetisches
Bergamotteöl | 100 |
Eugenol | 35 |
Geraniol | 20 |
Habanolide® | 40 |
Hedione | 280 |
Helional | 30 |
Lilial® | 140 |
Linalool | 300 |
Lyral® | 50 |
Cyclosal | 20 |
10% Crystal
Moss | 15 |
Etherisches Öl von Brasilianischer
Süßorange | 95 |
laevo-Carvon | 330 |
cis-3-Hexenolsalicylat | 100 |
Reines
Citral | 5 |
Citronellol | 50 |
10% Allylcyclohexylpropionat | 25 |
Etherisches Öl Brasilianischer
Minze | 200 |
Eucalyptol | 60 |
Borneol | 40 |
Kampher | 150 |
2-Phenyl-1-ethanol | 60 |
10% cis-3-Hexenol | 30 |
Terpineol
ord. | 90 |
Triplal | 65 |
10% Vanillin | 50 |
Vert
de Lilas | 10 |
Etherisches
Ylangöl | 20 |
Gesamt | 2900 |
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Wenn
zu der oben beschriebenen Basiszusammensetzung 100 Gewichtsteile
2-(2,4-Dimethyl-3-cyclohexen-1-yl)-4,4-dimethyl-1,3-oxathian
(10% in DIPG) gegeben wurden, erhielt letztere Radiance, Ausbreitung
und natürlichen
Charakter ähnlich
wie sich durch Zugabe zerstoßener
Minzeblätter
zu der Zusammensetzung erhalten lässt.
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Beispiel 6
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Durch
Mischen der folgenden Bestandteile wurde eine grün-krautige Zusammensetzung
hergestellt:
Bestandteile | Gewichtsteile |
Hexylcinnamylaldehyd | 150 |
3-(4-Methoxyphenyl)-2-methylpropanal | 260 |
Hedione® | 300 |
Mayol® | 200 |
Neobutenone® | 10 |
10% cis-2-Methyl-4-propyl-1,3-oxathian | 15 |
(±)-2,2,5-Trimethyl-5-pentyl-1-cyclopentanon | 15 |
Gesamt | 950 |
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Zugabe
von 50 Gewichtsteilen 2-(2,4-Dimethyl-3-cyclohexen-1-yl)-4,4-dmethyl-1,3-oxathian (10% in DIPG)
zu der oben beschriebenen Zusammensetzung verlieh letzterer eine
ungewöhnliche
aromatische Beinote, die an den Duft von Kerbelblättern erinnerte.
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Beispiel 7
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Durch
Mischen der folgenden Bestandteile wurde eine fruchtige laktonische
Zusammensetzung hergestellt:
Bestandteile | Gewichtsteile |
10% Amylacetat | 20 |
10% cis-3-Hexenolacetat | 30 |
Styrallylacetat | 10 |
Terpenylacetat | 300 |
10% Ethyl-2-methylbutyrat | 10 |
Undecalacton
gamma | 30 |
10% cis-3-Hexenol | 50 |
Allylcyclohexylpropionat | 10 |
0.1% Ethylmaltol | 30 |
Habanolide® | 50 |
α-Ionon | 10 |
Phenoxyisobutyrat | 50 |
Hexylisobutyrat | 20 |
Hexylacetat | 20 |
10% Neobutenone | 10 |
Etherisches
Floridaorangenöl | 130 |
Verdylpropionat | 150 |
γ-Nonalacton | 10 |
Gesamt | 940 |
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Zu
der obigen Basiszusammensetzung wurden 50 Gewichtsteile 2-(2,4-Dimethyl-3-cyclohexen-1-yl)-4,4-dimethyl-1,3-oxathian
(10% in DIPG) gegeben. Die so erhaltene neue Komposition besaß einen Duft
mit einem grünen
exotischen Aspekt, der an den Duft von Mangoschalen erinnerte.