DE963958C - Process for the preparation of 4,4'-disubstituted ª ‰ -carotene - Google Patents
Process for the preparation of 4,4'-disubstituted ª ‰ -caroteneInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von 4, 4'-disubstituierten p-Carotinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen Carotinoiden. Dieses Verfahren besteht darin, daß man Acetylen in an sich bekannter Weise durch eine metallorganische Reaktion beidseitig mit 8-[2', 6', 6'-Trimethylcyclohexen-(2')-yliden-(1')]-2, 6-dimethyloctatrien-(2, 4, 6)-al-(I) - im folgenden Dehydro-retro-Cl-9-aldehyd genannt - kondensiert, das gebildete I, I8-Di-[2', 6', 6'-trimethylcyclohexen-(2')-yliden-(I')I-3, 7, I2, I6-tetramethyl-8, II-dioxyoctadecahexaen-(2, 4, 6, I2, I4, 16)-in- (9) - im folgenden Bisdehydro-retro-C,,-diol genannt - einer Halogenierung unter Allylumlagerung behandelt, im entstandenen I5, I5'-DehydrO-4, 4'-dihalogen-ß-carotin die Halogenatome in üblicher Weise durch Oxy- bzw.Process for the preparation of 4,4'-disubstituted p-carotenes the The invention relates to a process for the production of new carotenoids. This The method is that acetylene in a known manner by a organometallic reaction on both sides with 8- [2 ', 6', 6'-trimethylcyclohexen- (2 ') - ylidene- (1')] - 2, 6-dimethyloctatriene- (2, 4, 6) -al- (I) - hereinafter referred to as dehydro-retro-Cl-9-aldehyde - condensed, the formed I, I8-di- [2 ', 6', 6'-trimethylcyclohexen- (2 ') - ylidene- (I') I-3, 7, I2, I6-tetramethyl-8, II-dioxyoctadecahexaen- (2, 4, 6, I2, I4, 16) -in- (9) - in the following bisdehydro-retro-C ,, - called diol - halogenation with allyl rearrangement treated, in the resulting I5, I5'-DehydrO-4, 4'-dihalo-ß-carotene the halogen atoms in the usual way by oxy resp.
Acyloxygruppen ersetzt, das erhaltene in 4, 4'-Stellung gegebenenfalls
veresterte 15, 15'-Dehydro-4, 4'-dioxyß-carotin an der Dreifachbindung in an sich
bekannter Weise katalytisch partiell hydriert und das gebildete Hydrierungsprodukt
in bekannter Weise isomerisiert, wobei man vor der Hydrierung oder vor der Isomerisierung
die Acyloxygruppen zu Oxygruppen verseifen und bzw. oder die Oxygruppen zu Oxogruppen
oxydieren kann. Die erfindungsgemäßen Umsetzungen sind im nachstehenden Reaktionsschema
zusammengestellt:
Dieses wird wiederum acetalisiert, das gebildete Acetal in Gegenwart eines sauren Kondensationsmittels, wie Zinkchlorid, mit einem Propenyläther kondensiert und das erhaltene Kondensationsprodukt mit Essigsäure und Natriumacetat gekocht.This is in turn acetalized, the acetal formed in the presence an acidic condensing agent such as zinc chloride, condensed with a propenyl ether and the condensation product obtained is boiled with acetic acid and sodium acetate.
111 der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Acetylen in an sich bekannter Weise durch metallorganische Reaktion beidseitig mit dem Dehydro-retro-Cl9-aldehyd kondensiert. Hierzu kann man ein Acetylendimagnesiumhalogenid mit der doppelt molaren Menge des Dehydro-retro-C1 9-aldehyds nach Grignard kondensieren. Acetylendimagnesiumhalogenide können in an sich bekannter Weise durch Einwirkung von Acetylen auf eine Lösung von Alkylmagnesiumhalogeniden in einem inerten Lösungsmittel hergestellt werden. Vorzugsweise wird eine ätherische Lösung des Alkylmagnesiumhalogenids in einer Acetylenatmosphäre mehrere Stunden gerührt oder geschüttelt. Als Alkylmagnesiumhalogenide eignen sich beispielsweise Äthyl-, Butyl- und Hexylmagnesiumbromide bzw. -chloride. Die Acetylendimagnesiumhalogenide scheiden sich bei dieser Reaktion als schwere Öle oder in fester Form ab. Zweckmäßig werden dann 2 Mol Dehydro-retro-C,,- aldehyd in einem inerten Lösungsmittel, vorzugsweise Äther, gelöst, zur gut gerührten Suspension des Acetylendimagnesiumhalogenids gegeben, und die Mischung wird dann mehrere Stunden bei Zimmertemperatur oder bei der Siedetemperatur des Lösungsmittels gerührt. Nach der Hydrolyse des Kondensationsproduktes erhält man das Bisdehydro-retro-C40-diol als sehr zähes Öl, das im Ultraviolettspektrum ein Apsorptionsmaximum bei 349,5 m,u (in Petroläther) aufweist. Die Zerewitinoffbestimmung zeigt 2 aktive Wasserstoffatome an. Eine weitere Ausführungsform der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man I Mol des Dehydro-retro-C,,-aldehyds in flüssigem Ammoniak mit einem Alkali- oder Erdalkaliacetylid reagieren läßt und das gebildete Kondensationsprodukt, zweckmäßig nach der Hydrolyse zum I0- [2', 6', 6' -Trimethylcyclohexen- (2')-yliden- (I')]-4, 8-dimethyidecatrien-(4, 6, 8)-in-(I)-ol-(3) - im folgenden Dehydro-retro-C2l-acetylencarbinol genannt -mittels einer metallorganischen Reaktion mit einem zweiten Mol Dehydro-retro-Cl9-aldehyd umsetzt. Die Kondensation in flüssigem Ammoniak kann man unter erhöhtem Druck bei Raumtemperatur oder unter Normaldruck bei der Siedetemperatur des Ammoniaks ausführen. Vorzugsweise verwendet man zur Kondensation Lithiumacetylid. Der Dehydro-retro-O1 9-aldehyd kann in einem inerten Lösungsmittel, beispielsweise in Äther, zugefügt werden. Das Kondensationsprodukt wird am besten durch Zugabe eines Ammoniumsalzes vor Entfernung des Ammoniaks oder durch Zugabe von Säure nach Entfernung des Ammoniaks hydrolysiert. Das Dehydro-retro-C2l-acetylencarbinol zeigt im Ultraviolettspektrum ein Absorptionsmaximum bei 349 mµ (in Petroläther) und stellt ein dickflüssiges Öl dar. Die Zerewitinoffbestimmung zeigt in der Kälte I und in der Wärme 2 aktive Wasserstoffatome an. Die Kondensation des Dehydro-retro-C21-acetylencarbinols mit einem zweiten Mol Dehydro-retro-Cl9-aldehyd erfolgt durch eine metallorganische Reaktion. Die bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß man auf das Dehydro-retro-O21-ac9tylencarbinol 2 Mol Alkylmagnesinmhalogenid in Äther einwirken läßt. Das erste Mol wird von der Hydroxylgruppe gebunden, während das zweite Mol mit der Acetylenbindung reagiert und das endständige Kohlenstoffatom kondensationsfähig macht. Die gebildete Dimagnesiumhalogenidverbindung setzt man zweckmäßig im gleichen Lösungsmittel mit dem zweiten Mol des Dehydro-retro-Cl9-aldehyds um. Das Kondensationsprodukt wird am besten ohne Reinigung in üblicher Weise hydrolysiert, beispielsweise durch Eingießen in ein Gemisch von Eis und verdünnter Schwefelsäure, wobei das oben beschriebene Bisdehydro-retro-C40-diol erhalten wird. The first stage of the process of the invention is acetylene in a manner known per se by organometallic reaction on both sides with the dehydro-retro-Cl9-aldehyde condensed. For this you can use an acetylenedimagnesium halide with the double molar Condense the amount of dehydro-retro-C1 9-aldehyde according to Grignard. Acetylenedimagnesium halides can in a manner known per se by the action of acetylene on a solution of alkyl magnesium halides in an inert solvent. Preferably an ethereal solution of the alkyl magnesium halide in an acetylene atmosphere is used stirred or shaken for several hours. As alkyl magnesium halides are suitable for example ethyl, butyl and hexyl magnesium bromides or chlorides. The acetylenedimagnesium halides In this reaction separate out as heavy oils or in solid form. Appropriate then 2 moles of dehydro-retro-C ,, - aldehyde in an inert solvent, preferably Ether, dissolved, added to the well-stirred suspension of the acetylenedimagnesium halide, and the mixture is then allowed to stand for several hours at room temperature or at the boiling temperature of the solvent stirred. Obtained after hydrolysis of the condensation product the bisdehydro-retro-C40-diol as a very viscous oil, which in the ultraviolet spectrum has an absorption maximum at 349.5 m, u (in petroleum ether). The Zerewitinoff determination indicates 2 active hydrogen atoms. Another embodiment of the first stage of the process according to the invention consists in that I mol of the dehydro-retro-C ,, - aldehyde can react in liquid ammonia with an alkali or alkaline earth acetylide and the condensation product formed, expediently after hydrolysis to I0- [2 ', 6', 6 '-Trimethylcyclohexen- (2') - yliden- (I ')] - 4, 8-dimethyidecatriene- (4, 6, 8) -in- (I) -ol- (3) - hereinafter referred to as dehydro-retro-C2l-acetylenecarbinol - by means of an organometallic Reaction with a second mole of dehydro-retro-Cl9-aldehyde. The condensation in liquid ammonia you can under increased pressure at room temperature or below Perform normal pressure at the boiling point of ammonia. Preferably used lithium acetylide is used for condensation. The dehydro-retro-O1 9-aldehyde can be used in one inert solvents, for example in ether, are added. The condensation product is best done by adding an ammonium salt before removing the ammonia or hydrolyzed by adding acid after removing the ammonia. The dehydro-retro-C2l-acetylenecarbinol shows in the ultraviolet spectrum an absorption maximum at 349 mµ (in petroleum ether) and represents a thick oil. The Zerewitinoff determination shows in the cold I and 2 active hydrogen atoms in heat. The condensation of the dehydro-retro-C21-acetylenecarbinol with a second mole of dehydro-retro-Cl9-aldehyde takes place through an organometallic Reaction. The preferred embodiment consists in responding to the dehydro-retro-O21-acetylenecarbinol Allow 2 moles of alkylmagnesine halide to act in ether. The first mole is from the Hydroxyl group bonded while the second mole reacts with the acetylene bond and makes the terminal carbon atom condensable. The dimagnesium halide compound formed it is expedient to use the same solvent with the second mole of the dehydro-retro-Cl9-aldehyde around. The condensation product is best hydrolyzed in the usual way without purification, for example by pouring it into a mixture of ice and dilute sulfuric acid, whereby the bisdehydro-retro-C40-diol described above is obtained.
In der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Bisdehydro-retro-C40-diol einer Halogenierung unter Allylumlagerung in inerten Lösungsmitteln unterworfen. Hierzu eignen sich Halogenwasserstoffsäuren. Dabei werden I5, I5'-DehydrO-4, 4'-dihalogen-fl-carotinverbindungen gebildet. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß man das Bisdehydro-retro-C40-diol in Ätherlösung mit wäßriger Bromwasserstoffsäure bei einer Temperatur von -20 bis + 200 behandelt, wobei nach kurzer Zeit das 15, I5'-Dehydro-4, 4'-dibrom-fl-carotin als orangerotes Pulver mit einem Absorptionsmaximum im Ultraviolettspektrum bei 428 my (in Petroläther) ausfällt. In the second stage of the process according to the invention, the bisdehydro-retro-C40-diol subjected to halogenation with allyl rearrangement in inert solvents. Hydrohalic acids are suitable for this. Thereby I5, I5'-dehydrO-4, 4'-dihalogen-fl-carotene compounds educated. A preferred embodiment consists in the bisdehydro-retro-C40-diol in ethereal solution with aqueous hydrobromic acid at a temperature of -20 to + 200 treated, and after a short time the 15, 15'-dehydro-4, 4'-dibromo-fl-carotene as an orange-red powder with an absorption maximum in the ultraviolet spectrum 428 my (in petroleum ether) fails.
In der dritten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den I5, 15'-Dehydro-4, 4'-dihalogenß-carotinverbindungen die Halogenatome in üblicher Weise durch Oxy- bzw. Acyloxygruppen ersetzt. Dies kann z. B. durch Umsetzung der Halogenverbindungen mit Alkalisalzen niedriger Fettsäuren in organischen Lösungsmitteln erfolgen, wodurch die Ester des I5, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotins gebildet werden. In einer zweckmäßigen Ausführungsform wird das I5, Is'-Dehydro-4, 4'-dibrom-ß-carotin mit Kaliumacetat in Eisessig gekocht. Durch milde alkalische Verseifung kann man dann aus den Estern des I5, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxy-carotins das I5, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxy-iS-carotin selbst als rotes feinkristallines Pulver mit zwei Absorptionsmaxima im Ultraviolettspektrum bei 430 und 458 m, t4 (in Petroläther) erhalten Diese Verbindung besteht aus einem Gemisch stereoisomerer Formen und weist einen unscharfen Schmelzpunkt von I38 bis I42° auf. Besonders vorteilhaft ist es, die 15, I5'-Dehydro-4, 4'-dihalogen-ß-carotinverbindungen direkt in das 15. 15'-Dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotin umzuwandeln. In the third stage of the process according to the invention are in the I5, 15'-dehydro-4, 4'-dihalo-carotene compounds the halogen atoms in usual Way replaced by oxy or acyloxy groups. This can e.g. B. by implementing the Halogen compounds with alkali salts of lower fatty acids in organic solvents take place, whereby the esters of I5, I5'-dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotene are formed will. In an expedient embodiment, this is I5, Is'-dehydro-4,4'-dibromo-β-carotene cooked with potassium acetate in glacial acetic acid. You can use mild alkaline saponification then from the esters of I5, I5'-dehydro-4, 4'-dioxy-carotene the I5, I5'-dehydro-4, 4'-dioxy-iS-carotene itself as a red, finely crystalline powder with two absorption maxima This compound is obtained in the ultraviolet spectrum at 430 and 458 m, t4 (in petroleum ether) consists of a mixture of stereoisomeric forms and has a blurred Melting point from I38 to I42 °. It is particularly advantageous to use the 15, 15'-dehydro-4, 4'-dihalo-ß-carotene compounds directly into the 15. 15'-dehydro-4,4'-dioxy-ß-carotene to convert.
Zu diesem Zweck wird in der bevorzugten Ausführungsform die Halogenverbindung in einem inerten Lösungsmittel, wie Benzol, mit Silberoxyd und Wasser bei Zimmertemperatur einige Stunden gut gerührt.For this purpose, in the preferred embodiment, the halogen compound in an inert solvent such as benzene with silver oxide and water at room temperature stirred well for a few hours.
Vor der vierten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das I5, 15'-Dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotin nun I5, 15'-Dehydro-4,4'-dioxo-ß-carotin oxydiert werden. Dies kann z. B. so erfolgen, daß das I5, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotin in einem inerten Lösungsmittel, wie Methylenchlorid oder Chloroform, mit Mangandioxyd bei Zimmertemperatur oder bei der Siedetemperatur des Lösungsmittels behandelt wird. Before the fourth stage of the process according to the invention, the I5, 15'-dehydro-4,4'-dioxy-ß-carotene now 15, 15'-dehydro-4,4'-dioxo-ß-carotene is oxidized will. This can e.g. B. be done so that the I5, I5'-dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotene in an inert solvent such as methylene chloride or chloroform with manganese dioxide is treated at room temperature or at the boiling point of the solvent.
Das I5, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxo-ß-carotin bildet violette Kristalle vom Schmelzpunkt I86 bis 188°. Im Ultraviolettspektrum zeigt diese Verbindung ein Absorptionsmaximum bei 439 mill (in Petroläther). Man kann das I5, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxo-fl-carotin durch Reduktion mit Lithiumaluminiumhydrid in das 15, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotin zurückverwandeln. Die Reaktionsfolge der Oxydation mit Braunstein, Kristallisation der erhaltenen Diketoverbindung und nachfolgende L*hiumaluminiumhydridreduktion kann mit Vorteil zur Reinigung des I5, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotins angewendet werden.The I5, I5'-dehydro-4, 4'-dioxo-ß-carotene forms purple crystals from melting point 186 to 188 °. This compound shows a in the ultraviolet spectrum Absorption maximum at 439 mill. (In petroleum ether). You can use the I5, I5'-dehydro-4, 4'-dioxo-fl-carotene by reduction with lithium aluminum hydride into the 15, I5'-dehydro-4, Convert 4'-dioxy-ß-carotene back. The reaction sequence of the oxidation with manganese dioxide, Crystallization of the diketo compound obtained and subsequent L * hiumaluminiumhydridreduction Can be used with advantage to purify I5, I5'-dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotene will.
In der vierten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die 4, 4'-disubstituierten I5, I5'-Dehydro-ß-carotinverbindungen an der Dreifachbindung in an sich bekannter Weise katalytisch partiell hydriert. In the fourth stage of the process according to the invention, the 4,4'-disubstituted I5, I5'-dehydro-ß-carotene compounds on the triple bond Partially hydrogenated catalytically in a manner known per se.
Dies wird mit Hilfe von Metallkatalysatoren und Wasserstoff in einem organischen Lösungsmittel durchgeführt. Ein geeigneter Katalysator ist ein durch Zugabe von Blei und Chinolin vergifteter Palladium-Calciumcarbonat-Katalysator. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dieser vierten Verfahrensstufe besteht darin, daß man die Hydrierung in einem Kohlenwasserstoff durchführt, in welchem sich die 4, 4'-disubstituierten I5, I5'-Dehydro-ß-carotinverbindungen nur zum Teil lösen. Dadurch gehen diese Verbindungen erst mit fortschreitender Hydrierung langsam in Lösung; gleichzeitig kann aber das Hydrierungsprodukt aus der Hydriermischung auskristallisieren.This is done with the help of metal catalysts and hydrogen in one organic solvent carried out. A suitable catalyst is a through Addition of lead and quinoline poisoned palladium-calcium carbonate catalyst. There is a particularly advantageous embodiment of this fourth method stage in that the hydrogenation is carried out in a hydrocarbon in which the 4,4'-disubstituted I5, I5'-dehydro-ß-carotene compounds only partially to solve. As a result, these compounds only go slowly as the hydrogenation progresses in solution; at the same time, however, the hydrogenation product from the hydrogenation mixture crystallize.
Man erhält auf diese Weise 4, 4'-disubstituierte 15,15'-cis-ß-Carotine mit einem charakteristischen Maximum im für die cis-Konfiguration Ultraviolettabsorptionsspektrum. So weist beispielsweise das I5, 15'-cis-4,4'-Dioxy-ß-carotin neben den Hauptmaxima bei 448 und 475 m,t noch ein Nebenmaximum bei 336 bis 337 m, (in Petroläther) auf, das charakteristisch für die cis-Konfiguration ist. Die Isolierung des Hydrierungsproduktes ist nicht erforderlich. Man kann die nachfolgende Isomerisierung direkt mit der Suspension des Hydrlerungsproduktes durchführen.This gives 4,4'-disubstituted 15,15'-cis-β-carotenes with a characteristic maximum in the ultraviolet absorption spectrum for the cis configuration. For example, the 15'-cis-4,4'-dioxy-ß-carotene has next to the main maxima at 448 and 475 m, t there is a secondary maximum at 336 to 337 m, (in petroleum ether), which is characteristic of the cis configuration. Isolation of the hydrogenation product not necessary. The subsequent isomerization can be carried out directly with the Carry out suspension of the hydrogenation product.
In der fünften Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die 4, 4'disubstituierten I5, I5'-Cisß-Carotine in bekannter Weise zu den trans-Verbir dungen isomerisiert. Dies gelingt beispielsweise durch Behandeln mit Jod, durch Belichten oder durch Er wärmen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß man die 4, 4'-disubstituierten 15 Ig'-cis4-Carotinverbindungen in einer zum Auflösen der Substanz ungenügenden Menge eines organischen Lösungsmittels, beispielsweise Petroläther, Benzol usw., mehrere Stunden auf 80 bis 1000 erwärmt. Mit fortschreitender Isomerisierung gehen die cis-Verbindungen in Lösung, wobei gleichzeitig die gebildeten trans-Verbindungen auskristallisieren, wodurch eine fast quantitative Isomerisierung erreicht werden kann. Man erhält auf diese Weise beispielsweise aus I5, 15'-cis-4, 4'-Dioxy-ß-carotin das 4, 4'-Dioxy-fl-carotin direkt als feinkristallines rotes Pulver, das bei I45 bis I47° unter Zersetzung schmilzt und im Ultraviolettspektrum zwei Maxima bei 452 und 480 mµ (in Petroläther) aufweist. Vor der Isomerisierung können gegebenenfalls vorhandene Estergruppen im 15, 15'-cis-4, 4'-Dioxy-ß-carotin in üblicher Weise verseift werden. Ferner kann man das I5, I5'-Cis-4, 4'-Dioxy-fi-carotin vor der Isomerisierung zum 15, 15'-cis-4, 4'-Dioxo-ß-carotin oxydieren. In the fifth stage of the process according to the invention, the 4, 4'isubstituted I5, I5'-Cisß-Carotenes in a known manner to the trans-Verbir isomerized. This is achieved, for example, by treating with iodine Exposure or by heating. A particularly advantageous embodiment of the The method consists in that the 4,4'-disubstituted 15 Ig'-cis4-carotene compounds in an insufficient amount of an organic solvent to dissolve the substance, for example petroleum ether, benzene, etc., heated to 80 to 1000 for several hours. As isomerization progresses, the cis compounds go into solution, with at the same time the trans-compounds formed crystallize out, whereby a almost quantitative isomerization can be achieved. One gets in this way for example from 15, 15'-cis-4, 4'-dioxy-ß-carotene, the 4, 4'-dioxy-fl-carotene directly as a finely crystalline red powder that decomposes at 145 to 147 degrees melts and in the ultraviolet spectrum two maxima at 452 and 480 mµ (in petroleum ether) having. Before the isomerization, any ester groups present in the 15, 15'-cis-4, 4'-dioxy-ß-carotene can be saponified in the usual way. Furthermore can the I5, I5'-cis-4, 4'-dioxy-fi-carotene before isomerization to 15, 15'-cis-4, Oxidize 4'-dioxo-ß-carotene.
Eine besonders vorteilhafte Herstellungsweise für das 4, 4'-Dioxy-ß-carotin besteht erfindungsgemäß darin, daß man Dehydro-retro-Cl9-aldehyd mittels einer Grignardreaktion mit Acetylendimagnesiumbromid kondensiert, das gebildete Bisdehydro-retro-C40-diol in Ätherlösung mit wäßriger Bromwasserstoffsäure behandelt, auf das entstandene 15, I5'-Dehydro-4, 4'-dibrom-,8-carotin Silberoxyd und Wasser einwirken läßt, das erhaltene I5, 15'-Dehydro-4, 4'-dioxyß-carotin an der Dreifachbindung mit Hilfe eines mit Blei und Chinolin vergifteten Palladiumkatalysators partiell hydriert und das gebildete I5, 15'-cis-4, 4'-Dioxy-ß-carotin in Form einer Suspension in einem inerten Lösungsmittel durch Erwärmen zum 4, 4'-Dioxyß-carotin isomerisiert. A particularly advantageous production method for the 4,4'-dioxy-ß-carotene According to the invention, dehydro-retro-Cl9-aldehyde is obtained by means of a Grignard reaction condensed with acetylenedimagnesium bromide, the bisdehydro-retro-C40-diol formed treated in ethereal solution with aqueous hydrobromic acid, on the resulting 15, I5'-dehydro-4, 4'-dibromo, 8-carotene silver oxide and water can act that obtained I5, 15'-dehydro-4, 4'-dioxyß-carotene at the triple bond with the help partially hydrogenated a palladium catalyst poisoned with lead and quinoline and the I5, 15'-cis-4, 4'-dioxy-ß-carotene formed in the form of a suspension in isomerized to 4,4'-dioxyß-carotene in an inert solvent by heating.
Die Verfahrensprodukte lassen sich durch Kristallisation, Lösungsmittelverteilung und Chromatographieren reinigen. - Sie können durch Zugabe von Antioxydationsmitteln, die auch während des Ablaufes der Synthese anwesend sein können, stabilisiert werden. The process products can be separated by crystallization, solvent distribution and chromatograph purify. - By adding antioxidants, you can which can also be present during the course of the synthesis, are stabilized.
Die erfindungsgemäß erhältlichen neuen Verbindungen, z. B. das 4, 4'-Dioxy-ß-carotin, dessen Ester und das 4, 4'-Dioxo-fl-carotin, sind wertvolle Farbstoffe, welche vor allem zur Lebens- und Futtermittelfärbung verwendet werden sollen. The novel compounds obtainable according to the invention, for. B. the 4, 4'-Dioxy-ß-carotene, its esters and the 4,4'-dioxo-fl-carotene are valuable Dyes, which are mainly used for coloring food and animal feed should.
Beispiel I a) Dehydro-retro-C40-diol. Example I a) Dehydro-retro-C40-diol.
Aus I6 Gewichtsteilen Magnesium und 110 Gewichtsteilen Hexylbromid in 330 Raumteilen absolutem Äther wird eine Lösung von Hexylmagnesiumbromid hergestellt. Die Lösung wird 24 Stunden in einer Acetylenatmosphäre gerührt. Es bilden sich zwei Schichten. Man trennt die obere ab und wäscht die untere Schicht einmal mit 100 Raumteilen Äther. From 16 parts by weight of magnesium and 110 parts by weight of hexyl bromide a solution of hexylmagnesium bromide is prepared in 330 parts of absolute ether. The solution is stirred in an acetylene atmosphere for 24 hours. Two are formed Layers. The upper layer is separated off and the lower layer is washed once with 100 Parts of space ether.
Hierauf gibt man 200 Raumteile Äther zu und läßt rasch eine Lösung von 80 Gewichtsteilen 8-[2', 6', 6'-Trimethylcyclohexen- (2') -yliden- (r') -2, 6-dimethyloctatrien-(2, 4, 6)-al-(I) in 200 Raumteilen Äther zutropfen.Then add 200 parts of the volume of ether and quickly let a solution of 80 parts by weight of 8- [2 ', 6', 6'-trimethylcyclohexen- (2 ') -ylidene- (r') -2, Add dropwise 6-dimethyloctatriene- (2, 4, 6) -al- (I) in 200 parts by volume of ether.
Die Mischung kocht man unter Rühren 3 Sturiden unter Rückfluß in einer Stickstoffatmosphäre. Nach dem Erkalten gießt man das Reaktionsgemisch auf 75 Gewichtsteile Ammoniumchlorid und I75 Gewichts- teile Eis und rührt 10 Minuten gut durch. Hierauf wird die Ätherlösung dreimal mit je 200 Raumteilen Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen über Natriumsulfat und Abdampfen des Äthers erhält man 87 Gewichtsteile gelbes harziges I, I8-Di-[2', 6', 6'-trimethylcyclohexen-(2')-yliden-(I')]-3, 7, I2, I6-tetramethyl-8, II-dioxy-octadecahexaen-(2, 4, 6, I2, 14,16)-in-(9) mit mit einem Absorptionsmaximum im Ultraviolettspektrum bei 349,5 mµ in Petroläther. b) 15, I5'-Dehydro-4, 4'-dibrom-ß-carotin 10 Gewichtsteile 1, 18-Di-[2',6',6'-trimethylcyclohexen-(2')-yliden-(1')]-3,7,12,16-tetramethyl-8,11-dioxy-octadecahexaen-(2, 4, 6, I2, I4, I6)-in-(g) in 80 Raumteilen Äther werden bei 0° unter gutem Rühren binnen 2 Minuten mit 4 Raumtellen 60%iger wäßriger Bromwasserstoffsäure versetzt und die Mischung noch weitere 10 Minuten bei 0° gerührt. Hierauf wird das Produkt abfiltriert und mit Äther und Wasser gewaschen. Das gebildete 15,15'-Dehydro-4, 4'-dibromß-carotin weist im Ultraviolettspektrum ein Absorptionsmaximum bei 430 mµ (in Petroläther) auf. Unscharfer Schmelzpunkt bei 120°. c) 15, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotin 6 Gewichtsteile I5, I5'-Dehydro-4, 4'-dibrom-ß-carotin werden in I80 Raumtellen Benzol gelöst und mit 6 Gewichtsteilen Silberoxyd und 60 Raumteilen Wasser in einer Kohlendioxydatmosphäre bei Zimmertemperatur 4 Stunden geschüttelt. Man filtriert vom Silberoxyd ab und dampft die Benzollösung nach dem Trocknen über Natriumsulfat ab. Das I5, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotin läßt sich aus Äther-Petroläther und Methylenchlorid-Methanol umlösen. Es schmilzt unscharf zwischen I38 bis r42° und weist im Ultraviolettspektrum zwei Maxima bei 430 und 458 mµ (in Petroläther) auf. d) 15, I5-cis-4, 4'-Dioxy-,8-carofin 100 Gewichtsteile I5, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotin in 5000 Raumteilen Toluol werden mit 30 Gewichtsteilen Lindlar-Katalysator (Helvetica Chimica Acta, Bd. 35 I952, 5. 446) und o, oos Raumteilen Chinolin bei 200 in einer Wasserstoffatmosphäre geschüttelt, bis I Mol Wasserstoff aufgenommen ist.The mixture is refluxed for 3 Sturiden with stirring in one Nitrogen atmosphere. After cooling, the reaction mixture is poured into 75 parts by weight Ammonium chloride and 175 weight share ice and stir for 10 minutes well done. The ethereal solution is then washed three times with 200 parts by volume of water each time. After drying over sodium sulfate and evaporation of the ether, 87 parts by weight are obtained yellow resinous I, I8-di- [2 ', 6', 6'-trimethylcyclohexen- (2 ') - ylidene- (I')] - 3, 7, I2, I6-tetramethyl-8, II-dioxy-octadecahexaen- (2, 4, 6, I2, 14,16) -in- (9) with with an absorption maximum in the ultraviolet spectrum at 349.5 mµ in petroleum ether. b) 15, 15'-dehydro-4, 4'-dibromo-ß-carotene 10 parts by weight 1, 18-di- [2 ', 6', 6'-trimethylcyclohexen- (2 ') - ylidene- (1')] - 3,7,12,16-tetramethyl-8,11-dioxy-octadecahexaen- (2, 4, 6, I2, I4, I6) -in- (g) in 80 parts by volume of ether at 0 ° with thorough stirring 4 spaces of 60% aqueous hydrobromic acid were added within 2 minutes and the mixture was stirred for a further 10 minutes at 0 °. Thereupon the product filtered off and washed with ether and water. The 15,15'-dehydro-4 formed, 4'-dibromos-carotene has an absorption maximum at 430 in the ultraviolet spectrum mµ (in petroleum ether). Fuzzy melting point at 120 °. c) 15, 15'-dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotene 6 parts by weight of I5, I5'-dehydro-4, 4'-dibromo-ß-carotene dissolved in 180 parts by volume of benzene and with 6 parts by weight of silver oxide and 60 parts by volume Water shaken in a carbon dioxide atmosphere at room temperature for 4 hours. The silver oxide is filtered off and the benzene solution is evaporated after drying Sodium sulfate. The 15, 15'-dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotene can be obtained from ether-petroleum ether and redissolve methylene chloride-methanol. It melts out of focus between I38 and r42 ° and has two maxima in the ultraviolet spectrum at 430 and 458 mµ (in petroleum ether) on. d) 15, 15-cis-4, 4'-dioxy-, 8-carofin 100 parts by weight of 15, 15'-dehydro-4, 4'-dioxy-β-carotene in 5000 parts by volume of toluene, 30 parts by weight of Lindlar catalyst (Helvetica Chimica Acta, Vol. 35 I952, 5. 446) and o, oos volume quinoline at 200 in one Shaken hydrogen atmosphere until 1 mol of hydrogen is absorbed.
Nach dem Abfiltrieren des Katalysators wird das Filtrat im Hochvakuum eingedampft. Das I5, 15'-cis-4, 4'-Dioxy-fl-carotin zeigt im Ultraviolettspektrum Maxima bei 336 bis 337, 448 und 475 m, u in Petroläther; F. = 110 bis III. e) 4, 4'-Dioxy-ß-carotin I Gewichtsteil I5, 15'-cis-4, 4'-Dioxy-ß-carotin wird mit 3 Raumteilen Petroläther (Siedepunkt 70 bis 100°) 12 Stunden auf 80° in einer Kohlendioxydatmosphäre erwärmt. Hierauf wiId filtriert. Das gebildete 4, 4'-Dioxy-fl-carotin kann aus Methylenchlorid-Petroläther oder Methylenchlorid-Methanol umgelöst werden. Es stellt ein feinkristallines rotes Pulver dar, das im Ultraviolettspektrum bei 452 und 480 m,z zwei Absorptionsmaxima (in Petroläther) aufweist und bei I45 bis I47° unter Zersetzung schmilzt.After filtering off the catalyst, the filtrate is in a high vacuum evaporated. The 15,15'-cis-4,4'-dioxy-fl-carotene shows in the ultraviolet spectrum Maxima at 336 to 337, 448 and 475 m, u in petroleum ether; F. = 110 to III. e) 4, 4'-Dioxy-ß-carotene I part by weight I5, 15'-cis-4, 4'-Dioxy-ß-carotene is 3 parts by volume Petroleum ether (boiling point 70 to 100 °) for 12 hours at 80 ° in a carbon dioxide atmosphere warmed up. It is then filtered. The 4,4'-dioxy-fl-carotene formed can be obtained from methylene chloride petroleum ether or methylene chloride-methanol are redissolved. It represents a finely crystalline red Powder, which in the ultraviolet spectrum at 452 and 480 m, z two absorption maxima (in petroleum ether) and melts at I45 to I47 ° with decomposition.
Beispiel 2 Dehydro-retro-C40-diol Man leitet in eine Lösung von 3 Gewichtsteilen Lithium in 1200 Raumteilen flüssigem Ammoniak bis zur vollständigen Umsetzung trockenes, acetonfreies Acetylen ein. Dann gibt man unter kräftigem Rühren innerhalb von 20 Minuten eine Lösung von 100 Gewichtsteilen 8-[2', 6', 6'-Trimethylcyclohexen-(2')-yliden-(1')]-2, 6-dimethyloctaftien-(2, 4, 6)-al-(I) in 400 Raumteilen absolutem Äther zu und rührt die Reaktionsmischung unter Feuchtigkeitsausschluß 20 Stunden kräftig durch. Darauf gibt man in kleinen Portionen 50 Gewichtsteile Ammoniumchlorid zu und läßt das Ammoniak verdampfen. Nach Zugabe von 400 Raumteilen Wasser wird die Ätherschicht abgetrennt, mit Wasser gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Das zurückbleibende rötliche Öl wird im Vakuum scharf getrocknet. Man erhält 108 Gewichtsteile Io-[2', 6', 6'-Trimethylcyclohexen-(2')-yliden-(1')]-4, 8-dimethyldecatrien-(4, 6, 8)-in- (1) -ol- (3), welches in Ultraviolettspektrum ein Absorptionsmaximum bei 349 mµ in Petroläther aufweist. Example 2 Dehydro-retro-C40-diol One passes into a solution of 3 Parts by weight of lithium in 1200 parts by volume of liquid ammonia to complete Implementation of dry, acetone-free acetylene. Then add while stirring vigorously within 20 minutes a solution of 100 parts by weight of 8- [2 ', 6', 6'-trimethylcyclohexen- (2 ') -yliden- (1')] - 2, Add 6-dimethyloctaftien- (2, 4, 6) -al- (I) in 400 parts of volume to absolute ether and stir the reaction mixture vigorously for 20 hours with exclusion of moisture. Thereon 50 parts by weight of ammonium chloride are added in small portions and the ammonia is left evaporate. After adding 400 parts by volume of water, the ether layer is separated off, washed with water, dried with sodium sulfate and concentrated. The one left behind reddish oil is sharply dried in vacuo. 108 parts by weight of Io- [2 ', 6 ', 6'-Trimethylcyclohexen- (2') - yliden- (1 ')] - 4, 8-dimethyldecatriene- (4, 6, 8) -in- (1) -ol- (3), which in the ultraviolet spectrum has an absorption maximum at 349 mμ in petroleum ether.
Das Produkt wird in 500 Raumteilen absolutem Äther gelöst und zu einer aus I8 Gewichtsteilen Magnesium, 91 Gewichtsteilen Äthylbromid und 300 Raumteilen absolutem Äther hergestellten Grignardlösung unter Rühren bei 15 bis 200 allmählich zugegeben. Anschließend erhitzt man das Gemisch I Stunde in einer Stickstoffatmosphäre unter Rückfluß, kühlt es mit Eiswasser ab, fügt bei etwa 200 eine Lösung von 92 Gewichtsteilen 8-[2', 6', 6'-Trimethylcyclohexen- (2')-yliden- (r')l-2, 6-dimethyloctatrien-(2, 4, 6)-al-(r) in 400 Raumteilen. absolutem Äther zu und erhitzt die Mischung noch 3 bis 4 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre unter Rückfluß. Die erhaltene Reaktionslösung wird auf eine Mischung von 400 Raumteilen 3 n-Schwefelsäure und 600 Gewichtsteilen Eis gegossen, die Ätherschicht abgetrennt, mit 5 0t0iger Natriumbicarbonatlösung gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingedampft. Man erhält 200 Gewichtsteile harziges 1,18-Doi-[2',6',6'-trtmethylcyclohexen-(2')-yliden-(1')]-3, 7, 12, 16-tetramethyl-8, II-dioxyoctadecahexaen-(2, 4, 6, I2, I4, I6)-in-(9), das gemäß Beispiel 1 weiterverarbeitet wird. The product is dissolved and closed in 500 parts of the volume of absolute ether one of 18 parts by weight of magnesium, 91 parts by weight of ethyl bromide and 300 parts by volume Grignard solution prepared with absolute ether with stirring at 15 to 200 gradually admitted. The mixture is then heated in a nitrogen atmosphere for 1 hour reflux, cool it with ice water, add a solution of 92 at about 200 Parts by weight of 8- [2 ', 6', 6'-trimethylcyclohexen- (2 ') - ylidene- (r') l-2,6-dimethyloctatriene- (2, 4, 6) -al- (r) in 400 room parts. absolute ether and the mixture is still heated 3 to 4 hours under reflux in a nitrogen atmosphere. The obtained reaction solution is to a mixture of 400 parts by volume of 3 n-sulfuric acid and 600 parts by weight Poured ice, separated the ethereal layer, with 5% sodium bicarbonate solution washed, dried with sodium sulfate and evaporated in vacuo. You get 200 Parts by weight of resinous 1,18-doi- [2 ', 6', 6'-tert-methylcyclohexen- (2 ') - ylidene- (1')] -3, 7, 12, 16-tetramethyl-8, II-dioxyoctadecahexaen- (2, 4, 6, I2, I4, I6) -in- (9), the is processed according to Example 1.
Beispiel 3 15, I5'-Dehydro-4, 4'-diacetoxy-ß-carotin I GewichtsteilI5, I5'-Dehydro-4, 4'-dibrom-ß-carotin (gemäß Beispiel 1 gewonnen) wird in 15 Raumteilen Eisessig mit 2 Gewichtsteilen wasserfreiem Kaliumacetat 2 Stunden in einer Kohlendioxydatmosphäre auf 1000 erwärmt. Die Mischung wird mit Wasser verdünnt, mit Äther extrahiert und die Ätherlösung dreimal mit Wasser undverdünnterNatriumbicarbonatlösung gewaschen. Man erhält nach dem Trocknen und Abdampfen der Ätherlösung das 15, r5'-Dehydro 4, 4'-diacetoxy-ß-carotin als rotes, zähes Harz, das durch Umkristallisieren aus Methylenchlorid-Methanol gereinigt wird; Schmelzpunkt 104 bis 1220; Ultraviolettmaxima bei 430 und 454 mit (in Petroläther). Example 3 15, 15'-Dehydro-4,4'-diacetoxy-ß-carotene I part by weight I5, I5'-dehydro-4,4'-dibromo-ß-carotene (obtained according to Example 1) is divided into 15 parts Glacial acetic acid with 2 parts by weight of anhydrous potassium acetate for 2 hours in a carbon dioxide atmosphere heated to 1000. The mixture is diluted with water, extracted with ether and the ether solution was washed three times with water and dilute sodium bicarbonate solution. After drying and evaporation of the ethereal solution, the 15, r5'-dehydro 4, 4'-diacetoxy-ß-carotene as a red, viscous resin, which is obtained by recrystallization from methylene chloride-methanol is cleaned; Melting point 104 to 1220; Ultraviolet maxima at 430 and 454 with (in petroleum ether).
Diese Verbindung kann entweder zum I5, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotin hydrolysiert und dann gemäß Beispiel 1 weiterverarbeitet oder analog Beispiel I, d) und e) in 4, 4'-Diacetoxy-fl-carotin überführt werden; F. = I5I bis 1530.This compound can either lead to I5, I5'-dehydro-4, 4'-dioxy-ß-carotene hydrolyzed and then according to Example 1 processed further or analogously Example I, d) and e) are converted into 4,4'-diacetoxy-fl-carotene; F. = I5I to 1530.
Beispiel 4 15, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxo-ß-carotin. Example 4 15, 15'-Dehydro-4,4'-dioxo-β-carotene.
6 Gewichtsteile rohes I5, I5'-Dehydro-4, 4'-dioxyp-carotin werden in 200 Raumteilen Methylenchlorid gelöst und nach Zugabe von 70 Gewichtsteilen Braunstein unter Stickstoff 12 Stunden geschüttelt. Nach dem Filtrieren und Einengen der Reaktionslösung wird der Rückstand in Benzol aufgenommen und mit tiefsiedendem Petroläther versetzt, bis die Kristallisation einsetzt. Durch nochmaliges Umlösen der erhaltenen Kristalle aus Methylenchlorid-Petroläther erhält man violette Nädelchen; Schmelzpunkt I86 bis I88"; Ultraviolettmaximum bei 439 mµ (in Petroläther). Diese Verbindung kann analog Beispiel, d) und e) in 4, 4'-Dioxo-ß-carotin umgewandelt werden; F. = 208 bis 2090. 6 parts by weight of crude I5, I5'-dehydro-4, 4'-dioxyp-carotene dissolved in 200 parts by volume of methylene chloride and after adding 70 parts by weight of manganese dioxide shaken under nitrogen for 12 hours. After filtering and concentrating the reaction solution the residue is taken up in benzene and treated with low-boiling petroleum ether, until crystallization begins. By redissolving the crystals obtained from methylene chloride-petroleum ether, purple needles are obtained; Melting point I86 to 188 "; ultraviolet maximum at 439 mµ (in petroleum ether). This compound can analogously to example, d) and e) are converted into 4,4'-dioxo-ß-carotene; F. = 208 by 2090.
Beispiel 5 15, 15'-Dehydro-4, 4'-dibrom-fl-carotin 75 Gewichtsteile rohes I, I8-Di-[2', 6', 6'-trimethylcyclohexen-(2)-yliden-(1')]-3, 7, I2, I6-tetramethyl-8, II-dioxyoctadecahexaen-(2, 4, 6, I2, I4, I6)-in-(g) (gemäß Beispiel I gewonnen) werden in 350 Raumteilen trockenem Äther gelöst und in einer Stickstoffatmosphäre unter Rühren bei o bis 5° innerhalb von 30 Minuten mit einer Mischung von I0 Raumteilen Phosphortribromid und I00 Raumteilen Äther versetzt. Nach beendeter Zugabe rührt man die Mischung noch etwa 2 Stunden bei 0° weiter, saugt dann den roten Niederschlag ab, wäscht ihn mit kaltem Äther und trocknet ihn im Vakuum bei 400. Man erhält etwa 42 Gewichtsteile 4, 4'-Dibrom-I5, I5'-dehydrop-carotin mit einem breiten Absorptionsmaximum bei 430 bis 432 m,u. Example 5 15, 15'-dehydro-4,4'-dibromo-fl-carotene 75 parts by weight crude I, I8-di- [2 ', 6', 6'-trimethylcyclohexen- (2) -ylidene- (1 ')] - 3, 7, I2, I6-tetramethyl-8, II-dioxyoctadecahexaen- (2, 4, 6, I2, I4, I6) -in- (g) (obtained according to Example I) are dissolved in 350 parts by volume of dry ether and in a nitrogen atmosphere with stirring at 0 to 5 ° within 30 minutes with a mixture of 10 parts by volume Phosphorus tribromide and 100 parts by volume of ether added. After the addition is complete, stir if the mixture is continued for about 2 hours at 0 °, the red precipitate is then sucked off off, washes it with cold ether and dries it in a vacuum at 400. This gives about 42 parts by weight of 4,4'-dibromo-15, 15'-dehydro-carotene with a broad absorption maximum at 430 to 432 m, u.
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