ES2267408A1 - Procedimiento para producir un compuesto de 2-(l-mentoxi)etanol. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento por el que un compuesto de 2-(L-mentoxi)etanol que puede permitir a alimentos o bebidas, cigarrillos, cosméticos, etc. dar sensación de frío y frescor, se puede producir a partir de materiales baratos por medio de una etapa sencilla a bajo coste. El procedimiento, que es para producir un compuesto de 2-(L-mentoxi)etanol que se representa por la fórmula general (1) **FORMULA** (en la que R representa hidrógeno, alquilo, o 1-hidroxialquilo), comprende hacer reaccionar L-mentol con 1,2-epoxialcano en presencia de un catalizador que comprende un ácido de Lewis.
Description
Procedimiento para producir un compuesto de
2-(L-mentoxi)etanol.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para producir compuesto de
2-(L-mentoxi)metanol. Más específicamente la
presente invención proporciona un procedimiento para producir
compuesto de 2-(L-mentoxi)metanol que puede
dar un efecto de sensación de frío y sensación de frescor a los
alimentos y bebidas, cigarrillos, cosméticos y similares, por
medio de una etapa sencilla y a un coste bajo.
Ya son conocidas diversas sustancias que dan
sensación de frío o sensación de frescor (en adelante, esto se puede
denominar conjuntamente como "sensación de frío y frescor") a
la epidermis o a la membrana mucosa humana, particularmente a la
cavidad oral, la cavidad nasal, la garganta, o partes del ojo. Un
ejemplo representativo es L-mentol, que es uno de
los componentes principales del aceite de menta y que se usa
ampliamente en goma de mascar, dentífrico, champú y similares. A
pesar de que el L-mentol tiene efectivamente una
fuerte sensación de frío y frescor, su efecto no
dura mucho tiempo, y los usos y las cantidades en fórmula están limitadas a menudo debido a su fuerte olor a menta.
dura mucho tiempo, y los usos y las cantidades en fórmula están limitadas a menudo debido a su fuerte olor a menta.
Por lo tanto, se han desarrollado compuestos que
tienen un comportamiento de sensación de frío y frescor tales como
L-mentol con el fin de mejorar la continuidad y el
olor. Compuestos de este tipo incluyen, por ejemplo,
p-mentanos-3-sustituidos
(véase
JP-A-47-16647,
JP-A-47-16449, y la
memoria descriptiva de la patente de Reino Unido nº 1.315.626),
p-mentano-3-carboxamidas-N-sustituidas
(véase
JP-A-47-16648),
dioles de p-mentano (véase
JP-A-47-16650),
3-(L-mentoxi)-propano-1,2-dioles
(véanse
JP-A-61-48813), y
la memoria descriptiva de la patente de EE.UU nº 4.459.425),
(2S)-3-{(1R, 2S,
5R)-[5-metil-2-(1-metiletil)ciclohexil]oxi}-1,2-propanodiol
(véase
JP-A-7-82200),
(1'R, 2'S,
5'R)-3L-mentoxialcano-1-oles
(véase
JP-A-2001-294546), y
similares. Estos compuestos no tienen un fuerte olor a menta como
L-mentol, y tienen un comportamiento de sensación
de frío y frescor que dura un período comparativamente largo, y por
lo tanto son extremadamente útiles.
Entre los compuestos anteriormente descritos,
(1'R, 2'S,
5'R)-3L-mentoxialcano-1-oles,
según se describen en
JP-A-2001-294546),
tienen un comportamiento excelente de sensación de frío y frescor
pero, hasta ahora, no se había establecido un procedimiento
sencillo y barato para la producción de los mismos. Un
procedimiento para producir dicho compuesto adoptado en
JP-A-2001-294546) es
un procedimiento en el que se reduce un compuesto de éter obtenido
a
partir de L-mentol y ácido cloracético usando hidruro de litio y aluminio, que es un procedimiento complejo y costoso.
partir de L-mentol y ácido cloracético usando hidruro de litio y aluminio, que es un procedimiento complejo y costoso.
El propósito de la presente invención es
proporcionar un procedimiento para producir
2-(L-mentoxi)etanol y compuestos relacionados
con el mismo que pertenecen a (1'R, 2'S,
5'R)-3L-mentoxialcano-1-oles
que tienen excelente comportamiento como agentes para proporcionar
sensación de frío y frescor, usando una materia prima barata y una
etapa sencilla, adicionalmente a un bajo coste.
Los inventores de la presente han estudiado
intensamente una manera de conseguir el propósito anteriormente
mencionado y han encontrado que, cuando se hacen reaccionar
L-mentol y 1,2-epoxialcanos usando
un ácido de Lewis como catalizador, se pueden producir los
2-(L-mentoxi)etanoles objetivos de modo
extremadamente sencillo en un procedimiento en una etapa única, y a
un coste bajo, usando un compuesto de materia prima barata y un
catalizador, y sin usar hidruro sódico que necesita precauciones de
manejo y, además, sin emplear procedimientos complicados. Basados
en estos hallazgos, se ha conseguido la presente invención.
La presente invención es, a saber:
(1) Un procedimiento para la producción de un
compuesto que se representa por la fórmula general (III)
(R es un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo o
un grupo 1-hidroxialquilo), que comprende hacer
reaccionar L-mentol que se representa por la fórmula
general (I)
con
1,2-epoxialcanos que se representan por la fórmula
(II)
(R es el mismo grupo que se ha
descrito anteriormente), en presencia de un catalizador que
comprende un ácido de
Lewis.
La presente invención es, además:
(2) El procedimiento para la producción según el
aspecto anterior (1), en el que el catalizador que comprende el
ácido de Lewis es un tipo o un mínimo de dos tipos de compuestos
seleccionados del grupo que consta de cloruro de aluminio, cloruro
de cinc, bromuro de cinc, cloruro férrico (III), y trifluoruro de
boro dietileterato.
(3) El procedimiento para la producción según el
aspecto anterior (1) o (2), en el que el catalizador que comprende
el ácido de Lewis es cloruro de aluminio o cloruro de cinc, o los
dos.
(4) El procedimiento para la producción según
uno cualquiera de los aspectos anteriores (1) a (3), en el que
los 1,2-epoxialcanos son óxido de etileno.
En adelante, la presente invención se explica
con detalle.
Como es claro a partir de la descripción
anterior, la presente invención produce, en un procedimiento de
reacción de etapa única,
2-(L-mentoxi)etanoles que se representan por
la fórmula general (III) anteriormente descrita [en adelante
denominada "2-(L-mentoxi)etanoles
(III)"] usando L-mentol y
1,2-epoxialcanos, que se representan por la fórmula
general (II) anteriormente descrita [en adelante denominada
"1,2-epoxialcanos (II)"] como compuesto de
materia prima barata.
L-mentol es un compuesto de
materia prima bien conocido, y el otro compuesto de materia prima
1,2-epoxialcanos (II) puede ser uno de los que se
encuentran disponibles comercialmente, o uno de los que se
sintetizan por un método usual.
En la fórmula general (II) anteriormente
descrita, así como en la fórmula general (III) anteriormente
descrita, R representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo o
un grupo 1-hidroxialquilo.
Cuando R es un grupo alquilo, puede ser tanto un
grupo alquilo lineal como un grupo alquilo ramificado, y es
preferiblemente un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene 1 a
5 átomos de carbono. Ejemplos específicos de un grupo alquilo
preferible que tiene 1 a 5 átomos de carbono incluyen un grupo
metilo, un grupo etilo, un grupo propilo, un grupo isopropilo, un
grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo
sec-butilo, un grupo terc-butilo, un
grupo n-pentilo, un grupo isopentilo, un grupo
neopentilo, un grupo terc-pentilo, y
similares.
Cuando R es un grupo
1-hidroxialquilo, puede ser tanto un grupo
1-hidroxialquilo lineal como un grupo
1-hidroxialquilo ramificado. En ese caso, R es
preferiblemente un grupo 1-hidroxialquilo lineal o
ramificado que tiene 1 a 5 átomos de carbono. Ejemplos específicos
de un grupo 1-hidroxialquilo preferible incluyen un
grupo hidroximetilo, un grupo 1-hidroxietilo, un
grupo
1-hidroxi-n-propilo,
un grupo
1-hidroxi-1-metiletilo,
un grupo
1-hidroxi-n-butilo,
un grupo
1-hidroxi-n-pentilo,
y similares.
En cuanto a la relación de
L-mentol y 1,2-epoxialcanos (II),
es preferible para 1 mol de L-mentol, de 0,1 a 5,0
mol de 1,2-epoxialcanos (II), y es más preferible
de 0,5 a 2,5 mol de los mismos. Cuando la relación de uso de ambos
compuestos cae fuera del intervalo anteriormente descrito, los
2-(L-mentoxi)etanoles (III) objetivos no se
pueden obtener uniformemente.
En cuanto al ácido de Lewis usado como
catalizador, se puede usar uno cualquiera con tal que sea ácido de
Lewis pero, entre ellos, se usan preferiblemente un tipo o un
mínimo de dos tipos entre cloruro de aluminio (anhídrido), cloruro
de cinc (anhídrido), bromuro de cinc, cloruro férrico (III), y un
complejo trifluoruro de boro dietileterato, porque se pueden
obtener los 2-(L-mentoxi)etanoles (III)
objetivos con selectividad y rendimiento elevados. Entre ellos, es
preferible un uso, único tanto de uno solo de cloruro de aluminio
(anhídrido) o cloruro de cinc (anhídrido), como un uso combinado de
ambos desde el punto de vista de la selectividad y el rendimiento
de la reacción de los 2-(L-mentoxi)etanoles
(III) objetivos.
El uso de un ácido de Lewis es preferiblemente
0,01 a 3,0 mol, más preferiblemente 0,1 a 1,0 mol, referidos a 1
mol de L-mentol que es un compuesto de una materia
prima (un substrato). Cuando el uso de un ácido de Lewis es menor
que el anteriormente descrito 0,01 mol, los
2-(L-mentoxi)etanoles (III) objetivos no se
pueden generar uniformemente, y por otra parte, incluso cuando
excede de 1,0 mol, no hay mejora en el rendimiento de conversión, y
por lo tanto, no es económico.
Una reacción de L-mentol con
1,2-epoxialcanos (II), se lleva a cabo
preferiblemente en un disolvente orgánico desde los puntos de vista
del desarrollo uniforme y operacionalidad de la reacción. El tipo
de disolvente orgánico no se limita en especial, e incluye, por
ejemplo, un disolvente del tipo hidrocarburo tal como hexano,
heptano, y tolueno, un disolvente del tipo hidrocarburo halogenado
tal como diclorometano, un disolvente del tipo éter tal como
tetrahidrofurano, dioxano, dietiléter, diisopropiléter,
metilterc-butiléter, y etilenglicol dimetiléter, y
similares. Entre ellos, se usa preferiblemente un disolvente del
tipo hidrocarburo tal como hexano, heptano, y tolueno, desde los
puntos de vista de precio, operacionalidad en el
post-tratamiento, y similares.
Una reacción de L-mentol con
1,2-epoxialcanos (II), se lleva a cabo
habitualmente dentro del intervalo de -50ºC a 100ºC,
preferiblemente entre -30ºC y 40ºC, y haciéndolos reaccionar
durante 0,5 a 15 horas, preferiblemente 1,0 a 5,0 horas a la
temperatura anteriormente descrita, se pueden obtener los
2-(L-mentoxi)etanoles (III) objetivos en un
procedimiento de etapa única, extremadamente sencillo, y con
elevada selectividad.
Los 2-(L-mentoxi)etanoles
(III) así obtenidos se pueden purificar adoptando un tipo o un
mínimo de dos tipos de métodos de purificación habitualmente usados
tales como diversos tipos de cromatografía, destilación,
recristalización, y similares.
Al mismo tiempo, el contenido completo que se
describe en la memoria descriptiva de la Solicitud de Patente nº
2003-111597 se incorpora en la presente memoria
descriptiva.
En adelante, la presente invención se explica
específicamente por medio de Ejemplos, pero la presente invención
no se debería limitar en lo más mínimo por los Ejemplos que siguen
como referencia.
(1) A un matraz de 1000 ml de cuatro bocas, se
añadieron 100,0 g (641 mmol) de L-mentol y 42,7 g
(320 mmol) de cloruro de aluminio anhídrido, y después de purgar
con nitrógeno y de la adición de 500 ml de tolueno, se comenzó la
agitación bajo enfriamiento con hielo. Después de confirmar que la
temperatura de la solución de reacción había bajado a 5ºC
aproximadamente, se aportaron 57 g de óxido de etileno mientras se
mantuvo la temperatura de la solución de 5 a 10ºC. Después del
final de la aportación, se llevó a cabo agitación adicional a
temperatura ambiente durante una hora para completar la
reacción.
(2) A continuación, la solución de reacción se
enfrió de nuevo y se lavó con 150 ml de ácido clorhídrico al 10%
mientras se mantuvo la temperatura no más alta de 20ºC. Luego,
después de lavados consecutivos con 50 ml de agua saturada con
bicarbonato sódico y 100 ml de agua saturada de sal, se extrajo el
agua con sulfato sódico, y se recuperó el disolvente bajo presión
reducida para obtener 123,1 g de
2-(L-mentoxi)etanol bruto. Se llevó a cabo la
destilación vigorosa del mismo, seguida de la recuperación de la
materia prima sin reaccionar, aislamiento y purificación de la
sustancia objetivo para obtener 60,8 g de
2-(L-mentoxi)etanol purificado (rendimiento
teórico referido a L-mentol: 47,4%) y para
recuperar 45,7 g de L-mentol sin reaccionar.
\newpage
Ejemplo Comparativo
1
Del mismo modo que en el Ejemplo 1, excepto que
se usó 1,1 mol de hidruro sódico referido a 1 mol de
L-mentol, la temperatura de la solución en reacción
es aproximadamente 95ºC, y el tiempo total de reacción es 1,0
hora, se produjo 2-(L-mentoxi)etanol haciendo
reaccionar L-mentol y óxido de etileno.
En la Tabla 1, a continuación, se muestran los
resultados del Ejemplo 1 y del Ejemplo Comparativo 1, junto con la
conversión de L-mentol, selectividad a
2-(L-mentoxi)etanol y rendimiento de
2-(L-mentoxi)etanol.
| Catalizador | Temp. | Tiempo | Conv. | Selectivid. | Rendim. | ||
| (reactivo) | Reacc. (ºC) | Reac. (hr) | (%) | (%) | (%) | ||
| Tipos | Cantidad 1) | ||||||
| Ejemp. 1 | AlCl_{3} | 0,5 mol | 5 a 10 | 2,0 | 54,5 | 88,6 | 47,4 |
| anhídrido | |||||||
| Ejemp. | NaH | 1,1 mol | 95 | 1,0 | 68,8 | 61,6 | 42,4 |
| Comp. 1 | |||||||
| 1) Cantidad referida a 1 mol de L-mentol |
Según se observa a partir del resultado en la
Tabla 1, en el Ejemplo Comparativo 1 en el que se usó hidruro
sódico como catalizador básico, el uso de catalizador fue mayor y
la selectividad y el rendimiento del
2-(L-mentoxi)etanol objetivo fueron más
bajos, en comparación con el Ejemplo 1, en el que se usó cloruro
de aluminio anhídrido como catalizador de ácido de Lewis.
Del mismo modo que en el Ejemplo 1, excepto que
se usó 0,2 mol de cada uno de los ácidos de Lewis que se muestran
en la Tabla 2 a continuación referidos a 1 mol de
L-mentol, y se adoptaron las temperaturas y los
tiempos de reacción que se muestran en la Tabla 2, se produjo
2-(L-mentoxi)etanol haciendo reaccionar
L-mentol y óxido de etileno.
En la Tabla 2, a continuación, se muestran los
resultados. Además, la conversión, selectividad y rendimiento
tienen los mismos significados que en la Tabla 1.
| Ej. nº | Catalizador | Temp. | Tiempo | Conv. | Selectivid. | Rendim. | |
| (reactivo) | Reacc. (ºC) | Reac. (hr) | (%) | (%) | (%) | ||
| Tipos | Cantidad 1) | ||||||
| 1 | AlCl_{3} | 0,2 mol | 40 | 2,0 | 38,8 | 86,2 | 33,5 |
| anhídrido | |||||||
| 2 | ZnCl_{2} | 0,2 mol | 40 | 3,0 | 27,4 | 91,2 | 25,0 |
| 3 | BF_{3} \cdot OEt_{2} | 0,2 mol | 40 | 2,0 | 49,7 | 48,7 | 24,2 |
| 1) Cantidad referida a 1 mol de L-mentol |
Según se observa a partir del resultado en la
Tabla 2, cuando se usaron cloruro de aluminio anhídrido y cloruro
de cinc como catalizadores que comprenden un catalizador de ácido
de Lewis, se pudieron obtener los
2-(L-mentoxi)etanoles objetivos con elevada
selectividad y elevado rendimiento.
Según el método de la presente invención los
2-(L-mentoxi)etanoles (III), con excelente
comportamiento de sensación de frío y frescor, que no se ha usado
mucho hasta ahora porque no estaba disponible un método práctico
de producción, se pueden producir en un procedimiento de etapa
única, de modo sencillo, y con bajo coste, y adicionalmente, con
elevado rendimiento, usando como materias primas compuestos baratos
que se usan comúnmente, tales como L-mentol y
1,2-epoxialcanos (II).
El añadir
2-(L-mentoxi)etanoles producidos por la
presente invención a diversos tipos de productos de consumo, tales
como diversos alimentos y bebidas, cosméticos, cigarrillos y
similares, permite darles excelente sensación de frío y frescor con
suave aroma y continuidad adicional y así pueden mejorar los valores
de estos productos de consumo.
Claims (4)
1. Un procedimiento para la producción de un
compuesto que se representa por la fórmula general (III)
(R es un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo o
un grupo 1-hidroxialquilo), que comprende hacer
reaccionar L-mentol que se representa por la
fórmula general (I)
con
1,2-epoxialcanos que se representan por la fórmula
(II)
(R es el mismo grupo que se ha
descrito anteriormente), en presencia de un catalizador que
comprende un ácido de
Lewis.
2. El procedimiento para la producción según la
Reivindicación 1, en el que el catalizador que comprende un ácido
de Lewis es un tipo o un mínimo de dos tipos de compuestos
seleccionados del grupo que consta de cloruro de aluminio, cloruro
de cinc, bromuro de cinc, cloruro férrico (III), y trifluoruro de
boro dietileterato.
3. El procedimiento para la producción según
las Reivindicaciones 1 ó 2, en el que el catalizador que comprende
un ácido de Lewis es cloruro de aluminio o cloruro de cinc, o
ambos.
4. El procedimiento para la producción según
una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 3, en el que los,
1,2-epoxialcanos son óxido de etileno.
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