NL8502530A

NL8502530A - Aroma- en parfumcomposities, gearomatiseerde voedings- en genotmiddelen, resp. geparfumeerde produkten die een of meer gesubstitueerde thiofenen als grondstof bevatten, alsmede gesubstitueerde thiofenen.

Info

Publication number: NL8502530A
Application number: NL8502530A
Authority: NL
Original assignee: Naarden International Nv
Priority date: 1985-09-16
Filing date: 1985-09-16
Publication date: 1987-04-16
Also published as: EP0219146A1; JPS6267080A; EP0219146B1; DE3675324D1; ES2002349A6; KR870002829A

Description

I 'ft "'»aed6 ' Ν,Ο. 33Λ21

Aroma- en parfnmcompositi.es, gearomatiseerde voedings- en genotmiddelen, resp. geparfumeerde produkten die één of meer gesubstitueerde thiofenen als grondstof bevatten, alsmede gesubstitueerde thiofenen.

De uitvinding heeft betrekking op aroma- en parfumcomposities, die 5 één of meer 3-alkyl-, 3-alkenyl- en 3-alkadiè‘nyl-gesubs titueerde thiofenen bevatten en op met één of meer van deze verbindingen of met genoemde composities gearomatiseerde voedings— en genotmiddelen, resp* geparfumeerde produkten. De uitvinding heeft bovendien betrekking op enkele 3-alkyl-, 3-alkenyl— en 3-alkadiënyl-gesubstitueerde thiofenen* 10 Er is een voortdurende belangstelling voor de bereiding van syn thetische smaak- en reukstoffen en de toepassing daarvan in voedings-en genotmiddelen en in te parfumeren produkten, zoals cosmetica, zepen, detergentia, huishoudelijke produkten en dergelijke. Deze belangstelling wordt gestimuleerd door de ontoereikende hoeveelheid en 15 vaak wisselende kwaliteit van natuurlijke smaak- en reukstoffen.

Hoewel zwavelverbindingen op zich meestal geen aangename smaak en geur hebben, is toch gebleken dat zij in veel natuurlijke aroma's en geuren een essentiële rol spelen. Ook blijkt in veel parfums een enigszins "zwavelige" noot gewenst ter afronding van de totale geur.

20 Er is daarom behoefte aan verbindingen met een duidelijk aanwezige, maar toch niet te sterk op de voorgrond tredende "zwavelige" geur- en smaaknoot, bij voorkeur gecombineerd met andere, aangename olfactische eigenschappen, zodat de verbindingen zich gemakkelijk laten combineren met bekende geur- en smaakstoffen.

25 Verrassenderwijs werd nu gevonden dat 3-gesubstitueerde thiofenen met de algemene formule 1 9 * T |Ί xy ^Sr ·& £, ^ dfe- * 2 cS^ ...

organoleptisch zeer waardevolle eigenschappen bezitten, waardoor zij 5 zeer geschikt zijn om als reuk- of smaakstof te worden gebruikt.

In formule 1 stelt géén, één, of twee van de stippellijnen een dubbele binding voor en wel zodanig dat geen gecumuleerde dubbele bindingen aanwezig zijn. De aldus gerepresenteerde verbindingen kunnen zowel de E- als de Z-configuratie bezitten.

10

Dergelijke gesubstitueerde thiofenen zijn in de reuk- en smaakstoffenindustrie nauwelijks bekend. Het Amerikaanse octrooischrift 3.702.253 vermeldt van 3-vinylthiofeen dat het bruikbaar is als smaakstof in voedingsmiddelen en dranken en een koolwaterstof-achtige geur 15 of smaak bezit.

Deze verbinding heeft echter een geheel andere chemische structuur dan de 3-(4-methylpentyl)-, 3-(4-methylpentenyl)- en 3-(4-methylpentadië-nyl)-thiofenen van de onderhavige uitvinding.

3-(4-Methylpent-3-enyl)-thiofeen is door verschillende onderzoekers 20 aangetoond in hop-olie, zie A. Suggett, M. Moir, J.C. Seaton, Proceedings of the European Brewery Convention Congress, Berlin, 1979, pp. 79-89; T.L. Peppard, J.A. Elvidge, Chem. & Ind. 1979, pp. 552-3; S. Araki, Y. Butsugan, Bull. Chem. Soc. Japan, 56 (1983), pp. 1446-9 en J.A. Elvidge, S.P. Jones, J. Chem. Soc. Perkin I, 1982, pp. 1089-25 94. In de laatste publikatie wordt de verbinding beschreven als een "pungent oil". Suggett en medewerkers, die deze en enkele andere zwavelverbindingen voor het eerst aantoonden in hop, vermeldt dat zij 85 0 2 53 0 3 een ongewenst aroma geven bij toevoeging aan bier.

De overige verbindingen volgens de uitvinding waren tot dusverre onbekend.

Derhalve kon van de verbindingen volgens de uitvinding niet worden 5 vermoed dat deze zulke waardevolle en gevarieerde organoleptische eigenschappen zouden bezitten, welke naast een algemene, maar weinig geprononceerde zwavelige noot onder andere omvatten bloemige, groene, kruidige, citrusachtige, moutige en caramelachtige geur- en smaaknoten. Zo kenmerkt bovengenoemd 3-(4-methylpent-3-enyl)-thiofeen zich door •jq een aangename groene en citrusachtige geur en duidelijk citrusaspecten bezittende smaak, vertoont de organolepsis van Z-3-(4-methylpenta-l,3-diënyl)-thiofeen een groen en fris-bloemig karakter, maar die van E-3-(4-methylpenta-l,3-diënyl)-thiofeen een kruidig, moutig, caramel-achtig karakter.

15

De verbindingen volgens de uitvinding kunnen als zodanig worden toegepast als smaak- of reukstoffen, of zij kunnen eerst worden gemengd met geschikte dragers of verdunningsmiddelen. Zij kunnen ook worden samengesteld met andere enkelvoudige verbindingen of met 2Q mengsels, bijvoorbeeld met etherische oliën, op voor de vorming van aroma- of parfumcomposities gebruikelijke wijze. Met de uitdrukkingen "aroma-compositie" en "parfumcompositie" worden hier bedoeld mengsels van smaak- respectievelijk reukstoffen en/of etherische oliën, desgewenst opgelost in een geschikt oplosmiddel of gemengd met een 25 poedervormig substraat dan wel verwerkt tot een poedervormig produkt en toegepast om een gewenste smaak of geur te verlenen aan allerlei soorten produkten, of de smaak of geur die deze produkten reeds hebben, te versterken of te verbeteren. Te aromatiseren produkten zijn voedings-en genotmiddelen, waaronder hier worden verstaan: vaste of vloeibare 8502530 4 *Λ * produkten bestemd voor menselijke consumptie, daaronder begrepen tabaksprodukten, geneesmiddelen en tandpasta. Te parfumeren produkten zijn bijvoorbeeld zepen, detergenten, luchtverfrissers, ruimtesprays, pommanders, kaarsen, cosmetica, zoals crèmes, zalven, toiletwaters, 5 pre- en after-shave lotions, talkpoeders, haarverzorgingsmiddelen, lichaamdeodorantia en antitranspiratiemiddelen.

Parfum- en aromagrondstoffen die met voordeel kunnen worden gecombineerd met de verbindingen volgens de uitvinding zijn bijvoorbeeld natuurlijke produkten, zoals extracten, etherische oliën, absolues, 10 resinoïden, harsen, concrêtes, enz., maar ook synthetische grondstoffen, zoals koolwaterstoffen, alkoholen, aldehyden, ketonen, ethers, zuren, esters, acetalen, ketalen, nitrillen, enz., waaronder verzadigde en onverzadigde verbindingen, alifatische, carbocyclische en heterocyclische verbindingen.

15 Zulke grondstoffen worden bijvoorbeeld genoemd in S. Arctander, Perfume and Flavor Chemicals (Montclair, N.J., 1969); in S. Arctander, Perfume and Flavor Materials of Natural Origin (Elizabeth, N.J., 1960) en in T.E. Furia & al., CRC Fenaroli's Handbook of Flavor Ingredients 2nd ed. (Cleveland, CRC Press Ine. 1975).

20

Voorbeelden van reukstoffen die kunnen worden gebruikt in combinatie met de verbindingen volgens de uitvinding zijn: geraniol, geranyl-acetaat, linalool, linalylacetaat, tetrahydroli.nalool, citronellol, citronellylacetaat, dihydromyrcenol, dihydromyrcenylacetaat, tetra-2^ hydromyrcenol, terpineol, terpinylacetaat, nopol, nopylacetaat, 2-fenylethanol, 2-fenylethylacetaat, benzylalcohol, benzylacetaat, benzylsalicylaat, styrallylacetaat, benzylbenzoaat, amylsalicylaat, dimethylbenzylcarbinol, trichloormethylfenylcarbinylacetaat, p-tert. butyl-cyclohexylacetaat, isononylacetaat, vetiverylacetaat, vetiverol, 8502 530 5 alfa-hexylkaneelaldehyde, 2-methyl-3-(p-tert.butylfenyl)-propanal, 2-raethyl-3-(p-isopropylfenyl)-propanal, 3-(p-tert.butylfenyl)-propa-nal, tricyclodecenylacetaat, tricyclodecenylpropionaat, 4-(4-hydroxy- 4-methylpentyl)-3-cyclohexeencarbaldehyde, 4-(4-methyl-3-pentenyl)-3-5 cyclohexeencarbaldehyde, 4-acetoxy-3-pentyl-tetrabydropyran, 3-car-boxymethy1-2-penty 1cyclopentaan, 2-n-heptylcyclopentanon, 3-methyl-2-pentyl-2-cyclopentenon, n-decanal, n-dodecanal, 9-decenol-l, fenoxy-ethyl-isobutyraat, fenylaceetaldehyde-dimethylacetaal, fenylaceetalde-hyde-diethylacetaal, geranylnitril, citronellylnitril, cedrylacetaat, 10 3-isokamfylcyclohexanol, cedrylmetbyletber, isolongifolanon, aubepine-nitril, aubepine, heliotropine, coumarine, eugenol, vanillien, di-fenyloxyde, hydroxycitronellal, jononen, methyljononen, isomethyl-jononen, ironen, cis-3-hexenol en esters daarvan, indan-muskusreukstoffen, tetralienmuskusreukstoffen, isochromanmuskusreukstoffen, 15 macröcyclische ketonen, macrolactonmuskusreukstoffen, etbyleenbrassy-laat, aromatische nitromuskusreukstoffen.

Hulpstoffen en oplosmiddelen die in parfumcomposities, welke verbindingen volgens de uitvinding bevatten, kunnen worden gebruikt zijn bijvoorbeeld: ethanol, isopropanol, diethyleenglycolmonoethyl- 2Q ether, diethylftalaat enz.. Derlijke hulpstoffen en oplosmiddelen voor aroma-composities zijn bijvoorbeeld: ethanol, diethyleenglycolmono-ethylether, propyleenglycol, glycerol en triacetine.

De te gebruiken hoeveelheden van de verbindingen volgens de uitvinding kunnen sterk uiteenlopen en hangen onder andere af van het produkt 2^ waarin de verbindingen worden toegepast en van de aard en de hoeveelheid van de andere componenten van een aroma of parfumcompositie.

In de meeste gevallen zal een hoeveelheid van 0,05 gew. deel per miljoen van een verbinding volgens de uitvinding in voedings- en genotmiddelen reeds waarneembaar zijn. In geconcentreerde aroma-compo- 8502530

frt V

6 sities kan in sommige gevallen een hoeveelheid tot 5 gew.% met voordeel worden toegepast.

In geconcentreerde parfumcomposities kunnen hoeveelheden van 100 gew. delen per miljoen al een waarneembaar effect op de geurindruk 5 hebben. Anderzijds is het voor het bereiken van speciale geureffecten ook mogelijk om een hoeveelheid van 5 gew.% of zelfs meer in een compositie toe te passen. In met behulp van parfumcompositie geparfumeerde produkten liggen deze concentraties evenredig lager, afhankelijk van de toegepaste hoeveelheid van de compositie in het eindprodukt.

10 De verbindingen volgens de uitvinding kunnen worden bereid volgens voor dergelijke verbindingen gebruikelijke methoden, bijvoorbeeld door Wittig-reactie van 3-thienyl-carbaldehyde of 3-thienylaceetaldehyde met een ylide bereid uit een geschikt gekozen alk(en)yl-trifenylfosfo-niumhalogenide. Voor zover van de verbindingen volgens de uitvinding 15 Z- en E-isomeren mogelijk zijn, leveren de bovengenoemde syntheseme-thoden een mengsel van deze isomeren. De isomerenverhouding in het mengsel kan worden beïnvloed door wijzigingen in de uitvoering van de reactie. Zo wordt meer van het Z-isomeer verkregen wanneer de reactie wordt uitgevoerd in een apolair oplosmiddel en wordt daarentegen meer 2q van het E-isomeer verkregen in polaire oplosmiddelen en/of in de aanwezigheid van lithiumzouten, b.v. door voor de bereiding van het ylide gebruik te maken van een lithium-base. De Wittig-reactie is beschreven in J. March, Advanced Organic Chemistry, (2nd ed.) pp. 864-872, met name pag. 870 en daarin genoemde literatuur.

25 De 4-methylpentyl- en sommige 4-methylpentenyl-verbindingen kunnen worden bereid met een Würtz-type reactie tussen 3-halogeenmethylthio-feen, een 3-methylbut(en)ylhalogenide en magnesium.

3-(4-Methylpent-3-enyl)-thiofeen kan worden bereid volgens voorschrift 8502 530 7 " iWlft;· van S. Araki en Y. Butsugan (zie boven) of van A. Corvers, J.H. van Mil, M.M.E. Sap eft H.M. Buck, Ree. Trav. Chim. Pays Bas, 96 (1977), pp. 18-22.

Bij de bereiding van verbindingen volgens de uitvinding verkregen iso-5 merenmengsels kunnen op gebruikelijke wijze, b.v. met behulp van pre-paratieve GLC worden gescheiden in de afzonderlijke isomeren. Veelal echter is een dergelijke scheiding niet nodig en kan met voordeel het isomerenmengsel als smaak- of reukstof worden toegepast.

10 De volgende voorbeelden zijn uitsluitend bedoeld ter illustratie van de werkwijze volgens de uitvinding en de synthese van de verbindingen volgens de uitvinding. De uitvinding is daartoe evenwel niet beperkt.

» 8502 530 8

Voorbeeld I

Bereiding van 3-(4-methylpent-3-enyl)-thiofeen

In een 2 1 reactiekolf werd gebracht 550 g cyclohexaan, 231 g 3-methyl-5 thiofeen en 5 g azoisobutyronitril. Het mengsel werd onder grondig roeren verwarmd tot reflux, waarna een mengsel van 437 g N-broomsuccin-imide en 5 g azoisobutyronitril werd toegevoegd, met een zodanige snelheid dat het reactiemengsel bleef refluxen.

Nadat alles was toegevoegd werd het reactiemengsel gekoeld tot 10°C, 10 vervolgens werd het neergeslagen succinimide afgefiltreerd en gewassen met cyclohexaan. Het gecombineerde filtraat werd ingedampt onder verminderde druk en het indampresidu gedestilleerd van 2 g calcium-carbonaat. Verkregen werd 217 g (52%) 3-broommethyl-thiofeen; kpt. 42-48°C/0,2 kPa.

15

In een 4 1 reactiekolf werd gebracht 217 g 3-broommethyl-thiofeen, 513 g prenylchloride, 117 g koper(I)jodide en 2 kg tetrahydrofuran. In kleine porties werd vervolgens 750 g magnesiumkrullen toegevoegd met een zodanig snelheid dat de temperatuur van het reactiemengsel niet 20 boven 30°C steeg. Bij te grote temperatuurstijgingen werd het reactiemengsel tijdelijk gekoeld. De eerste portie magnesium werd geactiveerd door er een jodiumkristal op te sublimeren. Nadat alle magnesium was toegevoegd werd met behulp van GLC gecontroleerd of nog broommethyl-thiofeen dan wel prenylchloride aanwezig was. Eventueel diende nog 2^ magnesium te worden toegevoegd. Vervolgens werd het mengsel nog 1 uur bij 40°C nageroerd en daarna uitgegoten in een mengsel van 180 g ammoniumchloride, 1 1 water en 500 g ijs en geroerd.

De waterige laag werd afgescheiden en geëxtraheerd met 800 g cyclohexaan. De gecombineerde organische lagen werden ingedampt onder ver 8502530 i, .«ί» 9 minderde druk. Een fractie van 142 g kokende bij 48-60°C/0,15 kPa werd opgevangen. Deze werd gefractioneerd onder verminderde druk waarbij 112 g 3-(4-methylpent-3-enyl)-thiofeen werd verkregen; kpt. 68°C/0,3 kPa (opbrengst 55%).

5

Voorbeeld II

Bereiding van 3-(4-methyl-penta-l,3-diënyl)-thiofeen

Prenyl-trifenylfosfoniumchloride werd bereid volgens het voorschrift 10 van R. Rüegg, U. Schwieter, G. Rijser, P. Schudel en 0. Isler; Helv.

Chim. Acta, 44, 994 (1961).

In een 1 1 reactiekolf werd gebracht 73,4 g prenyl-trifenylfosfonium-chloride, 7,8 g natriumamide en 260 ml droge tetrahydrofuran. Het 1^ reactiemengsel werd onder een droge stikstofatmosfeer gehouden, 30 minuten geroerd bij kamertemp., en vervolgens gekoeld tot ca -15°C.

Vervolgens werd een. oplossing van 19,8 g 3-thienylcarbaldehyde in 50 ml droge tetrahydrofuran zodanig gedoseerd toegevoegd, dat de temperatuur van het reactiemengsel onder -10°C bleef. Na deze toevoe-2Q ging werd het reactiemengsel nog 4 uur bij kamertemp. geroerd. Vervolgens werd 200 ml water toegevoegd, waarna de organische laag werd afgescheiden. De waterige laag werd 3x geëxtraheerd met ether. De gecombineerde organische lagen werden gedroogd op magnesiumsulfaat en vervolgens ingedampt onder verminderde druk. Uit het indampresidu werd 2^ het neergeslagen trifenylfosfine-oxide verwijderd door het 5 maal op te koken met petroleumether en te filtreren. Het filtraat werd ingedampt waarbij 22 g indampresidu werd verkregen, dat werd gedestilleerd onder verminderde druk. Verkregen werd 12 g (42%) 3-(4-methyl-penta-l,3-diënyl)-thiofeen, kpt. 96-97°C/0,15 kPa, bestaande uit een mengsel 8502530 ^ 10 van 60% Z-isomeer en 40% E-isomeer. Het mengsel vertoonde een kruidig en fris-bloemig karakter en was als zodanig zeer geschikt voor toepassing als smaak- of reukstof.

Het kon worden gescheiden in de beide zuivere componenten m.b.v. GLC 5 over een gepakte kolom met 10% DEGS als stationaire fase (2 m, kolom-temp. 165°C, gassnelheid 60 ml/min.), waarbij het Z-isomeer als eerste werd verkregen.

E-isomeer: Smpt. 31-32°C.

10 NMR (in CC14, 100 MHz, δ in ppm t.o.v. TMS): 1,81 (6H, breed s); 5,82 (1H, breed d, J = 10 Hz); 6,30 (1H, d, J = 15 Hz); 6,67 (1H, dd, J = 10 en 15 Hz); 6,97 (1H); 7,13 (2H).

Z-isomeer: n 20/D = 1,6075.

15 NMR: 1,79 (3H, breed s); 1,81 (3H, breed s); 6,0-6,4 (3H, m); 6,9-7,2 (3H, m).

Voorbeeld III

20 Een grapefruit-aroma voor een frisdrank werd bereid volgens onderstaand recept: 1,7 g Grapefruitsapolie 4,0 g Limette-uitschudding 17,0 g Sinaasappel-uitschudding 25 110,0 g Grapefruitolie-uitschudding 390,0 g Ethanol

Bovenstaande componenten werden gemengd en goed homogeen geroerd. Vervolgens werd het mengsel al roerende aangevuld tot 1 kg met gedemine-raliseerd water.

8502 53 0 im, .- 11

Van bovengenoemd aroma werd een grapefruitdrank bereid door 2 g van het aroma toe te voegen aan 1 1 koolzuurhoudend water.

Op dezelfde wijze werd een grapefruitdrank bereid uitgaande van een 5 grapefruit-aroma dat behalve bovengenoemde componenten ook 0,3 g 3-(4-methylpent-3-enyl)-thiofeen per kg aroma bevatte.

Beide grapefruitdranken werden door een panel van deskundigen vergeleken. Men was het er algemeen over eens dat de grapefruitdrank die 10 3-(4-methylpent-3-eayl)-thiofeen bevatte een krachtigere en meer afgeronde grapefruitsmaak bezat.

Voorbeeld IV

1tj Een parfumcompositie voor een Men's Cologne werd bereid volgens onderstaand recept: . Acetylcedreen 150 gew. dln.

Bergamotolie, furocoumarine-vrij 100 " "

Linalylacetaat 60 " " 20 lavandinolie 50 " ”

Geraniumolie Bourbon 50 " "

Citroenolie 50 " "

Coumarine 30 " " lavendelolie Frans 30 " " __ 2-Methyl-3-(p-tert.butylfenyl)-propanal 25 " "

O

Heliotropine 20 " "

Dihydromyrcenol 20 " ’’ 11-Oxahexadecanolide 20 " "

Limette-olie 20 " "

85 0 2 5 3 Q

12

Vetiverylacetaat 20 " "

Petitgrainolie 20 " ” 2,4-Dihydroxy-3,6-dimethyl-benzoëzure methylester 10 " "

Corianderolie 10 " " 5 Sandelhoutolie Oost Indisch 10 " "

Eugenol 10 "

Armoise-olie 10 11 "

Methyl-nonyl-aceetaldehyde* 10 " "

Methylchavicol 5 " " 10 3-(4-Methyl-pent-3-enyl)-thiofeen* 20 750 gew. dln.

* 10% oplossing in dipropyleenglycol 8502 530

Claims

1. Aroma- en parfumcomposities, gearomatiseerde voedings- en genotmiddelen respektievelijk geparfumeerde produkten, die een of meer gesubstitueerde thiofenen als grondstof bevatten, gekenmerkt door een gehalte aan een of meer thiofeenderivaten met de formule (1) 5 o> 10 waarin geen, een of twee van de stippellijnen een dubbele binding voorstellen, met dien verstande, dat geen gecumuleerde dubbele bindingen aanwezig zijn.

2. Gearomatiseerd voedings- en genotmiddel volgens conclusie 1, gekenmerkt door een gehalte aan ten minste 0,05 dpm van een of meer van 15 de in conclusie 1 gedefinieerde thiofeenderivaten.

3. Parfumcompositie volgens conclusie 1, gekenmerkt door een gehalte aan ten minste 100 dpm van een of meer van de in conclusie 1 gedefinieerde thiofeenderivaten.

4. Toepassen van een aroma- respektievelijk parfumcompositie vol-20 gens een of meer der conclusies 1 en 3 of van een of meer van de in conclusie 1 gedefinieerde thiofeenderivaten als zodanig voor het aromatiseren van voedings- en genotmiddelen respektievelijk voor het parfumeren van produkten.

5. Thiofeenderivaten, gekenmerkt door de formule (1), waarin geen, 25 een of twee van de stippellijnen een dubbele binding voorstellen, met dien verstande, dat geen gecumuleerde dubbele bindingen aanwezig zijn en 3-(4-methylpent-3-enyl)thiofeen is uitgesloten. *** __ 8502 530