PL196395B1

PL196395B1 - Nowy nasycony g-spirolakton i sposób jego wytwarzania

Info

Publication number: PL196395B1
Application number: PL362878A
Authority: PL
Inventors: Iwona Dams; Julia Gibka; Czesław Wawrzeńczyk
Original assignee: Wrocław University Of Environmental And Life Sciences
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2007-12-31
Also published as: PL362878A1

Abstract

1. Nowy nasycony g-spirolakton o wzorze 1 przedstawionym na rysunku.

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (²¹) Numer zgłoszenia: ³⁶2878 (51) IntCL

C07D 307/94 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 15.10.2003

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

(54)	Nowy nasycony g-spirolakton i sposób jego wytwarzania
		(73) Uprawniony z patentu:
		Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wrocław,PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
	05.04.2004 BUP 07/04	(72) Twórca(y) wynalazku: Iwona Dams,Radom,PL Julia Gibka,Łódź,PL Czesław Wawrzeńczyk,Wrocław,PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
	31.12.2007 WUP 12/07	(74) Pełnomocnik:
		Mączka Stanisław, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

(57) t . Nowy naycooyy γ-ppirolkktono woorze 1 przedstawionym na rysunku.

PL 196 395 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest nowy nasycony γ-spirolakton i sposób jego wytwarzania.

Lakton ten może znaleźć zastosowanie jako składnik kompozycji zapachowych w przemyśle kosmetycznym lub spożywczym.

Istotą wynalazku jest nowy nasycony g-spirolakton, o wzorze 1 przedstawionym na rysunku.

Sposób, według wynalazku, polega na tym, że (R)-(+)-pulegon albo (S)-(-)pulegon redukuje się borowodorkiem sodu do cis-(1R, 5R)-pulegolu albo cis-(1S, 5S)-pulegolu. Uzyskany cis-(1R, 5R)-pulegol albo cis-(1S, 5S)-pulegol poddaje się reakcji przegrupowania Claisena metodą ortooctanową. Otrzymany w ten sposób ester etylowy kwasu (4R)-(+)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)-butanowego albo (4S)-(-)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego hydrolizuje się za pomocą etanolowego roztworu wodorotlenku potasu do kwasu (4R)-(+)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego albo (4S)-(-)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego. Następnie, uzyskane kwasy poddaje się jodolaktonizacji jodem w wodnym roztworze jodku potasu w środowisku zasadowym, do d-jodo-g-spirolaktonu (5R, 6S, 8R)-(+)-6-jodo-4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro[4.5]-2-dekanonu albo (5S, 6R, 8S)-(-)-6-jodo-4.4.8-trimetylo-1-oksaspirO[4.5]-2-dekanonu. Uzyskane w ten sposób d-jodo-g-spirolaktony poddaje się wolnorodnikowej redukcji za pomocą tri-n-butylowodorku cyny.

W wyniku redukcji (5R, 6S, 8R)-(+)-6-jodo-4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro[4.5]-2-dekanonu albo (5S, 6R, 8S)-(-)-6-jodo-4.4.8-trimetylo-1-oksaspirΌ[4.5]-2-dekanonu otrzymuje się ten sam produkt, to jest nieczynny optycznie nasycony g-spirolakton.

Lakton ten charakteryzuje się penetrującym, orzeźwiająco-chłodzącym zapachem mentolowomentonowym i może znaleźć zastosowanie jako składnik kompozycji zapachowych w przemyśle kosmetycznym lub spożywczym.

Sposób według wynalazku objaśniony jest bliżej w przykładach wykonania.

Przykład 1

Do ochłodzonego do temperatury 0°C roztworu 1,5 g (9,9 mmol) (R)-(+)-pulegonu w 18 cm³ metanolu i 3,6 cm3 wody wkrapla się 0,4 g (10,6 mmol) borowodorku sodu w 21 cm3 etanolu. Mieszanie kontynuuje się przez 2 godziny w temperaturze pokojowej. Po zakończeniu reakcji (TLC, jako eluent stosuje się heksan/aceton, 20:1) mieszaninę wylewa się do nasyconego roztworu chlorku sodu i produkt ekstrahuje kilkoma porcjami heksanu. Połączone warstwy heksanowe przemywa się wodą, do uzyskania odczynu obojętnego, a następnie suszy odwodnionym siarczanem magnezu (VI). Po oddestylowaniu rozpuszczalnika otrzymuje się 1,5 g surowego cis-(1R, 5R)-pulegolu (96% czystości według GC).

Otrzymany w ten sposób cis-(1 R, 5R)-pulegol (1,5 g, 9,7 mmol), razem z 15 cm3 (78,3 mmol) ortooctanu etylu i katalityczną ilością kwasu propionowego (1 kropla), ogrzewa się w temperaturze 138°C przez 8 godzin, przy ciągłym oddestylowywaniu alkoholu etylowego z mieszaniny reakcyjnej. Przebieg reakcji kontroluje się za pomocą chromatografii gazowej i cienkowarstwowej. Po zakończeniu reakcji oddestylowuje się, pod zmniejszonym ciśnieniem, nadmiar nieprzereagowanego ortooctanu etylu, a surowy produkt poddaje chromatografii kolumnowej (żel krzemionkowy, jako eluent stosuje się mieszaninę heksan/eter dietylowy, 80:1). Otrzymuje się 1,9 g czystego estru etylowego kwasu (4R)-(+)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego, co stanowi 86% wydajności teoretycznej.

Dane spektroskopowe i stałe fizyczne otrzymanego związku są następujące:

[α] D = +44,1° (c = 5,63, aceton); n³⁰ = 1,4630; ¹H NMR (CDCl₃): δ = 0,91 (d, J = 6,1 Hz, 3H, CH₃-4), 1,10 i 1,13 (dwa s, 6H, (CH₃)₃C<), 1,20 (t, J = 7,1 Hz, 3H, -OCH₃CH₃), 1,44-1,66 (m, 4H, CH₃grupy), 1,96-2,10 (m, 3H, CH₃-grupa i H-4), 2,29 i 2,32 (układ AB, J -13,2 Hz, 2H, CH₃-2), 4,04 (q, J = 7,1 Hz, 2H, -OCH₃CH₃), 5,41 (m, 1H, H-2); IR(film): v = 1748 (s, C=O), 1392 i 1372 (s, (CH₃)₃C<), 1232 i 1120 (s, C-O-C).

Uzyskany ester etylowy kwasu (4R)-(+)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego o

(1,9 g, 8,5 mmol) rozpuszcza się w 27 cm 2,5% roztworu wodorotlenku potasu w alkoholu etylowym. Mieszaninę reakcyjną ogrzewa się w temperaturze wrzenia pod chłodnicą zwrotną przez 3 godziny. Po zakończeniu reakcji (TLC, jako eluent stosuje się mieszaninę heksan/eter dietylowy, 80:1), pod zmniejszonym ciśnieniem, oddestylowuje się etanol a pozostałość, w celu usunięcia zanieczyszczeń organicznych, rozpuszcza się w wodzie i przemywa eterem dietylowym. Warstwę wodną doprowadza się do odczynu kwaśnego za pomocą 0,1 M roztworu kwasu solnego, po czym produkt ekstrahuje się kilkoma porcjami eteru dietylowego. Frakcję eterową przemywa się nasyconym roztworem chlorku

PL 196 395 B1 sodu i suszy odwodnionym siarczanem magnezu (VI). Po oddestylowaniu eteru dietylowego otrzymuje się

1,6 g surowego kwasu (4R)-(+)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego (wydajność 98%):

Dane spektroskopowe i stałe fizyczne otrzymanego kwasu są następujące:

[α]|⁷ = +47,8° (c = 5,9, aceton); = 1,4710; ¹H NMR (CDCh): d = 0,91 (d, J - 6,2 Hz,3H, CH3-4), 1,13 i 1,15 (dwa s, 6H, (CH3)₂C<), 1,53-1,72 (m, 4H, CH2-grupy), 2,00-2,15 (m, 3H, CH2- grupa i H-4), 2,33 i 2,35 (układ AB, J = 13,3 Hz, CH₂-2), 5,46 (m, 1H, H-2), 10,00 (br. s, 1H, -COOH);

IR (film): v - 3000 (m, br., OH), 1716 (s, C=O).

Do 1,6 g (8,2 mmol) uzyskanego kwasu (4R)-(+)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego rozpuszczonego w 30 cm³ eteru dietylowego dodaje się 25 cm³ 0,5 M roztworu wodorowęglanu sodu. Całość miesza się w temperaturze pokojowej przez 30 minut, a następnie ogrzewa do wrzenia pod chłodnicą zwrotną. Do wrzącej mieszaniny dodaje się kroplami roztwór jodu (4,2 g,

16.4 mmol) i jodku potasu (8,2 g, 49,2 mmol) w 35 cm3 wody. Mieszaninę reakcyjną ogrzewa się w temperaturze wrzenia przez 3 godziny, intensywnie mieszając. Po ochłodzeniu rozcieńcza się ją 50 cm3 eteru dietylowego, a nadmiar jodu redukuje przemywając nasyconym roztworem tiosiarczanu sodu. Oddzieloną warstwę organiczną przemywa się kolejno nasyconymi roztworami wodorowęglanu sodu i chlorku sodu. Po wysuszeniu roztworu odwodnionym siarczanem magnezu (VI) i oddestylowaniu eteru dietylowego surowy produkt oczyszcza się na kolumnie chromatograficznej (żel krzemionkowy, jako eluent stosuje się mieszaninę heksan/aceton - 20:1). Otrzymuje się 2,4 g (5R, 6S, 8R)-(+)-6jodo-4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro[4.5]-2-dekanonu, co stanowi 93% wydajności teoretycznej.

Dane spektroskopowe i stałe fizyczne otrzymanego związku są następujące:

[α]|⁴ = +118,0° (c = 4,8, aceton); n^ = 1,5460; ¹H NMR (CDCh): d = 0,94 (d, J = 5,9 Hz,3H, CH3-8), 1,23 i 1,32 (dwa s, 6H, (CH3)₂C<), 1,40-1,74 (trzy m, 3H, CH₂-grupy), 1,88-2,00 (m, 3H, CH₂grupa i H-8), 2,27 (td, J = 14,0 Hz i 4,3 Hz, 1H, jeden z CH₂-7) 2,20 i 2,60 (układ AB, J = 17,2 Hz, 2H, CH2-3), 4,36 (m, 1H, H-6);

IR (film): v = 1792 (s, C=O), 1240 (s, C-O-C).

Uzyskany w ten sposób (5R, 6S, 8R)-(+)-6-jodo-4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro[4.5]-2-dekanon (2,4 g, o

7.4 mmol) rozpuszcza się w 30 cm suchego benzenu i dodaje 4,3 g (14,8 mmol) tri-n-butylowodorku cyny. Mieszaninę reakcyjną miesza się w temperaturze pokojowej w atmosferze azotu przez 48 godzin. Następnie całość nanosi się na kolumnę chromatograficzną (żel krzemionkowy, jako eluent stosuje się mieszaninę heksan/chlorek metylenu, 20:1 a następnie mieszaninę heksan/aceton, 20:1). Otrzymuje się 1,4 g 4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro[4.5]-2-dekanonu, z wydajnością 95%.

Dane spektroskopowe i stałe fizyczne otrzymanego związku są następujące:

nD = 1,4725, ¹H NMR (CDCla): d = 0,86 (d, J = 5,3 Hz, 3H, CH3-8), 1,03 (s, 6H, (CHa)₂C<),

1,28-1,44 (m, 5H, CH₂-grupy i H-8), 1,58-1,60 (m, 2H, CH₂-grupa), 1,76-1,80 (m, 2H, CH₂-grupa), 2,38 (s, 2H, CH₂-3);

IR (film): v - 1784 (s, C=O), 1236 (s, C-O-C).

P r z y k ł a d 2.

W taki sam sposób, jak opisano w przykładzie 1, z 1,5 g (9,9 mmol) (S)-(-)-pulegonu otrzymuje się 1,5 g surowego cis-(1S, 5S)-pulegolu (97% czystości według GC).

W reakcji przegrupowania Claisena metodą ortooctanową z surowego cis-(1S, 5S)-pulegolu (1,5 g, 9,7 mmol) otrzymuje się 1,8 g estru etylowego kwasu (4S)-(-)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego, z wydajnością 84%:

[α] |⁵ = -44,4° (c = 3,87, aceton).

Dane spektroskopowe estru etylowego kwasu (4S)-(-)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego są analogiczne jak estru etylowego kwasu (4R)-(+)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego.

W wyniku hydrolizy 1,8 g (8,0 mmol) tak otrzymanego estru etylowego kwasu (4S)-(-)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego otrzymuje się 1,5 g kwasu (4S)-(-)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego (wydajność 97%):

[α] d = -48,9° (c = 3,6, aceton).

Dane spektroskopowe kwasu (4S)-(-)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego są takie same jak kwasu (4R)-(+)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego.

PL 196 395 B1

W procesie jodolaktonizacji 1,5 g (7,6 mmol) kwasu (4S)-(-)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego otrzymuje się 2,3 g (5S, 6R, 8S)-(-)-6-jodo-4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro[4.5]-2-dekanonu, z wydajnością 95%:

[α] D = -116,5° (c = 4,22, aceton).

Właściwości spektroskopowe (5S, 6R, 8S)-(-)-6-jodo-4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro[4.5]-2-dekanonu są analogiczne jak (5R, 6S, 8R)-(+)-6-jodo-4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro[4.5]-2-dekanonu.

W reakcji wolnorodnikowej redukcji 2,3 g (7,1 mmol) (5S, 6R, 8S)-(-)-6-jodo-4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro[4.5]-2-dekanonu otrzymuje się 1,3 g 4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro-[4.5]-2-dekanonu, co stanowi 95% wydajności teoretycznej.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Nowy nasycony g-spirolakton o wzorze 1 przedstawionym na rysunku.

2. Sposób otrzymywania nowego nasyconego g-spirolaktonu o wzorze 1 przedstawionym na rysunku, znamienny tym, że (R)-(+)-pulegon albo (S)-(-)-pulegon redukuje się borowodorkiem sodu do cis-(1R, 5R)-pulegolu albo cis-(1S, 5S)-pulegolu, który następnie poddaje się reakcji przegrupowania Claisena metodą ortooctanową do estru etylowego kwasu (4R)-(+)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego albo (4S)-(-)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego, które hydrolizuje się w etanolowym roztworze wodorotlenku potasu do kwasu (4R)-(+)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego albo (4S)-(-)-3-metylo-3-(4-metylo-1-cykloheksen-1-ylo)butanowego, po czym utworzone kwasy poddaje się jodolaktonizacji, za pomocą jodu w wodnym roztworze jodku potasu w środowisku zasadowym, a otrzymany (5R, 6S, 8R)-(+)-6-jodo-4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro[4.5]-2-dekanon albo (5S, 6R, 8S)-(-)-6-jodo-4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro[4.5]-2-dekanon poddaje się, wolnorodnikowej redukcji tri-n-butylowodorkiem cyny do 4,4,8-trimetylo-1-oksaspiro[4.5]-2-dekanonu.