專利名稱：芳香化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及香料和香精領(lǐng)域，以及二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體作為芳香(fragrance)物質(zhì)或香氣(aroma)物質(zhì)的廣泛應(yīng)用。通過提取草本原料，進(jìn)行全合成，或者使用加工過的含有荊芥內(nèi)酯起始原料的草本植物提取物原料進(jìn)行半合成，可以制備得到這些化學(xué)品。
背景技術(shù)：
已知很多化學(xué)品，既有天然的也有合成的，具有影響人器官感覺的效果。其中，小部分化合物可以發(fā)出令人愉快的芳香香韻并在商業(yè)上被用作芳香物質(zhì)或者香氣物質(zhì)。目前正需要開發(fā)可以由相對(duì)廉價(jià)的原料合成得到的新芳香物質(zhì)或香氣物質(zhì)。這是因?yàn)榇嬖谙旅鎺讉€(gè)原因特別的毒理學(xué)限制、環(huán)境考慮因素、生物降解能力、性能、以及成本效率。雖然在是否引進(jìn)新芳香物質(zhì)時(shí)所有這些因素都必須仔細(xì)權(quán)衡，但是最重要的因素應(yīng)該是性能和成本。性能特性包括氣味的彌散能力、香韻和美感；耐沖洗性；以及可溶性。成本效率包括生產(chǎn)成本以及賦予消費(fèi)品芳香所必需的化合物用量。當(dāng)然，所必需的芳香物質(zhì)用量越低，其成本效率就越高。很多材料滿足上述的部分條件，然而由于其讓人失望的性價(jià)比并沒有取得成功。最后，還必須考慮到在很多國家對(duì)于控制消費(fèi)品中所使用成分的嚴(yán)格管理立場(chǎng)。
很多草本植物物種產(chǎn)生用作芳香化學(xué)品天然來源的芳香油(香精油)(Hay，R.K.M.，Svoboda，K.P.Botany的′Volatile Oil Cropstheir biology，chemistry and production′.Hay，R.K.M.，Waterman，P.G.(著)；Longman Group UK Limited(1993))。實(shí)例包括香蜂花(Melissa officinalis(Melissa))、白蘇(Perillafrutescens(Perilla))、Posostemon cablin(Patchouli)以及各種薰衣草屬植物(Lavandula spp.(Lavender))。所有的這些實(shí)例均是唇形科(Lamiaceae)的成員。荊芥(Nepeta)屬植物(貓薄荷(catmints))也是該科的成員，它們產(chǎn)生作為商業(yè)上少量產(chǎn)品的香精油。這種油富含于一類被稱作環(huán)烯醚萜的類單萜化合物中[Inouye，H.Iridoids.Methods in Plant Biochemistry 799-143(1991)]，更具體地說，甲基環(huán)戊烷樣(methylcyclopentanoid)荊芥內(nèi)酯化合物(Clark，L.J.等人.The Plant Journal，111387-1393(1997))及其衍生物中。
已知自然界存在荊芥內(nèi)酯的四種立體異構(gòu)體。眾所周知，這些化學(xué)品對(duì)貓具有興奮作用[Sakurai等人.Agric.Biol.Chem.52(9)2369-71(1988)]，因此這種油，通常是被稱作貓薄荷的此類植物的干燥莖葉被用于貓玩具。荊芥屬物種的葉和油不具有特別吸引人的香氣。因此莖葉和油的應(yīng)用僅僅局限在由家貓玩具及其附屬品所提供的小規(guī)模市場(chǎng)。各種荊芥屬物種的油的小部分是由二氫荊芥內(nèi)酯組成的，這些二氫荊芥內(nèi)酯可能是由含量更豐富的荊芥內(nèi)酯通過生物合成衍生得到的[Regnier，F(xiàn).E.等人.Phytochemistry 61281-1289(1967)；DePooter，H.L.等人.Flavour and Fragrance Journal3155-159(1988)；Handjieva，N.V.和S.S.Popov.J.EssentialOil Res.8639-643(1996)]。與對(duì)荊芥內(nèi)酯進(jìn)行的諸多研究形成鮮明對(duì)比的是，還沒有研究或在文獻(xiàn)中公開過二氫荊芥內(nèi)酯的人器官感覺特征。因此這些化合物組成了一類在香料領(lǐng)域的應(yīng)用從來沒有被提及過的芳香分子。
目前正需要開發(fā)可由相對(duì)廉價(jià)的天然原料合成并且滿足前述條件的新芳香物質(zhì)，這些條件包括具有獨(dú)特的芳香香韻和節(jié)省成本的生產(chǎn)。已發(fā)現(xiàn)一組定義為下面通式1所示結(jié)構(gòu)的二氫荊芥內(nèi)酯化合物具有多種不同特性，這樣的特性使得它本身或與其它物質(zhì)的組合適合于用作芳香化合物或者香料(perfume)。此類二氫荊芥內(nèi)酯可以以各種不同的形式遞送施用于皮膚上或者用于制品中。
這些化合物可從荊芥屬植物中分離出來，并且它們具有讓人愉快的獨(dú)特芳香。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種香料組合物，它含有如下列通式所示的二氫荊芥內(nèi)酯或者二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物 所述二氫荊芥內(nèi)酯具有讓人愉快的獨(dú)特芳香。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體是由(7S)-荊芥內(nèi)酯衍生而來的(7S)-二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體。
在可作為替代的實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種制品例如加香制品，它含有如上述通式所示的二氫荊芥內(nèi)酯或者二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該制品包含一種加香組合物，該組合物含有一定量的二氫荊芥內(nèi)酯以有效地賦予這種制品令人愉快且合意的芳香或者香氣。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案是關(guān)注組合物、皮膚用局部處理劑或者制品的制造方法，所述方法通過如下方式進(jìn)行提供具有上述通式的二氫荊芥內(nèi)酯或者二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物作為該組合物，或者將具有上述通式的二氫荊芥內(nèi)酯或者二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物合并入該組合物、皮膚處理劑或者制品中。另外，本發(fā)明還提供一種賦予、增加或增強(qiáng)香料組合物、皮膚用局部處理劑或制品如加香制品芳香或香氣的方法，包括將二氫荊芥內(nèi)酯加入至其中或者合并入其中的步驟，例如將具有上述通式的二氫荊芥內(nèi)酯或者二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物以賦予、增加或增強(qiáng)香氣的量或濃度加入或者合并入其中的步驟。
本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施方案是一種含有如上述通式所示的二氫荊芥內(nèi)酯或者二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物的皮膚用局部處理劑，以及通過向皮膚施用這類二氫荊芥內(nèi)酯來處理皮膚的方法。
總而言之，本發(fā)明提供了具有上述通式的二氫荊芥內(nèi)酯或者二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物作為芳香化合物、香料或皮膚用局部處理劑的應(yīng)用，或者在芳香組合物或制品中的應(yīng)用。
附圖簡述

圖1示出了天然存在的環(huán)烯醚萜(甲基環(huán)戊烷樣)荊芥內(nèi)酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
圖2示出了對(duì)可購得的貓薄荷油蒸餾后的富含荊芥內(nèi)酯的餾分以及由該餾分通過氫化反應(yīng)得到的物質(zhì)進(jìn)行氣相色譜/質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用分析得到的總離子色譜圖。
圖3示出了通過GC-MS分析鑒定的富含荊芥內(nèi)酯的餾分的主要成分以及氫化物質(zhì)的質(zhì)譜。
圖4示出了對(duì)可購得的貓薄荷油蒸餾后的富含荊芥內(nèi)酯的餾分進(jìn)行的13C NMR分析。
圖5示出了對(duì)二氫荊芥內(nèi)酯進(jìn)行分析所獲得的13C NMR譜，其中所述二氫荊芥內(nèi)酯通過氫化可購得貓薄荷油蒸餾后的富含荊芥內(nèi)酯的餾分獲得。
發(fā)明詳述在本文中，由于使用了許多術(shù)語和縮略語，因此提供下面的定義以進(jìn)一步理解本發(fā)明。
術(shù)語“荊芥內(nèi)酯”是指具有下述通式結(jié)構(gòu)的化合物 如上所示，在荊芥內(nèi)酯的甲基環(huán)戊烷樣骨架上的碳4、4a、7以及7a位有四個(gè)手性中心；(7S)-荊芥內(nèi)酯可以由很多植物和昆蟲得到。
術(shù)語“二氫荊芥內(nèi)酯”或者“二氫荊芥內(nèi)酯混合物”是指二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體的任意混合物。相對(duì)于整個(gè)二氫荊芥內(nèi)酯組成而言，每種異構(gòu)體的摩爾數(shù)或質(zhì)量組成是可以改變的。二氫荊芥內(nèi)酯如通式1定義 通式1其中，1、5、6以及9表明該分子的四個(gè)手性中心，同時(shí)該結(jié)構(gòu)包括了二氫荊芥內(nèi)酯所有可能的立體異構(gòu)體。可由(7S)-荊芥內(nèi)酯衍生而來的二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)如下所示。
(1S，5S，9S，6R)-5，9-二甲基-3-氧雜二環(huán)[4.3.0]壬烷-2-酮 (1S，9S，5R，6R)-5，9-二甲基-3-氧雜二環(huán)[4.3.0]壬烷-2-酮 (1S，5S，9S，6S)-5，9-二甲基-3-氧雜二環(huán)[4.3.0]壬烷-2-酮
(1S，9S，6S，5R)-5，9-二甲基-3-氧雜二環(huán)[4.3.0]壬烷-2-酮 (9S，5S，1R，6R)-5，9-二甲基-3-氧雜二環(huán)[4.3.0]壬烷-2-酮 (9S，1R，5R，6R)-5，9-二甲基-3-氧雜二環(huán)[4.3.0]壬烷-2-酮 (9S，6S，1R，5S)-5，9-二甲基-3-氧雜二環(huán)[4.3.0]壬烷-2-酮 (9S，6S，1R，5R)-5，9-二甲基-3-氧雜二環(huán)[4.3.0]壬烷-2-酮本文所使用的各種形式的術(shù)語“改變”和“調(diào)節(jié)”意思是給沒有氣味的物質(zhì)提供或者賦予芳香、香氣特性或香韻，或者是指在某方面自然香氣不足的情況下增加已有的香氣特性，或者是指補(bǔ)充已有的香氣效果從而調(diào)節(jié)其性質(zhì)、特性或者香氣。
術(shù)語“增強(qiáng)”意思是指加深(不影響香氣的類型和性質(zhì))芳香、香料組合物、或者一種或多種加香制品的一種或多種香氣的細(xì)微差別以及它們的器官感覺效果。
術(shù)語“芳香香韻”或者“香韻”是指大多數(shù)芳香所要經(jīng)歷的三個(gè)階段。頂香是芳香留下的第一感覺。中香是芳香的主要特征。這些氣味是比較濃的中程香韻，它們?cè)陧斚愫笊l(fā)出來并可以存留最長時(shí)間從而形成芳香的“中心”。最后，基香是芳香的最終氣味。這些濃郁的香韻緩慢且明確地散發(fā)出來，它們?cè)谄渌鼩馕断е笕匀凰奶帍浬?。根?jù)定義，底香存留在后面，它們作為定香劑阻止輕質(zhì)油彌散得太快。
本文所使用的術(shù)語“香料組合物”或者“芳香組合物”或者“香氣組合物”是指一種有機(jī)化合物的混合物，所述有機(jī)化合物包括例如醇、醛、酮、腈、酯、內(nèi)酯、天然香精油、合成香精油以及硫醇在內(nèi)，這些有機(jī)化合物被混合在一起，使得單獨(dú)成分的氣味混合后產(chǎn)生讓人愉悅的或者合意的芳香。這類組合物通常包含(1)組合物的主香或“香簇(bouquet)”或者根基；(2)調(diào)節(jié)劑，它對(duì)主香進(jìn)行修整并與主香相伴；(3)定香劑，它包括有氣味的物質(zhì)和延緩蒸發(fā)的物質(zhì)，其中所述有氣味物質(zhì)在整個(gè)蒸發(fā)的全部步驟中可以給香料帶來一種獨(dú)特的香韻；以及(4)頂香，它們通常是低沸點(diǎn)、聞起來清新的物質(zhì)。
香料的特征在于其讓人愉快的獨(dú)特芳香或香氣。在香料、芳香或者香氣組合物中，單個(gè)成分都會(huì)發(fā)揮其特定的嗅覺特性，但是組合物的整體效果是每種成分的每種效果的總和。因此，本發(fā)明的二氫荊芥內(nèi)酯或其混合物可用于改變這類組合物的芳香特性，例如通過突出或緩和由組合物中另一成分提供的嗅覺反應(yīng)。
“香料組合物”可以含有香料化合物、芳香化合物或香氣化合物以及其它物質(zhì)。此外，“香料組合物”或“芳香組合物”可用作制品例如“加香制品”或者“芳香制品”的成分，或者這種組合物可以被加入至加香制品或芳香制品中，其中術(shù)語“加香制品”或“芳香制品”是指具有讓人愉快的芳香或香氣、或者具有被該香料組合物增強(qiáng)、改變或者增加的芳香或香氣的制品。
二氫荊芥內(nèi)酯的分離和合成從文獻(xiàn)資料已知二氫荊芥內(nèi)酯是荊芥屬中的多種唇形科植物的香精油中的微量成分(Regnier，F(xiàn).E.，等人.Phytochemistry61281-1289(1967)；DePooter，H.L.，等人.Flavour andFragrance Journal 3155-159(1988)；Handjieva，N.V.和S.S.Popov J.Essential Oil Res.8639-643(1996))。它們也被鑒定出是某些昆蟲的防御性分泌物中的成分，這類昆蟲包括隱翅蟲(Jefson，M.等人.J.Chem.Ecol.9159-180(1983))和螞蟻，特別是虹臭蟻屬(Iridomyrmex)螞蟻(Cavill，G.W.K.和D.V.Clark.J.InsectPhysiol.13131-135(1967))。
盡管對(duì)于所產(chǎn)生的二氫荊芥內(nèi)酯在植物中的作用還不清楚，但是對(duì)其在昆蟲中作用的研究表明，這些二氫荊芥內(nèi)酯參與驅(qū)逐捕食者(Jefson，M.等人.J.Chem.Ecol.9159-180(1983)；Cavill，G.W.K.和D.V.Clark.J.Insect Physiol.13131-135(1967))。然而，還從來沒有明確或者暗示性地公開過二氫荊芥內(nèi)酯混合物可用于增加、增強(qiáng)或者賦予芳香特性的獨(dú)特效用。
已經(jīng)描述和介紹過以各種方式進(jìn)行的二氫荊芥內(nèi)酯及其相關(guān)環(huán)烯醚萜類單萜化合物的化學(xué)合成。下面是涉及合成的有用參考文獻(xiàn)1)Abelman，M.M.等人.J.Am.Chem.Soc.104(14)4030-2(1982)。
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一種用于合成本發(fā)明所使用的二氫荊芥內(nèi)酯混合物的優(yōu)選和簡便方法是通過氫化荊芥內(nèi)酯。諸如氧化鉑和鈀(負(fù)載于氧化鍶上)等的催化劑可以提供產(chǎn)率為24-90％的二氫荊芥內(nèi)酯(Regnier，F(xiàn).E.等人.Phytochemistry 61281-1289(1967))。荊芥內(nèi)酯是一種已知物質(zhì)，其相對(duì)純的形式可以由通過各種手段從荊芥屬植物(貓薄荷)中分離得到的香精油中方便地得到。分離這類香精油的方法是本領(lǐng)域所熟知的，用于提取所述油的方法實(shí)例包括(但不僅僅限制于此)蒸汽蒸餾法、有機(jī)溶劑提取法、微波輔助的有機(jī)溶劑提取法、超臨界流體提取法、機(jī)械提取法以及花香吸取法(先冷提到油脂中，接著再用有機(jī)溶劑提取)。
眾所周知，從不同荊芥屬物種分離出來的香精油具有不同組成比例的天然存在的各個(gè)荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體(Regnier，F(xiàn).E.等人.Phytochemistry 61281-1289(1967)；DePooter，H.L.等人.Flavour and Fragrance Journal 3155-159(1988)；Handjieva，N.V.和S.S.Popov.J.Essential Oil Res.8639-643(1996))。因此，從由含有荊芥內(nèi)酯混合物的任意荊芥屬物種得到的香精油經(jīng)氫化可以得到二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物。如下所示，在荊芥內(nèi)酯的甲基環(huán)戊烷樣骨架上的碳4、4a、7以及7a位有四個(gè)手性中心 因此，很明顯氫化后可能有總共8對(duì)二氫荊芥內(nèi)酯對(duì)映體。在這些對(duì)映體中，迄今為止記載過的天然存在的立體異構(gòu)體是(7S)-二氫荊芥內(nèi)酯。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的芳香物質(zhì)包括任一或者所有可能的二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物。更優(yōu)選的芳香物質(zhì)包括(7S)-二氫荊芥內(nèi)酯的混合物。最優(yōu)選的是由(7S)-荊芥內(nèi)酯衍生而來的(7S)-二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體。它包括通常稱作順式，反式-荊芥內(nèi)酯、順式，順式-荊芥內(nèi)酯、反式，順式-荊芥內(nèi)酯、以及反式，反式-荊芥內(nèi)酯，如圖1所示。
氫化反應(yīng)結(jié)束后，所得到的異構(gòu)體產(chǎn)物的混合物可以通過常規(guī)方法，例如制備性液相色譜法進(jìn)行分離，從而得到每對(duì)經(jīng)高度純化的二氫荊芥內(nèi)酯對(duì)映體?？梢允褂檬中陨V法分離這些對(duì)映體。
除了在不同的荊芥屬物種之間存在著荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體的含量差異之外，還已知在物種內(nèi)也存在差異。指定植物物種可以產(chǎn)生具有不同組成的香精油，這取決于它們生長的條件或者在收獲時(shí)所處生長階段。另外，已經(jīng)證實(shí)，在單一物種內(nèi)，存在著與生長條件或者收獲時(shí)所處生長階段無關(guān)的油組成差異(Clark，L.J.等人.The PlantJournal，111387-1393(1997))。表現(xiàn)出不同油組成的單一植物物種被稱作化學(xué)型(chemotypes)，已經(jīng)表明，在荊芥屬物種中，化學(xué)型在所含各種荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體的比例方面存在明顯差異(Clark，L.J.等人，同上)。因此，制備特定二氫荊芥內(nèi)酯對(duì)映體的優(yōu)選方法應(yīng)該是氫化由已知含有特定荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體的荊芥屬化學(xué)型提取出來的油。
因此，制備本發(fā)明如通式1所示的二氫荊芥內(nèi)酯的優(yōu)選方法是通過氫化由具有規(guī)定荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體含量的油的植物得到的荊芥內(nèi)酯，這種方法就生產(chǎn)成本和其生物基礎(chǔ)而言是一種具有工業(yè)優(yōu)點(diǎn)的制備方法。其它的方法公開在于2002年4月3日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)60/369,470中。
二氫荊芥內(nèi)酯的芳香二氫荊芥內(nèi)酯具有讓人愉快的獨(dú)特芳香。按照上述方法制備得到的二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物由香料制造商進(jìn)行感官分析，僅限于測(cè)試氣味。發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)具有一種帶薄荷味(胡椒薄荷)的清新氣味，類似長葉薄荷酮(1-異亞丙基-4-甲基-2-環(huán)己酮)的氣味。
主題化合物具有的這種獨(dú)特芳香香韻由此使得其可用于賦予、改變、增加或者增強(qiáng)一香料組合物的總體嗅覺要素，例如通過利用或者緩和由組合物中一種或多種其它成分提供的嗅覺反應(yīng)。具體地說，這種組合物可用于(1)為香料或者制品賦予特有的香味(perfume)或香氣；或者(2)掩蓋或者調(diào)節(jié)其一種或多種組分的氣味。
應(yīng)該理解，為了獲得理想的總體香味效果，一般使用組合形式的芳香物質(zhì)，所述組合可以既包含有天然成分也包含有合成成分。芳香物質(zhì)開發(fā)商可以對(duì)下面的因素進(jìn)行考慮化合物發(fā)出的氣味及其功效，在最終制劑中的穩(wěn)定程度，產(chǎn)品保存期內(nèi)的活性，以及對(duì)產(chǎn)品或者作為加香制品希望其具有的功能而言應(yīng)不存在不利的反應(yīng)。典型地，芳香物質(zhì)被用于掩蓋由最終加香產(chǎn)品配方中的其它成分所發(fā)出來的氣味，和/或用于提升產(chǎn)品對(duì)消費(fèi)者的吸引力。
香料組合物和制品預(yù)期二氫荊芥內(nèi)酯混合物可以用各種配方、載體、成分或者將包含香料組合物的其他部分來調(diào)節(jié)。這類物質(zhì)的非限制性清單包括例如醇、醛、酮、腈、酯、內(nèi)酯、天然香精油、合成香精油以及硫醇。這些物質(zhì)可以與本發(fā)明的二氫荊芥內(nèi)酯一起混合，這樣不同成分的氣味組合后產(chǎn)生讓人愉快且合意的芳香。應(yīng)該理解的是，這些附加輔劑在器官感覺方面應(yīng)該是與本發(fā)明的二氫荊芥內(nèi)酯相容的，并且這類輔劑在應(yīng)用條件(例如在室溫下，比如25℃)和貯存條件下應(yīng)該不會(huì)與本發(fā)明的二氫荊芥內(nèi)酯發(fā)生反應(yīng)。在這里對(duì)于此類輔助成分的性質(zhì)和種類不必再具體描述，而且這樣的描述也不可能是窮盡性的，技術(shù)人員可以基于常識(shí)同時(shí)結(jié)合需要加香的產(chǎn)品性質(zhì)和所希望得到的嗅覺效果對(duì)后者進(jìn)行選擇。大量的這類成分列舉在參考書籍例如S.Arctander，Perfume and Flavor Chemicals，1969，Montclair，NJ或其更新版本中，或者在關(guān)于類似性質(zhì)的其它文獻(xiàn)中。
按照類似于上面討論的方法，香料組合物可以含有適合于單獨(dú)的或者組合有其它成分的二氫荊芥內(nèi)酯混合物的賦形劑或者載體。賦形劑可以為液體，例如醇如乙醇、二醇如丙二醇或1，6-己二醇等。載體可以是吸收性固體例如樹膠(如瓜耳樹膠、黃原樹膠或阿拉伯樹膠)或者是用于包封組合物的組分，例如明膠(通過凝聚)或者脲甲醛預(yù)聚物(在液體香料中心周圍形成脲甲醛聚合物壁)，其可用于在香料油周圍形成膠囊壁。
二氫荊芥內(nèi)酯具有獨(dú)特的芳香香韻，因而特別適用于單獨(dú)或者與其它芳香化學(xué)品組合形成各種各樣的香料組合物。該香料組合物的整體效果將是各種成分效果的總和。因此，本發(fā)明的二氫荊芥內(nèi)酯或其與其它香料物質(zhì)的混合物可用于改變香料組合物的香氣特性，例如通過突出或者緩和由組合物中另一成分發(fā)出來的嗅覺反應(yīng)，所述另一成分例如是除所述非二氫荊芥內(nèi)酯外的芳香化合物。根據(jù)本發(fā)明的化合物可實(shí)際應(yīng)用于現(xiàn)代香料業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。因此，本發(fā)明的實(shí)施方案適合于精細(xì)香料方面的應(yīng)用，也就是適用于制備可以獲得既新潮又正宗的效果的香水和古龍水。
本文所公開的二氫荊芥內(nèi)酯可用于各種各樣的消費(fèi)品中以改變、調(diào)節(jié)、增加或者增強(qiáng)感覺特性，特別是人器官感覺特性例如芳香。二氫荊芥內(nèi)酯例如可用于功能性香料中以及用于制備例如加香制品的制品。加香制品通常可以但不是必須含有本發(fā)明的香料組合物，它將含有有效量的二氫荊芥內(nèi)酯，例如有效形成或賦予讓人愉快的芳香的量。通過使用二氫荊芥內(nèi)酯及其混合物而得到改良的典型制品包括但不僅僅局限于下面的產(chǎn)品類型和實(shí)例。
家用產(chǎn)品家用清潔和保養(yǎng)產(chǎn)品例如洗衣清潔產(chǎn)品，如添加或未添加增白劑的洗衣粉和洗衣液；液體和粉狀清潔劑例如酸性和堿性家用清潔劑；液體和固體織物軟化劑(例如BOUNCE，它是位于俄亥俄州，辛辛那提的Procter&Gamble公司的注冊(cè)商標(biāo))；蠟燭；液體或固體空氣清新劑；家具打光劑；香皂和花露水。
食品和護(hù)牙產(chǎn)品漱口水、牙膏、牙刷毛、潔牙線、口香糖、以及糖果。
寵物產(chǎn)品寵物用品例如寵物浴液和浴粉；貓玩具或者其它寵物用玩具、貓抓柱、專門引誘貓的噴劑以及其它的貓引誘劑。
其中合并了二氫荊芥內(nèi)酯的加工制品可以由下述材料制備得到例如纖維、紡織品、織物、紙、礦物質(zhì)、木材、金屬、皮革、玻璃以及聚合物。二氫荊芥內(nèi)酯可以單獨(dú)或者與其它化學(xué)品組合使用以使得制品具有清新的草本氣味或者讓人愉快的芳香，這類制品例如被單、布料、涂料、油墨、粘土、汽車產(chǎn)品、家具、室內(nèi)陳設(shè)品、地毯、床用織物、衣服、衛(wèi)生用品、塑料制品例如模制塑料、聚合物(例如加香聚丙烯、聚乙烯和聚氨酯，特別是例如懸浮于無香料組合物中的被包封香料的長壽命的或者偏短壽命的混合物)等。
有利地利用二氫荊芥內(nèi)酯的讓人感到愉快的芳香或者香氣的各種各樣的制品示例了本發(fā)明的再一實(shí)施方案，那就是用于皮膚的局部處理劑、調(diào)理劑、涂敷劑或者增強(qiáng)劑，以及處理、調(diào)理、增強(qiáng)、補(bǔ)養(yǎng)、更新皮膚或者調(diào)和皮膚的方法。由于可被人們施用在皮膚上用于處理、調(diào)理、更新或者增強(qiáng)皮膚，本身就是或者含有二氫荊芥內(nèi)酯的諸多產(chǎn)品例如洗液、沐浴凝膠、身體噴霧劑或香水可以起到局部處理、調(diào)理、涂敷或增強(qiáng)皮膚的功能或者具有作為護(hù)膚品的功能。所有的這些產(chǎn)品通過具有二氫荊芥內(nèi)酯的這種愉快芳香和香氣而讓人感到滿意或者得到改良，不論這些二氫荊芥內(nèi)酯是單獨(dú)作為香料還是與其它成分一起存在于用于皮膚處理或保養(yǎng)的加香制劑或組合物中。因此，具有愉快芳香和香氣的二氫荊芥內(nèi)酯可以被廣泛用作皮膚用局部處理劑、調(diào)理劑、涂敷劑、增強(qiáng)劑、制劑、輔助劑、調(diào)和劑、滋補(bǔ)劑、刺激劑或者活化劑。本身就是或者含有二氫荊芥內(nèi)酯的各類皮膚用局部處理劑實(shí)例有例如下述的人身護(hù)理品護(hù)發(fā)品(例如洗發(fā)劑、頭發(fā)滋補(bǔ)劑、潤發(fā)油、打光劑、美發(fā)油、噴頭膠以及潤絲劑)；護(hù)膚品例如除臭劑；美化劑例如美容品(例如美容霜和粉)或化妝品；肥皂；洗液；爽身粉和其它搽粉；浴鹽；洗澡用的凈化劑例如沐浴和淋浴凝膠以及起泡產(chǎn)品；到胡起泡劑；身體洗液；身體香粉；身體搽劑；身體噴霧劑；洗液；霜；油膏；古龍水以及香水。
與上面所討論的各種產(chǎn)品相應(yīng)的一方面是本發(fā)明的另一替代實(shí)施方案，那就是用于制造關(guān)注組合物、皮膚用局部處理劑或者制品的方法，該方法通過如下方式進(jìn)行提供二氫荊芥內(nèi)酯或其立體異構(gòu)體混合物作為所述組合物或者將二氫荊芥內(nèi)酯或其立體異構(gòu)體混合物合并入所述組合物、皮膚處理劑或制品中。上述這些產(chǎn)品、方法以及制備方法舉例說明了二氫荊芥內(nèi)酯作為芳香化合物或香料的應(yīng)用，或者在芳香組合物或制劑中的應(yīng)用，或在制品中的應(yīng)用。
本發(fā)明的二氫荊芥內(nèi)酯可以單獨(dú)或者以任意比例組合使用。按照本領(lǐng)域常規(guī)，加入特定制劑或加香制品或產(chǎn)品中的香料組合物的要求用量決定于產(chǎn)品性質(zhì)以及其它的因素。這些因素既包括對(duì)成本的考慮，還要考慮到加香組合物或加香制品中其它成分的性質(zhì)、它們的用量、所希望的最終加香制品效果以及所尋求的特定芳香。
每種通式1的二氫荊芥內(nèi)酯或其混合物在本發(fā)明香料、香料組合物或加香制品中的用量通常不超過最終產(chǎn)品重量的大約50重量％，然而在某些應(yīng)用中可能會(huì)使用到更大的用量，因此所述用量不是限制性的。所以，二氫荊芥內(nèi)酯的適宜用量應(yīng)該是香料組合物總重量的至少0.01重量％，優(yōu)選為香料組合物總重量的大約0.1重量％至大約95重量％，最優(yōu)選為從香料組合物總重量的大約0.01重量％，或大約1重量％至大約50重量％。
實(shí)施例在下面的實(shí)施例中進(jìn)一步描述本發(fā)明。應(yīng)該理解，這些實(shí)施例在描述本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的同時(shí)，僅僅是以示例說明的方式給出的。根據(jù)上面的討論以及這些實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)特征，并且可以對(duì)本發(fā)明作出各種各樣的變化和修飾以使其適合于各種各樣的用法和條件，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
縮略語的意思如下″h″表示小時(shí)，″min″表示分鐘，″sec″表示秒，″d″表示天，″mL″表示毫升，″L″表示升，″m/z″表示質(zhì)量與電荷之比，″ppm″表示每百萬分之一，″mol％″表示以摩爾計(jì)的百分比，″Hz″表示赫茲(l/秒)，以及″psig″表示.磅/平方英寸表壓。
實(shí)施例1通過蒸汽蒸餾土荊介(Nepeta cataria)油制備荊芥內(nèi)酯獲得通過將來源于貓薄荷土荊芥的草本材料蒸汽蒸餾制備的商購貓薄荷油試樣(Berjé，Bloomfield，New Jersey，USA)。所述油經(jīng)聯(lián)用氣相色譜-質(zhì)譜分析儀(GC-MS)分析，表明其主要成分是荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體(數(shù)據(jù)沒有給出)。通過蒸汽蒸餾進(jìn)一步純化這種試樣油的荊芥內(nèi)酯餾分。純化餾分經(jīng)GC-MS分析，也表明其主要含有這些荊芥內(nèi)酯(m/z 166)，同時(shí)伴有微量的倍半萜類化合物石竹烯和葎草烯(圖2A，圖3A)。
對(duì)該油和該純化物質(zhì)進(jìn)行1H和13C NMR分析(圖4)。在試樣中檢測(cè)到三種立體異構(gòu)體，其中一種占主要比例。將文獻(xiàn)報(bào)道的四種可能立體異構(gòu)體的13C化學(xué)位移與試樣得到的光譜進(jìn)行對(duì)比。以位于170ppm附近的羰基區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)，測(cè)定三種檢測(cè)成分的量。原始油和經(jīng)富集物質(zhì)的化學(xué)位移均記錄在表1中。對(duì)荊芥內(nèi)酯的每個(gè)碳原子進(jìn)行了鑒別，如圖4所示。
表1貓薄荷(土荊芥)香精油商品試樣和經(jīng)蒸汽蒸餾純化后的餾分中存在的荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體的13C化學(xué)位移和摩爾％值

該分析表明，荊芥內(nèi)酯以下述的比例存在于所述油中80.2mol％順式，反式-荊芥內(nèi)酯，17.7mol％反式，順式-荊芥內(nèi)酯和2.1mol％順式，順式-荊芥內(nèi)酯。這些數(shù)據(jù)表明，在純化物質(zhì)中的荊芥內(nèi)酯比例為84.5mol％順式，反式-荊芥內(nèi)酯，14.3mol％反式，順式-荊芥內(nèi)酯和1.2mol％順式，順式-荊芥內(nèi)酯。
實(shí)施例2二氫荊芥內(nèi)酯的制備將如實(shí)施例1所述由貓薄荷油經(jīng)蒸汽蒸餾得到的107g荊芥內(nèi)酯餾分溶解于乙醇(200ml)，并置于裝有12.7g 2％Pd/SrO3的Fisher-Porter瓶中。試管用H2排空和充氣兩次，然后充入30psig的H2。在室溫下攪拌48h之后，將試管放氣，混合物用硅藻土過濾除去催化劑。真空除去溶劑，得到透明油狀物。
該物質(zhì)的GC-MS分析(HP5-MS柱，25m×0.2mm；120℃烤箱，2min，15℃/min，210℃，5min.；He@1ml/min)顯示，m/z為168(圖2B)的主要成分(65.43％面積；Rt 7.08min)代表二氫荊芥內(nèi)酯異構(gòu)體。代表剩留二氫荊芥內(nèi)酯對(duì)映體的五個(gè)附加峰也出現(xiàn)在色譜中，它們可能是由存在于原料中的三種荊芥內(nèi)酯衍生而來的。它們出現(xiàn)在Rt5.41min，6.8％面積，m/z 168；Rt 5.93min，1.2％面積，m/z 168；Rt 6.52min，4.88％面積，m/z 168；Rt 6.76min，13.8％面積，m/z168和Rt 7.13min，1.25％面積，m/z 168。該分析中沒有檢測(cè)到殘留的荊芥內(nèi)酯。
對(duì)該物質(zhì)進(jìn)行1H，13C和一系列的2D NMR方法分析。通過觀察13CNMR光譜的羰基區(qū)域，在該試樣中至少檢測(cè)到5個(gè)自旋體系，其中一個(gè)自旋體系的數(shù)量比其余的大(大約75％)。根據(jù)13C NMR光譜檢測(cè)結(jié)果(圖5)并對(duì)照化學(xué)位移再次表明不存在殘留的荊芥內(nèi)酯。
通過測(cè)量1H NMR的偶合常數(shù)以及對(duì)NOESY光譜的分析，完成對(duì)主要成分的鑒定。偶合常數(shù)列在下表(表2)中。
表2通過氫化荊芥內(nèi)酯而得到的二氫荊芥內(nèi)酯在1H NMR和NOESY譜分析中的偶合常數(shù)

在下面的質(zhì)子間觀察到核極化效應(yīng)(NOE)(1)i至d，i至c，i至h(外部)，i至h(內(nèi)部)；(2)j至f，j至e，j至d；以及(3)h(內(nèi)部)至h(外部)。根據(jù)對(duì)偶合常數(shù)的分析以及所觀察到的不同NOE交叉峰的強(qiáng)度(特別是NOE從I至d的強(qiáng)度相應(yīng)于NOE從j至e的強(qiáng)度)，測(cè)得該物質(zhì)主要成分的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)符合通式2的二氫荊芥內(nèi)酯

通式2對(duì)分子模型進(jìn)行能量最小化，主要的1H-1H原子距離列在表3中。
表3通過能量最小化測(cè)得的1H-1H原子距離

該NOE交叉峰的強(qiáng)度與在能量最小化模型中觀察到的距離是一致的。甲基和相鄰質(zhì)子(d和e)之間的距離不相同，這表明這兩個(gè)甲基的取向不一樣。甲基(i)和質(zhì)子d之間的距離最遠(yuǎn)，該觀察結(jié)果與這二者處于反式位置是一致的。
通過對(duì)照13C化學(xué)位移，鑒別出立體異構(gòu)體異二氫荊芥內(nèi)酯(通式3)，它是以3.6％存在。檢測(cè)到的其它三種成分均為很相似的分子，但是由于13C化學(xué)位移發(fā)生重疊，因此不可能最終確定它們的立體化學(xué)。
通式3因此，這些GC-MS和NMR數(shù)據(jù)表明，正如所預(yù)料到的那樣，將荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物氫化后得到了相應(yīng)的二氫荊芥內(nèi)酯對(duì)映體。由順式，反式-荊芥內(nèi)酯(起始原料的84.5Mol％)衍生而來的對(duì)映體對(duì)是主要的二氫荊芥內(nèi)酯，占?xì)浠蠡旌衔锏?8.6％。
權(quán)利要求
1.香料組合物，它含有由下述通式表示的二氫荊芥內(nèi)酯或二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體是由(7S)-荊芥內(nèi)酯衍生而來的(7S)-二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，它含有含量為該組合物總重量的大約0.01重量％至大約50重量％的二氫荊芥內(nèi)酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，它含有一種或多種輔劑、載體或者非二氫荊芥內(nèi)酯的芳香化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的組合物，其中輔劑、載體或者非二氫荊芥內(nèi)酯的芳香化合物選自醇、醛、酮、腈、酯、內(nèi)酯、天然香精油、合成香精油以及硫醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，它具有清新的、薄荷味的芳香，類似長葉薄荷酮的氣味。
7.皮膚用局部處理劑，它含有由下述通式表示的二氫荊芥內(nèi)酯或二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物
8.根據(jù)權(quán)利要求7的皮膚處理劑，其中二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體是由(7S)-荊芥內(nèi)酯衍生而來的(7S)-二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的皮膚處理劑，它含有含量為該皮膚處理劑總重量的大約0.01重量％至大約50重量％的二氫荊芥內(nèi)酯。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的皮膚處理劑，它含有一種或多種輔劑、載體或者非二氫荊芥內(nèi)酯的芳香化合物。
11.加香制品，它含有由下述通式表示的二氫荊芥內(nèi)酯或二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物
12.根據(jù)權(quán)利要求11的制品，其中二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體是由(7S)-荊芥內(nèi)酯衍生而來的(7S)-二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的制品，它包含一種組合物，所述組合物含有含量為該組合物總重量的大約0.01重量％至大約50重量％的二氫荊芥內(nèi)酯。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的制品，它包含一種組合物，所述組合物含有一種或多種輔劑、載體或者非二氫荊芥內(nèi)酯的芳香化合物。
15.由選自纖維、紡織品、織物、紙、礦物質(zhì)、木材、金屬、皮革、玻璃以及聚合物的材料制造得到的制品，它含有由下述通式表示的二氫荊芥內(nèi)酯或二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物
16.根據(jù)權(quán)利要求15的制品，其中二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體是由(7S)-荊芥內(nèi)酯衍生而來的(7S)-二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的制品，它包含一種組合物，所述組合物含有含量為該組合物總重量的大約0.01重量％至大約50重量％的二氫荊芥內(nèi)酯。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的制品，它包含一種組合物，所述組合物含有一種或多種輔劑、載體或者非二氫荊芥內(nèi)酯的芳香化合物。
19.制造關(guān)注組合物、皮膚用局部處理劑或者制品的方法，所述方法包括提供具有下述通式的二氫荊芥內(nèi)酯或者二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物作為該組合物，或者將具有下述通式的二氫荊芥內(nèi)酯或者二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物合并入該組合物、皮膚處理劑或者制品中
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體是由(7S)-荊芥內(nèi)酯衍生而來的(7S)-二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中在該組合物或皮膚處理劑的制造中包括提供一種組合物，所述組合物含有含量為該組合物總重量的大約0.01重量％至大約50重量％的二氫荊芥內(nèi)酯。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中在該組合物或皮膚處理劑的制造中包括提供一種組合物，所述組合物含有二氫荊芥內(nèi)酯和一種或多種輔劑、載體或者非二氫荊芥內(nèi)酯的芳香化合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中在該制品的制造中包括向其中合并入一種組合物，所述組合物含有含量為該組合物總重量的大約0.01重量％至大約50重量％的二氫荊芥內(nèi)酯。
24.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中在該制品的制造中包括向其中合并入一種組合物，所述組合物含有二氫荊芥內(nèi)酯和一種或多種輔劑、載體或者非二氫荊芥內(nèi)酯的芳香化合物。
25.處理皮膚的方法，所述方法包括向皮膚施用具有下述通式的二氫荊芥內(nèi)酯或二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其中的二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體是由(7S)-荊芥內(nèi)酯衍生而來的(7S)-二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，它包括向皮膚施用一種組合物，所述組合物含有含量為該組合物總重量的大約0.01重量％至大約50重量％的二氫荊芥內(nèi)酯。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，它包括向皮膚施用一種組合物，所述組合物含有二氫荊芥內(nèi)酯和一種或多種輔劑、載體或者非二氫荊芥內(nèi)酯的芳香化合物。
29.具有下述通式的二氫荊芥內(nèi)酯或二氫荊芥內(nèi)酯立體異構(gòu)體混合物作為芳香化合物、香料或皮膚用局部處理劑或者在芳香組合物或制品中的應(yīng)用
全文摘要
已經(jīng)證實(shí)貓薄荷例如土荊芥的香精油的微量天然成分——二氫荊芥內(nèi)酯具有令人愉快的芳香。通過氫化貓薄荷油的主要成分——荊芥內(nèi)酯可以合成得到二氫荊芥內(nèi)酯。該芳香化合物由于具有器官感覺特性因而可在商業(yè)上使用。
文檔編號(hào)A61K8/49GK1622989SQ03802673
公開日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2003年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月23日
發(fā)明者D·L·哈拉漢 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司