本發(fā)明涉及制備1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的方法。
發(fā)明背景
香精尤其在化妝品以及洗衣和清潔洗滌劑領(lǐng)域中很有意義。天然來(lái)源的香精大多昂貴，供應(yīng)量通常有限，并且由于環(huán)境條件的波動(dòng)，它們的含量、純度等也發(fā)生變化。為了避開(kāi)這些不合意的因素，因此很有意義的是，例如化學(xué)改性易得的天然物質(zhì)，例如易得的天然來(lái)源的香精以制造具有類似更昂貴的天然香精的感官性質(zhì)或具有新穎有趣的感官屬性的物質(zhì)。這樣的“半合成”物質(zhì)由于它們的氣味可以例如用作純天然物質(zhì)的代用品，其中代用品和天然物質(zhì)不必具有化學(xué)結(jié)構(gòu)相似性。
石竹烯(caryophyllene)及其類似物是已知的香精化學(xué)品。石竹烯是容易從丁子香油中分離的天然產(chǎn)品。在現(xiàn)有技術(shù)狀況中也描述了其一些氧化產(chǎn)物。
始終需要例如利用溫和氧化反應(yīng)改進(jìn)具有有利感官性質(zhì)的芳香化學(xué)品的制造的新型方法。
starokon等人,adv.synth.catal.2004,第346卷，第268-274頁(yè)描述了用n2o氧化1-甲基環(huán)己烯。1-甲基環(huán)己烯基本上在250℃下在25巴n2o下氧化12小時(shí)。這一反應(yīng)中的1-甲基-環(huán)己烯轉(zhuǎn)化率為33％并獲得含有2-甲基環(huán)己酮作為主要產(chǎn)物(44％選擇性)、甲基環(huán)戊酮(34％選擇性)、甲基-戊-4-烯-1-基-酮(5％選擇性)和5-庚烯醛(2-3％選擇性)的產(chǎn)物混合物。
hermans等人,phys.chem.chem.phys.,2007,第9卷,第4269-4274頁(yè)描述了1-甲基環(huán)己烯與n2o的類似氧化反應(yīng)，其以幾乎相同的選擇性產(chǎn)生相同反應(yīng)產(chǎn)物。他們還觀察到這一氧化反應(yīng)的極低反應(yīng)速率。
β-石竹烯((1r,4e,9s)-4,11,11-三甲基-8-亞甲基-雙環(huán)[7.2.0]十一-4-烯)及其類似物是已知的香精化學(xué)品。在現(xiàn)有技術(shù)狀況中也描述了它的幾種氧化產(chǎn)物。
collado等人,nat.prod.reports,1998,第15卷,第187-204頁(yè)詳細(xì)描述了β-石竹烯的物理性質(zhì)和反應(yīng)性，包括獲自各種氧化反應(yīng)的其氧化產(chǎn)物。
matsubara等人,nipponnogeikagakukaishi,1985,第59卷,nr.1,第19-24頁(yè)和uchida等人,agric.biol.chem.,1989,第53卷,第11期,第3011-3015頁(yè)描述了用四乙酸鉛將β-石竹烯氧化和所得氧化產(chǎn)物的分析表征。除其它11種化合物外，它們?cè)谘趸a(chǎn)物混合物中被鑒定為1-[(1r,4r,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮和1-[(1r,4s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮。具體而言，通過(guò)使β-石竹烯與乙酸鉛(iv)以化學(xué)計(jì)算量反應(yīng)進(jìn)行氧化反應(yīng)，此時(shí)分別以10.2％和9.9％的選擇性獲得1-[(1r,4r,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮和1-[(1r,4s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮。此外，它們提出這些氧化產(chǎn)物由于其溫和的木質(zhì)氣味在香精中的潛在用途。
發(fā)明概述
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供有效制備1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的改進(jìn)的方法。此外，該方法應(yīng)該以高收率和選擇性提供所需產(chǎn)物而不使用有毒和/或昂貴的試劑。
令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮可通過(guò)使(1r,4e,9s)-4,11,11-三甲基-8-亞甲基-雙環(huán)[7.2.0]十一碳-4-烯(β-石竹烯)與n2o反應(yīng)而以高收率和選擇性制備。相應(yīng)地，本發(fā)明涉及制造1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮或主要含有4r-異構(gòu)體的其立體異構(gòu)體的混合物的方法，其包括使(1r,4e,9s)-4,11,11-三甲基-8-亞甲基-雙環(huán)[7.2.0]十一碳-4-烯與n2o反應(yīng)。
本方法表現(xiàn)出下列優(yōu)點(diǎn)：
-1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮可以使用便宜易得的原材料(1r,4e,9s)-4,11,11-三甲基-8-亞甲基-雙環(huán)[7.2.0]十一碳-4-烯(其也被稱作β-石竹烯)以高選擇性合成生產(chǎn)。
-1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮不必使用昂貴和/或有毒的試劑(如乙酸鉛(iv))合成生產(chǎn)。
-生產(chǎn)1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的方法簡(jiǎn)單高效。1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮因此可以毫無(wú)困難地以大工業(yè)規(guī)模提供。
發(fā)明詳述
1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮是下式(i)的化合物：
從式(i)中顯而易見(jiàn)，4-位置的攜帶乙酰基的碳原子可具有(r)-或(s)-構(gòu)型。因此1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮可以分別以(1r,4r,8s)-異構(gòu)體1-[(1r,4r,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮(下文也稱作4r-異構(gòu)體)，或(1r,4s,8s)-異構(gòu)體1-[(1r,4s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮(下文稱作4s-異構(gòu)體)的形式或以(1r,4r,8s)-異構(gòu)體和(1r,4s,8s)-異構(gòu)體的混合物(下文稱作4r/4s-異構(gòu)體混合物)的形式存在。
使用本發(fā)明的方法，可以制備1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]-乙酮的(1r,4r,8s)-和(1r,4s,8s)-立體異構(gòu)體以及這些立體異構(gòu)體的混合物。術(shù)語(yǔ)“1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮”包括純(1r,4r,8s)-異構(gòu)體和(1r,4s,8s)-異構(gòu)體以及混合物，其中這些立體異構(gòu)體等量存在或其中這些立體異構(gòu)體之一過(guò)量存在。
通常，本方法提供4r/4s-異構(gòu)體混合物形式的1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮。
更通常，本方法提供主要含有4r-異構(gòu)體或4s-異構(gòu)體的4r/4s-立體異構(gòu)體的混合物形式的1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮。更具體地，在這些混合物中，1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]-乙酮的4r-或4s-異構(gòu)體以1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的4r-和4s-異構(gòu)體的總量的至少55重量％，特別是至少65重量％的量存在。
在本方法的一個(gè)特定實(shí)施方案中，1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮以主要含有4r-異構(gòu)體的其4r/4s-立體異構(gòu)體的混合物的形式獲得。更具體地，在這些混合物中，1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]-乙酮的4r-異構(gòu)體以1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的4r-和4s-異構(gòu)體的總量的至少55重量％，特別是至少65重量％的量存在。再更具體地，在這些混合物中，1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]-乙酮的4r-異構(gòu)體以1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的4r-和4s-異構(gòu)體的總量的至少90重量％的量存在。
在本方法的一個(gè)具體實(shí)施方案中，如上定義的1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮或其4r/4s-立體異構(gòu)體混合物以至少80％，特別是至少90％的純度獲得。
上文提到的優(yōu)選實(shí)施方案可以任意互相組合。
相應(yīng)地，在本方法的一個(gè)特定實(shí)施方案中，1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮以含有1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的4r-和4s-異構(gòu)體的總量的至少55重量％的量的4r-異構(gòu)體的其4r/4s-立體異構(gòu)體的混合物的形式獲得，且其中所述混合物具有至少80％的純度。
本發(fā)明提供一種制備如上定義的1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的方法，其包括使(1r,4e,9s)-4,11,11-三甲基-8-亞甲基-雙環(huán)[7.2.0]十一碳-4-烯(β-石竹烯)與n2o反應(yīng)。
用n2o氧化烯屬不飽和有機(jī)化合物中的烯屬c＝c-雙鍵原則上是本領(lǐng)域中已知的。用n2o將β-石竹烯氧化可以類似于已知方法，例如類似于如上論述的現(xiàn)有技術(shù)中或starokon等人,adv.synth.catal.2004,第346卷，第268-274頁(yè)、romanenko等人,russ.chem.bull.int.ed.2007,第56卷,第1239-43頁(yè)(oxidationvonterpenenmitn2o)以及wo2005/030690、wo2005/030689、wo2010/023211和wo2010/0076182(烯烴用n2o技術(shù)氧化)描述的方法進(jìn)行。
為此，在n2o存在下加熱液相形式的β-石竹烯。為了提高n2o在該液相中的溶解度，該反應(yīng)優(yōu)選在升高的壓力下進(jìn)行。
該反應(yīng)特別在壓力下，特別在5至325巴，優(yōu)選20至250巴，尤其是60至200巴的n2o壓力下進(jìn)行。
該氧化可以被設(shè)計(jì)成連續(xù)或分批進(jìn)行，在此優(yōu)選的是該方法的連續(xù)設(shè)計(jì)。分批氧化可以在傳統(tǒng)上用于此用途的反應(yīng)裝置，例如攪拌反應(yīng)器中進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的氧化優(yōu)選連續(xù)進(jìn)行，例如在管式反應(yīng)器中或在至少三個(gè)回混反應(yīng)器的級(jí)聯(lián)中進(jìn)行。該反應(yīng)可以等溫或絕熱運(yùn)行。
通常，該反應(yīng)在不添加催化劑的情況下進(jìn)行。
該氧化反應(yīng)通常在100至300℃，優(yōu)選130至290℃，特別是150至280℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
該氧化反應(yīng)可以在本體中進(jìn)行(即不存在任何外加溶劑)，或在一種或多種有機(jī)溶劑存在下進(jìn)行。
如果該氧化反應(yīng)在有機(jī)溶劑存在下進(jìn)行，則該有機(jī)溶劑優(yōu)選在反應(yīng)條件下為惰性。優(yōu)選的惰性有機(jī)溶劑是例如脂族或脂環(huán)族烴，特別是具有5至12個(gè)碳原子的鏈烷和環(huán)烷，鹵代脂族烴，和芳烴和取代芳烴，和脂族或脂環(huán)族醚。惰性溶劑的實(shí)例是脂族烴，如戊烷、己烷、庚烷、輕石油(ligroin)、石油醚、環(huán)己烷，鹵代烴，如二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷或二氯乙烷，芳族化合物，如苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、醚如甲基-叔丁基醚、二丁基醚、四氫呋喃(tetrahydrofurate)、1,4-二氧雜環(huán)己烷、1,2-二甲氧基乙烷及其混合物。
如果該氧化反應(yīng)在惰性有機(jī)溶劑存在下進(jìn)行，該反應(yīng)混合物中的溶劑量?jī)?yōu)選為基于β-石竹烯的量計(jì)的小于90重量％，優(yōu)選小于80重量％。
特別地，在不存在惰性有機(jī)溶劑的情況下進(jìn)行氧化。
該氧化反應(yīng)可以在不存在或存在惰性氣體的情況下進(jìn)行。術(shù)語(yǔ)惰性氣體通常是指在現(xiàn)行反應(yīng)條件下不與參與該反應(yīng)的原材料、試劑或溶劑發(fā)生任何反應(yīng)或不與所得產(chǎn)物發(fā)生任何反應(yīng)的氣體。惰性氣體的實(shí)例是n2、co2和稀有氣體，如he、ne、ar、kr和xe。優(yōu)選在不添加任何惰性氣體的情況下發(fā)生二聚反應(yīng)。
特別地，該氧化反應(yīng)中所用的n2o與β-石竹烯的摩爾比為1:50至10:1，優(yōu)選1:20至5:1，特別是1:10至1:1。
優(yōu)選選擇反應(yīng)條件，特別是n2o的量、反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間以使β-石竹烯的轉(zhuǎn)化率為10至98％，特別是30至90％或50至85％。
本發(fā)明的方法以良好的收率和選擇性提供1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮。令人驚訝地，n2o優(yōu)先與β-石竹烯的三取代橋環(huán)雙鍵反應(yīng)。考慮到現(xiàn)有技術(shù)中描述的用n2o氧化1-甲基環(huán)己烷的低轉(zhuǎn)化率，技術(shù)人員原本預(yù)計(jì)n2o會(huì)以相當(dāng)?shù)姆磻?yīng)速率與環(huán)外雙鍵反應(yīng)。但是，主要觀察到的反應(yīng)源自n2o[2+3]-環(huán)加成到三取代橋環(huán)雙鍵上，接著n2消除和碳骨架重排。
通常，通過(guò)本發(fā)明的方法獲得的粗產(chǎn)物混合物可包含其它反應(yīng)產(chǎn)物。特別地，該粗產(chǎn)物混合物除式i的主要產(chǎn)物外還可含有通式(ii)至(v)的其它產(chǎn)物。
令人驚訝地，在反應(yīng)產(chǎn)物中通常未以可檢出量發(fā)現(xiàn)式(vi)的酮
其類似于使用n2o的1-甲基環(huán)己烯的已知氧化，原本預(yù)計(jì)可能是β-石竹烯的主要氧化產(chǎn)物。所用氣相色譜分析系統(tǒng)的檢測(cè)限估計(jì)為大約10wt.-ppm。
化合物(ii)以前已被描述為通過(guò)氧化石竹烯的水解形成的產(chǎn)物之一(yang等人,j.nat.prod.1994,第57卷,第514頁(yè))。nor-ketone(iii)也是已知產(chǎn)物(collado等人,nat.prod.reports1998,第15卷,第187-204頁(yè)的化合物9)。tricyclus(iv)也是文獻(xiàn)中已知的(barrero等人,eur.j.org.chem.2006,第3434-3441頁(yè)中的化合物16和17)。氧化石竹烯(v)也是文獻(xiàn)中已知的(siegel等人,org.biomol.chem.2012,第10卷,第383-393頁(yè))。
本發(fā)明的方法可進(jìn)一步包含提純1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮，例如通過(guò)蒸餾。
用于提純1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的優(yōu)選蒸餾裝置是例如蒸餾塔，如任選配有泡罩塔盤、篩板、篩盤、小包裝件(packages)或填料的板式塔，或旋帶蒸餾塔，如薄膜蒸發(fā)器、降膜蒸發(fā)器、強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器、sambay蒸發(fā)器等，及其組合。用于提純1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的尤其優(yōu)選的蒸餾裝置是蒸餾塔，特別是填充塔，例如填充高效率規(guī)整填料的塔，和旋帶蒸餾塔。
在蒸餾提純后，可以通常以高純度，例如以至少80％的純度獲得1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮。通常，1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮作為如上定義的其4r-和4s-立體異構(gòu)體的非外消旋混合物獲得。
通常，原材料β-石竹烯(cas-no.87-44-5)在工業(yè)規(guī)模下分離自丁子香油并容易獲自商業(yè)來(lái)源。
1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮具有有利的感官性質(zhì)，特別是宜人的氣味。更具體地，1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮表現(xiàn)出基本琥珀調(diào)、木質(zhì)調(diào)、脂粉甜味和女性特征的強(qiáng)烈氣味。
強(qiáng)烈的氣味印象被理解為是指甚至在極低氣體空間濃度中也能精確感知的芳香化學(xué)品的那些性質(zhì)?？梢酝ㄟ^(guò)閾值測(cè)定確定該強(qiáng)度。閾值是相關(guān)氣體空間中的物質(zhì)濃度，在該濃度下代表性的試驗(yàn)評(píng)審小組剛好可以感知?dú)馕队∠?，盡管其不再必須定義。已知可能是最氣味強(qiáng)烈的物質(zhì)，即具有極低閾值的物質(zhì)之一的物質(zhì)類別是硫醇類，其閾值在ppb/m3范圍內(nèi)。探索新芳香化學(xué)品的目標(biāo)是尋找具有盡可能最低閾值的物質(zhì)以允許盡可能最低的使用濃度。越接近這一目標(biāo)值，越被說(shuō)成是“強(qiáng)烈”氣味物質(zhì)或芳香化學(xué)品。
“宜人的氣味”或“有利的感官性質(zhì)”是描述芳香化學(xué)品呈現(xiàn)的氣味印象的美好性(niceness)和精確性(preciseness)的快感表達(dá)(hedonicexpressions)。
“美好性”和“精確性”是本領(lǐng)域技術(shù)人員，調(diào)香師熟悉的術(shù)語(yǔ)。美好性通常是指自發(fā)引起的、帶來(lái)正面感知的、宜人的感官印象。但是，“美好”不一定與“甜美”同義?！懊篮谩币部梢悦枋鲼晗慊蛱聪愕臍馕?。
“精確性”通常是指自發(fā)引起的感官印象，其對(duì)于同一試驗(yàn)評(píng)審小組而言，可再現(xiàn)地令人想起相同的具體事物。
例如，物質(zhì)可具有自發(fā)令人想起“蘋果”的氣味：該氣味隨之正好是“蘋果”。如果這種蘋果氣味非常宜人，因?yàn)樵摎馕读钊讼肫鹄缣鹈赖耐耆墒斓奶O果，該氣味被稱作“美好”。但是，通常酸蘋果的氣味也是精確的(precise)。如果在聞到該物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生這兩種反應(yīng)，在該實(shí)例中因此是美好和精確的蘋果氣味，則這種物質(zhì)具有特別有利的感官性質(zhì)。
由于其宜人的氣味，通過(guò)本發(fā)明的方法獲得的如上定義的1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮或其4r/4s-立體異構(gòu)體的混合物可以有利地用于通常包含至少一種芳香化合物，即至少一種香精和/或香料的組合物。這樣的組合物包括例如洗衣劑、織物洗滌劑、化妝品制劑、其它加香衛(wèi)生制品，如尿布、衛(wèi)生巾、腋下墊、紙巾、濕紙巾、衛(wèi)生紙、手帕紙等，食品、食品補(bǔ)充劑，例如口香糖或維生素產(chǎn)品，散香器，例如室內(nèi)空氣清新劑，香水、藥物制品以及作物保護(hù)產(chǎn)品。
通常，通過(guò)將1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮或上文定義的其4r/4s-立體異構(gòu)體的混合物，任選與一種或多種其它芳香化合物一起，并入之前不含芳香化合物或之前包含一種或多種不同于1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的其它芳香化合物的現(xiàn)有制劑中配制這些組合物。此類組合物通常進(jìn)一步包含載體，其可以是沒(méi)有感官性質(zhì)或沒(méi)有顯著感官性質(zhì)的化合物、化合物混合物或其它添加劑。該載體也可以是具有顯著感官性質(zhì)的化合物或添加劑，或包含一種或多種不同于化合物1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的其它芳香化合物和任選一種或多種沒(méi)有感官性質(zhì)或沒(méi)有顯著感官性質(zhì)的化合物的化合物混合物。
在這些組合物中，1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮，特別是其中4r-異構(gòu)體過(guò)量存在的其立體異構(gòu)體的混合物通常以對(duì)配方輔助劑而言常規(guī)的量施加。1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的合適量在基于該組合物的總重量計(jì)的0.001至50重量％的范圍內(nèi)，特別在0.01至20重量％的范圍內(nèi)，尤其在0.1至10重量％的范圍內(nèi)。
通過(guò)本發(fā)明的方法獲得的1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮尤其適用于洗衣劑和織物洗滌劑、用于化妝品制劑和用于其它加香衛(wèi)生制品。特別地，1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮適用于化妝品制劑，如香水。
通過(guò)本發(fā)明的方法獲得的氣味強(qiáng)烈和精確的1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮優(yōu)選適合用作香精。合適的應(yīng)用領(lǐng)域是需要某種氣味的所有應(yīng)用領(lǐng)域，無(wú)論是要遮蓋更不合意的氣味還是要有針對(duì)性地生成某種氣味或某些氣味調(diào)。
因此，通過(guò)本方法獲得的1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮進(jìn)一步適用于制備含有1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮和載體材料的含香精組合物和/或香精材料。
1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮在此類含香精組合物和/或香精材料中的總濃度不受特別限制。根據(jù)用途，其可以在寬范圍內(nèi)。通常，使用對(duì)香精而言常規(guī)的量。1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]-乙酮在含香精組合物和/或香精材料中的合適量通常在0.001至20重量％的范圍內(nèi)，特別在0.01至10重量％的范圍內(nèi)。
該載體材料可以是具有如上定義的性質(zhì)的化合物、化合物混合物或其它添加劑。合適的載體材料可包含液體或油基載體材料以及蠟樣或固體載體材料。
合適的液體或油基載體材料例如選自醇，如乙醇，水、脂族二醇和具有低于20℃的熔融溫度的多元醇，如乙二醇、甘油、二甘油、丙二醇、二丙二醇，環(huán)狀硅氧烷(硅流體)，如六甲基環(huán)三硅氧烷或十甲基環(huán)五硅氧烷，植物油，如分餾椰子油，或具有低于20℃的熔融溫度的脂肪醇酯，如乙酸肉豆蔻酯或乳酸肉豆蔻酯，和具有低于20℃的熔融溫度的脂肪酸烷基酯，如肉豆蔻酸異丙酯。
合適的蠟樣或固體載體材料例如選自具有高于20℃的熔融溫度的脂肪醇，如肉豆蔻醇、硬脂醇或鯨蠟醇，多元醇和具有高于20℃的熔融溫度的脂肪醇酯，合成石油衍生的蠟，如石蠟，水不溶性多孔礦物，如二氧化硅，硅酸鹽，例如滑石，微孔鋁硅酸鹽礦物(沸石)，粘土礦物，例如膨潤(rùn)土，或磷酸鹽，例如三聚磷酸鈉、紙、紙板、木材、嫘縈短纖維的非織造物或纖維抓絨(fiber-fleeces)。
合適的載體材料例如也選自水溶性聚合物，如聚丙烯酸酯或季銨化聚乙烯吡咯烷酮或水-醇-可溶聚合物，如特定的熱塑性聚酯和聚酰胺。該聚合載體材料可以以不同形式，例如以凝膠、糊或水不溶性固體粒子，如微囊或脆性涂層的形式存在。
根據(jù)用途，該載體材料可進(jìn)一步包含其它添加劑或輔助劑，例如表面活性劑或表面活性劑混合物，增粘劑，如具有400至20'000da的分子量的聚乙二醇，潤(rùn)滑劑、粘合劑或附聚劑，如硅酸鈉，分散劑、洗滌助劑鹽、填料鹽、顏料、染料、熒光增白劑、防再沉積劑等。
此類組合物和/或香精材料的典型用途是在洗衣和清潔洗滌劑、用于人體或動(dòng)物體、用于室內(nèi)，如廚房、潮濕室內(nèi)、汽車或重型貨車、用于真實(shí)或人造植物、用于衣物、用于鞋和鞋墊、用于家具、用于地毯、用于空氣加濕器和空氣清新劑和用于化妝品(如香水)的香精制劑的領(lǐng)域中。
通過(guò)本發(fā)明的方法獲得的1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮也特別適用于制備芳香劑(odorant)組合，其包含1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮或其非外消旋混合物作為組分a和至少一種被稱作芳香劑或芳香物質(zhì)的其它化合物作為組分b，例如一種或多種下列化合物b1至b11：
b1:二氫茉莉酮酸甲酯(例如hedione)，
b2:4,6,6,7,8,8-六甲基-1,3,4,6,7,8-六氫環(huán)戊[g]苯并吡喃(例如galaxolidetm)，
b3:2-甲基-3-(4-叔丁基苯基)丙醛(lysmeraltm)，
b4:2-甲基-3-(4-異丙基苯基)丙醛(兔耳草醛(cyclamenaldehyde))，
b5:2,6-二甲基-7-辛烯-2-醇(二氫月桂烯醇)，
b6:3,7-二甲基-1,6-辛二烯-3-醇(芳樟醇)，
b7:3,7-二甲基-反式-2,6-辛二烯-1-醇(香葉醇)，
b8:2,3,8,8-四甲基-1,2,3,4,5,6,7,8-八氫-2-萘基甲基酮(isoesupertm)，
b9:α-己基肉桂醛，
b10:3,7-二甲基-6-辛烯-1-醇(香茅醇)，
b11:α-或β-或δ-二氫大馬酮。
氣味物質(zhì)的合適配制劑是例如jp11-071312a，段落[0090]至[0092]中公開(kāi)的配制劑。來(lái)自jp11-035969a，段落[0039]至[0043]的配制劑也同樣合適。
實(shí)施例
i)氣相色譜分析：
gc-系統(tǒng)和分離方法:
gc-系統(tǒng):agilent7890a
gc-柱:hp-5(60m(長(zhǎng)度)、0.32mm(id)、1.0μm(膜))
溫度程序:以5℃/min從100℃至225℃、在225℃下10分鐘、以5℃/min從225℃至280℃.
ii)制造實(shí)施例:
實(shí)施例ii.1
β-石竹烯在甲苯中在230℃下用n2o氧化(40巴)
在300毫升高壓釜中裝載在70.0克甲苯中的30.0克β-石竹烯(88wt.-％，獲自aldrichchemicals)并用n2吹掃3次(50巴)。該容器然后在室溫下用n2o加壓(40巴)。啟動(dòng)磁攪拌并將高壓釜加熱至反應(yīng)溫度(230℃)3小時(shí)。在反應(yīng)過(guò)程中高壓釜中的壓力為大約70-75巴。在冷卻至室溫和緩慢降壓后，該溶液通過(guò)使用二氧雜環(huán)己烷作為內(nèi)標(biāo)的定量gc分析(hp-5柱:60m(長(zhǎng)度)、0.32mm(id)、1.0μm(膜)/以5℃/min從100℃至225℃、在225℃下10分鐘、以5℃/min從225℃至280℃)。β-石竹烯的轉(zhuǎn)化率為97％。發(fā)現(xiàn)(i)、(ii)、(iii)、(iv)和(v)的收率分別是40％、10％、3％、1％和2％。
實(shí)施例ii.2:
在不添加溶劑的情況下β-石竹烯在210℃用n2o氧化(40巴)
在300毫升高壓釜中裝載100克β-石竹烯(88wt.-％，獲自aldrichchemicals)并用n2吹掃3次(50巴)。該容器然后在室溫下用n2o加壓(40巴)。啟動(dòng)磁攪拌并將高壓釜加熱至反應(yīng)溫度(210℃)3小時(shí)。在反應(yīng)過(guò)程中高壓釜中的壓力為大約70至75巴。在冷卻至室溫和緩慢降壓后，該溶液通過(guò)使用二氧雜環(huán)己烷作為內(nèi)標(biāo)的定量gc分析(hp-5柱:60m(長(zhǎng)度)、0.32mm(id)、1.0μm(膜)/以5℃/min從100℃至225℃、在225℃下10分鐘、以5℃/min從225℃至280℃)。β-石竹烯的轉(zhuǎn)化率為58％并發(fā)現(xiàn)(i)、(ii)、(iii)和(iv)的選擇性分別是59％、15％、8％和2％。粗產(chǎn)物中1-[(1r,4r,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的4r/4s-非對(duì)映體比率為64:36。
實(shí)施例ii.3:
實(shí)施例ii.2中獲得的粗產(chǎn)物借助使用旋帶蒸餾塔的分餾提純，由此以99.6％的純度獲得1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮。借助gc測(cè)定最終產(chǎn)物的身份和純度(fid檢測(cè)器信號(hào)的面積％)。1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮由4r-和4s-非對(duì)映異構(gòu)體的混合物構(gòu)成，其中發(fā)現(xiàn)4r-異構(gòu)體是主要非對(duì)映異構(gòu)體且4s-異構(gòu)體是次要非對(duì)映異構(gòu)體?？梢垣@得幾種4r/4s-非對(duì)映異構(gòu)體比率，最高的比率是97/3。這種97/3混合物中的主要異構(gòu)體的相對(duì)構(gòu)型可以通過(guò)其2,4-二硝基苯基腙衍生物的x-射線分析識(shí)別為1-[(1r,4r,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮。
iii)1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的分析表征
使用高分辨率gc-ms和1h-和13c-1d/2d-nmr進(jìn)一步測(cè)定1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的身份。
高分辨率gc-ms:
計(jì)算值:220.1827
實(shí)測(cè)值:220.1851(主要4r-非對(duì)映異構(gòu)體)
220.1824(次要4s-非對(duì)映異構(gòu)體)
13c-nmr-分析:
1-[(1r,4r,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮
1)hsqc、noesy、dept和inadequate脈沖序列在cdcl3中在20℃下測(cè)量以確保賦值
2)用hose-codemethod計(jì)算(anal.chim.acta.1978,第103卷,第355-365頁(yè))
3)matsubara等人,nipponnogeikagakukaishi,1985,第59(1)卷,第19-24頁(yè)中的化合物3；用*標(biāo)記的峰顯示顯著偏差
對(duì)1-[(1r,4r,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮測(cè)得的13c-nmr位移與計(jì)算值優(yōu)異相符。文獻(xiàn)中報(bào)道的數(shù)據(jù)和來(lái)自本發(fā)明的計(jì)算/測(cè)量數(shù)據(jù)之間的顯著偏差引起對(duì)文獻(xiàn)中的結(jié)構(gòu)認(rèn)定的正確性的質(zhì)疑。
1-[(1r,4s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮
1)hsqc、noesy、dept和inadequate脈沖序列在cdcl3中在20℃下測(cè)量以確保賦值
2)用hose-codemethod計(jì)算(anal.chim.acta.1978,第103卷,第355-365頁(yè))
3)matsubara等人,nipponnogeikagakukaishi,1985,第59(1)卷,第19-24頁(yè)中的化合物4；用*標(biāo)記的峰顯示顯著偏差
對(duì)1-[(1r,4r,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮測(cè)得的13c-nmr位移與計(jì)算值優(yōu)異相符。文獻(xiàn)中報(bào)道的數(shù)據(jù)和來(lái)自本發(fā)明的計(jì)算/測(cè)量數(shù)據(jù)之間的顯著偏差引起對(duì)文獻(xiàn)中的結(jié)構(gòu)認(rèn)定的正確性的質(zhì)疑。iv)香氣試紙?jiān)囼?yàn):
為了評(píng)估1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮的氣味的質(zhì)量和強(qiáng)度，用不同的4r/4s-非對(duì)映異構(gòu)體比率進(jìn)行香氣試紙?jiān)囼?yàn)。
為此，將吸收性紙條浸到在乙醇中含有1至10重量％1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]-乙酮的溶液中。在溶劑蒸發(fā)(大約30秒)后，由受過(guò)訓(xùn)練的調(diào)香師嗅覺(jué)評(píng)估香氣印象。
香氣試紙?jiān)囼?yàn)結(jié)果:
氣味印象:
-4r/4s＝97/3:琥珀調(diào)、木質(zhì)調(diào)、麝香調(diào)、脂粉甜味、胡椒味、辛辣、女性特征
-4r/4s＝88/12:琥珀調(diào)、木質(zhì)調(diào)、煙草味、脂粉甜味、女性特征
-4r/4s＝82/18:琥珀調(diào)、木質(zhì)調(diào)、煙草味、脂粉甜味、女性特征
-4r/4s＝75/25:琥珀調(diào)、木質(zhì)調(diào)、煙草味、脂粉甜味、女性特征
揮發(fā)性:
在吸水紙上長(zhǎng)期持久(>48h)
可以由香氣試紙?jiān)囼?yàn)結(jié)果推導(dǎo)，1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮是嗅覺(jué)上有價(jià)值的化合物。
v)香水組合物:
使用下列配方制備含有具有97/3的4r/4s-非對(duì)映異構(gòu)體比率的1-[(1r,4r/s,8s)-10,10-二甲基-7-亞甲基-4-雙環(huán)[6.2.0]癸基]乙酮(石竹烯酮f17)的應(yīng)用配制劑。
石竹烯酮f17的應(yīng)用配制劑,pepperpomelof.c.2252
氣味印象的描述:
從前調(diào)開(kāi)始，石竹烯酮f17包括所有刺激性味調(diào)(harsh)和草本調(diào)并集攏至(roundsup)香精蒸發(fā)。其提供非常微妙和線性的實(shí)體(substantiality)。其還在蒸發(fā)過(guò)程中帶出清新清淡的前調(diào)-保持清新性。該材料有辛辣、胡椒味和木質(zhì)調(diào)。還有皮革和煙草的特質(zhì)。