DE2427609A1

DE2427609A1 - Neue alicyclische verbindungen

Info

Publication number: DE2427609A1
Application number: DE19742427609
Authority: DE
Inventors: Guenther Dr Ohloff; Alan Francis Dr Thomas
Original assignee: Firmenich SA
Current assignee: Firmenich SA
Priority date: 1973-06-07
Filing date: 1974-06-07
Publication date: 1975-01-02
Also published as: CH578312A5; US3993604A; NL7407641A; JPS5523242B2; DE2427609C3; GB1416660A; GB1416658A; FR2232533A1; JPS5035351A; FR2232533B1; DE2427609B2; GB1416659A

Description

Patentanwälte
Dipl.-ing. P.

Dr. V. S=hrr.hc- Koworzik' Fall 1200

Dipl. tan. G. D :inner.berg. Dr. P. Wü.ihcl J, D.·. D. Gudel 6 Frankfurt/M., Gr. Lschenheimer Str. 32 O / O Π Ω Q Q

PIRMENICH SA in Genf /Schweiz

Neue alicyclische Verbindungen

Die Erfindung betrifft neue alicyclische Ver bindungen der Formel

CH₀OR

I d

Ia

welche in der durch die gestrichelten Linien gekennzeichneten

Stellung eine einfache Bindung oder eine Doppelbindung aufweist

Wasserstoff, und in welcher η die Zahl 0 oder 1 bezeichnet und R/eine Alkyl-

oder Acylgrüppe mit .1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt.

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Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung von alicyclischen Verbindungen der Formel

CH„OR

I d

Ib

welche in der durch die gestrichelten Linien gekennzeichneten Stellung eine einfache Bindung oder eine Doppelbindung aufweist und in welcher η die Zahl 0 oder 1 bezeichnet und R Wasserstoff oder eine Alkyl- oder Acylgruppe mit 1-6 Kohlenstoffatomen darstellt> als Riech- und Geschmacksstoffe.

Die Erfindung betrifft auch eine Parfümkomposition bzw. ein Aromamittel ₃ welche bzw. welches mindestens eine Verbindung der Formel Ib als Riechstoff- bzw. Geschmacksstoffkomponente enthält.

Die Erfindung betrifft schliesslich ein Verfahren zur Herstellung von alicyclischen Verbindungen der Formel

CH₂OH

Ic

CH-»—CH CH _lO

5 η n+2

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welche in der durch die gestrichelten Linien gekennzeichneten Stellung eine einfache Bindung oder eine Doppelbindung aufweist und in welcher η die Zahl O oder 1 bezeichnet, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man

A) 4-Isopropenylcyclohex-l-enylmethanol mittels metallischem Natrium in flüssigem Ammoniak reduziert, um eine Verbindung der Formel Ic zu erhalten, welche in der durch die gestrichelten Linien gekennzeichneten Stellung eine Doppelbindung aufweist und in welcher η die Zahl Null bezeichnet;

B) ^-Isopropenylcyclohex-l-enylmethanol durch katälytische Hydrierung reduziert, um eine Verbindung der Formel Ic zu erhalten, welche in der durch die gestrichelten Linien gekennzeichneten Stellung eine einfache Bindung aufweist und in welcher η die Zahl 1 bezeichnet; oder

C) 4-Isopropylbenzaldehyd durch katälytische Hydrierung bei erhöhtem Druck reduziert, um eine Verbindung der Formel Ic mit der unter B) angegebenen Definition zu erhalten.

Unter den gemäss der Erfindung verwendbaren Verbindungen stellt das 4-Isopropenylcyclohexylmethanol eine natürlich vorkommende Verbindung dar. .Sowohl das eis- als auch das transisomere dieser Verbindung wurden im ätherischen OeI von Perilla acuta var. viridis gefunden. Die genannten Isomeren wurden insbesondere in Mengen von 2 - 8 % bzw. bis zu 0,6 Gew.-^, je nach der Herkunft und der Reinheit des ätherischen Oeles,

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-Ii-

gefunden (siehe: Nippon Nogei Kagaku Kaishi 197O ₉ 428, zusammengefasst in Chem. Abst. 74, 57198 (1971)).- . "

Es vairde nun gefunden, dass die geruchlichen und geschmacklichen Eigenschaften der beiden Isomeren sehr verschieden sind von denjenigen des PerillaöHs selbst. Die organoleptischen Eigenschaften der beiden Isomeren sind auch von denjenigen des bekannten Perillaaldehyds, der Hauptkomponente des Perillaöls, verschieden. Der Perillaaldehyd wird in der Parfümerie und in der Geschmacksstoffindustrie verwendet, um charakteristische würzige, fette und leicht grüne Geruchs- bzw. Geschmacksnoten zu erzeugen (siehe z.B.: S. Arctander, "Perfumes and Flavor Chemicals", Montclair, N.J. (I969) und E. Gildemeister & P. Hoffmann, "Die ätherischen OeIe", Akademie Verlag, Berlin 1956).

Es wurde ferner gefunden, dass die geruchlichen Eigenschaften des cis-4-Isopropenylcyclohexylmethanols von denjenigen des entsprechenden trans-Isomeren sehr verschieden sind. Während das trans-4-Isopropenylcyclohexylmethanol durch einen "chemischen" Geruch gekennzeichnet ist, der z.B. an Phenol oder gewisse aromatische Kohlenwasserstoffe erinnert, besitzt das cis-4-Isopropenylcyclohexylmethanol einen originellen blumigen Geruch, der an Maiglöckchen erinnert. Dieser besonders angenehme Geruch weist zudem einen leicht animalischen Unterton, der an den Geruch von Kastoreum erinnert, auf.

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Bezüglich der geschmacklichen Eigenschaften sind die beiden Isomeren nicht sehr verschieden. Sowohl das cisals auch das trans-Isomere entwickeln eine blumige Geschmacksnote, die im Fall des cis-Isomeren zudem einen leicht grünen Charakter aufweist. Das trans-Isomere ist durch eine mehr oder weniger ausgeprägte holzige Geschmacksnote gekennzeichnet.

Das 4-Isopropenylcyclohexy!methanol ist nicht nur als Riech- bzw. Geschmacksstoff, sondern auch als Ausgangsmaterial für die Herstellung gewisser Derivate, die ebenfalls wertvolle organoleptische Eigenschaften besitzen, verwendbar. Es wurde gefunden, dass die entsprechenden gesättigten Alkohole sowie deren Ester- und Aether-Derivate interessante geruchliche und geschmackliche Eigenschaften besitzen,

Die alicyclischen Derivate Ib entwickeln z.B. originelle blumige Duftnoten, die zum Teil an Bergveilchen bzw. Maiglöckchen erinnern. Je nach der Zusammensetzung der Riechstoffkompositionen, welchen sie zugesetzt werden, und je nach den verwendeten Mengen, verstärken die Verbindungen Ib den Duft oder entwickeln z.B. blumige, fruchtige, grüne, würzige, holzige oder sogar leicht animalische Geruchsnoten. Die Verbindungen Ib sind ferner für die Rekonstitution zahlreicher Blütenöle, z.B. von Rosenöl, Jasminöl, Maiglöckchenöl oder Bergveilchenöl, verwendbar. Es wurde ferner gefunden, dass die genannten Verbindungen, wenn sie in Parfüms vom "Chypre"-Typ verwendet werden, einen fixierenden Effekt ausüben, insbesondere auf die blumigen Duftnoten.

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Die Verbindungen Ib sind ferner als geruchsmodifizierende Zusätze bei der Herstellung von parfümierten Produkten, z.B. Seifen, Waschmitteln, Wachsen, Reinigungsmitteln oder kosmetischen Produkten, verwendbar.

Wenn die alicyclischen Verbindungen Ib als geruchsmodifizierende Komponenten in Riechstoffkompositionen verwendet werden, so erzielt man interessante Geruchseffekte mit Mengen von etwa 0,5 bis 5 %₉ bezogen auf das Gesamtgewicht der Riechstoffkompositionen. Je nach dem gewünschten Effekt oder der Natur der anderen Komponenten einer Riechstoffkomposition, können niedrigere Konzentrationen, z.B. bis zu 0,05 Gew.-% hinunter, oder höhere Konzentrationen, z.B. 10, 20 oder sogar 30 Gew.-^, verwendet werden.

In geschmacklicher Hinsicht können die Verbindungen Ib als grün, leicht blumig und fruchtig gekennzeichnet werden. Je nach der Natur der Produkte, welchen sie zugesetzt werden, können sie verschiedene Geschmacksnoten verstärken, insbesondere fruchtige, blumige, holzige oder fette Geschmacksnoten. Die Verbindungen Ib eignen sich besonders zur Herstellung künstlicher Aromen, z.B. von Melonenaroma oder Aprikosenaroma.

Sie werden mit Vorteil zum Aromatisieren von festen oder flüssigen Nahrungsmitteln, z.B. Sirup, Konfitüren, Milchgetränken, Pudding, Speiseeis oder selbst Bäckerei- und Konfiserieprodukten, verwendet. Die Verbindungen Ib eignen sich ferner zum Aromatisieren von Tabakprodukten.

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Der Begriff "Nahrungsmittel" wird in der vorliegenden Beschreibung im weitesten Sinn verwendet und umfasst z.B. auch Genussmittel, wie Kaffee, Tee und Schokolade.

Je nach der Natur des Produktes, welches aromatisiert werden soll, oder des gewünschten Geschmackseffektes, können die Verbindungen Ib in einem ausgedehnten Konzentrationsbereich, z.B. in Mengen von 1 ppm bis 1 Gew.-^, bezogen auf das Gesamtgewicht des zu aromatisierenden Produktes, verwendet werden. Ein bevorzugter Bereich liegt zwischen etwa 50 und 100 ppm. Wenn die Verbindungen Ib zur Herstellung von künstlichen Aromen dienen, so können sie in Mengen von etwa 0,1 bis 10 Gew.-% oder aber in höheren Mengen, z.B. von etwa 15 - 20 Gew.-^, bezogen auf das Gesamtgewicht des Aromas, verwendet werden.

Je nach dem gewünschten Effekt können jedoch auch kleinere oder grössere Mengen verwendet werden.

Die Verbindungen Ib gehören der Klasse von 1,4-disubstituierten Cyclohexanderivaten an und weisen somit eine Ringstereoisomerie auf. Die in der vorliegenden Beschreibung dargestellten Strukturformeln bezeichnen Verbindungen, in welchen die Isopropyl- bzw. Isopropenylgruppe in Stellung 4 bezüglich des Substituenten in Stellung 1 eis- oder trans-Konfiguration einnehmen kann. Auch Gemische der Isomeren fallen unter die Strukturformeln. Man kann die Isomerie am Beispiel des 4-Isopropylcyclohexylmethanols durch die folgenden Formeln darstellen:

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und

cis-Isomer trans-Isomer

Die Verbindungen der Formel I können entweder in Form der individuellen Isomeren oder als Isomerengemische verwendet werden.

Aus praktischen und wirtschaftlichen Gründen ist es vorteilhafter, die bei der Synthese entstehenden Isomerengemische zu verwenden. In geruchlicher und geschmacklicher Hinsicht sind diese Gemische den einzelnen Isomeren sehr ähnlich.

Es wurde jedoch eine Ausnahme zu dieser Regel beobachtet. Wie bereits erwähnt, ist das cis-iJ-Isopropenylcyclöhexylmethanol von dem trans-Isomeren sehr verschieden. Die interessantesten Geruchseffekte werden mittels reinem cis-4-Isopropenylcyclohexylmethanol erhalten. Gemische des cis-Isomeren mit kleineren Mengen des trans-Isomeren sind jedoch für die meisten Anwendungen in der Parfümerie und in der Aromenindustrie ebenfalls brauchbar.

Die durch die Isolierung von eis- und trans-4-Isopropenylcyclohexylmethanol aus dem natürlichen ätherischen OeI verursachten Nachteile und Schwierigkeiten wurden dadurch über-

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wunden, dass Methoden zur synthetischen Herstellung dieser Verbindung entwickelt wurden. Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung ist wirtschaftlicher und industriell einfacher als die bekannte Synthesemethode, gemäss welcher Perillaaldehyd, ein teures Produkt natürlicher Herkunft, reduziert wird £siehe: Agr. Biol. Chem. 33, 86 (1969)7.

Gemäss der Erfindung werden die alicyclischen Verbindungen Ic durch Reduktion der Verbindung der Formel

d.h. ^'-Isopropenylcyclohex-l-enylmethanol, auch unter dem Namen "Perillaalköhol" bekannt (siehe z.B.: E. Gildemeister & P. Hoffmann, op. cit. Seite 111), hergestellt.

Die Reduktion kann nach an sich bekannten Methoden, z.B. mittels metallischem Natrium in flüssigem Ammoniak gemäss der Methode von Birch ZTsiehe z.B.: H.O. Hou-se, "Modern Synthetic Reactions", W.A. Benjamin Inc., New York (1965), Seite 507, durchgeführt werden.

Gemäss einer bevorzugten Arbeitsweise wird die Reduktion in Gegenwart einer kleinen Menge Wasser durchgeführt. Man kann das metallische Natrium auch in wässrigem Ammoniak in

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Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels, z.B. Benzol, reagieren lassen /Agr. Biol. Chera. 3j5> 86 (1969)7.

Durch die Reduktion von 4-Isopropenylcyclohex-l-enylmethanol erhält man Gemische von eis- und trans—4-Isopropenylcyclohexylmethanol, in welchen der Anteil des cis-Isomeren überwiegt (£ 70 JO.

Durch anschliessende Auftrennung des erhaltenen Gemisches in seine Komponenten, z.B. durch fraktionierte Destillation in einer Drehbandkolonne, kann man reines cis-4-Isopropenylcyclohexylmethanol isolieren.

Gemäss einer anderen Arbeitsweise wird 4-Isopropeny'lcyclohex-1-enylmethanol nach an sich bekannten Methoden katalytisch hydriert, z.B. in Gegenwart eines metallhaltigen Katalysators wie Platindioxid, Raney-Nickel oder Palladium auf Kohle. Man erhält dabei Gemische von eis- und trans-^-Isopropylcyclohexylmethanol. Die einzelnen reinen Isomere können nach üblichen Reinigungsmethoden, z.B. durch sorgfältige fraktionierte Destillation, aus den Gemischen isoliert werden.

Das als Ausgangsmaterial verwendete 4-Isopropenylcyclohex-1-enylmethanol kann durch Behandlung von ß-Pinenepoxid mit einem sauren Reagens hergestellt werden.

Die Behandlung kann nach an sich bekannten Methoden /siehe z.B.: "The Chemistry of the Ether Linkage", Interscience Publ. (1967), Seite 227 durchgeführt werden. Als saure Reagenzien eignen sich Mineralsäuren oder organische Protonensäuren, z.B.

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Chlorwasserstoff, Phosphorsäure oder p-Toluolsulfonsäure, oder eine saure Diatomeenerde. Man kann auch Pyridiniumchlorid verwenden.

Die Behandlung kann in Gegenwart eines'inerten organischen Lösungsmittels, z.B. Benzol, Toluol, Methylenchlorid, Tetrahydrofuran oder 1,2-Dimethoxyäthan, oder eines Gemisches dieser Lösungsmittel, durchgeführt werden.

Die Behandlung wird vorzugsweise bei einer in der Nähe des, Siedepunktes des Lösungsmittels liegenden Temperatur ausgeführt.

Das als Ausgangsmaterial verwendete ß-Pinenepoxid kann aus einem sehr billigen und leicht zugänglichen Material^ nämlich ß-Pinen, nach an sich bekannten Methoden, z.B. durch Behandlung des ß-Pinens mit einer organischen Persäure, z.B. Perameisensäure, Peressigsäure, Trifluorperessigsäure, Perphthalsäure oder m-Chlorperbenzoesaure, hergestellt werden. Die Behandlung mit der Persäure wird zweckmässigerweise in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels, z.B. Chloroform, Methylenchlorid, Benzol, Toluol oder Trichloräthylen, und in Gegenwart eines Puffers, z.B. eines Alkalimetallsalzes einer organischen Säure wie Natriumformiat oder -acetat oder Natriumcarbonat, durchgeführt.

Gemäss der Erfindung kann man das 4-Isopropenylcyclohex-1-enylmethanol auch durch Pyrolyse der Verbindung der Formel

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d.h. von Essigsäure-2-methylen-5-isopropenyl-cyclohexylester, und anschliessende Reduktion oder Hydrolyse des erhaltenen Esters herstellen.

Man kann annehmen, dass die erste Reaktionsstufe, wahrscheinlich eine thermische Umlagerung, auf dem folgenden Weg erfolgt:

Die thermische Umlagerung kann in einem breiten Temperaturbereich, z.B. zwischen etwa 200 und 35O°C durchgeführt werden. Man arbeitet vorzugsweise bei etwa 23O°C.

Es wurde festgestellt, dass der Reaktionsverlauf durch den Druck nicht wesentlich beeinflusst wird. Die Pyrolyse kann entweder bei erhöhtem Druck in einem geschlossenen Rohr

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oder bei Normaldruck oder vermindertem Druck durchgeführt werden.

• Die Umwandlung des Essigsäure-4-isopropenylcyclohex-1-enylesters in den entsprechenden Alkohol kann.nach bekannten Methoden durch eine Reduktion oder eine Hydrolyse herbeigeführt werden.

Der als Ausgangsmaterial verwendete Essigsäure-2-methylen-5-isopropenyl-cyclohexylester tritt in Form von zwei Stereoisomeren auf, nämlich

DAc

und

OAc

Ac = -OCCH-

cis-Isomer

trans-Isomer

welche sich leicht trennen lassen.

Man kann entweder die reinen Isomeren oder deren Gemische pyrolysieren. Es wurde festgestellt, dass man die besten Ausbeuten an Essigsäure-4-isopropenylcyclohex-l-enylester erzielt, wenn man reinen Essigsäure-trans^-methylen^-isopropenylcyclohexylester der Pyrolyse unterwirft.

Bei der Pyrolyse des cis-Isomeren wurde das gewünschte Esterderivat in einer Ausbeute von nicht mehr als 15 % erhalten.

Der Essigsäure^-methylen^-isopropenylcyclohexylester kann aus einem sehr billigen und leicht zugänglichen Aus-

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gangsmaterial, nämlich Limonen, einem Nebenprodukt der Riechstoff- und GeschmacksstoffIndustrie j hergestellt werden. Die
Synthese dieses Esters kann fqrmelmässig wie folgt dargestellt werden:

OAc

Gemäss einer Methode A wird Limonen einer farbstoffsensibilisierten Photooxigenation unterworfen und das Photooxidationsprodukt reduziert £siehe: Liebigs Ann. Chem. 67*1, 93
(1964)J. Man erhält ein Gemisch von sekundären und tertiären
Alkoholen, aus welchem man durch fraktionierte Destillation den gewünschten Alkohol isolieren kann. Der Letztere wird schliesslich nach bekannten Methoden, z.B. durch Behandlung mit einem
Gemisch von Pyridin und Essigsäureanhydrid, in sein Acetat über-

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geführt.

Gemäss der Methode B wird Limonen in das entsprechende Monoepoxid übergeführt, z.B. nach der für die Herstellung von 3-Pinenepoxid beschriebenen Methode, und das erhaltene Limonenmonoepoxid durch Behandlung mit einer starken Base, z.B. Kalium-tert.-butylat, in den gewünschten Alkohol umgewandelt. Das entsprechende Acetat wird in der oben beschriebenen Weise erhalten.

Gemäss der Erfindung wird 4-Isopropylcyclohexylnethanol

durch Reduktion der Verbindung der Formel

CHO

die unter dem Namen "Cuminaldehyd" bekannt ist, hergestellt. Durch katalytische Hydrierung von Cuminaldehyd bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur in Gegenwart eines metallhaltigen Katalysators, z.B. Ruthenium» wurden gute Ausbeuten an Gemischen von eis- und trans-M-Isopropylcyclohexylmethanol erhalten.

Die genannte katalytische Hydrierung kann bei Temperaturen von etwa 100 bis 200⁰C und bei Drücken von etwa 50 bis 200 Atmosphären durchgeführt werden. Man arbeitet vorzugsweise bei etwa 130⁰C und 100 Atmosphären.

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. Die alicyclischen Verbindungen la, Welche neue Stoffe sind, können aus den entsprechenden Alkoholderivaten Ic nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden.

Die Ester der Formel Ia, worin R eine Acylgruppe ist, also z.B. Essigsäure-4-isopropenylcyclohexylmethylester, können durch Behandlung von ^-Isopropenylcyclohexylmethanol mit einem Gemisch von Pyridin und Essigsäureanhydrid hergestellt werden. Die Aether der Formel Ia, worin R eine Alkylgruppe ist, also z.B. 4-Isopropylcyclohexylmethyl-äthyl-äther, können durch Behandlung von ^I-Isopropylcyclohexylmethanol mit einer starken Base, z.B. Natriumäthylat oder Natriumhydrid, und anschliessend Aethylbromid hergestellt werden.

In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sind die Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.

Beispiel 1

4-Isopropenylcyclohexy!methanol

Eine Lösung von 10 g ^-Isopropenylcyclohex-l-enylmethanol in 50 ml.Aethanol wurde langsam einer Lösung von Natriummetall in 200 ml flüssigem Ammionak zugegeben. Die Zugabe der Reaktionsteilnehmer wurde schrittweise wie folgt durchgeführt: Eine Portion von 200 bis 600 mg Natriummetall wurde in flüssigem Ammoniak gelöst. Der erhaltenen Lösung wurden tropfenweise 2 bis 3 ml der äthanolischen Lösung zugesetzt, bis das

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Reaktionsgemisch vollständig entfärbt war. Hierauf wurde dem Reaktionsgemisch eine neue Portion Natriummetall zugesetzt. Am Ende der Reaktion waren 9 g Natrium verbraucht (Reaktionszeit: 4 h). Das Reaktionsgemisch wurde dann noch während einer Stunde gerührt. Das unverbrauchte Natrium wurde durch Zugabe von Aethanol zerstört. Nach dem Abdampfen des Ammoniaks bei Raumtemperatur wurde der Rückstand mit 200 ml Aether extrahiert; Der Extrakt wurde mit gesättigter wässriger Ammoniumchloridlo'sung gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und schliesslich eingedampft. Durch fraktionierte Destillation des Rückstandes erhielt man 6,5 g eines Produktes, das bei 82-112°/10 Torr siedete.

Durch gaschromatographische Analyse wurde festgestellt, dass das erhaltene Produkt zu 52 % aus einem Gemisch von 92:8 Gewichtsteilen der eis-, trans-Isomeren der gewünschten Verbindung bestand. Das Isomerengemisch wurde ohne weitere Reinigung als Riech- bzw. Geschmacksstoff verwendet.

Für Analysenzwecke wurden die Isomeren durch

Destillation in einer Drehbandkolonne bei 98°/10 Torr in reinem Zustand isoliert. Die beiden Isomeren wiesen die folgenden physikalischen Eigenschaften auf:

trans -k -IsopropenyIcyclohexy!methanol

KRS (CCl₄) : 1,68 (3H, m, J = 2 Hz); 3,83 (2H₅ d, J = k Hz); ■ 4,62 (2H, m, J = 2 Hz) δ ppm

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MS : M⁺ = 15²J (22); m/e = I36 (29), 121 (7k), 108 (38),

107 (67), 93 (100), 81 (70), 79 (89), 67 (86), 55 (61).

cis-^-Isopropenylcyclohexy!methanol

KRS (CCl₂₁): 1,68 (3H, m, J = 2 Hz); 3,47 (2H, d, J = 6 Hz);

H ,66 (2H, m, J . 2 Hz) δ ppm MS : M⁺ = 154 (16); m/e = I36 (37), 121 (68), 107 (85), 93 (100), 81 (83), 79 (97), 67 (93).

Beispiel

4-Isopropylcyclohexy!methanol

Eine Lösung von 10 g 4-Isopropenylcyclohex-l-enylmethanol in 200 ml Aethanol wurde bei Normaldruck in Gegenwart von 200 mg Raney-Nickel hydriert. Das Hydrierungsgemisch wurde filtriert und eingeengt. Der Rückstand wurde einer fraktionierten Destillation unterworfen. Man erhielt auf diese Weise ein bei 75-115°/10 Torr siedendes Produkt. Wie die gaschromatographische Analyse zeigte, enthielt dieses Produkt 50 % eines Gemisches von 60:HO Gewichtsteilen der eis-, trans-Isomere des gewünschten Alkoholes.

Pur Analysenzwecke wurden die Isomeren durch fraktionierte Destillation in einer Drehbandkolonne bei 80 / 7 Torr isoliert. Die beiden Isomeren wiesen die folgenden physikalischen Eigenschaften auf:

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trans-4-Isopropylcyclohexy!methanol

KRS (CCl₄) : 0,83 (6H, d, J = 6 Hz); 0,9 - 2,0 (HH, m);

3,29 (2H, d, J = 3 Hz) δ ppm MS : m/e = 138 (5), 123 (5), HO (5), IO9 (12), 95 (100), 83 (14), 81 (20), 69 (40), 67 (27), 57 (12).

cis-4-IsopropyIcyclohexy!methanol

KRS (CCl₁₁) : 0,83 <6H, d, J = 6 Hz); 1,0 - 2,0 (HH, m);

3,42 (2H, d, J = 4,5 Hz) δ ppm MS : m/e = 138 (4), 123 (6), 110 (5), 109 (5), 96 (l6), 95 (100), 83 (14), 81 (21), 69 (40), 67 (27), 55 (28).

Die beiden Verbindungen waren in jeder Hinsicht identisch mit reinen Proben, die nach der in J. Org. Chem. 3il, 3507 (I966) beschriebenen Methode hergestellt worden waren.

Das gemäss den Beispielen 1 und 2 als Ausgangsmaterial verwendete 4-Isopropenylcyclohex-l-enylmethanol wurde wie folgt hergestellt:

A) Durch Behandlung von ß-Pinenepoxid mit einem sauren Reagens Eine Lösung von 50 g ß-P±nenepoxid in 200 ml CH₂Cl₂ wurde langsam einer kalten Suspension (-20 ) von 5 g Diatomeenerde in 1000 ml CHpCl₂ zugesetzt. Das Reaktionsgemdsch wurde während 2 h gerührt, dann filtriert und unter vermindertem Druck eingeengt. Durch fraktionierte Destillation des Rückstandes erhielt man 22 g (45 %) 4-Isopropenyl-

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cyelohex-l-enylmethanol vom Sdp. 67-68°/O,l Torr. Diese Verbindung wurde ohne vorherige Reinigung direkt für die nächste Reaktionsstufe verwendet.

Wenn ß-Pinenepoxid mit Pyridiniumchlorid in Tetrahydrofuran oder mit Phosphorsäure in Methylenchlorid behandelt wird₃ so erzielt man-ähnliche Resultate.

Das als Ausgangsmaterial verwendete ß-Pinenepoxid wurde wie folgt erhalten:

Ein auf 0° gekühltes Gemisch von 272 g ß-Pinen, 636 g Natriumcarbonat und 1000 ml CH₂Cl₂ wurde tropfenweise zu 420 g 40 #iger Peressigsäure mit einem Gehalt von 10 g wasserfreiem Natriumacetat gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 15 h bei Raumtemperatur gerührt, dann mit Wasser gewaschen, getrocknet und eingeengt. Durch Destillation des Rückstandes erhielt man 250 g (83 %) des gewünschten Epoxids, das bei 45 /0,1 Torr siedete.

B) Durch Pyrolyse von Essigsäure-2-methylen-5~isopropenylcyclohexylester

1. 5)0 g trans^-Methylen-S-isopropenylcyclohexylester der Essigsäure wurden in einem zugeschmolzenen Rohr aus feuerfestem Glas während 10- h bei 230 erhitzt. Durch fraktionierte Destillation des Reaktionsproduktes erhielt man 3,6 g (76 %) Essigsäure-4-isopropenylcyclohex-l-enylmethylester, Diese Verbindung wies die folgenden physikalischen Eigenschaften auf:

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*^Ρ = +77,7° (in CHCl₃)

d<j° = 0,9821 νξ° = 1,4798

2.10,Og trans-^-Methylen-S-isopropenylcyclohexylester der Essigsäure wurden in einem Verdampfungsgefäss bei 10 Torr verdampft und in einem mit dem Verdampfungsgefäss verbundenen Pyrolysenrohr aus feuerfestem Glas mit einer Länge von 20 cm bei 350 erhitzt. Durch Kondensation der bei der Pyrolyse entstandenen Dämpfe wurden 8,2 g eines öligen Produktes erhalten, welches, wie die gaschromatographische Analyse zeigte, zu 70 % aus dem gewünschten Ester und zu 30 % aus p-Cymol bestand.

Der gemäss B) 1. oder 2. erhaltene Essigsäureester wurde durch Reduktion mit Lithiumaluminiumhydrid in 4-Isopropenylcyclohex-1-enylmethanol übergeführt.

Bei der Pyrolyse von Essigsäure-cis-2-methylen-5-isopropenylcyclohexylester nach der oben beschrieben Vorschrift wurde ein Gemisch erhalten, das zu etwa 75 % aus p-Cymol, 15 % Essigsäure-A-Isopropenylcyclohexylmethylester und zu 10 % aus nicht-identifierter Substanz bestand.

Der als Ausgangsmaterial verwendete Essigsäure-2-methylen-5-isopropylcyclohexylester wurde wie folgt erhalten:

136 g Limonen wurden nach der oben für ß-Pinen angegebenen Vorschrift epoxidiert. Durch übliche Aufarbeitung und

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Reinigung des Reaktionsproduktes wurden 130 g (85 %) Limonenepoxid, das bei 73°/8 Torr siedete, isoliert. Dieses Produkt wies die folgenden physikalischen Eigenschaften auf:
faj2° = +65,1° (in CHCl₃)

d^° = 0,9241 n^° = 1,4673

Ein Gemisch von 15_S2 g Limonenepoxid, 11,2 g frisch sublimiertes Kalium-tert.-butylat und I50 ml wasserfreies Dioxan wurde in einer Stickstoffatmosphäre während 60 h bei 50° erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde auf zerstossenes Eis gegossen und mit Hexan extrahiert. Die organische Schicht wurde in üblicher Weise gewaschen, getrocknet und eingeengt. Durch Destillation des Rückstandes bei 6O-7O°/O,O5 Torr wurden 9,8 g (65 %) eines Gemisches von 40:60 Gewichtsteilen eis- und trans-2-Methylen-5-isopropenylcyclohexanol erhalten.

Die beiden Isomeren wurden durch Destillation in einer Vigreux-Kolonne in reinem Zustand aus dem Gemisch isoliert. Sie wiesen die folgenden physikalischen Eigenschaften auf:

trans-2-Methylen-5-isopropenylcyclohexanol *° = +93,9° (in CHCl₃)

= 0,9429 n^° = 1,4943

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eis-2-Methylen-5-isopropeny!cyclohexanol /o7p° = -25,0° (in CHCl₃)

djp =0,9533 nj^u =1,4958

8,Og cis-2-Methylen-5-isopropeny!cyclohexanol wurden während 3 h bei Siedetemperatur mit einem Gemisch von 120 ml Essigsäureanhydrid und-16 ml Pyridin behandelt. Das Reaktionsgemisch wurde mit Wasser verdünnt und mit Aether extrahiert. Die organische Schicht wurde in üblicher Weise gewaschen, getrocknet und eingeengt. Durch Destillation des Rückstandes bei 5O-53°/O,l Torr wurden 8,2 g (90 %) reiner.Essigsäure-cis-2-methylen-5-isopropenylcyclohexylester erhalten. Dieses Produkt wies die folgenden physikalischen Eigenschaften auf:

foj^° = +41,9° (in CHCl₃)
on on

d£^u = 0,9459 n£^u = 1,4600

Essigsäur e-trans-2-methylen-5-iso.propeny Icy clohexylester wurde in analoger Weise aus trans-2-Methylen-5~isopropenylcyclohexanol erhalten und wies die folgenden physikalischen Eigenschaften auf:

° = +32,4° (in CHCl₃)
= 0,9679 n^° = 1,4741

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Beispiel 3

fr-Isopropylcyclohexy!methanol

Ein Gemisch von 200 g Cuminaldehyd, 200 g 1,2-Dimethoxyäthan und 6 g Ruthenium-Kohle-Katalysator mit einem Rutheniumgehalt von 5 % (Doduco Chemie Werk, Sinsheim Elsenz, Deutsche Bundesrepublik) wurde in einem Autoklaven aus rostfreiem Stahl während 25 h bei 130° und 100 Atmosphären erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und einer fraktionierten Destillation unterworfen. Man erhielt Yj6 g (85 %) eines Gemisches von 70:30 Gewichtsteilen der eis- und trans-Isomeren von 4-Isopropylcyclohexylmethanol.

Beispiel 4 Essigsäure-^-isopropenylcyclohexylmethylester

Ein Gemisch von 3»9 g cis-JJ-Isopropenylcyclohexylmethanol, 50 ml Essigsäureanhydrid und 20 ml Pyridin wurde über Nacht bei Raumtemperatur sich selbst überlassen. Das Reaktionsgemisch wurde dann auf zerstossenes Eis gegossen und mit Aether extrahiert. Die organische Schicht wurde nacheinander mit 2-n Natriumcarbonatlösung, 10 liger wässriger Salzsäure und gesättigter wässriger Kochsalzlösung gewaschen. Nach den üblichen Behandlungen des Trocknens und Einengens wurde der Rückstand einer fraktionierten Destillation unterworfen. Man erhielt 3₃2 g (65 %) Essigsäure-cis-JJ-isopropenyleyclohexylmethylester vom Sdp. 1O5-1O8°/1O Torr.

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KRS (CCl₄) : 1,5 - 1,6 (etwa 9 H, m); 1,68 (3H, d, J = I Hz);

1,93 (3H, s)j 3,96 (2H, d, J = 7 Hz); 4,67

(2H, s) δ ppm
MS : M⁺ = 196 (4); m/e = 136 (39), 121 (46), 107 (70),

93 (88), 79 (67), 67 (44), 43 (100).

Essigsäure-trans-4-isopropenylcyclohexylmethylester wurde in analoger Weise aus dem entsprechenden Alkohol erhalten und wies die folgenden physikalischen.Eigenschaften auf: . ·
KRS (CCl₂₁) : 0,9 - 2,0 (etwa 9H, m); 1,68 (3H, d, J = 1 Hz);

1,93 (3H, s); 3,80 (2H, d, J = 5 Hz); 4,61 (2H, s)

δ ppm
MS : M⁺ =196 (8).

Beispiel 5

Essigsä'ure-4-isopropylcyclohexylmethylester

3,5 g cis-4-Isopropylcyclohexylmethanol wurden in der im Beispiel 4 beschriebenen Weise behandelt. Man erhielt den bei HO⁰ZlO Torr siedenden Essigsäure-4-isopropylcyclohexylmethylester, der die folgenden physikalischen Eigenschaften aufwies:
KRS (CCl₂₁) : 0,85 (6h, d, J = 6 Hz); 1,0 -1,9 (HH, m);

1,93 (3H, s); 3,92 (2H, d, J = 7 Hz) 6 ppm MS : m/e = I38 (14), 123 (H), 109 (22), 95 (100),

82 (20), 43 (63).

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Der Essigsäure-trans-^-isopropylcyclohexylmethylester wurde aus dem entsprechenden Alkohol in der im Beispiel 4 beschriebenen Weise hergestellt. Er wies die folgenden physikalischen Konstanten auf:

KRS (CCl₄) : 0,84 (6H, d, J = 6 Hz)·; 0,9 -1,9 (HH, m); 1,91 (3H, s); 3,77 (2H, d, J = 5 Hz) δ ppm

Beispiel6

4-Isopropenylcyclohexylmethyl-äthyl-ä'ther

Ein Gemisch von 6 g Natriumhydrid, 50 %ig in Mineralöl, und 100 ml Dimethylsulfoxid wurde während 90 Min. bei 55-60° erhitzt. Der erhaltenen Lösung wurden 7,5 g . cis-4-Isopropenylcyclohexylmethanol und dann tropfenweise 20 g Aethylbromid zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt, dann auf zerstossenes Eis gegossen und mit Hexan extrahiert. Der Extrakt wurde in üblicher Weise gewaschen, getrocknet und eingeengt. Durch fraktionierte Destillation des Rückstandes erhielt man den bei 96~97°/10 Torr siedenden cis-4-Isopropenylcyclohexylmethyl-äthyl-äther, der die folgenden physikalischen Eigenschaften aufwies:
KRS (CCl₄) : 1,11 (3H, t, J = 6,5 Hz); 1,67 (3H, d, J = 1 Hz);

3,25 (2H, d, J = 6 Hz); 3,36 (2H, q, J = 6,5 Hz);

4,63 (2H, d, J = 1 Hz) δ ppm MS : M⁺ = 182 (18); m/e = 13 6 (79), 121 (70), 107 (100),

93 (96), 81 (83), 79 (84), 67 (78), 59 (63), 41 (73)

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Der trans-Jj-Isopropenyl-cyclohexylmethyl-äthyläther wurde in analoger Weise erhalten und wies die folgenden physikalischen Eigenschaften auf:
KRS (CCl₄) : 1,10 (3H, t, j'= 6,5 Hz); 1,65 (3H, d, J = 1 Hz);

3,11 (2H, d, J = 6 Hz); 3,35 (2H, q, J = 6,5 Hz);

4,59 (2H, breites s) δ ppm MS : M⁺ = 182 (29); m/e = 136 (67), 121 (65), 108 (65),

107 (100), 93 (85), 81 (64), 67 (60), 59 (43).

Beispiel 7

4-rsopropylcyclohexylmethyl-ä'thyl-äther

cis-4-Isopropylcyclohexylmethanol wurde nach der im Beispiel 6 angegebenen Vorschrift in den entsprechenden Aether übergeführt, welcher die folgenden physikalischen Konstanten aufwies:
KRS (Cd.) : 0,84 (6H, d, J = 6 Hz); 1,11 (3H, t, J = 6,5 Hz);

3,23 (2H, d, J = 1,7 Hz); 3,35 (2H, q, J = 7 Hz)

δ. ppm
MS : m/e = I38 (33), 109 (37), 95 (100), 82 (35), 8l(4l),

69 (62), 59 (45), 55 (35).

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Beispiel 8

Eine Parfümbase mit blumigem Geruehscharakter wurde durch Mischen der folgenden Substanzen hergestellt:

Gewichtsteile

Phenyläthylalkohol 350

a-Amyl-zimtaldehyd 300

Dimethyl-benzyl-carbinol 200

a-Methyl-4-isopropyl-dihydrozimtaldehyd · 50

Linalol 40

Terpineol 30

4-Methyl-phenylacetaldehyd 50 %* 20 Undecylenaldehyd 10 %* 10

Total 1000

*in Diäthylphthalat

Durch Zugabe von 20 g cis-4-Isopropenylcyclohexylmethanol ( 99 #ig reines cis-Isomer) zu 80 g der Parfümbase wurde eine Riechstoffkomposition erhalten, die einen besonders angenehmen, an Geissblatt erinnernden Duft aufwies.

Durch Zugabe von 20 cis-4-Isopropylcyclohexylmethanol ( 99 %ig reines cis-Isomer) zu 80 g der Parfümbase wurde eine Parfümkomposition erhalten, die einen charakteristischen blumigen Duft aufwies, der an Bergveilchen bzw. Maiglöckchen erinnerte.

Durch Zugabe von 20 g eines Gemisches von 60:40 oder 70:30 Gewichtstellen eis- und trans-4-Isopropyleyelohexylmethanol

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zu 8O g der Parfümbase wurde eine Parfümkomposition erhalten,, deren blumiger Duft einen mehr oder weniger diffusen Charakter aufwies.

Aehnliche, wenn auch etwas weniger ausgeprägte Geruchseffekte wurden bei Verwendung der entsprechenden Aether- bzw. Esterderivate anstelle der Alkohole erzielt.

Beispiel 9

Eine Aromenbase mit Geschmacksrichtung "Tutti-Frutti"	Substanzen hergestellt:
wurde durch Mischen der folgenden	Gewichtsteile
	25
Vanillin	10
Allylcaproat	15
Citral	35
Amylbutyrat	50
Süsses Orangenöl	75
Aethylbutyrat	150
Aethylacetat	150
Allylacetat	250
Citronenöl	240
Orangenterpene	1000
Total

Die Aromen A (Prüfaroma) und B (Vergleichsaroma) wurden durch Mischen der folgenden Komponenten hergestellt:

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	2427603
	Gewichtsteile
A	B
100	100
100	-
800	900
1000	1000

Aromenbase

4-Isopropenylcyclöhexylmethanol (99 % eis-Isomer)

Aethylalkohol
Total

Die Aromen A und B wurden zum Aromatisieren der nachfolgend beschriebenen Nahrungsmittel im Gewichtsverhältnis von 100 g Aroma auf je 100 kg Nahrungsmittel verwendet. Speiseeis: Aus 1 Liter Milch, 5 Eigelb und 250 g Zucker wurde eine Speiseeismischung wie folgt hergestellt: Der Zucker und die Eigelb wurden gemischt, worauf der erhaltenen Mischung die heisse Milch unter Rühren zugesetzt wurde. Man setzte das Rühren fort, bis die Masse eingedickt war, und arbeitete dann das Aroma ein. Die Masse wurde dann in üblicher Weise gefroren. Pudding: Ein Gemisch von 60 g Zucker und 3 g Pectin wurde unter Rühren zu 500 ml heisser Milch gegeben. Die Mischung wurde während einiger Sekunden gekocht, worauf das Aroma eingearbeitet wurde. Dann liess man die Masse abkühlen.

Die aromatisierten Nahrungsmittel wurden einer Gruppe von Geschmacksprüfern zur Beurteilung übergeben. Die Prüfer erklärten, dass die mit dem Prüfaroma A aromatisierten Nahrungsmittel eine besonders angenehme fruchtige und blumige,

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an Melone bzw. Aprikose erinnernde Geschmacksnote aufwiesen^ die den mit dem Vergleichsaroma B aromatisierten Nahrungsmitteln fehlte.

Durch Verwendung der entsprechenden gesättigten oder ungesättigten Aether- oder Esterderivate anstelle des Alkohols wurden ähnliehe, wenn auch etwas weniger ausgeprägte Geschmackseffekte erzielt.

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Claims

- 12-

PATENTANSPRUECHE

1. Alicyclische Verbindungen der Formel

CH₂OR

Ia

CH_n===CH_n+2

welche in der durch die gestrichelten Linien gekennzeichneten Stellung eine einfache Bindung oder eine Doppelbindung aufweist

Wasserstoff, und in welcher η die Zahl Null oder 1 bezeichnet und R/eine Alkyl- oder Acylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt.

2. Essigsäure-4-isopropenyleyclohexylmethylester.

3. Essigsäure-4-isopropylcyclohexylmethylester.

4. Jj-Isopropenylcyclohexyl-methyl-äther.

5. 4-Isopropylcyclohexyl-methy1-äther.

6. Verwendung der Verbindungen der Formel

CH₂OR

Ib

welche in der durch die gestrichelten Linien gekennzeichneten

oder eine Doppelbindung

Stellung eine einfache Bindung/aufweist und in \velcher η die

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Zahl Null oder 1 bezeichnet und R ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl- oder Acylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen darstellt, zum Verbessern, Verstärken oder sonstigen Modifizieren der organoleptischen Eigenschaften von Parfüms, parfümierten Produkten oder künstlichen ätherischen Oelen.

7· Verwendung der Verbindungen der Formel Ib zum Verbessern, Verstärken oder sonstigen Modifizieren der organoleptischen Eigenschaften von Nahrungsmitteln für Mensch und Tier, Getränken, pharmazeutischen Präparaten und Tabakprodukten.

8. Parfüm bzw. parfümiertes-Produkt, dadurch gekennzeichnet, dass es als geruchsmodifizierenden Zusatz mindestens eine der Verbindungen der Formel Ib enthält.

9· Nahrungsmittel für Mensch und Tier, Getränk, pharmazeutisches Präparat oder Tabakprodukt, dadurch-gekennzeichnet, dass es als geschmacksmodifizierenden Zusatz mindestens eine der Verbindungen der Formel Ib enthält.

10. Geruchsmodifizierendes Mittel, dadurch gekennzeichnet, dass es als Riechstoffzusatz mindestens eine der Verbindungen der Formel Ib enthält.

11. Geschmacksmodifizierendes Mittel, dadurch gekennzeichnet, dass es als Geschmacksstoffzusatz mindestens eine der Verbindungen der Formel Ib enthält.» - -.

12. Mittel nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass es cis-^-Isopropenylcyclohexylmethanol oder cis- bzw. trans-JJ-Isopropylcyclohexylmethanol oder ein Gemisch davon enthält.

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13· Verfahren zur Herstellung von alicyclischen Verbindungen der Formel

CH₂OH

Ic

welche in der durch die gestrichelten Linien gekennzeichneten Stellung eine einfache Bindung oder eine Doppelbindung aufweist und in welcher η die Zahl Null oder 1 darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass man

A) 4-Isopropenylcyclohex-l-eny!methanol mittels metallischem Natrium in flüssigem Ammoniak reduziert, um eine Verbindung der Formel Ic zu erhalten, welche in der durch die gestrichelten Linien gekennzeichneten Stellung eine Doppelbindung aufweist und in welcher η die Zahl Null bezeichnet;

B) ^-Isopropenylcyclohex-l-enylmethanol durch katalytische Hydrierung reduziert, um eine Verbindung der Formel Ic zu erhalten, welche in der durch die gestrichelten Linien gekennzeichneten Stellung eine einfache Bindung aufweist und in welcher η die Zahl 1 bezeicznet; oder

C) 4-Isopropylbenzaldehyd durch katalytische Hydrierung bei erhöhtem Druck reduziert, um eine Verbindung der Formel Ic mit der unter B) angegebenen Definition zu erhalten.

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14. Verfahren nach Anspruch 13 A und B, dadurch gekennzeichnet, dass das ^-Isopropenylcyclohex-l-enylmethanol durch

a) Behandlung von ß-Pinenepoxid mit einem sauren Reagens; oder

b) durch Pyrolyse von Essigsäure-Z-methylen-S-isopropenylcyclohexylester und Hydrolyse oder Reduktion des erhaltenen Ester-Derivates,

hergestellt wird.

15· Verfahren nach Anspruch I¹Ia, dadurch gekennzeichnet, dass man als saures Reagens eine mineralische oder organische Protonensäure verwendet.

16. Verfahren nach Anspruch I¹Ia, dadurch gekennzeichnet, dass man als saures Reagens Phosphorsäure, p-Toluolsulfonsäure oder saure Diatomeenerde verwendet.

17. Verfahren nach Anspruch I¹Ib, dadurch gekennzeichnet, dass man Essigsäure-trans-^-methylen-S-isopropenylcyclohexylester pyrolysiert.

18. Verfahren nach Anspruch 17* dadurch gekennzeichnet, dass man die Pyrolyse bei einer Temperatur von etwa 200-35O⁰C durchführt.

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