CN102802600A - 作为加香成分的2,4-二取代吡啶 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及香料领域。更具体地,本发明涉及一些2,4-二烷基-吡啶作为加香成分的应用。本发明涉及所述化合物在香料工业中的应用,以及含有所述化合物的组合物或制品。
背景技术
公知一些吡啶类化合物为潜在有用的加香成分,但是只有极少的2,4-二取代吡啶的实例见诸报道。
具体地,Ishihare等(J.Agric.Food Chem.,1992,40,1647)公开了一些2,4-二取代吡啶,它们被描述为具有臭氧(即,海的)或泥土型的气味。另外,Kaiser等(Progress in Essentialoil research,1986,227)报道了具有类似烟草气味的其它2,4-二取代吡啶。所有这些现有技术吡啶类化合物在吡啶环的2位上都具有短链或短支链型取代基,即,它们是与本发明的化合物在化学上不同的化合物。
无论如何,这些现有技术化合物的气味特性显著地不同于本发明化合物的气味特性。
现有技术吡啶的另一个实例是在EP 2100589中报道的具有海洋气味(marine odor)的4-烷基吡啶。另外,还需要提及的是,公知2-戊基吡啶在肉制品应用中用作调味成分并且其具有蔬菜的、多油的、蘑菇气味(Perfumery & Flavorist,2006,47)。再次,该现有技术化合物的气味与本发明化合物的气味完全不同。
据我们所知,只有很少数的本发明的吡啶类化合物曾经在现有技术中被报道。具体地,WO 09/122318提及4-甲基-2-戊基-吡啶具有水果、木质型口味。4-乙基-2-丁基-吡啶在Tetrahedron,1990,46,2525中被报道为化学中间体。4-甲基-2-庚基-吡啶在Russianchemicalbulletin,2005,54,997中被报道为化学中间体。但是,这些现有技术文献没有报道或暗示通式(I)的化合物的任何嗅觉性质或所述化合物在香料领域的任何用途。
发明内容
现在,我们惊奇地发现以其任一立体异构体形式或所述立体异构体混合物形式的通式(I)的化合物可以用作加香成分,例如赋予青草和/或吡嗪型的气味香调:
R1表示C1-3烷基;
R2表示C4-9直链烷基;并且
该化合物的碳原子数为10~15。
根据本发明的一个特定实施方式,R1表示C1-3直链烷基,或甚至为甲基或正丙基。
根据本发明的一个特定实施方式,R2表示C5-8直链烷基。R2也可表示C5、C6或C7直链烷基。
根据本发明的任一上述实施方式,所述化合物(I)的碳原子数为奇数,如C11、C13或C15化合物。
作为本发明化合物的具体实例,可以列举作为非限定性实例的4-甲基-2-戊基-吡啶,其气味具有青草(green)和绿豆香调、以及辛辣柿子椒和辣椒粉香调、及青草和吡嗪尾香。该化合物因其自然的青草和辛辣柿子椒特性而非常吸引人,因为它相对于已知的用于香料中的吡嗪或吡啶类化合物更加甜蜜、较少的刺激性和多根性(less aggressive and rooty),所以它大体上代表了一种新型的青草香调。
此外,4-甲基-2-戊基-吡啶能够用作柿子椒天然萃取物的替代品,所述天然萃取物具有强烈的刺激性并且被禁止在香料中使用。
当将4-甲基-2-戊基-吡啶的气味与已知调料成分2-戊基-吡啶的气味进行比较时,本发明的化合物气味以缺少酸性青草香调以及2-戊基-吡啶特征性的多油、溶剂(solvent)和蘑菇香调而不同。另外,2-戊基-吡啶的气味不具有任何的辛辣嗅觉特性。
作为其它实例,可以列举4-正丙基-2-戊基-吡啶,其具有的气味特征为具有紫罗兰、粉质感的非常自然的青草、青碗豆香调。
作为本发明化合物的其它具体但非限定性的实例,可以列举下表1中的化合物:
表1:本发明的化合物及它们的气味性质
化合物结构和名称 | 气味香调 |
4-异丙基-2-戊基-吡啶 | 青草、吡嗪、相当自然的气味 |
4-正丙基-2-庚基-吡啶 | 青草、吡嗪、豆气味 |
4-正丙基-2-丁基-吡啶 | 青草、吡嗪气味 |
4-甲基-2-己基-吡啶 | 青草、吡嗪、豆气味 |
4-乙基-2-己基-吡啶 | 青草、豆、辛辣柿子椒、辣椒粉香调、吡嗪 |
4-乙基-2-戊基-吡啶 | 青草、吡嗪气味 |
根据本发明的一个特定实施方式,通式(I)的化合物是4-甲基-2-戊基-吡啶或4-正丙基-2-戊基-吡啶或4-乙基-2-己基-吡啶。
当将本发明化合物的气味与上述现有技术化合物的气味进行比较时,本发明的化合物以明显具有完全不同的气味、并以缺少现有技术化合物的海洋或烟草特性以及缺少2-戊基吡啶的肉味和/或酸味而不同。
如上所述,本发明涉及通式(I)的化合物作为加香成分的应用。换句话说,本发明涉及一种赋予、增强、改善或改变加香组合物或已加香制品的气味特征的方法,此方法包含将有效量的至少一种通式(I)的化合物添加至所述组合物或制品中。“通式(I)的化合物的应用”在此也可理解为任何含有化合物(I)并能有利地被应用于香料工业中的组合物的应用。
实际上能有利地被用作加香成分的所述组合物也是本发明的一个目的。
因此,本发明的另一个目的是一种加香组合物,包含:
i)至少一种如上定义的本发明的化合物作为加香成分;
ii)至少一种从由香料载体和香料基料构成的一组物质中选出的成分;和
iii)非强制性选择的至少一种香料佐剂。
“香料载体”在此我们指的是从香料业的角度实际上是中性的材料,即不显著改变加香成分的感官特性的材料。所述载体可以是液体或固体。
作为液体载体,可以列举作为非限定性实例的乳化体系,即溶剂和表面活性剂体系,或通常用于香料业的溶剂。通常用于香料业的溶剂的特性和类型的详细描述不能穷尽。然而,可以列举作为非限定性实例的溶剂如最常用的一缩二丙二醇、邻苯二甲酸二乙酯、肉豆蔻酸异丙酯、苯甲酸苄酯、2-(2-乙氧基乙氧基)-1-乙醇或柠檬酸乙酯。对于包含香料载体和香料基料的组合物,除了前述列举的香料载体外,其它适合的香料载体也可以是乙醇、水/乙醇混合物、柠檬烯或其它萜烯、异链烷烃如以商标公知的那些(来源:Exxon Chemical)或乙二醇醚和乙二醇醚酯如以商标公知的那些(来源:Dow Chemical Company)。
作为固体载体,可以列举作为非限定性实例的吸收胶或聚合物、或包封材料。此类材料的实例可以包括成壁和增塑材料,如单糖、二糖或三糖、天然或改性淀粉、水解胶体、纤维素衍生物、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、蛋白质或果胶、或在参考文献例如H.Scherz,Hydrokolloids:Stabilisatoren,Dickungs-und Gehermittel inLebensmittel,Band 2der Schriftenreihe Lebensmittelchemie,Behr's VerlagGmbH & Co.,Hamburg,1996中列举的材料。包封是本领域技术人员公知的方法,例如,可以用如喷雾干燥、凝聚或挤出的技术实施;或由包括凝聚和复合凝聚技术的涂层包封组成。
“香料基料”在此我们指的是一种组合物,其包含至少一种加香助成分。
所述加香助成分不是通式(I)的化合物。另外,“加香助成分”在此是指一种化合物,其用于加香制剂或组合物以给予快感。换句话说,被认为是加香成分的此助成分必须被本领域技术人员公认为能够以积极或令人愉悦的方式赋予或改变组合物的气味,而不仅仅是具有气味。
存在于基料中的加香助成分的特性和类型在此不保证更详细的描述,其在任何情况下不能穷尽,技术人员基于其常识和根据预期的用途或应用以及期望的感官效果能够对其进行选择。概括来说,这些加香助成分属于不同的化学分类,如醇类、内酯类、醛类、酮类、酯类、醚类、醋酸酯类、腈类、萜类、含氮或含硫杂环化合物和精油,并且所述加香助成分可以是天然的或人工合成的。在任何情况下,许多的这些助成分列于参考文献如S.Arctander的著作Perfume and Flavor Chemicals,1969,Montclair,New Jersey,USA,或其更新的版本或类似性质的其他著作中,以及香料业领域内丰富的专利文献中。也可理解为所述助成分还可以是已知的以受控的方式释放各种类型的加香化合物的化合物。
“香料佐剂”在此我们指的是一种成分,其能赋予附加的益处如颜色、特定的抗光性、化学稳定性等。通常用于加香基料中的佐剂的特性和类型的详细描述不能穷尽,但必须提及的是所述成分为本领域的技术人员所熟知。
除了包含至少一种通式(I)的化合物、至少一种香料载体、至少一种香料基料和非强制性选择地至少一种香料佐剂的加香组合物外,一种由至少一种通式(I)的化合物和至少一种香料载体组成的本发明组合物也代表了本发明的一个特定的实施方式。
在此提及下列情况是有用的,即,在上述提及的组合物中包含一种以上通式(I)化合物的可能性是重要的,因其能够使香料商制备具有多种本发明的化合物的气味调性的调和物及香料,从而为他的工作创造新的工具。
为清楚起见,可以理解的是直接由化学合成得到的任何混合物(例如未经充分纯化的反应介质),只要该混合物不能为香料业提供适合形式的本发明的化合物,其都不能被认为是本发明的加香组合物,其中本发明化合物可涉及作为起始原料、中间体或终产物。因此,除非另有说明,本发明一般不包括未经纯化的反应混合物。
此外,本发明的化合物也能够有利地用于现代香料业的所有领域(即,精细香料或功能香料)以积极地赋予或改变添加有所述化合物(I)的消费品的气味。从而,包含下述成分的加香消费品也是本发明的一个目的:
i)至少一种如上定义的通式(I)的化合物作为加香成分;和
ii)香料消费基料。
本发明的化合物可以原样加入,或作为本发明的加香组合物的一部分而加入。
为清楚起见,必须提及的是“加香消费品”是指能够传递至少一种加香效果的消费品,换句话说,其是已加香的消费品。为清楚起见,必须提及的是“香料消费基料”在此我们是指功能配方以及非强制选择的附加益处试剂,其相应于可与加香成分相容并且预期向应用有它的表面(例如,皮肤、头发、织物、或家庭表面)传递令人愉快的气味的消费品。换句话说,本发明的加香消费品包含功能配方、以及非强制选择的相应于期望的消费品(例如洗涤剂或空气清新剂)的附加益处试剂、和嗅觉有效量的至少一种本发明的化合物。
香料消费基料的组分的特性和类型在此不保证更详细的描述,其在任何情况下不能穷尽,技术人员能基于其常识并根据所述产品的特性及期望的效果对其进行选择。
适合的香料消费基料的非限定性实例可以是香水,例如精细香水、古龙水或须后水;织物护理产品,例如液体或固体洗涤剂、织物柔软剂、织物清新剂、熨烫水、纸张、或漂白剂;身体护理产品,例如头发护理产品(如香波、着色剂或发胶)、化妆品制剂(如雪花膏或除臭剂或止汗剂)、或护肤品(如香皂、浴液、浴油或沐浴露、或卫生产品);空气护理产品,例如空气清新剂或“立即可用”粉末空气清新剂;或家庭护理产品,例如擦拭物、洗碗剂或硬表面洗涤剂。
有些上述消费品基料对本发明的化合物来说可能是侵蚀性介质,所以可能需要对后者进行保护以防止其过早分解,例如通过封装加以保护或通过化学方法将其与另一种化学物质相结合加以保护,该保护方法在适当的外在刺激(如酶、光照、加热或pH的变化)下适于释放本发明的成分。
能够将本发明的化合物掺入至各种上述制品或组合物的比例在一个宽的数值范围内变化。这些数值取决于待加香的制品的特性和期望的感官效果、以及当本发明的化合物与通常用于本领域的加香助成分、溶剂或添加剂混合时,还依赖于给定基料中助成分的特性。
例如,对于加香组合物而言,本发明的化合物的典型浓度基于其掺入的组合物的重量,按重量计约为0.001%~15%或更高。当将这些化合物掺入到已加香制品中时,其浓度可以比上述数值更低,例如相对于制品重量的百分比,按重量计约为0.01%~3%。
本发明的化合物可以按照下文实施例中描述的方法来制备,该方法包含将2-氯或溴-4-烷基-吡啶与所需2-烷基链的格利雅试剂(Grignard reagent)进行反应。
具体实施方式
现在将通过下述实施例的方式进一步详细说明本发明,其中的缩写具有本领域内的通常含义,温度用摄氏度(℃)表示;NMR波谱数据是在CDCl3中(如无其它规定)用360或400MHz仪器对1H和13C进行记录的,化学位移δ以TMS为基准,用ppm表示,耦合常数J用Hz表示。
实施例1
通式(I)化合物的合成
a)4-甲基-2-戊基-吡啶的制备
在氩气下,向50ml反应器中加入2-溴-4-甲基吡啶和THF。将反应物冷却至-78℃并加入催化剂Pd(dppf)2Cl2(dppf为1,1’-二(二苯基膦)-二茂铁),再加入3.0M戊基溴化镁。将反应物升温到0℃直至起始原料被消耗完。用20ml饱和氯化铵溶液猝灭反应,并用20ml乙酸乙酯萃取。用20ml的1M盐酸水溶液萃取乙酸乙酯层以从中性有机物中萃取出吡啶产品。用1M的NaOH中和水酸层并用20ml乙酸乙酯萃取。用盐水洗涤乙酸乙酯层并用无水硫酸钠干燥。过滤产物相并用旋转式蒸发器浓缩得到850mg产物,产率为44.9%。
1H-NMR:8.37(d;1H),6.96(s;1H),6.91(d;1H),2.72(dd;2H),2.30(s;3H),1.72(m;2H),1.34(m;4H),0.89(t;3H)
13C-NMR:162.27;148.91;121.87;38.28;31.67;29.67;22.57;20.98;14.
b)4-正丙基-2-丁基-吡啶的制备
4-正丙基-吡啶是按照Vogel’s Textbook of Practical OrganicChemistry,Fourth Edition,p 903的描述用悬浮于液氨和碘乙烷中的氨基钠将4-甲基吡啶烷基化来制备的。其获得的产率优良(77%)。按照Shuman等[AnImproved Synthesis of Homoproline andDerivatives Robert T.Shuman,Paul L.Ornstein,Jonathan W.Paschal,and Paul D.Gesellchen,J.Org.Chem.1990,55,738-741]描述的步骤由4-正丙基吡啶制备得到2-氰基-4-正丙基-吡啶。在第一步中,在冰醋酸和30%的过氧化氢(1eq.)中将4-正丙基-吡啶(1eq.)转化为4-正丙基-吡啶N-氧化物。然后,以Fife[Fife,W.K.J.Org.Chem.1983,48,1375.]报道的改进的Reis sert-Henze反应将4-正丙基-吡啶N-氧化物转化为2-氰基-4-正丙基-吡啶,产率良好(72%)。按照Teague等[Some Pyridylhydantoins P.C.Teague;A.R.Ballentine,G.L.Rushton J.Am.Chem.Soc 1953,75,3429-3430]的描述,用稍微过量的相应丁基碘化镁处理所述吡啶氰得到1-(4-丙基吡啶-2-基)戊-1-酮。用氯仿萃取反应混合物将所述酮分离,获得相对良好的产率(60%)。按照Huang-Minlon[A Simple Modificationof the Wolff-Kishner Reduction,Huang-Minlon J.Am.Chem.Soc1946,68,2487-2488]描述的改进的Wolff-Kishner还原反应以高产率(85%)获得了4-正丙基-2-丁基-吡啶。
1H-NMR:8.39(d,J=5.2Hz,1H);6.95(s,1H);6.90(dd,J=5.2,1.6Hz,1H);2.75(m,2H),2.54(m,2H)1.76-1.59(m,4H);1.39(m,2H),0.97-0.91(m,6H).
13C NMR:13.7(q),14.0(q),22.6(t),23.5(t),32.2(t),37.3(t),38.1(t),121.2(d),122.9(d),149.0(d),151.6(s),162.3(s).
c)4-正丙基-2-戊基-吡啶的制备
除了用稍微过量的戊基碘化镁处理所述吡啶氰获得中间体1-(4-丙基吡啶-2-基)己-1-酮以外,以与4-正丙基-2-丁基-吡啶相同的方式以相似的产率获得了4-正丙基-2-戊基-吡啶(如上)。
1H-NMR:8.39(d,J=5.2Hz,1H);6.95(s,1H);6.90(dd,J=5.2,1.6Hz,1H);2.74(m,2H),2.54(m,2H)1.72(mc,2H),1.65(m,2H);1.40-1.30(m,4H),0.94(t,J=7.3Hz,3H),0.89(m,3H).
13C NMR:13.7(q),14.0(q),22.6(t),23.5(t),29.7(t),31.7(t),37.3(t),38.4(t),121.2(d),122.9(d),149.0(d),151.7(s),162.3(s).
d)4-正丙基-2-庚基-吡啶的制备
除了各自用稍微过量的庚基碘化镁处理所述吡啶氰获得中间体1-(4-丙基吡啶-2-基)辛-1-酮以外,以与4-正丙基-2-丁基-吡啶相同的方式以相似的产率获得了4-正丙基-2-庚基-吡啶。
1H-NMR:8.42(d,J=5.2Hz,1H);6.99(s,1H);6.94(dd,J=5.2,1.6Hz,1H);2.78(mc,2H),2.58(m,2H)1.75(m,2H),1.69(m,2H);1.44-1.36(m,8H),0.98(t,J=7.3Hz,3H),0.91(m,3H).
13C NMR:13.7(q),14.1(q),22.7(t),23.6(t),29.2(t),29.4(t),30.0(t),31.8(t),37.3(t),38.4(t),121.2(d),122.9(d),149.0(d),151.7(s),162.3(s).
e)4-异丙基-2-戊基-吡啶的制备
按照[A convenient Synthesis of the Monoalkylpyridines;a NewPrototropic Reaction of 3-Picoline H.C.Brown,W.A.Murphey J.Am.Chem.Soc.1951,73,3308-12.]中描述的步骤制备得到4-异丙基-2-戊基-吡啶。
1H-NMR:8.40(d,J=5.2Hz,1H);6.98(s,1H);6.95(dd,J=5.2,1.6Hz,1H);2.85(m,1H),2.75(m,2H),1.73(m,2H)1.39-1.32(m,4H);1.25(d,J=6.9,6H),0.90(m,3H).
13C NMR:14.0(q),22.6(t),23.2(q),29.7(t),31.7(t),33.6(d),38.5(t),119.2(d),120.9(d),149.1(d),157.8(s),162.5(s).
f)4-甲基-2-己基-吡啶
按照与4-甲基-2-戊基-吡啶相同的实验步骤(如上)使用己基溴化镁代替戊基溴化镁制备获得了该化合物。该产物是以相似的产率和相同的纯化方式获得的。
1H-NMR:8.3(d),6.95(s),6.9(d),2.7(t),2.3(s),1.7(q),1.3(m),0.8(m)
13C NMR:162.31,148.95,147.14,123.51,121.86,38.36,31.74,29.95,29.15,22.59,20.97,14.08
g)4-乙基-2-己基-吡啶
按照与4-甲基-2-戊基-吡啶相同的实验步骤(如上)使用己基溴化镁代替戊基溴化镁、使用2-氯-4-乙基吡啶代替2-溴-4-甲基吡啶制备获得了该化合物。该产物是以相似的产率和相同的纯化方式获得的。
1H-NMR:8.4(d),6.96(s),6.93(d),2.7(t),2.6(q),1.7(m),1.3(m),1.2(t),0.89(t)
13C NMR:162.40,153.14,149.06,122.25,120.59,38.44,31.74,29.98,29.17,28.20,22.59,14.40,14.08
h)4-乙基-2-戊基-吡啶
按照与4-甲基-2-戊基-吡啶相同的实验步骤(如上)使用2-氯-4-乙基吡啶代替2-溴-4-甲基吡啶制备获得了该化合物。该产物是以相似的产率和相同的纯化方式获得的。
1H-NMR:8.4(d),6.96(s),6.93(d),2.7(t),2.6(q),1.7(m),1.3(m),1.2(t),0.9(t)
13C NMR:162.40,153.14,149.06,122.25,120.59,38.41,31.71,29.71,28.20,22.57,14.40,14.04
实施例2
加香组合物的制备
通过混合下述成分制备了一种无花果型的加香组合物:
*在一缩二丙二醇中
1)顺-二氢茉莉酮酸甲酯;来源:Firmenich SA,Geneva,Switzerland
向上述组合物中添加180重量份的10%*4-甲基-2-戊基-吡啶赋予了该组合物一种独特的青草、无花果树叶气味以及辛辣柿子椒内涵。
加入相同量的2-戊基吡啶提供了非常酸性的青草香调,其伴有完全无法让人接受的蘑菇、肉味香调。
实施例3
加香组合物的制备
通过混合下述成分制备了一种柑橘-草本-木质型的加香组合物:
*在一缩二丙二醇中
1)16-十六内酯;来源:Firmenich SA,Geneva,Switzerland
2)1,4-二氧杂-5,17-环十七烷二酮(1,4-dioxa-5,17-cycloheptadecanedione)
3)1,2,3,5,6,7-六氢-1,1,2,3,3-五甲基-4-二氢茚酮;来源:International Flavors & Fragrances,USA
4)复合精制香基(Compounded specialty base);来源:Firmenich SA,Geneva,Switzerland
5)3-(1,3-苯并二氧戊环-5-基)-2-甲基丙醛;来源:Firmenich SA,Geneva,Switzerland
6)1-(八氢-2,3,8,8-四甲基-2-萘)-1-乙酮;来源:InternationalFlavors & Fragrances,USA
7)1,3-壬二醇二乙酸酯和四氢-3-戊基-4(2h)-吡喃醇乙酸酯的混合物;来源:International Flavors & Fragrances,USA
8)二氢茉莉酮酸甲酯;来源:Firmenich SA,Geneva,Switzerland
向上述组合物中添加100重量份的10%*4-甲基-2-戊基-吡啶赋予了该组合物具有辛辣柿子椒气味的非常美妙的青草香调,该青草香调提升了初始组合物的草本香调,从而增强了香水的男性化特性。
加入相同量的2-戊基吡啶赋予了酸性青草香调,其伴有完全无法让人接受的蘑菇、肉味香调。
Claims (9)
2.根据权利要求1所述的应用,特征在于R1表示C1-3直链烷基。
3.根据权利要求1所述的应用,特征在于R2表示C5-8直链烷基。
4.根据权利要求1所述的应用,特征在于所述化合物(I)是C11、C13或C15化合物。
5.根据权利要求1所述的应用,特征在于所述化合物(I)是4-甲基-2-戊基-吡啶或4-正丙基-2-戊基-吡啶或4-乙基-2-己基-吡啶。
6.一种加香组合物,包含:
i)至少一种权利要求1~5任一项定义的通式(I)的化合物;
ii)至少一种从由香料载体和香料基料构成的一组物质中选出的成分;和
iii)非强制性选择的至少一种香料佐剂。
7.一种加香消费品,包含:
i)至少一种权利要求1~5任一项定义的通式(I)的化合物;和
ii)香料消费基料。
8.根据权利要求7所述的加香消费品,特征在于所述香料消费基料为香水、织物护理产品、身体护理产品、空气护理产品或家庭护理产品。
9.根据权利要求8所述的加香消费品,特征在于所述香料消费基料为精细香水、古龙水、须后水、液体或固体洗涤剂、织物柔软剂、织物清新剂、熨烫水、纸张、漂白剂、香波、着色剂、发胶、雪花膏、除臭剂或止汗剂、香皂、浴液、浴油或沐浴露、卫生产品、空气清新剂、“立即可用”粉末空气清新剂、擦拭物、洗碗剂或硬表面洗涤剂。
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