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DE69606995T2 - Zubereitungen von enantiomeren diacyl-weinsäureanhydriden und deren herstellung - Google Patents

Zubereitungen von enantiomeren diacyl-weinsäureanhydriden und deren herstellung

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Publication number
DE69606995T2
DE69606995T2 DE69606995T DE69606995T DE69606995T2 DE 69606995 T2 DE69606995 T2 DE 69606995T2 DE 69606995 T DE69606995 T DE 69606995T DE 69606995 T DE69606995 T DE 69606995T DE 69606995 T2 DE69606995 T2 DE 69606995T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
anhydride
tartaric
diacyl
mixture
composition according
Prior art date
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DE69606995T
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English (en)
Other versions
DE69606995D1 (de
Inventor
Joannes Coenders
Alexandra Galema
Durk Gombert
Sophie Meer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Givaudan Nederland Services BV
Original Assignee
Quest International BV
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C59/00Compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
    • C07C59/235Saturated compounds containing more than one carboxyl group
    • C07C59/347Saturated compounds containing more than one carboxyl group containing keto groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/54Preparation of carboxylic acid anhydrides
    • C07C51/567Preparation of carboxylic acid anhydrides by reactions not involving carboxylic acid anhydride groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Furan Compounds (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen, die Mischungen von zwei enantiomeren Formen von Diacylweinsäureanhydrid und Mischungen, die durch Umsetzung einer organischen Verbindung mit einer zwei enantiomere Formen von Diacylweinsäureanhydrid umfassenden Mischung erhältlich sind, umfassen. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von solchen enantiomeren Mischungen, ausgehend von einer Mischung, die D-Weinsäure und L-Weinsäure umfaßt.
  • Diacylweinsäureanhydrid-Verbindungen (wie Diacetylweinsäureanhydrid, im folgenden als "DATA" bezeichnet) sind vielseitig verwendbare chemische Zwischenprodukte. Derartige Verbindungen können unter anderem für die Herstellung einer großen Gruppe von Emulgiermitteln für die Verwendung in Lebensmitteln verwendet werden, beispielsweise durch Umsetzung von DATA mit einem Fettsäuremonoglyceridester oder dem entsprechenden Diester oder irgendeiner Mischung davon.
  • Diacylweinsäureanhydrid-Verbindungen werden im allgemeinen durch Umsetzung von Weinsäure mit einem Fettsäureanhydrid (mit vorzugsweise zwischen 1 und 4 Kohlenstoffatomen) hergestellt. Weinsäure liegt in drei Grundstrukturen vor: als L-(+)-Weinsäure (natürliche Weinsäure) und D-(-)- Weinsäure, die beide optisch aktiv sind, und in der Mesoform, die nicht optisch aktiv ist. Mischungen dieser Formen liegen ebenfalls vor, beispielsweise die Racematmischung D,L-Weinsäure. Weinsäure ist ein weißer Feststoff (bei Umgebungsbedingungen).
  • Zur Zeit wird Diacetylweinsäureanhydrid (DATA) durch Umsetzung von Weinsäure mit Acetanhydrid hergestellt. Sowohl L-Weinsäure, D-Weinsäure als auch D, L-Weinsäure sind nicht gut in Acetanhydrid löslich. Sobald jedoch die Umsetzung von L-Weinsäure begonnen hat, löst sie sich sehr schnell in Acetanhydrid. Andererseits werden D-Weinsäure und D,L- Weinsäure nicht gut gelöst. Aus diesem Grund wird DATA bis jetzt ausgehend von L-(+)-Weinsäure hergestellt, und folglich wird Diacetyl-L-Weinsäureanhydrid (L-DATA) erhalten.
  • Somit können bei den herkömmlichen Reaktionen zur Herstellung von Diacylweinsäureanhydrid ausgehend von Weinsäure und einem Fettsäureanhydrid (mit vorzugsweise zwischen 1 und 4 Kohlenstoffatomen) D-Weinsäure und D,L-Weinsäure (die Racematmischung) nicht verwendet werden. Dies ist ein Nachteil, da die Wahl der Ausgangsmaterialien begrenzt ist. Wenn L-DATA bei der Herstellung von Emulgiermitteln für die Anwendung in Lebensmitteln verwendet wird (wie vorstehend ausgeführt), können zusätzlich solche Emulgiermittel im allgemeinen nicht bei Anwendungen verwendet werden, bei denen alle Lebensmittelprodukte und -bestandteile koscher sein müssen. Deswegen besteht ein Bedarf an einem Verfahren, mit dem es möglich wäre, Diacylweinsäureanhydride durch Umsetzung von Weinsäure mit Fettsäureanhydriden (mit vorzugsweise zwischen 1 und 4 Kohlenstoffatomen) herzustellen, und wobei es möglich ist, gleichermaßen L-Weinsäure, D-Weinsäure sowie auch alle Mischungen davon, wie Racematmischungen, zu verwenden.
  • Es wurde nun gefunden, daß ein derartiges Verfahren möglich ist, wenn mindestens ein Teil der Reaktion zwischen Weinsäure und einem Fettsäureanhydrid (mit vorzugsweise zwischen 1 und 4 Kohlenstoffatomen) unter Bedingungen dielektrischer Erwärmung durchgeführt wird. Vorzugsweise sollte mindestens der erste Teil der Reaktion unter Bedingungen dielektrischer Erwärmung durchgeführt werden, und stärker bevorzugt sollten die Bedingungen dielektrischer Erwärmung während der gesamten Reaktionszeit angewendet werden Als Alternative kann die dielektrische Erwärmung diskontinuierlich angewendet werden.
  • In den Synthetic Communications, 23(4), 419-424 (1993) wird berichtet, daß organische Reaktionen unter dielektrischer Erwärmung (durch eine Mikrowelle) durchgeführt werden können. Jedoch wird deren Verwendung in Verbindung mit der Herstellung von Diacylweinsäureanhydriden weder genannt noch vorgeschlagen, und zusätzlich ist deren Verwendung in Verbindung mit Stereoisomere einschließenden Reaktionen darin ebenfalls nicht berichtet.
  • Ein bevorzugtes Fettsäureanhydrid für den vorstehenden Zweck ist Acetanhydrid, das durch Umsetzung mit Weinsäure zu Diacetylweinsäureanhydrid (DATA) führt.
  • Es ist möglich, Diacylweinsäureanhydrid umfassende Zusammensetzungen herzustellen, wobei Diacylweinsäureanhydrid eine Mischung von L-Diacylweinsäureanhydrid und D- Diacylweinsäureanhydrid in irgendeinem gewünschten Verhältnis in Abhängigkeit von dem Ausgangsverhältnis von L- Weinsäure und D-Weinsäure ist. Als Folge dieser Erfindung ist es nun möglich, eine Zusammensetzung herzustellen, die Diacyl-L-Weinsäureanhydrid und Diacyl-D-Weinsäureanhydrid umfaßt, wobei das Molverhältnis der Formen von Weinsäureanhydrid in der Zusammensetzung zwischen 1 : 100 und 100 : 1 liegt. Beispielsweise kann das erhaltene Verhältnis zwischen L-Diacylweinsäureanhydrid und D-Diacylweinsäureanhydrid bei irgendeinem Verhältnis zwischen 1 : 20 und 20 : 1 sein. Entsprechend kann das Verhältnis um 1 : 1 sein, wie es im Fall einer Racematmischung ist.
  • Die gemäß dem Vorstehenden eines oder mehrere Enantiomere von Diacylweinsäureanhydrid umfassenden Zusammensetzungen können als Ausgangsmaterial in weiteren Reaktionen ver wendet werden. Dementsprechend sind Zusammensetzungen erhältlich durch Umsetzung:
  • i. einer organischen Verbindung mit
  • ii. einer Mischung, die Diacyl-L-Weinsäureanhydrid und Diacyl-D-Weinsäureanhydrid umfaßt,
  • wobei das Molverhältnis der durch die Umsetzung der organischen Verbindung (i) mit den Weinsäureanhydriden (ii) erhaltenen Enantiomere in Abhängigkeit des Molverhältnisses von L- und D-Weinsäure in der Ausgangsmischung zwischen 1 : 100 und 100 : 1 liegt. Derartige Zusammensetzungen sowie Verfahren zur Herstellung derartiger Zusammensetzungen sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Entsprechend kann das erhaltene Verhältnis irgendein Verhältnis zwischen 1 : 20 und 20 : 1 sein. Das Verhältnis kann ebenfalls um 1 : 1 sein, wie es im Fall einer Racematmischung ist. Im letzteren Fall kann eine Racematmischung von L-Diacylweinsäureanhydrid und D- Diacylweinsäureanhydrid für die Reaktion verwendet werden. Die vorstehend genannte organische Verbindung, die bei einer solchen Reaktion verwendet werden kann, kann beispielsweise ein Alkohol sein. Bevorzugte Alkohole sind beispielsweise Glyceridmonoester oder -diester einer Fettsäure und irgendwelche Mischungen davon.
  • Die Erfindung ist ferner durch das folgende Beispiel veranschaulicht, welches aber nicht als die Erfindung einschränkend interpretiert werden sollte.
  • Beispiel
  • In einen Dreihalskolben wurden folgende Bestandteile eingeführt:
  • 27,6 g (0, 18 mmol) Weinsäure
  • 56 ml (0,59 mmol) Acetanhydrid
  • 10 ul (180 ppm) H&sub2;SO&sub4; (konzentriert, 96 bis 98%, p. a.)
  • 10 g Glaskugeln.
  • Reaktionen nach dem vorstehenden Rezept wurden sowohl unter Verwendung von L-Weinsäure als auch von D,L-Weinsäure gemäß den folgenden Zeilen durchgeführt.
  • Der Dreihalskolben wurde in einen Mikrowellenofen gebracht. Die Temperatureinstellung wurde durch Aufzeichnung der Temperatur über ein faseroptisches Thermometer (von Luxtron) durchgeführt, das mit einem Computer verbunden war, wodurch die Temperatur geregelt wurde. Das verwendete Temperaturprogramm stellte die schnelle Erwärmung auf bis zu mindestens 100ºC (in etwa 1 bis 2 Minuten) sicher, wonach die Temperatur zwischen etwa 100ºC und etwa 110ºC aufrechterhalten wurde. Die Reaktionen wurden 15, 30, 45 und 60 Minuten lang durchgeführt. Nach der dielektrischen Erwärmung wurden die flüchtigen Verbindungen unter vermindertem Druck verdampft. Das erhaltene Produkt war in allen Fällen eine gebrochen weiße kristalline Verbindung. Sowohl die NMR- als auch die IR-Analyse zeigten an, daß im wesentlichen keine freien OH-Gruppen in dem Produkt vorlagen, woraus geschlossen werden kann, daß die Umsetzung quantitativ war.

Claims (17)

1. Zusammensetzung, umfassend Diacyl-L-Weinsäureanhydrid und Diacyl-D-Weinsäureanhydrid, wobei das Molverhältnis der Formen von Weinsäureanhydrid zwischen 1 : 100 und 100 : 1 liegt.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen 1 : 20 und 20 : 1 liegt.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Diacylweinsäureanhydrid in Form einer Racematmischung vorliegt.
4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Acylgruppe zwischen 1 und 4 Kohlenstoffatomen besitzt.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Acylgruppe eine Acetylgruppe ist.
6. Zusammensetzung, erhältlich durch Umsetzung:
i. einer organischen Verbindung,
ii. einer Mischung, die Diacyl-L-Weinsäureanhydrid und Diacyl-D-Weinsäureanhydrid umfaßt,
wobei das Molverhältnis der erhaltenen Produkte aus der Umsetzung der organischen Verbindung (1) mit den Weinsäureanhydriden (ii) zwischen 1 : 100 und 100 : 1 liegt.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verhältnisse zwischen 1 : 20 und 20 : 1 liegen.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 6 oder 7, die eine Racematmischung von durch Umsetzung einer organischen Verbindung mit einer Diacyl-L-Weinsäureanhydrid und Diacyl-D- Weinsäureanhydrid umfassenden Mischung erhaltenen Verbindungen umfaßt.
9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Acylgruppe zwischen 1 und 4 Kohlenstoffatomen besitzt.
10. Zusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Acylgruppe eine Acetylgruppe ist.
11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die organische Verbindung (i) ein Alkohol ist.
12. Zusammensetzung nach Anspruch 11, wobei der Alkohol ein Glyceridmonoester oder -diester einer Fettsäure oder irgendeine Mischung davon ist.
13. Verfahren zur Herstellung einer Mischung von Diacylweinsäureanhydridverbindungen durch Umsetzung:
i. eines Fettsäureanhydrids,
ii. einer Mischung, die L-Weinsäure und D-Weinsäure umfaßt,
wobei das Molverhältnis der Formen der Weinsäure zwischen 1 : 100 und 100 : 1 liegt,
wobei mindestens ein Teil der Reaktion unter dielektrischer Erwärmung durchgeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verhältnis zwischen 1 : 20 und 20 : 1 liegt.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Weinsäure in Form einer Racematmischung vorliegt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Fettsäureanhydrid zwischen 1 und 4 Kohlenstoffatomen besitzt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Fettsäureanhydrid ein Acetanhydrid ist.
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