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    Publication numberDE19509955 A1
    Publication typeApplication
    Application numberDE1995109955
    Publication dateSep 19, 1996
    Filing dateMar 18, 1995
    Priority dateMar 18, 1995
    Also published asEP0733619A1, EP0733619B1, US5654488
    Publication number1995109955, 95109955, DE 19509955 A1, DE 19509955A1, DE-A1-19509955, DE19509955 A1, DE19509955A1, DE1995109955, DE95109955
    InventorsWolfgang Dr Krause, Klaus Henrich, Joachim Dr Paust, Hansgeorg Dr Ernst
    ApplicantBasf Ag
    Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
    External Links: DPMA, Espacenet
    Verfahren zur Herstellung von Astaxanthin A process for the preparation of astaxanthin translated from German
    DE 19509955 A1
    Abstract  available in
    Claims(5)  translated from German
    1. Verfahren zur Herstellung von Astaxanthin der Formel I durch Umsetzen von 2 Mol des Triphenylphosphoniumsalzes der allgemeinen Formel II in der X für Chlor, Brom oder den (HSO₄)⁻-Rest steht, in einer Wittig-Reaktion mit einem Mol des C₁₀-Dialdehyds der For mel III dadurch gekennzeichnet , daß man 1. A process for preparing astaxanthin of the formula I by reacting 2 mol of the triphenylphosphonium salt of the general formula II in which X is chlorine, bromine or (HSO₄) ⁻ radical, in a Wittig reaction with one mole of C₁₀-dialdehyde For the formula III characterized in that
    • A. die Ausgangsverbindungen der Formeln II und III in Metha nol, Ethanol oder einem Gemisch aus Methanol oder Ethanol mit Wasser suspendiert, die Suspension auf Temperaturen von 30 bis 80°C erwärmt bis sich eine homogene Lösung ge bildet hat, A. The starting compounds of formulas II and III in Metha, ethanol or a mixture of methanol or ethanol, suspended in water, the suspension to temperatures of 30 to 80 ° C. until a homogeneous solution was formed ge,
    • B. die erhaltene homogene Lösung bei Temperaturen von 20 bis 40°C mit etwa 1 Mol pro Mol Triphenylphosphoniumsalz einer für Wittig-Reaktionen üblichen Base versetzt und B. the resulting homogeneous solution at from 20 to 40 ° C with about 1 mol per mol of triphenylphosphonium salt added to a customary for Wittig reactions and Base
    • C. nach Beendigung der Umsetzung dem Reaktionsgemisch gege benenfalls die für eine Ausfällung des Astaxanthins noch notwendige Menge Wasser zufügt und das auskristallisierte Astaxanthin isoliert. C. after completion of the reaction the reaction mixture where appropriate for precipitation of astaxanthin still inflicts necessary amount of water and the crystallized astaxanthin isolated.
    2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Triphenylphosphoniumsalz der allgemeinen Formel II, in der X für Brom steht, mit dem C₁₀-Dialdehyd der Formel III um setzt. 2. The method according to claim 1, characterized in that. A triphenylphosphonium salt of the general formula II in which X is bromo, III to C₁₀-sets with the dialdehyde of the formula
    3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man im Reaktionsschritt B die homogene Lösung der Ausgangs verbindungen mit einer wäßrigen Lösung von Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, einer methanolischen Natriummethoxidlö sung oder einer ethanolischen Natriumethoxidlösung versetzt. 3. The method according to claim 1, characterized in that in reaction step B, the homogeneous solution of the starting compounds with an aqueous solution of sodium hydroxide or potassium hydroxide, a methanolic solution or an ethanolic sodium ethoxide solution Natriummethoxidlö added.
    4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das erhaltene Astaxanthin durch Erhitzen in einem C₁- bis C₄-Alkanol, in Heptan, Wasser oder Gemischen eines oder meh rerer dieser Lösungsmittel unter Rückfluß unter Normaldruck oder im geschlossenen Gefäß auf Temperaturen von 60 bis 120°C, isomerisiert bzw. isomerisiert und reinigt. 4. The method according to claim 1, characterized in that the astaxanthin obtained by heating in a C₁- to C₄-alkanol, in heptane, water or mixtures of these solvents or a basket eral under reflux under atmospheric pressure or in a closed vessel at temperatures of from 60 to 120 ° C, isomerized or isomerized and purified.
    5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das erhaltene Astaxanthin durch Erhitzen in Methanol oder Ethanol im geschlossenen Gefäß unter Eigendruck des Lösungs mittels auf Temperaturen von 80 bis 100°C isomerisiert bzw. isomerisiert und reinigt. 5. The method according to claim 1, characterized in that is purified isomerized by heating in methanol or ethanol in a closed vessel under autogenous pressure of the solution by means to temperatures of 80 to 100 ° C or isomerized and the astaxanthin obtained.
    Description  translated from German

    Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung des C₄₀-Carotinoids Astaxanthin durch eine doppelte Wittig-Reak tion eines 3-Methyl-5-(2,6,6-trimethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclo hexen-1-yl-2,4-pentadienyl-triphenylphosphoniumsalzes (Asta- C₁₅-triphenylphosphoniumsalz) mit 2,7-Dimethyl-2,4,6-octa trien-1,8-dial (C₁₀-Dial). The invention relates to an improved process for the preparation of the C₄₀-carotenoid astaxanthin by a double Wittig reac tion of a 3-methyl-5- (2,6,6-trimethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclohexen-1 yl-2,4-pentadienyl-triphenylphosphonium (astaxanthin C₁₅-triphenylphosphonium) with 2,7-dimethyl-2,4,6-triene-1,8-dial octa (C₁₀-Dial).

    Astaxanthin ist ein zum Färben von Lebensmitteln, Lachsen und Fo rellen sehr begehrter natürlicher Farbstoff. Astaxanthin is a ral for coloring foods, salmon and Fo very desirable natural dye. Dementsprechend sind zahlreiche Methoden zur Isolierung oder Synthese von Astaxanthin bekannt. Accordingly, various methods for the isolation or synthesis of astaxanthin are known. So ist zum Beispiel die Isolierung von Astaxanthin durch Extraktion von Crustaceenschalen aus WO-A 86/6082 bekannt. For example, it is known the isolation of astaxanthin by extraction of Crustaceenschalen from WO-A 86/6082. Wei terhin kann Astaxanthin durch fermentative Prozesse (vgl. Bio technol. Letters 10 (1988), 609-614 oder aus Mikroalgen (vgl. WO-A 89/1977 und EP 329 754) gewonnen werden. Diese Methoden haben jedoch entscheidende Nachteile. Zum einen liegt Astaxanthin in der Natur nur in sehr geringer Konzentration vor und muß daher durch aufwendige Prozesse isoliert werden. Andererseits werden nur unbefriedigende Ausbeuten erzielt. Außerdem sind die großen Mengen an benötigten Hilfsstoffen und an anfallenden nicht ver wertbaren Abfallstoffen ökologisch und ökonomisch nicht akzep tabel. Wei terhin can astaxanthin by fermentation processes (cf., bio technol. Letters 10 (1988) 609-614 or from microalgae (see FIG. WO 89/1977 and EP 329 754) are obtained. However, these methods have significant drawbacks. For an astaxanthin in nature only in very low concentration and must therefore be isolated by complicated processes. On the other hand, only unsatisfactory yields. In addition, the large amounts of required auxiliaries and incurred no ver evaluable waste materials are environmentally and economically accep tabulated.

    Von den Verfahren zur synthetischen Herstellung von Astaxanthin sei die Oxidation von Canthaxanthin-bis-silyl-enolethern mit Per carbonsäuren und anschließende Hydrolyse (vgl. EP 101 597) ge nannt. Of the methods for the synthetic preparation of astaxanthin (cf. EP. 101 597), the oxidation of canthaxanthin-bis-silyl enol ethers is carboxylic acids, followed by hydrolysis with Per GE called. Nachteilig an diesem Verfahren sind die nur mäßigen Aus beuten und Reinheiten an Astaxanthin, unvollkommene Umsätze und unerwünschte Nebenprodukte, wie Adonirubin. A disadvantage of this method, the only moderate yields and purities are out of astaxanthin, incomplete conversions and undesirable by-products, such as adonirubin.

    Auf EP 440 037 ist eine weitere Methode zur Oxidation von Cantha xanthin-enolaten bekannt. Another method for the oxidation of xanthine Cantha enolates is known in EP 440,037. Aber auch dieses Verfahren ist für eine technische Herstellung nicht geeignet, da zur Darstellung der Enolate teure Basen, wie die Salze von Hexamethyldisilazan und sehr tiefe Temperaturen notwendig sind und als Oxidationsmittel das schlecht verfügbare und sicherheitstechnisch brisante Phenyl sulfonyloxaziridin eingesetzt wird. But this method is not suitable for industrial preparation, since the representation of enolates expensive bases, such as the salts of hexamethyldisilazane and very low temperatures are necessary and as oxidizing agent, the bad and available safety explosive phenyl is used sulphonyloxaziridine. Zudem ist auch bei diesem Verfahren der Umsatz nur unvollständig. Moreover, in this process of conversion is incomplete.

    Aus EP 05 749 ist ein Verfahren zur Herstellung von Astaxanthin durch Wittig-Reaktion eines an der Hydroxygruppe in 4-Stellung des Asta-C₁₅-triarylphosphoniumsalzes acylierten Bausteins mit C₁₀-Dial und anschließende Hydrolyse bekannt. From EP 05 749 a process for the preparation of astaxanthin by Wittig reaction of an acylated on the hydroxyl group in the Asta-C₁₅-triarylphosphoniumsalzes 4-position with block C₁₀ dial and subsequent hydrolysis is known. Als Lösungsmittel für diese Wittig-Reaktion wird ua Isopropanol genannt. Is called, among other things isopropanol as solvent for this Wittig reaction. Nachtei lig an diesem Verfahren ist, daß in die C₁₅-Triphenylphosphonium salze Schutzgruppen eingeführt und wieder abgespalten werden müssen, sowie die erzielten mäßigen Ausbeuten. Nachtei lig of this process is that introduced salts protection groups in the C₁₅-triphenylphosphonium and must be removed again, and the achieved moderate yields.

    In EP 057 48 A2 wird die Wittig-Reaktion von Asta-C₁₅-Triarylphos phoniumsalzen selbst mit C₁₀-Dial beschrieben. EP 057 48 A2 the Wittig reaction of asta-C₁₅-Triarylphos is phoniumsalzen described himself with C₁₀ dial. Als geeignete Lösungsmittel werden Halogenkohlenwasserstoffe, wie Methylen chlorid und Chloroform genannt. Suitable solvents are halogenated hydrocarbons, such as methylene chloride and chloroform called. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß man sowohl als Lösungsmittel als auch für die Aufarbei tung durch Extraktion große Mengen an Halogenkohlenwasserstoffen benötigt, die bekanntermaßen bedenkliche toxikologische Eigen schaften aufweisen und eine technisch aufwendige Rückgewinnung erfordern. A disadvantage of this method is that you need both as a solvent for the Aufarbei device by extracting large amounts of halogenated hydrocarbons that are known to questionable toxicological properties have own and require a technically complicated recovery.

    Weiterhin wird in mehreren Publikationen in Helv. Chim Acta 64, (1981; vgl. Seiten 2405-18; Seiten 2436-46 und Seiten 2447-62) die Umsetzung von Asta-C₁₅-Triarylphosphoniumhalogeniden mit dem C₁₀-Dial nach Wittig beschrieben. (Pages 2436-46 and 2447-62 1,981 pages.; See pages 2405-18) the implementation of Asta-C₁₅-Triarylphosphoniumhalogeniden described with the C₁₀-Dial Wittig Furthermore, in several publications in Helv Chim Acta 64,.. In allen beschriebenen Wittig- Reaktionen wird Methylenchlorid als Lösungsmittel für die Phosphoniumsalze und den C₁₀-Dialdehyd eingesetzt und Methylen chlorid bei der Aufarbeitung und Reinigung eingesetzt. In all the described Wittig reactions, methylene chloride is used as solvent for the phosphonium salts, including the C₁₀-dialdehyde and methylene chloride used in the working up and purification. Nachteilig hieran ist, daß Methylenchlorid als sehr leicht flüchtiger toxi kologisch bedenklicher Halogenkohlenwasserstoff bei einem techni schen Verfahren einen beträchtlichen apparativen Aufwand erfor dert und außerdem Methylenchlorid am Astaxanthin angelagert wer den kann, wodurch chlorhaltige Produkte erhalten würden. This has the disadvantage that methyl chloride as a very volatile toxi ecologically dubious halogenated hydrocarbon at a technical know process a considerable expenditure on equipment and requires that it also methylene chloride added on at the astaxanthin who can, thus chlorine-containing products were obtained.

    Es war daher die Aufgabe der Erfindung, das Verfahren zur Her stellung von Astaxanthin aus einem Asta-C₁₅-Triarylphosphoniumsalz und dem C₁₀-Dialdehyd in einer Wittig-Reaktion so zu verbessern, daß man die Umsetzung auf technisch einfache Weise auch ohne Ein satz chlorierter Kohlenwasserstoffe bzw. ohne Einsatz schwierig auf zuarbeitender Lösungsmittelgemische durchführen kann. It is an object of the invention, the method for Her position astaxanthin from an asta-C₁₅-triarylphosphonium salt and C₁₀-dialdehyde in a Wittig reaction be improved so that the reaction is technically simple manner without a set of chlorinated hydrocarbons can perform or without the use of difficult to legwork forming solvent mixtures.

    Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man Astaxanthin auf technisch einfache Weise und in sehr guten Ausbeuten herstel len kann, wenn man sowohl für die Wittig-Reaktion als auch für die Aufarbeitung nur Methanol, Ethanol oder Methanol und Ethanol im Gemisch mit Wasser verwendet. It has now been found, surprisingly, that herstel astaxanthin technically simple manner and in very good yields len, if you used both for the Wittig reaction as well as the sampling time only methanol, ethanol or methanol and ethanol mixed with water.

    Zwar sind aus der Literatur auch schon Carotinoid-Synthesen in reinem Alkanol bekannt (vgl. DE 10 68 703 und DE 9 54 247), jedoch wurden dort β-Ionylidenethyltriphenylphosphoniumsalze zur Syn these von β-Carotin eingesetzt. Although the literature already carotenoid synthesis in pure alkanol known (cf., DE 10 68 703 and DE 9 54 247), but there β-Ionylidenethyltriphenylphosphoniumsalze for Syn thesis of β-carotene were used. Die Löslichkeits- und Polaritäts unterschiede der Edukte und Produkte sind beim Vergleich des unsubstituierten β-Carotins mit dem hochsubstituierten Asta xanthin beträchtlich und lassen daher keinen Analogieschluß zu. The solubility and polarity differences of reactants and products are xanthine considerably when comparing the unsubstituted β-carotene with the highly substituted Asta and therefore leave no analogy to. Das Strukturelement alpha-Hydroxy-ketogruppe im Astaxanthin ist ungleich reaktiver als reine Polyene und neigt zu zahlreichen Nebenreaktionen im basischen und sauren Medium wie z. B. der Bil dung von Semiastacin, Astacin und Diosphenolen (vgl. Helv. Chim. Acta 64 (1981), Seiten 2436-46 und O. Isler "Carotenoids", Birk häuser-Verlag (1971), Seiten 140 und 141). The structural element alpha-hydroxy-ketone group in the astaxanthin is not equal more reactive than pure polyenes and prone to numerous side reactions in the basic and acidic medium such as, for. Example, the Bil formation of semiastacin, astacin and Diosphenolen (see FIG. Helv. Chim. Acta 64 (1981 ), pages 2436-46 and O. Isler "Carotenoids", Birk-homes-Verlag (1971), pages 140 and 141).

    In DE 26 53 838 werden bei der Synthese von 15,15′-Dehydro astaxanthin zwar auch Alkanole erwähnt, es wird jedoch - neben Dichlormethan und Dimethylformamid - nur Isopropanol expressis verbis genannt. DE 26 53 838 astaxanthin Although mentioned alkanols in the synthesis of 15,15'-dehydro, but it is - besides dichloromethane and dimethylformamide - only isopropanol cited expressis verbis. Außerdem wird das gewünschte Produkt zusätzlich mit Methylenchlorid extrahiert und aus Chloroform/Methanol oder Pyridin/Wasser umkristallisiert. In addition, the desired product is further extracted with methylene chloride and recrystallized from chloroform / methanol or pyridine / water. Dieses zeigt, daß eine effi ziente Gewinnung des Produktes ohne Verwendung von insbesondere chlorierten Kohlenwasserstoffe für Astaxanthin-Derivate für un möglich gehalten wurde. This shows that an effi cient recovery of the product without the use of chlorinated hydrocarbons, in particular for astaxanthin derivatives was maintained for un possible.

    Bei Verwendung von Isopropanol oder Isobutanol als Lösungsmittel für die Wittig-Reaktion werden zudem nur unbefriedigende Ausbeu ten an Astaxanthin erzielt (siehe auch Vergleichsbeispiele 7 und 8). When using isopropanol or isobutanol as the solvent for the Wittig reaction are also unsatisfactory Ausbeu th of astaxanthin obtained (see Comparative Examples 7 and 8). Umso erstaunlicher war es nun zu finden, daß Astaxanthin oder Astaxanthin-Derivate mit großem Vorteil in reinem Methanol oder Ethanol oder Methanol- oder Ethanol-Wassergemischen in hoher Aus beute und Selektivität dargestellt werden können. All the more amazing it was now found that astaxanthin or astaxanthin derivatives with great advantage in pure methanol or ethanol or methanol or ethanol-water mixtures in high yield and selectivity can be shown off.

    Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Astaxanthin der Formel I The invention therefore provides a process for preparing astaxanthin of the formula I

    durch Umsetzen von 2 Mol des Triphenylphosphoniumsalzes der all gemeinen Formel II by reacting 2 mol of the triphenylphosphonium salt of the formula II all common

    in der X für Chlor, Brom oder den (HSO₄)⁻-Rest, vorzugsweise für Bromsteht, in einer Wittig-Reaktion mit einem Mol des C₁₀-Dialdehyds der Formel III in which X is chlorine, bromine or (HSO₄) ⁻ radical, preferably for Bromsteht, in a Wittig reaction with one mole of C₁₀-dialdehyde of the formula III

    das dadurch gekennzeichnet ist, daß man which is characterized in that

    • A. die Ausgangsverbindungen der Formeln II und III in Methanol, Ethanol oder einem Gemisch aus Methanol oder Ethanol mit Was ser suspendiert, die Suspension auf Temperaturen von 30 bis 80°C, vorzugsweise 40 bis 60°C erwärmt bis sich eine homogene Lösung gebildet hat, A. has the starting compounds of formulas II and III in methanol, ethanol or a mixture of methanol or ethanol with water What suspended, the suspension to temperatures of 30 ° to 80 ° C., preferably 40 to 60 ° C. until a homogeneous solution formed .
    • B. die erhaltene homogene Lösung bei Temperaturen von 20 bis 40°C mit 1 bis 1,2, vorzugsweise 1 bis 1,1 Mol, pro Mol Tri phenylphosphoniumsalz einer Base versetzt und B. added to the resulting homogeneous solution at from 20 to 40 ° C with 1 to 1.2, preferably 1 to 1.1 mol, per mol of a base and tri phenylphosphoniumsalz
    • C. nach Beendigung der Umsetzung dem Reaktionsgemisch gegebenen falls die für eine Ausfällung des Astaxanthins noch notwen dige Menge Wasser zufügt. C. after the reaction is given to the reaction mixture if not neces for precipitation of the astaxanthin-ended amount of water causes.

    Das erfindungsgemäß erhaltene Astaxanthin wird im allgemeinen zur Überführung in das all-(E)-Isomere thermisch isomerisiert. The astaxanthin obtained by the invention is isomerized thermally generally for release into the all- (E) isomers.

    Die thermische Isomerisierung, bzw. die Isomerisierung und Reini gung gelingt im allgemeinen gut durch Erhitzen in einem C₁- bis C₄-Alkanol, in Flexan, Heptan, Wasser oder Gemischen dieser Lösungsmittel unter Rückfluß oder im geschlossenen Gefäß auf Tem peraturen von 60 bis 120°C, vorzugsweise 80 bis 100°C. The thermal isomerization, and isomerization and Home Care succeed in the general good by heating in a C₁- to C₄ alkanol in Flexan, heptane, water or mixtures of these solvents at reflux or in a closed vessel at tem peratures of 60 to 120 ° C, preferably 80 to 100 ° C.

    Besonders vorteilhaft gestaltet sich das Verfahren, wenn man das erhaltene Astaxanthin durch Erhitzen in Methanol oder Ethanol im geschlossenen Gefäß auf Temperaturen von 60 bis 120°C, vorzugs weise 80 bis 100°C isomerisiert. Particularly advantageous method designed when isomerizing the astaxanthin obtained by heating in methanol or ethanol in a closed vessel at temperatures from 60 to 120 ° C., preferably 80 to 100 ° C.

    Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Umsetzung verwendet man im allgemeinen soviel Methanol oder Ethanol, daß die Konzentration der Triphenylphosphoniumhalogenide im Alkanol 0,1 bis 3 Mol, vor zugsweise 0,3 bis 1 Mol pro Liter Alkanol beträgt. To carry out the reaction of the invention is generally used as much as methanol or ethanol so that the concentration of alkanol in the Triphenylphosphoniumhalogenide 0.1 to 3 mol, preferably 0.3 to 1 before mol per liter of the alkanol is.

    Zur vollständigen Auflösung der Edukte der Formeln II und III wird im allgemeinen so vorgegangen, daß man sie in beliebiger Reihenfolge in das Alkanol einträgt und die Suspension auf 30 bis 40°C, vorzugsweise 50 bis 60°C erhitzt. Complete dissolution of the starting materials of formulas II and III, the procedure is generally such that it enters in any order in the alkanol and the suspension was heated to 30 to 40 ° C., preferably 50 to 60 ° C. Der Gehalt an Wasser im Reaktionsgemisch beträgt hierbei mit Vorteil 0 bis 25 Gew.-%. The water content in the reaction mixture in this case is advantageously 0 to 25 wt .-%.

    In die entstandene Lösung wird im allgemeinen bei Temperaturen von 0 bis 80°C, vorzugsweise 10 bis 30°C langsam die Base einge tragen. In the resulting solution is generally carried out at temperatures from 0 ° to 80 ° C., preferably 10 to 30 ° C slowly carry the base is.

    Als für Wittig-Reaktionen geeignete Basen seien genannt: Lösungen von Alkali- oder Erdalkalialkoxiden oder Alkali- oder Erdalkali hydroxiden in Methanol oder Ethanol, Alkali- oder Erdalkali hydroxide, Ammoniak, Triethylamin sowie Alkali- oder Erdalkali carbonate. As suitable bases for the Wittig reactions may be mentioned: solutions of alkali metal or alkaline earth alkoxides or alkali or alkaline earth metal hydroxides in methanol or ethanol, alkali or alkaline earth hydroxides, ammonia, triethylamine, and alkali metal or alkaline earth metal carbonate. Besonders vorteilhaft gestaltet sich das Verfahren, wenn man eine wäßrige Lösung von NaOH oder KOH, eine metha nolische Natriummethoxidlösung oder eine ethanolische Natrium ethoxidlösung verwendet. Particularly advantageous method designed when using an aqueous solution of NaOH or KOH, a meta nolische methoxide or sodium ethoxide an ethanol.

    Die Reaktionszeiten für das Lösen der Edukte sowie Eintragen der Basen und Umsetzung betragen im allgemeinen 0,5 bis 12 Stunden, vorzugsweise 1 bis 8 Stunden. The reaction times for the dissolution of the reactants as well as entry of the bases and reaction are generally from 0.5 to 12 hours, preferably 1 to 8 hours.

    Zur Aufarbeitung des Reaktionsgemisches wird dieses, sofern es noch nicht die für die Ausfällung des Astaxanthins notwendige Menge Wasser enthält, mit Wasser versetzt. For workup of the reaction mixture is this, if it does not contain the necessary for the precipitation of astaxanthin amount of water, mixed with water.

    Es ist vorteilhaft für die Isolierung, wenn das Reaktionsgemisch etwa 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,5 bis 2 Volumenteile Wasser pro Volumenteil Alkanol enthält. It is advantageous for the isolation, when the reaction mixture about 0.1 to 10, preferably 0.5 to 2 parts by volume of water per volume of alkanol.

    Es ist besonders vorteilhaft, wenn man die Isolierung des Asta xanthins bei Temperaturen von 40 bis 80°C, vorzugsweise 50 bis 60°C durchführt. It is particularly advantageous when carrying out the isolation of the Asta xanthine at temperatures of 40 to 80 ° C, preferably 50 to 60 ° C.

    Das auskristallisierte Astaxanthin wird durch Filtration oder Zentrifugation isoliert und mit Methanol, Ethanol und/oder Gemischen dieser Alkanole mit Wasser gewaschen. The crystallized astaxanthin is isolated by filtration or centrifugation and washed with methanol, ethanol and / or mixtures of these alkanols with water.

    Zug Überführung des erhaltenen E/Z-Isomerengemisches in das be sonders begehrte all-(E)-konfigurierte Astaxanthin, wird dieses im allgemeinen einer thermischen Behandlung unterworfen. Train overpass of the obtained E / Z isomer in the be particularly sought-after all- (E) -configuration astaxanthin is subjected to this generally a thermal treatment. Die thermische Isomerisierung des erfindungsgemäß erhaltenen Asta xanthins wird mit Vorteil so durchgeführt, daß man das noch was serfeuchte, alkanolfeuchte oder wasser-alkanol-feuchte Kristalli sat in einem C₁- bis C₄-Alkanol, vorzugsweise in Methanol oder Ethanol in Heptan, Wasser oder Gemischen dieser Lösungsmittel suspendiert und entweder unter Rückfluß unter Normaldruck oder im geschlossenen Gefäß unter dem sich einstellenden Druck auf Tempe raturen von 60 bis 120°C, vorzugsweise 70 bis 100°C erhitzt. The thermal isomerization of the present invention obtained Asta xanthine is advantageously carried out in such a way that the something serfeuchte, alkanolfeuchte or water-alkanol-moist crystalline sat in a C₁- to C₄ alkanol, preferably methanol or ethanol in heptane, water or mixtures suspended this solvent and either reflux under atmospheric pressure or in a closed vessel under autogenous pressure at temperatures of down from 60 to 120 ° C., preferably 70 to 100 ° C.

    Mit besonderem Vorteil gelingt das erfindungsgemäße Verfahren, wenn man das Astaxanthin enthaltende Reaktionsgemisch vor der thermischen Isomerisierung mit Essigsäure neutralisiert, da die Sauerstoff-Funktionen im Ring des Astaxanthins in alkalischem Me dium empfindlicher sind. With particular advantage, the process according to the invention can be produced if the astaxanthin-containing reaction mixture before thermal isomerization neutralized with acetic acid, as the oxygen-sensitive functions are medium in alkaline Me in the Ring of astaxanthin.

    Die Isomerisierungszeiten betragen je nach Reaktionstemperatur 0,5 bis 16 Stunden, insbesondere 1 bis 10 Stunden. Isomerisierungszeiten the amount depending on the reaction temperature for 0.5 to 16 hours, particularly 1 to 10 hours.

    Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das als Nahrungs mittelfarbstoff begehrte Astaxanthin in Ausbeuten von bis zu 88% der Theorie und mit Selektivitäten in bezug auf die all-(E)-Kon figuration von bis zu 99% erhalten werden. With the aid of the inventive method the dye medium as food desired astaxanthin can in yields of up to 88% of theory and with selectivities with respect to the all- (E) -kon configuration of up to 99% can be obtained.

    Beispiele 1 bis 8 Examples 1 to 8 (Beispiel 7 und 8 sind Vergleichsbeispiele) (Example 7 and 8 are comparative examples)

    Jeweils 132,5 g (0,228 mol) 3-Methyl-(2,6,6-trimethyl-3-oxo- 4-hydroxy-1-cyclohexen-1-yl)-2,4-pentadienyl-triphenylphosphoni umbromid (C₁₅-Asta-triphenylphosphoniumbromid) und 16,6 g (0,1 mol) 2,7-Dimethyl-2,4,6-octatrien-1,8-dial (99 gew.-%ig; all-E/4Z=2/1) wurden bei 25°C in 500 ml des aus der folgenden Ta belle genannten Alkanols suspendiert. Respectively 132.5 g (0.228 mol) of 3-methyl (2,6,6-trimethyl-3-oxo-4-hydroxy-1-cyclohexene-1-yl) -2,4-pentadienyl-triphenylphosphoni bromide (C₁₅- Asta-triphenylphosphonium bromide) and 16.6 g (0.1 mol) of 2,7-dimethyl-2,4,6-octatriene-1,8-dial (99 wt .-% pure, all-E / 4Z = 2 / 1) were suspended at 25 ° C in 500 ml of that from the following table Ta alkanol. Es wurde auf die aus der Tabelle ersichtliche Temperatur erhitzt, wobei eine homogene Lösung entstand. It was heated to the temperature apparent from the table, whereby a homogeneous solution was formed. Nach kurzem Rühren bei 50°C wurde auf etwa 25°C abgekühlt und innerhalb der aus der Tabelle ersichtlichen Zeit bei der aus der Tabelle ersichtlichen Temperatur die aus der Ta belle ersichtliche Base zugefügt. After brief stirring at 50 ° C was cooled to about 25 ° C and added in the manner shown in the table at the time indicated in the table the apparent temperature Ta from the table base.

    Anschließend wurde bei der aus der Tabelle ersichtlichen Tem peratur 2 Stunden (h) nachgerührt. The mixture was then stirred at the position shown in the table tem perature 2 hours (h). Zur Aufarbeitung wurden dem Reaktionsgemisch bei 25°C die aus der Tabelle ersichtliche Menge Wasser zugefügt, das Reaktionsgemisch noch für die aus der Ta belle ersichtliche Zeit bei der aus der Tabelle ersichtlichen Temperatur nachgerührt und anschließend die gebildete Asta xanthin-Kristallsuspension abgesaugt und mit einem 60 volu men-%igen Alkanol-Wasser-Gemisch sowie mit warmem Wasser nach gewaschen. The reaction mixture was added at 25 ° C the apparent from the table amount of water for workup, the reaction mixture was for the apparent from the Ta ble time in stirred apparent temperature from the table and then sucked off the formed Asta xanthine-crystal suspension with a 60 volu washed men-% strength alkanol-water mixture as well with warm water.

    Zur Isomerisierung wurden die wasserfeuchten Kristalle in 200 ml des aus der Tabelle ersichtlichen Alkanols gelöst und mehrere Stunden unter Rückfluß zum Sieden erhitzt (Beispiele 1, 3 und 5) oder im Druckgefäß auf Temperaturen von 95 bis 100°C erhitzt (Bei spiele 2, 4 oder 6). The water-wet crystals were dissolved in 200 ml of the indicated in the table alkanol for isomerization and several hours under reflux to boiling (Examples 1, 3 and 5) or in the pressure vessel at temperatures of 95 to 100 ° C. (In game 2, 4 or 6). Anschließend kühlte man auf 25°C ab, saugte ab, wusch das Kristallisat mit dem entsprechenden Alkanol nach. It was then cooled to 25 ° C., filtered off with suction, washed the crystals with the corresponding alkanol after. Die Trocknung der Astaxanthin-Kristalle erfolgte bei 50°C und 1 mbar bis zur Gewichtskonstanz. The drying of the astaxanthin crystals was carried out at 50 ° C and 1 mbar to constant weight.

    Die erzielten Ausbeuten an Astaxanthin wurden in g sowie in % der Theorie, bezogen auf eingesetzten C₁₀-Dialdehyd in der Tabelle an gegeben. The yields of astaxanthin obtained were placed in g and as% of theory, based on C₁₀-dialdehyde used in the table. Auch der erzielte all-E-Gehalt sowie der Schmelzpunkt Fp des jeweils erhaltenen Astaxanthins sind in der Tabelle angege ben. Also, who scored the all-E content and the melting point melting point of astaxanthin are obtained in each case angege indicated in the chart.

    Die Beispiele 7 und 8 mit Verwendung von Isopropanol bzw. Iso butanol sind nur Vergleichsbeispiele. Examples 7 and 8 with use of isopropanol or iso butanol are only comparative examples.

    Beispiel 9 Example 9

    132,5 g (0,228 mol) C₁₅-Asta-triphenylphosphoniumchlorid (99%ig) und 16,6 g (0,1 mol) C₁₀-Dialdehyd (99%ig; all E/4-Z=2/1) wurden bei 25°C in 500 ml Ethanol suspendiert. 132.5 g (0.228 mol) C₁₅-Asta-triphenylphosphonium chloride (99% pure) and 16.6 g (0.1 mol) C₁₀-dialdehyde (99%; all E / Z-4 = 2/1) were incubated at 25 ° C suspended in 500 ml of ethanol. Es wurde auf 50°C erhitzt, wobei eine homogene Lösung entstand. It was heated to 50 ° C, whereby a homogeneous solution was formed. Nach kurzem Rühren bei 50°C wurde auf 25°C abgekühlt und innerhalb von 1 h bei 25-30°C als Base 50%ige wäßrige NaOH (18,3 g = 0,228 mol) zugegeben. After brief stirring at 50 ° C was cooled to 25 ° C and within 1 50% aqueous NaOH (18.3 g = 0.228 mol) was added h at 25-30 ° C as base.

    Die Nachrührzeit bei 25°C betrug 2 h. The subsequent stirring at 25 ° C was 2 h.

    Zur Aufarbeitung wurden bei 25°C 300 ml Wasser zugegeben. 300 ml of water was added at 25 ° C for the processing. Man er wärmte auf 60°C. Man he warmed to 60 ° C. Es wurde bei 60°C nachgerührt. The mixture was stirred at 60 ° C. Die Kristallsus pension von Astaxanthin wurde danach abgesaugt und nachgewaschen. The Kristallsus board of astaxanthin was aspirated and then washed. Die Waschungen erfolgten mit einem 60 vol.-%igen Ethanol/Wasser gemisch und mit warmem Wasser. The washings were performed with a 60 vol .-% ethanol / water mixture and rinse with warm water.

    Zur Isomerisierung wurden die wasserfeuchten Kristalle von E/Z- Astaxanthin in 200 ml Ethanol suspendiert und mehrere h unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. The water-wet crystals of E / Z astaxanthin were suspended in 200 ml of ethanol and heated to boiling for several hours under reflux to isomerize. Man kühlte auf 25°C ab, saugte ab und wusch das Kristallisat mit Ethanol nach. The mixture was cooled to 25 ° C., filtered off with suction and washed with ethanol, the crystals. Die Trocknung erfolgte bei 50°C/1 mbar bis zur Gewichtskonstanz. Drying was carried out at 50 ° C / 1 mbar to constant weight.

    Ausbeute: 46,8 g Astaxanthin (entsprechend 78,5% bezogen auf C₁₀-Dialdehyd); Yield: 46.8 g astaxanthin (corresponding to 78.5%, based on C₁₀-dialdehyde); gemäß HPLC betrug der all-E-Gehalt 97,1%; by HPLC was the all-E content of 97.1%; Fp. 211°C. Mp. 211 ° C.

    Beispiel 10 Example 10

    132,5 g (0,228 mol) C₁₅-Asta-triphenylphosphoniumchlorid (99%ig) und 16,6 g (0,1 mol) C₁₀-Dialdehyd (99%ig; all E/4-Z=2/1) wurden bei 25°C in 500 ml Ethanol suspendiert. 132.5 g (0.228 mol) C₁₅-Asta-triphenylphosphonium chloride (99% pure) and 16.6 g (0.1 mol) C₁₀-dialdehyde (99%; all E / Z-4 = 2/1) were incubated at 25 ° C suspended in 500 ml of ethanol. Es wurde auf 50°C erhitzt, wobei eine homogene Lösung entstand. It was heated to 50 ° C, whereby a homogeneous solution was formed. Nach kurzem Rühren bei 50°C wurde auf 25°C abgekühlt und innerhalb von 1 h bei 25-30°C als Base eine 20%ige Lösung von NaOEt (77,6 g = 0,228 mol) in Ethanol zugegeben. After brief stirring at 50 ° C was cooled to 25 ° C and within 1, a 20% solution of NaOEt (77.6 g = 0.228 mol) in ethanol h at 25-30 ° C as base.

    Die Nachrührzeit bei 25°C betrug 2 h. The subsequent stirring at 25 ° C was 2 h.

    Zur Aufarbeitung wurden bei 25°C 300 ml Wasser zugegeben. 300 ml of water was added at 25 ° C for the processing. Man er wärmte auf 60°C. Man he warmed to 60 ° C. Es wurde bei 60°C nachgerührt. The mixture was stirred at 60 ° C. Die Kristall suspension von Astaxanthin wurde danach abgesaugt und nachge waschen. The crystal suspension of astaxanthin was then filtered off and washed nachge.

    Die Waschungen erfolgten mit einem 60 vol.-%igen Ethanol/Wasser gemisch und mit warmem Wasser. The washings were performed with a 60 vol .-% ethanol / water mixture and rinse with warm water.

    Zur Isomerisierung wurden die wasserfeuchten Kristalle von E/Z- Astaxanthin in 200 ml Ethanol suspendiert und mehrere h im ge schlossenen Gefäß bei 100°C unter einem Eigendruck von ca. 1,5 bar unter Rückfluß zum Sieden erhitzt. The water-wet crystals of E / Z astaxanthin were suspended in 200 ml of ethanol and heated for several hours in a closed vessel at ge 100 ° C under a pressure of about 1.5 bar intrinsic to boiling under reflux for isomerization. Man kühlte auf 25°C ab, saugte ab und wusch das Kristallisat mit Ethanol nach. The mixture was cooled to 25 ° C., filtered off with suction and washed with ethanol, the crystals. Die Trocknung er folgte bei 50°C/1 mbar bis zur Gewichtskonstanz. Drying he followed at 50 ° C / 1 mbar to constant weight.

    Ausbeute: 50,7 g Astaxanthin (entsprechend 85%, bezogen auf den C₁₀-Dialdehyd); Yield: 50.7 g astaxanthin (corresponding to 85%, based on the C₁₀-dialdehyde); gemäß HPLC betrug der all-E-Gehalt 97%; by HPLC was the all-E content of 97%; Fp. 211-213°C. Mp. 211-213 ° C.

    Beispiel 11 Example 11

    132,5 g (0,228 mol) C₁₅-Asta-triphenylphosphoniumchlorid (99%ig) und 16,6 g (0,1 mol) C₁₀-Dialdehyd (99%ig; all E/4-Z=2/1) wurden bei 25°C in 500 ml Ethanol suspendiert. 132.5 g (0.228 mol) C₁₅-Asta-triphenylphosphonium chloride (99% pure) and 16.6 g (0.1 mol) C₁₀-dialdehyde (99%; all E / Z-4 = 2/1) were incubated at 25 ° C suspended in 500 ml of ethanol. Es wurde auf 50°C erhitzt, wobei eine homogene Lösung entstand. It was heated to 50 ° C, whereby a homogeneous solution was formed. Nach kurzem Rühren bei 50°C wurde auf 25°C abgekühlt und innerhalb von 1 h bei 25-30°C als Base eine 20%ige Lösung von NaOEt (77,6 g = 0,228 mol) in Ethanol zugegeben. After brief stirring at 50 ° C was cooled to 25 ° C and within 1, a 20% solution of NaOEt (77.6 g = 0.228 mol) in ethanol h at 25-30 ° C as base.

    Die Nachrührzeit bei 25°C betrug 2 h. Anschließend wurde das Reak tionsgemisch mit 3,06 g (0,051 mol) Eisessig versetzt. The subsequent stirring at 25 ° C was 2 h. Subsequently, the reac tion mixture with 3.06 g (0.051 mol) of glacial acetic acid.

    Zur Aufarbeitung wurden bei 25°C 300 ml Wasser zugegeben. 300 ml of water was added at 25 ° C for the processing. Man er wärmte auf 60°C. Man he warmed to 60 ° C. Es wurde bei 60°C nachgerührt. The mixture was stirred at 60 ° C. Die Kristall suspension von Astaxanthin wurde danach abgesaugt und nachge waschen. The crystal suspension of astaxanthin was then filtered off and washed nachge.

    Die Waschungen erfolgten mit einem 60 vol.-%igen Ethanol/Wasser gemisch und mit warmem Wasser. The washings were performed with a 60 vol .-% ethanol / water mixture and rinse with warm water.

    Zur Isomerisierung wurden die wasserfeuchten Kristalle von E/Z- Astaxanthin in 200 ml Ethanol suspendiert und 16 h bei 100°C unter einem Eigendruck von ca. 1,5 bar unter Rückfluß zum Sieden er hitzt. The water-wet crystals of E / Z astaxanthin in 200 ml of ethanol were suspended for the isomerization and at 100 ° C for 16 h under autogenous pressure of about 1.5 bar heated under reflux for it. Man kühlte auf 25°C ab, saugte ab und wusch das Kristallisat mit Ethanol nach. The mixture was cooled to 25 ° C., filtered off with suction and washed with ethanol, the crystals. Die Trocknung erfolgte bei 50°C/1 mbar bis zur Gewichtskonstanz. Drying was carried out at 50 ° C / 1 mbar to constant weight.

    Ausbeute: 52,8 g (88,5%, bezogen auf C₁₀-Dialdehyd); Yield: 52.8 g (88.5% based on C₁₀-dialdehyde); gemäß HPLC betrug der all-E-Gehalt 96%; by HPLC was the all-E content of 96%; Fp. 212-214°C. Mp. 212-214 ° C.

    Referenced by
    Citing PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
    EP0908449A1 *Sep 28, 1998Apr 14, 1999F. Hoffmann-La Roche AgPreparation of carotenoids
    US6150561 *Sep 4, 1998Nov 21, 2000Roche Vitamins Inc.Method of making carotenoids
    Classifications
    International ClassificationC07C47/21, C07C45/00, C07C403/24, C07F9/52
    Cooperative ClassificationC07C403/24
    European ClassificationC07C403/24
    Legal Events
    DateCodeEventDescription
    Jul 10, 19978130Withdrawal