Calone 1951 (Wassermelonenketon)

watermelon ketone structure

Calone 1951 oder Wassermelonenketon ist eine synthetische organische Verbindung mit der Formel C11H12O2. Es ist ein weißes Pulver mit einem frischen, marinen Geruch. Wassermelonenketon wird in der Duftstoffindustrie verwendet, um frische aquatische Meeresnoten zu erzeugen.

Wassermelonenketon kommt eigentlich nicht in Wassermelonen vor. Es ist nach Wassermelonen benannt, weil sein Geruch dem Geruch der Wassermelonenschale ähnelt.

Inhaltsverzeichnis

1. Eigenschaften von Wassermelonenketon (Calone 1951)

Calone 1951 (7-Methylbenzo[β][1,4]dioxepin-3-on, 4), 1966 von Beereboom, Cameron und Stephens bei Pfizer entdeckt, spielte viele Jahre lang eine untergeordnete Rolle in der Parfümerie. Es wurde als Spurenbestandteil in einigen Blumenparfums verwendet, wurde aber erst in den frühen 1990er Jahren zu einem Schlüsselbestandteil des maritimen Dufttrends.

Eigenschaft Wert
Registrierungsnummer des Chemical Abstracts Service (CAS) 28940-11-6
Name der International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) 7-Methyl-2H-1,5-benzodioxepin-3(4H)-on
Molekulargewicht 184,2 g/mol
Schmelzpunkt 35-41 °C
Siedepunkt 250-255 °C
Löslichkeit in Wasser Unlöslich
Löslichkeit in anderen Lösungsmitteln Löslich in Ethanol, Aceton und Hexan
Löslichkeit in DMSO 50 mg/ml
Dichte 1,35 bei 21,6 °C
Flammpunkt 135 °C bei 102,41 kPa
Selbstzündungstemperatur >350 °C
Dampfdruck 0,87 Pa bei 25 °C

2. Herstellung von Wassermelonenketon (Calone 1951)

Die in der Literatur beschriebenen Produktionsmethoden für Calone 1951 können basierend auf den verwendeten Ausgangsmaterialien in drei verschiedene Verfahren eingeteilt werden:

2.1. Herstellung von Calone 1951 aus 4-Methylcatechol und Methylbromessigsäureester

Bei diesem Verfahren wird Calone 1951 unter Verwendung von 4-Methylcatechol und Methylbromacetat synthetisiert. Diese Methode umfasst eine Reihe aufeinanderfolgender Reaktionen, darunter die Williamson-Reaktion, die Dieckmann-Kondensation und Hydrolyse-Decarboxylierungs-Reaktionen. Die resultierende Ausbeute an Calone 1951 kann mit dieser Methode bis zu 57 % erreichen.

Commercial synthesis of Calone 1951 (watermelon ketone)
Commercial synthesis of Calone 1951 (watermelon ketone)

Im Syntheseprozess von Calone 1951 aus 4-Methylbrenzcatechin und Methylbromacetat besteht der erste Schritt in der Bildung eines ersten Zwischenprodukts, bekannt als 4-Methylbrenzcatechin-Dimethylacetat (MCDA), durch die Williamson-Reaktion.

Diese Reaktion wird als nukleophiler Substitutionsprozess charakterisiert, dessen Effizienz von der Aktivität des verwendeten Alkylierungsreagenzes abhängt. Insbesondere gilt Methyliodacetat aufgrund der höheren Reaktivität von Iodiden bei Alkylierungsreaktionen als wirksameres Alkylierungsmittel als Methylbromacetat.

Aufgrund seiner Kosten und Instabilität kann Methyliodacetat jedoch nicht direkt in der Reaktion eingesetzt werden.

Die Verwendung von Kaliumiodid (KI) als Katalysator in der Williamson-Reaktion mit Methylbromacetat als Alkylierungsmittel und die Einführung von Kaliumiodid (KI) als Katalysator in der Williamson-Reaktion erzeugt Methyliodacetat durch eine Substitutionsreaktion.

MCDA synthesis via KI-catalysed Williamson reaction
MCDA synthesis via KI-catalysed Williamson reaction

Methyliodacetat reagiert dann mit 4-Methylcatechol unter Bildung von MCDA. Angesichts der erhöhten Reaktivität von Methyliodacetat im Vergleich zu Methylbromacetat steigert die Einführung von KI die Ausbeute an MCDA auf 95 % und die Gesamtausbeute an Wassermelonenketon auf 68 %.

2.2. Herstellung aus 4-Methylcatechol und Chloracetonitril

Diese Methode umfasst eine Abfolge von Veretherungs-, Kondensations- und Ansäuerungsreaktionen unter Verwendung von 4-Methylcatechol und Chloracetonitril. Dies führt zur Synthese von Calone 1951, wobei eine Produktausbeute von bis zu 51 % erzielt wird.

production of watermelon ketone from 4-methylcatechol and chloroacetonitrile

4-Methylcatechol wird mit fein pulverisiertem K2CO3 in Aceton zu Kaliumsalz umgesetzt. Chloracetonitril wird zugegeben und die Mischung zum Rückfluss erhitzt. Durch Filtration und Umkristallisation erhält man Verbindung (1).

Verbindung (1) reagiert mit Kalium-t-butoxid in trockenem DMSO. Nach dem Rühren wird die Mischung mit verdünnter Essigsäure behandelt. Das Rohprodukt wird gesammelt, gewaschen und umkristallisiert, was Verbindung (2) ergibt.

Die Ansäuerung von (2) erfolgt mit Wasser, Essigsäure und Phosphorsäure unter Rückfluss. Nach der Extraktion und Reinigung wird Calone 1951 (Wassermelonenketon) in Form weißer Kristalle erhalten.

2.3. Herstellung aus 4-Methylcatechol und 1,3-Dichloraceton

Die Herstellung von Wassermelonenketon durch die Reaktion von 4-Methylcatechol und 1,3-Dichloraceton umfasst einen mehrstufigen Prozess.

Production of watermelon ketone from 4-methylcatechol and dichloroacetone

Der Prozess beginnt mit der Einführung einer Natriumcarbonatlösung und 4-Methylcatechol in ein Reaktionsgefäß unter Stickstoffschutz. Anschließend wird die Temperatur der Mischung für einen Zeitraum von 1 bis 2 Stunden sorgfältig im Bereich von 60 bis 80 °C kontrolliert. Dieser Schritt ermöglicht den Ablauf der Reaktion und stellt gleichzeitig sicher, dass der gewünschte Temperaturbereich eingehalten wird.

Anschließend wird Toluol in das Reaktionsgefäß eingeleitet, um durch Erhitzen bei Normaldruck das Wasser vollständig zu entfernen. Anschließend werden der Mischung organisches Alkali und jodiertes Amin zugesetzt, was dem Reaktionsmedium eine spezifische Reaktivität verleiht.

Die Hauptreaktion erfolgt durch die Einführung einer gemischten Lösung, die 1,3-Dichloraceton, 3-Dichloraceton und Butanon enthält, während eine Temperatur zwischen 60 und 80 °C aufrechterhalten wird. Man lässt die Reaktion 3 bis 5 Stunden lang ablaufen.

Nach Abschluss der Reaktion wird die Mischung abgekühlt und das Rohprodukt durch Filtration gewonnen. In dieser Phase wird das im Prozess verwendete Toluol zurückgewonnen.

Zur Reinigung wird das Rohprodukt mit Natriumsulfatlösung gewaschen, bis ein neutraler pH-Wert erreicht ist.

Das reine Wassermelonenketon wird durch Destillation unter vermindertem Druck gewonnen. Das resultierende Destillat wird dann mit einer Mischung aus Aceton und Hexan umkristallisiert. Dieser Prozess führt zur Bildung von weißem, kristallinem, festem Wassermelonenketon mit einer Ausbeute von bis zu 80 %.

Diese Produktionsmethode bietet mehrere Vorteile, darunter eine einfache Kontrolle der Reaktionsbedingungen, eine einfache Bedienung, einen hohen Ausbeutekoeffizienten und Kosteneffizienz. Dabei stehen auch Sicherheits- und Umweltaspekte im Vordergrund.

3. Verwendung von Wassermelonenketon (Calone 1951)

Die ersten Parfüme, die Wassermelonenketon populär machten, waren New West for Her (1990), Escape (1991), Kenzo pour Homme (1991) und L’Eau d’Issey pour Homme (1994). Diese Parfums hatten alle einen frischen, maritimen Duft, der durch die Verwendung von Calone 1951 als Hauptbestandteil kreiert wurde.

Der Trend zu Meeresdüften erreichte seinen Höhepunkt Ende der 1990er Jahre mit der Veröffentlichung von Polo Sport Woman (1996) und Cool Water Woman (1997). Diese Parfums waren mit Calone 1951 noch stärker dosiert als ihre Vorgänger und trugen dazu bei, den Meeresduft als beliebten Dufttrend zu etablieren.

Der Trend zu Meeresdüften hat seitdem an Beliebtheit verloren, ist aber in der Parfümindustrie immer noch präsent. Aktuelle Veröffentlichungen wie Aquawoman (2002), BOSS Element (2009) und Salty (2018) verwenden weiterhin Calone 1951, um einen frischen, maritimen Duft zu kreieren. Es ist wahrscheinlich, dass der Meeresdüfte-Trend in Zukunft ein Comeback erleben wird, da er sowohl bei Männern als auch bei Frauen ein beliebter Duft ist.

Neben seiner Verwendung in Duftstoffen wird Wassermelonenketon auch in einigen Lebensmittelaromen verwendet. Es wird oft verwendet, um Süßigkeiten, Kaugummi und Eiscreme einen frischen, marinen Geschmack zu verleihen.

4. Toxikologie

Wassermelonenketon ist eine sichere und ungiftige Verbindung. Es gilt nicht als hautreizend oder sensibilisierend. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Wassermelonenketon eine flüchtige Verbindung ist, was bedeutet, dass es leicht verdunsten kann. Dies kann bei manchen Menschen zu Kopfschmerzen oder Schwindelgefühlen führen, wenn sie hohen Konzentrationen von Wassermelonenketon ausgesetzt sind.

Insgesamt ist Wassermelonenketon eine sichere und vielseitige Verbindung mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten. Es ist ein beliebter Bestandteil von Duftstoffen und Lebensmittelaromen und wird auch in einigen industriellen Anwendungen verwendet. Wenn Sie auf der Suche nach einem frischen, maritimen Duft sind, ist Wassermelonenketon eine gute Option.

Verweise