Calone 1951 (cetona de sandía)

watermelon ketone structure

Calone 1951 o cetona de sandía es un compuesto orgánico sintético con la fórmula C11H12O2. Es un polvo blanco con olor fresco y marino. La cetona de sandía se utiliza en la industria de las fragancias para crear notas marinas acuáticas frescas.

La cetona de sandía en realidad no se encuentra en las sandías. Lleva el nombre de las sandías porque su olor es similar al de la cáscara de la sandía.

Tabla de contenido

1. Propiedades de la cetona de sandía (calone 1951)

Calone 1951 (7-metilbenzo[β][1,4]dioxepin-3-ona, 4), descubierto por Beereboom, Cameron y Stephens en Pfizer en 1966, desempeñó un papel menor en la perfumería durante muchos años. Se utilizó como componente traza en algunos perfumes florales, pero no fue hasta principios de la década de 1990 que se convirtió en un ingrediente clave en la tendencia de las fragancias marinas.

Propiedad Valor
Número de registro del Chemical Abstracts Service (CAS) 28940-11-6
Nombre de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) 7-metil-2H-1,5-benzodioxepin-3(4H)-ona
Peso molecular 184,2 g/mol
Punto de fusión 35-41 °C
Punto de ebullición 250-255 °C
Solubilidad en agua Insoluble
Solubilidad en otros disolventes Soluble en etanol, acetona y hexano
Solubilidad en DMSO 50 mg/mL
Densidad 1,35 a 21,6 °C
Punto de inflamación 135 °C a 102,41 kPa
Temperatura de autoignición > 350°C
Presión de vapor 0,87 Pa a 25 °C

2. Producción de cetona de sandía (Calone 1951)

Los métodos de producción de Calone 1951 detallados en la literatura se pueden clasificar en tres procedimientos distintos según los materiales de partida empleados:

2.1. Producción de Calone 1951 a partir de 4-metilcatecol y bromoacetato de metilo

En este procedimiento, Calone 1951 se sintetiza utilizando 4-metilcatecol y bromoacetato de metilo. Este método implica una serie de reacciones secuenciales, que incluyen la reacción de Williamson, la condensación de Dieckmann y las reacciones de hidrólisis-descarboxilación. El rendimiento resultante de Calone 1951 utilizando este método puede alcanzar hasta el 57%.

Commercial synthesis of Calone 1951 (watermelon ketone)
Síntesis comercial de Calone 1951 (cetona de sandía)

Dentro del proceso de síntesis de Calone 1951 a partir de 4-metilcatecol y bromoacetato de metilo, el paso inicial es la creación de un primer intermedio conocido como dimetilacetato de 4-metilcatecol (MCDA) mediante la reacción de Williamson.

Esta reacción se caracteriza como un proceso de sustitución nucleófila, donde la eficiencia depende de la actividad del reactivo alquilante utilizado. En particular, el yodoacetato de metilo se considera un agente alquilante más potente que el bromoacetato de metilo debido a la mayor reactividad de los yoduros en las reacciones de alquilación.

Sin embargo, debido a su coste e inestabilidad, el yodoacetato de metilo no se puede emplear directamente en la reacción.

Los usos de yoduro de potasio (KI) como catalizador en la reacción de Williamson con bromoacetato de metilo como agente alquilante e introduce yoduro de potasio (KI) como catalizador en la reacción de Williamson genera yodoacetato de metilo mediante una reacción de sustitución.

MCDA synthesis via KI-catalysed Williamson reaction
Síntesis de MCDA mediante reacción de Williamson catalizada por KI

Luego, el yodoacetato de metilo reacciona con 4-metilcatecol para producir MCDA. Dada la reactividad mejorada del yodoacetato de metilo en comparación con el bromoacetato de metilo, la introducción de KI aumenta el rendimiento de MCDA al 95% y el rendimiento general de cetona de sandía al 68%.

2.2. Producción a partir de 4-metilcatecol y cloroacetonitrilo

Este método implica una secuencia de reacciones de eterificación, condensación y acidificación utilizando 4-metilcatecol y cloroacetonitrilo. Esto conduce a la síntesis de Calone 1951, logrando un rendimiento de producto de hasta el 51%.

production of watermelon ketone from 4-methylcatechol and chloroacetonitrile

El 4-metilcatecol se hace reaccionar con K2CO3 finamente pulverizado en acetona para producir sal de potasio. Se añade cloroacetonitrilo y la mezcla se calienta a reflujo. La filtración y recristalización dan el compuesto (1).

El compuesto (1) reacciona con t-butóxido de potasio en DMSO seco. Después de agitar, la mezcla se trata con ácido acético diluido. El producto bruto se recoge, se lava y se recristaliza, dando el compuesto (2).

La acidificación de (2) se lleva a cabo usando agua, ácido acético y ácido fosfórico a reflujo. Después de la extracción y purificación, se obtiene Calone 1951 (cetona de sandía) en forma de cristales blancos.

2.3. Producción a partir de 4-metilcatecol y 1,3-dicloroacetona

La producción de cetona de sandía mediante la reacción de 4-metilcatecol y 1,3-dicloroacetona implica un proceso de varios pasos.

Production of watermelon ketone from 4-methylcatechol and dichloroacetone

El proceso comienza introduciendo una solución de carbonato de sodio y 4-metilcatecol en un recipiente de reacción bajo protección de nitrógeno. Luego se controla cuidadosamente la temperatura de la mezcla dentro del intervalo de 60 a 80 °C durante un período de 1 a 2 horas. Este paso permite que la reacción avance mientras se garantiza que se mantenga el rango de temperatura deseado.

A continuación se introduce tolueno en el recipiente de reacción para eliminar completamente el agua calentando a presión normal. Posteriormente se añaden a la mezcla álcali orgánico y amina yodada, dando reactividad específica al medio de reacción.

La reacción principal tiene lugar con la introducción de una solución mixta que contiene 1,3-dicloroacetona, 3-dicloroacetona y butanona manteniendo una temperatura entre 60 y 80 °C. Se deja que la reacción progrese durante una duración de 3 a 5 horas.

Una vez completada la reacción, la mezcla se enfría y el producto bruto se obtiene por filtración. Durante esta etapa se recupera el tolueno, que se utiliza en el proceso.

Para purificar el producto bruto, se lava con solución de sulfato de sodio hasta alcanzar un pH neutro.

La cetona de sandía pura se obtiene mediante destilación a presión reducida. A continuación se recristaliza el destilado resultante utilizando una mezcla de acetona y hexano. Este proceso da como resultado la formación de una cetona de sandía sólida cristalina blanca con un rendimiento de hasta el 80%.

Este método de producción ofrece varias ventajas, incluida la facilidad de control de las condiciones de reacción, la simplicidad de operación, el alto coeficiente de rendimiento y la rentabilidad. También prioriza las consideraciones medioambientales y de seguridad.

3. Usos de la cetona de sandía (Calone 1951)

Los primeros perfumes que popularizaron la cetona de sandía fueron New West for Her (1990), Escape (1991), Kenzo pour Homme (1991) y L’Eau d’Issey pour Homme (1994). Todos estos perfumes presentaban un aroma marino fresco que se creó utilizando calone 1951 como ingrediente clave.

La tendencia de las fragancias marinas alcanzó su punto máximo a finales de la década de 1990 con el lanzamiento de Polo Sport Woman (1996) y Cool Water Woman (1997). Estos perfumes tenían una dosis aún mayor de calone 1951 que sus predecesores, y ayudaron a solidificar el aroma marino como una tendencia de fragancia popular.

Desde entonces, la tendencia de las fragancias marinas ha perdido popularidad, pero todavía tiene presencia en la industria del perfume. Lanzamientos recientes como Aquawoman (2002) BOSS Element (2009) y Salty (2018) continúan usando calone 1951 para crear un aroma marino fresco. Es probable que la tendencia de las fragancias marinas regrese en el futuro, ya que es una fragancia popular tanto para hombres como para mujeres.

Además de su uso en fragancias, la cetona de sandía también se utiliza en algunos aromatizantes alimentarios. A menudo se utiliza para dar un sabor marino fresco a dulces, chicles y helados.

4. Toxicología

La cetona de sandía es un compuesto seguro y no tóxico. No se considera irritante ni sensibilizante de la piel. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la cetona de la sandía es un compuesto volátil, lo que significa que puede evaporarse fácilmente. Esto puede provocar que algunas personas experimenten dolores de cabeza o mareos si se exponen a altas concentraciones de cetona de sandía.

En general, la cetona de sandía es un compuesto seguro y versátil con una variedad de usos. Es un ingrediente popular en fragancias y saborizantes alimentarios, y también se utiliza en algunas aplicaciones industriales. Si buscas un aroma fresco y marino, la cetona de sandía es una excelente opción.

Referencias