Wat is Calone 1951?
Calone 1951 of watermeloenketon is een synthetische organische verbinding met de formule C11H12O2. Het is een wit poeder met een frisse, maritieme geur. Watermeloenketon wordt in de parfumindustrie gebruikt om frisse, aquatische, maritieme tonen te creëren.
Watermeloenketon wordt eigenlijk niet in watermeloenen aangetroffen. Het is vernoemd naar watermeloenen omdat de geur ervan lijkt op de geur van de schil van een watermeloen.
Inhoudsopgave
1. Eigenschappen van calone 1951
Calone 1951 (7-methylbenzo[β][1,4]dioxepin-3-one, 4), ontdekt door Beereboom, Cameron en Stephens bij Pfizer in 1966, speelde jarenlang een kleine rol in de parfumerie. Het werd gebruikt als sporencomponent in sommige bloemenparfums, maar pas begin jaren 90 werd het een belangrijk ingrediënt in de trend van mariene geuren.
| Eigenschap | Waarde |
|---|---|
| CAS-registratienummer | 28940-11-6 |
| International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)-naam | 7-methyl-2H-1,5-benzodioxepin-3(4H)-one |
| Moleculair gewicht | 184,2 g/mol |
| Smeltpunt | 35-41 °C |
| Kookpunt | 250-255 °C |
| Oplosbaarheid in water | Onoplosbaar |
| Oplosbaarheid in andere oplosmiddelen | Oplosbaar in ethanol, aceton en hexaan |
| Oplosbaarheid in DMSO | 50 mg/ml |
| Dichtheid | 1,35 bij 21,6 °C |
| Vlampunt | 135 °C bij 102,41 kPa |
| Zelfontbrandingstemperatuur | > 350 °C |
| Dampspanning | 0,87 Pa bij 25 °C |
2. Productie van Calone 1951
De productiemethoden voor Calone 1951 die in de literatuur worden beschreven, kunnen worden ingedeeld in drie afzonderlijke procedures op basis van de gebruikte uitgangsmaterialen:
2.1. Productie van Calone 1951 uit 4-methylcatechol en methylbromoacetaat
In deze procedure wordt Calone 1951 gesynthetiseerd met behulp van 4-methylcatechol en methylbromoacetaat. Deze methode omvat een reeks opeenvolgende reacties, waaronder de Williamson-reactie, Dieckmann-condensatie en hydrolyse-decarboxyleringsreacties. De resulterende opbrengst van Calone 1951 met behulp van deze methode kan oplopen tot 57%.
Binnen het syntheseproces van Calone 1951 uit 4-methylcatechol en methylbromoacetaat is de eerste stap de creatie van een eerste tussenproduct, bekend als 4-methylcatecholdimethylacetaat (MCDA) door de Williamson-reactie.
Deze reactie wordt gekenmerkt als een nucleofiel substitutieproces, waarbij de efficiëntie afhankelijk is van de activiteit van het gebruikte alkyleringsreagens. Met name methyljodoacetaat wordt beschouwd als een krachtiger alkyleringsagens dan methylbromoacetaat vanwege de hogere reactiviteit van jodiden in alkyleringsreacties.
Vanwege de kosten en instabiliteit kan methyljodoacetaat echter niet rechtstreeks in de reactie worden gebruikt.
Het gebruik van kaliumjodide (KI) als katalysator in de Williamson-reactie met methylbromoacetaat als alkyleringsagens en het introduceren van kaliumjodide (KI) als katalysator in de Williamson-reactie genereert methyljodoacetaat door een substitutiereactie.
Methyljodoacetaat reageert vervolgens met 4-methylcatechol om MCDA te produceren. Gezien de verbeterde reactiviteit van methyljodoacetaat vergeleken met methylbromoacetaat, verhoogt de introductie van KI de opbrengst van MCDA tot 95% en de totale opbrengst van watermeloenketon tot 68%.
2.2. Productie van Calone 1951 uit 4-methylcatechol en chlooracetonitril
Deze methode omvat een reeks veretherings-, condensatie- en verzuringsreacties met behulp van 4-methylcatechol en chlooracetonitril. Dit leidt tot de synthese van Calone 1951, waarbij een productopbrengst van maximaal 51% wordt bereikt.
4-Methylcatechol reageert met fijn gepoederd K2CO3 in aceton om kaliumzout te produceren. Chlooracetonitril wordt toegevoegd en het mengsel wordt verhit tot reflux. Filtratie en herkristallisatie leveren verbinding (1) op.
Verbinding (1) reageert met kalium-t-butoxide in droge DMSO. Na roeren wordt het mengsel behandeld met verdund azijnzuur. Het ruwe product wordt verzameld, gewassen en herkristalliseerd, wat verbinding (2) oplevert.
Verzuring van (2) wordt uitgevoerd met water, azijnzuur en fosforzuur onder reflux. Na extractie en zuivering wordt de Calone 1951 (watermeloenketon) verkregen als witte kristallen.
2.3. Productie uit 4-methylcatechol en 1,3-dichlooraceton
De productie van Calone 1951 door de reactie van 4-methylcatechol en 1,3-dichlooraceton omvat een meerstappenproces.
Het proces begint met het introduceren van een natriumcarbonaatoplossing en 4-methylcatechol in een reactievat onder stikstofbescherming. De temperatuur van het mengsel wordt vervolgens zorgvuldig gecontroleerd binnen het bereik van 60 tot 80 °C gedurende een periode van 1 tot 2 uur. Deze stap zorgt ervoor dat de reactie kan verlopen terwijl het gewenste temperatuurbereik wordt gehandhaafd.
Hierna wordt tolueen in het reactievat geïntroduceerd om water volledig te verwijderen door verhitting bij normale druk. Organische alkali en gejodeerde amine worden vervolgens aan het mengsel toegevoegd, wat specifieke reactiviteit aan het reactiemedium geeft.
De hoofdreactie vindt plaats met de introductie van een gemengde oplossing die 1,3-dichlooraceton, 3-dichlooraceton en butanon bevat terwijl een temperatuur tussen 60 en 80 °C wordt gehandhaafd. De reactie mag 3 tot 5 uur verlopen.
Nadat de reactie is voltooid, wordt het mengsel gekoeld en wordt het ruwe product verkregen door filtratie. Tolueen, dat in het proces wordt gebruikt, wordt tijdens deze fase teruggewonnen.
Om het ruwe product te zuiveren, wordt het gewassen met natriumsulfaatoplossing totdat een neutrale pH is bereikt.
De pure Calone 1951 wordt verkregen door destillatie onder verlaagde druk. Het resulterende destillaat wordt vervolgens herkristalliseerd met behulp van een mengsel van aceton en hexaan. Dit proces resulteert in de vorming van witte kristallijne vaste Calone 1951 met een opbrengst tot 80%.
Deze productiemethode biedt verschillende voordelen, waaronder gemakkelijke controle van de reactieomstandigheden, eenvoudige bediening, hoge opbrengstcoëfficiënt en kosteneffectiviteit. Het geeft ook prioriteit aan veiligheids- en milieuoverwegingen.
3. Toepassingen van Calone 1951
De eerste parfums die Calone 1951 populair maakten, waren New West for Her (1990), Escape (1991), Kenzo pour Homme (1991) en L’Eau d’Issey pour Homme (1994). Deze parfums bevatten allemaal een frisse, maritieme geur die werd gecreëerd door Calone 1951 als hoofdingrediënt te gebruiken.
De trend van mariene geuren bereikte zijn hoogtepunt eind jaren 90 met de release van Polo Sport Woman (1996) en Cool Water Woman (1997). Deze parfums waren nog zwaarder gedoseerd met Calone 1951 dan hun voorgangers, en ze hielpen de mariene geur te verstevigen als een populaire parfumtrend.
De mariene parfumtrend is sindsdien in populariteit afgenomen, maar is nog steeds aanwezig in de parfumindustrie. Recente releases zoals Aquawoman (2002) BOSS Element (2009) en Salty (2018) blijven Calone 1951 gebruiken om een frisse, mariene geur te creëren. Het is waarschijnlijk dat de mariene parfumtrend in de toekomst een comeback zal maken, aangezien het een populaire geur is voor zowel mannen als vrouwen.
Naast het gebruik in parfums, wordt Calone 1951 ook gebruikt in sommige voedselaroma’s. Het wordt vaak gebruikt om een frisse, mariene smaak te geven aan snoep, kauwgom en ijs.
4. Toxicologie
Calone 1951 is een veilige en niet-toxische verbinding. Het wordt niet beschouwd als een huidirriterend of sensibiliserend middel. Het is echter belangrijk om op te merken dat calone 1951 een vluchtige verbinding is, wat betekent dat het gemakkelijk kan verdampen. Dit kan ervoor zorgen dat sommige mensen hoofdpijn of duizeligheid ervaren als ze worden blootgesteld aan hoge concentraties ervan.
Over het algemeen is calone 1951 een veilige en veelzijdige verbinding met een verscheidenheid aan toepassingen. Het is een populair ingrediënt in geuren en smaakstoffen voor voedingsmiddelen en het wordt ook gebruikt in sommige industriële toepassingen. Als u op zoek bent naar een frisse, maritieme geur, is Calone 1951 een geweldige optie.
Referenties
- KI-catalysed synthesis of 4-methylcatechol dimethylacetate and fragrant compound Calone 1951®. – https://link.springer.com/article/10.2478/s11696-013-0359-z
- https://static.cymitquimica.com/products/TM/pdf/sds-T13965.pdf
- http://www.thegoodscentscompany.com/data/rw1002352.html
- https://cdnsciencepub.com/doi/pdf/10.1139/v75-320
- Synthesis method of watermelon ketone. – https://patents.google.com/patent/CN103058984A/en
- Conception, Characterization and Correlation of New Marine Odorants. – https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ejoc.200300174
