DE1793444A1 - Verfahren zur Herstellung von 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuran-3-on - Google Patents

Description

FATiNTANWXlTI DR. E.WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 1 79344Λ DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON, S5547< 8000 MÖNCHEN 15,

TELEGRAMME, KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

18. September I968

Unilever N. Y.
Rotterdam (Niederlande)

Verfahren zur Herstellung von 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuran-3-on

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte
Synthese von 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuran-3-on.

Diese Verbindung ist in der "Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und Forschung", Bd. 134» Nr. 4
vom lo. August 1967, Seite 231, beschrieben worden und wurde durch die Umsetzung von 3 Mol L-Arabinose, 1 Mol Iryptamin und Essigsäure in Wasser durch Erhitzen auf

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loo bis 15o°0 während mehrerer Stunden hergestellt.

Allgemeiner konnte die Verbindung aus einer Pentöse, einem primären AmIn und Essigsäure (Molarverhältnis 3 : 1 : l) hergestellt werden, wolf ei Ausbeuten von 0,25 bis 0,4 5^, bezogen auf das Pentose-Ausgangsmaterial, erhalten worden sind. Das Produkt zeigte einen Schmelz- ;

bereich von 122 bis 127⁰C · ' ■

Eine ähnliche Reaktion, bei welcher sich ein Homologes, nämlich 2,5-Dimethyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuran-3-on unter Anwendung von L-Rhamnose und Piperidinacetat ergab, 1st von J.E. Hodge in der USA Patentschrift' 2 936 3o8 beschrieben.

Bei der Ausführung dieser Reaktion erfolgte--eine Erhitzung der Reaktionsteilnehmer auf 75⁰O während 18 Stunden In Äthanol, und es wurden 26 j6 der gewünschten Verbindung erhalten (vgl. Beispiel 2). Diese Patentschrift offenbart auch die Umsetzung von D-Xylose mit Piperidinacetat unter ähnlichen Bedingungen, es konnte jedoch kein kristallines Produkt isoliert oder festgestellt werden.

Die von Hodge beschriebenen Versuche sind mehrere Male wiederholt worden, und die rohen Reaktionsprodukte einer Gas-ZFlUssigkelts-Chromatographie unterworfen worden,

u.a.
wobei die Hauptkomponenten/mittels Infrarot- und Massen-

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_ 3 —

spektrographie identifiziert wurden. Wenn man den Versuch, mit L-Rhamnose wiederholtet enthielt, wie gefunden wurde, das Reaktionsprodukt das gewünschte 2,5-Dlmethyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuran-3-on zusammen mit etwa 25 % eines Stickstoff enthaltenden Nebenprodukts, nämlich 2,5-Dimethyl-4-piperid£n-2,3-dihydrof uran-3-on als Verunreinigung, die schwierig zu entfernen war. Diese stickstoffhaltige Verbindung ist in ihrer Struktur verschieden von den von J.E. Hodge beschriebenen Stickstoff enthaltenden Reduktonen und zeigte auch andersartige Eigenschaften.

Im Gegensatz zu den Stickstoff enthaltenden Reduktonen erzeugte eine Hydrolyse unter sauren Bedingungen und unter dem Einfluß von Wärme nicht die gewünschte stickstofffreie Verbindung.

Wenn man den Versuch unter Anwendung von D-Xylose mit Piperidinacetat wiederholte, konnte kein 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuran-3-on festgestellt werden. Die Reaktionsmischung enthielt jedoch, wie gefunden wurde, eine wahrnehmbare Menge von 5-Methyl-4--piperidin-2,3-dihydrofuran-3-on.

Aus dem Vorstehenden und insbesondere aus der Ver-* öffentlichung in der "Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und Forschung¹¹ ist ersichtlich, daß bei Umsetzung

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einer Aldopentose und eines Amins über das Glykosylamin verschiedene konkurrierende Reaktionen eintreten und im allgemeinen komplexe Reaktionsmischungen erhalten werden, in denen die verschiedenen Reaktionsprodukte nur in geringen Mengen vorhanden sind.

Die Reaktionsfolge, die 5-Methyl-4-hydroxy~2,3-dihydrofuran-5-on aus einer Aldopentose und einem Amin ergibt, geht über ein N-substituiertes G-lykosylamin vor sich, wobei diese Verbindung sich vermutlich unter dem Einfluß einer Carbonsäure zu der 4-Hyditoxy-dihydrofuran-Verbindung umlagert und zersetzt (Amadori-Umlagerung), In früherer Literatur werden die Glykosylaraine zuweilen als N-GlykoSjide bezeichnet.

Es ist gefunden worden, daß. verhältnismäßig reines 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuran-3-on in beträchtlichen Ausbeuten durch Amadori->-Umlagerung von gewissen Glykosylaminen, nämlich denjenigen von einer Aldopentose und einer beson-deren Gruppe von sekundären Aminen abgeleitet sind, unter dem katalytischen Einfluß einer besonderen Gruppe von Säuren unter geeigneten Bedingungen hergestellt werden kann. Sie Glykosylamine, die gemäß der Erfindung umgewandelt werden können, entsprechen der allgemeinen

!Formel _n

R₁

OH₂'

N— OH (OHOH), OH₂

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in der R, und R« gleiche oder verschiedene Gruppen darstellen und jedes Symbol sowohl ein Wasserstoffatom als auch eine Kohlenwasserstoffgruppe sein kann, wobei die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen höchstens 4o beträgt, während die verwendete Säure eine aliphatische Carbonsäure mit wenigstens 2 Kohlenstoffatomen je vorhandener Carboxyl-· gruppe sein soll und die Umwandlung durch Erhitzen in einem polaren !lösungsmittel während einer Zeitdauer von 0,5 bis 12 Stunden ausgeführt wird.

Glykosylatnine, die gemäß der Erfindung! umgewandelt werden können, sind solche, die von Aldopentosen wie Xylose, Arabinose, Ribose und Lyxose einerseits und einem Bekundären Amin andererseits von der allgemeinen'formel

ρ CH,

NH

R₂- CH-

in der R-, und Rg die oben angegenen Gruppen darstellen,

wie Diäthylamin, Dipropylamin, Dibutylamin, Dihexylamin,

Dioctylamin,

Methylnonylarain, Methyldodecylamin, Didodecylamin, Dioctadexyl· amin usw. abgeleitet sind. Heterocyclische Amine, in denen der Aminstickstoff einen Teil der Ringstruktur bildet, sind daher ausgeschlossen. Die Verwendung von solchen Glykosylaminen, die von Aminen abgeleitet sind, in denen R. und Rg zusammen höchstens 2o Kohlenstoffatome enthalten,

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ist besonders bevorzugt. Von diesen N,N-disubstituierten Glykosylaminen können sowohl die spiegelbildlichen Isomeren als auch ihre anomeren Formen (die sioh in der Konfiguration bei ₍dem ersten Kohlenstoffatom unterscheiden) ebenso wie Mischungen davon, insbesondere Gleichgewichtsmischungen, Anwendung finden. Es können auch solche Derivate von Glykosylaminen verwendet werden, die unter den _ Reaktionsbedingungen in die Glykosylamine umgewandelt werden.

Die Ν,Ν-disubstituierten Glykosylamine können in einfacher Weise durch Umsetzung der Aldopentose mit einem sekundären Amin in einem geeigneten Lösungsmittel hergestellt werden. Vorzugsweise wird das Saocharid und das Amin in etwa äquimolaren Mengen umgesetzt und die Reaktion geht gewöhnlich fast quantitativ vor sich. Es ist nicht notwendig, das Glykosylamin aus der Reaktionsmischung zu isolieren, weil die Umwandlung des Glykosylamins in das Dihydrofuranon in demselben Lösungsmittel ausge-φ führt werden kann.

Die Umwandlung des Glykosylamins in das Dihydrofuranon wird in Gegenwart einer Garbonsäure mit wenigstens 2 Kohlenstoffatomen je Carboxylgruppe ausgeführt. Die Verwendung von aliphatischen Carbonsäuren mit wenigstens 2 Kohlenstoffatomen wird besonders bevorzugt. Die Säure kann bis zu 22 Kohlenstoffatome enthalten, sie weist jedoch vorzugsweise weniger als 6 Kohlenstoffatome auf. Essigsäure,

1 0 9 8 8 5 / 1 9 2 k ORIGINAL INSPECTED

Propionsäure und Buttersäure werden vorzugsweise verwendet. Es können auch aliphatisch^ Di- oder Polycarbonsäuren, d.h. Bernsteinsäureι Glutarsäure, Adipinsäure und Citronensäure Anwendung finden. Sie Säuren können in Mengen verwendet werden, die zwischen etwa der äquivalenten Menge gegenüber dem Glykosylamin bis zu ,' 5o Äquivalenten variieren. Besonders hohe Ausbeuten von Dihydrofuranon können durch Verwendung von Verhältnissen von 1,5 bis 6 Äquivalenten erhalten werden. Die besten Ergebnisse werden im allgemeinen'mit äquivalenten Mengen zwischen 2 und 5 (Säure zu Glykosylamin) erzielt.

Die Ergebnisse von einigen Versuchen mit Xylose, Diäthylamin (l ι 1 molar) und Essigsäure in verschiedenen molaren Mengen in Methanol als Lösungsmittel bei einer Reaktionstemperatur von 65⁰O sind in der nachstehenden Tabelle angegeben. Bei verschiedenen Mengen des Zusatzes von Garbonsäure sind die relativen Ausbeuten (aus der Fläche der diesbezüglichen Gasohromatogräphtspltzen hergeleitet) nach Reaktionszeiten von 1, 3t 5 und 8 Stunden bestimmt worden.

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ORlQfNAL JNSPECTEO

Äquivalente Säuren Je Äquivalent GIy koaylamin

1 Std. 3 Stan. 5 Stdn. 8 Stdn.

0,5

Io 2o 5o

—	5	5-lo	5-lo
3o-4o	4o-5o	4o	3o
99	13o	loo -	8o ;
loo	12o	Ilo-rl2o	9o-loo
8o-9o	loo		loo
7o	8o		9o-loo

25-35
2o
Io

us

6o

Die Umsetzung kann "bei Temperaturen von 2o "bis 12o O, vorzugsweise zwischen 5o und 8o°0,ausgefülirt werden. Eine Reäctionszeitdauer von O₁5 bis 15 Stunden ist im allgemeinen geeignet« vorzugsweise wird jedoch die Erhitzung zwischen 5o und 8o°0 während einer Zeitdauer von 3 bis 8 Stunden ausgeführt. Bei höheren Temperaturen werden steigende Mengen von störenden Nebenprodukten gebildet.

Geeignete Lösungsmittel, in denen die Glykosylamine gelöst werden, wenn die Umlagerung zu dem Dihydrofurane^

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ausgeführt wird, sind polare organische Lösungsmittel, wie niedere aliphatische Alkohole mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Dimethylsulfoxyd, Ν,Ν-Dimethylformamid usw. Es ist auch möglich, Mischungen von solchen lösungsmitteln, ebenso wie Mischungen mit Wasser zu verwenden, bei denen

<m

bis zu 5o # Wasser angewendet werden können, um die Ausbeute nicht nachteilig zu beeinflussen. Höhere Mengen von Wasser bis zu 7o Ji können gegebenenfalls auch in Abhängigkeit von dem Glykosylamin angewendet werden. Die Menge des angewendeten Lösungsmittels hängt von der Löslichkeit des Glykosylamins ab; im allgemeinen wird das 2- bis 25-fache der Menge dee Glykoeylamins, auf das Gewicht bezogen, angewendet.

Die Umwandlung kann unter atmosphärischem oder erhöhtem Druck ausgeführt werden, wobei der letztere insbesondere bei Umwandlungen in Betracht kommt, bei denen ein flüchtiges niederes Amin verwendet wird oder höhere !Temperaturen angewendet werden.

In der nachstehenden !Tabelle sind einige Ergebnisse wiedergegeben, die bei G-lykosylaminen erhalten wurden, die aus Xylose und Amin abgeleitet waren. Lösungsmittel, Reaktionstemperatur, Reaktionszeit und Ausbeuten (durch Gaschromatographie erhalten) Bind angegeben*

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- Io - '

25	loo	etwa 2
65		18
65	5	2o
65	3	18
loo	03	7 ;
12ο	0,25	1
65	3	9
8o	1	6,5

Amin lösungsmittel Temp, (⁰O) flauag(StAt) Diäthyl Methanol .

Methanol

Äthanol

Propanol

Propanol

Butanol
Dibutyl Äthanol

Äthanol

Ss ist nicht notwendig, die Bildung dee! GIykosy1amine in einer getrennten Stufe auszuführen und es danach in das Dihydrofuranon umzuwandeln. Die Aidopentöse kann mit dem Amin in Gegenwart einer Carbonsäure, B. B. Bseigsäure, umgesetzt werden» wobei die Dlhydrofuranonrerbindung in einer Stufe aus dem Dialkylammoniumaoetat erhalten werden kann. In diesem fall wirkt das AmIn all Katalysator und es genügen dann beträchtlich kleinereAnteile als Äquiraolar-

· ' ' ... anteile.

?alls Aldopentose in etöohiometrisohem ITbersohuß mit Bezug auf das AmIn verwendet wird_f kann die Menge Ton in der Reaktioneaisohung vorhandene* (Jlykoaylamin verhältnismäßig niedrig sein, und dementepreohemint auoh die Menge von Carbonsäure, die erforderlich ist, ue die Amadori-Umlagerune herbeizuführen, gering.

1 O 918 S / 1 9 2 4 ORIGINAL WSPECTEO

- li -

Mit Rücksicht auf die Tatsache, daß das Dihydrofuranon leicht oxydiert, ist es erwünscht, die Umsetzung in einer inerten Atmosphäre, z. B. unter Stickstoff, auszuführen.

Nach Abschluß der "Umsetzung wird das Reaktionsprodukt in üblicher Weise aufgearbeitet. Zu diesem Zweck kann das Lösungsmittel unter verringertem Druck abdestilliert werden, und der Rückstand kann in Wasser aufgenommen und z. B. mit ■ Äther extrahiert werden. Nach Verdampfen des Äthers wurde das gewünschte Dihydrofur&non so in roher Form erhalten, meistens in Ausbeuten von etwa Io bis 4o #, bezogen auf das Glykosylamin. Die so erhaltenen Reaktionsprodukte enthalten wenig oder keine Stickstoff enthaltenden Nebenprodukte. Gewünschtenfalls können diese Produkte weiter gereinigt werden, z. B. mittels Säulenchromatographie oder durch Umkristallisation.

5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuran-3-on ist eine Verbindung, die ausgesprochen reduzierende Eigenschaften zeigt, was sie z. B. als Antioxydans und als photographischer Entwickler brauchbar macht.

Beispiel 1

In einen 25o ml Dreihalskolben mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Tropftrichter wurden Io g (0,07 Mol oder Äquivalent) D-(+)-Xylose roit 6o ml von 96 #igem Äthanol bei 6o bis 65⁰O unter einer Stickstoffatmosphäre

gerührt. Innerhalb weniger Minuten wurden 4»9 g (0,07 Mol oder Äquivalent) Diethylamin zugegeben und das Rühren wurde

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fortgesetzt, während die gleiche Temperatur aufrechterhalten wurde, bis die Mischung homogen wurde (2,5 bis 3 Stunden) Aus massenspektrometrischeu Werten war ersichtlich, daß das Ν,Ν-Diäthylxylosylamin sich praktisch quantitativ gebildet hatte, was aus dem Auftreten einer Hauptspitze (parent peak)" des Diäthylxylosylamins (2o5) und dem Verschwinden der Hauptspitzoa der Ausgangsmaterialien geschlossen wurde. Ito

12 g (0,2 Mol oder Äquivalent) von Eisessig^in Io ml Äthanol gelöst, wurden in 5 Minuten zu der so'erhaltenen roten klaren Lösung zugegeben. Das Rühren wurde bei 6o bis 65⁰C 3 Stunden fortgesetzt. ■ Während dieser Zeit änderte die Farbe der Reaktionsmischung sich in ein tiefes Rot. Die Mischung wurde gekühlt, und das Lösungsmittel wurde unter verringertem Druck abdestilliert, wobei Sorge dafür getragen wurde, daß die Temperatur der Mischung nicht auf mehr als 35⁰O stieg.

Der dunkelrote Rücketand wurde in 15o ml Wasser gelöst; die wäßrige Lösung wurde kontinuierlich mit Diäthyläther während 12 Stunden extrahiert. Der ätherische Extrakt wurde mit wasserfreiem natriumsulfat getrocknet. Der Äther wurde verdampft. Das Reaktionsprodukt wurde durch Chromatographie Über eine Säule aus 5o g Polyamid (nämlich mit Polyamid SC 6 von Macherey-Nagel & Co, DUren, Deutschland), das aus Polycaprolaotam bestand, welches keine Oligomeren

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oder niedrigen polymeren Komponenten enthielt, und dessen Teilchengröße nicht größer als 16o/um waren, gereinigt. Mit Petroleumäther wurden nur Spuren von nicht mehr identifizierten Substanzen eluiert. Mit einem Gemisch ( 2o : 80) von Diäthyläther und Petroläther wurden 1,37 g 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuran-3-on ,' eluiert, das nach Verdampfung des Lösungsmittels als weißer Feststoff zurückblieb. Dies ist eine Ausbeute von 18 fit bezogen auf Xylose. Nach Umkristallisation aus einem Gemisch (2o : 80) von Diäthyläther'und Petroläther betrug der Schmelzpunkt 126,5 bis 127»5°0.

Beispiel 2

Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurde die Substanz in einer Ausbeute von 1,12 g (= 15 $) erhalten, wobei jedoch von einer Mischung von Io g Xylose und 2o ml Äthanol ausgegangen wurde. Nach Zusatz des Diäthylamins wurde die Reaktionsmischung schon nach 5 Minuten homogen.

Beispiel 3

Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurde die Substanz aus einer Mischung von 5,0 g (0,033 Mol) voii . I-(+)-Arabinose und 80 ml Äthanol erhalten. Nach Zusatz von 2,45 g Diäthylarain (0,033 Mol oder Äquivalent), in Io ml Äthanol gelöst, wurde die ReaktionBmischung naoh 3 Stunden homogen und sie hatte eine dunkelrote Farbe erhalten. Naoh Zusatz von

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6 g (0,1 Mol oder Äquivalent) BiBessig in 5 ml Äthanol und Erhitzen während 3 Stunden wurde die JParbe dunkelbraun, flach Chromatographieren über 2o g.Polyamid wurde C₁56 g (= 15 $>) des 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihyd3?ofuranr.3-on in Form eines weißen feststoffe erhalten»

Beispiel 4

Ähnlich wie bei Beispiel 3 wurde die Substanz in einer Ausbeute von 0,49 g (= 13 $>) erhalten, wobei von einer Mischung von 5,0 g (0,03 Mol oder Äquivalent) von irabinose und 3o ml Methanol ausgegangen, und 2,45 g Diätliylarain (0,033 Mol oder Äquivalent) und 6 g (0,1 Hol oder Jf^uivaleni Eisessig zugesetzt wurde. ■

Beispiel 5

Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurde die Subptam aus einer Mischung von 5,0 g (0,033 Mol) D-(-}-Hibose lind 15 ml Äthanol erhalten. Nach Zusatz von 2,45 g (0,033 Mol oder Äquivalent) Diäthylamin in 5 ml Äthanol wurde dj.e Reaktionsmischung in 3 Stunden homogen} die Jarbe war gelborange, flach Zusatz von 6 g (0,1 Mol odei? Äquivalent) Eisessig in 5 ml Äthanol und Erhitzen während 3 Stunden war die Parbe tief rot. flach Ohromatographierfll Hler 2| g Polyamid wurde 0,68 g (= 18 $) dee gewünschten Produkte erhalten.

'109886/1 "9 2A . ORiaiHAL INSPECTED

Beispiel 6

Ähnlich wie bei Beispiel 5 wurde die Substanz aus einer Mischung ron 5 g Ribose und JLo ml Methanol in einer Ausbeute von 0,52 g (= 14 #) erhalten.

Beispiel 7

In der Apparatur gemäß Beispiel 1 wurden 2,5 g (0,16 Mol) D-(+)-Xylose mit 5o ml von 96#igem Äthanol bei 6o bis 65⁰O unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt. Innerhalb weniger Minuten wurden 2,15 g (0,16 Mol oder Äquivalent) Dibutylamin,in 5 ml Äthanol gelöst, zu gegeben. Das Rühren wurde bei der gleichen Temperatur fortgesetzt, bis die Mischung homogen wurde (9o Minuten). Zu der hellroten lösung wurden 3 g (0,05 Mol) Eisessig in 5 ml Äthanol in 5 Minuten zugegeben. Bas Rühren wurde bei 6o bis 65⁰C 3 Stunden fortgesetzt. Während dieser Zeit wurde die farbe der Reaktionsmischung dunkelrot. Sie wurde weiter aufgearbeitet, wie dies in Beispiel 1 angegeben ist. Nach Chromatographieren über 2o g Polyamid wurde 0,17 g (= 9 f>) der gewttnsohten Substanz erhalten,

Beispiel 8

Ähnlich wie bei Beispiel 7 wurde eine Mischung von 5 g (0,033 Mol) Xylose und 3o ml Methanol mit 4*3 g (» 0,033 Mol oder Äquivalent) Dibutylamin in 5 ml Methanol umgewandelt. Nach 2ο Minuten wurde eine klare hellgelbe Lösung erhalten, deren Farbe eiek nach der Zugabe von

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6 g (0,1 Mol) Essigsäure in 5 ml Methanol hellrot wurde. Nach Chromatographieren über 3o g Polyamid wurde 0,27 g (= 7 #) der gewünschten Substanz erhalten.

Beispiel 9

Ähnlich wie bei Beispiel 1 wurde die Substanz erhalten, indem man von einer Mischung von 2,5 g (0,016 Mol) ''■ von D-(+)-Xylose und 4o ml Propanol-1 ausging, wozu 1,22 g (0,016 Mol oder Äquivalent) Diäthylamin in 5 ml Propanol zugegeben wurden. Die Mischung wurde nach 4 Stunden homogen; ihre jParbe war rot. Nach Zugabe von 3 g (0,05. Mol) Eisessig und Erhitzen wurde die Farbe dunkelrot. Nach Chromatographieren über 12 g Polyamid wurde 0,34 g (^e 18 fi) des gewünschten Produkts erhalten.

Beispiel Io

In ähnlicher Weise wurde die Substanz durch Rühren von 1,0 g (0,0067 Mol) D-(+)-Xylose mit 1,2 g (0,0067 Mol oder Äquivalent)*von Di-n-Hexylamin in Io ml Methanol bei 65⁰C erhalten. Nach etwa 15 Minuten wurden 1,2 g (0,02 Mol) Eisessig zu der farblosen klaren Lösung zugegeben; die erhaltene Mischung wird auf 65 C 3 Stunden erhitzt. Nach Verdampfen des Lösungsmittels verblieb ein roter Rückstand, der wie bei den vorausgehenden Beispielen aufgearbeitet wurde. Nach zweimaligem Chromatographieren über eine Säule von Polyamid wurden 5o mg C= 7 #) der gewünschten Substanz erhalten.

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Beispiel 11
In ähnlicher Weise wie in Beispiel Io wurde die

Substanz in einer Ausbeute von etwa 60 mg (= 9 %) aus

1,0 g Xylose und 1,6 g (0,0067 Mol oder Äquivalent) Di-n-octylamin erhalten. Auch hier wurde eine klare farblose Lösung nach 15"Minuten erzielt, und nach Ver- / dampfen des Lösungsmittels nach Erhitzen mit \2 g Eisessig verblieb ein roter Rückstand.

Beispiel 12

1,0 g (0,0067 Mol) Xylose wurde mit 0,87 g (0,0067 Mol oder Äquivalent) Dibutylamin und 15 ml Äthanol bei 65⁰C gerührt. Nach 45. Minuten war die Mischung klar und hellgelb geworden. 1,2 g (0,02 Mol) Eisessig wurden zugegeben, und die erhaltene Mischung wurde auf 80⁰O während einer Stunde erhitzt. Die Lösung war dann dunkelrot geworden. Das Äthanol wurde verdampft und der Rückstand wurde wie in den vorausgehenden Beispielen aufgearbeitet. Nach Chromatographieren über eine Polyamidsäule wurden 45 mg (= 6,5 $) des gewünschten Produkts erhalten.

Beispiel 15

1,0 g (0,0067 Mol) Xylose wurde mit 0,5 g (0,Oo67 Mol oder Äquivalent) Diäthylamin und 5o ml Propanol bei 65⁰C gerührt. Nach 2,5 Stunden war die Lösung klar und dunkelgelb geworden. 1,2 g (0,02 Mol) Essigsäure wurde

109885/19 2 Λ

zugegeben, und die Lösung wurde 3o Minuten auf loo°ö erhitzt. Das Lösungsmittel wurde aus der rot gewordenen Lösung verdampft und der Rüokstand wurda, wie dies bei den vorausgehenden Beispielen beschrieben ist, aufgearbeitet.

Durch Säulenchromatographie wurden schließlich, 5o mg (= 7 %) des gewünschten- Dihydrofuranons erhalten.

Beispiel 14
_Ä 1,0 g (0,0067 Mol) Xylose wurde mit 0,5 g (0,0067

Mol oder Äquivalent) Diäthylarain in 5 ml Methanol bei 65°O gerührt. Zu der klaren farblosen Lösung , die nach Io Minuten erhalten wurde, wurden 1,76 g (0,02 Mol) Buttersäure zugegeben und die ganze Lösung wurde 4 Stunden auf 65⁰C erhitzt. Nach Verdampfen des Lösungsmittels wurde der rote Rückstand,wie bei den vorausgehenden Beispielen beschrieben, aufgearbeitet. Nach Säulenchromatographie wurden 7o mg (= Io $>) des gewünschten Produkts erhalten. Unter vergleichbaren Bedingungen unter Verwendung von 0,006 Mol Buttersäure, W wurde eine Ausbeute von 4 $ des Produkts erhalten.

Beispiel 15 "

5,0 g (0,033 Mol) D-(+)-Xylose wurden mit 2,23 g (0,033 Mol oder Äquivalent) Diäthylamin und 15 ml Dimethylsulfoxyd bei 6o°C gerührt. 3u der praktisch klaren, farblosen Lösung, die nach Io Minuten erhalten wurde, wurden 6 g (0,1 Mol) Eisessig zugegeben; die ganze Lösung wurde dann bei 6o°0 weitere 3 Stunden erhitzt,

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wonach das Lösungsmittel in Vakuum verdampft wurde. Der dunkle Rückstand wurde weiter aufgearbeitet, wie dies in den vorausgehenden Beispielen gezeigt ist. Nach Säulenchromatographie wurden 69o mg (= 18 #) 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuran-3-on erhalten, das praktisch rein war.

Beispiel 16

Ähnlich wie in Beispiel 15 wurde die Umsetzung mit Ν,Ν-Dimethylformamid als Lösungsmittel ausgeführt. Die Erscheinungen waren praktisch die gleichen. Nach Säulenchromatographie wurden 61o mg (=16 #) des Produkts erhalten.

Beispiel 17

2,5 g (0,016 Mol) D-(+)-Xylose wurden zusammen mit 1,22 g Diäthylamin (0,016 Mol oder Äquivalent) und 3 g Essigsäure (0,05 Mol) in einer Gesamtmenge von 15 ml Methanol während 3 Stunden bei 65⁰O gerührt. Danach wurde das Lösungsmittel der roten Lösung abgedampft und der Rückstand wurde mit Äther ausgezogen. Eine Reinigung des getrockneten Ätherextrakts über eine Polyamidsäule ergab 26o mg (=15 #) 5-Methyl~4-hydroxyfuran-3-inu ." Es wurden kaum irgendwelche Nebenprodukte gebildet.

flois^iol 18 .

1,0 g (0,0067 Mol') D-(+)-Xylose wurde mit 1,31 g (0,0067 Mol) Dibenzylamin in 8 ml Methanol bei 65⁰C ger■."*■ ~ ' * Nach 2o Minuten wurde die erhaltene farblose Lösung 3 Stunden ¹JbJI 868%VilStflfcf2 g (0,02 Mol) Eisessig

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BAD Of)IGINAl

- 2ο -

gerührt. Danach wurde das Methanol abgedampft, und Wasser wurde zur Extraktion mit Äther zugesetzt. Bei diesem Arbeitsvorgang wurde etwes teerartiges Material gebildet, das. teilweise in dem Äther aufgenommen wurde. Um die verschiedenen Verunreinigungen zu entfernen, wurde der Ätherrückstand über eine Polyamid- / säule gereinigt. Die Ausbeute betrug 55 mg (= 8 #) der gewünschten Substanz.

Beispiel 19 ^Λ' ^

1 g (0,0067 Mol) Xylose wurde mit 0,97 g (0,0067 Mol oder Äquivalent) Methyl-n-nonylamin in Io ml Methanol bei 65⁰C behandelt. Nach etwa 15 Minuten wurde 1,2 g (0,02 Mol) Essigsäure zu der farblosen klaren Lösung zugegeben; die erhaltene Mischung wurde 3 Stunden bei 65⁰C erhitzt und danach aufgearbeitet, wie dies in den vorausgehenden Beispielen beschrieben ist. Nach Säulenchromatographie wurden etwa 7o mg (= Io #) der gewünschten Substanz erhalten.

Beispiel 2o

9o g D-(+)-Xylose (O,6o Mol)/~V. Merck, biochemische Qualität, Reinheit höher als 99 <ff und 44,1 g Diäthylamin (0,6o Mol oder Äquivalent) wurden in 225 ml Methanol bei etwa 6o°C gelöst, wonach das Rühren 15 Minuten fortgesetzt wurde. Io8 g Eisessig (1,8 Mol) wurden in Io Minuten bei einer Temperatur v.on 6o°C zugegeben, und die Reaktions-

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ORIGINAL JNSPECTHD

mischung wurde auf dieser Temperatur 3 Stunden lang gehalten, Nach Abkühlen auf 35°C wurde Methanol unter Vakuum abdestilliert, und es wurden 15o ml Wasser zugegeben. Die Lösung wurde dann mit Diäthyläther in einem HLüssigkeits-Flüssigkeits-Extraktor ausgezogen. Nach Trocknen des ätherischen Extrakts über Natriumsulfat wurden, 4-0 g Polyamid zugegeben und der Äther wurde zur Trocknung verdampft.

Das in dem Polyamid enthaltene Produkt wurde einer Chromatographie über eine Säule von 8 cm Durchmesser und 3o cm Höhe unterworfen, die loo g Polyamid enthielt. Das Eluierungsmittel bestand aus einem Gemisch von Leichtpetroleum und Äther und die Chromatographie ergab folgendes:

Verhältnis _#<

Petroleum/Äther Volumen(l) Fraktion _t Ausbeute

loo : O 3 1-4

7o : 3o 1 5

7o : 3o 7 6-14 9,3 g

Rückstand 2,3 g

Der Schmelzpunkt des erhaltenen Produktes (9,3 g = 14 #, bezogen auf Xylose) betrug 126,5 bis 127,5⁰C.

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Claims (12)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von 5-Methyl-4~hydroxy-2,3-dihydrofuran-3-on, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Ν,Ν-disubstituiertes Glykosylamin der allgemeinen Formel

O τ

R₁ CH

Nf OH (CHOH)=

in der R, und Rp gleiche oder verschiedene Gruppen darstellen und jedes von Ihnen ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe sein kann, wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome von ihnen höchstens 4o beträgt, in einem polaren Lösungsmittel mit einer aliphatischen Carbonsäure erhitzt, die wenigstens 2 Kohlenstoffatome je vorhandener Carboxylgruppe enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäure aus einer Monocarbonsäure mit mehr als einem Kohlenstoffatom besteht. ,

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge von Carbonsäure, in Äquivalenten ausgedrückt, zwischen 1,5 und 6, bezogen auf die Menge von Glykosylamin, beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge von Carbonsäure zwisohen 2 und 5 Äquivalenten beträgt.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß R₁ und Rg zusammen höchstens 2 ο Kohlenstoffatome enthalten.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 "bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung bei einer Temperatur zwischen 2o und 12o°0 erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet/ daß die Erhitzung bei einer Temperatur zwischen 5o und 8o°C erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung während einer Zeitdauer von 0,5 bis 15 Stunden ausgeführt, wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung während einer Zeitdauer von 3 bis 8 Stunden ausgeführt wird.

10. Verfahren nach dnem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das polare Lösungsmittel aus einem aliphatischen Alkohol mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen besteht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das polare Lösungsmittel aus Dimethylsulfoxyd besteht.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das polare Lösungsmittel aus Ν,Ν-Dimethylformamid besteht.

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