HU185687B

HU185687B - Process for producing gamma-pyrone derivatives

Info

Publication number: HU185687B
Application number: HU82157A
Authority: HU
Inventors: Thoms M Brennan; Daniel P Brannegan; Paul D Weeks; Donald E Kuhla
Original assignee: Pfizer
Priority date: 1976-08-02
Filing date: 1977-07-21
Publication date: 1985-03-28
Also published as: JPS5318578A; EG13080A; DK326086D0; NL7706811A; PH13926A; FI831701A0; ES470745A1; YU270382A; JPS5420500B2; PL215007A1; PL215006A1; ES470746A1; NO834236L; HK30581A; FI831700A0; AT363470B; FI72119B; NO821850L; NL182476C; CA1095921A

Description

A találmány 3-hidroxi-gamma-piron-származékok előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik.

A találmány tárgy eljárás gamma-piron-származékoknak úgynevezett egyedényes előállítására oly módon, hogy a megfelelő furfuril-alkoholt 4-halogén-dihidro-piránná alakítjuk és ezt a közbenső terméket savas reakciókörülmények között hidrolizáljuk.

A maitol (2-metil-3-hidroxi-4H-piran-4-on) természetben előforduló anyag, a fiatal vörösfenyő kérgében, a tűlevelekben és a cikóriában található. Korábban az előállítása a fa roncsolásos desztillációja útján történt. Maltolnak 3-hidroxi-2-(l-piperidil-metil)-l,4pironból való szintézisét írja le Spielman és Freifelder a J. Am. Chem. Soc., 69, 2908 (1947) irodalmi helyen. Schenck és Spielman a J. Am. Chem. Soc., 67, 2276 (1945) folyóiratban maitolnak sztreptomicinsók lúgos hidrolízise útján történő szintézisét ismerteti. Chawla és McGonigal a J. Org. Chem., 39, 3281 (1974), valamint Lichtenthaler és Heidel, az Angew. Chem., 81, 998 (1969) helyeken maitól szintézisét írják le védett szénhidrátszármazékokból. Shono és Matsumura szerzők a Tetrahedron Letters No. 17, 1363 (1976) irodalmi helyen egy ötlépéses eljárást ismertetnek maitól előállítására, amelynél metil-furfuril-alkoholból indulnak ki.

6-metil-2-etil-3-hidroxi-4H-piran-4-ont, amely a melasz tisztítása során elkülönített aroma komponens, Hiroshi Ito írja le [Agr. Bioi. Chem., 40 (5), 827—832 (1976)]. Ezt a vegyületet a 3468915. számú amerikai szabadalmi leírásban ismertetett eljárással előzőleg már szintetizálták.

Gamma-pironok, így píromékor sav, maitol, etilmaltol és más 2-helyettesített 3-hidroxi-gamma-pirinszármazékok szintézisét a 3130204., 3133089.,

3140239., 3159652., 3365469., 3376317.,

3468915., 3440183. és a 3446629. számú amerikai szabadalmi leírások ismertetik.

Maitol és etil-maltol különböző élelmiszertermékek zamatát és aromáját növeli. Ezenkívül ezeket a vegyületeket alkalmazzák parfümök és illatszerek illatosító anyagaként is. A 2-alkenil-piromekonsavakról a 3 644635. számú, a 2-aril-metil-piromekonsavakról a 3 365 469. számú amerikai szabadalmakban azt olvashatjuk, hogy gátolják a baktériumok és a gombák növekedését, ezenkívül zamat és aromajavító hatású anyagok élelmiszerekben, továbbá íz- és illatanyagként italokan és illatszerekben.

A találmány tárgya eljárás olyan (I) általános képletű 3-hidroxi-gamma-piron-származékok előállítására, melyek képletében — R 1—4 szénatomos alkil-csoport, és — R’” hidrogénatom vagy 1—4 szénatomos alkilcsoport.

Az eljárás során egy (III) általános képletű furfurilalkohol-származékot — a (III) általános képletben R és R’” a fenti — vizes oldószerben — 50°C és 50°C közötti hőmérsékleten legalább két egyenértéknyi mennyiségű klórral, brómmal, bróm-kloriddal, hipoklórossawal, hipobrómossavval vagy ezek elegyével reagáltatjuk, és a keletkező (II) általános képletű 4-halogén-dihidro-pirán közbenső vegyületet — a képletben R és R’” a fenti és X klór- vagy brómatom — a hidrolízis teljes befejeződéséig 70—160°C hőmérsékleten, savas, vizes oldatban melegítjük.

A hidrolízishez szükséges savat például úgy adjuk a reakcióelegyhez, hogy a (II) általános képletnek megfelelő közbenső vegyületet a melegítés előtt vizes szervetlen, vagy szerves savban oldjuk, vagy más változat szerint a savat a közbenső vegyületek előállítása folyamán in situ fejlesztjük, ahogy ezt később leírjuk.

A találmány szerinti eljárás tehát új és egyszerű szintézis (I) általános képletű 3-hidroxi-gamma-pironszármazékok, különösen a maitól (2-metil-3-hidroxi4H-piran-4-on) és rokon vegyületek előállítására úgynevezett egyedényes eljárással valamely (III) általános képletű furfuril-alkohol-származékból.

Ennek az egyedényes eljárásnak megfelelően a furfuril-alkohol-származékot vizes közegben két egyenértéknyi mennyiségű halogén-tartalmú oxidálószerrel reagáltatjuk, és a reakcióelegyet ezután a közbenső vegyület hidrolizálásáig melegítjük. Az egyedényes eljárást az A) reakcióvázlaton mutatjuk be, ahol r hidrogénatom, 1—4 szénatomos alkilcsoport, fenil- vagy benzilcsoport, R’” hidrogénatom vagy 1—4 szénatomos alkilcsoport, és XY jelentése Cl₂, Br₂, CIBr, HOC1, HOBr vagy ezek elegyei. A reakció teljes lefolyását a B) reakcióvázlat szemlélteti.

Lefebvre és munkatársai [J. Med. Chem., 16, 1084 (1973)] bemutatják, hogy a furfuril-alkohol-származékokat közvetlenül át lehet alakítani 6-hidroxi-2Hpiran-3(6H)-onokká, ha valamely persav oxidálószert, így perecetsavat vagy m-klór-perbenzoesavat alkalmazunk. A Lefebvre-eljárás első művelete során valamely persavat használunk szerves oldószerben, amelynek eredményeként vélhetően egy 6-acet-oxivagy 6-m-klór-benzoil-oxi-pirán-származékot kapunk, és ezt a feldolgozás során a 6-hidroxi-vegyületté hidrolizáljuk. Vizet a reakció első lépésében nem használunk, mert káros lehet. Egyes esetekben a Lefebvre és munkatársai által kidolgozott eljárás nem vezet közvetlenül furfuril-alkoholnak gamma-pironná való átalakuláshoz.

A találmány szerinti eljárásban közbenső termékekként használt (II) általános képletű vegyületek előállításánál a víz használatának döntő jelentősége van, mivel a halogén-tartalmú oxidálószert vizes oldatként alkalmazzuk. A furfuril-alkohol tisztán 6-hidroxi-2Hpiran-3(6H)-onná oxidálható egy egyenértéknyi mennyiségű halogén-tartalmú oxidálószerrel vízben, vagy víz és szerves segédoldószer elegyében. Meglepően tapasztaltuk, hogy a 6-hidroxi-2H-piran-3(6H)on-származékok gamma-piron-származékokká alakíthatók. Mivel a 6-hidroxi-2H-piran-3(6H)-on egy aldehid-félacetálnak tekinthető, az volt várható, hogy számos nem-kívánt mellékreakció, így oxidáció vagy aldol-kondenzáció játszódik le. Amennyiben két egyenértéknyi halogén-tartalmú oxidálószert használunk vízben, vagy víz és szerves segédoldószer elegyében, a reakció simán végbemegy, és a furfuril-alkohol gamma-pironná alakul. Ennek az új egyedényes eljárásnak az az előnye, hogy olcsó halogén-tartalmú oxidálószert, így klórt, brómot, hipoklórossavat vagy hipobrómossavat, vagy ezek elegyeit alkalmazhatjuk. Az előállítani kívánt gamma-piron nagyon egyszerűen elkülöníthető, mivel az oldószer, az oxidálószer és az ásványi sav melléktermék illékony, és vákuumban eltávolítható. Ily módon betöményítéssel közvetlenül nyers gamma-piront állíthatunk elő nagy kitermeléssel.

Az egyedényes eljárásnál úgy járunk el, hogy a fur-21

185 687 furil-alkoholt feloldjuk vízben, vagy víz és szerves segédoldószer elegyében. A segédoldószer vízzel elegyedő, vagy vízzel nem elegyedő lehet. Ilyen oldószerek az 1—4 szénatomos alkanolok vagy diolok, például a metanol; a 2—10 szénatomos éterek, például a tetra- 5 hidrofurán vagy az izopropil-éter; a kis molekulasúlyú ketonok, például az aceton; a kis molekulasúlyú nitrilek, kis molekulasúlyú észterek és a kis molekulasúlyú amidok. Előnyösen alkalmazható segédoldószerek az 1—4 szénatomos alkanolok és a 2—10 szénato- 10 mos éterek, ezek közül is elsősorban a metanol, olcsósága miatt. Az oldatot — 50°C és 50°C közötti — előnyösen - 10°C és 10°C közötti — hőmérsékleten tartjuk. Az oldathoz a kívánt fúr furil-alkoholt, és ezzel egyidőben a halogén-tartalmú oxidálószert adjuk két 15 egyenértéknyi mennyiségben. A reakcióelegy hőmérsékletét — 50°C és 50°C — előnyösen - 10°C és 10°C között — tartjuk a halogén-tartalmú oxidálószer hozzáadásakor. Abban az esetben, ha alacsony forráspontú segédoldószert használunk, ezt a reakció befe- 20 jeződése után desztillálással elkülönítjük. A reakcióelegyet ezután olyan hőmérsékletre melegítjük, amelyen a hidrolízis megfelelő sebességgel végbemegy. Általában 70°C és 160°C közötti — előnyösen 100°Ctól 110°C-ig terjedő — hőmérséklet-tartományban 25 végezzük a hidrolízist. A melegítést mindaddig folytatjuk, ameddig a képződött 4-halogén-dihidropirán közbenső termék teljesen nem hidrolizálódik (ez szokásosan 1—2 óra). Á végső hidrolízis katalizálásához szükséges savat in situ képezzük oly módon, hogy a 30 savat a reakció folyamán képződött közbenső termékekből vesszük. Kívánt esetben további savat is adagolhatunk.

A halogén-tartalmú oxidálószer klór, bróm, brómklorid, hipoklórossav, hipobrómossav vagy ezek ele- 35 gye lehet. A bróm-klorid kereskedelmi forgalomban lévő gáz, de in situ is képezhető oly módon, hogy klórt adunk nátrium- vagy kálium-bromid-oldathoz, illetve brómot adunk nátrium- vagy kálium-klorid-oldathoz. Hipoklórossavat és hipobrómossavat célsze- 40 rűen úgy képezünk in situ, hogy vizes savat (sósavat, kénsavat vagy hidrogén-bromidot adunk alkálifémvagy alkáliföldfém-hipoklorithoz, például NaOClhoz, KOCl-hoz vagy Ca(OCl)₂-hoz. A legelőnyösebben alkalmazható halogén-tartalmú oxidálószerek, 45 már csak olcsóságuk miatt is, az in situ fejlesztett bróm-klorid és a klór.

1. példa

Maitol előállítása

Egy háromnyakú gömblombikba, amely mágneses keverővei, gázbevezető csővel, hőmérővel és adagoló 55 tölcsérrel van felszerelve, beviszünk 20 ml tetrahidrofuránt és 50 ml vizet. Az oldatot 0—10°C-ra hűtjük.

Az adagolótölcsérbe beadagolunk 0,089 mól l-(2-furil)-etanolt 20 ml tetrahidrofuránban oldva, és becsepegtetjük az edénybe, az elegyet keverjük, és a gázbevezető csövön keresztül betáplálunk 0,30 mól klórt, oly módon, hogy először az Összes alkoholt és

1,3—1,5 egyenértéknyi klórt (körülbelül 30 perc alatt), majd azután a többi klórt adagoljuk, miközben a hőmérséklet 10°C alatt tartjuk. A reakcióelegyet visszafolyatás közben melegítjük, és a tetrahidrofuránt desztillációval eltávolítjuk. Amikor a reakcióelegy hőmérséklete 105°C-ra emelkedik, visszafolyató hűtőt alkalmazunk, és a melegítést visszafolyatás közben 2 óra hosszat folytatjuk. A reakcióelegyet ezután melegen szűrjük, utána hűtjük, a pH-t 2,2-re állítjuk be, és a reakcióelegyet 5°C-ra lehűtjük. Eközben a termék kikristályosodik, amelyet szűréssel elkülönítünk, és így 3,43 g nyers 3-hidroxi-2-metil-y-piront (maitól) kapunk. A vizes szűrletet kloroformmal extraháljuk, és még 2,58 g maitolt kapunk. Az egyesített szilárd anyagokat desztilláljuk, és metanolból átkristályosítjuk. Ily módon 5,5 g (49%) tiszta, fehér színű maitólt kapunk.

Op.: 159,5—160,5°C.

2. példa (I) általános képletü 3-hidroxi-y-piron-származékok előállítása

Az 1. példában leírt eljárást megismételjük az 1. táblázatban megadott reakciókörülmények között (IV) általános képletü furfuril-alkohol-származékokból kiindulva. R jelentését, az alkalmazott segédoldószert, a hőmérséklet-értékeket és a kitermeléseket a táblázatban adjuk meg.

i

1. táblázat

Egyedényes eljárás klór oxidálószer használata mellett

R	Segéd- oldószer	Oxidációs hőmér- séklet	Hidrolizálási hőmérséklet (’Q	Kitermelés (%)
—CHj	metanol	10	100	45
-CHj	metanol	5	110	56
-ch₃	metanol	-5	104	60
-ch₃	metanol	-10	104	77
—ch₃	metanol	20	106	62—67
—CHj	THF	10	105	49
—ch₃	aceton	-5	110	36
—CHj	ch₃	-5	110	29
-ch₃	EtOAc	0	110	26
—CHj	nincs	10	110	17—30
—CHj	benzol	10	110	26
-CHj	mctil-izobu- til-keton	5	110	44
-CHj	izopropil- -alkohol	0	110	49
—CH₂CHj	metanol	5	110	49
-CH₂CHj	metanol	-10	110	58
-CH₂CHj	THF	10	110	47
-CHj	metanol	-30	110	50

THF“ tetrahidrofurán EtOAc — etil-acetát.

.· -4

-3185687

3. példa (I) általános képietű 3-hidroxi-y-piron-származékok előállítása

A 2. példában leírt módszert megismételjük hasonló eredményekkel, és a következő segédoldószereket használjuk:

etanol n-propanol izobutanol n-butanol terc-butanol dioxán etil-éter izopropil-éter dimetoxi-etán

2-metoxi-etanol

2-etoxi-etanol etilén-glikol.

2. táblázat

Egyedényes eljárás BrCl oxidálószer használata mellett, amelyet NaBr-ból klór hozzáadásával in situ képezünk

R	Segéd- oldószer	Oxidációs hőmér- séklet	Hidrolizálási hőmérséklet (°C)	Kitermelés (%)
—ch₃	THF	20	104	55
—ch₃	THF	27	110	54
—ch₃	THF	15	110	52
—CHi	izopropil- éter	25	110	46
-ch₃	etil-éter	20	110	43
-ch₃	aceton	15	105	47
-—CHa	ch₃oh	15	110	32
—ch₃ch₂-	-THF	16	113	47

THF — tetrahidrofurán

4. példa

Maitól előállítása

Egy 3-nyakú gömblombikba, amely mágneses keverővei, gázbevezető csővel és adagoló tölcsérrel van felszerelve 20 ml tetrahidrofuránt, 50 ml vizet és 0,20 mól nátrium-bromidot töltünk. Az oldatot 0—20°Cra hűtjük. Az adagoló tölcsérbe, 0,18 mól l-/2-furiletano! 20 ml tetrahidrofuránnal készített oldatát adagoljuk és becsepegtetjük a gyorsan kevert reakcióelegybe, miközben a gázbevezető csövön 0,40 mól klórgázt táplálunk be. Az alkohol adagolási sebességét úgy választjuk meg, hogy az elegy narancssárga színe ne változzék. A hőmérsékletet jeges fürdőben való hűtéssel 20°C alatt tartjuk. Az alkohol és a klór hozzáadása után a reakcióedényben lévő elegy hőmérsékletét a visszafolyatás hőmérsékletéig emeljük és a tetrahidrofuránt ledesztilláljuk. Az elkülönítést az 1. példában megadott módon végezzük és így 12,47 g tiszta maitolt kapunk. Kitermelés: 55%.

Lényegében ugyanolyan eredményeket kapunk akkor, ha a nátrium-bromidot kálium-bromiddal helyettesítjük.

5. példa (I) általános képietű 3-hidroxi-y-piron-származékok előállítása

6. példa

Maitól előállítása

Egy 3-nyakú gömblombikba, amely mágneses keverővei, gázbevezető csővel, hőmérővel és adagoló tölcsérrel van felszerelve, 50 ml tetrahidrofuránt és 50 ml vizet töltünk. Az elegyet ezután 0°C-ra hűtjük és lassú ütemben 0,10 mól klórt vezetünk bele, ugyanakkor becsepegtetünk 0,09 mól l-(2-furil)-etanolt. A reakcióelegy hőmérsékletét nem engedjük 10°C fölé emelkedni. Ezt követően 0,10 mól brómot adunk a reakcióelegyhez és visszafolyatási hőmérsékletre melegítjük. A terméket az 1. példában leírt módon különítjük el és így 5,7 g maltolt kapunk.

7. példa

Maitól előállítása

Egy 4-nyakú gömblombikba, amely hőmérővel, visszafolyató hűtővel és két adagoló tölcsérrel van felszerelve, beviszünk 50 ml tetrahidrofuránt és 50 ml vizet, majd az oldatot 10°C-ra hűtjük, és erőteljes keverés közben a két adagoló tölcsér segítségével egyszerre 0,20 mól brómot és 0,09 mól l-(2-furil)-l-etanolt adunk hozzá. A két anyag adagolása alatt az elegy hőmérsékletét 15°C-on tartjuk. A reakcióelegyet ezután 10 óra hosszat 75°C-on melegítjük. A képződött maltolt az 1. példában megadott módon különítjük el.

Kitermelés: 53%.

A 4. példa szerinti módszert megismételjük a 2. táblázatban megadott változó körülmények között. Kiindulási anyagként (IV) általános képietű furfuril-alkohol-származékokat használunk. R jelentését, az alkalmazott segédoldószert, a hőmérsékleteket és a kitermeléseket a táblázatban adjuk meg.

8. példa (I) általános képietű 3-hidroxi-y-piron-származékok előállítása

A 7. példa szerinti módszert megismételjük a 3. táblázatban megadott változó körülmények között. Kiindulási anyagként (IV) általános képietű furfuril-alko-41 hol-származékokat használunk. R jelentését, az alkalmazott segédoldószert, a hőmérsékleteket és a kitermeléseket a táblázatban adjuk meg.

3. táblázat

R	Segéd- oldószer	Oxidációs hőmér- séklet	Hidrolizá- lásí hőmérséklet (°C)	Kitermelés (%)
- CHj	THF	15	75	53
—ch₃	CH₃OH	5	105	47
—ch₃	nincs	15	100	30
—CH2CH3	THF	25	105	47
—ch₃	THF	50	100	20

9. példa

Mattol előállítása

2,8 mólos nátrium-hipoklorit-oldatot készítünk oly módon, hogy 42,6 g klórgázt vezetünk 48 g nátriumhidroxid 150 ml vízzel készített oldatába 0°C-on. Egy

3-nyakú lombikban 15 ml tetrahidrofuránnal és 15 ml vízzel 0,05 mól l-(2-furil)-etanolból oldatot készítünk és 5°C-ra hűljük. Az oldat pH-ját 6 n hidrogén-klorid-oldattal 1,0 és 0,8 között tartjuk és 21,7 ml hipoklorit-oldatot viszünk cseppenként a lombikba 33 percen át, miközben a hőmérsékletet 5°C alatt tartjuk. Ezután a reakcióelegyhez 15 ml tömény hidrogén-klorid-oldatot adunk, az elegyet melegítjük és a tetrahidrofuránt ledesztilláljuk. Az elegy melegítését még egy óra hosszat folytatjuk és a maitolt az 1. példában megadott módon elkülönítjük.

Lényegében hasonló eredményeket kapunk, ha a nátrium-hipokloritot nátrium-hipobromittal helyettesítjük.

10. példa Maitól előállítása

0,05 mól l-(2-furil)-etanol 15 ml tetrahidrofurán és 15 ml víz elegyével készített oldatához 5°C-on hozzáadunk 21,7 ml 2,8 mólos nátrium-hipoklorit-oldatot. Ezután 0,05 mól klórt vezetünk a reakcióedénybe egy gázbevezető csövön keresztül, miközben az elegy hőmérsékletét 5°C alatt tartjuk. A reakeióelegyet ezután a visszafolyatás hőmérsékletére melegítjük és a tetrahidrofuránt ledesztilláljuk, majd a melegítést még egy óra hosszat folytatjuk. Ezután a reakeióelegyet lehűtjük és a maitolt az 1. példában leírt módon elkülönítjük.

11. példa Maitól előállítása

Egy 3-nyakú gömblombikba 50 ml vizet és 20 ml tetrahidrofuránt töltünk és az oldatot 0°C-ra hűtjük. Egy adagoló tölcsérbe 0,89 mól l-(2-furil)-l-etanol 25 ml tetrahidrofuránnal készített oldatát adagoljuk, amelyet a reakcióedénybe csepegtetünk. Ezzel egyidőben 0,30 mól BrCl-t vezetünk gázbevezető csövön keresztül a reakcióedénybe. Az adagolást úgy végezzük, hogy először az összes furfuril-alkoholt és azzal együít 1,3-1,5 egyenértéknyi mennyiségű BrCl-t vezetür k be, és ezután adagoljuk a fennmaradó BrCl-t. Az adagolás közben az elegy hőmérsékletét 30°C alatt tartjuk, majd a reakeióelegyet visszafolyatási hőmérsékletre melegítjük és a tetrahidrofuránt desztillációval eltávolítjuk. Amikor a hőmérséklet 105°C-ra emelkedett, a reakeióelegyet visszafolyatás közben még további 2 órán át melegítjük. Ezt követően a reakciéelegyet lehűtjük és a maitok az 1. példában megadott módon elkülönítjük.

12. példa Maitól előállítása

Egy 3-nyakú gömblombikba, amely mágneses keverővei, hőmérővel és két adagoló tölcsérrel van felszerelve, 25 ml tetrahidrofuránt és 50 ml vizet töltünk. Az oldathoz hozzáadjuk 0,89 mól l-(2-furil)-etanol 25 ml tetrahidrofuránnal készített oldatát és ugyanakkor hozzécsepegtetünk 0,16 mól brómot, miközben a hőmérsékletet 15°C alatt tartjuk. A hozzáadás befejezése után egy gázbevezető csövön keresztül 0,10 mól klórt vezetünk az edénybe és az elegyet visszafolyatási hőmérsékletre melegítjük. A maitok a lehűtött oldatból az. 1. példában megadott módon különítjük el.

13. példa

6-í idroxi-2-metil-2H-piran-3(6H)-on előállítása g l-(2-furil)-etanol 125 ml tetrahidrofurán és 125 ml víz elegyével készített oldatához 5°C-on 1 egyenértékny· mennyiségű brómot adunk. A hőmérsékletet a hozzáadás folyamán 5 és 10°C között tartjuk. Ezután az oldat pH-ját 2,1-re állítjuk és 3 x 50 ml etil-acetáttal extraháljuk. Az etil-acetátos kivonatot szárítjuk és bepároljuk, ily módon sárga színű olajat kapunk. Az olajat szilikagélen kromatografáíjuk és eluálásra 3:1 arányú kloroform-etil-acetát-elegyet alkalmazunk. Ilymó ion 4,8 g átlátszó olajat kapunk, amely a spektrum-adatok alapján azonos az olyan ő-hidroxi-2-metil-2H-piran-3(6H)-onnal, amelyet a Tetrahedron 27, 1973 U97i) cikkben leírt módon állítunk elő.

ÍR íCHCb: 3700, 3300, 1700 cm-’.

NMR (CDCb, delta): 6,8-7,1 (1H, d-d); 6,0-6,2 (1H, o), 5,6 (1H, br, s, csere D₂O-val); 5,4-5,5 (1H,

d); 4,8-5,0 (1H, q); 1,3-1,6 (3H, t).

14. példa (V) általános képletű vegyületek előállítása

A 13. példa szerinti módszert megismételjük (IV) általános képletű furfuril-alkohol-származékokkal és így a megfelelő (V) általános képletű vegyületeket kapunk. A képletekben R jelentése hidrogénatom vagy etil-csoport.

Etil-vegyület: IR (CHC1₃: 3600, 3340, 1706 cm^-1.

Hidrogén-vegyület: IR (CHC1₃): 3565, 3300, 1703 cm^-1.

-5I

15. példa

4-bróm-6-hidroxi-2-metil-2H-piran-3(6H)-on előállítása g l-(2-furil)-etanol 125 ml tetrahidrofurán és 125 ml víz elegyével készített oldatához 0 és 5°C közötti hőmérsékleten hozzácsepegtetünk 2,2 egyenértéknyi brómot. A hozzáadás folyamán a hőmérsékletet 5°C és 10°C között tartjuk. A bróm hozzáadása után az oldatot szobahőmérsékleten 30 percig keverjük pHját 2 n nátrium-hidroxid-oldattal 2,1-re állítjuk be. A reakcióelegyet 3 x 100 ml etil-acetáttal extraháljuk. Az etil-acetátos kivonatokat egyesítjük, vízmentes magnézium-szulfát felett szárítjuk, szűrjük és szárazra pároljuk. A maradékot szilikagélen kromatografáljuk, az eluálást 95 :5 arányú kloroform-etil-acetáteleggyel végezve. A termékként kapott narancsszínű olajat szilikagélen újra kromatografáljuk, az eluálást szintén 95:5 arányú kloroform-etil-acetát-eleggyel végezzük τ

NMR (CDCh, delta): 7,3 (IH, d); 5,6 (IH, d);

4,7-5,0 (IH, q); 1,1-1,5 (3H, m).

16. példa (VI) általános képletü vegyületek előállítása

A 15. példában leírt módszert megismételjük (IV) általános képletü furfuril-alkohol-származékokkal és így a (VI) általános képletü vegyületeket kapjuk. A képletekben R jelentése hidrogénatom vagy etilcsoport.

Etil vegyület: 4-bróm-6-hidroxi-2-etil-2H-piran-3(6H)-on.

NMR (CDCh, delta): 7,4 (IH, d); 4,6-4,9 (IH, m); 1,8-2,2 (2H, m); 1,0-1,3 (3H, t).

Hidrogén vegyület: 4-bróm-6-hidroxi-2H-piran-3(6H)-on.

NMR (CDCh, delta): 7,4 (IH, d); 5,5 (IH, d); 4,6 (2H, d-d).

17. példa Maitol előállítása

4-bróm-6-hidroxi-2-metil-2H-piran-3(6H)-on oldatot készítünk oly módon, hogy a vegyületet vizes savban oldjuk. Az oldatot ezután szobahőmérsékletre hűtjük, a pH-t 6 n nátrium-hidroxid-oldattal 2,1-re állítjuk be és a reakcióelegyet kloroformmal extraháljuk. A kivonatot betöményítjük és ily módon maitolt kapunk. Az alkalmazott savakat, a reakcióidőt és a maltol-kitermeléseket az alábbiakban adjuk meg:

Sav	Koncentráció _	Reakcióidő	Kitermelés
(%)	(óra)	(%)
HC1	32	2	68
HC1	32	5	52
Ha	18	5	35
Ha	25	3	49
HBr	18	5	24
H₂SO₄	35	2	26
h₃po₄	35	2	29

Sav	Koncentráció (%)	Reakcióidő (óra)	Kitermelés (%)
CH3COOH	35	2	69
CF3COOH	hígítatlan	3	36
HNO3	35	3	0,4
CF3COOH	hígítatlan	3	70
CH3COOH	hígítatlan	3	77
HCOOH	hígítatlan	3	24
H2SO4	35	5	48

A fenti reakció végezhető szerves oldószerekben, így benzolban és toluolban, savas anyagok, így p-toluolszulfonsav és „Amberlite” IR—120 alkalmazásával is.

18. példa (II) általános képletü vegyületek előállítása

A 15. példában leírt módszert ismételjük meg, de klórt használunk bróm helyett és a megfelelő furfurilalkoholokat használjuk. llymódon a következő (II) általános képletü vegyületeket állítjuk elő:

Metil: 4-klór-6-hidroxi-2-metil-2H-piran-3(6H)-on

NMR (CDCh, delta): 7,1 (IH, d); 5,8 (IH, d);

4,6-5,0 (IH, m); 4,40 (IH, br, s); 1,2-1,5 (3H, m).

Etil: 4-klór-6-hidroxi-2-etil-2H-piran-3(6H)-on

NMR (CDCh, delta): 7,0-7,1 (IH, d); 5,6-6,0 (2H, m); 4,4-5,0 (IH, m); 1,6-2,1 (2H, m); 0,9-1,1 (3H, t).

Hidrogén: 4-klór-6-hidroxi-2H-piran-3(6H)-on

NMR (CDCh, delta): 7,1-7,2 (IH, d); 5,6 (IH, d); 4,4-4,9 (2H, d-d) (D₂O).

19. példa (VI) általános képletü vegyületek előállítása

A 15 példában megadott módszert megismételve olyan (VI) általános képletü vegyületeket állítunk elő, ahol R propil-, butil-, fenil- vagy benzil-csoport; X jelentése pedig bróm- vagy klóratom.

20. példa Maitól előállítása

0,0025 mól 4-bróm-6-hidroxi-2-metil-2H-piran-3(6H)-on 20 ml 35%-os foszforsavval készített oldatát 5 órán át visszafolyatás közben melegítjük. A keletkező maitok (kitermelés 34%) az 1. példában megadott módszer szerint különítjük el.

21. példa

6-metil-2-etil-3-hidroxi-4H-piran -4-on előállítása

Egy 3-nyakú gömblombikba 28 ml metanolt és 38 ml vizet töltünk. Az oldatot — 15°-ra hűtjűk és hozzáadunk 0,166 mól 5-metil-2-(2-hidroxi-propil)-furánt (J. Org. Chem., 26., 1673, 1960), és 0,416 mól klórt egyidejűleg. Az adagolás alatt a hőmérsékletet — 16°C és — 8°C között tartjuk, majd az oldatot

80°C-ra melegítjük és 3 órán át visszafolyatás közben forraljuk. A reakcióelegyet ezt követően szobahőmérsékletre hűtjük, a pH-t 2,1-re állítjuk és az elegyet 3x100 ml kloroformmal extraháljuk. Az egyesített szerves rétegeket vízzel, majd telített konyhasóoldattal mossuk és magnézium-szulfát felett szárítjuk. A szerves oldatot szűrjük és bepároljuk. így sötét színű szilárd anyagot kapunk, amelyet metanolból kétszer átkristályosítunk, így 8,06 g (30%-os kitermelés) fehér színű szilárd anyagot kapunk. Szublimálással tisz- 1 ta termékhez jutunk.

Op. 157—159°C.

Analízis C₈H_WO₃ képletre:

Számított: C 62,33; H 6,54%;

Talált: C 62,05; H 6,44%. 1

NMR (CDC1₃ delta): 6—CH₃10, 2,33 (3H, s);

2—CH₃, 1,30 (3H, t);

2—CH₂—, 2,75 (2H, quartet),

5H, 6,23 (IH, s).

22. példa

2,6 dimetil-3-hidroxi-4H-piran-4-on előállítása

Egy 3-nyakú gömblombikba 28 ml vizet és 38 ml metanolt töltünk, majd az elegyet — 15°C-ra hűtjük. 25 Az oldathoz egyidejűleg 0,167 mól 5-metil-2-(c-hidroxi-etil)-furánt (J. Org. Chem., 26., 1673. 1960) és 0,416 mól klórt adunk. A hőmérsékletet — 15°C és 10°C között tartjuk a hozzáadás alatt. Ezután a reakcióelegyet 30 perc alatt szobahőmérsékletre hagyjuk 30 felmelegedni, majd 3 órán át visszafolyatás közben forraljuk. A lehűlt oldat pH-ját 2,1-re állítjuk be és 3 x 100 ml kloroformmal extraháljuk. A kloroformos kivonatokat egyesítjük, vízzel és konyhasó-oldattal mossuk, magnézium-szulfát felett szárítjuk, szűrjük 35 és bepároljuk. Maradékként sötét olajat kapunk, amelyet szilikagélen kromatografálunk, eluálásra 95:5 arányú metilén-klorid-etil-acetát-elegyet használva. A terméket, amelyet bepárlással különítünk el, metanolból átkristályosítjuk, és így vörösessárga szi- 40 lárd anyagot kapunk. Kitermelés: 25%.

Szublimálással fehér színű kristályokhoz jutunk.

Op. 161—163°C.

Analízis C?H₈O₂ képletre:

Számított: C 59,99; H 5,75%; 45

Talált: C 59,83; H 5,82%.

NMR (CDC1₃, delta): 6—CH₃, 2,33 (3H, s);

2—CH₃, 2,26 (3H, s); 5-H,

6,10 (IH, s).

Claims

Szabadalmi igénypontok

1. Eljárás (I) általános képletű 3-hidroxi-gamma-piron-származékok előállítására — az (I) általános

5 képletben — R 1—4 szénatomos alkilcsoport, és — R’” hidrogénatom-, azzal jellemezve, hogy egy (III) általános képletű furfuril-alkohol-származékot — a képletben R és R’” a 0 fenti- vizes oldatban vagy víz és szerves segédoldószer elegyében, — 50°C és 50°C közötti hőmérsékleten legalább két egyenértéknyi mennyiségű klórral, brómmal, bróm-kloriddal, hipoklórossavval, hipobrómossavval, vagy ezek elegyével reagáltatjuk, és a keletke5 ző (II) általános képletű 4-halogén-dihidro-pirán közbenső vegyületet — a képletben R és R’” a fenti, és X klór- vagy brómatom — a hidrolízis teljes befejeződéséig 70—160°C hőmérsékleten, savas, vizes oldatban melegítjük.

(Elsőbbsége: 1976. 08. 02.)

2. Eljárás (I) általános képletű 3-hidroxi-gamma-piron-származékok előállítására — az (I) általános képletben:

— R 1—4 szénatomos alkilcsoport, és — R’ ’ 1—4 szénatomos alkilcsoport-, azzal jellemezve, hogy egy (III) általános képletű furfuril-alkohol-származékot — a képletben R és R’” a fenti -vizes oldatban vagy víz és szerves segédoidószer elegyében — 50°C és 50°C közötti hőmérsékleten legalább két egyenértéknyi mennyiségű klórral, brómmal, bróm-kloriddal, hipoklórossavval, hipobrómossavval, vagy ezek elegy ével reagáltatjuk, és a keletkező (II) általános képletű 4-halogén-dihidro-pirán közbenső vegyületet- a képletben R és R’” a fenti, és X klór- vagy brómatom- a hidrolízis teljes befejeződéséig 70—160°C hőmérsékleten, savas, vizes oldatban melegítjük.