Способ получения -пиронов

//А 23 С 9/156 Государственный квинт Опубликовано 07. 07. 82. Бюллетен Дата опубликования описания 09 елвм нэовретеннй и открытий К 547.814.07(088.8) 07,8 г Иностранцы ол Дуглас Викс и Робе(,;,3 сн О где Й - имее подвергают в ном при темп в присутстви указанные значения,аимодействию с галогературе от -70 до +50 ОСспирта общей ФормулыфОН (111),л или этилзу в присутствии спирталученное соединение об". где В " мет или электрол Формулы 11,и щей Формулы ОВ Й где и и Юподвергают вдом сильной при температ меют указанные зн аимодействию с ан ислоты с рН от -6 ре от -40 ОС до те ат Изобретение относится к новомуособу получения у-пиронов общейлыО где В - атом водорода, метил или этил,Эти соединения могутбыть использованы в качестве пищевых добавок.Известен способ получения соединений Формулы 1, заключающийся в том,что каменовую кислоту, которую полу"чают окислением койевой кислоты с по- тследующей циклизацией,многостадийнымпревращением переводят в у-пирон, используя декарбоксилирование, алкилирование и восстановлениеНедостатком данного способа является его многостадийность и трудно"доступность исходной каменовой кислоты,Цель изобретения- упрощение процесса и расширение сырьевой базы,Эта цель достигается согласно способу, заключающемуся в том, что соединение Формулы942596 3ры окружающей среды с образованиемсоединения общей Формулы где В и Ю имеют указанные значения,с по следу ющи м е го вза и модей ст ви емс перекисью водорода в среде инертного органического растворителя в присутствии щелочи при температуре0-10 ОС и полученное соединение формулы где к и К имеют указанные значения,подвергают взаимодействию с минеральной кислотой, кислотой Льюиса, кислотной ионообменной смолой или органической кислотой при 25-160 С.В качестве ангидрида сильной кислоты предпочтительно используют ангидрид органической кислоты, а в качестве кислоты на последней стадиипредпочтительно используют сернуюкислоту, трифторэфират бора, хлоридцинка, тетрахлорид олова, и -толуолсульфокислоту или муравьиную кислоту, ЗО0П р и м е р 1, В трехгорлую круг-,лодонную колбу, снабженную магнитноймешалкой, воронкой для добавленияреагентов, снабженной рубашкой,термометром и конденсатором из сухого З 5льда, добавляют 22,4 г (0,2 моль)1-(2"фурил)-этанола, 100 мл метанолав 21,1 г (0,2 моль) карбоната натрияи смесь охлаждают до 0 С с использованием водно-ацетоновой бани, К быстроперемешиваемому раствору затем добавляют по каплям холодный (-30 С) раствор хлора (11,0 мл, 0,24 моль) в метаноле. Добавление хлора регулируютдля поддержания температуры ниже40 оС. Добавление занимает около 2 ч,После добавления реакционную смесьперемешивают при температуре водянойбани в течение 30 мин, а затем ейдают возможность подогреться до комнатной температуры. Получающуюся суспензию фильтруют, метанол удаляют ввакууме, остаток экстрагируют бензолом и пропускают через пробку из окиси алюминия в качестве окончательного 55Фильтра. Удаление бензола дает 31,9 г(91) 2,5-дигидро-(1-оксиэтил)-2,5"диметоксифурана. Продукт может использоваться без дальнейшей оцисткиили он может быть перегнан, т.кип.7078 С/5 мм.Вычислено, /: С 55,22; Н 8)11.С 804Найдено, Ж: С 53,34; Н 8,04,П р и м е р 2. Способ по примеру 1 повторяют с использованием фурфурилового спирта, получая 2,5-дигидро-оксиметил,5-диметоксифуран,т.кип. 80-82 С/5 мм.Способ по примеру 1 повторяют с использованием фурфурилового спирта,получая 2,5-дигидро-оксиметил,5-диметоксифуран с т,кип. 102 С/10 мм,П р и м е р 3. Способ по примеру 1 повторяют с использованием 1-(2-фурил)"этанола с заменой метанолаизопропанолом, получая 2,5-дигидро"2-(1-оксиметил)-2,5-ди-(изопропил)-фуран, т.кип.62-64 оС/0,05 мм,П р и м е р 4. В небольшой стек- . лянный сосуд для электролиза, имеющий угольный анод и никелевый катод, помещают 50 мл метанола, 0,5 мл концентрированной серной кислоты и 1,12 (0,01 моль ) 1-(2-фурил )-этанола, и раствор охлаждают до -20 оС. Электролиз затем осуществляют с использованием прибора " стабилизатора напряжения ( гальваностат), установленного для обеспечения постоянного тока 0,6 А, По истечении времени реакции в 30 мин, реакционную смесь выливают в воду и выделяют продукт 2,5-дигидро-(1-оксиэтил )-2,5-диметоксифуран с помощью экстракции хлороформом. П р и м е р 5. В двухлитровуютрехгорлую круглодонную колбу, снабженную магнитной мешалкой, капельной 1 воронкой и термометром, добавляют 400 мл муравьиной кислоты и 20 мл метанола, К раствору добавляют 2,5-дигидро"(1-оксиэтил)-2,5-диметоксифурана 104,4 г (0,6 моль) в 40 мл метанола. Добавление по каплям тре. - бует 15 мин. Реакционную смесь выливают в 1 л воды и экстрагируют 3 раза 500 мл порциями хлороформа. Объединенные хлороформные смывки промывают водным раствором бикарбоната натрия и солевым раствором. Хлороформный раствор упаривают, получая 76 г (894) неочищенного 6"метокси"2-метилН-пиран(6 Н)-она в виде светло- коричневого продукта, Неочищенный материал можно использовать или пере(82-85 оС) 30 мм,П р и м е р 6. Способ по примеру 5 повторяют с использованием 2,5-дигидро-оксиметил,5-диметоксифурана, с получением промежуточногоб-метоксиН-пиран(6 Н)-она, т.кип.60-66 С/14 мм, 76"81 С/ 23 мм, Выходбез перегонки 454,П р и м е р 7 Способ по примеру 5 повторяют с использованием2,5-дигидро-(1-оксипропил)-2,5-диметоксифурана с получением 6-метокси-этилН-пиран-(6 Н)-она, т.кип.79-80 С/14 мм. Выход неочищенного 15продукта 86/, После перегонки выходсоставляет 5 Д .П р и м е р 8. Способ по примеру 5 повторяют с 2,5-дигидро-(1-оксиэтил)-2,5-диизопропоксифураном, г 0получая 6-изопропокси-метил"2 Н-пи -ран-(6 Н)-он. Выход неперегнанногопродукта 67/ от теоретического, .ПИР(СОС 1) 6,75 (Н, С 1 д.); 6,05 (1 Н,д.); 5,25 (1 Н, д.), 4,55 (1 Н, кр,); г 53 9 4 3 (1 Н, м); 1,1-1 6 (9 Н, м).П р и м е р 9. Способ по примеру 8 повторяют с заменой муравьинойкислоты трифторуксусной кислоты, получая тот же самый продукт с выходом76/.Процедуру по примеру 5 повторяютс использованием 5 вес./об.l лимоннойкислоты в муравьиной кислоте вместомуравьиной кислоты. Выход неперегнанного продукта 871; выход по данныманализа ГЖХ составляет 79.Процедуру примера 5 повторяют сиспользованием трифторуксусной кислоты вместо муравьиной кислоты. Выход 40неперегнанного продукта 88; выходпри ГЖХ составляет 83.П р и м е р 1 О. В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную воронкойдля добавления реагентов, низкотемпературным термометром и мешалкой, добавляют раствор 5,0 г (0,029 моль)(10 мл), и раствор охлаждают до -40 ОС.К данному раствору затем добавляютпо каплям 1,6 мл концентрированнойсерной кислоты и черную смесьперемешивают в течение 5 мин при "40 С,овыливают в воду, и по способу приме"55ра 5 выделяют 6-метокси-метилН-пирен(6 Н)-он. Выход неперегнанногопродукта 3,64 г (891); выход по данным анализа ГЖХ составляет 57 Ж6 6П р и м е р 11. В сухую колбу добавляют 1,05 г (0,0074 моль) 6-метокси-метилН-пиран-(2 Н)-она, растворенного в 20 мл изопропилового спирта, и колбу охлаждают до 00 С. Затем добавляет 05 г (0,0059 моль) бикарбоната натрия и 2,0 мл (0,023 моль) 30 перекиси водорода, и реакционную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение около 2 ч. Ре" акционную смесь выливают в 100 мл воды, воду экстрагируют хлороформом, с последующим концентрированием, получая 2-метокси-метил,7-диоксобицикло-(4. 1.0)-гептан-он в виде масла, который перегоняют при 70-900 С/ /3 мй. Аналитический образец очищают с помощью газовой хроматографии.Вычислено, /: С 53,16; Н 6,37,С,004Найдено, ь: С 5290 Н 6,27П р и м е р 12, Способ по примеру 11 повторяют с 6-метоксиН-пиран(6 Н)-оном, получая 2-метокси- -3,7-диоксобицикло-(4.1.0)-гептан- -5-он.Вычислено, Ф: С 50,00; Н 5,59С 6 НВО+Найдено, : С 50,09; Н 5,81,П р и м е р 13. Способ по примеру 11 повторяют с 6-метокси-атил" -2 Н-пиран(6 Н)-оном, получая 4,2-метокси-этил,7-диоксобициклов(4.1.0)-гептан-он.Вычислено, 4: С 55,81; Н 7,02СенамНаидено, 4: С 55,95; Н 7,04.П р и м е р 14, В 75 мл колбу добавляют 2,84 г (,0,02 моль) 6-метокси"метилН-пиранН)-она, 10 мл воды и 10 мл изопропанола. Раствор охлаждают до 0-5 оС, величину рН доводят до 7,0-9,0 с помощью 1 н. гидро- окиси натрия, Затем по каплям добавляют 2,1 мл 304 перекиси водорода, а также по мере необходимости для поддержания постоянной величины рН добавляют гидроокись натрия, Для поддержания температуры ниже 10 С необхоо димо охлаждение, После добавления перекиси реакционнуюсмесь перемешивают при 8-10 ОС в течение примерно одного часа, выливают в воду и раствор экстрагируют хлороформом. Удаление . растворителя дает 2,99 г ( 94,5 Ф) й-метокси-метил,7 -диоксобицикло- -(4. 1 А)"гептан-она в виде светлого7 942596 масла, При температуре реакции выше 15 ОС и при рН выше 9,5 или ниже6,5 получают более низкий выход,Те же результаты получаются призамене иэопропанола водой.5П р и м е р 15. В колбу с конденсором добавляют 3,7 г (0,023 моль), 2-метокси-метил,7-диоксобицикло-(4.1.0)-гептан"5-она и 50 мл 2 Мсерной кислоты. После нагревания данного двухфазного раствора в течение1,5 ч при температуре дефлегмацииреакционную смесь охлаждают, доводятдо рН 22 с помощью б н. гидроокисинатрия, экстрагируют 3 раза 100 мл 15объемами хлороформа, объединенныеэкстракты в растворителе концентрируют, получая мальтол,.П р и м е р 16. Способ примера 15повторяют с 2-метокси-этил,7-диоксибицикло-(4.1,0)-гептан-оном,получая этилмальтон (т.пл. 90-93 оС)с 2-метокси,7-диоксобицикло-(4, 1,0)- -гептан-оном, получая пиромаконовуюкислоту (т.пл. 113-115 оС) .25П р и м е р 17. В сосуд высокогодавления Витона емкостью 250 смдобавляют 3,16 г (002 моль) 2-метокси-метил,7-диоксобицикло-(4,1.0)- "гептан-она и 50 см 2 М. сернойкислоты, Сосуд герметизируют й нагревают до 140" 160 С в течение 1-2 ц.После охлаждения реакционную смесьобрабатывают как в примере 1, полу чая мальтол.35П р и м е р 18. В небольшую колбудобавляют 1,58 г (0,01 моль) 2-метокси-метил,7-диоксобицикло-(4.1.0)- -гептан-она и 25 мл бензола с последующим добавлением 3,7 мл эфирататрехфтористого бора, После перемеши- Формула изобретениявания в течение 24 ч при 25 оС растворитель удаляют, остаток экстрагируютхлороформом и хлороформ удаляют, получая мальтол,. 45 ОТе же результаты получаются, когдаэфират трехфтористого бора заменяет-ся и"толуолсульфокислотой, муравьинойкислотой, хлористым цинком или че"тыреххлористым оловом,50П р и м е р 19, В полиэтиленовомконтейнере в атмосфере азота перемешивают раствор 1-(2-фуриЛ)-этанола7,2 г в 15 мл ацетона при погружениив ледяную баню при "10 С. На протяже 55нии примерно 1-2 мин иэ полиэтиленовой струной бутылки добавляют холодный.(-10 Г) раствор фтористоводородной кислоты ( 3 мл ) в 5 мл ацетона. Сразу же после добавления реакционнаясмесь становится коричневым раство"ром, и по данным тонкослойной хроматографии реакция по существу завершается после 20-30 мин нахождения при данной температуре (-10 ОС), При пере" мешивании в общей сложности в течение 2 ч температуру ледяной бани медленно .повышают до 16 С . Реакционную смесь разбавляют 200 мл метиленхлорида, промывают 100 мл воды, а затем 50 мл воды. Объединенные водные экстракты промывают 50 мл свежего метиленхлорида. Объединенные метиленхлоридные экстракты перемешивают энергично с 200 мл воды, величину рН доводят до 7,6 с помощью 0,5 н. гидроокиси натрия раствора. Слои разделяют и водную цасть промывают 50 мл метиленхлорида. Метиленхлоридные экстракты объединяют и сушат над безводным сульфатом натрия,к которому добавляют небольшое количество активированного древесного угля, Смесь фильтруют и концентрируют до желтого масла, 7,43 г. Неочищенное масло перегоняют в высоком вакууме при погружении колбы, содержащей неочищенное масло при 110 С в пець Кугельрор. Перегнанный материал собирают в баллоне, который охлаждают путем завертывания его в хлопок, погруженный в смесь сухого льда и ацетона при -72 оС. Вес перегнанного масла, т.е. полученного 2,5-дигидро(1-оксиэтил)-2,5"диметоксифурена (продукт является кристаллическим при охлаждении смесью сухого льда и ацетона) составляет 5,34 г. 1. Способ получения -пиронов общей Формулы 1 О.п О 3где Й - водород, метил или этил, о т л и ч а ю щ и й с я тем, цто с целью упрощения процесса и расширения сырьевой базы, соединение общей формулы 111-Я.