CN102627621A - 四氢吡喃－4－酮以及吡喃－4－ 酮的制备方法 - Google Patents

四氢吡喃－4－酮以及吡喃－4－ 酮的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及以式(1)表示的四氢吡喃-4-酮的制备方法，其特征在于：(a)在金属催化剂的存在下，在非质子性溶剂和醇溶剂的混合溶剂中，或(b)在对含水金属催化剂进行脱水处理得到的无水金属催化剂的存在下，在疏水性有机溶剂中，使以式(2)表示的二氢吡喃-4-酮以及吡喃-4-酮的至少1种与氢反应。式(2)中，表示单键或双键。

Description

四氢吡喃-4-酮以及吡喃-4- 酮的制备方法
本申请是申请日为2004年12月17日、申请号为200480038042.9、发明名称为“四氢吡喃-4-酮以及吡喃-4-酮的制备方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及制造吡喃-4-酮以及四氢吡喃-4-酮的方法。吡喃-4-酮以及四氢吡喃-4-酮是作为药物、农药等的原料或合成中间体有用的化合物。
背景技术
以前，作为制造吡喃-4-酮的方法，例如公知了以下所述方法：在甲醇钠的存在下，在乙醚中，使4-甲氧基-3-丁烯-2-酮和甲酸甲酯反应，析出甲酰衍生物的钠盐，接着，使其与氯化氢的甲醇溶液反应后，进行中和以及减压蒸馏，制得以1，5，5-三甲氧基-1-戊烯-3-酮为主要成分的混合物，此外，在浓盐酸中静置一晚后，进行中和以及提取，制造吡喃-4-酮的方法(例如，参照专利文献1)。然而，该方法存在必需析出作为中间体的甲酰衍生物的钠盐，或者必需使用难以处理的氯化氢的甲醇溶液，而且，反应操作复杂，反应时间非常长等作为吡喃-4-酮的工业制备方法的缺点。
此外，作为由吡喃-4-酮制造四氢吡喃-4-酮的方法，例如公知了下列方法：在阮内镍的存在下，在常压、室温下，使吡喃-4-酮与氢在乙醇中反应3个小时，以收率58％制造四氢吡喃-4-酮的方法(例如，参照非专利文献1)、或在钯/碳酸钪的存在下，在加压、20℃下，使吡喃-4-酮与氢在甲醇中反应30分钟，以收率75％制造四氢吡喃-4-酮的方法(例如，参照非专利文献2)。
然而，在制造吡喃-4-酮的方法中存在必需析出作为中间体的甲酰衍生物的钠盐，或者必需使用难以处理的氯化氢的甲醇溶液，而且，反应操作复杂，反应时间非常长的问题；而且，在由吡喃-4-酮制造四氢吡喃-4-酮的方法中，为了提高目标产物的收率，因而需要调节催化剂活性等精细的操作，作为四氢吡喃-4-酮的工业制备方法是不利的。
专利文献1：日本专利特公昭47-29512号公报
非专利文献1：Bulletin de la Societe Chimique de France，1959，36.
非专利文献2：Helv.Chim.Acta.，31，65(1948)
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题是提供解决上述问题，能够由廉价的原料，通过简便的方法，以高收率制备吡喃-4-酮的工业上合适的吡喃-4-酮的制备方法。
本发明的另一课题是提供解决上述问题，能够通过简便的方法，由吡喃-4-酮，以高收率制备四氢吡喃-4-酮的工业上合适的四氢吡喃-4-酮的制备方法。
解决课题的手段
发明1提供以式(1)
Figure BDA0000150575220000021
表示的四氢吡喃-4-酮的制备方法，其特征在于：(a)在金属催化剂的存在下，在非质子性溶剂和醇溶剂的混合溶剂中，或(b)在对含水金属催化剂进行脱水处理得到的无水金属催化剂的存在下，在疏水性有机溶剂中，使以式(2)
Figure BDA0000150575220000031
(式中，
Figure BDA0000150575220000032
表示单键或双键)
表示的二氢吡喃-4-酮以及吡喃-4-酮的至少1种与氢反应。
发明2涉及四氢吡喃-4-酮的制备方法，其特征在于，包括以下两个工序：
(A)成环反应工序：在碱的存在下，在有机溶剂中使以式(7)
(式中，R1表示烷基，而且，两个R1还可以相互结合形成环)表示的1，1-二烷氧基丁烷-3-酮与以式(5)
HCO2R2                (5)
(式中，R2表示烷基)
表示的甲酸酯反应，制得以式(3)
Figure BDA0000150575220000034
(式中，R1与上述定义相同)
表示的5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的盐或其等价物的盐，进一步使其与酸反应，制得以式(2’)
Figure BDA0000150575220000035
表示的吡喃-4-酮作为主要成分的粗产物；
(B)还原反应工序：接着，在金属催化剂的存在下，在(a)非质子性溶剂与醇溶剂的混合溶剂中或(b)在对含水金属催化剂进行脱水处理得到的无水金属催化剂的存在下，在疏水性有机溶剂中，使以吡喃-4-酮作为主要成分的粗产物与氢反应，制造以式(1)
Figure BDA0000150575220000041
表示的四氢吡喃-4-酮。
发明3涉及以式(2’)
表示的吡喃-4-酮的制备方法，其特征在于：使以式(3)
Figure BDA0000150575220000043
(式中，R1与上述定义相同)
表示的5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的盐或其等价物的盐与酸反应。
发明4涉及以式(3)
Figure BDA0000150575220000044
(式中，R1与上述定义相同)
表示的5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的盐或其等价物的盐的制备方法，其特征在于：在碱的存在下，在有机溶剂中，使以示(7)
Figure BDA0000150575220000051
(式中，R1与上述定义相同)
表示的1，1-二烷氧基丁烷-3-酮与以式(5)
HCO2R2        (5)
(式中，R2与上述定义相同)
表示的甲酸酯反应。
发明5涉及以式(2’)
Figure BDA0000150575220000052
表示的吡喃-4-酮的制备方法，其特征在于：在酸的存在下，使以式(6)
Figure BDA0000150575220000053
(式中，R1与上述定义相同)
表示的1，1，5，5-四烷氧基戊烷-3-酮进行成环反应。
发明6涉及以式(2”)
Figure BDA0000150575220000054
表示的二氢吡喃-4-酮的制备方法，其特征在于：在金属催化剂的存在下，在非质子性溶剂和醇溶剂的混合溶剂中，使以式(2)表示的化合物中的、以式(2’)
Figure BDA0000150575220000061
表示的吡喃-4-酮与氢反应。
发明7涉及以式(3)
Figure BDA0000150575220000062
(式中，R1与上述定义相同)
表示的5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的钠盐或其等价物的钠盐。
发明效果
通过本发明，能够提供利用简便的方法，由吡喃-4-酮以高收率制备四氢吡喃-4-酮的工业上合适的四氢吡喃-4-酮的制备方法。
另外，通过本发明，能够提供由廉价的原料，利用简便的方法，以高收率制备吡喃-4-酮的工业上合适的吡喃-4-酮的制备方法。
具体实施方式
发明1是制造以式(1)
Figure BDA0000150575220000063
表示的四氢吡喃-4-酮的方法，其特征在于：(a)在金属催化剂的存在下，在非质子性溶剂和醇溶剂的混合溶剂中，或(b)在对含水金属催化剂进行脱水处理得到的无水金属催化剂的存在下，在疏水性有机溶剂中，使以式(2)
Figure BDA0000150575220000071
(式中，
Figure BDA0000150575220000072
表示单键或双键)
表示的二氢吡喃-4-酮以及吡喃-4-酮的至少1种与氢反应而制得。
作为本发明反应使用的(a)的金属催化剂，含有选自钯、铂以及镍所组成的组中的至少一种金属原子，具体地可以列举例如钯/碳、钯/硫酸钡、氢氧化钯/铂、铂/碳、硫化铂/碳、钯-铂/碳、氧化铂、阮内镍等。而且，这些金属催化剂可以单独使用，还可以二种或二种以上混合使用。
相对1摩尔吡喃-4-酮和/或二氢吡喃-4-酮，上述金属催化剂的用量换算成金属原子优选为0.0001～5摩尔，更优选为0.0002～1摩尔，进一步优选为0.0005～0.5摩尔，最优选为0.001～0.1摩尔。
相对1摩尔吡喃-4-酮和/或二氢吡喃-4-酮，发明1的反应(a)所使用的氢的量优选为0.5～20摩尔，更优选为1.1～10摩尔，进一步优选为2.1～5摩尔。
发明1的反应所使用的(a)的混合溶剂是非质子性溶剂与醇溶剂的混合溶剂，混合溶剂中的醇溶剂优选为1～95体积％，进一步优选为5～90容量％。或者，上述混合溶剂的用量根据反应液的均匀性和搅拌性进行适当调节，相对1g吡喃-4-酮和/或二氢吡喃-4-酮，优选为0.5～50g，进一步优选为1～20g。
作为上述非质子性溶剂，可以列举戊烷、己烷、庚烷、环己烷等脂肪烃类；二氯甲烷、二氯乙烷等卤代脂肪烃类；苯、甲苯、二甲苯等芳香烃类；氯苯、二氯苯等卤代芳香烃类；乙酸甲酯、乙酸乙酯等羧酸酯类；二乙醚、四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚类，优选使用芳香烃类，进一步优选使用甲苯、二甲苯。另外，这些非质子溶剂可以单独使用，还可以二种或二种以上混合使用。
作为上述醇溶剂，可以列举甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、叔丁醇。这些醇溶剂可以单独使用，还可以混合二种或二种以上使用。
发明1的反应例如通过以下方法等进行：在氢气气氛中，混合吡喃-4-酮和/或二氢吡喃-4-酮、金属催化剂、非质子性溶剂以及醇溶剂，一边搅拌，一边进行反应。此时的反应温度优选为0～100℃，进一步优选为5～60℃，反应压力优选为0.1～10MPa，进一步优选为0.1～1MPa。
作为发明1的反应所使用的(b)的含水金属催化剂，与上述(a)相同地包括选自钯、铂以及镍所组成的组中的至少1个金属原子，具体地可以列举例如钯/碳、钯/硫酸钡、氢氧化钯/铂、铂/碳、硫化铂/碳、钯-铂/碳、氧化铂、阮内镍等。而且，这些含水金属催化剂可以单独使用，或者还可以二种或二种以上混合使用，从安全性方面考虑，还可以是悬浮在水中的状态。
相对1摩尔吡喃-4-酮和/或二氢吡喃-4-酮，上述含水金属催化剂的用量换算成金属原子优选为0.0001～5摩尔，进一步优选为0.0002～1摩尔。
相对1摩尔吡喃-4-酮和/或二氢吡喃-4-酮，发明1的反应(b)所使用的氢的量优选为0.5～20摩尔，更优选为1.1～10摩尔，进一步优选为1.1～5摩尔。
作为发明1的反应所使用的(b)的疏水性有机溶剂，例如可以列举戊烷、己烷、庚烷、环己烷等脂肪烃类；二氯甲烷、二氯乙烷等卤代烃类；苯、甲苯、二甲苯等芳香烃类；氯苯、二氯苯等卤代芳香烃类；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等羧酸酯类；二乙醚等醚类，优选使用脂肪烃类和/或芳香烃类。另外，这些疏水性有机溶剂可以单独使用，也可以二种或二种以上混合使用。
上述疏水性有机溶剂的用量根据反应液的均匀性或搅拌性进行适当调节，相对1g吡喃-4-酮和/或二氢吡喃-4-酮，优选为0.5～50g，更优选为1～20g，进一步优选为1～10g。
本发明中所谓脱水处理，只要使含水金属催化剂变成无水金属催化剂的方法，就没有特别地限制，例如，适宜使用如下方法：利用混合含水金属催化剂和与水共沸的有机溶剂，一边回流，一边除去水等方法，从含水金属催化剂除去水的方法。
作为上述与水共沸的有机溶剂，例如可以列举戊烷、己烷、庚烷、环己烷等脂肪烃类；二氯甲烷、二氯乙烷等卤代烃类；苯、甲苯、二甲苯等芳香烃类；氯苯、二氯苯等卤代芳香烃类；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等羧酸酯类；二乙醚、四氢呋喃、二甲氧基乙烷等醚类，优选使用脂肪烃类、芳香烃类、醚类。另外，这些有机溶剂可以单独使用，也可以二种或二种以上混合使用。
上述与水共沸的有机溶剂的用量，相对1g吡喃-4-酮和/或二氢吡喃-4-酮，优选为0.5～50g，进一步优选为1～20g。
另外，上述与水共沸的有机溶剂与疏水性有机溶剂，可以相同，也可以不同。
发明1的反应例如通过以下方法等进行：混合含水金属催化剂(如果需要还可以使之悬浮在水中)和疏水性有机溶剂，一边回流，一边进行反应体系内的共沸脱水处理后，向其中加入吡喃-4-酮和/或二氢吡喃-4-酮，在氢气气氛中，一边搅拌，一边进行反应。此时的反应温度优选为0～100℃，进一步优选为5～60℃，反应压力优选为0.1～10MPa，进一步优选为0.1～1MPa。
另外，从制造方法的角度考虑，脱水处理中使用的有机溶剂优选与反应中使用的疏水性有机溶剂相同，但是，根据情况，例如，还可以利用1，2-二甲氧基乙烷等进行脱水处理，将溶剂取代成甲苯等进行反应。
另外，对于作为最终产物的四氢吡喃-4-酮，在反应结束后，利用中和、提取、过滤、浓缩、蒸馏、柱色谱等一般的方法进行分离、精制。
发明1所使用的以上述式(2’)表示的吡喃-4-酮可以通过具有以下特征的发明3制得：使以式(3)
Figure BDA0000150575220000101
(式中，R1与上述定义相同)
表示的5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛或其等价物、或它们的盐与酸反应，进行成环反应。
发明3的反应所使用的5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛是以上述式(3)表示的。在该式(3)中，R1为烷基，优选为碳原子数1～12的直链或支链烷基，进一步优选为碳原子1～6的直链或支链烷基，例如可以列举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等。而且，这些基团还包括各种异构体。另外，二个R1还可以相互结合形成环，作为这样形成的环，例如可以列举1，3-二噁茂烷等。
作为5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的具体例子，例如可以列举5，5-二甲氧基-3-氧代戊醛、5，5-二乙氧基-3-氧代戊醛、5，5-二正丙氧基-3-氧代戊醛、5，5-二异丙氧基-3-氧代戊醛、5，5-二正丁氧基-3-氧代戊醛、5，5-二异丁氧基-3-氧代戊醛、5，5-二叔丁氧基-3-氧代戊醛等。另外，作为5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的等价物的具体例子，例如可以列举1，1，5，5-四甲氧基戊烷-3-酮、1，5-二甲氧基-1，4-戊二烯-3-酮、1，1，5-三甲氧基戊烷-4-烯-3-酮等。
作为发明3的成环反应所使用的有机溶剂，只要不妨碍反应，就没有特殊限定，例如可以列举甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、乙二醇、三乙二醇等醇类；丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮等酮类；N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类；N，N’-二甲基咪唑啉二酮等尿素类；二甲亚砜等亚砜类；乙腈、丙腈、苄腈等腈类；二乙醚、二异丙醚、四氢呋喃、二噁烷等醚类；戊烷、己烷、庚烷、环己烷等脂肪烃类；苯、甲苯、二甲苯等芳香烃类，优选使用腈类、亚砜类、酰胺类、脂肪烃类、芳香烃类，进一步优选使用芳香烃类、腈类。另外，这些有机溶剂可以单独使用，也可以二种或二种以上混合使用。
上述有机溶剂的用量根据反应液的均匀性或搅拌性进行适当调节，相对1g的1，1-二烷氧基丁烷-3-酮或其等价物，优选为0.5～50g，更优选为1～20g，进一步优选为1～10g。
作为发明3的成环反应所使用的酸，例如可以列举盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等无机酸类；甲酸、乙酸等羧酸类；甲磺酸、三氟甲磺酸等有机磺酸类，优选使用无机酸类，进一步优选使用盐酸、硫酸。另外，这些酸可以单独使用，也可以二种或二种以上混合使用。
相对1摩尔1，1-二烷氧基丁烷-3-酮或其等价物，上述酸的用量优选为1.0～20摩尔，进一步优选为1.1～6.0摩尔。
发明3的成环反应例如通过以下等方法进行：混合1，1-二烷氧基丁烷-3-酮或其等价物、甲酸酯、碱以及有机溶剂，优选在-30～150℃，进一步优选在-20～130℃下，一边搅拌，一边进行反应，制得5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的盐或其等价物的盐，接着，添加酸，优选在-30～150℃，更优选在-20～130℃，进一步优选在-20～100℃，最优选在-5℃～60℃下，一边搅拌，一边进行反应。另外，此时的反应压力没有特别限制。
另外，作为发明7的以上述式(3)表示的5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的钠盐或其等价物的盐是新型化合物，作为5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的钠盐的具体例子，例如可以列举5，5-二甲氧基-3-氧代戊醛钠盐、5，5-二乙氧基-3-氧代戊醛钠盐、5，5-二正丙氧基-3-氧代戊醛钠盐、5，5-二异丙氧基-3-氧代戊醛钠盐、5，5-二正丁氧基-3-氧代戊醛钠盐、5，5-二异丁氧基-3-氧代戊醛钠盐、5，5-二叔丁氧基-3-氧代戊醛钠盐等。另外，作为5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的等价物的钠盐的具体例子，例如可以列举1，1，5，5-四甲氧基戊烷-3-酮、1，5-二甲氧基-1，4-戊二烯-3-酮、1，1，5-三甲氧基戊烷-4-烯-3-酮等的钠盐等。
另外，以上述式(3)表示的5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的盐或其等价物的盐可以通过具有以下特征的发明4制得：在碱的存在下，在有机溶剂中，使以式(4)
(式中，R1与上述定义相同)
表示的1，1-二烷氧基丁烷-3-酮或其等价物与以式(5)
HCO2R2        (5)
(式中，R2表示烷基)
表示的甲酸酯反应。
发明4的反应所使用的1，1-二烷氧基丁烷-3-酮或其等价物是以上述式(4)表示的。在该式(4)中，R1与上述式(3)中所说明的定义相同。
发明4的反应所使用的甲酸酯是以上述式(5)表示的。在该式(5)中，R2是烷基，优选为碳原子数1～12的直链或支链烷基，进一步优选为碳原子数1～6的直链或支链烷基，例如可以列举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等。另外，这些基团包括各种异构体。
相对1摩尔1，1-二烷氧基丁烷-3-酮或其等价物，上述甲酸酯的用量优选为1.0～5.0摩尔，进一步优选为1.1～3.0摩尔。
作为发明4的反应所使用的碱，例如可以列举甲醇钠、甲醇钾等碱金属醇盐；氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物；氢化钠、氢化钾等碱金属氢化物；氢化钙等碱土金属氢化物；碳酸钠、碳酸钾等碱金属碳酸盐；碳酸氢钠、碳酸氢钾等碱金属碳酸氢盐，优选使用碱金属醇盐、进一步优选使用甲醇钠、甲醇钾。另外，这些碱可以单独使用，还可以二种或二种以上混合使用。
相对1摩尔1，1-二烷氧基丁烷-3-酮或其等价物，上述碱的用量优选为1.0～5.0摩尔，进一步优选为1.1～3.0摩尔。
以上述式(2’)表示的吡喃-4-酮还可以通过具有下列特征的发明5制得：在酸的存在下，使以式(6)
(式中，R1与上述定义相同)
表示的1，1，5，5-四烷氧基戊烷-3-酮或其等价物进行成环反应。
发明5的成环反应所使用的1，1，5，5-四烷氧基戊烷-3-酮或其等价物是以上述式(6)表示的。在该式(6)中，R1与上述定义相同。
作为发明5的成环反应所使用的酸，例如可以列举盐酸、硫酸、硝酸、磷酸等无机酸类；甲酸、乙酸等羧酸类；甲磺酸、三氟甲磺酸等有机磺酸类，优选使用无机酸，进一步优选使用盐酸、硫酸。另外，这些酸可以单独使用，还可以二种或二种以上混合使用。
相对1摩尔1，1，5，5-四烷氧基戊烷-3-酮或其等价物，上述酸的用量优选为1.0～100摩尔，更优选为1.1～10摩尔，进一步优选为1.0～6.0摩尔。
发明5的成环反应是在溶剂的存在下或者在没有溶剂存在下进行的。当使用溶剂时，只要不妨碍反应，就没有特殊限制，例如可以列举水；甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇、乙二醇、三乙二醇等醇类；丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮等酮类；N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等酰胺类；N，N’-二甲基咪唑啉二酮等尿素类；二甲亚砜等亚砜类；乙腈、丙腈、苄腈等腈类；二乙醚、二异丙醚、四氢呋喃、二噁烷等醚类；苯、甲苯、二甲苯等芳香烃类。而且，这些溶剂可以单独使用，还可以二种或二种以上混合使用。
上述溶剂的用量根据反应液的均匀性或搅拌性适当地调节，相对1g的1，1，5，5-四烷氧基戊烷-3-酮或其等价物，优选为0～50g，进一步优选为0～10g。
发明5的成环反应例如通过以下所述方法等进行：混合1，1，5，5-四烷氧基戊烷-3-酮或其等价物和酸，一边搅拌，一边进行反应。而且，此时的反应温度优选为-20～100℃，进一步优选为-5～60℃，反应压力没有特别限制。
另外，对于所得吡喃-4-酮，在反应结束后，例如，通过过滤、中和、提取、浓缩、蒸馏、重结晶、结晶化、柱色谱等一般方法进行分离、精制。
发明6是以上述式(2”)表示的二氢吡喃-4-酮的制备方法，其特征在于：在金属催化剂的存在下，在非质子性溶剂和醇溶剂的混合溶剂中，使以上述式(2’)表示的吡喃-4-酮与氢反应。
反应条件可以列举与上述式(2’)所表示的吡喃-4-酮的还原反应相同的条件。
本发明的发明2涉及连续进行上述成环反应和还原反应的四氢吡喃-4-酮的制备方法。
(A)成环反应工序
本发明的成环反应工序是如下所述的工序：在碱的存在下，在有机溶剂中使以式(4)表示的1，1-二烷氧基丁烷-3-酮或其等价物与以式(5)表示的甲酸酯反应，制得以式(3)表示的5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的盐或其等价物的盐，进一步使其与酸反应，制造以式(2’)表示的吡喃-4-酮为主要成分的粗产物。成环反应与上述记载同样地进行。
而且，通过本发明的成环反应工序可制得以吡喃-4-酮为主要成分的粗产物，在本发明中，反应结束后，不对吡喃-4-酮进行分离、精制，可以直接将反应液用于后续工序、或者将反应液进行浓缩等处理后用于后续工序。
(B)还原反应工序
本发明的还原反应工序是在金属催化剂的存在下，
(a)在非质子性溶剂与醇溶剂的混合溶剂中，或
(b)在对含水金属催化剂进行脱水处理得到的无水金属催化剂的存在下，在疏水性溶剂中，
使以式(2’)所表示的吡喃-4-酮为主要成分的粗产物与氢反应，制造以式(1)表示的四氢吡喃-4-酮的工序。还原反应与上述记载同样地进行。
相对1摩尔1，1-二烷氧基丁烷-3-酮或其等价物，上述金属催化剂的用量换算成金属原子优选为0.00001～0.5摩尔，进一步优选为0.00002～0.1摩尔。
相对1摩尔1，1-二烷氧基丁烷-3-酮或其等价物，本发明的反应所使用的氢的量优选为0.5～20摩尔，更优选为1.1～10摩尔。
上述(a)以及(b)的反应条件可以与发明1相同。
另外，本申请提供吡喃-4-酮的制备方法，其特征在于：在碱的存在下，在有机溶剂中使以式(7)表示的1，1-二烷氧基丁烷-3-酮或其等价物与以式(5)表示的甲酸酯反应，制得以式(3)表示的5，5-二烷氧基-3-氧代戊醛的盐或其等价物的盐，进一步使其与酸反应，制造以式(2’)表示的吡喃-4-酮。
上述吡喃-4-酮的制备方法的反应条件与上述记载相同。
实施例
下面通过列举实施例，详细地描述本发明，但是，本发明的范围不受这些实施例的限制。
参考例1(1，1，5，5-四甲氧基戊烷-3-酮的合成)
在装有搅拌装置和滴液漏斗的内容积500ml的玻璃烧瓶内，加热37g(0.68mol)甲醇钠和200ml甲苯，一边将液温保持在15℃或15℃以下，一边缓慢地滴加50g(0.50mol)1-甲氧基-1-丁烯-3-酮和60g(1.0mol)甲酸甲酯的混合液。滴加结束后，一边搅拌，一边在15℃或15℃以下反应1个小时，在室温下反应3个小时。之后，在减压下浓缩反应溶液，向浓缩液中添加50ml甲醇，一边将液温保持在15℃或15℃以下，一边缓慢地滴加60g(0.6mol)98％硫酸，一边搅拌，一边在室温下反应5个小时。反应结束后，加入50％氢氧化钠水溶液进行中和后，过滤所析出的固体，浓缩所得滤液。利用硅胶柱色谱(展开剂；己烷∶乙酸乙酯＝10∶1)精制浓缩物，得到18.5g的1，1，5，5-四甲氧基戊烷-3-酮(分离收率：18％)，为橙色液体。
1，1，5，5-四甲氧基戊烷-3-酮的物性值如下所述。
CI-MS(m/e)；175(M-Ome)
1H-NMR(CDCl3，δ(ppm))；2.76(4H，d，J＝5.6Hz)、3.36(12H，s)、4.79(2H，t，J＝5.6Hz)
实施例1(吡喃-4-酮的合成)
在装有搅拌装置和滴液漏斗的内容积10ml的玻璃烧瓶内，加入1.0g(4.8mmol)通过与参考例1同样的方法合成的1，1，5，5-四甲氧基戊烷-3-酮，在冰浴中，缓慢滴加1.2ml(14.1mmol)12mol/l盐酸。滴加结束后，在室温下反应4个小时。反应结束后，利用气相色谱法分析(内标法)反应液的结果，生成了0.45g吡喃-4-酮(反应收率：97％)。
实施例2(吡喃-4-酮的合成)
在装有搅拌装置和滴液漏斗的内容积10ml的玻璃烧瓶内，加入1.0g(4.8mmol)通过与参考例1同样的方法合成的1，1，5，5-四甲氧基戊烷-3-酮，在冰浴中，缓慢滴加5ml(130mmol)98％甲酸。滴加结束后，在室温下反应19个小时。反应结束后，利用气相色谱法分析(内标法)反应液的结果，生成了0.45g吡喃-4-酮(反应收率：97％)。
实施例3(吡喃-4-酮的合成)
在装有搅拌装置、温度计和滴液漏斗的内容积1000ml的玻璃烧瓶内，添加81.7g(1.51mol)甲醇钠和400ml乙腈，在冰浴中，一边将液温保持12℃或12℃以下，一边缓慢滴加100g(0.76mol)1，1-二甲氧基丁烷-3-酮和68.2g(1.14mol)甲酸甲酯的混合液。滴加结束后，在17～22℃下反应4个小时，得到含5，5-二甲氧基-3-氧代戊醛(包括其等价物)的钠盐的反应液。
接着，在装有搅拌装置、温度计和滴液漏斗的内容积2000ml的玻璃烧瓶内，加入277ml(3.32mol)12mol/l盐酸，在冰浴中，一边将液温保持在12℃或12℃以下，一边缓慢滴加上述含有5，5-二甲氧基-3-氧代戊醛(包括其等价物)的钠盐的反应液。滴加结束后，在17～22℃下反应16个小时。
反应结束后，一边将液温保持在0℃或0℃以下，一边缓慢滴加350g(1.81mol)28％甲醇钠的甲醇溶液进行中和，滴加结束后，过滤所析出的固体。利用气相色谱法分析(内标法)滤液的结果，生成了61.9g吡喃-4-酮(反应收率：83％)。
实施例4(5，5-二甲氧基-3-氧代戊醛(包括其等价物)的钠盐的合成)
在装有搅拌装置、温度计和滴液漏斗的内容积1000ml的玻璃烧瓶内，加入81.7g(1.51mol)甲醇钠和400ml乙腈，在冰浴中，一边将液温保持12℃或12℃以下，一边缓慢滴加100g(0.76mol)1，1-二甲氧基丁烷-3-酮和68.2g(1.14mol)甲酸甲酯的混合液。滴加结束后，在17～22℃下反应4个小时，制得含5，5-二甲氧基-3-氧代戊醛(包括其等价物)的钠盐的反应液。过滤该反应液的一部分，在减压下使所得固体干燥，得到5，5-二甲氧基-3-氧代戊醛(包括该等价物)的钠盐，为淡黄色固体。
5，5-二甲氧基-3-氧代戊醛(包括其等价物)的钠盐是具有如下物性的新型化合物。
FAB-MS；183(M)
1H-NMR(DMSO-d6，δ(ppm))；2.61(1H，brs)、2.86(1H，brs)、3.41(6H，s)、4.81(1H，t，J＝5.7Hz)、5.27(1H，d，J＝10.5Hz)、9.00(1H，d，J＝10.5Hz)0
实施例5(四氢吡喃-4-酮的合成)
在装有搅拌装置、温度计、回流冷凝器和充氢气的气球的内容积20ml的玻璃烧瓶内，加入577mg(6.0mol)吡喃-4-酮、120mg的5质量％钯/碳(50％湿品；以钯原子计为0.03mmol)、5ml甲苯以及1ml乙醇，在氢气气氛下，一边搅拌，一边在室温下反应3个小时。反应结束后，利用气相色谱分析(内标法)反应液的结果，生成了513mg四氢吡喃-4-酮(反应收率：85.4％)。
实施例6(四氢吡喃-4-酮的合成)
在减压下浓缩实施例3中制得的滤液，向浓缩物中加入300ml甲苯，进行共沸脱水(重复4次该操作)。在该溶液中加入500ml乙酸乙酯以及500ml饱和氯化钠水溶液，进行搅拌。搅拌结束后，分离有机层与水层，然后利用500ml乙酸乙酯将水层提取2次，合并提取液与有机层，利用无水硫酸镁进行干燥。过滤后，在减压下浓缩滤液之后，再添加300ml甲苯，过滤不溶物。再次浓缩滤液，得到36.1g以吡喃-4-酮为主要成分的粗产物，为茶色液体。
在装有搅拌装置、温度计和充氢气的气球的内容积20ml的玻璃烧瓶内，加入32.3g以吡喃-4-酮为主要成分的粗产物、6.5g的5质量％钯/碳(50％含水物；以钯原子计为1.5mmol)、162ml甲苯以及24ml乙醇，在氢气气氛下，一边搅拌，一边在室温下反应8.5个小时。反应结束后，在减压下浓缩反应液，减压蒸馏浓缩物(55～65℃，933Pa)，得到10.18g四氢吡喃-4-酮(以1，1-二甲氧基丁烷-3-酮为基准的反应收率：14.9％)，为无色液体。
实施例7(二氢吡喃-4-酮的合成)
在装有搅拌装置、温度计、回流冷凝器和充氢气的气球的内容积20ml的玻璃烧瓶内，加入3.0g(31.2mol)吡喃-4-酮、0.6g的5质量％钯/碳(50％含水物；以钯原子计为0.14mmol)、30ml甲苯以及3ml乙醇，在氢气气氛下，一边搅拌，一边在室温下反应1个小时。反应结束后，过滤反应液，浓缩滤液。利用硅胶色谱分析(展开剂；己烷∶乙酸乙酯＝10∶1)精制浓缩物，得到1.0g二氢吡喃-4-酮(分离收率：33％)，为无色液体。
二氢吡喃-4-酮的物性值如下所述。
CI-MS(m/e)；99(M+1)
1H-NMR(CDCl3，δ(ppm))；2.57～2.63(2H，m)、4.50(2H，dd，J＝7.6Hz，6.8Hz)、5.41(1H，d，J＝6.1Hz)、7.35(1H，d，J＝6.1Hz)
实施例8(四氢吡喃-4-酮的合成)
在装有搅拌装置、温度计、回流冷凝器和充氢气的气球的内容积20ml的玻璃烧瓶内，加入500mg(5.1mmol)参考例1中合成的二氢吡喃-4-酮、100mg的5质量％钯/碳(50％含水物；以钯原子计为0.02mmol)、5ml甲苯以及0.5ml乙醇，在氢气气氛下，一边搅拌，一边在室温下反应3个小时。反应结束后，利用气相色谱分析(内标法)反应物的结果，生成361mg四氢吡喃-4-酮(反应收率：71％)。
实施例9(四氢吡喃-4-酮的合成)
在装有搅拌装置、温度计、回流冷凝器和Dean-Stark装置的内容积50ml的玻璃容器内，加入0.2g的5质量％钯/碳(50％含水物)以及30ml甲苯，在常压下，一边搅拌，一边回流30分钟(共沸脱水)。接着，装上充氢气的气球后，加入1.0g(10.4mmol)吡喃-4-酮，在氢气气氛下，一边搅拌，一边在室温下反应12个小时。反应结束后，利用气相色谱法分析(内标法)反应液的结果，生成了807mg四氢吡喃-4-酮(反应收率：77％)。
实施例10(四氢吡喃-4-酮的合成)
在装有搅拌装置、温度计、回流冷凝器和Dean-Stark装置的内容积50ml的玻璃容器内，加入将0.2g的5质量％钯/碳(50％含水物)悬浮在1ml水中得到的溶液以及30ml甲苯，在常压下，一边搅拌，一边回流60分钟(共沸脱水)。接着，装上充氢气的气球后，加入1.0g(10.4mmol)吡喃-4-酮，在氢气气氛下，一边搅拌，一边在室温下反应12个小时。反应结束后，利用气相色谱法分析(内标法)反应液的结果，生成了825mg四氢吡喃-4-酮(反应收率：79％)。
比较例1(四氢吡喃-4-酮的合成)
在装有搅拌装置、温度计、回流冷凝器和充氢气的气球的内容积50ml的玻璃烧瓶内，加入0.2g的5质量％钯/碳(50％含水物)、1.0g(10.4mmol)吡喃-4-酮以及30ml甲苯，在氢气气氛下，一边搅拌，一边在室温下反应12个小时。反应结束后，利用气相色谱分析(内标法)反应液的结果，生成了86mg四氢吡喃-4-酮(反应收率：7％)。
工业实用性
本发明涉及由吡喃-4-酮和/或二氢吡喃-4-酮制造四氢吡喃-4-酮的方法，四氢吡喃-4-酮是作为药物、农药等的原料或合成中间体有用的化合物。
根据本发明，能够提供由廉价的原料，通过简便的方法，以高收率制备吡喃-4-酮的工业上合适的吡喃-4-酮的制备方法。
另外，根据本发明，能够提供通过简便的方法，由吡喃-4-酮，以高收率制备四氢吡喃-4-酮的工业上合适的四氢吡喃-4-酮的制备方法。

Claims (10)

1.以式(1)
Figure FDA0000150575200000011
表示的四氢吡喃-4-酮的制备方法，其特征在于，
(a)在金属催化剂的存在下，在非质子性溶剂和醇溶剂的混合溶剂中，或
(b)在对含水金属催化剂进行脱水处理得到的无水金属催化剂的存在下，在疏水性有机溶剂中，
使以式(2)
Figure FDA0000150575200000012
表示的二氢吡喃-4-酮和吡喃-4-酮中的至少1种与氢反应，
式(2)中，
Figure FDA0000150575200000013
表示单键或双键。
2.根据权利要求1所述的四氢吡喃-4-酮的制备方法，其中，使用与水共沸的有机溶剂进行脱水处理。
3.根据权利要求1所述的四氢吡喃-4-酮的制备方法，其中，金属催化剂含有选自钯、铂以及镍所组成的组中的至少1个金属原子。
4.根据权利要求1所述的四氢吡喃-4-酮的制备方法，其中，非质子性溶剂是脂肪烃类、卤代脂肪烃类、芳香烃类、卤代芳香烃类、羧酸酯类、醚类或者它们的混合物。
5.根据权利要求1所述的四氢吡喃-4-酮的制备方法，其中，混合溶剂中的醇溶剂在5～95体积％的范围。
6.根据权利要求1所述的四氢吡喃-4-酮的制备方法，其中，疏水性有机溶剂是脂肪烃类或芳香烃类。
7.根据权利要求1所述的四氢吡喃-4-酮的制备方法，其中，以式(2)表示的化合物是以式(2’)
Figure FDA0000150575200000021
表示的吡喃-4-酮。
8.根据权利要求1～7任一项所述的四氢吡喃-4-酮的制备方法，其中，所述无水金属催化剂是通过使用与水共沸的有机溶剂，对含水金属催化剂进行脱水处理而制得的。
9.无水金属催化剂在吡喃-4-酮以及二氢吡喃-4-酮的还原中的用途。
10.根据权利要求9所述的无水金属催化剂在吡喃-4-酮以及二氢吡喃-4-酮的还原中的用途，其中，所述无水金属催化剂是通过使用与水共沸的有机溶剂，对含水金属催化剂进行脱水处理而制得的。
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