Patents

Search tools Text Classification Chemistry Measure Numbers Full documents Title Abstract Claims All Any Exact Not Add AND condition These CPCs and their children These exact CPCs Add AND condition
Exact Exact Batch Similar Substructure Substructure (SMARTS) Full documents Claims only Add AND condition
Add AND condition
Application Numbers Publication Numbers Either Add AND condition

Process for preparing gamma-pyrones

Classifications

C07D309/32 Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
View 1 more classifications

Landscapes

Show more

CS203921B2

Czechoslovakia

Other languages
English
Inventor
Thomas M Brennan
Daniel P Brannegan
Paul D Weeks
Donald E Kuhla

Worldwide applications
1977 CA NZ GR YU MX SE JP PH BR FI BE NL TR EG DE DE PT LU CH DE ES AT NO DK AR IT FR DD BG BG CS BG BG RO RO RO RO HU PL SU PL PL HU GB GB HU HU GB GB PL GB IE IE IE IE IE 1978 PH PH JP JP JP JP JP JP CS CS ES ES ES ES SU 1979 PH PH 1980 AT AT CA CA CH 1981 CH CH HK HK HK HK HK NL NL NL NL MY MY MY 1982 SE SE SE SE SE NO NO NO NO NO YU YU 1983 FI FI FI FI FI YU NO 1986 DK DK DK

Application CS774705A events

Description

Vynález se týká způsobu přípravy y-pyronů a zejména přípravy y-pyronů hydrolýzou určitých produktů, z nichž některé se připravují z příslušných furfurylalkoholů použitím halogen obsahujících oxidačních činidel.
Maltol (2-methyl-3-hydroxy-4H-pyran-4-on) je v přírodě se vyskytující sloučenina nalezená v kůře modřínů, jehličí borovic a cikorce. První průmyslovou výrobou byla destruktivní destilace dřeva. Syntézu maltolu z
3-hydroxy-2- (1-piperidylmethyl) -1,4-pyronu uvedli Spielman a Freifelder v J. Am. Chem. Soc., 69, 2908 (1947). Schenck a Spielman, J. Am. Chem. Soc., 67, 2276 (1945), získali maltol alkalickou hydrolýzou solí strepromycinu. Chawla a McGonigal, v J. Org. Chem. 39, 3281 (1974) a Lichtenthaler a Heidel, v Angew. Chem., 81, 998 (1969), uvádějí syntézu maltolu z chráněných derivátů cukrů. Shono a Matsumura, v Tetrahedron Letters č. 17, 1363 (1976), popisují pětistupňovou syntézu maltolu z methylfurfurylalkoholu.
Izolace 6-methyl-2-ethyl-3-hydroxy-4H-pyran-4-onu jako jedné z charakteristických komponent sladkého aroma při rafinaci melasy je uvedena v práci Hiroshi Ito, Agr. Biol. Chem., 40, (5), 827 až 832 (1976). Tato sloučenina byla předtím syntetizována postupem popsaným v USA patentu číslo 3 468 915.
Syntéza y-pyronů, jako je pyromekonová kyselina, maltol, ethylmaltol a ostatní 2-substituované 3-hydroxy-y-pyrony je popsána v USA patentech číslo 3130 204, 3133 089, 3 140 239, 3 159 652, 3 365 469, 3 376 317, 3 468 915, 3 440 183 a 3 446 629.
Maltol a ethylmaltol zvyšují vůni a aroma různých potravinářských produktů. Kromě· toho tyto sloučeniny jsou použitelné jako přísady do parfémů a esencí. 2-alkenylpyromekonové kyseliny uváděné v USA patentu č. 3 644 635 a 2-arylmethylpyromekonové kyseliny popsané v USA patentu č. 3 365 469 inhibují růst bakterií a plísní a jsou použitelné pro zvyšování vůně a aroma u potravin a nápojů a jako složky zvyšující aroma u parfémů.
Vynález se týká způsobu přípravy y-pyronů obecného vzorce I
kde
R . je atom vodíku, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, fenyl nebo benzyl a
R’” . je atom· vodíku nebo alkyl s ' 1 ' až . 4 atomy uhlíku, který se vyznačuje tím, Že se 6-substituovaný' 2H-pyran-3(6H)-on, meziprodukt obecného vzorce IV
(IV) kde R a R”’ mají výše uvedený význam a R’ je atom vodíku, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku nebo skupina COR”, kde R” je methyl, ethyl nebo fenyl, nechá reagovat v kyselém vodném roztoku s alespoň jedním ekvivalentem halogen obsahujícího oxidačního činidla vybraného ze skupiny zahrnující chlor, brom, bromchlorid, kyselinu chlornou, kyselinu bromnou nebo jejich směsi . a popřípadě se izoluje meziprodukt' obecného vzorce II
kde .R, R’ .a . R’” . mají výše uvedený význam a X ' je atom, chloru ' nebo bromu, načež . se reakční směs zahřívá při . teplotě v rozmezí '70 až 160 . °C až do úplné hydrolýzy meziproduktu obecného' vzorce .. II.
Kyselina požadovaná pro hydrolýzu se může přidat k reakční .směsi, například ' rozpuštěním meziproduktu, sloučeniny vzorce. II ve vodné anorganické nebo . organické . ' kyselině před . zahříváním ' nebo. se ' alternativně může . kyselina ' uvolňovat in ' ' šitu ' ' během . přípravy meziproduktů . . jak . je popsáno níže.
Meziprodukt, sloučenina' vzorce II ' výše ' se může připravit reakcí sloučeniny ' vzorce IV
kde R, R’ a R’” má význam uvedený výše v rozpouštědle při teplotě od — 50 °C do 50 °C, s výhodou při teplotě ' místnosti s alespoň jedním ekvivalentem . halogen obsahujícího oxidačního činidla vybraného ze skupiny zahrnují chlor, brom, bromchlorid, kyselinu chlornou, kyselinu bromnou nebo jejich směs až do úplného průběhu reakce.
Příklady vhodných rozpouštědel pro tuto reakci jsou voda, alkanol nebo -diol s 1 až 4 atomy uhlíku, s výhodou methanol, ether s 2 až 10 atomy uhlíku, s výhodou tetrahydrofuran . nebo isopropylether, nízkomolekulární keton, s výhodou aceton, nízkomolekulární nitril, ester nebo amid.
Meziprodukt, sloučenina vzorce IV výše, se může připravit reakcí furfurylalkoholu vzorce ' III
(HD kde R a R’” mají význam uvedený výše ve vodném roztoku s alespoň jedním ekvivalentem halogen obsahujícího oxidačního činidla vybraného ze skupiny zahrnující chlor, brom, bromchlorid, kyselinu chlornou, kyselinu bromnou nebo . jejich směsi . při . teplotě .od .—50 °C do 50 °C, s výhodou při ' teplotě místnosti, přičemž reakce se provádí až do úplného . skončení. Reakce se provádí v přítomnosti rozpouštědla, které může být jedno z rozpouštědel uvedených výše pro přípravu meziproduktu, sloučeniny vzorce II.
V případě potřeby se meziprodukt 4-halogendihydropyran vzorce II může připravit přímo z příslušného furfurylalkoholu vzorce III jeho reakcí při teplotě — 50 °C až 50 °C, s alespoň dvěma ekvivalenty jednoho z výše uvedených halogen ' obsahujících oxidačních činidel až do . úplného průběhu reakce.
V každé z výše uvedených ' reakcí se ' jako halogen ' obsahující oxidační činidlo používá chlor nebo bromchlorid.
V .patentech číslo 203 922, 203 923, ' 203 924 a 203 925 je popsána snadná syntéza y-pyronů vzorce . I . výše, ' ' jmenovitě 'maltolu (2-methyl-3-hydroxy-4H-pyrán-4-onu) a příbuzných sloučenin . postupem· bez izolace meziproduktů, . přičemž . jako výchozí surovina se používá . furfurylalkohol vzorce III výše.
Při tomto postupu ' bez. izolace meziproduktů se . furfurylalkohol . ve vodném médiu nechá . reagovat . se ' ' dvěma ekvivalenty ' oxidačního. činidla ' ' obsahujícího halogen . a reakční·· směs ' se·· .pak zahřívá, . přičemž 'dojde k ' hydrolýze vzniklého 'meziproduktu. . Tento postup ' bez 'izolace ' meziproduktů může být znázorněn následující rovnicí:
kde ' R je '. atom vodíku, alkyl s 1 ' až 4 atomy uhlíku, fenyl nebo. benzyl, R’” ' je atom ' vodíku nebo alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku ' a XY je C12, Brž, CIBr, H0C1, HOBr nebo jejich směs. Celková reakce je patrná z následujícího schématu:
203321
(III)
I CH i 0-0 i
H —COH i
R
tautomer s otevřeným řetězcem
Následující příklady objasňují přípravu y-pyronů podle vynálezu a přípravu různých meziproduktů.
V příkladech, kde jsou uvedeny spektrální údaje, jsou NMR posuny uvedeny ve shodě s běžnými symboly a veškeré posuny jsou v δ jednotkách za použití tetramethylsylanu jako standardu.
s = singlet d — dublet t = triplet q = kvartet m = multiplet br = široký.
Přikladl
Roztok 4-brom-6-hydroxy-2-methyl-2H-pyron-3(6H)-onu se připraví rozpuštěním sloučeniny buď ve vodné, anorganické nebo vodné organická kyselině. Roztok se pak zahřívá к varu, ochladí se na teplotu místnosti a pH se 6 N roztokem hydroxidu sodného upraví na 2,1, načež se reakční směs extrahuje chloroformem. Zahuštěním se získá maltol. Použité kyseliny, doba reakce a výtěžky maltolu jsou následující:
kyselina koncentrace (%) reakční doba (h) výtěžek ('%)
HCl 32 2 68
HC1 32 5 52
HCl 18 5 35
HCl 25 3 49
HBr 18 5 24
H2SO4 35 2 26
H3PO4 35 2 29
СНзСООН 35 2 69
CF3COOH 100 3 36
HN03 35 3 0,4
CF3COOH 100 3 70
СНзСООН 100 3 77
нсоон 100 3 24
H2SO4 35 5 48
Alternativně se mohou použít rozpouštědla jako benzen a toluen, spolu s kyselými materiály jako je p-toluensulfonová kyselina a iontoměnič („Amberlit” IR 120).
Příklad 2
Roztok 4-brom-6-hydroxy-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-onu (0,0025 mol) v 20 ml 35% kyseliny fosforečné sé zahřívá 5 hodin к varu pod zpětným chladičem. Maltol (34 %) se izoluje postupem podle příkladu 1.
kde R je atom vodíku, alkyl s 2 až 4 atomy uhlíku, fenyl nebo benzyl. Získají se srovnatelné výsledky.
Příklad 3
Příklad 5
Roztok 6-methoxy-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-onu (0,01 mol) v 20 ml kyseliny octové se nechá reagovat s plynným chlorem (0,01 mol) při teplotě místnosti. Reakční směs se pak zahřívá jednu hodinu к varu pod zpětným chladičem, ochladí se na teplotu místnosti, zředí 20 ml vody, přidáním 50% hydroxidu sodného se pH upraví na 7,0 a reakční směs se extrahuje chloroformem. Chloroformový extrakt se zahustí a získaný maltol se překrystaluje z methanolu a získá se Čistý produkt (56 %) t. t. 159,5 až
160,5 °C.
Příklad 4
Postup podle příkladu 3 se opakuje s použitím výchozí sloučeniny vzorce
kde R je atom vodíku, alkyl s 2 až 4 atomy uhlíku, fenyl nebo benzyl, R’ je alkyl s 2 až 4 atomy uhlíku nebo —COR”, kde R” je methyl, ethyl nebo fenyl a získá se χ-pyran vzorce
Postup podle příkladu 3 se opakuje a srovnatelné výsledky se získají, jestliže se kyselina octová nahradí za kterékoli z následujících rozpouštědel:
kyselina mravenčí methanol ethanol tetrahydrofuran benzen ethylenglykol trifluoroctová kyselina aceton acetonitril
Příklad 6
Postup podle příkladu 3 se opakuje a srovnatelné výsledky se získají, jestliže se chlor nahradí za brom, chlornan sodný nebo draselný, bromnan sodný nebo draselný, plynný bromchlorid nebo bromchlorid připravovaný in šitu přidáváním chloru, к roztoku obsahujícím bromid sodný nebo bromu к roztoku chloridu sodného.
Příklad 7
4-Chlor-6-methoxy-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-on
К roztoku 6-methoxy-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-onu (0,05 mol) v 70 ml dichlormethanu se při —10 °C zavádí chlor (0,05 mol) přívodem pro plyn. Pak se pomalu přidá triethylamin (0,05 mol), přičemž teplota se udržuje na —10 °C. Po 30 minutách míchání se reakční směs nechá ohřát na teplotu místnosti, filtrací se odstraní triethylaminhydrochlorid a rozpouštědlo se odstraní ve vakuu. Surový produkt se znovu rozpustí ve směsi etheru a benzenu a filtrací se odstraní poslední stopy triethylaminhydrochloridu. Odstraněním rozpouštědla se získá 4-chlor-6-methoxy-2-methyl-2H-pyran-3 (6H) -on (výtěžek 99%).
NMR analýza signálů při 5,05 až 5,25 prokazuje dva dublety v poměru 3 : 1 odpovídající protonu v poloze 6 u dvou možných isomerů sloučeniny. Obě optické formy trans-isomeru byly syntetisovány z cukerného prekusoru [Paulsenem, Ebersteinem a Koebernickem, Tetrahedron Letters 4377 (1974)].
Příklad 8
4-Brom-6-methoxy-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-on
Postup podle příkladu 7 se opakuje náhradou chloru za brom a získá se 4-brom-6-methoxy-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-on v 93 % výtěžku. Dvě optické formy trans-isomeru byly syntetizovány Paulsenem a spolupracovníky, Tetrahedron Letters 4377 (1974).
Příklad 9
Postup podle příkladů 7 a 8 se opakuje a jako výchozí sloučenina se použije sloučenina vzorce
Roztok 6-acetyI-2H-pyran-3(6H)-onu v dichlormethanu připravený metodou popsanou v Tetrahedronu 27, 1973 (1971) se brómuje postupem podle příkladu 7 a získá se
4-brom-6-acetyl-2H-pyran-3(6H)-on, t. t. 78 až 80 °C. Hmotové spektrum sloučeniny obsahuje očekávané základní pásy při 234 a 236 hmot, jednotkách.
Příklad 11
4-Brom-6-acetyl-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-on
Postup podle příkladu 10 se opakuje s 6-acetyl-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-onem a získá se 4-brom-6-acetyl-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-on, který podle hmotové spektroskopie obsahuje pásy při hmotách 249,96 a
247,96 a vykazuje následující NMR spektrum: (í, CDCls); 7,3 (1H, d), 6,4 (1H, dd), 4,7 (1H, Q), 2,2 (3H, S), 1,4 (3H, S).
Příklad 12
Do kulaté baňky opatřené míchadlem s chladičem se přidá 4-chlor-6-methoxy-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-on a kyselina octová a reakční směs se zahřívá jednu hodinu к varu. Ochlazením se získá maltol (65 %).
Pří klad 13
Postup podle příkladu 12 se opakuje se srovnatelnými výsledky za použití kyseliny mravenčí místo kyseliny octové.
Příklad 14
Postup podle příkladu 12 se opakuje za použití sloučeniny vzorce
kde R je atom vodíku, alkyl s 2 až 4 atomy uhlíku, fenyl nebo benzyl a R’ je alkyl s 2 až 4 atomy uhlíku. Jako produkt se ve srovnatelném výsledku získá sloučenina vzorce
kde R a R’ mají význam uvedený výše а X je atom chloru nebo bromu.
Příklad 10
4-Brom-6-acetyl-2H-pyran-3 (6H)-on kde R je atom vodíku, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, fenyl nebo benzyl, R’ je alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku nebo skupina —COR”, kde R” je methyl, ethyl nebo fenyl а X je atom bromu nebo chloru a získá se sloučenina vzorce
kde R je atom vodíku, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, fenyl nebo benzyl ve srovnatelném výsledku.
203821

Claims (3)
Hide Dependent

  1. PŘEDMĚT VYNALEZU
    1. Způsob přípravy y-pyronů obecného vzorce I kde
    R je atom vodíku, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, fenyl nebo benzyl a
    R’” je atom vodíku nebo alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, vyznačený tím, že se 6-substttuovaný 2H-pyran-3(6H)-on, meziprodukt obecného vzorce IV (IV) kde R a R“‘ mají výše uvedený význam a R‘ je atom vodíku, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku nebo skupina —COR“, kde R“ je methyl, ethyl nebo fenyl, nechá reagovat v kyselém vodném roztoku s alespoň jedním ekvivalentem halogen obsahujícího oxidační činidla vybraného zé skupiny zahrnující chlor, brom, bromchlorld, kyselinu chlornou, kyselinu bromnou nebo jejich směsi a popřípadě se izoluje meziprodukt obecného vzorce II
    X o
    R (U) kde
    R; R’ a R’” mají výše uvedený význam a X je atom chloru nebo bromu, načež se reakční směs zahřívá při teplotě v rozmezí 70 až 160 °C až do úplné hydrolýzy meziproduktu obecného vzorce II.
  2. 2. Způsob podle bodu 1, pro přípravu γ-pyronů obecného vzorce IA
    O (IA) kde R má význam uvedený v bodě 1, vyznačený tím, že se 4-halogendihydropyran obecného vzorce IIA kde R, R’ а X mají význam uvedený v bodě 1, zahřívá při teplotě od 70 °C do 160 °C, v kyselém vodném roztoku až do úplné hydrolýzy.
  3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se izolovaný meziprodukt obecného vzorce II uvedeného v bodě 1 kde R, R’, R’” а X mají významy uvedené v bodě 1, zahřívá při teplotě 70 až 160 °C v kyselém vodném roztoku až do úplné hydrolýzy.