CS203923B2

CS203923B2 - Process for preparing gamma-pyrones

Info

Publication number: CS203923B2
Application number: CS783706A
Authority: CS
Inventors: Thomas M Brennan; Daniel P Brannegan; Paul D Weeks; Donald E Kuhla
Original assignee: Pfizer
Priority date: 1976-08-02
Filing date: 1978-06-07
Publication date: 1981-03-31
Also published as: DE2760220C2; FI72721B; NO772193L; AR216080A1; FI831702L; DE2728499A1; IE45644B1; EG13080A; DK325986D0; SE445041B; HU180040B; NZ184342A; DK326086A; FI831700L; DD132494A5; HK30581A; ES470745A1; FI831700A0; DK326186A; DE2760221C2

Description

Vynález se týká způsobu přípravy y-pyronů a zejména přípravy y-pyronů jednostupňovým postupem z furfurylalkoholů, který zahrnuje hydrolýzu určitých meziproduktů, z nichž některé jsou nové a které 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 mladých modřínů, jehličí a borovic a cikorce. První průmyslovou výrobou byla destruktivní destilace dřeva. Synthesu maltolu z 3-hydroxy-2-(l-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 hydrolysou solí streptomycinu. Chawla a McGonigal, J. Org. Chem., 39, 3281 (1974) a Lichtenthaler a Heidel, Angew. Chem., 81, 998 (1969), uvádějí synthesu maltolu z chráněných derivátů cukrů. Shono a Matsumura, Tetrahedron Letters 17, 1363 (1976), popisují pětistupňovou syntézu z met:hylfurfurylalkoholu.

Izolace O-methyl^-ethyl^-hydroxy^H-pyran-4-onu jako jedné z charakteristických komponent sladkého aroma při rafinaci melasy je uvedena v práci Hiroschi Ito, Agr.

Biol. Chem., 40 (5), 827 až 832 (1976). Tato i sloučenina byla předtím synthetizována postupem popsaným v USA patentu · číslo 3 468 915.

Syntéza y-pyronů, jako je pyromekonová kyselina, maltol, ethylmaltol a ostatní 2-substituované 3-h.ydroxy y-pyrony je ' ' popsána ' v USA patentech Číslo 3 130 204, 3 133 089, 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

A^0M (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 ve vodném kyselém roztoku se zahřívá s výhodou při teplotě 70 až 160 °C až do úplné hydrolysy 4-halogenpyran obecného vzorce II

kde

R a R’” mají shora uvedený význam a

X je atom chloru nebo bromu, přičemž meziprodukt, sloučenina vzorce II výše, se připraví reakcí furfurylalkoholu obecného vzorce III nické nebo organické kyselině před zahříváním, nebo se alternativně může kyselina uvolňovat in sítu během přípravy meziproduktů, jak je popsáno níže.

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.

Při výše popsaných reakcích se jako výhodné oxidační činidlo obsahující halogeny používá chlor nebo bromchlorid.

Vynález se dále týká nové a snadné syntézy χ-pyronů vzorce I výše, jmenovitě maltolu (2-methyl-3-hydroxy-4H-pyran-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 к hydrolýze vzniklého meziproduktu. Tento postup bez izolace meziproduktů může být znázorněn následujícím vztahem:

(II n kde R a R’” mají význam uvedený výše ve vodném rozpouštědle při teplotě —50 až 50 °C, s výhodou při teplotě místnosti s alespoň dvěma ekvivalenty halogen obsahujícího oxidačního činidla vybraného ze skupiny zahrnující chlor, brom, bromchlorid, kyselinu chlornou, kyselinu bromnou nebo jejich směsi, přičemž reakce se provádí až do úplného skončení.

Kyselina používaná pro hydrolysu se může přidat к reakční směsi, například rozpuštěním sloučeniny vzorce II ve vodné anorga-

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, ВГ2, ClBr, HOC1, HOBr nebo jejich směs. Celková reakce je patrná z následujícího schématu:

(lil) oxidační činidlo·

tautomer s otevřeným řetězcem

H—COH i

R cu

I

CH i

C=O i

tautomer s otevřeným řetězcem.

Lefebvre a spolupracovníci J. Med. Chem. 16, 1084 (1973) prokázali, že furfurylalkoholy se mohou přímo převést na 6-hydroxy-2Hpyran-3(6H)-ony, jestliže se použije jako oxidační činidlo perkyselina jako peroctová kyselina nebo m-chlorperbenzoová kyselina. První stupeň v Lefebvrově práci využívá perkyselinu v organickém rozpouštědle a pravděpodobně vede k 6-acetoxy- nebo 6-m-chlorbenzyloxyderivátu pyranu, který se pak hydrolysuje na 6-hydroxysloučeninu během zpracování vodou. Voda se nepoužívá v prvém stupni reakce, neboť by nepříznivě ovlivňovala průběh reakce. V každém případě rostup podle Lefebvra a spolupracovníků nemůže vést přímo ke konversi furfurylalkoholu na χ-pyron.

Kritické pro postup pro přípravu produktů podle vynálezu je použití vodného roztoku halogen obsahujícího oxidačního činidla. Furfurylalkohol se může čistě oxidovat na 6-hydroxy-2H-pyran-3[6H)-on použitím jednoho ekvivalentu halogen obsahujícího oxidačního činidla ve vodě nebo ve vodně organickém rozpouštědle. Je překvapující a neočekávané, že 6-hydroxy-2H-pyran-3(6H)-ony se mohou převést na χ-pyrony. Na 6-hydroxy-2H-pyran-3[6H)-on se může pohlížet jako na poloacetal aldehydu a jako takový může podléhat řadě nežádoucích reakcí jako je další oxidace a kondenzace aldolového typu. Použitím dvou ekvivalentů halogen obsahujícího činidla ve vodě nebo vodně organickém rozpouštědle probíhá reakce hladce z furfurylalkoholu na χ-pyron. Tento nový postup bez izolace meziproduktů má výhodu v tom, že se používají nenákladné, halogen obsahující oxidační činidla, Clž Bn, BrCl, HOC1, HOBr nebo jejich směsi. Izolace požadovaného χ-pyronu je značně zjednodušena, neboť rozpouštědlo, oxidační činidlo a minerální kyselina vzniklá jako vedlejší produkt jsou těkavé a mohou se odstranit ve vakuu a získá se surový χ-pyron přímo ve vysokém výtěžku jednoduchým zahuštěním.

Postup bez izolace meziproduktů se provádí rozpuštěním furfurylalkoholu ve vodě nebo ve vodě spolu s organickým rozpouštědlem. Jako takové rozpouštědlo se může použít rozpouštědlo mísitelné s vodou nebo nemísitelné s vodou a může být vybráno z široké řady rozpouštědel jako jsou alkanoly s 1 až 4 atomy uhlíku, nebo dioly s 1 až 4 atomy uhlíku, například methanol, ethery s 2 až 10 atomy uhlíku, například tetrahydrofuran nebo isopropylether, nízkomolekulární ketony, například aceton, nízkomolekulární nitrily, nízkomolekulární estery a nízkomolekulární amidy. Výhodnými rozpouštědly jsou alkanoly s 1 až 4 atomy uhlíku, ethery s 2 až 10 atomy uhlíku a vzhledem k ceně je nejvýhodnější methanol. Roztok se udržuje pří teplotě —50 až 50 -“C s výhodou —10 až 10 °C. K tomuto roztoku ' se přidává požadovaný furfurylalkohol, a současně se přidává k reakční směsi halogen obsahující oxidační činidlo (dva ekvivalenty). Teplota reakční směsi se během přidávání halogenu udržuje na —50 až- 50 °C, s výhodou na —10 až 10 °C. Jestliže se používá nízkovroucí rozpouštědlo, odstraní se destilací po skončení přidávání. Reakční směs se pak zahřívá na teplotu, při které probíhá hydrolýza v dostatečné míře, například na teplotu 70 až 160 °C. Obecně se - pro hydrolýzu používá tepplota 100 až - 110 °C. V zahřívání se pokračuje až do úplné hydrolýzy 4-halogendihydropyranového meziproduktu [obvykle 1 až 2 hodiny). - Kyselina nutná pro katalýzu této konečné hydrolýzy se uvolňuje in šitu odštěpením kyseliny z meziproduktu během průběhu reakce. V případě potřeby se může, přidávat další kyselina.

Halogen obsahující oxidační činidlo se vybírá ze skupiny zahrnující chlor, brom, bromchlorid, kyselinu chlornou nebo kyselinu bromnou nebo jejich směsi. Bromchlorid je obchodně dostupný plyn. Může se připravovat in šitu přidáváním chloru k roztoku bromidu sodného nebo draselného nebo přidáváním bromu k roztoku chloridu sodného nebo draselného. Kyselina chlorná a kyselina - bromná se s výhodou mohou uvolňovat in šitu přidáním vodné kyseliny (HC1, HžSOu nebo HBr) k roztoku chlornanu nebo bromnanu alkalického kovu nebo kovu alkalické zeminy, jako je například NaOCl, KOC1 nebo Ca[OClj2. Výhodná oxidační činidla obsahující atom halogenu, podle jejich ceny, jsou chlor a bromchlorid připravovaný in šitu.

Následující příklady objasňují přípravu - χ-pyronů postupem podle předloženého - vynálezu a přípravu různých meziproduktů.

V příkladech, kde jsou uvedeny spektrál203923 ní údaje, jsou NMR posuny uvedeny ve shodě s běžnými symboly a veškeré posuny jsou v -5 jednotkách za použití tetramethylsilanu jako standardu.

s — singlet d = dublet t = triplet . q = kvartet m = multiplet br — široký.

Příklad 1

Do tříhrdlé kulaté baňky opatřené magnetickým míchadlem, trubicí - pro přívod plynu, teploměrem a kapačkou - se umístí 20 ml tetrahydrofuranu a 50 ml vody. Roztok se ochladí na teplotu místnosti při 0 - až 10 °C. Kapačka se naplní roztokem 1 (2-furyl )-1-ethanolu (0,089 mol) - v 20 ml tetrahydrofuranu a tento roztok se přikapává do míchané reakční baňky, zatímco se trubicí pro přívod plynu zavádí . chlor (0,30 mol). Rychlost přidávání je taková, že veškerý . alkohol se přidá s prvními 1,3 a 1,5 ekvivalenty chloru - (asi 30 minut), přičemž teplota se udržuje pod 10 -°C. Reakční směs se zahřívá k va ru pod zpětným chladičem a tetrahydrofuran se odstraní destilací. Jakmile reakční směs dosáhne teploty asi 105 °C, přidá se zpětný chladič a zahřívání k bodu varu se provádí asi dvě hodiny. Reakční směs se pak za horka filtruje, ochladí se, pH směsi se upraví na 2,2 a reakční směs se ochladí na 5 °C. Krystalizaci a filtrací se získá 3,43 g surového 3-hydroxy-2-methyl-y-pyronu (maltol). Vodný filtrát se extrahuje chloroformem a získá se druhý podíl 2,58 g maltolu. Destilací spojených pevných podílů a krystalizaci z methanolu se získá 5,5 g (49 %) čistého maltolu, t. t. 159,5 až 160,5 °C.

Příklad 2

Postup podle příkladu 1 se opakuje za různých - podmínek uvedených v tabulce I za použití furfurylalkoholů vzorce

R

Tabulk.a I

Postup . bez izolace - meziproduktů, chlor jako oxidační činidlo.

R	rozpouštědlo	teplota (°C) oxidace	teplota (°C) hydrolýzy	výtěžek (%)
CH3	methanol	10	100	45
CH3	methanol	5	110	56
CH3	methanol	—5	104	60
CH3	methanol	—10	104	77
CH3	methanol	—20	106	62 až 67
CH3	THF	10	105	49
CH3	aceton	—5	110	36
CH3	CH5CN	—5	110	29
CH3	EtOAc	0	110	26
CH3	žádné	10	110	17 až 30
CH3	benzen	10	110	26
CH3	methylisobutylketon	5	110	44
CH3· ..	isopropylalkohol	0	110	49
CH2CH3	methanol	5	110	49
CH2CH3	methanol	—10	110	58
CH2CH3	THF	10	110	47
H	methanol	—10	110	57
CH3	methanol	—30	110	50

THF = tetrahydrofuran EtOAc — ethylacetát

Příklad 3

Způsob podle příkladu 2 se opakuje ' se srovnatelnými výsledky . za použití následujících rozpouštědel:

ethanol n-propanol isobutanol n-butanol t-butanol dioxan ethylether isopropylether dimethoxyethan 2-methoxyethanol e-ethoxyethanol ethylenglykol.

Příklad 4

Do tříhrdlé kulaté baňky opatřené míchadlem, trubicí pro přívod plynu a kapačkou se přidá 20 ml tetrahydrofuranu, 50 ml vody a bromid sodný (0,20 mol). Roztok se ochladí na teplotu 0 až 22 °C. Kapačkou se přidává ' roztok l(2-furyl)-l-ethanolu, (0,18 mol) v 20 ml tetrahydrofuranu a přikapávání se provádí do rychle míchané reakční baňky zatímco se trubicí pro přívod plynu za plynný chlor (0,40 mol). Rychlost přidávání alkoholu je taková, že se udržuje žlutooranžové zbarvení. Chlazením lázní s ledem se teplota udržuje pod 20 °C. Jakmile se veškerý alkohol a chlor přidají do reakční baňky, teplota se nechá vystoupit k bodu varu a tetrahydrofuran . se oddestiluje. . Isolační postup podle příkladu 1 se použije pro izolaci 12,47 g čistého maltolu (55 % výtěžek). V podstatě stejné výsledky se ' získají, jestliže se bromid draselný nahradí za bromid sodný.

Příklad 5

Metoda podle. příkladu 4 se opakuje za různých · podmínek uvedených v tabulce 2, přičemž se použijí furfurylalkoholy vzorce

Tabulka 2

Jednostupňový postup používající BrCl jako oxidační . činidlo, připravovaný. in šitu přidáváním chloru k NaBr.

R. rozpouštědlo teplota't°C) .. . · ·teplota . (°C) výtěžek oxidace . hydrolýzy ..... (%)

CHs	THF
СИз	THF
СНз	THF
СИз	isopropylether
СНз	ethylether
СНз	aceton
СНз	: СИзОН
СНгСНз	THF
И	: THF.
thf	= tetrahydrofuran

20	. 104	.. . 55
27·	:: : 110:	.5.4
15 .·	.-.:: ' 110..·;.:· .	. 52
25	110 '	46
20	110 :	.·. 4з
15	105	47

' .: 110: . Ý:.32

16	11з	^:· ... 47
20	109	.48

Příklad 6

Do tříhrdlé kulaté baňky, opatřené magnetickým míchadlem, trubicí pro · zavádění plynu, teploměrem a kapačkou se přidá 50 ml tetrahydrofuranu a 50 ' ml. vody. Tento roztok se pak ochladí na 0 °C a do reakční baňky se pomalu zavádí (0,10 mol) . chloru a současně se přikapává 1 (2-furyl)-1-ethanol (0,09 mol). Teplota reakční směsi se nechá vystoupit nad 10 °C. . Pak se přidá brom (0,10 mol) a reakční směs se zahřívá k varu. Provedením izolace postupem podle · příkladu 1 se získá 5,7 g maltolu.

PŤík.Tad: 7 . . ·. ./g ·; .:1.::- '

Do čtyřhrdlé. baňky . opatřené, teploměrem, ' chladičem a . dvěma . .kapačkami . se .. umístí · 50. ml · tetrahydrofuranu. a ·-. 50 ml . vody ... a.· roztok se - ochladí na 10 °C. .K tomuto dobře ..míchanému · roztoku se přidává současně . ze . dvou kapaček . brom (0,20 . mol) . a . 1-(2-furyl-)-1-ethanol (0,09 mol). Teplota . směsi se udržuje na 15 °C. Reakční směs se pak zahřívá 10 hodin na 75 °C. Maltol se izoluje postupem podle příkladu 1 (53 % výtěžek).

Příklade

Způsob . podle příkladu . .7 . se opakuje za různých podmínek uvedených v tabulce 3 za .

použití furfurylalkoholu vzorce

Tabulka 3
R	rozpouštědlo	teplota (°C) oxidace	teplota - (°C) hydrolýzy	výtěžek (%)
CH5	THF	15	75	53
CH3	CH3OH	5	105	47
CHs	žádné	15	100	30
CH2CH3	THF	25	105	47
H	THF	15	100	45
CH3	THF	50	100	20

THF = tetrahydrofuran

Příklad 9

2,8 M roztok chlornanu sodného se připraví zaváděním chloru (42,6 g) do roztoku 48 g hydroxidu sodného v 150 ml vody při 0 °C. V tříhrdlé kulaté baňce se připraví roztok 1-(2-furyl)-l-ethanolu (0,05 mol) v 15 ml tetrahydrofuranu a 15 ml vody a ochladí -se na 5°C. Za udržování pH od - 1,0 do 0,8 přidáváním 6 N HC1 se přikapává 21,7 ml roztoku chlornanu sodného do reakční baňky během 33 minut a teplota se udržuje pod 5°C. Pak se přidá 15 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové, reakční směs se zahřeje a tetrahydrofuran se oddestiluje. Zahřívání se pak provádí další jednu hodinu. Maltol se izoluje postupem popsaným v příkladu 1.

V podstatě stejné výsledky se získají jestliže bromnan sodný se použije místo chlornanu sodného.

Příklad 10

K roztoku l-(2-furyl)-l-ethanolu (0,05 mol) v 15 ml tetrahydrofuranu a 15 ml vody se při - 5 °C přidá 21,7 . ml -2,8 M roztoku chlornanu sodného. Do reakční - baňky se trubicí pro přívod . . plynu zavádí chlor (0,05 mol), přičemž ' teplota se udržuje pod 5°C. Reakční směs se - -pak zahřívá k varu a tetrahydrofuran se odstraní destilací. V zahřívání se pak pokračuje další hodinu. Reakční směs se ochladí a maltol se - - izoluje postupem popsaný v příkladu 1.

Příklad 11

Do tříhrdlé kulaté baňky se umístí roztok ml vody a 20 ml tetrahydrofuranu a ochladí se na 0°C. Kapačkou se přidává roztok l-(2-furyl)-l-ethanolu (0,89 mol) v 25 ml tetrahydrofuranu a současně se přívodem pro plyn zavádí BrCl (0,30 mol). Rychlost přidávání je taková, že prvních 1,3 až 1,5 ekvivalentů BrCl se přidává současně s veškerým furfurylalkoholem a teplota se udržuje pod 30 °C. Reakční směs se zahřívá k varu a tetrahydrofuran se odstraní destilací. Jakmile teplota - dosáhla - 105 °C, připojí se zpětný chladič a reakční směs se zahřívá dvě hodiny k varu pod zpětným chladičem. Reakční směs se ochladí a maltol se izoluje postupem podle příkladu 1.

Příklad 12

Do tříhrdlé kulaté baňky opatřené magnetickým- míchadlem, teploměrem a kapačkou se umístí 25 ml tetrahydrofuranu a 50 ml vody. K tomuto roztoku se - přidá l-(2-furyl)-l-ethanol (0,89 mol) v 25 ml tetrahydrofuranu a při udržování teploty- pod 15 °C se přikapává brom (0,16 mol). Po skončení přidávání se přívodem pro plyn zavede 0,10 mol chloru a reakční směs se zahřívá k varu. Maltol se izoluje z ochlazeného roztoku- postupem podle příkladu 1.

Příklad 13

6-hydroxy-2-methyl-2H-pyran-3 (6H) -on

K roztoku 25 g l-(2-furyl)-l-ethanolu v 125 ml tetrahydrofuranu a 125 ml vody se při 5 °C přidá 1 ekvivalent - bromu. Teplota se udržuje přidáváním mezí - 5 a 10 °C. Roztok se upraví na pH 2,1 a extrahuje se ethylacetátem (3 X 50 ml). Ethylacetátový extrakt se vysuší a odpařením se získá žlutý olej. - Olej se chromatografuje na silikagelu a elucí směsí chloroformu a ethylacetátu (3 : 1) se získá 4,8 g čistého oleje, který je podle spektrálních dat identický s 6-hyd203923 roxy-2-methyl-2H-pyran-3 (6H) -oněm připraveným z 6-methoxy-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-onu kyselou hydrolýzou [Tetrahedron ketters 27, 1973 (1971)].

IČ (CHC13) 3700, 3300, 1700 cm-1.

NMR (CDC13, <S): 6,8 až 7,1 (1H, dd], 6,0 až

6,2 (1H, d), 5,6 (1H, široký s, vyměnitelný DžO], 5,4 až 5,5 (1H, d), 4,8 až 5,0 (1H, q), 1,3 až 1,6 (3H, t).

Příklad 14

Způsob podle příkladu 13 se opakuje za použití furfurylalkoholu vzorce

kde R je atom vodíku nebo ethyl.

Ethyl sloučenina: IČ (CHCh) 3600, 3340, 1706 cm-1.

Sloučenina s vodíkem: IČ (СНС1з) 3565, 3300, 1703 cm-i.

Příklad 15

4-brom-6-hydroxy-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-on

К roztoku 25 g l-(2-furyl]-l-ethanolu v 125 ml tetrahydrofuranu a 125 ml vody se při 0 až 5°C přikape 2,2 ekvivalentu bromu. Při přidávání se teplota udržuje na 5 až 10 stupňů Celsia. Po skončení přidávání se roztok míchá při teplotě místnosti 30 minut a 2 N roztokem hydroxidu sodného se pH upraví na 2,1. Reakční směs se extrahuje ethylacetátem (3 X 100 ml). Ethylacetátové extrakty se spojí, vysuší síranem hořečnatým, filtrují a odpaří к suchu. Odparek se chromatografuje na silikagelu a eluuje směsí chloroformu a ethylacetátu (95 : 5). Pro dukt je oranžový olej, který byl rechromatografován na silikagelu a eluován směsí chloroformu a ethylacetátu (95 : 5).

NMR (CDC13, ó): 7,3 (1H, d), 5,6 (1H, d),

4,7 až 5,0 (1H, q), 1,1 až 1,5 (3H, m).

Příklad 16

Postup podle příkladu 15 se opakuje za použití furfurylalkoholu vzorce

HO

kde R je atom vodíku nebo ethyl.

Ethyl sloučenina

4-brom-6-hydroxy-2-ethyl-2H-pyran-3 (6H) -on, NMR (CDC13, <5), 1,4 (1H, d), 4,6 až 4,9 (1H, m), 1,8 až 2,2 (2H, m), 1,0 až 1,3 (3H, t]·

Sloučenina s vodíkem

4-brom-6-hydroxy-2H-pyran-3 (6H) -on, NMR (CDC13, <5) 7,4 (1H, d), 5,5 (1H, d), 4,6 (2H, dd).

Příklad 17

Roztok 4-brom-6-hydroxy-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-onu se připraví rozpuštěním sloučeniny buď ve vodné anorganické nebo vodné organické 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	1S	koncentrace	reakční . doba (h)	18	výtěžek (%)
HC1		32	2		68
HC1		32	5		52
HC1		18	5		35
HC1		25	3		49
HBr		18	5		24
H2SO4		35	2		26
H3PO4		35	• · .. 2 '		29
CH3COOH		35	2		69
CFsCOOH		100	3		36
HNO3		35	3		0,4
CF3COOH		100	3		70
CHsCOOH		100	3		77
HCOOH		100	3		24
H2SO4		35	5		48

Alternativně se mohou použít organická rozpouštědla jako je· benzen a toluen, spolu s kyselými materiály jako je p-toluensulfonová kyselina a iontoměniče („Amberlit” IR 120).

P ř í k 1 a d 1 8

Způsob podle příkladu 15 se opakuje použitím chloru místo bromu a použitím příslušných furfurylalkoholů. Připraví se . následující sloučeniny:

Methyl: 4-chlor-6-hydroxy-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-on.NMR (CDCls, 5):. 7,1 (1H, · d),

5,8 (1H,.·' dl) . .4,6 'až -5,0 (1H, m,.· 4,4· (1H . široký .s), 1,-2 až 1,5 · (3H, m).. ·.

Ethyl: 4-chlor-6-hydroxy-2-ethyl-2H-pyran-3(6H)-on NMR (CDC13, í): 7,0 až . 7,1 (1H, d), 5,6 až . 6,0 (2H, m), 4,4 až 5,0 (1H, m),

1,6 až 2,1 . .(2H,· . m), 0,9 ažИД .(3Η, 1).

Sloučenina s vodíkem: 4-chlor-6-hydroxy-2H-pyran-3(6H)-on. NMR (CDC13, 5): 7,1 až

7,2 (1H , d) , 5,β (1H, d), , 4,4 až. '4,9 (2H,:dd) (přídavek DUO).

P ř í k i a d . . 1.9

Způsob. . podle . . příkladu . 15 ' se . opakuje . pro přípravu . sloučenin .vzorce

HO

X

pod zpětným chladičem. ' Maltol (34 %) se izoluje postupem podle .příkladu 1.

P ř í k la d 2.1

6-methyl-2-ethyl-3-liydroxy-4H-pyran-4-on

Do tříhrdlé kulaté baňky se přidá 28 ml methanolu a 38 ml vody. Roztok se ochladí na —15 °C . a současně se přidává 0,166 mol

5-methyl-2-(2-hydrQxyprppyl)furanu (J. Org. Chem. 26 1673 (1960) a 0,416 mol chloru. Během přidávání se teplota udržuje mezi —16 a —8 °C. Jakmile je přidávání u konce, ohřeje .se ..roztok ' na 80' °C . a zahřívá 'se. . tři hodiny k varu. Po ochlazení na teplotu místnosti se pH upraví na 2,1 a směs se extrahuje chloroformem (3 'X . 100 ml). Spojené organické fáze se promyjí vodou, roztokem chloridu sodného a vysuší síranem hořečnatým. Organický roztok se filtruje . . a odpařením se získá tmavá pevná látka. Pevný podíl se překrystaluje . dvakrát z . methanolu a získá se 8,06 g (30 % výtěžek) bílé pevné látky. Sublimací ' se získá čistý produkt t. t. 157 až . 159 °C. ' ··.· ' . . · .

Pro- CeHioOs vypočteno: .62,33 % C, .. .6,54 % H, / nalezeno: . .62,05 % ..C, 6,44 . % H.

NMR .. (CDCÍ3, <): 6-CH3, ' 2,33 (3H, s), 2-CH3, 1,30 (3H, t), 2·!^, 2,75 (2H·, kvartet), 5,H, 6,23 (1H, s).

Pří klad 2 2

2,6-dtI2ethyl-3-hoXгoxy·4H-ur-'4(0-r-on

Do tříhrdlé kulaté baňky se přidá 28 ml vody a 32 ml methanolu a směs se ochladí na —15 °C. Do roztoku se současně přidává

0,169 mol 5-met2yl-2-(u·hydroxyethyl)furanu (J. Org. Chem. 26, 1673 (1960) a 0,416 mol chloru. Teplota se udržuje během přidávání na —15 až —10 °C. Směs se nechá kde R je propyl, butyl, fenyl nebo benzyl, X je brom nebo chlor.

Příklad 20

Roztok 4-brom-6-hydroxy-2-methyl-2H-pyran-3(6H)-onu (0,0025 mol) v 20 ml 35% kyseliny fosforečné se zahřívá 5 hodin k varu ohřát na teplotu místnosti během 30 minut a pak se zahřívá tři hodiny к varu. Ochlazený roztok se upraví na pH 2,1 a extrahuje se chloroformem (3 X 100 ml). Chloroformové extrakty se spojí, promyjí vodou a roztokem chloridu sodného a vysuší síranem hořečnatým. Po filtraci a odpaření se odparek, temný olej, chromatografuje na silikagelu směsí methylenchloridu/ethylacetátu 95 : 5. Produkt se isoluje odpařením a překrystaluje z methanolu. Získá se žlutohnědá pevná látka (výtěžek 25 %) a sublimací se získají bílé krystaly t. t. 161 až 163 °C.

Pro C7H8O2 vypočteno: 59,99 % C, 5,75 % H, nalezeno: 59,83 % C, 5,82 % H.

NMR (CDC13, <5): 6-CH3, 2,33 (3H, s), 2-СНз,

2,26 (3H, s), 5-H, 6,10 (1H, s).

Claims

PREDMET vynalezu

1. Způsob přípravy χ-pyronů obecného vzorce I
2. Způsob podle bodu 1 pro přípravu γ· -pyronu obecného vzorce IA (/) 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 furfurylalkohol obecného vzorce III kde R je atom vodíku, alkyl s 1 až 4 atomy uhlíku, fenyl nebo benzyl, vyznačený tím, že se furfurylalkohol obecného vzorce IIIA (II IA) (III) kde R a R’” mají význam uvedený výše, se nechá reagovat ve vodném rozpouštědle při teplotě od —50 do -j—50 °C s alespoň dvěma ekvivalenty oxidačního činidla obsahujícího halogeny, vybraného ze skupiny zahrnující chlor, brom, bromchlorld, kyselinu chlornou, kyselinu bromnou nebo jejich směsi až do úplného průběhu reakce za vzniku 4-halogendihydropyranu obecného vzorce II kde R a R’” mají význam uvedený výše a X je atom chloru nebo bromu a meziprodukt, 4-halogendihydropyran se pak zahřívá na teplotu v rozmezí 70 až 160 °C ve vodném kyselém prostředí až do úplné hydrolýzy za vzniku požadovaného y-pyronu obecného vzorce I.

kde R má význam uvedený výše, nechá reagovat ve vodném rozpouštědle při teplotě od —50 do +50 °C s alespoň dvěma ekvivalenty oxidačního činidla obsahujícího halogen, vybraného ze skupiny zahrnující chlor, brom, bromchlorld, kyselinu chlornou, kyselinu bromnou nebo jejich směsi až do úplného průběhu reakce za vzniku 4-halogendihydropyranu obecného vzorce IIA

HO (IIA) kde R má význam uvedený výše а X je atom chloru nebo bromu a meziprodukt, 4-halogendihydropyran obecného vzorce IIA se pak zahřívá na teplotu 70 až 160 °C ve vodném roztoku kyseliny až do úplného průběhu hydrolýzy za vzniku požadovaného y-pyronu obecného vzorce IA.