DE1176635B - Process for the production of dl-ribose - Google Patents

Process for the production of dl-ribose

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DE1176635B
DE1176635B DES79019A DES0079019A DE1176635B DE 1176635 B DE1176635 B DE 1176635B DE S79019 A DES79019 A DE S79019A DE S0079019 A DES0079019 A DE S0079019A DE 1176635 B DE1176635 B DE 1176635B
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Tadahiro Iwashige
Motoji Asai
Kazuo Tomita
Tetsuo Hiraoka
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Description

Verfahren zur Herstellung von dl-Ribose Die Erfindung bezieht sich auf ein neues Verfahren zur Herstellung von dl-Ribose.Process for the preparation of dl-ribose The invention relates to on a new process for the production of dl-ribose.

Die Verfahren, nach denen Ribose bisher hergestellt worden ist, sind: 1. ein Verfahren zur Herstellung von Ribose durch Umwandlung von Monosacchariden, 2. ein Verfahren zur Herstellung von Ribose aus Monosacchariden mit geringer Zahl von Kohlenstoffatomen als ein Ergebnis enzymatischer Reaktionen und 3. ein Verfahren zur Herstellung von Ribose aus natürlichen Substanzen. The methods by which ribose has been produced so far are: 1. a process for the production of ribose by converting monosaccharides, 2. A method of making ribose from low number monosaccharides of carbon atoms as a result of enzymatic reactions and 3. a process for the production of ribose from natural substances.

So ist in der Literatur insbesondere beschrieben die Herstellung von Ribose durch elektrolytische Reduktion von Ribonsäurelacton (schweizerische Patentschrift 258 581 und Chemical Abstracts, 50, 1956, Spalte 41 59e), die Verwendung von Alkalimetallamalgamen an Stelle des Stroms als Reduktionsmittel bei dem vorgenannten Verfahren (USSR-Patentschrift 118 130 und Khim Nauka i Prom. 3, 1958, S. 677 und 678, referiert in Chemical Abstracts, 53, 1959, Spalte 3943a), wobei in beiden Fällen Ribonsäurelacton aus Arabinose erhalten wird (Chemical Abstracts, 45, 1951, Spalte 2046h), sowie die Herstellung von Ribose durch Kondensation von D-Glycerose und Hydroxybrenztraubensäure bei pH 6,8 (japanische Patentschrift 2279 [59j). In particular, the production is described in the literature of ribose by electrolytic reduction of ribonic acid lactone (Swiss Patent Specification 258 581 and Chemical Abstracts, 50, 1956, column 41 59e), the use of alkali metal amalgams in place of electricity as the reducing agent in the aforementioned Method (USSR Patent 118 130 and Khim Nauka i Prom. 3, 1958, p. 677 and 678, reported in Chemical Abstracts, 53, 1959, column 3943a), in both cases Ribonic acid lactone is obtained from arabinose (Chemical Abstracts, 45, 1951, column 2046h), as well as the production of ribose by condensation of D-glycerose and Hydroxypyruvic acid at pH 6.8 (Japanese patent specification 2279 [59j).

Es ist unmöglich, danach Ribose in großem Maßstabe herzustellen, weil das Ausgangsmaterial, welches bei diesen üblichen Verfahren verwendet wird, nur schwierig aus natürlichen Substanzen zu erhalten ist. It is impossible to produce ribose on a large scale afterwards, because the starting material used in these common processes difficult to obtain from natural substances.

Im Gegensatz hierzu wird dl-Ribose erfindungsgemäß durch ein Verfahren der Total synthese hergestellt, wobei als Ausgangsmaterial Allylalkoholderivate dienen, die leicht industriell herstellbar sind. In contrast, according to the invention, dl-ribose is produced by a method the total synthesis produced using allyl alcohol derivatives as the starting material that are easy to manufacture industrially.

Demzufolge ist das erfindungsgemäße Verfahren fül die industrielle Massenherstellung von Ribose geeignet.Accordingly, the process according to the invention is suitable for industrial use Suitable for mass production of ribose.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel R-O-CH2-OH=CH-R1 in der R den 2-Tetrahydropyranyl- und 2-Tetrahydrofurylrest und R1 Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen sowie die Reste bedeutet, in an sich bekannter Weise mit Ozon oxydiert und das Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise . reduziert, wobei sich eine Verbindung der allgemeinen Formel R-O-CH2-CHO bildet, in der R die vorstehend angegebene Bedeutung hat, daß man die zuletzt genannte Verbindung mit einer Verbindung der allgemeinen Formel umsetzt, in der M ein Alkalimetall oder Mg X bedeutet, worin X ein Chlor-, Brom- und Jodatom ist, und R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen darstellt und das Reaktionsgemisch hydrolytisch in - an sich bekannter Weise zu einer Ver- bindung der allgemeinen Formel OR2 ROCH2fHC ~ CHC OH OR2 zersetzt, in der R und R2 die vorstehend angegebene Bedeutung haben, daß man die zuletzt genannte Verbindung partiell mit Wasserstoff in Gegenwart eines Edelmetallkatalysators, wie Palladium, Platin oder Nickel, zu einer Verbindung der allgemeinen Formel v r 4 hydriert, in der R und R2 die vorstehend angegebene Bedeutung haben, daß man die zuletzt genannte Verbindung mit Permanganat, Osmiumtetraoxyd oder Wasserstoffperoxyd zu einer Verbindung der allgemeinen Formel hydroxyliert, in der R und R2 die vorstehend angegebene Bedeutung haben, und daß man die zuletzt genannte Verbindung mit einer verdünnten Mineralsäure zur dl-Ribose umsetzt.The process according to the invention consists in that a compound of the general formula RO-CH2-OH = CH-R1 in which R is the 2-tetrahydropyranyl and 2-tetrahydrofuryl radical and R1 is hydrogen, an alkyl radical having 1 to 3 carbon atoms and the radicals means, oxidized in a manner known per se with ozone and the reaction mixture in a manner known per se. reduced, forming a compound of the general formula RO-CH2-CHO, in which R has the meaning given above that the last-mentioned compound with a compound of the general formula converts, in which M is an alkali metal or Mg X, in which X is a chlorine, bromine and iodine atom, and R2 is an alkyl group with 1 to 3 carbon atoms and the reaction mixture is hydrolytically - known per se to a bond of the general formula OR2 ROCH2fHC ~ CHC OH OR2 decomposed, in which R and R2 have the meaning given above, that the last-mentioned compound is partially with hydrogen in the presence of a noble metal catalyst, such as palladium, platinum or nickel, to a compound of the general formula vr 4 hydrogenated, in which R and R2 have the meaning given above, that the last-mentioned compound with permanganate, osmium tetraoxide or hydrogen peroxide to a compound of the general formula hydroxylated, in which R and R2 have the meaning given above, and that the last-mentioned compound is reacted with a dilute mineral acid to give dl-ribose.

Auf Grund anderer Arbeiten des Erfinders wurde in Chem. Pharm. Bull. (Tokio) 9, 1961, S.316 bis 321, referiert in Chemical Abstracts, 1962, Spalte 3551h, ein Verfahren zur Herstellung von dl-Ribose durch Totalsynthese beschrieben. Bei dem Verfahren jener Methode verläuft die HydroxylierLmn- in- der Hydreoxylierungsstufe stereospezifisch .1n - - - flgen und es wird bei der weiteren Üe ngniit verdünnter Mineralsäure ein Gemisch von Ribose und Arabinose erhalten. Demzufolge .ergibt sich-. eine verminderte Ausbeute an Ribose. On the basis of other work by the inventor, Chem. Pharm. Bull. (Tokyo) 9, 1961, pp.316 to 321, reported in Chemical Abstracts, 1962, column 3551h, a process for the preparation of dl-ribose by total synthesis is described. at In the process of that method, the hydroxylation takes place in the hydreoxylation stage stereospecific .1n - - - flies and it is thinned in the further process Mineral acid obtained a mixture of ribose and arabinose. As a result, .results-. a decreased yield of ribose.

Im Gegensatz hierzu verläuft der Hydroxylierungsvorgang bei der erfindungsgemäßen Hydroxylierungsstufe, nämlich der Reaktionsvorgang von Verbindung V nach Verbindung VI in der nachstehend angegebenen Gleichung, stereospezifisch in einer einzigen Richtung, so daß bei der späteren Behandlung mit verdünnter Mineralsäure nur Ribose erhalten wird. Die Herstellung von Ribose erfolgt daher bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mit extrem hoher Ausbeute. In contrast to this, the hydroxylation process takes place in the process according to the invention Hydroxylation stage, namely the reaction process from compound V to compound VI in the equation given below, stereospecifically in a single Direction, so that in the later treatment with dilute mineral acid only ribose is obtained. Ribose is therefore produced in the case of the inventive method Extremely high yield process.

Die Reaktionen des erfindungsgemäßen Verfahrens können chemisch durch die folgende Gleichung wiedergegeben werden: Verfahrensstufe la und lb Verfahrensstufe 2 Verfahrensstufe 3 Verfahrensstufe 4 Verfahrensstufe 5 R-O-CH2-CH--CH-R1 t R-O-CH2-CHO OR2 M-C--C-HC OR2 OR2 ROCH2-CH -C --C-HC OH OR2 ROCH2 ¼? / ~ OR2 HO | t GH ROCH2OR2 1 dl-Ribose (Verbindung I) (Verbindung II) (Verbindung III) (Verbindung IV) (Verbindung V) (Verbindung VI) In der obigen Formel haben R, Rl, R2 und M die gleiche Bedeutung wie vorher.The reactions of the process according to the invention can be represented chemically by the following equation: Process stage la and lb Process stage 2 Process stage 3 Process stage 4 Process stage 5 RO-CH2-CH - CH-R1 t RO-CH2-CHO OR2 MC - C-HC OR2 OR2 ROCH2-CH -C --C-HC OH OR2 ROCH2 ¼? / ~ OR2 HO | t GH ROCH2OR2 1 dl ribose (Compound I) (Compound II) (Compound III) (Compound IV) (Compound V) (Compound VI) In the above formula, R, Rl, R2 and M have the same meanings as before.

In B e i I s t e i n, 1, 817, ist beschrieben, daß Glykolaldehyd hergestellt wird durch C zonoxydation von Allylalkohol. Es wurde gefunden daß die Verbindung (II) mit sehr hoher Ausbeute erhalten werden kann, indem man die Verbindung (I) der Ozonoxydation in Gegenwart von Formaldehyd unterwirft für den Fall, daß R1 in der Verbindung (I) einer der obenerwähnten Substituenten ist außer Wasserstoffatom, oder in Abwesenheit von Formaldehyd für den Fall, daß R1 in der Formel (I) Wasserstoffatom ist. In B e i s t e i n, 1, 817, it is described that glycolaldehyde is produced by carbon oxidation of allyl alcohol. It was found that the Compound (II) can be obtained in very high yield by treating the compound (I) ozone oxidation in the presence of formaldehyde subject in the event that R1 in the compound (I) is one of the above-mentioned substituents other than hydrogen atom, or in the absence of formaldehyde in the event that R1 in the formula (I) is a hydrogen atom is.

Die erste Stufe in dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung wird durchgeführt durch Ozonisierung der Verbindung (I) zweckmäßig in einem inerten Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, Äthylacetat, Petroläther, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff bei niederer Temperatur, beispielsweise bei etwa 0 bis etwa -70"C, und durch Reduktion des ozonisierten Produktes mittels eines Ozonide zersetzenden Mittels, beispielsweise Essigsäure und Zink, oder katalytische Reduktion, wobei sich die Verbindung (11) ergibt. The first step in the process of the present invention is carried out by ozonizing the compound (I) conveniently in one inert Solvents such as methylene chloride, ethyl acetate, petroleum ether, chloroform, carbon tetrachloride at a low temperature, for example at about 0 to about -70 "C, and by reduction of the ozonated product by means of an ozonide-decomposing agent, for example Acetic acid and zinc, or catalytic reduction, where the compound (11) results.

Nach Beendigung der Reaktion kann das Reaktionsprodukt, die Verbindung (II), von dem Reaktionsgemisch durch eine der üblichen Methoden abgetrennt werden. Beispielsweise wird nach Beendigung der Reaktion die feste Substanz abfiltriert und mit einem organischen Lösungsmittel gewaschen. After the reaction has ended, the reaction product, the compound (II), can be separated from the reaction mixture by one of the customary methods. For example, after the reaction has ended, the solid substance is filtered off and washed with an organic solvent.

Die vereinigten organischen Lösungsmittel werden nacheinander gewaschen mit Natriumbicarbonatlösung und Wasser und dann über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wird von der getrockneten Lösung abdestilliert, und der Rückstand wird unter vermindertem Druck destilliert, wobei sich die gewünschte Verbindung (II) ergibt.The combined organic solvents are washed successively with sodium bicarbonate solution and water and then over anhydrous sodium sulfate dried. The solvent is distilled off from the dried solution, and the residue is distilled under reduced pressure, whereby the desired Compound (II) results.

Die zweite Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche die Umwandlung der Verbindung (II) in die Verbindung (IV) einschließt, wird durchgeführt durch Reaktion der Verbindung (II) mit der Verbindung (III) zweckmäßig in einem inerten Lösungsmittel. Beispiele von organischen Lösungsmitteln sind flüssiger Ammoniak, niedere Alkyläther mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen in jedem Alkylrest, beispielsweise Diäthyläther, alicyclische Äther, beispielsweise Tetrahydrofuran, aromatische Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Benzol. Flüssiger Ammoniak, Diäthyläther und Tetrahydrofuran sind geeignete inerte Lösungsmittel. Die Reaktionstemperatur liegt zwischen etwa - 60 und etwa 100 OC und besonders zweckmäßig bei etwa Zimmertemperatur. The second stage of the process of the invention, which is the conversion of the compound (II) in the compound (IV) is carried out by Reaction of the compound (II) with the compound (III) expediently in an inert Solvent. Examples of organic solvents are liquid ammonia, lower alkyl ethers with 1 to 5 carbon atoms in each alkyl radical, for example Diethyl ether, alicyclic ethers, for example tetrahydrofuran, aromatic hydrocarbons, for example benzene. Liquid ammonia, diethyl ether and tetrahydrofuran are suitable inert solvents. The reaction temperature is between about -60 and about 100 OC and particularly expediently at about room temperature.

Nach Beendigung der Reaktion kann das Reaktionsprodukt von dem Reaktionsgemisch abgetrennt werden durch eine der bekannten Methoden. Beispielsweise wird das Lösungsmittel von dem Reaktionsgemisch entfernt und der Rückstand der Destillation oder der Umkristallisation aus Äthanol oder Diäthyläther unterworfen, wobei man die gewünschte Verbindung (IV) erhält. After completion of the reaction, the reaction product can be removed from the reaction mixture be separated by one of the known methods. For example, the solvent removed from the reaction mixture and the residue from distillation or recrystallization from ethanol or diethyl ether subjected to the desired compound (IV) receives.

Die partielle Hydrierung, welche die dritte Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt, wird durchgeführt durch Hydrierung der Verbindung (IV) mit Wasserstoff in Gegenwart eines Edelmetallkatalysators, wie Palladium, Platin oder Nickel, mit oder ohne geeignete inerte Lösungsmittel. Wenn ein inertes Lösungsmittel verwendet werden soll, dann sind Beispiele für inerte Lösungsmittel: Äthylacetat, Chloroform, niedere Alkohole mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Petroläther, Eisessig, Pyridin. The partial hydrogenation, which is the third stage of the invention Process is carried out by hydrogenating the compound (IV) with Hydrogen in the presence of a noble metal catalyst such as palladium, platinum or Nickel, with or without suitable inert solvents. When an inert solvent should be used, then examples of inert solvents are: ethyl acetate, Chloroform, lower alcohols with 1 to 5 carbon atoms, petroleum ether, glacial acetic acid, Pyridine.

Die vierte Stufe, die Hydroxylierung, bewirkt man durch Hydroxylieren der Verbindung (V), die in der oben beschriebenen dritten Stufe erhalten wurde, mit Hilfe von Permanganat, beispielsweise Kaliumpermanganat, Wasserstoffperoxyd oder Osmiumtetraoxyd zweckmäßig in einem inerten Lösungsmittel wie Wasser, wäßrigen Alkoholen, niederen Alkoholen mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, wäßrigem Aceton, Aceton. Die Reaktion wird bei einer niederen Temperatur, beispielsweise etwa 0 bis etwa -30"C durchgeführt. Nach Beendigung der Reaktion kann das Reaktionsprodukt aus dem Reaktionsgemisch durch eine der üblichen Methoden abgetrennt werden. Beispielsweise wird nach Beendigung der Reaktion die festen Substanz abfiltriert und mit Äther gewaschen, dann wird das Filtrat ebenfalls mit dem gleichen Lösungsmittel extrahiert, und die vereinigten organischen Lösungen werden getrocknet und eingedampft, wobei man einen Rückstand erhält, der durch Destillation unter vermindertem Druck die gewünschte Verbindung (VI) ergibt. The fourth stage, hydroxylation, is accomplished by hydroxylation the compound (V) obtained in the third step described above, with the help of permanganate, for example potassium permanganate, hydrogen peroxide or osmium tetraoxide, expediently in an inert solvent such as water, aqueous Alcohols, lower alcohols with 1 to 5 carbon atoms, aqueous acetone, acetone. The reaction is carried out at a low temperature, for example from about 0 to about -30 "C. After the reaction has ended, the reaction product can be obtained from the Reaction mixture through one of the usual methods can be removed. For example the solid substance is filtered off after completion of the reaction and with ether washed, then the filtrate is also extracted with the same solvent, and the combined organic solutions are dried and evaporated, whereby a residue is obtained which, by distillation under reduced pressure, the desired compound (VI) results.

Die letzte Stufe, die Behandlung mit Mineralsäure, wird durch Behandlung der Verbindung (VI) mit einer verdünnten Mineralsäure, wie verdünnter Salzsäure und Schwefelsäure durchgeführt. Nach Beendigung der Reaktion kann das Reaktionsprodukt, welches dl-Ribose ist, aus dem Reaktionsgemisch durch eine der bekannten Methoden abgetrennt werden. Beispielsweise wird das Reaktionsgemisch behandelt mit einem geeigneten Ionenaustauscherharz, um die verwandte Mineralsäure zu entfernen, und das Filtrat wird unter vermindertem Druck konzentriert, wobei sich ein Rückstand ergibt, der dl-Ribose im Rohzustand enthält. Reine dl-Ribose wird erhalten durch Acylierung der rohen dl-Ribose mit einem Acylierungsmittel, beispielsweise Propionsäureanhydrid, und Destillation des entstandenen dl-Ribosetetraacylats . The final stage, treatment with mineral acid, is through treatment the compound (VI) with a dilute mineral acid such as dilute hydrochloric acid and sulfuric acid. After the reaction has ended, the reaction product, which is dl-ribose, from the reaction mixture by one of the known methods be separated. For example, the reaction mixture is treated with a suitable ion exchange resin to remove the related mineral acid, and the filtrate is concentrated under reduced pressure to leave a residue results, which contains dl-ribose in the raw state. Pure dl-ribose is obtained by Acylation of the crude dl-ribose with an acylating agent, for example propionic anhydride, and distillation of the resulting dl-ribose tetraacylate.

Die Allylalkoholderivate der Formel (I), die als Ausgangsmaterial verwendet wurden, werden in nicht beanspruchter Weise wie folgt hergestellt: die Allylalkoholderivate der Formel (I), worin R1 ein Wasserstoffatom darstellt, werden gewonnen durch Reaktion von Allylalkohol mit Dihydropyran oder Dihydrofuran in Gegenwart von Spuren einer Mineralsäure. Die Allylalkoholderivate der Formel (I), worin R1 einen der obenerwähnten Substituenten außer Wasserstoffatom darstellt, werden hergestellt durch Reaktion von Butindiol mit Dihydropyran und/oder Dihydrofuran in Gegenwart von Spuren einer Mineralsäure, und teilweise Hydrierung der entstandenen Verbindung. The allyl alcohol derivatives of formula (I) used as starting material were used are manufactured in a manner not claimed as follows: the Allyl alcohol derivatives of the formula (I) in which R1 represents a hydrogen atom obtained by reacting allyl alcohol with dihydropyran or dihydrofuran in the presence of traces of a mineral acid. The allyl alcohol derivatives of the formula (I) in which R1 represents any of the above-mentioned substituents other than hydrogen atom are prepared by reacting butynediol with dihydropyran and / or dihydrofuran in the presence of traces of a mineral acid, and partial hydrogenation of the resulting compound.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment.

Beispiel Verfahrensstufe la: Herstellung von 2-(2'-Tetrahydropyranyloxy)-äthanol aus 1,4-Di-(2'-tetrahydropyranyloxy)-buten Formaldehyd, der durch Erhitzen von 75 g Paraformaldehyd gebildet wurde, wird in 1,3 1 Methylenchlorid unter Eiskühlung gegeben. Nach Hinzufügen von 128 g l,4-Di-(2'-tetrahydropyranyloxy)-buten zu der erhaltenen Lösung wird eine theoretische Menge Ozon bei -50 0C durch die Lösung geleitet (Ozonkonzentration: 6,098geh). Nach Beendigung der Ozonisation wird das Reaktionsgemisch in einen Dreihalsrundkolben übergeführt und 130 g Zink hinzugefügt. Ein Gemisch von 75 ml Essigsäure und 3,8 ml Wasser wird zu dem erhaltenen Gemisch unter Eiskühlung hinzugegeben mit solcher Geschwindigkeit, daß die Temperatur des Inhalts bei etwa 15 bis 19"C gehalten wird. Nach Beendigung des Hinzugebens wird der Inhalt des Kolbens bei Zimmertemperatur zusätzlich 30-Minuten gerührt. Bei Beendigung des Rührens ergibt das entstandene Gemisch eine negative Ozonidreaktion auf Jodstärkepapier. Die feste Substanz wird abfiltriert und gründlich -mit Methylenchlorid gewaschen. Die vereinigten organischen Lösungen werden nacheinander mit Natriumbicarbonatlösung und Wasser gewaschen und dann über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Methylenchlorid wird von der getrockneten Lösung abdestilliert, und der Rückstand wird destilliert, wobei sich 9,5 g (63,50/0 der theoretischen Menge) an 2-(2'-Tetrahydropyranyloxy)-äthanal ergeben, das bei 77 bis 79"C bei 10 mm Hg siedet. Example process stage la: Production of 2- (2'-tetrahydropyranyloxy) ethanol from 1,4-di- (2'-tetrahydropyranyloxy) -butene formaldehyde, which is obtained by heating 75 g of paraformaldehyde is formed in 1.3 l of methylene chloride with ice cooling given. After adding 128 g of 1,4-di- (2'-tetrahydropyranyloxy) -butene to the obtained solution is a theoretical amount of ozone at -50 0C through the solution conducted (ozone concentration: 6.098geh). After the ozonization is complete, this will be Transfer the reaction mixture to a three-necked round bottom flask and add 130 g of zinc. A mixture of 75 ml of acetic acid and 3.8 ml of water is added to the resulting mixture added with ice cooling at such a rate that the temperature of the Contents are kept at about 15 to 19 "C. When the addition is complete, add the contents of the flask were stirred at room temperature for an additional 30 minutes. Upon termination upon stirring, the resulting mixture gives a negative ozonide reaction on iodine starch paper. The solid substance is filtered off and washed thoroughly with methylene chloride. The United organic solutions are successively mixed with sodium bicarbonate solution and water and then dried over anhydrous sodium sulfate. The methylene chloride is distilled off from the dried solution, and the residue is distilled, 9.5 g (63.50 / 0 of the theoretical amount) of 2- (2'-tetrahydropyranyloxy) -ethanol that boils at 77 to 79 "C at 10 mm Hg.

Analysenwerte für C7H1203: Berechnet ... C 58,250/0, H 8,490/0; gefunden . C 5X,310/o, H 8,390/o.Analysis values for C7H1203: Calculated ... C 58.250 / 0, H 8.490 / 0; found . C 5X, 310 / o, H 8.390 / o.

Verfahrensstufe 1 b: Herstellung von 2-(2'-Tetrahydropyranyloxy)-äthanal aus 3-(2'-Tetrahydropyranyloxy)-propen-( 1) Eine theoretische Menge von Ozon wird durch eine Lösung von 14,2 g 3-(2'-Tetrahydropyranyloxy)-propen-(l) in 100 ml Methylenchlorid bei -500C hindurchgeleitet. Nach Beendigung der Ozonisation wird das Reaktionsgemisch in einen Dreihalsrundkolben übergeführt, und 26 g Zink wird zu der Lösung gegeben, zu der ein Gemisch von 15 ml Essigsäure und 0,7 ml Wasser unter Eiskühlung hinzugefügt wird mit einer solchen Geschwindigkeit, daß die Lösung auf 15 bis 19"C gehalten wird. Nach Beendigung des Hinzufügens wird die Lösung bei Zimmertemperatur zusätzlich 30 Minuten gerührt. Process stage 1b: production of 2- (2'-tetrahydropyranyloxy) -ethanol from 3- (2'-tetrahydropyranyloxy) -propene- (1) a theoretical amount of ozone becomes by a solution of 14.2 g of 3- (2'-tetrahydropyranyloxy) -propen- (l) in 100 ml of methylene chloride passed through at -500C. After the ozonization is complete, the reaction mixture becomes transferred to a three-necked round bottom flask and 26 g of zinc is added to the solution, to which a mixture of 15 ml of acetic acid and 0.7 ml of water was added while cooling with ice is run at such a rate that the solution is maintained at 15-19 "C will. After the addition is complete, the solution becomes additional at room temperature Stirred for 30 minutes.

Nach dem Rühren reagiert die Lösung negativ mit Jodstärkepapier. Die Lösung wird in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben wurde, behandelt, wobei sich 10,5 g (730/0 der theoretischen Menge) an 2-(2'-Tetrahydropyranyloxy)-äthanal ergeben, die bei 77 bis 79"C bei 10 mm Hg sieden.After stirring, the solution reacts negatively with iodine starch paper. the Solution is treated in the same way as described in Example 1, 10.5 g (730/0 of the theoretical amount) of 2- (2'-tetrahydropyranyloxy) -ethanol that boil at 77 to 79 "C at 10 mm Hg.

Analysenwerte für C7H1203: Berechnet ... C 58,390/o, H 8,210/o; gefunden ... C 58,310/o, H 8,39w0.Analysis values for C7H1203: Calculated ... C 58.390 / o, H 8.210 / o; found ... C 58.310 / o, H 8.39w0.

Verfahrensstufe 2: Herstellung von 1,1-Diäthoxy-542'-tetrahydropyranylpoxypent-2-inffiol Eine Lösung von 11,8 g Äthylbromid in 30 ml Tetrahydrofuran wird langsam tropfenweise zu einer Lösung von 2,62 g metallischem Magnesium in 50 ml Tetrahydrofuran unter heftigem Rühren hinzugegeben. Nach Auflösung des gesamten hinzugefügten Magnesiums wird die Lösung zusätzliche 30 Minuten gerührt. Zu der Lösung wird tropfenweise eine Lösung von 12,8 g Propargyldiäthylacetal in 30ml Tetrahydrofuran in etwa 15 Minuten hinzugefügt, während welcher Zeit eine heftige Entwicklung von Äthan erfolgt. Nach Beendigung des Hinzufügens wird das Reaktionsgemisch bei Zimmertemperatur zusätzlich 1 Stunde gerührt. Eine Lösung von 12 g 2-(2'-Tetrahydropyranyloxy)-äthanal in 30ml Tetrahydrofuran wird tropfenweise zu dem entstandenen Gemisch hinzugefügt, wobei die Temperatur des Gemisches unterhalb 35"C gehalten wird. Das Gemisch wird weitere 2 Stunden gerührt und dann 24 Stunden stehengelassen. Das erhaltene Reaktionsgemisch wird in gesättigte wäßrige Ammoniumchloridlösung gegossen, und es wird die organische Schicht abgetrennt und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wird von der getrockneten Lösung abdestilliert, und der Rückstand wird unter vermindertem Druck destilliert, wobei sich eine Fraktion ergibt, die bei 141 bis 142C bei 0,1 mm Hg siedet. Es werden 1 4g an I,l-Diäthoxy-5-(2'-tetrahydropyranyl)-oxypen t-2-in-4-ol erhalten. Process stage 2: Preparation of 1,1-diethoxy-542'-tetrahydropyranylpoxypent-2-inffiol A solution of 11.8 g of ethyl bromide in 30 ml of tetrahydrofuran is slowly added dropwise to a solution of 2.62 g of metallic magnesium in 50 ml of tetrahydrofuran added vigorous stirring. After dissolving all of the added magnesium the solution is stirred for an additional 30 minutes. Add dropwise to the solution a solution of 12.8 g of propargyl diethyl acetal in 30 ml of tetrahydrofuran in about 15 Minutes added, during which time there is a violent development of ethane. After the addition is complete, the reaction mixture becomes additional at room temperature Stirred for 1 hour. A solution of 12 g of 2- (2'-tetrahydropyranyloxy) ethanol in 30 ml Tetrahydrofuran is added dropwise to the resulting mixture, whereby the temperature of the mixture is kept below 35 "C. The mixture is further Stirred for 2 hours and then left to stand for 24 hours. The reaction mixture obtained is poured into saturated aqueous ammonium chloride solution, and it becomes the organic Layer separated and dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent is distilled off from the dried solution, and the Residue is reduced under reduced Distilled pressure, resulting in a fraction that at 141 to 142C at 0.1 mm Hg boils. There are 14 g of I, l-diethoxy-5- (2'-tetrahydropyranyl) -oxypes t-2-yn-4-ol obtain.

Analysenwerte für C4H:S}05: Berechnet ... C 61,74"10, H 8,88°/o; gefunden ... C 61.52in. H 8,880/0.Analysis values for C4H: S} 05: calculated ... C 61.74 "10, H 8.88%; found ... C 61.52in. H 8.880 / 0.

Verfahrensstufe 3: Herstellung von 2-Äthoxy-5-(2'-tetrahydropyranyl)-oxymethyl-2,5-dihydrofuran 49,5 g Lindlars Katalysator (Palladium auf Kalciumcarbonat) werden hinzugefügt zu einer Lösung von 148 g 1,1-Diäthoxy-5-(2'-tetrahydropyranyl)-oxypent-2-in-4-ol in 950 ml Äthylacetat, und das Gemisch wird unter Wasserstoffatmosphäre geschüttelt, bis 930in der theoretischen Menge an Wasserstoff absorbiert sind. Nach Beendigung der Reaktion wird das Reaktionsgemisch filtriert, um den Katalysator zu entfernen, der mit einer kleinen Menge Diäthyläther gewaschen wird. Filtrat und Waschwasser werden vereinigt und dann destilliert, um das Lösungsmittel zu entfernen. Der Rückstand wird unter vermindertem Druck destilliert, wobei sich 78 g an 2-Äthoxy-5-(2'-tetrahydropyranyl)-oxymethyl-2,5-dihydrofuran ergeben, das bei 80 bis 90"C bei 0,15 mm Hg siedet. Process stage 3: Production of 2-ethoxy-5- (2'-tetrahydropyranyl) -oxymethyl-2,5-dihydrofuran 49.5 g of Lindlar's catalyst (palladium on calcium carbonate) are added to a solution of 148 g of 1,1-diethoxy-5- (2'-tetrahydropyranyl) -oxypent-2-yn-4-ol in 950 ml of ethyl acetate, and the mixture is shaken under a hydrogen atmosphere, to 930 are absorbed in the theoretical amount of hydrogen. After completion the reaction mixture is filtered to remove the catalyst, which is washed with a small amount of diethyl ether. Filtrate and wash water are combined and then distilled to remove the solvent. The residue is distilled under reduced pressure, with 78 g of 2-ethoxy-5- (2'-tetrahydropyranyl) oxymethyl-2,5-dihydrofuran that boils at 80 to 90 "C at 0.15 mm Hg.

Analysenwerte für C12Hs,04: Berechnet ... C 63,20Ozon H 8,730/o; gefunden ... C 63,21°/o, H 8,62°lo.Analysis values for C12Hs, 04: Calculated ... C 63.20 ozone H 8.730 / o; found ... C 63.21 ° / o, H 8.62 ° / o.

Verfahrensstufe 4: Herstellung von 2-Äthoxy-3,4-dihydroxy-5-(2'-tetrahydropyranyl )-oxymethyl-tetrahydrofuran 12,5 g 2-Äth oxy-5-(2 '-tetrahydropyranyl )-oxymethyl-2,5-dihydrofuran, die erhalten werden in der dritten Verfahrensstufe, werden hinzugefügt zu einer Mischung von 65 ml Aceton und 42 ml Wasser, und 7,0 g an kristallinem Kaliumpermanganat werden portionsweise zu der Lösung bei 15 bis 20"C in 2 Stunden unter Rühren hinzugegeben. Nach Beendigung des Hinzufügens wird das Gemisch zusätzlich 30 Minuten gerührt. Nach Beendigung der Reaktion wird das Reaktionsgemisch zentrifugiert, um kolloidales Mangandioxyd zu entfernen, das mit einer kleinen Menge Diäthyläther gewaschen wird. Process stage 4: preparation of 2-ethoxy-3,4-dihydroxy-5- (2'-tetrahydropyranyl ) -oxymethyl-tetrahydrofuran 12.5 g of 2-ethoxy-5- (2'-tetrahydropyranyl) -oxymethyl-2,5-dihydrofuran, those obtained in the third process stage are added to one Mixture of 65 ml of acetone and 42 ml of water, and 7.0 g of crystalline potassium permanganate are added in portions to the solution at 15 to 20 ° C. in the course of 2 hours with stirring. After the addition is complete, the mixture is stirred for an additional 30 minutes. After completion of the reaction, the reaction mixture is centrifuged to obtain colloidal Remove manganese dioxide washed with a small amount of diethyl ether.

Andererseits wird die Mutterflüssigkeit unter vermindertem Druck konzentriert, und die zurückbleibende wäßrige Lösung wird mit Diäthyläther extrahiert. Der Extrakt wird mit dem obigen Waschwasser vereinigt, und die vereinigten Lösungen werden getrocknet. Die Entfernung des Lösungsmittels von der Lösung und die Destillation des Rückstandes unter vermindertem Druck ergeben 7,6 g eines viskosen Öles, das bei 150 bis 160"C (Badtemperatur) bei 5 10-4 mm Hg siedet.On the other hand, the mother liquor is concentrated under reduced pressure, and the remaining aqueous solution is extracted with diethyl ether. The extract is combined with the above wash water and the combined solutions are dried. The removal of the solvent from the solution and the distillation of the residue under reduced pressure give 7.6 g of a viscous oil, which at 150 to 160 "C (Bath temperature) boils at 5 10-4 mm Hg.

Analysenwerte für C12H2206: Berechnet ... C 54,950/0, H 8,450/o; gefunden ... C 54,960/o, H 8,010/0.Analysis values for C12H2206: Calculated ... C 54,950 / 0, H 8,450 / o; found ... C 54.960 / o, H 8.010 / 0.

Verfahrensstufe 5: Herstellung von dl-Ribose Eine Suspension von 5,3 g 2-Äthoxy-3,4-dihydroxy-5 -(2'- tetrahydropyranyl) -oxymethyl- tetrahydrofuran in 50 ml 60/obige Salzsäure wird 3 Tage bei Zimmertemperatur stehengelassen. Das Reaktionsgemisch wird zur Entfernung der Säure mit einem Ionenaustauscher behandelt, und das Filtrat wird unter vermindertem Druck konzentriert, wobei man 2,5 g einer sirupösen Substanz erhält. Zur Reinigung wird die sirupöse Substanz mit 13,1 g Propionsäureanhydrid und I8 g Pyridin umgesetzt, und das Reaktionsgemisch wird unter vermindertem Druck destilliert, wobei sich 5,3 g dl-Ribosetetrapropionat ergeben, die bei 155 bis 165"C (Badtemperatur) bei 3 10-4 mm Hg sieden. Process stage 5: production of dl-ribose A suspension of 5.3 g of 2-ethoxy-3,4-dihydroxy-5 - (2'-tetrahydropyranyl) -oxymethyl-tetrahydrofuran in 50 ml of 60 / above hydrochloric acid is 3 days at room temperature ditched. The reaction mixture is treated with an ion exchanger to remove the acid, and the filtrate is concentrated under reduced pressure to give 2.5 g of a syrupy substance. The syrupy substance is cleaned with 13.1 g of propionic anhydride and 18 g of pyridine reacted, and the reaction mixture is under reduced pressure distilled, resulting in 5.3 g of dl-ribose tetrapropionate, which at 155 to 165 "C (Bath temperature) boil at 3 10-4 mm Hg.

Analysenwerte für C17H2609: Berechnet ... C 54,60olos H 6,950/0; gefunden ... C 54,710/0, H 7,03°lo.Analysis values for C17H2609: Calculated ... C 54.60 solos H 6.950 / 0; found ... C 54.710 / 0, H 7.03 ° lo.

Claims (1)

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von dl-Ribose, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel R-O-CH2-CH=CH-R1 in der R den 2-Tetrahydropyranyl- und 2-Tetrahydrofurylrest und R1 Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen sowie die Reste bedeutet, in an sich bekannter Weise mit Ozon oxydiert und das Reaktionsgemisch in an sich bekannter Weise reduziert, wobei sich eine Verbindung der allgemeinen Formel R-O-CH2-CHO bildet, in der R die vorstehend angegebene Bedeutung hat, daß man die zuletzt genannte Verbindung mit einer Verbindung der allgemeinen Formel umsetzt, in der M ein Alkalimetall oder Mg X bedeutet, worin X ein Chlor-, Brom- und Jod- atom ist, und R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen darstellt, und das Reaktionsgemisch hydrolytisch in an sich bekannter Weise zu einer Verbindung der allgemeinen Formel zersetzt, in der R und R2 die vorstehend angegebene Bedeutung haben, daß man die zuletzt genannte Verbindung partiell mit Wasserstoff in Gegenwart eines Edelmetallkatalysators, wie Palladium, Platin oder Nickel, zu einer Verbindung der allgemeinen Formel hydriert, in der R und R2 die vorstehend angegebene Bedeutung haben, daß man die zuletzt genannte Verbindung mit Permanganat, Osmiumtetroxyd oder Wasserstoffperoxyd zu einer Verbindung der allgemeinen Formel hydroxyliert, in der R und R2 die vorstehend angegebene Bedeutung haben, und daß man die zuletzt genannte Verbindung mit einer verdünnten Mineralsäure zur dl-Ribose umsetzt.Claim: A process for the preparation of dl-ribose, characterized in that a compound of the general formula RO-CH2-CH = CH-R1 in which R is the 2-tetrahydropyranyl and 2-tetrahydrofuryl radical and R1 is hydrogen, an alkyl radical with 1 to 3 carbon atoms as well as the remainders means, oxidized in a manner known per se with ozone and the reaction mixture is reduced in a manner known per se, a compound of the general formula RO-CH2-CHO being formed, in which R has the meaning given above that the last-mentioned compound is also formed a compound of the general formula converts, in which M is an alkali metal or Mg X, in which X is a chlorine, bromine and iodine atom, and R2 is an alkyl group with 1 to 3 carbon atoms, and the reaction mixture hydrolytically in a manner known per se to a compound of general formula decomposed, in which R and R2 have the meaning given above, that the last-mentioned compound is partially with hydrogen in the presence of a noble metal catalyst, such as palladium, platinum or nickel, to a compound of the general formula hydrogenated, in which R and R2 have the meaning given above, that the last-mentioned compound with permanganate, osmium tetroxide or hydrogen peroxide to a compound of the general formula hydroxylated, in which R and R2 have the meaning given above, and that the last-mentioned compound is reacted with a dilute mineral acid to give dl-ribose. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 258 581; USSR.-Patentschrift Nr. 118 130; japanische Patentschrift Nr. 2279 ('59); Chemical Abstracts 45, 1951, Spalte 2046h, 50, 1956, Spalte 4159e; 53, 1959, Spalte 3943a; Chem. Pharm. Bull. (Tokio) 9, 1961, S. 316 bis 321, referiert in Chemical Abstracts, 1962, Spalte 3551h; Khim Nauka i Prom. 3, 1958, S. 677 und 678. Publications considered: Swiss patent specification No. 258 581; USSR Patent No. 118,130; Japanese Patent Publication No. 2279 ('59); Chemical Abstracts 45, 1951, column 2046h, 50, 1956, column 4159e; 53, 1959, Column 3943a; Chem. Pharm. Bull. (Tokyo) 9, 1961, pp. 316 to 321, reported in Chemical Abstracts, 1962, column 3551h; Khim Nauka i Prom. 3, 1958, pp. 677 and 678.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH258581A (en) * 1944-11-10 1948-12-15 Hoffmann La Roche Process for the electrolytic reduction of polyoxycarboxylic acid lactones.
SU118130A1 (en) * 1958-03-24 1958-11-30 Б.М. Березовский The method of obtaining D-ribose

Patent Citations (2)

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