DE1793444B2

DE1793444B2 - Verfahren zur Herstellung von 5-Methyl-4-hydroxy-23-dihydrofuranon-(3)

Info

Publication number: DE1793444B2
Application number: DE1793444A
Authority: DE
Inventors: Godefridus Antonis Maria Van Den Ouweland; Herdricus Gerardus Peer
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1967-09-18
Filing date: 1968-09-18
Publication date: 1978-03-23
Also published as: US3629293A; CH507930A; DE1793444A1; FR1588590A; NL6712748A; GB1238942A; DE1793444C3

Description

65 R₁- H₂C

R₂- H₂C

-O-

N-CH — (CHOH)₃ — CH₂

in der Ri und R₂ ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest bedeuten, wobei die Gesamtzahl der Kohlen-Stoffatome der Reste Ri und R₂ höchstens 20 beträgt oder Ri und R₂ je eine Benzylgruppe darstellt und der Glykosylanteil des Glykosylamins sich von einer Aldopentose ableitet und das gegebenenfalls in üblicher Weise durch Umsetzung von äquimolaren Mengen einer Aldopentose und eines sekundären Amins der allgemeinen Formel

R₁-CH₂

NH

R,—CH,

in der Ri und R2 die obige Bedeutung besitzen, hergestellt wird, in einem 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthaltenden aliphatischen Alkohol oder in Dimethyl-

sulfoxyd oder Ν,Ν-Dimethylformamid als polarem Lösungsmittel oder einem Gemisch dieser Lösungsmittel, die gegebenenfalls bis zu 70% Wasser enthalten, mit einer aliphatischen Carbonsäure, die wenigstens 2 und weniger als 6 Kohlenstoff a tome enthält, in einer Inertgasatmosphäre bei einer Temperatur von 20 bis 120° C, 0,5 bis 15 Stunden umsetzt und wobei das Molverhältnis von Glykosylamin zu aliphatischen Carbonsäure 1 :1,5 bis 6 beträgt.

Gegenüber den bekannten Verfahren wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine wesentlich höhere Ausbeute erzielt. Es ist ferner technisch sehr vorteilhaft, daß es nicht notwendig ist, das zu verwendende Glykosylamin als solches einzusetzen und zu isolieren. Es war auch nicht vorauszusehen, daß durch Einsatz der betreffenden sekundären Amine und Anwendung der angegebenen Bedingungen die Bildung des 5 Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranons-(3) begünstigt werden könnte.

Geeignete Glykosylamine sind solche, die aus Aldopentose wie Xylose, Arabinose, Ribose und Lyxose und einem sekundären Amin der allgemeinen Formel

R₁-CH₂

NH

in der Rι und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, wie Diäthylamin, Dipropylamin, Dibutylamin, Dihexylamin, Dioctylamin, Methylnonylamin, Methyldodecylamin, Didodecylamin, Dioctadecylamin entstehen. Von diesen Ν,Ν-disubstituierten Glykosylaminen können sowohl die spiegelbildlichen Isomeren als auch ihre anomeren Formen (die sich in der Konfiguration bei dem ersten Kohlenstoffatom unterscheiden) ebenso wie Mischungen davon, insbesondere Gleichgcwichtsniischungen, Anwendung finden.

Die betreffenden Ν,Ν-disubstituierten Glykosylamine können in einfacher Weise durch Umsetzung der entsprechenden Aldopentose mit einem entsprechenden sekundären Amin in einem Lösungsmittel hergestellt werden. Vorzugsweise werden das Saccharid und das Amin in etwa äquimolaren Mengen umgesetzt, wobei die Reaktion im allgemeinen fast quantitativ vor sich geht. Es ist nicht notwendig, das Glykosylamin aus der Reaktionsmischung zu isolieren, weil die Umwandlung des betreffenden Glykosylamins in das 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) unter Anwendung des gleichen Lösungsmittels ausgeführt werden kann.

Für die Umsetzung verwendet man als aliphatischc Carbonsäure vorzugsweise Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure. Die Menge der Säure beträgt 1,5 bis 6 Mol per Mol Glykosylamin. Die besten Ergebnisse werden im allgemeinen mit äquivalenten Mengen zwischen 2 und 5 (Säure zu Glykosylamin) erzielt.

Die Ergebnisse von einigen Versuchen mit Xylose, Diäthylamin (1 :1 molar) und Essigsäure in verschiedenen molaren Mengen in Methanol als Lösungsmittel bei einer Reaktionstemperatur von 65°C sind in der nachstehenden Tabelle angegeben. Bei verschiedenen Säuremengen sind die relativen Ausbeuten (aus der Fläche der diesbezüglichen Gaschromatographiespitzen hergeleitet) bei Reaktionszeiten von 1, 3, 5 und 8 Stunden bestimmt worden und in Gewichtsprozent angegeben.

Äquivalente Menge an Essigsäure je Äquivalent Glykosylamin	1 Std.	3 Std.	5 Std.	8 Std.
0,5	_	5	5-10	5-10
1	30-40	40-50	40	30
2	90	130	100	80
3	100	120	110-120	90-100
4	80-!>0	100	110	100
5	70	80	90	90-100
6	-	-	-	80
7	-	-	-	60
10	25-35	-	-	-
20	20	-	-	-
50	10	_	_	_

Die Umsetzung wird vorzugsweise zwischen 50 und 80° C durchgeführt, wobei die Zeitdauer 3 bis 8 Stunden beträgt. Bei höheren Temperaturen in dem anzuwendenden Bereich werden steigende Mengen von störenden Nebenprodukten gebildet.

Die Menge des anzuwendenden polaren Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches hängt von der Löslichkeit des Glykosylamins ab; im allgemeinen wird das 2- bis 25fache der Menge des Glykosylamins, auf das Gewicht bezogen, angewendet.

Die Umwandlung kann bei Atmosphärendruck oder erhöhtem Druck ausgeführt werden, wobei der letztere insbesondere bei Umwandlungen in Betracht kommt, bei denen ein flüchtiges niederes Amin verwendet wird oder bei höheren Temperaturen gearbeitet wird.

In der nachstehenden Tabelle sind einige Ergebnisse wiedergegeben, die mit einem aus Xylose und Diäthyl- bzw. Dibutylamin erhaltenen Glykosylamin und dem betreffenden Lösungsmittel unter den angegebenen Bedingungen erhalten wurden. Die angegebene Ausbeute wurde gaschromatographisch bestimmt.

Lösungsmittel	Temperatur	Dauer	Ausbeute	5	etwa 2
	(C)	(Std.)	(%)	18
Diäthylamin			20
Methanol	25	100	¹⁸ ,0
Methanol	65	3	7
Äthanol	65	3	1
Propanol	65	3
Propanoi	100	0,5	9
Butanol	120	0,25	6,5 ,5
Dibutylamin
Äthanol	65	3
Äthanol	80	1

Es ist nicht notwendig, die Bildung des Clykosylaniins in einer getrennten Stufe auszuführen und diese danach in das Dihydrofuranon umzuwandeln. Di? Aldopentose kann mit dem betreffenden Amin in Gegenwart der betreffenden Carbonsäure, z. B. Essigsäure, umgesetzt werden, wobei die Dihydrofuranonverbindung in einer Stufe aus dem Dialkylammoniumacetat erhalten werden kann, in diesem Fall wirkt das Amin als Katalysator.

Mit Rücksicht auf die Tatsache, daß das Dihydrofuninon leicht oxydiert, wird die Umsetzung in einer inerten Almosphärc, /. B unter Stickstoff, durchgeführt.

Nach erfolgter Umsetzung wird das Reaktionsgeinisch in üblicher Weise aufgearbeitet. Das Lösungsmittel kann unter verringertem Druck abdestilliert und der jo Rückstand in Wasser aufgenommen und z. B. mit Äther extrahiert werden. Nach Verdampfen des Äthers erhält man das rohe 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) meistens in Ausbeuten von etwa 10 bis 40%, bezogen auf das Glykosylamin. Das Rohprodukt enthält wenig oder keine Stickstoff enthaltenden Nebenprodukte. Das Rohprodukt kann dann, z. B. mittels Säulenchromaiographie oder durch Umkristallisation, weiter gereinigt werden.

Das 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) besitzt ausgesprochen reduzierende Eigenschaften. Es ist daher z. B. als Antioxydans und als photographischer Entwickler brauchbar.

Beispiel 1

In einen 250-ml-Dreihalskolben mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Tropftrichter wurden 10 g (0,07 Mol) D-( + )-Xylose mit 60 ml von 96%igem Äthanol bei 60 bis 65°C unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt. Innerhalb weniger Minuten wurden 4,9 g (0,07 Mol oder Äquivalent) Diäthylamin zugegeben, und das Rühren wurde fortgesetzt, während die gleiche Temperatur aufrechterhalten wurde, bis die Mischung homogen wurde (2,5 bis 3 Stunden). Aus massenspektrometrischen Werten war ersichtlich, daß das N₁N-Diäthylxylosylamin sich praktisch quantitativ gebildet hatte, was aus dem Auftreten einer Hauptspitze des Diäthylxylosylamins (205) und dem Verschwinden der Hauptspitzen der Ausgangsmaterialien geschlossen wurde.

Dann wurden 12 g(0,2 Mol) Eisessig, in 10 ml Äthanol gelöst, in 5 Minuten zu der roten klaren Ν,Ν-Diäthylxylosylamin-Lösung zugegeben. Das Rühren wurde bei 60 bis 65°C drei Stunden fortgesetzt. Während dieser Zeit ändert sich die Farbe der Reaktionsmischung in ein tiefes Rot. Die Mischung wurde hierauf gekühlt und das Lösungsmittel unter verringertem Druck abdestilliert, wobei Sorge dafür getragen wurde, daß die Temperatur

45

50

55

60

65 der Mischung nicht auf mehr als 35^CC stieg. Der erhaltene dunkelroie Rückstand wurde nun in 150 ml Wasser gelöst und die wäßrige Lösung kontinuierlich mit Diäthyläther 12 Stunden exlrahiert. Der ätherische Extrakt wurde mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und dann der Äther verdampft. Das Reaktionsprodukt wurde durch Chromatographie über eine Säule aus 50 g Polyamid, das aus Polycapro'actam bestand, welches keine Oligomeren oder niedrigen polymeren Komponenten enthielt, und dessen Teilchengröße nicht größer als 160 μπι war, gereinigt. Mit Petroiäther wurden nur Spuren von nicht mehr identifizierten Substanzen eluiert. Mit einem Gemisch (20:80) von Diäthyläther und Peirolälher wurde das 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) eluiert, wobei immer mit 50-ml-Fraklionen gearbeitet wurde. Die ersten 5 Elutionen wurden nun mit Petroiäther gemacht. Darauf wurden 5 Elutionen vorgenommen, um zu dem angegebenen Gemisch von Diäthyläther und Petroläther (20:80) zu kommen, worauf schließlich 20 Elutionen mit diesem Gemisch gemacht wurden. Die erhaltenen Fraktionen wurden vereinigt. Nach Verdampfung des Lösungsmittels wurden 1,37 g 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) (I) als weiße Substanz erhallen. Dies entspricht einer Ausbeute von 18%. bezogen auf die eingesetzte Xylose. Nach der Umkristallisation aus einem Gemisch von Diäthyläther und Petroiäther (20 :80) schmilzt das 5-MethyI-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3)(l)bei 126,5 bis 127,5°C.

Beispiel 2

Ausgehend von einer Mischung von 10 g Xylose und 20 ml Äthanol wurde diese gemäß Beispiel I mit Diäthylamin behandelt, wobei die Reaktionsmischung schon nach 5 Minuten homogen war. Diese Mischung wurde nun weiter wie in Beispiel 1 beschrieben, umgesetzt und aufgearbeitet. Die Ausbeute an 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) (I) betrug 1,12 g (15% bezogen auf eingesetzte Xylose).

Beispiel 3

5,0 g (0,033 Mol) L-( + )-Arabinose und 80 ml Äthanol wurden unter Rühren bei 60 bis 65°C gemischt und die Mischung wurde mit einer Lösung von 2,45 g Diäthylamin (0,033 Mol oder Äquivalent), in 10 ml Äthanol versetzt und gerührt, wobei die Reaktionsmischung nach 3 Stunden homogen war und eine dunkelrote Farbe angenommen hatte. Dann wurden 6 g (0,1 Mol oder Äquivalent) Eisessig in 5 ml Äthanol zugegeben und das Ganze wurde 3 Stunden unter Rühren bei 60 bis 65°C erhitzt. Die Farbe der Reaktionsmischung war dann dunkelbraun. Anschließend wurde gemäß Beispiel 1 aufgearbeitet, wobei jedoch 20 g des Polyamids für die Chromatographie verwendet wurden. Man erhielt 0,56 g (= 15%) 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) in Form einer weißen Substanz vom F. 126,5 bis 127,5° C in einer Ausbeute von 0,56 g (= 15%).

Beispiel 4

Ausgehend von einer Mischung von 5,0 g (0,03 Mol) Arabinose und 30 ml Methanol wurde es gemäß Beispiel 1 11.it 2,45 g Diäthylamin (0,033 Mol) behandelt und das Gemisch weiter wie in Beispiel 1 beschrieben unter Zusatz von 6 g (0,1 Mol) Eisessig umgesetzt und aufgearbeitet. Es wurden 0,49 g (= 13%) 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) (I) vom F. 126,5 bis 127,5°C erhalten.

Beispiel 5

Ausgehend von einer Mischung von 5,0 g (0,033 Mol) D-( —)-Ribosc und 15 ml Äthanol wurde gemäß Beispiel I mit 2,45 g (0,033 Mol) Diäthylamin in 5 ml Äthanol 5 behandelt. Nach 3 Stunden Rühren war die Reaktionsmischung homogen; die Farbe war gelborangc. Nach Zusatz von 6 g (0,1 Mol) Eisessig in 5 ml Äthanol und Erhitzen während 3 Stunden war die Farbe tiefrot. Nach Chromatographieren, wie im Beispiel I, jedoch über 25 g Polyamid. Man erhielt 0,68 g (= 18%)*5-Methyl-4-hydmxy-2,3-dihydrofuranon-(3) (I) vom F. 126.5 bis 127,5" C.

Beispiel 6

13

Ausgehend von einer Mischung von 5 g Ribose und 10 ml Methanol wurde gemäß Beispiel 1 mit 2,45 g (0,033 Mol) Diethylamin behandelt. Die Zeit und die Temperaturen waren wie im Beispiel 1. Man erhielt das 5-Melhyl-4-hydiOxy-2,3-dihydroftiranon-(3) in einer Ausbeute von 0.52 g( 14% der Theorie).

Beispiel 7

Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden 2.5 g (0,16 Mol) D-( + )-Xylose mit 50 ml von 96%igem Äthanol bei 60 bis 65"C unter einer Stickstoffatmosphärc gerührt, und das Gemisch wurde innerhalb weniger Minuten mit 2.15 g (0,16 Mol) Dibiitylamin. in 5 ml Äthanol gelöst, versetzt. Es wurde bei der gleichen Temperatur weiter gerührt bis die Mischung homogen wurde (90 Minuten), jo Zu der hellroten Lösung wurden dann 3 g (0,05 Mol) Eisessig in 5 ml Äthanol in 5 Minuten zugegeben und das Ganze wurde bei 60 bis 65°C 3 Stunden gerührt. Während dieser Zeit wurde die Farbe der Reaktionsmischung dunkelrot. Anschließend wurde die Reaktions- r> mischung, wie im Beispiel 1 angegeben, aufgearbeitet. Nach der Chromatographie gemäß Beispiel I unter Verwendung von 20 g des Polyamids wurden 0,17 g (= 9%) 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) vom F. 126,5 bis 127,5°C erhalten. 4< >

Beispiel 8

Gemäß Beispiel 7 wurde eine Mischung von 5 g (0,033 Mol) Xylose und 30 ml Methanol mit 4,3 g ( = 0,033 Mol) Dibiitylamin in 5 ml Methanol behandelt, wobei nach 20 Minuten eine klare hellgelbe Lösung erhalten wurde, deren Farbe nach der Zugabe von 6 g (0,1 Mol) Essigsäure in 5 ml Methanol hellrot wurde. Die Reaktionszeil betrug 3 Stunden, die Temperatur lag zwischen 60 und 65°C. Nach der Aufarbeitung und Chromatographie gemäß Beispiel 1 (mit 30 g Polyamid) wurden 0,27 g (= 7%) 5-Mcthyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) vom F. 126,5 bis 127,5°C erhalten.

55

Beispiel 9

Eine Mischung von 2,5 g (0,016 Mol) von D-(-t-^Xylose und 40 ml Propanol-(l) wurde wie im Beispiel 1 mit 1,22g (0,016 Mol) Diäthylamin in 5ml Propanol m> behandelt, wobei die Mischung nach 4 Stunden homogen wurde und eine rote Farbe aufwies. Dann wurden 3 g (0,05 Mol) Eisessig zugegeben, und das Ganze wurde 3 Stunden auf 60 bis 65"C erhitzt. Die Farbentwicklung war dann dunkclrol. Hierauf wurde hs gemäß Beispiel I aufgearbeitet und chromalographicrt. Es wurden 0,34 g (= 18°/») 5-Mcthyl-4-hydiOxy-2,3-dihyclrofiiriinon-(J) vom F. 126,5 bis 127,5"C erhalten.

Beispiel 10

1,0 g (0,0067 Mol) D-( + )-Xylose wurde mit 1,2 g (0,0067 Mol) Di-n-Hexylamin in 10 ml Methanol bei 65°C gerührt. Nach etwa 15 Minuten Rühren wurden 1,2 g(0,02 Mol) Eisessig zu der farblosen klaren Lösung zugegeben; die erhaltene Mischung wurde 3 Stunden auf 65°C erhitzt. Nach Abdampfen des Lösungsmittels verblieb ein roter Rückstand, der wie im Beispiel I beschrieben, aufgearbeitet wurde. Nach zweimaligem Chromatographieren, wie im Beispiel I, über eine Säule von Polyamid wurden 50 mg(= 7%)5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) vom F. 126,5 bis 127,5"C erhalten.

Beispiel 11

1,0 g Xylose (0,0067 Mol) wurde mit 1,6 g (0,0067 Mol) Di-n-oclylamin in 10 ml Methanol bei 65°C gerührt. Nach 15 Minuten Rühren wurde eine klare farblose Lösung erzielt. Nach Erhitzen während 3 Stunden bei 60 bis 65°C mit 1,2 g Eisessig und nach Abdampfen des Lösungsmittels verblieb ein roter Rückstand. Nach der Aufarbeitung und Chromatographie gemäß Beispiel I wurden etwa 60 mg (= 9%) 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3)vom F. 126,5 bis 127,5°C erhalten.

Beispiel 12

1,0 g (0.0067 Mol) Xylose wurde mit 0,87 g (0,0067 Mol) Dibulylamin und 15 ml Äthanol bei 65°C gerührt. Nach 45 Minuten war die Mischung klar und hellgelb geworden. Hierauf wurden 1,2 g (0,02 Mol) Eisessig zugegeben, und die erhaltene Mischung wurde auf 80"C während einer Stunde erhitzt. Die Lösung war dann dunkelrot geworden. Das Äthanol wurde abgedampft, und der Rückstand wurde, wie im Beispiel I beschrieben, aufgearbeitet. Nach Chromatographicren über einer Polyamidsäule (wie im Beispiel 1) wurden 45 mg (= 6,5%) 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) vom F. 126.5 bis 127,5°C erhalten.

Beispiel 13

1,0 g(0,0067 Mol) Xylose wurde mit 0,5 g (0,0067 Mol) Diäthylamin und 50 ml Propanol bei 65°C gerührt. Nach 2,5 Stunden war die Lösung klar und dunkelgelb geworden. Hierauf wurden 1,2 g (0,02 Mol) Essigsäure zugegeben, und die Lösung wurde 30 Minuten auf 100⁰C erhitzt. Das Lösungsmittel wurde aus der rot gewordenen Lösung abgedampft, und der Rückstand wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet. Durch Säulenchromatographic, wie im Beispiel 1, wurden schließlich 50 mg (= 7%) des 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranons-(3)vom F. 126,5 bis 127,5°C erhalten.

Beispiel 14

1,0 g (0,0067 Mol) Xylose wurde mit 0,5 g (0,0067 Mol) Diäthylamin in 5 ml Methanol bei 65°C gerührt. Zu der nach 10 Minuten Rühren erhaltenen klaren farblosen Lösung wurden 1,76 g (0,02 Mol) Buttersäure zugegeben, und die ganze Lösung wurde 4 Stunden auf 65°C erhitzt. Nach Verdampfen des Lösungsmittels wurde der rote Rückstand, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet. Nach Säulenchromatographic, wie im Beispiel 1, wurden 70 mg ( = 1D%) des 5-Mcthyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranons-(3) vom F. 126,5 bis 127,5"C erhalten. Unter vergleichbaren Bedingungen linier Verwendung von 0,006 Mol Buttersäure wurde eine Ausbeute von nur 4% des Produkts (I) erhalten.

Beispiel 15

5,0g (0,033 Mol) D-(H-)-Xy!ose wurden mit 2,23g (0,033 Mol) Diethylamin und t5 ml Dimethylsulfoxyd bei 60⁰C gerührt. Zu der nach 10 Minuten Rühren erhaltenen praktisch klaren farblosen Lösung wurden 6 g (0,1 Mol) Eisessig zugegeben; die ganze Lösung wurde dann bei 60"C weitere 3 Stunden erhitzt, wonach das Lösungsmittel in Vakuum abgedampft wurde. Der dunkle Rückstand wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet. Nach Säulcnehromatographic, wie im Beispiel I, wurden 690 mg (= 18%) 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) erhalten, das praktisch rein war (F. 126,5 bis 127,5°C).

Beispiel 16

Das Beispiel 15 wurde wiederholt, wobei jedoch 15 ml N,N-Dimethylformamid als Lösungsmittel verwendet wurden. Nach 10 Minuten Rühren bei 60°C wurden 6 g (0,1 Mol) Eisessig hinzugefügt, und das Ganze wurde darauf 3 Stunden bei 60⁰C gerührt. Nach Aufarbeitung und Säulenchromatographie, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurden 610 mg (= 16%) 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) vom F. 126,5 bis 127,5°C erhalten.

Beispiel 17

2,5 g (0,016 Mol) D-( + )-Xylose wurden mit 1,22 g Diäthylamin (0,016 Mol) und 3 g Essigsäure (0,05 Mol) in einer Gesamtmenge von 15 ml Methanol während 3 Stunden bei 65°C gerührt. Danach wurde das Lösungsmittel aus der erhaltenen roten Lösung abgedampft, und der Rückstand wurde mit Äther ausgezogen. Nach Aufarbeiten und Chromatographieren über eine Polyamidsäule, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurden 260 mg (= 15%) 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) vom F. 126,5 bis 127,5°C erhalten. Es wurden kaum irgendwelche Nebenprodukte gebildet.

Beispiel 18

1,0 g (0,0067 Mol) D-( + )-Xylose wurde mit 1,31g (0,0067 Mol) Dibenzylamin in 8 ml Methanol bei 65⁰C gerührt. Nach 20 Minuten wurde die erhaltene farblose Lösung mit 1,2 g (0,02 Mol) Eisessig versetzt und das Ganze 3 Stunden bei 65°C gerührt. Danach wurde das Methanol abgedampft, und Wasser wurde zur Extraktion mit Äther zugesetzt. Bei diesem Arbeitsvorgang wurde etwas teerartiges Material gebiljet, das teilweise in dem Äther aufgenommen wurde. Der Ätherrückstand wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet und über eine Polyamidsäule Chromatographien. Die Ausbeute betrug 55 mg (= 8%) an 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) vom F. 126,5 bis 127,5°C.

Beispiel 19

1 g (0,0067 Mol) Xylose wurde mit 0,97 g (0,0067 Mol) Methyl-n-nonylamin in 10 ml Methanol bei 65°C behandelt. Nach etwa 15 Minuten wurde l,2g(0,02 Mol) Essigsäure zu der farblosen klaren Lösung zugegeben; die erhaltene Mischung wurde 3 Stunden bei 65°C erhitzt und danach aufgearbeitet, wie im Beispiel 1 beschrieben. Nach Säulenchromatographic, wie im Beispiel 1, wurden etwa 70 mg (= 10%)5-Mcthyl-4-hy-

droxy-2,3-dihydroi'uranon-(3) vom F. 126,5 bis 127,5" C erhalten.

Beispiel 20

90 g D-( + )-Xylose (0,60 Mol) [v.Merck, biochemische Qualität, Reinheit höher als 99%] und 44,1 g Diäthylamin (0,60 Mol) wurden in 225 ml Methanol unter Rühren bei etwa 60⁰C gelöst, und dann wurde noch 15 Minuten weitergerührt. Hierauf wurden 108 g Eisessig (1,8 Mol) in 10 Minuten bei einer Temperatur von 60⁰C zugegeben, und die Reaktionsmischung wurde auf dieser Temperatur 3 Stunden lang gehalten. Nach dem Abkühlen auf 35°C wurde das Methanol unter Vakuum abdestilliert, und es wurden 150 ml Wasser zugegeben. Die Lösung wurde dann mit Diäthyläthcr in einem Flüssigkeits-Flüssigkeits-Extraktor ausgezogen. Nach Trocknen des ätherischen Extraktes über Natriumsulfat wurden 40 g Polyamid, wie im Beispiel 1. zugegeben, und der Äther wurde abgedampft.

Das in dem Polyamid enthaltene Produkt wurde dann, wie in Beispiel 1, über einer Säule von 8 cm Durchmesser und 30 cm Höhe, die 100 g des Polyamids enthielt, Chromatographien. Das Eluierungsmiitcl bestand dabei aus einem Gemisch von Leichtpetroleum und Äther. Bei der Chromatographie wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Verhältnis
Petroleum/Äther

Volumen (1) Fraktion

Ausbeute

100
7C
70

30 30

3	1-4	9,3 g
1	5	2,3 g
7	6-14
	Rückstand

Es wurden 49,3 g (14%, bezogen auf eingesetzte Xylose) 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) vom F. 126.5 bis 127,5°C erhalten.

Beispiel 21 und 22

In einem 250-ml-Dreihalskolben mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Tropftrichter wurden 5 g D-( + )-Xylose einmal mit einem Gemisch aus 75 ml Methanol + 75 ml Wasser (Beispiel 21) und das andere Mal mit einem Gemisch aus 45 ml Methanol + 105 ml Wasser (Beispiel 22) bei 60⁰C bis 65°C unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt. Innerhalb weniger Minuten wurden 2,43 g Diäthylamin und 30 g Eisessig

so zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde dann 15 Stunden unter Rückfluß erhitzt, und schließlich wurde das Lösungsmittel unter veringertem Druck abdestilliert, wobei Sorge dafür getragen wurde, daß die Temperatur der Mischung unterhalb 50⁰C bleibt. Der Rückstand wurde in 40 ml Wasser gelöst und mit dieser Lösung wurde in beiden Fällen die Ausbeute an 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3)gaschromatographisch bestimmt.

Die Ausbeuten an 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofu-

W) ranon-(3) (F. !26,5 bis 127,5°C) betrugen: 9,7% (bezogen auf die Xylose) (Beispiel 21) bzw. 8,7% (bezogen auf die Xylose) (Beispiel 22).

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von 5-Methyl-4-hydroxy-23-dihydrofuranon-(3), dadurch gekennzeichnet, daß n.an ein N,N-disubstituiertes Glykosylamin der allgemeinen Formel

R₁- H₂C

-O-

N-CH — (CH OH)₃ — CH,

R₁ H₂C

in der Ri und R2 ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest bedeuten, wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome der Reste Ri und R₂ höchstens 20 beträgt oder Ri und R₂ je eine Benzylgruppe darstellen und der Glykosylanteil des Glykosylamins sich von einer Aldopentose ableitet und das gegebenenfalls in üblicher Weise durch Umsetzung von äquimolaren Mengen einer Aldopentose und eines sekundären Amins der allgemeinen Formel

R₁-CH₂

NH

R₂-CH₂

25

JO

in der Ri und R₂ die obige Bedeutung besitzen, hergestellt wird, in einem 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthaltenden aliphatischen Alkohol oder in Dimethylsulfoxyd oder Ν,Ν-Dimethylformamid als polarem Lösungsmittel oder einem Gemisch dieser Lösungsmittel, die gegebenenfalls bis zu 70% Wasser enthalten, mit einer aliphatischen Carbonsäure, die wenigstens 2 und weniger als 6 Kohlenstoffatome enthält, in einer Inertgasatmosphäre bei einer Temperatur von 20 bis 120° C 0,5 bis 15 Stunden umsetzt und wobei das Moiverhältnis von Glykosylamin zu aliphatischen Carbonsäure 1 :1,5 bis 6 beträgt.

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von S-Methyl^-hydroxy^.S-dihydrofuranon-(3).

In der »Zeitschrift für Lebensmittel-Untersuchung und Forschung« Bd. 134, Nr. 4 vom 10. August 1967, S. bis 232, wird insbesondere auf Seite 232 ein Verfahren beschrieben, bei dem man aus einer Pentose, einem primären Amin und Essigsäure (Molarverhältnis 3:1 :1) in Gegenwart von Wasser durch mehrstündiges Erhitzen zum Sieden Ausbeuten von 0,25 bis 0,4%, bezogen auf das Pentose-Ausgangsmaterial ein Produkt vom F. 122 bis 127° C (Zers.) erhält, bei dem es sich um das 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) handelt.

Eine ähnliche Reaktion, bei welcher sich ein Homologes, nämlich das 2,5-Dimethyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) unter Anwendung von L-Rhamnose und Piperidinacetat ergab, ist in der US-PS 29 36 308 beschrieben.

Bei der Ausführung dieser Reaktion erfolgte eine Erhitzung der Reaktionsteilnehmer auf 75⁰C während Stunden in Äthanol, und es wurden 26% der

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55 gewünschten Verbindung erhalten (vgl. dort Beispiel 2). Die US-PS beschreibt auch die Umsetzung von D-Xylose mit Piperidinacetat unter ähnlichen Bedingungen, es konnte jedoch kein kristallines Produkt isoliert oder festgestellt werden.

Die beschriebenen Versuche sind mehrere Male wiederholt worden, und die rohen Reaktionsprodukte einer Gas-/Flüssigkeits-Chromatographie unterworfen worden, wobei die Hauptkomponenten u. a. mittels Infrarot- und Massenspektrographie identifiziert wurden. Wenn man den Versuch mit L-Rhamnose wiederholte, enthielt, wie gefunden wurde, das Reaktionsprodukt das gewünschte 2,5-Dimethyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) zusammen mit etwa 25⁽'/o eines Stickstoff enthaltenden Nebenprodukts, nämlich 2,5-Dimethyl-4-piperidin-2,3-dihydrofuranon-(3) als Verunreinigung, die schwierig zu entfernen war. Diese stickstoffhaltige Verbindung ist in ihrer Struktur verschieden von den in der US-PS beschriebenen Stickstoff enthaltenden Reduktonen und zeigte auch andersartige Eigenschaften.

Im Gegensatz zu den Stickstoff enthaltenden Reduktonen erzeugte eine Hydrolyse unter sauren Bedingungen und unter dem Einfluß von Wärme nicht die gewünschte stickstofffreie Verbindung.

Wenn man den Versuch unter Anwendung von D-Xylose mit Piperidinacetat wiederholte, konnte kein 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) festgestellt werden. Die Reaktionsmischung enthielt jedoch, wie gefunden wurde, eine wahrnehmbare Menge von 5-Methyl-4-piperidin-2,3-dihydrofuranon-(3).

Es wurde nun gefunden, daß man überraschenderweise ein vergleichsweise reines 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) in höherer Ausbeute als bisher durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 5-Methyl-4-hydroxy-2,3-dihydrofuranon-(3) ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein N,N-disubstituiertes Glykosylamin der allgemeinen Formel