DE4005516A1

DE4005516A1 - METHOD FOR CONVERTING (ALPHA) -ACETYL-SUBSTITUTED LACTONES TO (ALPHA) -ALKYLIDES-SUBSTITUTED LACTONES

Info

Publication number: DE4005516A1
Application number: DE4005516A
Authority: DE
Inventors: Louis Rebrovic
Original assignee: Henkel Corp
Current assignee: Henkel Corp
Priority date: 1989-02-24
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1990-08-30
Also published as: IT9067139A0; GB2228482B; GB2228482A; BE1003309A3; IT9067139A1; FR2643636A1; NL9000444A; GB9004143D0; JPH02273668A

Abstract

A process for the preparation of alpha -alkylidene-substituted gamma -butyrolactones and delta -valerolactones comprises reading an alpha -acyl lactone, an aldehyde, and an alkali metal hydroxide.

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf ein verbessertes Ver fahren zu Herstellung α-alkyliden-substituierter Lactone gerichtet. Das Verfahren beinhaltet die Umsetzug eines a-Acyllactons, eines Aldehyds und eines Alkalimetall hydroxids in einem geeigneten Verdünnungsmittel.The present invention is directed to an improved method for producing α- alkylidene-substituted lactones. The process involves reacting an a- acyl lactone, an aldehyde and an alkali metal hydroxide in a suitable diluent.

Es besteht beträchtliches Interesse an der Herstellung von α-Alkylidenlactonen im Hinblick auf die anerkannte biologische Aktivität α-methylenierter γ- und δ-Lactone. Synthetische Wege zu diesen Produkten umfassen im allge meinen entwederThere is considerable interest in the production of α- alkylidene lactones in view of the recognized biological activity of α- methylenated γ - and δ- lactones. Synthetic routes to these products generally include either

a) the formation of the α- methylene or α- alkylidene lactone by ring-closing reaction from acylic precursors which contain all of the desired functional groups, or
b) the conversion of a group present in the α- position on a previously formed lactone ring into the corresponding α- methylene or α- alkylidene group.

Die vorliegende Erfindung ist auf den letzteren Reak tionstyp gerichtet und betrifft insbesondere ein Verfah ren, bei dem die Wasserstoff- und Acetyl-Gruppen, die in der α-Stellung eines Lacton-Rings vorhanden sind, ent fernt und durch eine α-Alkyliden-Struktureinheit ersetzt werden.The present invention is directed to the latter type of reaction, and more particularly relates to a method in which the hydrogen and acetyl groups present in the α position of a lactone ring are removed and by an α- alkylidene structural unit be replaced.

Zahlreiche Methoden zur Synthese von α-Methylenlactonen werden in den Übersichtsartikeln von P.A. Greico (Syn thesis 1975, 67) und N. Petragnani et al. (Synthesis 1986, 157) diskutiert. Keine der in den beiden Litera turstellen beschriebenen Reaktionen handelt jedoch von der Herstellung von α-Alkylidenlactonen. In der Tat ist nur die Rede von der Reaktion einer Acetyl-Gruppe, die in der α-Position substituiert ist. Ueno et al. (Tetra hedron Lett. 1978, 3753) beschreiben die Reaktion von α-Acetyl-q-butyrolacton mit Paraformaldehyd, Lithiumdi isopropylamid in Tetrahydrofuran zur Herstellung von α-Methylen-γ-butyrolacton.Numerous methods for the synthesis of α- methylene lactones are described in the reviews by PA Greico (Synthesis 1975, 67) and N. Petragnani et al. (Synthesis 1986, 157). However, none of the reactions described in the two literature points deals with the production of α- alkylidene lactones. Indeed, we are only talking about the reaction of an acetyl group which is substituted in the α- position. Ueno et al. (Tetra hedron Lett. 1978, 3753) describe the reaction of α- acetyl- q- butyrolactone with paraformaldehyde, lithium di isopropylamide in tetrahydrofuran for the production of α- methylene- γ- butyrolactone.

Ksander et al. (in J. Org. Chem. 1977, 42, 180) be schreiben die Herstellung von α-Alkylidenlactonen durch die Reaktion von Ethyloxalylbutyrolactonen mit einem Aldehyd in Gegenwart von wäßrigem Natriumhydroxid. Es gibt keine Anregung von Ksander et al. für die Verwen dung α-acylsubstituierter Lactone irgendeines Typs für die Reaktion.Ksander et al. (in J. Org. Chem. 1977, 42, 180) describe the preparation of α- alkylidene lactones by the reaction of ethyloxalylbutyrolactones with an aldehyde in the presence of aqueous sodium hydroxide. There is no suggestion from Ksander et al. for the use of α- acyl substituted lactones of any type for the reaction.

Eine mehrstufige Synthese, die eine Formylierung eines γ-Lactons unter Verwendung von Natriumhydrid und Ethyl formiat und die anschließende Kondensation des resultie renden Enolats mit einem Aldehyd zur Bildung des ent sprechenden α-Methylen-γ-lactons umfaßt, wird von Murray et al. in J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1986, Seiten 132- 133, mitgeteilt. A multi-step synthesis which involves formylation of a γ- lactone using sodium hydride and ethyl formate and then condensing the resulting enolate with an aldehyde to form the corresponding α- methylene- γ- lactone is described by Murray et al. in J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1986, pages 132-133.

Ono et al. (J. Org. Chem. 1983, 48, 3678) berichten über die Umwandlung einer in der α-Stellung an einem γ-Buty rolacton-Ring substituierten Ester-Gruppe in eine α-Iso propyliden-Struktureinheit. Das komplexe mehrstufige Verfahren beinhaltet die Reaktion des Carbanions eines α-Carboethoxy-γ-butyrolactons und von 2-Chloro-2-nitro propan in Gegenwart einer 150 Watt-Wolfram-Lampe und an schließend die Addition von Natriumbromid und Erhitzen. In der einzigen Situation, in der Ono et al. eine Ring- Struktur mit einer Acetyl-Gruppe in der α-Position, nämlich 2-Acetylcyclopentanon, verwenden, wird das ent sprechende α-Isopropylidencyclopentanon nicht erzeugt.Ono et al. (J. Org. Chem. 1983, 48, 3678) report on the conversion of an ester group substituted in the α position on a γ- butrolactone ring into an α- isopropylidene structural unit. The complex multi-stage process involves the reaction of the carbanion of an α- carboethoxy- γ- butyrolactone and of 2-chloro-2-nitro propane in the presence of a 150 watt tungsten lamp and then the addition of sodium bromide and heating. In the only situation in which Ono et al. use a ring structure with an acetyl group in the α- position, namely 2-acetylcyclopentanone, the corresponding α- isopropylidene cyclopentanone is not generated.

Im Hinblick auf die Verfügbarkeit α-acyl-substituierter Lactone, insbesondere von α-Acetyl-γ-butyrolactonen, wäre es in hohem Maße nützlich, wenn ein Verfahren zur Verfügung stünde, bei dem die Acyl-Gruppe in einfacher Weise durch einen Alkyliden-Rest ersetzt werden könnte. Es wäre sogar noch vorteilhafter, wenn die Reaktion glatt verliefe und leicht verfügbare Ausgangsstoffe benutzte. Diese und andere Vorteile werden mittels des Verfahrens der vorliegenden Erfindung verwirklicht, die ausführlicher im Folgenden beschrieben werden.In view of the availability of α- acyl substituted lactones, especially α- acetyl- γ- butyrolactones, it would be highly useful if a process were available in which the acyl group was simply substituted by an alkylidene residue could be replaced. It would be even more advantageous if the reaction proceeded smoothly and used readily available starting materials. These and other advantages are realized using the method of the present invention, which are described in more detail below.

Die vorliegende Erfindung ist auf ein verbessertes Ver fahren zur Herstellung von α-Alkyliden-γ-butyrolactonen und α-Alkyliden-w-valerolactonen gerichtet. Im allgemei nen betrifft das Verfahren die Umsetzung im wesentlichen äquimolarer Mengen eines α-Acyllactons, eines Aldehyds und eines Alkalimetallhydroxids in einem inerten Verdün nungsmittel bei einer Temperatur im Bereich von 50°C bis 150°C unter Entfernen des Reaktionswassers. Das Verdünnungsmittel ist vorzugsweise eines, das mit Wasser ein im Bereich von 50°C bis 95°C siedendes Azeotrop bildet. Das bei der Reaktion zur Herstellung des α-Alkyliden-Derivats verwendete Verdünnungsmittel wird typischerweise in einem Volumenverhältnis (Verdünnungs mittel : Gesamtansatz der Reaktionspartner) von 1 : 1 bis 20 : 1 eingesetzt. In einer besonders brauchbaren Ausführungsform der Erfindung werden das α-Acyllacton und das Alkalimetallhydroxid vor dem Zusatz des Aldehyds miteinander vereinigt und umgesetzt. Bei der Anwendung dieser Verfahrensweise wird der Aldehyd im allgemeinen zugegeben, nachdem etwa 60% bis 75% der theoretischen Menge des Wassers aus der Reaktionsmischung entfernt worden sind. Die in dem Verfahren benutzten α-Acyllacto ne können einen oder mehrere Kohlenwasserstoff-Reste mit 1 bis 20 Kohlenstoff-Atomen an dem Ring enthalten. Die Kohlenwasserstoff-Reste können Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder substituierte Aryl-Gruppen sein. Wenn mehr als ein Kohlenwasserstoff-Substituent anwesend ist, überschreitet die Gesamtzahl der Kohlenstoff-Atome der Substituenten insgesamt etwa 20 nicht. Acetyl ist der bevorzugte Acyl-Rest. Die Aldehyde entsprechen der Formel R′CHO, worin R′ Wasserstoff oder ein Kohlenwas serstoff-Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoff-Atomen ist, und das Alkalimetallhydroxid kann Natriumhydroxid, das be vorzugt wird, Kaliumhydroxid oder Lithiumhydroxid sein. Benzol, Toluol, Xylol und Cyclohexan sind besonders brauchbare Verdünnungsmittel für die Durchführung der Reaktion.The present invention is directed to an improved process for the production of α- alkylidene- γ- butyrolactones and α- alkylidene- w -valerolactones. In general, the process relates to the reaction of essentially equimolar amounts of an α- acyllactone, an aldehyde and an alkali metal hydroxide in an inert diluent at a temperature in the range from 50 ° C. to 150 ° C. while removing the water of reaction. The diluent is preferably one which forms an azeotrope with water boiling in the range from 50 ° C to 95 ° C. The diluent used in the reaction to prepare the α- alkylidene derivative is typically used in a volume ratio (diluent: total amount of the reactants) of 1: 1 to 20: 1. In a particularly useful embodiment of the invention, the α -Acyllacton and the alkali metal hydroxide are combined before the addition of the aldehyde together and reacted. Using this procedure, the aldehyde is generally added after about 60% to 75% of the theoretical amount of water has been removed from the reaction mixture. The α- acyllactones used in the process can contain one or more hydrocarbon radicals with 1 to 20 carbon atoms on the ring. The hydrocarbon radicals can be alkyl, cycloalkyl, aryl or substituted aryl groups. If more than one hydrocarbon substituent is present, the total number of carbon atoms in the substituents does not exceed about 20 in total. Acetyl is the preferred acyl residue. The aldehydes correspond to the formula R'CHO, wherein R 'is hydrogen or a hydrocarbon residue having 1 to 20 carbon atoms, and the alkali metal hydroxide may be sodium hydroxide, which is preferred to be potassium hydroxide or lithium hydroxide. Benzene, toluene, xylene and cyclohexane are particularly useful diluents for carrying out the reaction.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung α-acyl-substituierter Lactone in α-alkyliden substituierte Lactone. Zu den α-Alkyliden-Substituenten zählen Methylen, n-Alkylidene, Cycloalkyl-substituierte Alkylidene, Aryl-substituierte Alkylidene und ähnliche Gruppen. Die α-Acetyl- und α-Alkyliden-substituierten q-Butyrolactone werden hierin auch als 3-Acetyldihydro 2(3H)-furanone und 3-Alkylidendihydro-2(3H)-furanone bezeichnet. Die letztere Nomenklatur ist besonders nütz lich bei der Bezeichnung von Verbindungen, die mehrfache Substituenten an dem Ring haben und wird auch durch gehend in den Beispielen verwendet.The present invention relates to a process for converting α- acyl-substituted lactones into α- alkylidene-substituted lactones. The α -alkylidene substituents include methylene, n-alkylidenes, cycloalkyl-substituted alkylidenes, aryl-substituted alkylidenes and similar groups. The α- acetyl and α- alkylidene-substituted q- butyrolactones are also referred to herein as 3-acetyldihydro 2 (3H) furanones and 3-alkylidene dihydro-2 (3H) furanones. The latter nomenclature is particularly useful in designating compounds that have multiple substituents on the ring and is also used throughout in the examples.

Die Reaktion umfaßt die Umsetzung eines α-Acyllactons, eines Aldehyds und eines Alkalimetallhydroxids. Die Reaktion wird typischerweise in einem inerten Verdün nungsmedium durchgeführt. Das Verfahren ist zur Verwen dung bei jedem beliebigen 5- oder 6-gliedrigen Lacton mit einer in der α-Stellung an dem Ring substituierten Acyl-Gruppe anpassungsfähig. Die anderen Ring-Positionen können unsubstituiert oder mit einer oder mehreren Kohlenwasserstoff-Gruppen substituiert sein. α-Acyl lactone, die in dem Verfahren einsetzbar sind, ent sprechen den allgemeinen FormelnThe reaction involves the reaction of an α- acyl lactone, an aldehyde and an alkali metal hydroxide. The reaction is typically carried out in an inert dilution medium. The method is adaptable for use with any 5- or 6-membered lactone with an acyl group substituted on the ring in the α- position. The other ring positions can be unsubstituted or substituted with one or more hydrocarbon groups. α- Acyl lactones that can be used in the process correspond to the general formulas

in denen R eine C_1-8-Alkyl-Gruppe ist und R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ und R₆ unabhängig voneinander aus der aus Wasser stoff oder einem Kohlenwasserstoff-Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoff-Atomen bestehenden Gruppe ausgewählt sind. Die Kohlenwasserstoff-Reste können Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder substituierte Aryl-Gruppen sein. Im allge meinen überschreitet, wenn mehr als eine Kohlenwasser stoff-Gruppe an dem Lacton-Ring anwesend ist, die Gesamtzahl der Kohlenstoff-Atome der Substituenten insgesamt nicht zwanzig (20). Zu besonders brauchbaren Kohlenwasserstoff-Resten zählen C_1-8-Alkyl, C_3-6-Cyclo alkyl, Phenyl, mit C_1-8-Alkyl substituiertes Phenyl, Benzyl und mit C_1-8-Alkyl substituiertes Benzyl.in which R is a C _1-8 alkyl group and R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ and R ₆ independently of one another from hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms existing group are selected. The hydrocarbon radicals can be alkyl, cycloalkyl, aryl or substituted aryl groups. In general, if more than one hydrocarbon group is present on the lactone ring, the total number of carbon atoms in the substituents does not exceed twenty (20). Particularly useful hydrocarbon radicals include C _1-8 alkyl, C _3-6 cycloalkyl, phenyl, phenyl substituted with C _1-8 alkyl, benzyl and benzyl substituted with C _1-8 alkyl.

In einer besonders nützlichen Ausführungsform der Erfindung entspricht das Lacton der Formel I, R ist C_1-4-Alkyl und R₁, R₂, R₃ und R₄ sind Wasserstoff oder C_1-8-Alkyl. In einer noch mehr bevorzugten Ausführungs form ist R Methyl, R₁ ist C_1-8-Alkyl und R₂, R₃ und R₄ sind Wasserstoff.In a particularly useful embodiment of the invention, the lactone corresponds to formula I, R is C _1-4 alkyl and R ₁ , R ₂ , R ₃ and R ₄ are hydrogen or C _1-8 alkyl. In an even more preferred embodiment, R is methyl, R ₁ is C _1-8 alkyl and R ₂ , R ₃ and R ₄ are hydrogen.

In einer anderen besonders nützlichen Ausführungsform entspricht das Lacton der Formel II, R ist C_1-4-Alkyl und R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ und R₆ sind Wasserstoff oder C_1-8-Alkyl. In einer noch mehr bevorzugten Ausführungs form ist R Methyl, R₁ ist C_1-8-Alkyl und R₂, R₃, R₄, R₅ und R₆ sind Wasserstoff.In another particularly useful embodiment, the lactone corresponds to formula II, R is C _1-4 alkyl and R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ and R ₆ are hydrogen or C _1-8 alkyl. In an even more preferred embodiment, R is methyl, R ₁ is C _1-8 alkyl and R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ and R ₆ are hydrogen.

In dem Verfahren eingesetzte Aldehyde entsprechen der allgemeinen Formel R′CHO, in der R′ Wasserstoff oder ein Kohlenwasserstoff-Rest mit etwa 1 bis 20 Kohlenstoff- Atomen ist. Die Kohlenwasserstoff-Gruppe kann eine Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder substituierte Aryl- Gruppe sein, wie sie im Vorstehenden für das Lacton definiert wurde. Wenn Formaldehyd der Aldehyd der Wahl ist, werden Trioxan oder Paraformaldehyd in dem Verfah ren mit Vorteil als Formaldehyd-Quelle eingesetzt.Aldehydes used in the process correspond to general formula R'CHO, in which R 'is hydrogen or a Hydrocarbon residue with about 1 to 20 carbon Atoms. The hydrocarbon group can be one Alkyl, cycloalkyl, aryl or substituted aryl Be a group as described above for the lactone was defined. If formaldehyde is the aldehyde of choice is trioxane or paraformaldehyde in the process Ren used advantageously as a formaldehyde source.

Die Wahl des Aldehyds ist maßgebend für die Natur des α-Alkyliden-Substituenten. Wenn beispielsweise das α-Acyllacton der Formel I entspricht, hat das resultie rende α-Alkyliden-γ-butyrolacton die Formeln The choice of the aldehyde is decisive for the nature of the α- alkylidene substituent. If, for example, the α- acyl lactone corresponds to the formula I, the resulting α- alkylidene- γ- butyrolactone has the formulas

in der R₁, R₂, R₃, R₄ und R′ die gleichen Bedeutungen haben, wie sie im Vorstehenden angegeben sind. Wenn das a-Acyllacton der Formel II entspricht, hat das resultie rende α-Alkyliden-δ-valerolacton die Formelin which R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ and R 'have the same meanings as are given above. If the a- acyl lactone corresponds to the formula II, the resulting α- alkylidene δ -valerolactone has the formula

in der R₁, R₂, R₃, R₄, R₅ und R₆ sowie R′ die gleichen Bedeutungen haben, wie sie im Vorstehenden angegeben sind. In einer besonders nützlichen Ausführungsform der Erfindung ist der Rest R′ des Aldehyds und des entspre chenden α-Alkylidenlactons Wasserstoff, ein C_1-8-Alkyl oder -Alkenyl, ein C_3-8-Cycloalkyl oder -Cyloalkenyl, Phenyl, substituiertes Phenyl, Benzyl oder substituier tes Benzyl. Zu geeigneten Substituenten an der Phenyl- oder Benzyl-Gruppe zählen C_1-8-Alkyl, Nitro, Halogeno (Cl oder Br), Hydroxyl, Carboxyl und Carboalkoxy.in which R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ and R ₆ and R 'have the same meanings as are given above. In a particularly useful embodiment of the invention, the radical R ′ of the aldehyde and the corresponding α- alkylidene lactone is hydrogen, a C _1-8 alkyl or alkenyl, a C _3-8 cycloalkyl or cycloalkenyl, phenyl, substituted phenyl, Benzyl or substituted benzyl. Suitable substituents on the phenyl or benzyl group include C _1-8 alkyl, nitro, halogeno (Cl or Br), hydroxyl, carboxyl and carboalkoxy.

Ein Alkalihydroxid wird notwendigerweise zusammen mit dem α-Acyllacton und dem Aldehyd für die Reaktion eingesetzt. Zu geeigneten Alkalimetallhydroxiden zählen Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Lithiumhydroxid. Das Alkalimetallhydroxid kann als solches oder in Form einer wäßrigen Lösung zugesetzt werden. Wiewohl es nicht not wendig ist, Wasser zusammen mit den Reaktionsteilnehmern zuzusetzen, wird im allgemeinen die Anwesenheit einer gewissen Menge Wasser in der Reaktionsmischung als vor teilhaft angesehen. Da die Alkalimetallhydroxide hygro skopisch sind, liegt im allgemeinen in Verbindung mit diesen Stoffen genügend Wasser für die Reaktion vor. Außerdem wird mit dem Fortschreiten der Reaktion zusätz liches Wasser erzeugt. Falls jedoch das Alkalimetall hydroxid in Form einer wäßrigen Lösung zugegeben wird, ist die Menge Wasser so zu bemessen, daß sie 50 Vol.-% der Reaktionsmischung nicht überschreitet. Noch typi scher bildet, falls Wasser zugesetzt wird, dieses etwa 1 bis 25 Vol.-% der Reaktionsmischung.An alkali hydroxide is necessarily used together with the α- acyl lactone and the aldehyde for the reaction. Suitable alkali metal hydroxides include sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide. The alkali metal hydroxide can be added as such or in the form of an aqueous solution. Although it is not necessary to add water together with the reactants, the presence of a certain amount of water in the reaction mixture is generally considered to be advantageous. Since the alkali metal hydroxides are hygroscopic, there is generally sufficient water in connection with these substances for the reaction. In addition, additional water is generated as the reaction proceeds. However, if the alkali metal hydroxide is added in the form of an aqueous solution, the amount of water should be such that it does not exceed 50% by volume of the reaction mixture. Even more typical, if water is added, this forms about 1 to 25% by volume of the reaction mixture.

Die Reaktion wird bei einer Temperatur im Bereich von 50°C bis 150°C unter Verwendung eines inerten Verdün nungsmittels als Reaktionsmedium durchgeführt. Ein be liebiges Verdünnungsmittel, das unter den für die Reak tion angewandten Bedingungen flüssig und unter den Reak tionsbedingungen im wesentlichen inert ist, kann einge setzt werden. Zu erläuternden Verdünnungsmitteln zählen Benzol, Toluol, Xylol, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Isooctan, Cyclohexan, Ethylbutylether, Diethylacetal, Dipropylacetal, Dibutylacetal und dergleichen. Inerte Verdünnungsmittel, die mit Wasser ein Azeotrop bilden, sind besonders vorteilhaft. Inerte Verdünnungsmittel, die mit Wasser ein im Bereich von 50°C bis 95°C siedendes Azeotrop bilden, sind besonders brauchbar. Das Volumen-Verhältnis des Verdünnungsmittels zu den Reak tionsteilnehmern kann im Bereich von etwa 1 : 1 bis 20 : 1 liegen, liegt im allgemeinen jedoch meistens im Bereich von 2 : 1 bis 8 : 1. Benzol, Toluol, Xylol und Cyclohexan sind im Hinblick auf ihre Fähigkeit zur Bil dung azeotroper Gemische und ihre Verfügbarkeit beson ders vorteilhafte Verdünnungsmittel für die Reaktion.The reaction is carried out at a temperature in the range of 50 ° C to 150 ° C using an inert diluent Carried out as a reaction medium. A be lovely diluent that is among those for the reak tion applied conditions liquid and under the reac tion conditions is essentially inert, can be set. Illustrative diluents include Benzene, toluene, xylene, pentane, hexane, heptane, octane, Isooctane, cyclohexane, ethyl butyl ether, diethylacetal, Dipropylacetal, Dibutylacetal and the like. Inert Diluents that form an azeotrope with water, are particularly advantageous. Inert diluents, the one with water in the range of 50 ° C to 95 ° C Form boiling azeotrope are particularly useful. The Volume ratio of the diluent to the reak tion participants can range from about 1: 1 to 20: 1, but is generally in the Range from 2: 1 to 8: 1. Benzene, toluene, xylene and Cyclohexane are in terms of their ability to Bil dung azeotropic mixtures and their availability ders advantageous diluents for the reaction.

Die Art und Weise der Zugabe der Reaktionsteilnehmer ist nicht kritisch. Alle Reaktionsteilnehmer können zu Beginn der Reaktion vereinigt werden, oder, wie es all gemeiner der Fall ist, zwei der Reaktionsteilnehmer können miteinaner vereinigt werden, und der verbleibende Reaktionspartner kann kontinuierlich oder diskontinuier lich hinzugefügt werden. Beispielsweise kann das Alkali metallhydroxid zu einer Mischung aus dem α-Acyllacton und dem Aldehyd hinzugefügt werden. In einer besonders nützlichen Ausführungsform werden das α-Acyllacton und das Alkalimetallhydroxid kombiniert und wenigstens teil weise miteinander umgesetzt, bevor der Aldehyd zu der Mischung hinzugefügt wird. Bei dieser Arbeitsweise wird ein Teil des α-Acyllactons in das Alkalimetall-Salz überführt. Diese Vorreaktion wird zweckmäßigerweise dadurch bewerkstelligt, daß das α-Acetyllacton und das Alkalimetallhydroxid in einem geeigneten Verdünnungs mittel zum Rückfluß erhitzt werden, wobei Wasser ent fernt wird. Das Rückfluß-Erhitzen und die azeotrope Entfernung des Wassers wird typischerweise bei einer Temperatur im Bereich von 50°C bis 95°C vorgenommen. Wenn die Destillation langsamer wird, gewöhnlich nach der Entfernung von etwa 60% bis 75% der theoretischen Menge Wasser, wird dann der Aldehyd zugegeben, und die Mischung wird zum Rückfluß erhitzt, bis im wesentlichen das gesamte, bei der Reaktion gebildete Wasser entfernt ist. Mit dem Entfernen des Wassers steigt die Temperatur zu dem Maximalwert an, der für das besondere angewandte Verdünnungsmittel möglich ist. Die Temperatur der Reak tionsmischung wird im allgemeinen während dieses Stadiums der Reaktion bei etwa 75°C bis 125°C gehal ten. Gewünschtenfalls kann die Reaktionstemperatur durch Abdestillieren des ursprünglichen Verdünnungsmittels und Hinzufügen eines höhersiedenden inerten Lösungsmittels gesteigert werden.The manner in which the reactants are added is not critical. All of the reactants can be combined at the start of the reaction or, as is more generally the case, two of the reactants can be combined with one another and the remaining reactant can be added continuously or discontinuously. For example, the alkali metal hydroxide can be added to a mixture of the α- acyl lactone and the aldehyde. In a particularly useful embodiment, the α- acyl lactone and the alkali metal hydroxide are combined and at least partially reacted with one another before the aldehyde is added to the mixture. With this procedure, part of the α- acyllactone is converted into the alkali metal salt. This preliminary reaction is expediently accomplished in that the α- acetyllactone and the alkali metal hydroxide are heated to reflux in a suitable diluent, water being removed. The refluxing and azeotropic removal of the water is typically done at a temperature in the range of 50 ° C to 95 ° C. When the distillation slows down, usually after removal of about 60% to 75% of the theoretical amount of water, the aldehyde is then added and the mixture is heated to reflux until substantially all of the water formed in the reaction is removed. With the removal of the water, the temperature rises to the maximum value that is possible for the particular diluent used. The temperature of the reaction mixture is generally maintained at about 75 ° C to 125 ° C during this stage of the reaction. If desired, the reaction temperature can be increased by distilling off the original diluent and adding a higher boiling inert solvent.

Im wesentlichen äquimolare Mengen der Reaktonspartner werden eingesetzt, um die Ausbeute an a-Alkylidenlacton zu optimieren. Ein geringer molarer Überschuß, der im allgemeinen 20% nicht überschreitet und vorzugsweise weniger als 10% beträgt, kann angewandt werden und vor teilhaft sein, je nach der Verfahrensweise des Vereini gens der Reaktionspartner. Wenn beispielsweise das α-Acyllacton und das Alkalimetallhydroxid im voraus mit einander zur Bildung des Alkalimetallsalzes umgesetzt werden, ist oft ein molarer Überschuß des Aldehyds von 10 bis 15% erwünscht.Substantially equimolar amounts of Reaktonspartner be used to optimize the yield of a -Alkylidenlacton. A small molar excess, which generally does not exceed 20% and is preferably less than 10%, can be used and may be advantageous, depending on the procedure for combining the reactants. For example, when the α- acyl lactone and the alkali metal hydroxide are reacted with each other in advance to form the alkali metal salt, a molar excess of the aldehyde of 10 to 15% is often desirable.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ausführ licher, sind jedoch nicht als Beschränkung des Umfangs derselben zu verstehen. In diesen Beispielen beziehen sich alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist.The following examples illustrate the invention Licher, but are not a limitation of the scope to understand them. Relate in these examples all parts and percentages are based on the Weight unless otherwise stated.

Preparation of an a-acetyllactone

Natriumhydroxid (100 g/490 g Wasser) wurde in einen 1 Liter-Vierhalskolben eingetragen, der mit einem Eis bad, einem mechanischen Rührer, einem Trockeneis-Kühler, einem Topf-Thermometer und einem Zugabe-Trichter be stückt war. Ethylacetoacetat (325 g, 2,5 mol) und Propylenoxid (174 g, 3,0 mol) wurden miteinander ver mischt und in den Zugabe-Trichter gefüllt. Der Topf wurde auf 15°C gekühlt, und die Ethylacetoacetat- Propylenoxid-Mischung wurde unterhalb von 20°C im Laufe eines Zeitraums von 2 h zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde dann 6 h gerührt und in einen Scheidetrichter überführt und mit 225 ml konzentrierter Salzsäure ange säuert. Die beiden Schichten wurden getrennt, und die untere wäßrige Schicht wurde dreimal mit Diethylether extrahiert. Die vereinigten Extrakte wurden über Natriumsulfat getrocknet, und der Diethylether wurde mit Hilfe eines Rotovap bei 70°C (Aspirator-Druck) ent fernt. Das resultierende Produkt wurde unter Verwendung einer gepackten Säule und eines Perkins-Dreiecks-Kopfes destilliert. Die Fraktionen 1 bis 3 (94 g) enthielten hauptsählich Ethylacetoacetat. Eine vierte Fraktion (170 g) mit einem Siedepunkt von 112-117°C bei 9,3 mbar enthielt im wesentlichen 100% des gewünschten α-Acetyl lactons, 3-Acetyl-5-methyldihydro-2(3H)-furanon.Sodium hydroxide (100 g / 490 g water) was introduced into a 1 liter four-necked flask which was equipped with an ice bath, a mechanical stirrer, a dry ice cooler, a pot thermometer and an addition funnel. Ethyl acetoacetate (325 g, 2.5 mol) and propylene oxide (174 g, 3.0 mol) were mixed together and filled into the addition funnel. The pot was cooled to 15 ° C and the ethyl acetoacetate-propylene oxide mixture was added below 20 ° C over a 2 hour period. The reaction mixture was then stirred for 6 h and transferred to a separatory funnel and acidified with 225 ml of concentrated hydrochloric acid. The two layers were separated and the lower aqueous layer was extracted three times with diethyl ether. The combined extracts were dried over sodium sulfate and the diethyl ether was removed using a rotovap at 70 ° C. (aspirator pressure). The resulting product was distilled using a packed column and a Perkins triangle head. Fractions 1 to 3 (94 g) mainly contained ethyl acetoacetate. A fourth fraction (170 g) with a boiling point of 112-117 ° C at 9.3 mbar essentially contained 100% of the desired α -acetyl lactone, 3-acetyl-5-methyldihydro-2 (3H) -furanone.

Conversion of the α- acetyllactone into an α- alkylidene lactone

3-Acetyl-5-methyldihydro-2(3H)-furanon (28,4 g, 0,200 mol) wurde mit 200 ml Toluol in einem 500 ml- Kolben kombiniert, der mit einem mechanischen Rührer, einer Dean-Stark-Falle und einem Zugabe-Trichter be stückt war. 8 g (0,200 mol) Natriumhydroxid wurden zuge geben, und die Mischung wurde 10 min bei Raumtemperatur gerührt und dann 1 h unter Rückfluß erhitzt; während dieser Zeit wurde Wasser in der Dean-Stark-Falle ent fernt. Cyclohexancarboxaldehyd (25,7 g, 0,225 mol) wurde dann während eines Zeitraums von etwa 1 h langsam in die Reaktionsmischung eintropfen gelassen. Die Mischung wurde weitere 4 h unter Rückfluß erhitzt, und die Reak tionsmischung wurde dann auf Raumtemperatur gekühlt und dreimal mit 100 ml H₂O gewaschen und über Na₂SO₄ ge trocknet.3-Acetyl-5-methyldihydro-2 (3H) -furanone (28.4 g, 0.200 mol) was combined with 200 ml of toluene in a 500 ml flask equipped with a mechanical stirrer, a Dean-Stark trap and a Addition funnel was loaded. 8 g (0.200 mol) of sodium hydroxide were added and the mixture was stirred for 10 min at room temperature and then heated under reflux for 1 h; during this time water was removed from the Dean-Stark trap. Cyclohexane carboxaldehyde (25.7 g, 0.225 mol) was then slowly dripped into the reaction mixture over a period of about 1 hour. The mixture was refluxed for a further 4 h and the reaction mixture was then cooled to room temperature and washed three times with 100 ml H ₂ O and dried over Na ₂ SO ₄ .

Filtration und nachfolgendes Abdampfen des Toluol- Lösungsmittels ergaben 35 g des rohen α-Alkylidenlacton- Produkts, 3-Cyclohexylmethylen-5-methyldihydro-2(3H)- furanon. Das Rohprodukt wurde unter Vakuum über eine 1 cm×20 cm Vigreux-Kolonne destilliert, wonach 20,8 g 3-Cyclohexylmethylen-5-methyldihydro-2(3H)-furanon (94% Analyse durch GLC, 50% Ausbeute) (Siedebereich 105-134°C bei 0,27 mbar (0,20 mm Hg)) erhalten wurden. Die Struktur des Produkts wurde durch Protonen- und Kohlenstoff-kernmagnetische Resonanz-Spektroskopie be stätigt.Filtration and subsequent evaporation of the toluene solvent gave 35 g of the crude α- alkylidene lactone product, 3-cyclohexylmethylene-5-methyldihydro-2 (3H) - furanone. The crude product was distilled under vacuum over a 1 cm × 20 cm Vigreux column, after which 20.8 g of 3-cyclohexylmethylene-5-methyldihydro-2 (3H) -furanone (94% analysis by GLC, 50% yield) (boiling range 105 -134 ° C at 0.27 mbar (0.20 mm Hg)) were obtained. The structure of the product was confirmed by proton and carbon nuclear magnetic resonance spectroscopy.

¹H-NMR (CDCl₃) δ: 6,57 (m, 0,37H); 6,0 (m, 0,63H); 4,6 (m, 1H); 3,44 (m, 0,53H); 3,1 (m, 1H); 2,47 (m, 1H); 2,19 (m, 0,47H); 1,87-0,9 (Serie komplexer Multipletts, 13H).
¹³C-NMR (CDCl₃) δ: 171,309; 170; 148,981; 145,260; 124,788; 123,087; 73,990; 73,696; 39,393; 36,870; 35,766; 32,726, 32,550; 32,441; 31,515; 31,434; 25,869; 25,738; 25,396; 22,223; 21,775.1 H NMR (CDCl₃) δ : 6.57 (m, 0.37H); 6.0 (m, 0.63H); 4.6 (m, 1H); 3.44 (m, 0.53H); 3.1 (m. 1H); 2.47 (m, 1H); 2.19 (m, 0.47H); 1.87-0.9 (series of complex multiplets, 13H).
13 C NMR (CDCl₃) δ : 171.309; 170; 148.981; 145,260; 124.788; 123,087; 73,990; 73,696; 39,393; 36.870; 35,766; 32,726, 32,550; 32,441; 31.515; 31.434; 25,869; 25.738; 25,396; 22,223; 21.775.

Die GLC-Analyse zeigte, daß das Produkt zu 66,7% aus dem Z-Isomer und zu 33,3% aus dem E-Isomer bestand. The GLC analysis showed that the product was 66.7% the Z isomer and 33.3% consisted of the E isomer.

Example II

Zur Demonstration der Vielseitigkeit des Verfahrens und der Fähigkeit, Lactone mit einer n-Alkyliden-Gruppe in der α-Position zu erhalten, wurde Beispiel I wiederholt, jedoch mit der Abweichung, daß Heptaldehyd an Stelle des Cyclohexancarboxaldehyds eingesetzt wurde. Bei der Destillation der Reaktionsmischung wurde 3-Heptyliden-5- methyldihydro-2(3H)-furanon in einer Ausbeute von 54,5% (Siedebereich 113-120°C bei 0,067 mbar (0,05 mm Hg)) erhalten. Die Struktur des Produkts wurde durch Proto nen-kernmagnetische Resonanz-Spektroskopie bestätigt.Example I was repeated to demonstrate the versatility of the process and the ability to obtain lactones with an n-alkylidene group in the α- position, but with the difference that heptaldehyde was used in place of the cyclohexane carboxaldehyde. When the reaction mixture was distilled, 3-heptylidene-5-methyldihydro-2 (3H) -furanone was obtained in a yield of 54.5% (boiling range 113-120 ° C. at 0.067 mbar (0.05 mm Hg)). The structure of the product was confirmed by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy.

¹H-NMR (CDCl₃) δ: 6,55 (m, 0,66H); 6,04 (m, 0,34H); 4,6 (m, 1H); 3,0-1,85 (Serie komplexer Multipletts, 4H); 1,44-1,0 (Multiplett mit Triplett bei 1,25, 11H); 0,75 (verzerrtes Triplett, 3H).1 H NMR (CDCl₃) δ : 6.55 (m, 0.66H); 6.04 (m, 0.34H); 4.6 (m, 1H); 3.0-1.85 (series of complex multiplets, 4H); 1.44-1.0 (multiplet with triplet at 1.25, 11H); 0.75 (distorted triplet, 3H).

Bei der Wiederholung der Reaktion unter Einsatz von Kaliumhydroxid als Base lief die Reaktion ohne Schwie rigkeiten, jedoch etwas langsamer ab und ergab 3-Heptyl iden-5-methyldihydro-2(3H)-furanon.When repeating the reaction using Potassium hydroxide as the base ran smoothly but slightly slower and gave 3-heptyl iden-5-methyldihydro-2 (3H) furanon.

Example III

Beispiel I wurde unter Verwendung von Heptaldehyd, 3- Acetyl-5-ethyldihydro-2(3H)-furanon und Natriumhydroxid wiederholt, um das entsprechende α-Alkyliden-γ-butyro lacton zu erhalten. Das Produkt, 3-Heptyliden-5-ethyldi hydro-2(3H)-furanon, siedete im Bereich 113-118°C (0,08 mbar (0,06 mm Hg)) und hatte das folgende Proto nen-kernmagnetische Resonanz-Spektrum:Example I was repeated using heptaldehyde, 3-acetyl-5-ethyldihydro-2 (3H) -furanone and sodium hydroxide to obtain the corresponding α- alkylidene- γ- butyl lactone. The product, 3-heptylidene-5-ethyldi hydro-2 (3H) -furanone, boiled in the range 113-118 ° C (0.08 mbar (0.06 mm Hg)) and had the following proton nuclear magnetic resonance Spectrum:

¹H-NMR (CDCl₃) δ: 6,7 (tt, 0,42H); 6,2 (tt, 0,58H); 4,42 (m, 1H); 3,1 bis 0,8 (Serie komplexer Multipletts 20H). 1 H NMR (CDCl₃) δ : 6.7 (tt, 0.42H); 6.2 (tt, 0.58H); 4.42 (m, 1H); 3.1 to 0.8 (series of complex 20H multiplets).

Example IV

Um die Fähigkeit zur Herstellung eines α-Methylen-γ- butyrolactons zu demonstrieren, wurde 3-Acetyl-5-butyl- dihydro-2(3H)-furanon mit Natriumhydroxid und Paraform aldehyd entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel I umgesetzt. 3-Methylen-5-butyldihydro-2(3H)-furanon, das bei 87°C (0,27 mbar (0,020 mm Hg)) siedete, wurde in 70-proz. Ausbeute erhalten. Das Protonen- und das Kohlenstoff-kernmagnetische Resonanz-Spektrum waren wie folgt:In order to demonstrate the ability to produce an α- methylene- γ -butyrolactone, 3-acetyl-5-butyl-dihydro-2 (3H) -furanone was reacted with sodium hydroxide and paraform aldehyde according to the procedure of Example I. 3-methylene-5-butyldihydro-2 (3H) -furanone, which boiled at 87 ° C (0.27 mbar (0.020 mm Hg)), was in 70 percent. Get yield. The proton and carbon nuclear magnetic resonance spectrum were as follows:

¹H-NMR (CDCl₃) δ: 6,2 (Triplett mit sehr engen Abständen, 1H); 5,64 (Triplett mit sehr engen Abständen, 1H); 4,55 (Pentett, 1H); 3,1 (m, 1H); 2,6 (m, 1H); 1,9-1,15 (m, 6H); 0,91 (t, 3H);
¹³C-NMR (CDCl₃) δ: 170,368; 134,993; 121,712; 77,656; 35,979; 33,550; 26,999; 22,414; 13,919.1 H-NMR (CDCl₃) δ : 6.2 (triplet with very close spacing, 1H); 5.64 (triplet with very close spacing, 1H); 4.55 (pentet, 1H); 3.1 (m. 1H); 2.6 (m, 1H); 1.9-1.15 (m, 6H); 0.91 (t, 3H);
13 C NMR (CDCl₃) δ : 170.368; 134.993; 121.712; 77.656; 35,979; 33.550; 26,999; 22.414; 13,919.

Example V

3-Phenylmethylen-5-butyldihydro-2(3H)-furanon wurde her gestellt durch Reaktion von 3-Acetyl-5-butyldihydro- 2(3H)-furanon mit Natriumhydroxid und Benzaldehyd gemäß der in Beispiel I beschriebenen Arbeitsweise. Das rohe Produkt (64,5% Ausbeute) wurde durch Destillation der Reaktionsmischung bei 25-147°C (0,053 mbar (0,04 mm Hg)) zur Entfernung der Vorlauf-Materialien isoliert. Die Struktur wurde durch Protonen-kernmagneti sche Resonanz-Spektroskopie bestätigt.3-phenylmethylene-5-butyldihydro-2 (3H) -furanone was prepared made by reaction of 3-acetyl-5-butyldihydro- 2 (3H) -furanone with sodium hydroxide and benzaldehyde according to the procedure described in Example I. The raw Product (64.5% yield) was obtained by distillation of the Reaction mixture at 25-147 ° C (0.053 mbar (0.04 mm Hg)) to remove the lead materials isolated. The structure was made by proton nuclear magneti cal resonance spectroscopy confirmed.

¹H-NMR (CDCl₃) δ: 7,5 (m, 6H); 4,56 (Pentett, 1H); 3,3 (ddd, 1H); 2,8 (ddd, 1H); 1,9-1,2 (m, 6H); 0,86 (t, 3H).1 H NMR (CDCl₃) δ : 7.5 (m, 6H); 4.56 (pentet, 1H); 3.3 (ddd, 1H); 2.8 (ddd, 1H); 1.9-1.2 (m, 6H); 0.86 (t, 3H).

Die Reaktion wurde unter Einsatz von 3-Acetyl-dihydro- 2(3H)-furanon, Natriumhydroxid und Benzaldehyd wieder holt, um 3-Phenylmethylen-dihydro-2(3H)-furanon herzu stellen. Der aus der Reaktion erhaltene rohe gelbe feste Stoff wurde aus Chloroform umkristallisiert, wonach 3-Phenylmethylen-dihydro-2(3H) -furanon, ein gelber kri stalliner, bei 116°C schmelzender fester Stoff isoliert wurde. Das Protonen- und das Kohlenstoff-kernmagnetische Resonanz-Spektrum für das Produkt waren wie folgt:The reaction was carried out using 3-acetyl-dihydro- 2 (3H) furanone, sodium hydroxide and benzaldehyde again picks up to get 3-phenylmethylene dihydro-2 (3H) furanon put. The crude yellow solid obtained from the reaction The substance was recrystallized from chloroform, after which 3-phenylmethylene dihydro-2 (3H) furanon, a yellow kri Stable solid material, melting at 116 ° C, isolated has been. The proton and carbon nuclear magnetic Resonance spectrum for the product were as follows:

¹H-NMR (CDCl₃) δ: 7,526 (t, 1H, J=3 Hz); 7,45 (m, 5H); 4,42 (t, 2H, J=7,6 Hz); 3,208 (dt, 2H, J=7,6, 3,0 Hz);
¹³C-NMR (CDCl₃) δ: 172,455; 136,414; 134,598; 129,963; 129,805; 128,904; 123,685; 65,447; 27,368.1 H NMR (CDCl₃) δ : 7.526 (t, 1H, J = 3 Hz); 7.45 (m, 5H); 4.42 (t, 2H, J = 7.6 Hz); 3.208 (dt, 2H, J = 7.6, 3.0 Hz);
13 C NMR (CDCl₃) δ : 172.455; 136.414; 134,598; 129.963; 129.805; 128.904; 123.685; 65,447; 27,368.

Examples VI and VII

Zwei Reaktionen wurden gemäß dem Verfahren der Erfindung unter Einsatz von Valeraldehyd durchgeführt. Für die eine Reaktion (Beispiel VI) wurde 3-Acetyl-dihydro- 2(3H)furanon verwendet, und für die zweite Reaktion (Beispiel VII) wurde 3-Acetyl-5-n-butyldihydro-2(3H)- furanon eingesetzt. Beide Reaktionen verwendeten Natriumhydroxid mit Toluol als Verdünnungsmittel, und die Reaktionspartner waren im wesentlichen in äqui molaren Mengen anwesend. 3-Pentyliden-dihydro-2(3H)- furanon (86-104°C bei 0,13 mbar (0,1 mm Hg)) und 3-Pentyliden-5-n-butyldihydro-2(3H)-furanon (110-131°C bei 0,013 mbar (0,01 mm Hg)) wurden aus den betreffenden Reaktionen erhalten. Die Protonen-kernmagnetischen Resonanz-Spektren für die Produkte waren wie folgt:Two reactions were carried out according to the method of the invention carried out using valeraldehyde. For the a reaction (Example VI) was 3-acetyl-dihydro- 2 (3H) furanone used, and for the second reaction (Example VII) 3-acetyl-5-n-butyldihydro-2 (3H) - furanon used. Both reactions used Sodium hydroxide with toluene as a diluent, and the reactants were essentially in equi molar amounts present. 3-pentylidene dihydro-2 (3H) - furanon (86-104 ° C at 0.13 mbar (0.1 mm Hg)) and 3-pentylidene-5-n-butyldihydro-2 (3H) -furanone (110-131 ° C at 0.013 mbar (0.01 mm Hg)) were from the concerned Receive reactions. The proton nuclear magnetic Resonance spectra for the products were as follows:

3-Pentyliden-dihydro-2(3H)-furanon:
¹H-NMR (CDCl₃) δ: 6,7 (m, 0,93 H); 6,26 (m, 0,07 H); 4,4 (t, 2H); 2,9 (m, 2H); 2,22 (m, 2H); 1,4 (m, 4H); 0,9 (t, 3H).
3-Pentyliden-5-n-butyldihydro-2(3H)-furanon:
¹H-NMR (CDCl₃) δ: 6,7 (tt, 0,4H); 6,2 (tt, 0,6H); 4,45 (m, 1H); 3,1-1,5 (komplexe Multipletts, 14H); 0,9 (zwei überlagerte Tripletts, 6H).3-pentylidene-dihydro-2 (3H) -furanone:
1 H-NMR (CDCl₃) δ : 6.7 (m, 0.93 H); 6.26 (m, 0.07H); 4.4 (t, 2H); 2.9 (m. 2H); 2.22 (m, 2H); 1.4 (m, 4H); 0.9 (t, 3H).
3-pentylidene-5-n-butyldihydro-2 (3H) -furanone:
1 H-NMR (CDCl₃) δ : 6.7 (tt, 0.4H); 6.2 (tt, 0.6H); 4.45 (m, 1H); 3.1-1.5 (complex multiplets, 14H); 0.9 (two superimposed triplets, 6H).

Example VIII

2-Methylbutyraldehyd wurde mit 3-Acetyl-5-ethyldihydro- 2(3H)-furanon und Natriumhydroxid umgesetzt, um 3-(1- Methylpropyl)methylen-5-ethyldihydro-2(3H)-furanon (88% Analyse durch GLC) zu erzeugen. Das Produkt siedete bei 0,27 mbar (0,2 mm Hg) im Bereich von 80-94°C und hatte das folgende Protonen-kernmagnetische Resonanz-Spektrum:2-methylbutyraldehyde was treated with 3-acetyl-5-ethyldihydro- 2 (3H) -furanone and sodium hydroxide reacted to 3- (1- Methylpropyl) methylene-5-ethyldihydro-2 (3H) furanon (88% Analysis by GLC). The product boiled down 0.27 mbar (0.2 mm Hg) in the range of 80-94 ° C and had the following proton nuclear magnetic resonance spectrum:

¹H-NMR (CDCl₃) δ: 6,5 (td, 0,22H); 5,92 (td, 0,78)₃; 4,4 (m, 1H); 3,67-0,76 (Serie komplexer Multipletts, 16H).1 H NMR (CDCl₃) δ : 6.5 (td, 0.22H); 5.92 (td, 0.78) ₃; 4.4 (m, 1H); 3.67-0.76 (series of complex multiplets, 16H).

Example IX

Zur weiteren Demonstration der Vielseitigkeit des Ver fahrens und der Fähigkeit, ein unterschiedliches Lösungsmittel einzusetzen, wurde die Arbeitsweise von Beispiel II wiederholt. Für diese Reaktion wurde jedoch Cyclohexan als Verdünnungsmittel eingesetzt. Nach 8 h (Gesamt-Reaktionszeit) wurde die Reaktion beendet, und das Rohprodukt, 3-Heptyliden-5-methyldihydro-2(3H)- furanon wurde in der üblichen Weise isoliert (Ausbeute 45,6%). To further demonstrate the versatility of the Ver driving and the ability to do a different Using solvents became the way of working Example II repeated. However, for this reaction Cyclohexane used as a diluent. After 8 hours (Total reaction time), the reaction was ended, and the crude product, 3-heptylidene-5-methyldihydro-2 (3H) - furanone was isolated in the usual way (yield 45.6%).

Example X

Beispiel I wurde wiederholt unter Verwendung von Propionaldehyd-diethylacetal als azeotropisierendem Lösungsmittel für die Reaktion, um das α-Alkylidenlacton zu erzeugen. Für diesen Versuch wurden 100 ml Propion aldehyd-diethylacetal mit 14,9 g (0,10 mol) 3-Acetyl-5- methyldihydro-2(3H)-furanon in den Reaktor eingefüllt. Die Mischung wurde gerührt, und 4 g (0,10 mol) gepulver tes Natriumhydroxid wurden hinzugefügt. Man ließ die Mischung 10 min rühren und erhitzte sie dann 5 1/2 h zum Rückfluß; nach dieser Zeit wurden 14,0 g (0,125 mol) Cyclohexancarboxaldehyd während eines Zeitraums von 1 h hinzugefügt. Die Mischung wurde zusätzliche 12 h unter Rückfluß erhitzt, abgekühlt und aufgearbeitet, wonach 19 g rohes 3-Cyclohexylmethylen-5-methyldihydro-2(3H)- furanon (Ausbeute 59%) erhalten wurden. Die Struktur des Produkts wurde durch Protonen- und Kohlenstoff-kern magnetische Resonanzspektroskopie bestätigt.Example I was repeated using propionaldehyde diethyl acetal as the azeotroping solvent for the reaction to produce the α- alkylidene lactone. For this experiment, 100 ml of propion aldehyde diethyl acetal were charged into the reactor with 14.9 g (0.10 mol) of 3-acetyl-5-methyldihydro-2 (3H) -furanone. The mixture was stirred and 4 g (0.10 mol) powdered sodium hydroxide was added. The mixture was allowed to stir for 10 minutes and then heated to reflux for 5 1/2 hours; after this time 14.0 g (0.125 mol) of cyclohexane carboxaldehyde was added over a period of 1 hour. The mixture was refluxed for an additional 12 hours, cooled and worked up to give 19 g of crude 3-cyclohexylmethylene-5-methyldihydro-2 (3H) - furanone (yield 59%). The structure of the product was confirmed by proton and carbon nuclear magnetic resonance spectroscopy.

Example XI

p-Nitrobenzaldehyd wurde mit 3-Acetyl-5-butyldihydro- 2(3H)-furanon umgesetzt. Für die Reaktion wurden 9,21 g (0,05 mol) des Furanons und 7,55 g (0,05 mol) p-Nitro benzaldehyd mit 2,5 g (0,065 mol) Natriumhydroxid in 25 ml Wasser und 25 ml Ethanol vereinigt. Eine Reaktion trat sofort ein. Der hellgelbe feste Stoff wurde durch Filtration isoliert und mit Ethanol gewaschen. Das Pro dukt, 3-(p-Nitrophenyl)methylen-5-butyldihydro-2(3H)- furanon wurde durch Kohlenstoff-kernmagnetische Reso nanzspektroskopie bestätigt.p-Nitrobenzaldehyde was treated with 3-acetyl-5-butyldihydro- 2 (3H) -furanon implemented. For the reaction 9.21 g (0.05 mol) of the furanone and 7.55 g (0.05 mol) of p-nitro benzaldehyde with 2.5 g (0.065 mol) sodium hydroxide in 25 ml of water and 25 ml of ethanol combined. A reaction entered immediately. The light yellow solid fabric was through Filtration isolated and washed with ethanol. The pro duct, 3- (p-nitrophenyl) methylene-5-butyldihydro-2 (3H) - furanon was generated by carbon nuclear magnetic resonance nanzspektoskopie confirmed.

Claims

1. A process for the preparation of α- alkylidene- γ- butyl lactones of the formula III, in which R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ and R, consisting of hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms Group are selected from, comprising the reaction of essentially equimolar amounts of an a -acyllactone of the formula I in which R ₁ , R ₂ , R ₃ and R _{4 are} hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms and R is a C _1-8 alkyl group, an aldehyde of the formula R'CHO, in which R 'is hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, and an alkali metal hydroxide at a temperature in the range of 50 ° C to 150 ° C and in an inert diluent with removal of the water of reaction.

2. The method according to claim 1, characterized in that the inert diluent is an azeotrope with water forms and in a volume ratio (dilution medium: total reaction partners) of 1: 1 up to 20: 1 is available.

3. The method according to claim 2, characterized in that the alkali metal hydroxide is sodium hydroxide and that Boils azeotropically in the range from 50 ° C to 95 ° C.

4. The method according to claim 3, characterized in that the hydrocarbon radicals R ₁ , R ₂ , R ₃ and R ₄ from the from C _1-8 alkyl, C _3-6 cycloalkyl, phenyl, with C _1-8 -Alkyl-substituted phenyl, benzyl and with C _1-8 -alkyl-substituted benzyl existing group are selected.

5. The method according to claim 4, characterized in that the diluent from that of benzene, toluene, xylene and cyclohexane existing group is selected and that Volume ratio of diluent to reactants is in the range from 2: 1 to 8: 1.

6. The method according to claim 5, characterized in that R * is C _1-4 alkyl, R ₁ , R ₂ , R ₃ and R _{4 are} hydrogen or C _1-8 alkyl and R 'is hydrogen, C _1-8 Alkyl or alkenyl, C _3-8 cycloalkyl or cycloalkenyl, phenyl or substituted phenyl or benzyl or substituted benzyl.

7. The method according to claim 6, characterized in that R is methyl, R _{1 is} C _1-8 alkyl and R ₂ , R ₃ and R _{4 are} hydrogen.

8. The method according to claim 1, characterized in that the α- acyl lactone and the alkali metal hydroxide are combined with one another and are reacted with one another before the addition of the aldehyde.

9. The method according to claim 8, characterized in that the inert diluent in a volume ratio (Diluent: total reaction partners) from 1: 1 to 20: 1 is present and with water in Range from 50 ° C to 95 ° C boiling azeotrope and the aldehyde is added after about 60% to 75% of the theoretical amount of water has been removed are.

10. The method according to claim 9, characterized in that the alkali metal hydroxide is sodium hydroxide and that Diluent from that of benzene, toluene, xylene and Cyclohexane existing group is selected.

11. The method according to claim 10, characterized in that the hydrocarbon radicals R ₁ , R ₂ , R ₃ and R ₄ from the from C _1-8 alkyl, C _3-6 cycloalkyl, phenyl, with C _1-8 -Alkyl-substituted phenyl, benzyl and with C _1-8 -alkyl-substituted benzyl existing group are selected.

12. The method according to claim 11, characterized in that R * is C _1-4 alkyl, R ₁ , R ₂ , R ₃ and R _{4 are} hydrogen or C _1-8 alkyl and R 'is hydrogen, C _1-8 Alkyl or alkenyl, C _3-8 cycloalkyl or cycloalkenyl, phenyl or substituted phenyl or benzyl or substituted benzyl.

13. The method according to claim 12, characterized in that R * is methyl, R _{1 is} C _1-8 alkyl and R ₂ , R ₃ and R _{4 are} hydrogen.

14. A process for the preparation of α- alkylidene- δ -valero- lactones of the formula IV, in which R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ , R ₆ and R 'from which consists of hydrogen or a hydrocarbon radical 1 to 20 carbon atoms are selected group, comprising the reaction of substantially equimolar amounts of an α- acyllactone of the formula II in which R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ and R _{6 are} hydrogen or a hydrocarbon Are radical with 1 to 20 carbon atoms and R is a C _1-8 alkyl group, an aldehyde of the formula R'CHO, in which R 'is hydrogen or a hydrocarbon radical with 1 to 20 carbon atoms, and an alkali metal hydroxide at a temperature in the range of 50 ° C to 150 ° C and in an inert diluent with removal of the water of reaction.

15. The method according to claim 14, characterized in that the inert diluent is an azeotrope with water forms and in a volume ratio (dilution medium: total reaction partners) of 1: 1 up to 20: 1 is available.

16. The method according to claim 15, characterized in that the alkali metal hydroxide is sodium hydroxide and that Boils azeotropically in the range from 50 ° C to 95 ° C.

17. The method according to claim 16, characterized in that the hydrocarbon radicals R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ and R ₆ from the from C _1-8 alkyl, C _3-6 cycloalkyl, phenyl , with C _1-8 alkyl substituted phenyl, benzyl and with C _1-8 alkyl substituted benzyl existing group are selected.

18. The method according to claim 17, characterized in that the diluent from that of benzene, toluene, xylene and cyclohexane existing group is selected and that Volume ratio of diluent to reactants is in the range from 2: 1 to 8: 1.

19. The method according to claim 18, characterized in that R * is C _1-4 alkyl, R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ and R _{6 are} hydrogen or C _1-8 alkyl and R ' Is hydrogen, C _1-8 alkyl or alkenyl, C _3-8 cycloalkyl or cycloalkenyl, phenyl or substituted phenyl or benzyl or substituted benzyl.

20. The method according to claim 19, characterized in that R * is methyl, R _{1 is} C _1-8 alkyl and R ₂ , R ₃ and R _{4 are} hydrogen.

21. The method according to claim 14, characterized in that the α- acyl lactone and the alkali metal hydroxide are combined with one another and are reacted with one another before the addition of the aldehyde.

22. The method according to claim 21, characterized in that the inert diluent in a volume ratio (Diluent: total reaction partners) from 1: 1 to 20: 1 is present and with water in Range from 50 ° C to 95 ° C boiling azeotrope and the aldehyde is added after about 60% to 75% of the theoretical amount of water has been removed are.

23. The method according to claim 22, characterized in that the alkali metal hydroxide is sodium hydroxide and that Diluent from that of benzene, toluene, xylene and Cyclohexane existing group is selected.

24. The method according to claim 23, characterized in that the hydrocarbon radicals R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ and R ₆ from the from C _1-8 alkyl, C _3-6 cycloalkyl, phenyl , with C _1-8 alkyl substituted phenyl, benzyl and with C _1-8 alkyl substituted benzyl group selected from.

25. The method according to claim 24, characterized in that R * is C _1-4 alkyl, R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ and R _{6 are} hydrogen or C _1-8 alkyl and R ' Is hydrogen, C _1-8 alkyl or alkenyl, C _3-8 cycloalkyl or cycloalkenyl, phenyl or substituted phenyl or benzyl or substituted benzyl.

26. The method according to claim 25, characterized in that R * is methyl, R _{1 is} C _1-8 alkyl and R ₂ , R ₃ , R ₄ , R ₅ and R _{6 are} hydrogen.

27. A process for the preparation of α- alkylidene- γ- bututyro-lactones comprising

a) combining substantially equimolar amounts of an α- acyl lactone of formula I in which R _{1 is} a C _1-8 alkyl group, R ₂ , R ₃ and R _{4 are} hydrogen and R * is methyl, sodium hydroxide and one inert diluent selected from the group consisting of benzene, toluene, xylene and cyclohexane;
b) heating the mixture under reflux to a temperature of 50 ° C to 95 ° C with removal of about 60% to 75% of the theoretical amount of reaction water;
c) the addition of a molar, 20% excess of an aldehyde of the formula R'CHO, in which R 'is hydrogen or a C _1-8 alkyl or alkenyl group, and the reaction is continued at a temperature in the Range from 75 ° C to 125 ° C until substantially all of the water has been removed.

28. The method of claim 27, comprising the additional step of isolating the α- alkylidene- γ- butyrolactone, which corresponds to Formula III, in which R _{1 is} a C _1-8 alkyl group, R ₂ , R ₃ and R _{4 are} hydrogen and R 'is hydrogen, C _1-8 alkyl or C _1-8 alkenyl.