EP0000907B1 - Verfahren zur Herstellung von Furanonen und Zwischenprodukte in diesem Verfahren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Furanonen und Zwischenprodukte in diesem Verfahren Download PDF

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EP0000907B1
EP0000907B1 EP78100650A EP78100650A EP0000907B1 EP 0000907 B1 EP0000907 B1 EP 0000907B1 EP 78100650 A EP78100650 A EP 78100650A EP 78100650 A EP78100650 A EP 78100650A EP 0000907 B1 EP0000907 B1 EP 0000907B1
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EP
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cyano
ethyl
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hydroxy
methyl
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EP78100650A
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Ulrich Dr. Huber
Hans Jakob Dr. Wild
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Givaudan SA
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L Givaudan and Co SA
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/26—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
    • C07D307/30—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D307/32—Oxygen atoms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L27/00—Spices; Flavouring agents or condiments; Artificial sweetening agents; Table salts; Dietetic salt substitutes; Preparation or treatment thereof
    • A23L27/20—Synthetic spices, flavouring agents or condiments
    • A23L27/205—Heterocyclic compounds
    • A23L27/2052—Heterocyclic compounds having oxygen or sulfur as the only hetero atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/34—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/56—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D307/60—Two oxygen atoms, e.g. succinic anhydride

Definitions

  • the invention relates to a new process for the preparation of furanones, namely those of the general formula wherein R is hydrogen, methyl or ethyl; the radicals R can be the same or different.
  • the process according to the invention is characterized in that a compound of the general formula wherein R has the above meaning, the thermal or base-catalyzed cyanohydrin cleavage.
  • the compound of formula II is expediently heated to temperatures of about 50 to 400 ° C., in particular to about 80-250 ° C.
  • the compound of the formula II is advantageously mixed with catalytic amounts, e.g. with 1 / 1000-1 / 10 equivalents, or also with larger ones, e.g. molar amounts of a base.
  • Suitable bases are, for example: inorganic bases such as alkali metal hydroxides, for example NaOH, alkaline earth metal hydroxides, for example Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 , alkali metal carbonates, for example Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 , alkali metal bicarbonates such as NaHCO 3 , ammonia, other basic salts such as Na 3 , P0 4 , K 2 HPO 4 , borax, basic buffer systems such as NaHCO 3 / Na 2 CO 3 , K 2 HPO 4 / K 3 PO 4 , etc., organic bases such as amines, e.g.
  • inorganic bases such as alkali metal hydroxides, for example NaOH, alkaline earth metal hydroxides, for example Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2
  • alkali metal carbonates for example Na 2 CO 3 , K 2 CO 3
  • alkali metal bicarbonates such as NaHCO 3 , ammonia
  • triethylamine Pyridine, morpholine, etc.
  • salts of organic acids with strong bases such as sodium acetate, formate, oxalate, citrate, lactate, or basic ion exchangers, e.g. Amberlite JRA 400e, Dowex 2e, etc.
  • the cyanohydrin cleavage can be carried out in the gas phase or in the liquid phase.
  • the presence of a solvent is not necessary, but is advisable.
  • Possible reaction temperatures are in particular 50-200 ° C., preferably approx. 100 ° C.
  • polar solvents such as water, ammonia, alcohols, or apolar solvents such as toluene, benzene, toluene, ether, petroleum ether, etc., can be used.
  • Preferred systems are basic ion exchangers in the OH e form / H 2 O, or salts of organic acids, such as sodium oxalate / H 2 O, or pyridine / toluene at reaction temperatures of around 100 ° C.
  • the compounds of the formula II can advantageously be obtained by oxidation of compounds of the formula where R has the above meaning can be obtained.
  • Alkali metal caroates for example KH SO 5
  • KH SO 5 are particularly suitable as oxidizing agents.
  • "Caroat” ® KHSO s with small amounts of KHSO 4 and K 2 SO 4 ) is preferred.
  • the caroate is expediently used in an amount of 1-2.5 equivalents, in particular 1.1-1.5 equivalents.
  • the oxidation is preferably carried out in polar solvents, such as water, alcohols, acetone, acetonitrile, or mixtures of such solvents.
  • polar solvents such as water, alcohols, acetone, acetonitrile, or mixtures of such solvents.
  • the pH of the medium is expediently about 3-11, as can be produced in a manner known per se by appropriate buffer systems of the carbonate, phosphate, citrate, borate, NH 3 / NH + 4 or oxalate type.
  • the reaction temperature can be, for example, between -10 to 60 ° C, preferably between 0 to 20 ° C.
  • the compounds of formula III can advantageously by reacting a compound of formula with a compound of the formula wherein R has the above meaning and R 1 represents lower alkyl, are obtained.
  • the reaction of the substituted acrylonitrile IV with the acid ester V is expediently carried out at elevated temperature, for example at 40-100 ° C., in particular at temperatures around 60 ° C.
  • the reaction can also be carried out at a lower temperature, for example at room temperature. At this temperature, however, the formation of by-products is observed, which are removed again when III is worked up must, for example by washing out in a weakly basic environment.
  • the molar ratio of compound IV to compound V is preferably 1: 1.
  • a strong base for example a hydride such as NaH, an amide such as KNH 2 , etc. a hydroxide such as NaOH, an alcoholate such as NaOC 2 H 5 , KO or a metal such as Na, K is used.
  • a strong base for example a hydride such as NaH, an amide such as KNH 2 , etc.
  • a hydroxide such as NaOH, an alcoholate such as NaOC 2 H 5 , KO or a metal such as Na, K is used.
  • Particularly suitable solvents are polar, preferably aprotic, solvents.
  • ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, diglyme, diethyl ether, diisopropyl ether, nitro compounds such as nitromethane, nitrobenzene, nitriles such as acetonitrile, or dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, etc.
  • ethers especially preferred are ethers.
  • protic solvents examples include alcohols such as tert. Butyl alcohol or isopropanol.
  • the compounds of the formula are known; they represent flavorings. They have so far been produced, for example, by ozonization of alkynediols and acid cyclization of the dioxodiols obtained. [Re et al., Helv. Chim. Acta 56, 1882 (1973)].
  • the process has the disadvantages that a) primarily unstable ozonides are formed (which can explode) and the acid cyclization stage produces unsatisfactory yields.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von Furanonen, und zwar solchen der allgemeinen Formel
    Figure imgb0001
    worin R Wasserstoff, Methyl oder Aethyl bedeutet; die Reste R können gleich oder verschieden sein.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der allgemeinen Formel
    Figure imgb0002
    worin R obige Bedeutung besitzt, der thermischen oder basenkatalysierten Cyanhydrinspaltung unterwirft.
  • Im Falle der thermischen Durchführung erhitzt man die Verbindung der Formel II zweckmässigerweise auf Temperaturen von ca. 50 bis 400°C, insbesondere auf ca. 80-250°C.
  • Im Falle der basenkatalytischen Cyanhydrinspaltung versetzt man die Verbindung der Formel II, zweckmässigerweise mit katalytischen Mengen, z.B. mit 1/1000-1/10 Aequivalenten, oder aber auch mit grösseren, z.B. molaren Mengen einer Base.
  • Die Natur der Base ist nicht kritisch. Als Basen kommen z.B. in Frage: anorganische Basen wie Alkalimetallhydroxyde, z.B. NaOH, Erdalkalimetallhydroxyde, z.B. Ca(OH)2, Mg(OH)2, Alkalimetallcarbonate, z.B. Na2CO3, K2CO3, Alkalimetallbicarbonate wie NaHCO3, Ammoniak, andere basische Salze wie Na3, P04, K2HPO4, Borax, basische Puffersysteme wie z.B. NaHCO3/Na2CO3, K2HPO4/K3PO4, etc., organische Basen wie Amine, z.B. Triäthylamin, Pyridin, Morpholin, etc., Salze organischer Säuren mit starken Basen, wie Natriumacetat, -format, -oxalat, -citrat, -lactat, oder basische lonentauscher, z.B. Amberlite JRA 400e, Dowex 2e, etc.
  • Die Cyanhydrinspaltung kann in der Gasphase oder in flüssiger Phase durchgeführt werden. Anwesenheit eines Lösungsmittels ist nicht erforderlich, jedoch zweckmässig.
  • Als Reaktionstemperaturen kommen insbesondere 50-200°C, bevorzugt ca. 100°C in Frage.
  • Die Natur des Lösungsmittels ist nicht kritisch, es können polare Lösungsmittel - wie Wasser, Ammoniak, Alkohole, oder apolare Lösungsmittel, wie Toluol, Benzol, Toluol, Aether, Petroläther, etc., zur Verwendung gelangen.
  • Bevorzugte Systeme sind basische Ionentauscher in der OHe - Form/H20, oder Salze organischer Säuren, wie Natrium- oxalat/H2O, oder Pyridin/Toluol bei Reaktions- temperature'n von rund 100°C.
  • Die Verbindungen der Formel II sind neu. Sie bilden ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
  • Die Verbindungen der Formel II können vorteilhaft durch Oxydation von Verbindungen der Formel
    Figure imgb0003
    worin R obige Bedeutung besitzt, erhalten werden.
  • Als Oxydationsmittel sind insbesondere Alkalimetallcaroate, z.B. KH SO5, geeignet. Bevorzugt ist "Caroat"® (KHSOs mit geringen Mengen KHSO4 und K2SO4).
  • Das Caroat wird zweckmässigerweise in einer Menge von 1-2,5 Aequivalenten, insbesondere 1,1-1,5 Aequivalenten, verwendet.
  • Die Oxydation wird vorzugsweise in polaren Lösungsmitteln, wie Wasser, Alkoholen, Aceton, Acetonitril, oder Gemischen solcher Lösungsmittel durchgeführt.
  • Der pH-Wert des Mediums beträgt zweckmässigerweise ca. 3-11, wie dies durch entsprechende Puffersysteme vom Carbonat-, Phosphat-, Citrat-, Borat-, NH3/NH+ 4- oder Oxalattyp in an sich bekannter Weise erzeugt werden kann.
  • Die Reaktionstemperatur kann beispielsweise zwischen -10 bis 60°C, bevorzugt zwischen 0 bis 20°C liegen.
  • Die Verbindungen der Formel III können vorteilhaft durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
    Figure imgb0004
    mit einer Verbindung der Formel
    Figure imgb0005
    worin R obige Bedeutung besitzt und R1 nieder-Alkyl darstellt, erhalten werden.
  • Die Umsetzung der substituierten Acrylsäurenitrils IV mit dem Säureester V erfolgt zweckmässigerweise bei erhöhter Temperatur, beispielsweise bei 40-100°C, insbesondere bei Temperaturen um 60°C. Die Umsetzung lässt sich auch bei tieferer Temperatur, z.B. bei Zimmertemperatur durchführen. Bei dieser Temperatur wird aber die Bildung von Nebenprodukten beobachtet, welche bei der Aufarbeitung von III wieder entfernt werden müssen, z.B. durch Auswaschen in schwach basischem Milieu.
  • Das molare Verhältnis von Verbindung IV zu Verbindung V beträgt vorzugsweise 1:1.
  • Man arbeitet zweckmässigerweise in Gegenwart einer Base und in einem Lösungsmittel.
  • Als Base werden zweckmässigerweise 1-2 Aequivalente, insbesondere 1-1,3 Aequivalente einer starken Base, z.B. eines Hydrids wie NaH, eines Amids wie KNH2,
    Figure imgb0006
    etc. eines Hydroxyds wie NaOH, eines Alkoholats wie NaOC2H5, KO
    Figure imgb0007
    oder eines Metalls wie Na, K verwendet.
  • Als Lösungsmittel kommen insbesondere polare, bevorzugt aprotische Lösungsmittel in Frage.
  • Beispiele sind Aether, wie Tetrahydrofuran, Dioxan, Diglyme, Diäthyläther, Diisopropyläther, Nitroverbindungen wie Nitromethan, Nitrobenzol, Nitrile wie Acetonitril, oder Dimethylformamid, Dimethylsulfoxyd, etc. Speziell bevorzugt sind Aether.
  • Beispiele von protischen Lösungsmitteln sind Alkohole wie tert. Butylalkohol oder lsopropanol.
  • Die Verbindungen der Formel sind bekannt; sie stellen Geschmackstoffe dar. Sie wurden bisher beispielsweise durch Ozonisierung von Alkindiolen und säure Cyclisierung der erhaltenen Dioxodiole hergestellt. [Re et al., Helv. Chim. Acta 56, 1882 (1973)]. Dem Verfahren haften die Nachteile an, dass a) primär unstabile Ozonide entstehen (die explodieren können) und die säure Cyclisierungsstufe unbefriedigende Ausbeuten zeitigt.
    • Beispiel 1
    • a) Zu 24 g (1 Mol) Natriumhydrid in 500 ml Tetrahydrofuran werden 130 g (1.1 Mol) Milchsäureäthylester zugetropft. Zu der graubraunen Lösung werden nun bei Rückflusstemperatur 73,7 g (1.1 Mol) Crotonsäurenitril in 60 ml Tetrahydrofuran gegeben und das Gemisch weitere 90 Minuten rückflussiert. Die erkaltete Reaktionslösung wird mit 250 ml 5n HCI versetzt und dreimal mit Aether extrahiert. Die vereinigten Aetherphasen werden dreimal mit Wasser gewaschen, mit Natriumsulfat getrocknet und eingeengt, wobei man 133,6 g (96% Ausbeute) 2,5-Dimethyl-4-cyano-tetrahydrofuran-3-on erhält, Sdp. 109-111 1°C/18 Torr. Gaschromatographische Identifizierung (GC) an 3m-Säule, 2% Carbowax auf Chromosorb: bei 200°C werden Retentionszeiten von 2.9 und 3.2 Minuten gemessen (Diastereomerengemisch), n20 D = 1.450.
    • b) In einem Kolben werden 7 g des oben erhaltenen cyclischen Nitrils und 21 g NaHC03 in 400 ml Wasser gelöst und bei 10°C mit einer Lösung von 25 g "Caroat" (Degussa) in 80 ml Wasser versetzt und nach 30 Minuten viermal mit je 150 ml Essigester extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Na2S04 getrocknet und eingeengt, wobei 4,3 g eines Diastereomerengemisches von 2,5-Dimethyl - 4 - hydroxy - 4 - cyano - tetrahydrofuran - 3 - on (55% Ausbeute) erhalten werden. Sdp. - 95°/0.04 Torr, n20 D = 1.468.
  • IR 3400 nm (stark), 3010 nm, 2970 und 2910 nm (Dublett), 2280 nm (schwach), 1790 nm (mittel), 1385 nm (stark), 1110 nm (stark).
    • c1) 5 g des obigen Cyanhydrins und 7.5 g Ionentauscher Dowex 2 (OH⊖Form) werden während einer Stunde in 30 ml Wasser rückflussiert, darauf wird filtriert. Das Filtrat wird mit Kochsalz gesättigt und viermal mit je 80 ml Essigester extrahiert. Die vereinigten, über Na2S04 getrockneten, organischen Phasen werden eingeengt und ergeben 2 g (50% Ausbeute) eines Oeles, welches beim Stehen auskristallisiert. Durch Dünnschichtchromatographie und NMR wird Identität mit 4-Hydroxy-. 2,5-dimethyl-3(2H)-furanon nachgewiesen.
    • c2) 1 g des obigen Cyanhydrins und 0,7 g Triäthylamin werden in 10 ml Toluol während 15 Minuten rückflussiert. Nun gibt man 5 g Kieselgel (Merck) zu und filtriert ab. Die eingeengte Lösung ergibt 0.34 g 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon.
    Beispiel 2
    • a) Zu 12 g (0.5 Mol) Natriumhydrid in 500 ml Tetrahydrofuran werden 72.6 g (0.55 Mol) Glykolsäurebutylester getropft. Das entstandene grünbraune Reaktionsgemisch wird unter Rückflusstemperatur mit 36.9 g Crotonsäurenitril in 50 ml Tetrahydrofuran versetzt und 90 Minuten bei Rückflusstemperatur gehalten. Das erkaltete Reaktionsgemisch wird mit NaHC03-Lösung auf pH 9 gestellt und dreimal mit Aether gewaschen. Die wässerige Phase wird mit HCI auf pH 1 angesäuert und mit Aether viermal extrahiert. Die getrockneten und eingeengten Aetherphasen ergeben 29,1 g des 4-Cyano-5-methyl-tetrahydrofuran-3-ons. Sdp 112-116°C/13 Torr, GC (Carbowax, 180°C) ein Peak, IR (Film): 2250 (m)-CN; 1783 (s)
      Figure imgb0008
    • b) In einem Kolben werden 3.1 g des oben erhaltenen cyclischen Nitrils, 10,5 g NaHCOa und 2 g NaOH in 30 ml Wasser gelöst und bei 15-20°C mit einer Lösung von 11 g Caroat (Degussa) in 35 ml Wasser versetzt. Nach 30 Minuten wird fünfmal mit je 35 ml Essigester extrahiert und die vereinigten Essigphasen werden getrocknet und eingeengt. Es werden 2,2 g (63% der Theorie) 4 - Cyano - 4 - hydroxy - 5 - methyl - tetrahydrofuran-3-on als hellbraunes Oel erhalten; GC: ein Peak. NMR (CDCl3) zeigt komplexe Multipletts zwischen 3.3-4.7 ppm und 1-1.8 ppm sowie ein OH-Signal bei 5.7 ppm.
    • c) 1.07 g des erhaltenen Cyanhydrins und 2.0 g Natriumglukonat werden in 15 ml Wasser während 15 Minuten rückflussiert. Nun wird fünfmal mit Essigester extrahiert, die Essigesterphasen getrocknet und eingeengt, wobei 0.42 g 4 - Hydroxy - 5 - methyl - 3(2H) - furanon erhalten werden. Das umkristallisierte Material (Smp. 111-1200C) zeigt folgendes NMR (CDCl3): 7.3 ppm (Singulett 1 H, OH): 4.5-4.65 ppm (Multiplett 3 H, CH3).
    Beispiel 3
    • a) 8,7 g (0,2 Mol) Natriumhydrid werden in 100 ml Tetrahydrofuran suspendiert und bei Raumtemperatur während 90 Minuten mit 23,6 g (0.2 Mol) Milchsäureäthylester gerüht Hierauf werden bei 60°C 9,5 g (0.18 Mol) Acrylnitril zugetropft und das Gemisch wird 90 Minuten rückflussiert. Das Reaktionsgemisch wird auf 200 ml Wasser geworfen, 2 mal mit je 100 ml Aether gewaschen, die wässerige Phase mit 2n Salzsäure auf pH 1 gestellt und 3 mal mit je 150 ml Aether extrahiert. Die getrockneten und eingeengten Aetherphasen ergeben 20,1 g (89%) 4-Cyano - 2 - methyltetrahydrofuran - 3 - on, Sdp. 116-118°/14 mm Hg: IR: 2250 (CN), 1780 (C=O); NMR (CDCl3); 1,37 ppm Dublett (CHa); 3,4―4,9 ppm Multiplett.
    • b) Das oben erhaltene Produkt wird gemäss Beispiel 2b) behandelt. Man erhält in 71%iger Ausbeute 4 - Cyano - 4 - hydroxy - 2 - methyltetrahydrofuran - 3 - on als Diastereomerengemisch; IR: 3350 (OH); 2290 schwach (CN), 1785 und 1730 (C=N); NMR (CDCI3): 1,4-1,7 ppm Multiplett (CHa); 3,7-4,8 ppm Multiplett (3 x O-C-H), 7,1 Singulett (OH).
    • c) 3 g der erhaltenen Cyanhydrins werden zusammen mit 2,2 g Natriumacetat in 40 ml Wasser gelöst und während 15 Minuten auf 70°C erhitzt. Darauf wird 5 mal mit je 50 ml Methylenchlorid extrahiert. Die getrockneten und eingeengten Methylenchloridphasen ergeben 150 mg (6%) kristallines 4-Hydroxy-5-methyl-3(2H)-furanon, welches mit jenem in Beispiel 2c) identisch ist.
    Beispiel 4
    • a) 2,3 g (0,1 Mol) Natrium werden in 50 ml Isopropanol gelöst und unter Kühlung mit 14,5 g (0,11 Mol) 2-Hydroxy-buttersäure- äthylester versetzt. Bei Rückflusstemperatur werden 7,4 g (0,11 Mol) Crotonsäurenitril zugetropft und anschliessend noch 90 Minuten rückflussiert. Das Reaktionsgemisch wird auf 100 ml Wasser gegossen und bei pH 11 2 mal mit je 100 ml Methylenchlorid gewaschen. Die wässerige Phase wird mit konzentrierter Salzsäure auf pH 1 gestellt und 5 mal mit je 100 ml Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt und ergeben so 10,2 g (66%) 2-Aethyl-4-cyano-5-methyltetrahydrofuran-3-on (Diastereomerengemisch) Sdp. 254°C; IR: 2370 (C=N); 1775 (C=0); MS: 153; 138; 125; 68 (100%).
    • b) 6 g des erhaltenen Nitrils werden zusammen mit 3,8 g Borax und 3,2 g Natriumhydroxyd in 40 ml Wasser gelöst und portionenweise mit 17 g Caroat versetzt. Nach 30 Minuten wird mit verdünnter Schwefelsäure (1:1) angesäuert und 4 mal mit je 50 ml Essigester extrahiert. Nach Trocknen und Einengen werden 5,5 g (83%) 2 - Aethyl - 4 - cyano - 4-hydroxy - 5 - methyl - tetrahydrofuran - 3 - on erhalten. IR: 3350 (OH), 2240 schwach (CN), 1780 und 1720 (C=0); NMR (CDCI3): 0,8-2,2 ppm Multiplett, 3,5-4,9 ppm Multiplett, 6,2 Singulett (OH).
    • c) 5 g des erhaltenen Materials werden in 40 ml Wasser gelöst mit 2n Schwefelsäure auf pH 1 gestellt. Nach 4 stündigem Rückflussieren wird abgekühlt und hierauf 5 mal mit je 50 ml Methylenchlorid extrahiert. Die Methylenchloridphasen werden über Natriumsulfat getrocknet und eingeengt und ergeben so 2,6 g (63%) eines Gemisches von 2 - Aethyl-4 - hydroxy - 5 - methyl - 3(2H) - furanon und 5 - Aethyl - 4 - hydroxy - 2 - methyl - 3(2H)-furanon. MS: 142 (100%), 127, 114, 99, 85, 71, 57, 4. IR: 3250 (OH), 1690 (C=0), 1615 stark (C=C).
    Beispiel 5
    • a) Werden in Beispiel 1a) anstelle des Crotonsäurenitrils 89,1 g (1,1 Mol) 2-Pentensäurenitril (hergestellt nach D. Mac Peek et. al., J. Am. Chem. Soc. 81, 680 [1959]) verwendet, erhält man in 54%iger Ausbeute 5-Aethyl - 4 - cyano - 2 - methyl - tetrahydrofuran-3-on. n20 D = 1,4552; IR: 2250 (CN), 1778 (C=0); MS: 153, 125, 96, 82 (100%).
    • b) Das erhaltene Nitril wird gemäss Beispiel 1 b) mit Caroat behandelt und ergibt in 83%iger Ausbeute zähflüssiges 5 - Aethyl - 4 - cyano-4 - hydroxy - 2 - methyltetrahydrofuran - 3 - on. n20 D = 1,4587; IR: 3400 (OH), 2240 (schwach, CN), 1785 (C=0); MS: 142 (M-HCN), 114, 97, 82, 70 (100%).
    • c) Das Cyanhydrin wird gemäss Beispiel 1c) behandelt. Man erhält in 84%iger Ausbeute 5-Aethyl - 4 - hydroxy - 2 - methyl - 3(2H)-furanon. n20 D = 1,5071. Die Verbindung isomerisiert beim Stehenlassen teilweise (siehe Beispiel 4c)).
    Beispiel 6
    • a) Wird in Beispiel 3a) der Milchsäureäthylester durch a - Hydroxy - buttersäure- äthylester und das Acrylonitril durch 2-Pentensäurenitril (hergestellt nach D. Mac Peek et. al., J. Amer. Chem. Soc. 81, 680 [1959]) ersetzt, so erhält man neben wenig dimerem Pentensäurenitril [welches sich aus der basischen Phase abtrennen lässt] in 50%iger Ausbeute 2,5 - Diäthyl - 4 - cyanotetrahydrofuran - 3 - on. n20 D = 1,4538; IR: 2250 (CN); 1775 (C=O). NMR (CDCl3): 3,5-4,6 (M/2 Pr (H2, H5); 3,25 D und 3,08 D/1 Pr (H4); 1,4-2,1 M/4 Pr (2 x CH2); 0,8-1,3 M/6 Pr (2 x CH3); MS: 167 (M+), 139, 82 (100%).
    • b) Das erhaltene Nitril wird analog Beispiel 2b) oxydiert. Man erhält in 79%iger Ausbeute zähflüssiges 2,5-Diäthyl - 4 - cyano - 4-hydroxytetrahydrofuran - 3 - on. n20 D = 1,4588; IR: 3300 (OH) 2240 (schwach, CN), 1782 (C=O); MS: 156 (M-HCN), 97, 82, 70 (100%).
    • c) Das erhaltene Cyanhydrin wird analog Beispiel 3c) gespalten. Man erhält in 75%iger Ausbeute, 2,5-Diäthyl - 4 - hydroxy - 3(2H) - furanon. Sdp. 50-55°C/0,03 mm Hg. Nach Umkristallisation aus Diisopropyläther beträgt der Schmelzpunkt 94-96°C; IR: 3250 (OH), 1690 (C=0), 1620 (C=C); NMR (CDCl3): 7,3 ppm S/1 Pr (OH), 4,37 Tr breit/1 Pr (H2), 2,65 Quart/2 Pr (CH2 an C5), 1,5-2,2 M/2 Pr (CH2 an C2), 0,8-1,4 2 x Tr/6 Pr (2 x CH3); MS: 156 (M+), 141, 99, 71, 58 (100%).
    Beispiel 7
    • a) Wird in Beispiel 3a) Milchsäureäthylester durch a-Hydroxybuttersäureäthylester ersetzt, so erhält man in 68%iger Ausbeute 2 - Aethyl - 4 - cyanotetrahydrofuran - 3 - on. n20 D = 1,4641; IR: 2260 (CN), 1775 (C=O); MS: 139 (M+), 111 (M-CO), 107, 57, 54 (100%).
    • b) Das Nitril wird analog Beispiel 2b) oxydiert. Man erhält in 50%iger Ausbeute 2-Aethyl-4-cyano - 4 - hydroxytetrahydrofuran - 3 - on gelbes Oel. no = 1,4586, IR: 3400 (OH), 2250 (schwach, CN), 1783 (C=O); NMR (CDCl3): 4,70 ppm D/1 Pr (H5), 3,9―4,4 M/2 Pr (H2 und OH), 3,88 D/1 Pr (H5), 1,5-2,2 M/2 Pr (CH2 an C2), 1,05 Tr/3 Pr (CH3).
    • c) Das erhaltene Cyanhydrin wird analog Beispiel 2c) behandelt. Man erhält in 41 %iger Ausbeute 5 - Aethyl - 4 - hydroxy - 3(2H) - furanon. Smp. 47-48°C (aus Diisopropyläther); IR (CHCI3): 3250 (OH), 1710 (C=O), 1620 (C=C); NMR (CDCl3): 6,4 ppm S breit/1 Pr (OH), 4,53 S/2 Pr (H2), 2,69 Quart/2 Pr (CH2 an C5), 1,27 Tr/3 Pr (CH3).

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel
Figure imgb0009
worin die Reste R gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Methyl oder Aethyl bedeuten, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der allgemeinen Formel
Figure imgb0010
worin R obige Bedeutung besitzt, der thermischen oder basenkatalysierten Cyanhydrinspaltung unterwirft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbindung der Formel II durch Oxydation einer Verbindung der allgemeinen Formel
Figure imgb0011
worin R die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzt, gewinnt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Alkalimetall-Caroat als Oxydationsmittel verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verbindung der Formel III durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
Figure imgb0012
mit einer Verbindung der Formel
Figure imgb0013
worin R die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzt und R1 nieder-Alkyl darstellt, gewinnt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung bei erhöhter Temperatur durchführt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass R Methyl darstellt.
7. Verbindungen der allgemeinen Formel
Figure imgb0014
worin die Reste R gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Methyl oder Aethyl darstellten.
8. 2,5 - Dimethyl - 4 - cyano - 4 - hydroxytetrahydrofuran - 3 - on.
9. 4 - Cyano - 4 - hydroxy - 5 - methyltetrahydrofuran - 3 - on.
10. 2 - Aethyl - 4 - cyano - hydroxy - 5-methyl - tetrahydrofuran - 3 - on.
11. 4 - Cyano - 4 - hydroxy - 2 - methyltetrahydrofuran - 3 - on.
12. 5 - Aethyl - 4 - cyano - 4 - hydroxy-2 - methyl - tetrahydrofuran - 3 - on.
13. 2,5 - Diäthyl - 4 - cyano - 4 - hydroxytetrahydrofuran - 3 - on.
14. 2 - Aethyl - 4 - cyano - 4 - hydroxytetrahydrofuran - 3 - on.
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