Способ получения эпоксикетонов Советский патент 1985 года по МПК C07D493/04 

J Изобретение относится к спссобу получения новых соединений эпоксикетонов формулу lO о где R - С;,-С.-алкил; RJ - атом водорода, метил или этил. которые являются промежуточными про дуктами для получения у-пиронов, например мальтола, встречающегося в природе вещества, содержащего в кор молодых лиственных деревьев, сосновых иголках, и циркония, Мальтол и этилмальтол усиливают вкус и аромат многих пищевых продук тов. Кроме того, эти материалы используют как ингредиенты в духах и эссенциях. Целью изобретения является получение новых эпоксикетонов формулы ( используемых в синтезе -j- -пиро.нов, например мальтола. : Пример 1. В трехгорлую круглодонную склянку, оборудованную магнитной мешалкой и рубашкой с дополнительной воронкой, снабженную термометром и конденсатором с сухим льдом, добавляют 22,4 г (0,2 моль) 2-(1-оксиэтил)-фурана, 100 мл метанола и 21,1 г (0,2 моль) карбоната натрия, эту смесь охлаждают до Ос с использованием бани, заполненной льдом с ацетоном. К этому энергично перемешиваемому раствору затем по каплям добавляют холодный () раствор хлора (11,0 мл, 0,24 моль) в метаноле. Добавку хлора регулирую таким образом, чтобы поддерживать температуру ниже 40°С. Это добавление требует около 2 ч. После добавления реакционную смесь переме шивают при температуре ледяной бани в течение 30 мин, а затем выдерживают для нагрева при комнатной темп ратуре. Полученную суспензию отфиль ровывают, метанол удаляют под вакуумом, остаток поглощают бензолом и пропускают через пробку из глинозем в качестве окончательного фильтра. После удаления бензола получают 31,9 г (91%) 5-гидро-2,5-диметокси-2-(1-оксиэтил)-фурана. 02 Этот продукт можно использовать без дополнительной очистки или он может быть перегнан, т.кип. 7678 С/5 мм. Найдено, %: С 55,24, Н 8,04 Вычислено, %: С 55,22; Н 8,11. Пример 2. Методику примера 1 повторяют с фурфуриловым спиртом 5-ОКСИ-2,5-диметокси-2-(оксиметил)-фурана, т.кип, 80-82 С/5 мм. Пример 3. Методику примера 1 повторяют с 2-(1-оксипропил)-фураном до выхода 2,5-диметокси-5-гидро-2-(1-оксипропил)-фурана, т. кип. 102С/10 мм. Найдено, %: С 57,39; Н 8,59. С э 4,0 Вычислено, %: С 57,50; Н 8,58. Пример4. Методику примера 1 повторяют с использованием 2-(1-оксиэтил)-фурана и получают 2,5-дипропокСИ-5-ГИДРО-2(1-оксипропил)-фуран, т. кип. 62-64°С/0,05 мм., Пример 5.В небольшой стеклянный сосуд для электролиза с угольным анодом и никелевым катодом помещают 50 мл метанола, 0,5 мл кондентрированной серной кислоты и 1,12г (0,01 моль) 5-гидро-2,5-диметокси-2-(1-оксиэтил)-фурана и раствор охлаждают до . Затем проводят электролиз, используя прибор стабилизатор напряжения (ПристонсКой корпорации прикладных иссле дований, модель 373, вырабатывающий постоянный ток 0,6 А). После реагирования в течение 3.0 мин реакционную смесь выливают в воду и методом экстракции хлороформом отделяют 2-метил-6-метокси- -пирон. Пример 6.В двухлитровую трехгорлую круглодонную склянку, оборудованную магнитной мешалкой, капельной воронкой и термометром, добавляют 400 мл муравьиной кислоты и 20 мл метанола. К этому раствору добавляют раствор 5-гидро-2,5-диметокси-2-(1-оксиэтил)-фурана 104,4 г (0,6 моль) в 40 мл метанола, Добавление по каплям требует 15 мин. Реакционную смесь выливают в 1 л воды и экстрагируют трижды 500-мйллилитровыми порциями хлороформа. Объединеиные порции отработанного хлороформа промывают водным раствором бикарбоната натрия и соляным раствором. Раствор хлороформа выпаривают 3 до содержания 76 г (89%) сырого 2метил-6-метокси- -пирона в вЩе слабо-коричневого продукта. Сьфой продукт может использоваться как таковой или перегнанным под давлением 2 мм, 50-52 С и 30 мм 82-85 С Общий выход перегнанного продукта 61,6 г (69%). Пример 7, Способ согласно примеру 6 повторяют с использованием 5-гидро-2,5-диметокси-2-(1-оксиэтил)-фурана с образованием 2-метил-6-метокси-/5-пирона. Неперегнанный продукт, полученный по этой методике, совместно с друТим продуктом, полученным с помощью трифторуксусной кислоты вместо муравьиной кислоты, объединяют (35 г и перегоняют с образованием 16,8 г вещества, т. кип. 60-6бС/14 мм (76-81 С/23 мм). Пример 8. Способ согласно Примеру 6 повторяют с использованием 2,5-диметокси-5-гидро-2-(1-оксипропил)-фурана с образованием 6-метокси-/ -пирона, т. кип. .79 80С/14 мм. Выход неперегнанного продукта 86%, общий выход перегнан ного продукта 57%. Пример 9, Способ согласно примеру 6 повторяют с использованием 2 j 5-дипропокси-5-гидро-2-(1-оксипропил)-фурана с образованием 2-этш1-6-метокси-/5-пирона. Вы ход неперегнанного продукта 67% от теории, (CDClj) Sr : 6,75 (Н, дублет дублета); 6,05 (1H,g); 5,25 (1H,g); 4,55 (Ш, KB); 3,9-4,3 (1Н 1,1-1,6 (9Н,м). Пример 10. Методику приме 9 повторяют с использованием трифт уксусной кислоты вместо муравьиной Выход 2-изоприл-6-метокси- -пирона 76%, спектрПМР такой же. Методику примера 8 повторяют с использованием трифторуксусной кис лоты вместо муравьиной. Выход непе регнанного продукта - теоретически Выход перегнанного продукта 37% (температура кипения аналогичная ). Методику примера 6 повторяют с использованием 5% вес/объем лимонной кислоты в среде муравьиной кис лоты вместо муравьиной кислоты. Вы ход неперегнанного продукта 87%; выход согласно данным газо-жидкост ной хроматографии 79%. 404 Методику примера 6 повторяют с использованием трифторуксусной кислоты вместо муравьиной Выход не перегнанного продукта 88%, выход согласно данным газо-жидкостной хроматографии 83%. Пример 11. В трехгорлой круглодонной колбе,, снабженной капельной воронкой, и низкотемпературным термометром и стержнем для перемещения, приготавливают раствор 5,0 г (0,029 моль) 5-гвдро-2,5-диметокси-2-(1-оксиэтил)-фурана в диэтиловом эфире (10 мл), и полученный раствор охлаждают до . К полученному раствору затем по каплям добавляют 1,6 мл концентрированной серной кислоты и черную смесь перемешивают в течение 5 мин при -40С, переливают в воду и 2-метил-6-метокси- -пирон выделяют согласно примеру 7, Выход неперегнанного продукта 3,64 г. (89%), выход согласно данным гаэожидкостной хроматографии 57%. Метод этого примера повторяют с целью превращения 2,5-дипропокси-5-гидро-2-(1-оксипропил)-фурана в 2-изопропил-6-метокси-/з-пиром. Выход неперегнанного продукта 61%, спектр ПМР идентичен указанному. Пример 12. В сухую колбу добавляют 1,05 г (0,0074 моль) 2-метил-6-метокси- -11ирона, растворенного в 20 мл изопропилового спирта, колбу охлаждают до . Затем добавляют 0,5 г (0,0059 моль) бикарбоната натрия и 2,0 мл (0,023 моль) 30%-ной перекиси водорода, реакционной смеси дают возможность перемешиваться при комнатной температуре в течение примерно 2ч. Реакционную смесь выливают в 100 мл воды, воду экстрагируют хлороформом, после чего концентрируют с образованием масла, которое можно перегнать при 70-90°С/3 мм. Аналитический образец очищают методом газовой хроматографии (R R СН.,) . Выход 4,5-зпокси-6-метокси-2-метил-/Ь-пирона 78%. Найдено, %: С 52,90; Н 6,27 С, Н,0, Вычислено, %: С 53,16; Н 6,37. Пример 13. Используют 6-метоксн-||1-пирон с образованием промежуточного продукта 4,5-эпокси-6-метокси-2-метил- з-пирона.

Найдено, %: С 50,09; Н 5,81.

Ч HgO

Вычислено, % С 50,00; Н 5,59.

Пример 14. Способ примера 13 повторяют с использованием 2-этил -6-метокси- -пирона с получением 4,5 -эпокси-2-этил-6-метокси-/9-пирона. Найдено. %: С 55,95; Н .

Се ,204

Вычислено, % С 55,81; Н 7,02.

Пример15. В 75-миллилитровую склянку добавляют 2,84 г (0,02 моль) 2-метш1-6-метокси- -пиро на, 10 мл воды и 10 мл изопропанола. Раствор охлаждают до 0-5С и доводят р11до 7,0-9,0 IN NaOH.Затем по каплям, добавляют 2,1 мл 30%-ной перекиси водорода, а также NaOH для поддержа-. ния постоянного значения рН. Охлаждение необходимо для поддержания ячейки при температуре ниже , После добавления перекиси реакционную смесь перемешивают при в течение примерно 1ч, выпивают в воду и раствор экстрагируют хлороформом. Извлеченный растворитель содержит 2,99 г (94,5%) 4,5-эпокси-2 -метил-6-метокси- -пирона в виде чистого масла. Реакционная температура выше и рН выше 9,5 или ниже 6,5 приводят к снижению выхода целевого продукта.

По существу такие же результаты получают при замене дзопропанола водой.

Пример 16. Раствор 6-метокси- -пирона в 15 мл ацетона перемешивают в контейнере из полиэтилена, погруженном в баню со льдом при -10с. Спустя 2-3 мин при помощи полиэтиленового шприца в холодный () раствор добавляют раствор

фтористоводородной кислоты (3 мл) в 5 мл ацетона. Реакционная смесь вскоре после прибавления приобретает коричневую окраску, реакция заканчивается полностью при (-10 С) спустя 20-30 мин по данным тонкослойной хроматографии. После перемешивания в течение 2 ч температуру

ледяной бани постепенно медленно повышают до 1бС. Реакционную смесь разбавляют 200 мл хлористого метилена, промьшают сначала 100 мл воды, затем 50 мл воды. Объединенные водHbie экстракты промьшают свежей порцией в 50, мл хлористого метилена. Объединенный экстракт в хлористом метилене интенсивно перемешивают с

200 мл воды, доводя рН до значения

7,6 при помощи 0,5 н. раствора гидрата окиси натрия. Органический и водяной слой разделяют и водный слой промывают 50 мл хлористого метилена. Экстракты в хлористом метилене объединяют и сушат над безводным сульфатом натрия, к которому добавляют небольшое количество активизированного древесного угля. Смесь фильтруют и концентрируют до получения желтого масла в KohjwecTBe 7,43 г. Наочищенное желтое масло подвергают разгонке в высоком вакууме при нагревании колбы, содержащей это масло, до 110°С в кольцевой

печи. Разогнанньй продукт собирают в колбу, охлаждаемую при помощи ваты, смоченной смесью сухого льда а ацетоне при -72 С. Вес разогнанного масла, представляющего собой

5-эпокси-6-метокси-2-метил-р-пирона продукт, кристаллизуемого при охлаждении смесью ацетона с сухим льдом, 5,34 г.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПОКСИКЕТОНОВ общей формулы 0 о «г где С -С -алкил; R,j - атом водорода, метил или этил, отличающийся тем, что соединение общей формулы O-C-R, 9 О он где Rj имеет указанные значения, подвергают взаимодействию с раствором хлора или брома в спирте формулы R-iQH где R имеет указанные значения, при температуре 30-40 С в присутствии основания и полученное соединение общей формулы ORi ОН где R и Rj имеют указанные значения подвергают взаимодействию-с органической или неорганической кислотой, выбранной из группы, включающей g муравьиную кислоту, трифторуксусную кислоту, п-толуолсульфокислоту, ме- . СО тансульфокислоту, лимонную, щавелевую, хлоруксусную, серную, СОЛЯНУЮ и фосфорную кислоты, при температуре от до комнатной температуры,и полученное соединение формулы О О5 fl со СП RiO О R2 4: где R и Rj имеют указанные значения, растворяют в воде, изопропаноле или метаноле и подвергают зпоксидированию водным раствором перекиси водо.рода в присутствии основания при температуре от до комнатной температуры.