Способ получения сахарных кеталей Советский патент 1988 года по МПК C07H1/00 B01J27/08 

113751422

Изобретение относится к органи- (i() - ( ft ) применяемых в синтезе ческому синтезу, а именно к способу различных Сахаров и их производных: получения сахарных кеталей формул «-«тт л

сНг-OyRi

5 HCf-O R,

К

/о в Л-ЯЛ,

нХ (П нХ (№

Y-f 1 vT 1

X YХД/

формуле (г): ,

-OS/RI -оХв,

сН

5 HCf-

:jCi

10

CH

- V

-0 X

2) X + Y

-0./Bi

+ Y V

/ V

или A + X «.

.

в H

,

A или F-OS/R Z OH, Б H

-oAR,

(i() - ( ft ) применя различных Сахаров и «-«тт л

сНг-OyRi

HCf-O R,

:jCi(111)

V

l

.

, X OH, в H

в H

-oAR,

Изобретение касается производных Сахаров, в частности получения их кеталей (СЖ) общих формул К 0ч в (О X Y /-0 Bi A-W, () 1-Т 1 , X,(ml Ht:-O.RI где в ф-ле /а) X+Y Y -о А -Ov .Р, . А -f X . -Ov .R, . в - Н; и Н. б) Х-ьУ - V ; или LO, Z - ОН; В - Н; -0ч/RI - и в) A+Y - X . S- YX i Z - СНгОН; в ф-ле /г (Z , + Y .,) - - (А, + X,) ./F| ; В К - Н -HC-O RI или СН,ОН; в ф-ле и/ -HC-O R2 и во всех. случаях R ., R - метил или (RI Н) - вдпслогекснлиден, применяемых в синтезе различных соединений в органическом производстве. Дпя расширения ассортимента целевых веществ и упрощения процесса взаимодействия соответствующего сахара, дезоксисахара или сахарного спирта с кетоном - R i R -С О, где R, и R имеют указанные значения, используют другой катализатор - йодистый водород и нагревание до 40-95 С в течение 4-10 ч. Способ обеспечивает выход целевых веществ до 96% и чистоту более 98%. (/ СлЭ d 4 кэ Сл

-Ov /RI

3) A « X Y

Й формуле (fi):

в + Y XZ CH,OH

.

+

Y.

-OyKi

-o,

А.Х.

в формуле ( ж ): -О

пА

Х2.-НС-OV/RL

нс-о R,

причем R R ,j - метил или R 7 циклогексилиден.

Целью изобретения является упро-. щение способа и расвшрение ассортимента целевого продукта.

Поставленная цель достигается путем использования в качестве катализатора йодистого водорода и осуществления процесса при АО-ЭЗ С.

Пример 1. К смеси 100 мл . циклогексанона и 100 мл дихлормета- на добавляют 100 г Д-арабинозы и 175 мг иодистоводородной кислоты, смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемешивании на водяной бане при в течение 6 ч, Во время реакции дефлегмирующий раст воритель сушат над 20 г молекулярных сит ЗА, помещенных между реакционным сосудом и охладительной рубашкой.

-

,

к H, CH,OH в H, CH,OH

40

45

50

55

После завершения реакции добавляют 0,1 мл пиридина, смесь разбавляют 200 мл бензола, промывают 3 мл 5%- ного водного раствора бикарбоната натрия, нл воды и сушат над безводным сульфатом магния. Растворитель и циклогексанон отгоняют при пониженном давлении.

Выход ди-0-циклогексилиден-Д-ара- бинозы 20,67 г.

Т.пл. 73,5 - 75,5°С (перекристаллизация из петролейного эфира).

Элементный анализ.

Вычислено: С 65,78; Н 8,4А.

CpHjj Oy

Найдено: С 65,70; Н 8,50.

Пример 2.К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г Д-ксилозы и 175 мг иодистоводородной кислоты, смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемешивании при в течение 5ч. После завершения реакции добавляют 0,1 мл пиридина и отгоняют ацетон при пониженном давлении Осадок растворяют в 200 мл

313

бензола,раствор промывают 3 мл 5%-но го водного раствора бикарбоната натрия и 2x5 мл воды, сушат над безводным сульфатом магния. Бензол отгоняют при пониженном давлении и осадок дополнительно дистиллируют при пониженном давлении.

Выход 1,2:3,5-ди-о-изопропилиден- о(-Д-ксш1офуранозы 12,8 г (83,6%)

Т. кип. 94-97 С (3 мм рт.ст.)

Элементный анализ:

Вычислено: С 57,57; Н 7,88.

С,,Н,.Оу

Найдено: С 57,33; Н 7,60.

Пример 3. К смеси 150 мл циклогексанона и 120 мл дихлорметана добавляют 10,0 г Д-ксилозы и 175 мг иодистоводородной кислоты, смесь нагревают в сосуде с обратным хрлодиль НИКОМ при перемешивании при 65° С в течение 8ч. Реакционную смесь разбавляют 200 мл бензола, промывают 3 мл 5%-ного раствора бикарбоната натрия и 2):5 мл воды и сушат над безводным сульфатом магния. Растворитель и циклогексанон отгоняют при пониженном давлении.

Выход 1,2:3,5-ди-0-циклoгeкcил- идeн-t -Д-кcшIoфypaнoзвI 19,8 г (96%).

Т.пл. 104,5-105,5°С (перекристаллизация из петролейного эфира).

Вычислено: С 65,78; Н 8,44.

с„н„о,.

Найдено; С 66,14; Н 8,47.

Пример 4. К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г Д-рибозы и 175 мл иодистоводородной кислоты (57%), смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемешивании при в течение 6 ч. После завершения реакции добавляют раствор бикарбонат натрия, ацетон отгоняют при пониженном давлении и остаток растворяют в 200 мл бензола, промывают 3 мл 5%-ного водного раствора бикарбоната натрия и мл воды, сушат над безводным сульфатом магния. Бензол отгоняют при пониженном давлении и остаток перегоняют при пониженном давлении.

Выход 2,3-0-изопропилиден-Д-рибо- фуранозы 3,84 г (30%)

Т. кип. 108-1 (0,04 мм рт.ст.

Вычислено: С 50,52; Н 7,42.

с,н,о,

Найдено: С 50,49; Н 7,40. Пример5. К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г Д-глюкозы и 100 мг

о 5

Q

5

0

5

0

5

йодистого водорода, смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемешивании при в течение 8 ч. После завершения реакции добавляют 0,1 мл пиридина. Ацетон отгоняют при пониженном давлении и остаток растворяют в 200 мл бензола, промывают 3 мл 5%-ного водного раствора би- Iкарбоната натрия, мл воды и сушат над безводным сульфатом магния. Бензол отгоняют при пониженном давлении..

Выход 1,2:5,6-ди-О-изопропилиден- /-Д-глюкофуранозы 11 ,5 г (80,0%).

Т.пл. 107-109°С после перекристаллизации из смеси хлороформ - гаксан (1:2).

Вычислено: С 55,37; Н 7,75,

Ci.H,,0,

Найдено: С 55,74; Н 7,81.

Пример 6. К смеси 150 мл : циклогексанона и 120 мл дихлорметана добавляют 10,0 г Д-глюкозы и 175 мг иодистоводородной кислоты (57%), смесь нагревают-в сосуде с обратньм холодильником при перемешивании при 65°С в течение 8ч. Реакционную смесь разбавляют 200 мл хлороформа, промывают 3 мл 5%-ного водного раствора бикарбоната натрия, мл воды и сушат над безводт.1М сульфатом магния. Растворитель и циклогексанон отгоняют при пониженном давлении и остаток перекристаллизовывают из лигроина.

Выход э 6-ди-О-циклогекснл- иден- /-Д-глюкофуранозы 11,2 г (77,8%).

Т. пл. ПЗ-Пб С.

Вычислено: С 63,51; Н 8,29.

CnHjeO,

Найдено: С 63,27; Н 8,34.

Пример 7. К 200 мл ацетона добавляют. 10,0 г Д-галактозы и 175 г иодистоводородной .кислоты (57%), смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемешивании при в течение 8ч. После завершения реакции добавляют 0,1 мл пиридина, Ацетон отгоняют при пониженном давлении и остаток растворяют в 200 мл бензола, пpo ялвaют 3 мл 5%-н6го водного раствора бикарбоната натрия, 2х х5 мл воды,сушат над безводным сульфатом магния. Бензол отгоняют и остаток перегоняют при пониженном давлении.

Выход 1,2:3,4-ди-О-изопропилиден- о -Д-галактопиранозы 8,5 г (59%).

Т, кип. 129-133°С (0,2 мм рт.ст.)

Вычислено: С 55,37; Н 7,75.

с„н,.о,

Найдено: С 55,01; Н 7,80. Пример 8. К 200 мл ацетона

добавляют 10,0 г Д-маннозы и 100 мг йодистого водорода, смесь нагревают сосуде с обратным холодильником при перемешивании в водяной бане при 60° в течение 5 ч. После завершения реак ции добавляют 0,1 мл пиридина. Ацетон отгоняют при пониженном давлении и остаток растворяют в 200 мл бензола, промывают 3 мл 5%-ного водного раствора бикарбоната натрия, мл воды, сушат над безводным сульфатом магния. Бензол отгоняют при пониженном давлении.

Вькод 2,3:5,6-ди-О-изопропштиден- /-Д-маннофуранозы 11,5 г (80%).

После перекристаллизации из петро лейного эфира т. пл. 122-123°С.

Вычислено: С 55,37; Н 7,75.

C.jH.O,

Найдено: С 55,41; Н 7,78.

Пример 9. К смеси 150 мл . циклогексанона и 120 мл дихлорметана добавляют 10,0 г Д-маннозы и 175 мг иодистоводородной кислоты (57%), смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемешивании при в течение 8 ч. Реакционную смес разбавляют 200 мл бензола, промывают 3 мл 5%-ного водного раствора бикарбоната натрия, мл воды и сушат над безводным сульфатом магния. Растворитель и циклогексанон отгоняют при пониженном давлении.

Выход 2,3:5,6-ди-0-циклогексил- иден-й -Д-маннофуранозы 11,9 г (82,6% После перекристаллизации из цикло- гексана т.пл, 122-Г2 4 С.

Вычислено: С 63,51; Н 8,29.

С jgH

Найдено: С 63,17; Н 8,32.

Пример 10. К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г Д-фруктозы и 175 мг иодистоводородной кислоты (57%) и смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемешивании при в течение 6 ч. Во время этой реакции дефлегмирующий растворитель сушат 20 г молекулярных сит ЗА, вставленных между реакционным сосудо и охлаждающей рубашкой. После завершения реакции добавляют 0,1 мл пири- дина. Ацетон отгоняют при пониженном давлении и остаток растворяют в 200 мл бензола. Раствор бензола про

26

мьшают 3 мл 5%-ного водного раствора бикарбоната натрия и 2x5 мл воды и сушат над безводным сульфатом магния. Бензол отгоняют при пониженном давлении с получением 10,7г (74,3%) 2,3:4,5-ди-О-изопропилиден-о -Д-фрук- топиранозы. После перекристаллизации из н-гексана т.пл. 96-98 С. Вычислено: С 55,37; Н 7,75.

о

0

5

0

Q

5

с«н,,о,

Найдено: С 55,61; Н 7,77.

Пример 1 1 .К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г L-сорбозыи 223 мг иодистоводородной кислоты,смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемешивании при в течение 6 ч. После завершения реакции добавляют 0,1 мл пиридина. Ацетон отгоняют,при пониженном давлении и остаток растворяют в 200 мл бензола. Раствор бензола промывают 3 мл 5%-ного водного раствора бикарбоната натрия, мл воды, . суиат над безводным сульфатом магния. Бензол отгоняют при пониженном давлении.

Выход 2,3:4,6-ди-0-изопропилиден- L-сорбофуранозы 12,13 г (84,0%).

Т.пл. 77-78 С (перекристаллизация из петролейного эфира).

Вычислено: С 55,37; Н 7,75.

с,-н,„о

Найдено: М 55,40; Н 7,80.

Пример 12. К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г L-сорбозы и 127 мг иода, смесь нагревают в сосуде с об-. ратным холодильником при перемешивании при в течение 6ч. Реакционную смесь затем подвергают последующей обработке аналогично описанной в примере 10.

Выход 2,3:4,6-ди-О-изопропилиден- L-сорбофуранозы 11,15 г (77,2%), чистота , 98,5%.

Пример 13. К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г L-сорбозы и 81,5 мг монохлорида иода, смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемешивании при 60°С в течение 6ч. Реакционную смесь затем подвергают последующей обработке, описанной в примере 10.

Выход 2,3:4,6-ди-0-изопропилиден- L-сорбофуранозы 10,9 г (75,8%), чистота 97%о

Пример 14. К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г L-сорбозы и 234 мг трихлорида иода, смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при

71

перемешивании при в течение 4 ч Реакционную смесь затем подвергают последующей обработке, описанной в примере 10.

Выход 2,3;4,6-ди-0-изопропилиден- L-сорбофуранозы 9,85 г (68,2%), чистота 98%.

Пример 15. К 200 мл ацетона добавляют 10,9 г L-сорбозы и 225 мг N-иодсукцинимида, смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемешивании при в течение 6ч. Реакционную смесь затем подвергают последующей обработке, описанно в примере 10.

Выход 2,3:4,6-ди-О-изопропилиден- L-сорбофуранозы 8,43 г (58,4%), чистота 97%.

Пример 16. К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г L-сорбозы, 166 мг иода калия и 152 мг концентрированно серной кислоты, смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемещивании при 60°С в течение 4 ч Реакционную смесь затем подвергают последующей обработке, описанной в примере 10.

Выхой 2,3:4,6-ди-о-изопропш1иден- L-сорбофуранозы 6,79 г (47,0%), чистота 96%.

Пример 17. К смеси 150 мл циклогексанона и 120 мл дихлорметана добавляют 10,0 г L-сорбозы и 175 мг иодистоводородной кислоты (57%), смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при 65°С в течение , 8ч. Реакционную смесь разбавляют 200 мл бензола, промывают 3 мл 5%- ного водного раствора бикарбоната натрия, 2x5 мл воды и сушат над безводным сульфатом магния. Растворитель и тщклогексанон отгоняют при пониженном давлении.

Выход 2,3:4,6-ди-0-циклогексил- идeн-L-copбoфypaнoзы 8,4 г (44,4%). После перекристаллизации из петролей ного эфира т.пл. 118-119°С.

Вычислено: С 63,51; Н 9,29.

C,

Найдено: С 63,72; Н 8,24.

Пример 18.К смеси 150 мл циклогексанона и 120 мл дихлорметана добавляют 10,0 г L-сорбозы и 254 мг иода, смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при пере мешивании при 65°С в течение 8ч, Реакционную смесь разбавляют 200 мл бензола, промывают 3 мл 5%-ного вод

j

0 5

-

5

0

5

428

ного раствора бикарбоната натрия, 2x5 мл воды и сушат над безводным сульфатом магния. Растворитель и цик- логексанон отгоняют при пониженном давлении.

Выход 2,3:4,6-ди-0-циклогексил-, идeн-L-copбoфypaнoзы 12,3 г (65%). После перекристаллизации из петролей- ного эфира Т.пл. 118-119 С.

Вычислено: С 63,51; Н 8,29.

,gO

Найдено: С 63,76; Н 8,38.

Пример 19. К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г Д-маннитола и 175 мл иодистоводородной кислоты (57%), смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемети- вании в водяной бане при в течение 5ч. После- завершения реакции добавляют 0,1 мл пиридина. Ацетон отгоняют при пониженном давлении и остаток растворяют в 200 мл хлороформа. Раствор промывают 3 мл 5%-ного водного раствора бикарбоната натрия и водой и сушат над безводным сульфатом магния. Хлороформ отгоняют при пониженном давлении.

Выход 1,2:3,4:5,6-три-О-изопро- пилиден-Д-маннитола 15,О г (90%). После перекристаллизации из 70% нола т.пл. 68,5-70,5 С.

Вычислено: С 59,58; Н 8,67.

75-

Найдено: С 59,77; Н 8,58.

Пример 20. К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г L-сорбозы и 57 мг двухфосфорного тетраиодида, смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемешивании при 60°С в течение 4 ч. Реакционную смесь за тем подвергают последующей обработке, описанной в цримере 10.

Выход 2,3:4,6-ди-0-изопропилиден- L-сорбофуранозы 8,60 г (59,5%), чистота }, 90%.

Пример 21.К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г L-сорбозы, 90 мг иодистоводородной кислоты (57%) и 50,8 мг иода, смесь нагревают в сосуде с обратным холодильником при перемешивании при в течение 8 ч. Реакционную смесь затем подвергают последующей обработке, описанной в примере 10.

Выход 2,3:4,6-ди-0-изопропилиден- L-сорбофуранозы 12,07 г (83,6%), чистота 98%..

Пример 22, К 200 мл ацетона обавляют 10,0 г L-сорбозы, 127 мг иода и 110 мг водного раствора фос- , форноватистой .кислоты (около 30%), смесь нагревают в сосуде с обратным олодильником при перемешивании при в течение 6 ч. Реакционную смесь затем подвергают последующей обработке, описанной в примере 10. JQ

Выход 2,3:А,6-ди-О-изопропилидён- L-сорбофуранозы 11,56 г (80%), чистота 98%.

Пример 23. 600 мл циклогек- сана, 30,0 г D-фруктозы и 270 мг 15 иода помещают в круглодонную колбу, снабженную капельной воронкой и дефлегматором. Смесь нагревают в масляной бане при 85-95°С в течение 9 ч. Реакцию проводят при перемешивании 20 при пониженном давлении 55-60 мм, рт. ст. и непрерывном подливании в колбу циклогексана (содержание воды 150 ч на млн) со скоростью примерно 300 мл/ч.25

С другой стороны осуществл1пот от гонку циклогексана (температура кипения при этом давлении 78-82 С) со скоростью примерно 300 мл/ч для того, чтобы поддерживать количество цикло- JQ гексана, находящегося в системе, где протекает реакция, на постоянном уровне. .

После завершения реакции к смеси добавляют 3 мл водного раствора гидрата окиси натрия (20%), отгоняют растворитель и циклогексан при пониженном давлении. Остаток экстрагируют 1 л бензола и полученный раствор промывают водой и высушивают над . безводным сульфатом натрия. После отгонки растворителя при пониженном. . давлении фильтруют продукт, промывают его п-гексаном, содержащим нёболь шое количество эфира, и высушивают. Выход 2,3:4,5-ди-0-циклогексил- иден-/)-В-фруктопиранозы 46,1 г (81,3%). После перекристаллизации из п-ци :логексана т.пл, 142,5-145°С. ИК-спектры (призма КВг), ; 3450; ЯМ (df - DMSO):1,1-1,8 (широкий пик, 20Н); 3,2-4,3 (т, 7Н); 5,05 (d, 1Н).

Рассчитано: С 63,51; Н 8,29.

. , Получено; С 63,89; Н 8,40. «

П р и м е р 24, 1 л ацетона, . 50,0 г сорбозы и 1,45 г йодистой кислоты (57%) помещают в колбу

35

45

50

Q

5 0 5

Q

5

5

0

снабженную капельной воронкой и дефлегматором. Смесь нагревают на врдя- ной бане при 42 - в течение 10ч. Реакцию ведут при перемешивании при понижениом давлении (400 мм рт.ст.), причем в колбу непрерывно заливают высушенный ацетон (содержание воды 4il50 ч на млн) со скоростью примерно 500 мл/мин.

С другой стороны осуществляют отгонку ацетона (т.кип. при этом давлении 40 - 42 С) со скоростью примерно 500 мл/ч для того, чтобы обеспечить постоянное количество ацетона в системе, где происходит реакция.

После окончания реакции в смесь добавляют 5 мл водного раствора гидрата окиси натрия, отгоняют ацетон при пониженном давлении. Остаток экстрагируют 800 мл бензола, полученный раствор промывают водным раствором бикарбоната натрия, водой и высушивают над безводным сульфатом натрия. Бензол отгоняют при пониженном давлении. Выход 2,3:4,6-ди-О-изо- пропилиден-1)-сорбофуранозы 63,9 г (88,5%).

-П-р и м е р 25. К смешанному раствору, состоящему из 100 мл цик- логексанона и 100 мл дихлорметана добавляют 10,0 г Д-фруктозы и 76,2 мг йода и полученную смесь нагревают с обратным холодильником при перемешивании на водяной бане, имеющей температуру 68°С, в течение 7ч. В ходе реакции дефлегмированный растворитель сушат на 20 г молекулярных сит ЗА, расположенных между реакционным сосудом и холодильником. После завершения реакции к реакционной смеси добавляют небольшое количество пиридина и растворитель отгоняют при пониженном давлении. Остаток растворяют в 200 мл бензола и бензольный раствор промывают водой, сушат (Na,) и растворитель вымораживают при пониженном давлении до отверждения. Твердое вещество выделяют фильтрацией, промывают н-гексаном, содержащим небольшое количество эфира, и сушат с образованием 13,75 г (72,8%) 2,3:4,5-ди-О-циклогексилиден- р-Д-фруктопиранозы.

Т.пл. 142,5-145 С (перекристаллизация из н-гексана).

Вычислено, %: С 63,51; Н 8,29.

С i И бО 6

Найдено, %: С 63,70; Н 8,33.

Пример 26. К 200 мл ацетона добавляют 10,0 г L-рамнозы и 203,2 м йода, смесь нагревают с обратным холодильником при перемешивании на водяной бане, имеющей температуру 60°С, в течение 8ч, В ходе реакции дефлегмированный растворитель сушат на 20 г молекулярных сит ЗА, размещенных между реакционным сосудом и охлаждающей рубашкой. После завершения реакции добавляют небольшое количество пиридина.. Затем ацетон отгоняют, при пониженном давлении и остаток растворяют в бензоле. Полученный раствор промывают водой и

/Ov В/-4 1 ,

ЧН liX (I) нХ («

N-f ZV-f Zi

i YXi YI

X Y

в формуле i

1) Z + Y

-OyE, -Л,

или

2) X + Y

-OyBi

-A,

Z - OH

-0ч /R

3) A + X у ч + Y Z - -CH.OH

, -oAp

в формуле §

Z..Y,,

в формуле ж

X2-HC-Ov.Rl

НС-0

R

причем R , i - метил или R + R 7 - циклогексилиден, путем взаимодействия55 сахара, дезоксисахара или сахарного спирта с числом атомов углерода 5 или 6 с кетоном формулы /V

5

сушат над . Бензол отгоняют и остаток выделяют и очищают методом хроматографии на силикагеле с образованием 7,85 г (63,1%) 2,3-0-изопро- пилиден-а-Ъ-рамноды, После перекристаллизации из петролейного эфира продукт плавится при 87-88°С,

Вычислено: С 52,93; Н 7,90,

С,Н,,0,

Найдено: С 52,95; Н 7,88,

Формула изобретения

Способ получения сахарных кеталей формул

0

CHr

I

r

-OS/RI ,

1

(IH)

OH, в - H

H

,

в - H

X-0ч/RI

V .к - H, B,- H

HI

50

-

RC

где R, и R имеют указанные значения, в присутствии катализатора в течение 4-10 ч, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и расширения ассортимента целевого продукта, В качестве катализатора используют йодистый водород и процесс осуществляют при 40-95 С.