185686. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gamma-piron-származékok előállítására
1 185686 2 A találmány 3-hidroxi-gamma-piron-származékok előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik. A maitól (2-metil-3-hidroxi-4H-piran-4-on) természetben előforduló anyag, a fiatal vörösfenyő kérgében, a tűlevelekben és a cikóriában található. Korábban az előállítása a fa roncsolásos desztillációja útján történt. Maitolnak 3-hidroxi-2-(l-piperidil-metiI)-l,4- pironból való szintézisét írja le Spielman és Freifelder a J. Am. Chem. Soc., 69, 2908 (1947) irodalmi helyen. Schenck és Spielman a J. Am. Chem. Soc., 67, 2276 (1945) folyóiratban makóinak sztreptomicinsók lúgos hidrolízise útján történő szintézisét ismerteti. Chawla és McGonigal a J. Org. Chem., 39, 3281 (1974), valamint Lichtenthaler és Heidel, az Angew. Chem., 81 998 (1969) helyeken maitól szintézisét írják le védett szénhidrátszármazékokból. Shono és Matsumura szerzők a Tetrahedron Letters No. 17, 1363 (1976) irodalmi helyen egy ötlépéses eljárást ismertetnek maitol előállítására, amelynél metíl-furfuril-alkoholból indulnak ki. 6-metil-2-etil-3-hidroxi-4H-piran-4-ont, amely a melasz tisztítása során elkülönített aroma komponens, Hiroshi Ito írja le [Agr. Bioi. Chem., 40 (5), 827—832 (1976)]. Ezt a vegyületet a 3.468.915. számú amerikai szabadalmi leírásban ismertetett eljárással előzőleg már szintetizálták. Gamma-pironok, így piromekonsav, maitól, etilmaltol és más, 2-helyettesített 3-hidroxi-gamma-pirinszármazékok szintézisét a 3.130.204., 3.133.089., 3.140.239., 3.159.652., 3.365.469., 3.376.317., 3.468.915., 3.440.183. és a 3.446.629. számú amerikai szabadalmi leírások ismertetik. Maitol és etil-maltol különböző élelmiszertermékek zamatát és aromáját növeli. Ezenkívül ezeket a vegyületeket alkalmazzák parfümök és illatszerek illatosító anyagokként is. A 2-alkenil-piromekonsavakról a 3.644.635. számú, a 2-aril-metil-piromekonsavakról a 3.365.469. számú amerikai szabadalmakban azt olvashatjuk, hogy gátolják a baktériumok és a gombák növekedését, ezenkívül zamat- és aromajavító hatású anyagok élelmiszerekben, továbbá íz- és illatanyagként italokban és illatszerekben. A találmány tárgya eljárás (I) általános képletű 3- hidroxi-gamma-piron-származékok előállítására, amely abban áll, hogy savas, vizes oldatban, 70—160 °C hőmérséklet-tartományban valamilyen (II) általános képletű 6,6’-oxi-bisz[4-halogén-2H-piran-3(6H)on]-származékot a hidrolízis teljes befejeződéséig melegítünk. A képletekben R 1—4 szénatomos alkilcsoport és X klór- vagy brómatom. A hidrolízishez szükséges savat például úgy adjuk a reakcióelegyhez, hogy a (II) átalános képletnek megfelelő közbenső vegyületet a melegítés előtt vizes szervetlen vagy szerves savban oldjuk, vagy más változat szerint a savat a közbenső vegyületek előállítása folyamán in situ fejlesztjük, ahogy ezt később leírjuk. A (II) általános képletű vegyületeket úgy állítjuk elő, hogy valamely (III) általános képletű vegyületet dehidratálunk. A 180.040. számú magyar szabadalmi leírás új és egyszerű szintézist ismertet (VII) általános képletű gamma-piron-származékok, különösen a maitól (2- metil-3-hidroxi-4H-piran-4-on) és rokon vegyületek előállítására, úgynevezett egyedényes eljárással valamely (IV) általános képletű furfuril-alkohol-származékokból. Ennek az egyedényes eljárásnak megfelelően a furfuril-alkoholt vizes közegben két egyenértéknyi mennyiségű halogén-tartalmú oxidálószerrel reagáltatják, és a reakcióelegyet ezután a közbenső vegyület hidrolizálásáig melegítik. Az egyedényes eljárást az A) reakcióvázlaton mutatjuk be, ahol R hidrogénatom, 1—4 szénatomos alkilcsoport, fenil- vagy benzilcsoport, R’” hidrogénatom vagy 1—4 szénatomos alkilcsoport, és XY jelentése Cl2, Br2, CIBr, HOC1, HOBr, vagy ezek elegyei. A reakció teljes lefolyását a B) reakció vázlat szemlélteti. Lefebvre és munkatársai [J. Med. Chem., 16, 1084 (1973)] bemutatják, hogy a furruril-alkohol-származékokat közvetlenül át lehet alakítani 6-hidroxi-2H- piran-3(6H)-onokká, ha valamely persav oxidálószert, így perecetsavat vagy m-klór-perbenzoesavat alkalmaznak. A Lefebvre-eljárás első művelete során valamely persavat használnak szerves oldószerben, amelynek eredményeként vélhetően egy 6-acetoxivagy 6-m-klór-benzoil-oxi-pirán-származékot kapnak, és ezt a feldolgozás során a 6-hidroxi-vegyületté hidrolizálják. Vizet a reakció első lépésében nem használnak, mert káros lehet. Egyes esetekben a Lefebvre és munkatársai által kidolgozott eljárás nem vezet közvetlenül furfuril-alkoholnak gamma-pironná való átalakulásához. A közbenső termékekként használt (III) általános képletű vegyületek előállításánál a víz használatának döntő jelentősége van, mivel a halogén-tartalmú oxidálószert vizes oldatként alkalmazzuk. A furfuril-alkohol tisztán 6-hidroxi-2H-piran-3(6H)-onná oxidálható egy egyenértéknyi mennyiségű halogén-tartalmú oxidálószerrel vízben vagy víz és szerves segédoldószer elegyében. Meglepően tapasztaltuk, hogy a 6- hidroxi-2H-piran-3(6H)-on-származékok gamma-piron-származékokká alakíthatók. Mivel a 6-hidroxi- 2H-piran-3(6H)-on egy aldehid-félacetálnak tekinthető, az volt várható, hogy számos nem-kívánt mellékreakció, így oxidáció vagy aldol-kondenzáció játszódik le. Amennyiben két egyenértéknyi halogén-tartalmú oxidálószert használunk vízben, vagy víz és szerves segédoldószer elegyében, a reakció simán végbemegy és a furfuril-alkohol gamma-pironná alakul. Ennek az új egyedényes eljárásnak az az előnye, hogy olcsó halogén-tartalmú oxidálószert, így klórt, brómot, hipoklórossavat vagy hipobrómossavat, vagy ezek elegyét alkalmazhatjuk. Az előállítani kívánt gamma-piron nagyon egyszerűen elkülöníthető, mivel az oldószer, az oxidálószer és az ásványi sav melléktermék illékony és vákuumban eltávolítható. Ily módon betöményítéssel közvetlenül nyers gamga-piront állíthatunk elő nagy kitermeléssel. Az egyedényes eljárásnál úgy járunk el, hogy a furfuril-alkoholt feloldjuk vízben vagy víz és szerves segédoldószer elegyében. A segédoldószer vízzel elegyedő vagy vízzel nem elegyedő lehet. Ilyen oldószerek az 1—4 szénatomos alkanolok vagy diolok, például a metanol; a 2—10 szénatomos éterek, például a tetrahidro-furán vagy az izopropil-éter; a kis molekulasúlyú ketonok, például az aceton; a kis molekulasúlyú nitrilek, kis molekulasúlyú észterek és a kis molekulasúlyú amidok. Előnyösen alkalmazható segédoldószerek az 1—4 szénatomos alkanolok és a 2—10 szénatomos éterek, ezek közül is elsősorban a metanol, olcsósága miatt. Az oldatot —50°C és 50°C közötti, elő5 40 15 20 25 30 35 40 45 60 55 60 65 2
