185687. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gamma-piron-származékok előállítására
185687 2 A találmány 3-hidroxi-gamma-piron-származékok előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik. A találmány tárgy eljárás gamma-piron-származékoknak úgynevezett egyedényes előállítására oly módon, hogy a megfelelő furfuril-alkoholt 4-halogén-dihidro-piránná alakítjuk és ezt a közbenső terméket savas reakciókörülmények között hidrolizáljuk. 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. Makóinak 3-hidroxi-2-(l-piperidil-metil)-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 maitolnak 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 maitól előállítására, amelynél metil-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 3468915. 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 3130204., 3133089., 3140239., 3 159652., 3365469., 3376317., 3468915., 3440183. és a 3446629. számú amerikai szabadalmi leírások ismertfetik. Maitol és etil-maltol különböző élelmiszertermékek zamatát és aromáját növeli. Ezenkívül ezeket a vegyületeket alkalmazzák parfümök és illatszerek illatosító anyagaként is. A 2-alkenil-piromekonsavakról a 3 644635. 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 italokan és illatszerekben. A találmány tárgya eljárás olyan (I) általános képletű 3-hidroxi-gamma-piron-származékok előállítására, melyek képletében — R 1—4 szénatomos alkil-csoport, és — R’” hidrogénatom vagy 1—4 szénatomos alkilcsoport. Az eljárás során egy (III) általános képletű furfurilalkohol-származékot — a (III) általános képletben R és R’” a fenti — vizes oldószerben — 50°C és 50°C közötti hőmérsékleten legalább két egyenértéknyi mennyiségű klórral, brómmal, bróm-kloriddal, hipoklórossawal, hipobrómossavval vagy ezek elegyével reagáltatjuk, és a keletkező (II) általános képletű 4-halogén-dihidro-pirán közbenső vegyületet — a képletben R és R’” a fenti és X klór- vagy brómatom — a hidrolízis teljes befejeződéséig 70—160°C hőmérsékleten, savas, vizes oldatban melegítjük. A hidrolízishez szükséges savat például úgy adjuk a reakcióelegyhez, hogy a (II) általános 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 találmány szerinti eljárás tehát új és egyszerű szintézis (I) általános képletű 3-hidroxi-gamma-pironszármazékok, különösen a maitól (2-metil-3-hidroxi- 4H-piran-4-on) és rokon vegyületek előállítására úgynevezett egyedényes eljárással valamely (III) általános képletű furfuril-alkohol-származékból. Ennek az egyedényes eljárásnak megfelelően a furfuril-alkohol-származékot vizes közegben két egyenértéknyi mennyiségű halogén-tartalmú oxidálószerrel reagáltatjuk, és a reakcióelegyet ezután a közbenső vegyület hidrolizálásáig melegítjük. 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) reakcióvázlat szemlélteti. Lefebvre és munkatársai [J. Med. Chem., 16, 1084 (1973)] bemutatják, hogy a furfuril-alkohol-származékokat közvetlenül át lehet alakítani 6-hidroxi-2H- piran-3(6H)-onokká, ha valamely persav oxidálószert, igy perecetsavat vagy m-klór-perbenzoesavat alkalmazunk. A Lefebvre-eljárás első művelete során valamely persavat használunk szerves oldószerben, amelynek eredményeként vélhetően egy 6-acet-oxivagy 6-m-klór-benzoil-oxi-pirán-származékot kapunk, és ezt a feldolgozás során a 6-hidroxi-vegyületté hidrolizáljuk. Vizet a reakció első lépésében nem használunk, mert káros lehet. Egyes esetekben a Lefebvre és munkatársai által kidolgozott eljárás nem vezet közvetlenül furfuril-alkoholnak gamma-pironná való átalakuláshoz. A találmány szerinti eljárásban közbenső termékekként használt (II) 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 elegyeit 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 gamma-piront állíthatunk elő nagy kitermeléssel. Az egyedényes eljárásnál úgy járunk el, hogy a fur-5 10 15 20 25 30 35 iu ifi 50 55 50 56 2
