專利名稱：：制備1,4-二烷基-2,3-二醇-1,4-丁二酮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及有機(jī)合成領(lǐng)域，更特別的是涉及一種根據(jù)方案(l)，通過烷基乙二醛(II)和酮醇衍生物(III)之間的羥醛縮合制備通式(I)的化合物的方法，所說的縮合通過特定的酸性條件促進(jìn)方案1:依據(jù)本發(fā)明的乙二醛與酮醇的羥^縮合QOHO、R1,0HAPH水性介質(zhì)+7R10<pH<6(n)則其中Ri代表直鏈或支鏈Ci-Cs烷基
背景技術(shù)：
：如下所宕義的通i(,fl)的化合物可用作起復(fù)雜骨架的化合物，如4-羥基-2,5-二曱基-3(2H)-呋喃酮(被稱為Furaneol,FirmenichSA的商標(biāo))。已經(jīng)報道了各種制備通式(I)的化合物的方法，例如Briggs等人在J.Chem.Soc.Perkin.Trans.I,1985,795中涉及的由酒石酸起始多步合成3,4-二羥基己烷-2,5-二酮、或Bassignani等人在J.Org.Chem.,1978,H,4245中涉及的通過用有毒而昂貴的KC103/Os04體系氧化昂貴的2，5-二曱基呋喃來合成3,4-二羥基己烷-2,5-二酮。另一個報道的合成化合物(I)的方法是通過各種方法促進(jìn)乙二醛的4還原性二聚反應(yīng)(例如參見Biichi等人的J.Org.Chem.,1973,M,123)。F.Naef等人(WO2006/048795)最近又報道了通過烷基乙二醛和酮醇衍生物之間的羥醛縮合的制備方法，所述方法需要特定催化劑的強(qiáng)制存在，如Zn(AcO)2。所報道的方法具有相當(dāng)?shù)偷漠a(chǎn)率和金屬鹽作為催化劑的強(qiáng)制應(yīng)用，以及非常長的反應(yīng)時間的問題。上述制備方法通常非常長和昂貴，或需要重金屬的應(yīng)用，這意味著最終產(chǎn)品的純化問題和廢物處理的問題。而且，通常產(chǎn)率很低。因此，仍舊需要一種制備方法，其更加環(huán)境友好、更直接或快速并提供優(yōu)良的產(chǎn)率。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述問題，以及還能提供制備通式(I)的化合物的可選方法，本發(fā)明涉及目的在于一步合成化合物(I)并具有良好收率的方法。本發(fā)明的方法更具體地涉及烷基乙二醛(II)和酮醇衍生物(III)在酸性條件下的羥醛縮合，不需要金屬鹽的強(qiáng)制存在，這與在先工藝的羥醛方法相反。因此，本發(fā)明的方法涉及通式(I)的化合物的制備，其中每個R1同時或彼此獨(dú)立地代表直鏈或支鏈C!-C5烷基，所述方法在水性反應(yīng)介質(zhì)中，通過通式(n)的乙二醛與通式(ni)的a-羥基酮之間的羥醛縮合進(jìn)4亍，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中R^具有與上述定義相同的含義，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>所述方法的特征在于所述水性反應(yīng)介質(zhì)的pH在06之間，并且所述方法在50。C至回流溫度之間的溫度下進(jìn)行。本發(fā)明的方法不需要金屬催化劑，因此可以在所述化合物不存在下的情況下進(jìn)行。特別的，不需要WO2006/048795中所述的通式FeX3或MX2的催化劑，其中M是Zn2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+或Ca2+,而X是C廣C7羧酸酯、卣化物或通式[R2C0CHC0R2]-的乙酰丙酮化物衍生物，R2代表C廣C3烷基或苯基。依據(jù)本發(fā)明的特別實施方案，所述方法也可以無需任何用量的通式M(X)n的催化劑，其中n是2或3，X如上所定義，而M是過渡金屬或堿土金屬。如上所述，本方法在特定pH范圍的水性反應(yīng)介質(zhì)，例如弱酸性至強(qiáng)酸性介質(zhì)中發(fā)生。依據(jù)本發(fā)明的實施方案，本方法優(yōu)選在pH0~4.6，優(yōu)選0.0~3.0，或甚至0.52.3的反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行?？梢酝ㄟ^在反應(yīng)介質(zhì)中添加酸或堿來設(shè)定pH至期望值，這其中R1具有與上述定義相同的含義，樣，介質(zhì)的pH—旦設(shè)定，在反應(yīng)期間可以在期望的范圍內(nèi)變化。也可以使用酸的混合物?？蛇x的，可以通過使用緩沖液在反應(yīng)的整個過程中控制和保持介質(zhì)的pH。在此提及下述內(nèi)容也是有用的，即由水以及化合物(II)和(III)構(gòu)成的水性反應(yīng)介質(zhì)本身已經(jīng)是酸性的，因而在某些情況下可以不必添加酸來酸化水性反應(yīng)介質(zhì)，而是需要添加堿來提高pH至期望值?？梢允褂萌魏晤愋偷乃?，例如有機(jī)酸、無機(jī)酸或酸性樹脂。所述酸是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員公知的。作為典型實例，可以引用下列酸HC1、H2S04、H3P04、C廣C7磺酸(如MeC6H4S03H、MeS03H、CF3S03H)、C廠C7羧酸(如C6H5COOH、CH3COCOOH、CH3COOH、C2H5COOH)和酸性樹脂，如在曱基丙烯酸基或苯乙烯基基質(zhì)上支持的羧酸或磺酸(如已知的商標(biāo)為Dowex50x8或AmberliteICR50的樹脂)。依據(jù)本發(fā)明的特別實施方案，所述酸是上述羧酸衍生物。作為用于調(diào)節(jié)pH或形成緩沖液的44,通常可以^使用^5咸性氫氧化物，如NaOH或KOH,或堿性碳酸鹽或碳酸氬鹽，如Na2C03或NaHC03。為了清楚起見，"水性反應(yīng)介質(zhì)"在此表示反應(yīng)在其中發(fā)生的介質(zhì)。因此，水性反應(yīng)介質(zhì)包含下述物質(zhì)，或優(yōu)選由下述物質(zhì)組成-水和非強(qiáng)制性選擇的完全可混溶劑，-適當(dāng)量的至少一種酸或堿或其混合物，如緩沖液；-通式(II)和(III)的化合物，和非強(qiáng)制性選擇的通式(I)的化合物。依據(jù)本發(fā)明的特別實施方案，所述水性反應(yīng)介質(zhì)可以包含至少10%的水，優(yōu)選至少15%和甚至更優(yōu)選20%~60%的水，百分?jǐn)?shù)為相對于其自身的重量。上述完全可混溶劑可以以0%100%的量存在，百分?jǐn)?shù)為相對于水的重量。所述溶劑的典型實例為四氫呋喃(THF)，或低級醇，如甲醇、乙醇或丙醇。依據(jù)本發(fā)明的特別實施方案，所有的R1具有相同的含義。依據(jù)另一個實施方案，所有的Ri代表曱基，因此乙二醛(II)是甲基乙二醛，酮醇(III)是丙酮醇(即，l-羥基-2-丙酮)，以及二羥基二酮(I)是3,4-二羥基己烷-2,5-二酮。相對于乙二醛，在本發(fā)明中酮醇衍生物(III)的用量通常為0.520摩爾當(dāng)量。依據(jù)特別實施方案，相對于乙二醛，所述量可以為2~10摩爾當(dāng)量?？梢詫嵤┍景l(fā)明方法的溫度為50°C~120°C,更優(yōu)選65°C~95°C。如果必要，反應(yīng)還可以在加壓下進(jìn)行，以使反應(yīng)在比所述范圍更高的溫度下進(jìn)行。如上所述，通式(I)的化合物可以是用于制備呋喃酮衍生物的有價值的中間體，特別的，當(dāng)R^和R^都是曱基時，用于制備調(diào)味料成分4-羥基-2,5-二曱基-3(2H)-呋喃酮。因此，本發(fā)明的另一個目的是一種制備通式(IV)的呋喃酮的方法，包含下列步驟-依據(jù)本發(fā)明所述的方法制備上文中定義的化合物(I);和-使所述化合物(I)環(huán)合。環(huán)合步驟可以依據(jù)任何本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員已知的方法實施。例如，可以引用一種在li沖液存在下的環(huán)合方法，如Buchi等人的丄Og.C7墮，1973,123或Seli磨等人的US2002/0111500或Briggs等人的丄C/亂Soc.PerkinTrans.1,1985，795。具體實施方式實施例本發(fā)明現(xiàn)將通過下述實施例進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中溫度指攝氏度，縮寫具有本領(lǐng)域內(nèi)的通常含義。實施例1試驗程序在70°C下攪拌43wt。/。曱基乙二醛水溶液(2.00g,11.9mmo1)、羥基丙酮(4.42g,59.7mmol)和乙酸(1.43g,23.8mmol)在水中(0.9ml)的溶液16小時(反應(yīng)介質(zhì)的pH為約2.0)。在反應(yīng)最后，減壓濃縮反應(yīng)混合物，得到2.1g粗3,4-二羥基己烷-2,5-二酮(用GC通過內(nèi)標(biāo)法測定純度為56%)。減壓蒸餾粗3,4-二羥基己烷-2,5-二酮，得到淺黃色固體3，4-二羥基己烷-2,5-二酮(1.56g,純度74%,產(chǎn)率66%)。得到的產(chǎn)品與Biichi等人在J.Org.Chem.，1973,ii,123中所述的'H-NMR光譜一致。按照上述相同的試驗程序，進(jìn)行若干其他依據(jù)本發(fā)明的實驗。在表1中對結(jié)果進(jìn)行概述。表1:曱基乙二醛和酮醇之間的羥醛縮合得到3,4-二羥基己烷-2,5-二酮<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>m.e,摩爾當(dāng)量；l)用于設(shè)定反應(yīng)介質(zhì)的pH的酸或緩沖液，相對于甲基乙二醛的量2)在0.08摩爾當(dāng)量的Zn(acac)2存在下進(jìn)行的對比實施例(依據(jù)WO2006/048795中的實施例1,表1,N°2)3)在0.10摩爾當(dāng)量的Zn(乙酸)2存在下進(jìn)行的對比實施例，使用的酸為AcOH,(依據(jù)WO2006/048795所述的試驗條件)權(quán)利要求1.一種制備通式(I)的化合物的方法，其中每個R1同時或彼此獨(dú)立地代表直鏈或支鏈C1-C5烷基，所述方法在水性反應(yīng)介質(zhì)中，通過通式(II)的乙二醛與通式(III)的α-羥基酮之間的羥醛縮合進(jìn)行，其中R1具有與上述定義相同的含義，其中R1具有與上述定義相同的含義，所述方法的特征在于所述水性反應(yīng)介質(zhì)的pH在0～6之間，并且所述方法在50℃至回流溫度之間的溫度下進(jìn)行；條件是不包括存在通式FeX3或MX2的催化劑的情況，其中M是Zn2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+或Ca2+，而X是C1-C7羧酸酯、鹵化物或通式[R2COCHCOR2]-的乙酰丙酮化物衍生物，R2代表C1-C3烷基或苯基。2.依據(jù)權(quán)利要求1的方法，特征在于無需任何用量的通式M(X)n的催化劑，其中n是2或3，X如權(quán)利要求l所定義，而M是過渡金屬或堿土金屬。其中R^具有與上述定義相同的含義，3.依據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，特征在于所述水性反應(yīng)介質(zhì)的pH為0~4.6。4.依據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項的方法，特征在于所述方法在65°C~95°C的溫度下進(jìn)行。5.依據(jù)權(quán)利要求14中任一項的方法，特征在于所述水性反應(yīng)介質(zhì)的pH包含適當(dāng)量的至少一種酸或堿或其混合物，以調(diào)節(jié)pH。6.依據(jù)權(quán)利要求5的方法，特征在于所述酸為HC1、H2S04、H3P04、C廣C7磺酸(如MeC6H4S03H、MeS03H、CF3S03H)、C廠C羧酸(如C6H5COOH、CH3COCOOH、CH3COOH、C2H5COOH)和羧酸樹脂或磺酸樹脂。7.依據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，特征在于所述堿是堿性氫氧化物或堿性碳酸鹽或碳酸氬鹽。8.依據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項的方法，特征在于每個Ri都代表曱基。9.一種制備通式(IV)的呋喃酮的方法，包含下列步驟-依據(jù)權(quán)利要求1~8中任一項的方法制備權(quán)利要求18中任一項所定義的化合物(I);和-使所述化合物(I)環(huán)合。全文摘要本發(fā)明涉及一種通過烷基乙二醛和α-羥基酮之間的酸性羥醛縮合制備1，4-二烷基-2，3-二醇-1，4-丁二酮的化合物的方法。文檔編號C07C49/17GK101679175SQ200880017178公開日2010年3月24日申請日期2008年4月30日優(yōu)先權(quán)日2007年5月24日發(fā)明者奧利維爾·安德雷申請人:弗門尼舍有限公司