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)明涉及有機合成領(lǐng)域，并且更具體地涉及根據(jù)圖解(1)，通過由催化劑促進(jìn)的烷基乙二醛(II)和丙酮醇衍生物(III)的醇醛縮合制備化學(xué)式(I)的化合物的方法圖解(1)本發(fā)明的乙二醛和丙酮醇的醇醛縮合， 其中R1代表直鏈或支鏈C1～C5烷基。
背景技術(shù)：
下述化學(xué)式(I)的化合物可作為起始材料用于具有較復(fù)雜骨架的結(jié)構(gòu)化合物，例如4-羥基-2，5-二甲基-3(2H)呋喃酮(已知為Firmenich SA的商標(biāo)Furaneol)。
多種用于制備化學(xué)式(I)的化合物的方法已經(jīng)被報道，例如Briggs等的J.Chem.Soc.Perkin.Trans.I，1985，795中涉及起始于酒石酸的3，4-二羥基己烷-2，5-二酮的多步驟合成或Bassignani等的J.Org.Chem.，1978，43，4245中涉及通過用有毒的并且昂貴的KClO3/OsO4系統(tǒng)氧化昂貴的2，5-二甲基呋喃合成3，4-二羥基己烷-2，5-二酮。另外曾被報道的合成化合物(I)的方法是通過多種方法促進(jìn)的乙二醛的還原二聚反應(yīng)(例如參見EP 368211或Büchi等的J.Org.Chem.，1973，38，123)。
上述的制備方法總體上時間相當(dāng)長并且昂貴或應(yīng)用大量的重金屬，重金屬的應(yīng)用就意味著終產(chǎn)品的純化和廢物處理的問題。
據(jù)我們所知，現(xiàn)有技術(shù)中沒有給出由直接方法獲得化學(xué)式(I)化合物的醇醛縮合的報道。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服前述問題并且同時提供另外的制備化合物(I)的方法，本發(fā)明涉及單一步驟并且具有較好產(chǎn)率的化合物(I)合成的催化方法。
本發(fā)明的方法涉及更具體的是烷基乙二醛(II)和丙酮醇衍生物(III)間的醇醛縮合。實際上，現(xiàn)在我們已經(jīng)驚奇地發(fā)現(xiàn)特定類型的催化劑能夠促進(jìn)本發(fā)明的反應(yīng)。
因此，本發(fā)明的方法涉及化學(xué)式(I)的化合物的制備， 其中R1代表直鏈或支鏈C1～C5烷基。
所述方法的特征在于其包括在含水反應(yīng)介質(zhì)中化學(xué)式(II)的乙二醛和化學(xué)式(III)的α-羥基酮在催化劑存在下的醇醛縮合， 其中R1具有與以上所定義的相同的含義，
其中R1具有與以上所定義的相同的含義，催化劑的化學(xué)式為FeX3或MX2，其中M為Zn2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+或Ca2+并且X是C1～C7羧酸鹽、氟化物或化學(xué)式[R2COCHCOR2]-的乙酰丙酮化物的衍生物，R2代表C1～C3烷基或苯基。
根據(jù)本發(fā)明的特定實施方式，R1代表甲基，因此乙二醛(II)是甲基乙二醛，丙酮醇(III)是丙酮醇(即1-羥基-2-丙酮)并且二羥基-二酮(I)是3，4-二羥基己烷-2，5-二酮。
如上所述，該反應(yīng)在含水反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行。通過“含水反應(yīng)介質(zhì)”這里指一種反應(yīng)發(fā)生于其中的介質(zhì)，該介質(zhì)含有百分比為相對于其自身重量的至少10％的水。一般反應(yīng)介質(zhì)還含有可與水混溶或不可與水混溶的有機溶劑?？傮w上，任何在實驗條件下無活性的溶劑都是有用的。在本發(fā)明的特定實施方式中，這樣的溶劑為醚或者酯，例如四氫呋喃(THF)，甲基叔丁醚(MTBE)或乙酸乙酯。
當(dāng)本發(fā)明的方法在含水反應(yīng)介質(zhì)中發(fā)生時，溶液的pH值對反應(yīng)過程來說非常重要。在這點上，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，為了確保化合物(I)的較高的產(chǎn)率。較有利的是在弱酸或中性介質(zhì)中實施本發(fā)明方法。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，本方法優(yōu)選在pH值為3.5～7.0之間，優(yōu)選4.0～6.5之間的反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的特定實施方式，催化劑為化學(xué)式為MX2的催化劑，其中M是Zn2+或Mg2+，并且X是乙酸鹽、丙酸鹽、氟化物或acac([CH3COCHCOCH3]-)。特別地，作為合適的催化劑的非限制性例子，可以特別列舉Zn(乙酸)2，Zn(acac)2，ZnF2或Mg(acac)2。
根據(jù)本發(fā)明的另一特定實施方式，可以列舉催化劑ZnX2，其中X代表C1～C3羧酸鹽，例如Zn(乙酸)2。
本發(fā)明方法中可以使用的催化劑的量相對于乙二醛通常為0.01～20摩爾％。在本發(fā)明方法的優(yōu)選具體實施方式
中，使用的催化劑的濃度為約0.02～15摩爾％。
在本發(fā)明方法中可以使用的丙酮醇衍生物(III)的量相對于乙二醛通常為50～250摩爾％。
可實施本發(fā)明方法的溫度為0℃～100℃之間，更優(yōu)選20℃～60℃之間。
現(xiàn)在本發(fā)明將通過以下實施例的方式進(jìn)行更加詳細(xì)的描述，其中溫度用攝氏度表示并且縮寫具有本領(lǐng)域的通常含義。
具體實施例方式
實施例1實驗步驟將甲基乙二醛40％wt于水中(9g，50mmole)、乙酸鋅(0.44g)和羥基丙酮(7.4g)于乙酸乙酯(20mL)中的溶液在38/40°攪拌40h(反應(yīng)介質(zhì)的pH值大約4.5)。在反應(yīng)的結(jié)尾(可以通過氣相色譜進(jìn)行檢測)，將反應(yīng)混合物用乙酸乙酯(3×50ml)萃取。將有機相用鹽水(1x)洗滌至中性，在硫酸鎂上干燥并在真空中濃縮獲得6g的粗產(chǎn)物3，4-二羥基己烷-2，5-二酮，將獲得的該產(chǎn)物在0.1mbar和120～150°條件下進(jìn)行球?qū)η蛘麴s獲得3.8g的兩種3，4-二羥基己烷-2，5-二酮異構(gòu)體的混合物。
獲得的該產(chǎn)物具有與Büchi等在J.Org.Chem.，1973，38，123中描述的相同的1H-NMR光譜。
按照以上相同的實驗步驟實施本發(fā)明的其它幾個實驗。結(jié)果綜合于表1中。
表1甲基乙二醛和丙酮醇的醇醛縮合獲得蘇式和內(nèi)消旋異構(gòu)體(2∶1)的3，4-二羥基己烷-2，5-二酮。

m.e.＝摩爾當(dāng)量；1)相對于甲基乙二醛
權(quán)利要求
1.制備化學(xué)式(I)的化合物的方法， 其中R1代表直鏈或支鏈C1～C5烷基，所述方法的特征在于其包括在含水反應(yīng)介質(zhì)中化學(xué)式(II)的乙二醛和化學(xué)式(III)的α-羥基酮在催化劑存在下的醇醛縮合， 其中R1具有與以上所定義的相同的含義， 其中R1具有與以上所定義的相同的含義，催化劑的化學(xué)式為FeX3或MX2，其中M為Zn2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+或Ca2+，并且X是C1～C7羧酸鹽、氟化物或化學(xué)式為[R2COCHCOR2]-的乙酰丙酮化物的衍生物，R2代表C1～C3烷基或苯基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于R1代表甲基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于含水反應(yīng)介質(zhì)含有百分比為相對于其自身的重量的至少10％的水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3任意一項所述的方法，其特征在于反應(yīng)介質(zhì)的pH值在3.5～7.0之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的方法，其特征在于催化劑的化學(xué)式為MX2，其中M是Zn2+或Mg2+，并且X是乙酸鹽、丙酸鹽、氟化物或[CH3COCHCOCH3]-。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于催化劑是Zn(乙酸)2、Zn(acac)2、ZnF2或Mg(acac)2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于催化劑是ZnX2，其中X代表C1～C3羧酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過烷基乙二醛和α－羥基酮間的催化的醇醛縮合反應(yīng)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C07C49/17GK101048359SQ200580037077
公開日2007年10月3日 申請日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月2日
發(fā)明者費迪南德·內(nèi)夫, 勒內(nèi)·德科爾藏 申請人:弗門尼舍有限公司