专利名称：制备1,4－二烷基－2,3－二醇－1,4－丁二酮的方法
技术领域：
本发明涉及有机合成领域，并且更具体地涉及根据图解(1)，通过由催化剂促进的烷基乙二醛(II)和丙酮醇衍生物(III)的醇醛缩合制备化学式(I)的化合物的方法图解(1)本发明的乙二醛和丙酮醇的醇醛缩合， 其中R1代表直链或支链C1～C5烷基。
背景技术：
下述化学式(I)的化合物可作为起始材料用于具有较复杂骨架的结构化合物，例如4-羟基-2，5-二甲基-3(2H)呋喃酮(已知为Firmenich SA的商标Furaneol)。
多种用于制备化学式(I)的化合物的方法已经被报道，例如Briggs等的J.Chem.Soc.Perkin.Trans.I，1985，795中涉及起始于酒石酸的3，4-二羟基己烷-2，5-二酮的多步骤合成或Bassignani等的J.Org.Chem.，1978，43，4245中涉及通过用有毒的并且昂贵的KClO3/OsO4系统氧化昂贵的2，5-二甲基呋喃合成3，4-二羟基己烷-2，5-二酮。另外曾被报道的合成化合物(I)的方法是通过多种方法促进的乙二醛的还原二聚反应(例如参见EP 368211或Büchi等的J.Org.Chem.，1973，38，123)。
上述的制备方法总体上时间相当长并且昂贵或应用大量的重金属，重金属的应用就意味着终产品的纯化和废物处理的问题。
据我们所知，现有技术中没有给出由直接方法获得化学式(I)化合物的醇醛缩合的报道。
发明内容
为了克服前述问题并且同时提供另外的制备化合物(I)的方法，本发明涉及单一步骤并且具有较好产率的化合物(I)合成的催化方法。
本发明的方法涉及更具体的是烷基乙二醛(II)和丙酮醇衍生物(III)间的醇醛缩合。实际上，现在我们已经惊奇地发现特定类型的催化剂能够促进本发明的反应。
因此，本发明的方法涉及化学式(I)的化合物的制备， 其中R1代表直链或支链C1～C5烷基。
所述方法的特征在于其包括在含水反应介质中化学式(II)的乙二醛和化学式(III)的α-羟基酮在催化剂存在下的醇醛缩合， 其中R1具有与以上所定义的相同的含义，
其中R1具有与以上所定义的相同的含义，催化剂的化学式为FeX3或MX2，其中M为Zn2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+或Ca2+并且X是C1～C7羧酸盐、氟化物或化学式[R2COCHCOR2]-的乙酰丙酮化物的衍生物，R2代表C1～C3烷基或苯基。
根据本发明的特定实施方式，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-羟基-2-丙酮)并且二羟基-二酮(I)是3，4-二羟基己烷-2，5-二酮。
如上所述，该反应在含水反应介质中进行。通过“含水反应介质”这里指一种反应发生于其中的介质，该介质含有百分比为相对于其自身重量的至少10％的水。一般反应介质还含有可与水混溶或不可与水混溶的有机溶剂。总体上，任何在实验条件下无活性的溶剂都是有用的。在本发明的特定实施方式中，这样的溶剂为醚或者酯，例如四氢呋喃(THF)，甲基叔丁醚(MTBE)或乙酸乙酯。
当本发明的方法在含水反应介质中发生时，溶液的pH值对反应过程来说非常重要。在这点上，我们已经发现，为了确保化合物(I)的较高的产率。较有利的是在弱酸或中性介质中实施本发明方法。
根据本发明的实施方式，本方法优选在pH值为3.5～7.0之间，优选4.0～6.5之间的反应介质中进行。
根据本发明的特定实施方式，催化剂为化学式为MX2的催化剂，其中M是Zn2+或Mg2+，并且X是乙酸盐、丙酸盐、氟化物或acac([CH3COCHCOCH3]-)。特别地，作为合适的催化剂的非限制性例子，可以特别列举Zn(乙酸)2，Zn(acac)2，ZnF2或Mg(acac)2。
根据本发明的另一特定实施方式，可以列举催化剂ZnX2，其中X代表C1～C3羧酸盐，例如Zn(乙酸)2。
本发明方法中可以使用的催化剂的量相对于乙二醛通常为0.01～20摩尔％。在本发明方法的优选具体实施方式
中，使用的催化剂的浓度为约0.02～15摩尔％。
在本发明方法中可以使用的丙酮醇衍生物(III)的量相对于乙二醛通常为50～250摩尔％。
可实施本发明方法的温度为0℃～100℃之间，更优选20℃～60℃之间。
现在本发明将通过以下实施例的方式进行更加详细的描述，其中温度用摄氏度表示并且缩写具有本领域的通常含义。
具体实施例方式
实施例1实验步骤将甲基乙二醛40％wt于水中(9g，50mmole)、乙酸锌(0.44g)和羟基丙酮(7.4g)于乙酸乙酯(20mL)中的溶液在38/40°搅拌40h(反应介质的pH值大约4.5)。在反应的结尾(可以通过气相色谱进行检测)，将反应混合物用乙酸乙酯(3×50ml)萃取。将有机相用盐水(1x)洗涤至中性，在硫酸镁上干燥并在真空中浓缩获得6g的粗产物3，4-二羟基己烷-2，5-二酮，将获得的该产物在0.1mbar和120～150°条件下进行球对球蒸馏获得3.8g的两种3，4-二羟基己烷-2，5-二酮异构体的混合物。
获得的该产物具有与Büchi等在J.Org.Chem.，1973，38，123中描述的相同的1H-NMR光谱。
按照以上相同的实验步骤实施本发明的其它几个实验。结果综合于表1中。
表1甲基乙二醛和丙酮醇的醇醛缩合获得苏式和内消旋异构体(2∶1)的3，4-二羟基己烷-2，5-二酮。
m.e.＝摩尔当量；1)相对于甲基乙二醛
权利要求
1.制备化学式(I)的化合物的方法， 其中R1代表直链或支链C1～C5烷基，所述方法的特征在于其包括在含水反应介质中化学式(II)的乙二醛和化学式(III)的α-羟基酮在催化剂存在下的醇醛缩合， 其中R1具有与以上所定义的相同的含义， 其中R1具有与以上所定义的相同的含义，催化剂的化学式为FeX3或MX2，其中M为Zn2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+或Ca2+，并且X是C1～C7羧酸盐、氟化物或化学式为[R2COCHCOR2]-的乙酰丙酮化物的衍生物，R2代表C1～C3烷基或苯基。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于R1代表甲基。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于含水反应介质含有百分比为相对于其自身的重量的至少10％的水。
4.根据权利要求3任意一项所述的方法，其特征在于反应介质的pH值在3.5～7.0之间。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于催化剂的化学式为MX2，其中M是Zn2+或Mg2+，并且X是乙酸盐、丙酸盐、氟化物或[CH3COCHCOCH3]-。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于催化剂是Zn(乙酸)2、Zn(acac)2、ZnF2或Mg(acac)2。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于催化剂是ZnX2，其中X代表C1～C3羧酸盐。
全文摘要
本发明涉及通过烷基乙二醛和α－羟基酮间的催化的醇醛缩合反应制备1，4－二烷基－2，3－二醇－1，4－丁二酮的化合物的方法。
文档编号C07C49/17GK101048359SQ200580037077
公开日2007年10月3日 申请日期2005年10月27日 优先权日2004年11月2日
发明者费迪南德·内夫, 勒内·德科尔藏 申请人:弗门尼舍有限公司