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，更特别的是涉及一种根据方案(l)，通过烷基乙二醛(II)和酮醇衍生物(III)之间的羟醛缩合制备通式(I)的化合物的方法，所说的缩合通过特定的酸性条件促进方案1:依据本发明的乙二醛与酮醇的羟^缩合QOHO、R1,0HAPH水性介质+7R10<pH<6(n)则其中Ri代表直链或支链Ci-Cs烷基
背景技术：
：如下所宕义的通i(,fl)的化合物可用作起复杂骨架的化合物，如4-羟基-2,5-二曱基-3(2H)-呋喃酮(被称为Furaneol,FirmenichSA的商标)。已经报道了各种制备通式(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3,4-二羟基己烷-2,5-二酮、或Bassignani等人在J.Org.Chem.,1978,H,4245中涉及的通过用有毒而昂贵的KC103/Os04体系氧化昂贵的2，5-二曱基呋喃来合成3,4-二羟基己烷-2,5-二酮。另一个报道的合成化合物(I)的方法是通过各种方法促进乙二醛的4还原性二聚反应(例如参见Biichi等人的J.Org.Chem.,1973,M,123)。F.Naef等人(WO2006/048795)最近又报道了通过烷基乙二醛和酮醇衍生物之间的羟醛缩合的制备方法，所述方法需要特定催化剂的强制存在，如Zn(AcO)2。所报道的方法具有相当低的产率和金属盐作为催化剂的强制应用，以及非常长的反应时间的问题。上述制备方法通常非常长和昂贵，或需要重金属的应用，这意味着最终产品的纯化问题和废物处理的问题。而且，通常产率很低。因此，仍旧需要一种制备方法，其更加环境友好、更直接或快速并提供优良的产率。
发明内容为了克服上述问题，以及还能提供制备通式(I)的化合物的可选方法，本发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。本发明的方法更具体地涉及烷基乙二醛(II)和酮醇衍生物(III)在酸性条件下的羟醛缩合，不需要金属盐的强制存在，这与在先工艺的羟醛方法相反。因此，本发明的方法涉及通式(I)的化合物的制备，其中每个R1同时或彼此独立地代表直链或支链C!-C5烷基，所述方法在水性反应介质中，通过通式(n)的乙二醛与通式(ni)的a-羟基酮之间的羟醛缩合进4亍，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中R^具有与上述定义相同的含义，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>所述方法的特征在于所述水性反应介质的pH在06之间，并且所述方法在50。C至回流温度之间的温度下进行。本发明的方法不需要金属催化剂，因此可以在所述化合物不存在下的情况下进行。特别的，不需要WO2006/048795中所述的通式FeX3或MX2的催化剂，其中M是Zn2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+或Ca2+,而X是C广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广C3烷基或苯基。依据本发明的特别实施方案，所述方法也可以无需任何用量的通式M(X)n的催化剂，其中n是2或3，X如上所定义，而M是过渡金属或碱土金属。如上所述，本方法在特定pH范围的水性反应介质，例如弱酸性至强酸性介质中发生。依据本发明的实施方案，本方法优选在pH0~4.6，优选0.0~3.0，或甚至0.52.3的反应介质中进行。可以通过在反应介质中添加酸或碱来设定pH至期望值，这其中R1具有与上述定义相同的含义，样，介质的pH—旦设定，在反应期间可以在期望的范围内变化。也可以使用酸的混合物。可选的，可以通过使用緩冲液在反应的整个过程中控制和保持介质的pH。在此提及下述内容也是有用的，即由水以及化合物(II)和(III)构成的水性反应介质本身已经是酸性的，因而在某些情况下可以不必添加酸来酸化水性反应介质，而是需要添加碱来提高pH至期望值。可以使用任何类型的酸，例如有机酸、无机酸或酸性树脂。所述酸是本领域内的技术人员公知的。作为典型实例，可以引用下列酸HC1、H2S04、H3P04、C广C7磺酸(如MeC6H4S03H、MeS03H、CF3S03H)、C厂C7羧酸(如C6H5COOH、CH3COCOOH、CH3COOH、C2H5COOH)和酸性树脂，如在曱基丙烯酸基或苯乙烯基基质上支持的羧酸或磺酸(如已知的商标为Dowex50x8或AmberliteICR50的树脂)。依据本发明的特别实施方案，所述酸是上述羧酸衍生物。作为用于调节pH或形成緩冲液的44,通常可以^使用^5咸性氢氧化物，如NaOH或KOH,或碱性碳酸盐或碳酸氬盐，如Na2C03或NaHC03。为了清楚起见，"水性反应介质"在此表示反应在其中发生的介质。因此，水性反应介质包含下述物质，或优选由下述物质组成-水和非强制性选择的完全可混溶剂，-适当量的至少一种酸或碱或其混合物，如緩冲液；-通式(II)和(III)的化合物，和非强制性选择的通式(I)的化合物。依据本发明的特别实施方案，所述水性反应介质可以包含至少10%的水，优选至少15%和甚至更优选20%~60%的水，百分数为相对于其自身的重量。上述完全可混溶剂可以以0%100%的量存在，百分数为相对于水的重量。所述溶剂的典型实例为四氢呋喃(THF)，或低级醇，如甲醇、乙醇或丙醇。依据本发明的特别实施方案，所有的R1具有相同的含义。依据另一个实施方案，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-羟基-2-丙酮)，以及二羟基二酮(I)是3,4-二羟基己烷-2,5-二酮。相对于乙二醛，在本发明中酮醇衍生物(III)的用量通常为0.520摩尔当量。依据特别实施方案，相对于乙二醛，所述量可以为2~10摩尔当量。可以实施本发明方法的温度为50°C~120°C,更优选65°C~95°C。如果必要，反应还可以在加压下进行，以使反应在比所述范围更高的温度下进行。如上所述，通式(I)的化合物可以是用于制备呋喃酮衍生物的有价值的中间体，特别的，当R^和R^都是曱基时，用于制备调味料成分4-羟基-2,5-二曱基-3(2H)-呋喃酮。因此，本发明的另一个目的是一种制备通式(IV)的呋喃酮的方法，包含下列步骤-依据本发明所述的方法制备上文中定义的化合物(I);和-使所述化合物(I)环合。环合步骤可以依据任何本领域内的技术人员已知的方法实施。例如，可以引用一种在li冲液存在下的环合方法，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。具体实施方式实施例本发明现将通过下述实施例进一步详细说明，其中温度指摄氏度，缩写具有本领域内的通常含义。实施例1试验程序在70°C下搅拌43wt。/。曱基乙二醛水溶液(2.00g,11.9mmo1)、羟基丙酮(4.42g,59.7mmol)和乙酸(1.43g,23.8mmol)在水中(0.9ml)的溶液16小时(反应介质的pH为约2.0)。在反应最后，减压浓缩反应混合物，得到2.1g粗3,4-二羟基己烷-2,5-二酮(用GC通过内标法测定纯度为56%)。减压蒸馏粗3,4-二羟基己烷-2,5-二酮，得到浅黄色固体3，4-二羟基己烷-2,5-二酮(1.56g,纯度74%,产率66%)。得到的产品与Biichi等人在J.Org.Chem.，1973,ii,123中所述的'H-NMR光谱一致。按照上述相同的试验程序，进行若干其他依据本发明的实验。在表1中对结果进行概述。表1:曱基乙二醛和酮醇之间的羟醛缩合得到3,4-二羟基己烷-2,5-二酮<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>m.e,摩尔当量；l)用于设定反应介质的pH的酸或緩冲液，相对于甲基乙二醛的量2)在0.08摩尔当量的Zn(acac)2存在下进行的对比实施例(依据WO2006/048795中的实施例1,表1,N°2)3)在0.10摩尔当量的Zn(乙酸)2存在下进行的对比实施例，使用的酸为AcOH,(依据WO2006/048795所述的试验条件)权利要求1.一种制备通式(I)的化合物的方法，其中每个R1同时或彼此独立地代表直链或支链C1-C5烷基，所述方法在水性反应介质中，通过通式(II)的乙二醛与通式(III)的α-羟基酮之间的羟醛缩合进行，其中R1具有与上述定义相同的含义，其中R1具有与上述定义相同的含义，所述方法的特征在于所述水性反应介质的pH在0～6之间，并且所述方法在50℃至回流温度之间的温度下进行；条件是不包括存在通式FeX3或MX2的催化剂的情况，其中M是Zn2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+或Ca2+，而X是C1-C7羧酸酯、卤化物或通式[R2COCHCOR2]-的乙酰丙酮化物衍生物，R2代表C1-C3烷基或苯基。2.依据权利要求1的方法，特征在于无需任何用量的通式M(X)n的催化剂，其中n是2或3，X如权利要求l所定义，而M是过渡金属或碱土金属。其中R^具有与上述定义相同的含义，3.依据权利要求1或2的方法，特征在于所述水性反应介质的pH为0~4.6。4.依据权利要求1~4中任一项的方法，特征在于所述方法在65°C~95°C的温度下进行。5.依据权利要求14中任一项的方法，特征在于所述水性反应介质的pH包含适当量的至少一种酸或碱或其混合物，以调节pH。6.依据权利要求5的方法，特征在于所述酸为HC1、H2S04、H3P04、C广C7磺酸(如MeC6H4S03H、MeS03H、CF3S03H)、C厂C羧酸(如C6H5COOH、CH3COCOOH、CH3COOH、C2H5COOH)和羧酸树脂或磺酸树脂。7.依据权利要求5或6的方法，特征在于所述碱是碱性氢氧化物或碱性碳酸盐或碳酸氬盐。8.依据权利要求1~7中任一项的方法，特征在于每个Ri都代表曱基。9.一种制备通式(IV)的呋喃酮的方法，包含下列步骤-依据权利要求1~8中任一项的方法制备权利要求18中任一项所定义的化合物(I);和-使所述化合物(I)环合。全文摘要本发明涉及一种通过烷基乙二醛和α-羟基酮之间的酸性羟醛缩合制备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C07C49/17GK101679175SQ200880017178公开日2010年3月24日申请日期2008年4月30日优先权日2007年5月24日发明者奥利维尔·安德雷申请人:弗门尼舍有限公司