The title compound 13a, a substance used in food-flavoring, was synthesized in 89% overall yield, starting from methyl 2-hydroxy-3-butenoate (3a). The key step in this transformation is the isomerization of the C=C bond in 3a which yielded methyl 2-oxobutanoate as an intermediate. The latter underwent a self-condensation yielding 2-hydroxy-4-(methoxycarbonyi)-3-methyi-2-hexen-4-olid (1 la), which, after hydrolysis and decdrboxylation, gave 13a. In addition, the syntheses of five other compounds related to 13a are reported.
Bereits 1902 stellte van der Sleen [I] fest, dass 2-Hydroxy-3-butensaure in wassriger KOH-Losung unter Ruckfluss gekocht geringe Mengen an 2-Oxobutansaure liefert. Spater griff Rambaud [2] dieses Problem wieder auf und konnte im wesentlichen die alten Beobachtungen bestatigen. Da unter den genannten Bedingungen vorwiegend polare, harzartige Verbindungen entstehen und die Ausbeute an 2-Oxobutansaure dementsprechend gering ist [l], ist die Methode nicht von praparativem Interesse2). Unter basischen Bedingungen liegt 2-Hydroxy-3-butensaure in der Carboxylat-Form vor, wodurch die Aciditiit des Protons an der 2standigen OH-Gruppe herabgesetzt und die Isomerisierung der Doppelbindung erschwert wird. Ausserdem kann das Carboxylat-Ion selbst als Nucleophil wirken, womit die Bildung der polaren, harzartigen Produkte erklart werden konnte. Wurden nun anstelle der freien Saure deren Ester 3 (Schema I) und anstelle von wissriger KOH-Losung Natrium-alkoholat im entsprechenden wasserfreien Alkohol eingesetzt, so konnten nach einer Reaktionszeit von einigen min bei 20" die Lactone 11 in hohen Ausbeuten isoliert werden. Diese Cusserst selektive Reaktion wurde zuerst am Carbonat 2 festgestellt, welches bei Behandlung mit Base zur Verbindung l l a (85 % Ausbeute) reagierte. Eine genauere Untersuchung dieses Tatbestandes zeigte, dass auch der freie Alkohol 3a zu l l a reagiert, und dass die Reaktion generell bei Substraten des Typs 3 ablauft. Der Mechanismus dieser Reaktion verliuft iiber die Anionen 4,5 und 6, letzteres steht mit 7 bzw. 8 im Gleichgewicht. 2-0x0-alkansaure-ester gehen unter basischen oder sauren Reaktionsbedingungen Selbstkondensationen ein [3], wobei iiber 9 und 10 Lactone vom Typ 11 entstehen. Das Verfahren ermoglicht es, anstelle der teuren und schlecht zuganglichen 2-0x0alkansauren die um ein Vielfaches billigeren Verbindungen vom Typ 3 fur die Synthese der Lactone 11 einzusetzen. Die Verbindungen vom Typ 3 wurden gemass [4] modifiziert aus Acrylaldehyd oder dessen 3-substituierten Derivaten und NaCN in Ac,O gefolgt von ') ' 1 Teil der geplanten Dissertation von H . S. P' un drr S/een's Experiment [l] wurde wiederholt und der Reaktionsablauf mittels DC anhand von Referemsubstanzen verfolgt.