CH649524A5 - METHOD FOR PRODUCING CYCLOPROPAN DERIVATIVES. - Google Patents
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
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- C07C61/00—Compounds having carboxyl groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings
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- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Cyclopropanderivaten. The invention relates to a process for the preparation of cyclopropane derivatives.
In der DE-OS 2 639 777 ist ein mehrstufiges Verfahren zur Herstellung von 2-(2,2-DihaIogenvinyl)-3,3-dimethylcy-clopropan-carbonsäure angegeben. Diese Säure ist besonders in der cis-Form ein wertvolles Zwischenprodukt zur Herstellung von insektizidwirksamen Verbindungen. Das dort angegebene Verfahren geht aus von einer Verbindung der Formel DE-OS 2 639 777 describes a multistage process for the preparation of 2- (2,2-dihalogenvinyl) -3,3-dimethylcy-clopropane-carboxylic acid. This acid, especially in the cis form, is a valuable intermediate for the production of insecticidal compounds. The process specified there is based on a compound of the formula
' 0 '0
CH-z - C CH-z - C
in der R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, und R3 eine, gegebenenfalls substituierte, Alkylgruppe bedeutet, mit dem Hypochlorit oder Hypobromit eines Alkalioder Erdalkalimetalls in Gegenwart von Wasser umsetzt. in which R1 and R2 have the meaning given above, and R3 is an optionally substituted alkyl group with which hypochlorite or hypobromite of an alkali or alkaline earth metal is reacted in the presence of water.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R2 jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten. 2. The method according to claim 1, characterized in that R1 and R2 each represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass R1 und R2 jeweils eine Methylgruppe bedeuten. 3. The method according to claim 2, characterized in that R1 and R2 each represent a methyl group.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass R3 eine unsubstituierte Alkylgruppe mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeutet. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that R3 is an unsubstituted alkyl group having up to 6 carbon atoms.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hypochlorit oder Hypobromit in situ gebildet wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the hypochlorite or hypobromite is formed in situ.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man Natriumhypochlorit verwendet. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that sodium hypochlorite is used.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einer Temperatur im Bereich von —10 bis 80 °C arbeitet. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that one works at a temperature in the range of -10 to 80 ° C.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis von Hypochloritionen oder Hypobromitionen zu der Verbindung der allgemeinen Formel II im Bereich von 3 : 1 bis 7: 1 liegt. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the molar ratio of hypochlorite ions or hypobromite ions to the compound of general formula II is in the range from 3: 1 to 7: 1.
9. Verfahren zur Herstellung von Cyclopropan-Deriva-ten der allgemeinen Formel 9. Process for the preparation of cyclopropane derivatives of the general formula
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
in der R1 und R2 die im Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel (I) nach Anspruch 1 gemäss dem Verfahren nach Anspruch 1 herstellt, und die entstandene Verbindung in das entsprechende Anhydrid umwandelt. in which R1 and R2 have the meaning given in claim 1, characterized in that a compound of the formula (I) according to claim 1 is prepared by the process according to claim 1, and the compound formed is converted into the corresponding anhydride.
in der X verschiedene Bedeutungen hat. Als Beispiel ist hierfür trans-Äthyl-2-acetyl-3,3-dimethylcyclopropan-carboxy-lat angegeben und bei dem dort beschriebenen Verfahren bleibt, solange nicht eine spezielle Isomerisierungsstufe eingeführt wird, die Geometrie dieser Verbindung erhalten. Tatsächlich ist die Isomerisierung entweder des Ausgangsmaterials oder irgendeines Zwischenproduktes bei dem Verfahren ausserordentlich schwierig, wie aus der in der OS beispielhaft angegebenen Isomerisierung hervorgeht, bei der die trans-Verbindung nur in ein 70 : 30 trans : cis-Gemisch umgewandelt werden konnte. Das ist offensichtlich ein sehr unbefriedigender Weg zur Herstellung der cis-Verbindung. in which X has different meanings. Trans-ethyl-2-acetyl-3,3-dimethylcyclopropane-carboxy-lat is given as an example of this, and the geometry of this compound is retained in the process described therein unless a special isomerization step is introduced. In fact, the isomerization of either the starting material or any intermediate in the process is extremely difficult, as can be seen from the isomerization exemplified in the OS, in which the trans compound could only be converted to a 70:30 trans: cis mixture. This is obviously a very unsatisfactory way to make the cis compound.
Es hat sich nun gezeigt, dass Ausgangsmaterialien der in der DE-OS 2 639 777 angegebenen Art so umgesetzt werden können, dass entweder eis- oder trans-Verbindungen entstehen, je nach Wunsch. It has now been shown that starting materials of the type specified in DE-OS 2 639 777 can be implemented in such a way that either ice or trans compounds are formed, as desired.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der allgemeinen Formel The present invention relates to a process for the preparation of a compound of the general formula
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(I) (I)
in der R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit bis zu 10 Kohlen-50 Stoffatomen bedeuten, oder R1 und R2 zusammen eine Alkylengruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, oder eines Alkali- oder Erdalkalisalzes davon. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man einen Ester der allgemeinen Formel in which R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having up to 10 carbon-50 atoms, or R1 and R2 together represent an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, or an alkali or alkaline earth metal salt thereof. The process is characterized in that an ester of the general formula
CH, - CH, -
cu) cu)
65 65
in der R1 und R2 die für die allgemeine Formel I angegebene Bedeutung haben und R3 eine gegebenenfalls substituierte Alkylgruppe bedeutet, mit einem Hypochlorit oder Hypo- in which R1 and R2 have the meaning given for the general formula I and R3 denotes an optionally substituted alkyl group, with a hypochlorite or hypo-
3 3rd
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bromit eines Alkali- oder Erdalkalimetalls in Gegenwart von Wasser umsetzt. reacted with an alkali or alkaline earth metal in the presence of water.
R1 und R2 können gleich oder verschieden sein, sind jedoch vorzugsweise gleich. Vorzugsweise ist R1 und R2 jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 4, besonders 1 oder 2 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt sind R1 und R2 jeweils Methylgruppen. R1 and R2 can be the same or different, but are preferably the same. R1 and R2 are preferably each an alkyl group having 1 to 4, in particular 1 or 2, carbon atoms. R1 and R2 are each particularly preferably methyl groups.
Die Gruppe R3 besitzt vorzugsweise bis zu 6, insbesondere bis zu 4 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe und die gegebenenfalls an der Alkylgruppe vorhandenen Substituenten können z.B. ausgewählt sein aus Halogenatomen, Alk-oxygruppen und Phenylgruppen. Vorzugsweise bedeutet R3 eine unsubstituierte Alkylgruppe, insbesondere eine primäre oder sekundäre Gruppe, vor allem eine Methyl- oder Äthylgruppe. The group R3 preferably has up to 6, in particular up to 4, carbon atoms in the alkyl group and the substituents optionally present on the alkyl group can e.g. be selected from halogen atoms, alkoxy groups and phenyl groups. R3 preferably denotes an unsubstituted alkyl group, in particular a primary or secondary group, especially a methyl or ethyl group.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird ein Hypochlorit oder Hypobromit eines Alkali- oder Erdalkalimetalls, z.B. von Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium oder Barium verwendet. Vorzugsweise wird ein Hypochlorit, insbesondere Natriumhypochlorit verwendet. In the method according to the invention, a hypochlorite or hypobromite of an alkali or alkaline earth metal, e.g. of sodium, potassium, calcium, magnesium or barium. A hypochlorite, in particular sodium hypochlorite, is preferably used.
Das Hypochlorit oder Hypobromit kann, wo dies angebracht ist, zu dem Reaktionsgemisch in Form eines Feststoffes (z. B. Calciumhypochlorit) oder als wässrige Lösung zugesetzt werden oder es kann in situ gebildet werden, günstigerweise durch Zugabe von elementarem Chlor oder Brom zu einer wässrigen Lösung oder Suspension eines Alkalioder Erdalkalihydroxids. So wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens die Verbindung der allgemeinen Formel II mit einem Alkali- oder Erdalkalihydroxid in Gegenwart von Wasser und gegebenenfalls einen oder mehreren zusätzlichen Lösungs- oder Verdünnungsmitteln vermischt und elementares Chlor oder Brom wird in abgemessener Menge zu dem entstandenen Reaktionsgemisch zugegeben. The hypochlorite or hypobromite, where appropriate, may be added to the reaction mixture in the form of a solid (e.g. calcium hypochlorite) or as an aqueous solution or may be formed in situ, conveniently by adding elemental chlorine or bromine to an aqueous one Solution or suspension of an alkali or alkaline earth hydroxide. Thus, in a preferred embodiment of the process according to the invention, the compound of the general formula II is mixed with an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide in the presence of water and, if appropriate, one or more additional solvents or diluents, and elemental chlorine or bromine is added in metered amounts to the reaction mixture formed .
Das erfindungsgemässe Verfahren wird vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von —10 bis +80 °C durchgeführt. Im allgemeinen ist es bevorzugt, die Reaktion bei einer Temperatur im Bereich von —10 bis +20 °C zu beginnen, um die Bildung von unerwünschten Halogenverbindungen zu vermeiden. Insbesondere wenn das Hypochlorit oder Hypobromit in situ gebildet wird, wie oben beschrieben, ist es bevorzugt das Reaktionsgemisch zunächst bei niederer Temperatur, z. B. — 10 bis + 20 °C, vorzugsweise — 5 bis 15 °C und insbesondere — 5 bis 5 °C zu halten, um die Bildung von Chlorat oder Bromat anstelle des Hypochlorits oder Hypo-bromits möglichst gering zu halten. Es kann günstig sein, die Temperatur des Reaktionsgemisches nach einer anfänglichen Reaktionszeit zu erhöhen, um den vollständigen Ablauf der Reaktion zu beschleunigen. The process according to the invention is preferably carried out at a temperature in the range from -10 to +80 ° C. In general, it is preferred to start the reaction at a temperature in the range of -10 to + 20 ° C to avoid the formation of undesirable halogen compounds. In particular, if the hypochlorite or hypobromite is formed in situ, as described above, it is preferred that the reaction mixture is initially at a low temperature, e.g. B. - 10 to + 20 ° C, preferably - 5 to 15 ° C and in particular - 5 to 5 ° C to keep the formation of chlorate or bromate instead of hypochlorite or hypobromite as low as possible. It may be beneficial to raise the temperature of the reaction mixture after an initial reaction time to accelerate the completion of the reaction.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird in Gegenwart von Wasser durchgeführt. Im allgemeinen ist es bevorzugt, dass ein inertes organisches Lösungsmittel ebenfalls vorhanden ist, um die Lösung der Ausgangsmaterialien zu unterstützen. Dieses zusätzliche Lösungsmittel kann ganz oder teilweise mit Wasser mischbar sein, z.B. ein Alkohol wie Äthanol oder es kann mit Wasser unmischbar sein, z.B. ein Kohlenwasserstoff wie Toluol oder Benzol. In dem letzteren Falle ist es möglich, dass ein Phasen-Übertragungskatalysa-tor z.B. Tetrabutylammoniumchlorid angewandt wird. The process according to the invention is carried out in the presence of water. In general, it is preferred that an inert organic solvent is also present to aid in the solution of the starting materials. This additional solvent can be wholly or partly miscible with water, e.g. an alcohol such as ethanol or it may be immiscible with water e.g. a hydrocarbon such as toluene or benzene. In the latter case it is possible that a phase transfer catalyst e.g. Tetrabutylammonium chloride is applied.
Das Molverhältnis der Reaktionspartner ist nicht kritisch. Im allgemeinen ist es jedoch bevorzugt, einen Über-schuss an Hypochlorit oder Hypobromit gegenüber der Verbindung der allgemeinen Formel II anzuwenden. Vorzugsweise liegt das Molverhältnis von Hypochloritionen oder Hypobromitionen zu der Verbindung der allgemeinen Formel II im Bereich von 3 : 1 bis 7 : 1, insbesondere von 3,5 : 1 bis 5 : 1. The molar ratio of the reactants is not critical. In general, however, it is preferred to use an excess of hypochlorite or hypobromite over the compound of general formula II. The molar ratio of hypochlorite ions or hypobromite ions to the compound of the general formula II is preferably in the range from 3: 1 to 7: 1, in particular from 3.5: 1 to 5: 1.
Je nach den genauen Reaktionsbedingungen wird ein Mono- oder Dialkali- oder -erdalkalisalz der Säure der allgemeinen Formel I gebildet. Wenn die freie Säure hergestellt werden soll, kann diese nach üblichen Aufarbeitungsverfahren unter sauren Bedingungen erhalten werden. Depending on the precise reaction conditions, a mono- or dialkali or alkaline earth metal salt of the acid of the general formula I is formed. If the free acid is to be produced, it can be obtained by customary work-up procedures under acidic conditions.
Das Ausgangsmaterial der allgemeinen Formel II kommt in Form von Isomeren vor, bei denen die CH3CO- und die -C02R3-Gruppe eis oder trans zueinander stehen können. Der relative Anteil dieser eis- und trans-Isomeren in dem Ausgangsmaterial hängt davon ab, wie die Ausgangssubstanz hergestellt worden ist. Zum Beispiel wird bei dem Verfahren der DE-OS 2 639 777 zur Herstellung einer Verbindung der Formel II, in der R1 und R2 beide Methylgruppen bedeuten, bei dem ein Schwefelylid der Formel (CH3)2S+--CH-C02R3 mit dem Mesityloxid (CH3)2C=CH-CO-CH3 umgesetzt wird, nahezu ausschliesslich das trans-Isomer erhalten. Die Bezeichnungen eis und trans beziehen sich im Rahmen dieser Beschreibung und der Ansprüche ausschliesslich auf die relativen Stellungen der CH3CO- und der-C02R3-Gruppen bzw. der Gruppen, in die sie umgewandelt worden sind. Es können natürlich andere Isomere vorkommen, z.B. wenn R1 und R2 unterschiedliche Bedeutungen haben. The starting material of the general formula II occurs in the form of isomers in which the CH3CO and the -C02R3 group can be ice or trans to one another. The relative proportion of these eis and trans isomers in the starting material depends on how the starting substance was made. For example, in the process of DE-OS 2 639 777 for the preparation of a compound of the formula II in which R1 and R2 both mean methyl groups, in which a sulfur ylide of the formula (CH3) 2S + - CH-C02R3 with the mesityl oxide (CH3 ) 2C = CH-CO-CH3 is implemented, almost exclusively the trans isomer obtained. Within the scope of this description and the claims, the terms eis and trans refer exclusively to the relative positions of the CH3CO and the C02R3 groups or the groups into which they have been converted. Other isomers can of course occur, e.g. if R1 and R2 have different meanings.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann durchgeführt werden unter Anwendung eines eis- oder trans-Ausgangsma-terials oder eines Gemisches davon und im allgemeinen wird die Konfiguration in der erhaltenen Säure beibehalten. Die entstehende Säure oder das Salz, wie auch immer ihre Konfiguration ist, kann dann leicht umgewandelt werden in das entsprechende cis-Anhydrid der Formel The process according to the invention can be carried out using an eis or trans starting material or a mixture thereof and in general the configuration is retained in the acid obtained. The resulting acid or salt, whatever its configuration, can then be easily converted to the corresponding cis-anhydride of the formula
0 0
in der R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben. in which R1 and R2 have the meaning given above.
So umfasst eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens auch die zusätzliche Stufe der Umwandlung der entstandenen Säure der Formel I oder deren Alkali- oder Erdalkalisalz in das entsprechende cis-Anhydrid der Formel III. Thus, a preferred embodiment of the process according to the invention also comprises the additional step of converting the resulting acid of the formula I or its alkali metal or alkaline earth metal salt into the corresponding cis-anhydride of the formula III.
Eine cis-Säure der Formel I oder ein Alkali- oder Erdalkalisalz davon können leicht in das cis-Anhydrid der Formel III umgewandelt werden nach bekannten Verfahren, z. B. durch leichtes Erwärmen oder durch Behandlung mit einem Entwässerungsmittel, z.B. Phosphortrichlorid oder Essigsäureanhydrid. A cis acid of formula I or an alkali or alkaline earth salt thereof can be easily converted to the cis anhydride of formula III by known methods, e.g. By gentle heating or by treatment with a dewatering agent, e.g. Phosphorus trichloride or acetic anhydride.
Die trans-Säure oder ihr Salz müssen mit etwas härteren Verfahren behandelt werden, um die Isomerisierung zu dem cis-Anhydrid der Formel III zu ermöglichen, z.B. durch Umwandlung mindestens einer der Carboxygruppen in eine Acylhalogenidgruppe oder in eine Anhydridgruppe und anschliessende thermische Einleitung der Isomerisierung unter Bildung des cis-Anhydrids der Formel III. The trans acid or its salt must be treated with somewhat harsher procedures to enable isomerization to the cis anhydride of Formula III, e.g. by converting at least one of the carboxy groups into an acyl halide group or into an anhydride group and then thermally initiating the isomerization to form the cis anhydride of the formula III.
Eine Anhydridgruppe kann eine solche sein mit einem anderen Molekül der Cyclopropan-disäure selbst, entstanden z.B. durch Erhitzen oder durch Umsetzung mit einem Dehydratisierungsmittel. Es ist jedoch vorzugsweise ein gemischtes Anhydrid, da die thermische Isomerisierung eines gemischten Anhydrids im allgemeinen bei niedrigerer Temperatur stattfindet als sie erforderlich ist für ein Anhydrid der Cyclopropansäure selbst. An anhydride group may be one with another molecule of the cyclopropanedioic acid itself, e.g. by heating or by reaction with a dehydrating agent. However, it is preferably a mixed anhydride because the thermal isomerization of a mixed anhydride generally takes place at a lower temperature than that required for an anhydride of the cyclopropanoic acid itself.
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Die Umwandlung (Funktionalisierung) der Carboxy-gruppe(n) in eine Acylhalogenidgruppe oder eine Anhydridgruppe kann nach bekannten Verfahren durchgeführt werden, z.B. durch Umsetzung mit einem Phosphorhalogenid oder -oxyhalogenid oder Schwefeloxyhalogenid oder dem Acylhalogenid oder Anhydrid einer Alkansäure, günstigerweise einer solchen mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen in der bzw. in jeder Alkylgruppe. Geeignete Reagenzien sind u.a. PC13, PC15, POCI3, SOCl2, CH3COCI und (CH3C0)20. Die Anwendung von Essigsäureanhydrid oder Acetylchlorid ist bevorzugt. Die Funktionalisierung kann in manchen Fällen unter Bedingungen durchgeführt werden, bei denen eine Isolierung des als Zwischenprodukt auftretenden Acylhaloge-nids oder Anhydrids nicht erforderlich ist. The conversion (functionalization) of the carboxy group (s) into an acyl halide group or an anhydride group can be carried out by known methods, e.g. by reaction with a phosphorus halide or oxyhalide or sulfur oxyhalide or the acyl halide or anhydride of an alkanoic acid, advantageously one having up to 4 carbon atoms in or in each alkyl group. Suitable reagents include PC13, PC15, POCI3, SOCl2, CH3COCI and (CH3C0) 20. The use of acetic anhydride or acetyl chloride is preferred. The functionalization can in some cases be carried out under conditions in which it is not necessary to isolate the acyl halide or anhydride which occurs as an intermediate.
Die Temperatur, die erforderlich ist, um die Isomerisierung einzuleiten, hängt davon ab, welches funktionelle Derivat der Säure gebildet worden ist. Im allgemeinen wird jedoch eine Temperatur von mindestens 130 °C, vorzugsweise mindestens 160 °C angewandt. Diese Temperatur kann erreicht werden z.B. durch Erwärmen des funktionellen Derivats in Gegenwart eines niedrig siedenden Lösungsmittels unter Druck, durch Erhitzen des funktionellen Derivats in Gegenwart eines hochsiedenden Lösungsmittels oder durch Verdampfen des funktionellen Derivats. So kann z.B. die trans-Säure I oder ein Alkali- oder Erdalkalisalz davon in einem Alkansäurehalogenid oder -anhydrid gelöst werden, das sowohl als Reagenz als auch als Lösungsmittel dient, z. B. Acetylchlorid oder Essigsäureanhydrid, und das Gemisch kann unter Druck in einem verschlossenen Rohr oder einem Autoklaven erhitzt werden, um eine Verdampfung des Lösungsmittels zu verhindern. Wahlweise kann das funktionelle Derivat entweder vorher gebildet oder in situ gebildet werden, in einem Lösungsmittel mit einem Siedepunkt bei oder oberhalb der gewünschten Temperatur gelöst und unter Atmosphärendruck auf die gewünschte Temperatur erhitzt werden. Jedes beliebige aprotische, noch siedende Lösungsmittel, das gegenüber den Reaktionsprodukten inert ist, The temperature required to initiate isomerization depends on which functional derivative of the acid has been formed. In general, however, a temperature of at least 130 ° C, preferably at least 160 ° C is used. This temperature can be reached e.g. by heating the functional derivative in the presence of a low-boiling solvent under pressure, by heating the functional derivative in the presence of a high-boiling solvent or by evaporating the functional derivative. For example, the trans acid I or an alkali or alkaline earth salt thereof are dissolved in an alkanoic acid halide or anhydride which serves both as a reagent and as a solvent, e.g. As acetyl chloride or acetic anhydride, and the mixture can be heated under pressure in a sealed tube or an autoclave to prevent evaporation of the solvent. Optionally, the functional derivative can either be formed beforehand or formed in situ, dissolved in a solvent with a boiling point at or above the desired temperature, and heated to the desired temperature under atmospheric pressure. Any aprotic, still boiling solvent that is inert to the reaction products,
kann für diesen Zweck angewandt werden. Zum Beispiel hat sich N-Methylpyrrolidon als geeignet erwiesen. can be used for this purpose. For example, N-methylpyrrolidone has been found to be suitable.
Ein weiteres Mittel, um die thermische Isomerisierung einzuleiten, umfasst das Einleiten der funktionalisierten trans-Verbindung, gegebenenfalls in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, in eine heisse Reaktionszone, die vorzugsweise ein inertes Kontaktmaterial enthält. Unter diesen Bedingungen tritt Verdampfung und Isomerisierung ein. Das funktionelle Ausgangsmaterial, das gegebenenfalls in einem inerten Lösungsmittel, z.B. Toluol, Xylol oder Petroläther gelöst sein kann, kann in die Reaktionszone gepumpt werden oder mit Hilfe eines Trägergases geführt werden, das eines der oben erwähnten Lösungsmittel in Gasform sein kann oder das ein inertes Gas wie Stickstoff sein kann. Die Reaktionszone, die vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 250 und 350 °C erhitzt ist, ist günstigerweise mit einem inerten Kontaktmaterial gepackt, das vorzugsweise ein mechanisch festes Material mit guter Wärmeleitfähigkeit ist. Geeignet hierfür sind u.a. Glas, a-Aluminium und Carborundum. Another means of initiating the thermal isomerization comprises introducing the functionalized trans compound, optionally in the presence of an inert solvent, into a hot reaction zone, which preferably contains an inert contact material. Evaporation and isomerization occur under these conditions. The functional starting material, optionally in an inert solvent, e.g. Toluene, xylene or petroleum ether can be pumped into the reaction zone or passed with the aid of a carrier gas which can be one of the above-mentioned solvents in gaseous form or which can be an inert gas such as nitrogen. The reaction zone, which is preferably heated to a temperature between 250 and 350 ° C., is advantageously packed with an inert contact material, which is preferably a mechanically solid material with good thermal conductivity. Suitable for this include Glass, a-aluminum and carborundum.
Durch geeignete Wahl der Reaktionsbedingungen ist es möglich, die Reaktion ausgehend von der Verbindung der allgemeinen Formel II durchzuführen unter Bildung des cis-Anhydrids der Formel III, ohne dass die als Zwischenprodukt auftretende Säure I oder ein Salz davon isoliert und/ oder gereinigt werden muss. By a suitable choice of the reaction conditions, it is possible to carry out the reaction starting from the compound of the general formula II to form the cis anhydride of the formula III, without the acid I or a salt thereof occurring as an intermediate having to be isolated and / or purified.
Die entstehende Verbindung der allgemeinen Formel III kann auf viele Arten in eine entsprechende cis-2-(2,2-Dihalo-genvinyl)-cyclopropancarbonsäure umgewandelt werden. Im folgenden ist beispielhaft eine Reihe von Reaktionen angegeben. Der Einfachheit halber ist nur die Herstellung der 2-(2,2-Dichlorvinyl)-3,3-dimethyl-cyclopropancarbonsäure beschrieben. Ähnliche Verfahren können jedoch auch zur Herstellung anderer Verbindungen angewandt werden. The resulting compound of general formula III can be converted into a corresponding cis-2- (2,2-dihalogen-vinyl) cyclopropanecarboxylic acid in many ways. A number of reactions are given below by way of example. For the sake of simplicity, only the preparation of 2- (2,2-dichlorovinyl) -3,3-dimethyl-cyclopropanecarboxylic acid is described. However, similar methods can also be used to prepare other compounds.
(a) Das Anhydrid der Formel III wird mit Natriumtri-chloracetat, vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von —60 bis 60 °C, in Gegenwart eines Lösungsmittels wie Acetonitril umgesetzt unter Bildung eines Gleichgewichtsgemisches von cis-2-Trichloracetyl-3,3-dimethylcyclopropan-carbonsäure und ihrem Lactoltautomer. (a) The anhydride of formula III is reacted with sodium tri-chloroacetate, preferably at a temperature in the range of -60 to 60 ° C, in the presence of a solvent such as acetonitrile to form an equilibrium mixture of cis-2-trichloroacetyl-3,3- dimethylcyclopropane carboxylic acid and its lactol tautomer.
(b) Das Gemisch der Tautomeren wird mit Natriumborhydrid in einem aprotischen Lösungsmittel wie Dimethyl-formamid bei erhöhter Temperatur umgesetzt unter Bildung eines Lactons der Formel: (b) The mixture of the tautomers is reacted with sodium borohydride in an aprotic solvent such as dimethylformamide at elevated temperature to form a lactone of the formula:
0 0
'CH 'CH
(c) Das Lacton wird mit einer starken Base, z.B. Kalium-tert.-butylat in Dimethylsulfoxid umgesetzt unter Bildung der gewünschten cis-2-(2,2-Dichlorvinyl)-3,3-dimethyl-cyclo-propancarbonsäure. (c) The lactone is mixed with a strong base, e.g. Potassium tert-butoxide in dimethyl sulfoxide reacted to form the desired cis-2- (2,2-dichlorovinyl) -3,3-dimethyl-cyclo-propane carboxylic acid.
Die trans-Verbindung kann folgendermassen hergestellt werden: The trans connection can be established as follows:
(a) Das oben in Stufe (a) erhaltene Gemisch der Tautomeren wird mit Phosphortrichlorid und Zink in Gegenwart eines inerten polaren Lösungsmittels wie Dimethylformamid umgesetzt unter Bildung eines Lactons der Formel: (a) The mixture of tautomers obtained in step (a) above is reacted with phosphorus trichloride and zinc in the presence of an inert polar solvent such as dimethylformamide to form a lactone of the formula:
Cl Cl
.CH .CH
(b) Das Lacton wird unter alkalischen Bedingungen in Gegenwart von Methanol hydrolisiert, unter Bildung von trans-2-DichloracetyI-3,3-dimethyl-cyclopropancarbonsäu-re-methylester. (b) The lactone is hydrolyzed under alkaline conditions in the presence of methanol to form trans-2-dichloroacetyI-3,3-dimethyl-cyclopropanecarboxylic acid re-methyl ester.
(c) Dieser wird zu dem entsprechenden Alkohol trans-2-(2,2-Dichlor-l-hydroxyäthyl)-3,3-dimethyl-cyclopropancar-bonsäure-methylester reduziert. (c) This is reduced to the corresponding alcohol trans-2- (2,2-dichloro-l-hydroxyethyl) -3,3-dimethyl-cyclopropanecarboxylic acid methyl ester.
(d) Der Alkohol wird mit Tris (dimethylamino)-phos-phin (N(CH3)2)3P und Tetrachlorkohlenstoff umgesetzt unter Bildung des trans-Esters trans-2-(2,2-Dichlorvinyl)-3,3-dimethylcyclopropancarbonsäure-methylesters, der unter bekannten Bedingungen unter Bildung der entsprechenden trans-Säure hydrolysiert werden kann. (d) The alcohol is reacted with tris (dimethylamino) -phosphine (N (CH3) 2) 3P and carbon tetrachloride to form the trans-ester trans-2- (2,2-dichlorovinyl) -3,3-dimethylcyclopropanecarboxylic acid- methyl ester, which can be hydrolyzed under known conditions to form the corresponding trans acid.
Es kann auch eine Verbindung der allgemeinen Formel: It can also be a compound of the general formula:
Hal„C = C; Hal "C = C;
in der Hai jeweils unabhängig voneinander ein Fluor-, in the shark a fluorine,
Chlor- oder Bromatom bedeutet, hergestellt werden. Bei diesen Verfahren wird eine Verbindung der allgemeinen Formel II in eine Verbindung der allgemeinen Formel I oder ein Salz davon umgewandelt mit Hilfe des erfindungsgemässen Ver4 Chlorine or bromine means to be produced. In these processes, a compound of the general formula II is converted into a compound of the general formula I or a salt thereof using Ver4 according to the invention
s s
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fahrens. Das Anhydrid der Formel III, soweit es nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt worden ist, wird zur Herstellung einer Dihalogenvinyl-cyclopropancarbon-säure, insbesondere einer solchen Säure in cis-Form, verwendet. driving. The anhydride of the formula III, insofar as it has been produced by the process according to the invention, is used to produce a dihalovinyl-cyclopropanecarboxylic acid, in particular such an acid in cis form.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. The invention is illustrated by the following examples.
Beispiel 1 example 1
Herstellung von trans-3,3-Dimethylcyclopropan-1,2-dicarbonsäure Preparation of trans-3,3-dimethylcyclopropane-1,2-dicarboxylic acid
1,5 g eines Gemisches, das erhalten worden ist durch Umsetzung des Ylids: 1.5 g of a mixture obtained by reacting the ylide:
C2H50 • CO • CH-S(CH3)2 C2H50 • CO • CH-S (CH3) 2
mit Mesityloxid: with mesityl oxide:
(CH3)2C=CH-CO-CH3 (CH3) 2C = CH-CO-CH3
in Toluol, und das 65 Gew.-% trans-2-Acetyl-3,3-dimethyl-cyclopropancarbonsäure-äthylester (5,3 mmol) enthielt, wurde in 3 ml Äthanol gelöst und in einem Eis-Wasser-Bad gekühlt. Eine Lösung von 0,5 g (12,5 mmol) Natriumhydroxid in 7 ml Wasser und 21 g einer kalten wässrigen Lösung von Natriumhypochlorit, enthaltend 1,55 mmol Hypochlorit pro Gramm, wurde anschliessend unter Rühren zugetropft. Es wurde eine weitere Stunde gerührt und die Temperatur dann langsam auf 60 °C erhöht und eine Stunde auf diesem Wert gehalten. Das Gemisch wurde dann abgekühlt, mit Dichlormethan extrahiert, mit konzentrierter Salzsäure auf pH 1 angesäuert, mit Natriumchlorid gesättigt und mit Di-äthyläther extrahiert. Die vereinigten Ätherauszüge wurden mit Salzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand enthielt 0,60 g trans-3,3-Dimethylcyclopropan-l,2-dicarbonsäure, entsprechend einer Ausbeute von 72%. in toluene and containing 65% by weight of trans-2-acetyl-3,3-dimethyl-cyclopropanecarboxylic acid ethyl ester (5.3 mmol) was dissolved in 3 ml of ethanol and cooled in an ice-water bath. A solution of 0.5 g (12.5 mmol) of sodium hydroxide in 7 ml of water and 21 g of a cold aqueous solution of sodium hypochlorite containing 1.55 mmol of hypochlorite per gram was then added dropwise with stirring. The mixture was stirred for a further hour and the temperature was then slowly increased to 60 ° C. and held at this value for one hour. The mixture was then cooled, extracted with dichloromethane, acidified to pH 1 with concentrated hydrochloric acid, saturated with sodium chloride and extracted with diethyl ether. The combined ether extracts were washed with brine, dried over magnesium sulfate and evaporated under reduced pressure. The residue contained 0.60 g of trans-3,3-dimethylcyclopropane-l, 2-dicarboxylic acid, corresponding to a yield of 72%.
Beispiel 2 Example 2
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit den folgenden Änderungen: Es wurde keine Natriumhydroxidlösung zugegeben, sondern statt dessen 7 ml Wasser, und es wurde 2 Stunden auf 60 °C erwärmt, anstatt 1 Stunde. The procedure described in Example 1 was repeated with the following changes: No sodium hydroxide solution was added, but instead 7 ml of water, and the mixture was heated to 60 ° C. for 2 hours instead of 1 hour.
Man erhielt 0,62 g trans-3,3-Dimethylcyclopropan-l,2-dicarbonsäure, entsprechend einer Ausbeute von 74%. 0.62 g of trans-3,3-dimethylcyclopropane-1,2-dicarboxylic acid was obtained, corresponding to a yield of 74%.
Beispiel 3 Example 3
Herstellung des Anhydrids von cis-3,3-Dimethyl-cyclopropan-1,2-dicarbonsäure 1,2 g (7,6 mmol) trans-3,3-Dimethylcyclopropan-l,2-dicarbonsäure, die entsprechend Beispiel 1 erhalten worden war, wurden bei Raumtemperatur mit 3,5 g (45 mmol) Acetylchlorid vermischt. Nach 2 Stunden langem Sieden des erhaltenen Gemisches unter Rühren wurde überschüssiges Acetylchlorid unter vermindertem Druck (26,6 mbar) abdestilliert. Zu dem Rückstand wurden 4 ml N-Methylpyrroli-don zugegeben und das erhaltene Gemisch 30 Minuten unter Rühren in Stickstoffatmosphäre auf 200 °C erhitzt und diese Temperatur 1 Stunde aufrechterhalten. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der grösste Teil des Lösungsmittels unter vermindertem Druck (1,33 mbar) in einer Drehbandkolonne abdestilliert. Der Rückstand enthielt 0,95 g des Anhydrids der cis-3,3-Dimethylcyclopropan-l,2-dicarbonsäure. Preparation of the anhydride of cis-3,3-dimethyl-cyclopropane-1,2-dicarboxylic acid 1.2 g (7.6 mmol) of trans-3,3-dimethylcyclopropane-1,2-dicarboxylic acid, which had been obtained according to Example 1 , were mixed with 3.5 g (45 mmol) of acetyl chloride at room temperature. After the mixture obtained had been boiled for 2 hours with stirring, excess acetyl chloride was distilled off under reduced pressure (26.6 mbar). 4 ml of N-methylpyrrolodon were added to the residue and the mixture obtained was heated to 200 ° C. for 30 minutes with stirring in a nitrogen atmosphere and this temperature was maintained for 1 hour. After cooling to room temperature, most of the solvent was distilled off under reduced pressure (1.33 mbar) in a rotating band column. The residue contained 0.95 g of the anhydride of cis-3,3-dimethylcyclopropane-l, 2-dicarboxylic acid.
Beispiel 4 Example 4
Herstellung des Anhydrids von cis-3,3-Dimethylcyclo- Preparation of the anhydride of cis-3,3-dimethylcyclo-
propan-1,2-dicarbonsäure 1,5 g trans-3,3-Dimethylcyclopropan-l,2-dicarbonsäure, die entsprechend Beispiel 1 erhalten worden war, wurden in 4 ml Acetylchlorid bei 60 °C gelöst. Nach weiterem 1-stündi-gen Erwärmen auf 60 °C wurden die flüchtigen Bestandteile unter vermindertem Druck abgedampft. Der Rückstand wurde in Toluol gelöst, wobei man 10 ml Lösung erhielt. Diese Lösung wurde durch ein mit kleinen Glasstücken gefülltes Glasrohr mit einer Temperatur von 300 °C gepumpt (3,2 ml/h). Während des Versuchs wurde ein Stickstoffstrom durch das Rohr aufrechterhalten. Der Produktstrom wurde kondensiert. Es zeigte sich, dass er das Anhydrid von cis-3,3-Dimethylcyclopropan-l,2-dicarbonsäure als Hauptprodukt enthielt. Ausbeute 25%. propane-1,2-dicarboxylic acid 1.5 g of trans-3,3-dimethylcyclopropane-l, 2-dicarboxylic acid, which had been obtained according to Example 1, were dissolved in 4 ml of acetyl chloride at 60 ° C. After heating for a further 1 hour at 60 ° C., the volatile constituents were evaporated off under reduced pressure. The residue was dissolved in toluene to obtain 10 ml of solution. This solution was pumped through a glass tube filled with small pieces of glass at a temperature of 300 ° C. (3.2 ml / h). A nitrogen flow was maintained through the tube during the experiment. The product stream was condensed. It was found that it contained the anhydride of cis-3,3-dimethylcyclopropane-1,2-dicarboxylic acid as the main product. Yield 25%.
Beispiel 5 Example 5
Herstellung des Anhydrids von cis-3,3-Dimethyl-cyclopropan-1,2-dicarbonsäure 3 Glasampullen, enthaltend jeweils 40 ml trans-3,3-Dimethylcyclopropan-l,2-dicarbonsäure und 0,15 g Essigsäureanhydrid wurden in ein Ölbad von 220 °C gegeben. Die Ampullen wurden anschliessend nach Vi, 1 bzw. 2 Stunden aus dem Ölbad entnommen. Preparation of the anhydride of cis-3,3-dimethyl-cyclopropane-1,2-dicarboxylic acid 3 glass ampoules, each containing 40 ml of trans-3,3-dimethylcyclopropane-l, 2-dicarboxylic acid and 0.15 g of acetic anhydride were placed in an oil bath of Given 220 ° C. The ampoules were then removed from the oil bath after Vi, 1 or 2 hours.
Das NMR-Spektrum des Inhalts zeigte, dass alle drei Ampullen das Anhydrid von cis-3,3-Dimethylcyclopropan-1,2-dicarbonsäure als einziges Cyclopropanderivat enthielten sowie dass keine Zersetzungsprodukte entstanden waren. The NMR spectrum of the content showed that all three ampoules contained the anhydride of cis-3,3-dimethylcyclopropane-1,2-dicarboxylic acid as the only cyclopropane derivative and that no decomposition products were formed.
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
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