CH655300A5

CH655300A5 - Verfahren zur herstellung von dihalogen-vinyl-cyclopropancarbonsaeuren.

Info

Publication number: CH655300A5
Application number: CH1053/82A
Authority: CH
Inventors: Ferenc Lindwurm; Jozsef Muskovits; Sandor Zoltan; Rezsoe Kolta; Rudolf Soos; Tivadar Puskas; Eva Somfai; Gyoergy Hidasi
Original assignee: Chinoin Gyogyszer Es Vegyeszet
Priority date: 1981-02-20
Filing date: 1982-02-19
Publication date: 1986-04-15
Also published as: GB2095234A; JPS57150635A; DE3206006A1; JPH0521904B2; HU185030B; FR2500443B1; GB2095234B; FR2500443A1; US4419524A; DE3206006C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Dihalogen-vinyl-cyclopropancarbonsäuren der Formel (I),

worin X und Y Halogen bedeuten, durch die Hydrolyse der entsprechenden Ester der Formel (II), worin R Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet und X und Y die oben angegebenen Bedeutungen haben. Das Verfahren ist im Anspruch 1 definiert.

Erfindungsgemäss können die Carbonsäureester der Formel (II), worin R, X und Y die oben angegebenen Bedeutungen haben, in Gegenwart oder in Abwesenheit eines wasserlöslichen organischen Lösungsmittels in Gegenwart eines Phasentransfer-Katalysators mit einer 2-50 Gew. %igen wässrigen Alkalihydroxyd-Lösung umgesetzt werden, und zwar a) zur Aufrechterhaltung des Isomerenverhältnisses mit 100-150 Gew .% der äquivalenten Menge des Alkalihydroxyds,

b) zur Veränderung des Isomerenverhältnisses mit 70-110 Gew. c.'c der mit dem trans-Isomer der Ausgangsverbindung

5 äquivalenten Menge des Alkalihydroxyds, danach dem Reaktionsgemisch, welches das Hydrolysenprodukt enthält, einen aliphatischen Kohlenwasserstoff mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Benzol zugibt und durch Einstellung des pH-Wertes auf sauer die freie Carbonsäure befreit, die in der Kohlenwasser-10 stoffphase ausfällt, die Carbonsäure aus dieser Phase durch selektive Kristallisation isoliert und falls man aus einem Verunreinigungen enthaltenden Carbonsäureester der Formel (II), worin R, X und Y die oben angegebenen Bedeutungen haben, ausgeht, die Nebenprodukte der Estersynthese durch Wasser-15 dampfdestillation oder Lösungsmittelextrakten aus dem Reaktionsgemisch der Hydrolyse entfernt.

Bei der Synthese der «Pyrethroid»-Insektizide (Cynerin, Alle-thrin, Phtaltrin, Permethrin, Cypermethrin, Decamethrin) werden gewöhnlich die niederen Alkylester der entsprechenden 20 Cyclopropancarbonsäuren als Ausgangsmaterial verwendet. Die Synthese wird z. B. so durchgeführt, dass die Ester zu den freien Säuren hydrolysiert werden, danach werden die Säuren oder ihre Derivate mit den Alkoholkomponenten der Wirkstoffe verknüpft.

Die bekannten Methoden der Hydrolyse zur Herstellung der Carbonsäuren der Formel (I) haben mehrere Nachteile.

Es ist bekannt, dass bei basischer Hydrolyse auch die Halogen-acetylen-cyclopropancarbonsäuren entstehen. DiesesNeben-produkt kann schwer entfernt werden und macht die Herstellung 30 des reinen Pyrethroid-Wirkstoffes unmöglich. So wurden saure Hydrolyse empfohlen, wonach aber keine reinen Produkte entstehen, demzufolge sollen die Produkte umkristallisiert werden.

Nach den bekannten Synthesen der Cyclopropancarbonsäu-reester kann das Gemisch der eis- und trans-Isomere hergestellt werden (Coll. Czech. Chem. Commun. 242230,1959). Die Aktivität der Pyrethroid-Wirkstoffe, die aus den zwei Isomeren hergestellt werden, ist verschieden. In gewissen Fällen ist also die Trennung der Isomere auch erforderlich. Laut den bekannten Methoden der Trennung der Isomere werden die freien Säuren 40 überwiegend durch Umkristallisation aus einem Lösungsmittel getrennt (J. Chem. Soc. 283,1945).

Ziel der Erfindung ist daher, ein Verfahren auszuarbeiten, welches auch industriell verwendbar ist und den folgenden Anforderungen entspricht:

45 - durch die völlige Hydrolyse der Cyclopropancarbonsäureester kann ein reines Produkt einfach hergestellt werden,

- aus dem Gemisch der isomeren Ester kann das trans-Isomer selektiv hydrolysiert werden,

- Dihalogen-vinyl-cyclopropancarbonsäuren, die keine Halo-50 gen-acetylen-Derivate enthalten, können hergestellt werden.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Ester der Formel (II) auch mit wässrigen Alkalihydroxyden hydrolisiert werden können, wenn die Base in entsprechender Konzentration angewandt wird und das Verfahren in Gegenwart von kleinen 55 Mengen an einem Phasentransfer-Katalysator vorgenommen wird. Es wurde gefunden, dass die Hydrolysegeschwindigkeit des trans-Isomers grösser als die des cis-Isomeres beträgt, so können die zwei Isomere unter entsprechenden Reaktionsbedingungen mit guter Selektivität getrennt werden. Nach unserem Verfahren 60 werden die Halogen-acetylen-Derivate auch nicht entstehen.

Durch das Verfahren kann die Hydrolyse selektiv oder völlig durchgeführt werden, aus Estern, die nicht hydrolysierbare Verunreinigungen enthalten, kann die reine Säure gewonnen werden, sowie können die Verunreinigungen getrennt werden, 65 ausserdem können die Cyclopropansäuren aus den Nebenprodukten der Synthese zurückgewonnen werden.

Zur Hydrolyse wird die 2-50%ige (vorzugsweise 4—30%ige) wässrige Lösung von Alkalihydroxyd verwendet.

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Die Hydrolyse kann bei einer Temperatur zwischen 20° C und dem Siedepunkt des Reaktionsgemisches, vorzugsweise zwischen 50 und 100° C durchgeführt werden. Die Selektivität der Hydrolyse ist bei kleiner Alkalikonzentration und bei niederen Temperaturen besser. Die stufenweise Zugabe der Alkalihydroxyd-Lösung drängt das Entstehen der Halogen-acetylen-Deri-vate zurück.

Bei partielle Hydrolyse wird 70-110 %, vorzugsweise 80-95 % der mit dem trans-Isomer äquivalenten Menge des Alkalihydroxyds angewandt.

Der Phasentransfer-Katalysator kann nicht basenempfindlich sein. Der Katalysator wird in einer Konzentration von 0,01-5 %, vorzugsweise 0,1-1 % angewandt.

Nach der partiellen Hydrolyse wird das erhaltene Reaktionsgemisch zur Entfernung des nicht hydrolysierten cis-Carbonsäu-reesters-vor der Abtrennung des trans-Isomers in Form der freien Säure - mit einem Kohlenwasserstoff extrahiert.

Aus den wässrigen Lösungen der Salze der Cyclopropancar-bonsäuren werden die Säuren vorzugsweise in Benzinphase in situ befreit.

Die so erhaltene Cyclopropancarbonsäure ist sehr rein und zur Synthese von Pyrethroid-Wirkstoffen ohne weitere Reinigung geeignet.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

27,9g2,2-Dimethyl-3-(2,2-Dichlor-vinyl)-cyclopropan-l-car-bonsäure-äthylester (Reinheit 85 %, eis/trans Verhältnis 40:60) werden 30 Minuten bei 80° C mit 6 g 25 % iger wässriger Natrium-hydroxyd-Lösung und 0,01 g Natriumdodecylbenzolsulfat gerührt, danach wird die Hydrolyse nach Zugabe von 5 g Alkalilösung 60 Minuten, nach Zugabe von weiteren 5 g Alkalilösung 150 Minuten durchgeführt. Das Reaktionsgemisch wird mit 30 cm3 Wasser verdünnt und auf 20° C abgekühlt. Die nicht hydrolysierten Verbindungen werden mit 10 cm3 Hexan ausgelöst. Zur wässrigen Phase werden 80 cm3 Hexan zugegeben und unter Rühren die organische Säure mit 12g 36%iger Salzsäure befreit. Die Hexanlösung wird abgetrennt, mit 0,5 g Aktivkohle behandelt und filtriert. 35 cm3 des Lösungsmittels wird abdestilliert, und der Rückstand 48 Stunden bei —5°C kristallisiert. Die Kristallen werden abgesaugt und getrocknet. Man erhält 17,8 g (85 %) 2,2-Dimethyl-3-(2,2-dichlor-vinyl)-ciclopropan-l-car-bonsäure. Cis/trans Isomerenverhältnis 40:60.

Beispiel 2

36,2g2,2-Dimethyl-3-(2,2-dibrom-vinyl)cyclopropan-l-car-bonsäure-äthylester (Reinheit 90 %, eis /trans Verhältnis 45:65)

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werden 30 Minuten bei 100° C mit 4 g 25%iger wässriger Natriumhydroxyd-Lösung und0,2gTricapryl-methyl-ammoniumchlorid, danach nach Zugabe von dreimal 4 g Alkalilösung in je 30 Minuten insgesamt 240 Minuten gerührt. Das Reaktionsgemisch 5 wird auf 20° C abgekühlt, mit 100 cm3 Wasser verdünnt und mit 10 cm3 Benzol extrahiert. Die wässrige Lösung wird bei 70° C mit 12 g 36%iger Salzsäure versetzt und unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt. Die ausgefallene Säure wird in 60 cm3 Benzol gelöst. Die Lösung wird abgetrennt und das Lösungsmittel i° abgedampft.Manerhält30,0g(92%)2,2-Dimethyl-3-(2,2-dibrom-vinyl)-cyclopropan-l-carbonsäure. Cis/trans Isomerenverhältnis 40:60.

15 Beispiel 3

24,7 g 2,2-Dimethyl-3-(dichlor-vinyl)-cyclopropan-l-carbon-säure-äthylester (Reinheit 96 %, cis/trans Verhältnis 40:60) werden 30 Minuten bei 90° C mit 0,1g Cetyl-trimethyl-ammonium-bromid und 4g 20%iger wässriger Natriumhydroxyd-Lösung 20 gerührt, danach wird die Hydrolyse nach Zugabe von zweimal 2 g 40%iger wässriger Natriumhydroxyd-Lösung in je 40 Minuten insgesamt 200 Minuten durchgeführt. Das Reaktionsgemisch wird nach Zugabe von 70 cm3 Wasser auf 20 ° C abgekühlt und die 25 nicht hydrolysierte Phase mit 30 cm3 Hexan ausgelöst. Die Hexanlösung wird mit 0,2g Aktivkohle behandelt, danach filtriert und das Lösungsmittel abgedampft. Die wässrige Phase wird nach Zugabe von 60cm3 Hexan mit 6,8 g36%iger Salzsäure versetzt. Aus der Hexanlösung der freigesetzten Carbonsäure 30 wird das Lösungsmittel entfernt. Man erhält 12,2g2,2-Dimethyl-3-(2,2-Dichlor-vinyl)-ciclopropan-l-carbonsäure. Cis/trans Isomerenverhältnis 10:90.

35 Beispiel 4

24,7 g 2,2-Dimethyl-3-(2,2-dichlor-vinyl)-cyclopropan-l-car-bonsäure-äthylester (Reinheit 96 %, cis/trans Verhältnis 40:60) werden 60 Minuten bei 70° C mit 6,7g 30%iger wässriger Kalium-hydroxyd-Lösung und 0,05 g Polyoxyäthylen-sorbitan-mono-40 deat, danach nach Zugabe von 6 g Alkalilösung 60 Minuten und nach Zugabe von weiteren 6 g Alkalilösung 120 Minuten gerührt. Die Lösung wird mit 100 cm3 Wasser verdünnt. 40 cm3 der Lösung wird abgedampft, so werden die flüchtigen nicht hydrolisierten Verbindungen getrennt. Der zurückgebliebenen Lösung wird 45 80 cm3 Hexan zugegeben, danach das Reaktionsgemisch bei 60 ° C unter Rühren mit 12 g 36%iger Salzsäure versetzt und wie in Beispiel 1 aufgearbeitet. Man erhält 19,8g (95 %) 2,2-Dime-thyl-3-(2,2-dichlor-vinyl)-cyclopropan-l-carbonsäure. Cis/trans Isomerenverhältnis 40:60.

M

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von Dihalogen-vinyl-cyclopro-pancarbonsäuren der allgemeinen Formel

= ch - ch - ch -c00h (i), \//

/ \

ch3 ch3

worin X und Y Halogen bedeuten, durch Hydrolyse der entsprechenden Dihalogen-vinyl-cyclopropancarbonsäureester der allgemeinen Formel

c = ch -

ch - ch -

V

coor (II).

cfc

\
ch.

'3 3

worin X und Y die oben angegebene Bedeutung haben und R Q-Q-AIkyl ist, dadurch gekennzeichnet, dass man die Hydrolyse der in Form einer Isomerenmischung vorliegenden Carbonsäureester mit einer 2-50 Gew. %igen wässrigen Alkalihydroxidlösung in Gegenwart eines Phasentransferkatalysators durchführt, das erhaltene Reaktionsgemisch - nach Entfernung gegebenenfalls vorhandener flüchtiger Verunreinigungen und Nebenprodukte durch Wasserdampfdestillation oder Lösungsmittelextraktion - ansäuert, die erhaltenen freien Carbonsäuren aus aliphatischem C5-C10-Kohlenwasserstoff oder Benzol durch Kristallisation isoliert, wobei bei vollständiger Hydrolyse der Carbonsäureester unter Aufrechterhaltung der cis/trans-Isome-ren Verhältnisses 100-150 Gew. % der den Carbonsäureestern äquivalenten Menge Alkalihydroxid eingesetzt wird, bei partieller Hydrolyse des trans-Carbonsäureesters 70-110 Gew. % der dem trans-Carbonsäureester äquivalenten Menge Alkalihydroxid eingesetzt und das nach der partiellen Hydrolyse erhaltene Reaktionsgemisch zur Entfernung des nicht hydrolysierten cis-Carbonsäureesters - vor der Abtrennung des trans-Isomers in Form der freien Säure-mit einem Kohlenwasserstoff extrahiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur vollständigen Hydrolyse der Carbonsäureester 102-130 Gew. % der den Estern äquivalenten Menge des Alkalimetallhy-droxids verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zur partiellen Hydrolyse des 3-trans-Carbonsäureesters 80-95 Gew. % der dem trans-Isomeren entsprechenden Menge des Alkalihydroxids verwendet.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Phasentransferkatalysator in einer Menge von 0,01-5 Gew. % - auf die Carbonsäureester bezogen - anwendet.

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