CN102770409B - 环丙甲酸酯化合物的制造方法 - Google Patents

环丙甲酸酯化合物的制造方法 Download PDF

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Abstract

式（3）表示的羟基亚氨基链烯基环丙甲酸酯的制造方法，具有以下的肟化工序，即在溶剂中，在选自羧酸和羧酸的金属盐中的至少1种化合物的存在下，使式（1）表示的甲酰基链烯基环丙甲酸酯与羟基胺反应。，式（1）中，R1表示可以具有取代基的烷基或者卤素原子，R2表示可以具有取代基的烷基或者可以具有取代基的苄基。，式（3）中，R1和R2如上述定义。

Description

环丙甲酸酯化合物的制造方法
技术领域
本发明涉及环丙甲酸酯化合物的制造方法。
背景技术
羟基亚氨基链烯基环丙甲酸酯、氰基链烯基环丙烷化合物等环丙甲酸酯化合物是作为拟除虫菊酯系家庭用防疫药、杀虫剂等合成中间体重要的化合物。
作为羟基亚氨基链烯基环丙甲酸酯的制造方法，例如已知以下方法，即通过在乙醇和吡啶中将2,2-二甲基-3-（2-甲酰基-1-丙烯基）环丙甲酸甲酯与羟基胺盐酸盐加热回流来使其反应（例如，参照日本特公昭38-2272号公报实施例）。
在日本特公昭38-2272号公报中也记载了将2,2-二甲基-3-［3-（羟基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯与乙酸酐混合并对得到的混合物加热煮沸的方法作为氰基链烯基环丙烷化合物的制造方法。
发明内容
本发明人等对于由甲酰基链烯基环丙甲酸酯制造羟基亚氨基链烯基环丙甲酸酯的方法进行了深入研究，至此完成了本发明。
即，本发明如下所述。
＜1＞式（3）表示的羟基亚氨基链烯基环丙甲酸酯的制造方法，具有如下肟化工序，即在溶剂中，在选自羧酸和羧酸的金属盐中的至少1种化合物的存在下，使式（1）表示的甲酰基链烯基环丙甲酸酯与羟基胺反应。
（式（1）中，R1表示可以具有取代基的烷基或者卤素原子，R2表示可以具有取代基的烷基或者可以具有取代基的苄基。）
（式（3）中，R1和R2如上述定义。）
＜2＞根据＜1＞所述的制造方法，其中，选自羧酸和羧酸的金属盐中的至少1种化合物是碳原子数为3以上的羧酸或者碳原子数为3以上的羧酸的金属盐。
＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的制造方法，其中，溶剂是水和对水为非混和性的有机溶剂的混合溶剂。
＜4＞式（2）表示的氰基链烯基环丙甲酸酯的制造方法，具有如下肟化工序和腈化工序，
肟化工序：在溶剂中，在选自羧酸和羧酸的金属盐中的至少1种化合物的存在下，使式（1）表示的甲酰基链烯基环丙甲酸酯与羟基胺反应，
（式（1）中，R1表示可以具有取代基的烷基或者卤素原子，R2表示可以具有取代基的烷基或者可以具有取代基的苄基。）
腈化工序：使上述肟化工序中得到的式（3）表示的羟基亚氨基链烯基环丙甲酸酯与脱水剂反应。
（式（3）中，R1和R2如上述定义。）
（式（2）中，R1和R2如上述定义。）
＜5＞根据＜4＞所述的制造方法，其中，脱水剂是选自羧酸酐和酰卤中的至少1种化合物。
＜6＞根据＜4＞或＜5＞所述的制造方法，其中，脱水剂是羧酸酐。
＜7＞根据＜4＞~＜6＞中任一项所述的制造方法，其中，腈化工序是在选自卤化氢和有机磺酸中的至少1种酸的存在下进行的。
＜8＞根据＜4＞~＜7＞中任一项所述的制造方法，其中，腈化工序是在有机碱的存在下进行的。
＜9＞根据＜4＞~＜8＞中任一项所述的制造方法，其中，进一步包括从由腈化工序中的反应而得到的混合物中除去选自羧酸和羧酸的金属盐中的至少1种化合物的工序。
＜10＞根据＜9＞所述的制造方法，其中，选自羧酸和羧酸的金属盐中的至少1种化合物是在碱水溶液中被除去的。
＜11＞根据＜10＞所述的制造方法，其中，碱水溶液是pH10以上的碱水溶液。
＜12＞根据＜10＞或＜11＞所述的制造方法，其中，碱水溶液是碱金属氢氧化物水溶液或者碱金属碳酸化物水溶液。
＜13＞式（2）表示的氰基链烯基环丙烷化合物的制造方法，具有以下工序，即在选自卤化氢和有机磺酸中的至少1种酸与有机碱的存在下，使式（3）表示的羟基亚氨基链烯基环丙烷化合物与羧酸酐反应。
（式（3）中，R1表示可以具有取代基的烷基或者卤素原子，R2表示可以具有取代基的烷基或者可以具有取代基的苄基。）
（式（2）中，R1和R2如上述定义。）
＜14＞根据＜13＞所述的制造方法，其中，上述工序是在溶剂的存在下使式（1）表示的羟基亚氨基链烯基环丙烷化合物与羧酸酐反应的工序。
＜15＞根据＜13＞或＜14＞所述的制造方法，其中，有机碱形成所述酸与有机碱的盐。
＜16＞根据＜13＞~＜15＞中任一项所述的制造方法，其中，羧酸酐是碳原子数为2~8的羧酸酐。
＜17＞根据＜13＞~＜16＞中任一项所述的制造方法，其中，羧酸酐是乙酸酐。
＜18＞根据＜13＞~＜17＞中任一项所述的制造方法，其中，有机碱是选自吡啶、甲基乙基吡啶、二甲基氨基吡啶和三乙胺中的至少1种。
＜19＞根据＜13＞~＜18＞中任一项所述的制造方法，其中，有机碱是吡啶。
＜20＞根据＜13＞~＜19＞中任一项所述的制造方法，其中，所述酸是卤化氢。
＜21＞根据＜13＞~＜20＞中任一项所述的制造方法，其中，所述酸是氯化氢。
＜22＞根据＜13＞~＜21＞中任一项所述的制造方法，其中，所述酸是由选自羧酸卤化物、有机磺酸卤化物、金属卤化物和卤化亚硫酰中的至少1种化合物生成的酸。
具体实施方式
首先，对于式（1）表示的甲酰基链烯基环丙甲酸酯（以下，有时称为甲酰基化合物（1））进行说明。
对于基于双键的几何异构体而言，甲酰基化合物（1）可以是E型，也可以是Z型，还可以是E型与Z型任何比例的混合物。
另外，对于基于环丙烷环的几何异构体而言，甲酰基化合物（1）可以是顺式，也可以是反式，还可以是顺式与反式任意比例的混合物。
在甲酰基化合物（1）中，形成环丙烷环的碳原子之中，2个碳原子是不对称碳原子，甲酰基化合物（1）可以是显示出光学活性的化合物，也可以是不显示光学活性的化合物。
在甲酰基化合物（1）中，R1表示可以具有取代基的烷基或者卤素原子。
作为卤素原子，可以举出氟原子、氯原子、溴原子和碘原子等，卤素原子优选为氯原子或者溴原子。
作为R1表示的烷基，可以举出碳原子数为1~10左右的直链状烷基，碳原子数为3~10左右的支链状烷基、碳原子数为3~10左右的环烷基等。
作为碳原子数为1~10左右的直链状烷基，可以举出甲基、乙基、正丙基等，作为碳原子数为3~10左右的支链状烷基，可以举出异丙基、异丁基、叔丁基、异戊基、2-乙基己基等，作为碳原子数3~10左右的环烷基，可以举出环丙基、环戊基、环己基等。
作为R1表示的烷基中的取代基，可以举出氟原子、氯原子、溴原子等卤素原子；甲氧基、乙氧基等碳原子数为1~4左右的烷氧基；等。作为具有取代基的烷基，可以举出氟甲基、氯甲基、三氟甲基、三氯甲基等。
作为R1，可以优选举出碳原子数为1~4的直链状烷基、氯原子、溴原子等，更优选举出甲基、氯原子等。
在甲酰基化合物（1）中，R2表示可以具有取代基的烷基或者可以具有取代基的苄基。
作为R2表示的烷基，可以举出与上述R1中的烷基相同的基团。
作为R2表示的烷基中的取代基，可以举出氟原子、氯原子、溴原子等卤素原子；烯丙基等碳原子数为3~4左右的链烯基；炔丙基等碳原子数为3~4左右的炔基；甲氧基、乙氧基等碳原子数为1~4左右的烷氧基；甲基硫基等碳原子数为1~4左右的烷基硫基；等。
作为上述苄基中的取代基，例如可以举出氟原子、氯原子、溴原子等卤素原子；烯丙基等碳原子数3~4左右的链烯基；炔丙基等碳原子数为3~4左右的炔基；甲氧基、乙氧基等碳原子数为1~4左右的烷氧基；甲基硫基等碳原子数为1~4左右的烷基硫基等；甲基、乙基、正丙基等碳原子数为1~10左右的直链状烷基；异丙基、异丁基、叔丁基、异戊基、2-乙基己基等碳原子数为3~10左右的支链状烷基；环丙基、环戊基、环己基等碳原子数为3~10左右的环烷基；甲氧基甲基、乙氧基甲基等碳原子数为2~4左右的烷氧基甲基；甲基硫甲基等碳原子数为1~4左右的烷基硫甲基等。
作为R2，可以优选举出碳原子数为1~4的直链状烷基、可以具有取代基的苄基等，更优选举出碳原子数为1~4的直链状烷基；苄基；以及被选自卤素原子、碳原子数为3~4的链烯基、碳原子数为1~4的直链状烷基、碳原子数为2~4的烷氧基甲基和碳原子数为1~4的烷基硫甲基中的基团取代的苄基，进一步优选举出甲基、乙基、苄基、4-甲基-2,3,5,6-四氟苄基、4-甲氧基甲基-2,3,5,6-四氟苄基、4-烯丙基-2,3,5,6-四氟苄基、4-炔丙基-2,3,5,6-四氟苄基、4-甲基硫甲基-2,3,5,6-四氟苄基等。
作为甲酰基化合物（1），具体而言可以例示在表1、2和3中记载的化合物。
表1
表2
表3
作为甲酰基化合物（1），优选表中编号（1-1）、（1-13）、（1-21）、（1-33）、（1-61）、（1-73）、（1-81）或者（1-93）表示的化合物，更优选编号（1-1）、（1-21）、（1-61）或者（1-81）表示的化合物。
甲酰基化合物（1）可以采用例如在日本国专利公开2008-44900号公报中记载的方法来制造。具体地可以举出使式（4）表示化合物与式（5）表示的化合物在碱的存在下缩合的方法等。
（式（4）中，R2如上述定义。）
（式（5）中，R1如上述定义。）
接着，对肟化工序进行说明。
在肟化工序中，通过在选自羧酸和羧酸的金属盐中的至少1种化合物的存在下、例如在羧酸或者羧酸的金属盐的存在下，使甲酰基化合物（1）与羟基胺反应，从而甲酰基化合物（1）转换成式（3）表示的羟基亚氨基链烯基环丙甲酸酯（以下，有时称为羟基亚氨基化合物（3））。
作为在肟化工序中使用的羧酸，例如可以举出丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、2-乙基己酸、壬酸、癸酸、肉豆蔻酸等碳原子数为3以上的羧酸。从高收率地获得羟基亚氨基化合物（3）方面考虑，羧酸优选己酸、庚酸、辛酸、2-乙基己酸、壬酸、癸酸、肉豆蔻酸等碳原子数为6以上的羧酸，更优选碳原子数为6～14的羧酸。在使甲酰基化合物（1）与羟基胺反应后除去羧酸时，或者在后述的腈化工序中使羟基亚氨基化合物（3）与脱水剂反应后除去羧酸时，进一步从能够容易地除去羧酸方面考虑，更优选己酸、庚酸、辛酸、2-乙基己酸等碳原子数为6~8的羧酸，进一步优选己酸、庚酸、辛酸等碳原子数为6~8的直链状羧酸，更进一步优选辛酸。
作为羧酸的金属盐，可以举出上述碳原子数为3以上的羧酸的钾盐、钠盐、锂盐等碱金属盐。所述羧酸的金属盐可以通过使上述羧酸与氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂等碱金属氢氧化物、或者与碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂等碱金属碳酸化物反应而在肟化工序的反应体系中生成。
作为羧酸或者羧酸的金属盐的用量，以合计计相对于甲酰基化合物（1）1摩尔，优选为0.01~0.5摩尔的范围内，更优选为0.05~0.2摩尔的范围内。
相对于甲酰基化合物（1）1摩尔，在肟化工序中使用的羟基胺的用量优选为0.8~2摩尔的范围内，更优选为1.0~1.3摩尔的范围内。
羟基胺优选作为水溶液使用。羟基胺可以形成盐酸盐、硫酸盐等盐，在羟基胺形成盐时，优选通过使其与无机碱接触等来使羟基胺游离出来使用。作为无机碱，例如可以举出氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂等碱金属氢氧化物、碳酸钾、碳酸钠、碳酸锂等碱金属碳酸化物。无机碱优选作为水溶液使用。
相对于甲酰基化合物（1）1摩尔，无机碱的用量优选为0.9~2.5摩尔的范围内，更优选为1.0~1.4摩尔的范围内。
在肟化工序中，甲酰基化合物（1）与羟基胺的反应在溶剂中进行。作为所述溶剂，例如可以举出甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烃溶剂；正戊烷、正己烷等链状烃溶剂；环戊烷、环己烷等环状烃溶剂；单氯苯等卤素化芳香族烃溶剂；二乙基醚、叔丁基甲基醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,4-二烷、四氢呋喃、苯甲醚等醚溶剂；甲醇、乙醇、异丙醇等醇溶剂；水。优选水和对水为非混和性的有机溶剂（以下，有时将“对水为非混和性的有机溶剂”称为“非混和性有机溶剂”）的混合溶剂。
作为非混和性有机溶剂，例如可以举出甲苯、二甲苯、乙基苯等芳香族烃溶剂；正戊烷、正己烷等链状烃溶剂；环戊烷、环己烷等环状烃溶剂；单氯苯等卤素化芳香族烃溶剂；二乙基醚、叔丁基甲基醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,4-二烷、四氢呋喃、苯甲醚等醚溶剂。
相对于甲酰基化合物（1）1重量份，溶剂的用量优选为1~40重量份的范围内。使用水和非混和性有机溶剂的混合物作为溶剂时，相对于甲酰基化合物（1）1重量份，水的用量优选为0.5~20重量份的范围内，非混和性有机溶剂的用量优选为0.5~20重量份的范围内。
肟化工序中的混合顺序没有限制，例如可以举出在溶剂中将甲酰基化合物（1）与羧酸或羧酸的金属盐混合并在得到的混合物中添加羟基胺的方法；在溶剂中将甲酰基化合物（1）与羟基胺混合并在得到的混合物中添加羧酸或羧酸的金属盐的方法。
在羟基胺形成盐时，优选在溶剂中将甲酰基化合物（1）、羟基胺的盐、和羧酸或羧酸的金属盐混合并在得到的混合物中添加无机碱的方法；在溶剂中将甲酰基化合物（1）与羧酸或羧酸的金属盐混合并边在得到的混合物中添加羟基胺的盐边添加无机碱的方法。
在边添加羟基胺的盐边添加无机碱的方法中，更优选使羟基胺的盐的添加时间与无机碱的添加时间大致相同。在此，所谓羟基胺的盐的添加时间与无机碱的添加时间大致相同，意思是相对于羟基胺的盐的添加时间无机碱的添加时间是例如0.8~1.2倍的范围内。羟基胺的盐的添加时间和无机碱的添加时间例如为1~30小时的范围内，优选为3~10小时的范围内。
在肟化工序中，优选将得到的混合物保持在pH7.5以下。作为保持在pH7.5以下的方法，例如可以举出将添加的羟基胺的盐的10~20%预先与甲酰基化合物（1）和羧酸混合并且边向其中添加羟基胺的盐边添加无机碱的方法。
肟化工序不需要加热，即使在常温（20℃左右）实施也能够以实用的收率获得羟基亚氨基化合物（3）。也能够根据需要的反应时间在可以将能量消耗量抑制得低的范围内调整反应温度。反应温度例如为0~60℃的范围内，优选为5~50℃的范围内，更优选为10~35℃的范围内。
在肟化工序中，除上述添加时间以外的反应时间例如为1分钟~40小时的范围内，优选为10分钟~24小时的范围内，进一步优选为30分钟~10小时的范围内，更进一步优选为1小时~6小时的范围内。
肟化工序中反应的进行程度可以通过气相色谱法、高效液相色谱法等分析手段来确认。
在反应后得到的反应混合物中，含有羧酸或者羧酸的金属盐。反应混合物含有的羧酸或者羧酸的金属盐可以通过用碱水溶液等洗涤反应混合物而除去至pH10以上的水溶液中，但将羟基亚氨基化合物（3）转换成式（2）表示的氰基链烯基环丙甲酸酯（以下，有时称为氰基化合物（2））时，从使氰基化合物（2）的收率提高的方面考虑，特别优选在后述的腈化工序中使羟基亚氨基化合物（3）与脱水剂反应后除去羧酸或者羧酸的金属盐。
对反应混合物实施水洗等后处理后，也可以根据需要进行脱水，而且对反应混合物实施中和、萃取、水洗等后处理后，也可以进行结晶化、萃取、蒸馏，活性炭、二氧化硅、氧化铝等的吸附，硅胶柱色谱法等色谱精制等的精制。
作为这样得到的羟基亚氨基化合物（3），具体而言可以例示在表4、5和6中记载的化合物。
表4
表5
表6
作为羟基亚氨基化合物（3），优选表中编号（3-1）、（3-13）、（3-21）、（3-33）、（3-61）、（3-73）、（3-81）或者（3-93）表示的化合物，更优选编号（3-1）、（3-21）、（3-61）或者（3-81）表示的化合物。
接着，对腈化工序进行说明。
在腈化工序中，通过使羟基亚氨基化合物（3）与脱水剂反应，羟基亚氨基化合物（3）转换成氰基化合物（2）。
在本说明书中，所谓脱水剂意思是显示出使羟基亚氨基化合物（3）中的-CH＝NOH的羟基与氢脱离而将-CH＝NOH转换成-CN的作用的化合物。
作为上述脱水剂，可以举出乙酸酐等羧酸酐；羧酸卤化物；磺酸卤化物；卤化亚硫酰等。
作为羧酸卤化物（也称为“酰卤”），可以举出乙酰氯、乙酰溴等乙酰卤；丙酰氯、丙酰溴等丙酰卤；以及丁酰氯、丁酰溴等丁酰卤；等。
作为磺酸卤化物，可以举出甲磺酰氯、甲磺酰溴等甲磺酰卤等。
作为卤化亚硫酰，可以举出氯化亚硫酰、溴化亚硫酰等。
作为羧酸酐，可以举出碳原子数为2~8的羧酸酐等，具体地可以举出乙酸酐、丙酸酐和丁酸酐等。羧酸酐优选为乙酸酐。
这些脱水剂之中，羧酸卤化物、磺酸卤化物和卤化亚硫酰与羟基亚氨基化合物（3）反应时生成酸。
在腈化工序中，脱水剂可以使用1种，也可以使用2种以上。
所述脱水剂优选为选自羧酸酐和羧酸卤化物中的至少1种化合物。
使用2种以上所述脱水剂时，优选使用羧酸酐作为脱水剂的1种，更优选使用羧酸酐和选自羧酸卤化物、磺酸卤化物以及卤化亚硫酰中的至少1种化合物，进一步优选使用羧酸酐和选自乙酰氯、乙酰溴、氯化亚硫酰以及甲磺酰氯中的至少1种化合物。
脱水剂的用量优选以合计计相对于羟基亚氨基化合物（3）1摩尔为0.8~3.0摩尔的范围内，更优选为1.0~2.0摩尔的范围内。
应予说明，使用羧酸酐作为脱水剂时，羧酸酐的用量相对于羟基亚氨基化合物（3）1摩尔优选为0.8~2摩尔的范围内，更优选为1.0~1.5摩尔的范围内。
腈化工序在选自卤化氢和有机磺酸中的至少1种酸的存在下进行，由于促进反应，因而优选。对于该酸的详细内容，后面叙述。
应予说明，如上所述，在腈化工序中，使用选自羧酸卤化物、磺酸卤化物和卤化亚硫酰中的化合物作为脱水剂时，可以在上述酸的存在下进行腈化工序。所以，使用2种以上脱水剂时，优选使用羧酸卤化物、磺酸卤化物和卤化亚硫酰中的任一种作为脱水剂的1种。
在腈化工序中，羟基亚氨基化合物（3）与脱水剂的反应优选在有机碱的存在下进行。
作为有机碱，例如可以举出吡啶、甲基乙基吡啶、二甲基氨基吡啶等芳香族胺、三乙胺等脂肪族叔胺。有机碱优选为吡啶。
有机碱可以与选自卤化氢和有机磺酸中的至少1种酸形成盐。
作为卤化氢，可以举出盐酸、溴酸、碘酸等。作为有机磺酸，可以举出碳原子数为1~4的烷基磺酸等脂肪族磺酸；以及碳原子数为6~10的芳香族烃磺酸等芳香族磺酸。
作为脂肪族磺酸，可以举出甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸。作为芳香族磺酸，可以举出苯磺酸、甲苯磺酸等有机磺酸等。
作为有机碱与上述酸的盐，可以举出芳香族胺的盐酸盐、脂肪族叔胺的盐酸盐、芳香族胺的溴酸盐、芳香族胺的碘酸盐、脂肪族叔胺的盐酸盐、芳香族胺的烷基磺酸盐等。作为所述盐，具体地可以举出吡啶盐酸盐、甲基乙基吡啶盐酸盐、二甲基氨基吡啶盐酸盐、三乙胺盐酸盐、吡啶溴酸盐、吡啶碘酸盐、吡啶甲磺酸盐、吡啶乙磺酸盐、吡啶丙磺酸盐、吡啶苯磺酸盐以及吡啶甲苯磺酸盐，优选吡啶盐酸盐或者吡啶溴酸盐，更优选吡啶盐酸盐。
腈化工序优选在有机碱和有机碱与上述酸的盐的存在下进行。
相对于羟基亚氨基化合物（3）1摩尔，有机碱的用量优选为0.8~2摩尔的范围内，更优选为1.0~1.5摩尔的范围内。应予说明，使用有机碱与上述酸的盐时，有机碱的用量是也包括来自该盐的碱的量的合计量。
在腈化工序中，羟基亚氨基化合物（3）与脱水剂的反应优选在溶剂的存在下进行。作为所述溶剂，例如可以举出在肟化工序中例示的非混和性有机溶剂。在肟化工序中使用非混和性有机溶剂时，也能够直接使用该非混和性有机溶剂作为与羟基亚氨基化合物（3）的混合物，也能够根据需要地利用溶剂稀释使用。溶剂的用量相对于羟基亚氨基化合物（3）1重量份通常为0~20重量份，优选为0.5~20重量份，更优选为0.5~5重量份的范围内。
腈化工序中的混合顺序没有限制，例如可以举出将溶剂与有机碱混合并向其中添加羟基亚氨基化合物（3）和脱水剂的方法，将溶剂、有机碱和羟基亚氨基化合物（3）混合并向其中添加脱水剂的方法，优选将溶剂与有机碱混合并向其中添加羟基亚氨基化合物（3）和脱水剂的方法。
在所述优选的方法中，优选边在溶剂与有机碱的混合物中添加羟基亚氨基化合物（3）边添加脱水剂。边在溶剂与有机碱的混合物中添加羟基亚氨基化合物（3）边添加脱水剂时，更优选羟基亚氨基化合物（3）的添加时间与脱水剂的添加时间大致相同。
溶剂与有机碱的混合物中的溶剂的量相对于羟基亚氨基化合物（3）1重量份优选为0~10重量份的范围内，更优选为0.5~2重量份的范围内。在此，所谓羟基亚氨基化合物（3）的添加时间与脱水剂的添加时间大致相同，意思是相对于羟基亚氨基化合物（3）的添加时间，脱水剂的添加时间为0.8~1.2倍的范围内。
在所述优选的方法中，羟基亚氨基化合物（3）的添加时间通常为1~30小时的范围内，优选为3~10小时的范围内。
腈化工序中的反应温度优选为80~150℃的范围内，更优选为90~110℃的范围内。
在腈化工序中，除上述添加时间以外的反应时间例如为1分钟~24小时的范围内，优选为1小时~10小时的范围内，进一步优选为1~5小时的范围内。
作为腈化工序优选的方式，可以举出在选自卤化氢和磺酸中的至少1种酸与有机碱的存在下使羟基亚氨基化合物（3）与羧酸酐反应的工序。
在本方式中，作为羧酸酐和有机碱，可以分别优选举出上述羧酸酐和有机碱。羧酸酐作为脱水剂使用。
在本方式中，酸选自卤化氢和有机磺酸。
作为上述卤化氢，可以举出氯化氢、溴化氢、碘化氢等。
作为上述有机磺酸，可以举出甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸等脂肪族磺酸；以及苯磺酸、甲苯磺酸等芳香族磺酸。
上述酸更优选为卤化氢。卤化氢优选为氯化氢或者溴化氢。
上述酸可以是市售品，也可以是采用任意公知的方法生成的酸，还可以是在腈化工序的反应体系中生成的酸。
作为在腈化工序的反应体系中使上述酸生成的方法，例如可以举出以下方法：将上述酸与羟基亚氨基化合物（3）接触而生成的化合物（有时将该化合物称为“酸生成剂”）代替上述酸地或者与上述酸一起地用于羟基亚氨基化合物（3）与羧酸酐的反应中。
作为酸生成剂，可以举出以下的化合物。
■选自羧酸卤化物、磺酸卤化物和卤化亚硫酰中的化合物
■金属卤化物
■卤素化硼
选自羧酸卤化物、磺酸卤化物和卤化亚硫酰中的化合物显示出使上述酸生成的作用，并且如上所述，显示出作为脱水剂将羟基亚氨基化合物（3）的-CH＝NOH转换成-CN的作用。所以，如果并用羧酸酐与选自羧酸卤化物和磺酸卤化物中的化合物作为脱水剂，则能够高效地进行羟基亚氨基化合物（3）的腈化。
作为金属卤化物，可以举出氯化铝、溴化铝等卤化铝；氯化锆、溴化锆等卤化锆。
作为卤化硼，可以举出氯化硼、溴化硼等卤化硼。
在腈化工序的反应体系中生成的酸优选为由选自羧酸卤化物、有机磺酸卤化物、金属卤化物和卤化亚硫酰中的至少1种化合物生成的酸，更优选为由选自乙酰卤和卤化铝中的至少1种化合物生成的酸。
上述酸和酸生成剂能够单独使用，还能够与上述溶剂、乙酸等混合使用。
相对于羟基亚氨基化合物（3）1摩尔，上述酸的用量优选为0.05~1摩尔的范围内，更优选为0.1~0.5摩尔的范围内。应予说明，使用酸生成剂、有机碱与上述酸的盐时，该酸的用量是也包括来自酸生成剂、该盐的酸的量的合计量。
在腈化工序的反应体系中由酸生成剂使上述酸生成时，酸生成剂的用量根据由1摩尔酸生成剂可以生成的酸的摩尔数不同而异，例如如果可以由1摩尔酸生成剂生成1摩尔酸，则相对于羟基亚氨基化合物（3）1摩尔，优选为0.05~1摩尔的范围内，更优选为0.1~0.5摩尔的范围内。
在腈化工序中，反应试剂的混合方法没有限定，但优选以下方法：
（a）将羧酸酐、有机碱和酸或酸生成剂混合并向得到的混合物中添加羟基亚氨基化合物（3）的方法，
（b）将羟基亚氨基化合物（3）、有机碱和酸或酸生成剂混合并向得到的混合物中添加羧酸酐的方法，或者
（c）将有机碱和酸或酸生成剂混合并向得到的混合物中添加羟基亚氨基化合物（3）和羧酸酐的方法。
优选在制备（a）~（c）中记载的混合物时进一步混合溶剂。另外，在（a）中记载的方法中，可以将羟基亚氨基化合物（3）与溶剂混合添加，在（b）中记载的方法中，可以将羧酸酐与溶剂混合添加，在（c）中记载的方法中，可以将羟基亚氨基化合物（3）和/或羧酸酐与溶剂混合添加。
更优选（c）中记载的方法，在（c）中记载的方法中，进一步优选将羟基亚氨基化合物（3）与溶剂混合添加。
对于羟基亚氨基化合物（3）向（a）中记载的混合物中的添加时间、羧酸酐向（b）中记载的混合物的添加时间、羟基亚氨基化合物（3）和羧酸酐向（c）中记载的混合物中的添加时间而言，从使由羟基亚氨基化合物（3）生成的式（3-1）表示的反应中间体逐次转换成氰基化合物（2）的方面考虑，优选为1小时以上，更优选为3小时以上。另外，从生产率方面考虑，优选为30小时以内，更优选为10小时以内。
（式（3-1）中，R1和R2如上述定义。R3表示来自羧酸酐的基团。）
在此，所谓添加时间，意思是羟基亚氨基化合物（3）向（a）中记载的混合物中的添加从开始到结束所需要的时间、羧酸酐向（b）中记载的混合物中的添加从开始到结束所需要的时间、或者羟基亚氨基化合物（3）向（c）中记载的混合物中的添加从开始到结束所需要的时间和羧酸酐向（c）中记载的混合物中的添加从开始到结束所需要的时间。
进行（c）中记载的方法时，优选羟基亚氨基化合物（3）的添加时间与羧酸酐的添加时间大致相同。
在此，所谓羟基亚氨基化合物（3）的添加时间与羧酸酐的添加时间大致相同，意思是相对于羟基亚氨基化合物（3）的添加时间羧酸酐的添加时间例如为0.8~1.2倍的范围内。相对于羟基亚氨基化合物（3）的添加时间，羧酸酐的添加时间优选为0.9~1.1倍的范围内，更优选为0.95~1.05的范围内。进一步优选同时开始羟基亚氨基化合物（3）的添加与羧酸酐的添加并同时完成。
腈化工序中反应的进行程度能够通过气相色谱法、高效液相色谱法等分析手段来确认。
在水和非混和性溶剂的存在下进行反应时，例如如果在反应后将得到的反应混合物与水混合，实施萃取、水洗、过滤等后处理，接着，实施蒸馏、结晶化等分离，则可以获取氰基化合物（2）。
非混和性溶剂例如可以举出上述芳香族烃溶剂、饱和链式烃溶剂、脂环式烃溶剂和卤代芳香族烃溶剂。
在水与混和性的溶剂的存在下或者没有溶剂存在下进行反应时，例如如果在反应后将得到的反应混合物、上述非混和性溶剂和水混合，实施萃取、水洗、过滤等后处理，接着，实施蒸馏、结晶化等分离，则可以获取氰基化合物（2）。
在反应混合物中含有有机碱时，通过在后处理中用硫酸、盐酸、甲磺酸等强酸的水溶液洗涤反应混合物，能够从反应混合物中除去。相对于有机碱1摩尔，如果为1元酸，则在洗涤中使用的强酸的用量优选为0.5摩尔以上，如果是2元酸，则优选为0.25摩尔以上。
另外，在反应混合物中含有甲酰基化合物（1）时，通过在后处理中用氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液、氢氧化锂水溶液、碳酸钾水溶液、碳酸钠水溶液等碱水溶液和/或水洗涤反应混合物，可以从反应混合物中除去甲酰基化合物（1）。
在反应后得到的反应混合物中，有时含有肟化工序中使用的羧酸或者羧酸的金属盐。
在反应混合物中含有羧酸或者羧酸的金属盐时，通过利用硫酸、盐酸等强酸水溶液洗涤该反应混合物后，或者直接用碱水溶液洗涤该反应混合物，可以将羧酸或者羧酸的金属盐除去到碱水溶液中。洗涤后的碱水溶液优选为pH10以上，作为所述碱水溶液，可以举出氢氧化钾水溶液、氢氧化钠水溶液、氢氧化锂水溶液等碱金属氢氧化物水溶液、碳酸钾水溶液、碳酸钠水溶液等碱金属碳酸化物水溶液。
作为碱水溶液的浓度，例如可以举出0.1~30重量%的范围内，优选为5~15重量%的范围内。相对于羟基亚氨基化合物（3）1摩尔，碱水溶液的用量为0.1~2摩尔的范围内，优选为0.4~1.0摩尔的范围内。优选用碱水溶液洗涤后进一步水洗。
得到的氰基化合物（2）也能够通过例如重结晶；萃取；蒸馏；对活性炭、二氧化硅、氧化铝等的吸附处理；硅胶柱色谱等色谱法等来精制。
作为这样获得的氰基化合物（2），具体地可以例示在表7、8和9中记载的化合物。
表7
表8
表9
作为氰基化合物（2），优选表中编号（2-1）、（2-13）、（2-21）、（2-33）、（2-61）、（2-73）、（2-81）或者（2-93）表示的化合物，更优选编号（2-1）、（2-21）、（2-61）或者（2-81）表示的化合物。
实施例
下面，基于实施例对本发明进行说明。
甲酰基化合物（1）、羟基亚氨基化合物（3）和氰基化合物（2）的含量采用通过蒸馏、重结晶等其它方式制备的甲酰基化合物（1）、羟基亚氨基化合物（3）和氰基化合物（2）各自的标准品并利用气相色谱法内标法求得。
＜实施例1＞
在反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-2-甲酰基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯的混合二甲苯溶液185.68g（浓度47.54重量%）中加入羟基胺硫酸盐水溶液（浓度24重量%）16.18g和辛酸6.63g（相对于反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-2-甲酰基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯1摩尔为0.1摩尔）。得到的混合物呈现pH2。在20℃边向其中滴加羟基胺硫酸盐水溶液（浓度24重量%）160.89g边滴加23%氢氧化钠溶液97.42g。滴加时间均为4.5小时。滴加完成时，得到的混合物呈现pH6.5。从在20℃保温3小时得到的反应混合物中将水层分液，用水洗涤得到的油层2次后，以压力5kPa减压，加热回流下脱水，由此获得反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-3-（羟基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯的混合二甲苯溶液211.82g（浓度42.73重量%）。水分为52ppm，收率为95.32%。
＜实施例2＞
氮环境下，将吡啶10.35g、混合二甲苯21.24g和乙酰氯2.41g混合，将得到的混合物升温到100℃。边向其中滴加反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-3-（羟基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯的混合二甲苯溶液52.63g（浓度42.73重量%）边滴加乙酸酐10.40g。滴加时间均为6小时。滴加完成后，将得到的混合物保温2小时，冷却到20℃。在冷却的反应混合物中加入水21.05g和97重量%硫酸5.60g并混合，分液，获得油层1和水层1。在水层1中加入混合二甲苯10.67g并混合，将分液得到的油层2和先前得到的油层1合并，获得油层3。向其中加入水21.12g和23重量%氢氧化钠水溶液11.37g并混合，将油层3中含有的辛酸除去到水层中后，从水层中分液获得油层4。水层呈现pH12.3。在得到的油层4中加入水21.15g并混合，将分液得到的油层浓缩，由此获得含有反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-2-氰基-1-丙烯-1-基］环丙甲酸甲酯的固态物24.45g（反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-2-氰基-1-丙烯-1-基］环丙甲酸甲酯的含量：82.34重量%）。收率为97.80%，
固形物中含有的辛酸相对于反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-2-氰基-1-丙烯-1-基］环丙甲酸甲酯为0.1重量%以下。
＜实施例3＞
氮环境下，在作为甲酰基化合物（1）的反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-2-甲酰基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯的混合二甲苯溶液41.32g（浓度47.54重量%）中加入羟基胺硫酸盐水溶液（浓度24重量%）37.68g和作为羧酸的辛酸1.48g（相对于反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-2-甲酰基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯为10摩尔%），在20℃花费5.5小时向其中滴加23%氢氧化钠溶液22.16g。在20℃保温1.5小时后，将水层分液，用水洗涤2次得到的油层，由此获得作为羟基亚氨基化合物（3）的反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-3-（羟基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯的混合二甲苯溶液41.98g（浓度49.60重量%）。收率98.54%
＜实施例4~8和参考例1＞
在实施例3中，变更表10所示的条件，将23%氢氧化钠的滴加时间从5.5小时变更为4.5小时，除此之外，采用与实施例3同样的条件，获得反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-3-（羟基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯的混合二甲苯溶液。将结果示于表11。
表10
表11
＜实施例9＞
氮环境下，在使反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-3-（羟基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯溶解在混合二甲苯中得到的溶液3.07g（甲酰基化合物（1）的浓度：32.74重量%）中加入吡啶0.49g和乙酰氯0.11g。将得到的混合物升温到100℃，向其中加入乙酸酐0.49g，保温2小时。冷却反应混合物后，用混合二甲苯稀释，获得2,2二甲基-3-［（1E）-2-氰基-1-丙烯-1-基］环丙甲酸甲酯的混合二甲苯溶液9.60g（氰基化合物（2）的含量：9.11重量%）。收率95.6%。
＜实施例10＞
氮环境下，将混合二甲苯42.35g、吡啶20.65g、乙酰氯3.19g和乙酸酐22.56g混合。将得到的混合物升温到100℃，花费6小时向其中滴加使反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-3-（羟基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯溶解在混合二甲苯中得到的溶液95.61g（甲酰基化合物（1）的浓度：44.20重量%）后，保温2小时。冷却反应混合物后，向其中加入水42.35g和97重量%的硫酸12.15g并混合，分液，获得油层1和水层1。向水层1中加入混合二甲苯21.19g并混合，将分液得到的油层2与先前得到的油层1合并。向其中加入水42.50g和23重量%的氢氧化钠21.98g并混合，分液。将得到的油层3进一步与水42.31g混合并分液，浓缩得到的油层，由此获得2,2-二甲基-3-［（1E）-2-氰基-1-丙烯-1-基］环丙甲酸甲酯的混合二甲苯溶液122.57g（氰基化合物（2）的含量：29.79重量%）。收率95.3%
＜实施例11~14＞
在实施例9中，变更表12所示的条件，除此之外，进行与实施例9同样的操作，获得作为氰基化合物（2）的2,2二甲基-3-［（1E）-2-氰基-1-丙烯-1-基］环丙甲酸甲酯的混合二甲苯溶液。将结果示于表13。
表12
表13
＜实施例15＞
氮环境下，将吡啶17.40g、混合二甲苯42.25g和氯化吡啶4.62g混合，将得到的混合物升温到100℃。同温度下同时开始向其中滴加使反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-3-（羟基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯溶解到混合二甲苯中得到的溶液95.59g（甲酰基化合物（1）的浓度：44.20重量%）和滴加乙酸酐26.54g。上述溶液的滴加时间和乙酸酐的滴加时间均为6小时。滴加完成后，将得到的混合物保温2小时。冷却混合物到20℃后，向其中加入水42.25g和97重量%的硫酸12.13g并混合，分液，获得油层1和水层1。在水层1中加入混合二甲苯21.13g并混合，将分液得到的油层2与先前得到的油层1合并。向其中加入水42.25g和23重量%的氢氧化钠24.35g并混合，分液。将得到的油层3进一步与水42.25g混合并分液，浓缩得到的油层，则获得含有2,2-二甲基-3-［（1E）-2-氰基-1-丙烯-1-基］环丙甲酸甲酯的溶液82.26g（氰基化合物（2）的含量：44.69重量%）。收率95.0%
＜实施例16＞
氮环境下，将吡啶17.40g、混合二甲苯42.25g和氯化吡啶4.62g混合，将得到的混合物升温到100℃后，添加乙酸酐1.06g。同温度下同时开始向其中滴加使反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-3-（羟基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯溶解在混合二甲苯中得到的溶液87.97g（甲酰基化合物（1）的浓度：47.80重量%）和滴加乙酸酐25.52g。上述溶液的滴加时间和乙酸酐的滴加时间均为6小时。滴加完成后，将得到的混合物保温2小时。冷却混合物到20℃后，向其中加入水42.25g和97重量%的硫酸11.10g并混合，分液，获得油层1。向其中加入水42.25g和23重量%的氢氧化钠24.35g并混合，分液。将得到的油层2进一步与水42.25g混合，分液，浓缩得到的油层，则获得含有2,2-二甲基-3-［（1E）-2-氰基-1-丙烯-1-基］环丙甲酸甲酯的溶液64.51g（氰基化合物（2）的含量：56.09重量%）。收率94.1%
＜实施例17＞
氮环境下，将吡啶3.96g、混合二甲苯52.82g和35%盐酸5.19g混合后，减压到压力为5kPa，加热回流下进行脱水，由此获得含有氯化吡啶的二甲苯溶液。在得到的二甲苯溶液中加入吡啶21.75g，升温到100℃。同温度下同时开始向其中滴加使反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-3-（羟基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯溶解于混合二甲苯中得到的溶液109.62g（甲酰基化合物（1）的浓度：48.18重量%）和滴加乙酸酐30.63g。上述溶液的滴加时间和乙酸酐的滴加时间均为6小时。滴加完成后，将得到的混合物保温2小时，获得含有2,2-二甲基-3-［（1E）-2-氰基-1-丙烯-1-基］环丙甲酸甲酯的溶液205.44g（化合物（2）的含量：22.15重量%）。收率94.2%
＜参考例1＞
氮环境下，将反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-3-（羟基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯（纯度98.55重量%）1.00g溶解在混合二甲苯2.48g中，在得到的溶液中加入吡啶0.49g。将得到的混合物升温到100℃，向其中加入乙酸酐0.64g并保温16小时。反应中间体的反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-3-（乙酰氧基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯作为相对于与2,2-二甲基-3-［（1E）-2-氰基-1-丙烯-1-基］环丙甲酸甲酯的合计的面积百分率而残留14%。冷却后，用混合二甲苯稀释，获得反式-2,2-二甲基-3-［（1E）-3-（乙酰氧基亚氨基）-2-甲基-1-丙烯基］环丙甲酸甲酯和2,2二甲基-3-［（1E）-2-氰基-1-丙烯-1-基］环丙甲酸甲酯的混合二甲苯溶液8.83g（含量8.31重量%）。收率80.3%。
产业上的可利用性
羟基亚氨基链烯基环丙甲酸酯、氰基链烯基环丙烷化合物等环丙甲酸酯化合物是作为害虫等有害生物防除用化合物的合成中间体重要的化合物。
本发明能够用作所述化合物的制造方法。

Claims (8)

1.式(2)表示的氰基链烯基环丙甲酸酯的制造方法，具有如下的肟化工序和腈化工序，
肟化工序：在溶剂中，在选自羧酸和羧酸的金属盐中的至少1种化合物的存在下，使式(1)表示的甲酰基链烯基环丙甲酸酯与羟基胺反应，
式(1)中，R1表示可以具有取代基的烷基、或者卤素原子，R2表示可以具有取代基的烷基或者可以具有取代基的苄基，
腈化工序：使所述肟化工序中得到的式(3)表示的羟基亚氨基链烯基环丙甲酸酯与脱水剂反应，
式(3)中，R1和R2如所述式(1)中的定义，
式(2)中，R1和R2如所述式(1)中的定义，
进一步包括从由腈化工序中的反应而得到的混合物中除去选自羧酸和羧酸的金属盐中的至少1种化合物的工序。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，脱水剂是选自羧酸酐和酰卤中的至少1种化合物。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，脱水剂是羧酸酐。
4.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，腈化工序是在选自卤化氢和有机磺酸中的至少1种酸的存在下进行的。
5.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，腈化工序是在有机碱的存在下进行的。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其中，选自羧酸和羧酸的金属盐中的至少1种化合物是在碱水溶液中被除去的。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，碱水溶液是pH10以上的碱水溶液。
8.根据权利要求6或7所述的制造方法，其中，碱水溶液是碱金属氢氧化物水溶液或者碱金属碳酸化物水溶液。
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