CN1622929A - 3,3－二甲基－2－甲酰基环丙烷羧酸衍生物的制造方法 - Google Patents
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Abstract
通式(2)的3，3－二甲基－2－甲酰基环丙烷羧酸衍生物的制造方法，该方法包括在钌化合物存在下，使通式(1)的3，3－二甲基－2－(2－甲基－1－丙烯基)环丙烷羧酸化合物与高碘酸化合物进行反应：如(2)式其中R是氢、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的芳烷基，如(1)式其中R如上面所定义。
Description
技术领域
本发明涉及3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸衍生物的制造方法。
背景技术
如下通式(1)的3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸化合物作为合成拟除虫菊酯类的家用预防流行病药剂、杀虫剂等的中间体是一种很重要的化合物：
其中，R是氢、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基、取代的或未取代的芳烷基。也使用上述通式(1)的化合物3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸作为关键化合物，开发出了许多用各种烯基代替了连接在环丙烷环上的2-甲基-1-丙烯基的类似物，而且使用这些类似物开发出了许多家用流行病预防剂和杀虫剂。
作为分子中用各种烯基代替了连接在环丙烷环上的2-甲基-1-丙烯基的各种类似物的制造方法，比如如下的方法是已知的，在此方法中，用Wittig试剂(请见比如J.Labelled Compounds andRadiopharmaceuticals，13，561(1977))与通式(2)的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸衍生物进行反应。
其中R如上面所定义。在合成上述类似物时，上述通式(2)的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸衍生物成为重要的化合物。
作为通式(2)的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸的制造方法，比如下面的方法是已知的，在一个方法中，在四氧化锇催化剂存在下，将如上通式(1)的3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸氧化(见J.Labelled Compounds and Radiopharmaceuticals，13，561(1977))；在另一个方法中，用臭氧氧化如上通式(1)的3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸(见比如JP-B 46-24695)。然而，由于前一种方法使用了剧毒的四氧化锇，而后一种方法倾向于需要大规模的装置，所以这两种方法都不能说是适合于在工业规模上制造的方法。
发明的公开
在这样的情况下，本发明人对在工业规模制造上述通式(2)的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸衍生物的方法进行了潜心的研究，结果发现，在钌化合物存在下，通过如上通式(1)的3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸化合物与高碘酸化合物反应，就能够以很好的产率得到通式(2)的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸衍生物，如此就完成了本发明。
由此，本发明提供了通式(2)的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸衍生物的制造方法：
其中，R是氢、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的芳烷基，该方法包括在钌化合物存在下，使通式(1)的化合物的3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸化合物与高碘酸化合物反应：
其中的R如上面所定义。
发明的实施模式
在表示通式(1)的化合物3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸(下面简称为羧酸化合物(1))的结构式中：
R表示氢、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的芳烷基。
未取代的烷基可包括比如直链或支链的或者环状的1至10个碳原子的烷基，比如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、环戊基、正己基、环己基和基，而取代的烷基可包括被诸如卤原子(比如氟、氯、溴)、烷氧基(比如C1至C4烷氧基，如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基)、芳氧基(比如苯氧基)或芳烷氧基(比如苯甲酰氧基)等取代基取代的烷基，取代的烷基可包括比如2-氯乙基、2-氟乙基、五氟乙基、2-甲氧基乙基、2-乙氧基乙基、2-苯氧基乙基和2-(苄氧基)乙基。
未取代的芳基可包括比如苯基和萘基，而取代的芳基可包括被诸如上述取代的或未取代的烷基、上述烷氧基、上述芳氧基和/或上述芳烷氧基等取代基取代的苯基和萘基。取代的苯基和萘基的例子可包括比如2-氯苯基、4-氟苯基、2-甲基苯基、4-甲氧基苯基和4-苯氧基苯基。
取代的或未取代的芳烷基可包括比如由上述取代的或未取代的烷基和上述取代的或未取代的芳基组成的基团，比如苄基、苯乙基、氯苄基、甲基苄基、甲氧基苄基、苯氧基苄基、2，3，5，6-四氟苄基、2，3，5，6-四氟-4-甲基苄基、2，3，5，6-四氟-4-甲氧基苄基、2，3，5，6-四氟-4-甲氧基甲基苄基。
羧酸化合物(1)可包括3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸乙酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸正丙酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸异丙酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸正丁酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸异丁酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸叔丁酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸苯酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸1-萘酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸2-萘酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸苄酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸2，3，5，6-四氟苄酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸2，3，5，6-四氟-4-甲基苄酯、3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸2，3，5，6-四氟-4-甲氧基苄酯和3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸2，3，5，6-四氟-4-甲氧基甲基苄酯。
羧酸化合物(1)在其分子中含有两个非对称碳原子，能够提供四种异构体。在本发明中，可以所以这些异构体中的任何一种或这些异构体的混合物。
钌化合物可包括比如金属钌、氧化钌，比如氧化钌(IV)、卤化钌，比如氯化钌(III)和溴化钌(III)、钌络合物，比如三(乙酰丙酮酸)钌(III)、二(环戊二烯基)钌(II)、二(五甲基环戊二烯基)钌(II)、二氯-(p-异丙基苯甲烷)钌(II)二聚体、二氯-(1，5-环辛二烯基)钌(II)二聚体、氯化苯钌(II)二聚体、三(2，2’-二吡啶基)二氯化钌(II)、二氯三(三苯基膦)钌(II)、羰基二氢化(hydrido)三(三苯基膦)钌(II)和十二羰基三钌(O)，以及过钌酸盐，比如过钌(VII)酸四(正丙基)铵。
这些钌化合物可以被载在活性炭、二氧化硅、氧化铝等之上。在氧化钌或卤化钌的情况下，一般使用它们的水合物。
对于每摩尔的羧酸化合物(1)，适合于使用的钌化合物的量一般是0.05mol％或更高，优选0.1mol％或更高，没有其上限。从经济的观点出发，太高的量有变成缺点的趋势，因此，在实际的情况下，适合于使用的钌化合物的量不高于10mol％，优选不高于5mol％。
高碘酸化合物可以是在其水溶液中显示出酸性的化合物，可以包括高碘酸(H5IO6)、偏高碘酸钠(NaIO4)和偏高碘酸钾(KIO4)。在本发明中，通过预先与诸如硫酸或硝酸等酸的水溶液反应，将其转化为在其水溶液中显示出酸性的高碘酸化合物，就能够使用在其水溶液中显示中性到碱性的高碘酸化合物，比如高碘酸锂(LiIO4)、仲高碘酸钠(Na2H3IO6、Na3H2IO6)和二中高碘酸钾(K4I2O6)。另外，预先将在其水溶液中显示中性到碱性的高碘酸化合物和羧酸化合物(1)混和，加入诸如硫酸或硝酸等酸的水溶液，使反应系统呈酸性，这样就得到在其水溶液中显示出酸性的高碘酸化合物，使反应得以进行。
对于某些这样的高碘酸化合物，可能存在其水合物，在本发明中，无论是水合物还是非水合物都是可以使用的。
适合于使用的高碘酸化合物的用量，一般每mol羧酸化合物(1)不低于2mol，而且没有上限。用量太高倾向于引起所需产物进一步氧化，因此，在实际的情况下，适合于使用的高碘酸化合物的用量，每mol羧酸化合物(1)不高于5mol，优选不高于3mol。
羧酸化合物(1)与高碘酸化合物的反应一般在水或与水混溶的有机溶剂和水的混合物中进行。与水混溶的有机溶剂可以包括芳香烃溶剂，比如甲苯、二甲苯、三甲苯和氯化苯；脂肪烃溶剂，比如戊烷、己烷、庚烷、辛烷和环己烷；酯类溶剂，比如乙酸乙酯；酮类溶剂，比如甲基异丁基酮、甲乙酮，以及卤代脂肪烃类溶剂，比如二氯甲烷、二氯乙烷和四氯化碳。水和与水混溶的有机溶剂的混合物是优选的。其用量一般每1重量份羧酸化合物(1)不低于2重量份，优选不低于5重量份。它没有上限，但考虑到体积效率等，在实际情况下其用量，每1重量份羧酸化合物(1)不高于100重量份。当使用水和与水混溶的有机溶剂的混合物时，对水和与水混溶的有机溶剂的混合比没有特别的限制。
反应温度一般在-10℃至50℃，优选-5℃至15℃。
一般只要将羧酸化合物(1)、钌化合物和高碘酸化合物混和和接触就能够进行反应。对混和的顺序没有特别的限制。
在完成反应以后，当反应混合物含有不溶的物质时，通过比如过滤出不溶物，然后进行相分离，就得到含有所需通式(2)的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸的有机层：
其中，R如上面所定义(在下面将其简称为羧酸衍生物(2))。另外，将反应混合物进行热处理，必要时加入水或水和与水混溶的有机溶剂，使得某些或全部不溶物被溶解，然后进行过滤和/或相分离，如此就得到了含有羧酸衍生物(2)的有机层。对于反应混合物的热处理，从控制形成热处理副产物的观点出发，可以原封不动(as such)或者在将pH值调节到中性附近对反应混合物进行热处理。
当反应混合物含有不溶物时，如果需要，在得到的反应混合物中加入水和/或与水混溶的有机溶剂，然后进行相分离，如此就得到含有羧酸衍生物(2)的有机层。
可以通过洗涤分离羧酸衍生物(2)，如果需要，用硫代硫酸钠水溶液等洗涤含有羧酸衍生物(2)的有机层，然后进行浓缩。可以通过传统的提纯手段，比如蒸馏或色谱分离进一步提纯被分离的羧酸衍生物(2)。
当反应混合物含有残留的高碘酸化合物时，可以将其与无机还原剂，比如亚硫酸钠、硫代硫酸钠或亚硫酸氢钠；伯醇，比如甲醇或乙醇；仲醇，比如异丙醇等进行混和，以将残留的高碘酸化合物还原，然后进行上述处理。
根据使用的钌催化剂种类的不同，催化剂可仍溶解于反应混合物中，在这种情况下，可以将反应混合物与吸附剂，比如活性炭混和，以通过吸附除去催化剂。
过滤出的不溶物或由相分离得到的水层含有在羧酸化合物(1)与高碘酸化合物反应中作为副产物形成的碘酸化合物(在下面简称为副产物碘酸化合物)。从经济的观点出发和从由降低含碘废产物引起环境负荷的观点出发，优选将副产物碘酸化合物转化为高碘酸化合物，以在本发明中重新使用。比如，当使用偏高碘酸钠(NaIO4)作为高碘酸化合物时，就形成碘酸钠和/或碘酸作为副产物碘酸化合物。
作为将副产物碘酸化合物转化为高碘酸化合物的方法，在碱存在下，将副产物碘酸化合物与氧化剂反应，将其转化为在其水溶液中显示碱性的高碘酸化合物，然后用诸如硫酸或硝酸等酸进行处理，将其转化为在其水溶液中显示出酸性的高碘酸化合物。
氧化剂可包括次卤酸盐，比如次氯酸钠；卤素，比如氯和溴以及过氧二硫酸盐，比如过氧二硫酸钾。它们的用量一般是每mol副产物碘酸化合物1至3mol。碱可包括碱金属氢氧化物，比如氢氧化钠和氢氧化钾。其用量一般是每mol副产物碘酸化合物0.5至3mol。一般使用碱的水溶液。
在副产物碘酸化合物与氧化剂的反应中，反应温度一般为50至100℃。
当上述不溶物(副产物碘酸化合物)与氧化剂反应时，反应一般在水中进行。使用的水量一般每1重量份不溶物为2至10重量份。当含有副产物碘酸化合物的水层与氧化剂反应时，可以将它们互相接触，或者是互相混和，如果需要可以加入水。
下面将专门解释以碘酸钠作为副产物碘酸化合物例子的情况。一般在诸如氢氧化钠的碱存在下，将作为副产物形成的碘酸钠与诸如次氯酸钠的氧化剂在水中进行反应，使得一般以结晶的形式沉淀出在其水溶液中显示碱性的仲高碘酸钠。对于仲高碘酸钠，存在有两种形式，即Na2H3IO6和Na3H2IO6。适当地选择包括碱的用量和反应混合物的pH值等反应条件，就能够选择性地得到Na2H3IO6和Na3H2IO6中的任何一种。因此，可以根据所需仲高碘酸钠的种类来选择反应条件。考虑到碱的用量以及将其转化为偏高碘酸钠时酸的用量等，作为Na3H2IO6来回收是有利的，而且从经济的观点出发是优选的。
通过过滤除去沉淀出的仲高碘酸钠结晶，如果需要进行洗涤，然后再用诸如硝酸或硫酸的酸进行处理，就转化为偏高碘酸钠(NaIO4)。可以将得到的偏高碘酸钠(NaIO4)分离，重新用于上述羧酸化合物(1)与高碘酸化合物的反应中，或者可以不加分离就重新使用，比如作为用酸处理得到的含有偏高碘酸钠(NaIO4)的水溶液或悬浮液，用于上述羧酸化合物(1)与高碘酸化合物的反应中。
当作为副产物形成的碘酸化合物是碘酸钾时，在诸如氢氧化钾的碱存在下，在水性溶剂中，用诸如氯的氧化剂与作为副产物形成的碘酸钾反应，将其转化为二中高碘酸钾(K4I2O9)，然后用比如硝酸的酸处理，使得一般可以将偏高碘酸钾作为晶体回收。
如此得到的羧酸衍生物(2)可包括3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸乙酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸正丙酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸异丙酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸正丁酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸异丁酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸叔丁酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸苯酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸1-萘酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸-2-萘酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸苄酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸-2，3，5，6-四氟苄酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸-2，3，5，6-四氟-4-甲基苄酯、3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸-2，3，5，6-四氟-4-甲氧基苄酯和3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸-2，3，5，6-四氟-4-甲氧基甲基苄酯。
实施例
下面将通过实施例进一步说明本发明，然而本发明并不限于这些实施例。在实施例当中，用气相色谱(内标法)进行分析。
实施例1
在44.4g仲高碘酸钠(Na2H3IO6)中加入195g水，在内温25℃下加入17.2g的60wt％硝酸，得到含有偏高碘酸钠(NaIO4)的水溶液。在此水溶液中进一步加入1.7g偏高碘酸钠(NaIO4)，然后将内温调节到0℃。然后加入32.6g水合氯化钌(III)、14.2g反式3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯和141g甲苯，在同样的温度下搅拌此混合物23.5h以进行反应。在反应完成以后，加入2.2g异丙醇，使剩余的偏高碘酸钠(NaIO4)还原，然后加入20wt％的碳酸钠水溶液进行中和。
在70℃的内温下，加入0.4g活性炭，将混合物搅拌大约30min，然后在同样的温度下过滤。将过滤液静置，然后进行相分离，得到含有反式3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层和含有副产物碘酸钠和/或碘酸的水层。用硫代硫酸钠水溶液洗涤有机层，然后在减压下浓缩，得到26.9g(含量38.8wt％)的含有反式3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的浓缩残液。产率是86％。
接着在减压下浓缩274g上述水层，以除去所含的丙酮和异丙醇，然后在80℃的内温下，逐滴加入26.9g的30wt％氢氧化钠水溶液和109.5g的12.8wt％次氯酸钠水溶液，在同样温度下搅拌混合物4h以进行反应。然后将混合物冷却到30℃或更低的内温，在其中加入60wt％的硝酸以将pH值调节到6。过滤除去沉淀的结晶，在减压下干燥，得到46.1g仲高碘酸钠(Na2H3IO6)。上面使用的仲高碘酸钠和偏高碘酸钠的回收率是99％。
实施例2
在26.3g仲高碘酸钠(Na2H3IO6)中加入58g水，在内温65℃下加入10.1g的60wt％硝酸，得到含有偏高碘酸钠(NaIO4)的水溶液。在将内温调节到0℃以后，加入12.5g水合氧化钌(IV)、8g反式3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯和80g甲苯，在同样的温度下搅拌此混合物23h以进行反应。在反应完成以后，加入1.8g异丙醇，使剩余的偏高碘酸钠(NaIO4)还原，然后加入20wt％的碳酸钠水溶液进行中和。
在0℃的内温下，过滤除去含有副产物碘酸钠的不溶物。用甲苯洗涤除去的不溶物，将洗涤的溶液与前面得到的过滤液混和。在混和以后将过滤液进行相分离，用硫代硫酸钠水溶液洗涤得到的有机层，得到110.3g(含量5.5wt％)的含有反式3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是88％。
实施例3
在26.3g仲高碘酸钠(Na2H3IO6)中加入58g水，在内温65℃下加入10.1g的60wt％硝酸，得到含有偏高碘酸钠(NaIO4)的水溶液。在将内温调节到0℃以后，加入178.9mg的5wt％钌/氧化铝、8g反式3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯和80g甲苯，在同样的温度下搅拌此混合物28h以进行反应。在反应完成以后，加入1.8g异丙醇，使剩余的偏高碘酸钠(NaIO4)还原，然后加入20wt％的碳酸钠水溶液进行中和。
在0℃的内温下，过滤除去含有副产物碘酸钠的不溶物。用甲苯洗涤除去的不溶物，将洗涤的溶液与前面得到的过滤液混和。在混和以后将过滤液进行相分离，用硫代硫酸钠水溶液洗涤得到的有机层，得到124.7g(含量4.9wt％)的含有反式3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是89％。
实施例4
在13.5g仲高碘酸钠(Na2H3IO6)中加入30g水，在内温65℃下加入5.3g的60wt％硝酸，得到含有偏高碘酸钠(NaIO4)的水溶液。在将内温调节到0℃以后，加入91mg的5wt％钌/活性炭、4.1g反式3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯和41g甲苯，在同样的温度下搅拌此混合物21h，以进行反应。在反应完成以后，加入1.2g异丙醇，使剩余的偏高碘酸钠(NaIO4)还原，然后加入20wt％的碳酸钠水溶液进行中和。
在0℃的内温下，过滤除去含有副产物碘酸钠的不溶物。用甲苯洗涤除去的不溶物，将洗涤的溶液与前面得到的过滤液混和。在混和以后将过滤液进行相分离，用硫代硫酸钠水溶液洗涤得到的有机层，得到69.5g(含量4.4wt％)的含有反式3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是87％。
实施例5
在10.8g偏高碘酸钠(NaIO4)中加入33g水，将混合物调节到内温0℃，然后加入10.4mg二(环戊二烯基)钌(II)。在其中加入4.1g反式-3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯和21g甲苯，在0℃的内温下搅拌8h，以进行反应。在完成反应以后，过滤除去含有副产物碘酸钠的不溶物。用甲苯洗涤除去的不溶物，将洗涤溶液与前面得到的过滤液混和。在混和以后将过滤液进行相分离，用硫代硫酸钠水溶液洗涤得到的有机层，得到55.2g(含量5.9wt％)含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是91％。
实施例6
用与实施例5中所述的同样方法，只是使用13.4mg二氯(p-异丙基苯甲烷)钌(II)二聚体代替10.4mg二(环戊二烯基)钌(II)，反应时间设定为9h，得到54.5g(含量5.4wt％)的含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是83％。
实施例7
用与实施例5中所述的同样方法，只是使用5.5mg氯化苯钌(II)二聚体代替10.4mg二(环戊二烯基)钌(II)，反应时间设定为12h，得到54.7g(含量5.3wt％)的含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是82％。
实施例8
用与实施例5中所述的同样方法，只是使用42mg二氯三(三苯基膦)钌(II)代替10.4mg二(环戊二烯基)钌(II)，得到52.2g(含量5.6wt％)的含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是82％。
实施例9
用与实施例5中所述的同样方法，只是使用18.1mg三(乙酰丙酮基)钌(III)代替10.4mg二(环戊二烯基)钌(II)，反应时间设定为11h，得到52.4g(含量5.7wt％)的含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是85％。
实施例10
用与实施例5中所述的同样方法，只是使用41.5mg羰基二氢化三(三苯基膦)钌(II)代替10.4mg二(环戊二烯基)钌(II)，反应时间设定为7h，得到58.9g(含量5.0wt％)的含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是84％。
实施例11
用与实施例5中所述的同样方法，只是使用15.4mg过钌(VII)酸四(正丙基)铵代替10.4mg二(环戊二烯基)钌(II)，反应时间设定为6h，得到52.6g(含量5.6wt％)的含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是83％。
实施例12
在5.4g偏高碘酸钠(NaIO4)中加入16g水，将混合物调节到内温0℃，然后加入11.4mg水合氯化钌(III)。在其中加入2g反式-3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯和10g二氯乙烷，在0℃的内温下搅拌4h，以进行反应。在完成反应以后，过滤除去含有副产物碘酸钠的不溶物。用二氯乙烷洗涤除去的不溶物，将洗涤溶液与前面得到的过滤液混和。在混和以后将过滤液进行相分离，用硫代硫酸钠水溶液洗涤得到的有机层，得到26.8g(含量5.4wt％)含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是85％。
实施例13
用与实施例12中所述的同样方法，只是使用同样重量的己烷代替二氯乙烷，反应时间设定为10h，得到36.4g(含量3.2wt％)的含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是68％。
实施例14
用与实施例12中所述的同样方法，只是使用同样重量的乙酸乙酯代替二氯乙烷，得到37.0g(含量3.5wt％)的含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是76％。
实施例15
用与实施例12中所述的同样方法，只是使用同样重量的甲基异丁基酮代替二氯乙烷，反应时间设定为7h，得到40.5g(含量3.3wt％)的含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是79％。
实施例16
在11.5g高碘酸(H5IO6)中加入33g水，将混合物调节到内温0℃，然后加入6.1mg水合氧化钌(IV)。在其中加入4.1g反式-3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯和41g甲苯，在0℃的内温下搅拌12h，以进行反应。将反应混合物进行相分离，用硫代硫酸钠水溶液洗涤得到的有机层，得到70.1g(含量4.6wt％)含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是91％。
实施例17
在11.6g偏高碘酸钾(KIO4)中加入33g水，将混合物调节到内温0℃，然后加入6mg水合氧化钌(IV)。在其中加入4.1g反式-3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯和20g甲苯，在0℃的内温下搅拌24h，以进行反应。在完成反应以后，过滤除去含有副产物碘化钾的不溶物。用甲苯洗涤除去的不溶物，将洗涤溶液和在前面得到的过滤液混和。在混合以后将过滤液进行相分离，用硫代硫酸钠水溶液洗涤得到的有机层，得到59.3g(含量3.1wt％)含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是52％。
实施例18
在11.8g水合高碘酸锂(LiIO4·2H2O)中加入35g水，将混合物调节到内温0℃，然后加入6mg水合氧化钌(IV)。在其中加入4.1g反式-3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯、41g甲苯和9g60wt％的硝酸，在0℃的内温下搅拌混合物30h，以进行反应。在完成反应以后，过滤除去含有副产物碘酸钠的不溶物。用甲苯洗涤除去的不溶物，将洗涤溶液与前面得到的过滤液混和。在混和以后将过滤液进行相分离，用硫代硫酸钠水溶液洗涤得到的有机层，得到78.5g(含量3.4wt％)含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是76％。
实施例19
在10.8g高碘酸钠(NaIO4)中加入33g水，将混合物调节到内温0℃，然后加入6mg水合氧化钌(IV)。在其中加入4.1g反式-3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸和21g甲苯，在0℃的内温下搅拌23h，以进行反应。在完成反应以后，过滤除去含有副产物碘酸钠的不溶物。用甲苯洗涤除去的不溶物，将洗涤溶液与前面得到的过滤液混和。在混和以后将过滤液进行相分离，用硫代硫酸钠水溶液洗涤得到的有机层，得到56.7g(含量2.0wt％)含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸的有机层。产率是35％。
实施例20
在10.8g高碘酸钠(NaIO4)中加入33g水，将混合物调节到内温0℃，然后加入9.1mg水合氯化钌(III)。在其中加入4.1g反式-3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯和41g甲苯，在0℃的内温下搅拌18h，以进行反应。在完成反应以后，过滤除去含有副产物碘酸钠的不溶物。用甲苯洗涤除去的不溶物，将洗涤溶液与前面得到的过滤液混和。在混和以后将过滤液进行相分离，用硫代硫酸钠水溶液洗涤得到的有机层，得到57.7g(含量5.6wt％)含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是91％。
实施例21
在10.8g高碘酸钠(NaIO4)中加入33g水，将混合物调节到内温0℃，然后加入6mg水合氧化钌(IV)。在其中加入4.1g反式-3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯和41g甲苯，在0℃的内温下搅拌12h，以进行反应。在完成反应以后，过滤除去含有副产物碘酸钠的不溶物。用甲苯洗涤除去的不溶物，将洗涤溶液与前面得到的过滤液混和。在混和以后将过滤液进行相分离，用硫代硫酸钠水溶液洗涤得到的有机层，得到70.5g(含量4.6wt％)含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层。产率是92％。
实施例22
在44.4g在实施例1中回收的仲高碘酸钠(Na2H3IO6)中加入203g水，将混合物调节到内温0℃，然后加入17.2g60wt％的硝酸，得到含有偏高碘酸钠(NaIO4)的水溶液。在同样的温度下，加入32.4mg水合氯化钌(III)、14.2g反式-3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸甲酯和144g甲苯，进一步加入1.7g偏高碘酸钠(NaIO4)。搅拌混合物25.5h以进行反应。在完成反应以后，加入2.4g异丙醇，将残留的偏高碘酸钠(NaIO4)还原，然后加入20wt％的碳酸钠水溶液进行中和。
在70℃的内温下加入0.2g活性炭，将混合物搅拌大约30min，然后在同样的温度下进行过滤。将过滤液静置，然后进行相分离，得到含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的有机层和含有副产物碘酸钠和/或碘酸的水层。用硫代硫酸钠水溶液洗涤有机层，然后减压浓缩，得到27.5g(含量38.5wt％)的含有反式-3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸甲酯的浓缩残留物。产率是87％。
产业上利用的可能性
按照本发明，可以用在产业上具有优势的方法制造3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸衍生物，而不用剧毒的氧化锇或具有需要大规模设备倾向的臭氧。再有，可以将在反应中作为副产物形成的碘酸化合物以高碘酸化合物的形式回收，回收的高碘酸化合物可以在本发明中重新使用，使得从经济的观点出发和从环境负担的观点出发，本发明的制造方法是有利的。
Claims (6)
1.通式(2)的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸衍生物的制造方法，该方法包括在钌化合物存在下，使通式(1)的3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸化合物与高碘酸化合物进行反应：
其中R是氢、取代的或未取代的烷基、取代的或未取代的芳基或取代的或未取代的芳烷基，
其中R如上面所定义。
2.如权利要求1的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸衍生物的制造方法，其中该高碘酸化合物在其水溶液中显示出酸性。
3.如权利要求1的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸衍生物的制造方法，其中该反应在水和与水混溶的有机溶剂的混合物存在下进行。
4.如权利要求1的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷数酸衍生物的制造方法，其中的钌化合物是金属钌、氧化钌、卤化钌、钌络合物或过钌酸盐。
5.如权利要求1的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸衍生物的制造方法，其中在通式(1)的3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸化合物和高碘酸化合物的反应中作为副产物而形成的碘酸化合物被转化为高碘酸化合物并且被回收，被回收的高碘酸化合物被重新使用在上述反应中。
6.如权利要求1的3，3-二甲基-2-甲酰基环丙烷羧酸衍生物的制造方法，其中每mol通式(1)的3，3-二甲基-2-(2-甲基-1-丙烯基)环丙烷羧酸化合物的高碘酸化合物的用量是2至3mol。
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