CS231983B2 - Manufacturing process of the 3,7.11-trimethyl-2,4-dodecadiene acid derivative - Google Patents

Description

Vynález se týká nového způsobu výroby derivátů 3,7Jl.-trÍTnethyl-2,4-ďc)dekadie'P.o·vé kyseliny. Sloučeniny, které se podle vynálezu dají vyrobit odpovídají obecnému vzorci I

COOR⁵ (!) kde znamenají

R¹ vodík nebo alkoxyskupinu s 1 až 3 atomy uhlíku,

Z¹ vodík nebo

R1 a Z¹ dohromady znamenají dvojnou vazbu a

Z² a Z.³ znamenají vodík nebo tvoří spolu dohromady ethylenovou skupinu .a

R- a R3 znamenají stejné .nebo· různé alkyiiové skupiny .s 1 až 4 atomy uhlíku, s tím omezením, že v případě, kdy Z- a Z3 = ethylenové skupině, znamená R1 vodík, R3 methylovou skupinu a R3 ethylovou skupinu.

Některé· ze sloučenin obecného vzorce I, například isopropyl-nlmethoxy-SJjll-tríme'thyl-2(E),4(E)-dod^fekadienoát [dále Methopren) a ethyl-(3-,7,ll-trime'thyl )-2(E) ,4(E)-dcdekadieno!at (dále Hydropren) lze koupit v .obchodě a dají se používat v oblasti ochrany rostlin a ve veteriárním lékařství proti zvířecím škůdcům. Methoprenem byly dosaženy dobré výsledky .například při potírání následujících škůdců: komárů, . například komárů, vyvolávajících bahenní zimnici (malárii) (Aedes A^^yp-i] [W. L. Jakob, Mosq. News 32. 592 (1972); W. L. Jakob: J. Ecou. Entomol. 66, 819 (1973); C. A. Henrick et al: J. Agric. Food Chem. 24, 207 (1976)), much, například much domácích (Musea Domestica) [W. L. Jakob: J. Ecou. Entomol. 66, 819 (1973); W. F.

Plapp a S. R. V^^nscn: Pěstíc. Biochem. Physiol. 3, 131 (1973); C. A. Henrick et al.: J. Agric. Food Chem. 24, 207, (1976)],, moučným červům (Tenebrio moli-tor) [C. A. Henrick .et. al.: J. Agric. Food Chem. 24, 207 (1976)], mšicím například zeleným mšicím, parazitujícím na bráchu (Acyrthosipon pisumi) [C. A. Henrick et al.: J. Agric. Food Chem. 24, 207 (1976)] a švábům (například Nanphoeta .cinerea) [W. Radwan .a F. Sehnal. Experimente 30, 615 (1974)].

Hydropren byl s úspěchem použit proti mšicím, parazitujícím na listech brambor [J. Benskin a J. M. Porron·: Oan Entomol. 105, 619 (19713)], moučným červům [R. A. Hamlen: J. Econ. Entomol. 68, 223 (1975): C. A. Henrick et al.: Bioorganic Chemistry 7,235 (1978)] . a jiným živočišným škůdcům [R. G. Strong a J. Dlekrnan: J. Econ. Entomol. 66, 1167 (1973)].

Sloučenina obecného vzorce I (R¹ = H, Z¹ = H, Z² + Z3 = ethylová skupina, R² = = CH3, R3 = C2H5 (obsahující cyklopeutadienovou skupinu), potlačuje značně vývoj much, vyvolávajících bahenní zimnici (Aedes Aegypti) a můr (Heliothris virescens) [C. A. Henrick et al.: Bioorganic Chemistry 7, 235 (1978)].

Pro výrobu ethyl-3,7,ll-trimethyl-2[E),4(E)-dodekadienoátů byly C. A. Henrickem aj. [J. Org. Chem. 40, 8 (1975)] vyvinuty různé způsoby. Podle. jedné z těchto metod se 6,7-dihydrocitronellal nechá zreagovat s apioptem utvořeným z diethyl-2loxop?opyll fosífonátu a získaný 2-oxc-6,10-dimethyll3-undecen se nechá zreagovat s li-hnou solí kyseliny octové. Vzniklá 3-hydroxy-3,7,ll-trimiethyl-4-uiidecenová kyselina se reakcí s fosforylchloridem a N-ethyldiisoyropylaшШl nem převede v chlorid kyseliny, ze kterého se zpracováním s e dmn o lom. získá 2(Z)-stereoisornér hydroprenu a jako důsledek přesmyku dvojné vazby odpovídající derivát 3,5-dodiek-ainové kyseliny (10 %).

Nedostatkem způsobu je to, že se esterifikace dá provést jen se špatným. výtěžkem (50 %) a že vzniká značné množství vedlejších produktů.

Podle zlepšené varianty tohoto způsobu (C. A. Henrick aj.) se jako výchozí látka používá 3,3-dimethy.iakrylová kyselina. Z této sloučeniny se reakcí s lithnou sloučeninou dliisopropylaminu vytvoří dianion, který se nechá zreagovat s 6,1-dihydrocitpopellalem. Získaná 3-hyd rcxy-2--sopropenol-5,9-dil methyldekanová kyselina se převede tepelnou konverzí na 5-ltydrcxy-3_J7,lllΐΓl·methyll-(Z)-4o4eeenovou kyselinu, z níž se v kyselém prostředí vytvoří šestičlenný lakton. Lakton se nechá zreagovat s natrlummethylátem, přičemž vznikne* 2(Z)-stereoizomér Hydroprenu.

Zpracováním s thiofenolem vznikne směs, která obsahuje Hydropren a jeho 2(Z)-stereoúzomér v poměru 6,5 : 3,5. Způsob je nevýhodný vzhledem k vysoké ceně výchozí sloučeniny a vzhledem k malým výtěžkům, jednotlivých kroků.

Podle .novějšího způsobu, vypracovaného rovněž C. A. Hen]nickem aj. (J. Org. Chem. 48, 8 (1975): J. Agric. Food Chem. 23, 396 (19715)] se 6,7-dihydrocitronellail nechá zreagovat s lithnou sloučeninou 1-propinu.

Získaný 4-hy4г'Oxyl6,10-ciimeehyl-2-шp4ecin se nechá zreagovat s ethylesterem .orthooctOivé kyseliny a vzniklý ethyl-(3,7,ll-tríme-hyl-3,4-4o4ekιadienoát) se převode .pomocí báze ve směs, sestávlající z hydroprenu a jeho 2(Z)-stereoizometu. Zpracováním s -Μόfenolem se vo směsi rovnovážný poměr (6,5 : : 3,5). Praktická hodnota této metody je velmi ovlivněna špatnými výtěžky jednotlivých kroků způsobu (výtěžek prvního edičního stupně činí .29 %).

Nedávno. byl G. Cardillem aj. (J. C. S. Perkin I, 1979, 1729] publikován nový způsob výroby methylových analogů hydroprenu

S (R1 = z¹ = Z² = Z3 = H, R2 == R³ = CH3). Z 3-methyl-3-buten.-l-iolu, použitého jako výchozí látka, se s dvojnásobkem stechíometrického množství butyllithic vytvoří dianiop, který při reakci s 6,7-dihydrocitronellalem poskytne l,5-dihydi^c^xy-3-methylen^r7,ll-dimethyldodekan. Tato sloučenina se ccyluje -a získaný dia.cyl(derivát se parciálně hydrolyzuje. . Získaný 5-ac&toxy-3-methylen-7,11-dinmthyldodekan-l-oi se oxiduje Jonesovým činidlem, získaná karboxylová kyselina se esterifikuje diazomethanem a z esteru sc 'reakcí s natriumhydridemi v přítomnosti etheru (crown ether] vytvoří směs isomerů 2(E], 4(E), — 2(Z), 4(E). Způsob je nevýhodný s ohledem na použití drahých výchozích látek a činidel.

Při známém způsobu [C. A. Henrick aj.: J. Org. Chem. 40, 1 (1975]] výroby methoprenu se ester kyseliny octové dimerizuje v kyselém prostředí a z diméru se zpracováním s inatriuímalkoholátem vyrobí - 3-methylglutakonester. Tento se kondenzuje v alkoholickém roztoku louhu - draselného s 7-methoxy-6,7-dihydrocitro.nellalem a získaná ll-methrny-4-karboxy-3,7Jl-trimethyl-2(Z],4(E]-dodeikadienová kyselina se dekarboxyluje zahříváním v přítomností 2,4-dimethylpyridinu.

Z -reakční směsi se izoluje jako hlavní produkt ll-methoxy-3,7,lltri!imethyl-2 (Z] ,4(E]-dodekadienová kyselina, dálo nezreagovaný výchozí materiál, lakton 10-methoxy-2,6,lO-trimethyl-1,3-(Z] -undekcdien vznikající násodnou dekarboxylccí. Dodekadienová kyselina se izom.-erizu.je thiofenolem nla směs stereoizomerů 2(E], 4(E], 2(Z] a

4(E]. Ze směsi se vytvoří amoniové- soli. Amoniové soli 2(E] a 4(E] se od sebe rozdělí - -krystalizací. Kyselina uvolněná z amoniové soli se - převede - - směsí, sestávající z thioιnylchlO'ridu a dimethylformamidu v chlorid - kyseliny a tento se pomocí isopropanolu převede v methopren.

Hospodárnost a použitelnost způsobu je nepříznivě ovlivněna tím, že pro výrobu 1 molu methopremi jsou nezbytné -minimálně dva moly esteru kyseliny octové, dále tím, že -oddělení vedlejších produktů po- dekarboxylaci je zdlouhavé, při tvorbě chloridu kyseliny se -eliminuje část methoxyskupin a konečně produkt je znečištěn i-propyl- -3,7,ll-.trin]iethyl-2 (E] ,4 (E ] -lO-dodekatriencátem a i-propyl-SJdl-trimethyl-ll-chlor-2 (E ] ,4 (E ] -dodekcdienoátem.

Pro výrobu eihyll3-(3,7-dimethylll-okty-iden]-2-methyl-2-cyklopentenkarboxylátu je znám způsob [C. A. Henrick aj.: Bioorgamc Chemistry 7, 235 (1978)], podle- něhož se vyrábí z l-ethoxyikarbonylcyklopropyltrife.nylf»osfoniumill^^(^fl^^(^l^(M^<^:tu - a diethyl-2-oxopropyltosfonátu ethyl-3-diethylfOsforyl-2-methyl-l-cykliopenteinkarboxylát a tento se nechá zreagovat s 6,7-dihydrocitronellalem na cyklopenticdieniové analogy hydroprenu. Nevýhodou při tomto způsobu je to, -že výchozí sloučenina - fosíoniumfluojpoborát je drahá a výtěžky jednotlivých kroků postupu velmi nízké (10 až 20 %].

Cílem vynálezu je vypracování - způsobu výroby sloučenin obecného vzorce I, který má menší počet stupňů a je hospodárnější než známé způsoby - a dá se snadno provádět -i v - průmyslovém - měřítku.

Claims (9)

1. Způsob výroby derivátů 3,7,11-trimethyl-2,4-dodekadíenové kyseliny obecného vzor-

COOR (lil

R¹ vodík nebo alkoxyskupinu s 1 až 3 atomy uhlíku,

Z¹ vodík nebo

R¹ a Z¹ dohromady znamenají dvojnou vazbu a^;

Z² a Z³ znamenají vodík nebo tvoří spolu dohromady ethylenovou skupinu a

R² a R³ znamenají stejné nebo různé alkylové skupiny s 1 až 4 atomy uhlíku, s tím omezením, že v případě, kdy Z² a Z³ znamenají ethylenovou skupinu, znamená R¹ vodík, R² methylovou skupinu a R³ ethylovou skupinu, vyznačující se tím, že se sloučeniny obecného vzorce II kde význam R¹, Z¹, Z², Z³ a R³ je stejný jako shora а К znamená skupinu obecného vzorce IIIA nebo IIIB r^ao_x

R^O^

P-> O (HlAl nebo —COR ve kterých (IIIB),

R znamená alkylovou skupinu s 1 až 5 atomy uhlíku, fenylovoU skupinu nebo fenylalkylovou skupinu s 1 až 3 atomy uhlíku v alkylové části a

R⁴ znamená alkylovou skupinu s 1 až 4 atomy uhlíku a lineárním nebo rozvětveným řetězcem, nechají zreagovat se sloučeninami obecného vzorce VI

LiCu(R²)₂ (VI) kde význam R² je stejný jako shora.

2. Způsob - výroby derivátů 3,7,11-trimethyl-2,4-dodekadienové kyseliny obecného vzorce I, kde význam R1, Z1, Z2, Z3 je 'stejný jako shora a R2 a R³ znamenají nezávisle na sobě alkylové skupiny s 1 až 4 atomy uhlíku a lineárním nebo rozvětveným řetězcem, podle bodu 1, vyznačující se tím, že· -se sloučeniny - -obecného vzorce II dl) kde význam R1, Z'1, Z², Z3 a R3 je stejný jako- shora -a K znamená skupinu -obecného vzorce IIIA, kde - R4 znamená alkylovou skupinu s 1 až 4 atomy uhlíku a lineárním nebo -rozvětveným řetězcem, nechá zreagovat se sloučeninou obecného vzorce VI

LiCu(R²)₂ (VI) kde význam R2 je stejný jako- shora.

3. Způsob výroby derivátů 3,7,11-trimethyl-2,4-dodeika.dienové kyseliny -obecného vzorce I, kde význam substltuentů je stejný jako shora, vyjma významu Z2 a Z3, které zde -mohou znamenat jen vodík, vyznačující se tím, že se sloučenina obecného vzorce II, kde význam R¹, Z1, Z2, Z3 -a R3 je stejný jako shora -a K znamená skupinu -obecného vzorce IIIB —COR (IIIB) ve -které R znamená alkylovou skupinu s 1 až 5 atomy uhlíku, fenylovou skupinu nebo fenylalkylovou skupinu s 1 až 3 atomy uhlíku v -alkylové části, nechá zreagovat se sloučeninou. - obecného vzorce VI

L1Cu(R²)₂ (VI) kde význam R2 je stejný jako shora.

4. Způsob podle bodu - 2, - vyznačující se tím, že -se reakce provádí v atmosféře -inertního plynu.

5. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím, že se reakce provádí při teplotách mezi — 100 °C až —10' °C, s výhodou —50 až —80 °C.

6. Způsob podle jednoho z bodů 2, 4, a 5, vyznačující se tím, -že se reakce provádí v aprotickém organickém rozpouštědle, s výhodou v diethyletheru nebo tetrahydrofuranu.

7. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím, že se reakce provádí v atmosféře inertního plynu.

8. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím, že se reakce provádí při teplotách mezi —100 až —10 °C, s výhodou —50 až —80 stupni Celsia.

9. Způsob podle bodů 3, 7 a 8, vyznačující se tím, že se reakce provádí v aprotickém rozpouštědle, s výhodou v diethyletheru -nebo- tetrahydrofuranu.