DE1221631B - Process for the preparation of pure dextro-trans-pyrethric acid - Google Patents
Process for the preparation of pure dextro-trans-pyrethric acidInfo
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Deutsche KL· 12 ο-25German KL 12 ο-25
1221631
S88872IVb/12o
23. Dezember 1963
28. Juli 19661221631
S88872IVb / 12o
December 23, 1963
July 28, 1966
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von dextro-trans-Pyrethrinsäure aus deren Gemischen mit /S-(2,2-Dimethyl-3-methoxycarbonyl-cyclopropyl)-methacrylsäure, welche durch partielle Verseifung des dextro-trans-Chrysanthemumdicarbonsäuredimethylesters erhalten wurden.The invention relates to a new process for the preparation of dextro-trans-pyrethric acid from their mixtures with / S- (2,2-dimethyl-3-methoxycarbonyl-cyclopropyl) -methacrylic acid, which by partial saponification of the dextro-trans-chrysanthemum dicarboxylic acid dimethyl ester were obtained.
Bekanntlich enthalten die Insektiziden Inhaltsstoffe der Blüten von Chrysanthemumarten Pyrethrin I (allgemeine Formel III, a), Cinerin I (allgemeine Formel III, b), Pyrethrin II (allgemeine For- ίο mel III, c) und Cinerin II (allgemeine Formel III, d). Diese Verbindungen sind Ester des Cyclopentenolons der nachstehend angegebenen allgemeinen Formel I, nämlich des Pyrethrolons (allgemeine Formel I, a) und Cinerolons (allgemeine Formel I, b), mit Chrysanthemummonocarbonsäure (allgemeine Formel II, a) und Pyrethrinsäure (allgemeine Formel II, b), die auch als Chrysanthemumdicarbonsäuremonomethylester bezeichnet wird.It is known that the insecticidal ingredients of the flowers of Chrysanthemum species contain pyrethrin I (general formula III, a), cinerin I (general formula III, b), pyrethrin II (general formula ίο mel III, c) and Cinerin II (general formula III, d). These compounds are esters of cyclopentenolone of the general formula I given below, namely of pyrethrolone (general formula I, a) and cinerolons (general formula I, b), with chrysanthemum monocarboxylic acid (general formula II, a) and pyrethric acid (general formula II, b), also called chrysanthemum dicarboxylic acid monomethyl ester referred to as.
CH3 CH 3
Verfahren zur Herstellung von reiner
dextro-trans-PyrethrinsäureProcess for the production of pure
dextro-trans pyrethric acid
Anmelder:Applicant:
Sumitomo Chemical Company, Ltd.,Sumitomo Chemical Company, Ltd.,
Osaka (Japan)Osaka (Japan)
VertretenRepresent
DipL-Chem. Dr. rer. nat. V. Vossius,DipL-Chem. Dr. rer. nat. V. Vossius,
Patentanwalt, München 23, Siegesstr. 26Patent attorney, Munich 23, Siegesstr. 26th
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Masanao Matsui, Tokio;Masanao Matsui, Tokyo;
Hiroshi Meguro, Sendai-shi (Japan)Hiroshi Meguro, Sendai-shi (Japan)
HO —CH C-R
CH2 COHIGH - HIGH CR
CH 2 CO
(a) R = - CH2CH = CH — CH = CH2 (a) R = - CH 2 CH = CH - CH = CH 2
(b) R = — CH2CH = CH — CH3 (b) R = - CH 2 CH = CH - CH 3
(I)(I)
'CH3 'CH 3
H3Cn H 3 C n
H3C'H 3 C '
(a) X = -CH3 (a) X = -CH 3
(b) X = — COOCH3 (b) X = - COOCH 3
(c) X = — COOH(c) X = - COOH
,CH-CH = C(, CH-CH = C (
- COOH- COOH
CH3 CH 3
O —CH C-RO-CH C-R
I I II I I
CO CH2—COCO CH 2 -CO
H3CH 3 C
:h — Ch=c<: h - Ch = c <
/CH3 / CH 3
("' Vor kurzem wurden verschiedene Analoge der("'Recently, various analogs of the
Pyrethruminhaltsstoffe synthetisiert und technisch hergestellt, z. B. solche Verbindungen, in denen der Rest R am Cyclopentenolonring eine Allyl-, Furfuryl-, Cyclopentadienyl- oder eine andere Gruppe bedeutet.Pyrethrum ingredients synthesized and technically produced, e.g. B. those compounds in which the radical R on the cyclopentenolone ring is an allyl, furfuryl, cyclopentadienyl or another group means.
Verbindungen des Pyrethrin-I-Typs haben eine stärker abtötende Wirkung bei Insekten als die Verbindungen des Pyrethrin-II-Typs der Pyrethruminhaltsstoffe und ihrer Analogen. Dagegen sind die Verbindungen des Pyrethrin-II-Typs hinsichtlich des knook-down-Effektes bei Insekten den Verbindungen des Pyrethrin-I-Typs überlegen. Dementsprechend besteht ein Bedarf für Verfahren zur Herstellung vonPyrethrin-I-type compounds are more effective in killing insects than they are Compounds of the pyrethrin-II type of the pyrethrin ingredients and their analogues. In contrast, the compounds of the pyrethrin-II type with regard to the Knook-down effect in insects is superior to compounds of the pyrethrin-I type. Accordingly there is a need for methods of making
(ΙΠ) Pyrethrinsäure zur Erzeugung von Insektiziden,(ΙΠ) pyrethric acid for the production of insecticides,
dieses Typs mit überlegener knock-down-Wirkung.of this type with a superior knock-down effect.
Nach Staudinger und Ruzicka, HeIv. Chim. Acta, Bd. 7, 1924, S. 177 bis 458, wird die als »Pyrethrinsäure« bezeichnete Verbindung mit demAccording to Staudinger and Ruzicka, HeIv. Chim. Acta, Vol. 7, 1924, pp. 177 to 458, the compound called "pyrethric acid" is used with the
609 607/409609 607/409
optischen Drehwert [α]Ό8 = +103,9° durch Zersetzung von natürlichem Pyrethrin erhalten. C1 ο m b i e und Mitarbeiter, J. Chem. Soc. (London), 1957, S. 2743, haben berichtet, daß sie »Pyrethrinsäure« mit dem optischen Drehwert [a]'D B = +103,4° durch partielle Verseifung des Dimethylesters einer optisch aktiven Chrysanthemumdicarbonsäure (allgemeine Formel II, c) erhalten haben.optical rotation value [α] Ό 8 = + 103.9 ° obtained by decomposition of natural pyrethrin. C1 ο mbie et al., J. Chem. Soc. (London), 1957, p. 2743, have reported that they produce "pyrethric acid" with the optical rotation value [a] ' D B = + 103.4 ° by partial saponification of the dimethyl ester of an optically active chrysanthemum dicarboxylic acid (general formula II, c) have received.
M. M a t s u i und H. M e g u r ο haben Pyrethrinsäure in reinem Zustand, ausgehend von Chrysanthemummonocarbonsäure, hergestellt, und sie erkannten beim Vergleich dieser synthetischen: Pyrethrinsäure mit der sogenannten »Pyrethrinsäure«, die sowohl von Staudinger und Ruζicka als auch von C1 ο m b i e und Mitarbeitern erhalten wurde, daß diese »Pyrethrinsäure« nicht rein ist, sondern ein Gemisch von Pyrethrinsäure mit einer isomeren jS-(2,2-Dimethyl-3-methoxycarbonylcyclopropyl)-methacrylsäure (IV) ist, welche folgende Formel besitzt:M. M a t s u i and H. M e g u r ο have pyrethric acid in the pure state, starting from Chrysanthemum monocarboxylic acid, and they recognized when comparing these synthetic ones: Pyrethric acid with the so-called "pyrethric acid", which both Staudinger and Ruζicka as well as from C1 ο m b i e and employees became that this "pyrethric acid" is not pure, but a mixture of pyrethric acid with an isomeric jS- (2,2-dimethyl-3-methoxycarbonylcyclopropyl) methacrylic acid (IV), which has the following formula:
H3Cx , CH — CH = C ( H 3 C x , CH - CH = C (
H3C x NCH —COOCH3 H 3 C x N CH -COOCH 3
CH3 CH 3
COOH (IV)COOH (IV)
Die von Mat s u i und M e g u r ο erhaltene optisch aktive Pyrethrinsäure (allgemeine Formel II, b) besitzt den optischen Drehwert [a]l5 = +88,7°. Die optisch aktive isomere Säure der Formel IV besitzt den optischen Drehwert [α]¥ = +105,8°. Ein Gemisch gleicher Teile der von M a t s u i und M e g u r ο erhaltenen beiden Säuren (allgemeine Formel II, b und Formel IV) stimmt mit der von Staudinger und Ruζicka sowie von C 1 ο m b i e und Mitarbeitern erhaltenen sogenannten »Pyrethrinsäure« praktisch überein, wie sich aus dem Vergleich ihrer Ultrarotabsorptionsspektren ergibt. Reine Pyrethrinsäure (Chrysanthemumdicarbonsäuremonomethylester) wurde von M a t s u i und M e g u r ο zum ersten Mal hergestellt. The optically active pyrethric acid obtained from Mat sui and M egur o (general formula II, b) has the optical rotation value [a] l 5 = + 88.7 °. The optically active isomeric acid of the formula IV has the optical rotation value [α] ¥ = + 105.8 °. A mixture of equal parts of the two acids obtained from M atsui and M egur ο (general formula II, b and formula IV) practically agrees with the so-called "pyrethric acid" obtained from Staudinger and Ruζicka and from C 1 ο mbie et al from comparing their ultrared absorption spectra. Pure pyrethric acid (chrysanthemum dicarboxylic acid monomethyl ester) was first produced by M atsui and M egur ο.
Da dextro-trans-Pyrethrinsäure die wirksamste Verbindung unter den Stereoisomeren und optischen Isomeren des Säurerestes der PyrethruminhaltsstofFe und ihrer Analogen ist, ist es vorteilhaft, reine dextro-trans-Pyrethrinsäure von der durch partielle Verseifung von dextro-trans-Chrysanthemumdicarbonsäuredimethylester erhaltenen sogenannten »Pyrethrinsäure« abzutrennen, welche die isomere Säure der Formel IV enthält, da diese bei der Veresterung mit dem Cyclopentenolon der allgemeinen Formel I ein unwirksames und wertloses Produkt ergibt.Since dextro-trans-pyrethric acid is the most effective compound among the stereoisomers and optical Isomers of the acid residue of the pyrethrum ingredients and their analogues, it is advantageous to use pure dextro-trans-pyrethric acid from that obtained by partial saponification of dextro-trans-chrysanthemum dicarboxylic acid dimethyl ester so-called "pyrethric acid" obtained, which contains the isomeric acid of the formula IV, since this occurs during the esterification with the cyclopentenolone of the general formula I results in an ineffective and worthless product.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man das durch partielle Verseifung des dextro-trans-Chrysanthemumdicarbonsäuredimethylesters mit einer etwa äquimolekularen Menge eines Alkalihydroxyds oder niedermolekularen Alkoholats in Wasser oder einem niedermolekularen Alkohol erhaltene Gemisch aus dextro-trans-Pyrethrinsäure und dextro-trans-/S-(2,2-Dimethyl-3-methoxycarbonylcyclopropyl)-methacrylsäure mit etwa der äquimolekularen Menge Chinin in Aceton in ein Gemisch der Chininsalze überführt,das kristalline Chininsalz der dextro-trans-)S-(2,2-Dimethyl-3-methoxycarbonylcyclopropyl)-methacrylsäure der Formel IV abtrennt, aus dem Filtrat das Chininsalz der dextro-trans-Pyrethrinsäure nach dem Abdampfen des Acetons gewinnt und dieses, gegebenenfalls nach Umkristallisation, mit einer verdünnten Säure in die freie reine dextro-trans-Pyrethrinsäure überführt. The method according to the invention is characterized in that that one can do this by partial saponification of the dextro-trans-chrysanthemum dicarboxylic acid dimethyl ester with an approximately equimolecular amount of an alkali hydroxide or low molecular weight Alcoholate obtained in water or a low molecular weight alcohol mixture of dextro-trans-pyrethric acid and dextro-trans- / S- (2,2-dimethyl-3-methoxycarbonylcyclopropyl) methacrylic acid converted into a mixture of the quinine salts with approximately the same molecular weight of quinine in acetone, the crystalline Quinine salt of dextro-trans-) S- (2,2-dimethyl-3-methoxycarbonylcyclopropyl) methacrylic acid of the formula IV separates from the filtrate the quinine salt of dextro-trans-pyrethric acid after evaporation of the acetone wins and this, if necessary after recrystallization, with a dilute acid converted into the free pure dextro-trans-pyrethric acid.
Das Ausgangsgemisch kann durch partielle Verseifung des dextro-trans-Chrysanthemumdicarbonsäuredimethylesters nach herkömmlichen Methoden durchgeführt werden, wie sie z. B. in J. Chem. Soc. (London), 1957, S. 2743 bis 2754 beschrieben sind. Gewöhnlich wird der Dimethylester mit einer etwa äquimolekularen Menge eines Alkalihydroxyds oder eines niedermolekularen Alkoholats in Wasser, einem niedermolekularen Alkohol oder dessen Gemisch zur Umsetzung gebracht. Beispielsweise wird Natrium- oder Kaliumhydroxyd oder -methylat oder -äthylat in wasserhaltigem Methanol oder Äthanol verwendet. Im allgemeinen läßt man das Gemisch bei Raumtemperatur oder unterhalb 60° C etwa 12 Stunden bis mehrere Tage stehen. Der gegebenenfalls als Lösungsmittel verwendete niedermolekulare Alkohol wird durch Destillation abgetrennt, und danach wird das Reaktionsgemisch gegebenenfalls mit Wasser versetzt. Das wäßrige Reaktionsgemisch liefert nach dem Ansäuern das Gemisch von dextrotrans-Pyrethrinsäure und der isomeren Säure der Formel IV.The starting mixture can be obtained by partial saponification of the dextro-trans-chrysanthemum dicarboxylic acid dimethyl ester be carried out according to conventional methods, such as those described in e.g. B. in J. Chem. Soc. (London), 1957, pp. 2743-2754. Usually the dimethyl ester with about equimolecular amount of an alkali hydroxide or a low molecular weight alcoholate in water, a brought low molecular weight alcohol or its mixture to the reaction. For example, sodium or potassium hydroxide or methylate or ethylate in hydrous methanol or ethanol used. In general, the mixture is left at room temperature or below 60 ° C for about Stand for 12 hours to several days. The low molecular weight one optionally used as a solvent Alcohol is removed by distillation, after which the reaction mixture is optionally mixed with water. After acidification, the aqueous reaction mixture yields the mixture of dextrotrans-pyrethric acid and the isomeric acid of formula IV.
Für die Herstellung des Ausgangsmaterials wird Schutz im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht beansprucht.For the production of the starting material, protection is not given within the scope of the present invention claimed.
Zur erfindungsgemäßen Abtrennung der dextrotrans-Pyrethrinsäure wird das vorstehend beschriebene Gemisch mit der äquimolekularen Menge Chinin in Aceton umgesetzt, wobei sich die Chininsalze bilden.For the separation of the dextrotrans-pyrethric acid according to the invention, the procedure described above is used Mixture with the equimolecular amount of quinine reacted in acetone, whereby the quinine salts form.
Die Chininsalze der dextro-trans-Pyrethrinsäure (allgemeine Formel II, b) und der isomeren Säure der Formel IV haben erheblich unterschiedliche Löslichkeitseigenschaften in Aceton. Beispielsweise ist das Chininsalz der dextro-trans-Pyrethrinsäure in Aceton löslich, das der isomeren Säure schwer löslich. Man kann daher durch fraktionierte Kristallisation der Chininsalze in Aceton die beiden Säuren voneinander trennen. Nach der Trennung wird das Chininsalz der dextro-trans-Pyrethrinsäure gegebenenfalls durch Umkristallisation gereinigt und dann mit verdünnter Säure, z. B. einer verdünnten anorganischen Säure, behandelt, wobei die freie Pyrethrinsäure in reiner Form erhalten wird. Die isomere Säure der Formel IV kann in gleicher Weise in reiner Form erhalten werden. Selbstverständlich kann man die isomere Säure der Formel IV erneut in den Chrysanthemumdicarbonsäuredimethylester überführen, diesen wieder partiell hydrolysieren und das dabei erhaltene Gemisch wieder erfindungsgemäß in die reine dextro-trans-Pyrethrinsäure überführen.The quinine salts of dextro-trans-pyrethric acid (general formula II, b) and the isomeric acid of formula IV have significantly different solubility properties in acetone. For example the quinine salt of dextro-trans-pyrethric acid is soluble in acetone, that of the isomeric acid is difficult soluble. The two acids can therefore be obtained by fractional crystallization of the quinine salts in acetone separate from each other. After the separation, the quinine salt of dextro-trans-pyrethric acid becomes optionally Purified by recrystallization and then with dilute acid, e.g. B. a dilute inorganic Acid, treated, whereby the free pyrethric acid is obtained in pure form. The isomers Acid of the formula IV can be obtained in pure form in the same way. Of course you can the isomeric acid of the formula IV again into the dimethyl chrysanthemum dicarboxylate transfer, partially hydrolyze this again and the mixture obtained in this way according to the invention into the transfer pure dextro-trans-pyrethric acid.
Das nachstehende Beispiel erläutert das erfindungsgemäße Verfahren.The following example explains the process according to the invention.
Das Ausgangsmaterial kann wie folgt hergestellt werden:The starting material can be produced as follows:
Eine Lösung von 12,6 g dextro-trans-Chrysanthemumdicarbonsäuredimethylester in 50 ml Methanol wird mit 55 ml einer lmolaren Methanollösung von Natriummethylat und 5 nil Wasser versetzt. Das Gemisch wird 48 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Danach wird das Methanol abdestilliert und der Rückstand mit 50 ml Wasser versetzt. Das Gemisch wird mit Diäthyläther extrahiert, um Neutralstoffe abzutrennen. Die wäßrige Lösung wirdA solution of 12.6 g of dimethyl dextro-trans chrysanthemum dicarboxylate in 50 ml of methanol, 55 ml of an 1 molar methanol solution of sodium methylate and 5 nil of water are added. The mixture is left to stand for 48 hours at room temperature. The methanol is then distilled off and 50 ml of water are added to the residue. The mixture is extracted with diethyl ether to Separate neutral substances. The aqueous solution is
mit verdünnter Salzsäure Unter Eiskühlung vorsichtig angesäuert. Das sich abscheidende öl wird mit Diäthyläther extrahiert. Die Diäthylätherlösung wird mit Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Abdampfen des Äthers wird der Rückstand im Vakuum destilliert. Man erhält 10 g eines Gemisches der dextro-trans-Pyrethrinsäure und der Säure der Formel IV, der sogenannten »Pyrethrinsäure«, vom Kp. 140 bis 150°C/0,l Torr.Carefully acidified with dilute hydrochloric acid while cooling with ice. The separating oil is with Diethyl ether extracted. The diethyl ether solution is washed with water and dried over sodium sulfate. After the ether has evaporated, the residue is distilled in vacuo. You get 10 g of a mixture of dextro-trans-pyrethric acid and the acid of the formula IV, the so-called "Pyrethric acid", from bp 140 to 150 ° C / 0.1 Torr.
10 g des vorstehend beschriebenen Isomerengem isches werden in Aceton gelöst, und die Lösung wird mit 16,3 g Chinin, in heißem Aceton gelöst, vermischt. Das Gemisch wird auf einem Wasserbad einige Minuten erwärmt und dann über Nacht stehengelassen. Die sich abscheidenden Kristalle (Kristalle A) werden abfiltriert und mit Aceton gewaschen. Das Acetonfdtrat und die Waschlösungen werden vereinigt (Mutterlauge B).10 g of the mixture of isomers described above are dissolved in acetone and the solution is with 16.3 g of quinine, dissolved in hot acetone, mixed. The mixture is on a water bath warmed for a few minutes and then left to stand overnight. The separating crystals (Crystals A) are filtered off and washed with acetone. The acetone filtrate and the washing solutions are combined (mother liquor B).
Die Kristalle A werden aus Methanol umkristallisiert. Man erhält 8,3 g farblose Nadeln vom Fp. 198 bis 2000C. Nach nochmaliger Umkristallisation steigt der Schmelzpunkt auf 204 bis 2070C an. Das Chininsalz wird mit 8,3 g Wasser und dann mit verdünnter Salzsäure versetzt und mit Äther extrahiert. Der Ätherextrakt wird gründlich mit Wasser gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und dann destilliert. Man erhält dextro-trans-J8-(2,2-Dimethyl-3-methoxycarbonylcyclopropyl)-methacrylsäure (IV) vom Kp. 128 bis 134°C/0,l Torr; [a]Is = +105,8° (c = 1,91 in CCl4); Λ£^ΟΗ= 232 πΐμ, ε = 15 500.The crystals A are recrystallized from methanol. 8.3 g of colorless needles with a melting point of 198 to 200 ° C. are obtained. After another recrystallization, the melting point rises to 204 to 207 ° C. 8.3 g of water and then dilute hydrochloric acid are added to the quinine salt and the mixture is extracted with ether. The ether extract is washed thoroughly with water, dried over sodium sulfate and then distilled. Dextro-trans- J 8- (2,2-dimethyl-3-methoxycarbonylcyclopropyl) methacrylic acid (IV) with a boiling point of 128 ° to 134 ° C./0.1 Torr is obtained; [a] I s = + 105.8 ° (c = 1.91 in CCl 4 ); Λ £ ^ ΟΗ = 232 πΐμ, ε = 15 500.
Die Mutterlauge B wird zur Abtrennung des Acetons eingedampft. Es hinterbleiben 16 g Chininsalz, das aus einer Mischung von Aceton und Wasser (5 : 1) umkristallisiert wird. Man erhält 12 g Nadeln vom Fp. 164° C. Nach nochmaliger Umkristallisation steigt der Schmelzpunkt auf 169°C an. Das Chininsalz wird in gleicher Weise wie das Kristallisat A behandelt. Man erhält 4,7 g dextro-trans-Pyrethrinsäure (allgemeine Formel II, b) vom Kp. 135 bis 140°C/l Torr; [a]l5 = +88,7° (c = 2,13 in CCl4); ^ma"5°H= 239 ηΐμ, ε = 14 700.The mother liquor B is evaporated to separate off the acetone. 16 g of quinine salt remain, which is recrystallized from a mixture of acetone and water (5: 1). 12 g of needles with a melting point of 164.degree. C. are obtained. After another recrystallization, the melting point rises to 169.degree. The quinine salt is treated in the same way as crystallizate A. 4.7 g of dextro-trans-pyrethric acid (general formula II, b) with a boiling point of 135 ° to 140 ° C./1 Torr are obtained; [a] l 5 = + 88.7 ° (c = 2.13 in CCl 4); ^ ma " 5 ° H = 239 ηΐμ, ε = 14 700.
Claims (1)
Journal of the Chemical Society (London), 1957, S. 2743 bis 2754.Considered publications:
Journal of the Chemical Society (London), 1957, pp. 2743-2754.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP1221631X | 1962-12-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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DES88872A Pending DE1221631B (en) | 1962-12-25 | 1963-12-23 | Process for the preparation of pure dextro-trans-pyrethric acid |
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1963
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