DE1593373A1 - Verfahren zur Herstellung von optisch aktivem Dihydrochrysanthemolacton - Google Patents

Description

DR. ELISABETH JUNQ f PATENTANWÄLTE MÖNCHEN at · SIEQEtSTRASSEZf · TELEFON 34Ι··Τ ■ TELEGRAMM-ADRESSE: INVENT/MONCHEN

Mai 1966

UoZp-. C 011 (Vo/kä)
POS - 8654

SÜMITOKO· CHEMICAL COMPANY, LTD. Osakac Japan

"Verfahren zur Herßtellung von optisch aktivem Dihydrochryaantheiaolacton"

Priorität; 20. Mai 1965, Japan, Anmelde-Nr. 29910/65

31. Mai 1965, Japan, 32346/65

31. Hai 1965, Japan, 32352/65

4.Juni 1965, Japan, 33276/65

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von optieoh aktivem Dihydroohryaanthemolacton der Formel

CH,

CH

V, -

H H

- i- i -

CH,

009128/1141

POtrtCMICKKOHYOi UOHCHEN mn · *ANKKONTO. DIUTtCHtIAHXAs(LMONOHlM.

_BAD

Π, MTO. HH,

Bekanntlioh iat Chrysanthemumcarboneäure ein weaantlieber Bestandteil natürlicher und synthetischer Insektizide auf der Grundlage 8.B. von Pyrethric, Cinerin, Allethrin oder Oyclethrin. . Cnryeanthenumcarboneäure kennt In swti Isomeren vor, nänlloh oia- und träne- Isomeren, die jeweils wiederum in (+)- und (-)-Antipoden vorkommen. Se ist auch bekannt, dass diese Tier Arten Ton Isomeren eine unterschiedliche insektizide Aktivität in dtn. jeweiligen Verbindungen aueüben, bei denen sie die saure Komponente bilden.

Bei den herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Chrysanthemumcarbonaäure erhält man ein Gemisch von Optisoh inaktiven eis- und trans- Formen. Dementsprechend muss eine Auftrennung der Stereoiaomeren und eine Auflösung der gewünschten optisch aktiven Antipoden und aneohlieasende Racemisierung des Antipodenisomere er» folgen, um eine optlsoh aktive Chrysanthemumoarbonsäure hoher Wirksamkeit BU erhalten.

Das erfindungsgamäese Verfahren liefert,ausgehend von optisoh aktiven Verbindungen, selektiv optisoh äktivee Bihjdroohryaanthemolaoton.

Diese Verbindung kann dann leieht in die entsprechende optisoh ak- ! tive ois- Chrysanthemuttoarbonsäure umgewandelt werden· Aueaerdem · kann die erhaltene optisoh aktive els-Chrysanthemumoarbonsäure leioht in die trans-Porm umgewandelt werden, die but Herstellung der insektlelden Pyrethroide besonders wertvoll 1st·

009828/1941 '_Bw ^ .·

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von optisch aktivem Dihydrochryeanthemolaoton der Formel

CH

C-O

we}.oheB daduxefc fekennzeiohnet ist, dass man optiaoh aktiven 2,2-Dimethyl~3-oi β-(2'-oxo)-propy1-oyolopropyl-aoetaldehyd der Formel

H H

I I

CH₃COCH₂ - C- C - CH₂CHO Js

II

CH,

CH,

durch Veresterung In seiner Enolfona in das optisch Aktive l-(2*-Acyloxy)vinyl-2,2-dimethyl-3-(2"-oyclopropan der allgemeinen Formel

H H

I !

CH₃COCH₂ - C - C - CHg « CHOOOR

flu fl υ

ν/Π.·» wit*

III

in der R eine niedere Alkylgruppu bedeutet, umwandelt, diese Ver-

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BAD ORiGiNAL

bindung mit Ozon behandelt uncJ das Qzonid durch oxydative Zeraetzung entweder direkt in die optisch aktive 2,2-Diraethyl~3-oie" {2 ^l-oxo)-propyl-G,yclo]vropan-l"'Carboneäure der Formel

H H

CH₅COCH,

C-C- COOH

IV

CH, CH₃

oder durch reduktive Zeraetöung zunächst in den optisch aktiven 2,2-Diraethyl~3-ciB«(2^l"Oxo)--propyl-'Cycloprop'an-"l-aldehyd der Formel

H H

CH₅COCH₂

C-C- CHO \/

CH,

überführt und diesen hierauf r.ur Carbonsäure dtr Fora·!

H H

CH₅COCH₂

Χ""

CH₁

oxydiert, die Carbonsäure hierauf mit einem niederen aliphatischen Alkohol der allgemeinen Formel

R' - OH₁

In der H'eine niedere U-ky},-ynippo bereut^t, verestert, den erhaltenen optisch ßlvtivun 2_f 2- '.i u; t'.vl ;» »nin-(2 ^! -oxo)-propyl-oyclo-

UU \'(i 2 »■ / 1 9 (1 - — -. ι

BAD OfHGINAl

propan-l-carbonsäureester der Formel

H H

CH₅COCH₂ - C - CJ - COOR¹ VI

XH₃

mit einer Wethylmagnesiumhalοgenidverbindung behandelt und den erhaltenen optisch aktiven 2,2-Dimethyl-3-cie-(2'-hydroxy-2^lmethyl)~propyl-oyclopropan-l-carbonsäuree8ter der allgemeinen Formel

CH₃ H H

^C - CH₂ - C - C - COOK¹ VII

CH^ OH 0

CH₃ XJH₃

in der R* die vorstehende Bedeutung hat, alkalisch verseift-und die erhaltene optisch aktive 2,2-Dimethyl-3-oi8-(2^t-hydroxy-2·- methyl)-propyl-oyolopropan-l-earbonsäure der Formel

VIII

sum Lactonringsohluae mit einer Säure behandelt.

Die Auegangaverbindung II kann aue^₃-Caren durch Ozonisation und aneohlieeeende reduktive Zersetzung nach dem Verfahren von F. W. Sammler und H. von Schiller, "Berichte der deutsohen ohemisohen Gesellschaft", Band 60, Seite 1591 (1927) hergestellt werden. Wenn ein optisoh aktives (+)- oder (-)-^₃-Caren verwendet wind, kann der entsprechende optisch aktive Aldehyd II erhalten werden.

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In der ersten Stufe wird der Aldehyd der Formel II in an eioh bekannter Weise in seiner Enolform verestert.

Beispielsweise wird der Aldehyd in einem niederen aliphatischen Monooarbonaäureanhydrid in Gegenwart von Natriumaoetat oder Kaliumaoetat auf 50 bis 200⁰C erhitzt oder bei einer Temperatur von -20 bis 100 C in einem niederen aliphatischen Monooarbonsäurehalo*- genid in Gegenwart einer organischen tertiären Base, wie Pyridin, Diäthylanilin oder Triäthylamin, erwärmt» oder mit einem niederen aliphatischen Monocarbonsäureester eines enolisierten niederen aliphatischen Monoketons, wie Isopropenylacetat,in Gegenwart eines sauren EBteraustaueehkatalysators, wie para-Toluolsulfonsäure, behandelt. Ansohliessend wird das Reaktionsgemisch mit kaltem Wasser oder verdünntem wässrigem Alkali gewaschen und unter vermindertem Druck destilliert. Man erhält den neuen Enolester der Formel III.

In der zweiten Stuf· wird der Snolester der Formal III in den Carbonsäureester der Formel VI uagswandelt· Dtr Bnoleettr wird in einem gegenüber Oaon inerten Lösungsmittel gelöst, z.B. Petroläther, η-Hexan, Benzin, Li,groin, einem aromatischen Kohlenwasserstoff, wi· Benzol oder Toluol, einem halogenieren Kohlenwasieretoff, wie Hethylohlorid, Methylendichlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, 1,2-Dichloräthan und 1,1,2,2-Tetraohloräthan, einer niederen aliphatischen Carbonsäure, wie Eisessig, eins» niederen aliphatischen Carbonsäureester, wi· ithylaoetat oder

Butylaoetat, einem niederen aliphatischen Keton, wie Aceton und Methyläthylketon.

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^8AD

Ansohliessend wird Ozon, gegebenenfalls verdünnt mit Sauerstoff, Stickstoff oder Luft,in diese Lösung bei einer Temperatur von -80 bis 30⁰C eingeleitet.

Das erhaltene Ozonid kann auf zwei Wegen veiter verarbeitet werden. Entweder wird sur erhaltenen Ozonidlöaung eine Lüeung von Wasseretoffperoxyd, gegebenenfalle zusammen nit einer Hineralsäure oder Essigsäure,zugegeben,und das Gemisch wird erhitzt, um das Osonid oxydativ su zersetzen. Ansehliessend wird das Reaktionsgemisoh extrahiert und hierauf destilliert, um die Carbonsäure der Formel IV in hoher Ausbeute abzutrennen.

Andererseits kann man die Ozonidlösung mit Eiseeslg versetzen und das zur Ozonisation verwendete Lösungsmittel abtrennen und

gebenenfalle die Eisessiglüeung mit einem gegenüber e&nejB Reduktionsmittel inerten organischen Lösungsmittel verdünnen, z.B. Diäthylather, Diisopropyläther, Benzol oder Toluol. Hierauf wird Zinkstaub eingetragen, um das Ozonid zu reduzieren. Ansohliessend wird dme Heaktionsgemisoh abfiltriert, extraiiiert und destilliert, wobei man den reinen Aldehyd der Formel V in hoher Ausbeute erhält.

Das Ozonid kann natürlich auch katalytisch reduziert oder mit Natriumhydrogensulfit behandelt werden, wobei man den entsprechenden Aldehyd V erhält.

Der erhaltene Aldehyd wird hierauf in die Carbonsäure der Formel XV durch Behandlung mit Oxydationsmitteln, wie Kaliumpermanganat, Chromsäure, Wasseratoffperoxyd, Silberperoxyd, Sauerstoff oder

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BAD ORiGiNAL

Luft umgewandelt.

Somit kann naoh dem erfindungsgemässen Verfahren der Enolester leicht in die Carbonsäure der Formel IV und den Aldehyd der Formel V umgewandelt werden. Die Carbonsäure kann leioht in einen niederen Alkylester naoh herkömmlichen Methoden umgewandelt werden.

Zu diesem Zweck kann die Carbonsäure E.B. mit Diazomethan in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Diäthylather, Benzol oder Methylalkohol, verestert werden, oder eine wässrige Lösung eines Alkalisalaeβ der Carbonsäure wird mit einem Dlalkylsulfat, wie Dimethylsulfat oder Diäthy!sulfat bei einer Temperatur von 20 bis 200⁰C und gegebenenfalls in einem organischen Lösungsmittel, das gegenüber der Veresterungsreaktion inert ist, wie Petroläther oder η-Hexan, oder einem aromatischen Kohlenwasserstoff, wie Ben«el oder Toluol, behandelt.

Die Carbonsäure kann auch in einem niederen aliphatischen Alkohol , wie Äthylalkohol, Propylalkohol oder Butylalkohol, mit einem sauren Vereeterungskatalysator, wie Chlorwasserstoff, Schwefelsäure oder p-Toluolsulfonsäure ,bei einer Temperatur von 0 bis 120⁰C einige Stunden bis mehrere Tage behandelt werden, wobei die entsprechenden Carbonsäureester der allgemeinen Formel VI erhalten werden, In diesem Falle ist es zweckaässig, ein wasserunlösliches organisches Lösungsmittel, wie Benzol oder Toluol, zuzugeben, das alt Wasser ein azeotrop siedendes Gemisch bildet, um das bei der Veresterung gebildete Wasser aus dem Reaktionssystem abtrennen zu können.

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Die Ester können gewöhnlich als farblose, durchsichtige öle erhalten werden, die von Nebenprodukten durch Destillation unter vermindertem Druck gereinigt werden.

In der dritten Stufe des trfindungsgemässen Verfahrene wird dtr £ster der Formel VI mit Hilfe einer Grignard-Verbindung der allgemeinen Formel CH^HgX, in der X ein Halogenatom bedeutet, in den Hydroxycarbonsäureester der Formel VII umgewandelt« In diesem Falle löst man den Eater zweckmässig in einem wasserfreien Lösungsmittel, das gegenüber Grignard-Verbindungen inert ist, wit z.B. aliphatischen Athern, wie Diäthyläther und Dibutylather, alioyolischen Äthern, wie Tetrahydrofuran und Dioxan, aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Benzol und Toluol, sowie Erdölkohlenwasserstoffe^ wie η-Hexan, Cyclohexan und Benein·

Ferner können oyolisohe Kitalβ, wit 4~Methy1-1,3-dioxan und Dintthylsulfoxyd, verwendet werden* Die nach herkömmlichen Methoden hergestellten Grignard-Verbindungtn können auf dieser Stuft mit guten Erfolg verwendet werden. Beispielsweise kann eine Methyl-Grignard-Verbindung, wie Methylmagneeiumjodid, Mtthylnagntsiumbromid odtr Methy!magnesiumchlorid, gewöhnlich in Diäthyläther als Lösungsmittel verwandtt werden· Zur Durchführung der Grignard-Reaktion löst man vorzugsweise den Ester in einem dtr genannten Lösungsmittel und gibt dann tropfenweise die theoretische Menge dir Grlgnard-Lusung su, üb dit Carbonylgruppe selektiv wu reduzieren, obnt dit Carbonsäurtestergruppt anzugreifen.

BAD 009828/194 1

Diese Umsetzung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa -10⁰C bis zu Raumtemperatur (25 bis 30⁰C) durchgeführt» wenn die Reaktion verhältnismässig raaoh abläuft, oder von Raumtemperatur bis zu einer Temperatur, bei der das verwendete Lösungsmittel siedet, wenn die Reaktion verhältniemäesig langsam abläuft»

Zur Abtrennung des erhaltenen Hydroxycarbonsäureester aus den Reaktionegemiseh wird dieees gewöhnlich mit verdünnter Salzsäure oder verdünnter Schwefelsäure oder einer wässrigen Lösung von Ammoniumchlorid versetzt, um den Grignard-Komplex zu zersetzen. Ansohliessend wird das erhaltene Gemisch in herkömmlicher weise aufgearbeitet, z.B. dekantiert, eingedampft» destilliert oder chromatographiert.

In der letzten Stufe des erfindungsgemässen Verfahrene wird der Hydroxycarbonsäureester der Porstel VII in da· Eifcydroohrysanthei Iacton der Formel I umgewandelt.

Zu diesem Zweck wird sunächst der Hydroxycarbonsäureester Mit Hilfe einer Base verseift, wobei man dl· Carbonsäure der Pomel VIII erhält, die hierauf in da« Lacton der formel I überführt wird.

Zur Hydrolyse kann alt Base «in Alkalihydroxyd, wie Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd, «in Erdalkallhydroxyd, wie Bariumhydroxyd» •in Alkalicarbonat, wie natriumcarbonat oder Kaliumcarbonat, odey wässrig·· Ammoniak verwendet werden. Ausserdem können watserluf-Hohe organische Basen, die in wässriger Lösung stark alkali eel: »·- agieren, verwendet werden. Beispielsweise können Methylamin?

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Pyridin und Tetramethylannnoniumhydroxyd verwendet werden,

PUr die Hydrolyeereaktion werden als Lösungsmittel vorzugsweise solche Verbindungen verwendet, die sowohl den Hydroxycarbonsäureester als auoh die Base lösen. Ee kann auch ein Gemisch von Lösungsmitteln verwendet werden, beispielsweise ein in Wasser löslicher niedriger aliphatißeher Alkohol_f wie Methanol oder Äthanol mit Wasser.

Gegebenenfalls kann die Hydrolysereaktion auch mit anderen organischen Lösungsmitteln, die bei dieser Reaktion inert sind, zusammen mit den genannten Lösungsmitteln verwendet werden.

Die Reaktionstemperatur bei der Hydrolyse ist nicht kritisch, da die Reaktion befriedigend bei einer Temperatur von 0 bis 100⁰C durchgeführt werden kann. Wenn die Hydroxycarbonsäure nach beendeter Umsetzung auB dem,erhaltenen Alkaliealε in Freiheit geeetet werden soll, wird das Lösungsmittel mit Ausnahme von Waβeer aue dem Reaktionsgemisch' abgetrennt. Danaoh wird das Reaktionsgemiech durch Zugabe von verdünnter Salzsäure» Schwefelsäure oder einer anderen Mineralsäure angesäuert. Hierbei scheidet sich ein öligea Produkt ab, das aneohliessend mit Hilfe eines wasserunlöslichen inerten Lösungsmittels, wie Mäthyläther, Benzol oder Petroläther,extrahiert wird. Nach dem Abtrennen des Löaungenittele wird die Carbonsäure in Form eines viskosen öligen Produktes erhalten. Me auf diese Weise erhaltene Carbonsäure kann dann leicht Iactonieiert werden.

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BAD ORIGINAL

Zur Lactonisierung kann man die Carbonsäure bei einer Temperatur Ton 20 bis 200⁰C zusammen mit einer katalytischen Menge p-Toluoleulfonsäure oder in verdünnter Mineralsäure bei einer Temperatur von 20 bis 20O⁰C oder in einem organieohen Säureanhydrid, wie Essigsäureanhydrid, bei einer Temperatur von 20 bis 200⁰C stehen lassen.

Nach einer Abänderung des erfindungsgemässen Verfahrene kann man den Hydroxycarbonsäureester der Formel VlI mit verdünnter Mineralsäure, wie Schwefelsäure, bei einer Temperatur von 20 bis 200⁰C verseifen und ansohliessend die erhaltene Carbonsäure wie vorstehend beschrieben lactonisieren. Das Reaktionsgeraisoh wird dann mit einem wasserunlöoliohen organischen Lösungsmittel, wie Diäthylather oder Benzol, extrahiert, und die organisoh· Lösung wird mit verdünntem wässrigem Alkali gewasohen, um saure Verunreinigungen abzutrennen. Nach Abtrennung des organischen Löaungimittels hinterbleibt optisch aktives Dihydrochrysanthemolacton in Form farbloser Kristalle.

Es wurde festgestellt, dass die Verbindungen der Formeln I und III bis VIII die absolute sterisohe Konfiguration der beiden asymmetrischen Kohlenstoffatome, nämlich C₁ und C. Im Cyolopropanring während des erfindungsgemässen Verfahrens,ausgehend von Aldehyd 11, beibehalten.

Mit anderen .Vorten, der (-) optisch aktive Ketoaldthyd II, der aus ( + ) Δ-'-Caren erhalten wird, liefert z.B. den (-' optisch aktiven Carbonsäureeoter der Forniel VI naoh der Enolveresterung und der Spaltung nui^ üzot». .Der Ester Vl wird in drte (-; optik«'

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BAD OBiGlNAL

aktive Carbonsäure der ?or-.:.el 713 umgewandelt. Weiterhin wird der ( -) optisch aktive Hydrox.ycarbonGätireestür der Formel VIII in das (+) optieeh aktive Lacton der Formel I umgewandelt, das,wie oben erwähnt_fin die (+} oia-Chryeanthemumoarbonsäure und dann in die (-) -tranB-ChryBanthemumcarbonaHure überführt werden kann. Umgekehrt kann (+) trans-Ghrysanbhemumcarbonaäure aus (-} Δ,-Garen nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden·

Selbstverständlich ist das erfindungsgemässe Verfahren nicht auf die Umsetzung unter Verwendung der optiBch aktiven Verbindungen beschränkt, sondern es- urafasat auch das Verfahren zur Herstellung von optisch Inaktivem Mhydrcchrysanthemolaoton aus dem optisch inaktiven Ketoaldehyd II.

Die Erfindung wird durch die Beispiele welter erläutert.

Beispiel 1

10 g (-) 2,2-Dimethyl-3-cie-(2^l-oxo)-propylcyclopropyl-ac«taldehyd, hergestellt aus ( + )A,,~Caren durch Ozonolyse, werden mit 30 ml Eesigsäureanhydrid und 5 g wasBerfreiem Natriumaoetat versetzt, und das Gemisch wird 2 Stunden unter HUIiren auf 110 bis 115⁰C erhitzt. Nach dem Abkühlen wird das Reaktionsgemisch filtriert, um das Natriumacetat-Essigsäureaddukt abzutrennen, das mit 50 ml Benzol gründlich ausgewaschen wird.

Die Waeohlösungen werden mit dem Plltrat vereinigt und das Gemisch wird auf 10 g zerotoßoanes Ej β gegosaen, gründlich gesohüt anschliea^eri'.i v/irn (3ie Wriaarige Lösung abgetrennt.

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Die Benzollösung wird bei einem Druck von 15 mm Hg und bei einer Temperatur von 10O⁰C eingedampft. Es werden 10 g eines öligen Produktes erhalten. Dieses Öl wird unter vermindertem Druck destilliert· Hierbei werden 5 g eines hellgelben Öls vom Kp. bis 93⁰C/ 0,5 mm Hg erhalten, nj* =» 1,478. Im Ultrarotspektrum treten Banden bei 1765, 1720, 1670, 1220, 1095, 1055 und 930 οπΓ¹ auf.

C₁₂H₁₈OjJ Ber·: · C 68,58, H 8,57 gef.: C 68,49, H 8,64

Auf Grund der Analyse ist das Produkt l-(2^l-Acetoxy)-vinyl~2,2-dimethyl-3-(2"-oxo)-propyl~l_f3-<ii8--cyolopropan der Formel III.

Beispiel 2

10 g der in Beispiel 1 erhaltenen Verbindung werden in 30 ml Chloroform gelöst und das Genisoh wird auf -60⁰C abgekühlt und bei dieser Temperatur gehalten. 600 Liter Luft mit einem Ozongehalt von 2 χ 10 Mol/Liter werden in die Lösung innerhalb 3 Stunden eingeleitet. Danach wird das Chloroform unter vermindertem Druok bei einer Temperatur unterhalb 25⁰C abdestilliert und der ölige Rückstand wird mit einer Lösung von 30 ml Sieessig in 100 ml Diäthyläther versetzt. Hierauf werden 16 g Zinketaub portionsweise bei einer Temperatur unterhalb 20⁰C unter Rühren und Kühlen eingetragen. Das Reaktionsgemisoh wird bei der glelohen Temperatur 30 Minuten gehalten, dann wird das Reaktionsgemlsoh auf einem Büohner-Irichter abfiltriert und der Filt'errüoketand mit Diäthylather gründlich ausgewaeohen. Die Wasohlösungen werden mit dem Piltrat vereinigt und das Gemisch wird mit kaltem Wasser,

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gesättigter wässriger imtr.iumbice.rbon&tlöBung und nochmals mit kaltem Waseer gewaeohen und hierauf über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet.

Anschliessend wird der Diethylether abdestilliert,und es hinterbleiben 8 g 2,2-Dimethyl"3~ciB~(2^l-oxo)-propyl-cyclopropan-l-alde-

I ·

hyd al· nahezu farbloses öliges Produkt. Kp. 52 bis 55°C/O,3 mm Hg; n_D « 1,4-660, Iu UltrarotabsorptionBspektrum finden sich Banden bei' 2770_f 1720, 1695 und 1120 cm"¹.

6,3g dee Aldehyde werden in einem Gemisch aus 70 ml Aceton und 14 ml Wasser gelöst und unter Rühren auf 5⁰C abgekühlt. 4t5 g Kaliumpermanganatpulver werden portionsweise eingetragen und das Gemisch wird weitere 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt.

Danaoh wird das Gemiech mit einer geringen Menge Natronlauge versetzt und alkalisch gemacht. Anschliessend wird in das Gemisch Dampf eingeleitet* um das Aoeton abzutrennen. Hierauf wird die wässrige Lösung vom Mangandioxyd abfiltriert und das Mangandioxyd wird mit 100 ml heiesem Wasser gründlich ausgewaschen* Die Waschlösungen werden mit dem Filtrat vereinigt und das Gemiech wird unter vermindertem Druck auf etwa 50 ml eingedampft.

Danaoh wird das Gemiech mit wässriger 10 £-iger Schwefelsäure stark angesäuert und mit Aramoniuusulfat gesättigt. Hierbei trennt sich tfin öligee Produkt ab, das mit Diäthylather ersohöpfend extrahiert wird. Die Äther lösung wird eingedampft, und es hinterbleiben 6 β 2,2-Dimethyl-";5-ci₁s-(2^l-oxo)"propyl'-cyclopropan-l-

009828/1941 - -■ ' - -"*

BAD OR1G!N^AL

carbonßäure der Formel IV ala braunes Öl. ,

Die erhaltene Carbonsäure wird mit einer Diäthylätherlöeung von Diazomethan in geringem Oberochuas versetzt, einige Zeit stehengelassen und anßohliessend eingedampft. Es hinterbleibt der Methylester der Formel VI vom Siedepunkt 55 + 2°C/O,4 iam Hg. Im Ultrarotabsorptionsspektrum der Carbonsäure finden sich Banden bei 1720 bis 1700, 1170, 1120 und 1095 om*"¹. Im Ultrarotab- ■orptionsspeJttrum des Methyleotere finden aloh Banden bei 1725 t 11751 1137f 1090 und 860 cm"" . Der spezifische Drehwert in Chloroform des Methylesters ist [ &Jr?~ 23»7°.

Beispiel 3

7 g 2,2-Dimethyl-3-ciH-(2 '-oxoj-ijropyl-oyclopropan-l-aldehyd, hergestellt auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise, werden in 20 Dl Essigsäure gelöst.

In die Lösung wird Sautrßtoffga» bei 20⁰C eingeleitet, bis keine Gasaufnahme mehr erfolgt. Naoh dem Abdestilliercn der Essigsäure unter vermindertem Druck hinterbleiben 7_r5 g 2_f2-Dimethyl-3-cia-(2^l-oxo)~propyl-cyolopropan-l-oarbonsäure der Formel IV als nahezu farbloses öl.

Das erhaltene öl wird in 100 ml Methanol aufgenommen, das 2 Gew.-J Chlorwasserstoff tnthält. Das Gemisch wird bei 20⁰C eine Wooht stehengelassen. Anochlieeeend wird es zur Neutralisation mit Natriumdioarbonatpulvor versetzt. Das Methanol wird unter vermindertem Druck abdoatilliert. Der Rückstand wird in 20 ml Benzol

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veraatat, einmal mit kultem Wasser gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Nach dorn Abdontilliaren des Benssole unter vermindertem Drunk hinterbloiben 0 g des neuun Methylesters der Formel. VI als nahezu farblose» Öllgo« Produkt,

Beispiel 4

Die in Beispiel 2 beschriebene Ozonidlösung wird in 50 ml mit Sohwefeliäure angesäuerte, 10 '^iga wässrige Waoworotoffperoxydlüsung bei Raumtemporatür unter Rühren eingetropft^ und das öe~ mieoh wird danach 30 Minuten auf 3O⁰G erhitzt. Auunhllessend wird dan Reakfcionagemlooh durch Zusatz von Natronlaugt alkallich gemacht und hierauf wird zur Abtrennung dna Ohioto forms Dampf eingeleitet» DIo wässrige Lösung des KoaktlonBgomldohes wird einmal mit Üiäthyläthar gawaaohen, dann mit 10 ^-Igor Sohweftl-■äure at&rk angeeäuarb, mit Ammuniumnuliat geiättlgt und hierauf mit I)iä thy lather eitrahlert, Die Äthorlüeung wild Ubar wasstrfrtlem Natriumsulfat güfcrooknat. Nach dem Abdnntl11 leren dee Athare hinterblelbt die neue 2,2-Dimüthyl~5--ni8"i2'~oxo)-prop3rlöyolopropan-1-oarbonaäura der Porrael IV al» οΊΙ^οο Produkt, Das öl wird duroh Zugabe von 10 '^-igör Natronlauge n«utralleiert und dae Gemlßoh wird mit 30 ml !»otroläther yurütvtzt. AmiohilaefJtnd werden 50 g Dime thy!sulfat bei 4O⁰C elngatrngun und dme öömlsoh wird bei der gleichen Tempora tür 4 stunden ^erllhrt* Die L'atroL-äthoraühicht wird abgotrennt, mit wiLunrlgor Natrluuihlüarbonat-XSs«MC £*weiich«rt uiid Ubir wiHtJorfrtlon NutriuiidulTat getrooknat. Haoh döflj AbdeBtillioren d«ö Pehrolätherii wird der HUokstand unter ▼ermindi)i-t«m Druok destlllLert, Ks wird d«r nun*) {■ ) 2,2-Dimethyl-{2*-oxo)-propyl-oyoLopropun l-üurbonaUuremothylο«tor der * „■■»"""*

000820/ I 9A I BAD ÖRGINAL

B'ormel VI τοπ iJiedoiamkt 5£ bin ^lj^!,i"C/O_f3 ram Hg erhalten*

Beioplel 5

4 g dos in Belapiol 4 erhaltenen Methyl esters v/erden bei 7 biß 1O⁰C unter Rühren innerhalb 20 Minuten mit 50 ml einer Diäthyl ätherlösung von Mothylraagnesiumjodid versetzt, die aus 4,8 g MethylJodid, 0,64 g Magnesium und Vj ml gereinigtem Diäthyläther hergestellt worden war. Duü Itaakt ionsgeiiiis cn wird anechliessend bei der gleichen Temperatur.' 30 Minuten gerührt und hierauf mit 30 ml gesättigter wänuriger Ammoniumchlorldlüijung unter Kühlen versetzt. Nach Beendigung der exothermen ReaktLon und vollständiger Lösung dao Grignard-Komplexes wird die Ätherachicht abgetrennt und die wässrige Lösung eiriM L mit Diäthyläther extrahiert, Die vereinigten At^werextrahto v/erden mit kaltem vaeBor gewaachen und Über wueeerfreiem Natriumsulfat getrocknet, Nach dem Abdeetillieren des Äthers bei eine? Wasserbadtemperatur von höchutenij 00°(J hinterbleiben 4,3 g (-) 2,2-Dimethyl-3-ciB-(2^lhydroxy~2^c-methyl)-propyl-oydlopropan-l-carbonoäuremethyleeter der l'ormel VH alo farbloses öl.

Duron Chromatographie an Kieselsäuregel in elnur Mischung von Benzol und Chloroform 1 t 2 kann eine sehr geringe Menge nicht umgeuetztee Produkt wiedergewonnen werden. Der reine Hydroxyoarbonsäureeofcor wird ale farbloses öl erhalten. Im Ultrarotabsorptlonsspektrum finden sich Banden bei 5460, 1750, 1175 und 1090 cm"¹. Der spezifische Drehwert In Chloroform betrügt f^Jjy- 16_#L°.

0 0 9 8 2 8 / 1 9 4 1

Beispiel 6

4 g des in Beispiel 5 erhaltenen Hydraxyoarbonsäureniethylestere werden zu einer Lösung aus 2 g Kaliumhydroxyd in 20 ml Methanol gegeben_rund dae Gemisch wird 3 Stunden auf einem Wasserbad unter HUckfluos gekocht. Nach dem Abtrennen des Methanols wird der Rückstand mit Wasser versetzt und die Lösung mit 10 #~iger Schwefelsäure stark angesäuert. Hierbei wird ein öliges Produkt erhalten, das mit Diethylether extrahiert wird. Der Ätherextrakt wird über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet« Haoh dem Abdestillieren des Äthers hinterbleiben 3_t5 g der entsprechenden Carbonsäure als sehr viskoees Öl. Das Produkt wird in 10 ml Toluol aufgenommen und danach mit 50 mg p-Toluolsulfonsäure versetzt. Hierauf wird dae Gemisch 30 Minuten unter Rückfluss zum ij-.ieden erhitzt. Hach dem Abkühlen wird die Toluol lösung mit

5 £~iger wässriger Natriumcarbonat!ösung, danach mit kaltem Wasser gewaschen und hierauf über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Nach dem Abdeetillieren dee Toluols hinterbleiben 3_f0 g (+) Dihydroohrysanthemolaoton der Formel I als hellgelbes Öl.

Das Dihydrochryaanthemolacton verfestigt sich beim Jtehen und wird mit η-Hexan umkristallisiert. Das erhaltene feste Dihydroohrysanthemolaaton zeigt die gleichen Analyeenwerte wie eine authentische Probe. Ee schmilzt bei 82 bis 83⁰C. Der spezifische Drehwtrt in Chloroform beträgt [otj^f + 77

003828/1941

BA& ORIGINAL

Beispiel 7

3,5 g der in Beispiel 6 erhaltenen 2,?-Dimethyl-3-cie-(2^lhydroxy-2'-methyl)-propyl-cyclopropan"!-carbonsäure werden in 10 ml Esoigsäureanhydrid gelöst,und das Gemisch wird 3 Stunden unter Rückfluss zum Sieden erhitzt, Danaoh wird das Eesigeäureanhydrid und Eseigsäure unter vermindertem Druck abdestilliert und der RUokstand in Benzol aufgenommen« Die Benzollösung wird mit 5 j6-iger wässriger Natriurncarbonatlösung und danach mit Walser gewaschen und hierauf über wasserfreiem Natriumsulfat getrooknet. Naoh dein Abdeatiliieren des Benzols hinterbleiben 3|0 g (+) Dihydrochryßaiithemolactonc

Beispiel 8

4 C (+") 2,2-Dimethyl-3-oie-(2'-hydroxy-2^l-methyl)-propyl-cyclopropan-l-carbonsäureinethylester werden mit 50 ml 5 j6-iger wässriger Schwefelsäure Terset?t,und das Gemisch wird 5 Stunden bti 100⁰C gerührt. Danach wird das Reaktionsgemisch mit 20 ml Benzol ▼ersetzt und die Benzol schicht abgetrennt, mit 5 j6-iger natriumcarbonat! ö sung und ansohlleseend mit Wasser gewaschen und über wasserfreiem Kaliumsulfat getrocknet. Nach dem Abdeetllllertn des Benzols hinterbleiben 3 g (-) Dihydrochrysanthemolaoton.

Patentansprüche

0 0 9 8 2 8/1 941

Claims (4)

Paten tanaprüche

1. Verfahren zur Herstellung von optisch aktivem Dihydrochrysanthemolaoton der Formel

CH,

"'3

0-

H H

OH₂ -

IH, OH,

d. a durch gekennzeichnet, dass man einen optisch aktiven 2,2-Dimethyl<"3-oiS-( 2 · -hydroxy-2^f -methyl )-propylcyclopropan-l-carboneäureester der allgemeinen Formel

C-CH₂

CH₅ OH

H H

UH,

COOK

VII

in der R eine niedere Alkylgruppe bedeutet, durch Hydrolyse und anaohliesetnd· Behandlung mit einer Saure in da« optieoh aktive Dihydroohryeantheaolacton UborfUhrt.

2. Verfahren «ur Herstellung eines optisch aktiven DihydroohryeanthemolaOtons der formel

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CH

C - CH,

CH,

H -C-C

daduroh gekennzeichnet, dass man einen optisch aktiven 2,2~Dimethyl™3-cie-(2^l-oxo)-propyl~oyclopropan-1-carbonsäureester der allgemeinen Formel

H H

"C-C-COOR

YI

in der R eine niedere Alkylgruppe bedeutet, durch Behandlung mix einer Grignard-Vorbindung der allgemeinen Poruel

CH₅-Mg-X

in der X ein Halogenatom bedeutet, in einen optisch aktiven 2,2-Dimethyl-3-cie-(2·-hydroxy-2·-methyl)-propyl-cyolopropan-loarboneäureeeter der allgemeinen Formel

/1

.C - CH

COOR

TII

umwandelt -und die erhaltene Verbindung duroh Hydrolyse und an-

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^BAD

BChlieesende Behandlung mit einer Säure in das optisch aktive Dihydrochrysanthemolaoton überführt.

3. Verfahren sur Herateilung eines optisoh aktiren Dihydroohryeanthemolaotone der Formel

CH,

CH,

0-

H H

-C-C-CaO

CH,

dadurch gekennzeichnet,, dass man optisch aktives l-(2'~Acyloxy)~vinyl-2,2-dimethyl~3-(2"-oxo)«propyl--l ,3-cie-oyclopropan der Formel

H H

CH₅COCH₂ - Ö - C - CH « CHOCOH

III

CH₃ CH₅

in der H eine niedere Alkylgruppe bedeutet, OEonisiert und dae erhaltene Ozonid entweder oxydativ zur Carbonsäure der Formel

H H

CH₃COCH₂

- C - C - COOH

IV

CH_ _.. 009828/19 4 1

• ^ßAD OMGlNAL

eeroetzt oder reduktiv r.eraetzt zum optisch aktiven 2,2-Dimethy2~5-cie-(<?^f-oioJ-propyl-cyGlopi'fjpan-l-aldehyd der Formel

! 1

CII, COCH₀ - C - C - CHO 3 2 _x/

GH

OIL·

und dienen annchliosf-tmd nur Oarbomjfitn-fi dor

II H CH,COOHy ■<- C - 0 - CJOOH IV

CH

oxydiert, die erhaltene Cftrbonoäure s\im opt lach aktiven Gerbern-Bäureester der allgemeinen Formel

H H CH_xCOCH₉ -C-C - COOH' VI

CH₃ CH_x

in der R¹ eine niedere Alkylgruppe bedeutet,verestert, den erhaltenen Carbonsäureester Vl' mit einer Grignard-Verbindung der allgemeinen Formel

009828/19AV

in der X ain Halogenatom bedeutet, behandelt und den erhaltenen optisch aktiven 2,2~Dimethyl-3-cin~(2^}-hydr^xy-2·--methyl)-propyl« cyclopropan-l-carboneäureeöter der allgemeinen Formel

CHJ OH

VII

GiL

durch Hydrolyse Und anschlieesende Behandlung mit einer Säure in das optisch aktive Dlhydrochryaanthemolacton überführt.

4. Verfahren zur Herstellung eines optisch aktiven Dihydroohryaantheraolaotone der Porra«!

CH

Q.

H H

CH

ö -

-C

dadurch gekennzeichnet, dass nan optisch aktiven 2,2-Dijaethyl«3-eia-(2'«oxoJ-propyl-oyclopropyl^l-aoetaldehyd der Formel

H II

- C - C - CH₉CHO

II

CH,

CH,

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in aoinor Enolfornr zum optisch aktiven l~(2'-Acyloxy)-vinyl-2,2-dirüüthyl»3-~(2^!l-oxo )-propyl 1,3-ciB~oyclopropan der allgemeinen Formel

H H

C-C-CH « CHOCOa

CH₅

In der H eine niedere Alkylgruppe bedeutet,verestert» dtu optisch aktiven finolester ozonisiert und das erhaltene Oaonld entweder direkt sur Carbonsäure der Formel

H H

- C - A - COC

CH,COGH₀ -C-C- COOH IT

oxydativ zerßetzt oder das Ozonid zunächst reduktiv zersetzt zum optisch aktiven 2,2~Dimethyl-3-ols-(2^l-oxo)-propyl-oyclopropan-1-aldehyd dar Formel

H H

S t

CH,COCH₉ -C-C- CHO V

^{3 2} \/

und aiiBOHl la äsend den Aldehyd zur Carbonsäure der Formel IV oxydiert und hierauf die Carbonsäure zum optisch aktiven 2,2-J)imethyl->-oia~( 2 · oxo)^: propyl-cyclopropan-l-carboneäureesttr der

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BAD OFMGIN/U

1 !393373

allgemeinen Formel

H H

CH^GOCH₂ - C - 0 - COOK« VI

verestert, und den ßrna3 tonen Oarbnnsüureeßi»r duroli mit einer Grignard··Verbindung der alügemoino« formal

in der X ein Hal ο/τ ti atom I)odf»u1 «t _f i« («Jut» optiruli nMivei! ?,,'« Dimethyl-3-cis-(2'-hydroxy-2'-methyl )-lT(ijtyl- cycl opropon-I -car·· bensäureeeter der Pomiel

CH,
⁵N

C - CH₂ ^C-C" COOH¹ VII

)H

(5H₃ OH ,C.

CH C

umwandelt und diesen duroh Hydrolyse und anschliessend· Behandlung mit einer Säure in das optisch aktive Dihydrochrysanthemolaoton Überführt.

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