DE1935320B2 - Verfahren zur Herstellung von cis-Cyclopropancarbonsäuren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von cis-Cyclopropancarbonsäuren

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Description

tians
CH = C — CH3
CH3
CH
\
C-R
CH3
in der R einen Methyl- oder Methoxycarbonylrest bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man das racemische oder optisch aktive innere Hemiacyial der cis-SJ-Dimethyl^-formylcyclopropan-1-carbonsäure der Formel
CO
eis H3C
V CH / H
/\ O
OH
in der R einen niederen Alkylrest, wie Methyl, bedeutet, oder die freie Säure in Gegenwart eines niederen Alkanols, wie Methanol, gegebenenfalls unter Zusatz eines organischen Lösungsmittels, bei -75 bis -80°C mit Ozon behandelt, das erhaltene Ozonid, vorteilhaft mit einem niederen Dialkylsulüd, wie Dimethylsulfid, bei etwa -400C in üblicher Weise reduktiv zersetzt, das erhaltene racemische oder optisch aktive Dialkylketal des niederen Alkylesters der trans-3,3-Dimethyl-2-formylcyclopropan-1 -carbonsäure in an sich bekannter Weise mit Essigsäure hydrolysiert, den erhaltenen niederen Alkylester der trans-3,3-Dimethyl-2-formylcyclopropan-1 -carbonsäure der allgemeinen Formel
(111)
mit einem Triphenylisopropylphosphoniumsalz, besonders Triphenylisopropylphosphoniumjodid, in Gegenwart eines Alkalihydrids oder mit einem Phosphonsäure-O.O-dialkyl-l-methoxycarbonyläthylester, wie dem Ο,Ο-DiäthyI-l-methoxycarbonyläthylester, in Gegenwart eines Alkaliamids oder -alkoholate in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, wie Tetrahydrofuran oder Dimethoxyäthan, umsetzt und das erhaltene Produkt gewünschtenfalls in an sich bekannter Weise über Salzbildung, insbesondere mit (d)-u-Phenyläthylamin, reinigt.
trans
CHO
In der DT-OS 1 935 386 wird ein Verfahren zur Herstellung racemischer oder optisch aktiver Hemiacylale von cis-S^-Dimethyl^-formylcyclopropan- -carbonsäure der Formel
CO
eis H1C
(V)
in der R die oben angegebene Bedeutung besitzt.
a) mit einem Alkalialkanolat in dem zugehörigen Alkanol, wie Natriummethylat in Methanol, in nichtwäßrigem Medium behandelt oder
b) in an sich bekannter Weise mit einem Alkalihydroxyd, wie Natriumhydroxyd, gegebenenfalls in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, unter Rückflußbedingungen hydrolysiert,
das erhaltene Alkaiisalz in üblicher Weise mit wäßriger verdünnter Chlorwasserstoffsäurelösung ansäuert, die erhaltene freie trans-3,3-Dimethyl-2-formylcyclopropan-1 -carbonsäure in an sich bekannter Weise mit einem niederen Alkanol, wie Methanol oder Äthanol, zweckmäßig in Gegenwart eines wasserabspaltenden Mittels, wie dehydratisiertem Alkalialuminiumsilikai, unter Destillationsbedingungen umsetzt und das gebildete Dialkylketal mit p-Toluol- oder Benzolsulfonsäure, gegebenenfalls unter Zusatz eines Lösungsmittels, das mit dem abgespaltenen Alkanol ein azeotropes Gemisch bildet, unter Destillationsbedingungen behandelt, anschließend das erhaltene Lacton der cis-3,3-Dimethyl-2-(alkoxy-hydroxymethyl)-cyclopropan-l -carbonsäure der allgemeinen Formel
CO O
beschrieben, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in an sich bekannter Weise in inerter Atmosphäre einen niederen Alkylester einer racemischen oder optisch aktiven trans-3,3-Dimethyl-2-(T-methyll'-propenylj-cyclopropan-l-carbonsäure (= dl-, dd i-trans-Chrysanthernummoflocarbonsäure) der eis
H1C
(IV)
OR"
in der R" einen niederen Alkylrest bedeutet, in an
lieh bekannter Weise in einem wäßrigen, neutralen, ichwach sauren oder schwach basischen Medium hydrolysiert und das Reaktionsprodukt in üblicher Weise isoliert.
Die dabei erhaltene Verbindung der Formel V Hegt als Racemat vor oder weist die Konfiguration (IS,2R) oder (IR,2S) auf, je nachdem, ob die Ausgangsverbindung der Formel II selbst racemisch ist oder die Konfiguration (IS,2S) oder (IR,2R) aufweist.
Nähere Einzelheiten über dieses Verfahren sind in der DT-OS 1 935 386 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von cis-Cyclopropancarbonsäuren der allgemeinen Formel
H3C
H1C
COOH
\Z
CH
C-R
in der R einen Methyl- oder Methoxycarbonylrest bedeutet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das racemische oder optisch aktive innere Hemiacylal der cis-S^-Dimethyl^-formylcyclopropan-l-carbonsäure der Formel
eis H,C
-CH — O
(V)
OH
mit einem Triphenylisopropylphosphoniumsalz. besonders Triphenylisopropylph'osphoniumjodid, in Gegenwart eines Alkalihydrids oder mit einem Phosphonsäure - O1O - dialkyl - 1 - methoxycarbonyläthylester, wie dem Ο,Ο-Dia'thyl-l-methoxycarbonyläthylester, in Gegenwart eines Alkaliamids oder Alkoholats in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, wie Tetrahydrofuran oder Dimethoxyäthan, umsetzt, und das erhaltene Produkt gewünschtenfalls in an sich bekannter Weise über Salzbildung, insbesondere mit (d)-a-Phenyläthylamin, reinigt.
Das Gesamtverfahren, ausgehend von den Verbindungen der allgemeinen Formel II. ist in dem Reaktionsschema zusammengefaßt.
Um mögliche Verwechslungen zu vermeiden, wurde es als zweckmäßig angesehen, die erfindungsgemäßen Verbindungen durch die absolute Konfiguration ihrer asymmetrischen Kohlenstoffatome in den 1- und 2-Stellungen zu definieren entsprechend der Nomenklatur von R. S. L a h n, Sir C. I η g ο 1 d et V. P r e I ο g (VgL »Experientia«, 12, 81 [1956], Angew. Chemie, 78, 4)3 [1966]).
Was die Nomenklatur anbetrifft, so sei auch darauf hingewiesen, daß das Lacton der Formel IV der eis * 3,3 - Dimethyl - 2-(alkyloxyhydroxymethyl)- cyclopropan-1-carbonsäure auch als Lacton des Hemialkylketals der eis - 3,3 - Dimethyl - 2 - formylcyclopropan-1-carbonsäure und daß das innere Hemiacylal der cis-3,3 - Dimethyl - 2 - formylcyclopropan -1 - carbonsäure auch als Lacton der cis-3,3-Dimethyl-2-(dihydroxymethyl) - cyclopropan - } - carbonsäure bezeichnet werden können. Schließlich werden die 3,3-Dimethyl-2 - (2' - methyl -Γ - propenyl) - cyclopropan -1 - carbon-
s säure aU Chrysanthemummonocarbonsäiire und die 3,3 - Dimethyl - 2 - (2' - methoxycarbonyl - trans -1' - propenyl) - cyclopropan -1 - carbonsäure als seq. - trans-Pyrethrinsäure bezeichnet.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können
ίο solche Verbindungen der allgemeinen Formel i hergestellt werden, in denen R den Methylrest bedeutet, d.h. cis-Chrysanthemummonocarbonsäure der Formel lA und insbesondere I-cis-Chrysanthemummonocarbonsäure (IS,2R), die durch Epimerisiening des asyrnmetrischen Kohlenstoffatoms 1 nach an sich bekannten Verfahren, beispielsweise nach dem Verfahren von M. J u 1 i a et coll., »C. R.«, 248,242 (1959), in die natürliche d-trans-Chrysanthemummonocarbonsäure (IR, 2R) umwandelbar ist, sowie \crbindüngen, in denen R einen Methoxycarbonylrest bedeutet, und insbesondere die cis-seq.-trans-Pyrethrinsäure der Formel IB, insbesondere die 1-cis-Säure der Konfiguration (IS, 2R), wobei die zuletzt genannte Säure durch Epimerisierung des asymmetrischen Kohlenstoffatoms 1 nach dem in der DT-OS 1935 321 beschriebenen Verfahren in die natürliche d-transtrans-Pyrethrinsäure (IR, 2R) umwandelbar ist; dieses Verfahren besteht im wesentlichen darin, das 1-cisseq.-trans-Pyrethrinsäurechlorid (IS, 2R) herzustellen, dieses durch Erwärmen zu epimerisieren und dann das epimerisierte Säurechlorid (IR,2R) zu hydrolysieren (vgl. das Reaktionsschema).
Die vorliegende Erfindung, welche die Herstellung von Säuren der cis-Konfiguration der allgemeinen Formel I, nämlich von Säuren des Chrysanthemummonocarbonsäure-Typs der Formel I,,. oder des Pyrethrinsäure-Typs der Formel Ifl, für die selbst zum Teil nur ein minimales biologisches In'eresse besteht, betrifft, ermöglicht somit einen vorteilhaften Weg zur Herstellung der technisch wichtigen trans-Verbindungen. da die cis-Verbindungen leicht nach verschiedenen Verfahren in die entsprechenden Säuren mit trans-Konfiguration umgewandelt werden können, z. B. in die trans-Chrysanthemummonocarbonsäure der racemischen Reihe oder insbesondere der natürlichen d-Reihe (IR,2R) und die trans-trans-Pyrethrinsäure der racemischen Reihe oder insbesondere der natürlichen d-Reihe (IR,2R), die den Säureanteil der synthetischen oder natürlichen Ester der Familie der Pyrethrinoide bilden, die bemerkenswerte insektizide Eigenschaften aufweisen.
Ein wesentlicher Punkt der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit zur Herstellung von optisch aktiven Säuren der Formel 1Λ und Ig unter Verwendung von niedrigen Alkylestern der I-trans-Chrysanthemummonocarbonsäure der Formel II mit der Konfiguration (IS,2S) als Ausgangsstoffe des vorstehend dargelegten Gesamtverfahrens. Diese Ester werden insbesondere durch Veresterung der 1-trans-Chrysan-
themummonocarbonsäure (IS,2S) erhalten. Diese zuletzt genannte Säure, die Antipodenverbindung zur natürlichen Chrysanthemummonocarbonsäure, deren Pyrethrinoid-Ester eine insektizide Aktivität aufweisen, die unterhalb derjenigen der Ester der
natürlichen d-trans-Säure liegt, wird bei der Aufspaltung der dl-trans-Chrysanthemumcarbqnsaure erhalten, die nach dem in der DT-PS I 289 046 beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher eine besonders vorteilhafte Umwandlung der l-trans-Chrysartthemummonocarbonsäure (IS,2S), die bis hewts ein wertloses Nebenprodukt bei der Chrysanthemummonocarbonsäure-Synthese darstellte. s
Es ist klar, daß das erfindungsgemäße Verfahren allgemein in seiner Anwendung ist. Es ist nicht auf die Verwendung der (lS,2S)-Reihe als Ausgangsprodukt beschränkt, die aus der 1-lrans-Chrysanthemumroonocarbonsäure hervorgeht, sondern die beschriebenen Reaktionen können auch mit der (1R,2R)-Reihe oder der racemischen Reihe durchgeführt werden, die aus der d-trans- bzw. dl-trans-Cbrysanthemummonocarbonsäure hervorgehen. Das Ausgangsprodukt kann ebenfalls eine Mischung aus racemischen und optisch aktiven Verbindungen mit trans- oder selbst mit trans- und cis-Konfiguration sein, z. B. eine Mischung aus Estern der dl-cis- und -trans-Chrysanthemummonocarbonsäuren. In letzterem Falle liegen dann die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Verbindungen der Formel I1 und IB in Form der racemischen cis-Formen vor.
Das Gesamtverfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel I, wobei man von Verbindüngen der Formel II ausgeht, besteht aus vier aufeinanderfolgenden Stufen, von denen zwei besonders charakteristisch sind.
Für das erfindungsgemäße Verfahren handelt es sich dabei um die Uberfiihrung der Verbindung V in die Verbindung der Formel I unter Beibehaltung der Konfigurationderasymmetrischen Kohlenstoffatome I und 2.
Diese Reaktion ist überraschend. Man hätte erwarten können, daß ausgehend von der Verbindung der Formel V mit cis-Struktur, der Aufbau der ungesättigten Kette der Verbindungen der Formel I4 oder IB eine Umlagerung am asymmetrischen Kohlenstoffatom 2 hervorrufen würde, was insbesondere zur unerwünschten Bildung einer Verbindung mit trans-Struktur geführt hätte.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens vermeidet man jedoch eine solche Umlagerung. Die so erhaltenen Verbindungen können eine geringe Menge unerwünschter Epimerer enthalten. Diese Epimeren werden dann nach klassischen Methoden, wie sie in ähnlichen Fällen angewandt werden, insbesondere durch Kombination mit geeignet ausgewählten optisch aktiven Basen oder durch Rektifikation, abgetrennt. Einzelheiten dieser Abtrennungen sind weiter unten im experimentellen Teil angegeben.
Die im Gesamtverfahren als Ausgangsprodukte verwendeten racemischen trans-Chrysanthemummonocarbonsäureester können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, wobei man von dl-trans-Chrysanthemummonocarbonsäure ausgeht, insbesondere unter Anwendung des in der DT-OS 1 289 046 beschriebenen Verfahrens.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
60 Beispiel 1
ds^-Dimethyl^-^'-methoXycarbonyUtraiis-
l'*propenyl)-cyclopropan-f-carbonsäure^ S, 2R) oder l-cis-seq.-trans-Pyrethrinsäure S, 2R)
a) In 36ecm Tetrahydrofuran gibt man unter Stickstoffatmosphär« 3 g Natriumamid (Gehalt 92%), dann bei 0°C eine Lösung von 16,2 g O.O-Diäthyll-methoxycarb'snyl-äthylphosphonat, das durch Anwendung der Methode von H. W. C ο ο ν e r und Mitarbeiter, J. Am. Chem., Soc. 79, 1963 (1957), in 24 ecm Tetrahydrofuran hergestellt wurde. Man rührt die Reaktionsmischung bei 75'JC 2 Stunden lang, gibt dazu 1,8 g Natriumamid, dann eine Lösung von 6 g des Lactone der cis-3,3-DimelhyI-2-(dihydroxymethy!)-cyc!opropan-l-carbonsäure(IS,2R),F. 116"C, Ιιι],ΐ = + 103 {c = 0,9%, Äthanol) in 42 ecm Tetrahydrofuran und rührt 2 Stunden lang bei + 5'C M,->n gießt die Reaktionsmischung in eine Mischung aus Eis und 100 ecm einer wäßrigen 2 n-Chlorwasserstoflsäurelösung. Nach Extraktion mit Äther und Entfernung des Lösungsmittels erhält man 8,06 g rohes Produkt.
b) Dieses Rohprodukt wird in 14,3 ecm Äthanol mit 10% Wasser gegeben; man erwärmt auf 60 C. gibt zu der Lösung 6,9 g rechtsdrehendes «-Phenyläthylamin zu, läßt langsam kristallisieren, isoliert durch Absaugen den gebildeten Niederschlag, trocknet und erhält 10,2 g rechtsdrehendes «-Phcnyläthylamin:;alz der l-cis-3,3-Dirrethyl-2-(2'-metho.\\carbonyl -trans-1 '-propenyl)-cvr' propan-1 -carbonsäure (fS, 2R). F. 142 C, [a]y = +?2 .
Soweit bekannt, ist das (d)-u-Phcnyläthylamin-Sal/ der l-cis-seq.-trans-Pyrethrinsäure(l S. 2R) in der Literatur nicht beschrieben.
c) In einer Mischung aus 51 ecm einer wäßrigen 2 n-Chlorwasserstoffsäurelösung und 10 ecm Äthyläther löst man bei Umgebungstemperatur 10.2 g rechtsdrehendes «-Phenyläthylaminsalz der l-cis-3.3-Dimethyl-2-(2'-methoxycarbonyltrans- Γ-propcnyl )-cyclopropan-l-carbonsäuren S, 2R), extrahiert die Lösung mit Äther, wäscht die ätherischen Extrakte mi! Wasser, trocknet sie, entfernt das Lösungsmittel und erhält 5,85 g l-cis-3,3-Dimethyl-2-(2'-methoxycarbonyl-trans-1 '-propcnylj-cyclopropan-1 -carbonsäure-(IS. 2R), [u]? = - 12,5 (c = 1%. Tetrachlorkohlenstoff).
Eine Probe des Produkts wird durch ^wei Kristallisationen des rechtsdrehenden «-Phenyläthylaminsalzes und anschließende saure Hydrolyse gereinint. F. 76 C. [«]£" = - 12.5 ■ (c = 1 %, Tetrachlorkohlenstoff).
Analyse Tür CnH16O4 (Molekulargewicht: 212.24):
Berechnet ... C 62.25. H 7.60%:
gefunden .... C 62.5, H 7,5%.
NMR-Spektrum (Deuterochloroform)
Das NMR-Spektrum stimmt mit der »cis«-Koiifiguration des Rings und der »trans«-Konfiguration der olefinischen Kette überein. Es setzt sich zusammen
aus:
Signalen bei 77 und 80,5 MHz, entsprechend den Wasserstoffatomen der Methylgruppen in 3-Stellung,
Signalen bei 115 und 116,5MHz, entsprechend den Wasserstoffatomen der Methyl-Gruppe der Seitenkette,
einem Signal bei 226 MHz, entsprechend den WassersOfTatomen der Methyl-Gruppe der Esterfunktion,
Signalen bei 418,5 und 426 MHz, entsprechend dem Wasserstoffatom der Doppelbindung der Seitenkette (Dublett),
einem Signal bei 634 MHz, entsprechend dem Wasserstoffatom der Carbonylgruppe in !-Stellung.
Soweit bekannt,ist diel-cis-3,3-Dimethyl-2-(2'-methoxyearbonyl-trans-l'-pronenylj-cyclopropan-1 -carbonsäuren S, 2R) oder l-cis-seq.-trans-Pyrethrinsäure-(1 S, 2R) in der Literatur nicht beschrieben.
Beispiel 2
cis-3,3-Dimethyl-2-(2'-methyl-r-propenyl)-
cyclopropan-1-carbonsäuren S. 2R) oder
l-cis-Chrysanthemummonocarbonsaured S. 2R)
a) In 200 ecm Dimethoxyäthan gibt man 15.6 g einer 40%igen Suspension von Natriumhydrid in Vaselinöl und 45 g Triphenylisopropylphosphoniumjodid. Man bringt die Reaktionsmischung zum Rückfluß, hält sie 4 Stunden lang unter Rückfluß, kühlt sie ab, gibt 10 g des Lactons der cis-3,3-Dimethyl-2-(dihydroxymethyl)-cyclopropan-1 -carbonsäuren S, 2R) zu, bringt das Gemisch erneut zum Rückfluß, hält es 1 Stunde lang unter Rückfluß, kühlt ab. entfernt das Lösungsmittel durch Destillation unter vermindertem Druck, gibt Methanol zu. um überschüssiges Natriumhydrid zu zerstören, gibt Wasser und Eis zu, rührt, extrahiert die wäßrige Phase mit Methylenchlorid, wäscht die Methylenchloridextrakte mit einer wäßrigen gesättigten Lösung von Natriumchlorid, entfernt die Methylenchloridextrakte, vereinigt die wäßrige Hauptphase und die wäßrigen Waschwasser, säuert die erhaltene wäßrige Lösung an, extrahiert mit Methylenchlond. wäscht die Methylenchloridextrakte mit Wasser, trocknet sie und engt sie zur Trockne ein.
Das Triphenylisopropylphosphoniumjodid kann durch Anwendung der von Georg W i 11 i g und Dietmar Wittenberg. Lieb. Ann. d. Chem., Bd. 606. 1 (1957) beschriebenen Methode hergestellt werden.
b) Aus dem Rohprodukt entfernt man l-trans-Chrysanthemummnnocarbonsäure nach dem Verfahren der BE-PS 717 409 in folgender Weise: 9,9 g des zurückbleibenden Öls werden in der Wärme in einer Lösung von 14,3 g U+Hhteo-l-p-Nitrophenyi-2-dimethylammopropan-l,3-diol in 27,5 ecm Methanol gelöst. Man gibt 11 ecm Isopropyläther zu, kühlt langsam auf etwa + 5" C ab, läßt kristallisieren, saugt den gebildeten Niederschlag ab, trocknet ihn und erhält 14.16 g rohes Salz der 1-trans-Chrysanthemummonocarbonsäured S. 2S). Die Mutterlaugen, eine Mischung aus Methanol und Isopropyläther. werden aufbewahrt zur Herstellung der l-ds-Chrysanthernummonocarbonsäure (Mutterlaugen A).
Das rohe Salz wird in einer Mischung aus Isopropyläther und Methanol (2/1) kristallisiert und man erhält 10,2 g des U + Hhreo-l-p-Nrtrophenyl-2-drmethylammopropan-K3-diol-Sal7ies der l-trans-Chrysanthemumcarbonsäured S, 2S). Dieses Salz gibt man in eine wäßrige 2 n-Chlorwasserstoßsäurelösung. Man rührt die Mischung 1Z1 Stunde lang bei Umgebungstemperatur, extrahiert die wäßrige Phase mit Äthyläther, wäscht die ätherischen Extrakte mit einer wäßrigen gesättigten Natriumchloridlösung, trocknet sie, engt sie unter vermindertem Druck zur Trockne ein und erhält die 1 - trans - Chrysanthemumcarbonsäuren S, 2S), [a]S> = -18° (c = 1%, Ätha-
$ nol).
c) Die oben unter Abschnitt b) erhaltenen Mutterlaugen A werden unter vermindertem Druck zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird in eine wäßrige 2 n-Chlorwassenitoffsäurelösunggegeben. Man
ίο rührt V2 Stunde lang bei Umgebungstemperatur, extrahiert die wäßrige Phase mit Methylenchlorid, wäscht die Methylenchloridextrakte mit Wasser, trocknet sie. engt sie zur Trockne ein und erhält 4.20 g rohe l-cis-Chrysanthemummonocarbonsäured S, 2R) (B). Diese rohe Säure kann wie folgt weiter gereinigt werden.
1. Nach dem Verfahren der niederländischen Anmeldung 6 705 942 löst man 1,054 g rohe 1-cis-Chrysanihemummonocarbonsäure in der Wärme in einer
jo Lösung von 2 g linksdrehender Chininbase in 4 ecm Äthanol, gibt 1 ecm Wasser und 3 ecm Isopropyläther zu und kühlt dann langsam auf etwa 5 C ab. Man saugt die Kristalle ab, trocknet sie und erhält 2,06 g des 1-Chininsalzes der 3,3-Dimethyl-2-
ϊ5 (2-methyl-r-propenyl)-cyclopropan-l-carbonsäure-(i S. 2R,, F. 110 C. Durch Einengen der Mutterlaugen erhält man eine zweite Fraktion von 0.152 g des Chininsalzes. F. H0°C.
Die erste und die zweite Fraktion des oben er-
haltenen Chininsalzes werden vereinigt und in eine wäßrige2n-Chlorwasserstoffsäurelösunggegeben.Man rührt ' 2 Stunde lang bei Umgebungstemperatur, extrahiert die wäßrige Phase mit Äther, wäscht die ätherischen Extrakte mit Wasser, trocknet sie. engt sie zur Trockne ein und erhält 0,66 g 3.3-Dimethyl-2-(2'-methyl-r-propenyl)-cyclopropan-l-carbonsäure-(1S. 2R)oderl-cis-Chrysanthemummonocarbonsäure-(IS. 2R). F. 40 C. H? = -36 (r = 1%. Äthanol»
2. Man verwendet 2.085 g rohe 1-cis-ChrysanlhemummonocarbonsäureOS. 2R) (B). die man in der Wärme in einer Lösung von 1.5 g rechtsdrehendem u-Phenyläthylamin in 10 ecm Äthanol löst Man kühlt langsam auf + 5 C ab. läßt die Kristallisation in Gang kommen, saugt ab. trocknet und erhält 1.935 g rechtsdrehendes a-Phenyläthylaminsalz der 3.3-Dimethyl-2-(2'-methyl-r-propenyl)-cyclopropan-1-carbonsäuren S. 2R). F. 130° C. Durch rmengeri der Mutterlaugen erhält man eine zweite Fraktion von 0,265 g, F. 130 C.
Diese beiden Fraktionen des a-Phenyläthylamin salzes werden vereinigt und in eine wäßrige 2 n-Chlor wasserstoffsäurelösung gegeben. Man rührt 1Z2 Stunde lang bei Umgebungstemperatur, extrahiert die wäßrige Phase mit Äthyläther, wäscht die ätherischer Fttrakte mit einer wäßrigen gesättigten Natrium chloridlösung. trocknet sie, engt sie unter verminder tem Druck zur Trockne ein und erhält 1,21 g 3.3-Di methyl - 2 - (2' - methyl -Γ - propenyl) * cyclopropan 1-carbonsäuren S. 2R) oder 1-eis-Chrysanthemum monocarbonsäuren S, 2R), F. 4(T C, [e]f = -39 ft = 1%, Äthanol).
Das 1-Chininsalz der i-cis-Chrysanthemummono carbonsäure (1S. 2R). das (+)a-Phenyläthylanön-Sal; der I - eis - Chrysanthemummonocarbonsäurei 1S. 2 R und die l-cis-Chrvsanthemummonocarbonsäure (1S, 2R) sind identisch mit den von I. G. M. C a m ρ be 11 und S. H. H a r pe r, J. Sei. Food. Agr. 3. 18« (1952). erhaltenen Verbindungen.
409583/39
Beispiel 3
'5
cis-3,3-Dimethyl-2-(2'-methoxycarbonyl-
trans-1 '-propenylj-cyclopropan-1 -carbonsäure/. 1R, 2S)
oder d-cis-seq.-trans-Pyrethrinsäurefl R, 2S)
In 120 ecm Tetrahydrofuran gibt man unter Stickstöifatmosphäre 10 g Natriumamid (Gehalt 95%), dann bei — 5° C eine Lösung von 46 g O,O-Dimethyll-methoxycarbonyläthyl-phosphonat in 80 ecm Tetrahydrofuran. Man rührt die Reaktionsmischung bei Umgebungstemperatur 3'/2 Stunden lang, gibt 5 g Natriumamid, dann eine Lösung von 20 g Lacton der cis-3.3-Dimethyl-2'(dihydroxymethyl)-cyclopropanl-carbonsäure(l R, 2S) in 120 ecm Tetrahydrofuran zu und rührt 3 Stunden lang bei Umgebungstemperatur. Man engt die Reaktionsmischung durch Destillation unter vermindertem Druck zur Trockne ein. Man gibt zum Rückstand eine Mischung aus Wasser und Eis zu, extrahiert die wäßrige Phase mit Äthylätber, entfernt diese ätherischen Extrakte, säuert die wäßrige Phase an, sättigt sie mit Natriumchlorid, extrahiert sie mit Äthyläther, wäscht die vereinigten ätherischen Extrakte mit einer gesättigten Natriumchloridlösung, trocknet sie und engt sie zur Trockne ein.
Der Rückstand wird eingeführt in eine Mischung aus 170 ecm Äthanol, 17 ecm Essigsäure und 17 g Reagens roderTrimethylaminoacetohydrazid-hydrochlorid. Man bringt die Mischung zum Rückfluß, hält sie I Stunde lang unter Rückfluß, gießt sie dann auf eine Mischung aus Wasser, Eis und 25,5 ecm einer wäßrigen 10 n-Natriumhydroxydlösung. Man extrahiert die wäßrige Phase mit Äthyläther, wäscht die vereinigten ätherischen Extrakte mit einer gesättigten Natriumchloridlösung, trocknet sie und engt sie unter vermindertem Druck zur Trockne ein. Das erhaltene Produkt, das von seinen Carbonylverunreinigungcn befreit ist. wird unter vermindertem Druck rektifiziert. Man erhält 7,3 g 3.3-Dimethyl-2-(2'-methoxycarbonyl-trans-1'-propenyl »-cyclopropane-carbonsäure IR. 2S) oder d-cis-seq.-trans-Pyrethrinsäure! IR, 2S). Kp. 150 C0,3mm Hg, F. 70 C (unscharf). Γ«]?= +11.5 («· = 1.2%. Tetrachlorkohlenstoff).
Eine neue Rektifizierung der bei der ersten Rektifizierung entfernten Fraktionen ermöglicht die Herstellung einer zweiten Fraktion mit einer Qualität, die mit derjenigen der oben erhaltenen ersten Fraktion identisch ist.
Analyse fur CnH16O4 (Molekulargewicht: 212U4): Berechnet ... C 62^5, H 7,60%; gefanden .... C 62,1, H 7,6%.
NMR-Spektrum (Dcuterochloroform)
Das NMR-Spektrum stimmt mit der »cis«-Konfiguration des Rings und der »trans«-Konfigurarion der Olefinkette Oberem. Es setzt sich zusammen aus:
Signalen bei 77,5 und 80,5 MHz, entsprechend
den Wasserstoffetomen der Methylgruppen in
3-SteIlung,
Signalen bei 116 und 117.5MHz. entsprechend
den Wasserstoffetomen der Methylgruppe der
Seitenkette,
einem Signal bei 226 MHz, entsprechend den
Wasserstollatomen der Methylgruppe der Ester-
lUnktion.
Signalen bei 421 und 428 MHz, entsprechend dem Wasserstoffatom der Doppelbindung dei Seitenkette (Dublett),
einem Signal bei 673 MHz, entsprechend dem Wasserstoffatom der Carboxylgruppe in !-Stellung.
Soweit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben.
Beispiel 4
cis-3,3-Dimethyl-2-(2'-methyl-1 -propenyl)-
cyclopropan-1-carbonsäure oder
d-cis-Chrysanthemummonocarbonsäured R, 2S)
a) In 148 ecm Dimethoxyäthan gibt man 11,5 g einer 40%igen Suspension von Natriumhydrid in Vaselinöl und 33.4 g Triphenylisopropylphosphoniumjodid. Man bringt die Reaktionsmischung zum Rückfluß, hält sie 4 Stunden lang unter Rückfluß, kühlt sie ab, gibt 7,4 g Lacton der cis-3,3-DimethyI- L - (dihydroxymethyl) - cyclopropan - 1 - carbonsäure-(1R. 2S)zu, bringt erneut zum Rückfluß, hält 1 Stunde lang unter Rückfluß, kühlt ab, entfernt das Lösungsmittel durch Destillation unter vermindertem Druck, gibt Äthanol zu, um das überschüssige Natriumhydrid zu zerstören, gibt Wasser und Eis zu, rührt, extrahiert die wäßrige Phase mit Methylenchlorid, wäscht die
Methylenchloridextrakte mit einer wäßrigen gesättigten Natriumchloridlösung, entfernt die Methylenchlondexirakte, vereinigt die wäßrige Hauptphase und die Wasch wasser, säuert die erhaltene wäßrige Losung an. extrahiert mit Methylenchlorid, wäscht
die Methylenchloridextrakte mit Wasser, trocknet sie und engt sie zur Trockne ein.
b) Man löst den erhaltenen Rückstand in .5 ecm Äthanol mit 10% Wasser (Lösung A). Man löst andererseits 15 g linksdrehender Chininbase in 30ccm
<o Äthanol mit 10% Wasser (Lösung B). Man erwärmt die Losungen A und B auf etwa 70 C und gibt die Losung B in die Lösung A. Man kühlt die Mischung au. etwa + 5 C ab, läßt kristallisieren, saugt den gepildeten Niederschlag ab. trocknet ihn. kristallisiert
!V> · ol mit 10% Wasser und erhält 10,95 g - ÜV™ z der d-cis-Chrysanthemummonocarbonsau"*lfUS). F. 115 bis 120 C (unscharf).
UK 10,95 g des Chinmsalzes werden in 20 ecm einer wäßrigen 2 n-Chlorwasserstoftsäurelösung ge-
so ge«*. Man rührt 10 Minuten lang, extrahiert die ^fW Phase mit Methylenchlorid, wäscht die Metnylenchlondextrakte mit einer wäßrigen gesättigten Natnumchloridlösung, trocknet sie, engt sie zur
« Ju^e em Und amt *45 ß 3,3-Dimethyl-2-<2'-me- ~T ,-P^Pfnyfl-cyclopropan-1 -carbonsäure( 1R, 2S) oaer d-cis-Chrvsanthemummonocarbonsäure(lR,2S). F:WgJh«rc.[,]i = +36,4^(C = 1%, Äthanol), bme Probe dieses Produkts wird durch Kristallisationen des Chinmsalzes, dann durch saure Hydro-SSfJ"*"?*1· P™ so gereinigte Produkt schmilzt bei 4i c undI sein Drehwert beträgt [«]? = +4Γ (c - I %, Äthanol).
t^VR' -"0J? NMR-Spektren dieses Produktes bestätigen die cis-Struktur
Circulardichroismus (Dioxan)
Ma*. bei215n^ i, =
oei 253 ηΐμ ι, = _ j
11
Die so erhaltene d-cis-Chrysanlhemummonocarbonsäure (IR,2S) ist mit der von I. G. M. C a m ρ be I und S. H. Harper in J. Sei. Food, 3, 189 (1952) beschriebenen Verbindung identisch.
H3C.
M3C Irans
\ S, COOR
/		 Reaktionsschema M1Cx COOR
H Η,/\
CH3 OAlkyl
CH = C
(II)
trans
CH
CH3
OAlkyl
COOR
COOCH3
(D

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    allgemeinen Formel
    Verfahren zur Herstellung von cis-Cyclopropancarborisäuren der allgemeinen Formel
    H3C
    H3C
    COOH
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