DE1966839A1 - Cyclopropanderivate - Google Patents

Description

[Ausscheidung aus Patent

Patentanmeldung P 19 35 320.9-42)]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Cyclopropanderivaten. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von racemisehen oder optisch aktiven Cyclopropancarbonsäuren der allgemeinen Formel I

in der der Substituent CO₀H an dem Kohlenstoffatom 1 und der Snbstituent CH=CCTp an dem Kohlenstoffatom 2 sich in -cis-Stei-

1
lung zueinander befinden, R^ ein Wasserstoffatom, einen Alkyl-» Aralkyl-, Aryl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenylrest, eisen heterocyclischen Rest_f wobei diese Reste insbesondere durch liedrigalkyl- oder Niedrigalkyloxygruppen substituiert sein

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können, oder eine Cyano-, Acyl-, Formyl-, Alkyloxyearbonyl- oder eine Nitrogruppe und Z den Rest R^, der mit R^ identisch oder davon verschieden ist und die gleiche Bedeutung wie R^ hat, oder den Rest R, bedeuten, der einen Allyl-, Benzylrest, eine Cyano-, Acyl-., Formyl-, Alkyloxycarbonyl- oder eine Nitrogruppe bedeutet, oder in der R^, und Z zusammen einen gesättigten oder ungesättigten homoeyeIisehen Kohlenstoffring oder Heterocyclus bilden, wobei dieser Cyclus Substituenten, wie z. B. Niedrigalkyl- oder Niedrigalkyloxygruppen oder Funktionen, wie z. B. Ketofunkticnon tragen kann, oder die zusammen einen polycyclischen aromatischen Rest, wie z. B. den Fluorenrest bilden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel I ist auf dem beigefügten Reakt ions schema I zusammengefaßt. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß man einen Niedrigalkylester einer racemischen oder optisch aktiven trans-3,3-Dimethyl-2-(2' -methyl-1' -propenyl)cyclopropan-1-carbonsäure (oder trans-Chrysanthemumcarbonsäure) der allgemeinen Formel II

II

in der R einen Riedrigalkylrest und insbesondere einen Ester der Formel II niit der Konfiguration (1S,2S) bedeutet, in Gegenwart eines niederen Alkanols mit Ozon behandelt, durch Einwirkung eines Reduktionsmittels die erhaltene Oxydationsverbindung reduktiv zersetzt und durch Einwirkung eines sauren Agens das erhaltene racemische oder optisch aktive Dialkylketal des Niedrigalkylesters der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclop'ropan-1-carbonsäure der allgemeinen Formel II' (vgl. das beigefügte Reaktionsschema I) hydrolysiert zur Herstellung des Niedrigalkylesters der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-i-carboiisäure der allgemeinen Formel III

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H, G

III trans

in der R die gleiche Bedeutung.wie oben angegeben besitzt, daß man diesen Ester der Einwirkung eines basischen Reagens unterwirft, um das entsprechende Lacton der cis-3»3-Dimethyl-2--(alkyloxy-hydroxymethyl)cyclopropan-1-carbonsäure der allgemeinen Formel IV ₀

CIS

IV

in der R" einen Niedrigälkylrest, insbesondere den Methylrest bedeutet , —

zu erhalten, diese Verbindung der Einwirkung eines wässrigen Milieus unterwirft, wobei dieses Milieu schwach sauer oder schwach basisch sein kann, zur Herstellung der cis-3,$-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure, die in Form eines inneren Heriiacylals der Formel V

eis

vorliegt, wobei diese Verbindung alsRacemat vorliegt oder die Konfiguration (1S,2R) oder (1R,2S) aufweist, je nachdem, ob die Ausgangsverbindung der Formel II selbst racemisch ist oder die Konfiguration (1S,2S) oder (1R,2R) aufweist, daß man auf diese Verbindung der Formel V ein carbanionisches Phosphorreagens der

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allgemeinen Formel VI einwirken läßt, das in basischem Milieu in Form eines Ylids der allgemeinen Formel VIa

Θ- θ

in der R^ und R₂ ^^e weiter oben angegebenen Bedeutungen besitzen,
oder in Form eines Carbanions der allgemeinen Formel VIb

VTb

in der R^ und R^ die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, vorliegen kann und die entsprechende gewünschte Verbindung der Formel I erhält, die racemisch ist oder in der 2-Stellung eine Konfiguration aufweist, die entgegengesetzt zu derjenigen der Ausgangsverbindung der Formel II ist.

Um mögliche Verwechslungen zu vermeiden, wurde es als zweckmäßig angesehen, die erfindungsgemäßen Verbindungen durch die absolute Konfiguration ihrer asymmetrischen KOhlenstofiatome in den 1- und 2~Steilungen zu definieren entsprechend der Nomenklatur von R.S, Lahn, Sir C. Ingold et V. Prelog [vgl. Experientia 12, 81 (1956), Angew. Chemie £8» 415 (19.66)].

Was die Nomenklatur anbetrifft,' so sei auch darauf hingewiesen, daß das Lacton der Formel IV der cis-3,3-I⁾imethyl-2-(alkyloxyhydroxymethyl)cyclopropan-1-carbonsäure auch als Lacton des Ilertiialkylketals der cis-3,3-Dinethyl-2-formyl-cyclopropan-i-carbonsäure und daß das innere Hemiacylal -der cis-3,3~Dimethyl-2~ formyl-cyclopropan-1-carbonsäure auch als Lacton der cis-3,3-Dimethyl-2-(dihydroxyinethyl)cyclopropan~1-car^>bonsäure bezeichnet werden können. Schließlich werden die 3,3-Dimethyl-2-(2'-methyl-1 '-propenyl)cyclopropan-1-carbonsäuren als Chrysanthemuincarbonsäuren und. die 3,3~öimethyl-2~(2'-methoxycarbonyl-trans-1 '-pi-opeiiyl)eyelopropan-1-carbonsäuren als seq.-trans-Pyrethrumcarbonsäure bezeichnet.

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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können insbesondere solche Verbindungen der allgemeinen Formel I hergestellt werden, bei denen R^, = R~ = Alkyl, wie z. B. Äthyl, Propyl, · Isopropyl, Butyl, Isobutyl usw. ...; R^ und R~ = Aryl, wie z. B. substituiertes oder unsubstituiertes Phenyl; und es können solche Verbindungen hergestellt werden, bei denen R- und Rp zusammen einen Cycloalky3j?est, wie z. B. substituiertes oder unsubstituiertes Cyclopropyl, Cyclobutyl, Oyclopentyl, Cyclohexyl bedeuten oder bei denen R,, und Rp zusammen einen heterocyclischen Rest, wie z. B.. Pyranyl, bedeuten. Zu den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ■ herstellbaren Verbindungen der allgemeinen Formel I, gehören insbesondere die Verbindungen, in denen R^ = R2 = -CH^, d. h. cis-Chrysanthemunicarbonsäure der Formel I. und insbesondere 1-cis-ChrysanthemuBicarbonsäure (1S,2R), die durch Epimerisierung des ™ Zentrums 1 nach an sich bekannten Verfahren, beispielsweise nach dem Verfahren von M. Julia et Coll., CR. 248, 242 (1959) in die natürliche d-trans-Chrysanthemumcarbonsäure (1R,2R) umwandelbar ist, sowie die Verbindungen, in denen R. = -CH-, und R-, = -CCv,-Alkyl und insbesondere die cis-seq.-trans-Pyrethrumcarbonsäuren der Formel Ig, in denen R^ = -CH-^ und R, = -COpCH.,, insbesondere die 1-cis-Säure der Konfiguration (1S,2R), wobei die zuletzt genannte Säure durch Epimerisierung des Zentrums 1 nach dem in der von der gleichen Anmelderin am gleichen Tage ■ .

eingereichten Patentanmeldung P 19 35 321.0 beschriebenen Verfahren in die natürliche d-trans-seq.-trans-Pyrerhrumcarbonsäure (1R,2R) umwandelbar ist;-dieses Verfahren ' besteht im v/esentliehen darin, das l-cis-seqc-trans-Pyrethruniearbonsäurechlorid (1S,2R) herzustellen, dieses durch Erwärmen zu epimerisieren, dann das epimerisierte Säurechlorid (1R,2R) zu hydrolysieren (vgl. das beigefügte Reaktionsschema II).

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Säuren der cis-Konfiguration der Formel I, von Säuren des Chrysanthemumcarbonsäuretyps, wie z. B. I., oder des Pyrethrumcarbonsäuretyps, wie z. B. I_ß, für die" selbst nur ein minimales biologisches Interesse besteht, die aber leicht nach verschiedenen Verfahren in die entsprechenden Säuren mit trans-Konfiguration umgewandelt werden können, wie z. B. in die trans-

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Chrysanthemumcarbonsauro der racemisehen Reihe oder insbesondere der natürlichen d-Reihe (1R,2R) und in die trans-seq.-trans-Pyrethrumcarbonsäure der raceinischen Reihe oder insbesondere der natürlichen d-Reihe (1R,2R), die den Säureanteil der synthetischen, oder natürlichen Ester der Familie der Pyre.thrinoide bilden die "bemerkenswerte insektizide Eigenschaften aufweisen.

Ein weiterer wesentlicher Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Säuren dor Formel I. und I_ß mit der Konfiguration (1S,2R), das es ermöglicht, als Ausgangsstoffe die Niedrigalkylester der 1-trans-Chrysanthemumcarbonsäure der Formel II mit der Konfiguration (1S₁SS) zu verwenden. Diese Ester werden insbesondere durch Veresterung der l-trahs-Chrysanthemumcarbonsäure (1.S₁2S) erhalten. Diese zuletzt genannte Säure, die Antipodenverbindung zur natürlichen Chrysanthemumcarbonsäure, 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-Chrysanthemimcarhonsäure erhalten, die selbst nach dem in der deutschen Patentschrift 1 28^f) 046

beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht insbesondere eine "%^rertsteigerung der l-trans-Chrysanthemumcarbonsäure (1S,2S), die bis auf den heutigen Tag ein wertloses Nebenprodukt bei der Chrysanthemumcarbonsäuresynthese darstellte.

Diese Wertsteigerung umfaßt die folgenden Stufen: Aufspaltung der dl-trans-Chrysanthemimcarbonsäure, Isolierung der d-trans-Chrysanthemuaicarbonsäure (1R,2R) und der 1-trans-Chrysanthemuncarbonsäure (1S,2S), Umwandlung der l-trans-ChrysanthemuccarbonsäurG in den entsprechenden (1S,2S)-Ester, Umwandlung dieses trans-(1S,2S)-Esters gemäß der vorliegenden Erfindung in Säuren, wie z. B. diejenigen der Formel I^ oder I_ß mit eis (1S,2R)-Konfiguration, Umwandl\mg dieser Säuren in natürliche ChrysanthemumcarDonsäuren oder Pyrethrucicarbonsäuren der Konfiguration (1R,2R) "bezüglich der Chrysanthemumcarbonsäurereihe nach bekannten Ver~

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fahren, wie ζ. B. dem von M. Julia, C.E. 248, 242 (1959) beschriebenen Verfahren, in der Pyrethrumcarbonsäurereihe nach dem in der von der gleichen Aninelderin am gleichen Tage unter dem internen Aktenzeichen Case 1269D eingereichten Patentanmeldung P 19 35 321.0 beschriebenen Verfahren.

Es ist jedoch klar, daß das erfindungsgemäße Verfahren allgemein

¹ . Verwendung . der

in seiner Anwendung ist. Es ist nicht auf die/ allem/(1S,2SJ-, .al« Ausgan^sorodukt ;

Reihe/boscnrankü, die aus der l-trans-Chrysanthemumcarbonsaure 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-Chrysanthemumcarbonsäure hervorgehen. Das Ausgangsprodukt kann ebenfalls eine Mischung aus racemischen und optisch aktiven Verbindungen mit trans- oder selbst mit trans- und cis-Konfiguration sein, wie z. B. eine Mischung aus Estern der dl-cis- und-trans-Chrysanthemumcarbonsäuren. In letzterem Falle liegen dann die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Verbindungen der Formel I. und I-g in Form der racemischen cis-Formen vor.

Das Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der Formel I, wobei man von Verbindungen der Formel II ausgeht, besteht erfindungsgemäß aus 4 aufeinanderfolgenden Stufen, von denen zwei besonders charakteristisch sind.

Es handelt sich um die Überführung der Verbindung der Formel III mit trans-Struktur in die Verbindung der Formel IV mit cis-Struk~ tür durch Umkehr der Konfiguration des Zentrums 2 und Beibehaltung der Konfiguration des Zentrums 1 und um die Überführung der Verbindung der Formel V in die Verbindung der Formel I unter Beibehaltung der Konfigurationen der Zentren 1 und 2.

Das Problem des Ersatzes der ungesättigten Kette in der Chrysanthemumcarbonsäurereihe durch eine Aldehydgruppierung war, soweit bekannt, bisher noch nicht zufriedenstellend gelöst.

Die progressive Oxydation in zwei Stufen durch Vermittlung ü-.veier· nacheinander einwirkender Oxydationsmittel führt zur Bildung

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einer Diol- oder Ketolgruppe, dann zur AldehydfunkOxoir Brgl. M. Matsui et Ii. Yoshioka, Agr. Biol. Chem. Jap. Band 28 Nr. 1, Seite 52 (1964)] oder die Oxydation und anschließende schonende Reduktion der erhaltenen Verbindung unter Beibehaltung der gebildeten Aldehydgruppierung [vgl. S₀ H. Harper et H.V/.B. Reed, J. Sei. Food. Agr. 2, 4-14- (1951)] scheint tatsächlich nur wenig bessere Ausbeuten zu liefern und nur schwierig in ein industrielles Verfahren überführbar zu sein.

Dieses delikate Problem wurde dadurch gelöst, daß mai

die Ozonolyse eines Niedrigalkylesters der trans-Chrysantheraumcarbonsäure bei tiefer Temperatur in Gegenwart eines niederen Alkanols, wie z. B. Methanol, durchführte, darm die reduktive Zersetzung der gebildeten Oxydationsverbindung mit Hilfe von Dialkylsulfid durchführte. Die Verwendung von Ozon in methanolischem Milieu zusammen mit einem Dialkylsulfid für die Reduktion - dieses Verfahren war ebenfalls bekannt in Bezug auf die Wirkung von Dirnethylsulfid [vgl. James J. Pappas et Coil. Tetra. Letters, 36, 4273 (1966)] - ermöglichte die Herstellung der Niedrigalkylester der trans-3 ,3-Dimethyl-2-foruiyl-cyclopropan-1-carbonsäuren mit einer sehr hohen Ausbeute in der Größenordnung von 90 % für den Fall des Methylester.s, wobei man von Hiedrigalkylestern der entsprechenden d-,1- oder racemischen trans-Chrysanthemumcarbonsäuren ausging.

en
In.dxesen Ausführungsform/kann diese Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die nachfolgend angegebenen Punkte charakterisiert werden:.

Die Ozonolyse wird durchgeführt, indem man eine Mischung aus Sauerstoff und Ozon bei tiefer Temperatur einperlen läßt. 'Eine Temperatur in der Größenordnung von -75 bis -80⁰C scheint besonders vorteilhaft zu sein. Die zur Durchführung "dieser Ozonolyse bevorzugt verwendete!Lösungsmittel sind niedere Alkanole und insbesondere Methanol; man kann auch ein organisches Lösungsmittel, wie z. B. Ä'thylacetat, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff usw. in Mischung mit einem niederen Alkanol verwenden.

Die Reduktion der durch Einwirkung von Ozon gebildeten Oxydati-

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1 <J yj VJ V ν/ v-<

onsverbindung kann nach verschiedenen Methoden erfolgen. Man kann insbesondere als Reduktionsmittel Zinkpulver in wässrigem Milieu analog zu dem Verfahren von M. Julia et Coll., Bull. Soc. Chim. (1965) 1007, die Ozonolyse von Pyrethrumcarbonsäure betreff .end, Natriumsulfat oder Natriumbisulfit, Kaliumferrocyanid, ein Trialkylphosphit, insbesondere Trimethylphosph.it [vgl. W.S. Knowles et Q.E. Thompson, J. Org. Chem. 2j>, IO3I (1960)3 oder auch Wasserstoff in Gegenwart eines geeigneten Katalysators, wie z. B. Calciumcarbonat mit 5 % Palladium entsprechend dem Verfahren von S. H. Harper et H.W. Reed, J. Sei. Food. Agr_o 2, 414 (1951) verwenden. Die'hier bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht jedoch darin, ein Dialkylsulfid, insbesondere Dimethylsulfid zur Durchführung dieser reduktiven Zersetzung zu verwenden. Die Reduktion wird dann vorteilhafterweise bei einer Temperatur in der Größenordnung von -40⁰C durchgeführt; sie führt zu einem Produkt, das vor allem in dem Falle, daß die Ozonolyse in alkoholischem Milieu durchgeführt wurde, aus dem Dialkylketal eines Niedrigalkylesters einer racemischen oder optisch aktiven trans-3_l5-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure der Formel II¹ besteht, die im allgemeinen eine bestimmte Menge an trans-3,3~Dimethyl-2~formyl-cyclopropan-1-carbonsäureniedrigalkylester der Formel III enthält, der durch partielle Hydrolyse der Verbindung der Formel II¹ gebildet wird. Diese Hydrolyse muß durch Einwirkung eines sauren Mittels, wie z. B. Essigsäure, vervollständigt werden, wodurch so die Herstellung der racemischen oder optisch aktiven trans-3,3-Dimethyl-2~£o:i;myl-cyclopropan~1-carbon-

v/ird. säureniedrigalkylester ermöglicht / Alle diese Reaktionen, in deren Verlauf sich Verbindungen mit freien Aldehydfunktionen bilden, werden unter inerter Atmosphäre durchgeführt, um eine mögliche Oxydation maximal zu beschränken.

Die Umwandlung einer so erhaltenen Verbindung des Typs der Formel III mit trans-Struktur in eine epimere Verbindung mit, cis-Struktur ohne Racemisierung für den Fall, daß man mit der optisch aktiven Reihe arbeitet, scheint a priori keine leicht durchzuführende Operation zu sein. In der Tat weiß man, daß in der Chrysanthemumcarbonsäurereihe die Verbindungen mit trans-Konfiguration thermodynamisch stabiler sind als die entsprechenden Ver-

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bindungen mit cis-Konfiguration und daß daher die Umwandlung eis—>· trans begünstigt wird auf Kosten der umgekehrten Umwandlung. Außerdem könnte ein Epimerisierungsversuch des Asymmetriezentrums 2 der Verbindung III unter Verwendung der durch die Aldehydcarbonylgruppe induzierten Aktivierung gleichfalls zu einer vorläufigen Änderung der Struktur des asymmetrischen Kohlenstoffatoms 1, das die enolisierbare Estergruppe trägt, und infolgedessen zur Racemisierung der optisch aktiven Verbindung III führen.

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, zu dem gewünschten Resultat zu gelangen, indem man die Verbindung der Formel III mit einem basischen Reagens behandelt. Diese Behandlung führt, wahrscheinlich .über ein Aldehydenolat, zu einer Inversion des Zentrums '2, was zu einer Verbindung mit cis-Konfiguration führt, die sich stabilisieren kann unter Bildung eines inneren Heraiacylals des Typs der Formel IV. Um dieses überraschende Ergebnis zu erzielen, verwendet man vorzugsweise als basisches Reagens das Paar Alkoholat/entspr sehender Alkohol und man arbeitet in einem nicht-wässrigen Liilieu.

In einer hier bevorzugten Ausführungsform verwendet man dan Paar Alkalimetallmethylat/Llethanol, insbesondere das Paar ITatriumroethylat/Methanol. Unter diesen Bedingungen scheint es, daß das gebildete Produkt, d. h. das verätherte Hemiäcylal (Formel IV mit R" = -CHv) von einer bestimmten Menge an freiem Hemiäcylal der Formel V begleitet ist.

Diese Verbindung der Formel V wird in der folgenden Stufe erhalten, indem man die Verbindung der Formel IV mit einem hydroIysierenden Milieu behandelt; diese Hydrolyse wird unter verhältnismäßig milden Bedingungen durchgeführt, um nicht "die cis-Struktur zu stören. Zu diesem Zv/eck kann man Wasser allein oder ein durch eine Mischung aus Wasser und einem anderen Lösungsmittel, wie z. B. einem Alkohol wie Methanol oder Äthanol, einem cyclischen Äther oder einem Amid wie Dimethylformamid gebildetes wässriges neutrales Milieu verwenden.

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Man kann auch in leicht saurem wässrigem Milieu arbeiten, beispielsweise in dem Milieu V/asser/Essigsäure oder in einem Milieu aus verdünnter Chlorwasserstoffsäure oder in einem leicht basischen wässrigen Milieu, indem man beispielsweise eine wässrige verdünnte Lösung von Natriumbicarbonat verwendet. Es scheint jedoch, daß von einem zu stark alkalischen Milieu, wie z. B. wässriger Katronlauge,abzuraten ist. Eine hier bevorzugte Ausführungsform besteht darin, für diese Hydrolyse das Milieu Wasser/Dioxan oder das Milieu Wasser/Kohlendioxyd zu verwenden.

Die letzte Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens (für die Herstellung der l-cis-Chrysantheoiumcarbonsäure und der 1-cis-seq.-trans-Pyrethrumcarbonsäure auf dem beigefügten Reaktionsschema IV speziell zusammengefaßt) ist ebenfalls bemerkenswert. Es war in der Tat erforderlich, ausgehend von der Verbindung der Formel V mit cis-Struktur_; die ungesättigte Kette von Verbindungen, wie z. B. solchen der Formel I. oder I_ß wieder aufzubauen,ohne die Inversion der Konfiguration des Zentrums 2 hervorzurufen, was insbesondere zur unerwünschten Bildung einer Verbindung mit transStruktur geführt hätte, ohne die Stereochemie des am Anfang eingesetzten Produkts zu ändern.

Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, die Verbindung der Formel I mit der gewünschten cis-Struktur zu erhalten, indem man das Hemiacylal der Formel V mit einem carbanionischen Phosphorreagens der Formel VI behandelt, das in einem basischen Milieu in Form eines Ylids des Typs der Formel VIa oder in Form eines Carbanion des Typs der Formel VIb vorliegen kann.

Unter den Reagentien der Formel VI sind zu nennen die Salze von Triarylalkylphosphonium, insbesondere die Salze von Triphenylalkylphosphoniuin, die unter der Einwirkung einer starken Base zur Bildung eines Alkylidenphosphorans des Typs VIa führen, die Salze von (Trisdialkylamino)alkylphosphonium, [(Bisdialkylamino)aryl]-alkylphosphonium und (Dialkylaminodiaryl)alkylphosphonium, die unter der Einwirkung einer starken Base, ebenfalls zur Bildung eines Ylids des Typs VIa führen, sowie die aktiven Derivate von Sauerstoff enthaltenden Phosphorverbindungen, wie z. B. die Phos-

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phinoxyde, Phosphinsäureester und Phosphonsäureester, die in Gegenwart eines stark basischen Mittels reagieren unter Bildung eines Carbanions des Typs VIb. Zur Durchführung des erfindungsge· mäßen Verfahrens ist es bevorzugt, als Reagens der Formel VI ein Tripbenylalkylphosphoniunisalζ oder einen Phosphonsäureester zu verwenden.

Die Umsetzung wird unter den üblichen Bedingungen der Wittig-Reaktion und der verwandten Reaktionen durchgeführt, indem man insbesondere als basisches Agens, als Bildner des Ylids oder des gewünschten Carbanions^ein Alkalimetallhydrid, ein Alkalimetallamid, eine OrganoIithiuinverbindung oder ein Alkalimetallalkoholai und als Lösungsmittel einen Äther, wie z. B. Diäthyläther, Tetrahydrofuran oder Dimethoxyäthan, ein Amid, wie z. B. Dimethylformamid, einen Alkohol in Gegenwart seines Alkalimetallalkoholats oder einen Kohlenwasserstoff, wie z. B. Benaol oder Cyclohexan, verwendet.

Die racemischen oder optisch aktiven cis-seq.-trans-Pyrethrumcarbonsäuren werden so hergestellt durch Kondensation von 0,0-Diäthyl-i-methoxycarbonyläthyl-phosphonat in Gegenwart von ITa-_ triumamid .oder Katriummetliylat mit den entsprechenden Lactonen. der racemischen oder optisch aktiven cis-3,:5-Dimethyl-2-dihydrox;; raethyl-cyclopropan-1-carbonsäuren oder die racemischen oder optisch aktiven cis-Chrysanthemumcarbonsäuren v/erden hergestellt durch Kondensation von Triphenylisopropylphosphoniumjodid in Gegenwart von Katriumhydrid mit den gleichen entsprechenden Lactonen.

Die so erhaltenen Verbindungen können eine geringe Menge unerwünschter Epimerer enthalten. Diese Epimeren v/erden dann nach klassischen Methoden, wie sie in ähnlichen Fällen angewendet werden, insbesondere durch Kombination mit geeignet ausgewählten optisch aktiven Basen oder durch Rektifikation abgetrennt. Einzelheiten dieser Abtrennungen sind weiter unten im experimentelle Teil angegeben.

Die in der vorliegenden Erfindung als Ausgangsprodukte verwonde-

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ten racemischen trans-Chrysanthemumcarbonsaureester können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, wobei man von dl-trans-Chrysanthemumcarbonsäure ausgeht, insbesondere unter Anwendung des in der deutschen Patentschrift 1 289 046 beschriebenen Verfahrens .

Die Ester der d-trans(1R,2R)-Reihe können nach bekannten Verfahren durch Veresterung der natürlichen d-trans-Chrysanthenramcarbonsäure hergestellt werden, die selbst bei der Hydrolyse der natürlichen Pyrethrine oder bei der Aufspaltung der auf synthetischem Wege erhaltenen dl-trans-Chrysanthemumcarbonsäure erhalten -wird; diese Aufspaltung kann insbesondere nach dem von Campbell in J. Sei. Food, j>, 189 (1952) beschriebenen Verfahren oder nach dem in der deutschen Patentanmeldung P1768 847.0 beschriebenen Verfahren durchgeführt werden; dieses Verfahren beruht auf der selektiven Unlöslichmachung des D(-)»threo-1-p-Nitrophenyl-2-dimethylaminopropan-1,3-diol-Salzes von d-trans-Chrysantheraumcarbonsäure (1R,2R) in einem Lösungsmittel oder einer Mischung aus geeigneten Lösungsmitteln wie Isopropyläther mit 15 % Methanol.

Was die Ester der l-trans(1S,2S)-Reihe anbetrifft, so können sie nach bekannten Verfahren erhalten v/erden durch Veresterung von 1-trans-Chrysanthemumcarbonsäure, die ebenfalls durch Aufspaltung der dl-trans~Chrysanthemumcarbonsäure durch selektive Unlöslichmachung ihres L(+)-threo-1-p-Nitrophenyl-2-dimethylaminopropan-1,3-diolsalzes erhalten wird. So können durch Einwirkung von Diazomethan auf die entsprechende Säure oder durch Veresterung

des entsprechenden Säurechlorids mit Methanol in Gegenwart von ale

Pyridin /Kethylester der d-,1- oder racemischen trans-Chrysanthemumcarbonsäuren hergestellt werden.

Die tert.-Butylester der d-,1- oder racemischen Chrysanthemumcarbonsäuren können durch Umesterung erhalten werden, indem man ■ ein Alkalimetall-tert.-butylat auf die Methylester der entsprechenden trans-Chrysanthemumcarbonsäuren einwirken läßt.

Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, die auf dem bei-

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SAD ORlÜliNiAL

gefügten Reaktionsschema III dargestellt ist, ist ein Verfahren zur Herstellung von racemischen oder optisch aktiven cis-3j3-Dimethyl-^-formyl-cyclopropan-i-carbonsäuren, die in Form des inneren Hemiacylals der allgemeinen Formel V

eis

vorliegen, wobei man von racemischen oder optisch aktiven trans-Chrysanthemumcarbonsäuren oder ihren Niedrigalkylestem mit einer Konfiguration in der 2-Stellung ausgeht, die entgegengesetzt zu derjenigen der Verbindungen der Formel V ist. Diese Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine raceiaische oder optisch aktive trans-3,3-Diniethyl-2-(2^lmethyl-4 '-propenyl)cyclopropan-1-carbonsäure (oder trans-Chrysanthemunicarbonsäure) oder einen Niedrigalkylestor derselben der allgemeinen Formel VII

VII trans

in der R¹ ein V/asserstoffatom oder einen Niedrigalkylrest bedeutet,

in Gegenwart eines niederen Alkanols mit Ozon behandelt, die erhaltene Oxydationsverbindimg durch Einwirkung eines Reduktionsmittels reduktiv zersetzt und das erhaltene racemische oder optisch aktive Diaikylketal der allgemeinen Formel VIII

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BAD ORJGiNAL

OAlkyl OAlkyl

VIII

in der R¹ die oben angegebene Bedeutung besitzt und der Alkylsubstituent einen Niedrigalkylrest bedeutet, durch Einwirkung eines sauren Agens hydrolysiert zur Herstellung des entsprechenden 2-Formyl~Derivats, das man, wenn R¹ einen Niedrigalkylrest bedeutet, in inerter Atmosphäre durch Einwirkung eines basischen Agens verseift, das erhaltene racemische oder optisch aktive 2-Formyl-Derivat der Formel IX

IX

mit einem niederen Alkanol reagieren läßt, das erhaltene Dialkylketal der trans-3, j5-Dimethyl-2-f ormyl-cyclopropan-1-carbonsäure mit der gleichen Konfiguration in der 1-und 2-Stellung wie die entsprechende Ausgangsverbindung, der Formel X

CO₂H

.OAlkyl OAlkyl

in der der Alkylsubstituent die oben angegebene Bedeutung besitzt,

der Einwirkung eines sauren Agens unterwirft, um das Hemialky] ketal der racemischen oder optisch aktiven cis-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure der allgemeinen Formel IV

A 0 9 B 'j

0 58

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C=O

rv

CIS

in der der Alkylsubstituent die oben angegebene Bedeutung besitzt,

zu erhalten, diese Verbindung der Einwirkung eines wässrigen Milieus, das schwach sauer oder basisch sein kann, unterwirft und das gewünschte racemische oder optisch aktive innere Hemiacylal der cis-3 ₅3-Mmethyl-2-formyl-cyclopropan-i-carbonsäure isoliert.

Die Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält einen besonders charakteristischen Schritt. Es handelt sich um die Überführung der Verbindung der Formel X mit trans-Konfiguration in die Verbindung der Formel IV mit cis-Konfiguration und einschließend in die Verbindung der Formel V mit cis-Konfiguration.

Es ist in der Tat überraschend, daß das der Einwirkung eines sauren Agens unterworfene optisch aktive Dialkylketal einer trans-3,5-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure unter Eliminieriing;

Lactam öqs
des gebildeten Alkanols zu den/optisch aktiven Hemialkylketals dex' cis-3^-Dimethyl^-formyl-cyclopropan-i-carbonsäure mit einer Konfiguration in der 2-Stellung, die umgekehrt zu derjenigen des entsprechenden Diketals ist, dann durch Hydrolyse unter Beibehaltung der Konfiguration zur entsprechenden optisch aktiven cis-3,3-Dimethyl~2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure führt, die in Form des cyclischen Kemiacylals der Formel V vorliegt.

In diesen Ausführungsformen kann die Variante des erfindungsgewäßen Verfahrens durch die folgenden Punkte charakterisiert v/erden:

Die Ozonolyse und die Reduktion der gebildeten Oxydationsverbindung können entsprechend den weiter-oben angegebenen Liethoden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt worden. Ks sei darauf hingev/iesen, daß zur Entfernung von nicht-carbonylhal-

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tigen Verunreinigungen nach der Eliminierung des Lösungsmittels eine Behandlung mit dem Reagens T (Chlorid von Trimethylamineacetohydrazid) in saurem Milieu durchgeführt werden kann«

Das saure Agens, mit dessen Hilfe man die Hydrolyse des racemisehen oder optisch aktiven Dialkylketals der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure oder eines Niedrigalkylesters derselben durchführen kann, ist Essigsäure.

Die Verseifung des Niedrigalkylesters der trans-3,3-Dimethyl-2-' formyl-cyclopropan-i-carbonsäure der Formel VIII' (R¹ =Niedrigalkyl) wird zweckmäßigerweise durchgeführt durch Einwirkung eines alkalischen Agens, wie z. B. eines Alkalimetallhydroxyds wie ITatriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd. Diese Verseifung kann in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, wie z. B. eines Alkanols, durchgeführt werden. Die Verseifung und die ihr nachfolgenden Behandlungen müssen unter inerter Atmosphäre durchgeführt werden, um maximal die Oxydation der Aldehydfunktion zu vermeiden.

Das niedere Alkanol, das man zur Herstellung des Dialkylketals der Formel X mit der trans-3,5-I⁾imethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure der Formel IX kondensiert, ist insbesondere Methanol oder Äthanol. Die Eliminierung des Wassers bei dieser Kondensation wird zweckmäßigerweise erzielt durch Destillation der Fceaktionsmischung und Recyclisierung des Destillats über ein Entwässerungsmittel, wie z. B. Magnesiumsulfat oder Natriumsulfat, "Siliporit"(dehydratisiertes Alkalimetallaluminosilikat), "Silikagel" (Gel von dehydratisiertem Siliziumdioxyd) oder "Drierit" (wasserfreies Calciumsulfat). Bei der Kondensation von IX mit dem Alkanol kann die Eliminierung des Wassers ebenfalls durch kontinuierliche Destillation und gleichzeitige Zugabe von Alkanol in der Weise, daß das Reaktionsvolumen konstant gehalten wird, erzielt werden. Diese zuletzt genannte Methode ist.mit Methanol nicht anwendbar, das keine azeotrope Mischung mit Wasser bildet..

Das saure Agens, das man zur Herstellung des Lactons der Formel IV auf das Dialkylketal der trans-^^-Dimethyl-a

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propan-1— carbonsäure der Formel X einv/irken läßt, ist insbesondere p-Toluolsulfonsäure oder Benzolsulfonsäure. Die Entfernung des durch Einwirkung des sauren Agens auf das Dialkylketal der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1 -carbonsäure der Forme] X gebildeten Alkanols wird erzielt durch Destillation mit oder ohne gleichzeitige Zugabe eines dritten Lösungsmittels, da£ mit dem Alkanol eine azeotrope Mischung bildet.

Die. Hydrolyse des Lactons des Hemialkylketals der cis-3,3~Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1 -carbonsäure der Formel IV wird bequemerweise erhalten durch Erwärmen dieses Lactons in einem wäßrigen Milieu gegebenenfalls in Gegenwart eines dritten Lösungsmittels, wie z. B. eines Alkanols wie Methanol oder Äthanol. eines cyclischen Ätheroxyds oder eines Amids wie Dimethylformamid. Man kann auch in einem schwach sauren wäßrigen Milieu arbeiten, beispielsweise in einem V/asser/Essigsäure-Liilieu oder ±i einem schwach basischen wäßrigen Milieu unter Verwendung von be: spielsweise einer wäßrigen verdünnten Lösung von Natriumbicarbonat· Es scheint, daß von einem zu stark alkalischen Milieu, wie z. B. wäßriges Natriuiahydroxyd, abzuraten ist. Diese Hydrolyse erfolgt vorteilhaft in einem Wasser/Dioxan-Milieu oder in einem Wasser/Kohlendioxyd-Milieu bei Umgebungstemperatur.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung·erläutern, ohne si< jedoch darauf zu beschränken.

Präparate

Präparat I; l-trans-ChrysantheniuHicarbonsäuremethylester (IS_r2S' [Formel II mit R = -CH,]

Stufe A; l-tra^ns-Chry^anthemumcarbonsäurechl^orid

In 140 ecm Petroläther (Kp. = 35 bis 70°C) gibt man 73,5-g 1-trans-Chrysanthemiomcarbonsäure (1S,2S) (vgl. Fußnote), dann innerhalb einiger Minuten tropfenweise 35 ecm Thionylchlorid, rührt 2 Std. lang bei Umgebungstemperatur, entfernt durch Desti! lation unter vermindertem Druck die flüchtigen Fraktionen, rektifiziert dann unter Vakuum ^{und ernäit 80} S 1-trans-Chrysan-

4 0 9 ? 3 0 / ι ί' 5 8

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196633:

3c:

themumcarbonsäurechlorid (1S,2S), Kp. 65°C/0,4 mm Hg.

Fußnote: Die l-trans-Chrysanthemumcarbonsäure (1S,2S) wird erhalten insbesondere durch Aufspaltung der racemischen Säure, beispielsweise über ihr D(+)-threo-1-p-Nitrophenyl-2-dimethylamino-

propari-1,3-diol-Salz nach dem in der Patentschrift . o.

(Patentanmeldung P 1768 847.0) beschriebenen Verfahren.

Stufe B: l-t^ran^-Chry^anthemumcarbonsäuremeth^l^ster j(1S,2S_) ·

In eine Mischung aus 80 ecm Petroläther (Kp. = 35 bis 70 C) und 80 g l-trans-Chrysanthemumcarbonsäurechlorid (1S,2S) gibt man tropfenweise unter Kühlen eine Mischung aus 55 ecm Methanol und μ 65 ecm Pyridin, rührt 48 Std. lang, trennt die organische Phase durch Dekantation ab, wäscht sie nacheinander mit einer wäßrigen Lösung von Chlorwasserstoffsäure, mit Wasser, mit einer wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat, mit Wasser, trocknet sie, engt sie unter vermindertem Druck zur Trockne ein, rektifiziert sie dann unter gutem Vakuum und erhält 75,6 g l-trans-Chrysantheraumcarbonsäuremethylester (1S,2S), Kp. 56°C/0_t15 mm Hg, [a]^° = -19° (c = 1,4 %, Äthanol).

Auf analoge V/eise erhält man, ausgehend von d-trans-Chrysanthemumcarbonsäure (1R,2R) oder racemischer trans-Chrysanthemumcarbonsäure, den d-trans-Chrysanthemumcarbonsäuremethylester (1R,2R) bzw. den racemischen trans-Chrysanthemumcarbonsäuremethylester.

Durch Veresterung der dl-, d- oder 1-trans-Chrysantheicumcarbonsäurechloride mit von Methanol verschiedenen niederen Alkoholen erhält man auf analoge Weise die verschiedenen Niedrigalkylester der dl-, d- oder l-trans-Chrysanthemumcarbonsäuren. Die d-trans-Chrysanthemumcarbonsäure wird nach dem in der deutschen Patentschrift (Patentanmeldung P 1763 847.0) beschriebenen Verfahren erhalten.

Präparat II: dl-trans-Chrysanthemu-mcarbonsäure-tert«-butylesrer [Formel II mit R = _n^iL· 3

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In 300 ecm Toluol gibt man unter Stickstoffatmosphäre 38 g Kalium-tert.-butylat und 26,6 g dl-trans-Chrysanthemumcarbonsäuremethyiester, rührt 1 1/4 Std. lang, gibt, ohne +35°C zu überschreiten, 200 ecm einer wäßrigen 2 η Chlorwasserstoffsäurelösung zu, trennt die organische Phase durch Dekantation ab und erhält dann nach Extraktionen mit Äther und Entfernung der Lösungsmittel durch Destillation unter vermindertem Druck 29,35 g rohes dl-trans-Chrysanthemumcarbonsäure-tert.-butylat, das etwas Methylester enthält. Um. den Methylester zu eliminieren^gibt man zu den 29,35 g Rohprodukt 50 ecm Methanol, 20 ecm Wasser und 150 ecm einer 2 η methanolischen Natriumhydroxydlösung zu. Man erhitzt 1 Std. lang unter Rückfluß, entfernt das Methanol durch Destillation unter vermindertem Druck, dann erhält man durch Extraktion mit Äther nach der Entfernung des Lösungsmittels und Rektifizierung 21 g des dl-trans-Chrysanthemumcarbonsäure-tert.-butylesters, Kp. 112°C/15 mm Hg, ηψ ₌ 1,4530.

Auf analoge Weise stellt man durch Umesterung, ausgehend von dem entsprechenden Methylester, die anderen Niedrigalkylester der racemischen oder optisch aktiven trans-Chrysanthemumcarbonsäure her. Dieses Verfahren ist besonders geeignet für die sekundären oder tertiären Alkohole.

Beispiel 1

cis^^-Dircethyl^-^'-metboxycarbonyl-trans-i' _rpropenyl)cyclopropan~1-carbonsäure(1S,2R) oder 1-cis-seo.-trans-Pyrethruincarbonsäure(iS,2R) · .

[Formel I-g mit cis-(1S,2R)-Konfiguration oder Formel I mit R₁ » -CM,, Z = -CO₂CH₃ und eis(1S,2R)-Konfiguration]

Stufe A: Dimeth^lketal^ des tran£-3₅^-Dimeth2;lz:2-f2rmyl.-cyclo_-_ £rop£n-1-carbonsäur emeth ν 1^s t er s_(1 S, 2S2

[Formel II¹ mit R = -CH₅, Alkyl = -CH₇ und trans(1S,2S)-Konfiguration] ^

Behandlung_mi.t_Ojzon

In eine auf -8O⁰C abgekühlte Lösung von 70 g 1-trans-Chrysanthemumcarbonsäuremethylester (1S,2S) in 7OO ecm Methanol leitet man etwa 3 1/2 Std. lang einen Ozonstrom ein, vorjagt uunn das

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überschüssige Ozon durch einen Argonstrom, wobei man aie t

emperatur immer auf -80⁰C hält.

Die Qben erhaltene methanolische Lösung wird auf -M-O⁰G gebracht und man gibt unter Rühren 79 ecm DimethyIthioäther zu. Man läßt die Temperatur auf etwa 20 C ansteigen und hält die Reaktionsmischung einige Stunden lang unter Rühren und unter Stickstoff. Man entfernt das Methanol durch Destillation unter vermindertem Druck, nimmt mit Methylenchlorid auf, wäscht mit einer wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat, dann mit Wasser, trocknet und engt unter vermindertem Druck zur Trockne ein. Man erhält so 75i9 g eines Öls, das den Methylester des Dimethylketals der trans-3»3- " Dimethyl-2-formyl-cyclopropan~1-carbonsäure(1S,2S) enthält* Soweit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben.

Stufe B: tran_s~2., 1-Dimethvl-2-.f£rmy L^y^lopropan-^-^arbon^äure-_

methy_l.ester(lS_A2S)_
[Formel III mit R = -CH, und trans(1S,2S)-Konfiguration]

Die 75j9 S des Öls, welches das Dimethylketal des trans-3,3~^imethyl-2-formyl~cyclopropan-1-carbonsäuren^ thylesters(1S,2S) enthält, werden in 560 ecm einer wäßrigen 30„%igen Essigsäurelösung durch Erwärmen auf 80⁰C unter Stickstoff gelöst. Nach 15 { Minuten bei 80 C kühlt man ab, extrahiert mit Äther, wäscht die ätherischen Extrakte mit einer wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat, dann mit einer wäßrigen Lösung von Natriumchlorid, trocknet sie, engt sie unter Vakuum ein und erhält 53»5 g der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2S) in Form einer gelben Flüssigkeit, Kp. 96°C/14 mm Hg; 2,4—Dinitrophenylhydra.zon, F. 172⁰C. >

NMR-Spektrum (Deuterochloroform)

Es setzt sich zusammen aus: Signalen bei 79 bis 82 Mhz entsprechend den Wasserstoffatomen der Methylgruppen in 3-Stellung, einem Signal bei 147,8 Mhz entsprechend den Wasserstoffatomen in 1- und in 2-Stellung(Dublett),

einem Signal bei 224 Mhz entsprechend den Wasserstoffatomen der

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Methylgruppe der Esterfunktion,

einem Signal bei 575 Mhz entsprechend dem Y/asserstoffatom der Aldehydfunktion (Dublett).

Soweit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben. ' "■"·".

Stufe C: Lacton_dLer_c 1 s-3j.3z^iL¹¹¹^ h7/A~2~ (methoxyhydrοxy_methyI) cyclopropan-1_-£arbon_isäur£(i_S_JL2H)_oder La£ton_d£s_ Hemime th2;lke^al₁s_ d£r_c i s-3 j.3-Disi£thyl-2-f öriny_l-c ve lop.ropan-1-carb ons äur e OS, 2R^

[Formel IV mit R" = CH, und cis(1S,2R)-Konfiguration]

In 570 ecm Methanol gibt man unter Stickstoffatmosphäre in Fraktionen 16,9 g Natrium, dann, wenn das Natrium vollständig verbraucht ist, 57»2 g trans^^-Diniethyl^-formyl-cyclopropan-icarbonsäuremethylester(1S,2S), bringt die Reaktionsnischung zum Rückfluß, hält sie 3 Stunden lang unter Rückfluß, kühlt ab, entfernt das Methanol durch Destillation unter vermindertem Druck, säuert mit 200 ecm einer vorher auf 0⁰C abgekühlten wäßrigen'4- η Chlorwasserstoffsäurelösung an, extrahiert die wäßrige Phase mit Äthyläther, wäscht die ätherischen Extrakte mit einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumchlorid, trocknet sie, engt sie unter vermindertem Druck zur Trockne ein und erhält so 52,4- g eines öligen Rückstands, der das Lacton der cis-3,3-Dimethyl-2-(methoxyhydroxymethyl)cyclopropan-^yl-carbonsäure(1-S,2R) enthält.

Soweit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben.

Stufe D: Lac;tp_n_d£r_cd.s-3j_3-Biisetbyl-2—(_dih3rdr£xy_nie_thy1) c_ycl£- grdpan-i^arbonsäure(/\S,2R

der

säure
[Formel V mit cis(1S,2R)-Konfiguration]

Die in der Stufe C des Beispiels 1 erhaltenen 52,4- g des Öligen Rückstands, der das Lacton der cis-3,3-Dimethyl-2-(methoxyhydrox methyl)cyclopropan-1-carbons? ire(iS,2H) enthält, v/erden mit

r-OZIOOS

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260 ecm Wasser und I30 ecm Dioxan behandelte Man kocht die Mischung 2 Std. lang unter Rückfluß, kühlt ab, engt durch Destillation unter vermindertem Druck zur Trockne ein, löst den Rückstand in einer Mischung aus Äther und Methylenchlorid, trocknet die Lösung, behandelt sie mit Tierkohle und engt durch Destillation unter vermindertem Druck ein. Man kristallisiert den Rückstand in Isopropyläther und erhält 25 g Lacton der cis-3,3-Dimethyl-2-(dihydroxymethyl)cyclopropan-1-carbonsäure(^/lR,2R), F₀

Eine Probe dieses Produkts wird in Isopropyläther umkristallisiert, Fo 116⁰C, Ca]§° = +103° (c = 0,9 %, Äthanol). Analyse für C₇H₁₀O₅ (142,15)
ber.: C 59,14 H 7,09

gef.: 59,3 7,3 % *

Soweit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben.

Stufe E: £is-2.12~]^-2ί^β£^ηjA:i2-(2' -methoxycarbony_l-1rans-1 ^-p_r£-_

a) UDis_etzung

In 36 ecm Tetrahydrofuran gibt man unter Stickstoffatmosphäre 3 g Natriumamid (Gehalt 92 %), dann bei O⁰C eine Lösung von 16,2 g 0,0-Diäthyl-i-methoxycarbonyl-äthylphosphonat, das durch Anwendung der Methode von H.W. Coover et Coll., Am. Sog. 79, 1963 24 ecm Tetrahydrofuran hergestellt wurde. Man rührt die

Reaktionsmischung bei 75 C 2 Std. lang, gibt dazu 1,8 g Natriumamid, dann eine Lösung von 6 g des Lactons der cis-3,3-Dimethyl-2-(dihydroxymethyl)cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2R) in 42 ecm Tetrahydrofuran und rührt 2 Std. lang bei +5°C. Man gießt die Reaktionsmischung in eine Mischung aus Eis und 100 ecm einer wäßrigen 2 η Chlorv/asserstoffsäurelösung. Nach Extraktion mit 'Äther und Entfernung des Lösungsmittels erhält man 8,06 g rohes Produkt.

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b) Herstellung de,s re£htsdr£hj3nden a-Ph£n2läthy].amin-Salzjes_djer_ cijs-se £. -trans-P^r^ thrum£arb on£äur£ (1_Sj.2R ) _

Dieses Rohprodukt wird in 14,3 ecm Äthanol mit 10 % V/asser gegeben, man erwärmt auf 60⁰C, gibt zu der Lösung 6,9 g rechtsdrehendes oc-Phenyläthylamin zu," läßt langsam kristallisieren, isoliert

durch Absaugen den gebildeten Niederschlag, trocknet und erhält 10,2 g rechtsdrehendes a-Phenyläthylaminsalz der cis-3,5-Dimethyl-2-(2'-methoxycarbonyl-trans-1'-proponyl)cyclopropan-1-carbonsäure (1S,2R), F. 142°C, Ca]^⁰ = +22°.

Soweit bekannt, ist das (d)-oc-Phenyläthylamin-Salz der cir.-seq.-trans-Pyrethrumcarbonsäure(1S,2R) in der Literatur nicht beschrieben.

In einer Mischung aus 51 ecm einer wäßrigen 2n Chlorwasserstoffsäurelösung und 10 ecm Äthyläther löst man bei Umgebungstemperatur 10,2 g rechtsdrehendes a-Phenyläthylaminsalz der cis-3,3-Dimethyl-2-(2'-methoxycarbonyl-trans-1 '-propenyl)cyclopropanr-1-carbonsäure(1S,2R), extrahiert die Lösung mit Äther, wäscht die ätherischen Extrakte mit Y/asser, trocknet sie, entfernt das Lösungsmittel und erhält 5>85 g l-cis-3»3-Dimethyl-2-(2^f-methoxycarbonyl-trans-1^f-propenyl)cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2R), Ect]p° = - 12,5° (c = 1 %, Tetrachlorkohlenstoff). Eine Probe des Produkts wird durch zwei Kristallisationen d.es rechtsdrehenden oc-Phenyläthylaminnalzes und anschließende saure Hydrolyse gereinigt, F. 76°C, Ca]^⁰ = -12,5° (c= 1%, Tetrachlorkohlenstoff) . . '
Analyse für C₁₁H₁₅O^ (212,24)
ber.: C 62,25 H 7,60
gef.: 62,5 7,5 %
MR-Spektrum (Deuterochloroform)

Das UMR-Spektrum stimmt mit der "cis"-Konfißiiraticn des Cyclus und der "trans"-Konfiguration der olefinischen Kette überein. Es setzt sich zusammen aus:

Signalen bei 77 und 80,5 Lihz entsprechend d«->n Wasserstoff atomen der Methylgruppen in 3-Stellung,

Signaler, bei 115 und 116,5 Mhz entsprechend den Wasserstoffatomen der Methyl-Gruppe der Seitenkette,

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einem Signal bei 226 Mhz entsprechend den Wasserstoffatomen der Methyl-Gruppe der Esterfunktion,

Signalen bei 4-18,5 und 426 Mhz entsprechend dem Wasserstoffatom der Doppelbindung der Seitenkette (Dublett), einem Signal bei 634- Mhz entsprechend dem Wasserstoffatom der Carbonylgruppe in 1-Stellung.

Soweit bekannt, ist die l-cis-3,3-Diniethyl-2-(2^l-methoxycarbonyltrans-1'-propenyl)cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2R) oder 1-cisseq.-trans-Pyrethrumcarbonsäure(1S,2R) in der Literatur nicht beschrieben.

Beispiel 2

-1'-propenyl)cyclopropan-1-carbon-

säure(iS,2R) oder l-cis-ChrysanthemumcarbonsäureCiS^R) [Formel I. mit cis(1S,2R)-Konfiguration oder Formel I mit R= Z = -CH-, und eis(1S,2R)-Konfiguration]

a) Umsetzung:

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 Std. lang unter Rückfluß, kühlt sie ab, gibt 10 g des Lactons der cis-3,3-Dimethyl-2-(dihydroxymethyl)cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2R) zu, bringt erneut zum Rückfluß, hält 1 Std. 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 Methylenchlorid, wäscht die Methylenchloridextrakte mit Wasser, trocknet sie und engt sie zur Trockne ein.

Das Triphenylisopropylphospboniumjodid kann durch Anwendung der von Georg Witt ig und Dietmar Wittenberg, Annalen 606, 1 (1-957) beschriebenen Methode hergestellt werden. ·

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b) Abtr£nnung_de_r_l-trans-Chry_santh^mumcarb£nsäure (J Sj 2S^

9,9 S des zurückbleibenden Öls werden in der Wärme in einer Lösung von 14-,3 g L(+)-threo-1-p-Nitrophenyl-2-dimethylaminopropan-1,3-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 l-trans-ChrysanthemumcarbonsäureOS^S). Die Mutterlaugen, eine Mischung aus Methanol und Isopropyläther, v/erden aufbewahrt zur Herstellung der 1-cis-Chrysanthemumcarbonsäure(Mutterlaugen A).

Das rohe Salz wird in einer Mischung aus Isopropyläther und Methanol (2/1) kristallisiert und man erhält 10,2 g des L(+)~ threo-i-p-Nitrophenyl-2-dimethylaminopropan-i ,3-diol-Salzes der l-trans-Chrysänthemumcarbonsäure(1S,2S). Dieses Salz gibt man in eine wäßrige 2 η Chlorwasserstoffsäurelösungo Man rührt die Mischung 1/2 Std. lang bei Umgebungstemperatur, extrahiert die wäß rige 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 l-trans-ChrysanthemumcarbonsäureOS^S), [cc] ^ = -18° (c = 1 %, Äthanol).

c) Herstellung der ].-ci£-Chrys_anthemuir.carbonsäure_(1S,2R2

Die oben unter Abschnitt b) des Beispiels 2 erhaltenen Mutterlaugen A v/erden unter vermindertem Druck zur Trockne eingeengt. Der Rückstand wird in eine wäßrige 2 η Chlorwasserstoffsäurelösung gegeben. Man rührt 1/2 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-Chrysanthemumcarbonsäur (1S,2R) (B). Diese rohe Säure kann auf zweifache V/eise gereinigt werden:

1.) Reinigung der l-£i£-Chry£anthemumcarbonsäure£iS,2R)_mit_Hi.lf des £l2 Chi.njLnjsa.lsjes^

Man verwendet 1,0^4 g der rohen l-cis-Chrysanthemumcarbonsäure (B), die man in der Wärme in einer Lösung von 2 g links drehende Ohininbase in 4 ecm Äthanol löst. Man gibt 1 ecm Wasser und 3 cc

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BAD ORlGJNAL

Isopropyläther zu, kühlt dann langsam auf etwa 5 C ab. Man läßt die Kristallisation sich entwickeln, saugt ab, trocknet und erhält 2,06 g des 1-Chininsalzes der 3,3-Dimethyl-2-(2'-methyl-1^f-propenyl)cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2R), F. 110⁰C. Durch Einengen der Mutterlaugen erhält man eine zweite Fraktion von 0,152 g des Chininsalzes, F. HO⁰C.

Die erste und die zweite Fraktion des oben erhaltenen Chininsalzes werden vereinigt und in eine wäßrige 2 η Chlorwasserstoffsäurelösung gegeben. Man rührt 1/2 Std. 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_i3-Dimethyl-2-(2'-methyl-1'-propenyl)cyc- Λ lopropan-1-carbonsäure(1S,2R) oder l-cis-Chrysanthemumcarbonsäure (1S, 2R) , F. 40⁰C, Ca]^⁰ = -36° (c = 1 %, Äthanol).

2,) Reinigung der i-^i^-Chry^anthemumcarbonsäure^iSjSR^) mit Hilfe_ de,s £d2a^Pheny].äthy_lamin-Salze£j

Man verwendet 2,085 E rohe l-cis-Chrysanthemumcarbonsäui'e(1S,2R) (B), die man in der Wärme in einer Lösung von 1,5g rechtsdrehendem a-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 S a-Phenyläthylaminsalz der 3»3-Dimethyl-2-(2'-methyl-1'-propenyl)eyelopropan-1-carbonsäure(1S,2R)_$ F. 130 C. Durch Einengen der Mutterlaugen erhält man eine zweite Fraktion von 0,265 g, F. 130°C. "

Diese beiden Fraktionen des a-Phenyläthylaminsalzes werden vereinigt und in eine wäßrige 2 η Chlorwasserstoffsäurelösung gegeben. Man rührt 1/2 Std. lang bei Umgebungstemperatur, extrahiert die wäßrige Phase mit Äthyläther, wäscht die ätherischen Extrakte mit einer wäßrigen gesättigten Natriumchloridlösung, trockne·*; sie, engt sie unter vermindertem Druck zur^ Trockne ein und erhält 1,21 g 3,3-Dimethyl-2-(2^l«methyl~1'~propenyl)cyclopropan~1-carbonsäure(1S,2R) oder l-cis-Chrysanthemumcarbonsäure (1ö,2R), F. 40⁰C, Ca]^⁰ = -39° (c = 1 %, Äthanol). Das 1-Chininsalz der l-cis-Chrysanthemumcarbonsäure (1S,2R), das (+)a-P)ienyläthylamin-3alz der l-cis-Clirysantheinumcarbonsäure (1S,2R) und die l-cis-Chrysanthemumcarbonsäuro(1S,2R) sind idon-

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tisch mit den von I.G. 11. Campbell et S.H. Harper, J. Sei. Food. 2, 189 (1952), erhaltenen Verbindungen.

Beispiel 3

2-(2^l-inethox7^carbonyl-trans-1 ^f-propenyl)cyclopropan-1-carbonsäure(1R,2S) oder d-cis-seq.-trans-Pyrethrumcarbonsäure(1R,2S)

[Formel I_ß mit cis(1R,2S)-Konfiguration oder- Formel I mit R^ = -CH,, Z = -CO₂CH₅ und cis(1R,2S)-KonfiGuration]

Stufe A: 5imethy_lketa3_
£r£pan-1-

[Formel II¹ mit trans(1R,2R)-Konfiguration mit R = -CH₅ und Alkyl= -CH₅]

Analog zu Stufe A des Beispiels 1 erhält man, ausgehend 106 g d-trans-Chrysanthemumcarbonsäuremethylester (1R,2R), 115 g eines Öls, das das Dimethylketal des trans~3jJ-Dimethyl^-formyl-cyclopropan-i-carbonsäuremethylestersCiR^R) enthält. Sov/eit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben.

Stufe B: trans-3,, 3.-Dimethy_l-2-f£rinyl-eyel£pr0£an-1_-£arb£n£äur_e-_ methy_les t er (IR^R )_

[Formel III mit trans(1R,2R)-Konfiguration mit R = -CH,]

Analog zu Stufe B des Beispiels 1 erhält man, ausgehend von 116 g des das Dimethylketal des trans-3,3-Dimethyl-2-formylcyclopropan-1-carbonsäuremethylesters(1R,2R) enthaltenden Öls, 85 g trans-J^-Dimethyl^-formyl-cyclopropan-i-carbonsäuremethylester(1R,2R).

Sov/eit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben.

Stufe C: £a£ton_der_cis_z3_A3-Dim£thy^-2-^m£tho^hydroxyja^thy 1 )-eyelopro^an-i^carbonsäure/ 1R.i.2S)_oder Lacton_d£s He^imeth^lketals, der ci£-3,2-Diinethjl-_:2_::foriny]_:-cyclopro2an-^-carbonsäur£(2Rj.2S)_ [Formel IV mit R" = -CH₅ und cis(1R,2S)-Konfiguration]

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Analog zu Stufe C des Beispiels 1 erhält man, ausgehend von 127 g trans-JjJ-Dimethyl^-formyl-cyclopropan-i-carbonsäuremethylester (1R,2R), 100 g eines öligen Rückstands, der das Lacton der cis-3,3-Dimethyl-2-(methoxyhydroxymethyl)cyclopropan-1-carbonsäure (1R,2.S) enthält.

Soweit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben.

Stufe D: ;£_£_^^jLziiiyii.i₁2^
£r£pan-1-carbonsäure£iR,2S2 od£r_inn£r£S_Herai_a£ylal der ££j5_?j__ Dimethy 1-2-f £rmyl-cy£l£pr o£an-1_- £arb£nsaure (1R_X2S )_
[Formel V mit eis(1R,2S)-Konfiguration]

Analog zu Stufe D des Beispiels 1 erhält man, ausgehend von

100 g des ölrückstands, der das Lacton der cis-3,3-Diniethyl-2-

. ' .enthält.

methoxyhydroxymethyl)cyclopropan-1-carbonsäure(1R,2S)/ 57₅7 'g des Lactons der cis-3,3-Dimethyl-2-(dihydroxymethyl)cyclopropan-1-carbonsäure(1R,2S), F. 116°C.

Eine Probe dieses Produkts wird in Isopropyläther kristallisiert,

F. 116°C, Ccx]p° = -102° (c = 1,1 %, Äthanol).

Analyse für C₇H₁₀O₃ (142,15)

ber.: C 59, »
gef.: 58,8 7,2 %

Soweit bekannt, ist diese Verbindung in der Literatur nicht beschrieben.

Stufe E: eijs-j5,J3-Dimeth^l-2^(2' i:

p_enyl )£y£l£P£OOan-1_-£arbons.äur£( 1_Rj_2S )_oder d-£is-^e£. -trans-

Pyr e_t hrurne arb ons äur e__ (1Rj.2S ) __

In 120 ecm Tetrahydrofuran gibt man unter Stickstoffatmosphäre 10 g Natriumamid (Gehalt 95 %), dann bei -5°C eine Lösung von
46 g OjO-Dimethyl-i-methoxycarbonyläthyl-phosphonat in 80 ecm
Tetrahydrofuran. Man rührt die Reaktionsmischung bei Umgebungs temperatur "3 1/2 Std. lang, gibt 5 g Natriumamid, dann eine Lö sung von 20 .g Lacton der cis-3,3-Dimethyl-2-(dihydroxymethyl)-cyclopropan-1-carbonsäure(1R,2S) in 120 ecm Tetrahydrofuran zu und rührt 3 Std. lang bei Umgebungstemperatur. Man engt die Re

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aktionsraischung durch Destillation unter vermindertem Druck zur Trockne ein. Man gibt zum Rückstand eine Mischung aus Wasser and Eis zu, extrahiert die wäßrige Phase mit Äthyläther, entfernt diese'ätherischen Extrakte, säuert die wäßrige Phase an, sättigt sie nit 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 I70 ecm Äthanol, 17 ecm Essigsäure und 17 B Reagens T oder Trimethylaminoacetohydrazid-hydrochlorid. Man bringt die Mischung zum Rückfluß, hält sie 1 Std. lang unter Rückfluß, gießt sie dann auf eine Mischung aus V/asser, Eis und 25,5 ecm einer wäßrigen 10 η 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 Carbony!verunreinigungen befreit wird, wird unter vermindertem Druck rektifiziert und man erhält 7,3 g 3,'3-Dimethyl-2-(2^l~methoxycarbonyl-trans-1 ^l-propenyl)cyclopropan-1-carbonsäure(1R,2S) oder d~cis~seq.-trans-Pyrethrumcarbonsäure(1R,2S) ,Kp. 15O°C/O,5 mm Hg, F. 70⁰C (unscharf), ' Ca]^⁰ = + 11,5° (c = 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 für C^H^O^ (212,24)
ber.: C 62,25 H 7,60
gef.: 62,1 7,6 %
NMR-Spektrum (Deuterochloroform)

Das NMR-Spektrum stimmt mit der "cisⁿ-Konfiguration* des Cyclus und der "trans"-Konfiguration der Olefinkette überein. Es setzt sich zusammen aus:

Signalen bei 77,5 und 80,5 Mhz entsprechend den Wasserstoff atomen der Methylgruppen in 3-Stellung,

Signalen bei 116 und 117,5 Mhz, entsprechend den Wasserstoffatomen der MethylgrupDe der Seitenkette,

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einem Signal bei 226 Mhz, entsprechend den Wasserstoffatomen der Methylgruppe der Esterfunktion,

Signalen bei 421 und 428 Mhz, entsprechend dem Wasserstoffatom der Doppelbindung der Seitenkette (Dublett), einem .Signal bei 673 Mhz, entsprechend dem Wasserstoffatom der Carboxylgruppe in 1 -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-Chrysanthenmmcarbonsäure(1R,2S) [Formel I. mit cis(1R,2S)-Konfiguration oder Formel I mit Z = R₁ = -CEL und cis(1R,2S)-Konfiguration]

a) U^m£^eJZ^züⁿS^:_

In 148 ecm Dimethoxyäthan gibt man 11,5 E einer 40 %igen Suspension von Natriumhydrid in Vaselinöl und 33 > 4 g Triphenylisopropylphosphoniumjodid. Man bringt die Reaktionsmischung zum Rückfluß, hält sie 4 Std. lang unter Rückfluß, kühlt sie ab, gibt 7,4 g Lacton der cis-3,3-Dimethyl-2-(dihydroxymethyl)cyclopropan-1-carbonsäure(1R,2S) zu, bringt erneut zum Rückfluß, hält 1 Std. 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 z.u, rührt, extrahiert die wäßrige Phase mit Methylenchlorid, wäscht die Methylenchloridextrakte mit einer wäßrigen gesättigten Natriumchloridlösung, entfernt die Methylenchloridextrakte, vereinigt die wäßrige Hauptphase und die Waschwasser, säuert die -erhaltene wäßrige Lösung an, extrahiert mit Methylenchlorid, wäscht die Methylenchloridextrakte mit Wasser, trocknet sie und engt sie zur Trockne ein.

b ) Abjbr£nnung_und_R£ini£ung_der_d-cis-Chry.santhejmumcarb£nsäure

an löst den erhaltenen Rückstand in 15 ecm Äthanol mit 10.% V/as fc r (Lösung A). Man löst andererseits 15 g linksdrehender Chinin base in 30 ecm Äthanol mit 10 % Wasser (Lösung B). Man erwärmt

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die Lösungen A und B auf etwa 70°^ und gibt die Lösung B in die Lösung A. Man kühlt die Mischung auf etwa +5⁰C ab, läßt kristallisieren, saugt den gebildeten Niederschlag ab, trocknet ihn, kristallisiert in Äthanol mit 10 % V/asser und erhält 10,95 g 1-Chinin-Salz der d-cis-Chrysanthemumcarbonsäure(1E,2S), F. bis 120⁰C (unscharf).

Die 10,95 g des Chininsalzes werden in 20 ecm einer wäßrigen 2 η Chlorwasserstoffsäurelösung gegeben. Man rührt 10 Minuten lang, extrahiert die wäßrige Phase mit Methylenchlorid, v/äscht die Methylenchloridextrakte mit einer wäßrigen gesättigten Natriumchloridlösung, trocknet sie, engt sie zur Trockne ein und erhält 3,45 g 3,3~Dimethyl-2-(2'-methyl-1'-propenyüj-cyclopropan-1-carbonsäure(1R,2S) oder d-cis-Chrysanthemuracarbonsäure (1R,2S), F. ungefähr 40⁰C, Ca]^⁰ = +36,4° (c = 1%, Äthanol). Eine Probe dieses Produkts wird durch Kristallisationen des Chininsalzes, dann durch saure Hydrolyse gereinigt. Das so gereinigte Produkt schmilzt bei 42°C und sein Drehwert beträgt Ca]^⁰ = +41° (c = 1 %, Äthanol).

Die IR- und NMR-Spektren dieses Produkts bestätigen die cis-Struktur.

Circulardichroismus (Dioxan):
Max. bei 215 mu &£ = +14,6
Min. bei 253 mu Δΐ = - 1,2

Die so erhaltene d-cis-Chrysanthemumcarbonsäure(1R,2S) ist mit der von I.G.M. Campbell et S.H. Harper in J. Sei. Food, J5, 189 (1952) beschriebenen Verbindung identisch.

Beispiel 5

Inneres Hemiacylal der cis-3 5 3~dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2R)
[Formel V mit cis(1S,2R)-Konfiguration]

Stufe A: tr ans-^, 2.-Mm et hj_ 1 - 2- f cn?myI₁- c_yc_l ο pr ου an- 1.-£arb£ns äur_e

(1^sj.2S)_
[Formel IX mit trans(1S,2S)-Konfiguration]

In 250 ecm Methanol löst man 20 g l-trans-Chrysanthemumcarbon-

A 0 9 8 3 0 / 1 0 5 8

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säure(iS,2S), bringt die Temperatur auf -80⁰C und läßt bis zum Auftreten einer blauen Färbung einen ozonisierten Sauerstoffstrom einperlen. Anschließend läßt man 15 Minuten lang in das Reaktionsmilieu einen Sauerstoffstrom, dann 4-5 Minuten lang einen Stickstoffstrom einperlen. Man gibt langsam 10 ecm Dimethylsulfid zu, hält das Reaktionsmilieu 30 Minuten lang auf etwa -35°C? dann 1 Std. lang bei O⁰C und schließlich 1 Std. lang bei Umgebungstemperatur. Man entfernt das Lösungsmittel durch Destillation unter vermindertem Druck, gibt den Rückstand in eine Lösung von 17 g des Chlorids von Trimethylaminoacetohydrazid . (Reagens T) in 170 ecm Äthanol und -I7 ecm Essigsäure. Man bringt die Reaktionsmischung zum Rückfluß^ hält sie 1 Std. lang unter Rückfluß, kühlt sie ab, gießt sie in eine verdünnte Natriumhydroxydlösimg, extrahiert mit Äther, um die aldehydfreie Fraktion zu entfernen, säuert mit einer wäßrigen verdünnten Chlorwasserstoffsäurelösung an, extrahiert die wäßrige Phase mit Äther, wäscht die ätherischen Lösungen, trocknet sie, engt sie zur Trockne ein, teigt den Rückstand in'Petroläther (Kp. 35 bis 75°C)an und erhält 5,80 g trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-i-carbonsäure(1S,2S).

Auf analoge Weise stellt man, ausgehend von d-trans-Chrysanthemumcarbonsäure(1R,2R) oder racemischer trans-Chrysanthemumcarbonsäure die trans-3,3~Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure(1R, 2R) bzw. die racemische trans-3,3-Dinir;thyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure her.

Soweit bekannt, sind die trans-3i,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2S) und die entsprechende racemische Säure in der Literatur nicht beschrieben.

Stufe B: Dirnethjylket_a]_ der ^
Er£pan-1^carbons äur e(/\ S,
[Formel X mit Alkyl = -CH₅]

In 100 ecm Methanol gibt man unter Stickstoffatmosphäre 15,8 g trans-3,3-Pimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2S), hält die Lösung 22 Std. lang unter Rückfluß, v/obei man das' Destil lat über eine mit "Siliporit" (dehydratisiertes Alkalimetall-

aluminosilikatl J, recyclisiert, engt zur Trockne ein, gewinnt £eiuj.a.ue ivolonne

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BAD ORfGJNAL

die mit einer öligen Verunreinigung imprägnierten Kristalle, die man durch Absaugen entfernt, nimmt das Kristallisat mit Petroläther auf (Kp. 65 bis 75°C), saugt ab, trocknet und erhalt 11,7 g Dimethylketal der trans-3,3-Dimethyl-2-fοrmyl-cyclopropan-1-carbonsäure (1 S, 2S) , P. 65°C
Analyse für CoH₁₅O₄ (188,22)..
ber.: C 57,^3 H 8,57
gef.i 57,6 8,5 * . -

Auf analoge Weise erhält man, ausgehend von der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclo'propan-1-carbonsäure(1R,2R) oder der racemischen trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure das Dimethylketal der trans-J^J-Dimethyl^-forinyl-cyclopropan-1-carbonsäure(1R,2R), F. 65°C, bzw. das Dimethylketal der racemischen trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan~1-carbonsäure. Soweit bekannt, sind die Dimethylketale der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1carbonsäure(1R,2R) und der racemischen Säure in der Literatur nicht beschrieben.

Stufe C: Lacton_d_es HeminieWivlketaJLs_der ^if3

f orni2;l-C£C l_OOr£pan_-1-c arbons äur e (_1 S, 2 [Formel IV mit Alkyl = -CH₅ und eis(1S,2R)-Konfiguration]

In 175 ecm Benzol gibt man unter Stickstoffatiftosphäre 5 g methylketal der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure (1S,2S) und 0,21 g p-Toluolsulfonsäure. Man bringt die Reaktionsmischung zum Rückfluß und hält sie unter Destillationsbedingungen, wobei man das Reaktionsvolumen durch kontinuierliche Zugabe von Benzol konstant hält. Nach 6 Stunden kühlt man ab, entfernt das Benzol durch Destillation, gießt die Eeaktionsmischung in eine wäßrige, Eis enthaltende Natriumbicarbonatlösung, dann erhält man durch Extraktionen mit Äther und Einengen zur Trockne 1,9 g Lacton des Hemimethylketals der cis-3,3-Dimethyl-2~formyl-cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2R), Kp. 60°C/0,3 mm Hg. IR-Spektrum (Chloroform):

Es bestätigt die Abwesenheit von freiem Hydroxyl und enthält eine Bande bei 1764. cm , entsprechend dem Carbonyl eines ^-Lactons. Auf analoge V/eise erhält man, ausgehend von den Dimethylketalen

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der trans-3,3-Dj.niethyl-.2-formyl-cyclopropan-i-carbonsäurerOR^R) > oder der racemischen Säure die Lactone der Hemimethylketale der cis-3»3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäur,er(1R,2S) bzw_e der racemischen Säure.

Stufe' D: Innere^ Ηβΐηίέ.θ2:ΐ3.1_ά£Γ_οί.5-3_Α3ζ^ΰίπΐ£ΐ1ι^1-_2-][ormy_l-cy.c3.o-

£ropan-1-carbonsäur e(/\ S, 2Rj)_
[Formel V mit cis(1S,2R)-Konfiguration]

In eine Mischung aus 25 ecm Wasser und 12,5 ecm Dioxan gibt man die 1,9 g Lacton des Hemimethylketals _der _cis-3,3-Dimethyl~2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2R), hält 1 Std. lang bei 60°C, engt unter vermindertem Druck zur Trockne ein und erhalten »55 S des inneren Hemiacylals der cis-3,3-Dimethyl-2-formylcyclopropan-1-carbonsäure(1S,2R), F. 114⁰C. Eine Probe dieses Produkts wird in Isopropyläther kristallisiert, F. 116⁰C, IccI-q = +103° (c = 1 %, Methanol).

Auf analoge Weise erhält man, ausgehend von den Lactonen der Hemimethylketale der cis-3,3~Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäuren(1R,2S) oder der racemischen Säuren·die inneren Hemiacylale der cis-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäuren (1R,2S), F. 116°C, Ca]^⁰ = -102° (c = 1 %,-Äthanol) bzw. der racemischen Säuren.

Beispiel 6

InneresHemiacylal der cis-3,3-Diniethyl-2-formyl-cyclopropan"1-carbonsäure(iS,2R)
[Formel V mit cis(1S,2R)-Konfiguration]

Stufe A: Dimeth^lketal^ de^

p_an-1-carbonsäure

— — — trans

[Formel VIII mit Alkyl = -CH₅ und/(1S,2S)-Konfiguration]

p_an-1-carbonsäuremethylesters(1S,2S) — — — — — — trans-~ ~~

/(1S2S

Behand3.ung_m1 t_0_zon:

In eine auf -80⁰C gekühlte Lösung von ?0 g 1-trans-Chrysantheinuni-.arbonsäuremethylester(1S,2S) in 700 ecm Methanol läßt man 3 1/2 Stunden lang einen Ozonstrom einperlen, verjagt dann das über-

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schlissige Ozon mit einem Argonstrom, wobei man die Temperatur immer, auf -80⁰C hält. :

Reduktion mit Mmeth^l^hi-oäther

Die oben erhaltene meth'anolische Lösung bringt man auf -40⁰C und setzt ihr unter Rühren 79 ecm Dimethylthioäther zu. Man läßt die Temperatur auf etwa 20°C ansteigen und hält die Reaktionsmischung einige Stunden lang unter Rühren und unter Stickstoff.'Man entfernt das Methanol durch Destillation unter vermindertem Druck,· nimmt mit Methylenchlorid auf, wäscht mit einer wäßrigen Natriumbicarbonatlösung, dann mit Wasser, trocknet und engt unter vermin dertem Druck zur Trockne ein. Man erhält so 75>9 g eines Öls, das den Methylester des Dimethylketals der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2S) enthalte

Auf analoge V/eise erhält man, ausgehend von den Methylestern der trans-ChrysanthemumcarbonsäurenCiR^R) oder der racemischen Säure die Methylester der Dimethylketale der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cycIopropan-1-carbonsäuren(1R,2R) bzw. der racemischen Säure.

Stufe B:

methjlester(1.S_JL2S)_
[Formel VIII¹ mit R = -CH₅ und tr ans (1S, 2S) -Konfigur at ion]

Die 75»9 g des Öls, das den Methylester des Dimethylketals der trans-3,3-Dimethyl-2~formyl-cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2S) enthält, v/erden in 560 ecm einer wäßrigen 30 %igen Essigsäurelösung durch Erwärmen auf 80⁰C unter Stickstoff gelöst. Nach I5 Minuten bei 80⁰C kühlt man ab, extrahiert mit Äther, wäscht die ätherischen Extrakte mit einer wäßrigen Lösung von Natriumbicarbonat, dann mit einer wäßrigen Natriumchloridlösung, trocknet sie, engt sie unter Vakuum ein und erhält 53»5 g trans-3,3-Dimethyl-2-for~ myl-cyclopropan-i-carbonsäuremethylesterOS^S) in Form einer gel ben Flüssigkeit, Kp. 96°C/14- mm Hg, 2,4-Dinitrophenylhydrazon, F. 172⁰C. '

NMR-Spektrum (Deuterochloroform):
Es setzt sich zusammen aus:

Signalen bei 79 und 82 Mhs, entsprechend den Wasserstoffatomen de

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- 57 -

Methylgruppen in 3-Stellung,

einem Signal bei 14-7,8 Mhz, entsprechend den Wasserstofffatomen in 1- und 2-Stellung (Dublett),

einem Signal bei 224- Mhz, entsprechend den Wasserstoffatomen der Methylgruppe der Esterfunktion,

einem Signal bei 573 Mhz, entsprechend dem Wasserstoffatom der Aldehydfunktion (Dublett).

Auf analoge Weise erhält man, ausgehend von den Methylestern der Dialkylketale der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl~cyclopropan-1-carbonsäur en(1R,2R) oder der racemischen Säure, die Methylester der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäuren(1R,2R) bzw. der racemischen Säure. . Λ

Stufe C: trans-j>, 3>-Dimethy_l-2-f^rmyl-ciycl£prOOan-_1 -£arb£nsäure [Formel IX mit trans(1S,2S)-Konfiguration]

In eine Mischung aus 100 ecm Methanol, 11 ecm einer v/äßrigen 10 η Natriumhydroxydlösung und 20 ecm Wasser gibt man unter inerter Atmosphäre 15j6 g trans-3,3-Dimethyl-2-forrayl-cyclopropan-i-carbonsäiiremethylester(1S,2S), bringt diese Reaktionsmischung zum Rückfluß und hält sie 1 Std. lang unter Rückfluß. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem, 'Druck verdünnt man mit Wasser, extrahiert den nicht-verseifbaren Anteil mit Äther, g säuert die wäßrige Phase mit einer wäßrigen konzentrierten Chlorwasserstoffsäurelösung an, extrahiert die freigesetzte Säure mit Äther, wäscht die ätherischen Lösungen, trocknet sie, engt sie zur Trockne ein und erhält 12 g trans-3,3-Dimethyl-2~formyl-cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2S).

Auf analoge V/eise erhält man, ausgehend von den M.ethylestern der trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropän-1-carbOnsäuren(1R,2R) oder der racemischen Säure, die trans-3,3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäuren(1R,2R) bzw. die racemische Säure.

Diese Verbindungen sind mit den in der· Stufe A des Beispiels 5 erhaltenen Verbindungen identisch.

Anschließend setzt man die Herstellung des inneren Hemiacylals

409830/1058 _βΑ0

der cis-3>3-Dimethyl-2-formyl-cyclopropan-1-carbonsäure(1S,2R) entsprechend den Stufen B, C und D des Beispiels 5 fort_e

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Reaktionsschema I

H3C,	^CO2R	H3CV~	\r-	^CO2R
		H5C^	^CH	-II
N trans	^r11 /C] CE-O^	• trans	/OAl XOA1
H5

II

II»

^0R"

IV

III

.CH=C-CH-

cig C0₂AlkyX IB

I mit Z =

H R oder

ΔΠ9830/1058

BAD ORIGINAL

Reaktionsschema II .CO₂H -H

[-I=C-CO _? Alkyl I

Ia

,COCl "-H

CH=C-CO₀Alkyl I

trans

CH=C-C0₂Alkyl" CEL

H5Cn	trans	40 9	\	1	A/	8
H5C^		\		-H	ORIGINAL
				1 Γ
8 3 0 / 1	05
BAD

Reaktionsschema III

YII

.C.O2H

viir

.CO₂H

O. Alkyl 0 Alkyl

^9830/1058

CiO

-CH₃ 3

P-C

- 42 -

Reaktionsschema IV ·

.CH

•2

l-cis-Chrysar.themuiacarbonsäure

icis bonsäure

I_B (Alkyl = CH₅

409830/1058 BAD ORIGINAL

Claims (2)

- 19S6839 Patentansprüche

1. l-cis-3,3-Dimethyl-2-(2'-methoxycarbonyl-trans-1'-propenyl)-cyclopropan-1 -carbonsäure- (1S,2R).

2. Rechtsdrehendes a-Phenyläthylaminsalz der cis-3,3-Dimethyl-2-(2'-methoxycarbonyl-trans-i'-propenyl)-cyclopropan-

1-carbonsäure (1S,2R).

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ORJGlNAL INSPECTED