DE2213730C3

DE2213730C3 -

Info

Publication number: DE2213730C3
Application number: DE2213730A
Authority: DE
Inventors: Akio Higo; Hajime Tokio Hirai; Nobushige Ikeda Itaya; Hirosuke Yoshioka
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1971-03-23
Filing date: 1972-03-21
Publication date: 1974-12-05
Also published as: DK135312C; CH560655A5; DE2213730A1; DE2213730B2; FR2130464A1; US3922286A; FR2130464B1; CS161938B2; CA975786A; GB1369519A; IT952355B; SU470955A3; BE781035A; NL7203819A; DK135312B

Description

CH₃ CH₃

CH₃

CH₃
COOH

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von optisch aktivem Dihydrochrysanthemolacton der Forme) J

CH₃ CH₃

CH CH

CH₂ CO <■

CH—CH

i !

CH COOH
C
CH, CH₃

(H)

CH — CH

I
CH

C
CH₃ CH₃

(III)

35

40

CH₃ CH₃

45

Das (+J-Dihydrochrysanthemolacton und seine optischen Antipoden sind bekannt und wurden erstmals von S. H. Harper u.a., J. Sei. Food and Agric. Bd. 3 (1952), S. 233, erhalten, jedoch sind von diesen Verbindungen keine genauen physikalischen Eigenschaften außer den grundlegenden Angaben, wie Schmelzpunkte oder optische Drehung, bekannt. Kristallisiert man (+J-Dihydrochrysanthemolacton nach einem üblichen Verfahren um, so erhält man wieder das razemische Ausgangsmaterial. Auch wenn eine Lösung von (+VDihydrochrysanthemolacton mit Impfkristallen von einem der beiden optischen Anti poden angeimpft wird, erhält man nur razemisches Lacton, auch wenn die Lösung stark übersättigt ist.

Es wurde nun erfindungsgemäß festgestellt, daß sich die optisch aktiven Antipoden von Dihydrochrysanthemolacton aus Lösungen des razemischen Lactons durch Versetzen mit Impfkristallen unter geeigneten Bedingungen gewinnen lassen.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Gewinnung von optisch aktivem Dihydrochrysanthemolacton, das dadurch gekenn-In dieser Gruppe von verwandten Verbindungen nimmi also das razemische Dihydrochrysanthemolacton eine Sonderstellung ein.

Zur Auftrennung von eis- und trans-Chrysanthemummonocarbonsäuren in optische Antipoden sind bisher nur Verfahren bekannt, die zum sogenannten zweiten Parsteurschen Verfahren gehören, bei dem die einzelnen Säuren unter Verwendung von optisch aktiven Aminen in Diastereomere verwandelt und die Unterschiede der physikalischen Eigenschaften der beiden Diastereomeren zur Trennung ausgenutzt werden.

Das Eindampfen der (j)-Dihyd .ochrysanthemolactonlösungen in den vorgenannten Lösungsmitteln ist besonders wichtig. Es ist notwendig, daß die Lösung bei der Temperatur, bei der das Animpfen vorgenommen wird, mit dem razemischen Lacton gesättigt oder übersättigt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei Temperaturen von --30 bis +6OC durchgeführt.

Vorzugsweise wird es aber bei Raumtemperatur durchgeführt. Nach dem Auflösen von razemischem Dihydroehrysanthemolacton in den vorgenannten Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen in der erwähnten Konzentration wird die Lösung auf die gewünschte Temperatur gebracht. Anschließend wird sie mit Impfkristallen des (+)- oder (—)-optischen Antipoden versetzt, wobei darauf geachtet wird, daß die Lösung nicht stark bewegt wird. Bei sehr vorsichtigem Animpfen können auch (+)- und (—)-Antipoden gleichzeitig zu einer Lösung an zwei verschiedenen, voneinander weit genug entfernten Punkten als Impfkristalle zugesetzt werden. Die Menge der verwendeten Impfkristalle ist nicht kritisch und hängt

3 4

vom Impfverfahren ab. Es ist wünschenswert, mög- Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonne-

Hchst optisch reine Impfkristalle zu verwenden. Zur nes (+^-Dihydrochrysanthemolacton kann nach einem Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bekannten Verfahren über einen niederen Alkylester

rticht eine katalytische Menge der Impfkristalle aus, der (+J-cis-Chrysanthemummonocarbonsäure in

aber auch größere Mengen können verwendet werden. 5 (+J-cis-Chrysanthemummonocarbonsäure verwandelt

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise werden; vgl. S. H. Harper und R. A. Thⁿmpin einem »quasi stabilen Zustand« durchgeführt. Der son, J. Sei, Food. Agric, Bd. 3 (1952), S. 323. Es Ausdruck »quasi stabiler Zustand« wird im folgenden ist bekannt, daß Ester der (-H-cis-Chrysanthemuman Hand eines Beispiels, in dem η-Hexan als Lösungs- monocarbonsäure mit bestimmten Alkoholen einen mittel verwendet wird, erläutert. Das razemische Lacton io breiten Anwendungsbereich als stark wirkende Inwird in η-Hexan bei einer Temperatur von mehr als sektizide finden; vgl. F. B. LaForge, N. Green 25°C in einer Menge von mindestens 7 Gewichts- und M.S. Schechter, J. Organic Chemistry, prozent, was der Sättigungskonzentration des raze- Bd. 19 (1954), S. 45^, und Bd. 21 (1956), S. 455. mischen Lactons in η-Hexan bei 25°C entspricht, Andererseits kann das nach dem erfindungsgemäßen gelöst, und die Lösung wird anschließend auf 25°C 15 Verfahren erhaltene (—J-Dihydrochrysanthemolacton gekühlt und bei dieser Temperatur stehengelassen. nach dem vorgenannten Verfahren in einen niederen Anschließend werden die Impfkristalle unter unregel- Alkylester der (—i-cis-Chrysanthemummonocarbonmäßigem Rühren zugesetzt, wobei sich so lange säure verwandelt werden, der dan*i nach einem Kristalle abscheiden, bis die Konzentration der Lösung bekannten Verfahren stereospezifisch zu einem 7 Gewichtsprozent an Laclon beträgt. Werden Impf- ao ( f-j-trans-Chrysanthemummonocarbonsäureester isokristalle von razemischem oder optisch aktivem merisiert wird; vgl. M. M a t s u i, H. Y ο s h i ο k a, Lacton zu einer Lösung \on 25"C, die mehr als H. Sakamoto, Y. Yamada und T. Kita-10 Gewichtsprozent Lacton enthält, gegeben, so h a r a, Agricultural and Biological Chemistry, Bd. 31 scheiden sich unabhängig vom Bewegungszustand der (1967), S. 33 und 39.

Lösung so lange razemische Kristalle ab bis die Kon- 15 Es ist bekannt, daß ( + )-trans-Chrysanthemum-

zentration 7 Gewichtsprozent entspricht. Andererseits monocarbonsäure ein wertvolles Zwischenprodukt

tritt beim Animpfen von Lösungen mit einer Konzen- zur Herstellung von Insektiziden vom Pyrethroid-Typ

tration zwischen 7 und 10 Gewichtsprozent mit raze- ist. Diese Insektizide sind für Säugetiere nur wenig

mischen Kristallen trotz der Übersättigung keine toxisch und haben eine ausgezeichnete Wirkung

Kristallisation ein, wenn die Lösung unbewegt ist oder 30 gegen schädliche Insekten.

nur leicht gerührt wird, während der Zusatz von Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung optisch aktiven Impfkristallen die Kristallisation der optisch aktiver Chrysanthemummonocarbonsauren ist entsprechenden optisch aktiven ..'ristalle induziert. 1) die Verwendung von optisch aktiven Aminen und Dieser Zustand wird durch den Unterschied der 2) die Razemisierung von Antipoden, die keinen oder Sättigungskonzentrationen des razemischen Lactons 35 geringen Nutzen haben, nötig. Dies bedeutet einen und der optisch aktiven Lactone verursacht und wird großen Nachteil bei der Durchführung dieser Verfahren als »quasi stabiler Zustand« bezeichnet. Bei der auf kommerzieller Basis.
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist Die Beispiele erläutern die E.iindung.
es vorteilhaft, die (-f-)- und (—)-Antipoden gleichzeitig an weit genug voneinander entfernten Stellen 4° B e i s ρ i e i 1
der gleichen Lösung bzw. des anderen Systems zuzusetzen, da das Impfen mit nur einem Antipoden eine 10 g (_h)-Dihydrochrysanthemolacton von F. 51^r C höhere Konzentration des anderen Antipoden relativ werden bei etwa 4O⁰C in einer zehnfachen Volumenzur Konzentration des ersten Antipoden verursacht menge η-Hexan gelöst, und die entstandene Lösung und deshalb der andere Antipode plötzlich kristallisieren 45 wird auf Raumtemperatur gekühlt. Anschließend wird kann, wenn die Störung des Gleichgewichts der die klare Lösung so vorsichtig mit einer kleinen Menge Konzentrationen ein bestimmtes Maß überschreitet. gereinigter Impfkristalle von (-(-)-Dihydrochrysanthe-Es kristallisieren also die (-f)- und ( (-Antipoden molacton versetzt, daß keine starke Bewegung eintritt, unter Verminderung der Konzentration des raze- Nach 4tägigem Stehen scheidet sich ein einzelner mischen Lactons in der Mutterlauge, wobei schließ- 50 Kristall ab, der mehrere lOOmal größer als die Impflich etwa die Sättigungskonzentration erreicht wird. kristalle ist. Nach dem Abdekantieren der Lösung Anschließend können die ( + )- bzw. (-)-Antipoden erhält man einen 0,5 g schweren optisch aktiven Kristall dem System entnommen werden, und die verbliebene vom F. 80 bis 82^C. Auf Grund der Messung der Mutterlauge kann wieder bei erhöhten Temperaturen optischen Drehung läßt sich feststellen, daß der mit razemischem Lacton versetzt werden. Eine andere 55 Kristall aus optisch reinem (-j-)-Dihydrochrysanthemo-Möglichkeit besteht darin, die verbliebene Mutterlauge lacton besteht,
wieder in den vorgenannten quasi stabilen Zustand 13 e i 5 D i e 1 2 zu bringen, indem die Temperatur der Lösung gesenkt

wird, um das Verfahren zur Gewinnung der optischen In einem 3 Liter fassenden Kolben werden 216 g

Antipoden fortzusetzen. fio (t)-Dihydrochrysanthemolacton bei erhöhter Tem-

Die Zeit, die benötigt wird, um das erfindungs- peratur in 1800 g η-Hexan gelöst, und die entstandene

gemäße Verfahren zur Gewinnung der optischen Lösung wird unter leichtem Rühren auf Raumtempe-

Antipoden von razemischem Dihydrochrysanthemo- ratur gekühlt. Andererseits werden gerinigte Impf-

lacton durchzuführen, hängt von den praktischen kristalle von (-(-)- bzw. (—)-Dihydrochrysanthemo-

Bedingungen ab, wie Sättigungsgrad, Temperatur und 65 lacton in zwei getrennte Abscheidungsbehälter gegeben,

verwendetes Lösungsmittel. Üblicherweise liegt sie die mit fließendem Wasser gekühlt werden können,

bei den Temperaturen von —30 bis +6O⁰C bei Anschließend werden diese Behälter in die Lösung

5 bis 50 Stunden. des razemischen Lactons eingetaucht. Das Kühlwasser

der Abscheidungsbehälter wird auf 23°C und die Lösungsteraperatur auf 26⁰C gehalten. Die Lösung wird 24 Stunden leicht geröhrt. Anschließend werden die Abscheidungsbehälter aus der Lösung genommen und an der Luft getrocknet. Die entstandenen Kristalle der beiden Arten von optisch aktiven Verbindungen werden abgeschabt Man erhält jeweils 7 g Kristalle vom F, 80 bis 82⁰C. Aus der Messung der optischen Drehungen geht hervor, daß die erhaltenen Verbindungen optisch reines (+)- bzw. (—)-Dihydrochrysanthemolacton sind.

Beispiel 3

Man verfährt wie in Beispiel 2, mit der Ausnahme, daß die Raumtemperatur auf 26 bis 27⁰C gehalten wird und die Lösung 41 Stunden leicht gerührt wird. Durch die Abscheidungsbehälter läßt man 19 Stunden Wasser mit einer Temperatur von 23⁰C und anschließend 8 Stunden mit einer Temperatur von 20⁰C fließen. Man erhält jeweils 23 g (+)- bzw. (-)-Dihydrochrysanthemolacton. Das (+)-Dihydrochrysanthemolacton zeigt eine spezifische optische Drehung

von +70,34° (in Chloroform; c =■-■ 4,2) bei 25°C, was einer optischen Reinheit von 92,6% entspricht, während das (—)-Dihydrochrysanthemolacton eine spezifische optische Drehung von —73,37^C (in Chloroform, c = 5,2) bei 25 ⁰C zeigt, was einer optischen

ίο Reinheit von 96,5% entspricht

Die Werte für die optische Drehung von reinem (+)- bzw. (—VDihydrochrysanthemolacton betragen + bzw. -76,6° (in Chloroform, c = 5,0) bei 25⁰C.

B e ί s ρ i e 1 e 4 bis 11

In den Beispielen 4 bis 11 wird gemäß Beispiel 2 verfahren. In der folgenden Tabelle sind die eingesetzten Lösungsmittel und die Ausbeuten an optisch reinem Lacton zusammengestellt.

Beispiel	Menge des eingesetzten (i)-Dihydro-	Lösungsmittel	n-Hexan	Mengt des Lösungsmittels	Ausbeute an optisch reinem Lacton
	chrysanthemo-		Ligroin vom Siedebereich 120 bis 150⁰C
	lactons, g		Gemisch aus Petroläther vom Siedebereich 90 bis	g	g
4	432	120⁰C und Aceton (20: 1)	1800	je 12
5	216	Gemisch aus η-Hexan und Methanol (25: 1)	1500	je 8
6	400	Gemisch aus Petroläther vom Siedebereich 40 bis 90°C	1800	je 7
		und Aceton (30 : 1)
7	410	Gemisch aus η-Hexan und Tetrachlorkohlenstoff	1700	je 10
8	250	(10:1)	1800	je 9
		Gemisch aus Methanol und Wasser (3: 7)
9	300	Gemisch aus Aceton und Wasser (4: 6)	1700	je 8

10	58	440	je 1.7
11	200	lOOC	je 4

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von optisch aktivem Dihydrochrysanthemolaeton, dadurch gekennzeichnet, daß man eine gesättigte oder übersättigte Lösung von razemischem Dihydrochrysanthemolaeton in η-Hexan, Ligroin oder Petroläther, gegebenenfalls in Mischung mit Benzol, Aceton, Methanol, Äthanol oder Tetrachlorkohlenstoff oder in einem Gemisch aus Methanol, Äthanol oder Aceton mit Wasser vorsichtig mit Impfkristallen von optisch aktivem Dihydrochrysanthemolacton bei Temperaturen von —30 bis +60⁰C versetzt und das entstandene Gemisch im quasi stabilen Zustand bis zur Abscheidung von optisch aktivem Dihydrochrysanthe molacton bei —30 bis + 60^:C stehenläßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Razematlösung an zwei verschiedenen, voneinander genügend weit entfernten Stellen gleichzeitig mit ( + )- und (—)-Dihydrochrysanthemolacton impft.

zeichnet ist, daß man eine gesättigte oder übersättigte Lösung von razemischem Dihydrochrysanthemolacton in η-Hexan, Ligroin oder Petroläther, gegebenenfalls in Mischung mit Benzol, Aceton, Methanol, Äthanol 5 oder Tetrachlorkohlenstoff oder in einem Gemisch aus Methanol, Äthanol oder Aceton mit Wasser vorsichtig mit Impfkristallen von optisch aktivem Dihydrochrysanthemolacton bei Temperaturen von —30 bis +60⁰C versetzt und das entstandene Gemisch

ίο im quasi stabilen Zustand bis zur Abscheidung von optisch aktivem Dihydrochrysanthemolacton bei -30 bis +60⁰C stehenläßt.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit dem ersten Pasteurschen Verfahren zur Auftrennung in

optische Antipoden vergleichen, das jedoch im allgemeinen kaum zum Erfolg führt. Das erfindungs gemäße Verfahren läßt sich nicht auf iazemische Chrysanthemummonocarbonsäurederivate, wie razemische cis-Chrysanthemummonocarbonsäure der For-

mel II und razemische trans-Chrysanthemumrr.onocarbonsäure der Formel III, anwenden.