DE2732456A1 - METHOD FOR MANUFACTURING CHRYSANTHEMIC ACID ESTERS AND HOMOLOGOUS THEREOF - Google Patents
METHOD FOR MANUFACTURING CHRYSANTHEMIC ACID ESTERS AND HOMOLOGOUS THEREOFInfo
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18. Juli 1977 7736AJuly 18, 1977 7736A
Verfahren zur Herstellung von Chrysanthemsäureestern undProcess for the preparation of chrysanthemic acid esters and
Homologen hiervonHomologues of these
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Chrysanthemsäureestern und ihren Homologen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Chrysanthemsäureestern und ihren Homologen der folgenden Formel:The invention relates to a process for the preparation of chrysanthemic acid esters and their homologues. In particular, the invention relates to a process for the preparation of chrysanthemic acid esters and their homologues following formula:
C=CH-CH - CH-COOH,C = CH-CH - CH-COOH,
R1' CR 1 'C
R. JR. J
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worin R,. und R~, die gleich oder verschieden sein können, ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise die Methylgruppe sind, R, und R^, die gleich oder verschieden sein können, eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise eine Methylgruppe, oder ein Halogenatom, vorzugsweise ein Fluor-, Chloroder Bromatom sind, oder zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an welches sie gebunden sind, eine Cycloalkylidengruppe mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen bilden, undwherein R ,. and R ~, which can be the same or different Hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and preferably the methyl group, R, and R ^, which may be the same or different, are an alkyl group with 1 to 6 carbon atoms, preferably a methyl group, or a halogen atom, preferably a fluorine, chlorine or Are bromine atoms, or together with the carbon atom to which they are attached, a cycloalkylidene group with up to to form 8 carbon atoms, and
Rc eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise eine Äthyl- oder Propylgruppe ist.Rc is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and preferably is an ethyl or propyl group.
Die Verbindungen der Formel I sind wertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung von synthetischen Pyrethroiden mit insektiziden Eigenschaften der Art, wie sie beispielsweise in Nature, 246, 16. 11. 1973, Seiten 169/170 beschrieben sind.The compounds of the formula I are valuable intermediates for the preparation of synthetic pyrethroids with insecticidal properties of the type described, for example, in Nature, 246 , 11/16/1973, pages 169/170.
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Chrysanthemsäureestern und Homologen und Analogen hiervon der Formel I, wobei das erfindungsgemäße Verfahren gegenüber vorbekannten Arbeitsweisen signifikante Verbesserungen hinsichtlich des Ausgangsmaterials und der Verfahrensökonomie auf v/ei st.The invention relates to an improved process for the preparation of chrysanthemic acid esters and homologues and analogs thereof of the formula I, the process according to the invention having significant improvements over previously known methods of operation the starting material and the process economy on v / ei st.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß (1) ein Epoxid der folgenden FormelThe process according to the invention is characterized in that (1) an epoxide of the following formula
C-CH0-CH-C IIC-CH 0 -CH-C II
** Xl ° R2** Xl ° R 2
worin X^ ein Halogenatom und vorzugsweise ein Chlor- oder Bromatom ist, und R^, Rp, R, und R^, die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen, mit einem Malonsäureester der folgenden Formel:wherein X ^ is a halogen atom and preferably a chlorine or Is bromine atom, and R ^, Rp, R, and R ^, those given above Have meanings with a malonic acid ester of the following formula:
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IIIIII
worin Rg eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise eine Äthyl- oder Methylgruppe ist, in Anwesenheit von einem Äquivalent einer Base unter Bildung einer Verbindung der folgenden Formel:wherein Rg is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and is preferably an ethyl or methyl group, in Presence of one equivalent of a base to form a compound of the following formula:
R/i - C-CH2-CH - CH-COOR6 / R-C C=O R / i - C-CH 2 -CH - CH-COOR 6 / RC C = O
xi V\ / x i V \ /
R2 ° R 2 °
umgesetzt wird,is implemented,
(2) das Lacton der Formel IV in Anv/esenheit eines inerten Lösungsmittels zur Herbeiführung der Entfernung der Carbalkoxygruppe und zur Gewinnung eines Lactons der folgenden Formel(2) the lactone of formula IV in the presence of an inert solvent to effect removal of the carbalkoxy group and to obtain a lactone represented by the following formula
R, - C-CH0-CH - ClIR, - C-CH 0 -CH - ClI
„ / R1-C C=O"/ R 1 -CC = O
xi V\s x i V \ s
R2 R 2
erhitzt wird,is heated,
(3) das Lacton der Formel V mit einem chlorierenden oder hydro chlorierenden Mittel und mit einem aliphatischen Alkohol RcOH, worin R1- die zuvor angegebene Bedeutung besitzt, zur Herbeiführung einer Ringaufspaltung, einer Chlorierung und Veresterung unter Bildung eines Erters der folgenden Formel:(3) the lactone of the formula V with a chlorinating or hydrochlorinating agent and with an aliphatic alcohol RcOH, in which R 1 - has the meaning given above, to bring about ring splitting, chlorination and esterification with the formation of a compound of the following formula:
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- C-CH-CH-CHo-C00R_- C-CH-CH-CH o -C00R_
' VI'VI
χ Ri"cv
χι V \χ R i " c v
χ ι V \
R2 ClR 2 Cl
umgesetzt wird,is implemented,
der Ester der Formel VI mit zwei Äquivalenten einer Base zur Herbeiführung einer Chlorwasserstoffabspaltung und einer internen Kondensation unter Bildung des gewünschten Produktes der Formel I behandelt wird.the ester of formula VI with two equivalents of a base to induce elimination of hydrogen chloride and an internal condensation to form the desired product of formula I is treated.
Die einzelnen Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im folgenden mehr ins einzelne gehend näher erläutert.The individual stages of the process according to the invention are explained in greater detail below.
Die Stufe (1), die Kondensation zwischen dem Epoxid der Formel II und dem Malonsäureester der Formel III, wird in Anwesenheit von einem Äquivalent an Base durchgeführt. Jede geeignete organische oder anorganische Base kann zu diesem Zweck verwendet werden, vorzugsweise Natriumäthoxid und/oder -methoxid. Die Reaktion wird vorzugsweise in Anwesenheit eines inerten Lösungsmittels durchgeführt. Die Auswahl des Lösungsmittels ist nicht kritisch, und jedes polare oder nicht-polare, protische oder aprotische Lösungsmittel kann verwendet werden, vorzugsweise Äthanol und Methanol.Step (1), the condensation between the epoxide of formula II and the malonic acid ester of formula III, is in the presence carried out from one equivalent of base. Any suitable organic or inorganic base can be used for this purpose are, preferably sodium ethoxide and / or methoxide. The reaction is preferably in the presence of an inert Solvent carried out. The choice of solvent is not critical and either polar or non-polar, protic or aprotic solvents can be used, preferably ethanol and methanol.
Die Stufe (2), die Entfernung der Carbalkoxygruppe aus dem Lacton der Formel IV, wird bei erhöhtem Temperatur, vorzugsweise 100 0C bis 200 0C, und in Anwesenheit eines inerten Lösungsmittels durchgeführt. Jedes protir.che oder aprotirche Lösungsmittel kann verwendet werden. Bevorzugte Lösungsmittel sind: Dimethylsulfoxid (DMSO), Dimethylformamid (DMF), Hexamethylphosphortriamid (ΗΜΓΑ), N-Methyl-2-pyrrolidon (NMF), Methanol, Wasser und Mischungen von zwei oder mehreren dieser Lösungsmittel. Mischungen von Methanol und Wapser sind besonders bevorzugt. Die Reaktion kann mit oder ohne KstaIyKatorThe step (2), the removal of the carbalkoxy group from the lactone of the formula IV is carried out at elevated temperature, preferably from 100 0 C to 200 0 C, and in the presence of an inert solvent. Any organic or aprotic solvent can be used. Preferred solvents are: dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylformamide (DMF), hexamethylphosphoric triamide (ΗΜΓΑ), N-methyl-2-pyrrolidone (NMF), methanol, water and mixtures of two or more of these solvents. Mixtures of methanol and Wapser are particularly preferred. The reaction can be carried out with or without a KstaIyKator
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durchgeführt werden, Katalysatoren sind z. B. ein Alkaliraetallhalogenid oder quaternäres Ammoniumhaiogenid, vorzugsweise Natriumbromid, Kaliumchlorid oder Tetraathylammoniumbromid. Im allgemeinen wird es jedoch bevorzugt, in der Stufe (2) keinen Katalysator zu verwenden.be carried out, catalysts are z. B. an alkali metal halide or quaternary ammonium halide, preferably sodium bromide, potassium chloride or tetraethylammonium bromide. In general, however, it is preferred not to use a catalyst in step (2).
Die Stufe (3) wird vorteilhafterweise bei einer erhöhten Temperatur, vorzugsweise 50 0C bis 150 0C und in Anwesenheit eines Katalysators durchgeführt. Geeignete Katalysatoren sind Lewis-Säuren, z. B. FeCl5, NiCIp, BF, und ZnCIp, wobei hiervon FeCl, bevorzugt ist. Geeignete chlorierende oder hydrochlorierende Mittel sind z. B.: SOCl2, HCl, PCI,, PCIc, POCl5, COCl2 und CSCl2.Stage (3) is advantageously carried out at an elevated temperature, preferably from 50 ° C. to 150 ° C., and in the presence of a catalyst. Suitable catalysts are Lewis acids, e.g. B. FeCl 5 , NiClp, BF, and ZnClp, of which FeCl is preferred. Suitable chlorinating or hydrochlorinating agents are e.g. E.g .: SOCl 2 , HCl, PCI ,, PCIc, POCl 5 , COCl 2 and CSCl 2 .
Die Stufen (i) der Ringspaltung und der Chlorierung und (ii) der Veresterung können gleichzeitig durchgeführt werden, d.h. in einem einzigen Reaktionsgemisch, welches das Lacton V, das chlorierende oder hydrochlorierende Mittel, den Alkohol R1-OH und, vorzugsweise, den Katalysator enthält, oder in Stufen, d.h. das Lacton V wird zuerst mit dem chlorierenden oder hydrochlorierenden Mittel, vorzugsweise in Anwesenheit des Katalysators, und dann mit dem Alkohol Rj-OH umgesetzt. Im letzteren Fall, d. h. bei der stufenweisen Durchführung, wird es bevorzugt, das Zwischenprodukt nicht zu isolieren, sondern den Alkohol Rc-OH zu dem Reaktionsgemisch hinzuzusetzen, wenn die Ringspaltung und die Chlorierung abgeschlossen sind.The stages (i) the ring cleavage and the chlorination and (ii) the esterification can be carried out simultaneously, ie in a single reaction mixture which contains the lactone V, the chlorinating or hydrochlorinating agent, the alcohol R 1 -OH and, preferably, the catalyst contains, or in stages, ie the lactone V is reacted first with the chlorinating or hydrochlorinating agent, preferably in the presence of the catalyst, and then with the alcohol Rj-OH. In the latter case, ie in the case of the step-wise implementation, it is preferred not to isolate the intermediate product, but to add the alcohol Rc-OH to the reaction mixture when the ring cleavage and the chlorination have been completed.
Es wird bevorzugt, die zuvor beschriebenen Stufen (i) und (ii) gleichzeitig unter Verwendung eines ReaktionsgemiEches, das SOCl2 als Chlorierungsmittel, Äthyl- oder Propylalkohol als Alkohol R5OH und FeCl5 als Katalysator enthält, durchzuführen. Aich ist es bevorzugt, diese Reaktionen unter überatmosphärischem Druck durchzuführen, wobei geeignete Drucke von der verwendeten Ausrüstung abhängen, jedoch z. B. bis zu 20 atm oder mehr betragen können.It is preferred to carry out the steps (i) and (ii) described above simultaneously using a reaction mixture which contains SOCl 2 as the chlorinating agent, ethyl or propyl alcohol as the alcohol, R 5 OH and FeCl 5 as the catalyst. It is also preferred to carry out these reactions under superatmospheric pressure, suitable pressures depending on the equipment used, but e.g. B. can be up to 20 atm or more.
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Die Stufe (4), die Reaktion zwischen dem Ester der Formel VI und zwei Äquivalenten an Base zur Herbeiführung der Chlorwasserstoffabspaltung
und der internen Kondensation unter Anlieferung des gewünschten Produktes der Formel I, wird vorzugsweise
bei niedriger Temperatur, vorzugsweise nicht mehr als
0 0C1 in Anwesenheit eines inerten Lösungsmittels durchgeführt.
Die Auswahl des Lösungsmittels ist nicht kritisch, und jedes polare cder nicht-polare, protische oder aprotische Lösungsmittel
kann verwendet werden. Bevorzugte Lösungsmittel sind
t.-Butanol, Dimethylformamid und Äther, z. B. Dioxan, Tetrahydrofuran
oder Dimethoxymethan. Jede geeignete anorganische
oder organische Base kann verwendet werden, bevorzugte Basen sind Natrium- oder Kalium-äthoxid, -tert.-butoxid und -tert.-amyloxid.
Step (4), the reaction between the ester of the formula VI and two equivalents of base to bring about the elimination of hydrogen chloride and the internal condensation with delivery of the desired product of the formula I, is preferably carried out at low temperature, preferably not more than
0 0 C 1 carried out in the presence of an inert solvent. The choice of solvent is not critical and any polar or non-polar, protic or aprotic solvent can be used. Preferred solvents are
t-butanol, dimethylformamide and ether, e.g. B. dioxane, tetrahydrofuran or dimethoxymethane. Any suitable inorganic or organic base can be used; preferred bases are sodium or potassium ethoxide, tert-butoxide and tert-amyloxide.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. The invention is illustrated in more detail by means of the following examples.
Beispiel 1
Stufe_1 example 1
Step 1
Eine Lösung von 81,4 g = 0,40 Mol 2,3-Epoxy-2-methyl-5,5,5-trichlorpentan
in 100 ml absolutem Äthylalkohol wurde zu einer gerührten Lösung von 9,2 g = 0,40 Mol Natrium und 64,2 g =
0,40 Mol Diäthylmalonat in 900 ml absolutem Äthylalkohol bei 40 0C während einer Zeitspanne von 25 Minuten zugesetzt. Das
Reaktionsgemisch wurde dann für 30 Minuten gerührt y die Temperatur
wurde auf 70 C angehoben, und das Rühren wurde für eine weitere Stunde fortgeführt. Es wurden 275 ml 2N HpSO^ hinzugegeben
und das Gemisch wurde zweimal mit 500 ml Äthyläther
extrahiert. Die ätherischen Extrakte wurden vereinigt, unter wasserfreiem MgSO^ getrocknet und eingedampft, wobei 3-Carbäthoxy-5,5-dimethyl-4-(2,2,2-trichloräthyl)-T-butyrolacton
in
einer Ausbeute von 70 % erhalten wurde.A solution of 81.4 g = 0.40 mol of 2,3-epoxy-2-methyl-5,5,5-trichloropentane in 100 ml of absolute ethyl alcohol became a stirred solution of 9.2 g = 0.40 mol of sodium and 64.2 g =
0.40 mole of diethyl malonate were added in 900 ml of absolute ethyl alcohol at 40 0 C for a period of 25 minutes. The reaction mixture was then stirred for 30 minutes and the temperature was raised to 70 ° C. and stirring was continued for a further hour. 275 ml of 2N HpSO ^ were added and the mixture was washed twice with 500 ml of ethyl ether
extracted. The ethereal extracts were combined, dried under anhydrous MgSO ^ and evaporated, 3-carbethoxy-5,5-dimethyl-4- (2,2,2-trichloroethyl) -T-butyrolactone in
a yield of 70 % was obtained.
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Beispiel 2
Stufe_2 Example 2
Level 2
Eine Lösung von 57 g = 0,18 Mol 3-Carbäthoxy, 5^'5-dimethyl-4-(2,2,2-tΓichloΓäthyl)-yι-butyΓolacton und 3 ml Wasser in 2?0 ml DIlF wurde 3 Stunden bei 130 0C gerührt. Nach dem Abkühlen des Reaktionsgemisches wurden Wasser und Äther hinzugesetzt, und das Rühren wurde für weitere 0,5 Stunden fortgeführt. Die ätherische Schicht wurde abgetrennt und eingedampft, wobei 5,5-Di"aethyl-4-(2,2,2-trichloräthyl)-3*-butyrolacton in einer Ausbeute von 95 % erhalten wurde.A solution of 57 g = 0.18 mol of 3-carbethoxy, 5 ^ '5-dimethyl-4- (2,2,2-tΓichloΓäthyl) -y ι -butyΓolacton and 3 ml of water in 2? 0 ml DIlF was 3 hours stirred at 130 0 C. After cooling the reaction mixture, water and ether were added and stirring was continued for an additional 0.5 hour. The ethereal layer was separated and evaporated, 5,5-Di "ethyl-4- (2,2,2-trichloroethyl) -3 * -butyrolactone was obtained in a yield of 95%.
Stufe_3Level 3
21,9 g = 0,09 Mol 5,5-Ditnethyl-4-(2,2,2-trichloräthyl)-T-butyrolacton und 42,8 g = 0,36 Mol SOCl2 wurden mit 18,4 g = 0,4 Mol Äthanol und 1 g FeCl, vermischt. Das Gemisch wurde dann auf 80-85 C während 3 Stunden in einem Druckreaktionsgefäß bei 20 atm erhitzt. Aus dem Reaktionsgeaisch wurde Äthyl-4-chlor-4-methyl-3-(2,2,2-trichloräthyl)-pentanoat in einer Ausbeute von 60 % isoliert.21.9 g = 0.09 mol of 5,5-diethyl-4- (2,2,2-trichloroethyl) -T-butyrolactone and 42.8 g = 0.36 mol of SOCl 2 were 18.4 g = 0 , 4 mol of ethanol and 1 g of FeCl, mixed. The mixture was then heated to 80-85 ° C for 3 hours in a pressure reaction vessel at 20 atm. Ethyl 4-chloro-4-methyl-3- (2,2,2-trichloroethyl) pentanoate was isolated in a yield of 60% from the reaction mixture.
Beispiel 4
Stufe_4 Example 4
Level 4
1,48 g = 0,005 Mol Äthyl-4-chlor-4-methyl-3-(2,2,2-trichloräthyl)-pentanoat und 3,4 g = 0,03 Mol Kalium-tert.-butoxid wurden in 150 ml trockenem Tetrahydrofuran unter einer Stickstoff atmosphäre umgesetzt. Die Reaktion wurde bei einer Temperatur zwischen -70 0C und -10 0C durchgeführt und ergab nahezu quantitativ ein Gemisch von eis- und trans-Äthyl-3-(2,2-dichlorvinyl)-2,2-dimethyl-cyclopropan-carboxylat. 1.48 g = 0.005 mol of ethyl 4-chloro-4-methyl-3- (2,2,2-trichloroethyl) pentanoate and 3.4 g = 0.03 mol of potassium tert-butoxide were in 150 ml reacted dry tetrahydrofuran under a nitrogen atmosphere. The reaction was carried out at a temperature between -70 0 C and -10 0 C to give almost quantitatively a mixture of cis- and trans-ethyl-3- (2,2-dichlorovinyl) -2,2-dimethyl-cyclopropane-carboxylate .
709884/0946709884/0946
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Legal Events
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OHJ | Non-payment of the annual fee |