DE3203379A1 - Verfahren zur herstellung von 2,2-dimethyl-3-(ss-fluor-ss-trifluormethylvinyl)-cyclopropancarbonsaeure und zwischenprodukte in diesem verfahren - Google Patents
Verfahren zur herstellung von 2,2-dimethyl-3-(ss-fluor-ss-trifluormethylvinyl)-cyclopropancarbonsaeure und zwischenprodukte in diesem verfahrenInfo
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Description
„ u
dr. V. SCHMIED-KOWARZIK · dr. P. WEINHOLD · dr. P. BARZ · München
DIPL.-1NG. G. DANNENBERG · dr. D. GUDEL- dipl-ing. S. SCHUBERT · Frankfurt
SIECFRIEDSTRASSE 8OOO MÜNCHEN
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TELEXt 5215679
SK/SK
K.2931
Montedison S.p.A. 31, Foro Buonaparte
Mailand / Italien
Verfahren zur Herstellung von 2,2-Dimethyl-3-(ß-fluor-ß-trifluormethylvinyl)-cyclopropancarbonsäure
und Zwischenprodukte in diesem Verfahren
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Pyrethroidzwischenprodukten, insbesondere
auf ein Verfahren zur Herstellung von 2,2-Dimethyl-3-(ß-fluor-ß-trifluormethylvinyl)-cyclopropancarbonsäure
und auf die daraus in den verschiedenen Herstellungsstufen
des Verfahrens hergestellten, neuen Zwischenprodukte.
Die 2,2-Dimethyl-3-(ß-fluor-ß-trifluormethylvinyl)-cyclopropancarbonsaure
(im folgenden als Verbindung I bezeichnet) der Formel:
HC χ
NC = CH - CH - CH - COOH (D
NC = CH - CH - CH - COOH (D
ist ein Zwischenprodukt zur Herstellung von Pyrethroidinsektiziden
mit einer hohen pestiziden Aktivität, wobei diese Pyrethroidinsektizide in der italienischen Patentanmeldung Nr. 20.713 A/78 beschrieben werden. Zur Herstellung
dieser Pyrethroide wird die Verbindung I in das entsprechende Acylchlorid umgewandelt, das dann mit geeigneten
Alkoholen, wie z.B. 3-Phenoxy-benzylalkohol,o(-Cyan-3-phenoxybenzylalkohol
oder 2-Methyl~5-benzyl-3-furylmethylalkohol, kondensiert wird. Das Maß der durch diese Pyrethroide
entwickelten pestiziden Aktivität hängt ab von der Isomerie auf dem Cyclopropanring.
Obgleich zwar das trans-Isomere eine gute insektizide Aktivität
hat, ist diese geringer als die des cis-Isomeren. In der italienischen Patentanmeldung Nr. 20 714 A/78 und 31.31C
A/78 werden zwei Verfahren zur Herstellung der Verbindung I beschrieben. Diese Verfahren können durch die in Schema 1
bzw. 2 dargestellten Reaktionsfolgen zusammengefaßt werden:
Schema 1
a) CP-CFBr2+ CH = CH - C(CH )2 - CH2 - COOR
> CP3-CPBr-CH2-CHBr-C(CH3)2-CH2 - COOR (A)
Η3°\ /°Η3
BaSen>
CP - CF = CH - CH - CH - COOR (B)
^ 3
Ό} Α (-2HBr) ^ Ui3
c) B Hydrolyse (I)
c) B Hydrolyse (I)
(R = niedrig Alkyl).
Die Reaktion a) besteht in der Addition von 1,1-Dibromtetrafluoräthan
an einen Ester der 3,3-Dimethyl-4-pentensäure. Dann wird das so erhaltene Addukt A mit Basen behandelt
(Reaktion b) und unterliegt zwei aufeinanderfolgenden Dehydrohalogenierungen mit gleichzeitigem Schluß des
20
Cyclopropanringes. Aus dieser Reaktion erhält man die niedrigen
Alkylester der Verbindung I) (B), die dann zur Bildung der freien Säure einer Hydrolyse unterworfen werden
(Reaktion c).
Schema 2
Schema 2
a«) CP - CPBr2+ CH2 = CH - C(CH3J2 - CH(COOR)2
-£>CP -CFBr - CH2-CHBr - C(CH3)2~CH(COOR)2 (G)
· "
H C (
3V
V) C -^r- >CF_ - CP = CH - CH - C
COOR (D)
—2HBr j I
Hydrolyse
c .) D __—0 (I)
-CO ,-ROH^
(R = niedrig Alkyl, insbesondere mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Ithyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl,
tert.-Butyl).
Die Reaktion a1 von Schema 2 Gesteht in der Addition von
1,1-Dibrom-tetrafluoräthan an einen Ester der 2-Alkoxycarbonyl-3,3-dimethyl-4-pentensäure.
Die Behandlung des Adduktes C mit Basen (Reaktion b1) führt zur Bildung des
1,I-Cyclopropandicarbonsäureesters (D), der nach Hydrolyse
unter besonderen Bedingungen und bei hoher Temperatur die Verbindung I liefert (Reaktion c1)·
Die in Schema 1 und 2 dargestellten Verfahren erlauben die Herstellung von Verbindung I als isomere Mischung in einem
cisitrans-Verhältnis auf dem Cyclopropanring von
nahe 1:1.
Es wurde nun ein neues Verfahren zur Synthese der Verbindung I gefunden, das Ziel der vorliegenden Erfindung ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren enthält als erste Stufe die Herstellung eines Halogenids (Chlorid oder Bromid) der
2,4-Dihalogen-4,5,5,5-tetrafluor-pentansäure (II) der
Formel: cp _ CF _ CHO - CH - C - Z (II)
3 I 2I Ii
in welcher X, Y und Z, die gleich oder voneinander verschieden
sein können, für ein Chlor- oder Bromatom stehen. Die Verbindung II kann direkt durch Umsetzung vin 1,1-Dihalogentetrafluoräthan
mit einem Acryloylhalogenid (Reaktion I von Schema 3) oder durch Reaktion desselben Perhalogenäthans
mit einem Acrylester und anschließende Umwandlung des so erhaltenen Esters in das entsprechende Acylhalogenid
(Reaktion 2a, 2b und 2c von Schema 3) erhalten werden. Eine weitere Alternative besteht in der Umsetzung des Perhalogenäthans
mit Allylalkohol, worauf das so erhaltene Produkt zur Carbonsäure oxidiert und schließlich das entsprechende
Acylchlorid hergestellt wird (Reaktion 3a, 3b und 3c von
Schema 3).
— <5 -
Dann wird die Verbindung II mit Isobuten zur Herstellung
von 2-Halogen-2-(2'-halogen~2',3',3',3f-tetrafluorpropyl)-3,3-dimethylcyclobutanon
(III) kondensiert, das durch Behandlung mit geeigneten Katalysatoren zu 2-(2'-Halogens'
,3',3',3'-tetrafluorpropyl)-3,3-dimethyl-4-halogencyclobutanon
(IV) umgelagert wird. Die Verbindung (IV) liefert durch Behandlung mit Basen die Cyclopropancarbonsäure
(I).
Gegenüber den beiden obigen, in Schema 1 und 2 genannten Verfahren zeigt das erfindungsgemäße Verfahren erhebliche
wirtschaftliche Vorteile, indem es Ausgangsmaterialien (Derivate der Acrylsäure und Isobuten) von geringen Kosten
und leichter Verfügbarkeit verwendet. Weiter sind die verschiedenen Verfahrensstufen leicht durchzuführen und
gewährleisten hohe Ausbeuten. Ein weiterer erheblicher Vorteil besteht darin, daß die Verbindung der Formel I als
isomere Mischung auf dem Cyclopropanring in einem eis:trans
Verhältnis über 4:1 erhalten wird.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren in Betracht kommenden Reaktionen werden im folgenden Schema 3 dargestellt und
weiter unten kommentiert.
Schema 3
Schema 3
Katalysator^
:_—wi-Λ-χ τ uu. — — P — 7.
1) CP0-CFXY + CH^ = CH - C - Z -»CP -Cg-CHg-CH-C-Z (II)
O XYO
2a) CP.,-CFX Y+CHn = CH - C - OR : *CF_-CP-CH0-CH-C-OR (A)
3 2 Il 3I 2I [I
Katalysator
XYO 2b) (A) CP-CF-CH0-CH -.C-OH (B.)
3I 2II
XYO
ο ο η ο ο τ
2c) (Bj Halogenieruiigsmittel II
3a) CF_-CFXY+CH0=CH-Ch0-OH Katalysator ^ CF_-CF-CH0-CH-CH0OH
5 3 2 2 3 ί I
Oxidation
3b) (C) *- CF, - CF - CH0 - CH - COOH (B.)
3b) (C) *- CF, - CF - CH0 - CH - COOH (B.)
3I 2I
io ■ XY
Halogenierungsmittel
iiaio genierungsmitt e ι
3c) (B) — 1> (ID
3c) (B) — 1> (ID
H3C
15 ^
Base ^ X \
4) (II) + CH2=C(CH3)2 >CF3-CF-CH2 C
2 ^
χ γ C
!I
Ö (III)
Hn
fts
-O Oil
5) (in) Katalysator CF -CF - CH2
, - CH CH - Y (IV)
H3C\ ζ08 3
30 . \ /
6) (IV) Base ^ CF^ - CF = CH - CH CH - COOH (I)
-HY
35 (χ, Y und Z, die gleich oder voneinander verschieden sein
können, stehen für Cl oder Br; R = C^-C/ Alkyl).
Die Reaktion 1 von Schema 3 zeigt die Addition eines 1,1-Di halogentetrafluoräthans an ein Acryloylhalogenid (Chlorid
oder Bromid) zur Herstellung des Adduktes II, d.h. das
Halogenids einer 2,4-Dinalogen-4,5,5,5-tetrafluorpentansäure
Wenn das Ausgangsperhalogenäthan das 1,1-Dibromtetrafluor- ■
äthan ist (X = Y = Br), erfolgt die Reaktion zweckmäßig in einem Autoklaven und in Anwesenheit von Eisenpeta.-carbonyl
und Dimethylformamid in katalytischer Menge- Es ist nicht notwendig, Lösungsmittel zu verwenden.
Die Reaktionen 2a, 2b und 2c zeigen ein Verfahren, das eine Alternative zu Reaktion I ist, indem es wiederum zum Addukt
II führt.
Die Reaktion 2a wird analog zu Reaktion I durchgeführt, indem man einen Alkylester anstelle eines Halogenids einer
Acrylsäure verwendet; somit wird statt des Acylhalogenids der entsprechende Ester A erhalten.
Dieser letztere wird dann in die entsprechende Carbonsäure B umgewandelt (Reaktion 2b) und zum AcylChlorid II umgewandelt
(Reaktion 2c). Beide Reaktionen 2b und 2c erfolgen nach den in der organischen Chemie üblichen Verfahren.
Es ist jedoch zweckmäßig, die Reaktion 2b durch Umesterung, z.B. durch Umesterung mit einer Carbonsäure, zweckmäßig einer
niedrig siedenden aliphatischen Carbonsäure, durchzuführen, um eine mögliche Dehydrohalogenierung zu vermeiden,
falls die Hydrolyse in einem basischen Medium erfolgt.
Auch die Reaktionen 3a, 3b und 3c zeigen eine andere Alternative zum Verfahren der Reaktion 1. Reaktion 3a besteht,
analog zu Reaktion 1, in der Umsetzung eines Perhalogenäthans
mit Allylalkohol zur Bildung eines polyhalogenierten Pentylalkohols C. Dann wird die Alkoholgruppe von Verbin-
' j ■ 8 -
dung C in üblicher Weise oxidiert (Reaktion 3b), wodurch man die Carbonsäure B erhält (die gleich der gemäß Reaktion 2b
erhältlichen Verbindung ist), die dann in analoger Weise zu 5Reaktion 2c in das entsprechende Acylhalogenid umgewandelt
wird (Reaktion 3c).
Nach Herstellung des Acylhalogenids II nach einem der obigen Verfahren wird es mit Isobuten zur Herstellung des Cyclobutalonons
III gemäß Reaktion 4 umgesetzt. Die Reaktion 4 erfolgt durch Umsetzung eines Überschusses von Isobuten mit dem
Addukt II in einem Autoklaven und in Anwesenheit eines inerten Lösungsmittels und einer stöchiometrisehen Menge
eines tertiären Amins, bezogen auf Addukt II.
Die Reaktion 5 zeigt in ihren allgemeinen Eigenschaften
ein besonderes Beispiel einer bekannten, als "kine"-Substitution"
bezeichneten Reaktion, in der ein Halogenatim in Stellung 4 eines 2THalogencycobutanons eintritt und
2odadurch gleichzeitig das Halogenatom in Stellung 2 eliminiert .
Wenn die Reaktion katalytisch erfolgt und die in Stellung eintretende Gruppe dasselbe Halogenatom ist, das aus
25Stellung 2 entfernt wurde, dann wird die Reaktion als "kine1
Umlagerung" bezeichnet.
Die obige Reaktion kann unter Verwendung tertiärer Amine oder quaternärer Ammoniumsalze als Katalysator oder durch
3cErhitzen des 2-Halogencyclobutanon in aprotischen polaren
Lösungsmitteln erfolgen.
Die Reaktion 6 erfolgt durch einfache Behandlung der Verbindung IV mit Basen (z.B. üblichen Alkalibasen) in einem
inerten Lösungsmittel in üblicher Weise.
Die oben dargestellten Reaktionen, die das Ziel der vorliegenden Erfindung sind, können gemäß verschiedenen Verfahrensvarianten
durchgeführt werden.
Ira Folgenden wird eine praktische Ausführungsform des Verfahrens beschrieben, die die Erfahrungen aus der Untersuchung
der verschiedenen Verfahrensstufen zusammenfaßt und die
jdurch die Ausführungsbeispiele weiter veranschaulicht wird.
Die Reaktionen 1 und 2a (Schema 3) können zweckmäßig erfolgen, indem man 2 bis 3 Mol CF,-CFXY und eine katalytische
Menge, z.B. 4 Gew -%, Dimethylformamid in einen Glasautoklavei
Kgibt. Bei einer Temperatur von etwa 140 C werden dann
getrennt und allmählich 1 Mol CF3-CFXY, in welchem etwa 1
Gew.-96 Eisenpentacarbonyl gelöst wurden, und 1 Mol des
Derivates der Acrylsäure (bzw. das Chlorid oder der Ester) in den Autoklaven gegeben. Dann wird die Mischung unter
führen 3 bis 7 Stunden derselben Temperatur ausgesetzt,
worauf die Verbindung II oder A in hohen Ausbeuten (85 bis 90 %, bezogen auf das Acrylsäurederivat) durch Destillation
gewonnen wird.
2oAuch die Reaktion 3a kann zweckmäßig unter Verwendung von
Eisenpentacarbonyl als Katalysator, entweder in Masse oder in einem Alkohol als Lösungsmittel, durchgeführt werden.
Die Reaktion 2b erfolgt mit guten Ergebnissen durch Umeste- »rung, z.B. mit Ameisensäure in Anwesenheit einer geringen
Menge einer Mineralsäure nach üblichen Verfahren.
Die Oxidation des Alkohols C zur Carbonsäure B (Reaktion 3b) 3oerfolgt leicht durch die für derartige Reaktionen übliche
Standardoxidationssysteme, wie konz. Salpetersäure, in Anwesenheit von Kupfersalzen, und Vanadiumpentoxid (V2O5). Auch
die Reaktion 2c (und 3c) besteht in der Umwandlung der Carbonsäure B in das entsprechende Acylhalogenid, und sie
35erfolgt nach üblichen Verfahren. Ein geeignetes Halogenierungsmittel
ist Thionylchlorid, das zu den Verbindungen der Formel II führt, in λ^θΙοΙαβΓ Z = Cl ist.
; - IQ -
Die Reaktion 4 erfolgt zweckmäßig, indem man einen Autoklaven mit Isobuten und Verbindung II in einem inerten
Lösungsmittel, wie einem aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff, und einer stöchiometrischen Menge eines
tertiären Amins, bezogen auf Verbindung II, beschickt. Nach einigen Stunden Rühren bei etwa 60 C wird die Reaktionsmischung aufgearbeitet und die Verbindung III durch Destillation
isoliert.
Die Umlagerung der Verbindung III in Verbindung IV (Reaktion 5) wird mit guten Ergebnissen erreicht, indem man eine
Lösung aus Verbindung III in einem inerten Lösungsmittel, z.B. einem aromatischen Kohlenwasserstoff oder- Dimethylformamid,
und in Anwesenheit eines quaternären Ammoniumsalzes oder eines aliphatischen tertiären Amins als Katalysator
auf etwa 100 bis 1100C erhitzt. Die Verbindung IV wird dann durch Destillation isoliert. Durch Behandlung der
Verbindung IV in einem inerten Lösungsmittel mit alkalisehen Basen (Reaktion 6) erhält man die Verbindung I, die
durch Ansäuern, Extraktion und Destillation abgetrennt oder in das entsprechende Acylhalogenid umgewandelt und in
dieser Form durch Destillation isoliert werden kann. Nach Wunsch kann das von Verbindung I hergeleitetet Acylhalogenid
leicht in die freie Säure I umgewandelt werden.
Zur Herstellung von Pyrethroiden, für welche die Verbindung I bestimmt ist, ist es jedoch im allgemeinen zweckmäßig,
sich des entsprechenden Acylchlorids zu bedienen, das so direkt mit einem geeigneten Alkohol in oben beschriebener
Weise umgesetzt werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man die Verbindung I in einem isomeren
cis:trans-Verhältnis auf dem Cyclopropanring von über 4:1.
Soweit bekannt sind die unter die folgenden allgemeinen
Formel gruppierbaren, polyhalogenierten Derivate der Pentan—säure
II, A und B (vgl. Schema 3)
ib
CF,- CF - CH9 - CH - R1
X Y
in welcher R1 für Cl, Br, OH und OR steht und R C1-C,
Alkyl bedeutet sowie X und Y für Cl oder Br stehen, und die Cyclobutanone III und IV neue Verbindungen
und somit ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende _ „. ,
Erfindung.
Herstellung des Methylesteis der 2,4-Dibrom-4,5,5,5-Tetrafluorpentansäure
(Reaktion 2a, Schema 3)
CF* - CFBr - CH0 - CHBr - COOCH^
3 2 3
In einen mit mechanischem Rührer versehen Autoklaven wurden 780 g (3 Mol) 1,1-Dibromtetrafluoräthan (CF3-CFBr2
und 40 g Dimethylformamid eingeführt. Der Autoklav wurde
verschlossen und unter stündigem Rühren auf 140 C erhitzt
20
Während 4 bis 6 Stunden wurde durch eine Meßpumpe eine Lösung aus
1 Mol Methylacrylat (CH2=CH-COOCH3)
5 Mol Eisenpentacarbonyl /Fe(CO)5 J und
260 g CF^-CFBr9
-^
in den Autoklaven eingeführt. Nach beendeter Zugabe wurde weitere 2 Stunden bei derselben Temperatur gerührt.
Nach dem Abkühlen wurde die Reaktionsmasse einer fraktionierten Destillation unterworfen, wodurch man die folgenden
Fraktionen erhielt:
Fraktion
I 874 g (3,36 Mol) nicht umgesetztes CF3-CFBr2
II 0,32 Mol nicht "umgesetzter Acrylester III 0,56 Mol des gewünschten Produktes (Kp.^ 5mm^°°c
(umwandlung des Acrylesters = 68 %; Ausbeute an gewünsch-35
tem Produkt, bezogen auf den umgesetzten Acrylester = 82 0A).
Die Struktur des Produktes wurde durch IR Analyse und Massenspektroskopie bestätigt.
Nach dem Verfahren gemäß Beispiel 1 wurden die folgenden Verbindungen hergestellt:
- der Äthylester der 2,4-Dibrom-4,5,5,5-tetrafluorpentansäure;
Kp.3mm6O°C;
- der n-Butylester der 2,4-Dibrom-4,5,5,5-tetrafluor- .
- der n-Butylester der 2,4-Dibrom-4,5,5,5-tetrafluor- .
pentansäure,· kP«q 2mm^°°C*
Für beide Verbindungen entsprachen die Daten der IR Analyse und der Massenspektroskopie der angenommenen Struktur.
Beispiel 3
Herstellung von 2,4-Dibrom-4,5,5,5-tetrafluorpentansäure
(Reaktion 2b)
CF3 - CFBr - CH2 - CHBr - COOH
Die Herstellung erfolgte durch Umesterung eines der in Beispiel 1 und 2 beschriebenen Ester.
In einen mit einer Fraktionierungskolonne (mit 3 bis 4 theoretischen Böden) versehenen Reaktor wurden eingeführt:
1 Mol des Äthylesters der 2,4-Dibrom-4,5,5>5-tetrafluor-
pentansäure
1 ml konz. H2SO^
138 g (3 Mol) Ameisensäure
1 ml konz. H2SO^
138 g (3 Mol) Ameisensäure
Die Reaktionmischung wurde zum Sieden erhitzt und 8 bis Stunden auf dieser Temperatur gehalten, wobei vom Kolonnenkopf
das gebildete Äthylformiat abgezogen wurde. Nach Entfernung des Äthylformiates wurde auch die überschüssige
Ameisensäure entfernt, und man erhielt als Rückstand eine
praktisch stöchiometrische Menge der gewünschten Säure;
KP-3mm65°C·
Beispiel 4
Beispiel 4
Herstellung von 2,4-Dibrom-4,5,5,5-tetrafluor-1-pentanol
(Reaktion 3a)
CF3 - CFBr - CH2 - CHBr - CH2OH In einen mit Stickstoff durchgespülten Glasautoklaven wurden eingeführt:
CF3 - CFBr - CH2 - CHBr - CH2OH In einen mit Stickstoff durchgespülten Glasautoklaven wurden eingeführt:
3203373
58 g (1 Mol) Allylalkohol (CH2=CH-CH2OH)
520 g CF3-CFBr2
Dann wurde der Autoklav verschlossen und auf 1300C erhitzt;
anschließend wurde innerhalb von 4 Stunden eine Lösung aus 2 ml Fe(CO)5 in 60 ml Isopropanol eingeführt.
Diese Mischung wurde eine weitere Stunde bei 1300C belassen.
Nach Abkühlen der Mischung wurde sie einer fraktionierten Destillation unterworfen, und es wurde die bei 560C
und 2mmm Hg Druck siedende Fraktion gesammelt; sie bestand aus 170 g des gewünschten Produktes, das einen gaschromatographischen
Titer von 93 % zeigte.
Die Daten der IR-, NMR- und Massenspektroskopie entsprachen der angenommenen Struktur.
Herstellung von 2,4-Dibrom-4,5,5,5-tetrafluorpentansäure
(Reaktion 3b)
CF - CFBr - CH2 - CHBr - COOH
In einen wärmegeregelten Reaktor wurden eingeführt
182 ml konz. HNO3
0,8 g Kupfer
0,8 g Kupfer
0,2 g V2O5
Diese Mischung wurde auf 700C erhitzt, dann wurde unter heftigem
Rühren und innerhalb von 15 Minuten eine Lösung aus 25,6 g 2,4-Dibrom-4,5,5,5-tetrafluorpentan-1-ol (erhalten
wie in Beispiel 4 beschrieben) in 40 ml Eisessig zugefügt.
Die Reaktionsmischung wurde weitere 90 Minuten bei 700C
gerührt, dann auf Zimmertemperatur abkühlen gelassen und anschließend mit 300 ml Methylenchlorid (CH2Cl2) extrahiert
Anschließend wurde der Extrakt 2 Mal mit je 250 ml Wasser
gewaschen und auf wasserfreiem Na2SO^ getrocknet. Das
Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, und so erhielt man 27 g eines Rückstandes, der aus dem
gewünschten Produkt bestand (Gas-Flüssigkeits-chromatographischer
Titer über 75 %).
Herstellung von 2,4-Dibrom-4,5,5,5-tetrafluorpentan- ■
säurechlorid (Reaktion 2c oder 3c)
CF, - CFBr - CH9 - CHBr -C-Cl
1 Mol 2,4-Dibrom-4,5,5,5-tetrafluorpentansäure (Jaerger ■
stellt wie in Beispiel 3 oder 5) wurde zusammen mit 2 Mol Thionylchlorid zum Rückfluß erhitzt. Nach 4 Stunden wurde
die Mischung abkühlen gelassen und dann einer fraktionierten Destillation unterworfen; es wurde die bei 550C und
7 mm Hg Druck siedende Fraktion gesammelt, die· aus 330 g des gewünschten Acylchlorids bestand.
IR: 1790 + 10 cm""1 (v>C=O).
15 Beispiel 7_
Herstellung von 2-Brom-2-(2'-brom-2',3',3',3'-tetrafluorpropyl)-3,3-dimethyl-cyclobutanon
(Reaktion 4)
CP - CPBr -
In einen mit einem mechanischen Rührer versehenen Autoklaven
wurden durch Einsaugen eingeführt: 320 g (5,71 Mol) Isobuten /CH2=C(CH3J2 J
400 ml n-Hexan
Diese Reaktionsmischung wurde auf 1000C erhitzt, und unter
Diese Reaktionsmischung wurde auf 1000C erhitzt, und unter
■ 30 ständigem Rühren wurden in den Autoklaven getrennt eine
Lösung aus 100 g (0,2853 Mol) des Chlorids der 2,4-Dibrom-
■ 4,5,5,5-pentansäure (hergestellt wie in Beispiel 6) in
' 150 ml η-Hexan und eine Lösung aus 29 g (0,2853 Mol)
! Triäthylamin in 160 ml η-Hexan eingeführt.
35
Nach beendeter Zugabe wurde die Reaktionsmischung auf Zimmertemperatur
abkühlen gelassen und zur Abtrennung von Triäthylaminhydrochlorid filtriert. Nach Abdampfen des über-
-abschüssigen Isobutens und des η-Hexans erhielt man 103 g
eines Rückstandes, der destilliert wurde und aus dem man so die bei 70-720C und 0,5 mm Hg siedende Fraktion sammelte;
diese bestand aus 85 g des gewünschten Produktes (GLC Titer über 90 %).
IR: 1791 + 1 cm"1 ( 0 C=O).
Massenfragmentation:
326 (M+ - CH2 = C = 0, Hauptspitze)
IR: 1791 + 1 cm"1 ( 0 C=O).
Massenfragmentation:
326 (M+ - CH2 = C = 0, Hauptspitze)
312 /M+ - CH2 = C(CH^)2 7
147
133
69
Beispiel 8
147
133
69
Beispiel 8
Herstellung von 2-(2'-Brom-2',3',3',3'~tetrafluorpropyl)-3,3-dimethyl-4-brom-cyclob.utanon
(Reaktion 5)
H3C CH.
CFBr - CH0-CH ^CH - Br
2 v.
Zu einer Lösung aus 1 g Tetrabutylammoniumbromid /Tc4Ho)4N+Br-J in 30 ml Dimethylformamid, die auf 11O0C
erhitzt war, wurden innerhalb von 10 Minuten 30 g des gemäß Beispiel 7 erhaltenen Cyclobutanons zugefügt. Nach beendeter
Zugabe wurde die Reaktionsmischung 1 Stunde bei der- j selben Temperatur belassen, auf Zimmertemperatur ätkühTaa' lasset
mit 50 ml CH9CIp verdünnt und mit Wasser gewaschen, bis ;
alles Dimethylformamid entfernt war. |
Dann wurde die organische Lösung auf wasserfreiem Na2SO4
getrocknet und das Lösungsmittel durch Abdampfen unter vermindertem Druck entfernt, wodurch man 24 g eines Rückstands
erhielt, der aus zwei Produkten bestand, die durch fraktionierte Destillation getrennt werden können.
Die zwischen 72 und 740C bei 0,5 mm Hg siedende Fraktion
(15 g) erwies sich als das gewünschte Produkt.
IR: 1788 + 1 cm"1 (^ C=O).
Massenfragmentation:
Massenfragmentation:
288 (M+ - HBr)
260 (M+ - HBr - CO)
248 (M+ - CHBr = C=O)
134 /CHBr = C(CH,)2, HauptspitzeJ
69 (CF+)
69 (CF+)
55 (C4H7 +)
Die bei 43-470C und 0,4 mm Hg siedende Fraktion (4 g)
erwies sich als das Produkt der Formel:
H C GH.
W CH,
CP - CPBr - CH2 - CH
3 \c'
3 \c'
Il
IR: 1786 + 1 cm"' ($ C=O) 0
Massenfragmentation: ':
248 (M+ - CH2 = C = 0)
211 (M+ - Br)
69 (Hauptspitze)
56
211 (M+ - Br)
69 (Hauptspitze)
56
Herstellung von 2-(2'-Brom-2',3',3',3'-tetrafluorpropyl)- \
3,3-dimethyl-4-brom-cyclobutanon (Reaktion 5) - !
Zu einer Lösung aus 25 g des wie in Beispiel 7 erhaltenen j Cyclobutanons, das in 50 ml Toluol gelöst und auf 1100C j
erhitzt war, wurde innerhalb von einer Stunde eine Lösung aus 5 ml Tri— n-butylamin /Tn-C4Ho)3NjZ in 10 ml Toluol
zugefügt. Nach beendeter Zugabe wurde die Reaktionmischung I eine weitere Stunde zum Rückfluß erhitzt, auf Zimmertempe-
ratur abgekühlt und mit angesäuertem Wasser gewaschen und auf wasserfreiem Na2SO^ angetrocknet.
- CF = CH - CH
Nach Entfernung des Lösungsmittels unter vermindertem Druck wurde das Roprodukt destilliert, und es wurde die
bei 700C und 0,4 mm Hg siedende Fraktion gesammelt (22 g),
die aus dem gewünschten Produkt bestand (IR und Massenspektrometrie entsprachen der angenommenen Struktur).
Beispiel 10
Herstellung von 2,2-Dimethyl-3-(ß-fluor-ß-trifluormethylvinyl)-cyclopropancarbonsäure
(Reaktion 6)
CH - COOH
Zu einer Lösung aus 4 g NaOH in 60 ml Wasser wurden 15 g
4-Brom-cyclobutanon (erhalten wie in Beispiel 8 oder 9) zugefügt.
Diese Mischung wurde bei Zimmertemperatur 2 Stunden gerührt und dann weitere 2 Stunden bei 1000C gerührt.
Nach Abkühlen auf Zimmertemperatur wurde die Mischung mit 10-?6iger Salzsäure angesäuert und dann 3 Mal mit je 50 ml
CH2Cl2 extrahiert. Die organische Phase wurde auf wasserfreiem
Na2SO^ getrocknet und das Lösungsmittel durch Abdampfen
bei vermindertem Druck entfernt.
So erhielt man 9 g eines Rohproduktes, das durch Destilla- j tion gereinigt wurde und von dem man die bei 63-650C und
0,2 mm Hg siedende Fraktion sammelte (8 g), die sich als das gewünschte Produkt erwies.
Die gasChromatographieehe und NMR Analyse des Produktes
zeigte die folgende isomere Zusammensetzung auf dem Cyclopropanring:
cis-Isomeres: 92 %
trans-Isomeres: 8 %.
cis-Isomeres: 92 %
trans-Isomeres: 8 %.
Claims (1)
- Patentansprüche(T?- Verfahren zur Herstellung von 2,2-Dimethyl-3-(ß-fluorß-trifluormethylvinyl)-cyclopropancarbonsäure der Formel:H3C\ /3C=CH -CH CH - COOH (Ddadurch gekennzeichnet, daß man ein Halogenid (Chlorid oder Bromid) der 2,4-Dihalogen-4,5,5,5-tetrafluorpentansäure der Formel:
CF3 - CF - CH2 - CH - C - Z (II) ·XYOin welcher X, Y und Z, die gleich oder voneinander verschieden sein können, für ein Chlor- oder Bromatom stehen mit Isobuten in Anwesenheit einer Base und eines inerten Lösungsmittels zur Bildung eines 2-Halogencyclobutanons der Formel: H3C\ /CH3F C - CF - CH,- C7 XCH (HD. Ilumsetzt, das sich nach Erhitzen in einem inerten Lösungsmittel .und in Anwesenheit eines quaternären Ammoniumsalzes oder tertiären aliphatischen Amins zu einem 4-Halogencyclobutanon der Formel umlagert:/C\ Civ)F C-CF-CH - CHX CH-Y3I2Xο ■das seinerseits nach Behandlung mit Basen in einem inerten Lösungsmittel die Verbindung der Formel (I) liefert.2.- Verfahren zur Herstellung eines Halogenids der 2,4-Dihalogen-4,5,5,5-tetrafluorpentansäure der Formel:-CF-CH^-CH-C-Z (II)XYin welcher X, Y und Z, die gleich oder voneinander verschieden sein können, für Cl oder Br stehen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 1,1-Dihalogen-tetrafluoräthan der Formel:CF2- CFXYin welcher X und Y die oben angegebene Bedeutung haben, mit einem Ester der Acrylsäure in Anwesenheit von Eisenpentacarbonyl umsetzt und einen Ester der 2,4-Dihalogen-4,5,5,5-tetrafluorpentansäure der Formel: cp _ CF _ CH _ CH - C - OR (A) 3 ι ά ι Πx y οerhält, in welcher X und Y die oben angegebene Bedeutung haben und R für C1-C^ Alkyl steht, der nach Umesterung die freie Säure der Formel:CF, - CP - CH0 - CH - COOH (B) 3 ι 2 jX Yliefert, in welcher X und Y die oben angegebene Bedeutung • haben, worauf diese nach Behandlung mit einem Halogenie-rungsmittel die Verbindung der Formel II liefert. ; ' j J5.- Verfahren zur Herstellung eines Halogenids der 2,4-Di- ! halogen-4,5,5,5-tetrafluorpentansäure der Formel: i35 CP - CP
I- CH2 -CH-C-
i IlZ (ID X Y 0 in welcher X, Y und Z, die gleich oder voneinander ver- schieden sein können, für Cl oder Br stehen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 1,1-Dihalogentetrafluoräthan der Formel:CF3- CFXYin welcher X und Y die oben angegebene Bedeutung haben, mit Allylalkohol in Anwesenheit von Eisenpentacarbonyl zur Bildung eines Alkohols der Formel:CF - CP - CH0 - CH - CH OH (C)3I 2IXYumsetzt, in welcher X und Y die oben angegebene Bedeutung haben, der zur Carbonsäure der Formel:CF - CP - CH0 - CH - COOH (B)3I2IX Yoxidiert wird, in welcher X und Y die oben angegebene Bedeutung haben, worauf letztere schließlich mit einem HaIogenierungsmittel behandelt wird und eine Verbindung der Formel II liefert.4.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isomerisation der Verbindung (III) zu Verbindung (IV) durch Behandlung von Verbindung (III) mit einem quaternären Ammoniumsalz, das in Dimethylformamid gelSst ist, bei 100 bis 11O0C erfolgt.5.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isomerisation der Verbindung (III) zu Verbindung (IV) durch Behandlung von Verbindung (III) mit einem in Toluol gelösten, tertiären Amin bei Rückflußtemperatur erfolgt. \I 306.- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß' in den Verbindungen (II), (III) und (IV) beide Substituen-; ten X und Y für Bromatome stehen. :7.- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, · j daß das 1,1-Dihalogentetrafluoräthanausgangsmaterial ; 1,1-Dibromtetrafluoräthan ist. I8,- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das 1,1-Dihalogentetrafluoräthanausgangsmaterial das 1,1-Dibromtetrafluoräthan ist.9.- Verbindungen der allgemeinen Formel: CP - CP - CH - CH - C - R1 X Y 0in welcher X und Y, die gleich oder voneinander verschieden sind, für Cl oder Br stehen, Rf für Cl, Br, OH oder OR steht, wobei R C1-C^ Alkyl bedeutet.1ö.- Verbindungen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß X = Y = Br ist.11.- Verbindungen der Formel:' H3Cv /CH3C (HDCP_ - CP - CH0 - C CH0Jc /X "in welchen X und Y, die gleich oder voneinander verschieden sind, für Cl oder Br stehen.12.- Die Verbindung 2-Brom-(2'-brom-2·,3',3',3'-tetrafluorpropyl)-3,3-dimethylcyclobutanon.13·- Die Verbindungen der Formel:H3\ /CH3 ,CF„ - CP - CH -"CH XCH - Y■ οX Cin welcher X und Y, die gleich oder voneinander verschieden sind, für Cl oder Br stehen.5 14.- Die Verbindung 2-(2T-Brom-2',3',3',3'-tetrafluorpropyl)-3,3-dimethyl-4-brom-cyclobutanon.Der Patentanwalt:
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---|---|---|---|
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DE2813337A1 (de) * | 1977-03-31 | 1978-10-05 | Ciba Geigy Ag | Verfahren zur herstellung von 2-(2', 2',2'-trihalogenaethyl)-4-halogencyclobutan1-onen |
US4255351A (en) * | 1978-03-14 | 1981-03-10 | Ciba-Geigy Corporation | Sulfonic acid esters of 2,2,2-trichloroethylhydroxycyclobutanones |
GB2031871B (en) * | 1978-10-23 | 1983-01-19 | Ciba Geigy Ag | Process for the production of 2-(2'2'2'-tribromoethyl)-4-chlorocyclobutan-1-ones |
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- 1982-02-01 CH CH620/82A patent/CH651009A5/it not_active IP Right Cessation
- 1982-02-01 JP JP57013437A patent/JPS57146733A/ja active Pending
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- 1982-02-02 DE DE19823203379 patent/DE3203379A1/de not_active Ceased
- 1982-06-14 FR FR8210318A patent/FR2508031A1/fr active Granted
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1984
- 1984-07-16 GB GB08418032A patent/GB2142634B/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
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J. Am. Chem. Soc., 101, 1979, 5853-4 * |
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GB2092578A (en) | 1982-08-18 |
FR2508031B1 (de) | 1984-01-20 |
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IT8119462A0 (it) | 1981-02-02 |
GB2092578B (en) | 1985-03-13 |
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FR2499070A1 (fr) | 1982-08-06 |
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