DE3204692C2

DE3204692C2 -

Info

Publication number: DE3204692C2
Application number: DE19823204692
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr. 5093 Burscheid De Jautelat; Dieter Prof. Dr. 5000 Koeln De Arlt
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1982-02-11
Filing date: 1982-02-11
Publication date: 1990-05-17
Also published as: DE3204692A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft 2-Chlormethylen-3,3-dimethyl-tetrahydrofuran und ein Verfahren zur Herstellung von 2-Chlormethylen-3,3-dimethyl- tetrahydrofuran, welches als Zwischenprodukt für die Synthese von fungiziden und antimykotischen Wirkstoffen verwendet werden kann.

2-Chlormethylen-3,3-dimethyl-tetrahydrofuran war bisher noch nicht bekannt.

Es wurde gefunden, daß man das neue 2-Chlormethylen-3,3- dimethyl-tetrahydrofuran der Formel

erhält, wenn man in einem ersten Verfahrensschritt 1,1,5- Trichlor-3,3-dimethyl-1-penten der Formel

mit Carboxylaten der allgemeinen Formel

R¹-CO-OM¹ (III)

in welcher
R¹ für Wasserstoff, gegebenenfalls substituiertes Alkyl oder Aryl steht und
M¹ für ein Äquivalent eines Alkali- oder Erdalkali metall-ions oder ein Ammonium-ion steht,
in Gegenwart eines polaren Verdünnungsmittels bei Tem peraturen zwischen 100 und 250°C umsetzt, wobei die Mengen an den Reaktionskomponenten so bemessen sind, daß auf 1 Äquivalent an 1,1,5-Trichlor-3,3-dimethyl-1- penten der Formel (II) 1 bis 3 Äquivalente an Carboxy lat der allgemeinen Formel (III) vorhanden sind,
und anschließend in einem zweiten Verfahrensschritt mit einer Base der allgemeinen Formel

R²-O-M²

in welcher
R² für Wasserstoff, gegebenenfalls substituiertes Alkyl oder Aryl steht und
M² für ein Äquivalent eines Alkali- oder Erdalkali metall-ions steht, in Gegenwart eines polaren Ver dünnungsmittels bei Temperaturen zwischen 20 und 200°C behandelt, wobei die Mengen an den Reaktionskom ponenten so bemessen sind, daß auf 1 Äquivalent an 1, 1,5-Trichlor-3,3-dimethyl-1-penten der Formel (II) 2 bis 5 Äquivalente an Base der allgemeinen Formel (IV) vorhanden sind.

Es ist als ausgesprochen überraschend zu bezeich nen, daß in einem Eintopfverfahren Substitution, Sol volyse, Eliminierung und Ringschluß so kontrolliert ablaufen, daß das neue Zwischenprodukt 2-Chlormethylen-3,3-dimethyl- tetrahydrofuran in guter Ausbeute entsteht. Das Verfahren ist daher von technischem Interesse.

Verwendet man 1,1,5-Trichlor-3,3-dimethyl-1-penten (I), Natriumacetat und Natriummethylat als Ausgangsstoffe, so kann die Reaktion durch das folgende Formelschema wie dergegeben werden.

Das als Ausgangsstoff verwendete 1,1,5-Trichlor-3,3- dimethyl-1-penten der Formel (II) und dessen Herstellung aus 1,1-Dichlorethen und 1,3-Dichlor-3-methyl-butan in Gegenwart von Aluminium-III-chlorid ist bereits be kannt [DE-OS 30 29 270].

Die weiterhin als Ausgangsstoffe verwendeten Carboxylate sind durch die allgemeine Formel (III) definiert. In dieser Formel steht R¹ vorzugsweise für Wasserstoff, für Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und für Phenyl, wobei die bei den letzgenannten Reste substituiert sein können durch Halogen, Alkoxy mit bis zu 3 Kohlenstoffatomen, Phenyl und/oder Phenoxy. Als Metallionen M¹ kommen vorzugsweise die Ionen der Alkali- und Erdalkali-metalle, vorzugsweise Natrium-, Kalium- und Calcium-ionen, in Frage. Als Bei spiele für die Carboxylate seien die Natrium-, Kalium- und Calcium-Salze folgender Carbonsäuren genannt:
Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Benzoesäure, Chloressigsäure.

Die Carboxylate der allgemeinen Formel (III) sind allgemein bekannte und Laboratoriumsübliche Verbindungen.

Die in der zweiten Stufe des Verfahrens verwendete Base ist durch Formel (IV) allgemein definiert. In dieser For mel steht R² vorzugsweise für Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Phenyl. Die beiden letztgenann ten Reste können jeweils durch Hydroxy, Halogen, Phenyl, Alkoxy bis zu 3 Kohlenstoffatomen oder Phenoxy substi tuiert sein. Als Metallionen M² kommen vorzugsweise die Ionen der Alkalimetalle, vorzugsweise Natrium- und Kalium-ionen, in Frage. Als Beispiele seien im einzelnen genannt: Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natrium-methano lat, Natrium-methylat, Natriumisopropylat, Kalium-tert.- butanolat, Natrium-phenolat, Kalium-phenolat, Natrium- 4-chlorphenolat.

Bei dem ersten Verfahrensschritt, der Umsetzung von (II) mit Carboxylaten der allgemeinen Formel (III), kommen als Verdünnungs mittel alle polaren organischen Lösungsmittel in Frage. Vorzugsweise werden Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Hexamethylphosphor säuretriamid, Dimethylsulfoxid, 1,3-Dimethyl-2-imidazoli don, Tetramethylharnstoff, Sulfolan und Alkohole verwen det.

Die Reaktionstemperatur kann in einem größeren Bereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet man beim ersten Verfahrensschritt zwischen 100 und 250°C, vorzugsweise zwischen 150 und 220°C. Die Umsetzung kann sowohl bei Normaldruck im offenen System, als auch unter Druck im Autoklaven ausgeführt werden.

Bei der Durchführung des ersten Verfahrensschrittes setzt man vorzugsweise 1 bis 2 Äquivalente Carboxylat der allgemeinen For mel (III) mit einem Äquivalent 1,1,5-Trichlor-3,3-dimethyl- 1-penten der Formel (II) um.

Bei dem zweiten Verfahrensschritt, der Umsetzung mit ei ner Base der allgemeinen Formel (IV), kommen als Verdünnungsmittel alle polaren organischen Lösungsmittel in Frage. Vor zugsweise werden Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Hexamethylphos phorsäuretriamid, Dimethylsulfoxid, 1,3-Dimethyl-2-imi dazolidon, Tetramethylharnstoff, Sulfolan und Alkohole verwendet. Auch ein wäßriges System ist möglich.

Die Reaktionstemperatur kann in einem größeren Bereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet man beim zweiten Verfahrensschritt zwischen 20 und 200°C, vorzugsweise zwischen 60 und 150°C. Die Umsetzung kann sowohl bei Normaldruck im offenen System als auch unter Druck im Autoklaven ausgeführt werden.

Bei der Durchführung des zweiten Verfahrensschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man vorzugsweise 2 bis 3 Äquivalente Base der allgemeinen Formel (IV) auf 1 Äquivalent Ausgangsstoff der Formel (II) ein.

Gemäß einer besonderen Verfahrensvariante kann man nach dem ersten Verfahrensschritt, der Umsetzung von 1,1,5- Trichlor-3,3-dimethyl-1-penten der Formel (II) mit einem Carboxylat der allgmeinen Formel (III) eine Zwischenverbindung (ei nen Ester) der allgemeinen Formel

isolieren, welche man dann zu einem Alkohol der Formel

verseift und anschließend dann letzteren mit einer Base der genannten allgemeinen Formel (IV) entsprechend dem erwähnten zweiten Verfahrensschritt bei Temperaturen von 20 bis 200°C behandelt.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren neu zugäng liche 2-Chlormethylen-3,3-dimethyl-tetrahydrofuran der Formel (I) ist ein geeignetes Zwischenprodukt zur Herstel lung von fungizid wirksamen Azol-Derivaten.

So kann man z. B. die Verbindung (I) mit aciden Verbindun gen, wie z. B. Chlorwasserstoff, zu substituierten 1-Chlor- 3,3-dimethylpentan-2-onen der allgemeinen Formel

umsetzen [vgl. DE-OS 32 04 788].

Die Verbindungen der allgemeinen Formel (VII), in welcher X beispielsweise für Halogen und Acetoxy steht, können mit Phenolen zu Etherketonen der allgemeinen Formel

umgesetzt werden, in welcher R beispielsweise für halogensubstituiertes Phenyl steht. Durch Halogenierung gelangt man dann zu Verbindungen der allgemeinen Formel

in welcher Y beispielsweise für Chlor oder Brom steht. Durch Umsetzung der Verbindungen der allgemeinen Formel (IX) mit Imi dazol oder 1,2,4-Triazol gelangt man dann zu Azolyl phenoxy-tetrahydrofuran-2-yliden-methanen der allgemeinen Formel

Diese Verbindungen zeichnen sich durch eine gute anti mykotische Wirkung aus.

Beispiel 1

806 g (4 mol) 1,1,5-Trichlor-3,3-dimethyl-1-penten wer den mit 360 g (4,4 mol) wasserfreiem Natriumacetat in 1 l Dimethylformamid 6 Std. unter Rückfluß erhitzt. Nach Abkühlen auf ca. 100°C tropft man 1,6 l (8 mol) 30% Natriummethylat-Lösung in Methanol ein und erhitzt wei tere 4 Stunden unter Rückfluß. Die kalte Lösung wird in Wasser gegossen und mit Methylenchlorid mehrfach extra hiert. Nach Trocknen der Lösung und Abtreiben des Lösungs mittels bleiben 654 g Produkt zurück, das über eine Ko lonne fraktioniert wird. Bei Kp 84-87°C bei 26,6 mbar gewinnt man 522 g (3,56 mol, das sind 89% der Theorie) 2-Chlor methylen-3,3-dimethyl-tetrahydrofuran.

NMR (CDCl₃): τ 1,2 (s, 6 H), 1,9 (t, J=6,5 Hz, 2 H) 4,15 (t, J=6,5 Hz, 2 H), 4,85 (s, 1 H)

Beispiel 2

100,5 g (0,5 mol) 1,1,5-Trichlor-3,3-dimethyl-1-penten werden mit 45,1 g (0,55 mol) Natriumacetat in 450 ml N-Methylpyrrolidon 2 Stunden unter Rückfluß er hitzt. Dann werden nach Abkühlen der Lösung 40 g (1 mol) Natriumhydroxid in 200 ml Methanol zugetropft und 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach Aufarbeitung und Destillation (Kp 82-84°C bei 26,6 mbar) gemäß Beispiel 1 erhält man 60 g (0,41 mol, 82%) 2-Chlormethylen-3,3-dime thyltetrahydrofuran.

Beispiel 3

403 g (2 mol) 1,1,5-Trichlor-3,3-dimethyl-1-penten werden mit 180 g (2,2 mol) Natriumacetat in 1 l Ethylenglykol 12 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Dann gibt man 176 g (4,4 mol) Natriumhydroxid als Pulver zu und erhitzt wei tere 6 Stunden unter Rückfluß. Man gießt nach dem Ab kühlen auf Eis und extrahiert mit Methylenchlorid. Aus dieser Phase gewinnt man nach Destillation (Kp 82-85°C bei 24 mbar) 230 g (1,58 mol) 2-Chlor-methylen-3,3-dimethyltetrahydro furan, das sind 79% der Theorie.

Beispiel 4

a) 30 g 1,1,5-Trichlor-3,3-dimethyl-penten, 20,5 g Na triumacetat und 150 ml Dimethylformamid werden unter Rühren 8 Stunden auf 140°C erwärmt. Anschließend wird an einer Kolonne das als Lösungsmittel dienende Di methylformamid im Vakuum abdestilliert, das zurück bleibende Sumpfgemisch wird mit 100 ml Wasser und 100 ml Dichlormethan versetzt und bis zur Lösung des Salzes gerührt. Nach der Phasentrennung in einem Scheidetrichter wird die organische Phase destillativ aufgearbeitet. Man erhält 29 g 5,5-Dichlor-3,3-di methyl-pent-4-en-1-yl-acetat, Kp 116-120°C bei 16 mbar.
b) 200 g 5,5-Dichlor-3,3-dimethyl-pent-4-en-1-yl-ace tat werden in 600 ml Methanol gelöst. Nach Zugabe von 6 g Kalium-tert.-butylat wird das Gemisch auf Rückflußtemperatur erhitzt und über eine Kolonne fraktionierend destilliert. Zunächst erhält man un ter Normaldruck eine Fraktion aus Methylacetat und Methanol. Sobald nur noch reines Methanol abdestil liert, wird die Destillation im Vakuum weitergeführt. Man erhält 147 g 5,5-Dichlor-3,3-dimethyl-pent-4- en-1-ol, Kp 90-95°C bei 1,33 mbar.
c) 91,5 g (0,5 mol) 5,5-Dichlor-3,3-dimethyl-pent-4- en-1-ol und 116 g (1 mol) Natriumphenolat werden in 500 ml Dimethylformamid während 10 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Dann wird mit Methylenchlorid ver dünnt und mit verdünnter Natronlauge mehrfach aus geschüttelt. Aus der getrockneten Lösung bleiben 75,8 g Rohprodukt nach Abziehen des Lösungsmittels zurück. Die Destillation bei Kp 83-86°C bei 26,6 mbar liefert 63 g (0,43 mol) 2-Chlormethylen-3,3-dimethyltetra hydrofuran, das sind 86% der Theorie.

Claims

1. 2-Chlormethylen-3,3-dimethyl-tetrahydrofuran der Formel

2. Verfahren zur Herstellung von 2-Chlormethylen-3,3- dimethyl-tetrahydrofuran der Formel dadurch gekennzeichnet, daß man
in einem ersten Verfahrensschritt 1,1,5-Trichlor-3,3- dimethyl-1-penten der Formel mit Carboxylaten der allgemeinen FormelR¹-CO-OM¹ (III)in welcher
R¹ für Wasserstoff, gegebenenfalls substituiertes Alkyl oder Aryl steht und
M¹ für ein Äquivalent eines Alkali- oder Erdalkali metall-ions oder ein Ammonium-ion steht,
in Gegenwart eines polaren Verdünnungsmittels bei Temperaturen zwischen 100 und 250°C umsetzt, wobei die Mengen an den Reaktionskomponenten so bemessen sind, daß auf 1 Äquivalent an 1,1,5- Trichlor-3,3-dimethyl-1-penten der Formel (II) 1 bis 3 Äquivalente an Carboxylat der allgemeinen Formel (III) vorhanden sind,
und anschließend in einem zweiten Verfahrensschritt mit einer Base der allgemeinen FormelR²-O-M² (IV)in welcher
R² für Wasserstoff, gegebenenfalls substituiertes Alkyl oder Aryl steht und
M² für ein Äquivalent eines Alkali- oder Erdal kalimetall-ions steht,
in Gegenwart eines polaren Verdünnungsmittels bei Temperaturen zwischen 20 und 200°C behandelt, wobei die Mengen an den Reaktionskomponenten so bemessen sind, daß auf 1 Äquivalent an 1,1,5- Trichlor-3,3-dimethyl-1-penten der Formel (II) 2 bis 5 Äquivalente an Base der allgemeinen Formel (IV) vorhanden sind.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den ersten Verfahrensschritt im Temperatur bereich zwischen 150 und 220°C und den zweiten Ver fahrensschritt (Behandlung mit einer Base) zwischen 60 und 150°C durchführt.