DE3225605C2 - - Google Patents

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Description

Bestimmte Cyclopropanderivate weisen extreme insektizide Eigenschaften auf. Dementsprechend wurden viele Untersuchungen bezüglich der Synthesemöglichkeiten zur Darstellung von Verbindungen mit geeigneten substituierten Cyclopropylgruppen durchgeführt. Viele Arbeiten befassen sich mit der Reaktion von Schwefelyliden und Olefinen zur Bildung des Cyclopropanringes. Beispielsweise beschreibt G. B. Payne in Journal of Organic Chemistry 32 33 51 (1967) die Verwendung von Yliden, die von Dimethylsulfid abgeleitet wurden, und andere Forschungsgruppen haben auch schon dieselben oder ähnliche Ylide benützt. Diese Ylide eignen sich in der Tat gut für Darstellungen im Labormaßstab, jedoch eignen sie sich im allgemeinen nicht für großtechnische Darstellungen aufgrund ihrer - und ihrer Vorläufer, den Sulfoniumsalzen - geringen thermischen Stabilität. Zusätzlich bereitet die Handhabung der Dimethylsulfide im Industriemaßstab aufgrund ihrer Leichtflüchtigkeit erheblichen Probleme.Certain cyclopropane derivatives have extreme insecticides Properties on. Accordingly, many studies have been carried out with regard to the synthesis possibilities for the representation of Compounds with suitable substituted cyclopropyl groups carried out. Many works deal with the Reaction of sulfur ylides and olefins to form the cyclopropane ring. For example, G.B. describes Payne in the Journal of Organic Chemistry 32 33 51 (1967) the use of ylides, the derived from dimethyl sulfide, and other research groups already have the same or similar ones Ylide uses. Indeed, these ylids work well for Representations on a laboratory scale, however, they are suitable for generally not for large-scale representations their - and their precursors, the sulfonium salts - low thermal stability. In addition, the Handling of dimethyl sulfides on an industrial scale due to problems of volatility.

Die GB-PS 15 53 153 beschreibt einen Versuch zur Lösung dieser Probleme und offenbart, daß bestimmte Cyclopropanderivate durch Reaktion von Thiolan mit m-Phenoxybenzyl oder einem C(1-4)Alkylester von Chlor- oder Bromessigsäure dargestellt werden können, indem das resultierende Sulfoniumsalz in das entsprechende Ylid durch Reaktion mit einer Base umgewandelt und mit einem entsprechend substituierten Olefin umgesetzt wird. Dieses Verfahren zeigt einige Vorteile gegenüber der ursprünglich vorgeschlagenen Methode von Payne. Dennoch ergeben sich weiterhin Probleme. Es existieren Daten, die aufzeigen, daß die thermische Zersetzung des von Thiolan abgeleiteten Sulfoniumsalzes reversibel verläuft, jedoch zeigt die nähere Betrachtung dieser Daten (Beispiel 2 dieser Beschreibung), daß lediglich die Hälfte des ursprünglichen Ausgangsmaterials nach Erhitzen in Aceton für eine Stunde erhalten bleibt.GB-PS 15 53 153 describes one Attempt to solve these problems and revealed that certain Cyclopropane derivatives by reaction of thiolan with m-phenoxybenzyl or a C (1-4) alkyl ester of Chloro or bromoacetic acid can be represented by the resulting sulfonium salt into the corresponding one  Ylid converted by reaction with a base and with an appropriately substituted olefin is implemented. This process shows several advantages compared to the originally proposed method of Payne. However, problems remain. It exists Data showing that thermal decomposition of the sulfonium salt derived from thiolan reversible runs, but a closer look shows this Data (Example 2 of this description) that only half of the original starting material after heating preserved in acetone for one hour.

Eines der Probleme bei der Reaktion von Thiolan mit Halogenessigsäureestern ist, daß stets eine Ringöffnung zur Verbindung I erfolgt. Zusätzlich wird, insbesondere bei Vorhandensein von Thiolan im Überschuß, die Verbindung II gebildet.One of the problems in the reaction of thiolan with haloacetic acid esters is that always a ring opening for Connection I is made. In addition, especially at Presence of thiolan in excess, compound II educated.

Hal-(CH₂)₄-S-CH₂-CO₂R (I)Hal- (CH₂) ₄-S-CH₂-CO₂R (I)

Dabei bedeutet Hal ein Chlor- oder Bromatom und R steht für m-Phenoxybenzyl oder C(1-4)Alkyl.Hal means a chlorine or bromine atom and R stands for m-phenoxybenzyl or C (1-4) alkyl.

Weiterhin wird gefunden, daß bei Verwendung von Mesityloxid als Olefin zur Darstellung eines Esters von 2,2-Dimethyl- 3-acetylcyclopropancarbonsäure, die ein Vorläufer von Insektiziden des Pyrethroidtyps mit einem 2,2-Dimethyl- 3-(2,2-dihalogenvinyl)cyclopropylteil ist (sh. dazu das Beispiel in der DE-OS 26 39 777), in der Praxis Schwierigkeiten auftauchen, wenn versucht wird, diesen Prozeß in ökonomischer Weise großtechnisch durchzuführen. Thiolan wird während der Reaktion des Ylids mit Mesityloxid zurückgewonnen und aufgrund seines hohen Preises zwingen ökonomische Gegebenheiten, daß es für die Reaktion mit dem Halogenacetat wieder zugeführt wird. Ebenso ist es wünschenswert, nicht umgesetztes Mesityloxid zu recyclisieren. In der Praxis ist es nicht möglich, das zurückgewonnene Thiolan von nicht umgesetztem Mesityloxid zu trennen, da ihre Siedepunkte mit 120 und 129°C sehr nahe beieinanderliegen, so daß eine Mischung von Thiolan und Mesityloxid recyclisiert werden muß. Jedoch wurde gefunden, daß bei Anwesenheit von Mesityloxid die Reaktionsrate von Thiolan mit Halogenacetat deutlich abnimmt und zusätzlich die Selektivität für das gewünschte Produkt verringert wird. Dieses Problem tritt natürlich bei Verwendung jeglichen Olefins auf, wenn diese schwierig von Thiolan abzutrennen ist.Furthermore, it is found that when using mesityl oxide as an olefin to prepare an ester of 2,2-dimethyl 3-acetylcyclopropanecarboxylic acid, which is a precursor of insecticides of the pyrethroid type with a 2,2-dimethyl 3- (2,2-dihalovinyl) cyclopropyl part is (see see the example in DE-OS 26 39 777), in practice Difficulties arise when trying to do this To carry out the process on an industrial scale in an economical manner. Thiolan is used during the reaction of the ylide with mesityl oxide recovered and because of its high price  economic circumstances force it for the reaction is fed again with the halogen acetate. As well it is desirable to add unreacted mesityl oxide recycle. In practice it is not possible to do that recovered thiolane from unreacted mesityl oxide to separate because their boiling points are very high at 120 and 129 ° C lie close together so that a mixture of thiolan and mesityl oxide must be recycled. However found that in the presence of mesityl oxide the reaction rate of thiolan with halogen acetate decreases significantly and in addition the selectivity for the desired product is reduced. This problem naturally occurs Use any olefin if difficult to be separated from thiolan.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das mit günstiger Reaktionsgeschwindigkeit und günstiger Selektivität zu den gewünschten Produkten führt, und das unter Bedingungen durchgeführt werden kann, bei denen ein ökonomisches Recycling der Reaktanten möglich ist.The object of the invention is to provide a method with a favorable reaction rate and selectivity leads to the desired products under conditions can be carried out where an economic Recycling of the reactants is possible.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in obigem Anspruch 1 charakterisiert. Spezielle Ausgestaltungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. The inventive method is in claim 1 above characterized. Special designs are Subject of the subclaims.  

Vorzugsweise stehen R¹ und R² unabhängig voneinander für ein Wasserstoffatom oder eine niedrige Alkylgruppe. Noch besser eignen sich R¹ und R² in Form einer Methylgruppe.Preferably R1 and R2 are independently a hydrogen atom or a lower alkyl group. Still R1 and R2 in the form of a methyl group are more suitable.

Vorzugsweise stehen Z¹ und Z² zusammen mit dem benachbarten Kohlenstoffatom für eine Cyclopentadienyl- oder Benzocyclopentadienylgruppe oder Z¹ steht für ein Wasserstoffatom und Z² für eine CO₂R³- oder COR⁴-Gruppe, wobei R³ und R⁴ die oben gegebene Bedeutung besitzen und vorzugsweise niedrige Alkylgruppen darstellen. Besonders bevorzugt sind Z¹ als Wasserstoffatom und Z² als Acetylgruppe.Preferably Z 1 and Z 2 stand together with the neighboring one Carbon atom for a cyclopentadienyl or benzocyclopentadienyl group or Z¹ represents a hydrogen atom and Z² for a CO₂R³ or COR⁴ group, wherein R³ and R⁴ have the meaning given above and preferably represent lower alkyl groups. Particularly preferred are Z¹ as a hydrogen atom and Z² as an acetyl group.

Daher ist ein speziell bevorzugtes Olefin der Formel VI für die Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren Mesityloxid, bei der insbesondere R¹ und R² Methylgruppen bedeuten und Z¹ für ein Wasserstoffatom und Z² für eine Acetylgruppe stehen.Therefore, a particularly preferred olefin of formula VI for use in the process according to the invention mesityl oxide, in particular R¹ and R² methyl groups mean and Z¹ for a hydrogen atom and Z² for one Acetyl group stand.

Bevorzugt repräsentiert A in der Verbindung der Formel IV eine direkte C-C-Bindung oder ein Sauerstoffatom.A preferably represents in the compound of formula IV a direct C-C bond or an oxygen atom.

Das direkte Reaktionsprodukt nach Reaktion a) kann ein Sulfoniumsalz (VII) oder eine zwitterionische Verbindung (VIII) plus HX sein, was natürlicherweise jedoch von der Basizität des Anions X- und dem pH-Wert des Reaktionsgemisches abhängt.The direct reaction product after reaction a) can be a sulfonium salt (VII) or a zwitterionic compound (VIII) plus HX, which of course depends on the basicity of the anion X - and the pH of the reaction mixture.

Geeignete Austrittsgruppen X sind organische Sulfonylgruppen, beispielsweise Methylsulfonyl-, Phenylsulfonyl- oder p-Toluolsulfonylgruppen, Hydroxylgruppen und insbesondere Chlor- oder Bromatome.Suitable leaving groups X are organic sulfonyl groups, for example methylsulfonyl, phenylsulfonyl or p-toluenesulfonyl groups, hydroxyl groups and especially chlorine or bromine atoms.

Hier bedeutet der Ausdruck "niedriger" für die Alkylgruppe oder eine Alkanolgruppe, daß bis zu 6, vorzugsweise bis zu 4 Kohlenstoffatome vorhanden sein sollen. Besonders bevorzugte Alkylgruppen sind Methyl- und Ethylgruppen.Here, the term "lower" means the alkyl group or one Alkanol group that up to 6, preferably up to 4 carbon atoms should be present. Particularly preferred Alkyl groups are methyl and ethyl groups.

Die Substitutionsreaktion a) wird geeigneterweise bei einem Temperaturbereich zwischen 0 und 100°C, insbesondere zwischen 30 und 80°C durchgeführt. Das Molverhältnis der Reaktanten ist nicht kritisch. Zur Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit wird im allgemeinen ein Überschuß an einem der Reaktanten verwendet. Dieser liegt üblicherweise in einem Bereich von 0,1 bis 3 Mol Überschuß pro Mol an anderem Reaktionspartner. Andere Reaktanten können ebenfalls im Überschuß verwendet werden. The substitution reaction a) is suitably at a temperature range between 0 and 100 ° C, in particular performed between 30 and 80 ° C. The molar ratio the reactant is not critical. To Increasing the reaction rate is generally an excess used on one of the reactants. This lies usually in a range of 0.1 to 3 moles of excess per mole of other reactant. Other reactants can also be used in excess.  

Jedoch wird bevorzugt die α-substituierte Essigsäure im Überschuß eingesetzt.However, the α- substituted acetic acid is preferably used in excess.

Die Reaktion wird geeigneterweise im sauren pH-Bereich in Anwesenheit eines Lösungsmittels, insbesondere eines hochpolaren Lösungsmittels, beispielsweise Wasser, einer Carbonsäure - wie Essigsäure -, einem Alkohol - wie Methanol - oder einem Cyanid - wie Acetonitril - durchgeführt. Besonders geeignet sind wäßrige Reaktionsmedien, wobei das Wasser allein oder in einer Mischung mit einem wassermischbaren Colösungsmittel, beispielsweise einem niedrigen Alkanol, wie Methanol, eingesetzt wird. Günstigerweise wird ein Überschuß an einem der Reaktionspartner als Lösungsmittel verwendet.The reaction is suitably carried out in the acidic pH range Presence of a solvent, especially one highly polar solvent, for example water, one Carboxylic acid - like acetic acid -, an alcohol - like Methanol - or a cyanide - such as acetonitrile - performed. Aqueous reaction media are particularly suitable, taking the water alone or in a mixture with one water-miscible cosolvent, for example one low alkanol, such as methanol, is used. Conveniently becomes an excess of one of the reactants used as a solvent.

Die Veresterungsreaktion b) kann mit jeder geeigneten Methode durchgeführt werden, beispielsweise durch direkte Reaktion mit einem Alkohol oder einem Olefin, oder durch eine Umesterung mit einem Ester in Anwesenheit eines sauren Katalysators. Ein Sulfoniumsalz VII, das entsprechend Reaktion a) dargestellt wurde, ist natürlich eine Säure und kann daher selbst als saurer Katalysator wirken, jedoch wird diese Säure während des Reaktionsverlaufs entfernt, so daß vorzugsweise zusätzliche Säure zugegeben wird. Geeignete Säuren schließen organische Säuren, wie beispielsweise p-Toluolsulfonsäure, Mineralsäuren, wie Halogenwasserstoff- und Schwefelsäure, sowie feste saure Ionaustauscherharze und Molekularsiebe ein. Niedrige Alkanole, insbesondere Methanol, werden zur Veresterung bevorzugt. Die Reaktion wird ohne wesentliche Mengen von Wasser durchgeführt, da das Wasser eine Gleichgewichtsverschiebung von der Esterseite zur Seite der freien Säure bewirkt. Wasser wird natürlich bei der Veresterungsreaktion freigesetzt, wenn ein Alkohol als Reaktant verwendet wird. Daher wird es wünschenswert sein, dieses Wasser während des Reaktionsverlaufes zu entfernen.The esterification reaction b) can be carried out with any suitable Method, for example by direct Reaction with an alcohol or an olefin, or by a transesterification with an ester in the presence of a acid catalyst. A sulfonium salt VII correspondingly Reaction a) has been presented, is of course one Acid and can therefore act as an acid catalyst itself, however, this acid becomes during the course of the reaction removed so that additional acid is preferably added becomes. Suitable acids include organic acids, such as p-toluenesulfonic acid, mineral acids, such as hydrogen halide and sulfuric acid, and solid acidic ion exchange resins and molecular sieves. Lower alkanols, especially methanol, are used for esterification prefers. The reaction is without essential Amounts of water carried because the water is a Balance shift from the ester side to the side free acid. Water is of course used in the Esterification reaction released when an alcohol as Reactant is used. Therefore, it becomes desirable  be this water during the course of the reaction remove.

Die Reaktion wird in Anwesenheit eines geeigneten Lösungsmittels, beispielsweise einem niedrigen Alkanol, durchgeführt. Wo es wünschenswert erscheint, kann die Reaktion mit einem Überschuß des veresternden Agens als Lösungsmittel oder Colösungsmittel durchgeführt werden, beispielsweise mit Methanol. Die Reaktionstemperatur sollte in einem Bereich von 0 bis 100°C, insbesondere zwischen 30 und 80°C, liegen.The reaction is carried out in the presence of a suitable solvent, for example a low alkanol, carried out. Where it appears desirable, the Reaction with an excess of the esterifying agent as Solvents or cosolvents are carried out for example with methanol. The reaction temperature should be in the range of 0 to 100 ° C, especially between 30 and 80 ° C.

Für die Reaktion c) kann jede geeignete Base zur Umwandlung des Sulfoniumsalzes in das entsprechende Ylid verwendet werden. Die Base kann organischer Natur sein, beispielsweise ein tertiäres Amin, wie Triethylamin, oder ein Alkaliorganooxid, beispielsweise Natrium- oder Kalium-t-butoxid, jedoch auch anorganischer Natur, beispielsweise kann sie ein Alkalihydroxid oder -carbonat sein. Basische Ionaustauscherharze können ebenfalls verwendet werden. Bevorzugt sind Alkalihydroxide, niedrige Alkoxide und Carbonate. Vorzugsweise wird mindestens eine äquivalente Menge von Base relativ zu derjenigen des Sulfoniumsalzes eingesetzt. Die Zahl der Äquivalente an Base pro Mol des Sulfoniumsalzes liegt vorzugsweise in dem Bereich von 1 bis 5, insbesondere bewegt sie sich zwischen 1,2 bis 3. Der geeignete Temperaturbereich liegt zwischen 0 und 100°C, insbesondere zwischen 0 und 40°C. Die Reaktion wird in Anwesenheit eines inerten Lösungsmittels durchgeführt, wobei beispielsweise eine Kohlenwasserstoffverbindung wie Toluol, eine halogenierte Kohlenwasserstoffverbindung wie Dichlormethan, ein Ether wie Diethylether oder Dimethoxyethan oder ein Alkohol, insbesondere ein niedriges Alkanol, wie Methanol, verwendet wird. Die Base kann im Reaktionsmedium löslich sein, sie kann jedoch auch als Feststoff verwendet werden. Wasser kann, falls gewünscht, in der Reaktionsmischung vorhanden sein, jedoch wird im allgemeinen die Reaktion in nichtwäßriger Phase durchgeführt. Bevorzugt wird insbesondere die Verwendung von alkoholischen Lösungsmitteln. Bei Verwendung eines Alkohols als Lösungsmittel oder eines Alkoxids als Base kann eine Umesterung der Estergruppe im Sulfoniumsalz stattfinden, so daß die Estergruppe, die sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt, nicht notwendigerweise dieselbe ist, die durch Reaktion b) des Verfahrens eingeführt wurde.Any suitable base for conversion can be used for reaction c) of the sulfonium salt used in the corresponding ylide will. The base can be organic in nature, for example a tertiary amine such as triethylamine, or an alkali organo oxide, for example sodium or Potassium t-butoxide, but also of an inorganic nature, for example can it be an alkali hydroxide or -carbonate. Basic ion exchange resins can can also be used. Alkali metal hydroxides are preferred, low alkoxides and carbonates. Preferably becomes relative at least an equivalent amount of base used to that of the sulfonium salt. The number the equivalents of base per mole of the sulfonium salt preferably in the range of 1 to 5, especially it ranges from 1.2 to 3. The appropriate temperature range is between 0 and 100 ° C, in particular between 0 and 40 ° C. The reaction is in the presence an inert solvent, for example a hydrocarbon compound such as toluene, a halogenated hydrocarbon compound such as dichloromethane, an ether such as diethyl ether or dimethoxyethane or an alcohol, especially a lower alkanol, such as methanol. The base can be in the reaction medium  be soluble, but it can also be a solid be used. Water can, if desired, in the reaction mixture will be present, however, in general the reaction was carried out in the non-aqueous phase. In particular, the use of alcoholic is preferred Solvents. When using an alcohol as a solvent or an alkoxide as a base, one Transesterification of the ester group take place in the sulfonium salt, so that the ester group, which is according to the invention Procedure does not necessarily result is the same as introduced by reaction b) of the process has been.

Reaktion c) wird bevorzugt unter einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise unter Stickstoff, durchgeführt.Reaction c) is preferably carried out under a protective gas atmosphere, for example, carried out under nitrogen.

In der Reaktion d) wird das aus Reaktion c) hervorgegangene Ylid mit einem Olefin VI umgesetzt. Das Molverhältnis von Olefin zu Ylid ist nicht kritisch und, falls das Olefin flüssig ist kann dieses im Überschuß als Lösungsmittel für die Reaktion eingesetzt werden. Bevorzugt wird jedoch ein Molverhältnis von Olefin zu Ylid im Bereich von 1 : 1 bis 6 : 1, insbesondere 1,05 : 1 bis 2 : 1. Als geeignete Lösungsmittel können diejenigen verwendet werden, die in Reaktion c) schon beschrieben sind. Die Reaktionstemperatur bewegt sich günstigerweise in einem Bereich von 0 bis 100°C, insbesondere zwischen 30 und 90°C, wobei die Reaktion ebenfalls unter einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird.In reaction d), the result of reaction c) is Ylid implemented with an olefin VI. The molar ratio from olefin to ylid is not critical and, if the olefin is liquid, this can be in excess can be used as a solvent for the reaction. Prefers however, becomes a molar ratio of olefin to ylide in the range from 1: 1 to 6: 1, in particular 1.05: 1 to 2: 1. As a suitable solvent those are used which have already been described in reaction c) are. The reaction temperature moves favorably in a range from 0 to 100 ° C, in particular between 30 and 90 ° C, the reaction also under a protective gas atmosphere is carried out.

Das entsprechend der Reaktion c) erhaltene Ylid kann, vor Durchführung der Reaktion d), zunächst aufgearbeitet werden, jedoch wird bevorzugt das Ylid in situ mit dem Olefin VI umgesetzt. Dies kann durch Reaktion des Sulfoniumsalzes mit einer Base in einem zur Umwandlung des Hauptteils des Salzes zum Ylid adäquaten Zeit durchgeführt werden, wonach dann das Olefin der Reaktionsmischung zugegeben wird. Alternativ dazu wird das Olefin vorzugsweise zum Sulfoniumsalz zur selben Zeit, oder bevor die Base zugegeben wird, zugeführt, so daß es mit dem gebildeten Ylid direkt reagieren kann.The ylide obtained in accordance with reaction c) can before Carrying out the reaction d), are first worked up, however, the ylide is preferred in situ with the olefin VI implemented. This can be done by reaction of the sulfonium salt with a base in one to convert the  Most of the salt at ylid adequate time be carried out, then the olefin of the reaction mixture is added. Alternatively, that will Olefin preferably to the sulfonium salt at the same time, or before the base is added, so that it can react directly with the ylid formed.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Reaktionen b), c) und d) alle unter Anwesenheit desselben Lösungsmittels ohne zwischenzeitliche Isolierung der Reaktionsprodukte durchgeführt. Niedrige Alkanole eignen sich besonders gut für dieses Verfahren.According to a particularly preferred embodiment of the reactions b), c) and d) all in the presence of the same solvent without intermediate isolation of the reaction products carried out. Low alkanols are particularly suitable for this procedure.

Nach Vervollständigung der Reaktion des Ylids mit dem Olefin wird die Reaktionsmischung aufgearbeitet. Das zurückgewonnene cyclische Sulfid wird der Reaktion a) wieder zugeführt. Bei Verwendung eines Sulfids und eines Olefins mit ähnlichen Siedepunkten, wie dies bei Verwendung von Thiolan und Mesityloxid der Fall ist, erweist es sich als günstig, eine Trennung der beiden Verbindungen gar nicht zu versuchen, sondern diese wieder sofort der Reaktion a) zuzuführen. Bei Verwendung eines Sulfids und eines Olefins mit unterschiedlichen Siedepunkten kann eine Trennung dieser Komponenten an dieser Stelle erfolgen; im allgemeinen ist dies jedoch nicht notwendig. Im Gegensatz zur Reaktion eines Thiolans mit einem Halogenessigsäureester ergibt die Anwesenheit eines Olefins bei Schritt a) der Reaktion keine nachteiligen Effekte.After completion of the reaction of the ylide with the olefin the reaction mixture worked up. The recovered cyclic Sulfide is returned to reaction a). Using a sulfide and an olefin with similar boiling points, like this when using thiolan and mesityl oxide the case is, it turns out to be cheap, one Not trying to separate the two connections at all but instead to immediately return them to reaction a). When using a sulfide and an olefin with different Boiling points can separate these Components are made at this point; is in general however, this is not necessary. In contrast to the reaction of a thiolane with a haloacetic acid ester the presence of an olefin in step a) of the reaction no adverse effects.

Nach Beendigung der Reaktion a) kann zurückbleibendes cyclisches Sulfid und Olefin abgedampft oder aus der Reaktionsmischung extrahiert, aufgearbeitet und vollständig oder teilweise für die Verwendung in Reaktion d) recyclisiert werden, falls ein Olefin anwesend ist. Nicht umgesetzte α-substituierte Essigsäure und das Sulfoniumsalzprodukt können dann beispielsweise durch Ausfällen des Sulfoniumsalzes aus der Lösung voneinander getrennt werden.After reaction a) is complete, residual cyclic sulfide and olefin can be evaporated or extracted from the reaction mixture, worked up and completely or partially recycled for use in reaction d) if an olefin is present. Unreacted α- substituted acetic acid and the sulfonium salt product can then be separated from one another, for example by precipitation of the sulfonium salt from the solution.

Beispielexample

a) Eine Mischung von Chloressigsäure (295 g, 3,12 mol), Thiolan (90 g, 1,02 mol) und Wasser (100 ml) wurden bei 50°C für 2 Stunden gerührt und dann das Wasser unter vermindertem Druck abgezogen. Anschließend wurde Aceton zugefügt. Der verbleibende Niederschlag wurde mit Hilfe der NMR-Spektroskopie als das gewünschte Produkt Hydroxycarbonylmethyltetramethylensulfoniumchlorid identifiziert und mit 81% Ausbeute isoliert. Die Formel der Verbindung lautet:a) a mixture of chloroacetic acid (295 g, 3.12 mol), Thiolan (90 g, 1.02 mol) and water (100 ml) were added Stirred at 50 ° C for 2 hours and then the water deducted under reduced pressure. Then was Acetone added. The remaining precipitation was with Using NMR spectroscopy as the desired product Hydroxycarbonylmethyltetramethylene sulfonium chloride identified and isolated in 81% yield. The formula the connection is:

Bei Ersatz des Thiolans durch 1,4-Oxathian und Rühren der Reaktionsmischung über Nacht bei 55°C erhielt man das entsprechende Sulfoniumsalz in einer Ausbeute von 95%.When replacing the thiolane with 1,4-oxathian and stirring the Reaction mixture overnight at 55 ° C was obtained corresponding sulfonium salt in a yield of 95%.

Die Wiederholung dieser allgemeinen Methode bei Verwendung von Thiolan in Gegenwart einer äquimolaren Menge von Mesityloxid ergab nach 4 Stunden das gewünschte Reaktionsprodukt mit 82% Ausbeute.Repeating this general method when used of thiolan in the presence of an equimolar amount of Mesityl oxide gave the desired reaction product after 4 hours with 82% yield.

Analoge Verfahren können zur Herstellung auf die entsprechenden Bromidsalze angewandt werden. Analog processes can be used to manufacture the corresponding Bromide salts are used.  

b) Eine Lösung von Hydroxycarbonylmethyltetramethylensulfoniumchlorid (5,0 g, 28 mmol) in 20 ml Methanol wurde mit trockenem HCl bei Raumtemperatur gesättigt und bei 50°C für 45 Minuten gerührt. Die leichtflüchtigen Stoffe wurden unter vermindertem Druck abgezogen, wobei ein öliger Rückstand verblieb. NMR-Aufnahmen zeigten, daß das Produkt Methoxycarbonylmethyltetramethylensulfoniumchlorid war. Die Ausbeute betrug 87%.b) A solution of hydroxycarbonylmethyltetramethylene sulfonium chloride (5.0 g, 28 mmol) in 20 ml of methanol was added dry HCl saturated at room temperature and at 50 ° C stirred for 45 minutes. The volatile substances were removed under reduced pressure, with a oily residue remained. NMR images showed that the Product methoxycarbonylmethyltetramethylene sulfonium chloride was. The yield was 87%.

Mit einem ähnlichen Verfahren wurde das 1,4-Oxathiansulfoniumsalz in seinen Methylester mit 75% Ausbeute überführt.Using a similar procedure, the 1,4-oxathiansulfonium salt converted into its methyl ester in 75% yield.

Analoge Verfahren können zur Darstellung der entsprechenden Ethylester und für die Herstellung von Bromidsalzen verwendet werden.Analog procedures can be used to represent the corresponding Ethyl ester and for the production of bromide salts be used.

c) Eine Mischung von Ethoxycarbonylmethyltetramethylensulfoniumbromid (7,7 g, 30 mmol), Chloroform (25 ml) und gesättigte wäßrige Kaliumcarbonatlösung (18 ml) wurde bei 0 bis 5°C unter gleichzeitigem Zutropfen von 50%iger wäßriger Natriumhydroxidlösung (2,4 ml, 30 mmol) gerührt. Die Temperatur wurde dann auf 20°C erhöht und weitere 15 Minuten gerührt. Die Mischung wurde gefiltert, die obere Chloroformschicht über Kaliumcarbonat getrocknet und bei vermindertem Druck abgedampft. Der Rückstand, so zeigte die NMR-Aufnahme, war das Ylid:c) A mixture of ethoxycarbonylmethyltetramethylene sulfonium bromide (7.7 g, 30 mmol), chloroform (25 ml) and saturated aqueous potassium carbonate solution (18 ml) was added 0 to 5 ° C with simultaneous dropping of 50% aqueous sodium hydroxide solution (2.4 ml, 30 mmol) touched. The temperature was then raised to 20 ° C and stirred for a further 15 minutes. The mixture was filtered, the upper chloroform layer over Potassium carbonate dried and evaporated under reduced pressure. The NMR recording showed that the residue was the ylid:

Ausbeute: 67%. Yield: 67%.  

d) Eine Mischung dieses Ylids (1,20 g, 5,2 mmol), Mesityloxid (1,0 g, 10,3 mmol) und Toluol (2,5 ml) wurde bei 80°C 6 Stunden gerührt. Wie die quantitative gaschromatographische Analyse der Reaktionsmischung zeigte, bestand diese mit 83% Ausbeute aus Ethyl-2,2-dimethyl-3-acetylcyclopropancarboxylat, das vorwiegend in seiner transisomeren Form vorlag. Bei Wiederholung dieses Verfahrens unter Verwendung von Chloroform und t-Butanol als Lösungsmittel anstelle von Toluol erhielt man eine Ausbeute von 69% bzw. 60%.d) A mixture of this ylide (1.20 g, 5.2 mmol), mesityl oxide (1.0 g, 10.3 mmol) and toluene (2.5 ml) was at 80 ° C Stirred for 6 hours. Like the quantitative gas chromatographic Analysis of the reaction mixture showed passed this with 83% yield from ethyl 2,2-dimethyl-3-acetylcyclopropanecarboxylate, the predominantly in its transisomeric Form was present. When repeating this procedure using chloroform and t-butanol as A solvent was obtained instead of toluene of 69% and 60%.

Die Wiederholung der beiden oben genannten Reaktionen unter Verwendung von 1,4-Oxathianverbindung als Ausgangsmaterial ergab das entsprechende Ylid mit 85% Ausbeute und die Cyclopropanverbindung mit 71% Ausbeute.Repeating the above two reactions below Use of 1,4-oxathian compound as a starting material gave the corresponding ylide in 85% yield and the cyclopropane compound in 71% yield.

Analoge Verfahren können für die entsprechenden Chloridsalze und die Methylester angewandt werden.Analogous procedures can be used for the corresponding chloride salts and the methyl esters are applied.

Eine Mischung von Ethoxycarbonylmethyltetramethylensulfoniumchlorid (1,05 g, 5 mmol), Mesityloxid (1,45 g, 15 mmol) und t-Butanol (1,3 ml) wurden auf einem Eis/Wasserbad gerührt, während Kalium-t-butoxid (0,56 g) innerhalb von 4 Minuten zugefügt wurde. Anschließend wurde für weitere 15 Minuten gerührt und danach die Temperatur auf 50°C über eine Zeitdauer von einer Stunde erhöht. Die Mischung wurde dann für weitere 12 Stunden bei 50°C gerührt. Nach der Abkühlung wurde Toluol zugefügt und die Mischung gefiltert. Die quantitative gaschromatographische Analyse ergab, daß das Filtrat mit 60% Ausbeute aus Ethyl-2,2-dimethyl-3-acetylcyclopropancarboxylat bestand.A mixture of ethoxycarbonylmethyltetramethylene sulfonium chloride (1.05 g, 5 mmol), mesityl oxide (1.45 g, 15 mmol) and t-butanol (1.3 ml) were on an ice / water bath stirred while potassium t-butoxide (0.56 g) within of 4 minutes was added. Subsequently, for stirred for a further 15 minutes and then the temperature increased to 50 ° C over a period of one hour. The Mixture was then stirred at 50 ° C for an additional 12 hours. After cooling, toluene was added and the Filtered mixture. The quantitative gas chromatographic Analysis showed that the filtrate in 60% yield consisted of ethyl 2,2-dimethyl-3-acetylcyclopropane carboxylate.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines Cyclopropancarbonsäureesters der allgemeinen Formel in der R für C(1-6)Alkyl steht, R¹ und R² unabhängig voneinander für Wasserstoff, C(1-8)Alkyl, Benzyl, Phenyl, Alkylphenyl oder Halogenphenyl stehen oder R¹ und R² zusammen eine C(2-7)Alkylengruppe repräsentieren und in der jedes Z¹ und Z² unabhängig voneinander CO₂R³, COR⁴, CHO, CN, NO₂ oder SO₂R⁵ repräsentieren oder in der eine der Gruppen von Z¹ und Z² diese Bedeutung besitzt und die andere R⁶ bedeutet, oder in der Z¹ und Z² zusammen mit dem dazwischenliegenden Kohlenstoffatom eine Cyclopentadienyl- oder Benzocyclopentadienylgruppe repräsentieren, in der R³, R⁴ und R⁵ unabhängig voneinander für C(1-8)Alkyl, Phenyl, Alkylphenyl oder Halogenphenyl stehen und R⁶ für Wasserstoff, C(1-8)Alkyl, Phenyl, Alkylphenyl oder Halogenphenyl steht, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • a) ein cyclisches Sulfid der allgemeinen Formel bei der A eine direkte C-C-Bindung, eine CH₂-Gruppe oder ein Sauerstoffatom repräsentiert, mit einer α-substituierten Essigsäure der allgemeinen FormelX-CH₂-CO₂H, (V)in der X eine organische Sulfonylgruppe, eine Hydroxylgruppe oder ein Chlor- oder Bromatom ist, umsetzt,
  • b) das erhaltene Sulfoniumsalz der allgemeinen Formel oder die erhaltene zwitterionische Verbindung der allgemeinen Formel bei denen A und X die oben angegebene Bedeutung haben, mit einem niedrigen C(1-6)Alkanol verestert,
  • c) den erhaltenen Ester mit einer Base behandelt und
  • d) das erhaltene Ylid mit einem Olefin der allgemeinen Formel bei der R¹, R², Z¹ und Z² dieselbe Bedeutung wie in der allgemeinen Formel III besitzen, umsetzt.
1. Process for the preparation of a cyclopropanecarboxylic acid ester of the general formula in which R represents C (1-6) alkyl, R¹ and R² independently of one another represent hydrogen, C (1-8) alkyl, benzyl, phenyl, alkylphenyl or halophenyl or R¹ and R² together represent a C (2-7) alkylene group represent and in which each Z¹ and Z² independently represent CO₂R³, COR⁴, CHO, CN, NO₂ or SO₂R⁵ or in which one of the groups of Z¹ and Z² has this meaning and the other means R⁶, or in which Z¹ and Z² together with the intermediate carbon atom represents a cyclopentadienyl or benzocyclopentadienyl group in which R³, R⁴ and R⁵ independently of one another are C (1-8) alkyl, phenyl, alkylphenyl or halophenyl and R⁶ is hydrogen, C (1-8) alkyl, phenyl, alkylphenyl or Halophenyl, characterized in that
  • a) a cyclic sulfide of the general formula in which A represents a direct CC bond, a CH₂ group or an oxygen atom, with an α- substituted acetic acid of the general formula X-CH₂-CO₂H, (V) in the X an organic sulfonyl group, a hydroxyl group or a chlorine or bromine atom is implemented
  • b) the sulfonium salt of the general formula obtained or the zwitterionic compound of the general formula obtained in which A and X have the meaning given above, esterified with a lower C (1-6) alkanol,
  • c) the ester obtained is treated with a base and
  • d) the ylide obtained with an olefin of the general formula in which R¹, R², Z¹ and Z² have the same meaning as in the general formula III.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ und R² eine Methylgruppe, Z¹ und Z² zusammen mit dem dazwischenstehenden Kohlenstoffatom eine Cyclopentadienyl- oder Benzocyclopentadienylgruppe repräsentieren, oder Z¹ ein Wasserstoffatom und Z² eine CO₂R³- oder COR⁴-Gruppe sind.2. The method according to claim 1, characterized in that R¹ and R² are methyl groups, Z¹ and Z² together with the one in between Carbon atom is a cyclopentadienyl or benzocyclopentadienyl group represent, or Z¹ represents a hydrogen atom and Z² are a CO₂R³ or COR⁴ group. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Olefin der allgemeinen Formel VI Mesityloxid ist.3. The method according to claim 2, characterized in that the olefin general formula VI is mesityl oxide. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der allgemeinen Formel IV Thiolan ist und daß man das in Reaktion d) rückgebildete Thiolan zur Verwendung in der Reaktionsstufe a) mit nicht umgesetzten Mesityloxid recyclisiert.4. The method according to claim 3, characterized in that the connection of the general formula IV is thiolane and that one in reaction d) Regraded thiolane for use in the reaction step a) recycled with unreacted mesityl oxide. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Beendigung der Reaktion a) jegliches überschüssiges Thiolan und Mesityloxid aus der Reaktionsmischung abdampft oder extrahiert und die umgesetzte α-substituierte Essigsäure der allgemeinen Formel V und das Sulfoniumsalz der allgemeinen Formel VII durch Ausfällen des Sulfoniumsalzes aus der Lösung trennt.5. The method according to claim 4, characterized in that after the reaction a) any excess thiolane and mesityl oxide is evaporated or extracted from the reaction mixture and the converted α- substituted acetic acid of the general formula V and the sulfonium salt of the general formula VII by precipitation of the Separates sulfonium salt from the solution. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen den Reaktionsschritten c) und d) nicht aufarbeitet und man das Olefin zu dem im Reaktionsschritt b) entstandenen Sulfoniumsalz gleichzeitig mit oder vor der Base zufügt.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that between the Reaction steps c) and d) not worked up and you do that Olefin to the sulfonium salt formed in reaction step b) adds simultaneously with or in front of the base.
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