-
Bestimmte
Fluorolefinverbindungen weisen bekanntlich eine insektizide und
akarizide Aktivität
auf (siehe z.B.
US 5,248,834 ;
GB-A 2,288,803; WO-A 94/06741; WO-A 97/16067; und
US 5,998,673 ). Die in diesen Dokumenten
beschriebenen Fluorolefinverbindungen werden jedoch nicht von der
vorliegenden Erfindung umfasst. Die
US
5,248,834 beschreibt ganz allgemein bestimmte 1-Aryl-1-(3-aryl-1,2-difluorprop-1-enyl)cyclopropan-Verbindungen.
Gegenstand jenes Patents ist jedoch nicht ein Verfahren zur Herstellung
von Fluorolefinverbindungen.
-
Die
US 5,998,673 beschreibt
1,4-Diaryl-2-fluor-4-cyano-2-buten-Verbindungen und ein Verfahren
zu deren Herstellung. Diese Verbindungen eignen sich als insektizide
und akarizide Mittel und sind zum Schutz von Pflanzen vor Schäden, die
durch Insekten- und Akaridenbefall und -infestation verursacht werden,
geeignet. Obgleich ein Verfahren zur Herstellung dieser Mittel bekannt
ist, tragen alternative effektivere Verfahren zu der verbesserten
Zugänglichkeit
dieser brauchbaren insektiziden und akariziden Mittel bei.
-
Daher
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren
zur Herstellung von 1,4-Diaryl-2-fluor-4-cyano-2-buten-Verbindungen
zur Verfügung
zu stellen.
-
Des
Weiteren liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde,
Zwischenprodukte zur Verfügung
zu stellen, die in diesem Verfahren nützlich sind.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung
von insektiziden und akariziden 1,4-Diaryl-2-fluor-4-cyano-2-buten-Verbindungen
der Strukturformel I
worin
Ar für Phenyl,
das unsubstituiert oder mit ein bis drei Halogenatomen, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Haloalkyl, C
1-C
4-Alkoxy oder C
1-C
4-Haloalkoxy substituiert ist,
1- oder
2-Naphthyl, das unsubstituiert oder mit ein bis drei Halogenatomen,
C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Haloalkyl, C
1-C
4-Alkoxy oder
C
1-C
4-Haloalkoxy
substituiert ist, oder für
einen
5- oder 6-gliedrigen heteroaromatischen Ring steht, der unsubstituiert
oder mit ein bis drei Halogenatomen, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Haloalkyl, C
1-C
4-Alkoxy
oder C
1-C
4-Haloalkoxy
substituiert ist;
R Wasserstoff, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Haloalkyl, C
3-C
6-Cycloalkyl oder C
3-C
6-Halocycloalkyl
bedeutet; und
Ar
1 für Phenoxyphenyl, das unsubstituiert
oder mit ein bis sechs Halogenatomen, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Haloalkyl, C
1-C
4-Alkoxy oder C
1-C
4-Haloalkoxy substituiert ist,
Phenyl,
das unsubstituiert oder mit ein bis fünf Halogenatomen, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Haloalkyl, C
1-C
4-Alkoxy oder
C
1-C
4-Haloalkoxy
substituiert ist,
Biphenyl, das unsubstituiert oder mit ein
bis fünf
Halogenatomen, C
1-C
4-Alkyl,
C
1-C
4-Haloalkyl,
C
1-C
4-Alkoxy oder
C
1-C
4-Haloalkoxy
substituiert ist,
Phenoxypyridyl, das unsubstituiert oder mit
ein bis fünf
Halogenatomen, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Haloalkyl, C
1-C
4-Alkoxy oder
C
1-C
4-Haloalkoxy
substituiert ist,
Benzylpyridyl, das unsubstituiert oder mit
ein bis fünf
Halogenatomen, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Haloalkyl, C
1-C
4-Alkoxy oder C
1-C
4-Haloalkoxy substituiert ist,
Benzylphenyl,
das unsubstituiert oder mit ein bis fünf Halogenatomen, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Haloalkyl, C
1-C
4-Alkoxy oder C
1-C
4-Haloalkoxy substituiert ist,
Benzoylphenyl,
das unsubstituiert oder mit ein bis fünf Halogenatomen, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Haloalkyl, C
1-C
4-Alkoxy oder C
1-C
4-Haloalkoxy substituiert ist,
1- oder
2-Naphthyl, das unsubstituiert oder mit ein bis drei Halogenatomen,
C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Haloalkyl, C
1-C
4-Alkoxy oder
C
1-C
4-Haloalkoxy
substituiert ist; oder für
einen
5- oder 6-gliedrigen heteroaromatischen Ring steht, der unsubstituiert
oder mit ein bis drei Halogenatomen, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Halogenalkyl, C
1-C
4-Alkoxy
oder C
1-C
4-Halogenalkoxy
substituiert ist; oder
deren optischen Isomeren; oder deren
cis- und trans-Isomeren, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- a) Umsetzung eines Zwischenprodukts der Formel
II worin Ar1 die
oben angegebene Bedeutung hat und X für eine nucleophil austauschbare
Abgangsgruppe wie Halogen, Alkylsulfonyloxy oder Arylsulfonyloxy,
insbesondere Cl, Br, I, Mesyloxy oder Tosyloxy steht, mit einem
Cyanid-liefernden
Mittel in einem ersten Lösungsmittel,
wobei man ein Cyano-Zwischenprodukt der
Formel III erhält;
- b) Umsetzung des Cyano-Zwischenprodukts III mit einem Aldehyd
der Formel IV in Gegenwart einer Base in
einem zweiten Lösungsmittel,
wobei man ein Anion erhält,
das angesäuert
wird, sodass man ein Dien der Formel V erhält und
- c) Umsetzung des Diens V mit Magnesium in Gegenwart eines dritten
protischen Lösungsmittels.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft auch neue Zwischenprodukte der Formel
V.
-
Wenn
auch die
US 5,998,673 ein
Verfahren zur Herstellung von insektiziden und akariziden 1,4-Diaryl-2-fluor-4-cyano-2-butenen
beschreibt, so tragen alternative Verfahren, die effektiver sind,
zu der verbesserten Zugänglichkeit
dieser brauchbaren insektiziden und akariziden Mittel bei.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein effektives und brauchbares Verfahren
zur Herstellung von 1,4-Diaryl-2-fluor-4-cyano-2-buten-Verbindungen
der Formel I,
worin Ar, Ar
1 und
R die oben angegebenen Bedeutungen aufweisen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
behandelt man das Zwischenprodukt II mit einem Cyanid-liefernden
Mittel in einem polar aprotischen Lösungsmittel (erstes Lösungsmittel),
wobei man das Cyano-Zwischenprodukt III erhält. Das Cyano-Zwischenprodukt
III setzt man mit einem Aldehyd der Formel IV in Gegenwart einer
Base in einem zweiten Lösungsmittel um,
wobei man ein Zwischenprodukt erhält, das angesäuert wird,
so dass ein Dien der Formel V entsteht; und das Dien V setzt man
mit Magnesium in Gegenwart eines erotischen Lösungsmittels (drittes Lösungsmittel) um,
um 1,4-Diaryl-2-fluor-4-cyano-2-buten I zu erzeugen.
-
Das
Verfahren ist in dem Flussdiagramm I dargestellt.
-
-
Flussdiagramm
I (fortgesetzt)
-
Die
Zwischenprodukt-Aldehyde IV können
wie in
US 5,998,673 beschrieben
hergestellt werden.
-
Zur
Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren
geeignete erste Lösungsmittel
umfassen polar aprotische Lösungsmittel
wie Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, N-Methylpyrrolidon oder
dergleichen, vorzugsweise Dimethylsulfoxid.
-
Zur
Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren
geeignete zweite Lösungsmittel
umfassen aprotische Lösungsmittel
wie Tetrahydrofuran, Diethylether und dergleichen, vorzugsweise
Tetrahydrofuran.
-
Zur
Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren
geeignete dritte Lösungsmittel
umfassen protische Lösungsmittel
wie Alkanole, vorzugsweise Methanol oder Ethanol.
-
Cyanid-liefernde
Mittel umfassen Alkalimetallcyanide und quarternäre Ammoniumcyanide, vorzugsweise
Natriumcyanid oder Kaliumcyanid.
-
Zur
Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren
geeignete Basen sind Alkalimetallamide wie Lithiumamid, Lithiumdimethylamid,
Lithiumdiisopropylamid, Natriumbis(trimethylsilyl)amid, Magnesiochlorodiethylamid
(Et2NMgCl) oder dergleichen, vorzugsweise
Lithiumdiisopropylamid.
-
Die
Basen können
in katalytischen Mengen bis hin zu Überschussmengen wie 10 mol-%
bis 4,0 molarer Überschuss
eingesetzt werden.
-
Zur
Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren
geeignete Säuren
umfassen Mineralsäuren wie
HCl, HBr oder H2SO4,
vorzugsweise HCl.
-
Bevorzugte
Zwischenprodukte II sind solche, worin X für Br steht.
-
Vorzugsweise
behandelt man in dem erfindungsgemäßen Verfahren das Zwischenprodukt
II mit wenigstens einem Moläquivalent
eines Cyanid-liefernden Mittels, vorzugsweise Natriumcyanid, in
einem polar aprotischen Lösungsmittel,
vorzugsweise Dimethylsulfoxid, wobei man das Cyano-Zwischenprodukt
III erhält. Das
Cyano-Zwischenprodukt
III behandelt man mit dem Aldehyd IV in Gegenwart einer Base, vorzugsweise einem
Alkalimetallamid, vorzugsweise Lithiumdiisopropylamid, in einem
aprotischen Lösungsmittel,
vorzugsweise Tetrahydrofuran, wobei man ein Zwischenprodukt erhält, das
beim Ansäuern,
vorzugsweise mit Salzsäure,
das Dien (V) liefert; das Dien (V) setzt man mit Magnesium in Gegenwart
eines protischen Lösungsmittels, vorzugsweise
einem Alkanol, vorzugsweise Methanol oder Ethanol um, um das gewünschte 1,4-Diaryl-2-fluor-4-cyano-2-buten
I bereitzustellen.
-
Das
in dem Flussdiagramm I dargestellte Verfahren liefert ein 1,4-Diaryl-2-fluor-4-cyano-2-buten
I, das überwiegend
die (Z)-Konfiguration aufweist. Verbindungen der Formel I, worin
die Doppelbindung die (E)-Konfiguration aufweist, können durch
Isomerisierung von 1,4-Diaryl-2-fluor-4-cyano-2-buten-Verbindungen
I, die überwiegend
die (Z)-Konfiguration aufweisen, nach üblichen Verfahren wie Einwirkenlassen
von Licht hergestellt werden.
-
In
obiger Formel I umfassen 5- und 6-gliedrige heteroaromatische Ringe,
ohne darauf beschränkt
zu sein, Pyridyl-, Pyrazolyl-, Imidazolyl-, Triazolyl-, Isoxazolyl-,
Tetrazolyl-, Pyrazinyl-, Pyridazinyl-, Triazinyl-, Furanyl-, Thienyl-
und Thiazolylringe, die jeweils unsubstituiert oder substituiert
sind wie in obiger Formel I beschrieben.
-
Exemplarisch
für zuvor
genanntes Halogen sind Fluor, Chlor, Brom und Iod. Die Ausdrücke „C1-C4-Haloalkyl", „C3-C6-Halocycloalkyl" und „C1-C4-Haloalkoxy" sind definiert als
C1-C4-Alkylgruppe,
C3-C6-Cycloalkylgruppe
beziehungsweise C1-C4-Alkoxygruppe, die
mit einem oder mehreren Halogenatomen substituiert sind.
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft auch Verbindungen der Formel V, worin
die Variablen die zuvor für Formel
1 genannten Bedeutungen aufweisen.
-
-
In
Verbindungen der Formeln I bzw. V sind die folgenden Bedeutungen
für Gruppen
R bevorzugt: R steht für
C1-C4-Alkyl oder
C3-C6-Cycloalkyl,
insbesondere Isopropyl oder Cyclopropyl.
-
Verbindungen
der Formeln I bzw. V sind bevorzugt, worin Ar für Phenyl steht, das mit Halogen
oder C1-C4-Alkoxy
substituiert ist.
-
Bevorzugt
sind ebenfalls Verbindungen der Formeln I bzw. V, worin Ar1 für
3-Phenoxyphenyl, das unsubstituiert oder mit ein bis sechs Halogenatomen,
C1-C4-Alkyl, C1-C4-Haloalkyl, C1-C4-Alkoxy oder C1-C4-Haloalkoxy substituiert ist, 3-Biphenyl,
das unsubstituiert oder mit ein bis fünf Halogenatomen, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Haloalkyl, C1-C4-Alkoxy oder C1-C4-Haloalkoxy substituiert ist, oder für 3-Benzylphenyl
steht, das unsubstituiert oder mit ein bis fünf Halogenatomen, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Haloalkyl, C1-C4-Alkoxy oder C1-C4-Haloalkoxy substituiert ist.
-
Außerdem sind
Verbindungen besonders bevorzugt, worin Ar1 für 3-Phenoxyphenyl
steht, das unsubstituiert oder mit ein bis sechs Halogenatomen,
C1-C4-Alkyl, C1-C4-Haloalkyl, C1-C4-Alkoxy oder
C1-C4-Haloalkoxy
steht, insbesondere 3-Phenoxy-4-halogenphenyl, 3-(4'-Halogenphenoxy)phenyl
oder 3-(4'-Halogenphenoxy)-4-halogenphenyl.
-
Verbindungen
der Formeln I bzw. V sind besonders bevorzugt, worin
Ar für Phenyl
steht, das unsubstituiert oder mit ein bis drei Halogenatomen, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Haloalkyl, C1-C4-Alkoxy oder
C1-C4-Haloalkoxy
substituiert ist;
R Wasserstoff, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Haloalkyl, C3-C6-Cycloalkyl oder C3-C6-Halocycloalkyl bedeutet;
Ar1 für
3-Phenoxyphenyl, das unsubstituiert oder mit ein bis sechs Halogenatomen,
C1-C4-Alkyl, C1-C4-Haloalkyl, C1-C4-Alkoxy oder
C1-C4-Haloalkoxy
substituiert ist,
3-Biphenyl, das unsubstituiert oder mit ein
bis fünf
Halogenatomen, C1-C4-Alkyl,
C1-C4-Haloalkyl,
C1-C4-Alkoxy oder
C1-C4-Haloalkoxy
substituiert ist, oder für
3-Benzylphenyl
steht, das unsubstituiert oder mit ein bis fünf Halogenatomen, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Haloalkyl, C1-C4-Alkoxy oder
C1-C4-Haloalkoxy
substituiert ist.
-
Verbindungen
der Formel I bzw. V sind insbesondere bevorzugt, worin
Ar für Phenyl
steht, das unsubstituiert oder mit ein bis drei Halogenatomen, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Haloalkyl, C1-C4-Alkoxy oder C1-C4-Haloalkoxy substituiert ist;
R für Isopropyl
oder Cyclopropyl steht; und
Ar1 für 3-Phenoxyphenyl
steht, das unsubstituiert oder mit ein bis sechs Halogenatomen,
C1-C4-Alkyl, C1-C4-Haloalkyl, C1-C4-Alkoxy oder
C1-C4-Haloalkoxy
substituiert ist.
-
Insbesondere
bevorzugt sind Verbindungen der Formel I bzw. V, worin
Ar für Phenyl
steht, das unsubstituiert oder mit ein bis drei Halogenatomen, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Haloalkyl, C1-C4-Alkoxy oder C1-C4-Haloalkoxy substituiert ist;
R für Cyclopropyl
steht; und
Ar1 für 3-Phenoxyphenyl steht, das
unsubstituiert oder mit ein bis sechs Halogenatomen, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Haloalkyl, C1-C4-Alkoxy oder C1-C4-Haloalkoxy substituiert ist.
-
Außerdem sind
Verbindungen der Formel I' bzw.
V' besonders bevorzugt,
worin die Variablen die in Tabelle A angegebenen Bedeutungen aufweisen:
-
-
Herstellungsbeispiele
-
Durch
entsprechende Modifikation der Ausgangsmaterialien stellte man weitere
Verbindungen I und V nach den in den nachfolgenden Herstellungsbeispielen
angegebenen Vorschriften her.
-
Beispiel
1 Herstellung
von (4-Fluor-3-phenoxyphenyl)acetonitril
-
Man
erwärmte
ein Gemisch aus α-Brom-4-fluor-3-phenoxytoluol
(2,65 g, 0,0094 mol) und Natriumcyanid (0,735 g, 0,0141 mol) in
Dimethylsulfoxid (15 ml) 35 Minuten auf 50°C und 35 Minuten auf 90°C. Das abgekühlte Reaktionsgemisch
verdünnte
man mit Wasser und extrahierte mit Ethylacetat. Die vereinigten
organischen Extrakte wusch man mit Wasser, gesättigter Kochsalzlösung, trocknete über wasserfreiem
Natriumsulfat und engte unter vermindertem Druck ein, wobei man
ein grauweißes Öl (1,8 g,
85,7%) erhielt, das man durch IR-, 1H-NMR-, 13C-NMR- und 19F-NMR-Analysen
charakterisierte.
-
Beispiel
2 Herstellung
von 1-(p-Chlorphenyl)-1-cyclopropyl-2-fluor-4-(4-fuor-3-phenoxyphenyl)-4-cyano-1,3-butadien
-
Zu
einer gerührten
Lösung
von (4-Fluor-3-phenoxyphenyl)acetonitril (447,2 mg, 2,1 mmol) in
wasserfreiem Tetrahydrofuran (5 ml) gab man bei –78°C unter Stickstoff mit einer
Spritze eine Lösung
von Lithiumdiisopropylamid in Tetrahydrofuran (1,16 ml einer 0,20
M-Lösung,
2,31 mmol). Man ließ das
Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur erwärmen und rührte danach zwei Stunden. Das
Reaktionsgemisch kühlte
man unter Rühren
auf –78°C ab und
gab mit einer Spritze eine Lösung
von p-Chlor-β-cyclopropyl-α-fluorzimtaldehyd (449,3
mg, 2 mmol) in Tetrahydrofuran (2 ml) zu. Das Reaktionsgemisch ließ man auf
Raumtemperatur erwärmen
und rührte
48 Stunden. Das Reaktionsgemisch verdünnte man mit Ethylacetat und
2 N Salzsäure
und trennte die Schichten. Die wässrige
Schicht extrahierte man mit Ethylacetat und wusch die vereinigten
organischen Schichten mit 2 N Salzsäure, Wasser, trocknete über wasserfreiem
Natriumsulfat und engte unter vermindertem Druck zu einem braunen
Rückstand
ein. Die Flash-Chromatographie dieses Rückstands an Kieselgel mit Ethylacetat/Hexan
(1/9) als Eluierungsmittel ergab die Titelverbindung als Sirup (500
mg, 55,3%), der beim Verreiben mit Ether fest wurde, wobei man einen
blassgelben Feststoff (Schmelzpunkt 110–112°C) erhielt, der durch 1H-NMR-, 13C-NMR-, 19F-NMR-, IR- und Massenspektralanalysen
charakterisiert wurde.
-
Beispiel
3 Herstellung
von (R,S)-(Z)-1-[1-(p-Chlorphenyl)-2-fluor-4(4-fluor-3-phenoxyphenyl)-4-cyano-2-butenyl]cyclopropan,
-
Ein
Gemisch aus 1-(p-Chlorphenyl)-1-cyclopropyl-2-fluor-4-(4-fluor-3-phenoxyphenyl)-4-cyano-1,3-butadien
(335 mg, 0,77 mmol) und Magnesium (93,8 mg, 3,86 mmol) in Methanol
(3 ml) und wasserfreiem THF (2 ml) erwärmte man 3 Stunden unter Stickstoff
am Rückfluss.
Das abgekühlte
Reaktionsgemisch säuerte
man mit 2 N Salzsäure
an und extrahierte mit Ethylacetat. Die vereinigten Extrakte wusch
man mit 2 N Salzsäure,
Wasser, trocknete über
wasserfreiem Natriumsulfat und engte unter vermindertem Druck ein. Den
Rückstand
chromatographierte man an Kieselgel mit Ethylacetat/Hexan (5/95)
als Eluierungsmittel, wobei man die Titelverbindung als farbloses Öl (46 mg,
14%) erhielt, das durch 1H-NMR-, 13C-NMR-, 19F-NMR-,
IR- und Massenspektralanalysen charakterisiert wurde.