JP4044923B2 - 殺虫剤の中間体として有用性のあるハロゲン化エステル類 - Google Patents

Description

本発明は殺虫剤の中間体としての有用性のあるハロゲン化エステル類、そのエステル類を製造する方法、並びにそのエステル類から殺虫剤を製造する方法に関するものである。

英国特許第２０００７６４によれば、α−シアノ−３−フエノキシベンジル３−（２−クロロー３，３，３−トリフルオロプロプ−１−エン−１−イル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシラート（α-cyano-3-phenoxybenzyl 3-(2-chloro-3,3,3-trifluoroprop-1-en-1-yl)-2,2-dimethylcyclopropane carboxylate）を含む有用な殺虫剤エステル化物が、そしてそのカルボン酸エステルはその（Ｚ）−１Ｒ，ｃｉｓ−αＳおよび（Ｚ）−１Ｓ，ｃｉｓ−αＲ異性体によって形成されたラセミ化合物の形でラムダ−シハロスリン（lambda-cyhalothrin）という国際標準機構（ＩＳＯ）の一般名を有し広く利用されている市販の殺虫剤であることが開示されている。

本発明はラムダ−シハロスリンの製造原料となるシスー３−（２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロプ−１−エン−１−イル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸（シハロスリン酸：cyhalothrin acid）の製造における中間体として利用することができる新規なハロゲン化エステル類に関するものである。

従って、本発明は次式
ＣＦ_３−ＣＸＣＬ−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−Ｃ（ＣＨ_３）_２−ＣＨ_２−ＣＯ_２Ｒ （I）
（式中、Ｘはクロロまたはブロモを表し、Ｒは水素または炭素原子数４個以下のアルキル基を表す）の化合物を提供する。式（I）の化合物の具体例として、メチル６−ブロモ−６−クロロ−３，３−ジメチル−５−ヒドロキシ−７，７，７−トリフルオロヘプタノアート，エチル６−ブロモ−６−クロロ−３，３−ジメチル−５−ヒドロキシ−７，７，７−トリフルオロヘプタノアート，メチル６，６−ジクロロ−３，３−ジメチル−５−ヒドロキシ−７，７，７−トリフルオロヘプタノアートおよびエチル６，６−ジクロロ−３，３−ジメチル−５−ヒドロキシ−７，７，７−トリフルオロヘプタノアート、ならびに、それに対応するカルボン酸が挙げられる。

本発明はＸがクロロまたはブロモであり、Ｒが炭素原子数４以下のアルキル基を表す式（I）の化合物を製造する方法をも提供し、その方法は式（II）
ＣＦ₃−ＣＨＸＣｌ （II）
の化合物を強塩基と不活性溶媒の存在下、式（III）
Ｏ＝ＣＨ−ＣＨ_２−Ｃ（ＣＨ_３）_２−ＣＨ_２−ＣＯ_２Ｒ （III）
の化合物と反応させる事を含む。

本発明の方法は強塩基の存在下で実施される。強塩基はパーハロアルキルイオン（perhaloalkyl ion）を発生することにより作用し、次にこのイオンがそのアルデヒド基と反応することにより作用するものと信じられている。適当な強塩基としては６以下の炭素原子を含むナトリウムアルコキシドまたはカリウムアルコキシドのようなアルカリ金属低級アルコキシドを含む；例えば、ナトリウムイソプロポキシド、カリウムイソプロポキシド、ナトリウムｔ−ブトキシドまたは、カリウムｔ−ブトキシドである。しかしながら、アルカリ金属水素化物（例えば、水素化ナトリウム）並びに、アルカリ金属アミド（例えば、ナトリウムアミド）のような他の塩基を用いてもよい。本発明方法は不必要な副産物の生成を避けるために、低温で実施するのが好ましい。特に極性の非プロトン性溶媒を使用する時は、好ましい温度は−８０℃から０℃の範囲内である。本発明方法において有用であるといえる極性の非プロトン溶媒の具体例としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドおよびジ−ｎ−ブチルアセトアミドのようなアミド類、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランおよびジオキサンのような環状エーテル類、エチレングリコールジメチルエーテルおよびエチレングリコールジエチルエーテルのようなグリコールエーテル類、並びに、ジメチルスルホキシドのようなスルホキシド類である。しかしながら、芳香族炭化水素のような他の不活性溶媒、例えば、トルエンなどを用いてもよい。

式（III）の化合物は式（IV）
ＢｒＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｃ（ＣＨ_３）_２−ＣＨ_２−ＣＯ_２Ｒ （IV）
の化合物を酸素供与体および塩基と反応させることにより得ることができる。ピリジンＮ−オキシドは適当な酸素供与体であり、塩基は炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムのようなアルカリ金属の炭酸塩が好都合である。

式（IV）の化合物は以前に記載されていなかったと考えられ、したがって本発明の更に他の態様によれば、Ｒが炭素原子数４以下のアルキル基、好ましくは、メチル及びエチルである式（IV）の化合物を提供する。

式（IV）の化合物は式（V）
ＣＨ_２＝ＣＨ−Ｃ（ＣＨ_３）_２−ＣＨ_２−ＣＯ_２Ｒ （V）
の化合物を有機過酸化物のような遊離基を有する触媒の存在下、臭化水素で反応させて得ることができる。

式（I）の化合物は単純な二段階方法で（そのアルキルエステルとして）シハロスリン酸（cyhalothrin acid）に変換してもよい。従って、本発明のさらに別の態様によって、３−（２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロプ−１−エン−イル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸のアルキルエステルを生成する方法を提供し、その方法は、
（ａ）式（Ｉ）の化合物を脱水剤で処理する事によって、式（VI）
ＣＦ_３−ＣＸＣｌ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（ＣＨ_３）_２−ＣＨ_２−ＣＯ_２Ｒ (VI）
の化合物を得ること、および
（ｂ）式（VI）の化合物を不活性溶媒に溶解した少なくとも１モル等量の塩基で処理して、反応混合物から３−（２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロプ−１−エン−イル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸のアルキルエステルを回収することを含む。

工程（ａ）において用いる好ましい脱水剤はオキシ塩化リンであり、上記方法は好ましくは、ピリジン塩基、例えば、ルチジン（＝ジメチルピリジン）のような適切な溶媒中で実施する。工程（ｂ）で用いられる塩基は、好ましくは、アルカリ金属アルコキシドであり、上記方法は、例えば、ジメチルホルムアミドのような極性非プロトン溶媒、またはそのアルカリ金属アルコキシドに対応する過剰量のアルコールのような適切な溶媒または希釈剤中で実施してもよい。ナトリウムｔ−ブトキシドまたはカリウムｔ−ブトキシドが好ましい塩基であり、そしてその反応は、ジメチルホルムアミド中で実施するのが好ましい。アルカリ金属アミド類（例えば、ナトリウムアミド）、若しくはアルカリ金属ジシリルアジド類（alkali metal disilylazides）（例えば、ナトリウムジシリルアジド）のような他の塩基類を使用することもでき、好ましくは、ｔ−ブタノールのようなアルカノールの触媒量の存在下に実施する。工程（ｂ）で用いられる特に有用な技術は、蒸留によってｔ−ブタノールを除去する条件下でトルエンやキシレンのような芳香族炭化水素溶媒の存在下でこの反応を実施する事である。

以下実施例をあげて、式（I）の化合物の製造方法や使用方法を更に詳しく説明し、本発明の様々な態様を例証する。

本実施例はメチル ５−ブロモ−３，３−ペント−４−エノアート（methyl 5-bromo-3,3-pent-4-enoate）の製造方法を説明する。
メチル ３，３−ジメチルペンタノアート（５０．０ｇ）を四塩化炭素（５００ｃｍ³）に溶かし、窒素ガス雰囲気下で、６０℃になるまで加温した。一部の過酸化ベンゾイル（２．４４ｇ）を加え、その混合物を１０分間撹拌し、その後、４５分間にわたって、臭化水素ガスの流れを焼結ガラス（glass sinter）を通して導入した。その反応混合物を窒素ガスで浄化し、室温を７２時間保持した。その混合物をそれから５０℃になるまで加温し、更に過酸化ベンゾイル（２．４４ｇ）を加え、１５分間にわたって臭化水素ガスを導入し、その反応を完成した。窒素ガスを吹き込んで残存臭化水素を除去した後で、減圧下、蒸発によって、溶媒を除去し、その反応混合物を濃縮した。残存液体を蒸留で精製し、無色の液体として、メチル ５−ブロモ−３，３−ジメチルペンタノアート（沸点８０℃／２ｍｍＨｇ，収率８０％）を得た。
Ｈ^ｌＮＭＲ（ｐｐｍ）：３．７０（３Ｈ，ｓ，ＯＭｅ）；３．４０（２Ｈ，ｍ，ＣＨ_２Ｂｒ）；２．２５（２Ｈ，ｓ，ＣＨ_２ＣＯ_２Ｍｅ）；１.９５（２Ｈ，ｍ，ＣＨ_２）；１．０５（６Ｈ，ｓ，ＣＭｅ_２）

本実施例はメチル３，３−ジメチル−５−オキソペンタノアートの製造方法を説明する。
メチル５−ブロモ−３，３−ジメチルペンタノアート（５．０ｇ），ピリジンＮ−オキシド（４．４９ｇ），炭酸水素ナトリウム（３．７７ｇ）およびトルエン（３０ｃｍ^３）の混合物を還流温度まで加熱し、１４時間激しく撹拌した。その混合物を室温まで冷却してから、水（２０ｃｍ^３）、炭酸アンモニウム飽和溶液（２０ｃｍ^３）およびトルエン（５０ｃｍ^３）を加えその水相を単離し、トルエン（３ｘ７５ｃｍ^３）で抽出した。トルエンで抽出した部分を主要な有機相に加え、一緒にした全体は減圧下、揮発性構成成分を蒸発させて濃縮し、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。残存液体はＫｕｇｅｌｒｏｈｒ蒸留法（１３０℃／水流ポンプ圧（water pump pressure））により精製し、メチル３，３−ジメチル−５−オキソペンタノアートを６３％の収率にて得た。
Ｈ^ｌＮＭＲ（ｐｐｍ）：９．８５（１Ｈ，ｍ，ＣＨＯ）；３．６５（３Ｈ，ｓ，ＯＭｅ）；２．５０（２Ｈ，ｍ，ＣＨ_２ＣＨＯ）；２．４０（２Ｈ，ｓ，ＣＨ_２ＣＯ_２Ｍｅ）；１．１５（６Ｈ，ｓ，ＣＭｅ_２）

本実施例はメチル６，６−ジクロロ−３，３−ジメチル−５−ヒドロキシ−７，７，７−トリフルオロヘプタノアートの製造方法を説明する。
温度を−７８℃を保持したメチル３，３−ジメチル−５−オキソペンタノアート（１．０ｇ），１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（１．０６ｇ）及び乾燥テトラヒドロフラン（１０ｃｍ^３）の撹拌混合物に、ナトリウムｔ−ブトキシド（４２ｗ／ｗ％のジメチルホルムアミド溶液を１．６６ｃｍ^３）を５分間にわたって加えた後、その混合物を更に６０分間、温度−７８℃で撹拌を継続し続けた。その反応を低温で塩化アンモニウムの飽和溶液で急冷した後、その混合物を室温に暖まるまで放置した。その後、水（２０ｃｍ^３）を加え、有機相を単離し水相はジイソプロピルエーテル（３ｘ３０ｃｍ^３）で抽出し、その抽出物を有機相と一緒にして食塩水（ｂｒｉｎｅ）（２ｘ１０ｃｍ^３）で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。減圧下、揮発性の構成成分を蒸発により除去した後、残りの油状物をカラムクロマトグラフィー（シリカゲルカラムを用い、ヘキサンと酢酸エチルの容積比９：１の混合物で溶離）で精製して収率５６％の無色の油状物として、メチル６，６−ジクロロ−３，３−ジメチル−５−ヒドロキシー７，７，７−トリフルオロヘプタノアートを得た。
Ｈ^１ＮＭＲ（ｐｐｍ）：４．５０（１Ｈ，ｄ，ＯＨ）；４．２８（１Ｈ，ｍ，ＣＨＯＨ）；３．７３（３Ｈ，ｓ，ＯＭｅ）；２．４８（２Ｈ，ｄ［ａｂ］，ＣＨ_２ＣＯ_２Ｍｅ）；１．９５（２Ｈ，ｍ，ＣＨ_３）；１．１５（３Ｈ，ｓ，ＣＭｅ_２）；１．０９（ｓ，３Ｈ，ＣＭｅ_２）．
ＭＳ：２７９（Ｍ−ＯＭｅ）；２５７（Ｍ−［Ｃ１＋Ｈ_２Ｏ］）．
赤外：１７１０，３４００ｃｍ^−１（ｂｒ）

本実施例はメチル６，６−ジクロロ−３，３−ジメチル−７，７，７−トリフルオロヘプト−４−エノアートの製造方法を説明する。
３，５−ルチジン（３，５−lutidine）（５０ｃｍ^３）にメチル６，６−ジクロロ−３，３−ジメチル−５−ヒドロキシ−７，７，７−トリフルオロヘプタノアート（５．４９ｇ）を加えた撹拌溶液を温度０℃に維持して、オキシ塩化リン（１０ｃｍ^３）を滴下した。得られた混合物を１００℃で３０分間加熱した。それから窒素ガス雰囲気中で室温に下がるまで冷却し、氷と水（３００ｃｍ^３）の攪拌混合物中に注ぎ入れた。その混合物を、酢酸エチル（２ｘ１５０ｃｍ^３）、ジエチルエーテル（３ｘ１５０ｃｍ^３）そして最後に、酢酸エチル（１５０ｃｍ^３）で抽出した。一緒にした抽出物の容量を、減圧下で溶媒をいくらか蒸発させて、約４００ｃｍ³に減少し、次いで希塩酸（３．５Ｍ）で洗浄した。水性の洗液をジエチルエーテル（３ｘ５０ｃｍ^３）で抽出し、その抽出物を有機相と一緒にした。一緒にした有機相を食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥したあとで、溶媒を減圧下で蒸発により除去し、残った油状物をＫｕｇｅｌｒｏｈｒ蒸発法（１２８℃／１ｍｍＨｇ）で精製し、メチル６，６−ジクロロ−３，３−ジメチル−７、７、７−トリフルオロヘプト−４−エノアートを淡黄色の油状物（２．８６ｇ，５２％収率）として、多量のアリル転位異性体であるメチル４，６−ジクロロ−３，３−ジメチル−７，７，７−トリフルオロヘプト−５−エノアートとともに得た。
Ｈ^１ＮＭＲ（ｐｐｍ）：６．５０（１Ｈ，ｄ，＝ＣＨ）；５．７０（１Ｈ，ｄ，＝ＣＨ）：３．６５（３Ｈ，ｓ，ＯＭｅ）；２．４０（２Ｈ，ｓ，ＣＨ_２ＣＯ_２Ｍｅ）；１．２５（６Ｈ，ｓ，ＣＭｅ_２）．
ＭＳ：２５７（Ｍ−Ｃｌ），２１９（Ｍ−ＣＨ_２ＣＯ_２Ｍｅ）．
赤外：１７５０ｃｍ^−１．

本実施例はエチル３−（２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロプ−１−エン−１−イル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシラートの製造方法を説明する。
ジメチルホルムアミド（１０ｍｌ）にエチル６，６−ジクロロ−３，３−ジメチル−７，７，７−トリクロロヘプト−４−エノアート（０．１ｇ）を加えた攪拌溶液を窒素ガス雰囲気下で−２５℃まで冷却して、ナトリウムｔ−ブトキシド（４２％のジメチルホルムアミド溶液の０．１ｍｌ）を滴下した。３０分後に、ナトリウムｔ−ブトキシド溶液を、更に５滴加えて、その混合物を更に１５分間撹拌した後、その反応液を、１０分間にわたって、塩化アンモニウム飽和溶液（２ｍｌ）で急冷した。水（４０ｍｌ）を加え、混合物をヘキサン（３ｘ４０ｍｌ）で抽出し、一緒にした抽出物を食塩水（２０ｍｌ）で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。乾燥液を炉過し、減圧下、蒸発により濃縮し、異性体の混合物として、エチル３−（２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロプ−１−エン−１−イル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシラートを得た。

本実施例はメチル３−（２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロプ−１−エン−１−イル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシラートの製造方法を説明する。
前の実施例に記載した方法と同様な方法によって、窒素ガス雰囲気中、０℃の温度で乾燥ジメチルホルムアミド（１０ｍｌ）にメチル６，６−ジクロロ−３，３−ジメチル−７，７，７−トリフルオロヘプト−４−エノアート（０．２１７ｇ）を加えた溶液をナトリウムｔ−ブトキシド（４２％のジメチルホルムアミド溶液の０．２ｍｌ）で処理して、目的とする望ましい生成物を得た。その生成物の同一性を、ガスクロマトグラフイーおよび質量分析により、主としてメチル シス−３−（Ｚ−２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロプ−１−エン−１−イル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシラートからなることとして確認した。

本実施例はｔ−ブタノールをトルエンで共沸蒸留する事によって除去する条件下で、メチル３−（２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロプ−１−エン−２−イル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシラートを製造する方法を説明する。

ナトリウムｔ−ブトキシド（２．５ｇ）をメチル６，６−ジクロロ−３，３−ジメチル−７，７，７−トリフルオロヘプト−４−エノアート（５．５５ｇ，強度（strength）９１％）とトルエン（５０ｃｍ^３）の混合物に迅速に加え、大気圧下、温度４０℃を維持した。得られた混合物を４０ｍｍＨｇに減圧しながら撹拌し、２時間にわたって、圧力をその数値（４０ｍｍＨｇ）に保った。その後、圧力を大気圧にもどし、混合物を酢酸（４．０ｃｍ^３）で急冷した。混合物をガスクロマトグラフイーによる定量分析の試料採取で、本実施例の目的生成物が（ｃｉｓ−Ｚ異性体として）７５％の収率で存在している事を実証した。

本実施例はｔ−ブタノールをキシレンで共沸蒸留することによって除去する条件下で、メチル３−（２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロプ−１−エン−２−イル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシラートを製造する方法を説明する。

トルエンの代わりに、キシレン（５０ｃｍ^３）を使用して減圧度合を２０ｍｍＨｇにし、２．５時間その状態を保持したという事を除いては、実施例７と同様な方法を用いた。この時間中、更にキシレンを加え、一定の容積を維持した。反応混合物の試料採取により、本実施例の目的生成物を（ｃｉｓ−Ｚ異性体として）７５％の収率で得たということを実証した。

Claims (6)

1. 式（I）
   ＣＦ_３−ＣＸＣｌ−ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ_２−Ｃ（ＣＨ_３）_２−ＣＨ_２−ＣＯ_２Ｒ （I）
   （式中、Ｘはクロロまたはブロモを表し、Ｒは水素または、炭素原子数４以下のアルキル基を表す）で表される化合物。
2. ＸがクロロおよびＲがメチルを表す請求項１に記載の化合物。
3. （ａ）請求項１に記載の式（I）の化合物を脱水剤で処理して、式（VI）
   ＣＦ_３−ＣＸＣｌ−ＣＨ＝ＣＨ−Ｃ（ＣＨ_３）_２−ＣＨ_２−ＣＯ_２Ｒ （VI）
   の化合物を得る事、および
   （ｂ）Ｒが炭素原子数４以下のアルキル基である式（VI）の化合物を不活性溶媒中、少なくとも１モル当量の塩基で処理し、その反応混合物から３−（２−クロロ−３，３，３−トリフルオロプロプ−１−エン−イル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸のアルキルエステルを回収すること、
   を含む３−（２−クロロ−３，３，３−トリフルオロ−プロプ−１−エン−イル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸のアルキルエステルを製造する方法。
   
4. 脱水剤がオキシ塩化リンである、請求項３に記載の方法。
5. 工程（ｂ）で用いられる塩基はアルカリ金属アルコキシドである、請求項３に記載の方法。
6. アルカリ金属アルコキシドは、ナトリウムｔ−ブトキシドまたはカリウムｔ−ブトキシドである、請求項４に記載の方法。