JPS6217986B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学活性２・２−ジメチルシクロプロ
パン−１−カルボン酸アルキルエステルのラセミ
化法に関する。

さらに詳しくは一般式 （式中Ｒはアルキル基を表わす。） で示される光学活性２・２−ジメチルシクロプロ
パン−１−カルボン酸アルキルエステルをアルカ
リ金属もしくはその水素化物またはそれらの分散
体を触媒として、反応を阻害しない溶媒の存在下
又は非存在下、約70℃乃至200℃の温度の範囲で
処理することを特徴とする当該エステルのラセミ
化法である。

２・２−ジメチルシクロプロパン−１−カルボ
ン酸は農医薬中間体として重要な化合物である。
例えば、該カルボン酸と置換−２−シクロペンテ
ノン−４−オールあるいは置換フルフリルアルコ
ール等のアルコールとのエステルは人畜に対して
低毒性で、害虫に対して速効性の殺虫剤として有
用なピレスロイド系殺虫剤と呼ばれるエステルと
同様な作用を示すことが知られている（英国特許
第1260847号明細書）。またβ−ラクタム系抗生物
質の生体内分解酵素阻害剤の構成成分としても用
いられるものである（化学と生物、19、204
（1981））。

かかる用途には光学活性体の使用が望ましい場
合が多い。２・２−ジメチル−シクロプロパン−
１−カルボン酸は通常の合成法ではラセミ体すな
わち（±）体として合成され、光学活性有機塩基
を用いて光学分割することにより有効な光学活性
体が得られる（特開昭55−40669号公報、英国特
許第1260847号明細書）。

光学分割した残りの対掌体を有利にラセミ化す
る方法を開発することは光学分割法と組合せるこ
とにより、最初ラセミ体であつても究極的には有
効な光学活性体として得られることになり、工業
的に非常に有意義なことである。

そこで本発明者らは無効な光学異性体のラセミ
化方法について検討してきた。本発明の目的化合
物である光学活性２・２−ジメチルシクロプロパ
ン−１−カルボン酸及びその誘導体のラセミ化方
法にていてはこれまで何ら知見が得られていなか
つた。当該化合物は高歪みを有するシクロプロパ
ン環を分子内に含み、これを開裂させずにラセミ
化させることは困難を伴うことが予想されたが、
鋭意検討を続けた結果、当該カルボン酸のアルキ
ルエステルをアルカリ金属もしくはその水素化物
またはそれらの分散体で処理することにより、ア
シロイン縮合等の副反応を伴うことなく、効率よ
く極めて有利にラセミ化できることを見い出し、
さらに検討を加え本発明に到達した。

本発明において前記一般式で示されるエステル
残基のＲとしてはメチル基、プロピル基、ブチル
基、ヘキシル基、メンチル基などの炭素数１〜10
のアルキル基を挙げることができる。

本発明の方法は、リチウム、ナトリウム、カリ
ウム等のアルカリ金属、あるいはナトリウム−カ
リウムのような２種以上のアルカリ金属の合金を
触媒として光学活性該カルボン酸エステルをラセ
ミ化するものである。この場合、前記アルカリ金
属を媒体中に微粒子化した所謂アルカリ金属分散
体の製法は公知であり、分散媒体としてトルエ
ン、キシレン、ワセリン、ナフタレン、アンスラ
セン、鉱油などにアルカリ金属を分散せしめた状
態のものや、アルミナ、シリカゲル、活性炭など
の多孔性担体に担持した状態のものを用いること
により、反応は一層円滑に進行する。さらに本発
明の方法は、前記アルカリ金属の水素化物すなわ
ち水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カ
リウム等のアルカリ金属水素化物を触媒として用
いることもできる。アルカリ金属水素化物はどん
な形態のものでも使用することができるが、微粉
末状にして用いれば更に効果をあげることができ
る。鉱油に分散したアルカリ金属水素化物は実用
化されているが、このような分散剤を除くことな
しに反応を充分に行なうことができる。

必要な触媒の量は原料の光学異性体比率、反応
条件によつて異なるが、被処理エステルに対して
通常は1/1000当量乃至1/2当量の範囲であり、好
ましくは1/100乃至1/5当量の範囲である。

溶媒は特に必要としないが用いる場合は本ラセ
ミ化反応を阻害しない溶媒を選択する。かかる溶
媒としては、飽和炭化水素、芳香族炭化水素、エ
ーテル類が挙げられる。またこれらの混合溶媒も
使用できる。

本反応は外圧に関係なく実施でき、常圧下、加
圧下いずれの条件でも反応は進行する。反応系よ
り水分を排除するため、反応は窒素、アルゴン等
の不活性ガス雰囲気下に行なうことが好ましい。

反応温度は実質的に70℃以上である。70℃以下
でも反応は進行するが、反応が遅く実用的でな
い。高温である程ラセミ化速度は大きくなるが、
工業的に実施するには200℃以下で充分である。
従つて反応温度としては通常70℃〜200℃、より
好ましくは80℃〜170℃の範囲が適当である。

反応形式は回分式、連続式のいずれの方式をも
採用することができ、触媒の添加方法は全量を一
時に添加しても、反応の進行度に応じて逐時に添
加してもよい。

反応時間は触媒の量、加熱温度等の反応条件に
よつて異なるが通常数分から数10時間内で目的を
達成することができる。

原料の光学活性エステルは、２つの異性体の単
独または任意の割合の光学活性体を用いることが
でき、エステルは当該カルボン酸を常法によりエ
ステル化することによつて得られる。

またラセミ化の進行度は反応液の一部をサンプ
リングし、施光度を測定するか、あるいは常法に
よつて加水分解して当該カルボン酸を得、しかる
のちに光学活性アルコール等と反応させ、ジアス
テレオマーとしたのち、ガスクロマトグラフイー
あるいは液体クロマトグラフイーで分析すること
によつて知ることができる。

本発明で得られたラセミ２・２−ジメチルシク
ロプロパン−１−カルボン酸エステルからは、加
水分解して対応するカルボン酸としたのち、
（±）体として農医薬として有効なエステル等に
誘導することもできるし、光学活性有機塩基を用
いて光学分割し、さらに有効な活性体を得ること
もできる。

又、本発明方法で得られたラセミ２・２−ジメ
チルシクロプロパン−１−カルボン酸エステル
は、有効な光学異性体のみを選択的に加水分解す
れば、反応後回収される無効な光学異性体に富む
当該カルボン酸エステルはそのまま本発明のラセ
ミ化工程にリサイクルすることができる。

以上詳述したように本発明により、前記一般式
で示される無価値な光学活性２・２−ジメチルシ
クロプロパン−１−カルボン酸エステルを工業的
規模で効率よくラセミ体に変換することができ、
前記したような光学分割法を組合せれば無効な光
学活性体を有効な光学活性体に変換することが可
能となり、その果たす役割は極めて大きいものが
ある。

次に実施例によつて本発明の方法を詳述する。

実施例 １ 窒素ガス雰囲気下で25mlフラスコにｌ体85.1
％、ｄ体14.9％からなる２・２−ジメチルシクロ
プロパン−１−カルボン酸エチル1.0ｇと金属カ
リウム0.055ｇを加え110℃で１時間かきまぜた。

反応後20％水酸化ナトリウム水溶液3.23ｇを加
え2.5時間加熱還流した。反応後冷水を加えエー
テル抽出し、水層を塩酸塩性にしてエーテル抽出
し、エーテル層を水洗し無水硫酸ソーダで乾燥
し、濃縮すると、淡黄色油状物0.75ｇを得た。こ
のものを蒸留すると沸点85℃〜87℃／10mmＨｇで
0.73ｇの留出液を得た。

このものは別途合成した２・２−ジメチルシク
ロプロパン−１−カルボン酸と赤外線吸収スペク
トルが一致した。このものをｌ−メントールとエ
ステル化しガスクロマトグラフイーにより、光学
異性体比率を測定したところ、ｌ体50.9％、ｄ体
49.1％であつた。

実施例 ２ 窒素ガス雰囲気下で25mlフラスコにｌ体86.5
％、ｄ体13.5％からなる２・２−ジメチルシクロ
プロパン−１−カルボン酸エチル2.0ｇと金属ナ
トリウム分散体（分散媒；パラフイン、ナトリウ
ム含量22％）0.22ｇを加え140℃で２時間かきま
ぜた。

反応後少量のエタノールを加えて触媒を失活さ
せたのち、冷水を加えエーテル抽出した。エーテ
ル層は水洗後無水硫酸ソーダを加えて乾燥し、溶
媒留去後減圧下に蒸留したところ沸点90〜95℃／
115mmHgで1.66ｇの留出物を得た。このものは原
料の２・２−ジメチルシクロプロパン−１−カル
ボン酸エチルと赤外線吸収スペクトルが一致し
た。

このものを実施例１と同様にして加水分解する
と２・２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸が
得られ、その光学異性体比率はｌ体50.8％、ｄ体
49.2％であつた。

エーテル抽出後の水層を塩酸酸性にしエーテル
抽出、単離すると0.16ｇの２・２−ジメチルシク
ロプロパンカルボン酸が得られた。

実施例 ３ 窒素ガス雰囲気下で25mlフラスコにｌ体86.5
％、ｄ体13.5％からなる２・２−ジメチルシクロ
プロパン−１−カルボン酸エチル2.14ｇと水素化
ナトリウム分散体（分散媒；流動パラフイン、水
素化ナトリウム含量63％）0.17ｇを加え、140℃
で２時間かきまぜた。

反応後20％水酸化ナトリウム水溶液7.52ｇを加
え2.5時間加熱還流した。反応後冷水を加えトル
エンで中性物を抽出した。水層を塩酸酸性にして
トルエン抽出し、トルエン層を水洗し無水物硫酸
ソーダで乾燥し、溶媒を留去すると淡褐色油状物
1.63ｇを得た。このこのものを蒸留すると沸点
125〜135℃／22mmHgで15.9ｇの留出液を得た。

このものをｌ−メントールとエステル化しガス
クロマトグラフイーにより光学異性体比率を測定
したところｌ体50.4％、ｄ体49.6％であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式 （式中Ｒはアルキル基を表わす。） で示される光学活性２・２−ジメチルシクロプロ
   パン−１−カルボン酸アルキルエステルを、アル
   カリ金属もしくはその水素化物またはそれらの分
   散体を触媒として、約70℃乃至200℃の温度の範
   囲で処理することを特徴とする光学活性２・２−
   ジメチルシクロプロパン−１−カルボン酸アルキ
   ルエステルのラセミ化法。