KR20120098837A - (z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물의 제조 방법 - Google Patents

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KR20120098837A
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도시오 소묘
도루 우에카와
다츠야 모리
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스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

브롬, 브롬화수소, 카르복실산브롬화물, 브롬화인 화합물, N-브롬화이미드 화합물, N-브롬화아미드 화합물, 브롬화알킬실란 화합물, 브롬화티오닐, 브롬화붕소 화합물, 브롬화알루미늄 화합물, 티올 화합물, 디술파이드 화합물, 티오카르복실산 화합물, 질산 및 질산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 이성화 촉매의 존재하, (E)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물 (1) 을, (Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물 (2) 로 이성화시키는 공정을 포함하는 (Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물의 제조 방법.
Figure pct00022
Figure pct00023

(식 (1), (2) 중 R1 및 R2 는, R1 은 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타내고, R2 는 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 벤질기를 나타낸다).

Description

(Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물의 제조 방법{PROCESS FOR PREPARATION OF (Z)-CYANOALKENYLCYCLOPROPANECARBOXYLIC ACID COMPOUNDS}
본 발명은 (Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
식 (2)
Figure pct00001
(식 중의 R1 은 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타내고, R2 는 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 벤질기를 나타낸다)
로 나타내는 (Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물 (이하, 화합물 (2) 라고 기재하는 경우가 있다) 은, 해충 등의 유해 생물 방제제로서 유용한 것으로 알려져 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2004-2363호 및 일본 공개특허공보 2008-239597호 참조).
화합물 (2) 의 제조 방법으로서, 예를 들어 Agr. Biol. Chem., 34, 1119(1970) 에는, 시클로프로판알데히드 화합물과 포스포네이트 화합물을 반응시킴으로써 (이른바 호너?워즈워스?에몬즈 반응을 실시한다), (Z)-3-(2-시아노-1-프로페닐)-2,2-디메틸시클로프로판카르복실산에스테르를 얻는 방법, 그리고 얻어진 (Z)-3-(2-시아노-1-프로페닐)-2,2-디메틸시클로프로판카르복실산에스테르를 에스테르 가수분해하여, (Z)-3-(2-시아노-1-프로페닐)-2,2-디메틸시클로프로판카르복실산을 얻는 방법이 기재되어 있다.
Agr. Biol. Chem., 34, 1119(1970) 에 기재된 방법에서는, 화합물 (2) 의 기하 이성체인 식 (1)
Figure pct00002
(식 중, R1 및 R2 는, 상기와 동일한 의미를 나타낸다)
로 나타내는 (E)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물 (이하, 화합물 (1) 이라고 기재하는 경우가 있다) 이, 화합물 (2) 보다 많이 생성되는 경우가 있다. 그러나, 화합물 (1) 로부터 화합물 (2) 를 얻는 방법은 알려지지 않았다.
본 발명자들은 예의 검토한 결과, 본 발명에 이르렀다. 즉, 본 발명은 이하와 같다.
[1] 브롬, 브롬화수소, 카르복실산브롬화물, 브롬화인 화합물, N-브롬화이미드 화합물, N-브롬화아미드 화합물, 브롬화알킬실란 화합물, 브롬화티오닐, 브롬화붕소 화합물, 브롬화알루미늄 화합물, 티올 화합물, 디술파이드 화합물, 티오카르복실산 화합물, 질산 및 질산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 이성화 촉매의 존재하, 식 (1)
Figure pct00003
(식 중, R1 은 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타내고,
R2 는 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 벤질기를 나타낸다)
로 나타내는 (E)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물 (이하, 화합물 (1) 이라고 기재하는 경우가 있다) 을, 식 (2)
Figure pct00004
(식 중의 R1 및 R2 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다)
로 나타내는 (Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물 (이하, 화합물 (2) 라고 기재하는 경우가 있다) 로 이성화시키는 공정을 포함하는 (Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물의 제조 방법.
[2] 상기 공정이 추가로 라디칼 개시제의 존재하에서, 상기 (E)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물을, 상기 (Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물로 이성화시키는 공정인 상기 [1] 에 기재된 제조 방법.
[3] 라디칼 개시제가 무기 과산화물, 케톤퍼옥사이드 화합물, 하이드로퍼옥사이드 화합물, 과산화디아실 화합물, 과산에스테르 화합물, 과산 화합물 및 아조 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 라디칼 개시제인 상기 [2] 에 기재된 제조 방법.
[4] R2 는 수소 원자를 나타내는 [1] 또는 [2] 에 기재된 제조 방법.
[5] R2 는 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 벤질기를 나타내는 [1] 또는 [2] 에 기재된 제조 방법.
[6] 브롬, 브롬화수소, 카르복실산브롬화물, 브롬화인 화합물, N-브롬화이미드 화합물, N-브롬화아미드 화합물, 브롬화알킬실란 화합물, 브롬화티오닐, 브롬화붕소 화합물, 브롬화알루미늄 화합물, 티올 화합물, 디술파이드 화합물, 티오카르복실산 화합물, 질산 및 질산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 이성화 촉매의 존재하, 식 (1)
Figure pct00005
(식 중, R1 은 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타내고,
R2 는 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 벤질기를 나타낸다)
로 나타내는 (E)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물을, 식 (2)
Figure pct00006
(식 중의 R1 및 R2 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다)
로 나타내는 (Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물로 이성화시키는 것을 특징으로 하는 (E)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물의 이성화 방법.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 제조 방법은, 브롬, 브롬화수소, 카르복실산브롬화물, 브롬화인 화합물, N-브롬화이미드 화합물, N-브롬화아미드 화합물, 브롬화알킬실란 화합물, 브롬화티오닐, 브롬화붕소 화합물, 브롬화알루미늄 화합물, 티올 화합물, 디술파이드 화합물, 티오카르복실산 화합물, 질산 및 질산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 이성화 촉매의 존재하, 화합물 (1) 을 화합물 (2) 로 이성화시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또, 본 발명의 이성화 방법은, 상기 이성화 촉매의 존재하, 화합물 (1) 을 화합물 (2) 로 이성화시키는 것을 특징으로 한다. 이하, 화합물 (1) 을 화합물 (2) 로 이성화시키는 공정 및 화합물 (1) 을 화합물 (2) 로 이성화시키는 것을 이성화 공정이라고 기재하는 경우가 있다.
우선, 이성화 공정에서 사용되는 화합물 (1) 에 대하여 설명한다. 시클로프로판 고리에 기초하는 기하 이성체에 대하여, 화합물 (1) 은, 시스체이어도 되고, 트랜스체이어도 되며, 시스체와 트랜스체의 모든 비율의 혼합물이어도 된다. 화합물 (1) 에 있어서, 시클로프로판 고리를 형성하는 탄소 원자 중, 2 개의 탄소 원자는 부제 탄소 원자이며, 화합물 (1) 은, 광학 활성을 나타내는 화합물이어도 되고, 광학 활성을 나타내지 않는 화합물이어도 된다.
화합물 (1) 은 상기 서술한 식 (1) 로 나타낸다.
식 (1) 에 있어서, R1 은 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타낸다.
R1 로 나타내는 할로겐 원자로는, 예를 들어 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자를 들 수 있으며, 바람직하게는 염소 원자 및 브롬 원자를 들 수 있다.
R1 로 나타내는 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기에 있어서, 알킬기란, 탄소수 1 ? 10 정도의 직사슬형 알킬기, 탄소수 3 ? 10 정도의 분지형 알킬기, 탄소수 3 ? 10 정도의 시클로알킬기를 의미한다.
탄소수 1 ? 10 정도의 직사슬형 알킬기로는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, n-프로필기 및 n-부틸기를 들 수 있으며, 탄소수 3 ? 10 정도의 분지형 알킬기로는, 예를 들어 이소프로필기, 이소부틸기, t-부틸기, 아밀기 및 2-에틸헥실기를 들 수 있고, 탄소수 3 ? 10 정도의 시클로알킬기로는, 예를 들어 시클로프로필기, 시클로펜틸기 및 시클로헥실기를 들 수 있다.
알킬기가 가지고 있어도 되는 치환기로는, 예를 들어 할로겐 원자 및 탄소수 1 ? 4 정도의 알콕시기를 들 수 있다. 치환기를 갖는 알킬기로는, 예를 들어 플루오로메틸기, 클로로메틸기, 트리플루오로메틸기 및 트리클로로메틸기를 들 수 있다.
R1 로서, 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 직사슬형 알킬기 및 할로겐 원자를 들 수 있으며, 보다 바람직하게는 탄소수 1 ? 4 의 직사슬형 알킬기, 염소 원자 및 브롬 원자를 들 수 있고, 더욱 바람직하게는 메틸기 및 염소 원자를 들 수 있다.
식 (1) 에 있어서, R2 는 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 벤질기를 나타낸다.
R2 로 나타내는 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기에 있어서, 알킬기로는, 상기 R1 로 나타내는 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기에 있어서의 알킬기와 동일한 것을 들 수 있다.
R2 에 있어서, 알킬기가 가지고 있어도 되는 치환기로는, 예를 들어
불소 원자, 염소 원자 및 브롬 원자 등의 할로겐 원자,
알릴기 등의 탄소수 3 ? 4 정도의 알케닐기,
프로파르길기 등의 탄소수 3 ? 4 정도의 알키닐기,
메톡시기 및 에톡시기 등의 탄소수 1 ? 4 정도의 알콕시기, 그리고
메틸티오기 등의 탄소수 1 ? 4 정도의 알킬티오기를 들 수 있다.
R2 에 있어서, 벤질기가 가지고 있어도 되는 치환기로는, 예를 들어
불소 원자, 염소 원자 및 브롬 원자 등의 할로겐 원자,
알릴기 등의 탄소수 3 ? 4 정도의 알케닐기,
프로파르길기 등의 탄소수 3 ? 4 정도의 알키닐기,
메톡시기 및 에톡시기 등의 탄소수 1 ? 4 정도의 알콕시기,
메틸티오기 등의 탄소수 1 ? 4 정도의 알킬티오기,
메틸기, 에틸기 및 n-프로필기 등의 탄소수 1 ? 10 정도의 직사슬형 알킬기,
이소프로필기, 이소부틸기, t-부틸기, 아밀기 및 2-에틸헥실기 등의 탄소수 3 ? 10 정도의 분지형 알킬기,
시클로프로필기, 시클로펜틸기 및 시클로헥실기 등의 탄소수 3 ? 10 정도의 시클로알킬기,
메톡시메틸기 및 에톡시메틸기 등의 탄소수 1 ? 4 정도의 알콕시메틸기, 그리고
메틸티오메틸기 등의 탄소수 1 ? 4 정도의 알킬티오메틸기를 들 수 있다.
R2 로서, 바람직하게는 수소, 탄소수 1 ? 4 의 직사슬형 알킬기 및 치환기를 가지고 있어도 되는 벤질기를 들 수 있으며, 보다 바람직하게는 수소, 탄소수 1 ? 4 의 직사슬형 알킬기 ; 및 할로겐 원자, 탄소수 3 ? 4 정도의 알케닐기, 탄소수 3 ? 4 정도의 알키닐기, 탄소수 1 ? 4 정도의 알콕시메틸기 또는 탄소수 1 ? 4 정도의 알킬티오메틸기를 가지고 있어도 되는 벤질기를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 수소, 메틸기, 에틸기, 벤질기, 4-메틸-2,3,5,6-테트라플루오로벤질기, 4-메톡시메틸-2,3,5,6-테트라플루오로벤질기, 4-알릴-2,3,5,6-테트라플루오로벤질기, 4-프로파르길-2,3,5,6-테트라플루오로벤질기 및 4-메틸티오메틸-2,3,5,6-테트라플루오로벤질기를 들 수 있다.
화합물 (1) 로는, 표 1, 표 2 및 표 3 에 기재된 번호 (1-1) ? (1-176) 으로 나타내는 화합물이 예시된다.
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
화합물 (1) 은, 바람직하게는 표 1, 표 2 및 표 3 에 있어서의 번호가 (1-1), (1-13), (1-21), (1-33), (1-61), (1-73), (1-81), (1-93), (1-161), (1-162), (1-163), (1-164), (1-165), (1-166), (1-173) 또는 (1-174) 로 나타내는 화합물이며, 특히 바람직하게는 표 1, 표 2 및 표 3 에 있어서의 번호가 (1-1), (1-21), (1-61), (1-81), (1-161) 또는 (1-173) 으로 나타내는 화합물이다.
이성화 공정에서 사용되는 화합물 (1) 은, 화합물 (2) 와의 혼합물이어도 된다. 화합물 (1) 과 화합물 (2) 의 혼합물을 화합물 (1) 로서 이성화 공정에서 사용하는 경우, 화합물 (1) 과 화합물 (2) 의 합계량에 대한 화합물 (1) 의 함유량은, 통상 30 중량% 이상, 100 중량% 미만이다.
화합물 (1) 의 조제 방법으로는, 예를 들어 Agr. Biol. Chem., 34, 1119(1970) 에 기재된 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 식 (3)
Figure pct00010
(식 중, R2 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다)
으로 나타내는 시클로프로판알데히드와, 식 (4)
Figure pct00011
(식 중, R1 은 상기와 동일한 의미를 나타내고, R' 는 메틸기, 에틸기 등의 탄소수 1 ? 4 의 알킬기를 나타낸다)
로 나타내는 포스포네이트 화합물을 반응시키는 방법, 그리고 상기 방법으로 얻어진 화합물을 에스테르 가수분해하는 방법 등을 들 수 있다.
에스테르 가수분해는 예를 들어 p-톨루엔술폰산 등의 산에 의해 실시할 수도 있고, 예를 들어 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리 금속 수산화물의 수용액에 의해 실시할 수도 있다.
화합물 (1) 의 조제 방법으로서, 예를 들어 일본 공개특허공보 2008-44900호에 기재된 방법도 들 수 있다. 구체적으로는, 식 (3) 으로 나타내는 시클로프로판알데히드와, 식 (5)
Figure pct00012
(식 중, R1 은 상기와 동일한 의미를 나타낸다)
로 나타내는 알데히드 화합물을 염기의 존재하에서 반응시키고,
얻어진 식 (6)
Figure pct00013
(식 중, R1 및 R2 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다)
으로 나타내는 불포화 알데히드 화합물을 추가로 하이드록실아민 혹은 그 염산염 또는 황산염 등과 반응시키고,
얻어진 식 (7)
Figure pct00014
(식 중, R1 및 R2 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다)
로 나타내는 옥심 화합물을 염기의 존재하에서 탈수제와 반응시키는 방법, 그리고 상기 방법으로 얻어진 화합물을 에스테르 가수분해하는 방법 등을 들 수 있다. 에스테르 가수분해는, 예를 들어 p-톨루엔술폰산 등의 산에 의해 실시할 수도 있고, 예를 들어 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리 금속 수산화물의 수용액에 의해 실시할 수도 있다.
이성화 공정에 사용되는 이성화 촉매는, 화합물 (1) 을 화합물 (2) 로 이성화시키는 능력을 갖는다. 이성화 촉매로서, 구체적으로는
브롬,
브롬화수소,
브롬화아세틸, 브롬화프로피오닐, 브롬화벤조일 등의 카르복실산브롬화물,
3브롬화인, 5브롬화인 등의 브롬화인 화합물,
N-브로모숙신이미드 등의 N-브롬화이미드 화합물,
N-브로모아세트아미드 등의 N-브롬화아미드 화합물
트리메틸실릴브로마이드, 4브롬화규소 등의 브롬화알킬실란 화합물,
브롬화티오닐,
3브롬화붕소 등의 브롬화붕소 화합물,
3브롬화알루미늄 등의 브롬화알루미늄 화합물,
티오페놀, p-티오크레졸, 1-부탄티올 등의 티올 화합물,
디페닐디술파이드 등의 디술파이드 화합물,
티오벤조산, 티오아세트산, 티오살리실산 등의 티오카르복실산 화합물
질산, 그리고
질산나트륨 등의 질산염을 들 수 있다.
이성화 촉매로서, 바람직하게는 브롬, 브롬화수소, 브롬화인 화합물 및 디술파이드 화합물 등을 들 수 있으며, 보다 바람직하게는 브롬, 브롬화수소, 3브롬화인 및 디페닐술파이드 등을 들 수 있다. 화합물 (1) 이, 식 (1) 에 있어서의 R2 가, 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 벤질기인 화합물인 경우, 이성화 촉매로서 브롬, 브롬화수소 및 3브롬화인이 더욱 바람직하다. 화합물 (1) 이, 식 (1) 에 있어서의 R2 가 수소인 화합물인 경우, 이성화 촉매로서 브롬화수소 및 디페닐술파이드가 더욱 바람직하다.
이성화 촉매의 사용량은, 예를 들어 화합물 (1) 1 몰에 대하여 0.01 ? 0.5 몰의 범위이며, 바람직하게는 0.05 ? 0.2 몰의 범위이다.
이성화 촉매로서 브롬화수소를 사용하는 경우, 브롬화수소 함유 아세트산 용액 또는 브롬화수소산 수용액으로서 사용하는 것이 바람직하다. 이성화 촉매로서 브롬화수소산 수용액을 사용하고, 또한 후술하는 용매로서 물과 상용성이 없는 유기 용매 (예를 들어 방향족 탄화수소, 할로겐화 방향족 탄화수소, 지방족 탄화수소, 지환식 탄화수소 등) 를 사용하는 경우에는, 물에 대한 용해도가 크고 또한 반응을 저해하지 않는 무기염을 반응계 중에 존재시킴으로써, 이성화를 보다 더 원활하게 진행시킬 수도 있다. 상기 무기염으로서 구체적으로는, 예를 들어 브롬화리튬, 염화리튬, 브롬화칼슘, 염화칼슘, 브롬화마그네슘, 염화마그네슘 및 황산마그네슘을 들 수 있다.
이성화 공정은, 추가로 라디칼 개시제의 존재하에서 실시하는 것이 바람직하다. 라디칼 개시제란, 이성화 촉매와는 상이한 화합물로, 라디칼을 발생시킬 수 있는 화합물을 의미한다.
라디칼 개시제로는, 예를 들어
과황산암모늄, 과황산칼륨, 과황산나트륨, 과산화수소 등의 무기 과산화물,
메틸에틸케톤퍼옥사이드, 시클로헥사논퍼옥사이드 등의 케톤퍼옥사이드 화합물,
t-부틸하이드로퍼옥사이드, 1,1,3,3-테트라메틸부틸하이드로퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드, 트리페닐메틸퍼옥사이드 등의 하이드로퍼옥사이드 화합물,
과산화벤조일 (과산화디벤조일), 과산화디아세틸 등의 과산화디아실 화합물,
과벤조산t-부틸, 과아세트산t-부틸 등의 과산에스테르 화합물, 과산화디t-부틸 등의 과산화디알킬,
과아세트산, 과벤조산, m-클로로벤조산 등의 과산화합물, 그리고
아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 4,4'-아조비스(4-시아노펜탄산), 1-[(1-시아노-1-메틸에틸)아조]포름아미드, 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판), 2,2'-아조비스[2-메틸-N-(2-하이드록시에틸)프로피온아미드], 아조비스이소부티르산메틸 등의 아조 화합물을 들 수 있다.
라디칼 개시제로서, 바람직하게는 하이드로퍼옥사이드 화합물, 과산화디아실 화합물 및 아조 화합물을 들 수 있으며, 보다 바람직하게는 t-부틸하이드로퍼옥사이드, 과산화벤조일, 아조비스이소부티로니트릴 및 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 등을 들 수 있다.
라디칼 개시제의 사용량은 화합물 (1) 1 몰에 대하여, 통상 0 ? 0.3 몰의 범위이며, 바람직하게는 0.01 ? 0.1 몰의 범위이다.
이성화 공정에 있어서의 반응 온도는, 통상 0 ? 80 ℃ 의 범위이며, 바람직하게는 20 ? 60 ℃ 의 범위이다. 이성화 공정을 라디칼 개시제의 존재하에서 실시하는 경우, 필요에 따라 라디칼 개시제가 라디칼을 발생시키는 온도 이상으로 가열함으로써, 화합물 (1) 의 화합물 (2) 로의 이성화를 개시시키고, 그 후, 상기 반응 온도로 조정해도 된다.
이성화 공정에 있어서의 반응 시간은, 통상 1 분 ? 24 시간의 범위이며, 바람직하게는 1 시간 ? 10 시간의 범위이다.
이성화 공정은 이성화 공정에 있어서의 반응 온도가 화합물 (1) 및 화합물 (2) 의 융점 이상의 온도이면 무용매하에서 실시할 수 있지만, 이성화 공정의 반응 온도에 관계없이 용매의 존재하에서 실시하는 것이 바람직하다. 사용되는 용매로는, 예를 들어
톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소,
n-펜탄, n-헥산 등의 지방족 탄화수소,
시클로펜탄, 시클로헥산 등의 지환식 탄화수소,
모노클로로벤젠 등의 할로겐화 방향족 탄화수소,
그리고
디에틸에테르, tert-부틸메틸에테르, 1,2-디메톡시에탄, 1,4-디옥산, 테트라히드로푸란, 아니솔 등의 에테르 화합물을 들 수 있다.
용매의 사용량은, 화합물 (1) 1 중량부에 대하여, 통상 0.50 ? 20 중량부의 범위이다.
이성화 공정은, 예를 들어
(A) 화합물 (1) 및 용매를 함유하는 용액에, 반응 온도하, 이성화 촉매, 및 필요에 따라 라디칼 개시제를 서서히 첨가한 후, 얻어지는 혼합물을 교반하는 방법,
(B) 화합물 (1) 및 용매를 함유하는 용액에, 이성화 촉매, 및 필요에 따라 라디칼 개시제를 첨가한 후, 얻어지는 혼합물을 반응 온도로 조정하여, 교반하는 방법에 의해 이루어진다.
라디칼 개시제를 사용하는 경우, 화합물 (1), 용매, 이성화 촉매 및 라디칼 개시제를 함유하는 혼합물의 전부 또는 일부를, 라디칼 개시제가 라디칼을 발생시키는 온도 이상으로 가열해도 되고, 상기 가열 후, 화합물 (1), 용매, 이성화 촉매 및 라디칼 개시제를 함유하는 혼합물을 반응 온도로 조정하면 된다.
이성화 공정 종료 후, 얻어지는 반응 혼합물을, 예를 들어 중화, 추출, 수세 등의 후처리에 이용해도 되고, 그 후처리 후의 혼합물을 추가로 정제 처리에 이용해도 된다. 정제 처리로는, 예를 들어 결정 정제, 추출 정제, 증류 정제, 활성탄에 의한 흡착 정제, 실리카에 의한 흡착 정제, 알루미나에 의한 흡착 정제, 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 등의 크로마토그래피법을 들 수 있다.
이성화 공정에 의해 화합물 (2) 가 얻어진다.
화합물 (2) 는 식 (2) 로 나타낸다. 식 (2) 에 있어서의 R1 및 R2 는, 각각 식 (1) 에 있어서의 R1 및 R2 와 동일한 의미를 나타낸다. 식 (2) 에 있어서의 R1 및 R2 에 관하여, 바람직한 범위, 보다 바람직한 범위 및 더욱 바람직한 범위는, 각각 식 (1) 에 있어서의 범위와 같다.
이성화 공정을 거쳐 얻어지는 화합물 (2) 는, 화합물 (1) 과의 혼합물이어도 된다. 이 경우, 화합물 (1) 과 화합물 (2) 의 합계량에 대한 화합물 (2) 의 함유량은, 통상 1 ? 80 중량% 이며, 바람직하게는 30 ? 80 중량% 이고, 보다 바람직하게는 50 ? 70 중량% 이다. 이성화 공정에 사용한 화합물 (1) 이 화합물 (2) 와의 혼합물인 경우, 이성화 공정을 거침으로써, 화합물 (1) 과 화합물 (2) 의 합계량에 대한 화합물 (2) 의 함유량이 증가한다.
이성화 공정을 거쳐 얻어지는 화합물 (2) 에 있어서, 그 시클로프로판 고리에 포함되는 부제 탄소 원자의 입체 배치는, 이성화 공정에서 이용된 화합물 (1) 의 시클로프로판 고리에 포함되는 부제 탄소 원자의 입체 배치가 거의 유지된다. 예를 들어, (E)-2,2-디메틸-3-[2-시아노-1-프로펜-1-일]시클로프로판카르복실산메틸 (이하, 화합물 (1-1) 이라고 기재하는 경우가 있다) 에 대하여 설명하면, 시클로프로판 고리의 1 위치와 3 위치가 모두 R 배치 (1R, 3R) 인 화합물 (1-1) 은, 이성화 공정을 경유하여, 시클로프로판 고리의 1 위치와 3 위치가 모두 R 배치 (1R, 3R) 로 유지된 (Z)-2,2-디메틸-3-[2-시아노-1-프로펜-1-일]시클로프로판카르복실산메틸 (이하, 화합물 (2-1) 이라고 기재하는 경우가 있다) 을 부여하고, 이성화 공정을 거쳐 얻어지는 화합물 (2-1) 의 광학 순도는, 이성화 공정에서 이용된 화합물 (1-1) 의 광학 순도와 거의 같다.
이렇게 하여 얻어진 화합물 (2) 로는, 표 4, 표 5 및 표 6 에 기재된 번호 (2-1) ? (2-176) 으로 나타내는 화합물이 예시된다.
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
화합물 (2) 는, 바람직하게는, 표 4, 표 5 및 표 6 에 있어서의 번호가 (2-1), (2-13), (2-21), (2-33), (2-61), (2-73), (2-81), (2-93), (2-161), (2-162), (2-163), (2-164), (2-165), (2-166), (2-173) 또는 (2-174) 로 나타내는 화합물이며, 특히 바람직하게는 표 4, 표 5 및 표 6 에 있어서의 번호가 (2-1), (2-21), (2-61), (2-81), (2-161) 또는 (2-173) 으로 나타내는 화합물이다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 설명한다. 또한, 화합물 (1) 및 화합물 (2) 각각의 함유량은, 재결정 등에 의해 화합물 (1) 및 화합물 (2) 를 별도, 각각 조제하고, 각각의 가스 크로마토그래피 분석에 의한 유지 시간에 기초하여, 가스 크로마토그래피 내부 표준법에 의해 구하였다.
<제조예 1> 화합물 (1) 의 제조
질소 분위기하, 2,2-디메틸-3-[2-포르밀-1-프로페닐]시클로프로판카르복실산메틸의 자일렌 용액 130 g (농도 45.4 중량%) 에 24 중량% 하이드록실아민황산염 수용액 123 g, 메탄올 약 30 g 및 80 중량% 아세트산 11.27 g 을 첨가하여, 21 ℃ 에서 23 중량% 수산화나트륨 수용액 70.6 g 을 pH 5 로 유지하면서 13 시간에 걸쳐 적하하였다. 그 후, 반응 혼합액을 분액하여, 얻어진 유층을 물로 2 회 세정하였다. 얻어진 유층에 35 중량% 염산 6.20 g 과 피리딘 24.0 g 을 첨가하여 30 분간 교반하고, 무수 아세트산 75.90 g 을 20 ℃ 에서 3 시간에 걸쳐 적하한 후, 반응 용액을 80 ℃ 로 가온시켜 14 시간 교반하였다. 냉각 후, 반응 혼합물에 자일렌 59.0 g 과 물 276 g 을 첨가하고, 98 중량% 황산 14.8 g 을 적하하여 분액하였다. 얻어진 수층을 자일렌으로 추출하고, 앞서 얻어진 유층과 합하여 7 중량% 탄산나트륨 수용액 및 물로 순차 세정하였다. 그 후, 유층을 압력 3.0 ㎪ 로 농축시켜, 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 66.9 g 을 얻었다.
농도 : 76.1 % (가스 크로마토그래피 내부 표준법)
수율 : 88 %
얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, (E)-2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 (이하, 화합물 (1-1) 이라고 기재하는 경우가 있다) 과 (Z)-2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 (이하, 화합물 (2-1) 이라고 기재하는 경우가 있다) 의 합계량에 대한 화합물 (2-1) 의 함유량은 1.9 중량% 였다.
<제조예 2> 화합물 (1) 의 제조
질소 분위기하, 제조예 1 과 동일한 조작에 의해 얻은 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 65.0 g 에 헵탄 74.2 g 을 첨가하여 57 ℃ 에서 용해시켰다. 얻어진 용액을 38 ℃ 까지 45 분에 걸쳐 냉각시키고, 동일 온도에서 종자 결정을 첨가한 후, 33 ℃ 까지 냉각시켰다. 냉각시킨 혼합물을 동일 온도에서 1 시간 교반하고, 추가로 3 시간에 걸쳐 1.3 ℃ 까지 냉각시켰다. 얻어진 혼합물을 동일 온도에서 1 시간 교반한 후, 감압 여과를 실시하고, 약 0 ℃ 로 냉각시킨 헵탄에 의한 웨트 케이크의 세정을 2 회 반복하였다. 감압 건조 후, 정제된 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 51.9 g 을 얻었다.
순도 : 92.1 % (가스 크로마토그래피 내부 표준법)
회수율 : 95 %
질소 분위기하, 상기 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 50.6 g 에 메탄올 44.2 g 과 물 88.5 g 을 첨가하여 얻어진 혼합물을 54 ℃ 로 가온시켰다. 그것에 23 중량% 수산화나트륨 수용액 41.85 g 을 1 시간에 걸쳐 적하한 후, 동일 온도에서 3 시간 교반하였다. 그 후, 추가로 23 중량% 수산화나트륨 수용액 2.00 g 을 첨가하여 1 시간 교반하였다. 얻어진 혼합물을 20 ℃ 로 냉각시킨 후, 그것에 톨루엔과 물을 첨가하고, 98 중량% 황산 13.3 g 을 적하하여 분액하였다. 얻어진 수층에 톨루엔을 첨가하여 추출하고, 앞서 얻어진 유층과 합하여 물로 세정하였다. 그 후, 유층을 압력 30 ㎪ 로 부분 농축시킴으로써 (E)-2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산 (이하, 화합물 (1-161) 이라고 기재하는 경우가 있다) 을 주성분으로서 함유하고, (Z)-2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산 (이하, 화합물 (2-161) 이라고 기재하는 경우가 있다) 을 함유하는 톨루엔 용액 130 g 을 얻었다.
수분치 : 216 ppm (칼?피셔 전량 적정법)
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 수율 : 95.4 %
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 농도 : 39.8 %
화합물 (1-161) : 화합물 (2-161) = 98.9 : 1.1 [중량비]
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 100 중량% 에 대한 이성체비
(1R, 3R) 체 97.5 %
(1R, 3S) 체 0.9 %
(1S, 3R) 체 0.0 %
(1S, 3S) 체 1.6 %
<제조예 3>
질소 분위기하, 2,2-디메틸-3-[2-포르밀-1-프로페닐]시클로프로판카르복실산메틸의 자일렌 용액 224.1 g (농도 48.1 중량%) 에 24 중량% 하이드록실아민황산염 수용액 19.7 g 과 옥탄산 7.9 g 을 첨가하였다. 그것에 25 ℃ 에서, 24 중량% 하이드록실아민황산염 수용액 196.6 g 과 23 중량% 수산화나트륨 수용액 124.4 g 을 pH 7 이하를 유지하면서, 모두 7 시간에 걸쳐 적하한 후, 2 시간 보온하였다. 그 후, 반응 혼합액을 분액하고, 유층을 10 중량% 황산나트륨 수용액 107.9 g 으로 2 회 세정하였다. 얻어진 유층을 압력 5 ㎪ 로 감압하고, 가열 환류하 탈수시킴으로써, 2,2-디메틸-3-[3-(하이드록시이미노)-2-메틸-1-프로페닐]시클로프로판카르복실산메틸의 혼합 자일렌 용액 239.1 g 을 얻었다.
농도 : 48.4 % (가스 크로마토그래피 내부 표준법)
수율 : 99.6 %
질소 분위기하, 피리딘 43.5 g 과 혼합 자일렌 105.6 g 과 피리딘염산염 11.6 g 과 무수 아세트산 2.6 g 을 혼합하여, 100 ℃ 로 승온시켰다. 그것에 동일 온도에서, 상기에서 얻어진 2,2-디메틸-3-[3-(하이드록시이미노)-2-메틸-1-프로페닐]시클로프로판카르복실산메틸의 혼합 자일렌 용액 218.5 g (농도 48.4 중량%) 과 무수 아세트산 63.8 g 을 6 시간에 걸쳐 적하한 후, 2 시간 보온하였다. 냉각 후, 반응 혼합물에 물 105.6 g 을 첨가하고, 98 중량% 황산 33.4 g 을 적하하여 분액하였다. 얻어진 유층에 물 105.6 g 을 첨가하고, 23 중량% 수산화나트륨 수용액 60.9 g 을 적하하여 분액한 후, 10 % 황산나트륨 수용액 105.6 g 으로 세정하였다. 그 후, 유층을 압력 5.0 ㎪ 로 농축시켜, 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸의 혼합 자일렌 용액 161.6 g 을 얻었다.
농도 : 58.5 % (가스 크로마토그래피 내부 표준법)
수율 : 97.8 %
얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, (E)-2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 (이하, 화합물 (1-1) 이라고 기재하는 경우가 있다) 과 (Z)-2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 (이하, 화합물 (2-1) 이라고 기재하는 경우가 있다) 의 합계량에 대한 화합물 (2-1) 의 함유량은 1.6 중량% 였다.
<제조예 4> 화합물 (1) 의 제조
질소 분위기하, 제조예 3 과 동일한 조작에 의해 얻은 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 148.0 g 에 메탄올 86.6 g 과 물 173.2 g 을 첨가하여 얻어진 혼합물을 55 ℃ 로 가온시켰다. 그것에 23 중량% 수산화나트륨 수용액 85.4 g 을 3 시간에 걸쳐 적하한 후, 동일 온도에서 2 시간 교반하였다. 얻어진 혼합물을 20 ℃ 로 냉각시킨 후, 자일렌 43.3 g 을 첨가하여 분액하였다. 얻어진 수층에 자일렌 86.6 g 과 물 58.0 g 을 첨가하고, 98 중량% 황산 26.9 g 을 적하하여 분액하였다. 얻어진 수층을 압력 20 ㎪ 로 농축시킨 후, 자일렌 86.6 g 을 첨가하여 추출하고, 앞서 얻어진 유층과 합하여 물 43.3 g 으로 세정하여, (E)-2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산 (이하, 화합물 (1-161) 이라고 기재하는 경우가 있다) 을 주성분으로서 함유하고, (Z)-2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산 (이하, 화합물 (2-161) 이라고 기재하는 경우가 있다) 을 함유하는 자일렌 용액 263.7 g 을 얻었다.
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 수율 : 100.1 %
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 농도 : 30.5 %
질소 분위기하, 상기 방법에 의해 얻은 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산 619.6 g (농도 24.1 중량%) 을 압력 10 ㎪ 로 농축시켜, 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산 267.0 g (농도 55.7 중량%) 을 얻었다. 얻어진 유층에 헵탄 122.9 g 을 첨가하여 69 ℃ 에서 용해시켰다. 얻어진 용액을 58 ℃ 까지 1.5 시간에 걸쳐 냉각시키고, 동일 온도에서 종자 결정을 첨가하여 2 시간 보온하였다. 추가로 55 ℃ 까지 2 시간에 걸쳐 냉각시킨 후, 2 ℃ 까지 5 시간에 걸쳐 냉각시키고, 동일 온도에서 보온을 실시하였다. 얻어진 혼합물을 감압 여과하고, 약 0 ℃ 로 냉각시킨 45 중량% 의 비율로 자일렌을 함유하는 헵탄 용액 149.0 g, 헵탄 149.0 g 에 의해 순차 세정을 실시하였다. 감압 건조 후, 정제된 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산 140.9 g 을 얻었다.
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 수율 : 93.6 %
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 농도 : 99.0 %
화합물 (1-161) : 화합물 (2-161) = 98.9 : 1.1 [중량비]
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 100 중량% 에 대한 이성체비
(1R, 3R) 체 95.4 %
(1R, 3S) 체 1.7 %
(1S, 3R) 체 0.0 %
(1S, 3S) 체 2.9 %
<이성화 공정>
(실시예 1)
질소 분위기하, 제조예 1 에서 얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 1.0 g 과 헵탄 51.9 g 의 혼합물에, 50 중량% 의 t-부틸하이드로퍼옥사이드를 함유하는 톨루엔 용액 약 40 ㎎ 과 브롬 약 100 ㎎ 을 첨가하였다. 얻어진 혼합액의 일부를 빼내어, 드라이어로 가열하여 화합물 (1-1) 의 화합물 (2-1) 로의 이성화를 개시시킨 후, 다시 그 혼합액으로 되돌려보냈다. 계속해서, 24 ℃ 에서 1 시간 교반하였다.
얻어진 혼합액 (반응 혼합물) 을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 화합물 (1-1) 및 화합물 (2-1) 의 합계량에 대한 화합물 (2-1) 의 함유량은 57.7 중량% 였다.
(실시예 2)
질소 분위기하, 제조예 1 에서 얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 1.0 g 과 헵탄 48.7 g 의 혼합물에, 과산화벤조일 36.5 ㎎ 과 브롬 약 60 ㎎ 을 첨가하였다. 얻어진 혼합액의 일부를 빼내어, 드라이어로 가열하여 화합물 (1-1) 의 화합물 (2-1) 로의 이성화를 개시시킨 후, 다시 그 혼합액으로 되돌려보냈다. 계속해서, 24 ℃ 에서 1 시간 교반하였다.
얻어진 혼합액 (반응 혼합물) 을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 화합물 (1-1) 및 화합물 (2-1) 의 합계량에 대한 화합물 (2-1) 의 함유량은 54.4 중량% 였다.
(실시예 3)
질소 분위기하, 제조예 1 에서 얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 1.0 g 과 헵탄 48.8 g 의 혼합물에, 아조비스이소부티로니트릴 18.5 ㎎ 과 브롬 약 40 ㎎ 을 첨가하였다. 얻어진 혼합액의 일부를 빼내어, 드라이어로 가열하여 화합물 (1-1) 의 화합물 (2-1) 로의 이성화를 개시시킨 후, 다시 그 혼합액으로 되돌려보냈다. 계속해서, 24 ℃ 에서 1 시간 교반하였다.
얻어진 혼합액 (반응 혼합물) 을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 화합물 (1-1) 및 화합물 (2-1) 의 합계량에 대한 화합물 (2-1) 의 함유량은 47.9 중량% 였다.
(실시예 4)
질소 분위기하, 제조예 1 에서 얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 1.0 g 과 헵탄 48.8 g 의 혼합물에, 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 73.7 ㎎ 과 브롬 61 ㎎ 을 첨가하였다. 계속해서, 동일 온도 (20 ℃) 에서 1 시간 교반하였다.
얻어진 혼합액 (반응 혼합물) 을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 화합물 (1-1) 및 화합물 (2-1) 의 합계량에 대한 화합물 (2-1) 의 함유량은 58.1 중량% 였다.
(실시예 5)
질소 분위기하, 제조예 1 에서 얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 1.0 g 과 헵탄 48.9 g 의 혼합물에, 50 중량% 의 t-부틸하이드로퍼옥사이드를 함유하는 톨루엔 용액 약 40 ㎎ 과 3브롬화인 102 ㎎ 을 첨가하였다. 얻어진 혼합액의 일부를 빼내어, 드라이어로 가열하여 화합물 (1-1) 의 화합물 (2-1) 로의 이성화를 개시시킨 후, 다시 그 혼합액으로 되돌려보냈다. 계속해서, 24 ℃ 에서 1 시간 교반하였다.
얻어진 혼합액 (반응 혼합물) 을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 화합물 (1-1) 및 화합물 (2-1) 의 합계량에 대한 화합물 (2-1) 의 함유량은 10.6 중량% 였다.
(실시예 6)
질소 분위기하, 제조예 1 에서 얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 1.0 g 과 헵탄 48.7 g 의 혼합물에, 과산화벤조일 34.8 ㎎ 과 3브롬화인 99.8 ㎎ 을 첨가하였다. 얻어진 혼합액의 일부를 빼내어, 드라이어로 가열하여 화합물 (1-1) 의 화합물 (2-1) 로의 이성화를 개시시킨 후, 다시 그 혼합액으로 되돌려보냈다. 계속해서, 24 ℃ 에서 1 시간 교반하였다.
얻어진 혼합액 (반응 혼합물) 을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 화합물 (1-1) 및 화합물 (2-1) 의 합계량에 대한 화합물 (2-1) 의 함유량은 15.9 중량% 였다.
(실시예 7)
질소 분위기하, 제조예 1 에서 얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 1.0 g 과 헵탄 56.3 g 의 혼합물에, 50 중량% 의 t-부틸하이드로퍼옥사이드를 함유하는 톨루엔 용액 약 40 ㎎ 과 30 중량% 의 브롬화수소산을 함유하는 아세트산 용액 105 ㎎ 을 첨가하였다. 얻어진 혼합액의 일부를 빼내어, 드라이어로 가열하여 화합물 (1-1) 의 화합물 (2-1) 로의 이성화를 개시시킨 후, 다시 그 혼합액으로 되돌려보냈다. 계속해서, 26 ℃ 에서 1 시간 교반하였다.
얻어진 혼합액 (반응 혼합물) 을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 화합물 (1-1) 및 화합물 (2-1) 의 합계량에 대한 화합물 (2-1) 의 함유량은 12.6 중량% 였다.
(실시예 8)
질소 분위기하, 제조예 1 에서 얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 1.0 g 과 헵탄 53.3 g 의 혼합물에, 과산화벤조일 34.3 ㎎ 과 30 중량% 의 브롬화수소산을 함유하는 아세트산 용액 117 ㎎ 을 첨가하였다. 얻어진 혼합액의 일부를 빼내어, 드라이어로 가열하여 화합물 (1-1) 의 화합물 (2-1) 로의 이성화를 개시시킨 후, 다시 그 혼합액으로 되돌려보냈다. 계속해서, 25 ℃ 에서 1 시간 교반하였다.
얻어진 혼합액 (반응 혼합물) 을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 화합물 (1-1) 및 화합물 (2-1) 의 합계량에 대한 화합물 (2-1) 의 함유량은 22.7 중량% 였다.
(실시예 9)
질소 분위기하, 제조예 1 에서 얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 1.0 g 과 헵탄 58.2 g 의 혼합물에, 아조비스이소부티로니트릴 20.2 ㎎ 과 30 중량% 의 브롬화수소산을 함유하는 아세트산 용액 123 ㎎ 을 첨가하였다. 얻어진 혼합액의 일부를 빼내어, 드라이어로 가열하여 화합물 (1-1) 의 화합물 (2-1) 로의 이성화를 개시시킨 후, 다시 그 혼합액으로 되돌려보냈다. 계속해서, 26 ℃ 에서 1 시간 교반하였다.
얻어진 혼합액 (반응 혼합물) 을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 화합물 (1-1) 및 화합물 (2-1) 의 합계량에 대한 화합물 (2-1) 의 함유량은 13.3 중량% 였다.
(실시예 10)
질소 분위기하, 제조예 1 에서 얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산메틸 1.0 g 과 헵탄 48.8 g 의 혼합물에, 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 73.4 ㎎ 과 30 중량% 의 브롬화수소산을 함유하는 아세트산 용액 209 ㎎ 을 첨가하였다. 얻어진 혼합액의 일부를 빼내어, 드라이어로 가열하여 화합물 (1-1) 의 화합물 (2-1) 로의 이성화를 개시시킨 후, 다시 그 혼합액으로 되돌려보냈다. 계속해서, 26 ℃ 에서 1 시간 교반하였다.
얻어진 혼합액 (반응 혼합물) 을 가스 크로마토그래피로 분석한 결과, 화합물 (1-1) 및 화합물 (2-1) 의 합계량에 대한 화합물 (2-1) 의 함유량은 49.9 중량% 였다.
실시예 1 ? 10 에 나타낸 바와 같이, 화합물 (1) 및 화합물 (2) 의 합계량에 대한 화합물 (2) 의 함유량은, 이성화 공정 전의 1.9 중량% 에서, 이성화 공정을 거침으로써 10.6 ? 58.1 중량% 로 증가하였다. 즉, 이성화 공정에 의해 화합물 (1) 로부터 화합물 (2) 를 제조할 수 있었다.
(실시예 11)
질소 분위기하, 제조예 2 에서 얻어진 톨루엔 용액 119 g 에 염화칼슘 2 g 을 첨가한 후, 50 중량% 의 비율로 t-부틸하이드로퍼옥사이드를 함유하는 톨루엔 용액 0.83 g 과 47 중량% 브롬화수소산 수용액 2.85 g 을, 40 ℃ 에서 1 시간에 걸쳐 병행하여 적하하였다. 동일 온도에서 3 시간 교반 후, 반응 용액을 25 ℃ 로 냉각시키고, 증류수를 첨가하여 세정, 분액하였다. 얻어진 유층에 증류수 42 g 을 첨가하여, 23 중량% 수산화나트륨 수용액 38.2 g 을 적하한 후, 내온 45 ℃ 에서 30 분 교반하여, 유층 I 과 수층 I 로 분액하였다. 유층 I 을 다시 증류수로 추출하여, 유층 Ⅱ 와 수층 Ⅱ 를 얻고, 수층 I 과 수층 Ⅱ 를 합쳐 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산의 나트륨염 수용액을 얻었다. 이 나트륨염 수용액에 톨루엔 54 g 을 첨가하고, 잔한 황산을 적하하여, 유층 Ⅲ 과 수층 Ⅲ 으로 분액하고, 수층 Ⅲ 에 톨루엔을 첨가하고 추출하여 톨루엔층을 얻고, 유층 Ⅲ 과 톨루엔층을 합쳐 유층 Ⅳ 를 얻었다. 유층 Ⅳ 를 증류수로 세정한 후, 환류 탈수시킴으로써, 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산의 톨루엔 용액 135 g 을 얻었다.
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 농도 : 25.33 %
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 회수율 : 95.4 %
화합물 (1-161) : 화합물 (2-161) = 39.2 : 60.8 [중량비]
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 100 중량% 에 대한 이성체비
(1R, 3R) 체 99.9 %
(1R, 3S) 체 0.1 %
(1S, 3R) 체 0.0 %
(1S, 3S) 체 0.0 %
(실시예 12)
질소 분위기하, 제조예 4 에서 얻어진 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산 91.8 g 을 톨루엔 208.1 g 으로 용융시켰다. 이 톨루엔 용액에, 50 중량% 의 비율로 t-부틸하이드로퍼옥사이드를 함유하는 톨루엔 용액 1.97 g 은 15 분 간격으로 4 분할한 양을 주입하고, 20 중량% 의 비율로 브롬화수소산을 함유하는 아세트산 용액 17.0 g 을 40 ℃ 에서 1 시간에 걸쳐 적하하였다. 동일 온도에서 2 시간 교반 후, 물을 첨가하여 세정, 분액하였다. 얻어진 유층에 물 103.8 g 을 첨가하고, 23 중량% 수산화나트륨 수용액 150.7 g 을 2 시간에 걸쳐 적하한 후, 동일 온도에서 30 분 교반하고, 분액하여, 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산의 나트륨염 수용액을 얻었다. 이 나트륨염 수용액에 톨루엔 134.5 g 을 첨가하고, 잔한 황산 35.0 g 을 3 시간에 걸쳐 적하하여, 동일 온도에서 30 분 교반하고, 분액하여, 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산의 톨루엔 용액을 얻었다. 얻어진 유층을 물 35.0 g 으로 세정한 후, 압력 30 ㎪ 로 감압하고, 가열 환류하 탈수시킴으로써, 2,2-디메틸-3-(2-시아노-1-프로페닐)시클로프로판카르복실산의 톨루엔 용액 358.19 g 을 얻었다.
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 농도 : 24.7 %
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 회수율 : 98.9 %
화합물 (1-161) : 화합물 (2-161) = 40.5 : 59.5 [중량비]
화합물 (1-161) 및 화합물 (2-161) 의 합계 100 중량% 에 대한 이성체비
(1R, 3R) 체 94.9 %
(1R, 3S) 체 2.0 %
(1S, 3R) 체 0.0 %
(1S, 3S) 체 3.1 %
실시예 11 및 12 에 나타낸 바와 같이, 화합물 (1) 및 화합물 (2) 의 합계량에 대한 화합물 (2) 의 함유량은, 이성화 공정 전의 1.1 중량% 에서, 이성화 공정을 거침으로써 60.8 중량% 및 59.5 중량% 로 각각 증가하였다. 즉, 이성화 공정에 의해 화합물 (1) 로부터 화합물 (2) 를 제조할 수 있었다. 또, 시클로프로판 고리의 1 위치와 3 위치의 입체 배치는, 이성화 공정의 전후로 거의 변화는 없었다.
(실시예 13)
(Z)-2,2-디메틸-3-(2-클로로-2-시아노-1-비닐)시클로프로판카르복실산 (이하, 화합물 (1-173) 이라고 기재하는 경우가 있다) 및 (E)-2,2-디메틸-3-(2-클로로-2-시아노-1-비닐)시클로프로판카르복실산 (이하, 화합물 (2-173) 이라고 기재하는 경우가 있다) 을 합계 60 ㎎ 함유하고, 그것들의 중량비가 화합물 (1-173) : 화합물 (2-173) = 77 : 33 인 톨루엔 용액 30 mL 에, 디페닐디술파이드 12 ㎎ 과 과산화벤조일 6 ㎎ 을 첨가하여 2 시간 가열 환류시켰다. 얻어진 반응 혼합물에 1 N-염산을 첨가하여 아세트산에틸로 추출함으로써, 화합물 (1-173) 및 화합물 (2-173) 을 합계 55 ㎎ [화합물 (1-173) : 화합물 (2-173) = 40 : 60 (중량비)] 으로 함유하는 아세트산에틸 용액을 얻었다. 화합물 (1-173) 및 화합물 (2-173) 의 회수율은 92 % 였다.
실시예 13 에 나타낸 바와 같이, 화합물 (1) 및 화합물 (2) 의 합계량에 대한 화합물 (2) 의 함유량은, 이성화 공정 전의 33 중량% 에서, 이성화 공정을 거침으로써 60 중량% 로 증가하였다. 즉, 이성화 공정에 의해 화합물 (1) 로부터 화합물 (2) 를 제조할 수 있었다.
(실시예 14)
실시예 1 에서 사용한 브롬 대신에, 이하의 이성화 촉매를 이용해도 화합물 (1) 로부터 화합물 (2) 를 제조할 수 있다.
브롬화아세틸, 브롬화프로피오닐, 브롬화벤조일, 5브롬화인, N-브로모숙신이미드, N-브로모아세트아미드, 트리메틸실릴브로마이드, 4브롬화규소, 브롬화티오닐, 3브롬화붕소, 3브롬화알루미늄, 티오페놀, p-티오크레졸, 1-부탄티올, 티오벤조산, 티오아세트산, 티오살리실산, 질산 및 질산나트륨
산업상 이용가능성
화합물 (2) 는 해충 등의 유해 생물 방제제로서 유용한 것으로 알려져 있다. 본 발명은 화합물 (2) 를 제조하는 방법으로서 산업상 이용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 브롬, 브롬화수소, 카르복실산브롬화물, 브롬화인 화합물, N-브롬화이미드 화합물, N-브롬화아미드 화합물, 브롬화알킬실란 화합물, 브롬화티오닐, 브롬화붕소 화합물, 브롬화알루미늄 화합물, 티올 화합물, 디술파이드 화합물, 티오카르복실산 화합물, 질산 및 질산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 이성화 촉매의 존재하, 식 (1)
    Figure pct00018

    (식 중, R1 은 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타내고,
    R2 는 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 벤질기를 나타낸다)
    로 나타내는 (E)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물을, 식 (2)
    Figure pct00019

    (식 중의 R1 및 R2 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다)
    로 나타내는 (Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물로 이성화시키는 공정을 포함하는 (Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공정이 추가로 라디칼 개시제의 존재하에서, 상기 (E)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물을, 상기 (Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물로 이성화시키는 공정인 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    라디칼 개시제가 무기 과산화물, 케톤퍼옥사이드 화합물, 하이드로퍼옥사이드 화합물, 과산화디아실 화합물, 과산에스테르 화합물, 과산 화합물 및 아조 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 라디칼 개시제인 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    R2 는 수소 원자를 나타내는 제조 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    R2 는 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 벤질기를 나타내는 제조 방법.
  6. 브롬, 브롬화수소, 카르복실산브롬화물, 브롬화인 화합물, N-브롬화이미드 화합물, N-브롬화아미드 화합물, 브롬화알킬실란 화합물, 브롬화티오닐, 브롬화붕소 화합물, 브롬화알루미늄 화합물, 티올 화합물, 디술파이드 화합물, 티오카르복실산 화합물, 질산 및 질산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 이성화 촉매의 존재하, 식 (1)
    Figure pct00020

    (식 중, R1 은 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 할로겐 원자를 나타내고,
    R2 는 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 알킬기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 벤질기를 나타낸다)
    로 나타내는 (E)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물을, 식 (2)
    Figure pct00021

    (식 중의 R1 및 R2 는 상기와 동일한 의미를 나타낸다)
    로 나타내는 (Z)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물로 이성화시키는 것을 특징으로 하는 (E)-시아노알케닐시클로프로판카르복실산 화합물의 이성화 방법.
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