NL7905552A - Nieuw tussenprodukt bij de bereiding van esters van cyclopropaancarbonzuren en werkwijze ter bereiding van het tussenprodukt. - Google Patents

Description

Κ 365 NET

Aanvrager: Shell Internationale Research Maatschappij B.V.,

Carel van Bylandtlaan 30, 's-Gravenhage

Korte aanduiding: "Nieuw tussenprodukt hij de bereiding van esters van cyclopropaancarhonzuren en werkwijze ter bereiding van het tussenprodukt”

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een verbinding die een bruikbaar tussenprodukt is bij de bereiding van esters van cyclo-propaancarbonzuren. De uitvinding heeft eveneens betrekking op een werkwijze ter bereiding van dit tussenprodukt.

5 De esters van cyclopropaancarhonzuren zijn verbindingen met in- sekticide werkzaamheid, die "pyrethroïden" worden genoemd. Daar hun buitengewoon goede insekticide eigenschappen met een zeer geringe giftigheid voor zoogdieren gepaard gaan, zijn zij van groot belang voor de agroehemische industrie en men heeft danook uitgebreide po-10 gingen gedaan om genoemde esters en de voornaamste tussenprodukten ervan op economische manier te bereiden.

Een bepaalde groep van deze pyrethroïde verbindingen kan worden weergegeven met de algemene formule: Ή CH=CX2 vy )k (I)

CH3-^—C00R

ch3 Ή waarin de asymmetrische koolstofatomen elk met een * zijn aangegeven; 15 elke X een halogeenatoom is; en R een lid van een groep radicalen is waarvan bekend is dat zij aan het molecule insekticide werkzaamheid verlenen, bijvoorbeeld 3-fenoxybenzyl of alfa-cyaan-3-fenoxybenzyl.

790 5 5 52 2 r

If

Het is bekend dat de stereoïsoffiere vorm van het zure bestanddeel van de ester met formule I voor een maximale insekticide werkzaamheid de (1R,cis)-vorm moet hebben, i.e. de absolute configuratie bij kool-stofatoom 1 is R en de beide waterstofatomen aan de koolstofatomen 5 1 en 2 zijn cis-standig. De definitie van deze nomenclatuur die bekend staat als de Elliott-nomenclatuur is vermeld in een artikel van M. Elliott, A.W. Farnham, H.F. James, P.H. Needham en D.A. Pullman, in Nature, 197¼, 2^8, 710.

Indien men deze stereoïsomere esters met formule I wenst te be-10 reiden, is derhalve ofwel een stereospecifieke chemische bereidingswijze vereist, of het gewenste stereoïsomeer moet door middel van fysische scheidingstechnieken uit een racemische vorm worden bereid.

De laatstgenoemde methode is duur en omslachtig en kan niet gemakkelijk op industriële schaal worden toegepast. Aanvraagster heeft een stereo-15 specifieke bereidingswijze gevonden waarbij als uitgangsmateriaal de in de natuur voorkomende stof (+)-3-careen wordt gebruikt, waarvan de formule als volgt is: ft H'J Ί (II) CH-- 4 "H - (+)_3_Careen is een goedkoop, gemakkelijk verkrijgbaar natuurlijk ter-peen en de onderhavige aanvrage heeft betrekking op een tussenprodukt 20 dat kan worden toegepast bij de bereiding van het (lR,cis)-zure bestanddeel van de pyrethroïde ester met formule I, waarbij van dit terpeen wordt uitgegaan.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een cyclopropaan-verbinding met de formule: 790 55 52

A

3 *

H CHO

Λ (III)

OH

-ch2-ch-co-ch3 ch3 H

Deze verbinding kan 1-(2-hydroxy-3-oxobutyl)-3,3-dimethylcyclopropaan-2-carbaldehyde worden genoemd. De verbinding met formule III heeft ten aanzien van de cyclopropaanring bij voorkeur dezelfde stereolsomere vorm als de cyclopropaanring die in natuurlijk (+)-3-eareen aanwezig is.

5 De onderhavige uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze ter bereiding van 1-(2-hydroxy-3-oxobutyl)-3,3-dimethylcyclopropaan-2-carbaldehyde met formule III, waarbij een U-acetyl-2-alkoxy-T,T-dimethyl- 3-oxabicyclo-jjl·.1.ojheptaan met de formule IV: Ε10γχ/°\-00-0Η3 J (IV) CH3- CH3 waarin een alkylgroep is, wordt gehydrolyseerd. De alkylgroep bevat 10 bij voorkeur 1-6 koolstofat omen, bijvoorbeeld methyl, ethyl en propyl.

Het bij voorkeur toegepaste uitgangsmateriaal is 4-acetyl-2-methoxy-7,7-dimethyl-3-oxabicyclo[u.l.Ö]heptaan. De hydrolyse wordt bij voorkeur uitgevoerd bij aanwezigheid van een waterig zuur medium, bijvoorbeeld een waterig organisch of anorganisch zuur, zoals azijnzuur of zwavel-15 zuur. Andere voorbeelden van geschikte hydrolysemilieus worden genoemd in "Methoden der organischen Chemie" (Houben-Weyl), Boek VII, deel 1 (1954) 423-te8.

Het uitgangsmateriaal, verbinding IV, is een nieuwe verbinding waarvoor bescherming wordt gevraagd in de niet vóórgepubliceerde octrooi-20 aanvrage (K 357)· Daarin wordt ook een werkwijze ter bereiding van verbinding IV beschreven, waarbij 4-hydroxy-2-careen bij aanwezigheid van een alkanol, bij voorkeur methanol, aan ozonolyse wordt onderworpen en het verkregen ozonide wordt gereduceerd.

790 55 52 & / k

Het uitgangsmateriaal is bij voorkeur afkomstig uit natuurlijk (+)-3-careen, daar hierdoor met de werkwijze volgens de uitvinding een nieuw tussenprodukt met formule III in een stereoïsomere vorm kan worden bereid die, na omzetting in een pyrethroïde insekticide, 5 tot de hoogste pyrethroïde insekticide-werkzaamheid leidt.

De verbinding en werkwijze volgens de uitvinding zijn van belang voor een meerstapswerkwijze ter bereiding van pyrethroïde insekti- ciden, bijvoorbeeld esters gebaseerd op (1R,eis)-2-(2,2-diehloor- vinyl)-3,3-dimethylcyclopropaancarbonzuur.

10 De uitvinding wordt in de volgende Voorbeelden nader toegelicht.

VOORBEELD 1 - De bereiding van 1-(2-hydroxy-3-oxobutyl)-3,3-_ dimethylcyclopropaan-2-earbaldehyde (Verbinding lil)

In een kolf met een inhoud van 50 ml werden gebracht H-acetyl-2-methoxy-7,T-dimethyl-3-oxabicyclorU.1 .ojheptaan (Verbinding IV) dat was bereid uit (+)-3-careen (21,7 mmol., 100# 1R,cis) en een mengsel 15 (10 ml) van azijnzuur en water met een volumeverhouding van 1:1.

Nadat de inhoud van de kolf 5 uur bij 20° C was geroerd, werd water (30 ml) toegevoegd en werd het verkregen mengsel met twee porties van elk 25 ml dichloormethaan geëxtraheerd. De gecombineerde extractfasen werden gewassen met twee porties van elk 25 ml van een verzadigde wa-20 terige oplossing van zuur natriumcarbonaat en vervolgens met een 10 gew.#-ige waterige oplossing (25 ml) van natriumchloride,

De gewassen organische fase'werd over watervrij magnesiumsulfaat gedroogd en het oplosmiddel werd bij 1,3 kPa uit de gedroogde organische fase afgedampt, waardoor een residu (3,5 g) werd verkregen dat verbin-. 25 ding III bevatte (100# 1R,cis, opbrengst 88#). Het magnetische kernspin- resonantiespectrum van verbinding III toonde de volgende absorpties (onder toepassing van een oplossing van verbinding III in deuterochloroform en met betrekking tot een tetramethylsilaanstandaard): δ = 1,2k dpm singulet H^C-C-CH^ δ = 1,33 dpm singulet H^C-C-CH^

30 δ = 2,22 dpm singulet 1^0-0=0 δ = 3,6 dpm (variabel) breed-0H

δ = H,23 dpm dubbele doublets HC-0H δ = 9»69 dpm doublet H-C=0 multiplets voor elk aan de ring gebonden H-atoom.

790 55 52 5 -¾ \ VOORBEELD 2 - De "bereiding van 1-(2-hydroxy-3-oxobutyl)-3,3-dimethyl-_ cyclopro-paan-2-carbaldehyde (Verbinding XII)_

In een kolf met een inhoud van 50 ml "werden gebracht Verbinding IV (10,1 mmol., 100# 1R,cis), een mengsel (20 ml) van water en aceton met een volumeverhouding van 1:1 en geconcentreerd zwavelzuur (1,5 mmol.), 5 s.g. 1,8H. Verbinding IV was bereid als een derivaat van (+)-3-careen en had dezelfde stereochemische configuratie. Nadat de inhoud van de kolf een uur bij 20°C was geroerd, werd het grootste deel van de aceton bij 1,3 kPa afgedestilleerd. Het residu werd met twee porties van elk 10 ml dichloormethaan geëxtraheerd. De gecombineerde extractfasen werden 10 gewassen met twee porties van elk 20 ml van een verzadigde waterige oplossing van zuur natriumearbonaat en vervolgens met een 10 gew.#-ige waterige oplossing (20 ml) van natriumchloride. De gewassen organische fase werd over watervrij magnesiumsulfaat gedroogd en het oplosmiddel werd bij 1,3 kPa uit de gedroogde organische fase afgedampt, waardoor 15 een residu (1,6 g) werd verkregen dat verbinding III (100# 1R,cis, opbrengst 86#) bevatte.

79055 52

Claims (6)

1. Cyclopropaanverbinding met de formule: H CHO X\ OH (III) CH3--X—- CH2-CH-C0-CH3 CH3 h

2. Verbinding volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de cyclopropaan-ring dezelfde stereoxsomere vorm heeft als de cyclopropaanring die in natuurlijk (+)-3-careen aanwezig is.

3. Werkwijze ter bereiding van 1-(2-hydroxy-3-oxobutyl)-3,3-dimethyl- cyclopropaan-2-carbaldehyde met formule III, met het kenmerk, dat een H-acetyl-2-alkoxy-7,7-dimethyl-3-oxabicyclo|\. 1 ,o"|heptaan met de formule IV: R 0—f N—CO-CH. (IV) CH3 waarin R*' een alkylgroep is, wordt gehydrolyseerd.

10 Ik Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het uitgangsmateriaal i+-acetyl-2-methoxy-7,7-dimethyl-3-oxabicyclo]_U. 1 .ojheptaan is.

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of U3 met het kenmerk, dat de hydrolyse bij aanwezigheid van een waterig zuur medium wordt uitgevoerd.

6. Werkwijze volgens een der conclusies 3-5, met het kenmerk, dat het 15 uitgangsmateriaal van formule IV uit natuurlijk ( + )-3-careen wordt bereid. 7. 1 - (2-hydroxy-3-oxobutyl) -3,3-dimethylcyclopropaan-2-carbaldehyde, bereid met behulp van een werkwijze volgens een der conclusies 3-6. 790 5 5 52