PL103194B1 - Sposob wytwarzania podstawionych cyklopropanow - Google Patents

Description

*** * '" Int. Cl.2 C07C 61/04 C07C 103/19 C07C 121/46 C07C 143/20 Twórcy wynalazku: Mieczyslaw Makosza, Andrzej Jonczyk Uprawniony z patentu: Politechnika Warszawska, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania podstawionych cyklopropanów i Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania pod¬ stawionych pochodnych cyklopropanu, takich jak nitryle, estry i amidy kwasów cyklopropanokarboksylowych, acylo- i sulfonylocyklopropanów, zawierajacych w pierscieniu cyklopropanowym co najmniej dwie z wymienionych wyzej grup funkcyjnych. Pochodne te sa waznymi pólpro¬ duktami w przemysle srodków farmaceutycznych, zwiaz¬ ków zapachowych i srodków ochrony roslin.

Pochodne takie otrzymuje sie znanym sposobem na drodze kondensacji a-chiorowcozwiazków z elektrofilowymi zwiaz¬ kami olefinowymi jak akrylonitryl, krotonian etylu, sulfon fenylowinylowy itp. Kondensacje te przeprowadza sie wobec silnych zasad jak wodorki, amidki lub alkoholany metali alkalicznych, uzytych w stosunku stechiometrycznym w stosunku do a-chlorowcopodobnej, w scisle bezwodnych rozpuszczalnikach, takich jak eter etylowy, benzen, dwume- tyloformamid i dwumetylosulfotlenek. Jednakze sposób ten wiaze sie z szeregiem niedogodnosci, szczególnie w przypadku wiekszej skali produkcyjnej.

Stosowane zasady rozkladaja sie czesto w sposób niekon¬ trolowany wT wyniku kontaktu z wilgocia powietrza, co stwarza dodatkowe trudnosci manipulacyjne i wymaga zastosowania dokladnie osuszonych rozpuszczalników. Wie¬ kszosc tych rozpuszczalników jest latwopalna, stwarzajac zagrozenie pozarowe i wybuchowe.

Wedlug wynalazku, podstawione cyklopropany o wzorze ogólnym 1, gdzie R1, R2, R3 i R4 oznaczaja atomy wodoru lub grupy .alkilowe nasycone lub nienasycone lub grupy arylowe lub aralkilowe lub grupy nitrylowe, karbalkoksy- lowe, amidowe, acylowe lub sulfonowe, lub tez R1 razem z R2 lub R1 razem z R3 oznaczaja czesci pierscienia izo- cyklicznego lub heterocyklicznego a Z i Y oznaczaja grupy nitrylowe, karbalkoksylowe, amidowe, acylowe lub sulfo- nylowe, otrzymuje sie w reakcji miedzy elektrofilowymi olefinami o ogólnym wzorze 2, gdzie R1, R2, R3 i Y maja podanewyzej znaczenie a pochodnymikwasów a-chlorowco- alkanowych lub a-chlorowcokatonami lub a-chlorowcosul- fonami o wzorze ogólnym 3, gdzie R4 i Z maja podane wy¬ zej znaczenie a X oznacza atom chloru lub bromu, prowa¬ dzonej wobec wodorotlenków metali alkalicznych i czwarto¬ rzedowych soli amoniowych spelniajacych role katalizato¬ rów.

Wodorotlenki metali alkalicznych stosuje sie w pos¬ taci sproszkowanej, jako zawiesiny w rozpuszczalnikach organicznych, lub jako stezone roztwory ,wodne. Jako kata¬ lizatory stosuje sie dowolne sole amoniowe, korzystnie takie, których lancuchy weglowe zawieraja co najmniej dziesiec atomów wegla. Stosuje sie je w ilosci ponizej 0,1 mola na 1 mol a-chlorowcopodobnej.

Reakcje kondensacji prowadzi sie zazwyczaj w tempera¬ turze —104- +70°C. Ze wzgledu na róznice we wlasnos¬ ciach fizycznych produktów reakcji i substratów, podsta¬ wione cyklopropany wydziela sie latwo z mieszanin reakcyj¬ nych przez destylacje lub krystalizacje.

Nastepujace przyklady objasniaja blizej sposób wedlug wynalazku nie ograniczajac jednak zakresu stosowania wynalazku.

P r z y k l a d I. Do 20 ml 50% wodnego roztworu NaOH i 0,4 chlorku trójetylobenzyloamoniowego wkrapla sie podczas mieszania 15,1 g (0,10 mola) chlorooctanu 103 194103 194 * 3 t-butylu i 6,4 g (0,12 mola) akrylonitrylu, utrzymujac temperature 10 °C. Mieszanie kontynuuje sie przez 0,5 godziny w temperaturze 30 °C. Calosc rozciencza sie woda, ekstrahuje dwukrotnie benzenem, organiczne ekstrakty przemywa woda i' suszy i destyluje. Otrzymuje sie 13,5 g mieszaniny Z i E izomerów l-cyjano-2-karbo-t-butoksycy- klopropanu o temperaturze wrzenia 105—130°C/10 mm Hg, co stanowi 81% wydajnosci teoretycznej.

Przyklad II. 33,6 g (0,2 mola) sulfonu femylowi- nylowego 18,0 g (0,2 mola) a-chloropropionitrylu, 40 ml 50% wodnego roztworu NaOH, 0,8 g bromku czterobutylo- amoniowego, 40 ml benzenu miesza sie w temperaturze 60 °C w ciagu 4 godzin. Mieszanine rozciencza sie woda, dodaje 30 ml benzenu, oddziela faze organiczna, faze wodna ekstrahuje powtórnie benzenem, polaczone ekstrakty or¬ ganiczne suszy i odpedza rozpuszczalnik. Pozostalosc przekrystalizowuje sie z metanolu, otrzymujac mieszanine Z i R izomerów l-metylo-l-cyjano-2-fenylosulfonylo- cyklopropanu o temperaturze topnienia 75—85 °C, w ilosci g, co stanowi 68% wydajnosci teoretycznej.

Przyklad III. W trakcie mieszania 40 ml 60% wod¬ nego roztworu KOH i 0,5 g wodorotlenku benzylotrój- butyloamoniowego, wkrapla sie roztwór 15,4 g (0,1 mola) akrylanu cykloheksylu i 19,9 g (0,1 mola) sulfonu (a-bromo) allilometylowego w 20 ml dwumetoksyetanu utrzymujac temperature 25 °C. Mieszaniekontynuuje sie przez 2 godziny w tej samej temperaturze dodaje wody, organiczne produkty ekstrahuje toluenem, ekstrakty przemywa woda, suszy i destyluje. Otrzymuje sie 23,7 g 1-winylo-l-metylosulfonylo- -2-karbocykloheksyloksycyklopropanu o temperaturze wrze¬ nia 143—148°C/0,1 mm Hg bedacego mieszanina izome¬ rów geometrycznych. Uzyskuje sie wydajnosc 87%.

Przyklad IV. 40 g sproszkowanego NaOH, 2,0 g chlorku trójkaprylometyloamoniowego zawiesza sie w 150 ml benzenu i w trakcie mieszania wkrapla roztwór 46,3 g (0,3 mola) chlorku fonacylu w 3231 g (0,3 mola) 1-cyjano- cykloheksenu utrzymujac temperature 10 °C. jleakcje pro¬ wadzi sie w tej temperaturze w ciagu 1 godziny, dodajac wody, oddziela faze organiczna przemywa woda, suszy iprzedestylowuje. Otrzymuje sie 43,2 g l-cyjano-7-benzoilu norkarnu (mieszanina izomerów egzo- i endo-) o tempera¬ turze wrzenia 103—105°C/0,3 mm Hg, co stanowi 64% wydajnosci teoretycznej.

Przyklad V. 19,8 g (0,1 mola) dwumetyloamidu kwasu a-chlorofenylooctowego i 12,1 g (0,1 mola) 1,1- -czterometyleno-2-cyjano-l-propanu w 10 ml eteru dwu- metylowego glikolu dwuetylenowego dodaje sie podczas mieszania do 30 ml 50% wodnego roztworu NaOH i 0,5 kwasnego siarczanu czterobutyloamoniowego w tempera¬ turze 60°C. Po dodaniu reakcje prowadzi sie przez 0,5 godziny w temperaturze 45°C, rozciencza woda i odstawia na 24 godziny. Staly produkt odsacza sie, przemywa woda i krystalizuje z etanolu. Otrzymuje sie 16,9 g 1-fenylo-l- -dwumetylokarbamylo-2-metylo -2- cyjanospiro-(2,4)hep- tanu o temperaturze topnienia 101—103 °C, co stanowi 60% wydajnosci teoretycznej.

Przyklad VI. 35,3 g (0,2 mola) N-metylo- -etyloamidu kwasu a-chlorocyjanooctowego oraz 33,6 g (0,21 mola) ketonu fenylo - (a-etylo)winylowego rozpuszcza sie w minimalnej ilosci benzenu i wkrapla podczas miesza¬ nia do 40 ml 50% wodnego roztworu NaOH i 1,0 g bromku piperydylodwuheksyloamoiiowego w temperaturze 15 °C.

Reakcje prowadzi sie w tej samej temperaturze w ciagu 4 1 godziny, dodaje wody a produkty organiczne ekstrahuje benzenem. Ekstrakty przemywa sie woda, suszy i pozosta¬ losc po odpedzeniu rozpuszczalnika krystalizuje z chloro¬ formu. Otrzymuje sie 44,9 g -l-etylo-l-benzoilo-2-cyjano- -3-(N-metylo-N-etylo) karbametylocyklopropanu o tem¬ peraturze topnienia 152—154°C, co stanowi 75% wydajno¬ sci teoretycznej.

Przyklad VII. Do 30,5 g (0,1 mola) estru t-amylo wego kwasu a-chloro-a-fenylosulfonylooctowego, 24,2 g (0,1 mola) 1,1-dwukarbo-t-butoksy-l-propanu 0,4 chlorku dwubutylodwuamyloamoniowego i 200 ml toluenu,dodaje sie w trakcie mieszania, 20 g sproszkowanego NaOH utrzymujac temperature 10°C. Calosc miesza sie przez 0,5 godziny w temperaturze 15 °C, rozciencza woda, oddziela faze organiczna, suszy i odpedza rozpuszczalnik. Stala pozostalosc przekrystalizowuje sie z ligroiny, otrzymujac 38,8 g 1- -karbo-t-amyloksy-1-fenylosulfonylo-2,2-dwukarbo-t-buto- ksy-3-metylocyklopropanu o temperaturze topnienia 80— —84°C (mieszanina izomerów E- i Z-), co stanowi 76% wy¬ dajnosci teoretycznej.

Przyklad VIII. 15,6 g (0,2 mola) dwunitrylu kwasu fumarowego i 51,2 g (0,2 mola) nitrylu kwasu 2-bromo-5- -(m-fluoro) fenylowalerianowego wkrapla sie podczas mie¬ szania do 60 ml 50% wodnego roztworu NaOH i 1,0 g bromku (p-metylo) benzylodwumetylobutyloamoniowego, utrzymujac temperature 25 °C. Mieszanie kontynuuje sie przez 0,5 godziny, dodaje 100 ml wody, 60 ml etanolu i calosc ogrzewa do wrzenia do zaprzestania wydzielania amoniaku. Alkohol odpedza sie pod zmniejszonym cisnie¬ niem, pozostalosc oczyszcza z weglem aktywnym, zakwasza % kwasem solnym, staly produkt odsacza i przekrystali¬ zowuje z mieszaniny etanol-woda. Otrzymuje sie 46 g 13233- -trójkarboksylo-1- (3-m-fluorofenylo) propylocyklopropanu stapiajacego sie w temperaturze 130—135 °C z utworzeniem bezwodnika, co stanowi 91% wydajnosci teoretycznej.

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania podstawionych cyklopropanów przedstawionych ogólnym wzorem 1, gdzie R1, R2, R3 i R4 oznaczaja atomy wodoru, lub grupy alkilowe nasycone lub nienasycone, lub grupy arylowe lub aralkilowe, lub grupy nitrylowe, karbalkoksylowe, amidowe, acylowe lub sulfony- lowe, lub tez R1 razem z R2, lub R1 razem z R3 oznaczaja czesci pierscienia izocyklicznego lub heterocyklicznego a Z i Y oznaczaja grupy nitrylowe lub karbalkoksylowe lub amidowe, lub acylowe lub sulfonylowe w reakcji miedzy elektrofilowymi olefinami ogólnym wzorze 2, gdzie R1, R2> R3 i Y maja podane wyzej znaczenie a pochodnymi kwasów a-chlorowcoalkanowych, lub a-chlorowcoketonami, lub a-chlorowcosulfonami o wzorze ogólnym 3, gdzie R4 i Z maja podane wyzej znaczenie a X oznacza atom chloru lub 55 • bromu, znamienny tym, ze reakcje ta prowadzi sie wobec wodorotlenkówmetalialkalicznych i czwartorzedowych zwia¬ zków amoniowych.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wodoro- __ tlenki metali alkalicznych stosuje sie w postaci stezonych 60 roztworów wodnych lub w postaci sproszkowanej jaka zawiesiny w rozpuszczalnikach organicznych.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze czwartorzedowe zwiazki amoniowe stosuje sie w ilosci 65 mniejszej niz 0,1 mola na 1 mol a-chlorowcopochodnej. 15 20 25 30 \103 194 Wzór 1 R1R2C=CR3V Wzór L R4 I H—C—Z I X Wzór 3