PL80149B1 - - Google Patents

Description

Sposób wytwarzania kwasów trans-3,3-dwumetylo-2-/2,-alkilo- -ksykarbonylotrans-l^propenyW-cyklopropano-l-karboksylo- wych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia kwasów trans 3,3-dwximetylo-2-/2'-alkiloksykar- bonylo - trans - l'-propenylo/^cyMopropano-l-karbo- ksylowych racemicznych lub optycznie czynnych, o wzorze ogólnym 1, w którym alkil oznacza niz¬ szy rodnik alkilowy, zwlaszcza metylowy, z kwa¬ sów cis 3,3-dwu(meitylo-2-/2'-alikiilolksykaTbonylo- - trans - li'-propenylo/ -cyklopropano - 1-karboksylo- wych, racemicznych lub optycznie czynnych, o ogólnym wzorze 2 i konfiguracji w pozycji 1 odwrotnej do konfiguracji zwiazków o wzorze 1.Przebieg reakcji w sposobie wytwarzania zwiaz¬ ków o wzorze 1, zgodnie z wynalazkiem przedsta¬ wia schemat 1. Cecha znamienna, sposobu wedlug wynalazku jest dzialanie srodkiem 'Chlorujacym na kwas o wzorze 2, epimeryzacje przez ogrzewanie powstalego chlorku kwasowego racemicznego lub optycznie czynnego o wzorze 3 i tej samej kon¬ figuracji w pozycji li 2 jak w kwasie wyjscio¬ wym o wzorze 2, dla otrzymania chlorku kwasu o wzorze 4 racemicznego lub optycznie czynnego, odmiany trans, o konfiguracji w pozycji 1 od¬ wrotnej do konfiguracji odpowiedniego kwasu wyj¬ sciowego o wzorze 2, a nastepnie hydrolize otrzy¬ manego chlorku kwasowego o wzorze 4 dla uzy¬ skania odpowiedniego kwasu wyjsciowego trans 3,3 - dwumetylo - 2-/2'-alkiloksyfcarbonylo - trans-1'- - propenylo/-cyklopropano-1-karboksylowego, race¬ micznego lulb optycznie czynnego, o wzorze 1, o konfiguracji w pozycji 1 odwrotnej do konfigu- 10 15 20 25 30 racji odpowiedniego kwasu wyjsciowego o wzo¬ rze 2.W celu uproszczenia nomenklatury, nazwy: kwas .3,3 - dwu - metylo-2-/2' - metdksykarbonylo-trans-l'- -propenylo/ - cyklopropano - 1-karboksylowy oraz kwas 3,3-dwumetylo-2-/2'-metylo-il-propenylo/-cy- klopropano-1-karboksylowy okreslano w dalszym ciagu opisu odpowiednio jako kwas pyretrówy i kwas chryzantemowy. W celu unikniecia niepo¬ rozumien, zwiazki wedlug wynalazku okreslono przez jednoznaczna konfiguracje wegla i ich asy¬ metrycznych atomów w pozycji 1 i 2, zgodnie z nomenklatura R. S. Gahn, Sir C. Ingold i V. Pre- log /Experientia 12 81/1956/Angew. Chem. 78 413 /1966/.Zgodnie z umowna nomenklatura, w sposobie wedlug wynalazku, w zaleznosci od stosowanego izomeru wyjsciowego, przetwarza isie albo kwas ,l-cis-seq-trans-pyretrowy/lS, 2R/ na kwas d-trans- ,-seq-1;rans-pyretrowy/lR, 2R/, wedlug kolejnosci: kwas l-cis-seq-transjpyretrowy/lS, 2R/ - -—^ chlo¬ rek kwasu d-cis-seq-trams-pyretrowy/liS, 2R/ chlorek kwasu d-trans-seq-trans-pyretrowy/lR, 2R/, albo kwas d-cis-seq-trans-pyretrowy/lR, 2S/ na kwas 1-trans-seq trans pyretrówy, wedlug kolej¬ nosci: kwas d-cis-!seq^trans-pyretrowy/lR, 2S/ ^ chlorek kwasu l-cis^seq-trans-pyretrowy/lR, 2S/ -+ chlorek kwasu l-trans-seq-trains-pyretrówy 2S/ kwas l-tranis-seq-trans-pyretrowy /1S, /1S, 2SA 801493 Mozna równiez w ramach wynalazku, zamiast kwasu cis-seq-trans-pyretrowego optycznie czyn¬ nego d lub 1 , uzyc mieszanine kwasu l-eis-seq- -tranis-pyretrowego/lS, 2R/ z kwasem d-cis-seq- trans-pyretrowego/lR, 2S/, zwlaszcza kwasu cis- -seq-trans pyretrowego racemicznego, dla otrzy¬ mania po chlorowaniu, epimeryzacji i hydrolizie, mieszaniny kwasu d-trans i l-trans-seq-trans py¬ retrowego, a zwlaszcza kwasu seq-trans pyretro¬ wego racemicznego.Kwasy 3,3-dwumetylo' - 2-/2'-alkiloksykarbonylo- -trams - l'-propenylo/ -cyklopropano-1-karboksylowe optycznie czynne, o wzorze 2, stosowane w sposo¬ bie wedlug wynalazku jako zwiazki wyjsciowe, moga byc otrzymane z odpowiednich kwasów 'trans chryzantemowych w sposób podany w belgijskim opisie patentowym nr 735 933, zgloszony do opa¬ tentowania równiez w Polsce, wedlug zalaczonych schematów reakcji 2 i 3. Tak wiec otrzymac kwa¬ sy cis seq. trans pyretrowe, racemiczne lub op¬ tycznie czynne, przez zastosowanie jako produktu wyjsciowego odpowiednich kwasów trans chryzan¬ temowych lub ich estrów.W sposobie wedlug wynalazku kwas l-cis-seq. trans pyretrowy/lS, 2R/, otrzymany z kwasu 1- -trans chryzantemowego/1S, 2S/ lub z jego estru, przetwarza sie w kwas d-trans seq. trans pyretro- wy/lR, 2R/. Tak wiec zgodnie z wynalazkiem kwas d-trans seq. trans pyretrowy/lR, 2R/ wytwarza sie z kwasu 1-trans chryzantemowego/lS. 2S/ dotych¬ czas produktu odpadowego nieuzytecznego do wy¬ twarzania kwasu d-trans chryzantemowego/lR, 2R/.Przebieg reakcji poczawszy od kwasu 1-trans chryzantemowego lub jego estru jako zwiazku wyj¬ sciowego, do uzyskania kwasu d-trans pyretro¬ wego, przedstawia schemat 4.Epimeryzaeja kwasu cis-3,3-dwumetylo-2-/2'-al- kiloksy - karbonyio -trans-l'-propenylo/-cyklopropa- no-li-karboksylowego na kwas trans 3,3-dwuimety- lo-2 - /2'-al|kiloksykar'bonylo -trans-l'-propenylo/-cy- klopropano-1-karboksylowy nie byla a priori latwa do przeprowadzenia.Sposób epimeryzacji asymetrycznego wegla w po¬ zycji 1 kwasu 3,3-dwumetylo-l-cyklopropanakarbo- ksylowego 2-podstawionego byl ico prawda znany w grupie tych zwiazków (J. Smejkal i J. Farkas, Collection czech. Chem. commun. 28 404—10) (1963), lecz nie zostal nigdy wypróbowany z kwasem 3,3- dwumetylo- 1-cyklopropanokarboksyIowym podsta¬ wionym w pozycji 2 lancuchem 2'-alkiloksykarbo- nylo-trans-l'-propenylowym. Obawiano sie bowiem, ze taka próba epimeryzacji pozycji 1 zakonczy sie niepowodzeniem, gdyz funkcyjnosc grupy estrowej przy nienasyconym lancuchu bocznym, o struk¬ turze winylowej, sprzyja epimeryzacji w pozycji 2 co najmniej w takim stopniu, w jakim obecnosc podstawnika karboksylowego ulatwia epimeryzacje w pozycji 1.Wbrew oczekiwaniom, sposób wedlug wynalazku pozwala ma dokonanie epimeryzacji w pozycji 1 przez przeksztalcenie kwasu cis-3,3-dwumetylo-2- -/2'-alkiloksykarbanylo- trans-l'-propenylo/-l-cyklo- propanokarboksylowego na chlorek kwasowy cis ' z retencja konfiguracji, epimeryzacje chlorku kwa¬ su cis przez ogrzewanie do wytworzenia chlorku 4 kwasu trans o konfiguracji w pozycji 1 odwrotnej, a nastepnie hydrolize chlorku kwasowego^ trans do kwasu trans z retencja konfiguracji. Estryfikacja bezposrednia chlorku kwasu trans pyretrowego za 5 pomoca odpowiedniego alkoholu, takiego jak al- letrolon, hydroksymetyloftalimid lub alkohol 3-hy^- droksymetylo-5-benzylofurylowy, pozwala uzyskac bezposrednio estry trans pyretrowe o duzej akty¬ wnosci owadobójczej. 10 Sposób wedlug wynalazku objasnia nizej podany przyklad, przy czym poszczególne stadia procesu charakteryzuja sie nastepujaco.Jako czynnik chlorujacy do reakcji z kwasem cis - 3,3 - dwumetylo-2-/2'-alkiloksykarbonylo-trans- 15 -i'-propenylo/ - cyklopropano - 1-karboksylowym o wzorze 2 szczególnie odpowiednim jest chlorek tio- nylu, chlorek sulfurylu lub chlorek szczawiowy.Proces chlorowania prowadzi sie korzystnie w sro¬ dowisku rozpuszczalnika organicznego nie reagu- 20 jacego z kwasem o wzorze 2, ani z chlorkiem kwa¬ su o wzorze 3, takiego jak benzen, chloroform, eter naftowy oraz ewentualnie w obecnosci chloro¬ wodoru jako akceptora reakcji.Epimeryzacji termicznej chlorku kwasu cis seq. 25 trans pyretrowego dukonuje sie bezposrednie ogrzewanie zwiazku lub przez ogrzewanie zawie¬ siny lub roztworu zwiazku w odpowiednim roz¬ puszczalniku. Proces bezposredniego ogrzewania zwiazku prowadzi sie . w atmosferze obojetnej 30 w srodowisku bezwodnym. Czas i temperatura epi¬ meryzacji sa wzajemnie od siebie zalezne, przy czym korzystnie stosuje sie ogrzewanie w tem¬ peraturze 120°C w ciagu 6 godzin w atmosferze obojetnej. 35 Epimeryzacje zwiazku w obecnosci rozpuszczal¬ nika prowadzi sie korzystnie stosujac ksylen jako rozpuszczalnik, który nie reaguje z chlorkami kwasów i ma temperature wrzenia dostatecznie wysoka. Stosujac ogrzewanie w ciagu 20 godzin 4o roztworu chlorku kwasu cis pyretrowego w ksyle¬ nie uzyskuje sie wydajnosc epimeryzacji 80—85%, okreslona za pomoca widma MRJ. Proces epimery¬ zacji ewentualnie w srodowisku rozpuszczalnika prowadzi sie pod cisnieniem atmosferycznym lub 45 pod cisnieniem wyzszym lub nizszym od cisnienia atmosferycznego. Hydrolize chlorku kwasu trans SjS-dwumetylo-S-^-alkiloksykatfbanylo-trans l'-pro- pentylo/-cyklopropano-l-karboksylowego o wzorze 4 prowadzi sie przez dzialanie wody, ewentualnie 50 w obecnosci obojetnego rozpuszczalnika organicz¬ nego.Bezposredniej . estryfikacji chlorku kwasu trans pyretrowego za pomoca alletrolonu, hydroksymety- loftalimidu lub alkoholu 3-hydroksymetylo-5-benzy- 55 lofurylownego dokonuje sie znanymi sposobami, zwlaszcza przez poddanie reakcji chlorku kwaso¬ wego z alkoholem w obecnosci trzeciorzedowej za¬ sady organicznej, takiej jak pirydyna.Przyklad. Wytworzenie kwasu ' 3,3-dwumety- 60 lo-2-/2'-metoksykarbonylo-trans l'-propenylo-/ey- klopropano-1-kartooksylowy/lR, -2R/, czyli kwasu d-trans seq. trans pyretrowego /IR, 2R/ o wzorze 1, w którym alkil = CH3.Stadium A. Otrzymanie chlorku kwasu cis-3,3- 65 -dwumetylo-2-/2/-metoksykairbonylo-trans l'-prope-80149 6 nylo/-cyklopropano-l-karfooksylowego /lS, 2R/, czy¬ li chlorku kwasu d-cis seq. trans pyretrowego /1S, 2R/ o wzorze 3, w którym .alkil = CH3.Do 'mieszaniny 64 ml eteru naftowego o tempe¬ raturze wrzenia 35—70°C i 16 ml chlorku .tionylu wprowadzono 11,8 g kwasu cis-3,3-dwumetylo/-2- -/2/-metoksykaTbonylo-!trans -1'-propenylo/-cyklopro- pano-il- karboksylowego /1S, 2R/, czyli kwasu 1- -cis' seq. trans pyretrowego /liS, 2R/ i mieszano w ciagu 2 godzin w temperaturze otoczenia, po czym nadmiar chlorku tionylu usunieto przez de¬ stylacje. Pozostalosc oziebiono do temperatury 0°C i pozostawiono w tej temperaturze w ciagu 15 go¬ dzin. Z pozostalosci oleistej wydzielono wytracony osad krystaliczny i otrzymano 10,86 g chlorku kwa¬ su d-cis seq. trans pyretrowego /1S, 2R/ o tempe¬ raturze topnienia 50°C, 'który w tej postaci uzyto do nastepnego stadium procesu.Próbke otrzymanego produktu przemyto przez maceracje z eterem naftowym o temperaturze wrzenia 35—70°'C, uzyskujac zwiazek o temperatu¬ rze topnienia 54°C, lalD™ = + 36° /c = 1,1%, cztero¬ chlorek wegla/.Dichroizm w dwuoksanie: max. przy 260 m^ IAz = + 3,85/; min. przy 235 rna 1Az = — 6,37,/; max. przy 207 m^ IAz = + 2,45/; W podobny sposób, lecz .stosujac jako produkt wyjsciowy 14,2 g kwasu cis-3,3-dwumetylo-2-/2'- -metokarbonylo-trans l'-propenylo/-cyklopropano- -1-karboksylowego /IR, 2S/, czyli kwasu d-cis seq. trans pyretrowego /IR, 2S/, otrzymano 11,3 g chlor¬ ku kwasu 1-cis seq. trans pyretrowego /IR, 2S/, laj 29 = _ 390 /c = 1,8%), czterochlorek Wegla/.Chlorek kwasu d-cis seq. trans pyretrowego /1S, 2R/ i chlorek kwasu 1-cis seq. trans pyretrowego /IR, 2Sy nie sa opisane w literaturze.Stadium B. Otrzymanie chlorku kwasu trans 3,3- -dwumetylo-^-^^metoksykar^bonylo-trans-l^-prope- nylo/-cyklopropano-lJkarbokisylowego /I1R, 2R/, czy¬ li chlorku kwasu d-trans seq. pyretrowego /IR, 2R/ o wzorze 4, w którym alkil = CH3.Epimeryzacja przez ogrzewanie w ksylenie. Do 60 ml ksylenu wprowadzono w atmosferze obojet¬ nej 3 g chlorku kwasu d-cis. seq. trams pyretrowe¬ go /1S, 2R/ i ogrzewano pod chlodnica zwrotna w atmosferze obojetnej w ciagu 21 godzin, a na¬ stepnie ochlodzono i usunieto rozpuszczalnik przez destylacje pod zmniejszonym cisnieniem. Pozosta¬ losc oczyszczono przez trzykrotna maceracje, sto¬ sujac kazdorazowo 1 ml eteru naftowego o tempe¬ raturze wrzenia 65—7500 Po wysuszeniu otrzyma¬ no 1,23 g chlorku kwasu d-trans seq. trans pyre¬ trowego /IR, 2R/ o temperaturze topnienia 63°C, /aD20= + 35° 7c = 1%, czterochlorek wegla/.Widmo w ultrafiolecie /cykloheksan/.Max. przy 232 — 233 m^ /e = 14 550/.Widmo MRN /deuterochloroform/ — zgodne z konfiguracjami cyklu „trans" i trans lancucha olefinowego. Rozklad widma byl nastepujacy: syg¬ naly przy 80—82,5 Mhz odpowiadajace wodorom grup metylowych w pozycji 3; sygnal przy 135— 139 Mhz /dublety/ odpowiadajace wodorom pier¬ scienia cyklopropanowego; sygnaly przy 116—117 Mhz odpowiadajace wodorom grupy metylowej 5 lancucha bocznego; sygnal przy 226 Mhz odpowia¬ dajacy wodorom grupy metylowej w funkcyjnej grupie estrowej: sygnaly przy 384—392 Mhz odpo¬ wiadajace wodorowi lancucha bocznego. Dichroizm w heptanie: id Max. przyL 255 m^ IAz = + 1,37/; Max. przy 230—235 m^i JAz = + 2,25/; Min. przy 205 m^ /Az = — 3,12/. !5 Otrzymany zwiazek byl identyczny ze zwiazkiem opisanym przez F. B. Laforge i wspólpracowników J. Org. Chem. 17 381, /1952/.Epimeryzacja przez ogrzewanie bezposrednie. 2,35 g chlorku kwasu d-cis seq. trans pyretrowego 20 /1S, 2R/ ogrzano w atmosferze azotu do tempera¬ tury 120°C i utrzymywano w tych warunkach w ciagu 6 godzin, po czym ochlodzono do tempe¬ ratury otoczenia. Otrzymano mieszanine krysztalów z ciecza oleista, która usunieto przez odcisniecie 25 i przemycie pozostalosci krystalicznej 0,5 ml ete¬ ru naftowego o temperaturze wrzenia 35—7Q°C. Po wysuszeniu otrzymano 0,93 g chlorku kwasu d-trans seq. trans pyretrowego /IR, 2R/ o tempe¬ raturze topnienia 63°C, /a/p20 = + 39° /c = 1%, 30 czterochlorek wegla/.W podobny sposób, stosujac jako zwiazek wyj-.' sciowy 4 g chlorku kwasu cis-3,3-dwumetylo-2-/2'- -metoksykarbonylo-trans l'-propenylo/-cyklopropa- no-l^karboksylowego /IR, 2S/, czyli chlorku kwasu 35 l-cis seq. trans pyretrowego /IR, 2S/, otrzymano 1,6 g chlorku kwasu 1-trans seq. trans pyretrowe¬ go /1S, 2S/ o temperaturze topnienia 63—64°C, Ia/D* = —41,6° /c = 0,97%, czterochlorek wegla/.Chlorek kwasu l-trans-seq. trans pyretrowego 40 /1S, 2S/ nie jest opisany w literaturze.Stadium C. Otrzymanie kwasu trans 3,3-dwume- tyio-'2-/2'-metoksykarbonylo-traris l!'-propenylo/-cy- klopropano-1-karboksylowego /IR, 2R/, czyli kwasu d-trans seq. trans pyretrowego /IR, 2RA 45 Do 20 ml wody wprowadzono w atmosferze azo¬ tu 1,23 g chlorku kwasu d-trans seq. trans pyre¬ trowego /IR, 2R/ i mieszano w ciagu 1 godziny w temperaturze otoczenia, po czym wytracony osad wyodrebniono, przemyto i wysuszono. Otrzymano 50 1,1 g kwasu d-'trans seq. trans pyretrowego /IR, 2R/, /a/D20= + 01,5° /c =.1,2%, czterochlorek wegla: temperatura wrzenia 130°C przy cisnieniu 0,2 mm Hg.Dichroizm w dwuoksanie: 55 max przy 232 m^ lAz = + 7,98/, Otrzymany produkt byl identyczny z produktem opisanym przez M. Matsui i H. Meguro, Agr. Biol. 60 Chem. Jap. 27 nr 5 istr. 379—380 /1963/.W podobny sposób, lecz stosujac jako produkt wyjsciowy 0,98 g chlorku kwasu l-trans-seq. pyre¬ trowego /1S, 2S/, otrzymano 0,87 g kwasu l^trans- -seq. pyretrowego /1S, 2S/, otrzymano 0,87 g kwa- 65 su 1-trams-seq. trans pyretrowego /1S, 2S/, /a/D20 =80149 7 8 = — 82° /c = 1,2%, czterochlorek wegla/.Kwas 1-trains-sea. trams pyretrowy /1S, 2S/ nie jest opisany w literaturze. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania kwasów "trans 3,3-dwume- tylo-2-/2'-alkiloksykarbonylo-trans - 1' - propenylo/- -cyklopropano-1-karboksylowych racemioznych lub optycznie czynnych, o ogólnym wzorze 1, w którym alkil oznacza nizszy rodnik alkilowy, znamienny tym, ze kwas cis-3,3Hdwumetylo-i2-/2'-alkikksy!kar- bonylo-trans-l/-propeinylo/-cyklopropaino - 1 -karbo- ksylowy iracemiczny lub optycznie czynny poddaje sie dzialaniu 'Czynnika chlorujacego, a nastepnie wytworzony chlorek kwasu cis-3,3-dwumetylo-2-/2'- -alkiloksykarbonylo-trans-i'-propenylo/-cyklopropa- nojl-karboksylowego, racemiczny Mb optycznie czynny o takiej samej konfiguracji w pozycji 1 i w pozycji 2 jak kwas wyjsciowy, przetwarza sie przez epimeryzacje w podwyzszonej temperaturze w chlorek kwasu trans 3,3-dwumetylo-2-/2'-alkilo- ksyikarbonylo-trans-l'-propenylo/ - cyklopropano-1- -karboksylowego, racemicznego lub optycznie czyn¬ nego, o konfiguracji w pozycji 1 odwrotnej do konfiguracji kwasu wyjsciowego, po czym otrzyma¬ ny chlorek kwasowy poddaje sia hydrolizie do wy¬ tworzenia kwasu trans 3,3-dwumetylo-2-/2'-al!kilo- ksyikaiibonylo-trans-l^propenylo/ - cyklopropano - 1- -karboksylowego, racemicznego lub optycznie czyn¬ nego, o konfiguracji w pozycji 1 odwrotnej do konfiguracji odpowiedniego,kwasu wyjsciowego.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako czynnik 'chlorujacy stosuje sie chlorek tiony- lu, chlorek sulfurylu lub chlorek oksalilu.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces chlorowania prowadzi sie w srodowisku roz¬ puszczalnika organicznego, takiego jak benzen, chloroform lub eter naftowy.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces epimeryzacji prowadzi sie przez ogrzewanie w ciagu 20 godzin roztworu ksylenowego chlorku kwasu cis, w temperaturze wrzenia, w srodowisku bezwodnym oraz w atmosferze obojetnej.

5. Sposób wedlug 'zastrz. 1, znamienny tym, ze proces empiryzacji chlorku (kwasu cis prowadzi sie przez ogrzewanie w ciagu 6 godzin w temperatu¬ rze 1i20°C w srodowisku bezwodnym oraz w atmo¬ sferze obojetnej.

6. Sposób wedlug zastrz. \l, znamienny tym, ze proces hydrolizy prowadzi sie przez dzialanie wody. 10 15 2080149 ^HH3^C02-alkLi WZÓR 2 H3C WZOB 3 H K^coci uiNco2—IkU WZÓR A u r' \ ^/ xC0oH tran9\^_-CH TOL-alkil H3C WZOB 1 SCHEMAT i TT'ih^'80149 X ^C02-alkil WZOD 6a H-C^ H3C \ f Jt ranSN HoC \ Jtrans H3C ^ H3C\ H3C"\ Ci3 hLC^_ H3Ccis ___ 1 3 H3C /C02R \^-H^0 al kil o H r C«0 ^ \ f • • oo H OH T ^C02H \2/cH H3L WZÓR 2 WZÓR 21' WZÓR 3 WZÓR A' WZÓR 5 \ 9/CH3 | xC0o-alkil 0 7 WZÓR 6b -alkil WZÓR 2 SCHEMAT 280149 WZOR 6 WZOR 7 WZOB 8 WZOR A WZOR 5 SCHEMAT 380149 C-CH, H3C T7v \L/^ CM ^ d-trcms ^w ^CN (1R,2R) H3C C02 alkU SCHEMAT A i-iSi',;^-* D.N. Zakl. Nr 7, zam. 917/75 Cena 10 zl PL PL