RU1689376C

RU1689376C - Способ получения 1r,3s-2,2-диметил-3-(2-оксопропил)-циклопропанацетонитрила

Info

Publication number: RU1689376C
Application number: SU4709729/04A
Authority: RU
Inventors: А.В. Рукавишников; А.В. Ткачев; Л.Б. Володарский; В.А. Пентегова
Original assignee: Новосибирский институт органической химии СО РАН
Priority date: 1989-06-22
Filing date: 1989-06-22
Publication date: 1995-06-27

Abstract

Изобретение относится к производным нитрилов, в частности к получению 1R, 3S - 2,2 - диметил - 3 - (2 - оксопропил) - циклопропанацетонитрила, используемого в синтезе инсектицидов - пиретроидов. С целью увеличения выхода и упрощения процесса (+) - 3 - карен обрабатывают эквимолярным количеством нитрозилхлорида в инертном низкокипящем хлорсодержащем органическом растворителе при (-10) - 0°С. Затем добавляют метанол и водный раствор диметиламина. Процесс ведут в молярном соотношении карен : метанол : диметиламин 1 : (3,4 - 5,0) : (2,5 - 3,5). Образующийся оксим - 3 - N, N - диметиламинокаран - 4 - она подвергают в присутствии основания взаимодействию с уксусным антигидридом при молярном соотношении оксим : уксусный ангидрид 1 : (1,1 - 2,2) и предпочтительно в среде хлороформа, диэтилового эфира или смеси вода - диоксан или вода - бензол. Выход до 82%. Число стадий процесса сокращается до двух (против четырех). 1 табл.

Description

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения IR, 3S-2,2-диметил-3 (2-оксопропил)- циклопропанацето- нитрила формулы (1)
(1)

C≡N который является исходным продуктом в синтезе IR-цис, IR-транс, IS-цис и IS-транс-хризантемовых кислот, используемых для синтеза пиретроидов высокоактивных инсектицидов ряда хризантемовой кислоты.

Цель изобретения увеличение выхода целевого продукта и упрощение процесса.

Изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами.

П р и м е р 1. Получение аминооксима (2).

Получение продукта (2) иллюстрируется следующей схемой:
(2)

10 г (73,5 ммоль) (+)-3-карена, выделенного при ректификации основного скипидара и имеющего [ α²⁵ _D+15,6^o (в чистом виде), растворяют в 20 мл хлористого метилена, охлаждают до -10^оС, и, поддерживая температуру в интервале от -10 до 0^оС, при перемешивании пропускают 73,5 ммоль хлористого нитрозила до исчезновения карена (контроль тонкослойная хроматография на пластинках "Силуфол", при элюировании петролейным эфиром, после опрыскивания концентрированной серной кислотой карен проявляется в виде оранжевого пятна с R_f= 0,8). После этого, поддерживая температуру в указанном интервале, при перемешивании к реакционной смеси прибавляют сначала 100 мл метанола, затем 40 мл 33% -ного водного раствора диметиламина. Реакционную массу оставляют самопроизвольно нагреваться до комнатной температуры, после чего кипятят до растворения осадка (около 20 мин). После охлаждения реакционной смеси до комнатной температуры органический слой отделяют, промывают его насыщенным водным раствором хлористого натрия (30 мл), сушат безводным сульфатом натрия (5 г), упаривают в вакууме и получают 13,3 г (63,3 ммоль, 86% от теоретического) оксима 3-N,N-диметиламинокаран-4-она (2) в виде желтоватого масла, кристаллизующегося при стоянии. Перекристаллизацией из метанола получают аналитический образец с т.пл. 118^оС и [ α]_D ²⁵+104,6^o (с 12,1, хлороформ), который совпадает с описанным в литературе.

П р и м е р ы 2-8. Получение аминооксима проводят по общей методике примера 1, но с использованием различных хлорсодержащих растворителей и различными реакционными условиями. Полученные результаты представлены в таблице.

Проведение процесса присоединения хлористого нитрозила к карену при температуре ниже, чем -10^оС нецелесообразно, так как не приводит к увеличению выхода аминооксима (пример 4). При увеличении температуры выше 0^оС может произойти разложение реакционной массы.

Добавление метанола необходимо, так как в противном случае (пример 6) образуется большее количество побочных продуктов. Проведение же процесса с избытком метанола более 4-х (см. пример 7) не приводит к увеличению выхода.

Далее, теоретически, на 1 моль карена должно расходоваться 2 моля диметиламина, практически же для достижения максимального выхода аминооксима (2) необходимо брать избыток диметиламина; наилучший выход аминооксима достигается при мольном соотношении карен:диметиламин=1,0:(3-3,5); при уменьшении количества диметиламина выход аминооксима снижается (см. пример 5).

П р и м е р 9*. Получение кетонитрила (1) (пример сравнительный).

Получение продукта (1) осуществляют по схеме

(I) при использовании стандартной методики, в которой вместо пара-толуолсульфохлорида показана возможность использования уксусного ангидрида.

К раствору 1 г едкого кали (17,9 ммоль) в 5 мл воды прибавляют раствор 1 г аминооксима (2) (4,8 ммоль) в 5 мл диоксана. Смесь нагревают до 40^оС и при интенсивном перемешивании по каплям прибавляют 1 г уксусного ангидрида (9,8 ммоль). Затем добавляют еще 1 г едкого кали и после растворения щелочи прикапывают 1 г уксусного ангидрида. Эту операцию повторяют еще дважды. Всего прибавляют 4 г (39,2 ммоль) уксусного ангидрида и 4 г (71,6 ммоль) едкого кали. После этого растворитель и побочные продукты отгоняют в вакууме при температуре бани 100^оС и остаточном давлении 20 мм рт.ст. к остатку прибавляют 10 мл воды, органические продукты экстрагируют эфиром (2х10 мл). Эфирный экстракт промывают насыщенным водным раствором хлористого натрия (10 мл), сушат безводным сульфатом натрия (1 г), упаривают в вакууме и получают 0,75 г (4,5 ммоль, выход 94% от теоретического в расчете на аминооксим (2)) кетонитрила (1), который имеет характеристики ( α)_D ²³ 6,5^o (с 1,08, CHCl₃); спектр ЯМР¹Р в дейтерохлороформе: 0,97 с 3Н; 1,12 с 3Н; 0,75-1,20 м 2Н; 2,17 с 3Н; 2,15-2,45 м 4Н; спектр ЯМР¹³ С в дейтерохлороформе-четыреххлористом углероде (1:1):13,0 т; 14,1 к; 17,2 с; 20,8 д, 21,2 д, 27,7 к, 29,1 к, 37,9 т, 118,6 с; 205,8 с, соответствующие кетонитрилу, описанному в известном способе его получения.

П р и м е р 10. Получение кетонитрила (1).

К раствору 6 г аминооксима (2) (28,5 ммоль) в 40 мл хлороформа добавляют 3 г измельченного карбоната натрия (28,3 ммоль) и при интенсивном перемешивании при комнатной температуре по каплям прибавляют 4 мл уксусного ангидрида (4,3 г, 42,3 ммоль). После окончания прибавления уксусного ангидрида реакционную смесь выдерживают при перемешивании около 1 ч, после чего фильтруют, фильтрат упаривают в вакууме водоструйного насоса на водяной бане, остаток нагревают в вакууме (остаточное давление 5 мм рт.ст. температура бани 100^оС) в течение получаса для удаления диметилацетамида и получают 4,5 г (выход 96% в расчете на аминооксим (2)) кетонитрила (1).

П р и м е р 11. Получение кетонитрила (1).

К раствору 2,1 г аминооксима (2) (10 ммоль) в смеси 2,2 г триэтиламина (22 ммоль), 0,2 мл воды и 5 мл бензола при нагревании на водяной бане (50-60^оС) и интенсивном перемешивании по каплям в течение получаса прибавляют 2,3 г уксусного ангидрида (22 ммоль). Реакционную смесь нагревают при той же температуре еще 30 мин, после чего охлаждают до комнатной температуры, органический слой отделяют, водный слой экстрагируют эфиром (2х5 мл) и объединенный органический экстракт промывают насыщенным водным раствором хлористого натрия (5 мл) и сушат безводным сульфатом натрия (1 г), после отгонки растворителя в вакууме водоструйного насоса остаток выдерживают в вакууме при 5 мм рт. ст. и температуре бани 100^оС в течение получаса для удаления диметилацетамида и получают 1,5 г кетонитрила (1) (9,1 ммоль, выход 91% в расчете на аминооксим (2)).

П р и м е р 12. Получение кетонитрила (1).

Выход 90%-ного нитрила (1) достигается при использовании хлороформа вместо бензола при тех же количествах реагентов, что и в примере 9.

П р и м е р 13. Получение кетонитрила (1).

Выход 89% нитрила (1) достигается при использовании диэтилового эфира вместо бензола и проведении реакции при 35-40^оС, при тех же количествах реагентов, что и в примере 9.

П р и м е р 14*. Получение кетонитрила (1).

При проведении процесса по методике и с количествами, приведенными в примере 9, но при соотношении диоксан:вода=1,5:1, выход кетонитрила (1) составляет 66% от теоретического в расчете на аминооксим (2).

П р и м е р 15*. Получение кетонитрила (1).

При проведении процесса по методике и с количествами, приведенными в примере 9, но при соотношении диоксан:вода=1:1,5 в результате реакции получают смесь кетонитрила (1) и исходного продукта (2) в соотношении 2:1.

П р и м е р 16. Получение кетонитрила (1).

Аминооксим (2) (12,0 г, 0,057 моль) растворяют в 250 мл диэтилового эфира, добавляют 6 г (0,057 моль) порошкообразного карбоната натрия, по каплям при перемешивании добавляют 8,6 г (0,084 моль) уксусного ангидрида, реакционную смесь кипятят с обратным холодильником при перемешивании в течение 4 ч. Реакционную смесь фильтруют от осадка, осадок на фильтре промывают эфиром (5х5 мл), фильтрат упаривают в вакууме, остаток нагревают в вакууме (остаточное давление 5 мм рт.ст. Т=100^оС) в течение получаса и получают 8,9 г кетонитрила 1 (0,054 моль, выход 94%).

Мольное соотношение реагентов аминооксим:карбонат натрия:уксусный ангидрид 1:1:1,5.

П р и м е р 17. Получение кетонитрила (1).

К смеси аминооксима (2) (158 г. 0,75 моль) и триэтиламина (84,6 г, 0,84 моль) при перемешивании и охлаждении добавляют по каплям 85,3 г (0,84 моль) уксусного ангидрида, не допуская подъема температуры в реакционной смеси выше 23-25^оС. После прибавления ангидрида реакционную смесь оставляют при комнатной температуре на 3 ч, охлаждают до +10^оС, при интенсивном перемешивании вливают в один прием 600 мл воды, нагревают реакционную смесь до 70^оС, выдерживают при этой температуре в течение 1 ч, охлаждают, добавляют 150 мл эфира, встряхивают, эфирный слой отделяют, водный слой экстрагируют эфиром (2х50 мл), эфирные экстракты объединяют, промывают 50 мл 3%-ной водной серной кислоты, 50 мл 0,5 н. водного карбоната натрия, 50 мл насыщенного водного хлористого натрия, сушат безводным сульфатом натрия, упаривают в вакууме, остаток перегоняют в вакууме, собирая фракцию с т.кип. 115-116^оС при 5 мм рт. ст. и получают 115,5 г кетонитрила 1 (0,70 моль, выход 93%), идентичного продукту, получаемому по примеру 9.

Мольное соотношение реагентов аминооксим:триэтиламин:уксусный ангидрид1: 1,1:1,1.

Хотя для превращения 1 моля аминоксима (2) в кетонитрил достаточно 1 моля уксусного ангидрида, однако для более полного превращения аминооксима в кетонитрил целесообразно использовать уксусный ангидрид в избытке от 0,1 до 1,1 моля на 1 моль аминооксима. Дальнейшее увеличение количества взятого уксусного ангидрида (пример 9) не приводит к увеличению выхода продукта (1).

Таким образом, предложенный способ получения 1R, 3S-2,2-диметил-3(2-оксопропил)-циклопропанацетонитрила позволяет повысить выход целевого продукта с 50% в известном способе до 72-82% в расчете на исходный карен и упростить способ его получения за счет сокращения числа стадий процесса (с 4-х в известном способе до 2-х в предложенном).

Claims

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1R,3S-2,2-ДИМЕТИЛ-3-(2-ОКСОПРОПИЛ)-ЦИКЛОПРОПАНАЦЕТОНИТРИЛА формулы

исходя из (+)-3-карена, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода и упрощения процесса, (+)-3-карен обрабатывают эквимолярным количеством нитрозилхлорида в инертном низкокипящем хлорсодержащем органическом растворителе при температуре (-10)-0^oС затем к реакционной смеси добавляют метанол и водный раствор диметиламина в молярном соотношении карен метанол диметиламин, равном 1 (3,4 5,0) (2,5 3,5), и образующийся при этом оксим 3-N, N-диметиламинокаран-4-она подвергают в присутствии основания взаимодействию с уксусным ангидридом, при молярном соотношении оксим: уксусный ангидрид, равном 1 (1,1 2,2).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процес взаимодействия оксима 3-N, N-диметиламинокаран-4-она с уксусным ангидридом проводят в среде хлороформа, диэтилового эфира или смеси вода-диоксан или вода-бензол.