WO2010117072A1

WO2010117072A1 - ３－（２－シアノ－１－プロペニル）－２，２－ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩の製造方法

Info

Publication number: WO2010117072A1
Application number: PCT/JP2010/056487
Authority: WO
Inventors: 上川徹; 大下純; 河本一郎; 吉川享志
Original assignee: 住友化学株式会社
Priority date: 2009-04-06
Filing date: 2010-04-05
Publication date: 2010-10-14
Also published as: CN102365264A; EP2418197A1; KR20120041161A; EP2418197B1; CN102365264B; US8461370B2; IL214929A0; JP2010260854A; JP5617317B2; TW201041832A; US20120016150A1; EP2418197A4

Abstract

　３－ホルミル－２，２－ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルとプロピオニトリルとを塩基の存在下で反応させる３－（２－シアノ－１－プロペニル）－２，２－ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩の製造方法。

Description

３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩の製造方法

　本発明は、３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩の製造方法に関する。

３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩は、対応するエステルの加水分解により得られる。かかる３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルの製造方法としては、例えば、４−メトキシメチル−２，３，５，６−テトラフルオロベンジル−３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシレートと２，２−ジエチルシクロ（１−シアノエチル）ホスホナートとの反応（いわゆるホーナー・ワズワース・エモンズ反応）が知られている（例えば、日本国特許公開２００４−２３６３号公報）。

　本発明は、３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩の新規製造方法に関する。
　すなわち、本願は、以下の発明に関する。
［１］　３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルとプロピオニトリルとを塩基の存在下で反応させる３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩の製造方法。
［２］　塩基は、強塩基である［１］に記載の製造方法。
［３］　塩基は、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、遷移金属水酸化物、テトラアルキルアンモニウム水酸化物、アルカリ金属アルコキシドおよびホスファゼン化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の塩基である［１］に記載の製造方法。
［４］　塩基は、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、遷移金属水酸化物およびテトラアルキルアンモニウム水酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種の塩基である［１］に記載の製造方法。
［５］　塩基は、アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物である［１］に記載の製造方法。
［６］　塩基は、水酸化カリウムまたは水酸化セシウムである［１］に記載の製造方法。
［７］　溶媒の存在下で３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルとプロピオニトリルとを反応させる［１］~［６］のいずれか１に記載の製造方法。
［８］　溶媒は、エーテル溶媒またはスルホキシド溶媒である［７］に記載の製造方法。
［９］　溶媒は、テトラヒドロフランまたはジメチルスルホキシドである［７］に記載の製造方法。
［１０］　３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルとプロピオニトリルとを塩基の存在下で反応させる第１工程、並びに、
前記第１工程により得られた３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩と、式（２）

（式中、Ｒ^２は、下記群Ａから選ばれる１種以上の置換基を有していてもよい炭素数１~１０の鎖式炭化水素基または炭素数３~１０の環式炭化水素基を表す。
　群Ａ：ハロゲン原子、炭素数２~７のアシル基、置換基を有していてもよい炭素数１~７のアルコキシ基、炭素数１~３のアルキルチオ基、置換基を有していてもよい炭素数６~１０のアリール基。）
で表されるモノヒドロキシ化合物とをジルコニウム化合物の存在下で反応させる第２工程を含む
式（４）

（式中、Ｒ^２は、前記と同じ意味を表す。）
で表される３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルの製造方法。

　以下、本発明を詳細に説明する。
　本明細書において、３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステル（以下、この化合物を「エステル化合物」と称する。）は、ホルミル基を３位に有し、２個のメチル基を２位に有し、エステル結合（−ＣＯＯ−）を有する置換基を１位に有するシクロプロパン環からなる。
　エステル化合物は、例えば、日本国特許公開２００６−８９４２７号公報等に記載の公知の方法により得ることができる。
　エステル化合物は、そのシクロプロパン環上のエステル結合を有する基とホルミル基とが、互いにシクロプロパン平面の同じ側（シス体）であっても、反対側（トランス体）であってもよいが、トランス体であることが好ましい。エステル化合物は、絶対配置が（１Ｒ，３Ｒ）体であることが好ましい。
　エステル化合物としては、例えば、式Ｉ

で示される化合物が挙げられる。
　式Ｉにおいて、Ｒは、置換されていてもよい炭化水素基を表す。Ｒは、一般に、下記群Ａから選ばれる１種以上の基で置換されていてもよい炭素数１~１０の鎖式炭化水素基または炭素数３~１０の環式炭化水素基を表す。
　群Ａ：ハロゲン原子、炭素数２~７のアシル基、置換されていてもよい炭素数１~７のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数１~３のアルキルチオ基、及び、置換されていてもよい炭素数６~１０のアリール基。
　上記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。
　上記炭素数２~７のアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等が挙げられる。
　上記置換されていてもよい炭素数１~７のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等の炭素数１~７のアルコキシ基；メトキシメトキシ基、エトキシメトキシ基等のアルコキシ基で置換された炭素数１~７のアルコキシ基；ベンジルオキシ基等のベンジル基で置換された炭素数１~７のアルコキシ基；等が挙げられる。
　上記置換されていてもよい炭素数１~３のアルキルチオ基としては、メチルチオ基、エチルチオ基等が挙げられる。
　上記置換されていてもよい炭素数６~１０のアリール基としては、フェニル基；ナフチル基；４−ブロモフェニル基、２，３−ジフルオロフェニル基、２，３，５−トリフルオロベンジル基等のハロゲン置換フェニル基；４−メトキシフェニル基等の炭素数１~５のアルコキシ基で置換されたフェニル基；２−ニトロフェニル基、４−ニトロフェニル基等のニトロ置換フェニル基；２−（９，１０−ジオキソ）アントラニル基等の置換されてもよいアントラニル基；
　炭素数１~１０の鎖式炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基等の炭素数１~１０のアルキル基；アリル基等の炭素数３~１０のアルケニル基；プロパルギル基等の炭素数３~１０のアルキニル基が挙げられる。
　ハロゲン原子で置換された炭素数１~１０の鎖式炭化水素基としては、２−クロロエチル基、２，２，２−トリクロロエチル基等が挙げられる。
　上述のアシル基で置換された炭素数１~１０の鎖式炭化水素基としては、フェナシル基、ｐ−ブロモフェナシル基等が挙げられる。
　上述のアルコキシ基で置換された炭素数１~１０の鎖式炭化水素基としては、メトキシメチル基、メトキシメトキシメチル基、ベンジルオキシメチル基等が挙げられる。
　上述のアルキルチオ基で置換された炭素数１~１０の鎖式炭化水素基としては、メチルチオメチル基、２−メチルチオエチル基等が挙げられる。
　上述のアリール基で置換された炭素数１~１０の鎖式炭化水素基としては、ベンジル基、フェネチル基、４−ブロモベンジル基、４−メトキシベンジル基、２，３−ジフルオロベンジル基、２，３，５−トリフルオロベンジル基、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチルベンジル基、２−ニトロベンジル基、４−ニトロベンジル基、ビス（ｏ−ニトロフェニル）メチル基、９，１０−ジオキソ−２−アントラニルメチル基等が挙げられる。
　炭素数３~１０の環式炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の炭素数３~１０のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基等の炭素数６~１０のアリール基が挙げられる。
　上記Ｒとしては、炭素数１~１０の鎖式炭化水素基が好ましく、炭素数１~４の鎖式炭化水素基がより好ましく、炭素数１~４のアルキル基が更に好ましい。
　上記エステル化合物としては、例えば、３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸（Ｃ１~Ｃ１０アルキル）エステル；３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸（Ｃ１~Ｃ１０ハロアルキル）エステル；３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸（Ｃ２~Ｃ１０アルコキシアルキル）エステル；３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸（Ｃ３~Ｃ１０アリル）エステル；３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸（Ｃ６~Ｃ１０アリール）エステル；等が挙げられる。
　上記エステル化合物の具体例として、３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸メチル、３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エチル、３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸プロピル、３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸ブチル等の３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸（Ｃ１~Ｃ４アルキル）エステル；
３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸フルオロメチル、３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸フルオロエチル、３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸フルオロプロピル、３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸フルオロブチル等の３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸（Ｃ１~Ｃ１０ハロアルキル）エステル；
３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸メトキシメチル、３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸メトキシエチル、３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸メトキシプロピル、３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸メトキシブチル等の３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸（Ｃ２~Ｃ１０アルコキシアルキル）エステル；
３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸フェニル等の３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸（Ｃ６~Ｃ１０アリール）エステル；
などが挙げられる。
本明細書において、Ｃ１~Ｃ１０、Ｃ２~Ｃ１０、Ｃ３~Ｃ１０、Ｃ１~Ｃ４およびＣ６~Ｃ１０は、それぞれ炭素数１~１０、炭素数２~１０、炭素数３~１０、炭素数１~４および炭素数６~１０を意味する。
　プロピオニトリルは、市販のものを用いることができる。プロピオニトリルの使用量は、エステル化合物１モルに対して通常０．８モル以上であればよい。プロピオニトリルは、溶媒を兼ねて過剰量用いてもよいが、エステル化合物１モルに対して、好ましくは０．８~３０モル、より好ましくは１~３モルの範囲で用いる。
　塩基は、無機塩基であっても有機塩基であってもよい。
　上記塩基としては、強塩基が好ましい。
　本発明において、塩基は、より好ましくは、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、遷移金属水酸化物、テトラアルキルアンモニウム水酸化物、アルカリ金属アルコキシドおよびホスファゼン化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の塩基である。
　アルカリ金属水酸化物としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム等が挙げられる。
　アルカリ土類金属水酸化物としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等が挙げられる。
　遷移金属水酸化物としては、例えば、水酸化鉄（ＩＩＩ）、水酸化クロム（ＩＩＩ）、水酸化ニッケル（ＩＩ）、水酸化銅（ＩＩ）等が挙げられる。
　テトラアルキルアンモニウム水酸化物としては、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム等、アルキル部分が炭素数１~４であるテトラアルキルアンモニウム水酸化物が挙げられる。
　アルカリ金属アルコキシドとしては、例えば、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウム　ｔｅｒｔ−ブトキシド、カリウム　ｔｅｒｔ−ブトキシド等、アルコシキ部分が炭素数１~４であるアルカリ金属アルコキシドが挙げられる。
　ホスファゼン化合物としては、例えば、１，１，１，３，３，３−ヘキサキス（ジメチルアミノ）ジホスファゼニウム　フルオライド、ヘキサキス（１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ−パーフルオロプロポキシ）ホスファゼン、１−ｔｅｒｔ−ブチル−４，４，４−トリス（ジメチルアミノ）−２，２−ビス［トリス（ジメチルアミノ）−ホスフォラニリデンアミノ］−２Λ，４Λ−カテナジ（ホスファゼン）等が挙げられる。
　かかる塩基としては、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、遷移金属水酸化物およびテトラアルキルアンモニウム水酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種の塩基がより好ましく、アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物であることがさらに好ましく、アルカリ金属水酸化物であることが特に好ましい。なかでも、水酸化カリウムまたは水酸化セシウムが特に好ましい。
　これら塩基として、市販のものを用いることができる。塩基の使用量は、エステル化合物１モルに対して、通常１~３モル、好ましくは１．５~２．５モルの範囲である。
　本発明における反応は、通常、溶媒の存在下で実施される。かかる溶媒としては、用いる塩基に対して溶解性を示す溶媒であれば特に限定されず、非プロトン性溶媒であってもよいし、プロトン性溶媒であってもよい。非プロトン性溶媒しては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒；ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒；ジエチルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等のエーテル溶媒；ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒；ニトロベンゼン等のニトロ溶媒；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド溶媒；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド溶媒；等が挙げられる。プロトン性溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール溶媒や、水等が挙げられる。これら溶媒は、単独で用いてもよいし、２種以上を用いてもよい。環状エーテル溶媒としては、炭素数４~８の環状エーテルが好ましい。アルキルスルホキシド溶媒は、好ましくは、炭素数１~４のアルキル基を有する。
　上記溶媒としては、非プロトン性溶媒が好ましく、エーテル溶媒またはスルホキシド溶媒であることがより好ましく、環状エーテル溶媒またはアルキルスルホキシド溶媒であることが更に好ましく、テトラヒドロフランまたはジメチルスルホキシドが特に好ましい。なかでも、ジメチルスルホキシドが特に好ましい。溶媒の使用量は、エステル化合物１重量部に対して、通常０．５~２０重量部の範囲である。
　本発明における反応は、必要により溶媒の存在下で、エステル化合物とプロピオニトリルと塩基とを混合することにより実施され、それらの混合順序は特に限定されない。
　反応温度は、通常−２０~１５０℃、好ましくは−５~１００℃の範囲である。
　反応時間は、通常５分間~７２時間の範囲である。反応の進行は、ガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー等の通常の手段により確認できる。
　反応終了後の反応混合物には、３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩が含まれている。得られた３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸は、通常、用いた塩基と塩を形成している。かかる塩を中和すれば、該カルボン酸が得られる。
　３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸の塩としては、用いた塩基に対応するアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、テトラアルキルアンモニウム塩、ホスファゼニウム塩等の塩が挙げられる。かかる反応混合物に、中和、水洗浄、抽出、濃縮等の通常の後処理を施すことにより、３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩を単離することができる。
　単離された３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩は、さらに、再結晶；抽出；蒸留；活性炭、シリカ、アルミナ等を用いた吸着処理；シリカゲルカラムクロマトグラフィー等のクロマトグラフィー法；等の通常の精製処理により精製されてもよい。
　かくして得られる３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩におけるカルボキシ基と２−シアノ−１−プロペニル基の立体配置は、通常、用いたエステル化合物におけるホルミル基とエステル結合（−ＣＯＯ−）を有する基との立体配置がそれぞれ保持される。すなわち、（１Ｒ，３Ｒ）−３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルを用いれば、通常、（１Ｒ，３Ｒ）−３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩が得られる。さらに、３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩は、通常Ｚ体とＥ体の混合物である。ここで、Ｚ体とはシアノ基とシクロプロパン環とが互いに二重結合に対して同じ側にある構造を表わし、Ｅ体とはそれらが互いに二重結合に対して反対側にある構造を表わす。
　３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩は（以下、カルボン酸（１）と総称することがある）、さらにエステル化反応に供することができる。
　上記エステル化反応を行う方法としては、
　（ａ）カルボン酸（１）とモノヒドロキシ化合物を脱水縮合する方法、
　（ｂ）カルボン酸（１）をハロゲン化剤で酸ハロゲン化物に変換し、得られた酸ハロゲン化物を塩基触媒の存在下でモノヒドロキシ化合物を反応させる方法、
　（ｃ）カルボン酸（１）を（ａ）や（ｂ）の方法に準じて炭素数１~４のモノヒドロキシ化合物のエステル化物とし、得られたエステル化物のエステル交換を行う方法、
などを挙げることができる。
　上記（ａ）の方法において、脱水縮合は公知の方法で行うことができ、触媒を用いて行ってもよい。
　上記（ｂ）の方法において、ハロゲン化剤としては、塩化チオニル、五塩化リン等が挙げられる。塩基触媒としてはピリジンなどが挙げられる。
　上記（ｃ）の方法において、エステル交換は公知の方法で行うことができる。かかる方法としては、例えば、リチウムメトキシド等のリチウム化合物の存在下で、所望の炭化水素基を有するモノヒドロキシ化合物とエステル化合物とを反応させる方法が挙げられる。
　エステル化反応を行う方法としては、好ましくは、（ａ）の方法である。上記（ａ）の方法は、好ましくは触媒の存在下で行い、より好ましくはジルコニウム化合物の存在下で行う。
　上述の各エステル化反応において、モノヒドロキシ化合物としては、式（２）

（式中、Ｒ^２は、上述の群Ａから選ばれる１種以上の置換基を有していてもよい炭素数１~１０の鎖式炭化水素基または炭素数３~１０の環式炭化水素基を表す。）
等を挙げることができる。
　Ｒ^２の具体例として、上述のＲと同様の例が挙げられる。
　Ｒ^２が置換基を有していてもよい炭素数１~１０の鎖式炭化水素基である場合、モノヒドロキシ化合物としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、ｎ−ペンチルアルコール、ネオペンチルアルコール、アミルアルコール、ｎ−ヘキシルアルコール、ｎ−オクチルアルコール、ｎ−デシルアルコール等の炭素数１~１０のアルキルアルコール；２−フリルメチルアルコール、３−フリルメチルアルコール、（５−フェノキシ−３−フリル）メチルアルコール、（５−ベンジル−３−フリル）メタン−１−オール、｛５−（ジフルオロメチル）−３−フリル｝メタン−１−オール、５−プロパルギルフルフリ−ルアルコール、（５−メチルイソオキサゾル−３−イル）メタン−１−オール、１−｛２−（トリフルオロメチル）−１，３−チアゾル−４−イル｝プロプ−２−イン−１−オール、１−｛２−（トリフルオロメトキシ）−１，３−チアゾル−４−イル｝プロプ−２−イン−１−オール、１−｛１−プロプ−２−イニル−５−（トリフルオロメチル）ピロル−３−イル）プロプ−２−イン−１−オール、（１−プロプ−２−イニルピロル−３−イル）メタン−１−オール、３−（ヒドロキシメチル）−１−プロピニル−イミダゾリジン−２，４−ジオン、４−ヒドロキシ−３−メチル−２−（２−プロペニル）−２−シクロペンテン−１−オン、４−ヒドロキシ−３−メチル−２−（２−プロピニル）−２−シクロペンテン−１−オン、２−（ヒドロキシメチル）−４，５，６，７−テトラヒドロイソインドール−１，３−ジオン、｛１−（２−プロピニル）ピロール−３−イル｝メタン−１−オール、５−（ヒドロキシメチル）−４−メチル−（２−プロピニル）−１，３−チアゾリン−２−オン、４−メチルヘプト−４−エン−１−イン−３−オール等の複素環で置換された炭素数１~１０のアルキルアルコール；クロロメチルアルコール、ジクロロメチルアルコール、トリクロロメチルアルコール、ブロモメチルアルコール、ジブロモメチルアルコール、トリブロモメチルアルコール、フルオロメチルアルコール、ジフルオロメチルアルコール、トリフルオロメチルアルコール、フルオロエチルアルコール、ジフルオロエチルアルコール、トリフルオロエチルアルコール、テトラフルオロエチルアルコール、ペンタフルオロエチルアルコール、３，３−ジブロモ−２−プロペン−１−オール、パーフルオロプロピルアルコール、ヘキサフルオロイソプロピルアルコール、パーフルオロブチルアルコール、パーフルオロペンチルアルコール、パーフルオロヘキシルアルコール、パーフルオロオクチルアルコール、パーフルオロデシルアルコール等の炭素数１~１０のハロアルキルアルコール；｛１−（２−プロピニル）−５−（トリフルオロメチル）−４−ピラゾリル｝メタン−１−オール、１−｛１−（２−プロピニル）−５−（トリフルオロメチル）ピロール−３−イル｝プロプ−２−イン−１−オール、１−｛２−（トリフルオロメチル）−１，３−チアゾール−４−イル｝プロプ−２−イン−１−オール、１−｛２−（トリフルオロメトキシ）−１，３−チアゾール−４−イル｝プロプ−２−イン−１−オール、４−フルオロヘプト−４−エン−１−イン−３−オール等の複素環で置換された炭素数１~１０のハロアルキルアルコール；が挙げられる。
　Ｒ^２が置換基を有していてもよい炭素数３~１０の環式炭化水素基である場合、モノヒドロキシ化合物としては、例えば、ベンジルアルコール、２−メチル−３−フェニルベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−（メトキシメチル）ベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−アリルベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−プロパルギルベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−（メチルチオメチル）ベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−（ジフルオロメチル）ベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−（ジフルオロメトキシ）ベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−（２，２，２−トリフルオロアセチルオキシ）メチルベンジルアルコール、４−（トリフルオロメチル）ベンジルアルコール、２，３，４，５−テトラフルオロ−６−メチルベンジルアルコール、３−フェニルベンジルアルコール、２，６−ジクロロベンジルアルコール、３−フェノキシベンジルアルコール、（２−メチルフェニル）メチルアルコール、（３−メチルフェニル）メチルアルコール、（４−メチルフェニル）メチルアルコール、（２，３−ジメチルフェニル）メチルアルコール、（２，４−ジメチルフェニル）メチルアルコール、（２，５−ジメチルフェニル）メチルアルコール、（２，６−ジメチルフェニル）メチルアルコール、（３，４−ジメチルフェニル）メチルアルコール、（２，３，４−トリメチルフェニル）メチルアルコール、（２，３，５−トリメチルフェニル）メチルアルコール、（２，３，６−トリメチルフェニル）メチルアルコール、（３，４，５−トリメチルフェニル）メチルアルコール、（２，４，６−トリメチルフェニル）メチルアルコール、（２，３，４，５−テトラメチルフェニル）メチルアルコール、（２，３，４，６−テトラメチルフェニル）メチルアルコール、（２，３，５，６−テトラメチルフェニル）メチルアルコール、（ペンタメチルフェニル）メチルアルコール、（エチルフェニル）メチルアルコール、（プロピルフェニル）メチルアルコール、（イソプロピルフェニル）メチルアルコール、（ブチルフェニル）メチルアルコール、（ｓｅｃ−ブチルフェニル）メチルアルコール、（ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）メチルアルコール、（ペンチルフェニル）メチルアルコール、（ネオペンチルフェニル）メチルアルコール、（ヘキシルフェニル）メチルアルコール、（オクチルフェニル）メチルアルコール、（デシルフェニル）メチルアルコール、（ドデシルフェニル）メチルアルコール、（テトラデシルフェニル）メチルアルコール等の置換されてもよいベンジルアルコール；２−ヒドロキシ−２−（３−フェノキシフェニル）エタンニトリル、２−ヒドロキシ−２−｛４−（メトキシメチル）フェニル｝エタンニトリル、２−｛３−（４−クロロフェノキシ）フェニル｝−２−ヒドロキシエタンニトリル、２−（４−アミノ−２，３，５，６−テトラフルオロフェニル）−２−ヒドロキシエタンニトリル、２−（４−フルオロ−３−フェノキシフェニル）−２−ヒドロキシエタンニトリルナフチルメチルアルコール、アントラセニルメチルアルコール、１−フェニルエチルアルコール、１−（１−ナフチル）エチルアルコール、１−（２−ナフチル）エチルアルコール、４−プロプ−２−イニルフェニル）メタン−１−オール、３−プロプ−２−イニルフェニル）メタン−１−オール、（１−プロプ−２−イニル−２−メチルインドル−３−イル）メタン−１−オール、｛１−プロプ−２−イニル−２−（トリフルオロメチル）インドル−３−イル｝メタン−１−オール、４−プロプ−２−エニルインダン−１−オール、４−フェニルインダン−２−オール、４−（２−チエニル）インダン−２−オール、（２，３，６−トリフルオロ−４−ピリジル）メタン−１−オールおよび前記ハロアラルキルアルコールにおいてハロゲン原子をメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシなどに任意に変更したアルコキシアラルキルアルコール、およびシアノアラルキルアルコール、ニトロアラルキルアルコール、フェノール、１−ナフトール、２−ナフトール、４−プロプ−２−イニルフェノール、３−プロプ−２−イニルフェノール、４−ヒドロキシアセトフェノン、４−ヒドロキシベンズアルデヒド及びこれらの芳香環がアルキル基、アルコキシ基もしくはハロゲン原子等で置換されたもの等が挙げられる。
　好ましいモノヒドロキシ化合物としては、例えば、一級アルコール、ベンジルアルコールを挙げることができ、より好ましくは置換されてもよい炭素数１~１０の一級アルコール、置換されてもよいベンジルアルコール、更に好ましくは、ハロゲン、アルコキシ基、アルキル基、アリル基やアルケニル基で置換されてもよいベンジルアルコール、特に好ましくは２，３，５，６−テトラフルオロ−４−（メトキシメチル）ベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メチルベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−アリルベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−プロパルギルベンジルアルコール、２，３，５，６−テトラフルオロ−４−（メチルチオメチル）ベンジルアルコール等が挙げられる。
　モノヒドロキシ化合物の使用量は、カルボン酸（１）１モルに対し通常１モル以上の量であり、必要に応じ過剰に用いてもよく、溶媒として使用することもできる。一般にエステル化反応終了後、未反応のモノヒドロキシ化合物は、例えば蒸留、抽出、分液等の操作により回収することもできる。
　ジルコニウム化合物としては、例えば、ルイス酸性ジルコニウム化合物等が挙げられ、より好ましくは、式（３）
　Ｚｒ（Ｏ）_ｍ（Ｘ）_ｎ（Ｙ）_{４−２ｍ−ｎ}　　　　　（３）
（式中、ＸおよびＹは、それぞれ独立してハロゲン原子、炭素数１~１０のアルコキシ基、炭素数２~１０のアシルオキシ基、アセチルアセトナート基、アミノ基、ジ（Ｃ１~Ｃ４アルキル）アミノ基またはシクロペンタジエニル基を示し、ｍは０または１、ｎは０、１または２を示す。）
で表される化合物が挙げられる。
　ジルコニウム化合物の具体例としては、例えば、四弗化ジルコニウム、四塩化ジルコニウム、四臭化ジルコニウム、四沃化ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、ジルコニウムアセチルアセトナート、ジルコニウム　エトキシド、ジルコニウム　ｎ−プロポキシド、ジルコニウム　ｉ−プロポキシド、ジルコニウム　ｎ−ブトキシド、ジルコニウム　ｔ−ブトキシド、オキシ塩化ジルコニウム、テトラキス（ジメチルアミノ）ジルコニウム、テトラキス（ジエチルアミノ）ジルコニウム、ジルコノセン　ジクロライド、ジルコノセン　ジメトキシド、デカメチルジルコノセン　ジクロライド等が挙げられ、好ましくはハロゲンジルコニウム、炭素数１~５のジルコニウムアルコキシドが挙げられ、より好ましくは四塩化ジルコニウム、ジルコニウム　ｎ−プロポキシドが挙げられる。
　ジルコニウム化合物は、市販の無水物あるいは水和物をそのまま使用することができる。また、テトラヒドロフランやテトラメチルエチレンジアミンなどの配位性を有する化合物との錯体を用いることもできる。
　ジルコニウム化合物の使用量は、カルボン酸（１）１モルに対し通常０．００１~２００モル程度であり、好ましくは約０．０１~約１０モルの範囲である。
　カルボン酸（１）とモノヒドロキシ化合物（２）とをジルコニウム化合物の存在下、エステル化反応させるにあたっては、例えば、アルゴン、窒素等の不活性ガスの雰囲気下で行うことが好ましい。エステル化反応は常圧、加圧及び減圧下、何れでも行うことができ、好ましくは、常圧もしくは減圧下に行う。また、脱水縮合反応の副生物である水を反応系外に連続的に蒸留等の方法により除去しながら行うことが好ましい。
　エステル化反応は、通常約２０~２００℃の範囲の温度で行うことができる。
　エステル化反応により式（４）

（式中、Ｒ^２は、前記と同じ意味を表す。）
で表される３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルを含む反応混合物を得ることができる。該反応混合物は、さらに、水もしくは酸性水で洗浄等を行うことにより触媒を除去することができ、必要に応じて蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の精製を行ってもよい。
　かくして得られた３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルとしては、例えば、日本国特許公開２００４−２３６３号公報に記載された有害生物防除剤等に用いることができる。
３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルの具体例としては、４−メトキシメチル−２，３，５，６−テトラフルオロベンジル　３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート、４−メチル−２，３，５，６−テトラフルオロベンジル　３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート、４−アリル−２，３，５，６−テトラフルオロベンジル　３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート、４−プロパルギル−２，３，５，６−テトラフルオロベンジル　３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート、４−メチルチオメチル−２，３，５，６−テトラフルオロベンジル　３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボキシレート等および、これらのエステル部分が対応するモノヒドロキシ化合物に置き換わったものなどが挙げられる。
　上述の３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルとプロピオニトリルとを塩基の存在下で反応させる第１工程、並びに、
　上記第１工程により得られた３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩と、式（２）

（式中、Ｒ^２は、前記と同じ意味を表す。）
で表されるモノヒドロキシ化合物とをジルコニウム化合物の存在下で反応させる第２工程を含む、式（４）

（式中、Ｒ^２は、前記と同じ意味を表す。）
で表される３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルを製造する方法もまた、本発明の１つである。

　以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
　各実施例において、ガスクロマトグラフィーは、ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製ＧＣ−１７Ａを用い、内部標準法により行った。
　各実施例において、Ｚ体比とは、Ｚ体／（Ｚ体＋Ｅ体）の式で求められる生成比を表わす。

　実施例１
　（１Ｒ，３Ｒ）−３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸　メチルエステル１６．２ｇとプロピオニトリル６．９ｇとジメチルスルホキシド８０．８ｇとを室温で混合し、そこに水酸化カリウム１１．７ｇを加えて１．５時間撹拌した。得られた混合物を４５℃に昇温し、さらに１時間攪拌した。反応混合物を室温まで冷却し、そこに１重量％水酸化ナトリウム水１５４．９ｇを加え、さらにキシレンを４８．５ｇ加えて撹拌した後、分液した。得られた水層にキシレン８０．８ｇを加え、得られた混合物を氷冷しながら、そこに７０重量％硫酸水３４ｇを滴下した後、分液し、油層を取得した。得られた水層にキシレン４８．５ｇを加えて室温で抽出し、得られた油層と先に取得した油層とを合一し、水４８．５ｇで洗浄した。得られた油層を減圧濃縮することにより、（１Ｒ，３Ｒ）−３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸を主成分とする油状物１３．４ｇを得た。ガスクロマトグラフィー（内部標準法）にて分析したところ、収率は６９％、Ｚ体比は６７％であった。
実施例２
　（１Ｒ，３Ｒ）−３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸　メチルエステル１．０ｇとプロピオニトリル０．４１ｇとジメチルスルホキシド１０ｇとを室温で混合し、そこに水酸化カリウム０．８２ｇを加えて室温で２時間攪拌した。得られた反応混合物をガスクロマトグラフィー（内部標準法）にて分析したところ、（１Ｒ，３Ｒ）−３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸の収率は７８％、Ｚ体比は６７％であった。
実施例３
　実施例２において、水酸化カリウム０．８２ｇに代えて水酸化セシウム１水和物２．０８ｇを用い、４５℃にて１時間攪拌した以外は、実施例２と同様に反応を行った。（１Ｒ，３Ｒ）−３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸の収率は８４％、Ｚ体比は６４％であった。
実施例４
　プロピオニトリル０．７０ｇとジメチルスルホキシド５．０ｇと水酸化カリウム０．７３ｇの混合物を４５℃に調整し、そこに（１Ｒ，３Ｒ）−３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸　メチルエステル１．０ｇとジメチルスルホキシド５．０ｇの混合液を１時間かけて滴下した。滴下中の混合物の内温は４５~４７℃の範囲であった。得られた混合物を４８℃で３時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィー（内部標準法）にて分析したところ、（１Ｒ，３Ｒ）−３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸の収率は８３％、Ｚ体比は６１％であった。
実施例５
　（１Ｒ，３Ｒ）−３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸　メチルエステル１．０ｇとプロピオニトリル１０．０ｇの混合液に、カリウム　ｔｅｒｔ−ブトキシド１．４４ｇを室温で加え、得られた混合物を４５℃に昇温し、同温度で１時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却し、ガスクロマトグラフィー（内部標準法）にて分析したところ、（１Ｒ，３Ｒ）−３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸の収率は５４％、Ｚ体比は６３％であった。
実施例６
　２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチル−ベンジルアルコール２．２４ｇ、塩化ジルコニウム７０ｍｇおよびキシレン２０ｍｌの混合物を約１０分間、１４５℃で加熱還流させた後、キシレン１０ｍｌを留去する。得られた混合物を８０℃まで放冷し、そこに実施例１で得た（１Ｒ，３Ｒ）−３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸１．９７ｇを加えて、得られた混合物をキシレン還流温度にて、副生する水をキシレン共沸条件下で反応系外に除きながら撹拌すれば、（１Ｒ，３Ｒ）−３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸　２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチル−ベンジルエステルが得られる。
実施例７
　２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチル−ベンジルアルコール８．０ｇ、７０重量％ジルコニウムテトライソプロポキシド／２−プロパノール溶液０．３ｇおよびキシレン５５ｇの混合物を１４５℃で加熱還流させた後、留出油を３９ｇ除去する。得られた混合物を８０℃まで放冷し、そこに実施例１で得た（１Ｒ，３Ｒ）−３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸７．４ｇを加えて、得られた混合物をキシレン還流温度にて、副生する水をキシレン共沸条件下で反応系外に除きながら撹拌すれば、（１Ｒ，３Ｒ）−３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸　２，３，５，６−テトラフルオロ−４−メトキシメチル−ベンジルエステルが得られる。

　本発明によれば、有害生物の防除剤およびその中間体として有用な化合物である３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩を製造することができる。

Claims

　３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルとプロピオニトリルとを塩基の存在下で反応させる３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩の製造方法。
　塩基は、強塩基である請求項１に記載の製造方法。
　塩基は、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、遷移金属水酸化物、テトラアルキルアンモニウム水酸化物、アルカリ金属アルコキシドおよびホスファゼン化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種の塩基である請求項１に記載の製造方法。
　塩基は、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、遷移金属水酸化物およびテトラアルキルアンモニウム水酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種の塩基である請求項１に記載の製造方法。
　塩基は、アルカリ金属水酸化物またはアルカリ土類金属水酸化物である請求項１に記載の製造方法。
　塩基は、水酸化カリウムまたは水酸化セシウムである請求項１に記載の製造方法。
　溶媒の存在下で３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルとプロピオニトリルとを反応させる請求項１~６のいずれか１項に記載の製造方法。
　溶媒は、エーテル溶媒またはスルホキシド溶媒である請求項７に記載の製造方法。
　溶媒は、テトラヒドロフランまたはジメチルスルホキシドである請求項７に記載の製造方法。
　３−ホルミル−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルとプロピオニトリルとを塩基の存在下で反応させる第１工程、並びに、
前記第１工程により得られた３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸またはその塩と、式（２）

（式中、Ｒ^２は、下記群Ａから選ばれる１種以上の置換基を有していてもよい炭素数１~１０の鎖式炭化水素基または炭素数３~１０の環式炭化水素基を表す。
　群Ａ：ハロゲン原子、炭素数２~７のアシル基、置換基を有していてもよい炭素数１~７のアルコキシ基、炭素数１~３のアルキルチオ基、置換基を有していてもよい炭素数６~１０のアリール基。）
で表されるモノヒドロキシ化合物とをジルコニウム化合物の存在下で反応させる第２工程を含む
式（４）

（式中、Ｒ^２は、前記と同じ意味を表す。）
で表される３−（２−シアノ−１−プロペニル）−２，２−ジメチルシクロプロパンカルボン酸エステルの製造方法。