Способ рацемизации оптически активных галогенангидридов 2,2- диметил-3 /1-алкенил/-циклопропан-1-карбоновых кислот

 

" 722479

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПА ТЕНТУ (6() Дополнительный к патенту (22) Заявлено 1L1174(21) 2078312/23-4 (23) приоритет — (32) 12. 11. 73 (3() 127502/73 (33) Япония

Опублнковано 1503.80. Бюллетень Рй 10

Дата опубликования описания 150 3.80

Союз Советскими

Социал мст кче«кк к

РЕ«ЛУбЛКК (ЬФ) М. КЛ.

С 07 С 61/04. f осударегкениый комин r

СССР ио ле1ом ии>бретений и открытии (5Q) ggg 547.512 (088.8) Иностранцы

Цунеюки Нагасе и Гоху Сузукамо (Япония) (72) Авторьа изобретения

Иностран ная фирма Сумитомо Кемикал Компани Лимитед (Япония) Pl) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ РАЦЕМИЭАЦИИ ОПТИЧЕСКИ АКТИВНЫХ

ГАЛОГЕНАНГИДРИДОВ 2, 2-ДИМЕТИЛ-3 — (1— — АЛКЕНИЛ) — ЦИКЛОПРОПАН вЂ” 1-КАРБОНОВЫХ

КИ CЛОТ

Изобретение относится к способу рацемизации оптически активных циклопропанкарбоновых кислот.

Циклопропанкарбононые кислоты важная составная часть сложных эфиров, являющихся инсектицидами, Эти кислоты характеризуются малой токсичностью и быстротой действия.

Существуют циклопропанкарбоновые кислоты в ниде цис- и транс-изомеров и оптических d= и E-изомеров. Наиболее эффективны (+)-транс-изомеры, причем (+)-транс-изомер проявляет еще более эффективные инсектицидные свойства, чем (-)-транс-изомер, Известно, что при разделении (+)—

-транс-хризантемоной кислоты на (+)—

-транс- и (-)-транс-изомеры с помощью оптически активного основания (-)—

-транс-изомеры являются побочным продуктом и не имеют промышленной ценности. Поэтому их превращение в (+) †.транс-изомер или н (+)-транс-paUeMax приобретает важное значение для дальнейшего промышленного и использования.

Известен способ изомеризации цисизомера в транс-изомер путем нагревания цис-изомера с третичным бутоксидом калия в среде третичного бутанола с последующей обработкой эфиратом трехф-.ористого бора и выделением (+)—

-транс-циклопанкарбоновых кислот .

Выход целевого продукта не удовлетворяет требованиям промышленности (50Ъ) .

IlpH этом значителен расход электроэнергии, что ограничивает возможности этого способа.

Оптически актинные циклопропан-. карбононые .гислоты формулы 1

111 3 0= И вЂ” СН вЂ” Сн — ОООН ,Г (.

Г

СН СНз. где R 1 и R - водород, C — C4-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, представляют циклоалкилиденовую группу С4 — C« имеют два ассиметричных углеродных атома в положениях 1 и 3, поэтому их рацемизация связана с известными трудностями. Эпимеризация в положение С(осуществяляется несколько легче, чем рацемизация. Известно несколько способов такой зпимеризации, например контактирование алкильного эфира цис-хризантемоной кислоты

722479

50 со специальным основным катализатором при нагревании, в результате получается транс-хризантемовая кислота, или нагревание хлорангидрида цис-пнретриновой кислоты при высокой температуре.

Однако с помощью этих способов не удается осуществить эпимеризацию при обоих ассиметричных атомах углерода, а происходит лишь превраbleHHe (-) -цис-хриэантемовой кислоты в (+) -транс-хриэантемовую кислоту или (+}-цис-хризантемовой кислоты в (-)-транс-хризантемоную кислоту.

Это обусловлено тем, что способы основаны на более высокой термодинамической стабильности транс- 15 иэомера по сравнению с цис-изомером, поэтому в таких способах пренращение (-)-транс-изомера в (+)-транс-изомер не может быть достигнуто.

Последнее может быть осуществлено 20 лишь в результате многостадийного . превращения (-)-транс-иэомера в (-) -цис-изомер и эпимериэации полученного иэомера н положение С .

Было проведено широкое изучение д возможностей реализации процесса именно рацемизации, в результате чего было разработано несколько способов рацемиэации. Так, согласно одному способу алкенильную группу и положении С в (-)-транс-хризантемовой кислоте пренращают в кетоспиртовую группу, а кислотную группу в С вЂ” положении превращают н алкиловый эфир, который затем обрабатывают в среде растворителя алкоголятом щелочного металла. Согласно другому способу (-)транс-хризантемоную кислоту и ее производные подвергают облучению ультрафиолетовым светом н присутствии фотосенсибилиэатора. 40

Однако в первом случае многостадийность мешает промышленной реализации, а во втором — велик расход энергии.

С целью упрощения процесса .g 6 согласно изобретению оптически активный галоген ангидрид циклопропанкарбоновой кислоты формулы

- В1»

С- Сн- би — бн- Сох, l

0Hz

1де Rq и R> имеют указанные значения, Х вЂ” атом галогена, преимущественно хлора, подвергают рацемиэации в присутствии кислот Льюиса. Галоидангидрит может быть получен по известной методике, например по реакции карбононой кислоты с хлорирующим аген- 60 том; тионилхлоридом, сульфурилхло— ридом, пятихлористым фосфором, трех хлористым фосфором. В качестве исходных кислот Льюиса целесообразно использовать хлорид алкыиния, 65 бромид алюминия, хлорид железа (1П), хлорил олова (И), хлорид титана, треххлористый бор, трехфтористый бор, хлорид цинка, Рацемизация не зависит от внешнего давления и протекает без отрицательных влияний на реакцию. При осуществлении рацемизации в качестве исходных соединений можно испольэовать любой из четырех оптических изомеров, взятый как в отдельности, так и в комбинации с другими в произвольных соотношениях, и независимо от оптической чистоты этих изомерон.

Рацемиэацию можно осуществлять непрерывно или периодически. Оптинески активный галоидангидрид циклопропанкарбоновой кислоты можно вводить в реактор н полном количестве в начале процесса совместно с катализатором. При желании галоидангидрид можно вводить в реактор последовательно или с промежутками в зависимости от протекания рацемизации.

Реакцию целесообразно проводить в среде растворителя, который не оказывает неблагоприятного влияния на протекание рацемизации. В качестве растворителя можно применять эфир (диэтиловый эфир, диоксан, диметиловый эфир этиленгликоля), ароматический углеводород (бензол, толуол, ксилол, хлорбензол), алифатический углеводород (гексан, гептан) или галоидоэамещенный алифатический углеводород (хлороформ, 1,1,2,2-тетрахлорэтан, трихлорэтилен) .

Катализатор можно использонать в количестве 0,0005 -0,5 моля, пред-, почтительно Q,005-0,1 моля на 1 моль оптически активного галоидангидрида циклопропанкарбоновой кислоты.

ТЕмпература ревкции обычно лежит н интервале от 20 С до температуры кипения реакционной системы, предо почтительна 40-1?О С.

Время реакции н большей или меньшей степени связано с количеством катализатора и реакционной температурой. Обычно рацемизация проходит в достаточной степени за время от 10 мин до 20 ч.

После завершения реакции регенерация рацемизованного продукта может быть осуществлена с помощью традиционных методик разделения. Так, например, реакционную смесь обрабатывают водным раствором щелочи, чтобы осуществить гидролиз, а затем нейтрализуют минеральной кислотой, н результате может быть получена чистая полностью рацемизованная циклопропанкарбоновая кислота.

При желании рацемиэованный галоидангидрид циклопропанкарбоновой кислоты может быть без гидролиза непосредственно подвергают этерификации

722479

Пример 1. В колбу емкостью

500 л, снабженную хлоркальциевой трубкой, загружают 40,0 г хлорангидрида (-)-транс-2 2-диметил-315

-изобутенилциклопропан-1-карбоновой кислоты и 160 г диоксана, затем в колбу добавляют 0,86 г безводного хлористого алюминия. Содержимое колбы перемешивают при 70 С 4 ч. Затем в колбу добавляют небольшое количест- 20 во воды для дезактивации катализатора и отгоняют растворитель. Остаток гидролиэуют водным раствором гидроокиси натрия. Гидролизованный продукт подкисляют 20%-ной серной 25 кислотой и экстрагируют н-гексаном.

H-Гексановый экстракт промывают водой и сушат После отгонки растворителя

45,7

45,5

4,4

4,4

Т а б л и ц а

Время реакции, мин одержание оптических изомеров, вес.%

+) -транс (-) -транс (+) -цис (-) -цис

Исходное вещество

100

48,3

40,9

6,2

4,6

6,0

44,1

44,4

5 4

45,8

45,2

45,5

4,8

4,2

120

4,4

4,5

45,6 (состав, вес.%: (+) -транс 12,6; (-) .-транс 67, 8; (+) -цис 2, 7; (-)—

-цис 16,9) и 400 г диоксана, затем в колбу добавляют 3,5 r безводного хлористого алюминия . Содержимое колбы перемешивают при 68-69 C. В ходе реакции часть реакционной смеси отбирают и подвергают газохроматографическому анализу, в результате чего получены результаты, 65 приведенные в табл.2. спиртом (пиретролоном или аллетролоном) в присутствии акцептора галогеноводорода °

С помощью предлагаемого способа можно легко осуществить рацемизацию (-) -изомера оптически активной хривантемовой кислоты. Полученный таким образом рацемизованный продукт может быть подвергнут оптическому расщеплению для получения ценного (+) =изомера хризантемовой кислоты.

После завершения реакции реакционную смесь обрабатывают, как .описано в примере 1, и получают

7,4 г (+) -2,2-диметил-3-изобутенилциклопрс пан-1-карбоновой кислоты.

Пример 3. В колбу емкостью

1000 мл загружают 100 г смеси левовращающих хлорангидридов цис- и транс-2,2-диметил-3-изобутенилциклопропан- 1-карбоновой кислоты остаток подвергают дистилляции до получения 32,4 r масла, которое имеет т.кип. 110 C/0 8 мм рт.ст. и о быстро закристаллизовывается. Температура плавления 48-52оС. ИК-спектр такого продукта идентичен спектру (+)-2,2-диметил-3 -изобутенилциклопропан-1-карбоновой кислоты. Такой продукт имеет следующий состав (определено методом газовой хроматограФии):

Оптический Содержание, вес.% изомер (+) -транс (-) -транс (+)-цис (-) -цис

Пример 2. В колбу емкостью

50 мл загружают 10, 2 г хлорангидрида (+) -цис-2,2-диметил-З-изобутенилциклопропан-1-карбоновой кислоты и 40 г диоксана, затем добавляют

0,43 r безводного хлористого алюминия, Содержимое колбы перемешивают при 67-70 С. Во время реакции часть реакционной смеси берут из колбы и подвергают газохроматографическому анализу, результаты которагс представлены в табл.1.

7224 79 таблица 2 мя реакержание оптических изомеров

Исходное вещество

2,7

16,9

67,8

12,6

67,4

7,6

24,6

4,5

6,0. 38,9

48,5

120

6,6

18о

43,5

6,6

5,5

44,4

5 3"

44,7

240

45,0

5,0

После окончания реакции реакционную смесь обрабатывают, как описано в примере 1, и получают 81,5 r (+) -2, 2-диметил 3-иэобутенилциклопропан 1-карбоновой кислоты.

Пример 4. Как в примере 3, раМемиэацию осуществляют при 50 С.

Через 10 ч завершение реакции подтверждают газохроматографическим анализом.

Реакционную смесь обрабатывают, как в примере З,и получают 80,1 г (+) вЂ, ЗО

-2,2-диметил З-.иэобутенилциклопропан-1-карбоновой кислоты.

Пример 5, В колбу емкостью

100 мл загружают 5,0 r. хлорангидрида (-)-транс-2р2.-диметил-З-изобутенил- 3Я циклопропанкарбоновой кислоты и 45 r диоксана, добавляют 0,20 r безводного хлористого алкания. Содержио мое колбы перемешивают при 80 С 1 ч.

Затем дез активируют катализатор и, ц т а б л и ц а 3

Время реакции, мин

Исходный продукт

14,0

36,4

65,8

2,9

17,4

54,0

46,3

4,6

4,9

120

43,0

5 6

5,1 ритель. При перегонке остатка получают 30,8 г масла с т.кип. 103110 С/0,8 мм рт.ст °, которое быстро о кристаллизуется, т. пл. 48-52 С.

Пример 7. В колбу емкостью

1000 мл загружают 60,5 r левовраща1ощего хлорангидрида ци с- и транс-. .-2, 2-диметил 3-и эобутенилциклопропан

65 «1 карбоновой кислоты (состав, вес.%:

После окончания реакции добавляют небольшое количество воды для дезактивации катализатора и отгоняют растворитель. Остаток гидролиэуют водным раствором гидроокиси натрия, Гндролиэованный продукт подкисляют 20Ъ-ной серной кислотой и экстрагируют толуолом. Экстракт .промывают водой и отгоняют раствоотгоняют растворитель. Остаток пеое. ) -.. гоняют при пониженном давлении и получают 4, 4 r рацемнзованного хлорангидрида 2,2диметил. †.3-изобутенилциклопропан-1-карбоновой кислоты, имеющего т.кип. 50-54 C/0,6 мм рт.ст.

Пример 6. В колбу емкостью

«1000 мл загружают 42,0 г левовращаю,щегося хлорангидрида цис- и транс-2,2-.диметил-Ç-изобутенилциклопропан-1-карбоновой кислоты (состав, вес.Ъ: (+) -транс 14, 0; (-) -транс

65, 8; (+) -цис 2,9; (-) -цис 17, 4) и 378 г толуола, добавляют 1, 85 r хлорида железа (Ш) . Содержимое колбы перемешивают при 70 C. По окончании реакции отбирают часть реакционной смеси и анализируют ее газохроматографическим методом, Получают результаты, приведенные в табл.З.

722479

Т а б л и ц а 4 ержание оптических иэомеров, вес.%

Время реакции, мин

i(+)=транс (-)=транс (+)=цис (-)=цис

Исходный продукт

17,2

2,8

66,1

I3t 9

6,5

4,9

57,4

31,3

36,3

6,2

4,9

52,7

6,3

5,1

49,4

39,3

6,0

47,9

5,1

41,1

42,7

120

6,0

5,2

46,1

180

Формула изобретения (+) -транс 14,8; (-) =транс 65,0; (+) -цнс 2,9; (-}-цис 17,3) и толуол и добавляют 2, 2 г безводного .хлористого алкииния. Содержимое колбы перемешивают при 68-70 С 5 ч. Реакционную смесь обрабатывают, как в примере 6, и получают 43,2 r (+)-2,2-диметил-3-иэобутенилциклопропан-1-карбонсвой кислоты с т.кип. 127135"C/4 мм рт.ст. (состав, вес.%: (+)-. транс 43,2); (-)-транс 46,2; (+) — цис 5, 1; (-) -цис 5 7) .

tl р и м е р 8. В колбу емкостью

200 мл загружают 8,6 г левовращаюПосле окончания реакции реакциой— ную смесь обрабатывают, как в примере 6, и получают 6,5 г (t) -2, 2-диметил-3-иэобутенилциклопропан-1- 40

-карбоновой кислоты.

Пример 9. В колбу емкостью

200 мл загружают 9,9 г левовращающего хлорангидрида цис- и транс-.

-2,2-диметил-3-иэобутенилциклопропан= . †. 1-карбоновой кислоты (состав, вес,%; (+);транс 14,0; (†} †. транс 65,8; (+) -цис 2, S; (-) -цис 17, 4) и 90 r

Гек сана, добавляют О, 7 r хлорида олова (1Y) .Содержимое колбы перемеши- gp вают при 65-70 С 5 ч. Реакционную смесь обрабатывают, как в примере

6 и получают 6, 1 г (+)-2, 2-диметил-. —.3-и зобутенилциклопропан-1-к арбоновой кислоты (состав, вес ° %: (+) .-транс

43 9; (-) .-транс 46, 1; (+) -цис 4,4) (-} -цис 4,6) .

Пример 10, В колбу емкостью

200 мл загружают 12,4 r левовращающего хлорангидрида цис-, транс-. 2,2диметил-3-изобутенилци клопропан-1-.

-карбоновой кислоты (состав, вес.%: (+)-трайс 13,1; 67,2; (p) -цис 1,9; (-),-цис 17,9) и 109 r

1,1,2,2-тетрахлорэтана, добавляют

0,43 r безводного хлористого алюми- 65 щего хлорангидрида цис-. и транс-2,2-.

-диметил-3-и эобутенилциклопропан- 1-

-карбоновой кислоты и 78 r монохлорбензола, добавляют 0,31 г безводного хлористого алюминия. Содержимое колбы перемешивают при

70 С. По истечении времени реакции

0 отбирают часть реакционной смеси и анализируют ее гаэохроматографическим методом.

В табл.4 даны полученные результати. ни я. Содержимое колбы перемешивают при 70-72 С 6 ч. Реакционную смесь обрабатывают, как в примере 6, и получают 6, 8 г (+) -2,2-диметил;.3-и э обу те н илци клопроп ан-. 1-к арбо новой кислоты (состав, вес.%: (+) -транс

42, 1; (-)-транс 48,9; (+)-цис 4, 3; (-) -цис 4, 8) .

1. Способ рецемизации оптически активных галогенангидридов 2 2-диI метил-3- (1-алкенил) -циклопропан-1-карбоновых кислот формулы и С -СН-сК eH — ñîê Г сн, сн где R- атом водорода или (С - С4)-алк.1л, или совместно с атомом углерода, к которому они присоединены, представляют циклоалкилиденовую (С4 C ) r PY Y

Х вЂ” атом галогена, преимущественно хлор, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, соответ722479

Составитель Э, Латыпова

Техред М.Петко Корректор Т. Скворцова

Редактор Е.Хорина

Заказ 1б 5/47 Тираж 495 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ствувщий галогенангидрид контактируют с кислотой Льюиса.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве кислоты Льюиса применяют галоид металла, выбранный из группы, включающей хлористый алюминий, бромистый алюминий, хлорное железо (Ш), хлористое олово (1У), хлористый титан,треххлористый бор,трехфтористый бор или хлористый цинк.

3.Способ по пп.1 и 2,о т л и ч а юшийся тем, что исходную кислоту

Льюиса берут в количестве 0,00050,5 моля на 1 моль галоидангидрида.

4. Способ по пп.1,2 и З,о т л ич а ю шийся тем, что процесс осуществляют в среде инертного расгворителя, например эфира, алифатического углеводорода или галондзамещенного алифатического углеводорода °

5. Способ по пп.1-4, о т л и ч а юшийся тем, что процесс осуществляют при температуре не выие температуры кипения реакционной системы в течение 0,16-20 ч.

Способ рацемизации оптически активных галогенангидридов 2,2- диметил-3 /1-алкенил/-циклопропан-1-карбоновых кислот Способ рацемизации оптически активных галогенангидридов 2,2- диметил-3 /1-алкенил/-циклопропан-1-карбоновых кислот Способ рацемизации оптически активных галогенангидридов 2,2- диметил-3 /1-алкенил/-циклопропан-1-карбоновых кислот Способ рацемизации оптически активных галогенангидридов 2,2- диметил-3 /1-алкенил/-циклопропан-1-карбоновых кислот Способ рацемизации оптически активных галогенангидридов 2,2- диметил-3 /1-алкенил/-циклопропан-1-карбоновых кислот Способ рацемизации оптически активных галогенангидридов 2,2- диметил-3 /1-алкенил/-циклопропан-1-карбоновых кислот 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения полимеров с замещенными циклопропановыми группами в основной цепи или боковых звеньях общей формулы (I): Способ заключается во взаимодействии 1,2-полибутадиена с алкилдиазоацетатом в среде органического растворителя в присутствии катализатора

Изобретение относится к способу получения полимеров с замещенными циклопропановыми группами в основной цепи или боковых звеньях Способ заключается во взаимодействии 1,2-полибутадиена с алкилдиазоацетатом в среде органического растворителя в присутствии катализатора

Изобретение относится к способу получения полимеров с замещенными циклопропановыми группами в основной цепи или боковых звеньях общей формулы (I): Способ заключается во взаимодействии 1,2-полибутадиена с алкилдиазоацетатом в среде органического растворителя в присутствии катализатора

Изобретение относится к области синтеза функциональных производных адамантана, конкретно к способам получения 1-карбоксиадамантана, который может быть использован как полупродукт для получения полимеров и биологически активных соединений
Изобретение относится к способу получения оптически чистой 2,2-диметилциклопропанкарбоновой кислоты путем расщепления ее рацемата
Наверх