189554. lajstromszámú szabadalom • Eljárás transz-krizantém-sav-észterek epimerizálására
1 189 554 2 A találmány tárgya eljárás transz-krizantémsav alkil-észtereinek epimerizálására. Ismeretesek eljárások (I) képletű ÍR,cisz vagy IS,cisz képletű krizantémsav vagy származékainak epimerizálására transz-krizantémsawá. Ismeretes, hogy a termodinamikailag stabilabb forma a transzforma és az egyensúly a reakciókörülményektől függően változtatható. A transz és cisz-forma aránya lehet 90 : 10 is. A cisz-vegyületek jelentősége megnőtt, különösen miután felfedezték az lR,cisz-2,2-dimetil-3- (2,2-dihalogén-vinil)-ciklopropán-l-karbonsavak észtereinek fokozott inszekticid tulajdonságát. Találmányunk transz-krizantémsav alkil-észtereinek epimerizálására vonatkozik, amelynek során cisz-krizantémsav-alkil-észtereket kapunk, pontosabban az IS,transz-krizantémsav észtereit lR,cisz-krizantémsav-észterekké alakítjuk. Az eljárás számos nehézségbe ütközött, mert a termodinamikai egyensúly a transz-forma irányában tolódik el. A találmány szerinti eljárás első lépésében erős bázist reagáltatunk vízmentes közegben (II) általános képletű IS,transz- vagy 1 R,transz-krizantémsav-alkil-észterrel - ahol R jelentése 1-6 szénatomos alkilcsoport - és így (III) általános képletű enolátot kapunk, melyet Y-A általános képletű reagenssel reagáltatunk - ahol A jelentése klór-, bróm- vagy jódatom és Y jelentése Hal—Si-^, Hal—B<, Hal—P-<;, HalCO—OR'-csoport és R'jelentése 1-6 szénatomos alkil-, CH3-S-Si(CH3)3, CH3CO—C104, (C2H5)3A1, Hal—Sn< csoport, és ezzel az Y-A általános képletű reagenssel (IV) általános képletű ketál-ketént képzünk - Y jelentése a fenti. A (IV) általános képletű ketál-ketén kialakítása a (III) általános képletű enolátból lebomlás nélkül nem volt nyilvánvaló, mert csak bizonyos reagensek teszik lehetővé ezt az átalakítást kielégítően. Az oxigén alkilezésére, például a következő reagensek valamelyikét kell alkalmazni : Hal—Si<, Hal—B<, Hal—P<, O Hal—C—OR'-ahol R'jelentése 1-6 szénatomos alkilcsoport. így O-szilán-származékot, borátot, foszfonátot vagy karbonátot, továbbá a következő típusú származékokat kaphatjuk: MeS—SiMe3, CH3, CO—C104, Et3Al vagy Hal—Sn<. Az eljárás következő lépésében a (IV) általános képletű ketál-ketént vízmentes közegben protondonorral kezeljük, amely a molekula legszabadabb oldaláról támad és így kapjuk a kívánt epimerizált terméket. Nem volt előre várható, hogy ez a lépés így megy végbe. A reakció azonban nem játszódik le kielégítően bármilyen proton-donor jelenlétében. A protondonornak elég terjedelmesnek kell lenni, hogy a molekulát a legkevésbé gátolt részén támadja meg, és így a kívánt cisz-származék keletkezzen. A reakciónak alacsony hőmérsékleten kell végbemenni ahhoz, hogy a kinetikus protonálást elérjük. Természetes a találmány szerinti eljárás különböző reakcióit vízmentes közegben kell lejátszatni ; így az enolát-képzést az Y-A reagenssel való kezelést, de a proton-donorral véghezvitt kezelést is. Végül az eljárás sikeréhez szükséges az O-alkilezőszer és a proton-donor kellő megválasztása. A találmány szerinti eljárás egyik változata szerint a proton-donort közvetlenül reagáltatjuk a (III) általános képletű enoláttal, hogy így a kívánt cisz-származékot kapjuk. Ennél a változatnál is jól meghatározott reakciókörülmények között kell dolgozni, hogy az epimerizálás kellő arányban végbemenjen. A találmány szerinti eljárással a cisz-származékokat körülbelül 70%-os termeléssel kapjuk, ez a termelés igen távol van a fent emlitett termodinamikai egyensúly alapján kapott termeléstől. Minthogy az átalakulás cisz-krizantémsav-alkilészterré nem teljes, a cisz-krizantémsavat célszerűen ismert módon izolájuk az elegyből. így például az észterek elegyét elszappanosítva a megfelelő (IS,transz)- és (lR,cisz)-savak elegyét kapjuk. Ezután az (lS,transz)-krizantémsavat oldhatatlan L( + )-treo- 1 -(p-nitrofenil)-2-(dimetil-amino)-propán-1,3-diol sójává alakítjuk, majd a sót szűréssel eltávolítjuk és a szűrletet megsavanyítjuk. Ezután a kívánt (lR,cisz)-krizantémsavat kapjuk. A kísérleti részben ezt az izolálást példával mutatjuk be. A találmány lényege tehát olyan eljárás, amelynek segítségével az (HS,transz)-krizantémsavat olcsó reagensek segítségével előnyös reakciókörülmények mellett (lR,cisz)-krizantémsawá alakíthatjuk. Ennek az átalakításnak a jelentősége abban van, hogy a szintetikusan kapott dl-cisz,transz-krizantémsav rezolválásából származó (lS,transz)krizantémsav oxidálásával, majd a kapott aldehid Wittig-reakciójával (lS,transz)-2,2-dimetil-3-(2,2- dihalogén-vinil)-ciklopropán-l-karbonsav keletkezik, amelynek észterei nem rendelkeznek jelentős inszekticid tulajdonsággal. Az (lS,transz)-krizantémsav tehát ezért nem alkalmazható terméke a dl-cisz,transz-krizantémsav rezolválásának. Ezzel szemben az (lR,cisz)-krizantémsavból hasonló reakciók révén az (lR,cisz)-2,2-dimetiI-3- (2,2-dihalo-vinil)-ciklopropán-1 -karbonsavat kapjuk, melynek észterei hatásos inszekticidek. A találmány tárgya tehát eljárás transz-krizantémsav-alkilésztereinek epimerizálására oly módon, hogy (II) általános képletű transz-krizantémsav-alkil-észtert - R jelentése 1-6 szénatomos alkilcsoport - alacsony hőmérsékleten, vízmentes közegben, oldószerben, erős lúgos bázissal reagáltatunk, és így (III) általános képletű vegyületet kapunk - ahol M jelentése alkálifématom és R jelentése a fenti - majd a (III) általános képletű vegyületet Y-A általános képletű reagenssel kezeljük - A jelentése klór-, bróm- vagy jódatom és Y jelentése Hal—Si<, Hal—B<, Hal—P<, HalCO— OR' és R' jelentése 1-6 szénatomos alkil-, metil-Si- Si(metil)3, CH3COC104, (C2Hs)3A1, Hal—Sn< csoport - amelynek segítségével (IV) általános képletű ketál-ketént kapunk - ahol Y és R jelentése a fenti - majd a (IV) általános képletű vegyületet alacsony hőmérsékleten, oldószerben, vízmentes közegben proton-donorral kezeljük és így ciszkrizantémsav-alkil-észter és transz-krizantémsavalkil-észter elegyét kapjuk, melyből a (I) általános képletű cisz-savat ismert módon izoláljuk. A talál5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
