196045. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ciklopropán-karbonsavak geometriai izomerjeinek szétválasztására
1 2 Találmányunk tárgya új elkárás (I) általános képletű ciklopropánkarbonsavak - a képletben R jelentése 1-4 szénatomos alkil-csoport vagy halogénatom -geometriai izomerjeinek szétválasztására. Az elkülönített geometriai izomerek - az izomerkeverékekhez képest - igen kedvező inszekticid hatású új piretroidok kiindulási anyagául felhasználhatók. Ismeretes, hogy az inszekticid hatású piretroidok egyrésze — melyek szubsztituált ciklopropán karbonsav alapvázat tartalmaznak — geometriai és optikai izomerek keverékei. Az utóbbi évtizedekben a hatás és szerkezet közötti összefüggések felismerése nyomán a kutatás és fejlesztés a hatékonyabb izomerekre, illetve előállításukra irányult. A biológiai aktivitás fokozásán túl toxikológiai, környezetvédelmi és esetenként gazdaságossági szempontok kedvező teljesülése magyarázza ezt. A szintetikus, szubsztituált ciklopropán izomerarányának kedvező alakítását számos módon megvalósították. így például a ciklopropán-gyűrű kialakításának legáltalánosabb szintézis utján (cikloaddició) a metilén-transzfert irányító katalizátorokat variálták. Elsősorban réz és vegyületei (J.Am.Chem.Soc., 74, 5376 /1952/, J.Am.Chem.Soc. 73, 5301, /1951/. Chem.Bér. 99, 2855 /1966/, BuU.Chem.SocJap. 40, 2392 /1967/), fémorganikus komplexek (Chem.Com. p. 1378 /1968/, J.Org.Chem. 16, p. 30 /1969/, J.Org. Chem. 23, p-215 /1970/, Chem.Com. p. 11999 /1967/, Chem.Com. p. 1220/1970/, J. Org.Chem. 22, C 39 /1970/) alkalmazására találunk leírásokat. A szubsztituált alapváz felépítésénél a kívánt kedvező izomerek sztereoszelektív szintézissel történő tömegtermelése ipari, technológiai és gazdaságossági szempontból nem járható út, amely megállapítás a ciklopropán-karbonsav származékokra is érvényes (1 446 304 sz. angol szabadalmi leírás, J.Org.Chem. 17, 381 /1952/, 1 413 491 sz. angol szabadalmi leírás). A sztereoizomer keverékből álló — cisz, transz — szubsztituált cikiopropán-karbonsavak szétválasztására az irodalom legszélesebb körben a frakcionált kristályosítást ajánlja (Coll.Czech.Chem.Com. 24, 2230 /1959/, Pestic.Sci. 1974, 532. Pestic. Sei. 1974, 791). Ezek hatásfoka és gazdaságossága általában nem kielégítő. Hasonlóan nem megfelelőnek minősíthetők az elválasztásnak oldószer-szelektivitáson alapuló eljárásai. Ezek például a krizantémsav és permetrinsav esetében, közepes kitermeléssel, többek között nagymennyiségű benzolból, petroléterből történő átkristáiyosítással, vagy digerálással oldhatók meg (Coll. Czech .Chem.Com. 24, 2230 /1959/). Ugyanez állapítható meg az egyéb, oldószer-szelektivitáson alapuló eljárásokról is (Pestic.Sci. 1971,245, 2 439 177. sz. Német Szövetsőgi Köztársaság-beli nyilvánosságrahozataji irat). Újszerűbb úton és szellemes módon oldja meg az izomerek elkülönítését a 28 00 922 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírás. Két mól ciklopropán-karbonsav-nátriumsóját egy móinyi racém alfa-fenil-etil-aminnal reagáltatva a cisz-izomer feniletilamin-sója elkülöníthető a transz-izomer nátrium-sójától. Az izomertisztaság viszont csak 80/20 illetve 20/80 a vizes közegből éterrel történő extrakció után. Az eljárás hátránya még, hogy a nagyobb fokú izomertisztaság petroléterből történő átkristályosítással érhető el. Lényegében tehát a frakcionált átkristályosítás eljárásai körébe jut vissza, a megadott anyagmérlegből számítva 60%-os konverzióval. Találmányunk lényegét az a felismerés képezi, hogy (I) általános képletű ciklopropán karbonsavak geometriai izomerjei a (II) általános képletű vegyületekkel alkotott (IV) általános képletű sóikon keresztiil, megfelelően pufferolt vizes közegben nagy szelektivitással elválaszthatók. A pufferolt közeget a (III) általános képletű sókkal - célszerűen (II) általános képletű bázis sójának in situ, vagy külön elkészített oldatával — állítjuk elő. A (IV) általános képletű sók képzésénél eljárhatunk úgy is, hogy az (I) általános képletű ciklopropán-karbonsav alkálifém-sójának — célszerűen nátrium-, vagy kálium-só — vizes oldatához adjuk a (II) általános képletű vegyületeket. Mindkét változatban a rosszabbul oldódó cisz-izomer sója válik ki, melyet szűréssel elkülönítünk, majd vízben oldva önmagában ismert módon, savval a kívánt termékké alakítjuk. Ily módon a kiindulási izomerkeverék cisz-tartalmának 90%-át kapjuk gyakorlatilag izomertisztán. A transz-izomert a sóképzési anyalúg tartalmazza, melyből a szokásos módon ki savanyítással, a kiindulási izomerkeverék transz-tartalmának 90%-át kapjuk meg 90-95%-os izomertisztaságban. Azt tapasztaltuk, hogy az (I) általános képletű cikiopropán-karbonsavak geometriai izomerjeinek eltérő saverősségén alapuló szelektív kisavanyítás különösen jó hatékonysággal alkalmazható a (IV) általános képletű sók esetén. Az említett sók vizes oldatához a cisz-tartalomra számított 90 -95 mól% sáványi-, vagy szerves sav — célszerűen 1—2 n sósav, kénsav, hangyasav vagy ecetsav — óvatos, lassú hozzáadásával a cisz-izomer sav izomertisztán nyerhető ki. A kivált anyag szűrése után az anyalúg további savanyítással az aminsó transz-sav tartalmát kapjuk izomerkeverékben, melyet újabb elválasztási eljárásba visszaviszünk. A transz-izomert tartalmazó anyalúg a cisz-sóval azonos módon alkalmas a szelektív kisavanyítás kivitelezésére. Az anyalúg cisz-tairtalmára számított 105- ) 20 mó% ásványi-, vagy szerves-savval végzett óvatos kisavanyítással és szűréssel a tiszta transz-izomert állítjuk elő. Ily módon a kiindulási izomerkeverék transz-tartalmának 85—90%-át izomertisztán kapjuk meg. A transz-tartalmú anyalúg szelektív kisavanyításánál kiszűrt sav 50/50 arányú izomerkeverék, amely a folyamat elejére visszavihető. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy az (I) általános képletű cikiopropán-karbonsavak ammónium-, vagy amin-sóinak eltérő oldékonyságát felhasználhatjuk az izomertisztaság javítására. Továbbá felismertük, hogy a (IV) általános képierű cikiopropán-karbonsavak ammonium-, vagy aminsóinak eltérő oldékonyságát felhasználhatjuk az izomertisztaság javítására. Továbbá felismertük, hogy a (IV) általános képierű sók a sóképzésnél használt, vagy attól eltérő vizes pufferoldatban átkristályosítva, vagy 10—50 °C- on — célszerűen szobahőfokon — kikevertetve, majd szűrve, végül a kiszűrt só szokásos módon történő savvá alakításával a tiszta cisz-izomerhez jutunk. Az átkristályosítási, illetve a kikevertetési anyalúg tartalmazza a transzi-izomert, melyből izomerkeverék formájában kisavanyítással nyerhető ki, és az elválasztási folyamat elejére visszavihető. 196.045 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
