Способ получения лактона 1R, цис-2,2-диметил-3-формилциклопропан-1-карбоновой кислоты и 1R, цис-2,2-диметил-3-(гидроксикарбоксиметил)циклопропан-1-карбоновая кислота или ее лактон

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛАКТОНА 1, ЦИС-2,2-ДИМЕТИЛ-3 ФОРМИЛЦИКЛОПРОПАН-1-КАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ И 1, ЦИС-2,2 ДИМЕТИЛ-3-(ГИДРОКСИКАРБОКСИМЕТИЛ)ЦИКЛОПРОПАН-1 КАРБОНОВАЯ КИСЛОТА ИЛИ ЕЕ ЛАКТОН(71) Заявитель ХОХСТ МАРИОН РУССЕЛЬ(73) Патентообладатель ХОХСТ МАРИОН РУССЕЛЬ(57) 1. Способ получения лактона 1, цис-2,2-диметил-3-формилциклопропан-1-карбоновой кислоты общей формулы отличающийся тем, что соединение формулы конфигурации 1, цис подвергают обработке гипогалогенитом щелочного или щелочноземельного металла с образованием 1, цис-2,2-диметил-3- (гидроксикарбоксиметил)циклопропан-1-карбоновой кислоты формулы или ее лактона формулы,при этом та или другая форма получается в виде смеси диастереоизомеров щелочной или щелочноземельной соли, из которой, в случае необходимости, выделяют кислоту, а затем, при необходимости, диастереоизомеры 4402 1 после чего соединениеилиили в виде смеси диастереоизомеров, или отдельного диастереоизомера, или его соли подвергают обработке окислителем. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гипогалогенит выбирают из группы, включающей гипохлорит, гипобромит и гипойодит натрия, калия, лития, кальция и магния, предпочтительно гипохлорит натрия. 3. Способ по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что используют по крайней мере четыре эквивалента гипогалогенита. 4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что обработку гипогалогенитом ведут при температуре от -5 до 5 С в водной фазе. 5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что обработку гипогалогенитом ведут в присутствии основного агента. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что основной агент выбирают из группы, включающей гидроокиси щелочных и щелочноземельных металлов, предпочтительно гидроокиси натрия, калия и кальция. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что окислитель выбирают из группы, включающей гипогалогеновые кислоты, щелочные, щелочноземельные гипогалогениты, перманганат калия, хромовую кислоту, йодную кислоту и щелочные висмутаты, предпочтительно гипогалогеновые кислоты. 8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что гипогалогеновую кислоту получают на месте из щелочного или щелочноземельного гипогалогенита, помещенного в кислую среду. 9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют хлорноватистую кислоту,полученную на месте из гипохлорита натрия, помещенного в кислую среду. 10. Способ по любому из пп. 8, 9, отличающийся тем, что в качестве кислой среды используют кислоту,выбранную из группы, включающей низшие алкановые кислоты, такие как уксусная и пропионовая, или раствор фосфатов, боратов или ацетатов. 11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что его осуществляют без промежуточного выделения соединения формулыили . 12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что используют один из окислителей по пп. 7-9. 13. Способ по любому из пп. 11, 12, отличающийся тем, что на начальной стадии используют более четырех эквивалентов гипогалогенита. 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что на начальной стадии используют более четырех эквивалентов гипохлорита натрия. 15. 1, цис-2,2-диметил-3-(гидроксикарбоксиметил)циклопропан-1-карбоновая кислота или ее лактон, их щелочные или щелочноземельные соли в виде смесей диастереоизомеров или отдельных изомеров. Изобретение относится к способу получения лактона 1, цис 2,2-диметил 3-формилциклопропан-1-карбоновой кислоты, являющегося полупродуктом в синтезе инсектицидов. Объектом изобретения является способ получения соединения формулы заключающийся в том, что соединение формулы конфигурации 1, цис подвергают обработке гипогалогенитом щелочного или щелочноземельного металла с образованием 1, цис-2,2-диметил-3-(гидроксикарбоксиметил)циклопропан-1-карбоновой кислоты формулы 2 или ее лактона формулы при этом та или другая форма получается в виде смеси диастереоизомеров щелочной или щелочноземельной соли, из которой в случае необходимости выделяют кислоту, а затем при необходимости диастереоизомеры,после чего соединение формулыилив виде смеси диастереоизомеров или отдельных диастереоизомеров или его соли подвергают обработке окислителем. Гипогалогенит выбирают из группы, включающей гипохлорит, гипобромит или гипойодит натрия, калия,лития, кальция или магния, предпочтительно гипохлорит натрия. В предпочтительных условиях используют, по крайней мере, четыре эквивалента гипогалогенита, причем обработку гипогалогенитом ведут при температуре от -5 до 5 С в водной фазе. Кроме этого, может оказаться выгодным выполнять операцию в присутствии основного агента, который может быть выбран, в частности, из группы, состоящей из щелочных и щелочноземельных гидроокисей, в первую очередь из гидроокисей натрия, калия и кальция. При необходимости выделение диастереоизомеров формулыилиможет производиться обычными способами, в частности путем хроматографии или кристаллизации. Ниже приводятся соответствующие примеры. Выделение кислоты формулыилиможет производиться окислением в реакционной среде, желательно после нейтрализации окисляющей способности с помощью восстановителя, например тиосульфата натрия, с последующим экстрагированием обычными способами. Выделение соли возможно путем доведения реакционной среды до сухого состояния, желательно после нейтрализации окисляющей способности. Окислитель, используемый для обработки соединения формулыили , может быть выбран, в частности, из группы, состоящей из гипогалогеновых кислот, щелочных, щелочноземельных гипогалогенитов,гипогалогенита магния, перманганата калия, хромовой кислоты, йодной кислоты и щелочных висмутатов. Он может также являться, например, двуокисью марганца или перборатом. Предпочтение отдается гипогалогеновой кислоте, в частности хлорноватистой кислоте. В предпочтительных вариантах использования способа гипогалогеновую кислоту, используемую в качестве окислителя, получают на месте на основе щелочного, щелочноземельного гипогалогенита или галогенита магния, помещенного в кислую среду. Таким образом хлорноватистую кислоту получают на месте на основе гипохлорита натрия. Кислоту, используемую для выделения хлорноватистой кислоты, выбирают, в первую очередь, из группы, включающей низшие алкановые кислоты, такие как уксусная или пропионовая, а также растворов фосфатов, боратов или ацетатов. Указанный выше способ может осуществляться без промежуточного выделения соединения формулы или . В этом случае используют один из вышеуказанных окислителей. Вместе с тем предпочтение отдается использованию гипогалогеновой кислоты или щелочного или щелочноземельного гипогалогенита. В этом случае лучший результат достигается при использовании на начальной стадии количества, превышающего четыре эквивалента гипогалогенита, в частности гипохлорита натрия. Из вышеизложенного следует, что изобретение распространяется и на способ, заключающийся во вводе продукта формулыв реакцию с одним галогенитом, который действует также как окислитель. Этот способ иллюстрирован в экспериментальной части. Соединение формулы , используемое на первом этапе способа, известно, например, из статьи, опубликованной в журнале . . ., том 29,8, стр. 784 (1965 г.). 4402 1 Воздействие гипогалогенита в водной среде на соединение формулыприводит к образованию на месте моно- и полигалогенсодержащих соединений в цепи, в положении 3, причем последние являются промежуточными продуктами соединения формулыили . Предметом настоящего изобретения, в качестве новых промышленных продуктов, в частности в качестве промежуточных продуктов, необходимых для внедрения предлагаемого способа, являются соединения формули , как указано ранее, а также их щелочные и щелочноземельные соли в виде смесей диастереоизомеров или отдельных изомеров. Соединение формулыописано в патенте 1580474. Речь идет о важном промежуточном продукте в синтезе хорошо известных сложных эфиров, обладающих, в частности, инсектицидным действием, как следует из патента 2396006. Приводимые далее примеры иллюстрируют изобретение, вместе с тем не ограничивая его. Пример 1 Лактон 1, цис 2,2-диметил 3-формил-циклопропан-1-карбоновой кислоты или (1-(1 а, 2 , 5 а)-6,6 диметил-4-оксо-3-оксабицикло 3.1.0. гексанол-2. Этап А 1,цис,2,2-диметил 3-(гидроксикарбоксиметил) циклопропан-1-карбоновая кислота В раствор 1 г 1,цис 2,2-диметил 3-(2-оксопропил) циклопропан-1-карбоновой кислоты в 10 см 3 воды добавляют 13,2 см 3 водного раствора гипохлорита натрия при 47 хлорометрических английских градусах. Раствор взбалтывают в течение 2 часов при комнатной температуре, добавляют 2,2 см 3 раствора гипохлорита натрия и продолжают взбалтывать в течение 30 минут. Окисляющую способность среды уничтожают путем добавления водного раствора тиосульфата натрия, после чего подкисляют до рН 2,5 добавлением концентрированной хлористоводородной кислоты и насыщают сульфатом аммония. Затем экстрагируют с помощью метиленхлорида и этилацетата, высушивают органическую фазу и доводят до сухого состояния. Таким образом получают 0,6 г искомого продукта, который можно рекристаллизовать в простом изопропиловом эфире. Этап Б Лактон 1, цис 2,2-диметил 3-формилциклопропан-1-карбоновой кислоты 4 г кислоты, полученной способом, описанным на этапе А, смешивают с 54 см 3 воды, 26 см 3 уксусной кислоты и 40 см 3 метиленхлорида. Затем при взбалтывании добавляют примерно за 30 минут при комнатной температуре 16 см 3 водного раствора гипохлорита натрия при 48 хлорометрических английских градусах. Раствор продолжают взбалтывать в течение 1 ч, после чего уничтожают окисляющую способность среды путем добавления водного раствора тиосульфата натрия. После этого раствор подкисляют до рН 2,5 добавлением концентрированной хлористоводородной кислоты и насыщают сульфатом аммония. Затем экстрагируют с помощью метиленхлорида и после высушивания и выпаривания растворителя получают 2,68 г искомого сырого лактона. 2 г продукта сгущают в смеси вода-толуол, подвергают центрифугированию и высушивают. В результате получают 1,6 г целевого продукта, температура плавления 113 С, а 20-110,5(с 1 ДМФ). Пример 2 Лактон 1, цис 2,2-диметил 3-формилциклопропан-1-карбоновой кислоты или (1-(1 а, 2 , 5 а)-6,6 диметил-4-оксо-3-оксабицикло 3.1.0 гексанол-2 При комнатной температуре смешивают 20 мг кислоты, полученной на этапе А примера 1, и 1 см 3 воды,после чего добавляют 15 мг перманганата калия и взбалтывают при комнатной температуре в течение 20 ч. Смесь обрабатывают как на этапе Б примера 1 за исключением подкисления и получают целевой продукт с выходом около 50 . Пример 3 Лактон 1, цис 2,2-диметил 3-формилциклопропан-1-карбоновой кислоты или (1-(1 а, 2 , 5 а)-6,6 диметил-4-оксо-3-оксабицикло 3.1.0.гексанол-2 При комнатной температуре смешивают 20 мг кислоты, полученной на этапе А примера 1, и 1 см 3 воды,после чего добавляют с легким избытком сульфохромовую смесь. Затем взбалтывают при комнатной температуре в течение 20 часов. Смесь обрабатывают как на этапе Б примера 1 за исключением подкисления и получают целевой продукт с выходом около 50 . Пример 4 Лактон 1, цис 2,2-диметил 3-формилциклопропан-1-карбоновой кислоты или (1-(1 , 2 , 5 а)-6,6 диметил-4-оксо-3-оксабицикло 3.1.0 гексанол-2 При комнатной температуре смешивают 20 мг кислоты, полученной на этапе А примера 1, и 1 см 3 воды,после чего добавляют 20 мг йодной кислоты и взбалтывают при комнатной температуре в течение 20 часов. Смесь обрабатывают как на этапе Б примера 1 за исключением подкисления и получают целевой продукт с выходом около 10 . Пример 5 Лактон 1, цис 2,2-диметил 3-формилциклопропан-1-карбоновой кислоты или (1-(1 а, 2 , 5 а)-6,6 диметил-4-оксо-3-оксабицикло 3.1.0 гексанол-2 4402 1 При комнатной температуре смешивают 20 мг кислоты, полученной на этапе А примера 1, и 1 см 3 воды,после чего добавляют с избытком перборат натрия и взбалтывают при комнатной температуре в течение 20 часов. Смесь обрабатывают как на этапе Б примера 1 за исключением подкисления и получают целевой продукт с выходом около 10 . Пример 6 Лактон 1, цис 2,2-диметил 3-формилциклопропан-1-карбоновой кислоты или (1-(1 а, 2 , 5 а)-6,6 диметил-4-оксо-3-оксабицикло 3.1.0 гексанол-2 20 мг кислоты, полученной на этапе А примера 1, смешивают с 2 см 3 метиленхлорида. Затем добавляют 20 мг двуокиси марганца, предварительно активированного высушиванием (в течение 5 часов при температуре 110 С). Затем при взбалтывании доводят до кипения и охлаждают. Выход целевого продукта, измеренный методом тонкослойной хроматографии, составляет примерно 10 . Пример 7 Лактон 1, цис 2,2-диметил 3-формилциклопропан-1-карбоновой кислоты или (1-(1 а, 2 , 5 а)-6,6-диметил-4-оксо-3-оксабицикло 3.1.0 гексанол-2 100 мг кислоты, полученной на этапе А примера 1, смешивают с 2 см 3 воды и 1 см 3 уксусной кислоты. Затем при комнатной температуре добавляют 330 мг висмутата натрия и взбалтывают в течение 24 часов,после чего целевой продукт идентифицируют и дозируют методом жидкостной высокопроизводительной хроматографии в реакционной среде. Таким образом получают целевой продукт в количестве, превышающем 80 . Пример 8 1, цис 2,2-диметил 3-(гидроксикарбоксиметил)циклопропан-1-карбоновая кислота При температуре 20 С смешивают 2,2 г 1, цис 2,2-диметил 3-(2-оксопропил)циклопропан-1 карбоновой кислоты и 4 см 3 воды, после чего при температуре 0-5 С добавляют 11,7 см 3 2 н, едкого натра, а затем раствор 9,7 г гипохлорита кальция с титром 65 в 30 см 3 воды. Затем взбалтывают в течение 1 часа при температуре 0-2 С и добавляют 20-процентный водный раствор тиосульфата натрия в количестве,достаточном для уничтожения окисляющей способности среды. После этого добавляют концентрированную хлористоводородную кислоту до получения рН от 1 до 2,15 г сульфата аммония, взбалтывают в течение 15 минут, фильтруют и экстрагируют фильтрат с использованием этилацетата. Затем растворитель высушивают и выпаривают. В результате получают 2,5 г искомой кислоты в виде полукристаллического продукта в смеси с ее лактоновой формой. Пример 9 1, цис 2,2-диметил 3-(гидроксикарбоксиметил)циклопропан-1-карбоновая кислота Операции выполняются как в примере 8 с использованием 17,15 г гипохлорита лития вместо раствора гипохлорита кальция. В результате получают 2,4 г полукристаллического целевого продукта, состоящего из смеси указанного продукта с его лактоновой формой. Пример 10 1, цис 2,2-диметил 3-(гидроксикарбоксиметил)циклопропан-1-карбоновая кислота Операции выполняются, как в примере 8, с использованием 61 г 2,2 М водного раствора гипобромита натрия вместо раствора гипохлорита кальция. В результате получают 3,76 г сырого целевого продукта в виде вязкой жидкости,состоящей из смеси указанного продукта с его лактоновой формой. Пример 11 Лактон 1, цис 2,2-диметил 3-формилциклопропан-1-карбоновой кислоты 0,8 г кислоты, полученной на этапе А примера 1, смешивают с 16 см 3 воды и 4,2 см 3 2 н. едкого натра. Затем при комнатной температуре добавляют 2,4 см 3 водного раствора гипохлорита натрия и 2 капли уксусной кислоты, после чего взбалтывают в течение 1 часа. После этого добавляют водный раствор тиосульфата натрия до уничтожения окисляющей способности, концентрированную хлористоводородную кислоту до получения рН около 2,5 и, наконец, 10 г сульфата аммония. Затем экстрагируют с помощью метиленхлорида, высушивают органическую фазу и выпаривают досуха. Остаток подвергают рекристаллизации в толуоле и получают 0,2 г целевого продукта, температура плавления 114,5 С, а 20-101(с 1 ДМФ). Пример 12 Лактон 1, цис 2,2-диметил 3-формил-циклопропан-1-карбоновой кислоты 0,5 г 1, цис 2,2-диметил 3-(2-оксопропил)циклопропан-1-карбоновой кислоты смешивают с 6,5 см 3 воды и 15,6 см 3 водного раствора гипохлорита натрия при 47 хлорометрических английских градусах. Затем смесь нагревают в течение 2 часов при температуре 30 С, добавляют 7 см 3 раствора гипохлорита и продолжают взбалтывать в течение 3 часов при температуре 50 С. После этого охлаждают до 5 С, добавляют тиосульфат натрия до уничтожения окисляющей способности среды, подкисляют концентрированной хлористоводородной кислотой до рН 1 и экстрагируют с помощью метиленхлорида. Органическую фазу высушивают и выпаривают досуха. Получают 0,215 г сырого искомого продукта, который можно подвергнуть очистке путем кристаллизации в толуоле. В результате получают кристаллы, идентичные кристаллам, полученным в предыдущем примере. 5 4402 1 Пример 13 Лактон 1, цис 2,2-диметил 3-формил-циклопропан-1-карбоновой кислоты При комнатной температуре смешивают 30 г 1,цис 2,2-диметил 3-(2-оксопропил)циклопропан-1 карбоновой кислоты, 60 см 3 воды и добавляют 119 см 3 2 н. едкого натра. Затем в полученный раствор при температуре 0-2 С добавляют 433 см 3 водного раствора гипохлорита натрия при 51 хлорометрическом английском градусе. Смесь взбалтывают в течение 1 ч 30 мин и смешивают с раствором 329 см 3 уксусной кислоты в 90 см 3 воды и 30 см 3 дихлорэтана. После этого взбалтывают при комнатной температуре, обрабатывают раствором тиосульфата натрия до уничтожения окисляющей способности и добавлением концентрированной хлористоводородной кислоты доводят рН до значения 3. Затем экстрагируют с помощью метиленхлорида, промывают водой и высушивают. В результате получают 27 г сырого кристаллизованного целевого продукта, который можно подвергнуть очистке, как указано в примере 11 или 12. Пример 14 Лактон 1,цис 2,2-диметил 3-формил-циклопропан-1-карбоновой кислоты Операции выполняются, как в примере 13, на основе 3 г 1, цис 2,2-диметил 3-(2 оксопропил)циклопропан-1-карбоновой кислоты с использованием 1,6 эквивалента 2 н. едкого натра и 6 эквивалентов гипохлорита натрия. Затем раствор смешивают с раствором 30 см 3 воды, 55 г первичного двуводного фосфата натрия и 30 см 3 дихлорэтана. После этого операции выполняются, как в примере 13, в результате чего получают целевой продукт с выходом 64 . Пример 15 Выделение диастереоизомеров 1,цис 2,2-диметил 3-(гидроксикарбоксиметил)циклопропан-1 карбоновой кислоты и соответствующего лактона или (1-(1 а, 2 , 5 а)-6,6-диметил-4-оксо-3-оксабицикло 3.1.0 гексан-2-карбоновой кислоты На первом этапе используется смесь диастереоизомеров, полученная в соответствии с одним из соответствующих вышеприведенных примеров, т.е. 30 г, которая обрабатывается в течение 1 часа при комнатной температуре 2 эквивалентами 2 н. едкого натра. После этого рН доводится до значения 1 и выполняется экстрагирование с помощью этилацетата. Затем органическую фазу выпаривают досуха и остаток, состоящий из смеси кислот, подвергают кристаллизации в метиленхлориде при температуре 0 С. 13 г полученного таким образом продукта забирают 10 объемами 1 н. хлористоводородной кислоты и доводят за 1 час до температуры 50 С. Полученную таким образом смесь лактонов экстрагируют с помощью этилацетата, выпаривают досуха и остаток кристаллизуют при температуре 0 С в 4 объемах этилового эфира. В результате получают 1,8 г одного из диастереоизомеров лактона, температура плавления 177 С, а 20-100(с 1 ДМФ). ЯМР-спектр(СС 3 - 250 Мгц) 1,20 и 1,26 СН 3 спарен. 2,09(,6) и 2,38 Н 1 и Н 3/циклопропилы цис 5,12(,6) -СН-О 1,2 г этого энантиомера забирают 10 объемами 2 н. едкого натра и взбалтывают в течение 2 часов при комнатной температуре. Затем рН доводят до значения 1 путем добавления чистой хлористоводородной кислоты при температуре 0 С, экстрагируют с помощью этилацетата, выпаривают досуха и кристаллизуют остаток в смеси этилацетат - метиленхлорид. Таким образом получают 0,8 г одного из диастереоизомеров кислоты, температура плавления 276 С, а 209(с 1 ДМФ). ЯМР-спектр ( - 250 Мгц) 1,13 и 1,25 СН 3 спарен. 1,32 и 1,51(,8,5) Н 3 и 1/циклопропилы цис 4,39(,10,5) СНОН 5,24 и 12,08 другие мобильные абсорбции. Другие диастереоизомеры кислоты можно получить путем кристаллизации смеси кислот в 10 объемах метиленхлорида при температуре 0 С с рекристаллизацией полученного продукта в смеси этилацетат метиленхлорид (515). Температура плавления 144 С, а 20-82,3(с 1 ДМФ). ЯМР-спектр ( - 250 Мгц) 1,09 и 124 СН 3 спарен. 1,31 и ,45(,8,5) Н 3 и 1/циклопропилы цис 4,29(,10,5) СНОН( или ) Соответствующий лактон может быть получен путем нагрева полученной выше кислоты в течение 2 часов при температуре 50 С в 10 объемах 1 н. хлористоводородной кислоты с последующим после охлаждения экстрагированием с помощью метилэтилкетона и выпариванием досуха. Температура плавления 100 С,а 20-63,7(с 1 ДМФ). ЯМР-спектр (СС 3 - 250 Мгц) 1,23 СН 3 спарен. 2,08(,6) и 2,31(,6) 1 и Н 3/ циклопропилы цис 4,71 -СНОили 8,36 ОН-. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 6