專利名稱：環(huán)丙烷酯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備在有價(jià)值農(nóng)藥的合成中有用的某些環(huán)丙烷酯的新方法。
3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基環(huán)丙烷羧酸與例如3-苯氧基芐醇、α-氰基-3-苯氧基芐醇和2-甲基-3-苯基芐醇的酯是重要的殺蟲(chóng)和殺螨產(chǎn)品，而且在這些產(chǎn)品的制造中，該酸的單烷基酯是重要的中間體。為了增加制造者的靈活性，以與價(jià)格的波動(dòng)以及原料的利用率相適應(yīng)，希望創(chuàng)立出新穎的制備這些中間體的方法。
本發(fā)明涉及能用來(lái)獲得上述酸及其酯的新穎的制備方法。
因此，本發(fā)明提供3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基環(huán)丙烷羧酸的低級(jí)烷基酯的制備方法，其中R為至多四個(gè)碳原子的烷基，該方法包括(a)在至少催化量的酸存在下將結(jié)構(gòu)式(I)的化合物與每個(gè)烷基至多含四個(gè)碳原子的原乙酸三低級(jí)烷基酯反應(yīng)，得到式中R為至多四個(gè)碳原子的結(jié)構(gòu)式(III)的化合物；和(b)用至少一摩爾當(dāng)量堿處理所述的結(jié)構(gòu)式(III)的化合物，得到3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基環(huán)丙烷羧酸的低級(jí)烷基酯。
如果希望的話，可對(duì)所述的低級(jí)烷基酯進(jìn)一步進(jìn)行水解處理而得到該羧酸。
優(yōu)選原乙酸三低級(jí)烷基酯選自原乙酸三甲酯和原乙酸三乙酯。
在步驟(a)中使用的酸最好是單羧酸如丙酸或丁酸，例如異丁酸或烷烴或芳烴磺酸，例如對(duì)-甲苯磺酸。另外，該反應(yīng)可在活性粘土如蒙脫土的存在下進(jìn)行。對(duì)于本方法而言，蒙脫土KSF是特別適宜的催化劑。在通過(guò)本方法產(chǎn)生的醇能從反應(yīng)區(qū)除去的條件下，在升高的溫度下最好是在回流溫度下進(jìn)行本方法。將反應(yīng)物加熱足夠的時(shí)間，以得到結(jié)構(gòu)式(III)的希望的產(chǎn)物。
在步驟(b)中使用的堿最好是堿金屬醇鹽，而且本方法可以在合適的溶劑或稀釋劑例如極性非質(zhì)子傳遞溶劑如二甲基甲酰胺中或在過(guò)量的與堿金屬醇鹽相應(yīng)的醇中進(jìn)行。叔丁醇鈉或鉀為優(yōu)選的堿，該反應(yīng)優(yōu)選在二甲基甲酰胺中進(jìn)行。優(yōu)選在催化量的鏈烷醇如叔丁醇的存在下，也可以使用其它堿如堿金屬酰胺，例如氨基鈉，或堿金屬二甲硅烷疊氮化物，例如二甲硅烷疊氮化鈉。
在上述方法的步驟(a)中，據(jù)信，式(I)的化合物與原乙酸三烷基酯的反應(yīng)首先形成結(jié)構(gòu)式(IV)的化合物，式(IV)中X為氯或溴，R為至多四個(gè)碳原子的烷基。通過(guò)對(duì)反應(yīng)物加熱足夠時(shí)間，能分離出式(IV)的化合物，從而得到式(IV)的化合物。但加熱時(shí)間不足的話，得到式(III)的化合物。據(jù)信，式(IV)的化合物在先前還沒(méi)被描述過(guò)，據(jù)信特別是下面具體的化合物是新的化合物5-溴-5-氯-4-(1，1-二乙氧基乙氧基)-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯，5，5-二氯-4-(1，1-二乙氧基乙氧基)-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯，5-溴-5-氯-4-(1，1-二甲氧基乙氧基)-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯，和5，5-二氯-4-(1，1-二甲氧基乙氧基)-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯。
在本發(fā)明方法條件下，式(IV)的化合物進(jìn)行重排而形成式(III)的化合物。據(jù)信，式(III)的化合物在先前也沒(méi)有被描述過(guò)；據(jù)信，特別是下面具體的化合物是新的化合物6-溴-6-氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸乙酯，6-溴-6-氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸甲酯，6，6-二氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸乙酸，和6，6-二氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸甲酯。
本發(fā)明的另一方面提供了一種獲得如上定義的式(I)化合物的方法，式(I)中X為氯或溴，該方法包括在強(qiáng)堿和惰性溶劑存在下將結(jié)構(gòu)式(II)的化合物與3-甲基丁-2-烯-1-醛反應(yīng)。
當(dāng)式(I)的化合物為5，5-二氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯時(shí)，式(II)的化合物為1，1-二氯-2，2，2-三氟乙烷。
當(dāng)式(I)的化合物為5-溴-5-氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯時(shí)，式(II)的化合物為1-溴-1-氯-2，2，2-三氟乙烷。5-溴-5-氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯先前還沒(méi)被描述過(guò)。
本方法是在強(qiáng)堿存在下進(jìn)行的，據(jù)信，是通過(guò)產(chǎn)生隨后與醛反應(yīng)的全鹵化烷基離子而起作用的。合適的強(qiáng)堿包括，堿金屬低級(jí)醇鹽，如異丙醇鈉或鉀，或叔丁醇鈉或鉀但也可以使用其它堿，如堿金屬氫化物和金屬胺化物。
本方法優(yōu)選在低溫進(jìn)行，以避免產(chǎn)生不希望的副產(chǎn)物。特別是在使用極性非質(zhì)子傳遞溶劑時(shí)，優(yōu)選的溫度為-80至0℃?？捎糜诒痉椒ǖ臉O性非質(zhì)子傳遞溶劑的特定例子包括酰胺如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二-正丁基乙酰胺；環(huán)醚如四氫呋喃、四氫吡喃和二噁烷；乙二醇醚如乙二醇二甲醚、和乙二醇二乙醚；以及亞砜如二甲基亞砜。然而也可以使用其它惰性溶劑，如芳香烴，例如甲苯。
本方法能以優(yōu)良的得率和純度制備結(jié)構(gòu)式(I)的化合物，并使得希望的產(chǎn)物容易分離；并能容易地回收和循環(huán)任何未反應(yīng)的或過(guò)量的結(jié)構(gòu)式(II)的化合物。
有關(guān)本方法的進(jìn)一步的特點(diǎn)是，通過(guò)本方法能制備結(jié)構(gòu)式(I)的化合物，并且能在下面實(shí)施例中列出的3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基環(huán)丙烷羧酸酯的合成中使用。
通過(guò)下面實(shí)施例將進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的方法。
實(shí)施例1本例說(shuō)明5，5-二氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯的制備用20分鐘將叔丁醇鈉(2.4ml 42％的無(wú)水二甲基甲酰胺溶液)滴加至在氮?dú)夥障峦ㄟ^(guò)外部冷卻而保持在-65℃的1，1-二氯-2，2，2-三氟乙烷(1.38g)、3-甲基丁-2-烯-1-醛(0.636g)和無(wú)水四氫呋喃(30ml)的攪拌混合物中，并且在添加完畢后在此溫度再將該攪拌混合物保持30分鐘。除去外部冷卻，并通過(guò)滴加飽和氯化銨水溶液而抑制該反應(yīng)，直至溫度升至-20℃為止。然后攪拌該混合物，直至溫度升至室溫(約20℃)。
分離水相和有機(jī)相，用二氯甲烷(2×20ml)萃取水相，并將萃取液與有機(jī)相結(jié)合，再用無(wú)水Na2SO4干燥。在減壓下通過(guò)蒸發(fā)除去溶劑后，將剩余物溶于己烷(20ml)并用鹽水(3×5ml)洗滌，再用無(wú)水Na2SO4干燥，然后在減壓下通過(guò)除去溶劑而濃縮。將剩余物溶于乙酸乙酯和石油醚(沸程40-60℃)(體積比，1∶6，20ml)的混合物中，并通過(guò)載至短硅柱(3.75cm)上并用相同的混合物(400ml)洗脫而提純。通過(guò)色譜法檢查三個(gè)順序的餾分，以確定希望的產(chǎn)物在頭兩個(gè)餾分中。通過(guò)在減壓下蒸發(fā)溶劑而濃縮洗脫液，并通過(guò)核磁共振光譜和氣相色譜-質(zhì)譜分析確定該剩余物(1.33g)為5，5-二氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯。
實(shí)施例2本例說(shuō)明5-溴-5-氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯的制備。
用5分鐘將叔丁醇鈉(1.39g，42％的無(wú)水二甲基甲酰胺)滴加至通過(guò)在氮?dú)夥障碌耐獠坷鋮s而維持在-78℃的1-溴-1-氯-2，2，2-三氟乙烷(0.535ml)、3-甲基丁-1-烯-1-醛(0.538ml)和無(wú)水四氫呋喃(10ml)的攪拌混合物中。然后，在此溫度再將該混合物攪拌40分鐘，然后除去外部冷卻并通過(guò)滴加飽和NH4Cl水溶液而抑制該反應(yīng)。然后將該混合物分配在水和二異丙醚之間，并分離水相，水二異丙醚(3×25ml)洗滌，再將洗液與有機(jī)相結(jié)合。用鹽水洗滌有機(jī)相，用無(wú)水Na2SO4干燥并通過(guò)減壓蒸發(fā)而濃縮。在通過(guò)與前例中所述相同的步驟提純后，得到由核磁共振和紅外光譜確定的5-溴-5-氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯(1.39g)。
實(shí)施例3本例說(shuō)明5-溴-5-氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯的制備。
將四氫呋喃(230ml)和叔丁醇鈉(57.6g，40％w/v的二甲基甲酰胺溶液)加至分頸反應(yīng)瓶中，并攪拌冷卻至-60℃。同時(shí)用2 5分鐘加入1-溴-1-氯-2，2，2-三氟乙烷(47.6g)和千里光醛(20.9g)，然后再將該混合物在-60℃攪拌另外30分鐘。在完成反應(yīng)后，通過(guò)控制添加飽和NH4Cl溶液(120ml)而抑制該混合物。然后將己烷(500ml)添加至該混合物中，分離水相并再用己烷(2×500ml)進(jìn)行萃取。先用鹽水(2×100ml)、再用水(3×20ml)洗滌結(jié)合的有機(jī)相。用Na2SO4干燥再真空濃縮，得至產(chǎn)品5-溴-5-氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯，可流動(dòng)的黃色油(50.1g，得率70％)。1H NMR1.30(3H，s，CMe2)；1.35(3H，s，CMe)；1.85(1H，br，OH)；4.20和4.30(1H，d，CHOH非對(duì)映體)；4.90(1H，d，CH)。MS195(CF3CClBr+)，85(M+-CF3CClBr)。IR3400cm-1。
實(shí)施例4本例說(shuō)明5-溴-5-氯-4-(1，1-二甲氧基乙氧基)-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯的制備。
將5-溴-5-氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯(10.0g)，原乙酸三甲酯(48.0g)和異丁酸(0.29g)加入裝有氮入口擴(kuò)散器、溫度計(jì)和裝有5A分子篩的迪安-斯達(dá)克接受器的圓底燒瓶中。攪拌加熱該混合物，以回流，并收集餾出液，直至反應(yīng)物溫度升至111℃(約1小時(shí))為止。一旦反應(yīng)完成，就通過(guò)減壓蒸發(fā)除去剩余的原乙酸三甲酯(約50°，50mmHg)，以得到產(chǎn)物5-溴-5-氯-4-(1，1-二甲氧基乙氧基)-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯，橙色油(10.9g，得率85％)。1H NMR 1.45(3H，sMeCOMe)；1.75(3H，sCMe2)；1.85(3H，sCMe2)；3.28(3H，s，OMe)；3.30(3H，s，OMe)；4.98和5.02(1H，d，CHOR-非對(duì)映體)；5.35(1H，d，CH)。MS89(MeC(COMe)2+)。
實(shí)施例5本例說(shuō)明6-溴-6-氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸甲酯的制備將5-溴-5-氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯(10.0g )，原乙酸三甲酯(16.0g)和蒙脫土KSF(0.5g)加入裝有氮?dú)馊肟?擴(kuò)散囂、溫度計(jì)和蒸餾頭(still-head)的圓底燒瓶中。攪拌加熱該混合物，并收集甲醇-原乙酸三甲酯蒸出液，直至反應(yīng)器溫度升至111℃(約1小時(shí))為止。然后加熱至135℃并在此溫度保持1小時(shí)。然后再加入甲醇/原乙酸三甲酯蒸出液，并重復(fù)兩次蒸餾步驟。一旦反應(yīng)完畢，就通過(guò)真空蒸發(fā)而除去剩余的原乙酸三甲酯(約50℃，100mmHg)，以得到產(chǎn)物6-溴-6-氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸甲酯，棕色油(7.8g，得率59％)。1H NMR1.20(6H，s，CMe2)；2.40(2H，s，CH2CO2Me)；3.65(3H，s，OMe)；5.75(1H，d，CH)；6.45(1H，d，CH)。MS305(M+-OMe)；257(M+-Br)。IR1750cm-1。
實(shí)施例6本例說(shuō)明6，6-二氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸乙酯的制備。
在回流溫度加熱原乙酸三乙酯(25ml)，5，5-二氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯(3.5g)和異丁酸(0.11g)的混合物。將回流揮發(fā)物冷凝并收集在含分子篩(4A)的迪安-斯達(dá)克裝置中，以收集到產(chǎn)物乙醇，并從返回至混合物中的原乙酸酯中分離出乙醇。30分鐘后，通過(guò)減壓蒸發(fā)除去更多的揮發(fā)成分，并收集剩余的油(主要由5，5-二氯-4-(1，1-二乙氧基乙氧基)-2-甲基-6，6，6-三氯己-2-烯組成，3.8g)。然后在含分子篩(4A)的冷凝器下于回流溫度用異丁酸將該油加熱16小時(shí)，以從冷凝物中除去乙醇。通過(guò)利用15∶1(體積)的己烷∶乙酸乙酯混合物(洗脫液)和硅膠柱(230-400目，60)，通過(guò)柱色譜法提純剩余的油，得到6，6-二氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸乙酯，由核磁共振和氣相色譜質(zhì)譜確定。
實(shí)施例7本例說(shuō)明6，6-二氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸甲酯的制備。
使用與例6所述相同的步驟，從而從原乙酸三甲酯(70ml)，5，5-二氯-4-羥基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯(10g)和異丁酸(0.37g)的混合物中得到產(chǎn)物。
實(shí)施例8本例說(shuō)明3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基環(huán)丙烷羧酸乙酯的制備。
在氮?dú)夥障聦⒃诙谆柞０?10ml)中的6，6-二氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氯庚-4-烯酸乙酯(0.1g)的攪拌液冷卻至-25℃，并滴加叔丁醇鈉(0.1ml，42％的二甲基甲酰胺溶液)。30分鐘后，再滴加另外五滴叔丁醇鈉溶液，并且在用10分鐘用飽和NH4Cl溶液對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行抑制前，將該混合物再攪拌15分鐘。加水(40ml)并用己烷(3×40ml)萃取混合物，再用鹽水(20ml)洗滌結(jié)合的萃取物，并用無(wú)水Na2SO4進(jìn)行干燥。過(guò)濾并通過(guò)減壓蒸發(fā)濃縮該無(wú)水溶液，以得到為異構(gòu)體混合物的3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基環(huán)丙烷羧酸乙酯。
實(shí)施例9本例說(shuō)明3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基環(huán)丙烷羧酸甲酯的制備。
通過(guò)使用與前例所述相同的步驟，在氮?dú)夥?℃通過(guò)用叔丁醇鈉(0.2ml，42％的二甲基甲酰胺溶液)處理6，6-二氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸甲酯(0.217g)的無(wú)水二甲基甲酰胺(10ml)溶液而得至希望的產(chǎn)物。通過(guò)氣相色譜質(zhì)譜確定該產(chǎn)物主要由順-3-(Z-2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基環(huán)丙烷羧酸甲酯組成。說(shuō)明書(shū)中的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下CF3-CXCl-CH(OH)-CH＝C(CH3)2(I)CF3-CHXCl (II)CF3-CXCl-CH＝CH-C(CH3)2-CH2CO2R(III)
權(quán)利要求
1.一種制備3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基環(huán)丙烷羧酸的低級(jí)烷基酯的方法，該方法包括如下步驟(a)在至少催化量的酸催化劑存在下，于升高的溫度下，將式中X為氯或溴的式(I)化合物與每個(gè)烷基含至多四個(gè)碳原子的原乙酸三低級(jí)烷基酯反應(yīng)足夠的時(shí)間，得到式(III)化合物，CF3-CXCl-CH(OH)-CH＝C(CH3)2(I)CF3-CXCl-CH＝CH-C(CH3)2-CH2CO2R(III)式(III)中R為至多含四個(gè)碳原子的烷基；(b)用至少一摩爾當(dāng)量的堿處理所述的式(III)化合物，得到所述的3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基環(huán)丙烷羧酸的烷基酯。
2.從權(quán)利要求1的方法，其中原乙酸三低級(jí)烷基酯為原乙酸三甲酯或原乙酸三乙酯。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其中在步驟(a)中使用的酸為脂族羧酸，或烷烴或芳烴磺酸。
4.如權(quán)利要求1-3之一的方法，其中在步驟(b)中使用的堿為堿金屬醇鹽。
5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其中，通過(guò)在強(qiáng)堿和惰性溶劑存在下將化合物CF3-CHXCl(II)與3-甲基丁-1-烯-1-醛反應(yīng)，制備式(I)的化合物，式(II)中X為氯或溴。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中式(II)的化合物為1，1-二氯-2，2，2-三氟乙烷。
7.如權(quán)利要求5或6的方法，其中強(qiáng)堿為堿金屬醇鹽。
8.式(III)的化合物CF3-CXCl-CH＝CH-C(CH3)2-CH2CO2R(III)式中X為氯或溴，R為至多四個(gè)碳原子的烷基。
9.式(IV)的化合物 式中，X為氯或溴，R為至多四個(gè)碳原子的烷基。
10.一種制備式(IV)化合物的方法，該方法包括，在酸催化劑存在下，于升高的溫度下將式(I)化合物與原乙酸三低級(jí)烷基酯反應(yīng)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，得到式(IV)化合物，但在此溫度反應(yīng)低于所需的時(shí)間，式(IV)化合物將變成式(III)化合物。
11.如權(quán)利要求1的方法，其中用活性粘土替代步驟(a)中的酸催化劑。
12.如權(quán)利要求11的方法，其中活性粘土為蒙脫土。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種制備3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基環(huán)丙烷羧酸的低級(jí)烷基酯的方法，該方法包括如下步驟(a)將式(I)化合物CF
文檔編號(hào)C07C69/743GK1124955SQ94192288
公開(kāi)日1996年6月19日 申請(qǐng)日期1994年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月28日
發(fā)明者M·C·鮑登, M·D·特恩布爾 申請(qǐng)人:曾尼卡有限公司