CA1091250A

CA1091250A - Procede de preparation d'esters d'alcoyle inferieur de l'aldehyde hemicaronique

Info

Publication number: CA1091250A
Application number: CA249,575A
Authority: CA
Inventors: Alain Krief; Laszlo Hevesi
Original assignee: Roussel Uclaf SA
Current assignee: Sanofi Aventis France
Priority date: 1975-04-07
Filing date: 1976-04-05
Publication date: 1980-12-09
Also published as: DK134176A; IT1065993B; DE2615160A1; NL7603678A; FR2306970B1; FR2306970A1; JPS51127049A; CH609027A5; JPS5929058B2; IE43363B1; JPS51127050A; GB1502527A; BE827652A; IE43363L

Abstract

Procédé de préparation d'esters d'alcoyle de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane 1RS-carboxylique de formule: (I) dans laquelle R représente un radical alcoyle comportant de 1 à 6 atomes de carbone. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on fait réagir, en présence d'une b?se forte, un acétal dérivé d'un 4-oxo 2E-buténoate d'alcoyle de formule: (II) dans laquelle R1 représente un radical alcoyle comportant de 1 à 4 atomes de carbone ou bien dans laquelle les deux radicaux R1 représentent ensemble un groupement -(CH2)n, n pouvant être égal à 2 ou à 3, X représente un atome d'oxygène ou de soufre, et R possède la signification précitée, avec un halogénure de triphényl isopropyl phosphonium pour obtenir un composé de formule: (III) dont on hydrolyse, en milieu acide, la fonction cétal pour obtenir un produit de formule (I). L'invention permet de réaliser en deux étapes la synthèse totale d'esters d'alcoyle de l'acide 2,2diméthyl 3RS-formyl cyclopropane 1RS-carboxylique au départ de composés facilement accessibles. Ces esters constituent des produits utiles dans la synthèse d'esters pyrétrinoïdes insecticides.

Description

~ a présente invention a pour objet un nouveau procédé
de préparation d'esters d'alcoyle de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique ou esters d'alcoyle de l'aldéhyde dl-trans hémicaronique de formule:

H H C-OR
H (I) dans laquelle R représente un radical alcoyle comportant de 1 à
6 atomes de carbone, caractérisé en ce que l'on fait réagir, en présence d'une base forte, un acétal dérivé d'un 4-oxo 2E-buténoate d'alcoyle de formule:

R1X \ j (II) R1X / CH = CH \
C-OR

dans laquelle R1 représente un radical alcoyle comportant de 1 à
4 atomes de carbone ou bien dans laquelle les deux radicaux R1 représentent ensemble un groupe~ent -(CH2)n-, n pouvant être égal à 2 ou à 3, X représente un atome d'oxygène ou de soufre et R possède la signification précitée avec un halo~rede triphényl isopropyl phosphonium pour obtenir un composé de formule:

lO9~Z50 RlX H H
C \ /C-OR
R~X j ~ tIII) H3C ~ H~

.....
dont on hydrolyse, en milieu acide, la fonction cétal pour obtenir un produit de formule I.
Parmi les bases fortes en présence desquelles on conden-se le produit de formule II avec l'halogénure de triphényl iso-propyl phosphonium, on peut citer notamment les hydrures alcalins, les a~idures alcalins, les alcoolates alcalins, les alcoyllithiens.
Cette réaction de condensation est effectuée avantageu-sement au sein d'un solvant organique, tel que le tétrahydro-furanne, le diméthylsulfoxyde, le diméthoxy éthane, l'éther mono-éthylique du diéthylène glycol, l'éther diéthylique du diéthylène glycol, l'éther éthylique.
~ 'halogénure de triphény, isopropyl phosphonium utilisé
pour effectuer la condensation peut être, par exemple, l'iodure ou le bromure de triphényl isopropyl phosphonium.
Un seul équivalent d'halogénure est nécessaire pour effectuer la réaction. ~'attaque du 4-oxo 2E-buténoate d'alcoyle a lieu au niveau de la double liaison. ~a fonction aldéhyde, bloquée sous forme de cétal, ne peut réagir avec le réactif phosphoré.
~ 'agent acide, utilisé pour hydrolyser la fonction cétal du composé III, peut être notamment l'acide acétique, l'acide sulfurique, l'acide perchlorique, l'acide paratoluène sulfonique, l'acide chlorhydrique. Cette hydrolyse est effectuée avantageuse-ment au sein d'un solvant organique, tel que le tétrahydrofuranne qui solubilise le composé de départ.

~09lZ50 Dans la formule des composés du procédé de l'invention, R représente notamment un radical méthyle, éthyle, propyle liné-aire ou ramifié, butyle linéaire ou ramifié, pentyle linéaire ou ramifié, hexyle linéaire ou ramifié et les radicaux R1 représen-tent notamment un radical méthyle, éthyle, propyle linéaire ou ramifié, butyle linéaire ou ramifié.
~ e procédé de l'invention peut notamment être miq en oeuvre dans les conditions quivantes:
On fait réagir, en présence de n-butyl lithium, le 4,4-diméthoxy 2E-buténoate de méthyle, ou le 4,4-diéthoxy 2E-buténoate de méthyle ou le 4,4-éthylènedioxy 2E-buténoate de méthyle avec l'iodure de triphényl isopropyl phosphonium, puis hydrolyse la fonction cétal du composé résultant par action de l'acide perchlorique.
~e procédé de l'invention présente un grand intérêt industriel. Il permet de réaliser en deux étapes la ~ynthèse totale d'esters d'alcoyle de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique au départ de compo~és facilement accessibles. Ces esters permettent d'obtenir ensuite facilement, par saponification, l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique qui est lui-même un composé trèq utile pour la synthèse actuelle des composés du type "pyréthrinoides", c'est-à-dire d'esters d'acides à structure cyclopropanique et à activité
insecticide. En effet, ces dernières années, on a vu naître, par réaction de Wittig sur la fonction aldéhyde libre de llacide

2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique, des esters pyréthrinoides à activité insecticide extrêmement variés et actifs.
(Voir, par exemple, les brevets français 1 595 780, 2 045 177, 2 140 794 et 2 185 612).
L'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carbo-xylique a été longtemps inaccessible industriellement avant d'être préparé par ozonolyse de l'acide dl-trans chrysanthémi~ue.

lO91ZSO
Pour accéder aux esters "pyréthrinoides" insecticides récents, on était donc jusqu'ici obligé de partir d'acide dl-trans chrysanthémique, produit élaboré et coûteux.
~e procédé de l'invention ouvre ainsi une nouvelle voie d'accès particulièrement intéxe~sante aux dérivés pyréthri-no~des insecticides.
Le 4,4-diméthoxy 2E-buténoate de méthyle peut être pré-paré par le procédé de C. ESCOBAR, An. Quim. 67, 43-57 (1971).
~es autres cétals du 4-oxo 2E-buténoate d'alcoyle peu-vent être préparés par des méthodes analogues ou bien par cétali-sation des 4-oxo 2E-buténoateæ d'alcoyle selon les procédés clàs-siques (alcools ou glycols en milieu acide).
Les 4-oxo 2E-buténoates d'alcoyle peuvent être obtenus selon le procédé décrit dan~ Bull.Soc. Chim. 1567 (1961).
~e procédé de l'in~ention permet d'obtenir, à titre de produits industriels nouveaux, le 4,4-diéthoxy 2E-buténoate de méthyle, le 4,4 éthylène dioxy 2E-buténoate de méthyle, le diéthyl cétal de l'ester méthylique de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique et le diéthylène cétal de l'ester méthylique de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique.
~es exemple~ suivants illustrent l'in~ention, sans tou-tefois la limiter.
Exemple 1 : Ester méthylique de l'acide ?~ 2-diméthyl 3RS-formyl c~clopropane lRS-carboxylique a) Diméth~l cetal de l'ester méthylique de l'acide 2,2-diméth~l 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique:
Dans 200 cm3 de tétrahydrofuranne, on introduit 11,23 g d'iodure de triphénylisopropyl phosphonium, refroidit à
0C, ajoute 15,5 cm3 de solution 1,75 N de n-butyllithium dans lihexane, amène à 20C, agite pendant 15 minutes à cette tempéra-ture, ajoute 3,52 g de 4,4-diméthoxy 2E-buténoate de méthyle en lO91ZSO
solution dans 10 cm3 de tétrahydrofuranne, agite pendant 2 heu-res, ajoute de l'eau, extrait à l'éther, lave les fractions éthérées par une solution saturée de chlorure de sodium, sèche, concentre à sec, rectifie et obtient 3,57 g de diméthyl cétal de l'ester méthylique de l'acide 2,2-diméthyl 3RS formyl cyclopro-pane lRS-carbo~ylique. Eb = 100-102C ~ous 25 mm de mercure.
b) Ester méth~lique de l'acide 2,2-diméth;yl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylig~ue:
A 2,02 g de diméthyl cétal obtenu au stade a), on ajoute à 0C, 110 cm3 de solution aqueuse 3N d'acide perchlorique et 25 cm3 de tétrahydrofuranne, agite pendant 1 heure, aJoute de la glace, extrait à l'éther, lave par une solution aqueuse de bicarbonate de sodium, lave à l'eau, sèche, concentre à sec et obtient 1,46 g d'ester méthylique de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique.
~ e 4,4-diméthoxy 2E-buténoate de méthyle utilisé au départ du stade a), peut être préparé de la manière suivante:
A 5,70 g de 4-oxo 2E-buténoate de méthyle, on ajoute 20 cm3 de méthanol, 0,25 g d'acide paratoluène sulfonique, 20 100 cm~ de benzène, 5 g de tamis moléculaire, porte au reflux, maintient le reflux pendant 18 heures, laisse pendant 48 heures à température ambiante, dilue le mélange réactionnel a ec de l'éther, le lave à l'eau, par une solution saturée de chlorure de sodium, le sèche, élimine les solvants par distillation sous pression réduite, rectifie sous 25 mm de mercure et obtient 5,22 g de 4,4-diméthoxy 2E-buténoate de méthyle brut (Eb = 92C sous 25 mm de mercure).
~ e produit contenant une faible quantité d'aldéhyde de départ, est remis en réaction pendant 4 heures dans des condi-30 tions analogues aux précédentes et après rectification, on obtient4,3 g de 4,4-diméthoxy 2E-buténoate de méthyle pur.
Ce composé est décrit dans la littérature (C. ESCOBAR.

An. Quim. 67, 43-57 (1~71).
Exemple 2 : Ester méthylique de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl ~yclopropane lRS-carboxylique a) Diéthyl cétal de l'ester méthylique de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique:
Dans 10 cm3 de tétrahydrofuranne, on introduit à 0C, 0,495 g d'iodure de triphényl isopropyl phosphonium, ajoute 0,7 cm3 de solution 1,5 N de n-butyllithium dans l'hexane, laisse remonter la température à 200, ajoute 0,188 g de 4,4-diéthoxy 2E-buténoate de méthyle en solution dans 2 cm3 de tétrahydrofu-ranne, agite pendant 30 minutes, ajoute de l'eau, extrait à
l'éther, sèche la solution organique, la concentre à sec, chroma-tographie le résidu sur gel de silice en éluant par un mélange d'éther et d'éther de pétrole (3-7) et obtient 0,114 g de diéthyl cétal de l'ester méthylique de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique.
b) Ester méth~lique de l'acide 2,2-diméth~l 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique:
_ En hydrolysant le diéthyl cétal obtenu au stade a) de l'exemple 2, de manière analogue à celle utilisée au stade b) de l'exemple 1, on obtient l'ester méthylique de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique.
~ e 4,4-diéthoxy 2E-buténoate de méthyle peut atre préparé de la manière suivante:
On mélange 1,14 g de 4-oxo 2E-buténoate de méthyle, 2,22 g d'orthoformiate d'éthyle, 0,025 g de chlorure d'am~onium, 2 cm3 d'éthanol, porte au reflux, maintient le reflux pendant 30 minutes, ajoute de l'éther au mélange réactionnel, le lave à
l'eau par une solution saturée de chlorure de 30dium, le sèche, concentre à sec par distillation sous pression réduite, rectifie et obtient 1,52 g de 4,4-diéthoxy 2E-buténoate de méthyle.

Eb = 110C 90U9 25 mm de mercure.

Exemple ~ : Ester méthylique de l'acide 2.2-diméthyl 3RS-formyl c.yclopropane lRS-carboxylique a) Diethylène cetal de l'ester méth~lique de l'acide 2,2-diméthyl ~RS-formyl cyclopro~ane lRS-carboxyli~ue:
Dans une solution de 0,475 g d'iodure de triphényl isopropyl phosphonium dans 10 cm3 de tétrahydrofuranne, on intro-duit à 0C, 0,7 cm3 de solution 1,75 N de n-butyllithium dans l'hexane, agite à 25 pendant 20 minutes, ajoute 0,15 g de 4,4-éthylène dioxy 2E-buténoate de méthyle en solution dan~ 2 cm3 de tétrahydrofuranne, agite pendant 2 heures, extrait à l'éther, sèche la solution éthérée, la concentre à sec, chromatographie le résidu sur gel de silice en éluant par un mélange d'éther et d'ether de pétrole (3-7), et obtient 0,150 g de diéthylène cétal de l'ester méthylique de l'acide 2,2 diméthyl 3RS-formyl cyclo-propane lRS-carboxylique.
b) Ester méthylique de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopro~ane lRS-carboxylique:
En hydrolysant le diéthylène cétal obtenu au stade a) de l'exemple 3 de manière analogue a celle utilisée au stade b) de l'exemple 1, on obtient l'ester méthylique de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane lRS-carboxylique.
Le 4,4-éthylène dioxy 2E-buténoate de méthyle peut être préparé de la manière suivante:
A 1,14 g de 4-oxo 2E-buténoate de méthyle, on ajoute

3,1 g d'éthylène glycol, 0,050 g d'acide paratoluène sulfonique, 20 cm~ de benzène et 1 g de tamis moléculaire, porte au reflux, maintient le reflux pendant 7 heures, refroidit, ajoute de l'éther au mélange réactionnel, lave à l'eau par une solution aqueuse saturée de chlorure de sodium? sèche, concentre à sec, rectifie et obtient 0,96 g de 4,4-éthylène dioxy 2E-buténoate de méthyle Eb = 122C 90US 25 mm de mercure.

Claims

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Procédé de préparation d'esters d'alcoyle de l'acide 2,2-diméthyl 3RS-formyl cyclopropane 1RS-carboxylique de formule:

(I) dans laquelle R représente un radical alcoyle comportant de 1 à
6 atomes de carbone, caractérisé en ce que l'on fait réagir, en présence d'une base forte, un acétal dérivé d'un 4-oxo 2E-buté-noate d'alcoyle de formule:

(II) dans laquelle R1 représente un radical alcoyle comportant de 1 à
4 atomes de carbone ou bien dans laquelle les deux radicaux R1 représentent ensemble un groupement -(CH2)n, n pouvant être égal à 2 ou à 3, X représente un atome d'oxygène ou de soufre, et R
possède la signification précitée, avec un halogénure de tri-phényl isopropyl phosphonium pour obtenir un composé de formule:

(III) dont on hydrolyse, en milieu acide, la fonction cétal pour obtenir un produit de formule I.

2.- Procédé de préparation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait réagir, en présence de n-butyl-lithium, le 4,4-diméthoxy 2E-buténoate de méthyle avec l'iodure de triphényl isopropyl phosphonium, puis hydrolyse la fonction cétal du composé résultant par action de l'acide perchlorique.

3. Procédé de préparation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait réagir, en présence de n-butyl-lithium, le 4,4-diéthoxy 2E-buténoate de méthyle avec l'iodure de triphényl isopropyl phosphonium, puis hydrolyse la fonction cétal du composé résultant par action de l'acide perchlorique.

4. Procédé de préparation selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait réagir, en présence de n-butyl-lithium, le 4,4-éthylène dioxy 2E-buténoate de méthyle avec l'iodure de triphényl isopropyl phosphonium, puis hydrolyse la fonction cétal du composé résultant par action de l'acide perchlo-rique.