JPH0688935B2 - 光学活性第一菊酸類のラセミ化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は第一菊酸類のラセミ化方法に関し、さらに詳し
くは一般式（Ｉ） （式中、Ｘは水酸基、ハロゲン原子、炭素数１〜20のア
ルコキシ基、2,2−ジメチル−３−イソブテニルシクロ
プロパンカルボキシル基を表わし、＊は不斉炭素を表わ
す。） で示される光学活性な第一菊酸類に、過酸化物またはア
ゾ化合物の存在下、SH化合物を作用させることを特徴と
する光学活性第一菊酸類のラセミ化方法に関する。

＜従来の技術、発明が解決しようとする課題＞ 第一菊酸は、低毒速効性殺虫剤として有用なピレトリ
ン、アレスリン、フタルスリンなどのいわゆるピレスロ
イド系殺虫剤としてよく知られているエステル類の酸成
分を構成するものであり、前記一般式（Ｉ）で示される
第一菊酸類は、これらのピレスロイド系殺虫剤の原料と
して有用である。

前記一般式（Ｉ）で示される第一菊酸類にはシス、トラ
ンスの幾何異性体があり、またその各々に（＋）および
（−）の光学異性体があることから、合計４種の異性体
が存在する。一般に、これらの異性体の中、トランス体
から導びかれるピレスロイド系のエステル類は対応する
シス体から導びかれるピレスロイド系エステル類よりも
強い殺虫活性を示し、さらに（＋）体のエステル類が対
応する（−）体のエステル類よりも遥かに高い活性を示
すことが知られている。

第一菊酸は通常シス体、トランス体の混合したラセミ
体、即ち（±）体として製造され、これを光学活性な有
機塩基を用いて光学分割することにより（＋）体が得ら
れ、より高活性な殺虫性化合物の製造に使用されてい
る。ここで光学分割された残りの（−）体はそのピレス
ロイド系のエステルとしての活性が殆んどなく、従って
この有用性のない（−）体を効率よくラセミ化し、より
有効な（±）体に変換することは、特に工業的規模での
ピレスロイド系エステルの生産時においては大きな課題
となる。

しかしながら、前記のように、一般式（Ｉ）で示される
シクロプロパンカルボン酸類にはC₁位とC₃位に２個の不
斉炭素を有するため、そのラセミ化には種々の困難を伴
なう。

第一菊酸類のラセミ化方法として本発明者らは先に、光
学活性第一菊酸を酸ハライドとして、これにルイス酸を
触媒として作用させることによるラセミ化方法（特公昭
58−87858号公報、特開昭52−144651号公報）、光学活
性なシクロプロパンカルボン酸の無水物にヨウ素を作用
させることによるラセミ化方法（特開昭57−163341号公
報）、および第一菊酸に臭化アルミという特殊な触媒を
作用させることによるラセミ化方法（特開昭60−174744
号公報、特開昭61−5045号公報）を提案している。

本発明者らはその後さらに種々検討を重ねた結果、SH基
を有する化合物が一般式（Ｉ）で示される光学活性第一
菊酸類に対し、それ単独ではほとんどラセミ化作用を示
さないにもかかわらず、これを過酸化物またはアゾ化合
物と共用することにより意外にも極めて好都合に、ラセ
ミ化が進行することを見出し、これに種々の検討を加え
て、本発明を完成するに至った。

＜課題を解決するための手段＞ すなわち本発明の一般式（Ｉ） （式中、Ｘは水酸基、ハロゲン原子、炭素数１〜20のア
ルコキシ基、2,2−ジメチル−３−イソブテニルシクロ
プロパンカルボキシル基表わし、＊は不斉炭素を表わ
す。） で示される光学活性第一菊酸類に、過酸化物またはアゾ
化合物の存在下、SH化合物を作用させることを特徴とす
る光学活性第一菊酸類の工業的に優れたラセミ化方法を
提供するものである。

以下に本発明方法につてい詳細に説明する。

本発明の原料である一般式（Ｉ）で示される光学活性第
一菊酸類としては、例えば第一菊酸、第一菊酸クロリ
ド、第一菊酸ブロミド、第一菊酸メチル、第一菊酸エチ
ル、第一菊酸プロピル、第一菊酸ブチル、第一菊酸シク
ロヘキシル、第一菊酸シクロヘキシルメチル、第一菊酸
ベンジル、第一菊酸無水物等の光学活性体が挙げられ
る。

第一菊酸類にはそれぞれ４種の異性体が存在するが、そ
の中の１種単独、またはこれらの任意の割合の混合物を
用いることができ、また光学純度はどの程度のものでも
差しつかえないが、本発明の目的から考えて（−）体ま
たは（−）体に富むカルボン酸類を用いる時に、その意
義を発揮することは言うまでもない。

また本発明で用いられるSH化合物は−SH基を有するもの
であれば良く、チオール類、チオカルボン酸類、ジチオ
酸類等が通常用いられる。具体的化合物としては、例え
ばチオフェノール、ｏ−、ｍ−およびｐ−チオクレゾー
ル、ｏ−、ｍ−およびｐ−メトキシベンゼンチオール、
１−および２−ナフタレンチオール、チオカテコール、
チオレゾルシン、チオヒドロキノン、ジチオカテコー
ル、ジチオレゾルシン、ジチオヒドロキノン等の芳香族
チオール類、ベンジルメルカプタン等のアラルキルチオ
ール類、メタンチオール、エタンチオール、１−プロパ
ンチオール、２−プロパンチオール、ブタンチオール、
ペンタンチオール、ヘキサンチオール、ヘブタンチオー
ル、オクタチオール、ノナンチオール、デカンチオー
ル、ドデカンチオール、ジチオスリトール、ジチオエリ
スリトール、ブタンジチオール等のアルキルチオール
類、チオグリコール酸、チオサリチル酸、チオ乳酸、チ
オリンゴ酸等のチオールカルボン酸類、チオ酢酸、チオ
プロピオン酸、チオ酪酸、チオ安息香酸等のチオカルボ
ン酸類、ジチオ酢酸、ジチオプロピオン酸、ジチオ酪
酸、ジチオ安息香酸等のジチオ酸類が挙げられる。

好ましくは芳香族チオール類、チオールカルボン酸類、
チオカルボン酸類、ジチオ酸類であり、より好ましく
は、チオフェノール、チオクレゾール、チオサリチル
酸、チオ安息香酸等である。

SH化合物の使用量は被処理第一菊酸類１モルに対し第一
菊酸無水物の場合は通常1/500〜1/2モル、その他の第一
菊酸類の場合は通常1/1000〜1/4モルの範囲である。

アゾ化合物としては、例えばアゾビスイソブチロニトリ
ル、2,2′−アゾビス（2,4−ジメチルバレロニトリ
ル）、1,1′−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボ
ニトリル）、4,4′−アゾビス−４−シアノペンタノイ
ツクアシッド、２−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−４
−メトキシバレロニトリル、２−シアノ−２−プロピル
アゾホルムアミドなどのアゾニトリル類、アゾビスイソ
ブタノールジアセテート、アゾビスイソ酪酸メチル、ア
ゾビスイソ酪酸エチルなどのアゾエステル類、アゾ−ｔ
−ブタンなどのアルキルアゾ類等が挙げられる。好まし
くはアゾニトリル類、アゾエステル類が用いられる。

またその使用量はSH化合物１モルに対して通常1/20〜５
モル、好ましくは1/10〜２モルの範囲である。

また過酸化物としては例えば、過酸化水素、ｔ−ブチル
ハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチ
ルハイドロパーオキサイド、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン等のエーテル類の酸化によって生成するハイドロ
パーオキサイド、キュメンハイドロパーオキサイド、ジ
イソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイドなどのハ
イドロパーオキサイド類、ベンゾイルパーオキサイド、
ラウロイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイ
ド類、ｔ−ブチルパーベンゾエート、ｔ−ブチルパーア
セテート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、
ジシクロヘキシルパーオキシジカーボネートなどのパー
オキシエステル類、メチルエチルケトンパーオキサイ
ド、シクロヘキサノンパーオキサイドなどのケトンパー
オキサイド類、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミ
ルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド類、
過酢酸などの過酸類等が挙げられる。これらの中ではジ
アシルパーオキサイド類、パーオキシエステル類が好ま
しく用いられる。

過酸化物の使用量はSH化合物１モルに対して通常1/20〜
５モル、好ましくは1/10〜２モルの範囲である。

反応を行なうに際いては不活性溶媒を使用することが好
ましく、そのような溶媒としては飽和炭化水素、芳香族
炭化水素及びこれらのハロゲン化物、エーテル類などを
挙げることができる。

反応温度は−20℃〜当該第一菊酸類の沸点（溶媒を使用
する場合は用いる溶媒の沸点）の範囲であるが、通常40
℃〜100℃の範囲である。

反応に要する時間はSH化合物および過酸化物、アゾ化合
物の使用量や反応温度によっても変わり得るが通常数分
〜７時間で充分その目的を達成することができる。

尚、反応の進行度は反応液の一部をサンプリングして旋
光度を測定するかガスクロマトグラフィー等による分析
で求めることができる。

＜発明の効果＞ かくしてラセミ菊酸類が製造されるが、本発明によれ
ば、光学活性なカルボン酸、酸ハライド、エステル、無
水物いずれであっても、他の誘導体に導びくことなしに
そのままで対応するラセミ体に変換することができ、し
かも工業原料として一般的なSH化合物を利用できるの
で、殊に工業的な実施時において有利となる。

また、本発明方法において得られるラセミ体は、より有
効なトランス体に富み、この点においても本発明方法は
有利である。

＜実施例＞ 次に、実施例によって、本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明は何らこれらに限定されるものではない。

実施例１ （−）−シス第一菊酸1.0gとアゾビスイソブチロニトリ
ル48mgをトルエン5mlに溶解し、80℃で攪拌しながらチ
オフェノール55mgのトルエン溶液を滴下し、同温度で80
分攪拌を続けた。

反応後、希塩酸を加えて攪拌、分液後、有機層を5gの10
％カセイソーダ水溶液で２回抽出し、得られる水層を塩
酸酸性にしてトルエンで２回抽出した。トルエン層を水
洗し、硫酸ソーダで乾燥したのち減圧下に溶媒を留去
し、次で残留液を蒸留して沸点110〜119℃/2.5mmHgの留
分0.92gを得た。このものは赤外線吸収スペクトルより
菊酸であることが確認された。

該留出液の一部を（＋）−２−オクチルエステルに誘導
し、ガスクロマトグラフィーで光学異性体比率を測定し
たところ（＋）−シス体3.8％、（−）−シス体6.7％、
（＋）−トランス体44.7％、（−）−トランス体44.8％
であった。

実施例２ 左旋性第一菊酸（（＋）−シス体1.8％、（−）−シス
体17.6％、（＋）−トランス体10.1％、（−）−トラン
ス体70.5％からなる）1.0gと過安息香酸ｔ−ブチル0.11
gをトルエン5mlに溶解し、100℃で攪拌しながらチオフ
ェノール110mgのトルエン溶液を滴下し、同温で80分攪
拌を続けた。

反応後は実施例１と同様に処理して第一菊酸0.89gを得
た。

光学異性体比率は（＋）−シス体6.9％、（−）−シス
体7.0％、（＋）−トランス体41.5％、（−）−トラン
ス体44.6％であった。

実施例３ 100ml容のフラスコに窒素気流中で（＋）−シス体1.8
％、（−）−シス体18.3％、（＋）−トランス体11.1
％、（−）−トランス体68.8％からなる第一菊酸のエチ
ルエステル1.31gとアゾビスイソブチロニトリル82mgを
トルエン5mlに溶解し、80℃で攪拌しながらチオフェノ
ール110mgのトルエン溶液を滴下し、同温度で30分攪拌
を続けた。

反応後、２％水酸化ナトリウム水溶液を加え抽出を行
い、有機層を水洗した。得られた有機層を減圧下に濃縮
後蒸留し、沸点85〜88℃/10mmHgの留出液1.17gを得た。

このものは赤外線吸収スペクトルより第一菊酸のエチル
エステルであることが確認され、その一部を常法により
加水分解し得られたカルボン酸を（＋）−２−オクタノ
ールとのエステルに導いた後、ガスクロマトグラフィー
によりその光学異性体比率を求めたところ（＋）−シス
体4.3％、（−）−シス体4.4％、（＋）−トランス体4
4.9％、（−）−トランス体46.4％であった。

実施例４ 実施例３で用いたのと同じ菊酸エチル1.31gと過安息香
酸ｔ−ブチル0.12gをトルエン5mlに溶解し、90℃で攪拌
しながらチオフェノール110mgのトルエン溶液を滴下
し、同温度で30分攪拌した。

反応後、実施例３と同様の操作を行ない1.16gの第一菊
酸エチルエステルを得た。

光学異性体比は（＋）シス体6.1％、（−）−シス体6.2
％、（＋）−トランス体43.4％、（−）−トランス体4
4.3％であった。

実施例５ （−）−シス菊酸500mgとアゾビスイソブチロニトリル4
8mgをトルエン5mlに溶解した。80℃で攪拌しながらｐ−
チオクレゾール55mgのトルエン溶液を10分間で滴下し、
同温度で30分攪拌を続けた。

ガスクロマトグラフィーにより光学異性体分析を行なっ
た結果、（＋）−シス体4.3％、（−）−シス体6.9％、
（＋）−トランス体44.3％、（−）−トランス体44.5％
であった。

実施例６ （−）−シス菊酸500mgとアゾビスイソブチロニトリル4
8mgをトルエン5mlに溶解した。80℃で攪拌しながら１−
ブタンチオール40mgのトルエン溶液を10分間で滴下し、
同温度で30分攪拌を続けた。

ガスクロマトグラフィーにより光学異性体分析を行なっ
た結果（＋）−シス体3.4、（−）−シス体45.0％、
（＋）−トランス体25.7％、（−）−トランス体25.9％
であった。

実施例７ （＋）−シス体1.8％、（−）−シス体18.3％、（＋）
−トランス体11.1％、（−）−トランス体68.8％からな
る第一菊酸クロリド1.24gとアゾビスイソブチロニトリ
ル82mgをトルエン5.0mlに溶解し80℃で攪拌しながらチ
オフェノール100mgのトルエン溶液を滴下し、同温度で3
0分攪拌を続けた。ガスクロマトグラフィーにより光学
異性体分析を行なった結果（＋）−シス体5.6％、
（−）−シス体5.8％、（＋）−トランス体42.5％、
（−）−トランス体46.1％であった。

実施例８ 50ml容のフラスコに窒素気流中で実施例２で用いたと同
じ左旋性第一菊酸2.0gとアゾビスイソブチロニトリル0.
2gをベンゼン10mlに溶解し、75〜80℃で攪拌しながらチ
オ安息香酸0.25gのベンゼン溶液を滴下し、同温度で２
時間攪拌を続けた。

反応後、実施例２と同様にして処理し、第一菊酸1.74g
を得た。

このものの光学異性体比率は（＋）−シス体3.4％、
（−）−シス体3.7％、（＋）−トランス44.6％、
（−）−トランス体48.3％であった。

実施例９ 50ml容のフラスコに窒素気流中で実施例２で用いたと同
じ左旋性第一菊酸2.0gと過安息香酸tert−ブチルエステ
ル0.46gをベンゼン10mlに溶解し、75〜80℃で攪拌しな
がらチオ酢酸0.14gのベンゼン溶液を滴下し、同温度で
２時間攪拌を続けた。

反応後、ガスクロマトグラフィーにより光学異性体分析
を行った結果、（＋）−シス体3.2％、（−）−シス体
4.1％、（＋）−トランス体42.5％、（−）−トランス
体50.2％であった。

実施例10 50ml容のフラスコに窒素気流中で（＋）−シス体0.6
％、（−）−シス体18.3％、（＋）−トランス体2.7
％、（−）−トランス体78.4％からなる第一菊酸メチル
エステル2.0gとアゾビスイソブチロニトリル0.18gをベ
ンゼン10mlに溶解し、75〜80℃で攪拌しながらチオ安息
香酸0.23gのベンゼン溶液を滴下し同温度で１時間攪拌
を続けた。

反応後、実施例３と同様の操作を行ない1.62gの第一菊
酸メチルエステルを得た。

このものの光学異性体比率は（＋）−シス体4.3％、
（−）−シス体4.3％、（＋）−トランス体42.7％、
（−）−トランス体48.7％であった。

実施例11 50ml容のフラスコに窒素気流中で実施例２で容いた左旋
性第一菊酸2.0gとチオサリチル酸0.28gをベンゼンに溶
解し、60℃で攪拌しながらラウロイルパーオキサイド0.
47gのベンゼン溶液を滴下し、同温度で２時間攪拌を続
けた。

反応後、ガスクロマトグラフィーにより光学異性体分析
を行った結果、（＋）−シス体3.5％、（−）−シス体
3.4％、（＋）−トランス体44.6％、（−）−トランス
体48.5％であった。

実施例12 50ml容のフラスコに窒素気流下、（＋）−シス体1.8
％、（−）−シス体17.6％、（＋）−トランス体10.1
％、（−）−トランス体70.5％からなる第一菊酸無水物
2g、トルエン20gおよびアゾビスイソブチロニトリル0.2
1gを入れ、80℃で攪拌しながらチオフェノール0.21gを
含むトルエン溶液0.95mlを滴下した。

同温度で２時間攪拌した後、反応液の一部をサンプリン
グし、加水分解後（＋）−２−オクタノールとのエステ
ルに誘導し第一菊酸の光学異性体比率を求めたところ、
（＋）−シス体4.5％、（−）−シス体4.1％、（＋）−
トランス体44.7％、（−）−トランス体46.7％であっ
た。

また反応液中の第一菊酸無水物の含量をガスクロマトグ
ラフィーで求めたところ1.78gであった。

実施例13 実施例12において、チオフェノールの代りにチオ安息香
酸0.26gを用いる以外は実施例12と同様に行った。

光学異性体比率は（＋）−シス体3.7％、（−）−シス
体4.1％、（＋）−トランス体42.6％、（−）−トラン
ス体49.6％であった。

実施例14 実施例12において、トルエンの代りにジオキサン20g、
アゾビスイソブチロニトリルの代りにベンゾイルパーオ
キサイド0.32g、チオフェノールのトルエン溶液の代り
にチオ安息香酸0.26gを含むトルエン溶液0.95mlを用
い、90℃で１時間反応させる以外は実施例12と同様に行
った。

光学異性体比率は（＋）−シス体3.5％、（−）−シス
体4.0％、（＋）−トランス体44.1％、（−）−トラン
ス体48.4％であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０７Ｂ 55/00 Ａ 7419−4Ｈ 61/00 ３００

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般式 （式中、Ｘは水酸基、ハロゲン原子、炭素数１〜20のア
   ルコキシ基、2,2−ジメチル−３−イソブテニルシクロ
   プロパンカルボキシル基を表わし、＊は不斉炭素を表わ
   す。） で示される光学活性第一菊酸類に、過酸化物またはアゾ
   化合物の存在下、SH化合物を作用させることを特徴とす
   る光学活性第一菊酸類のラセミ化方法。