JPH0717565B2

JPH0717565B2 - 光学活性な第一菊酸類のラセミ化方法

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Publication number: JPH0717565B2
Application number: JP62164802A
Authority: JP
Inventors: 剛夫鈴鴨; 庸治先砥; 正美深尾; 弘寿萩谷
Original assignee: 住友化学工業株式会社
Priority date: 1986-09-04
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1995-03-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: JPS646234A

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、Ｒは水素原子、炭素数１〜20のアルキル基、シ
クロアルキル基またはアラルキル基を表わし、＊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
化合物の存在下もしくは非存在下、臭化水素を作用させ
ることを特徴とする光学活性な第一菊酸類のラセミ化方
法に関するものである。

＜従来の技術・発明が解決しようとする問題点＞菊一菊酸は、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
この無効な（−）体を効率よくラセミ化し、上記の光学
分割の原料として供し得るようにすることは、特に工業
的規模での（＋）体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。

これ迄、第一菊酸類のラセミ化方法としては、（−）ト
ラス−第一菊酸のC₃の位のイソブテニル基を酸化してケ
トアルコール基に導いた後、C₁位のカルボン酸をエステ
ル化し、これをアルカリ金属アルコレートと溶媒の存在
下に加熱反応させる方法（特公昭89−15977号公報）、
あるいは（−）−トランス−第一菊酸を光増感剤の存在
下に紫外線を照射する方法（特公昭47−80697号公報）
が知られているが、前者は多くの反応工程を要するこ
と、また後者は反応率が劣るうえ光源の電力消費量が大
きく、また光源の寿命も比較的短いことなど工業的に実
施するには種々の問題点を有する。

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53−37858号公報、特開昭52−144
651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、臭化ホ
ウ素あるいは臭化アルミという特種な触媒を、それ単独
もしくは過酸化物の存在下で作用させることによるラセ
ミ化方法（特開昭60−174744,61−5045,61−5046,61−5
047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、一
般式（Ｉ）で示される光学活性な第一菊酸類に対して、
臭化水素を作用させることにより、意外にもラセミ化が
進行することを見出すとともに、臭化水素を過酸化物も
しくはアゾ化合物の存在下に作用させることにより一層
効率良く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。

＜問題点を解決するため手段＞すなわち本発明は一般式（Ｉ）（式中、Ｒは水素原子、炭素数１〜20のアルキル基、シ
クロアルキル基またはアラルキル基を表わし、＊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
化合物の存在下もしくは非存在下、臭化水素を作用させ
ることを特徴とする光学活性な第一菊酸類の工業的に極
めて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いて詳細に説明する。

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。

本発明で使用される臭化水素はガス状であっても、溶媒
に溶解したものであっても良く、場合によっては臭化リ
チウム、臭化ナトリウム、臭化カリウムなどの臭化物と
硫酸等の酸を用いて反応系内で発生させたものであって
も良い。

その使用量は被処理第一菊酸類１モルに対し通常1/1000
〜1/4モルの範囲である。臭化水素の溶媒としてはラセ
ミ化反応を阻害しないものであれば良く、例えばカルボ
ン酸類、飽和炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化飽
和炭化水素、ハロゲン化芳香族炭化水素類などの有機溶
媒および水などを挙げることができる。

また過酸化物としては例えば、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、過酸化水素等が挙げられる。これらの中で好まし
くはハイドロパーオキサイド類、ジアシルパーオキサイ
ド類、パーオキシエステル類であり、より好ましくはハ
イドロパーオキサイド類である。

酢酸化物の使用量は臭化水素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。

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
ニトニル）、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
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。

またその使用量は前記臭化水素１モルに対して通常1/10
〜５モル、好ましくは1/4〜２モルの範囲である。

また、反応を行なうに際し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−30℃〜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）の範囲で任意であるが、
通常−20℃〜100℃の範囲である。

反応に要する時間は前記臭化水素および過酸化物あるい
は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〜10時間で充分その目的を達成することがで
きる。

本発明方法を実施するに際しては、通常、溶媒の存在下
に被処理第一菊酸類に臭化水素を加えれば良い。また過
酸化物またはアゾ化合物を用いる場合には、通常、溶媒
の存在下に被処理第一菊酸類と過酸化物あるいはアゾ化
合物とを混合し、次いでこれに前記臭化水素を加える
か、あるいは被処理第一菊酸類を溶媒に溶解し、次いで
これに過酸化物あるいはアゾ化合物を臭化水素と併注す
る操作により行なわれる。

また、臭素水素として、臭化水素酸水溶液を使用し、反
応溶媒として水と相溶性のない有機溶媒、例えば、芳香
族炭化水素等を用いる場合には、水への溶解度が大きく
かつ反応を阻害しない無機塩等を反応系中に存在させる
ことにより、目的反応をより円滑に進行させることがで
きる。かかる無機塩としては、例えば臭化リチウム、塩
化リチウム、臭化カルシウム、塩化カルシウム、臭化マ
グネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、五
酸化リン等が挙げられる。更に、臭化水素酸水溶液に水
と相溶性があり、臭化水素に不活性な有機溶媒、例えば
酢酸、ジオキサン等を混合することにより、一層円滑に
目的反応を進行させることができる。

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。

上記のようにして得られるラセミ化された第一菊酸類は
種々のピレスロイドアルコールとのエステル化反応によ
り殺虫性エステルに導くこともできる。

＜発明の効果＞かくして第一菊酸類のセラミ体が製造されるが、本発明
方法によれば、他の誘導体に導くことなしに、光学活性
第一菊酸そのもの、あるいはそのエステルのままでラセ
ミ化させることができることから極めて有利であり、さ
らに種々の光学分割法によって分離除去される菊酸類、
例えば光学分割剤を用いる物理化学的分割法により分離
される無効な（−）−第一菊酸、あるいは酵素等による
生化学的分割法において分離除去される（−）−第一菊
酸エステルなどを直接、効率よく有効利用することが可
能となる。

更に、本発明によれば工業原料としてより一般的で、し
かも水分等に対しても安定で取扱が容易な臭化水素を利
用できることなどから、殊に工業的な実施時において有
利になる。

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左旋性第一菊酸（（＋）−シス体;3.0％、（−）−シス
体;18.8％、（＋）−トランス体;10.2％、（−）−トラ
ンス体;68.0％からなる）25.0gをトルエン38mlに溶解
し、室温下撹拌しながらこれに25％臭化水素酢酸溶液3.
04gと、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド0.23gのトル
エン溶液を30分かけて併注した。

反応後、希塩酸を加えて撹拌、分液後、有機層を72gの1
0％カセイソーダ水溶液を加え抽出した。得られた水層
に希硫酸を加え酸性にした後トルエンで２回抽出した。
トルエン層を水洗した後、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24.0g
を得た。このものは赤外線吸収スペクトルより菊酸であ
ることを確認した。この一部をサンプリングし（＋）−
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;1.8％、（−）−シス体;2.4％、
（＋）−トランス体;46％−（−）−トランス体;49.8％
であった。

実施例２実施例１で用いた第一菊酸25.0gをトルエン38mlに溶解
し、臭化リチウム3.0gを懸濁させた。20℃で撹拌しなが
らｔ−ブチルハイドロパーオキサイド0.44gのトルエン
溶液と48％臭化水素酸水溶液2.23gを30分間で滴下し
た。

反応後実施例１と同様の処理を行ない24.0gの第一菊酸
を得た。光学異性体比率は（＋）−シス体2.0％、
（−）−シス体2.0％、（＋）−トランス体47.1％、
（＋）−トランス体48.9％であった。

実施例３実施例１で用いた第一菊酸25.0gをトルエン38mlに溶解
し、塩化カルシウム3.0gを懸濁させた。20℃で撹拌しな
がらｔ−ブチルハイドロパーオキサイド0.38gのトルエ
ン溶液と臭化水素酸水溶液−酢酸（組成HBr38.4％酢酸2
0％、水41.6％）溶液2.51gを30分間で滴下した。

反応後、実施例１と同様の処理を行ない24.0gの第一菊
酸を得た。光学異性体比率は（＋）−シス体2.4％、
（−）−シス体2.4％、（＋）−トランス体45.2％、
（−）−トランス体50.0％であった。

実施例４実施例１で用いたのと同じ左旋性第一菊酸25gをトルエ
ン38mlに溶解し、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド0.
69gを加え室温下撹拌しながら、この溶液中に臭化水素
ガス1.5gを30分で吹込んだ。

以後、実施例１と同様な操作を行い23.6gの第一菊酸を
得た。光学活性体比は（＋）−シス体;3.5％、（−）−
シス体:3.3％、（＋）−トランス体44.0％、（−）−ト
ランス体:49.2％であった。

実施例５実施例１で用いたのと同じ左旋性第一菊酸1.04gをトル
エン5mlに溶解し、過酸化ベンゾイル131mgを加え、80℃
で撹拌しながら臭化水素の25％酢酸溶液430mgを３分で
滴下した。

以後実施例１と同様の操作を行ない940mgの第一菊酸を
得た。

光学異性体比は（＋）−シス体:4.7％、（−）−シス
体:4.2％、（＋）−トランス体:40.9％、（−）−トラ
ンス体:50.3％であった。

実施例６実施例１で用いたのと同じ左旋性第一菊酸2.00gをジオ
キサン20mlに溶解し、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイ
ド110mgを加えた後、室温で撹拌しながらこれに48％臭
化水素酸水溶液300mgを滴下した。

以後、実施例１と同様の操作を行ない1.70gの第一菊酸
を得た。

光学異性体比は（＋）−シス体:2.3％、（−）シス体:
2.4％、（＋）−トランス体:44.7％、（−）−トランス
体50.7％であった。

実施例７左旋性菊酸エチル（（＋）−シス体:2.5％、（−）−シ
ス体;14.8％、（＋）−トランス体;11.9％、（−）−ト
ランス体;70.9％）2.23gをジオキサン20mlに溶解し、ア
ゾビスイソブチロニトリル95mgを加え、80℃で撹拌しな
がら25％臭化水素酢酸溶液370mgのベンゼン溶液を30分
で滴下した。

反応後２％水酸化ナトリウム水溶液を加えて中和した
後、減圧下に溶媒を留去し、次で残留物にヘキサン、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2.06g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
により光学異性体比を求めたところ（＋）シス体:3.0
％、（−）シス体:3.1％、（＋）トランス体:46.3％、
（−）トランス体:47.6％であった。

実施例８実施例７で用いたのと同じ左旋性菊酸エチル2.50gをジ
オキサン10mlに溶解し、ｔ−ブチルハイドロパーオキサ
イド115mgを加え、室温下撹拌しながら25％臭化水素酢
酸溶液410mgを加えた。以後実施例７と同様な操作を行
ない、2.25gの菊酸エチルを得た。

光学異性体比は（＋）シス体:2.5％、（−）シス体2.5
％、（＋）トランス体:47.1％、（−）トランス体:47.9
％であった。

実施例９実施例１で用いたのと同じ左旋性第一菊酸2.84gとアゾ
ビスイソブチロニトリル0.14gをベンゼン25mlに溶解
し、70℃で25％臭化水素酢酸溶液0.55gを滴下し、30分
間反応させた。

ガスクロマトグラフィーにより求めた光学異性体比は
（＋）−シス体3.8％（−）−シス体3.8％（＋）−トラ
ンス体45.3％（−）トランス体:47.1％であった。

実施例10 実施例１で用いたと同じ左旋性第一菊酸10gをトルエン1
00gに溶解した。これに20℃で25％臭化水素酢酸溶液4.8
2gを加え１時間撹拌した。

光学異性体比は（＋）−シス体2.7％、（−）−シス体
3.6％（＋）−トランス体46.9％、（−）−トランス体4
6.8％であった。

実施例11 実施例７で用いたと同じ左旋性菊酸エチル320mgをトル
エン4mlに溶解した。これに20℃で25％臭化水素酢酸溶
液52mgを加え30分撹拌した。

光学異性体比は（＋）−シス体3.6％、（−）−シス体
3.6％、（＋）−トランス体33.0％、（−）−トランス
体59.8％であった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 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

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（式中、Ｒは水素原子、炭素数１〜20のアルキル基、シ
クロアルキル基またはアラルキル基を表わし、＊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
化合物の存在下もしくは非存在下、臭化水素を作用させ
ることを特徴とする光学活性な第一菊酸類のラセミ化方
法。