CH648821A5

CH648821A5 - Procedes de preparation de derives cyclopropaniques tetra-substitues.

Info

Publication number: CH648821A5
Application number: CH2098/81A
Authority: CH
Inventors: Jacques Martel; Jean Tessier; Jean-Pierre Demoute
Original assignee: Roussel Uclaf
Priority date: 1980-03-28
Filing date: 1981-03-27
Publication date: 1985-04-15
Also published as: FR2479192B1; CH651545A5; JPS572238A; HU187822B; GB2075497A; IT1170845B; NL8101526A; GB2075497B; FR2479192A1; IT8148116A0; DE3112265A1; US4401601A; DE3112265C2; US4501704A

Description

La présente invention concerne des procédés de préparation de 45 dérivés cyclopropaniques tétrasubstitués.

L'invention a plus précisément pour objet des procédés de préparation des dérivés cyclopropaniques tétrasubstitués de formule générale:

h H

(i)

55

formé intermédiairement, on place ledit composé (IV) en présence d'une base forte, à basse température, au sein d'un solvant polaire et on obtient, après réchauffage du mélange réactionnel, le composé de formule (IA).

2. Procédé de préparation des dérivés cyclopropaniques tétrasubstitués de formule générale:

dans laquelle X représente un groupement — CN ou — C—OR'

H.

ço£E

R' étant un atome d'hydrogène ou un radical alcoyle comportant 60 de 1 à 6 atomes de carbone,

— soit Ri, R2, R3 et R4, identiques ou différents, représentent un radical alcoyle, linéaire ou ramifié, comportant de 1 à 4 atomes de carbone,

— soit R, et R2 ou R3 et R4 représentent ensemble, avec

65 l'atome de carbone auquel ils sont liés, un homocycle carboné comportant de 3 à 6 atomes de carbone, les deux substituants qui ne forment pas un cycle conservant la valeur précitée,

— soit R! et R2, d'une part, et R3 et R4, d'autre part, représen

3

648 821

tent ensemble, avec l'atome de carbone auquel ils sont liés, un homocycle carboné comportant de 3 à 6 atomes de carbone.

Selon l'invention, on met en réaction à basse température une sulfone de formule:

Z-S02-CH (III)

dans laquelle Z représente un reste aromatique et R! et R2 conservent les significations précitées, avec une base forte au sein d'un solvant polaire, on fait réagir, à basse température, ce milieu réactionnel avec un composé de formule:

R3 /Y

■ ( c' (II)

R4 H 0

dans laquelle Y représente un groupement — CN ou — C—OR R représentant un radical alcoyle comportant de 1 à 6 atomes de carbone et R3 et R4 ont les significations précitées, pour obtenir un composé de formule:

SO.

formé intermédiairement, on place ledit composé (IV) en présence d'une base forte, à basse température, au sein d'un solvant polaire et on obtient, après réchauffage du mélange réactionnel, le composé de formule: • r1 r2

(Ia)

R4/ X

dans laquelle Rj, R2, R3, R4 et Y conservent les significations précitées et on hydrolyse, si désiré, le composé de formule (IA) en pré

sence d'un agent basique pour obtenir le composé de formule:

dans laquelle Rj, R2, R3 et R4 conservent les significations précitées.

Dans la formule (I), lorsque Y représente un groupement -C-OR

dans lequel R représente un radical alcoyle, R représente un radical méthyle, éthyle, propyle linéaire ou ramifié ou butyle linéaire ou ramifié, pentyle linéaire ou ramifié, hexyle linéaire ou ramifié, et soit R,, R2, R3 et R4, identiques ou différents, représentent un radical méthyle, éthyle, propyle linéaire ou ramifié ou butyle linéaire ou ramifié, soit R, et R2 ou R3 et R4 représentent ensemble, avec l'atome de carbone auquel ils sont liés, un cyclopropyle, un cyclobu-

tyle, un cyclopentyle ou un cyclohexyle, les deux substituants qui ne forment pas un cycle conservant les valeurs précitées, soit R, et R2, d'une part, et R3 et R4, d'autre part, représentent ensemble, avec l'atome de carbone auquel ils sont liés, un cyclopropyle, un cyclo-butyle, un cyclopentyle ou un cyclohexyle.

Le substituant Z de la sulfone de formule (III) est plus particulièrement un radical phényle, tolyle ou xylyle.

Dans la formule (II), lorsque Y représente un groupement -C-OR'

R' peut représenter un radical méthyle, éthyle, propyle linéaire ou ramifié, butyle linéaire ou ramifié, pentyle linéaire ou ramifié ou hexyle linéaire ou ramifié. ^

L'invention a notamment pour objet un procédé de préparation des composés de formule générale (I) tel que défini précédemment, caractérisé en ce que l'on n'effectue pas l'isolement du composé (IV) formé intermédiairement.

L'invention a aussi notamment pour objet un procédé de préparation des composés de formule générale (I) tel que défini précédemment, caractérisé en ce que l'on utilise au départ des composés de formules (II) et (III) dans lesquels les substituants Ri, R2, R3 et R4 sont des radicaux méthyles.

Dans des conditions préférées, le procédé de l'invention est mis en œuvre comme suit:

— la basse température à laquelle on met en réaction la sulfone de formule (III) et à laquelle on fait réagir le milieu réactionnel avec le composé de formule (II) est comprise entre —90 et 0°C,

— le solvant polaire au sein duquel on effectue les réactions ci-dessus est choisi dans le groupe constitué par le diméthylsulfoxyde, le diméthoxyéthane, le diméthylformamide, le tétrahydrofuranne, l'hexaméthylphosphorotriamide, les hydrocarbures aromatiques monocycliques, les cycloalcanes et les mélanges de ces solvants,

— la base forte avec laquelle on fait réagir le composé (III) est choisie dans le groupe constitué par les alcoolates alcalins, les hydru-res alcalins, les amidures alcalins, les aryllithiens et les alcoyllithiens,

— on place le composé (IV) en présence d'une base forte choisie dans le groupe constitué par les alcoolates alcalins, les hydrures alcalins, les amidures alcalins, les aryllithiens et les alcoyllithiens, à une température comprise entre —90 et 0°C, dans un solvant polaire choisi dans le groupe constitué par les solvants et mélanges de solvants énumérés ci-dessus,

— l'agent basique en présence duquel on hydrolyse le composé de formule (IA) est un hydroxyde alcalin,

— l'hydrolyse du composé de formule (IA) est effectuée au sein d'un solvant miscible à l'eau et notamment un alcanol.

Le procédé de l'invention présente l'avantage de permettre d'obtenir, à partir de réactifs facilement accessibles, en très peu d'étapes, les dérivés cyclopropanecarboxyliques tétrasubstitués, notamment les acides tétraméthylcyclopropanecarboxyliques ou leurs esters d'alcoyles inférieurs, servant à préparer des esters insecticides actifs. Parmi ceux-ci, citons par exemple le 2,2,3,3-tétraméthylcyclopro-panecarboxylate de 3-allyl 2-méthyl 4-oxo 2-cyclopentényle ou le 2,2,3-triméthyl 3-éthylcyclopropanecarboxylate de 3-allyl 2-méthyl 4-oxo 2-cyclopentényle.

L'étape initiale de la synthèse présente, de plus, un caractère particulièrement inattendu. En effet, il est bien connu de l'homme de métier que l'addition d'un acrylate (II) fortement encombré (radicaux R3 et R4) et d'une sulfone (III) également encombrée (radicaux R! et R2) est fort difficile à réaliser.

Contrairement à ce que l'on pouvait craindre à priori, les réactions (II) et (III) s'effectuent avec un rendement satisfaisant.

Les exemples suivants illustrent l'invention.

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Exemple I:

Acide 2,2,3,3-tétraméthylcyclopropanecarboxylique

Stade A: 4-Paratolylsulfonyl-4,3,3-triméthylpentanoate de méthyle.

On mélange 1,737 g de p-tolylisopropylsulfone et 5 cm3 de tétra-hydrofuranne, refroidit à — 30/—40° C sous agitation et sous atmosphère inerte et ajoute 5 cm3 d'une solution cyclohexanique 1,75M de butyllithium et 3 cm3 d'hexaméthylphosphotriamide anhydre. Après 15 min d'agitation à — 30/—40° C, on introduit en 10 min ce mélange sur une solution, à — 60/—70° C, de 1 g de diméthylacrylate de méthyle dans 5 cm3 de tétrahydrofuranne, puis agite et maintient cette température pendant 30 min. On verse le mélange sur une solution aqueuse, glacée, saturée de phosphate monosodique, extrait au benzène, sèche, concentre à sec sous pression réduite et obtient 2,81 g de produit brut. On le Chromatographie sur silice en éluant par un mélange éther de pétrole (éb.: 40-70°C) et éther éthylique (1/1) et récupère 1,5 g de produit (F = 90° C) que l'on recristallise dans l'éther isopropylique pour isoler 1,125 g de produit pur (F = 90-92° C).

Spectre RMN (CDC13)

Pics à 1,27 et 1,36 ppm attribués aux hydrogènes des méthyles en positions 3 et 4.

Pic à 2,88 ppm attribué aux hydrogènes en position 2.

Pic à 3,7 ppm attribué aux hydrogènes du méthyle (ester).

Pics de 7,27 à 7,85 ppm attribués aux hydrogènes aromatiques.

Stade B: 2,2,3,3-Tétraméthylcyclopropanecarboxylate de méthyle.

On mélange 0,58 cm3 de diisopropylamine et 2 cm3 de tétrahydrofuranne, refroidit à — 30/—40° C, ajoute 2,11 cm3 d'une solution cyclohexanique, 1,75M de butyllithium. Après 15 min de contact, on refroidit à — 60/—70° C et introduit en 10 min 1,048 g du produit obtenu au stade A dans 4 cm3 de tétrahydrofuranne et agite encore 10 min à cette température. On laisse la température du milieu revenir à + 20/25° C. Après 1 h de contact, on verse le milieu réactionnel sur une solution aqueuse, glacée, saturée de phosphate monosodique, extrait au n-pentanè, sèche, concentre à sec sous pression réduite et obtient 0,749 g de produit brut. On le purifie par Chromatographie sur silice, en éluant par un mélange éther de pétro-le/éther éthylique (7/3) et récupère 0,293 g d'huile incolore (éb. : 78° C sous 32 mmHg).

Spectre RMN (CDC\3)

Pics à 1,18 et 1,25 ppm attribués aux hydrogènes des méthyles fixés sur le cyclopropane.

Pic à 3,62 attribué aux hydrogènes de l'ester méthylique.

Stade C: Acide 2,2,3,3-tétramêthylcyclopropanecarboxylique.

On porte au reflux pendant 24 h, sous agitation vigoureuse, 4,535 g de produit obtenu au stade B dans 55 cm3 de méthanol et 25 cm3 de soude N. A température ambiante, on extrait le milieu réactionnel basique au chlorure de méthylène pour éliminer les impuretés, puis acidifie la phase aqueuse à pH 1 avec de l'acide chlor-hydrique concentré. On extrait au chlorure de méthylène, sèche, concentre à sec sous pression réduite et obtient 4,13 g d'acide brut que l'on recristallise dans l'éther isopropylique pour obtenir 3,72 g de produit pur (F = 122°C).

Spectre RMN(CDC\3)

Pics à 1,18 et 1,25 ppm attribués aux hydrogènes des méthyles. Exemple II:

Acide 2,2,3,3-têtraméthylcyclopropanecarboxylique

Stade A: 4-Paratolylsulfonyl-4,3,3-trimêthylpentanenitrile.

On mélange 1,05 cm3 de diisopropylamine et 4 cm3 de tétrahydrofuranne, refroidit à —30/—40°C, puis introduit 3,81 cm3 d'une solution 1,75M de butyllithium dans le cyclohexane. On agite pendant 10 min, refroidit à —60/—70° C et ajoute 1,22 g de p-tolyliso-propylsulfone. Après 15 min de contact, le mélange réactionnel est versé, sous atmosphère inerte, en 10 min dans une solution, à —60/—70° C, de 0,5 g de diméthylacrylonitrile dans 4 cm3 de tétrahydrofuranne. On agite pendant 30 min en maintenant la température à — 60/—70° C, puis verse le mélange sur une solution aqueuse saturée de phosphate monosodique. On extrait au benzène, sèche, concentre à sec sous pression réduite, recristallise le résidu dans l'éther isopropylique et isole 0,740 g de produit (F = 126°C).

Spectre RMN (CDC13)

Pics à 1,23 et 1,38 ppm attribués aux hydrogènes des méthyles en positions 3 et 4.

Pic à 3,0 ppm attribué aux hydrogènes en position 2.

Pic à 2,42 ppm attribué aux hydrogènes du méthyle du tolyle.

Pics de 7,28 à 7,83 ppm attribués aux hydrogènes aromatiques.

Spectre UV (éthanol)

Max. à 228 nm E! = 517.

Stade B: 2,2,3,3-Tétraméthylcyclopropanecarbonitrile.

On mélange 2,49 cm3 de diisopropylamine et 5 cm3 de tétrahydrofuranne, agite à —30/—40°C sous atmosphère inerte et ajoute 9,15 cm3 d'une solution cyclohexanique 1,75M de butyllithium. Après 10 min de contact, on refroidit à —60/—70°C et introduit en 5 min 4,068 g de 4-paratolylsulfonyl 4,3,3-triméthylpentanenitrile dans 15 cm3 de tétrahydrofuranne. On agite 10 min à — 60/—70° C, puis laisse la température revenir à + 20/25° C et agite pendant 1 h. On verse le mélange réactionnel sur une solution aqueuse, glacée, saturée de phosphate monosodique, extrait au n-pentane, sèche et concentre à sec sous pression réduite, purifie le produit par distillation sous pression réduite et recueille 1,064 g de produit pur (éb. 12-14 mmHg = 58-60°C; F = +17°C).

Spectre RMN (CDC13)

Pics à 1,19 et 1,25 ppm attribués aux hydrogènes des méthyles.

Pic à 0,94 ppm attribué à l'hydrogène en position 1.

Stade C: Acide 2,2,3,3-tétraméthylcyclopropanecarboxylique.

On porte au reflux 577 mg de produit obtenu au stade B dans 100 cm3 d'une solution aqueuse de soude 5N et 20 cm3 de méthanol pendant 144 h. Après refroidissement, on élimine les impuretés par une extraction au chlorure de méthylène, acidifie la phase aqueuse avec de l'acide chlorhydrique concentré jusqu'à pH 1, extrait au chlorure de méthylène, sèche, évapore le solvant sous pression réduite et obtient 500 mg de produit (F = 120°C).

5

10

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20

25

30

35

*

40

45

50

55

r

Claims

648 821

1. Procédé de préparation des dérivés cyclopropaniques tétra-substitués de formule générale:

El H

(ia)

dans laquelle Y représente un groupement — CN ou

-C-II

o

OR

R représentant un radical alcoyle comportant de 1 à 6 atomes de 15 carbone,

— soit Rj, R2, R3 et R4, identiques ou différents, représentent un radical alcoyle, linéaire ou ramifié, comportant de 1 à 4 atomes de carbone,

— soit Rj et R2 ou R3 et R4 représentent ensemble, avec 20 l'atome de carbone auquel ils sont liés, un homocycle carboné comportant de 3 à 6 atomes de carbone, les deux substituants qui ne forment pas un cycle conservant la valeur précitée,

— soit R! et R2, d'une part, et R3 et R4, d'autre part, représentent ensemble, avec l'atome de carbone auquel ils sont liés, un ho- 25 mocycle carboné comportant de 3 à 6 atomes de carbone, caractérisé en ce que l'on met en réaction à basse température une sulfone de formule:

/Rl

Z-S02-CH (III)30

^R,

formule dans laquelle Z représente un reste aromatique et R! et R2 conservent les significations précitées, avec une base forte au sein d'un solvant polaire, on fait réagir, à basse température, ce milieu réactionnel avec un composé de formule:

35

r3

r.

c = c

(ii)'

dans laquelle Rj, R2, R3 et R4 conservent les significations précitées, caractérisé en ce que l'on prépare par le procédé selon la revendication 1 un composé de formule (IA) et hydrolyse ledit composé en présence d'un agent basique.

2

REVENDICATIONS

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on n'effectue pas l'isolement du composé (IV) formé inter-médiairement.

4. Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'on utilise des composés de formule (II) et (III) dans lesquels les substituants Rx, R2, R3 et R4 sont des radicaux méthyles.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la basse température à laquelle on met en réaction la sulfone de formule (III) et à laquelle on fait réagir le milieu réactionnel avec le composé de formule (II) est comprise entre —90 et 0°C.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le solvant polaire au sein duquel on fait réagir le composé de formule (II) et le composé de formule (III) est choisi dans le groupe constitué par le diméthylsulfoxyde, le diméthoxyéthane, le diméthyl-formamide, le tétrahydrofuranne, rhexaméthylphosphorotriamide, les hydrocarbures aromatiques monocycliques, les cycloalcanes et les mélanges de ces solvants.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la base forte avec laquelle on fait réagir le composé (III) est choisie dans le groupe constitué par les alcoolates alcalins, les hydru-res alcalins, les amidures alcalins, les aryllithiens et les alcoyllithiens.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on place le composé (IV) en présence d'une base forte choisie dans le groupe constitué par les alcoolates alcalins, les hydrures alcalins, les amidures alcalins, les aryllithiens et les alcoyllithiens, à une température comprise entre —90 et 0°C, dans un solvant polaire, choisi dans le groupe constitué par les solvants et mélanges de solvants énumérés dans la revendication 6.

9. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'agent basique en présence duquel on hydrolyse le composé de formule (IA) est un hydroxyde alcalin et en ce que l'hydrolyse du composé de formule (IA) est effectuée au sein d'un solvant miscible à l'eau.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le solvant miscible à l'eau est un alcanol.

H

dans laquelle Y, R3 et R4 ont les significations précitées, pour obtenir le composé de formule:

(IV)