LU83646A1

LU83646A1 - Procede de preparation de derives d'acides cyclopropane carboxyliques porteurs d'une fonction aldehyde

Info

Publication number: LU83646A1
Application number: LU83646A
Authority: LU
Inventors: Jacques Martel; Jean Tessier; Jean P Demoute
Original assignee: Roussel Uclaf
Priority date: 1980-09-24
Filing date: 1981-09-23
Publication date: 1982-04-14
Also published as: IT8149353A0; JPS5782342A; ATA407081A; FR2490633A1; SE8105103L; FR2490633B1; CH650770A5; IT1171552B; JPH0676351B2; SE446975B; AT375333B; GB2084151A; DE3138063C2; US4642372A; CA1181412A; DE3138063A1; BE890463A; NL8104383A; HU191602B; GB2084151B

Description

Μη· ι l Μί|ν*> %

MEMOIRE DESCRIPTIF

Inventeurs : déposé à l'appui d'une demande

Jacques MtVRTF.Ii, Λ_

Jean TESSIER,

Joan-Picrre nnr.ouTE. brevet d'invention au

GRAND DUCHE DE LUXEMBOURG

" Conv. Int. Priorité d’une demande de brevet dépo- Procédé de préparation de dérivés née en France le 24 septembre 1980 sous d'acides cyclopropane carboxyliques le fï* 80-20476. porteurs d'une fonction aldéhyde.

Société Anonyme dite : ROUSSEL-UCLAF

La présente invention concerne un procédé de préparation de dérivés d’acides cyclopropane carboxyliques porteurs d'une fonction aldéhyde.

L'invention a pour objet un procédé de préparation des composés de formule (I) î ‘s/3 >A * formule dans laquelle Z représente le groupe -CN, le groupe ï -COgH, ou le groupe -COgR^, R-j étant un radical alcoyle comportant de 1 à 6 atomes de carbone, R2 et R^ représentent un * radical alcoyle linéaire ou ramifié comportant de 1 à 4 atomes de carbone, ou bien R2 et représentent ensemble avec l'atome de carbone auquel ils sont liés, un homocycle carboné comportant de 3 à 6 atomes de carbone, caractérisé en ce que l'on fait réagir en présence d'une base forte, à basse température, au sein d'un solvant, un composé de formule générale (II) : / (

V

i »- i- 2

RV

pCH-CH=CH-Z (II) RQr formule dans laquelle Z conserve la signification précitée et R représente un radical alcoyle comportant de 1 à 6 atomes de carbone ou bien les deux radicaux R représentent ensemble une chaîne polyméthylène comportant 2 ou 3 atomes de carbone, avec une sulfone de formule générale (III);

Y

Of S—iO (III) ’r formule dans laquelle Rg et R^ conservent les significations précitées et Y représente un reste aromatique, pour obtenir après traitement aqueux le composé de formule générale (IV) :

5F

: 0«-S->0

Rz-C-Rj (IV)

H-C-CH2—Z

' Λ

I I

R R

formule dans laquelle R, Rg, R^> Y et Z conservent les significations précitées, traite le composé -de for mule (IV), à basse température, au sein d’un solvant, par une base forte en laissant remonter la température du mélange réactionnel, pour obtenir le composé de formule (V): 3 t « \/5 H CL yf \ (V) \:h-h<£--—ch-z R 0^ dans laquelle R, R2, Rj et Z conservent les significations précitées, de configuration cis/trans, riche en isomère trans, fait réagir, le cas échéant,le composé (V), dans le cas où Z représente -CN ou -CC^R-j» avec une hase forte, en milieu aqueux, pour obtenir, après acidification ménagée, le composé de formule générale (Va) : V/5 / C-.

R a \ (va)

^CH-HC_-~CH-C02H

formule dans laquelle R, R2 et R^ conservent les significations précitées,'de même configuration, que-le composé-(V), puis soumet lé composé (V) ou le composé (V ), à l'action d'un agent acide a en milieu aqueux, pour obtenir le composé de formule générale (I), de même configuration que le composé (V) ou (V ), et, si désiré, traite ce composé (I) par un agent basique faible, à température ambiante, pour obtenir un composé (I), de même formule mais de configuration trans.

Dans les formules qui précèdent, le substituant Z a notamment pour valeur un groupement -COgR^ dans lequel R^ représente un radical méthyle, éthyle, propyle linéaire ou ramifié, butyle linéaire ou ramifié, pentyle linéaire ou ramifié, hexyle linéaire ou ramifié, ou un groupement nitri-le. Plus généralement le substituant Z est un groupement . électroattracteur permettant d’effectuer une addition 1,4 du type Michael.

Dans ces formules, le substituant R représente soit un radical méthyle, éthyle, propyle linéaire ou ramifié, butyle linéaire ou ramifié, pentyle linéaire ou ramifié, hexyle linéaire ou ramifié, soit une chaîne éthylène ou propylène.

Dans les formules précédentes,Y représente notamment 4 ' un reste phényle, un reste paratolyle, un reste paranitro- phényle,ouunreste parachlorophényle et R'2 et représentent soit un radical méthyle, éthyle, propyle linéaire ou ramifié ou hutyle linéaire ou ramifié, soit avec l’atome de carbone auquel ils sont liés, un radical cyclopropyle, cyclobutyle, cyclopentyle ou cyclohexyle.

L’invention a également pour objet un procédé tel que défini précédemment, dans lequel on n’isole pas. intermédiaire-ment le composé de formule (IV), caractérisé en ce que, après avoir fait réagir le composé de formule (II) avec le composé de formule (III), on laisse remonter la température du mélange réactionnel et obtient directement le composé (V).

L’invention a plus particulièrement pour objet un procédé tel que défini précédemment,caractérisé en ce que l’on utilise comme produit de départ un composé de formule (II) dans lequel Z représente le groupe -CN ou le groupe ester -COgR^, et un procédé tel que défini précédemment^caractérisé en ce que R2 et R^ représentent un radical méthyle»

Selon des modes opératoires préférentiels du procédé de 1’invention,la base forte en présence de laquelle on fait réagir les composés de formule (II) et de formule (III), ou avec _laquelle on traite le composé (IV) est choisie dans le groupe constitué par les organométalliques tels que les alcoyl-ou aryl-lithiens,les amidures alcalins, les alcoolates alcalins, les hydrures alcalins et l’amidure de diisopropylamine, et le solvant au sein duquel est effectué la condensation du -composé de formule (II) et du composé de formule (III) est un solvant polaire aprotique, choisi dans le groupe constitué par l’hexaméthylphosphorotriamide, le diméthyl formamide, le tétrahydrofuranne le diméthoxyéthane, seul ou en mélange avec des hydrocarbures.

• Dans le procédé selon 1’invention, la basse température à laquelle on fait réagir le composé de formule (II) et la sulfone de formule (III) est de préférence comprise entre -90eC et -30°C, la basse température à laquelle on traite le composé intermédiaire de formule (IV) avec la base forte est, de préférence, comprise entre -60°C et -10°C et la température à laquelle on laisse remonter le mélange réactionnel contenant le composé intermédiaire de formule (IV) est, de préférence, comprise entre +10°C et +30°c.

5 ' Selon le procédé de l'invention, la base forte que l'on fait réagir sur le composé de formule (V) dans lequel le groupement Z représente -CC^R^ ou -CN est un hydroxyde alcalin, l'agent acide à l'aide duquel on hydrolyse la fonction cétal est choisi dans le groupe constitué par l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique et l'acide phosphorique et l’wjf'jt basique faible que l'on fait réagir sur le composé de formule (I) de configuration cis/trans, riche ën isomère trans, pour obtenir un composé de configuration trans, est un carbonate alcalin.

Par action du composé (II) sur le composé (III), en présence d'une base forte, à basse température, il se forme l'intermédiaire ionique (IV) :

Y

0*— S—î>0 R0-C-R, 2 I ό ( IV ' ) H C CH-Z v 1 /K® O 0 r i

R R

qui par protonation, conduit à la sulfone (IV).

Par traitement de cette sulfone (IV), à basse température, par une solution organique de base forte et réchauffement du milieu réactionnel, on obtient un composé de formule (V) : R Or.

riche en isomère trans, mais contenant une certaine proportion d'isomère cis, que l'on transforme le cas échéant, en composé de formule (V ). Après hydrolyse de la fonction cétal puis ac- cl tion d'un agent basique, le composé (V) ou (V ) conduit au dé-

Ci rivé (I) correspondant de configuration trans pur.

Par réchauffement du milieu réactionnel issu de l'action du composé (II) sur le composé (III), à basse température. en nrésence d'une base forte, on obtient directement le 6 ι ' composé (V).

On connaissait déjà dans le brevet français 1 507 192 un procédé de préparation d’acides cyçlopropane carboxyliques consistant à faire réagir, en présence d'une base, une aryl-allyl sulfone sur un ββ-diméthyl acrylate d'alcoyle.

Le présent procédé est différent du procédé décrit précédemment car il conduit à un dérivé possédant une fonction aldéhydique en plus d'une fonction carboxylique (ou nitrile) et consiste à faire réagir, en milieu basique, une alcoyl-(ou cycloalcoyl) aryl sulfone sur un dérivé acrylique comportant une fonction aldéhyde bloquée sous forme de cétal.

L'intérêt du procédé de l'invention réside en ce qu'il permet de préparer en un nombre d'étapes limité, à partir de réactifs facilement accessibles, les composés de formule (I) qui sont des intermédiaires précieux dans les synthèses d'esters d'acides cyclopropane carboxyliques à activité insecticide élevée.

L'isopropyl phényl sulfone peut être préparée en faisant agir, en milieu basique, un halogénure d'isopropyle avec un phényl sulfinate de métal alcalin, selon le schéma 0-SO2 M ♦ CVcH-Hal ; O^or-<C’

Les autres sulfones de formule (III) peuvent être préparées selon des procédés connus, notamment de façon analogue au procédé ci-dessus.

Les exemples suivants illustrent 11 invention sans la limiter.

7

Exemple 1 ; dl trans 3-formyl 2,2-diméthyl cyclo-propane carbo-nltrile.

Stade_A_^_4-2aratol^l_sulfon^l_4-méthYl_3-diméthox^__méthYl BEEÎEEE-SiîriiE·

Dans 40 cm3 de tétrahydrofuranne,on introduit 7,79 g de para.tolylisopropyl sulfone, ajoute à -30°0^22,5 cm3 d’une solution de butyl lithium dans le cyclohexane à 1,75 mole par litre, agite pendant 15 minutes, introduit lentement à - 70°C une solution de 5 g de (3-cyano acroléine diméthyl acétal dans 30 cm3 de tétrahydrofuranne, agite pendant 40 minutes à - 70°C puis pendant une heure trente minutes à - 30°C, verse le mélange réactionnel sur une solution aqueuse glacée de dihydrogénophosphate de sodium, extrait au benzène, sèche, - concentre à sec par distillation sous pression réduite, chromatographie le résidu sur gel de silice en éluant par un mélange de benzène et d'acétate d'éthyle (9/1) et obtient 8,33 g de 4-paratolyl sulfonyl 4-méthyl 3-diméthoxy-méthyl pentane nitrile F = 99°C Spectre IR (chloroforme)

- absorption à 2240 cm“' attribuée à —C=N

-absorptions à 1593, 1490 cm“*^ attribuéeSau noyau aromatique - absorptions à 1307, 1295, 1142 cm”^ attribuées à SO2 Spectre de R Μ N (deuterochloroforme) - pic à 1,35 p p m attribué aux hydrogènes des méthyles en a de la sulfone - pic à 2,75 p p m attribué aux hydrogènes en a et en P du nitrile - pic à 2,46 p p m attribué aux hydrogènes du méthyle du paratolyle - pic à 3,4 p p m attribué aux hydrogènes des méthyles des méthoxy - pic à 4,7 p p m attribué à l'hydrogène du carbone porteur des méthoxyles - pics à 7,3 - 7,4 p p m attribués aux hydrogènes en 3 et en 5 du paratolyle.

- pics à 7,7 - 7,9 p p m attribués aux hydrogènes en 2 et 6 du paratolyle.

Stade^B : dl cis trans 3~diméthoxy_méthyl 2,2-diméthyl „cyclo-Dans une solution de 0,32 cm3 de rlî 'sopropylamine * 8 dans 3 cm3 de tétrahydrofuranne, on introduit à - 40°C, 1,15cm3 de butyl lithium à 1,75 mole/litre dans le cyclohexane, agite pendant 15 minutes à + 25°C, refroidit à - 35°C, introduit en 10 minutes environ, tout en laissant remonter la température 0,598 g de 4-paraÎdLÿL sulfonyl 4-méthyl 3-diméthoxy méthyl pentane nitrile en solution dans 5 cm3 de tétrahydrofuranne, agite à 20°C pendant 2 heures et trente minutes, verse le milieu réactionnel sur une solution glacée saturée de di-hydrogéno phosphate de sodium, extrait au benzène, sèche, évapore à sec sous pression réduite, chromatographie le résidu sur gel de silice en éluant par un mélange d’éther de pétrole (Eb 40 - 70°C) et d’éther éthylique (7/3) et obtient 0,182 g de dl cis trans 3-diméthoxy méthyl 2,2-diméthyl cyclopropane carbonitrile.

Stade B* : dl cis trans 3-diméthoxy méthyl 2,2-diméthyl çyclopropane carbonitrile (obtention directe)

Dans une solution de 1,50 g d’isopropyl paratolyl -- sulfone dans 10 cm3 de tétrahydrofuranne, on introduit à - 25°C, 4,5 cm3 de butylithium à 1,75 mole par litre dans le cyclohexane, agite pendant 15 minutes à - 25°C, ajoute à - 70°C, une solution de 1 g de p-cyano acroleine diméthylacé-tal dans 7 cm3 de tétrahydrofuranne, amène la température du milieu réactionnel à 20°C, maintient pendant 3 heures à cette température, verse le milieu réactionnel sur une solution saturée glacée de dihydrogénophosphate de sodium, extrait au benzène, sèche, - évapore à sec par dis tillation sous pression réduite, chromatographie le résidu sur gel de silice en éluant avec un mélange de benzène et d'acétate d'éthyle (9/1)etobtient 0,427 g de dl cis trans 3-diméthoxy méthyl 2,2-diméthyl cyclopropane .carbonitrile. Stade C„ ;„dl„„cis trans 3-formyl 2?2-diméthyl cyclopropane

On porte au reflux un mélange de 0,332 g de dl cis trans 3-diméthoxy méthyl 2,2-diméthyl cyclopropane carbonitrile, 0,7 cm3 de méthanol et 2,5 cm3 de solution aqueuse N d’acide chlorhydrique, maintient le reflux pendant 2 heures et 30 minutes, ajoute de l'eau, extrait au chlorure de méthylène, lave au bicarbonate de sodium, sèche, concentre à sec sous pression réduite et obtient 0,222 g de dl cis trans 3-formyl 2,2-diméthyl cyclopropane carbo- 9 % ‘ nitrile.

Spectre IR (chloroforme) - absorption à 1713 cm*"1 attribuée à -C-0 - absorption à 2738 cm"”^ attribuée à -CH de l'aldéhyde

- absorption à 2240 cm""^ attribuée à -CN

Spectre de RMN (deutérochloroforme) - pics à 1,3 - 1,5 p p m (dérivé cis)et 1,27 - 1,46 p p m (dérivé trans), attribués aux hydrogènes des méthyles gé - minés du;·' cyclopropane - pics à 1,8 - 2,16 p p m attribués aux hydrogènes en en position 1 et 3 du cyclopropane(dérivé cis) - pics à 2,16 - 2,26 p p m attribués à l'hydrogène en position 1 du cyclopropane(dérivé trans) - pics à 2,3 - 2,4 - 2,44 - 2,49 p p m attribués à l'hydrogène en position 3 du cyclopropane(dérivé trans)

- pics à 9,6 - 9,7 p p m (dérivé trans) et 9,5 - 9,6 p p m (dérivé cis) attribués à l'hydrogène du CHO

Le spectre de R Μ N montre que le mélange obtenu contient environ 70?a de structure trans et 305¾ de structure cis.

Stade_D_^_dl_trans^3-formyl .^i^diméthyl i-cvcloprqOanei carbo- nitrile.

Dans un mélange de 5 cm3 d’eau, 2 cm3 de méthanol, et 0,189 g de dl cis trans 3-formyl 2,2-diméthyl cyclopropane carbonitrile, on introduit du carbonate de sodium jusqu'à obtention de pH 11-12, agite pendant 4 heures à 20°C, extrait au chlorure de méthylène, sèche, - concentre à sec, chromatographie le résidu sur gel de silice en éluant avec un mélange de benzène et d'acétate d’éthyle (9/1) et obtient 0,120 g de dl trans 3-formyl 2,2-diméthyl cyclopropane carbonitrile pur.

Exemple 2 :3"dméldioxy^éthyl 2,2-diméthyl cyclopropane-1-carboxy-late de méthyle.

• Stade A ;_4-paratoluènesulfonyl-4-méthyl 3-diméthoxyméthyl 2enÎano.

Dans une solution de 1,24 g de paratolyl isopropyl sulfone dans 13 cm3 de tétrahydrofuranne, on ajoute lentement à - 70*C, 3,4 cm3 de solution de butyl lithium dans le cyclo-hexane à 1,95 mole par litre, agite pendant 15 minutes à - 70°C, ajoute lentement 1 g de 4,4-diméthoxy 2-butenoate Λ 10 ♦ » de méthyle en solution dans 20 cm3 de tétrahydrofuranne, agite pendant une heure à - 70°C, puis verse le mélange réactionnel sur une solution aqueuse de phosphate monosodique, extrait au chlorure de méthylène, sèche, concentre à sec par distillation sous pression réduite, chromatographie le résidu sur gel de silice en éluant avec un mélange d’éther de pétrole (eb 40 - 70°C) et d’éther éthylique (1/1) et obtient 1,1 g de 4-paratoluène sulfonyl-4-méthyl 3-diméthoxy méthyl pentanoate de méthyle F * 110°C.

Spectre IR (chloroforme) - absorption à 1732 cm“1 attribuée à C * 0 - absorption à 1600-1495 cm~1 attribuée au noyau aromatique - absorption à 1310 - 1301 - 1250 cm~1 attribuée à S02 - absorption à 690 cm“1 attribuée à Spectre de R Μ N (deutérochloroforme) - pics à 1,31-1,35 ppm attribués aux hydrogènes des méthyles géminés en a de S02 - pic à 2,45 p p m attribué aux hydrogènes du méthyl du para-tolyle - pics à 3,2 - 3,3 p p m attribués aux hydrogènes des méthoxy - pic à 3,7 p p m attribué aux hydrogènes du méthyl du carboxy-méthyle.

Stade B ; dl trans 3-diméthoxy méthyl 2,2-diméthyl cyclopropane 1-carboxylate de méthyle.

Dans une solution de 0,72 cm3 de diisopropylamine dans 7,2 cm3 de tétrahydrofuranne, on introduit à - 35°C

2,6 cm3 de solution de butyl lithium dans le cyclohexane à 1,75 mole/litre, agite pendant 15 minutes à - 30eC, refroidit à - 50°C, introduit progressivement une solution de 1,5 g de 4-paratoluène sulfonyl 4-méthyl 3-diméthoxy méthyl pentanoate de méthyle dans 15 cm3 de tétrahydrofuranne, laisse la température du milieu revenir progressivement à 20°C, puis porte à 40°C et maintient cette température pendant 22 heures, refroidit, verse le mélange réactionnel sur une solution aqueuse glacée de dihydrogénophosphate de sodium, extrait au benzène, sèche, -concentre à sec sous pression ré duite, chromatographie le résidu sur gel de silice en éluant par un mélange d'éther de pétrole (eb 40 - 70°C) et d’éther 11 ’ éthylique (1/1) et obtient 0,141 g de dl trans 3-diméthoxy méthyl 2,2-diméthyl cyclopropane-1-carboxylate de méthyle. Spectre RMN (deutérochloroforme) - pic à 1,21 p p m attribué aux hydrogènes des méthyles ge, minés - pics à 1,54 - 1,62 p p m attribués à l’hydrogène en position 1 du cyclopropyle - pics à 2,33 - 2,36 - 2,41 - 2,45 p p m attribués à l'hydrogène en position 3 du cyclopropyle - pic à 3,31 P p m attribué aux hydrogènes du méthoxy.

Exemple 3 : Acide 2,2-diméthvl 3-formvl cvclopropane-1-carbo-xvlioue dl trans.

Dans un mélange de 100 cm3 de méthanol, de 100 cm3 de solution aqueuse N de soude, on introduit 10 g d'ester méthylique dl trans de l'acide 2,2-diméthyl 3-diméthoxy méthyl cyclopropane-1-carboxylique, agite pendant 5 heures à 40°C, acidifie à pH 1 avec une solution diluée d'acide chlorhydrique, agite 5 heures à 20°C, extrait au chlorure de méthylène, sèche, concentre à sec et obtient 6,5 g d'acide 2,2-diméthyl 3-formyl cyclopropane-1-carboxylique dl trans.

Claims

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'agent basique faible que l'on fait réagir sur le composé de formule (I) de configuration cis/trans, riche en isomère trans, pour obtenir un composé de configuration trans, est un carbonate alcalin. • « & 9