本发明涉及制备在有价值农药的合成中有用的某些环丙烷酯的 新方法。
3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基)2，2-二 甲基环丙烷羧酸与例如3-苯氧基苄醇、α-氰基-3-苯氧基苄 醇和2-甲基-3-苯基苄醇的酯是重要的杀虫和杀螨产品，而且 在这些产品的制造中，该酸的单烷基酯是重要的中间体。为了增加 制造者的灵活性，以与价格的波动以及原料的利用率相适应，希望 创立出新颖的制备这些中间体的方法。
本发明涉及能用来获得上述酸及其酯的新颖的制备方法。
因此，本发明提供3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯- 1-基)-2，2-二甲基环丙烷羧酸的低级烷基酯的制备方法，其 中R为至多四个碳原子的烷基，该方法包括：(a)在至少催化量的 酸存在下将结构式(I)的化合物与每个烷基至多含四个碳原子的 原乙酸三低级烷基酯反应，得到式中R为至多四个碳原子的结构式 (III)的化合物；和(b)用至少-摩尔当量碱处理所述的结构式(III) 的化合物，得到3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基) -2，2-二甲基环丙烷羧酸的低级烷基酯。
如果希望的话，可对所述的低级烷基酯进一步进行水解处理而 得到该羧酸。
优选原乙酸三低级烷基酯选自原乙酸三甲酯和原乙酸三乙酯。
在步骤(a)中使用的酸最好是单羧酸如丙酸或丁酸，例如异丁 酸或烷烃或芳烃磺酸，例如对-甲苯磺酸。另外，该反应可在活性 粘土如蒙脱土的存在下进行。对于本方法而言，蒙脱土KSF是特别 适宜的催化剂。在通过本方法产生的醇能从反应区除去的条件下， 在升高的温度下最好是在回流温度下进行本方法。将反应物加热足 够的时间，以得到结构式(III)的希望的产物。
在步骤(b)中使用的碱最好是碱金属醇盐，而且本方法可以在 合适的溶剂或稀释剂例如极性非质子传递溶剂如二甲基甲酰胺中或 在过量的与碱金属醇盐相应的醇中进行。叔丁醇钠或钾为优选的碱， 该反应优选在二甲基甲酰胺中进行。优选在催化量的链烷醇如叔丁 醇的存在下，也可以使用其它碱如碱金属酰胺，例如氨基钠，或碱 金属二甲硅烷叠氮化物，例如二甲硅烷叠氮化钠。
在上述方法的步骤(a)中，据信，式(I)的化合物与原乙 酸三烷基酯的反应首先形成结构式(IV)的化合物，式(IV)中X 为氯或溴，R为至多四个碳原子的烷基。通过对反应物加热足够时 间，能分离出式(IV)的化合物，从而得到式(IV)的化合物。但 继续加热的话，得到式(III)的化合物。据信，式(IV)的化合物 在先前还没被描述过，据信特别是下面具体的化合物是新的化合物：
5-溴-5-氯-4-(1，1-二乙氧基乙氧基)-2-甲基- 6，6，6-三氟己-2-烯，
5，5-二氯-4-(1，1-二乙氧基乙氧基)-2-甲基-6， 6，6-三氟己-2-烯，
5-溴-5-氯-4-(1，1-二甲氧基乙氧基)-2-甲基- 6，6，6-三氟己-2-烯，和
5，5-二氯-4-(1，1-二甲氧基乙氧基)-2-甲基-6， 6，6-三氟己-2-烯。
在本发明方法条件下，式(IV)的化合物进行重排而形成式(III)* 的化合物。据信，式(III)的化合物在先前也没有被描述过；据信， 特别是下面具体的化合物是新的化合物：
6-溴-6-氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸 乙酯，
6-溴-6-氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸 甲酯，
6，6-二氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸乙酸， 和
6，6-二氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸甲酯。
本发明的另一方面提供了一种获得如上定义的式(I)化合物 的方法，式(I)中X为氯或溴，该方法包括在强碱和惰性溶剂存 在下将结构式(II)的化合物与3-甲基丁-2-烯-1-醛反应。
当式(I)的化合物为5，5-二氯-4-羟基-2-甲基-6， 6，6-三氟己-2-烯时，式(II)的化合物为1，1-二氯-2，2， 2-三氟乙烷。
当式(I)的化合物为5-溴-5-氯-4-羟基-2-甲基 -6，6，6-三氟己-2-烯时，式(II)的化合物为1-溴-1- 氯-2，2，2-三氟乙烷。5-溴-5-氯-4-羟基-2-甲基- 6，6，6-三氟己-2-烯先前还没被描述过。
本方法是在强碱存在下进行的，据信，是通过产生随后与醛反 应的全卤化烷基离子而起作用的。合适的强碱包括，碱金属低级醇 盐，如异丙醇钠或钾，或叔丁醇钠或钾；但也可以使用其它碱，如 碱金属氢化物和金属胺化物。
本方法优选在低温进行，以避免产生不希望的副产物。特别是 在使用极性非质子传递溶剂时，优选的温度为-80至0℃。可用于 本方法的极性非质子传递溶剂的特定例子包括：酰胺如二甲基甲酰 胺、二甲基乙酰胺和二-正丁基乙酰胺；环醚如四氢呋喃、四氢吡 喃和二噁烷；乙二醇醚如乙二醇二甲醚、和乙二醇二乙醚；以及亚 砜如二甲基亚砜。然而也可以使用其它惰性溶剂，如芳香烃，例如 甲苯。
本方法能以优良的得率和纯度制备结构式(I)的化合物，并 使得希望的产物容易分离；并能容易地回收和循环任何未反应的或 过量的结构式(II)的化合物。
有关本方法的进一步的特点是，通过本方法能制备结构式(I) 的化合物，并且能在下面实施例中列出的3-(2-氯-3，3，3- 三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基环丙烷羧酸酯的合成中 使用。
通过下面实施例将进一步说明本发明的方法。
实施例1
本例说明5，5-二氯-4-羟基-2-甲基-6，6，6-三氟己 -2-烯的制备
用20分钟将叔丁醇钠(2.4ml 42％的无水二甲基甲酰胺溶液) 滴加至在氮气氛下通过外部冷却而保持在-65℃的1，1-二氯-2， 2，2-三氟乙烷(1.38g)、3-甲基丁-2-烯-1-醛(0.636g) 和无水四氢呋喃(30ml)的搅拌混合物中，并且在添加完毕后在此 温度再将该搅拌混合物保持30分钟。除去外部冷却，并通过滴加 饱和氯化铵水溶液而抑制该反应，直至温度升至-20℃为止。然后 搅拌该混合物，直至温度升至室温(约20℃)。
分离水相和有机相，用二氯甲烷(2×20ml)萃取水相，并将 萃取液与有机相结合，再用无水Na2SO4干燥。在减压下通过蒸发除 去溶剂后，将剩余物溶于己烷(20ml)并用盐水(3×5ml)洗涤， 再用无水Na2SO4干燥，然后在减压下通过除去溶剂而浓缩。将剩余 物溶于乙酸乙酯和石油醚(沸程40-60℃)(体积比，1∶6，20ml) 的混合物中，并通过载至短硅柱(3.75cm)上并用相同的混合物 (400ml)洗脱而提纯。通过色谱法检查三个顺序的馏分，以确定希 望的产物在头两个馏分中。通过在减压下蒸发溶剂而浓缩洗脱液， 并通过核磁共振光谱和气相色谱-质谱分析确定该剩余物(1.33g) 为5，5-二氯-4-羟基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯。
实施例2
本例说明5-溴-5-氯-4-羟基-2-甲基-6，6，6-三 氟己-2-烯的制备。
用5分钟将叔丁醇钠(1.39g，42％的无水二甲基甲酰胺)滴加 至通过在氮气氛下的外部冷却而维持在-78℃的1-溴-1-氯- 2，2，2-三氟乙烷(0.535ml)、3-甲基丁-1-烯-1-醛 (0.538ml)和无水四氢呋喃(10ml)的搅拌混合物中。然后，在此 温度再将该混合物搅拌40分钟，然后除去外部冷却并通过滴加饱 和NH4Cl水溶液而抑制该反应。然后将该混合物分配在水和二异丙 醚之间，并分离水相，水二异丙醚(3×25ml)洗涤，再将洗液与 有机相结合。用盐水洗涤有机相，用无水Na2SO4干燥并通过减压 蒸发而浓缩。在通过与前例中所述相同的步骤提纯后，得到由核磁 共振和红外光谱确定的5-溴-5-氯-4-羟基-2-甲基-6，6，6 -三氟己-2-烯(1.39g)。
实施例3
本例说明5-溴-5-氯-4-羟基-2-甲基-6，6，6-三 氟己-2-烯的制备。
将四氢呋喃(230ml)和叔丁醇钠(57.6g，40％w/v的二甲 基甲酰胺溶液)加至分颈反应瓶中，并搅拌冷却至-60℃。同时用 2 5分钟加入1-溴-1-氯-2，2，2-三氟乙烷(47.6g)和千 里光醛(20.9g)，然后再将该混合物在-60℃搅拌另外3 0分钟。 在完成反应后，通过控制添加饱和NHCl溶液(120ml)而抑制该 混合物。然后将己烷(500ml)添加至该混合物中，分离水相并再用 己烷(2×500ml)进行萃取。先用盐水(2×100ml)、再用水(3 ×20ml)洗涤结合的有机相。用Na2SO4干燥再真空浓缩，得至产品： 5-溴-5-氯-4-羟基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯， 可流动的黄色油(50.1 g，得率70％)。
1H NMR：1.30(3H，s，：Cme2)；1.35(3H，s，：CMe)；1.85(1H， br，OH)；4.20和4.30(1H，d，CHOH非对映体)；4.90(1H，d，： CH)。
MS：195(CF3CClBr！)，85(M+-CF3CClBr)。IR：3400cm-1。
实施例4
本例说明5-溴-5-氯-4-(1，1-二甲氧基乙氧基)- 2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯的制备。
将5-溴-5-氯-4-羟基-2-甲基-6，6，6-三氟己- 2-烯(10.0g)，原乙酸三甲酯(48.0g)和异丁酸(0.29g)加入* 装有氮入口/扩散器、温度计和装有5 A分子筛的迪安-斯达克接 受器的圆底烧瓶中。搅拌加热该混合物，以回流，并收集馏出液， 直至反应物温度升至111℃(约1小时)为止。一旦反应完成，就通 过减压蒸发除去剩余的原乙酸三甲酯(约50°，50mmHg)，以得到产 物5-溴-5-氯-4-(1，1-二甲氧基乙氧基)-2-甲基-6， 6，6-三氟己-2-烯，橙色油(10.9g，得率85％)。
1H NMR 1.45(3H，s：MeCOMe)；1.75(3H，s：Cme2)；1.85(3H， s：Cme2)；3.28(3H，s，OMe)；3.30(3H，s，OMe)；4.98和5.02 (1H，d，CHOR-非对映体)；5.35(1H，d，：CH)。 MS：89(MeC(COMe)2+)。
实施例5
本例说明6-溴-6-氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚- 4-烯酸甲酯的制备
将5-溴-5-氯-4-羟基-2-甲基-6，6，6-三氟己- 2-烯(10.0g)，原乙酸三甲酯(16.0g)和蒙脱土KSF(0.5g)加* 入装有氮气入口/扩散口、温度计和蒸馏头(still-head)的圆底 烧瓶中。搅拌加热该混合物，并收集甲醇-原乙酸三甲酯蒸出液， 直至反应器温度升至111℃(约1小时)为止。然后加热至135℃并 在此温度保持1小时。然后再加入甲醇/原乙酸三甲酯蒸出液，并 重复两次蒸馏步骤。一旦反应完毕，就通过真空蒸发而除去剩余的 原乙酸三甲酯(约50℃，100mmHg)，以得到产物6-溴-6-氯-3， 3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸甲酯，棕色油(7.8g，得 率59％)。
1NMR：1.20(6H，s，Cme2)；2.40(2H，s，CH2CO2 Me)；3.65 (3H，s，OMe)；5.75(1H，d，CH)；6.45(1H，d，CH)。 MS：305(M+-OMe)；257(M+-Br)。 IR：1750cm-1。
实施例6
本例说明6，6-二氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4- 烯酸乙酯的制备。
在回流温度加热原乙酸三乙酯(25ml)，5，5-二氯-4-羟基 -2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯(3.5g)和异丁酸(0.11g) 的混合物。将回流挥发物冷凝并收集在含分子筛(4A)的迪安- 斯达克装置中，以收集到产物乙醇，并从返回至混合物中的原乙酸 酯中分离出乙醇。30分钟后，通过减压蒸发除去更多的挥发成分， 并收集剩余的油(主要由5，5-二氯-4-(1，1-二乙氧基乙氧 基)-2-甲基-6，6，6-三氯己-2-烯组成，3.8g)。然后在 含分子筛(4A)的冷凝器下于回流温度用异丁酸将该油加热16 小时，以从冷凝物中除去乙醇。通过利用15∶1(体积)的己烷∶ 乙酸乙酯混合物(洗脱液)和硅胶柱(230-400目，60)，通过 柱色谱法提纯剩余的油，得到6，6-二氯-3，3-二甲基-7，7，7 -三氟庚-4-烯酸乙酯，由核磁共振和气相色谱质谱确定。
实施例7
本例说明6，6-二氯-3，3-二甲基-7，7，7-三氟庚-4- 烯酸甲酯的制备。
使用与例6所述相同的步骤，从而从原乙酸三甲酯(70ml)，5， 5-二氯-4-羟基-2-甲基-6，6，6-三氟己-2-烯(10g) 和异丁酸*0.37g)的混合物中得到产物。
实施例8
本例说明3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基) -2，2-二甲基环丙烷羧酸乙酯的制备。
在氮气氛下将在二甲基甲酰胺(10ml)中的6，6-二氯-3，3 -二甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸乙酯(0.1g)的搅拌液冷却 至-25℃，并滴加叔丁醇钠(0.1ml，42％的二甲基甲酰胺溶液)。30 分钟后，再滴加另外五滴叔丁醇钠溶液，并且在用10分钟用饱和 NH4Cl溶液对该反应进行抑制前，将该混合物再搅拌15分钟。加* 水(40ml)并用己烷(3×40ml)萃取混合物，再用盐水(20ml) 洗涤结合的萃取物，并用无水Na2SO4进行干燥。过滤并通过减压 蒸发浓缩该无水溶液，以得到为异构体混合物的3-(2-氯-3， 3，3-三氟丙-1-烯-1-基)-2，2-二甲基环丙烷羧酸乙酯。
实施例9
本例说明3-(2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1-基) -2，2-二甲基环丙烷羧酸甲酯的制备。
通过使用与前例所述相同的步骤，在氮气氛0℃通过用叔丁醇 钠(0.2ml，42％的二甲基甲酰胺溶液)处理6，6-二氯-3，3-二 甲基-7，7，7-三氟庚-4-烯酸甲酯(0.217g)的无水二甲基甲 酰胺(10ml)溶液而得至希望的产物。通过气相色谱质谱确定该产 物主要由顺-3-(Z-2-氯-3，3，3-三氟丙-1-烯-1- 基)-2，2-二甲基环丙烷羧酸甲酯组成。
说明书中的化学结构式如下：
CF3-CXCl-CH(OH)-CH＝C(CH3)2 (I)
CF3-CHXCl (II)
CF3-CXCl-CH＝CH-C(CH3)2-CH2CO2R (III)