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DE602004007226T2 - Monomethylderivate von Malonsäure und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Monomethylderivate von Malonsäure und Verfahren zu ihrer Herstellung Download PDF

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DE602004007226T2
DE602004007226T2 DE602004007226T DE602004007226T DE602004007226T2 DE 602004007226 T2 DE602004007226 T2 DE 602004007226T2 DE 602004007226 T DE602004007226 T DE 602004007226T DE 602004007226 T DE602004007226 T DE 602004007226T DE 602004007226 T2 DE602004007226 T2 DE 602004007226T2
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reaction
acid
halogen atom
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derivative
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Satoru Nose
Kieko Aboshi-ku Sano
Takeshi Hamatani
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Daicel Corp
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Daicel Chemical Industries Ltd
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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue Monomethylmalonatderivate und ein Herstellungsverfahren davon. Die neuen Monomethylmalonatderivate dienen als Vorstufen für Indanoncarbonsäureester, welche ein Halogenatom in dem Indanonring aufweisen und als Synthesezwischenprodukte für Insektizide brauchbar sind.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Indanoncarbonsäureester, die jeweils ein Halogenatom in dem Indanonring aufweisen, sind als Synthesezwischenprodukte für Insektizide brauchbar (z. B. US Patent-Nr. 5,869,657). Für die Herstellung dieser Indanoncarbonsäureester sind bestimmte Herstellungsverfahren bekannt. Zum Beispiel offenbart die internationale PCT-Veröffentlichung Nummer WO 00/10963 ein Verfahren zum Herstellen eines Indanoncarbonsäureesters durch Umsetzen eines halogenierten Anthranilsäurederivats mit Natriumnitrit oder Methylnitrit, um ein Diazoniumsalz zu erhalten, Umsetzen des Diazoniumsalzes mit einem Acrylsäurederivat in Gegenwart eines palladiumhaltigen Katalysators, um substituierte Zimtsäure und Zimtsäureester zu erhalten, Hydrieren derselben durch die Katalyse eines Hydrierungskatalysators, um eine substituierte Arylpropionsäure zu erhalten, und Unterwerfen der substituierten Arylpropionsäure einer Ringschlussreaktion in Gegenwart einer Base, um einen Indanoncarbonsäureester zu erhalten. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht für eine kommerzielle Produktion, da das Verfahren als Zwischenprodukt ein Diazoniumsalz verwendet, dessen sichere Handhabung schwierig ist.
  • Die internationale PCT-Veröffentlichung Nummer WO 95/29171 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Indanoncarbonsäureesters durch Unterwerfen eines para-substituierten Phenylacetylhalogenids einer Friedel-Crafts-Reaktion mit Ethylen, um ein substituiertes Tetralon zu erhalten, Unterwerfen des substituierten Tetralons einer Ringöffnungsreaktion in Gegenwart einer Peroxycarbonsäure, um eine substituierte Arylpropionsäure zu erhalten, Verestern der substituierten Arylpropionsäure und Unterwerten des Esters einer Ringschlussreaktion in Gegenwart einer Base, um dadurch einen substituierten Indanoncarbonsäureester zu erhalten. Dieses Verfahren eignet sich jedoch unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit nicht für eine kommerzielle Produktion, da das Verfahren ein Peroxid für die Ringöffnung des substituierten Tetralons verwendet.
  • Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 05-25164 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Indanoncarbonsäureesters durch Verestern eines substituierten Indanons, typischerweise mit Dimethylcarbonat. Die Veröffentlichung offenbart als Beispiel ein Verfahren zum Herstellen von Methylindanoncarboxylat durch Umsetzen von 5-Chlorindanon mit Dimethylcarbonat in Gegenwart von Natriumhydrid. Dieses Verfahren erzielt jedoch nur eine Ausbeute von 50 % oder weniger.
  • Monoethylphenylmalonat ist als ein Malonsäuremonoesterderivat bekannt (J. Org. Chem., 65, 2000, 5834; und J. Amer. Chem. Soc., 74, 1952, 5897). Diethylbenzylmalonat und Diethyl-3-benzylmalonat sind als Malonsäurediesterderivate bekannt (J. Med. Chem, 13, 1970, 820; und Synthesis, 6, 1987, 565). Diese Dokumente beschreiben jedoch nicht Monomethyl-3-halogenbenzylmalonate und deren Herstellung.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Entsprechend ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Monomethylmalonatderivat bereitzustellen, welches für die Herstellung eines Indanoncarbonsäureesters mit einem Halogenatom an dem Indanonring brauchbar ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum leichten und zweckmäßigen Herstellen des Monomethylmalonatderivats bereitzustellen.
  • Nach intensiven Untersuchungen über ein Verfahren zum industriell effizienten Herstellen eines Indanoncarbonsäureesters mit einem Halogenatom an dem Indanonring haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein neues Monomethylmalonatderivat, welches als Ausgangsmaterial für den Indanoncarbonsäureester brauchbar ist, und ein Verfahren zum leichten und zweckmäßigen Herstellen des Monomethylmalonatderivats gefunden. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieser Befunde zustande gebracht worden.
  • Speziell stellt die vorliegende Erfindung ein Monomethylmalonatderivat bereit, das durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird:
    Figure 00030001
    wobei X ein Halogenatom ist; und Me eine Methylgruppe ist. X schließt z. B. ein Chloratom ein.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Monomethylmalonatderivats bereit, das durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird:
    Figure 00030002
    wobei X ein Halogenatom ist; und Me eine Methylgruppe ist, umfassend die Schritte:
    • A) Umsetzen eines Benzylhalogenidderivats, das durch die folgende Formel (II) wiedergegeben wird:
      Figure 00030003
      wobei X und Y gleich oder voneinander verschieden sein können und jeweils ein Halogenatom sind, mit Dimethylmalonat in Gegenwart einer Base, um dadurch ein Dimethylmalonatderivat zu erhalten, das durch die folgende Formel (III) wiedergegeben wird:
      Figure 00030004
      wobei X und Me die gleichen Bedeutungen wie vorstehend definiert haben; und
    • B) Hydrolysieren des Dimethylmalonatderivats der Formel (III). X schließt z. B. ein Chloratom ein.
  • So stellt die vorliegende Erfindung neue Monomethylmalonatderivate bereit, welche zum Herstellen von Indanoncarbonsäureestern brauchbar sind, die als Synthesezwischenprodukte für Insektizide brauchbar sind. Sie stellt auch ein Verfahren zum leichten und zweckmäßigen Herstellen der Monomethylmalonatderivate bereit.
  • Die Monomethylmalonatderivate der vorliegenden Erfindung können als Vorstufen für Indanoncarbonsäureester verwendet werden, die jeweils ein Halogenatom an dem Indanonring aufweisen. Solche Indanoncarbonsäureester sind als Zwischenprodukte für Insektizide brauchbar.
  • Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen hervor.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Der Substituent X in dem Monomethylmalonatderivat der Formel (I) bedeutet ein Halogenatom. Beispiele für das Halogenatom sind Fluor-, Chlor-, Brom- und Iodatome, von denen ein Chloratom bevorzugt ist.
  • Ein typisches Beispiel für das Monomethylmalonatderivat ist 3-(3-Chlorphenyl)-2-methoxycarbonylpropionsäure.
  • Das Monomethylmalonatderivat der Formel (I) kann z. B. durch die Schritte (A) Umsetzen eines Benzylhalogenidderivats der Formel (II) mit Dimethylmalonat in Gegenwart einer Base, um ein Dimethylmalonatderivat der Formel (III) zu erhalten, und (B) Hydrolysieren des Dimethylmalonatderivats der Formel (III), um dadurch das Monomethylmalonatderivat der Formel (I) zu erhalten, hergestellt werden.
  • In Schritt (A) können X und Y in dem Benzylhalogenidderivat der Formel (II) gleich oder voneinander verschieden sein und sind jeweils ein Halogenatom. Das Halogenatom in X ist auf die gleiche Weise wie oben definiert. Beispiele für das Halogenatom in Y sind die gleichen wie die in X. Bevorzugte Beispiele für das Halogenatom in Y sind Chlor-, Brom- und Iodatome, von denen ein Chloratom typischerweise bevorzugt ist.
  • Beispiele für die Base sind Carbonate, einschließlich Alkalimetallcarbonate wie Kaliumhydrogencarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumcarbonat und Natriumcarbonat; Alkalimetallhydroxide wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid; Erdalkalimetallhydroxide wie Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid; Phosphate, einschließlich Alkalimetall phosphate wie Natriumdihydrogenphosphat und Kaliumdihydrogenphosphat; Carboxylate, einschließlich Alkalimetallcarboxylate wie Natriumacetat und Kaliumacetat; organische Basen wie Triethylamin und Pyridin; Metallalkoxide, einschließlich Alkalimetallalkoxide wie Natriummethoxid und Natriumethoxid; und Metallhydride wie Natriumhydrid. Jede von diesen Basen kann allein oder in Kombination verwendet werden. Bevorzugte Beispiele für die Base sind Alkalimetallhydroxide.
  • In Schritt (A) beträgt die Menge an Dimethylmalonat z. B. ungefähr 0,1 bis ungefähr 1000 mol, vorzugsweise ungefähr 1,1 bis 100 mol und mehr bevorzugt ungefähr 2 bis ungefähr 10 mol, pro 1 mol des Benzylhalogenidderivats der Formel (II). Dimethylmalonat wird allgemein im Überschuss verwendet, um die Bildung eines Nebenprodukts zu unterdrücken, das in Folge einer Reaktion zwischen 2 mol des Benzylhalogenidderivats und 1 mol Dimethylmalonat gebildet wird. Nicht umgesetztes Dimethylmalonat kann nach der Beendigung der Reaktion zurückgewonnen und wiederverwendet werden. Die Menge der Base beträgt allgemein ungefähr 0,01 bis ungefähr 100 Grammäquivalente, vorzugsweise ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 Grammäquivalente, mehr bevorzugt ungefähr 0,25 bis 4 Grammäquivalente und noch mehr bevorzugt ungefähr 0,9 bis ungefähr 1,5 Grammäquivalente, pro 1 mol des Benzylhalogenidderivats.
  • Die Reaktion kann in Gegenwart eines Reaktionshilfsmittels durchgeführt werden. Beispiele für das Reaktionshilfsmittel sind Alkalimetallhalogenide wie Natriumbromid, Kaliumbromid, Natriumiodid und Kaliumiodid; Kronenether wie 12-Krone-4, 15-Krone-5, 18-Krone-6; und Phasentransferkatalysatoren wie quaternäres Alkyl- oder Aryl-substituiertes Ammonium.
  • Die Reaktion wird in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt. Das Lösungsmittel unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, sofern es gegenüber den Reaktionskomponenten inert ist und von dem Produkt abgetrennt werden kann. Beispiele für das Lösungsmittel sind organische Lösungsmittel und Wasser. Zu solchen organischen Lösungsmitteln gehören z. B. Ketone wie Aceton und Ethylmethylketon; Ether wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Nitrile wie Acetonitril; Sulfoxide wie Dimethylsulfoxid; Sulfolane wie Sulfolan; Ester wie Ethylacetat; Amide wie Dimethylformamid; Alkohole wie Methanol, Ethanol und t-Butanol; aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan und Petroleumether; aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol und Xylole; halogenhaltige Verbindungen wie Methylenchlorid, Chloroform, Bromoform, Chlorbenzol und Brombenzol; und hochsiedende Lösungsmittel wie Poly(ethy lenglycol)e und Siliconöl. Jedes von diesen Lösungsmitteln kann allein oder in Kombination verwendet werden. Die Menge des Lösungsmittels, falls eines verwendet wird, unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, sofern die Reaktionskomponenten in dem Lösungsmittel gelöst oder ausreichend dispergiert werden können, und die Obergrenze davon kann in Abhängigkeit von wirtschaftlichen Faktoren bestimmt werden.
  • Die Reaktionstemperatur unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, sofern sie gleich oder höher als der Schmelzpunkt des Systems ist, und beträgt z. B. ungefähr –30 °C bis ungefähr 300 °C und vorzugsweise ungefähr –10 °C bis ungefähr 200 °C. Die Reaktion verläuft effizient selbst unter milden Bedingungen von ungefähr Raumtemperatur (5 °C bis 40 °C). Die Reaktion wird typischerweise bevorzugt bei 20 °C bis 30 °C durchgeführt.
  • Die Reaktion kann unter gewöhnlichem Druck, unter vermindertem Druck oder unter Druck (unter Belastung) durchgeführt werden und wird im Allgemeinen unter gewöhnlichem Druck durchgeführt. Die Reaktion kann als diskontinuierliches, halbkontinuierliches oder kontinuierliches Verfahren durchgeführt werden.
  • Das Malonsäuredimethylderivat der Formel (III), das durch Schritt (A) hergestellt wird, kann aus dem Reaktionsgemisch isoliert werden, aber das Reaktionsgemisch, welches das Produkt enthält, kann als Ausgangsmaterial für Schritt (B) eingesetzt werden, und zwar so, wie es vorliegt, oder nach einer Konzentration. Das Produkt kann z. B. durch ein Trennmittel wie eine Filtration, Konzentration, Destillation, Extraktion, Kristallisation, Umkristallisation oder Säulenchromatografie isoliert werden.
  • Die Menge an Wasser zur Verwendung in der Hydrolysereaktion in Schritt (B) kann typischerweise entsprechend der Art des Malonsäuredimethylderivats, der Reaktionsweise und Reaktionsgeschwindigkeit festgesetzt werden und beträgt z. B. ungefähr 0,1 bis ungefähr 1000000 mol, vorzugsweise ungefähr 0,5 bis ungefähr 1000 mol, mehr bevorzugt ungefähr 0,8 bis 300 mol und typischerweise bevorzugt ungefähr 150 bis 250 mol pro 1 mol des Dimethylmalonatderivats.
  • Ein Reaktionshilfsmittel wie eine Säure oder eine Base kann in der Hydrolysereaktion verwendet werden, um die Reaktion zu beschleunigen. Beispiele für die Säure sind anorganische Säuren, organische Säuren und feste Säuren. Zu den anorganischen Säuren gehören z. B. Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Phosphorsäure und Salpetersäure. Zu den organischen Säuren gehören z. B. Carbonsäuren, die gesättigte oder ungesättigte C1-C10-Mono- oder -Polycarbonsäuren wie Essigsäure und Propionsäure ein schließen; Sulfonsäuren, die C1-C6-Alkan-sulfonsäuren wie Methansulfonsäure und Ethansulfonsäure und aromatische Sulfonsäuren wie Benzolsulfonsäure und p-Toluolsulfonsäure einschließen; und halogenierte organische Säuren, die halogenierte Carbonsäuren wie Trifluoressigsäure und halogenierte Alkansulfonsäuren wie Trifluormethansulfonsäure einschließen. Zu den festen Säuren gehören z. B. Sulfate wie Calciumsulfat; Metalloxide wie SiO2 und Al2O3; Zeolith wie Zeolith vom Y-Typ, X-Typ oder A-Typ mit saurem OH; und Ionenaustauschharze wie Kationenaustauschharze vom H-Typ. Beispiele für die Base sind die als die Base in Schritt (A) beispielhaft angegebenen Basen. Unter solchen Harzen sind Alkalimetallhydroxide bevorzugt. Jedes von diesen Reaktionshilfsmitteln kann allein oder in Kombination verwendet werden.
  • Die Menge des Reaktionshilfsmittels unterliegt keinen speziellen Beschränkungen und beträgt z. B. ungefähr 0,01 bis ungefähr 5 mol, vorzugsweise ungefähr 0,1 bis ungefähr 2 mol und noch mehr bevorzugt ungefähr 0,8 bis 1,2 mol pro 1 mol des Dimethylmalonatderivats. Die Reaktion kann typischerweise durch Erhitzen beschleunigt werden, falls das Reaktionshilfsmittel nicht verwendet wird.
  • Die Reaktion wird in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt. Beispiele für das Lösungsmittel sind die organischen Lösungsmittel, die als das Lösungsmittel in Schritt (A) beispielhaft genannt wurden. Jedes von diesen Lösungsmitteln kann allein oder in Kombination verwendet werden. Das Lösungsmittel in dieser Anmeldung ist vorzugsweise ein Alkohol, wobei Methanol typischerweise bevorzugt ist, um eine Halogenaustauschreaktion zu vermeiden.
  • Die Reaktionstemperatur unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, sofern sie gleich oder höher als der Schmelzpunkt und gleich oder niedriger als der Siedepunkt des Systems ist, und beträgt z. B. ungefähr –30 °C bis ungefähr 300 °C und vorzugsweise ungefähr –10 °C bis ungefähr 200 °C. Die Reaktion verläuft effizient selbst unter milden Bedingungen von ungefähr Raumtemperatur (5 °C bis 40 °C). Die Reaktion wird typischerweise bevorzugt bei ungefähr 20 °C bis ungefähr 30 °C durchgeführt.
  • Die Reaktion kann unter gewöhnlichem Druck, unter vermindertem Druck oder unter Druck (unter Belastung) durchgeführt werden und wird im Allgemeinen unter gewöhnlichem Druck durchgeführt. Die Reaktion kann als diskontinuierliches, halbkontinuierliches oder kontinuierliches Verfahren durchgeführt werden.
  • Gemäß dem vorstehend erwähnten Verfahren reagiert das Benzylhalogenidderivat der Formel (II) mit Dimethylmalonat, um das Dimethylmalonatderivat der Formel (III) zu erhalten, und das Dimethylmalonatderivat der Formel (III) wird hydrolysiert, um das Monomethylmalonatderivat der Formel (I) zu erhalten. Das Reaktionsprodukt kann nach der Beendigung der Reaktion durch ein Trennmittel, wie eine Filtration, Konzentration, Destillation, Extraktion, Ionenaustausch, Elektrodialyse, Kristallisation, Umkristallisation, Adsorption, Membrantrennung, Zentrifugaltrennung oder Säulenchromatografie oder eine Kombination dieser Mittel abgetrennt und gereinigt werden.
  • Das Monomethylmalonatderivat der Formel (I) gemäß der vorliegenden Erfindung kann leicht einen Indanoncarbonsäureester mit einem Halogenatom an dem Indanonring gemäß der folgenden Reaktionsformel liefern:
    Figure 00080001
    wobei X und Me die gleichen Bedeutungen wie vorstehend definiert haben; und Z ein Halogenatom ist. Der resultierende Indanoncarbonsäureester ist als Synthesezwischenprodukt für Insektizide brauchbar.
  • Speziell kann der Indanoncarbonsäureester mit einem Halogenatom an dem Indanonring durch Umsetzen des Monomethylmalonatderivats der Formel (I) mit einem Halogenierungsmittel (Halogenierungsreaktion) zum Erhalten eines Säurehalogenidderivats der Formel (IV) und Cyclisieren des Säurehalogenidderivats in Gegenwart eines Katalysators (Cyclisierungsreaktion) hergestellt werden. Beispiele für das Halogenatom in Z sind Fluor-, Chlor-, Brom- und Iodatome.
  • Beispiele für das Halogenierungsmittel sind Fluorierungsmittel wie Kaliumhydrogenfluorid und Kaliumfluorid; Chlorierungsmittel wie Thionylchlorid, Oxalylchlorid, Phosphorpentachlorid und Phosphoroxychlorid; Bromierungsmittel wie Thionylbromid, Phosphortribromid, Phosphorpentabromid und Phosphoroxybromid; und Iodierungsmittel wie Phosphortriiodid. Der Substituent Z in Formel (IV) ist ein Halogenatom, das dem verwendeten Halogenierungsmittel entspricht. Das Halogenierungsmittel wird in großem Überschuss über das Monomethylmalonatderivat in einer Reaktion in Abwesenheit eines Lösungsmittels verwendet. Die Menge des Halogenierungsmittels ist z. B. äquimolar oder mehr und vorzugsweise das 1- bis 4-fache, bezogen auf mol, pro 1 mol des Monomethylmalonatderivats in einer Reaktion in Gegenwart eines Lösungsmittels.
  • Die Halogenierungsreaktion kann in Gegenwart eines Reaktionshilfsmittels durchgeführt werden. Beispiele für das Reaktionshilfsmittel sind Zinkchlorid, Pyridin, Iod, Triethylamin, Dimethylformamid und Hexamethylphosphoramid (HMPA).
  • Die Halogenierungsreaktion wird in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels durchgeführt. Das Lösungsmittel unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, sofern es gegenüber den Reaktionskomponenten inert ist und von dem Produkt abgetrennt werden kann. Beispiele für das Lösungsmittel sind Ether wie Tetrahydrofuran und Dioxan; Sulfoxide wie Dimethylsulfoxid; Amide wie Dimethylformamid; aliphatische oder alicyclische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan und Petroleumether; aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol und Xylole; und halogenhaltige Verbindungen wie Methylenchlorid, Chloroform, Bromoform, Chlorbenzol und Brombenzol. Jedes von diesen Lösungsmitteln kann allein oder in Kombination verwendet werden. Die Menge des Lösungsmittels, falls eines verwendet wird, unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, sofern die Reaktionskomponenten in dem Lösungsmittel gelöst oder ausreichend dispergiert werden können, und die Obergrenze davon kann in Abhängigkeit von wirtschaftlichen Faktoren bestimmt werden.
  • Die Reaktionstemperatur unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, sofern sie gleich oder höher als der Schmelzpunkt und gleich oder niedriger als der Siedepunkt des Systems ist, und beträgt z. B. ungefähr –30 °C bis ungefähr 300 °C, vorzugsweise ungefähr –10 °C bis ungefähr 200 °C, und mehr bevorzugt ungefähr 10 °C bis ungefähr 100 °C. Die Reaktion kann unter gewöhnlichem Druck, unter vermindertem Druck oder unter Druck (unter Belastung) durchgeführt werden und wird allgemein unter gewöhnlichem Druck durchgeführt. Die Reaktion wird als diskontinuierliches, halbkontinuierliches oder kontinuierliches Verfahren durchgeführt. Das Reaktionsprodukt kann typischerweise durch die vorstehend beispielhaft genannten Trennmittel abgetrennt und gereinigt werden. Das Reaktionsgemisch kann so, wie es vorliegt, oder nach einer Konzentration einer nachfolgenden Reaktion unterzogen werden, ohne das Reaktionsprodukt zu isolieren.
  • Beispiele für den Katalysator zur Verwendung bei der Cyclisierung des Säurehalogenidderivats der Formel (IV) sind Lewis-Säure-Katalysatoren, welche allgemein für eine Friedel-Crafts-Reaktion verwendet werden können, wie etwa wasserfreies Aluminiumchlorid, wasserfreies Aluminiumbromid, wasserfreies Eisenchlorid, Titantetrachlorid, Zinntetrachlorid (Stannichlorid), Zinkchlorid, Bortrifluorid-Diethylether-Komplex, wasserfreies Bortrioxid und konzentrierte Schwefelsäure. Von diesen ist wasserfreies Aluminiumchlorid bevorzugt. Die Menge des Katalysators beträgt z. B. ungefähr 1 bis ungefähr 50 mol und vorzugsweise ungefähr 2 bis ungefähr 10 mol, pro 1 mol des Säurehalogenidderivats.
  • Die Cyclisierungsreaktion erfolgt in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels. Das Lösungsmittel unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, sofern es gegenüber den Reaktionskomponenten inert ist und von dem Reaktionsprodukt abgetrennt werden kann. Beispiele für das Lösungsmittel sind Lösungsmittel, die allgemein in einer Friedel-Crafts-Reaktion verwendet werden, wie Methylenchlorid, Chloroform, 1,2-Dichlorethan, Tetrachlorkohlenstoff, Bromoform, Chlorbenzol, Nitromethan, Nitrobenzol und Kohlenstoffdisulfid. Jedes von diesen Lösungsmitteln kann allein oder in Kombination verwendet werden. Die Menge des Lösungsmittels, falls eines verwendet wird, unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, sofern die Komponenten in dem Lösungsmittel gelöst oder ausreichend dispergiert werden können, und die Obergrenze davon wird durch wirtschaftliche Faktoren bestimmt.
  • Die Reaktionstemperatur unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, sofern sie gleich oder höher als der Schmelzpunkt und gleich oder niedriger als der Siedepunkt des Systems unter den Reaktionsbedingungen ist, und beträgt z. B. ungefähr –30 °C bis ungefähr 300 °C, und vorzugsweise ungefähr –10 °C bis ungefähr 100 °C. Die Cyclisierungsreaktion kann unter gewöhnlichem Druck, unter vermindertem Druck oder unter Druck (unter Belastung) durchgeführt werden und wird allgemein unter gewöhnlichem Druck durchgeführt. Die Reaktion kann als diskontinuierliches, halbkontinuierliches oder kontinuierliches Verfahren durchgeführt werden.
  • Die Reaktion ergibt einen entsprechenden Indanoncarbonsäureester, der durch Formel (V) wiedergegeben wird und ein Halogenatom an dem Indanonring aufweist. Das Reaktionsprodukt kann typischerweise durch die vorstehend erwähnten Trennmittel abgetrennt und gereinigt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf verschiedene nachstehende Beispiele ausführlicher erläutert, welche den Umfang der Erfindung nicht beschränken sollen. Die Produkte in den Beispielen wurden durch Hochleistungsflüssigchromatografie quantitativ analysiert. Die NMR-Spektren wurden durch 1H-NMR bei 270 MHz unter Verwendung eines JNM-EX 270 (ein Produkt von JEOL Ltd.) mit Tetramethylsilan (TMS) als interner Standard gemessen.
  • Beispiel 1: Herstellung von 3-(3-Chlorphenyl)-2-methoxycarbonylpropionsäure
  • [Schritt A: Herstellung von Dimethyl-3-chlorbenzylmalonat]
  • Aliquots von 6,6 g m-Chlorbenzylchlorid und 27,6 g Dimethylmalonat wurden in 41,8 g Dimethylacetamid gelöst und anschließend mit 2,5 g Natriumhydroxid vermischt. Das Gemisch wurde 6 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt, auf 5 °C oder tiefer gekühlt und mit 1,7 gew.-%iger Chlorwasserstoffsäure auf pH 3,5 eingestellt. Nach dem Zugeben von 36,0 g Wasser wurde das Produkt mit 37,0 g Toluol extrahiert und die Toluolschicht wurde mit zwei Portionen von 36,0 g Wasser gewaschen. Das Toluol und nicht umgesetztes Dimethylmalonat wurden unter vermindertem Druck entfernt, um 9,7 g eines konzentrierten Rückstands zu erhalten. Insgesamt 96 Gew.-% des Rückstands waren Dimethyl-3-chlorbenzylmalonat (Ausbeute: 9,3 g, 95 %).
  • [Schritt B: Herstellung von 3-(3-Chlorphenyl)-2-methoxycarbonylpropionsäure]
  • Insgesamt 9,5 g des in Schritt A hergestellten Rückstands, der Dimethyl-3-chlorbenzylmalonat enthielt, wurden in 118,6 g Methanol gelöst und 148,0 g einer 1 gew.-%igen wässrigen Lösung von Natriumhydroxid wurden tropfenweise dazugegeben. Das Gemisch wurde 3 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt, auf 5 °C oder tiefer gekühlt und mit 1,7 gew.-%iger Chlorwasserstoffsäure auf pH 2,5 eingestellt. Das Produkt wurde mit drei Portionen von 102,3 g Toluol extrahiert und das Toluol wurde unter vermindertem Druck entfernt, um 8,7 g eines konzentrierten Rückstands zu erhalten. Insgesamt 95 Gew.-% des Rückstands waren 3-(3-Chlorphenyl)-2-methoxycarbonylpropionsäure (Ausbeute: 8,3 g, 92 %).
  • [Spektraldaten von 3-(3-Chlorphenyl)-2-methoxycarbonylpropionsäure]
    • 1H-NMR (CDCl3) ppm: 3,21 (d, 2H, ClC6H4-CH2-CH), 3,70 (t, 1H, ClC6H4-CH2-CH), 3,74 (s, 3H, -COOCH3), 7,07–7,26 (m, 4H, ClC6H4-)
  • Referenzbeispiel 1
  • Herstellung von Methyl-2-chloroformyl-3-(3-chlorphenyl)-propionat
  • Insgesamt 8,0 g des in Schritt B von Beispiel 1 hergestellten Rückstands, der 3-(3-Chlorphenyl)-2-methoxycarbonylpropionsäure enthielt, wurden in 32,8 g 1,2-Dichlorethan unter einer Stickstoffatmosphäre gelöst und 11,8 g Thionylchlorid und 0,05 g Dimethylformamid wurden dazugegeben, und anschließend wurde 7 Stunden lang bei 40 °C gerührt. Das resultierende Gemisch wurde unter vermindertem Druck konzentriert, um 1,2-Dichlorethan und nicht umgesetztes Thionylchlorid zu entfernen, um dadurch 7,98 g Methyl-2-chloroformyl-3-(3-chlorphenyl)-propionat zu erhalten.
  • [Spektraldaten von Methyl-2-chloroformyl-3-(3-chlorphenyl)-propionat]
    • 1H-NMR (CDCl3) ppm: 3,27 (d, 2H, ClC6H4-CH2-CH), 3,78 (s, 3H, -COOCH3), 4,07 (t, 1H, ClC6H4-CH2-CH), 7,07–7,26 (m, 4H, ClC6H4-)
  • Referenzbeispiel 2
  • Herstellung von Methyl-5-chlor-1-oxo-2,3-dihydroinden-2-carboxylat (= 5-Chlor-2-methoxycarbonylindan-1-on)
  • Unter einer Stickstoffatmosphäre wurden 9,0 g wasserfreies Aluminiumchlorid und 151,3 g 1,2-Dichlorethan gerührt, um eine Suspension zu erhalten, und die Suspension wurde auf 0 °C gekühlt. Ein Gemisch aus 7,98 g Methyl-2-chloroformyl-3-(3-chlorphenyl)-propionat, das in Referenzbeispiel 1 hergestellt wurde, und 151,3 g 1,2-Dichlorethan wurde tropfenweise zu der Suspension zugegeben, während die Temperatur bei 5 °C oder tiefer gehalten wurde, und anschließend wurde 2 Stunden lang unter den gleichen Bedingungen gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde zu 53,6 g einer 1,7 gew.-%-igen Chlorwasserstoffsäure, die auf 5 °C oder tiefer gekühlt war, tropfenweise zugegeben, und anschließend wurde 1 Stunde lang unter den gleichen Bedingungen gerührt. Nach dem Trennen des Gemisches in eine 1,2-Dichlorethanschicht und eine wässrige Schicht wurde das Produkt in der wässrigen Schicht mit 15,1 g 1,2-Dichlorethan extrahiert. Diese Prozedur wurde insgesamt zweimal wiederholt. Die resultierenden 1,2-Dichlorethanschichten, die durch diese Prozeduren erhalten wurden, wurden gesammelt und mit 33,0 g Wasser gewaschen und anschließend wurde das 1,2-Dichlorethan unter vermindertem Druck entfernt. Der konzentrierte Rückstand wurde durch Silicagelsäulen chromatografie [mobile Phase: Hexan/Ethylacetat = 4/1 (bezogen auf das Volumen)] gereinigt, wobei 5,21 g Methyl-5-chlor-1-oxo-2,3-dihydroinden-2-carboxylat als ein sandfarbener Feststoff in einer Ausbeute von 70 %, bezogen auf die 3-(3-Chlorphenyl)-2-methoxycarbonylpropionsäure, erhalten wurde.

Claims (4)

  1. Monomethylmalonatderivat, das durch die folgende Formel (I) wiedergeben wird:
    Figure 00140001
    wobei X ein Halogenatom ist; und Me eine Methylgruppe ist.
  2. Monomethylmalonatderivat nach Anspruch 1, wobei X ein Chloratom ist.
  3. Verfahren zum Herstellen eines Monomethylmalonatderivats, das durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird:
    Figure 00140002
    wobei X ein Halogenatom ist; und Me eine Methylgruppe ist, umfassend die Schritte: (A) Umsetzen eines Benzylhalogenidderivats, das durch die folgende Formel (II) wiedergegeben wird:
    Figure 00140003
    wobei X und Y gleich oder voneinander verschieden sein können und jeweils ein Halogenatom sind, mit Dimethylmalonat in Gegenwart einer Base, um dadurch ein Dimethylmalonatderivat zu erhalten, das durch die folgende Formel (III) wiedergegeben wird:
    Figure 00140004
    wobei X und Me die gleichen Bedeutungen wie vorstehend definiert haben; und (B) Hydrolysieren des Dimethylmalonatderivats, das durch Formel (III) wiedergegeben wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei X ein Chloratom ist.
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