(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の反応式：
【化１】
0003665655.tif 000004
［Ｒ＝アルキルＣ１〜Ｃ４
Ｒ′、Ｒ″＝同一であるか、異り、Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５又はＣｌ
Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ］により、マロン酸ジアルキル、１，２−ジハロゲン化合物、炭酸カリウムから、溶剤としてジメチルホルムアミド又はジメチルアセトアミドを用いて、シクロプロパン−１，１−ジカルボン酸ジアルキルエステルを製造する場合に、
ａ）  １，２−ジクロル化合物を使用し、
ｂ）  ８５％以上が０．１ｍｍ未満、７０％以上が０．０５ｍｍ未満の粒子配分を有する炭酸カリウムを使用し、
ｃ）  反応中に、反応水を共沸的に溜去し、
ｄ）  反応温度を、９０〜１６０℃にし、かつ、
ｅ）  マロン酸ジアルキル：１，２−ジクロル化合物：炭酸カリウムのモル比＝１：（２．５〜３．５）：（１．０〜１．４）を選択することを特徴とする、シクロプロパン−１，１−ジカルボン酸ジアルキルエステルの製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、次の反応式：
【０００２】
【化２】
0003665655.tif 000002
【０００３】
［Ｒ＝アルキルＣ１〜Ｃ４、
Ｒ′、Ｒ″＝同一であるか異り、Ｈ、ＣＨ３、Ｃ２Ｈ５又はＣｌ、
Ｘ＝Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ］により、ジメチルホルムアミドもしくはジメチルアセトアミド中で、マロン酸ジアルキル、１，２−ジハロゲン化合物、炭酸カリウムから、シクロプロパン−１，１−ジカルボン酸エステルを製造する方法に関し、これは、  ａ）  １，２−ジクロル化合物を使用し、
ｂ）  ８５％以上が０．１ｍｍ未満、７０％以上が０．０５ｍｍ未満の粒子配分を有する炭酸カリウムを使用し、
ｃ）  反応中に反応水を共沸的に溜去し、
ｄ）  反応温度を、９０〜１６０℃にし、かつ、
ｅ）  マロン酸ジアルキル：１，２−ジクロル化合物：炭酸カリウムのモル比＝１：（２．５〜３．５）：（１．０〜１．４）を選択することを特徴とする。
特に、イソプロパノール及びｎ−ブタノールを有するシクロプロパン−１，１−ジカルボン酸エステル、並びに、１，１−ジカルボメトキシ−２−メチルシクロプロパンは新規である。
【０００４】
【従来の技術】
Ｋ2ＣＯ3／ジメチルホルムアミド中で、１，２−ジブロムエタンを用いる、マロン酸ジメチルのシクロアルキル化は、Ｄ．Ａ．Ｗｈｉｔｅ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ７／８（１９７７）５５９）に記載されている。ＤＭＦ  １．２ ｌ中に、マロン酸ジメチル１モルに対し、ジブロムエタン４モル、炭酸カリウム２．４モルを添加し、２２時間反応させるが、その際、シクロプロパン−１，１−ジカルボン酸ジメチルエステル（ＣＤＭ）は、収率７３％で得られる。これは、工業的規模に転用するには妨げとなる、劣悪な空時収率のデータである。臭化化合物を、特に１，２−ジクロルエタンと交換する、もう一つの目的があるはずである。だが、二塩化物は、ほとんど活性を示さない。比較例は、１，２−ジクロルエタンからは、ＣＤＭは理論量の５５％で生じるが、１，２−ジブロムエタンからは、理論量の９６．５％で生じることを示している。電気分解による塩化カリウムの廃棄処理（Ｅｎｔｓｏｒｇｕｎｇ）は、簡単であるが、臭化カリウムのそれは簡単ではない。従って、二塩化物を使用する試みが、なされないわけではなかった。例えば、Ｊ．Ｈｅｉｓｚｍａｎ他（Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  １９８７、７３８頁）は、溶剤としてベンゾール、並びに相転移−触媒を使用し、８０℃で２０時間かかって、シクロプロパン−１，１−ジカルボン酸−ジエチルエステル（ＣＤＥ）を得ている。溶剤、例えばベンゾールは、もはや導入されない。相転移−触媒は後処理が難しく、かつ、分解の際にアミンを形成する。
【０００５】
【発明の構成】
ところで、以下のことが発見された：
ａ）  理論量の８０〜８５％の収率でのシクロプロパン−１，１−ジカルボン酸エステルの製造のために、記載の条件下において、１，２−ジクロルエタンが使用可能であり、
ｂ）  微細に粉砕された、又は粉末として存在する炭酸カリウムは、変換率及び収率に、多大な効果を有する。炭酸カリウムは、直径０．１ｍｍ未満の粒子フラクション８５％以上、及び、直径０．０５ｍｍ未満の粒子フラクション７０％以上から成っているべきである。Ｄ．Ａ．Ｗｈｉｔｅは、市販の炭酸カリウム及び１，２−ジブロムエタンを用いて、ＣＤＭを７３％得たが、本発明では次の比較例において、微細に粉砕された炭酸カリウムを用いて、９６％を得る。
【０００６】
ｃ）  反応促進のために、反応の際に生じる水を、共沸的に溜去する。共留剤は、１，２−ジクロル化合物そのものが有利である。凝縮の後に、水相が上部に、及び、反応中に再び導入される有機相が下部に形成される。他の共留剤、例えば、Ｃ−原子を８個まで有する脂肪族炭化水素も使用することができる。
【０００７】
ｄ）  反応の更なる促進は、９０〜１６０℃、有利には１１０〜１３０℃の反応温度により、達成される。ＣＤＭ及びＣＤＥの形成のための反応時間は、５〜６時間に減少する。
【０００８】
ｅ）  空時収率の改善のために、溶剤であるジメチルホルムアミドもしくはジメチルアセトアミドの量を減少させる。マロン酸エステル１モル当たり、溶剤２００〜３００ｍｌのみを使用するのが有利である。この場合、相転移触媒は、余計である。炭酸カリウム及び、１，２−ジクロル化合物の量を減少させる。マロン酸エステル：１，２−ジハロゲン化合物：Ｋ2ＣＯ3のモル比は、１：（２．５〜３．０）：（１．０〜１．４）であるのが有利である。
【０００９】
全ての反応成分を一緒に予め導入し、かつ加熱することができる。マロン酸エステルを、反応時間内に渉り、配量導入することもできる。
【００１０】
冷却器上で、ＣＯ2−排ガスを導出する。生じた塩化ビニルの痕跡量を、冷却トラップにより、凝結させることができる。
【００１１】
１，２−ジクロル化合物の使用は、１，２−ジクロルエタンに限られない。いわゆるジクロルアルカンも使用可能である。
【００１２】
塩（ＫＣｌ／Ｋ2ＣＯ3）の分離を実施例中に記載した２種の方法で実施することができる。
【００１３】
後処理により、フラッシュ蒸留物と濾液とを蒸留的に分離する。ジクロル化合物及び溶剤は再び使用される。
【００１４】
シクロプロパン−１，１−ジカルボン酸エステルから、最も良好にメチルエステルを製造することができる故に、エステル交換触媒、例えばチタン酸ブチルを用いるＣ−原子３個以上を有するアルコールでのメチルエステルのエステル交換により、高い収率で、３より多いＣ−原子を有するアルコールとのエステルを製造することができる。本方法による直接的な製造も可能である。
【００１５】
シクロプロパン−化合物は、医薬工業のための、かつ、殺虫剤の製造のための重要な中間体である。
【００１６】
【実施例】
比較例
シクロプロパン−１，１−ジカルボン酸ジメチルエステル（ＣＤＭ）（Ｄ．Ａ．Ｗｈｉｔｅ、上記引用文献中）
ａ）  撹拌機を備えたガラス・フラスコに、順次に、ジメチルホルムアミド５００ｍｌ、マロン酸ジメチル６６ｇ（０．５モル）、１，２−ジブロムエタン３７６ｇ（０．２モル）、及び微細に粉砕されたＫ2ＣＯ3（★）１６６ｇ（１．２モル）を導入する。室温で２２時間、引続き１００℃で２時間、撹拌する。ＫＣｌ／Ｋ2ＣＯ3−混合物を濾別し、ＤＭＦで洗浄し、かつ乾燥させた＝塩２３４ｇ。塩乾燥により得られた蒸留物を、濾液に添加する。引き続き、粗製バッチを、塔で、真空中で、蒸留する。ジブロムエタン及びＤＭＦの徐去の後に、ＣＤＭは８５℃／１８ミリバールで、水のように清澄な液体として、蒸出する。
【００１７】
収量：  ７７．０ｇ（理論量の９６．５％）
純度：  ９９％
商業的粒度を有するＫ2ＣＯ3を使用する場合は、明らかに僅かな収率を得る。
【００１８】
ｂ）  １，２−ジクロルエタンを用いるが、他は全く同様の反応条件で実施されたバッチは、理論量の５５％のＣＤＭの収率のみを生じた。
【００１９】
（★）［粒度：０．１ｍｍ未満８８％、及び０．０５ｍｍ未満７２％］
例  １
シクロプロパン−１，１−ジカルボン酸ジメチルエステル（ＣＤＭ）
多頸ガラスフラスコ、撹拌機、温度計、蒸留物−相分離器（Ｐｈａｓｅｎｓｃｈｅｉｄｅｒ）を有する塔部、廃ガス管から成る装置に、マロン酸ジメチル５２８ｇ（４．０モル）、１，２−ジクロルエタンＥＤＣ１３０８ｇ（１３．２モル、このうち１００ｍｌは相分離器内）、ジメチルホルムアミド１０００ｍｌ及び微細に粉砕された炭酸カリウム（★）６６４ｇ（４．８モル）を導入する。撹拌下で、１１０〜１１５℃まで加熱する；ＥＤＣ／Ｈ2Ｏ−共沸物が蒸出し、これは相容器（Ｐｈａｓｅｎｇｅｆａｅｓ）内で、上方の水層と、下方の再び導入されるＥＤＣ−層とに分離される。ＣＯ2が排ガス管から漏出する。温度を１２０℃まで高め、６時間後に反応が終了した。塩を次の２つの方法で分離する：
ａ）  全ての高沸点物質及び塩から蒸留分離（最終的には、真空下で）し、かつ蒸留物を塔で蒸留的に分離する。
【００２０】
ｂ）  塩を濾別し、ジクロエタン又はメタノールで洗浄し、かつ乾燥させる。
【００２１】
次回の導入用に再び使用されるＥＤＣ及びＤＭＦの徐去の後に、ＣＤＭを８５℃／１８ミリバールで蒸留する。
【００２２】
収量：５２５ｇ（理論量の８３％）
ＧＣ−純度：＞９９％
例  ２
シクロプロパン−１，１−ジカルボン酸−ジエチルエステル（ＣＤＥ）
例１に記載したものと同様の装置に、順次にＤＭＦ  １０００ｍｌ、１，２−ジクロルエタン１３０８ｇ（１３．２モル）、微細に粉砕されている炭酸カリウム（★）６６４ｇ（４．８モル）を導入する。これを、良好な撹拌下で、１１５℃まで加熱し、その際、ＣＯ2−分離及び水の分離が始まる。３時間で、さらにマロン酸ジエチル３２０ｇ（２．０モル）を滴下漏斗から配量導入する。水がもはや分離しなくなる６時間の後に、反応は終了した。
【００２３】
引続きＥＤＣを、かつ、真空下でＤＭＦをも溜去する。次いで、塔を使用せずに、ＣＤＥを良好な真空下で、殊に塩−及び高沸点物−残留物から蒸留分離し、かつ引続き塔で精留する。沸点＝９７℃／１５ミリバール。
【００２４】
収量：６３０ｇ（理論量の８３．８％）
ＧＣ−純度：  ９９％
例  ３
１，１−ジカルボメトキシ−２−メチルシクロプロパン
例１に記載した装置にマロン酸ジメチル１３２．１ｇ（１．０モル）、微細に粉砕された炭酸カリウム（★）１６６ｇ（１．２モル）、１，２−ジクロルプロパン３３９ｇ（３．０モル）及び、ＤＭＦ  ２５０ｍｌを、導入する。これを、激しい撹拌下で、１１８℃まで加熱し、かつ、１５時間かけて１２５℃まで上昇させる。ＣＯ2−発生下で、反応水を共沸物として、留去し、相分離器内で、ジクロルプロパンから分離し、かつ次いで流出させる。塩及び高沸点物から、フラッシュ蒸留により蒸留分離した、塔上の蒸留物を、１，２−ジクロルプロパン、ＤＭＦ及び１，１−ジカルボメトキシ−２−メチルシクロプロパンに、分離する。生成物を７８℃／１４ミリバールで蒸留し、かつ、Ｈ−ＮＭＲを用いて、所望化合物であることを同定する。
【００２５】
収量：７９．８ｇ（理論量の４５％）
ＧＣ−純度：９７．１％
例  ４
１，１−ジカルボエトキシ−２−メチルシクロプロパン
マロン酸ジエチルを用いて、例３と同様にして、１，１−ジカルボエトキシ−２−メチルシクロプロパンを製造した。化合物を１０１℃／１４ミリバールで沸騰させ、かつ、同様にＨ−ＮＭＲにより同定した。
【００２６】
収量：８５．１ｇ（理論量の４２％）
ＧＣ−純度：９８．８％
例５及び６
シクロプロパン−１，１−ジカルボン酸−ジメチルエステル（ＣＤＭ）の、−ジイソプロピルエステル（ＣＤｉＰ）もしくは、−ジ−ｎ−ブチルエステル（ＣＤｎＢ）へのエステル交換。
【００２７】
撹拌機、温度計、蒸留部を含む９０ｃｍ長さの塔を備えた、１ ｌ−多頸フラスコに、ＣＤＭ３１６．２ｇ（２．０モル）、チタン酸ブチル４ｇ及び、イソプロパノール（４８１ｇ）もしくはｎ−ブタノール（５９３ｇ）８．０モルを導入する。還流下で塔頂部で、メタノールの沸騰温度（６５℃）になるまで、沸騰加熱し、次いで、良好な還流を用いて、全メタノールを留去する。メタノール留去は、ＣＤｉＰの際には約７時間後に、ＣＤｎＢの際には既に３時間の後に終了した。次いで、水流ポンプによる真空下で、まず、過剰アルコールを、次いで、オイルポンプによる真空下で目的生成物を留出させた。
【００２８】
【表１】
0003665655.tif 000003
【００２９】
これらの化合物を、質量−スペクトル及び１−Ｈ−、並びに、１３−Ｃ−ＮＭＲ−スペクトルにより、同定した。