CH615428A5

CH615428A5 -

Info

Publication number: CH615428A5
Application number: CH1709074A
Authority: CH
Inventors: Helmut Dr Timmler; Wilfried Dr Draber
Original assignee: Bayer Ag
Priority date: 1973-12-24
Filing date: 1974-12-20
Publication date: 1980-01-31
Also published as: DE2364474C3; GB1447337A; SU553933A3; LU71540A1; BE823760A; IL46298A0; IT1027955B; DK137726B; DE2364474A1; IE40343B1; PL92416B1; DE2364474B2; BR7410769D0; JPS5747907B2; CS179931B2; DK137726C; YU341974A; CH617669A5; FR2256163A1; IL46298A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues, technisch vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von bereits bekannten herbizid wirksamen 4-Amino-l,2,4-triazin-5-onen.

Es ist bereits bekannt geworden, dass man 4-Amino-1,2,4-30 -triazin-5-one erhält, wenn man GIyoxyIsäureester-2-acyl-hydrazone mit Hydrazin oder Hydrazinderivaten in Gegenwart eines basischen Katalysators und eines organischen Lösungsmittels bei 50 bis 150°C umsetzt, gemäss Reaktionsschema (a) (vgl. Deutsche Offenlegungsschrift 2 107 757):

35

.COOR'

?

fz

•f NH2-N-R^

n-NH-co-RJJ

-Ho0

R'i = Alkyl, Cycloalkyl; R'4 = C(CH3)S, CUH3; R' = Alkyl; R'2, R'a = H, Alkyl.

Die Ausbeuten sind jedoch nicht immer befriedigend, ins-50 besondere dann nicht, wenn das Verfahren in technischem Massstab durchgeführt wird.

Weiterhin ist bekannt geworden, dass 4-Amino-l,2,4-tri-azin-5-one auch erhalten werden können, wenn man Diaza-butadiene mit Hydrazin oder Alkylhydrazin in Gegenwart 55 eines Säurebindemittels und in Gegenwart eines Verdünnungsmittels bei 0 bis 150°C umsetzt, gemäss Reaktionsschema (b) (vgl. Deutsche Offenlegungsschrift 2 138 031):

(b)

HÎL .C0-R»

N-N=C-C1

IL.N-WilK»

•N-NHR£

3

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R" = Cl, Alkoxy R"x = Alkyl, Cycloalkyl R"2 = Alkyl, H R"4 = C(CH3),3, C0H5

Auch dieses Verfahren ist im technischen Massstab nicht 5 leicht durchführbar. Das als Ausgangsprodukt verwendete Diazabutadien enthält oft noch Phosphoroxychlorid-Verunreinigungen und ist deshalb korrosiv und wenig haltbar. Fernerhin ist die Reinheit der entstandenen Triazinone nicht immer zufriedenstellend, so dass weitere Reinigungsverfah- 10 ren angeschlossen werden müssen.

Es ist darüber hinaus auch bekannt geworden, dass man l,2,4-Triazin-5-one erhält, wenn man Amidrazone mit a-Ketosäureestern in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels bei Temperaturen von etwa —5 bis etwa 10°C um- 15 setzt und anschliessend in Gegenwart von Dimethylform-amid zum Sieden erhitzt, gemäss Reaktionsschema (c) [Collection Czechoslov. Chem. Commun. 36 (1971) 1955-1963]:

(c)

t- hpn-nh-Ç-R» '

0

nh

R], ^OOR" '

]f ?h2

R!' '

'\r

n-h

- hör"'

R'"! = Methyl, Phenyl R'"4 = H, Methyl 4-Amino-l,2,4-triazin-5-one sind auf diese Weise nicht darstellbar.

Es wurde nun gefunden, dass man die bekannten 4-Amino--l,2,4-triazin-5-one der Formel

35 setzt und die hierbei gebildeten neuen Glyoxysäurehydrazid--2-acylhydrazone der Formel

40

O

R2-C-C-NH-NH,

(III)

(I)

in welcher

R1 für Wasserstoff oder Alkyl steht und R- für Alkyl oder gegebenenfalls substituiertes Phenyl steht,

in sehr reiner Form und mit guten Ausbeuten erfindungsge-mäss erhält, wenn man Glyoxylsäureester-2-acylhydrazone der Formel

R2-C-COOR

II

N-NH-CO-R1

(II)

in welcher

R1 und R- die oben angegebenen Bedeutung haben und R für Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen steht, mit Hydrazinhydrat in Gegenwart von polaren organischen Lösungsmitteln bei Temperaturen zwischen 0 und 50°C um-

N-NH-CO-R1

in welcher

45 R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben,

isoliert und anschliessend in Gegenwart eines polaren organischen Lösungsmittels, gegebenenfalls in Gegenwart eines wasserbindenden Mittels, auf Temperaturen zwischen 60 und 150°C erhitzt.

so Es ist als überraschend zu bezeichnen, dass die als Zwischenprodukte verwendeten neuen Glyoxylsäurehydrazid-2-acylhydrazone (III) einerseits leicht isolierbare, stabile Verbindungen darstellen und andererseits bei erhöhter Temperatur eine glatte Zyklisierung — durch intermolekulare Reak-55 tion zwischen N-l der Säurehydrazidgruppe und der wenig aktivierten Ketofunktion der Acylhydrazongruppe — unter Bildung von «analysereinen» 4-Amino-l,2,4-triazin-5-onen verfahren.

Das erfindungsgemässe Verfahren weist eine Reihe von 60 technischen Vorteilen auf. So sind die als Ausgangsstoffe verwendeten Glyoxylsäureester-2-acylhydrazone (II) leicht zugänglich. Die als Zwischenprodukte fungierenden Glyoxyl-säurehydrazid-2-acylhydrazone (III) sind nach Stufe 1 des erfindungsgemässen Verfahrens ebenfalls leicht zugänglich 65 und als stabile Substanzen rein isolierbar. Die herbizid wirksamen 4-Amino-l,2,4-triazin-5-one sind nach Stufe 2 des erfindungsgemässen Verfahrens in sehr guten Ausbeuten und ausgezeichneter Reinheit herstellbar. Abwasserprobleme

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4

durch Lösungsmittel entstehen nicht, da diese durch Destillation zurückgewonnen werden können und ausserdem nicht toxisch sind.

Verwendet man z.B. Phenylglyoxylsäureäthylester-2-ace-tylhydrazon als Ausgangsstoff, so kann der Reaktionsablauf durch das folgende Formelschema wiedergegeben werden.

nh2-nh2.h20

■c2h5oh

+ A

- f 0 2

2>

■n-nh2

VN-k,

Die Ausgangsstoffe sind durch die Formel (III) allgemein definiert. In der Formel (II) steht R1 vorzugsweise für Wasserstoff, R2 vorzugsweise für einen gegebenenfalls substituierten Phenylrest. R1 und R2 stehen aber auch einzeln und unabhängig voneinander vorzugsweise für einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 6, insbesondere 1 bis 4 Kohlenstoffatomen.

Als Substituenten eines gegebenenfalls ein- oder mehrfach substituierten Phenylrestes R2 kommen vorzugsweise in Frage: geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Alkoxy, Alkylthio und Alkylsulfonyl mit jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Halogen, insbesondere Fluor, Chlor oder Brom, Halogenalkyl, Halogenalkoxy mit jeweils 2 bis 5 Halogen- und 1 bis 2 Kohlenstoffatomen, insbesondere Trifluormethyl, Pentafluoräthyl und Trifluor-methoxy, ferner die Nitro-, Cyano- und/oder die Rhodano-gruppe.

Die als Ausgangsprodukte verwendeten Glyoxylsäure-ester-2-acylhydrazone der Formel (II) sind bekannt oder können nach üblichen Methoden hergestellt werden (vgl. Deutsche Offenlegungsschrift 2 107 757). Als Beispiele für die aus diesen nach Stufe 1 des erfindungsgemässen Verfahrens herstellbaren, neuen Glyoxylsäurehydrazid-2-acylhydrazonen (III) seien im einzelnen genannt: Phenylglyoxylsäurehydrazid-2-acetylhydrazon Phenylglyoxylsäurehydrazid-2-propionylhydrazon 4-Fluorphenylglyoxylsäurehydrazid-2-propionylhydrazon 3-MethylphenylglyoxyIsäurehydrazid-2-propionylhydrazon

3-Trifluormethylphenylglyoxylsäurehydrazid-2-propionyl-hydrazon

4-Methoxyphenylglyoxylsäurehydrazid-2-propionylhydrazon Tertiärbutylglyoxylsäurehydrazid-2-acetylhydrazon

3-Methoxyphenylglyoxylsäurehydrazid-2-acetylhydrazon 3,4-DimethoxyphenylglyoxyIsäurehydrazid-2-acetylhydrazon

4-Methylthiophenylglyoxylsäurehydrazid-2-acetylhydrazon 4-MethyIsulfonylphenyIgIyoxylsäurehydrazid-2-propionyl-hydrazon

4-Chlorphenylglyoxylsäurehydrazid-2-propionylhydrazon

4-Trifluormethoxyphenylglyoxylsäurehydrazid-2-propionyl-

hydrazon.

Als Verdünnungsmittel kommen für beide Stufen des erfindungsgemässen Verfahrens polare organische Lösungsmittel in Frage. Hierauf gehören vorzugsweise Alkohole wie Äthanol, n- und i-Propanol, n- und i-Butanol, Säureamide

25 wie Dimethylformamid oder Hexamethylphosphorsäuretri-amid, Sulfoxide wie Dimethylsulfoxid.

Die zweite Stufe der erfindungsgemässen Umsetzung wird vorzugsweise in Gegenwart von wasserbindenden Mitteln vorgenommen. Dabei werden vorzugsweise wasserfreie, pulveri-30 sierte Alkalicarbonate, beispielsweise Natriumcarbonat, Alkalisulfate, beispielsweise Natriumsulfat, oder Alkaliacetate, beispielsweise Natriumacetat, verwendet. Die Umsetzung kann jedoch auch ohne einen solchen Zusatz vorgenommen werden.

35 Die Reaktionstemperaturen liegen für Stufe 1 der erfindungsgemässen Umsetzung zwischen 0 und 50°C, vorzugsweise zwischen 0 und 30°C, für Stufe 2 der Umsetzung zwischen 60 und 150°C, vorzugsweise zwischen 80 und 120°C. Das Verfahren wird im allgemeinen bei Normaldruck durch-40 geführt.

Bei der Durchführung des Verfahrens setzt man z.B. auf 1 Mol Ausgangsstoff der Formel (II) 1 bis 1,5 Mol Hydrazin-hydrat und auf 1 Mol Zwischenprodukt der Formel (III) 1 bis 1,2 Mol Wasserbindemittel ein. Die Zwischenprodukte 45 (III) kann man isolieren, indem man das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abkühlt, den auskristallisierten Niederschlag abfiltriert, diesen mit wenig Äthanol nachwäscht und trocknet. Die Triazinone (I) isoliert man im wesentlichen in gleicher Weise. Aus den Mutterlaugen kann jeweils durch so Einengen eine weitere Fraktion gewonnen werden. — Triazinone (I) können unmittelbar, ohne weitere Reinigung, verwendet werden, da sie nach dem erfindungsgemässen Verfahren in hochreiner Form anfallen.

Die erfindungsgemäss herstellbaren 4-Amino-l,2,4-tri-55 azin-5-one (I) sind als gut wirksame Herbizide bekannt (vgl. Deutsche Offenlegungsschriften 2 107 757 und 2 138 031); ferner ist die Verwendung von solchen Wirkstoffen der Formel (I), worin R1 für Methyl und R2 gegebenenfalls substituiertes Phenyl steht, als selektive Rübenherbizide Gegen-60 stand einer älteren Patentanmeldung (Deutsche Offenlegungsschrift 2 224 161).

Das erfindungsgemässe Verfahren soll anhand der folgenden Beispiele näher illustriert werden.

5

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Beispiel 1 Herstellung im Labormassstab: A) Zwischenprodukt

V Vc-c0-nh-nho

-nh-co-ch-

(ili)-l

234 g (1 Mol) PhenylglyoxyIsäureäthylester-2-acetyl-hydrazon vom Schmelzpunkt 88°C werden in 1,5 1 Äthanol suspendiert und unter Rühren innerhalb von 20 Minuten bei Raumtemperatur mit 75 g (1 Mol) Hydrazinhydrat versetzt. Die Temperatur steigt dabei auf etwa 30°C an. Es entsteht eine klare, leicht gelblich gefärbte Lösung, aus der nach kurzer Zeit Kristalle sich abzuscheiden beginnen. Nach 4-stün-digem Rühren bei Raumtemperatur wird der entstandene Niederschlag abfiltriert, mit wenig Äthanol nachgewaschen und getrocknet.

Man erhält 180 g (82% der Theorie) Phenylglyoxylsäure-hydrazid-2-acetylhydrazon vom Schmelzpunkt 177°C.

B) Endprodukt

B) Endprodukt (l)-l

In einem 1200 1 fassenden Rührkessel werden 455 kg (5701) n-Propanol, 31,3 kg (381,7 Mol) Natriumacetat und 84 kg schleuderfeuchtes Phenylglyoxylsäurehydrazid-2-ace-5 tylhydrazon vorgelegt. Der Kessel wird auf eine Innentemperatur von 95-100°C gebracht und 20 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Nach dem Abkühlen auf 5 bis 10°C wird der entstandene Niederschlag abgesaugt, zweimal gut mit Wasser gewaschen und bei 60°C getrocknet.

io Die Mutterlauge wird teilweise vom Lösungsmittel befreit, der dickflüssige Kristallbrei mit Wasser versetzt, der resultierende Niederschlag abfiltriert, gut mit Wasser nachgewaschen und getrocknet.

Man erhält 50 kg (69% der Theorie, bezogen auf Phe-15 nylglyoxylsäureäthylester-2-acetylhydrazon) 4-Amino-3-me-thyl-6-phenyl-l,2,4-triazin-5(4H)-on vom Schmelzpunkt 160-163°C.

In analoger Weise können die in den beiden folgenden Tabellen 1 (Zwischenprodukte) und 2 (Endprodukte) aufge-20 führten Verbindungen hergestellt werden:

TABELLE 1 Zwischenprodukte der Formel (III):

R2—C—CO—NH—NH2

II

N—NH—CO—F1

25

an)

30

(D-l

Variante a:

175 g (0,8 Mol) Phenylglyoxylsäurehydrazid-2-acetylhy-drazon werden in 21 Äthanol gelöst und 12 Stunden unter Rückfluss zum Sieden erhitzt. Nach dem Abkühlen wird das ausgefallene Produkt abfiltriert. Die Mutterlauge wird teilweise vom Lösungsmittel befreit; beim Abkühlen wird ein weiterer Niederschlag erhalten, der ebenfalls abfiltriert und gut mit Wasser gewaschen wird. Die vereinigten Niederschläge werden getrocknet. Man erhält 123 g (76% der Theorie) 4-Amino-3-methyl-6-phenyl-1,2,4-triazin-5-(4H)-on vom Schmelzpunkt 160-163°C.

Variante b:

Zu dem unter Variante a angegebenen Ansatz können noch 66 g (0,8 Mol) wasserfreies Natriumacetat zugegeben werden. Die Ausbeute erhöht sich dann auf 148 g (92% der Theorie); der Schmelzpunkt verändert sich nicht.

35

40

45

50

Beispiel Nr.

r1

r2

Schmelzpunkt (°C)

(iii)-2

c2h5

e>-

149

(iid-3

ca

*-0-

173

(iii)-4

c2h6

h3co^>

159

(iii)-5

c2h5

c-ö-

140

(iiu-6

c2h5

0¥f

175

55

Herstellung im technischen Massstab

A) Zwischenprodukt (III)-l

In einem 500-1-Rührkessel werden 262 kg (3251) Iso-propanol und 84 kg (359 Mol) Phenylglyoxylsäureäthylester--2-acetylhydrazon vorgelegt. Danach werden bei Raumtemperatur innerhalb von etwa 30 Minuten 27 kg (540 Mol) Hydrazinhydrat zugegeben. Anschliessend wird über Nacht bei Raumtemperatur gerührt.

Der entstandene Niederschlag von Phenylglyoxylsäure-hydrazid-2-acetylhydrazon wird abgesaugt und schleuderfeucht weiterverarbeitet.

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6

TABELLE 2 Endprodukte der Formel (I)

0

TABELLE 2 (Fortsetzung) Endprodukte der Formel (I)

T

R

Y

Beispiel ,, j d2

Nr.

(I)-2 C,H5 C(CH3)S

(I)-3 CA

(I)-5

(I)-6 CA

(I)-8 C2H5

(D-9 CA

(D-10 (I)-ll

CA

Q-

(I)-4 CA

ch,0-

oh3O.

"JV

oh, ct \~y

D

(I)-7 CA 01-

gh

(ov3c-€>

(/ V

CH50—N~/

(D-12 CA Gl

ö-

// \\

(I)-13 CÄ 0 F - A-/

*)

(D-14 CA 01,,30^2)-

(D-15 CA C¥-0

5 Beispiel D1 D„

Nr. K K"

(I)

Schmelzpunkt (°C)

154

164

148

164-166

167-168

156

108

149

133

154

132

159-160

178

10

15

20

25

30

(I)-17 C2H5

(I)-18 CA

(I)-19 H

(I)-20 CH3

35 (I)-23 CH3

40

133 45

50

55

(I)-24 CH,

(I)-25 CH3

(I)-26 CH3

(I)-27 CH3

(D-28 CH3

60 (I)-30 CH3

65

0?.N

01

C(CH3)3

oh7o 3

(I)-21 CH3 C(CH3)3

(D-22 CH,

11,0

Cl-^)

OH

3

(oh3)3o-^j)-

OH^O'

01'

r:\~

'/ \\_

cf.

(I)-31 CH3 0 Ï^O-

Sch,nelz-punkt (°C)

(I)-16 CA OPI^OjS-^^)- 193-

195

180

126

113-114

206

158-159

167-169

199

97

107

140

178

140

169

189-191

TABELLE 2 (Fortsetzung) Endprodukte der Formel (1)

Beispiel Nr.

R1

R2

Schmelzpunkt (°C)

(I)-32

ch3

0

CO

»-r-<

o

209

(I)-33

cha

& C\J

c

233

(I)-34

ch,

CH3O^)-CH,0/

220

(I)-35

ch3

cf3°"<S>'

01^

129

Claims

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2

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von 4-Amino-l,2,4-triazin--5-onen der Formel

O

R2-C-C-NH-NH2

(III)

in welcher

R1 für Wasserstoff oder Alkyl steht und Rs für Alkyl oder gegebenenfalls substituiertes Phenyl steht,

dadurch gekennzeichnet, dass man Glyoxylsäureester-2-acyl hydrazone der Formel

R2-C-COOR

N-NH-CO-R1

5 N-NH-CO-R1

in welcher

R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, (I) isoliert und anschliessend in Gegenwart eines polaren organi-io sehen Lösungsmittels auf Temperaturen zwischen 60 und 150°C erhitzt.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Umsetzung in erster Stufe bei Temperaturen zwischen 0 und 30°C, in zweiter Stufe bei Temperaturen zwi-

15 sehen 80 und 120°C durchführt.
3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel einen niederaliphatischen Alkohol, vorzugsweise Äthanol, n-Propanol oder Isopropanol einsetzt.

20 4. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Wasserbindemittel, insbesondere Natrium-acetat, bei der Cyclisierung einsetzt.

(II)

in welcher

R1 und R- die oben angegebene Bedeutung haben und R für Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen steht, mit Hydrazinhydrat in Gegenwart von polaren organischen Lösungsmitteln bei Temperaturen zwischen 0 und 50°C umsetzt und die hierbei gebildeten neuen Glyoxysäurehydrazid--2-acylhydrazone der Formel

(a)

25