DD150056A5

DD150056A5 - Verfahren zur herstellung von 5(3)-hydroxypyrazolen

Info

Publication number: DD150056A5
Application number: DD78220132A
Authority: DD
Inventors: Pier M Boschi; Franco Gozzo; Angelo Longoni
Original assignee: Montedison Spa
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1978-12-22
Publication date: 1981-08-12
Also published as: ES476263A1; NZ189284A; DE2855256C2; AU4276578A; GB2013182A; GB2013182B; NO784274L; PT68967A; LU80702A1; AR223157A1; IN149776B; EG13746A; CS207749B2; JPS5495567A; SU1071197A3; DK569478A; DE2855256A1; DD150062A5; GR71657B; BR7808414A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 5(3)-Hydroxypyrazolen der allgemeinen Formeln I und II, worin R = H, Alkyl mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls mit Halogenatomen, CN und Carbalkoxy-Gruppen substituiert, Phenyl, substituiertes Phenyl, Benzyl, Alkenyl, Alkinyl, X = Halogen, -SR, -OR, -N(R)&ind 2! oder (Formel) ist, (Y, die gleich oder verschieden sein koennen, sind: H,Alkyl mit 1 b. 3 Kohlenstoffatomen, Halogene, -SR, -OR, -N(R)&ind 2!) vorausgesetzt, dasz wenn in Formel I X = Halogen oder -N(R)&ind 2! ist, die R-Gruppe, die an den Pyrazol-Stickstoff gebunden ist, eine andere als Phenyl ist und worin X ein Halogenatom oder eine -SR, -OR, -N(R)&ind 2!-Gruppe ist (auch wenn in Formel I X = Halogen oder N(R)&ind 2! und R = Phenyl ist), durch Umsetzung eines Hydrazins der allgemeinen Formel R-NH-NH&ind 2! mit einem Chlorid einer beta-Chlor-beta-X-acrylsaeure. Die erhaltenden Verbindungen sindwertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung insetkizider, akarizider und nematizider Verbindungen.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf 5(3)-Hydroxypyrazole, die verschiedene Substituenten in der Position 3(5) uM gegebenenfalls einen Substituenten an einem der Stickstoffatome aufweisen, sowie auf die allgemeinen Verfahren zu deren Herstellung·

,Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das Einführen der Substituenten in den Positionen 3 und 5 des Pyrazol-Ringes bereitet einige Schwierigkeiten aufgrund der besonderen Reaktionsfähigkeit des Pyrazolkernes.

Zum Beispiel können Pyrazole, die in Position 3 oder 5 durch Halogenatome substituiert sind, nicht durch direkte Halogenierung des Pyrazolkernes erhalten werden, da die Halogenierung an der Position 4 erfolgt (siehe Tetrahedron S. 2069-2077).

Um die Substituierung des Halogens in der Position.3 oder zu erreichen, ist es notwendig, die Hydroxyle der Enolform des Pyrazol-3-ons oder Pyrazol-5-ons mit Chlorierungsmitteln zu substituieren (siehe "Bulletin de la Societe Chimique de France" - 1977, S. 3727).

3e 1980 57 034 11

Me Verbindungen

HO

^C6^H5

HO

NCR),

sind dementsprechend hergestellt wordens Die erste durch Behandlung des 3i5-Dihydroxy~l-phenol-pyrazols mit POdU (siehe "Berichte"^, 1898, S. 3OO3) ; die zweite Verbindung wurde aus der ersteren durch Substituierung des Chloratoms hergestellt (siehe Chemical Abstracts JiO, 1588O a).

Kürzlich ist ein Verfahren zur Herstellung von Pyrazol beschrieben worden, das eine Substituterung in Position 3 oder 5 mit Halogen oder RO-Grupp'en, Aryl-O-Gruppen, RS-Gruppen (siehe "Tetrahedron" ^₁- 1977» S. 2069 - 2077) vorsieht.

Phosphorsäureester heterozyklischer enolisierbarer Verbindungen, darunter Derivate von 5~ und 3-Pyrazolen, sind in der GB-PS 713 278 vorgeschlagen worden« darin ist unter anderem der Diäthyl-thiophosphorsäure-Ester von 3(5)-Methyl-5(3)-hydroxy-pyrazol beschrieben worden· Genannte Verbindung ist unter der Bezeichnung "Pyrazothion" im Handel«

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen

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und wirtschaftlichen Verfahrens zur Herstellung von 5(3)-Hydroxypyrazolen, die wertvolle Zwischenprodukte.bei der Herstellung von Phosphorsäure- und Thiophosphorsäure-Estern von 5(3)~Hydro2typyrazolen mit wertvollen Insektiziden, akariziden und nematiziden Eigenschaften darstellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geeignete, leicht zugängige Ausgangsverbindungen aufzufinden, aus denen in einfacher Weise ein neues 5(3)-Hydroxypyrazol hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird ein 5(3)-Hydroxypyrazol hergestellt, das noch nicht beschrieben worden ist und die folgende allgemeine Formel hat:

und

(D 1 (ii)

worin -

E=H; Alkyl mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls mit CN-Gruppen, Alkyl-carboxyl-Gruppen und Halogen substituiert; Phenyl; substituiertes Phenyl; B_enzyl; Alkenyl; Alkinyl ist;

X = Halogen, -SR; -OR; -N(R)₀ oder- CY = C^Y ist, (Y, das

• ^Y . '

. gleich oder verschieden sein kann, ist: H; Alkyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen; Halogen; -SR; -OR; -(R)₂ )

1'4o 3. 1980 57 034 11

Zj. _

vorausgesetzt, daß - im Fall der Formel I - Σ ein Halogen oder N(R)₂ ist und die R-Gruppe, die an den Pyrazol-Stickstoff gebunden ist, eine andere als Pheqyl ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die allgemeinen "Verfahren zur Herstellung von 5(3)-Hydroxypyrazolen, die gegebenenfalls an einem der Stickstoffatome Substituenten aufweisen (und ?jenn dies der Fall ist, -wird dieses nach der üblichen Nomenklatur mit Position 1 bezeichnet), -wie folgt ausgeführt?

a) Wenn X = Halogen; -SE; -OR; -N(R)₂ sein soll, wird ein Hydrazin R-NH-NH₂ (worin R die oben angegebene Bedeutung hat), vorzugsweise in Form eines Carbonyl-Derivates wie:

R-NH- C-R' oder H~N-N-C,R«

ti *- t ti

0 R 0

(worin R^f = NH₉, OR³, R³ mit R³ = Alkyl ist)

C,

mit dem Chlorid einer ß-Chlor~ß-X-acrylsäure umgesetzt.

Das so erhaltene Reaktionsprodukt wird mit einer Alkali-Base behandelt, wobei Zyklisierung und gleichzeitig die Eliminierung der schützenden Gruppe C - R^s erfolgt«

ι»

Auf diese Weise erhält man die gewünschten Produkte in Form von Alkalisalzen entsprechend den folgenden Reaktionen:

14-, 3. 1980 57 034 11

a-1)

O=/ Cl +

- \C1

HN-NH-CO-NH, t ^c

NJTH-CO-NH₀

+ NaOH

- HCl

- CO₂

NaO

a-2)

Cl + HN-NH-C-OR³ R 0 -HCl

r-NH-C-OR³

I II

R O

+ NaOH

NaO

-CO₂

-E³OH

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- 6 -

Durch Ansäuern der Alkalisalze erhält man die gewünschten 5-Hydroxy- (oder 3-Hydroxy)-pyrazole, ·

b) Wenn X eine Vinylgruppe ist, (gegebenenfalls substituiert), besteht das Synthese-Verfahreη im Umsetzen eines Äthylacrylacetats der Formel j OpH₁-O-CO-CHp-CO-G(Y)-= CYp mit einem Hydrazin, das gegebenenfalls mono-substituiert ist_t enteprechend der Gleichung ι

Y Y

I I

C₀Ht-O-C-CH₀-C-G=C + H₀N-NH-R _H

²⁵Ii ²B I ²^ -H₂O

0 OY

-C₂H_r0H

In der folgenden Tabelle 1 v^erden einige repräsentative Verbindungen der Formel I und II und deren Eigenschaften aufgezeigt.

Tabelle

3(5)^<-Hydro2cypyra2iole der allgemeinen Formel I und II

allgemeine Formel

Verbindung

Methode

der

Herstellung

Schmelzpunkt ⁰C (nicht korrigiert)

Elementar-Analyse

errech- genet funden

IT %

rrech- genet funden

er- gerechf unnet den

I	A
I	B
I	C
I	D
I	E
I	Έ
I	G
I	H
I	I
I	J
I	K
I	L
I	M

^C6^H5

1.C₃H₇

CH₂-CH₂-CI

31 Dl Cl MH=CCl,

CH₂-CH₂-CK

1.C₃H₇

CH-,

i.

JH=CCl₂ CH=CCl₂ CH=CCl₂ Cl

CH=CCl₂ Cl Cl Cl

158-9 145-7 138-40 166-7 210 160-1 179-80 167 185-6 239,40 186-8 127-9 176-7

55,54

40,95 44,87 42,00

37,33 51,79 41,59 43,45 30,40

35,55 36,25 48,14 48,14

55,88 41,1

44,93 42,34 38,50 53,90 41,1

43,1

31,24

33,41

36,30

47,06

49,08

14,39

19,11

17,44

24,49

14,51

10,98

18,1

12,67

23,63

15,65

21,13

16,04

14,38

19,00

17,87

24,49

14,59

10,84

17,9

12,4

23,5< 15,78

21,07 15.40 16,19

18,2 24,1Σ 5,65

36,73 27,79 30,35 30,55 29,91 39,6;

26,75 20,30 20,30

17,9 23,9 5,6 20,0

35,5 26,6 29,4

32,3 28,1

38,1 26,1

19,55 19,90

Tab eile 1 (Fortsetzung)

allge meine Formel	Ver bindung	R	X	Cl	Methode der Her stellung	Schmelz, punkt C (nicht	C	Elementar-Analyse	%	N %	ge fun den	Cl %	gef.
				Cl ,		korri giert	errech net	ge- . fun- den	errech net	12,75	errech net	16,28
I	XT	CH₅C₆H₅	Cl	a-2	202-8	57,57	57,90	13,43	16,97	16,98	21,81
ι	O	η·C ηΕπ	Br	a-2	149-50	44,87	44,51	17,44	14,52	22,07	18,37
I	P	b.C₄H₉	Cl	a-1	-	48,14	48,79	16,04	13,24	20,30	37,78 (Br)
I	Q	ie C-jHri	Pu πττ m —yii—VXl^ ux	a-2	145-8	35,14	34,98	13,66	15,95	.38,97 (Br)	19,54
t I	R	s.C₄H₉	CH₂-CH(CH₃)₂	a-2	140-2	48,14	49,10	16,04	13,70	20,30	17,25
I	S	P-NO₂-C₆H,	a-2	133-4	53,JJ	53,16	13,82		17,50
		J ^cl						16,81		14,00
II	T	W	261-3	45,11	45,53	17,54		14,79

14. 3ο 1980 56 034 11

Anmerkungen zu Tabelle 1

(1) NMR (eft ppm) £~s = Singulett, d = Doublet, h = Heptaplet,

m = Multiplet J7

7e1-7«8 ( m, aromatisches Proton) 5.6 ( s, Pyrazol - CH) 9.5 (OH)

(2) nmr (J", ppm)

4.4 {" h, CH(CH₃)₂7 t3fä, CH (0H₃)₂7 5.35 (s. Pyrazol - CH)

(3) mm ( cT

5e8 (s, CH = CCl₂) 6,8 (s, Pyrazol - CH) 3.4 (OH)

Verbindung II T ist entsprechend dem folgenden Schema hergestellt -worden:

CCl₂=CH-COCl +KH₂-NH-^ON-NO₂ -#-CCl₂=CH-C0-NH-RH-/oV

• I)NaOH

₂=CH-COCl +KH₂₂

II 2) HCl

- 10 -

14-, 3-1980 57 034 11

Die hier beschriebenen Verfahren zur Herstellung von 3(5)~Hydroxypyrazolen haben allgemeinen Charakter und sind nicht auf die Herstellung der Verbindungen, die die Substituenten wie in Formeln I und II aufweisen, beschränkt.

Ausführungsbeispiel

Beispiel Nr. 1

Herstellung von 1 -Phenyl^"Chlor^'-hydroxypyrazol (Verfahren a-1)

Zu einer Suspension von 7 g 1-Phenylsemicarbazid in 100 ml Acetonitril, das auf 0 ° - 5 ⁰C gekühlt wurde, ν,/urden 7t4 g ßjß-Dichloracryloylchlorid unter Rühren zugegeben. Nach erfolgter Zugabe wurde die -^eaktionsmischung bei 5 ⁰O 30 Minuten lang gerührt und nachfolgend 1 Stunde lang bei Raumtemperatur. Der sich abscheidende .Feststoff wurde durch Dekantieren und Filtration gesammelt und mit Diäthyläther gewaschen. So erhielt man 8 g 1-(ßsß~Dichloracryloyl)-1-phenyl-semicarbazid; was durch Elementaranalyse, IR- und NMR-Spektra bestätigt wurde»

Nach Verdampfen der Reaktionsmutterlauge bis zur Trockene wurde ein fester Rückstand gesammelt, der nach dem Waschen mit Diäthyläther weitere 3 S des gleichen Produktes ergab.

Zu einer 10%igen wäßrigen Lösung von NaOH (110 g), die unter Rühren bei einer Temperatur zwischen ^ ⁰C und

- 11 -

3. 1980 57 034 11

60 C gehalten wurde, wurde eine kleine Menge (5,5 g) 1-(ß_iß-Dichloracryloyl)-1-phenylsemxGarbazid zugegeben. Nach erfolgter Zugabe wurde die Lösung für 10 Minuten bei 60 ⁰C gehalten, danach ließ man sie abkühlen, verdünnte mit $0 ml HpO und goß dies tropfenweise in einen geringen Überschuß einer verdünnten HOl-Lösung· Hierbei bildete sich ein Niederschlag. Die so erhaltene Mischung wurde mit Diäthyläther (50 ml χ 3) extrahiert^ und der Extrakt ergab nach Verdampfen des Lösungsmittels 4 g 1-Phenyl-3-chlor-5-hydroxypyraζο1.

Die Massen-, KMR- und IR-Spektra sowie die Elementaranalyse stimmten mit der angenommenen Struktur überein·

Herstellung von i-Isopropyl^-chlor^-hydroxypyrazol (Verfahren a-2)

Zu einer Lösung von 5 g i-Isopropyl-2-carboäthoxyhydrazin wurden 3 g ^riäthylamin zugegeben und danach tropfenweise unter Rühren 5*5 ß,ß-Dichloracryloylchiorid,. wobei die Temperatur zwischen 0 und-5 ⁰O gehalten wurde· Nach erfolgter Zugabe wurde die Chloroformlösung mit einer verdünnten wäßrigen Lösung von Salzsäure gewaschnn, mit NapSO^ das Ysasser entzogen und das Lösungsmittel schließlich verdampft, wodurch man 8,1 g 1-(ß,ß-Dichloracryloyl)-1-isopropyl-2-carboäthoxyhydrazin erhielt. Die Siementaranalyse bestätigte die angenommene Struktur.

5 g dieses Zwischenprodukts wurden einer Lösung von 5 S NaOH in 10 ml H₂O bei 60 ⁰G unter Rühren zugegeben. Sobald die

- 12 -

14. 3. 1980 57 034 11

Lösung klar -war, wurde sie auf Raumtemperatur gekühlt und dann mit 10 ml konzentrierter HCL angesäuert. Der sich ab-, scheidende Feststoff wurde mit Chloroform extrahiert (50 ml χ 3)· Nach Verdampfen des Lösungsmittels erhielt man 2,7 g (1-Isopropyl-3~chlor-5-hydroxypyrazol (Schmelzpunkt 138 bis 140 ⁰C).

Die Massen«-, NMK- und IR-Spektra sowie die Elementaranalyse bestätigten die angenommene Struktur.

Beispiele Nr* 3-5 (Verfahren a~2)

Nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 2 beschrieben, YÄirden die nachfolgend aufgeführten Verbindungen hergestellt, wobei man von den folgenden Hydrazin-Derivaten ausging:

O₂H₅-KH-NH-COOC₂H₅

3(od. 5)-chlor-5-(od.3)-hy- Et- > droxypyrazol

NC-CH₂-CH₂-M-NH-COC₂H₅ —* ¹~ (2-Cyanoatnyl) -3-chlor~5·

^ -hydroxypyrazol

Beispiel ITr, 6

Herstellung von 1-Methyl-3-(ß,ß~dichlorvonyl)-5-kydroxypyrazol

(Verfahren b) ._; :

Zu 2,1 g Ithyl-ßjß-dichloracryloylacetat in 10 ml Essigsäure

*· 13 —

14·. 3· 1980 57 034 11

•wurden unter ständigem Rühren 0,4-6 g Methylhydrazin zugegeben. Diese Reaktionsinischung wurde 1 Stunde bei 75 ⁰C gehalten und nachfolgend 1 Stunde bei 110 ⁰C. Dann ließ man die Reaktionsmischung abkühlen und verdünnte mit 60 ml r/asser. Der Feststoff, der allmählich ausgefällt wurde, wurde mit Äthylacetat extrahiert. Der Extrakt wurde mit einer wäßrigen Lösung von NaHCO gewaschen und das Lösungsmittel anschließend verdampft, was 1,5 g 1-Methyl-3-(ß,ß-dichlorvinyl)-5-hydroxypyrazol (Schmelzpunkt = 210 C nach Waschen mit Diäthyläther) ergab.

Beispiele ITr. 7-10 (Verfahren b)

Nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 6 beschrieben, wurden die nachfolgend aufgeführten Verbindungen hergestellt, wobei man von den folgenden Hydrazinen ausging:

H₂N-NH₂ -^ 3~(od.5)~(ß»ß~Dichlor-vinyl)-5-

- (öd.3)~hydroxypyrazol

S> 1-Isopropyl-3-(ß,ß-dichlor- -5-hydroxypyrazöl

£.' 1-(2-Cyanoäthyl)-3-(ß,ß-dichlor vinyl)-5-hydroxypyrazol

^ 1-Phenyl-3-(ß_sß-dichlorvinyl)~ -5*"ny dr oxypyra ζ ο 1

- 14 -

Claims

Erfindungsanspruch

worin ·......:..

E=H; Alkyl mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls mit Halogenatomen, CN und Garb aiko xy-Grupp en substituiert; Phenyl; substituiertes Phenyl; Benzyl; Alkenyl; Alkinyl; "Y

X = Halogen; -SR; -OR; -N(R)₉ oder -CY = G^ ist,

(X₁ die gleich oder verschieden sein können, sind: H; Alkyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen; Halogene; -SR; -OR; -N(R)₂ vorausgesetzt, daß, wenn in Formel I . . :. - J

X = Halogen oder N(R)₂ ist, die R-Gruppe, die an den Pyrazol-Stickstoff gebunden ist, eine andere als Phenyl ist und worin X ein Halogenatom oder eine -SR; -OR-; -N(R)₂-Gruppe ist (auch, -wenn in Formel IX= Halogen oder N(R)₂ und R = Phenyl ist, gekennzeichnet dadurch, daß ein Hydrazin der allgemeinen Formel R-NH-M₅, vorzugsweise in Form eines Garbonylderivates R-NH-NH-CO-R¹ oder „ ,_τ Λ _nn -n,

viorin R^f = NH^₈ O-Alkyl ist, mit einem Chlorid

-,15-

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von einer ß-Chior»ß-X-acrylsäure umgesetzt und das so erhaltene Reaktionsprodukt mit einem wäßrigen Alkali behandelt wird, wobei man die Verbindungen der Formel I und II in Form von Alkalisalzen erhält.
2* Verfahren zur Herstellung von 5-Hydroxypyrazolen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie die Formel

HO

haben,

worin X die gleiche Bedeutung wie in Punkt 1 aufweist und R=H; Alkyl mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen, gegebenenfalls mit CF-Gruppen substituiert: Benzyl ist«
3· Verfahren zur Herstellung von 5-Hydroxypyrazolen

nach Punkt 1,bzw. 2, gekennzeichnet dadurch, daß sie die Formel

HO

R haben,

worin X = Halogen ist und R die Bedeutung wie in Punkt 2 aufweist.

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4» Verfahren zur Herstellung von 5>-Hydroxypyrazolen nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sie die Formel

GH =

R haben,
worin E die Bedeutung wie in Punkt 1 aufweist·

Verfahren zur Herstellung der Verbindungen nach Punkt 1, worin Σ eine gegebenenfalls substituierte Vinylgruppe ist, gekennzeichnet dadurch, daß ein

üthylacrylacetat der Famel
YY

C₂Hc-O-CH₂-CO-C=C in einem polaren Lösungsmittel

mit einem gegebenenfalls mono-substituierten Hydrazin umgesetzt vdrd.