JPH05194407A - ５−アミノ−３−メチルピラゾールの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】3-クロロ-3- ブテノニトリルにヒドラジンを反
応させることをことを特徴とする5-アミノ-3- メチルピ
ラゾールの製法。 【効果】本発明によれば、3-クロロ-3- ブテノニトリル
とヒドラジンとを反応させることにより、目的とする5-
アミノ-3- メチルピラゾールを収率良くしかも容易に製
造し得る。また、3-クロロ-3- ブテノニトリルは、2,3-
ジクロロプロペンから容易にしかも収率良く誘導し得る
ので、この点でも本発明は工業的に有利である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、5-アミノ-3- メチルピ
ラゾールの製法に関し、詳しくは3-クロロ-3- ブテノニ
トリルとヒドラジンとを反応させることによる5-アミノ
-3- メチルピラゾールの製法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】5-アミノ-3- メチルピラゾールは、写真
薬、医薬、農薬等のファインケミカル分野の中間体とし
て良く知られた化合物であり、下記の方法等により製造
されることも知られている。

【０００３】アセトニトリルに金属ナトリウム、水素
化ナトリウム等を反応させてジアセトニトリルを得、次
いでこれにヒドラジンを反応させる方法（例えば、J. H
eterocyclic. Chem., 11,423(1974)) 。 クロトノニトリルと塩素とを反応させて2,3-ジクロロ
ブチロニトリルを得、次いでカリウム t- ブトキサイド
などの塩基の存在下、これを脱塩化水素して得られる2-
クロロ-2- ブテノニトリルにヒドラジンを反応させる方
法( 例えば、J. Heterocyclic. Chem., 19,1265 (198
2)) 。 プロパルギルクロリドにシアン化ナトリウムを反応さ
せて2,3-ブタジエンニトリルを生成せしめこれにヒドラ
ジンを反応させる方法（例えば、Ann. 624, 1 (1959))
が知られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、の方
法では、自然発火の危険性を有する金属ナトリウム、水
素化ナトリウム等の試剤を用いねばならないという問
題、の方法では、原料クロトノニトリルが高価である
という問題があった。さらにまたの方法では爆発性の
プロパルギルクロリドを用いなければならないという問
題点があった。

【０００５】本発明者らは、このような原料を使用する
ことなく、5-アミノ-3- メチルピラゾールを製造するた
め鋭意検討を重ねた結果、3-クロロ-3- ブテノニトリル
とヒドラジンが反応して容易に5-アミノ-3- メチルピラ
ゾールを与える新規な製法を見出すとともに、その出発
原料として安価な2,3-ジクロロプロペンを使用すること
により、より有利に5-アミノ-3- メチルピラゾールが製
造できることを見出し、本発明に至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の第１は
3-クロロ-3- ブテノニトリルをヒドラジンと反応させる
ことを特徴とする5-アミノ-3- メチルピラゾールの製法
であり、本発明の第２は１価の銅塩と水の存在下、pH３
〜８の範囲で2,3-ジクロロプロペンを青酸と反応させて
3-クロロ-3- ブテノニトリルを含む反応混合物を得、次
いでこれをヒドラジンと反応させることを特徴とする5-
アミノ-3- メチルピラゾールの製法である。

【０００７】以下、本発明について詳細に説明する。第
１の発明である3-クロロ-3- ブテノニトリルをヒドラジ
ンと反応させ5-アミノ-3- メチルピラゾールを製造する
反応において、ヒドラジンとしては、通常、抱水ヒドラ
ジンが使用されるが、無水ヒドラジンも使用できるし、
ヒドラジンと酸との塩、例えば塩酸塩、硫酸塩、酢酸塩
等に塩基を作用させることによりヒドラジンを生成させ
て使用することもできる。ヒドラジンの使用量は、3-ク
ロロ-3- ブテノニトリルに対しては、反応の際に生成す
る塩化水素によりヒドラジンの一部が消費されるため通
常１．５〜３当量であるが、塩基を共存させることによ
り１当量程度まで削減することもできる。

【０００８】かかる塩基としては、例えば水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、ナト
リウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウムブ
チラート等の金属アルコラート、水酸化カルシウム、水
酸化マグネシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物、炭
酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭
酸水素カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩またはアルカ
リ金属重炭酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムな
どのアルカリ土類金属炭酸塩、蟻酸ナトリウム、酢酸ナ
トリウムなどの低級カルボン酸のアルカリ金属塩などを
使用することができる。これらの塩基は、そのまま、あ
るいは水溶液、あるいは水懸濁液として使用することが
でき、その使用量は、３−クロロ−３−ブテノニトリル
１当量に対して、０．１〜２当量、好ましくは０．５〜
２当量である。

【０００９】この反応は溶媒を特に用いずとも実施する
こともできるが、例えば水、またはメタノール、エタノ
ール、ブタノール等のアルコール類、ベンゼン、トルエ
ン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、ジイソプ
ロピルエーテル等のエーテル類などを用いて行うことも
できる。これら溶媒の使用量は、特に限定されない。

【００１０】反応方法としては、３−クロロ−３−ブテ
ノニトリルを抱水ヒドラジンもしくはその水溶液の中に
滴下する方法で実施することが好ましいが、上記のニト
リル類とヒドラジンもしくはそれらの溶液を反応容器中
に併注する方法でもこの反応は実施でき、さらには抱水
ヒドラジンもしくはその溶液を３−クロロ−３−ブテノ
ニトリル中に滴下する方法でも行うこともできる。この
反応の温度は２０〜１２０℃、好ましくは３０〜９０℃
であるが、より好ましくは５０〜８０℃である。

【００１１】反応終了後、通常の後処理法である抽出、
蒸留等の手段により生成物5-アミノ-3- メチルピラゾー
ルを取り出すことができ、さらに必要により生成物はシ
リカゲルカラムクロマトグラフィーまたは再結晶等の精
製手段により精製することもできる。

【００１２】上記反応の原料である３−クロロ−３−ブ
テノニトリルは、水と一価の銅塩の存在下、2,3-ジクロ
ロプロペンを青酸と反応させることにより製造すること
ができる。本発明の第２は水と一価の銅塩の存在下、pH
３〜８の範囲で2,3-ジクロロプロペンを青酸と反応させ
て3-クロロ-3- ブテノニトリルを含む反応混合物を得、
次いでこれをヒドラジンと反応させることを特徴とする
5-アミノ-3- メチルピラゾールの製造法である。

【００１３】2,3-ジクロロプロペンと青酸の反応におい
て、１価の銅塩としては、例えば塩化第１銅、シアン化
第１銅等が挙げられる。その使用量は、2,3-ジクロロプ
ロペン１当量に対して、通常0.01〜１当量、好ましくは
0.05〜0.3 当量である。水の使用量は１価の銅塩に対し
て通常１０重量倍以上、好ましくは２５重量倍以上であ
る。青酸は、2,3-ジクロロプロペン１当量に対して通常
１〜２当量使用される。

【００１４】反応溶媒としては、水が用いられるが、こ
の他にトルエン等の芳香族炭化水素溶媒や、ヘキサン等
の脂肪族炭化水素溶媒等を併用することもできる。有機
溶媒を併用する場合その使用量は、2,3-ジクロロプロペ
ンに対して通常１〜10重量倍である。

【００１５】この反応は、溶媒と１価の銅塩との混合物
に、2,3-ジクロロプロペンと青酸を併注するかもしくは
2,3-ジクロロプロペンと青酸を混合液として滴下するこ
とにより通常実施される、反応温度は、通常50〜120 ℃
程度である。反応は常圧下に実施してもよいが、青酸の
気散を防止するためオートクレーブなどの密封、加圧条
件下に実施してもよい。

【００１６】この反応ではpH３〜８の範囲で行うことに
よって3-クロロ-3- ブテノニトリルと2,3-ブタジエンニ
トリルが生成するが、両者の生成割合は反応液のｐＨに
より変化して、ｐＨが高くなるに従って2,3-ブタジエン
ニトリルの生成割合が増加する。従って、反応液をｐＨ
３以上６未満、さらに好ましくはpH３〜５の範囲に保っ
て反応させることにより主として3-クロロ-3- ブテノニ
トリルが得られ、2,3-ブタジエンニトリルの生成量を少
なくすることができる。上記ｐＨ範囲外のｐＨ３未満で
は2,3-ジクロロプロペンと青酸との反応は進みにくく、
ｐＨ８を越える範囲では3-クロロ-3- ブテノニトリルは
ほとんとど得られないため、本反応ではｐＨ調整するこ
とが重要となる。

【００１７】pH調整剤としては、例えば水酸化カルシウ
ム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属水酸化
物、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩、この
他にも炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属
炭酸塩、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属重炭酸塩
類、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金
属水酸化物などの無機塩基、蟻酸ナトリウム、酢酸ナト
リウムなどの低級カルボン酸のアルカリ金属塩あるいは
トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基などの塩基を
用いることができる。これらのなかでも水酸化カルシウ
ム、炭酸カルシウムが好ましく用いられる。ｐＨ調整剤
の使用量は設定するｐＨによってもことなるが、2,3-ジ
クロロプロペン１当量に対して、通常1 〜2 当量であ
る。

【００１８】2,3-ジクロロプロペンと青酸との反応に
は、必要に応じて反応時間の短縮や収率向上のため、１
価の銅塩の他に銅粉を用いることもでき、通常30〜100
メッシュ程度の粒度のものが用いられ、１価の銅塩１当
量に対して0.5 当量程度まで使用される。またヨウ化ナ
トリウムを共存させることにより円滑に反応を行うこと
もできる。その場合の使用量は、2,3-ジクロロプロペン
１当量に対して0.5 当量程度まで、好ましくは0.05当量
程度までである。

【００１９】かくして、3-クロロ-3- ブテノニトリルを
含む反応混合物が得られるが、該混合物中に含まれる2,
3-ブタジエンニトリルもヒドラジンと反応して5-アミノ
-3-メチルピラゾールを生成するため、該混合物中から3
-クロロ-3- ブテノニトリルを分離する必要はなく、次
工程のヒドラジンとの反応においてはこの反応混合物を
そのまま反応原料として使用することができ、これによ
り2,3-ジクロロプロペンから好収率で5-アミノ-3- メチ
ルピラゾールを得ることができる。

【００２０】反応終了後、3-クロロ-3- ブテノニトリル
を含む反応混合物は反応マスを濾過、分液あるいは必要
により抽出することにより通常分離される。反応に有機
溶媒を用いたり、抽出を行い生成物の溶液を得た場合
は，該溶液から溶媒を除去することにより生成物は分離
される。かかる操作で得られた3-クロロ-3- ブテノニト
リルを含む反応混合物はそのまま次のヒドラジンとの反
応に用いることができるが、必要によりさらに蒸留、ク
ロマトグラフィー等の手段により精製することもでき
る。

【００２１】3-クロロ-3- ブテノニトリルを含む反応混
合物とヒドラジンとの反応においては、2,3-ブタジエン
ニトリル１当量に対するヒドラジンの使用量が通常1 当
量以上であればよい他は、先に述べた3-クロロ-3- ブテ
ノニトリルとヒドラジンとの反応と同様である。この場
合におけるヒドラジンの使用量は、前記反応混合物中
の、3-クロロ-3- ブテノニトリルに対しての必要量と2,
3-ブタジエンニトリルに対して使用される量の合計量で
ある。

【００２２】

【発明の効果】かくして、自然発火や爆発性の危険を有
する試剤および原料を用いることなく工業原料として安
価な2,3-ジクロロプロペンと青酸を出発原料とし容易に
目的とする5-アミノ-3- メチルピラゾールが得られる。

【００２３】

【実施例】次に、実施例によって本発明を更に詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。

【００２４】実施例１ 塩化第1 銅223g(2.25mol) 、粉末銅19g(0.30mol)、炭酸
カルシウム976g(9.75mol) 、水5850g を仕込んだ10リッ
トルのセパラブルフラスコに65℃で青酸122gを攪拌下に
15分かけて滴下した。2,3-ジクロロプロペン1665g(15.0
0mol) と青酸486g(18.00mol)の混合液を80℃に保たれた
反応マスに4 時間で滴下し、さらに同温度で1 時間保温
した。反応中のｐＨは5.3 から3.3 まで低下した。反応
終了後15℃まで冷却した反応マスを濾過、分液し3-クロ
ロ-3- ブテノニトリル925.6g(9.12mol) と2,3-ブタジエ
ンニトリル161.9g(1.60mol) を含む1270g の茶色オイル
を得た。このオイルを蒸留し、3-クロロ-3- ブテノニト
リル707.7g(6.97mol, 収率46%)と2,3-ブタジエンニトリ
ル52.5g(0.81mol,収率5%) を含む789.8gの留分を得た。
次にこの留分789.8gとメタノール3.6 リットルを仕込ん
だ10リットルセパラブルフラスコに、氷冷下、60% 抱水
ヒドラジン1494g(17.89mol) を滴下し内温を73℃まで昇
温後、同温度で3 時間保温した。反応終了後、反応液か
らメタノールを減圧留去して、さらに酢酸エチルで生成
物を抽出し溶媒を留去、濃縮して粗5-アミノ-3- メチル
ピラゾール743.7gを得た。( 純度86% 、6.59mol,収率44
% 2,3-ジクロロプロペン基準)これをシリカゲルカラム
クロマトグラフィーにて精製して精5-アミノ-3- メチル
ピラゾール617.9gを得た。( 純度99%,6.30mol,収率42%
2,3-ジクロロプロペン基準)

【００２５】実施例２ 実施例１と同様の方法で得られた3-クロロ-3- ブテノニ
トリル1127.0g(11.10mol) と2,3-ブタジエンニトリル11
5.0g(1.77mol) を含む1270.0g のオイルとメタノール6.
0 リットルを仕込んだ10リットルのセパラブルフラスコ
に60% 抱水ヒドラジン2500.0g(29.94mol) を氷冷下、滴
下した。それから反応マスを70〜75℃で3 時間保温し
た。反応終了後、反応マスからメタノールを留去し、酢
酸エチルで生成物を抽出した。酢酸エチルを留去濃縮し
て粗5-アミノ-3- メチルピラゾール1230.0g を得た。 [ 純度86% 、10.89mol, 収率85%(3-クロロ-3- ブテノニ
トリルと2,3-ブタジエンニトリルの合計を基準として)
]これをカラムクロマトグラフィーにて精製して精5-ア
ミノ-3- メチルピラゾール1035.1g を得た。( 純度99%
、10.55mol, 収率82%)

【００２６】実施例３ 60% 抱水ヒドラジン55.1g(0.66mol)中に実施例１と同様
の方法で得られた２，３−ブタジエンニトリル1.9g(0.0
3mol) と３−クロロ−３−ブテノニトリル24.6g(0.24mo
l)とから成る混合物26.7g を７０〜８０℃で滴下した。
８０℃で１時間保温した後、室温まで冷却した。５−ア
ミノ−３−メチルピラゾール25.5g （0.26mol ）を含む
淡黄色の溶液77.2g を得た。この反応マスから酢酸エチ
ルで生成物を抽出し、酢酸エチルを留去、濃縮し粗５−
アミノ−３−メチルピラゾール28.31gを得た。これをシ
リカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して５−アミ
ノ−３−メチルピラゾール24.3g を得た。( 純度99%,0.
25mol,収率92%)

【００２７】実施例４ 60% 抱水ヒドラジン26.3g(0.31mol)中に実施例３で用い
たのとおなじ組成の３−クロロ−３−ブテノニトリルと
２，３−ブタジエンニトリルの混合物26.7g を７０〜８
０℃で滴下し、次いで28% 水酸化ナトリウム水溶液37.6
g を７０〜８０℃で滴下した。８０℃で３時間保温した
後、室温まで冷却した。５−アミノ−３−メチルピラゾ
ール25.3g(0.26mol)を含む淡黄色の溶液92.4g を得た。
( ５−アミノ−３−メチルピラゾールの反応収率は96.4
%)

【００２８】実施例５ 塩化第１銅0.015g(0.15mmol)、炭酸カルシウム0.165g
(1.65mmol)、水0.4gを仕込み、４℃に冷却した50ｍｌオ
ートクレーブ中に青酸0.01g (0.37mmol)を加えた。この
反応液を65℃まで昇温し、同温度で15分間保温後に4 ℃
まで冷却した。次に2,3-ジクロロプロペン0.333g(3mmo
l) と青酸0.125g(4.63mmol)を仕込み、100℃まで反応液
を昇温し、同温度で12時間攪拌しつつ保温した。反応中
のｐＨは5.3 から3.2 へ変化した。反応終了後25℃まで
冷却した反応マスを塩化メチレン20mlで希釈し、無水硫
酸マグネシウムで乾燥した。硫酸マグネシウムを濾別
し、合わせた濾液と洗液から溶媒を留去して黄色油状の
3-クロロ-3- ブテノニトリル0.308g(2.97mmol)を得た。
( 純度 98%、収率 99%) これをメタノール10mlに溶解
し、60% ヒドラジン0.571g(6.84mmol)を加え60℃で2 時
間加熱を行った。反応終了後、メタノールを留去し酢酸
エチルで５−アミノ−３−メチルピラゾールを抽出し、
さらにシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、
５−アミノ−３−メチルピラゾール0.277g(2.82mmol,純
度99%,2,3-ジクロロプロペン基準の収率94%)を得た。

フロントページの続き (72)発明者 正木 真三郎 大阪府大阪市此花区春日出中３丁目１番98 号 住友化学工業株式会社内 (72)発明者 吉原 博 大阪府大阪市此花区春日出中３丁目１番98 号 住友化学工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】3-クロロ-3- ブテノニトリルをヒドラジン
   と反応させることを特徴とする5-アミノ-3- メチルピラ
   ゾールの製造法。
2. 【請求項２】水と１価の銅塩の存在下、pH３〜８の範囲
   で2,3-ジクロロプロペンを青酸と反応させて3-クロロ-3
   - ブテノニトリルを含む反応混合物を得、次いでこれを
   ヒドラジンと反応させることを特徴とする5-アミノ-3-
   メチルピラゾールの製造法。
3. 【請求項３】2,3-ジクロロプロペンを青酸とpH３以上６
   未満の範囲で反応させることを特徴とする請求項２記載
   の製造法。
4. 【請求項４】pH調整剤として炭酸カルシウムまたは水酸
   化カルシウムを用いて2,3-ジクロロプロペンを青酸と反
   応させることを特徴とする請求項２または請求項３記載
   の製造法。