AT349010B

AT349010B - Verfahren zur herstellung von neuen 1,2,4-triazolverbindungen

Info

Publication number: AT349010B
Application number: AT302777A
Authority: AT
Original assignee: Boots Co Ltd
Priority date: 1974-07-08
Filing date: 1977-04-28
Publication date: 1979-03-12
Also published as: ATA302777A

Description

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2, 4-Triazolverbindungen.beschrieben, worin
X Sauerstoff oder Schwefel, R4 und R5 aliphatische Gruppen mit insgesamt bis zu 14 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei die Reste
R4 und R mit mit dem Carbamoylstickstoffatom zu einem heterocyclischen Ring geschlossen sein kön- nen, und R6 undR7, dieinsgesamtbis zul4Kohlenstoffatomeenthaltenundfreivonaliphatischen Unsättigungs- stellen sind, für Wasserstoff, Halogen, Sulfonyl, Mercapto, Cyan, Hydrocarbyl, Halogenhydro- carbyl, Nitrohydrocarbyl, Hydrocarbyloxycarbonylhydrocarbyl, Hydrocarbylsulfonyl, Hydrocar- bylmercapto, Nitrohydrocarbylmercapto, Halogenhydrocarbylmercapto, Aminohydrocarbylmer- capto oder Hydrocarbyloxyhydrocarbyl stehen.

Diese Verbindungen sollen Insektizide darstellen und analgetische Eigenschaften aufweisen.

Es wurde nun eine kleine Gruppe neuer Verbindungen innerhalb der allgemeinen Offenbarung dieser Pa- tentschrift mit unerwarteten Eigenschaften aufgefunden. Diese Verbindungen sind ausserordentlich wirksame Insektizide ; insbesondere wurde festgestellt, dass die Verbindungen innerhalb dieser kleinen Gruppe wesentlich wirksamer gegenüber einer grossen Reihe von Insekten sind als in der US-PS Nr. 3, 308, 131 speziell beschriebene Verbindungen. Überdies weisen die Verbindungen der genannten kleinen Gruppe eine besonders wertvolle Aktivität gegenüber verschiedenen, in wirtschaftlicher Hinsicht wichtigen Insekten auf, beispielsweise gegenüber der Kohlschabe und andern Insekten, die eine schwerwiegende und weit verbreitete Schädigung von Nutzpflanzen verursachen.
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worin
R2 Methyl oder Äthyl, R Isopropyl, sek.

Butyl oder tert. Butyl und R4 Methyl, Äthyl, Propyl, Vinyl, Prop-2-inyl, But-2-enyl oder 2-Halogenallyl bedeuten, mit der Massgabe, dass R3 für Isopropyl oder sek. Butyl steht, wenn R4 Propyl bedeutet, und R3 tert. Butyl darstellt, wenn R4 But-2-enyl ist.

DieseVerbindungen zeigen eine hohe Aktivität gegenüber Insekten, beispielsweise gegenüber den Larven der Kohlschabe (Plutella maculipennis) und andern Insekten der Ordnung Lepidoptera, beispielsweise gegen- über den Larven des Apfelwicklers (Cydia pomonella) und gegenüber Raupen, beispielsweise solchen des Kohlweisslings (Pieris brassicae).

Die Verbindungen sind auch wirksam gegen zweiflügelige Insekten, bei- spielsweise gegen die Kohlfliege (Erioischiabrassicae), dieHausfliege (Musca domestica) und gegen Moskitolarven (beispielsweise Aedes aegypti), sowie gegen andere Insekten der Ordnung Coleoptera, beispielsweise Phaedoncochleariae und Sitophilus granaria (Kornwurm, Reiskäfer). Zusätzlich können auch andere Insekten- Spezies durch die Verwendung der neuen Verbindungen vernichtet werden, beispielsweise Blattläuse, wie Megoura viciae und die Küchenschabe (Blattella germanica).

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung dieser neuen 1, 2, 4-Triazolverbinclungen besteht in seinem Wesen darin, dass man ein Triazol der allgemeinen Formel
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mit einem Carbamoylhalogenid der allgemeinen Formel
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worin Z Halogen bedeutet und R2 bis R4 die oben angegebene Bedeutung haben, umsetzt.

Z kann beispielsweise für Brom oder vorzugsweise für Chlor stehen. Die Reaktion wird zweckmässigerweise in Gegenwart einer inerten organischen Flüssigkeit als Reaktionsmedium, das vorzugsweise ein Lösungsmittel für die Reaktionsteilnehmer ist, ausgeführt. In vorteilhafter Weise wird die Reaktion in Gegenwart eines geeigneten säurebindenden Mittels, beispielsweise eines tertiären Amins, Pyridins oder eines Alkalimetallcarbonats, vorgenommen, um den Chlorwasserstoff aufzunehmen, der während der Reaktion gebildet wird. Alternativ kann zuerst ein Alkalimetallderivat des Triazols gebildet werden, beispielsweise ein N-Natriumderivat, u. zw. durchumsetzung mit einem Alkalimetallhydrid, worauf die ReaktionmitdemCarbamoylhalogenid ausgeführt wird.

Bei der Herstellung der Verbindungen gemäss der Erfindung werden die Reaktionsteilnehmer vorzugsweise gemeinsam auf eine Temperatur von 40 bis 200 C, beispielsweise 50 bis 150OC, erhitzt.

Die erfindungsgemäss erhältlichen neuen Verbindungen können in isomeren Formen auftreten. Bei der
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Herstellung- Dimethylcarbamoyl-1, 2, 4-triazole bezeichnet werden. In allen Fällen können die isomeren Paare nach bekannten Methoden aufgetrennt werden, beispielsweise auf chromatographischem Wege ; da jedoch die isomeren Gemische eine äusserst wertvolle insektizide Aktivität aufweisen, bietet die Auftrennung in die Isomeren im allgemeinen keinen Vorteil. Die Aktivitäten der Isomeren einer bestimmten Verbindung können unterschiedlich sein und in einigen Fällen kann die Aktivität des einen Isomeren vernachlässigbar sein ; die reinen Isomeren, die keine Insektizide Aktivität aufweisen, fallen nicht in den Rahmen der Erfindung.

Die Isomeren der allgemeinen Formel (1) dtirften im allgemeinen die aktiveren Formen darstellen.

Spezielle Beispiele für erfindungsgemäss herstellbare Verbindungen sind : l-N, N-Dimethylcarbamoyl-3-tert. butyl-5-methylthio-l, 2, 4-triazol, F. = 49 bis 510C ;
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(2)-N, N-Dimethylcarbamoyl-3-isopropyl-5-methylthio-1, 2, 4-triazol,l (2)-N, N-Dimethylcarbamoyl-3-sek. butyl-5- (2-chlorallylthio)-l, 2, 4-triazol, Kp. 02 = 158 bis 164 C ; l (2)-N-Äthyl-N-methylcarbamoyl-3-tert. butyl-5-prop-2-inylthio-l, 2,4-triazol, Kp. = 118bis 119 C.

Geeigneterweise steht R2 für Methyl und in einer bevorzugten Gruppe von Verbindungen der Formeln und (II) bedeutet R2 Methyl, R3 steht für Isopropyl, sek. Butyl oder tert. Butyl und R4 ist Methyl, Äthyl, Propyl, Vinyl, Propinyl oder But-2-enyl. In einer weiteren bevorzugten Gruppe von Verbindungen der For-
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he von Insekten als besonders geeignet.

Die als Ausgangsmaterial eingesetzten neuen Triazolverbindungen der Formel (ici) können beispielsweise dadurch erhalten werden, dass das entsprechende Acylthiosemicarbazid der Formel
RI CONHNHCSNH2 mit einem ringschliessenden Mittel, beispielsweise wässerigem Natriumhydroxyd, Natriummethoxyd in Methanol oder Piperidin, behandelt wird. Das gebildete 3-AlkyI-l, 2, 4-triazol-5-thiol kann mit einem Halogenid der Formel
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Umsetzung des 3-Alkyl-l, 2, 4-triazol-5-thiols mit Dihalogenäthan hergestellt, beispielsweise mit überschüssigem Dichloräthan oder mit im wesentlichen äquimolaren Mengen an 1-Brom-2-chloräthan, woran eine Abtrennung des Halogenwasserstoffes in Gegenwart einer starken Base angeschlossen wird.

Das Carbamoylhalogenid der Formel (IV) kann durch Umsetzung eines Amins der Formel
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mit einem Carbonylhalogenid der Formel
COZ2 dargestellt werden, in welcher Z Halogen, vorzugsweise Chlor, bedeutet. Die Herstellung erfolgt nach an sich bekannten Methoden.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.

Beispiel 1 : Herstellung von erfindungsgemäss eingesetzten Verbindungen.

Zu einer gerührten Suspension von 7,2 g 3-Isopropyl-5-prop-2-inyl-l, 2, 4-triazol in 72 ml Aceton werden 6, 1 g wasserfreies Kaliumcarbonat und anschliessend 4, 7 g N, N-Dimethylcarbamoylchlorid zugegeben. Das Gemisch wird unter Rühren 8 h am Rückfluss gekocht. Das Reaktionsgemisch wird hierauf abgekühlt und in 11 Eis/Wasser-Gemisch eingegossen, wobei sich ein Öl abscheidet, das mit drei 200 ml-Portionen Chloroform extrahiert wird. Die Extrakte werden über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und destilliert, wobei als Produkt l (2)-N, N-Dimethylcarbamoyl-3-isopropyl-5-prop-2-inylthio-l, 2, 4-triazol mit einem Siedepunkt von 134 bis 1360C bei 0, 05 mm erhalten wird.

Das als Ausgangsmaterial eingesetzte 3-Isopropyl-5-prop-2-inylthio-1,2,4-triazol wird in folgender Weise erhalten :
200 gIsobutyrylchlorid mit einer Temperatur von etwa -50C werden tropfenweise im Verlaufe einer halben Stunde zu einer gerührten Suspension von 171 g Thiosemicarbazid in l, 5 l trockenem Pyridin zugesetzt.

Das Gemisch wird äber Nacbt bei Raumtemperatur gerührt und dann bei 35 bis 400C zu einem klaren, gelben, viskosen Öl eingedampft. Nach dem Lösen des Öls in 3 l Methanol wird das Produkt mit 950 ml Natriummethoxydlösung (11, 4 gew.-%ig < behandelt und 12 h lang unter Rückfluss gekocht. Das Methanol wird durch Destillation abgezogen, der verbleibende halbfeste Rückstand in 11 heissem Wasser gelöst, mit Kohle behandelt und durch Diatomeenerde filtriert. Nach dem Abkühlen und Ansäuern mit 200 ml konz. Chlorwasserstoffsäure fällt ein weisser Niederschlag aus. Dieser wird abfiltriert, mit Eiswasser gewaschen und im Vakuum getrocknet.

Der Feststoff ist das 5-Mercapto-3-isopropyl-l, 2, 4-triazol mit einem Fp. von 184 bis 1860C.

11,9 g Prop-2-inylbromid werden zu einer Lösung von 14,3 g 5-Mercapto-3-isopropyl-l, 2,4-triazol in Natriummethoxydlösung (2,3 g Natrium, gelöst in 200 ml Methanol) zugesetzt. Die Lösung wird hierauf 2 1/2 h unter Rückfluss gekocht. Das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck am Dampfbad abgezogen, der verbleibende Feststoff mit 500 ml kaltem Wasser behandelt, abfiltriert und im Vakuum zu 3-Isopropyl-5-prop-2-inylthio-1, 2,4-triazol getrocknet, das durch Umkristallisieren in Gegenwart von Kohle aus Petroläther (Siedebereich 80 bis 10000) gereinigt wird. Der Schmelzpunkt des Produktes liegt bei 91 bis 92 C.

In analoger Weise werden die folgenden Verbindungen erhalten :
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Die folgenden Triazol-Zwischenprodukte werden im Laufe der Herstellung der obigen Carbamoyltriazole isoliert :
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Zu einer gerührten Suspension von 60,5 g Natriumhydrid (50%ige Öldispersion) in 300 ml trockenem Tetrahydrofuran wird eine Lösung von 171 g 3-tert. Butyl-5-methylthio-l, 2,4-triazol in 11 trockenem Tetrahydrofuran zugegeben. Das Gemisch wird 2 h lang unter Rückfluss gerührt. Dann werden 154g Dimethylcarb-
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zugefügt und das Reaktionsgemisch wird weitere 5h lang unter Ruhren am Rück-gelöst, die Lösung wird mit eiskaltem 0,5n Natriumhydroxyd, eiskalter 0,5n Chlorwasserstoffsäure und
Wasser gewaschen, bis die Waschwässer neutral sind, und anschliessend über Magnesiumsulfat getrocknet.

Nach dem Abziehen des Lösungsmittels und Destillieren des Rückstandes wird ein farbloses Öl aus 1-N, N-
Dimethylcarbamoyl-3-methythio-5-tert.butyl-1,2,4-triazol mit einem Siedepunkt von 119 bis 1210C bei
0, 15 mm erhalten. Das Öl erstarrt beim Stehen zu einem Festprodukt mit einem Schmelzpunkt von 49 bis
51 C.

Das als Ausgangsmaterial eingesetzte 3-tert. Butyl-5-methylthio-l, 2,4-triazol wird auf folgendem Wege erhalten :
80, 5 g Pivaloylchlorid werden tropfenweise bei einer Temperatur von etwa - 500 zu einer gerührten Sus- pension von 91 g Thiosemicarbazid in 11 trockenem Pyridin zugesetzt. Das Gemisch wird über Nacht ge- rührt und dann bei 30 C/30 mm zu einem pastenförmigen Produkt eingedampft.

Die Paste wird dann mit400 ml Natriummethoxydiosung (11,7 gew.-% lg) und 2 l trockenem Methanol behandelt. Nach einem unter Rühren erfolgenden Rückflusskochen über Nacht wird das Reaktionsgemisch ein- gedampft, in Wasser gelöst, mit Kohle versetzt und über eine Diatomeenerde (Celite) filtriert. Das Filtrat wird dann mit konz. Chlorwasserstoffsäure angesäuert und der ausgeschiedene cremefarbige Feststoff aus heissem Wasser umkristallisiert. Das erhaltene Produkt, 3-tert. Butyl-5-mercapto-l, 2,4-triazol, zeigt einen Schmelzpunkt von 196 bis 197 C.

Zu einer Lösung von 4, 8 g Natriummethoxyd in 250 ml technischem vergälltem Alkohol werden 14. g 3-tert. Butyl-5-mercapto-1,2,4-triazol zugesetzt. Das Gemisch wird erhitzt und gerührt, bis es homogen ist, wonach 18,96 g Methyljodid zugesetzt werden. Hierauf wird 3 1/2 h lang am Rückfluss gekocht. Das Lösungsmittel wird abdestilliert und die zurückbleibende Flüssigkeit auf zerstossenes Eis gegossen. Der weisse Feststoff wird abfiltriert, getrocknet und aus Toluol umkristallisiert. Als Produkt wird 3-tert.

Butyl-5-me- thyltbio-l, 2, 4-triazol mit einem Fp. von 186 bis 1870C erhalten.
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:Im Verlaufe der Herstellung der obigen Carbamoyltriazole werden die nachstehend genannten TriazolZwischenprodukte gebildet : 3-Isopropyl-5-methylthio-l, 2, 4-triazol, Fp. =131 bis 132 C;
3-Isopropyl-5-äthylthio-1,2,4-triazol, Fp. = 103 bis 104 C ;
3-Isopropyl-5-propylthio-l, 2, 4-triazol, Fp. = 81 bis 830C ;
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Butyl-5-methylthio-l, 2, 4-triazol,- 1, 2, 4-triazol.

Zu einer gerührten Lösung von 8 g 3-tert. Butyl-5-but-2-enylthio-l, 2, 4-triazol in 100 ml Aceton werden 5, 8 g Kaliumcarbonat und anschliessend 4,5 g Carbamoylchlorid zugesetzt. Das Gemisch wird 5 h lang am Rückfluss erhitzt, abgekühlt, filtriert und zu einem Öl eingedampft. Bei der Vakuumdestillation wird das gewünschte Produkt, 1(2)-N, N-Dimethylcarbamoyl-3-tert. butyl-4-but-2-enylthio-1,2,4-triazol, mit einem Siedepunkt von 120 bis 1230C bei 0,15 mm erhalten.

Das bei der obigen Herstellung eingesetzte neue Triazol-Zwischenprodukt wird in folgender Weise erhalten : 10g 3-tert. Butyl-5-mercapto-1, 2, 4-triazol, hergestellt nach der im Beispiel 2 angeführten Methode, wird in einer Lösung von 3,8 g Natriummethoxyd in 100 ml Methanol aufgelöst und mit 9, 5 g-Crotylbromid versetzt. Nach 5 h langem Rückflusskochen wird das Gemisch eingedampft und der Rückstand mit einem Äther/Wasser-Gemisch behandelt. Die Ätherphase wird abgetrennt, mit Wasser gewaschen, getrocknet und zu einem Feststoff eingedampft, der aus einem Methanol/Wasser-Gemisch umkristallisiert wird. Als Produkt wird 3-tert. Butyl-5-but-2-enylthio-1,2,4-triazol, Fp. = 138 bis 1400C, erhalten.

Beispiel 4 : Herstellung von 1 (2) -N, N-Dimethylcarbamoyl-3-tert. butyl-5-vinylthio-1,2,4-triazol.

Zu einer gerührten Suspension von 3,66 g 3-tert. Butyl-5-vinylthio-1,2,4-triazol in 25 ml trockenem Tetrahydrofuran werden 1, 2 g Natriumhydrid (50%ige Öldispersion) zugesetzt. Nach beendeter Wasserstoff- entwicklungwerden2, 5mIDimethylcarbamoylchloridzugefiigt. Es tritt eine Temperatursteigerung ein. Nach einem zweistündigen Verweilen bei Raumtemperatur wird das Gemisch filtriert und unter vermindertem Druck eingedampft. Bei der Destillation wird ein flüssiges Produkt mit einem Siedepunkt von 1070C bei 0,16 mm erhalten.
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:Bestandteile entfernt. Aus der Lösung wird 5-(2-Chloräthylthio)-3-tert. butyl-1,2,4-triazol durch Eindampfen erhalten.
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stehen gelassen und dann mit Kohlendioxyd gesättigt, wobei ein gelatinöser Niederschlag von Kaliumcarbonat erhalten wird.

Es werden 100 ml Wasser zugesetzt und das Gemisch wird in einem Scheidetrichter getrennt. Durch Extrahieren der wässerigen Phase mit Äthylacetat und Eindampfen dieses Lösungsmittels in einer Kristallisierschale amDampfbad wird ein Feststoff erhalten, der aus Äthylacetat umkristallisiert wird. Das erhaltene 3-tert. Butyl-5-vinylthio-1,2,4-triazol zeigt einen Schmelzpunkt von 177 bis 1790C.

In analoger Weise werden die folgenden Verbindungen erhalten : 1(2)-N, N-Dimethylcarbamoyl-3-sek. butyl-5-vinylthio-1,2,4-triazol, Kp. 0, 02 mm = 100oc : l (2)-N, N-Dimethylcarbamoyl-3-isopropyl-5-vinylthio-1,2,4-triazol, Kp.0,02 mm =100 C.

Die entsprechenden Triazol-Zwischenprodukte, 3-sek. Butyl-5-vinylthio-l, 2, 4-triazol und 3-Isopropyl- - 5-vinylthio-l, 2, 4-triazol, wurden ebenfalls dargestellt, jedoch nicht als Reinprodukt isoliert.

PATENTANSPRÜCHE :
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2, 4-Triazolverbindungenworin
R2 Methyl oder Äthyl,
R3 Isopropyl, sek. Butyl oder tert. Butyl und
R4 Methyl, Äthyl, Propyl, Vinyl, Prop-2-inyl, But-2-enyl oder 2-Halogenallyl bedeuten, mit der Massgabe, dass R3 flir Isopropyloder sek. Butyl steht, wenn R4 Propyl bedeutet, und R3
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gemeinen Formel
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mit einem Carbamoylhalogenid der allgemeinen Formel
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worin Z Halogen bedeutet und R2 bis R die oben angegebene Bedeutung haben, umsetzt.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Triazol der allgemeinen Formel (Ill) ein solches einsetzt, worin R3 Isopropyl, sek. Butyl oder tert. Butyl und R4 Methyl, Äthyl, Propyl, Vinyl oder Prop-2-inyl bedeuten, und als Carbamoylhalogenid der allgemeinen Formel (IV) ein solches verwendet, in dem Z die obige Bedeutung hat und R2 für Methyl steht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von l-N, N-Dimethylcarbamoyl-3-tert. butyl-5-methyl- thio-1, 2, 4-triazol, dadurch gekennzeichnet, dass man als Triazol der allgemeinen Formel (eis) ein solches einsetzt, worin R tert. Butyl und R4 Methyl bedeuten, und als Carbamoylhalogenid der allgemeinen Formel (IV) ein solches verwendet, in dem Z die obige Bedeutung hat und R2 für Methyl steht.