DE1076136B - Verfahren zur Herstellung von 3, 5disubstituierten 1, 2, 4-Triazolen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von 3,5disubstituierten 1,2,4-Triazoien Es wurde gefunden, daß man 3,5disubstituierte 1,2,4-Triazole in besonders großer Reinheit erhält, wenn man auf Monoacylhydrazide von Carbonsäuren bei erhöhter Temperatur Nitrile einwirken läßt.
• Einer der Umsetzungspartner kann die in Reaktion tretende Monoacylhydrazidgruppe (C O - N H-N H2) bzw. die Nitrilgruppe mehrfach enthalten. Die Verbindungen mit der Gruppe - C O - N H - N H2 werden im folgenden als Monoacylhydrazide bezeichnet.
• Als Monoacylhydrazide, die außer der Gruppe - C O - N H - N H2 keine Substituenten tragen, die mit Nitrilen reagieren, wie z. B. die - C2 H4 O H-Gruppe, seien z. B. die Monoacylhydrazide aliphatischer, cycloaliphatischer, aromatischer, heterocyclischer Mono- oder Dicarbonsäuren, wie Essigsäure, Benzoesäure, Isophthalsäure oder Terephthalsäure, genannt.
• Die Nitrile können sich von aliphatischen gesättigten oder ungesättigten, geradkettigen oder verzweigten Verbindungen ableiten. Diese Verbindungen können bis zu 5 Kohlenstoffatome, aber auch zwischen 6 und 12 oder 13 und mehr Kohlenstoffatome enthalten. Auch cycloaliphatische, aromatische oder heterocyclische Nitrile eignen sich für das neue Verfahren. Diese Nitrile können z. B. einen Benzolkern, aber auch zwei, drei oder mehr isolierte oder anellierte Benzolkerne enthalten. Die heterocyclischen Ringe können ebenfalls mehrfach in den Nitrilen vertreten sein. Die Nitrile können auch, ebenso wie die Monoacylhydrazide, weitere Substituenten, wie Halogenatome, Alkylgruppen, Arylgruppen, Aralkylgruppen, Nitrogruppen, Triflüormethylgruppen, Aminosulfonylgruppen, Alkylsulfonylgruppen und/oder Acylaminogruppen tragen, hingegen dürfen sie außer der Gruppe -C =_ N keine Substituenten aufweisen, die mit Monoacylhydraziden reagieren, z. B. -C - C13 Gruppen.
• Die Umsetzung, die unter Abspaltung von Wasser verläuft, vollzieht sich bei erhöhter Temperatur, in der Regel bei der Siedetemperatur des jeweils verwendeten Nitrils, manchmal aber auch schon- bei einer Temperatur, die bis zu 20°/o niedriger ist. Von der gewählten Umsetzungstemperatur hängt der Zeitbedarf für die Umsetzung ab. Sie kann beispielsweise schon beim Erreichen der Siedetemperatur des verwendeten Nitrils beendet sein; im allgemeinen muß man jedoch das Umsetzungsgemisch 2 bis 6 Stunden lang bei der Siedetemperatur halten, wenn die Umsetzung vollständig sein soll. Es kann aber auch erforderlich sein, das Umsetzungsgemisch länger zu erhitzen. Als besonders vorteilhaft hat es sich deshalb erwiesen, das Verfahren dieser Erfindung in einem geschlossenen Gefäß bei 200 bis 230° C auszuführen. Unter diesen Bedingungen ist die Umsetzung in der Regel innerhalb von 2 bis 3 Stunden beendet. Der beim Erhitzen im geschlossenen Umsetzungsgefäß auftretende Druck ist dabei insbesondere von der Menge des bei der Umsetzung abgespaltenen Wassers und von der Füllung des Druckgefäßes abhängig.
• In Journ. chem. soc. (London), 1954, S.3461 bis 3464; wird -ein Verfahren beschrieben, bei dem man 3,5disubstituierte 1,2,4-Triazole durch Verschmelzen von aromatischen Carbonsäurenitrilen mit den Benzolsulfonsäuresalzen aromatischer Carbonsäurehydrazide erhält. Dieses Verfahren ist jedoch nicht allgemein anwendbar und zudem umständlich, da man die dabei als Umsetzungsteilnehmer verwendeten Salze zuerst durch Umsetzung der Carbonsäurehydrazide mit Arylsulfonsäuren herstellen muß. Außerdem ist aus der französischen Patentschrift 1092 359 bekannt, daß man 1,2,4-Triazole durch Zusammenschmelzen von Carbonsäurehydraziden mit Säureamiden oder -thioamiden erhalten kann. Abgesehen davon, daß die als Ausgangsstoffe für dieses Verfahren verwendeten Thioamide, wenn überhaupt, nur sehr schwer, und zwar über die entsprechenden Nitrile zugänglich sind und Säureamide in vielen Fällen zu Nebenreaktionen neigen, ist das Verfahren nicht allgemein anwendbar.
• Das neue Verfahren hingegen ist allgemein anwendbar. Es zeichnet sich aus durch die leichte Zugänglichkeit der Umsetzungsteilnehmer, durch kurze Umsetzungszeiten, -durch gute Äusbeuten und nicht zuletzt durch die ausgezeichnete Reinheit der erhaltenen Produkte.
• Die 3,5disubstituierten 1,2,4-Triazole sind wertvolle Zwischenprodukte, beispielsweise für die Herstellung von Farbstoffen und Heilmitteln.
• Die in den folgenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile, und die Raumteile verhalten sich zu den Gewichtsteilen wie das Liter zum Kilogramm. Beispiel 1 20 Teile Benzhydrazid und 80 Teile Benzonitril werden in einem Schüttelautoklav von 250Raumteilen Inhalt 2 Stunden lang auf 230° C erhitzt. Nach dem Erkalten wird das Umsetzungsgut abgesaugt und im Vakuum getrocknet. Man erhält 27 Teile 3,5-Diphenyltriazol-1,2,4 der Formel in Form von farblosen Kristallen, die bei 190 bis 192° C schmelzen.
• Die gleiche Verbindung erhält man in folgender Weise: 20 Teile Benzhydrazid werden in 80 Teilen Benzonitril 3 Stunden lang unter Rückfluß zum Sieden erhitzt, wobei man das entstehende Wasser entfernt. Nach dem Abkühlen saugt man die ausgefallenen Kristalle ab und trocknet sie. Man erhält so 26 Teile des zuvor beschriebenen Triazols in Form farbloser Kristalle vom Schmelzpunkt 190 bis 191° C. Beispiel 2 13,7 Teile Isonicotinsäurehydrazid und 100 Teile Benzonitril werden, wie im Beispiel 1, Absatz 1 beschrieben, 2 Stunden lang auf 230° C erhitzt und aufgearbeitet. Man erhält 17,5 Teile 3-Phenyl-5-y-pyridyl-1,2,4-triazol in Form von farblosen Kristallen vom Schmelzpunkt 241 bis 242° C. Die Verbindung weist folgende Struktur auf: In der gleichen Ausbeute erhält man das Triazol, wenn man die Ausgangsstoffe 5 Stunden lang unter Rückfluß zum Sieden erhitzt und dabei das entstehende Wasser entfernt. Beispiel 3 Die im Beispiel 2 beschriebene Verbindung erhält man auch, wenn man wie folgt verfährt: 20 Teile Benzhydrazid werden in einem Schüttelautoklav 2 Stunden lang zusammen mit 80 Teilen Isonicotinsäurenitril auf 230° C erhitzt. Die erkaltete Reaktionsmischung löst man sodann in heißem Alkohol und gibt so viel Wasser zu, daß das Phenyl-pyridyltriazol auskristallisiert. Es weist einen Schmelzpunkt von 240 bis 242° C auf. Beispiel 4 Man erhitzt 14,2 Teile Hexahydrobenzhydrazid und 100Teile Benzonitril 3 Stundenlang in einem Schüttelautoklav auf 230° C, läßt die Umsetzungslösung abkühlen und engt sie im Vakuum ein. Man gewinnt so 15 Teile 3-Phenyl-5-cyclohexyl-1,2,4-triazol derFormel in Form farbloser Kristalle, die bei 122 bis 124° C schmelzen. Das gleiche Triazol erhält man, wenn man wie folgt verfährt: 10 Teile Benzhydrazid werden mit 48 Teilen Hexahydrobenzonitril 2 Stunden lang in einem Schüttelautoklav auf 230° C erhitzt. Man engt sodann die Umsetzungsflüssigkeit ein, wobei das zuvor genannte Triazol in guter Ausbeute mit einem Schmelzpunkt von 122 bis 125° C auskristallisiert.
• Beispiel s Eine Mischung aus 8 Teilen Acethydrazid und 75 Teilen Benzonitril wird entsprechend Beispiel 1 in einem Druckgefäß umgesetzt. Nach dem Einengen der Umsetzungsflüssigkeit erhält man 12 Teile des Umsetzungsgutes in Form von farblosen Kristallen, die bei 159 bis 161° C schmelzen. Die Verbindung weist folgende Struktur auf: Beispiel 6 Man erhitzt in einem Schüttelautoklav eine Mischung aus 20 Teilen Terephthalsäure-bis-hydrazid und 100 Teilen Benzonitril 2 Stunden lang auf 230° C und erhält nach dem Abtrennen des Umsetzungsgutes 18,5 Teile des Bis-triazols der Formel in Form von farblosen, hochschmelzenden Kristallen. Zur gleichen Verbindung gelangt man, wenn man wie folgt verfährt: 10 Teile Terephthalsäuredinitril und 20 Teile Benzhydrazid werden 2 Stunden lang in einem Druckgefäß auf 230° C erhitzt. Die abgekühlte Schmelze wird sodann mit Äthanol ausgekocht. Dabei bleibt das zuvor beschriebene Bis-triazol zurück. Beispiel ? 20 Teile Benzhydrazid werden zusammen mit 80 Teilen m-Tolunitril in einem Schüttelautoklav 2 Stunden lang auf 230° C erhitzt und, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgearbeitet. Man erhält so in guter Ausbeute in Form von farblosen Nadeln vom Schmelzpunkt 160 bis 163° C das Triazol folgender Struktur Beispiel 8 Man erhitzt eine Mischung aus 20 Teilen p-Nitrobenzhydrazid und 80 Teilen Benzonitril 2 Stunden lang in einem Druckgefäß auf 230° C und trennt das Umsetzungsgut, wie im Beispiel 1 beschrieben, ab. Das erhaltene Triazol, das in Form von gelben Kristallnadeln vom Schmelzpunkt 234 bis 236° C anfällt, hat folgende Konstitution: Beispiel 9 20 Teile Benzhydrazid und 100 Teile Adipinsäuredinitril werden in einem Druckgefäß 2 Stunden lang auf 230° C erhitzt. Nach dem Erkalten saugt man das Umsetzungsgut ab und wäscht es mit Äther. Man erhält so in guter Ausbeute das Bis-triazol der Formel in Form von farblosen Kristallen vom Schmelzpunkt 257 bis 260° C.
• Beispiel 10 Man erhitzt eine Mischung aus 37 Teilen Acethydrazid und 70 Teilen Isobutyronitril 1 Stunde lang in einem Druckgefäß auf 200° C und unterwirft das Umsetzungsgut der Destillation im Hochvakuum. Man erhält 11 Teile eines farblosen Öls, das bei 190 bis 220° C/1 mm Hg siedet und mit wäßriger Quecksilber(II)-chloridlösung folgendes Doppelsalz vom Schmelzpunkt 202 bis 204° C liefert: Beispiel 11 30 Teile Isovaleriansäurehydrazid und 60 Teile Isobutyronitril werden gemischt und 2 Stunden lang in einem Druckgefäß auf 200° C erhitzt. Nach der Destillation des Umsetzungsgutes im Hochvakuum erhält man das Triazol der Formel das bei 181 bis 183° C und 1,5 mm Hg siedet, in Form eines farblosen, hygroskopischen Öls. Beispiel 12 Ein Gemisch aus 20 Teilen 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäurehydrazid und 80 Teilen Isobuttersäurenitril wird in einem Schüttelautoklav von 250 Raumteilen Inhalt 1 Stunde lang auf 200° C erhitzt. Nach dem Erkalten wird das Umsetzungsgut abgesaugt und aus Benzol umkristallisiert. Man erhält so 9,2 Teile der Verbindung der Formel in Form von gelblichen Kristallnadeln, die bei 203 bis 205° C schmelzen. Beispiel 13 20 Teile 2-Hydroxynaphthalin-3carbonsäurehydrazid und 70 Teile Hexahydrobenzonitril werden, wie im Beispiel 12 angegeben, durch 2stündiges Erhitzen auf 230°C umgesetzt und aufgearbeitet. Man erhält so in guter Ausbeute das Triazol der Formel in Form von gelben Kristallnadeln vom Schmelzpunkt 222 bis 22.4° C.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von 3,Sdisubstituierten 1,2,4-Triazolen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf Monoacylhydrazide von Carbonsäuren bei erhöhter Temperatur Nitrile einwirken läßt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf Monoacylhydrazide von Carbonsäuren bei 200 bis 230° C in einem geschlossenen Gefäß Nitrile einwirken läßt. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1092 359; Journ. chem. soc. (London), 1954, S. 3461 ff.