DE1445680C

DE1445680C - Verfahren zur Herstellung von 3 Aminopyrazol aus 3 Amino Delta hoch 3 pyrazolin

Info

Publication number: DE1445680C
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr. Berlin Bohnsdorf; Hilgetag Gunter Dr. Berlin Grünau; Zubek Alfred Dipl.-Chem Berlin Dorn
Original assignee: Deutsche Akademie der Wissenschaften zu Berlin
Current assignee: Akademie der Wissenschaften der DDR
Publication date: 1971-01-07

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das die technische Herstellung von 3-Aminopyrazol aus 3-Amino-/J³-pyrazolin ermöglicht.

Es ist bekannt,, daß sich Pyrazoline durch Sulfonylierung und anschließende Abspaltung von Sulfinat in Pyrazole überführen lassen. So liefert die p-Toluolsulfonierung von in 5-Stellung unsubstituierten oder einfach substituierten Pyrazolinen, z. B. von 2-Pyrazolinen-3,4-dicarbonsäuredimethylester,die entsprechenden N-p-Toluolsulfonylpyrazoline, deren Behandlung ,₀ mit Basen in organischen Lösungsmitteln zur Abspaltung von p-tojuolsulfinsaurem Salz und Pyrazolbildung führt (vgl. Tetrahedron "Letters, 1963, Nr. 25, S. 1665 und 1666). Dieses Herstellungsverfahren ist auf Verbindungen beschränkt, in denen der vom in 3-Stellung befindlichen Kohlenstoffatom abzuspaltende Wasserstoff durch elektronenanziehende Sub-. stituenten, z. B. einen Phenylrest oder eine Carbonylgruppierung, ■ gelockert ist, wodurch die Sulfinatabspaltung. erleichtert wird. Ein Nachteil des Verfahrens besteht darin, daß das Arbeiten mit Basen in organischen Lösungsmitteln, z. B. mit Kalilauge in Glykol, technisch recht aufwendig ist.

Es ist weiterhin aus HeIv. Chim. Acta, 41 (1958), S. 306 bis 309, bekannt, daß l-Phenyl-5-aminopyrazo-Hn nach Kondensation mit p-Acetylaminobenzolsulfochlorid beim Behandeln mit Natronlauge 1-Phenyl-5-p-aminobenzolsulfonamidopyrazol liefert.

Die Sulfonylierung von 1 -Phenyl-5-amino-pyrazolin ergab ein Reaktionsprodukt unbekannter Struktur, aus dem mit 2n-NaOH l-Phenyl-5-p-aminobenzolsulfonamidopyrazol entstand. Diese Reaktion hat den Nachteil, daß bei der Umsetzung mit NaOH neben dem genannten Pyrazolderivat 15 bis 20% eines Sulfamids durch eine teilweise Abspaltung der 5-Aminogruppe gebildet werden, d. h., sie verläuft nicht eindeutig, sondern liefert ein Gemisch. Das bedeutet unter anderem eine wesentliche Ausbeuteminderung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zur technisch einfachen überführung von 3-Amino-d³-pyrazolin in 3-Aminopyrazol zu finden, der in möglichst hoher Ausbeute zum Endprodukt führt und die Nachteile der bisher bekannten Verfahren vermeidet.

Erfindungsgemäß wird 3-Amino-^³-pyräzolin mit der molaren Menge eines Arylsulfochlorids in Wasser und/oder einem organischen Lösungsmittel unter Zusatz eines halogenwasserstoffbindenden Mittels, vorzugsweise eines Alkalihydrogencarbonats, umgesetzt und das erhaltene 1-Arylsulfonyl-3-amino-/1³-pyrazolin mit einem geringen Überschuß eines Alkalioder Erdalkalihydroxids, Alkalicarbonate oder mit einem basischen Austauscher in. wäßrigem Milieu unter Erwärmen zu je 1 Mol 3-Aminopyrazol und Arylsulfinat aufgespalten.

Das Ausgangsprodukt 3-Am1no-«d³-pyrazolin (I) ist aus Acrylnitril und Hydrazin in Wasser sehr leicht zugänglich. Es wurde gefunden, daß die Verbindung der Formel I, obwohl sie mindestens drei reaktionsfähige, durch Arylsulfonylreste ersetzbare Wasserstoffatome besitzt, unter den angegebenen Reaktionsbedingungen in ausgezeichneter Ausbeute die bisher unbekannten monosulfonylierten Verbindungen der allgemeinen Formel II liefert. Als Arylsulfochloride können solche verwendet werden, die als technische Nebenprodukte billig anfallen, wie p-ToluolsuIft> chlorid. Kurzes Erwärmen der Verbindungen der allgemeinen Formel Il in Gegenwart von Wasser und den obengenannten Basen ergibt deren quantitative Aufspaltung in 3-Aminopyrazol der Formel III und Sulfinat der allgemeinen Formel IV.

Der quantitative Verlauf der Spaltung ist deshalb sehr überraschend, weil sich sulfonierte Pyrazolidinsysteme normalerweise im wäßrigen Milieu unter Stickstoffentwicklung zersetzen.

H, N

NH

HN

NH

SO₂R

HN

II

H, N

III

NH + RSO₂ ⁹

IV

Die überführung der 1 -Arylsulfonyl-3-aminopyrazoline der allgemeinen Formel II in 3-Aminopyrazol kann so· durchgeführt werden, daß z. B. mit einem geringen Überschuß eines Alkali- oder Erdalkalihydroxids pro Mol der Verbindung der allgemeinen Formel II oder eines Alkalicarbonate in wäßrigem Milieu bis zur Lösung der Verbindung der allgemeinen Formein erwärmt wird, das . überschüssige Alkali neutralisiert und die -Verbindung der Formel III nach Abdestillieren der Hauptmenge des Wassers mit einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise Tetrahydrofuran oder Isopropanol, extrahiert wird. Auf diese Weise kann die Synthese von 3-Aminopyrazol über I auch im »Eintopfverfahren« durchgeführt werden.

Eine andere, ebenfalls überraschend einfache Ausführungsform der Spaltung von Verbindungen der allgemeinen Formel II besteht darin, daß man diese . in wäßrigem Milieu mit einem basischen Ionenaustauscher erhitzt. Man erhält dann eine, wäßrige, praktisch nur die Verbindung der Formel III enthaltende Lösung, während die entsprechende Sulfinsäure im Austauscher gebunden wird. Aus diesem wird sie bei der Regenerierung als Sulfinat herausgelöst und kann gegebenenfalls aus der Sulfinatlösung nach üblichen Methoden gewonnen werden. Durch Einengen der wäßrigen Lösung erhält man 3-Aminopyrazol in ausgezeichneter Ausbeute.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch große Einfachheit aus. Es benutzt das in,_st wäßrigem Milieu leicht zugängliche Ausgangsprodukt der Formel I und führt dieses in wäßrigem Milieu in ausgezeichneter Ausbeute in das 3-Aminopyrazol über. Das Verfahren kann auch als Eintopfverfahren unter Verwendung billiger technischer Nebenprodukte durchgeführt werden.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren jetzt technisch leicht zugängliche 3-Aminopyrazol ist ein wertvolles Zwischenprodukt zur Herstellung von Farbstoffen und Arzneimitteln.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Gründung:

B e i s ρ i e I I

Zu 15.8 g 3-Amino- l-'-pua/olindihydrochlorid und 28.5 g p-Toluolsulfochlorid in 150 ml Methylenchlorid werden unter Rühren bei 5 bis 10 C 25,3 g Triäthylamin /ugetropft. dann wird 20 Stunden bei Raumtemperatur nachgerührt. Das mit Triäthylaminhydrochlorid zusammen ausgefallene Monosulfonylierungspiodukt wird abgesaugt und mit Wasser und Äther oder Benzol oder Methylenchlorid gewaschen: man erhält 19.5 g = 81.5" „ der Theorie: F. 186 bis 187 C. 47.8 g des so erhaltenen Monosulfonylicrungsproduktes werden mit 8 g Natriumhydroxid in 50 ml Wasser 5 Minuten auf 90 bis 100 C erhitzt. Aus der erhaltenen klaren Lösung wird im Vakuum das Wasser abdestillitjrt und aus dem als Rückstand erhaltenen Gemisch von Natrium-p-loliiolsulünat und 3-Aminopyrazol letzteres mit Isopropanol oder Tetrahydrofuran ausgewaschen. Die alkoholische 3-Aminopyrazollösung kann gegebenenfalls mit etwas Aktivkohle aufgehellt werden. Nach Abdestillieren des Lösungsmittels erhält man 3-Aminopyrazol als viskoses, gelbliches öl. das nur noch Spuren von Natrium-p-toluolsulünat enthält, die durch erneutes Lösen in Isopropanol, Absaugen und Einengen des Filtrats leicht entfernt werden können. Auf diese Weise erhält man ein bereits sehr reines 3-Aminopyrazol in quantitativer Ausbeute. Es kann durch Destillieren nochmals iiereiniut werden. Kp.,,,,, · 101 bis 103 C: Oxalat, F. 245 bis 246 C.

Beispiel 2

Zu einem Gemisch aus 15,8 g 3-Amino- l³-pyrazolindihydrochlorid in 300 ml Wasser und 20.9 g p-Toluolsulfochlorid in 50 ml Benzol werden 26,4 g Natriumhydrogencarbonat gegeben, dann wird 2 Stunden bei Raumtemperatur kräftig gerührt. Das ausgefallene Mono-sulfonylierungsprodukt ist dasselbe wie das gemäß Beispiel 1 gewinnbare und kann durch Absaugen isoliert werden; man erhält 23,5 g = 98,4% der Theorie. Es kann aber auch ohne Zwischenisolierung durch Zugabe von 4,0 g Natriumhydroxid und nachfolgendes Erhitzen auf 90 bis 100' C (5 Minu

ten) gespalten werden. Man isoliert aus der so erhaltenen Reaktionslösung in quantitativer Ausbeute analog Beispiel I Natrium-p-loluolsiilfinat und 3-Aminonvrazol.

g
nopyrazol.

B e i s ρ i e I 3

47.8 g des gemäß Beispiel I oder 2 gewonnenen Mono-sulfonylierungsproiluktes. K)OmI Wasser und 300 ml eines Anionenaustauschers werden 3 Stunden

ίο zum Sieden erhitzt. Dann wird der Austauscher abgesaugt, mit Wasser ausgewaschen und die erhaltene wäßrige Lösung von 3-Aminopyrazol im Vakuum eingeengt. Man erhält rohes 3-Aminopyrazol in quantitativer Ausbeute. Bei der Spaltung entsteht pro VIoI 3-Aminopyrazol 1 Mol p-Toluolsulfinsäure. die am Austauscher gebunden wird und aus diesem mit 2 11-NaOH eluiert werden kann.

Beispiel 4

Analog Beispiel 1 oder 2 werden aus 1 Mol 3-Aminol'-pyrazolindihydrochlorid und 1,1 Mol p-Chlorbcnzolsulfochlorid bzw. Ben/olsulfochlorid 3-Aminol-(p-ehlorbenzolsulfonyl)-l'-pyrazolin (F. 171 bis

172 C) bzw. 3-Amino-1-benzolsulfonyl- l'-pyrazolin

(F. 167 bis 168 C) in Ausbeuten um 95% der Theorie gewonnen. Beide Mono-sulfonylierungsprodukte liefern 3-Aminopyrazol in praktisch quantitativer Ausbeute, wenn sie analog Beispiel 2 oder 3 gespalten werden.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von 3-Aminopyrazol aus 3-Amino- |-\-pyrazolin, dadurch ge-

kennzeichnet, daß man 3-Amino- l³-pyrazolin mit der molaren Menge eines Arylsulfochlorids in Wasser und oder einem organischen Lösungsmittel unter Zusatz eines halogenwasscrstoffbindenden Mittels umsetzt und das erhaltene

4& l-Arylsulfonyl-3-amino- l³-pyrazolin mit einem geringen Überschuß eines Alkali- oder Erdalkalihydroxids, Alkylicarbonats oder mit einem basischen Austauscher in wäßrigem Milieu unter Erwärmen zu je 1 MoI 3-Aminopyrazol und Arylsulünat aufspaltet.