DE2417970A1

DE2417970A1 - Verfahren zur herstellung von 1,2,4triazol-derivaten

Info

Publication number: DE2417970A1
Application number: DE19742417970
Authority: DE
Inventors: Beat Dr Boehner; Dag Dawes; Hermann Dr Kny; Willy Meyer; Jean Dr Perchais
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1973-04-17
Filing date: 1974-04-11
Publication date: 1974-11-07
Also published as: CA1035362A; FR2226401A1; ATA313874A; IL44446A; IL44446A0; AT332871B; BE813749A; NL7404841A; CH574427A5; GB1464765A; JPS5018468A; FR2226401B1

Description

CIBA-GEIGYAG, CH-4002 Basal

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann 2417970

Dr. R. Koenigsbergsr - Pipl.Phys.R. Holzbauer

Dr. F. Zumstein jun.

Patentanwälte

8 München 2, Bröuhausstraße 4/III

Case_5-873O/l+2/E Deutschland

"Verfahren zur Herstellung von I^

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 1,2,4-Triazol-Derivaten, welche als Zwischenprodukte z.B. fur die Herstellung von Schädlingsbekämpfungswirkstoffen besondere Bedeutung besitzen. Die erfindungsgemäss hergestellten 1,2,4-Triazole haben die Formel

Cl Cl

C?== N C =■" N

R₁-N C=O s. _R

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worin R, . Wasserstoff oder einen aliphatischen,

eycloaliphatischen, araliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen Rest bedeutet. ·

Als aliphatische Reste kommen insbesondere gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppen in Betracht, welche geradkettig oder verzweigt sein können und in der Kette 1 bis 18 resp. 3 bis 8, insbesondere 1 bis 6 resp. 3 bis 5 Kohlenstoffatome aufweisen. Solche Gruppen sind beispielsweise u.a.: Methyl, Aethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-, i-, sek.-, teff.-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, n-Octyl, n-Decyl, n-Dodecyl, ti-Tetradecyl, n-Octadecyl und ihre Isomere, Propenyl, Butenyl, Propinyl, Butinyl. Als Substituenten an diesen Gruppen kommen Fluor, Chlor, Brom, Jod, Cyano, Thiocyanato, Nitro, Alkoxycarbonyl, Ν,Ν-Dialkyl- und N-Alkylcarbamoyl, Alkoxy, Alkyl thio, Acylamino, Alkylsulfonyl und Alkylsulfinyl in Frage

Als cycloaliphatische Reste sind insbesondere monocyclische Reste mit 3 bis 8 Ringkohlenstoff atomen in Betracht zu ziehen, welche durch niederes Alkyl substituiert und/oder über das Methylen- oder ein PoIymethylen-Brllekenglied gebunden sein können. Beispiele solcher Reste sind Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl,

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Cyclohexyl.

Unter aromatischen und araliphatischen Resten sind vorallem unsubstituiertes oder ein-cder mehrfach substituiertes. Phenyl, Naphthyl, Benzyl oder Phenäthyl zu verstehen. Als heterocyclische Reste kommen gegebenenfalls substituierte vorzugsweise 5- oder 6-gliedrige Ringsysteme mit einem oder mehreren Heteroatomen wie Sauerstoff, Stickstoff und/oder Schwefel im Ringsystem in Betracht.

Als Substituenten der vorstehend aufgeführten aromatischen, araliphatischen und heterocyclischen Reste kommen in Betracht: Halogen (Fluor, Chlor, Brom, Jod), Halogenalkyl, Nitro, Alkyl, Cyano, Thiocyanato, Alkoxy, Alkylthio, Alkylsulfinyl, Alkylsulfonyl, Acylamino, Alkoxycarbonyl, Aminocarbonyl, liber Sauerstoff, Schwefel, die SO- oder SC^-Gruppe gebundene gegebenenfalls durch Halogen, Halogenalkyl und/oder Alkyl substituiertes Phenyl- oder Benzylreste. Von Bedeutung ist die Herstellung nach dem erfindungsgemässen Verfahren von Verbindungen der Formel I, worin R, , -- ,.-Wasserstoff, gegebenenfalls substituiertes

C₁-C₆-Alkyl, C₃-C₅-Alkenyl, C₃-C₅-Alkinyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl, unsubstituiertes oder ein oder mehrfach, gleich oder verschieden durch Halogen, Halogenalkyl, Nitro, Cyano, C-,-C,--Alkyl und/oder Q-. -Cß-Alkoxy substituiertes Phenyl oder

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die Gruppen Thiazolyl (2), Pyridyl(2) oder 1-Dioxothienyl(3)

bedeutet.

Von besonderem Interesse ist die Herstellung von Verbindungen der Formel I,

worin R, C, -C₆-Alkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, unsubstituiertes oder ein oder mehrfach, gleich oder verschieden durch Fluor, Chlor, Brom, Jod, Halogenalkyl, Nitro, Cyano, C -Cc'Alkyl und/oder C-, -C,--Alkoxy substituiertes Phenyl,

bedeutet. . ::;r_ ^:..

Von ganz besonderem Interesse aber ist die Herstellung nach den erfindungsgemässen Verfahren der Verbindung der Formel I,

worin R, Isopropyl,

bedeutet. , - ^T f-

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Die Verbindungen der Formel I werden erfindungsgetnüss hergestellt durch Umsetzung einer Verbindung der Formel

(II)

oder Salze davon gegebenenfalls in Gegenwart einer Base mit N-Carbonylisocyaniddichlorid der Formel

Cl O

C=N-C-Cl ■ (III)

in Formel II hat R-, die unter Formel I angegebene Bedeutung.

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Die erfindungsgeinässe Umsetzung kann in Λη- oder Abwesenheit von Lösungs- oder Verdünnungsmitteln durchgeführt werden. Zur Erzielung wirtschaftlicher Ausbeuten hat es sich als zweckmässig erwiesen, die Reaktion in Gegenwart eines Lösungs- oder Verdünnungsmittels durchzufuhren.

Als Lösungs- und/oder Verdünnungsmittel kommen in Frage, z.B. aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe oder Halogenkohlenwasserstoffe, wie Hexan, Petroläther, Chlorform, Methylenchlorid, halogenierte Aethane, Benzol, Toluol, Xylole, Aether und ätherartige Verbindungen, wie Dialkyl'äther, 1,2-Dimethoxyäthan, Dioxan, Tetrahydrofuran, Ν,Ν-dialkylierte Amide, wie Dimethylformamid, Sulfoxide, wie Dimethylsulfoxid, Nitrile, wie Acetonitril, etc., Gemische solcher Lösungsmittel untereinander; ftlr die Ringschluss-Reaktion kann man auch Wasser oder wasserhaltige Lösungsmittel verwenden. Insbesondere sind auch zweiphasige Reaktionsmedien bestehend aus Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel, wie Chloroform,

Methylenchlorid und Toluol geeignet. Die Hydrazine der Formel II können auch in Form ihrer Additionssalze mit anorganischen oder organischen Säuren in die Reaktion eingesetzt werden, beispielsweise als Additionssalze mit Salzsaure, Schwefelsäure, Essigsäure, Oxalsäure etc.. In diesem Falle ist es erforderlich, die Additionsreaktion unter Zusatz einer Base und in einem Lösungs- oder Verdünnungsmittel vorzunehmen . .

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Als Base sind Hydroxide und Carbonate von Alkalimetallen, sowie tertiäre Amine, z.B. Trialkylamine, Pyridin und Pyridinbasen, Dialkylanilirie, etc., geeignet. Das erfindungsgemässe Verfahren wird bei normalem Druck und in einem Temperaturbereich von -30 bis 150⁰C, vorzugsweise bei 0 bis 80⁰C, durchgeführt.

Die Reaktionspartner werden in äquimolaren Mengen in das Verfahren eingesetzt, wobei ein Ueberschuss des einen oder andern Reaktionspartners zur Vervollständigung des Reaktionsablaufes beitragen kann.

Die erfindungsgemäss hergestellten Verbindungen der Formel I sind als Zwischenprodukte in der Pestizid-Herstellung von Bedeutung. Sie lassen sich insbesondere durch Umsetzung mit Phosphorsäureesterhalogeniden bzw. Thiophosphorsäureesterhalogeniden in Phosphorsäure- bzw. Thiophosphorsäureester der Formel

R₁ ¹N c O P

R,

in welcher

Z Sauerstoff oder Schwefel*

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R„ Alkoxy, Alkylthio, Amino, Mono- oder Dialkyl-

amino und
Ro Alkyl, Alkoxy, Alkylthio, Phenyl, Phenoxy,

Amino, Mono- oder Dialkylamino bedeutet und R₁ die unter Formel I angegebene Bedeutung hat,

Überfuhren. Diese Verbindungen besitzen eine ausgezeichnete insektizide Wirkung.

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Beispiel 1

a) Herstellung von l-Phenyl-5-chlor-3-hydroxy-l,2,4-t:riazol

Zu 16,9 g Phenylhydrazin und 31,6 g Triethylamin in 350 ml abs. Aether gelöst, tropft man 20,1 g N-Chlorcarbonylisocyaniddichlorid zu, wobei die einsetzende exotherme Reaktion den Aether zum Sieden bringt. Das Reaktionsgemisch wird anschliessend nach 2 Stunden zum Rückfluss erhitzt. Man kühlt den Ansatz auf 20⁰C und filtriert das Triäthylamin-Hydrochlorid ab. Das Filtrat wird mit Aether verdünnt und zweimal mit je 200 ml Wasser gewaschen.

Die Aetherphase wird über Natriumsulfat getrocknet, das Trocknungsmittel abfiltriert und das Filtrat eingeengt. Man erhält nach dem Umkristallisieren des festen gelben Rückstandes aus Acetonitril die Verbindung der Formel

Cl

Cl.

mit einem Schmelzpunkt von 137 - 139°C.

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b) Herstellung von l-Isopropyl-5-chlor-3-hydroxy-l,2,4-triazol

Zu 11,0 g Isopropylhydrazin-Hydrochloridjin 100 ml Acetonitril aufgeschlä'tnmtj werden unter Rühren bei 20°C 16,0 g N-Chlorcarbonylisocyaniddichlorid zugetropft. Die Reaktion verläuft exotherm und wird mit einem Eisbad kontrolliert. ■*. Anschliessend wird das Gemisch 2 Stunden zum Rückfluss erhitzt, wobei Salzsäuregas entv?eicht. Beim Abkühlen auf Raumtemperatur fällt kristallines. Produkt aus. Es wird abfiltiert, im Vakuum getrocknet und gibt 5,2 g. Die Mutterlauge wird im Vakuum eingeengt und der Rückstand mit 50 ml Wasser 5 Minuten gekocht. Das ausgefallene Produkt wird wieder abfiltriert und im,Vakuum getrocknet. Man erhält eine zusätzliche Ausbeute von 4 g der Verbindung der Formel

CIn₁

Ci)C₃H₇-N_x ^-OH ^ (I)C₃H₇-Nx _ΝΛθ

H mit einem Schmelzpunkt von 101 - 103⁰C.

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Beispiel 2

In eine auf -5°C gekühlte Lösung von 8,0 g (0,05 Mol) von N-Chlorcarbonylisocyaniddichlorid in 20 ml Toluol wird innerhalb von 2 Stunden eine Lösung von 5,5 g (0,05 Mol) Isopropylhydrazinhydrochlorid in 80 ml Wasser innerhalb von 2 Stunden eingetropft, wobei die Temperatur zwischen -5°C und -10⁰C gehalten wird. Anschliessend wird zur Trockene eingedampft und der Rückstand mit 50 ml Aethanol extrahiert. Die erhaltene äthanolische Lösung wird wiederum zur Trockene eingedampft und der Rückstand aus 20 ml Wasser umkristallisiert. Es werden 2,39 g l-Isopropyl-S-hydroxy-S-chlor-l,2,4-triazol vom Schmelzpunkt 101 - 102°C erhalten.

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Beispiel 3

In eine auf -10°C gekühlte Lösung von 110,5 g (1 Mol) Isopropylhydrazinhydrochlorid in 250 ml Wasser werden innerhalb von 10 Stunden 240 g (1,5 Mol) gasförmiges N-Chlorcarbonylisocyaniddichlo'rid eingeleitet. Nach beendigterι Zugabe wird das KUhlbad entfernt und 15 Stunden bei Raumtemperatur nachgerlihrt. Der nach Eindampfen der sauren Lösung zur Trockene erhaltene Rückstand wird in 150 ml Wasser aufgeschlemmt. Durch Zugabe von Natronlauge wird ein pH von 4 eingestellt und filtriert. Es werden 87,5 g rohes l-Isopropyl-S-hydroxy-S-chlor-1,2,4-triazol vom Schmelzpunkt 92-98°C erhalten, das nach Umkristallisieren aus Wasser bei 101-103⁰C schmilzt.

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Auf analoge Weise wurden auch folgende Verbindungen hergestellt:

Gl

Cl R-,-

^Rl	-C₂H₅	Physikalische Daten
-C₅H₇(H)	Smp. 108 - 11O⁰C
-C₄H₉(H)	Smp. 26 - 3O⁰C
-CH₂-0<*^H3	Smp. 41 - 45°G
*/ITT y**	Smp. 84 - 86⁰C
-CH-CH₂-CH₃
CBL CH, I³I³	Srnp. 77 - 79°C
Oil O vri~
	Smp. 154 - 16O⁰C
	Smp. 128 - 130⁰C
Smp. 139 - 141⁰C

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■ ■ "ι	Physikalische Daten
Cl	Smp. 112 - 114^PC Smp. 153 - 158°C

Weitere, als Ausgangsstoffe fUr das erfindungsgemässe Verfahren geeignete, substituierte Hydrazine sind beispielsweise:

Methy!hydrazin
(ß-Cyano-äthyl)-hydrazin (2-Chlorphenyl)-hydrazin (3-Chlorphenyl)-hydrazin (4-Chlorphenyl)-hydrazin (4-Fluorphenyl)-hydrazin (4-Methy!phenyl)-hydrazin (3-Nitrophenyl)-hydrazin (3-Triflüormethylphenyl)-hydrazin (2,4-Dinitrophenyl)-hydrazin (2-Thiazolyl)-hydrazin

(2-Pyridyl)-hydrazin

409845/1074 l-Dioxothienyl(3)-hydrazin

Claims

-■"15.-

Patentansprüche

U ' Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der-Formel

Cl-C -N ^cl ~^c -=- ^N

x /C= O

H .

worin R, . je Wasserstoff oder einen aliphatischen,

cycloaliphatischen, araliphatischen,

aromatischen oder heterocyclischen Rest bedeutet* dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel

gegebenenfalls in Gegenwart einer Base mit N-Chlorcarbonylisocyaniddichlorid der Formel

Clv H

>C=N-C-C1 C1^X

, 409845/1074

umsetzt, worin R₁ - die oben angegebene Bedeutung hat.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1 zur Herstellung von Verbindungen der Formel

bedeutet,

Cl-

Cl C N

]., Wasserstoff, gegebenenfalls substituiertes C₁-C₆-A
Cο"Cc-Alkinyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl, unsubstituiertes oder ein oder mehrfach, gleich oder verschieden durch Halogen, Halogenalkyl, Nitro, Cyano, C^-C^-Alkyl und/oder C-, -C,-Alkoxy substituiertes Phenyl oder die Gruppen Thiazolyl(2), Pyridyl(2) oder 1-Dioxothienyl(3)

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2A17970
3. Verfahren gemäss Anspruch 1 zur Herstellung von Verbindungen der Formel

Cl-C=N

f H

ci—c

-N

— N C-OH

worin R..

bedeutet,

C-j -C,-Alkyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl,

unsubstituiertes oder ein oder mehrfach,

gleich oder verschieden durch Fluor, Chlor,

Brom, Jod, Halogenalkyl, Nitro, Cyano,

C,-Cc-Alkyl und/oder C -Cg-Alkoxy substituiertes

Phenyl
4, Verfahren gemäss Anspruch 1 zur Herstellung der Verbindung der Formel

(I)C H

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5. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Hydrazin der Formel

R₁-NH-NH₂

in Form eines Additionssalzes mit anorganischen oder organischen Säuren einsetzt und die Reaktion in Gegenwart einer Base durchfuhrt.

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