DE2441504A1

DE2441504A1 - Verfahren zur herstellung von 3,5disubstituierten pyrazolen durch katalytische dehydrierung

Info

Publication number: DE2441504A1
Application number: DE2441504A
Authority: DE
Inventors: Murray Garber; Lawrence James Ross; Walter Joseph Stepek
Original assignee: American Cyanamid Co
Current assignee: Wyeth Holdings LLC
Priority date: 1973-09-17
Filing date: 1974-08-30
Publication date: 1975-03-20
Also published as: CS178177B2; DE2441504C2; SE7411650L; DD115667A5; DK487274A; SE416648B; GB1477020A; AR225264A1; JPS5855143B2; NL7412119A; CA1037048A; BR7407147D0; IL45399A; BE819948A; DK134643B; FR2243943B1; CH596185A5; SU645567A3; DK134643C; IT1029578B

Description

PATENTANWALT :

DR. I. MAAS

DR. G. SPOTT

8000 [·.■; JNC!-.Fi I 40

SCHLEISJHEIM^'TJTR. 299

TEL. 35Q22GI/205

25 131

American Cyanamid Company, Wayne, Hew Jersey, V.St.A.

Verfahren zur Herstellung von 3,5-disubstituierten Pyrazolen durch katalytische Dehydrierung

Die. Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 3,5-disubstituierten Pyrazolen. Sie bezieht sich insbesondere auf (a) die Umsetzung eines Methylketons, wie Acetophenon oder einem entsprechenden Derivat hiervon, mit einem entsprechenden Aldehyd, wie Benzaldehyd, in Gegenwart einer Base unter Bildung eines 1,3-disubstituierten-alpha,ß-ungesätigten Ketons, wie Chalcon oder substituiertem Chalcon, (b) die Ansäuerung dieses alpha,ß-ungesättigten Ketons und anschließende Behandlung des angesäuerten Reaktionsgemisches mit Hydrazin unter Bildung eines disubstituierten Pyrazolins, und (c) die katalytische Dehydrierung dieses Pyrazolins, wodurch man das gewünschte 3,5-disubstituierte Pyrazol in guter Ausbeute und Reinheit erhält.

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Die gesamte Reaktion läßt sich allgemein wie folgt darstellen:

(I) R₁COCH₃ + R₂CHO

(I)

(ID

Methylketon + Aldehyd

Η, +

(Ill)

1, 3-disubstituiertes j alpha,ß-unge- j sättigtes Keton (2)

(1) Mineral-I säure, dann

, K

Katalysator

(Wasserstoff-N N-H abspaltung)

(V)

•N-H -

3,5-disubstituiertes Pyrazol

(IV)

disubstituiertes Pyrazolin

worin

R₁ eine Gruppe der Formel

bedeutet,

für eine Gruppe der Formel

steht, und

Y, Y¹, Z und Z¹

unabhängig von einander Wasserstoff, Halogen, Methylthio, Methylsulfonyl, Cyano, Carboxyl, Carboalkoxy mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Hydroxy, Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Halogenalkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und 1 bis 4 Halogenatomen oder Alkoxy mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten.

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2-U15Q4

Unter "Halogen" werden Fluor, Chlor, Jod oder Brom verstanden, wobei Fluor, Chlor und Brom jedoch bevorzugt sind.

Die Angabe "Alkyl" oder Alkoxy" bedeutet geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy, unter Einschluß von geradkettigem oder verzweigtem Halogenalkyl und geradkettigem oder verzweigtem Carbalkoxy.

Mach dem erfindungsgemäßen Verfahren v/erden etwa äquimolare Mengen des Ketons (R₁COCH₃) und des Aldehyds (R₂CHO) zusammen mit einer bestimmten Menge eines C₁-C₄-AIkOhOIs, vorzugsweise Methanol, in ein Reaktionsgefäß gegeben. Etwa 0,5 Mol Base pro >iol Keton werden dann langsam zum Reaktionsgemisch zugesetzt, wobei man die Temperatur auf etwa 10 bis 70 ⁰C, vorzugsweise auf 20 bis 30 °C, hält.

Beispiele geeigneter Basen sind Alkali-Cj-C.-alkoxide, wie Natrium- oder Kaliummethoxid, -äthoxid, -propoxid, -butoxid, -t.-Butoxid oder deren Äquivalente, oder auch wässriges Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid. Wässriges Natriumhydroxid wird im allgemeinen jedoch bevorzugt.

Das oben erwähnte Keton-Aldehyd-Gemisch wird gerührt, normalerweise mehrere Stunden, und dann auf einen pH-Wert von 7 oder darunter angesäuert, vorzugsweise auf pH 5 bis 7, und zwar unter Verwendung einer Mineralsäure, wie Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure. Die Molmenge der zur Einstellung des pH-Wertes erforderlichen Säure entspricht in der Praxis etwa der Molmenge der bei der vorhergehenden Umsetzung verwendeten Base.

Nach erfolgter Ansäuerung wird das Reaktionsgemisch mit wenigstens einem .Moläquivalent Hydrazin behandelt, wobei man vorzugsweise einen Überschuß hiervon verwendet, nämlich bis zu 100 % Überschuß von 2 Moläquivalenten. Das verwendete Hydrazin

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15OA

kann wasserfrei sein oder in wässriger Lösung vorliegen, und es sollte so in das Reaktionsgemisch eingeführt werden, daß die Temperatur des P.eaktionsgemisches unter 70 C, und vorzugsweise zwischen 20 und 30 C bleibt. Die Umsetzung ist exotherm, so daß man zur Einhaltung der letztgenannten Temperaturen normalerweise kühlen muß. Die Umsetzung wird ferner zum Ausschluß von Luft aus dem Reaktionsgemisch in inerter Atmosphäre vorgenommen, um so irgendeine Oxydation des Pyrazolin-Zwischenprodukts zu unterbinden. Dies läßt sich erreichen, indem man die Umsetzung unter einem inerten Schutzgas durchführt, wie Stickstoff, Helium, Argon oder Kohlendioxid. Die Zugabe des Hydrazins sollte im allgemeinen verhältnismäßig rasch erfolgen, da längere Zugabezeiten niedrigere Ausbeuten ergeben. Zweckmäßigerweise erfolgt die Zugabe des Hydrazins innerhalb von etv/a 60 Minuten oder darunter, und zwar sowohl absatzweise als auch kontinuierlich.

Nach erfolgter Hydrazinzugabe wird das Reaktionsgemisch zum Rükfluß erhitzt und dann katalytisch dehydriert. Diese katalytische Dehydrierung wird vorzugsweise in inerter Atmosphäre durchgeführt, beispielsv/eise unter Schutz von Stickstoff, Argon, Helium oder Kohlendioxid. Die Einhaltung einer inerten Atmosphäre ist jedoch nicht absolut notwendig, allerdings wird hierdurch die Ausbeute verbessert. Die Dehydrierung kann in einer Reihe ausgewählter Lösungsmittel oder Lösungsmittel-gemische durchgeführt werden, indem man zuerst den Alkohol abdestilliert und dann durch das ausgewählte Lösungsmittel ersetzt. Als Lösungsmittel werden Xylol oder gemischte Xylole bevorzugt. Andere Lösungsmittel sind jedoch ebenfalls geeignet. Beispiele solcher anderer Lösungsmittel sind (a) Benzol, Toluol, schwere aromatische Lösungsmittel mit einem gemischten Anilinpunkt von über 1,11 ⁰C (30 ⁰F), jedoch nicht über 35 ⁰C (95 F), einem Aromatengehalt zwischen 60 und 100 % und einer Dichte bei 15,6/15,6 ⁰C (60 °/60 ⁰F) zwischen 0,88 und 1,5, '

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(b) cyclische Äther, wie Dioxan und Tetrahydrofuran (THF),

(c) polare aprotische Lösungsmittel, wie Acetonitril und Dimethylformamid (DHF) , oder (b) Chlorkohlenwasserstof fe, wie Chloroform, Perchloräthylen oder Äthylendichlorid. Nach Entfernung des Alkohols durch Destillation und Zugabe des ausgewählten Lösungsmittels aus der obigen Lösungsmittelgruppe, vorzugsweise eines Xylols oder gemischter Xylole, wird das Reaktionsgemisch auf 40 bis 70 ⁰C gekühlt und zur Entfernung von Alkalisalzen, Alkohol und nicht-umgesetztem Hydrazin mit Wasser gewaschen. In einem bevorzugten Verfahren versetzt man das Reaktionsgemisch mit einem Katalysator, wie Platin oder Palladium auf Kohle oder vorreduziertem Kupferchromit, während-man den Inertgasstrom weiter über das Reaktionsgemisch leitet. In der Praxis sollte der Katalysator dem Ansatz (der auf einer Temperatur von 40 bis 60 ⁰C gehalten wird) in Form eines wasserfeuchten Feststoffes oder im Gemisch mit einem Lösungsmittel als Schlamm zugegeben werden.

Das gesamte Reaktionsg-emisch wird dann zum Rückfluß erhitzt, und das restliche Wasser wird durch azeotrope Destillation entfernt. Unter weiterem Einleiten von Inertgas wird weiter zum Rückfluß erhitzt, um eine völlige Entfernung von Chlorwasserstoff gas aus dem Reaktionssystem sicherzustellen und die Umsetzung völlig ablaufen zu lassen. Verwendet man als spezifischen Dehydrierkatalysator beispielsweise vorreduziertes Kupferchromit, dann ist eine Reaktionstemperatur von etwa 200 ⁰C erforderlich, und man verwendet hier daher ein schweres aromatisches Lösungsmittel mit einem Minimalsiedepunkt von etwa 200 ⁰C. ■

Nach Beendigung der Dehydrierung kann man den Katalysator bei einer Temperatur von etwa 130 ⁰C oder bei niedrigerer Temperatur, beispielsweise bei 95 bis 110 °C, nach Zugabe eines Colösungsmittels, wie Dimethylformamid, In dem das gebildete 3,5-disubstituierte Pyrazol löslicher ist, abfiltrieren.

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Das erhaltene Filtrat wird vorzugsweise auf etwa 10 C gekühlt, und man trennt das bei obiger Umsetzung entstandene 3,5-disubstituierte Pyrazol dann vom Filtrat ab. Die Abtrennung kann in üblicher Weise erfolgen, beispielsweise durch Zentrifugieren oder Filtrieren.

Nach einer anderen Arbeitsweise kann man das das 3,5-disubstituierte Pyrazol und den Katalysator enthaltende Dehydriergemisch aus obiger Reaktion ohne Trennung direkt zur Herstellung des 1-alkyl-3,5-disubstituierten Pyrazols verwenden. Hierdurch vermeidet man das Filtrieren eines heißen Katalysators, da das 1-alkyl~3,5-disubstituierte Pyrazol im Reaktionslösungsmittel äußerst löslich ist, und der Katalysator läßt sich dann nach erfolgter Alkylierung allein durch Filtrieren bei Raumtemperatur entfernen. Der Katalysator kann dann zur Herstellung eines weiteren Ansatzes an 3,5-disubstituiertem Pyrazol rückgeführt.werden.

Wie bereits erwähnt, läßt sich die katalytische Dehydrierung ebenfalls in einem Alkohol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Methanol oder Äthanol, unter Verwendung eines Palladium-auf-Kohle oder eines Platin-auf-Kohle-Katalysators durchführen. Bei diesem Vorgehen braucht man keinen bestimmten Teil des Alkohols abdestillieren und mit einem Lösungsmittel ersetzen, wie Xylol oder gemischten Xylolen. Die Dehydrierung in Alkohol verläuft jedoch langsamer als die im bevorzugten Colösungsmittelsystem, und die Produktausbeuten sind im allgemeinen niedriger als beim letztgenannten System. Diese Ergebnisse sind vorwiegend auf den niedrigeren Siedepunkt des Alkohols und die größere Löslichkeit des 3,5-disubstituierten Pyrazols im Alkohol zurückzuführen. Nach Entfernung des Katalysators aus dem Reaktionsgemisch durch Eeißfiltration wird das erhaltene Gemisch auf etwa 10 ⁰C gekühlt.

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Das Pyrazol fällt aus und kann durch Filtrieren oder Zentrifugieren abgetrennt werden. Gewünschtenfalls kann man dem Reaktionsgemisch nach Abtrennen des Katalysators Wasser zusetzen, was die Ausfällung an Pyrazol und Abtrennung aus dem Pveaktionsgemisch verbessert.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten 3,5-disubstituierten Pyrazole lassen sich vielfältig verwenden, und zwar unter anderen als Zwischenprodukte zur Herstellung 1,2-dialkyl-3,5-disubstituierter Parazoliumsalze, wie 1 ,2-Dimethyl-3 ,5-diphenylpyrazoliuni-itiethylsulfat. Diese Pyrazoliumsalze sind äußerst wirksame Herbicide, und sie wirken insbesondere zur selektiven Steuerung von wilden Hafern in Gegenwart kleiner Saatkörner, wie Gerste, Weizen, Roggen oder Raps.

Wie bereits erwähnt, lassen sich die erhaltenen 3,5-disubstituierten Pyrazole zu einem entsprechenden 1-alkyl-3,5-disubstituierten Pyrazol umwandeln, indem man sie in Gegenwart einer festen wasserfreien anorganischen Alkalibase und eines nicht-wässrigen inerten organischen Lösungsmittels mit einer äquimolaren Menge oder einem Überschuß (nämlich 1 bis 1,5 Mol) eines Alkylierungsmittels umsetzt. Die Umsetzung wird bei Temperaturen zwischen etwa 50 und 175 °C, vorzugsweise zwischen 85 und 120 C, vorgenommen.

Geeignete Alkylierungsmittel sind beispielsweise Alkylhalogenide, Dialkylsulfate, Alkylphosphate, Alkylhydrogensulfate oder Alkyltoluolsulfonate, worin die Alky!gruppen jeweils 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweisen. Bevorzugte Alkylierungsmittel sind Alkylhalogenide, wie Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl- und Isobutylchloride oder -bromide, Dialkylsulf ate, v/ie Dimethylsulfat, oder Alkyltoluolsulfonate, wie Methyl-p-toluolsulfonat.

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Geeignete nichtwässrige inerte organische Lösungsmittel sind vorzugsweise aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol oder Xylol/ aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan oder Heptan, Ketone mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen, wie Methylisobutylketon, Cyclohexanon oder dergleichen. Alkohole mit 2. bis 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 3 bis 4 Kohlenstoffatomen, dipolare aprotische Lösungsmittel, wie Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Acetonitril, Nitrobenzol, Ν,Ν-Diraethylacetamid, Tetrahydrosulfolan, Äthylendichlorid, oder Alkoxyalkyläther, wie Dioxan oder Tetrahydrofuran.

Als Basen eignen sich feste wasserfreie anorganische Alkalibasen. Sie stellen starke Basen dar und sind vorzugsweise Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat, Calciumoxid oder Calciumhydroxid.

Die Umwandlung der 3,5-disubstituierten Pyrazole in die 1-alkyl-3,5-disubstituierten Pyrazole läßt sich formelmäßig wie folgt darstellen:

R- + (R.) Q + Base *> R /

^ 3 m 7 -j Γ ι

(VI)

(VII)

(VIII) ,

worin R^ und R_ die oben bei der Definition der Formel (I) angegebene Bedeutung haben, R₃ für Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht, Q ein Halogenid, Sulfat, Phosphat, Toluol oder Hydrogensulfat bedeutet und m für eine ganze Zahl von 1 bis 3 steht. Das Symbol *—ν—' steht für mögliche Stellungen, an denen die Gruppe R^ angeordnet sein kann.

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Die erhaltenen 1-alkyl-3,5-disubstituierten Pyrazole lassen sich dann durch Quaternisierung ohne weiteres in die herbicid wirkenden 1,2-dialkyl-3,5-disubstituierten Pyrazoliumsalze überführen.

Die Umwandlung des 1-alkyl-3,5-disubstituierten Pyrazols in das 1,2-dialkyl-3,5-disubstituierte Pyrazoliumsalz erfolgt durch Umsetzen des Pyrazols mit einer äquimolaren Menge oder einem leichten Überschuß an einem Alkylierungsmittel der Formel (R₄) Q, worin R₄ für Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und m sowie Q obige Bedeutung haben. Als Alkylierungsmittel lassen sich Alkylhalogenide, Dialkylsulfate sowie Alkyltolüo!sulfonate verwenden- Sie werden in äquimolaren Mengen mit dem Pyrazol oder in leichtem Überschuß, beispielsweise etwa 1 bis 1,5 Hol pro Mol Pyrazol, eingesetzt. Im allgemeinen wird die zuletzt genannte Umsetzung in Gegenwart eines nicht-wässrigen organischen Lösungsmittels durchgeführt, wie Xylol oder einem Gemisch inerter organischer Lösungsmittel aus (a) einem Chlorkohlenwasserstoff und (b) einem organischen Lösungsmittel aus der Gruppe aromatischer Kohlenwasserstoffe, aliphatischer Kohlenwasserstoffe, Ketone, Alkohole, Alkoxyalkyläther, dipolarer aprotischer Lösungsmittel oder cyclischer Äther der oben angegebenen Art. Bevorzugte Gemische bestehen im allgemeinen aus etwa 10 bis 90 Volumenprozent, vorzugsweise 25 bis 75 Volumenprozent, eines Lösungsmittels, in dem das quaternisierte 3,5-disubstituierte Pyrazoliumsalz verhältnismäßig unlöslich ist, und aus etwa 90 bis 10 Volumenprozent, vorzugsweise 75 bis 25 Volumenprozent , eines Lösungsmittels, in welchem das quaternisierte 3,5-disubstituierte Pyrazoliumsalz verhältnismäßig löslich ist. Die bevorzugten Colösungsmittelsysteme erfüllen die obigen Bedingungen bezüglich ihrer prozentualen Zusammensetzung und stellen aromatische Kohlenwasserstoffe im Gemisch mit Chlorkohlenwasserstoffen oder aliphatische Kohlenwasserstoffe im Gemisch mit Chlorkohlenwasserstoffen dar.

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äthyTend:

Besonders geeignet sind Gemische aus Xylol und ÄthyTendichlorid. Die letztgenannten Mischungen sind insbesondere vorteilhaft, da sie zu einem ohne weiteres filtrierbaren fließenden Schlamm führen, aus dem sich das guaternisierte 3,5-disubstituierte Pyrazoliumsalz mühelos gewinnen läßt. Die Verwendung des Colösungsmittelsystems sorgt für ausgezeichnete Ausbeuten an äußerst reinem Produkt und vermeidet die Bildung von Gemischen quaternisierter 3,5-disubstiuierter Pyrazoliumsalze. Die Alkylierung wird so durchgeführt, daß die Temperatur des Reaktionsgemisches im allgemeinen zwischen etwa 50 und 175 °C, vorzugsweise zwischen 90 und 110 ⁰C, bleibt.

Das das Pyrazoliumsalz enthaltene Reaktionsgemisch wird gekühlt, worauf man das Pyrazoliumsalz aus dem Reaktionsgemisch abtrennt. Wahlweise läßt sich das Reaktionsgemisch auch zur Zerstörung von restlichem Alkylierungsmittel mit einem tertiären Amin erhitzen, abkühlen und dann zur Gewinnung des Pyrazoliumsalzes zentrifugieren oder filtrieren. Eine v/eitere Verfahrensvariante besteht darin, daß man das Pyrazoliumsalz aus oben erwähntem Reaktionsgemisch mit Wasser extrahiert. Die hierbei erhaltene wässrige Lösung kann dann direkt zur Steuerung unerwünschter Pflanzenarten verwendet werden.

Die obige Umsetzung und die herbicid wirksamen 1,2-dialkyl-3,5-disubstituierten Pyrazoliumsalze, die sich nach dieser Reaktion herstellen lassen, lassen sich in folgender Weise darstellen:

(IX)

+ (RJ X 4 m

(X)

"7

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(XI)

worin R₁, R₃, R₃ und R₄ obige Bedeutung haben, X für ein Anion mit einer Ladung von 1 bis 3 steht und m eine ganze Zahl von 1 , 2 oder 3 bedeutet. ' .- -

Beispiele erfindungsgemäß geeigneter Anionen sind Halogenide, wie Chlorid, Bromid oder Jodid, Sulfat, Hydrogensulfat, Methyl sulfat, Benzolsulfonat, C₁ -C₄-Alkoxybenzolsulfonat, C₁-C₄-AUCy benzolsulfonat, vorzugsweise ein Toluolsulfonat, wie p-Toluolsulfonat, Phosphat oder Methylphosphat sowie C..-C₄-Älkansulfonate. ' .

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert . Sofern nichts anderes gesagt ist, sind alle darin enthaltenen Teil- und Prozentangaben als Gewicht ausgedrückt, und die Analysenwerte beziehen sich auf Prozentangaben.

Beispiel 1 3 , 5-Diphenylpyrazol

Acetophenon (31,85 Teile), Benzaldehyd (28,13 Teile) und Methanol (157,58 Teile) werden in ein "geeignetes Reaktionsgefäß gegeben und dann bei 20 bis 30 ⁰C mit 50-prozentigem wässrigem Natriumhydroxid (10,61 Teile) versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 4 Stunden bei 20 bis 30 ⁰C gerührt. Am Ende dieser Zeitspanne stellt man den erhaltenen Chalconschlamm durch Zugabe von 36-prozentiger Salzsäure leicht sauer (pK 5 bis 6). Das Reaktionsgemisch wird auf -5 bis 0 °C gekühlt. Sodann leitet man Stickstoff über das Reaktionsgemisch und setzt bei einer Maximaltemperatur von 35 ⁰C 20,86 Teile 70-prozentiges Hydrazinhydrat zu. Nach beendeter Hydrazinhydratzugabe rührt man das Reaktionsgemisch eine Stunde bei 20 bis 30 ⁰C. Hierauf werden etwa 75 bis 80 % des Methanols

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abdestilliert und durch gemischte Xylole ersetzt. Die Xylollösung wird auf 50 bis 60 °C gekühlt und zur Entfernung von Natriumchlorid, Methanol und nicht ungesetztem Hydrazinhydrat zweimal mit Wasser gewaschen. Nach dem letzten Waschen mit Wasser gibt man unter Stickstoff 2,20 Teile 5-prozentigen Palladium-auf-Kohle-Katalysator zu, und das Reaktionsgemisch wird zum Rückfluß (140 bis 144 °C) erhitzt und 2 Stunden unter Rückfluß gehalten. Während des Erhitzens wird azeotrop eine kleine Menge Wasser entfernt, und das Xylol wird in das Reaktionsgefäß rückgeleitet. Während des Aufheizens und des zweistündigen Erhitzens· zum Rückfluß entwickelt sich Wasserstoff. Nach erfolgter Rückflußerhitzung werden 15,0 Teile Dimethylformamid zugegeben, und man entfernt den Katalysator durch Heißfiltration (120°C). Der Katalysator wird mit Xylol gewaschen und dann zur Entfernung von Spurenverunreinigung mit Wasserdampf behandelt und für eine weitere Verwendung rückgeleitet. Das katalysatorfreie Filtrat versetzt man mit Wasser (53,1 Teile), und das Gemisch wird auf 10 ⁰C gekühlt. Hierauf filtriert man 3,5-Diphenylpyrazol ab. Man erhält etwa 43,2 Teile 3,5-Diphenylpyrazol (auf Trockenbasis). Diese Menge entspricht einer Ausbeute von 74 %, bezogen auf das eingesetzte Acetophenon.

Beispiel2

Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird im einzelnen wiederholt, wobei man anstelle des Palladium-auf-Kohle-Katalysators jedoch einen Platin-auf-Kohle-Katalysator verwendet. Man gelangt praktisch zu den gleichen Ergebnissen. Bei einem anderen Versuch arbeitet man genauso wie bei Beispiel 1, wobei man anstelle des Palladium-auf-Kohle-Katalysators als Katalysator jedoch vorreduziertes Kupferchromit verwendet. Es werden jedoch etwa 0,5 Teile vorreduziertes Kupferchromit pro Gramm Acetophenon verwendet, und die Dehydrierung

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wird in Gegenwart eines hochsiedenden aromatischen Lösungsmittels bei einer Tempratur von etwa 200 °C vorgenommen.

Nach obiger Arbeitsweise und unter Verwendung entsprechender Ketone sowie Aldehyde anstelle von Acetophenon und Benzaldehyd erhält man die. in der folgenden Tabelle I zusammengefaßten Pyrazole.

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Tabelle I

(XII)

1.

R,

2-Chlorphenyl 3-Chlorphenyl 4-Fluorphenyl 2-Methylphenyl 4-t-Butylpheny.l 2-Hydroxyphenyl 3-Methoxypheny1 4-Methy1thiopheny1 3-Methylsulfonylphenyl 2-Chlorphenyl 2-Chlorphenyl 3-Chlorphenyl 2-Methylpheny1 4-Methoxypheny1 2-Chlorphenyl 3-Fluorphenyl 2,4-Dichlorphenyl 4-Cyanophenyl 3-Carboxypheny1 4-Chlormethylphenyl 3-Carbomethoxyphenyl 3,4-Dimethylphenyl 2,4-Dimethoxyphenyl 4-Chlor-3-methylphenyl 3,5-Dibromphenyl Phenyl Phenyl Phenyl Phenyl Phenyl Phenyl Phenyl Phenyl Phenyl 3-Methylphenyl 2-Chlorphenyl 5-Chlorphenyl 2-Methylphenyl 4-Methoxypheny1 2-Methoxypheny1 3-Fluorpheny1 2,4-Dichlorphenyl 4-Cyanophenyl Phenyl 4-Chlorraethylphenyl Phenyl 3,4-Dimethylphenyl 2,4-Diir>ethoxyphenyl 4-Chlor-3-methylphenyl 3,5-Dibromphenyl

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Beispiel 3 ο-(1-Methyl-5-phenyl-3-pyrazolyl)phenol

Ein Schlamm aus 5 % Palladium-auf-Kohle (O,6 Teile in 20 Volumenteilen Xylol) wird langsam zu einer gekühlten (5 C) Lösung von o- (i-Methyl-S-phenyl^-pyrazolin-S-yl)phenol (10,5 Teile) in 50 Volumenteilen Xylol gegeben, und die erhaltene Suspension erhitzt man zum Rückfluß. Zur Analyse durch Gasflüssigchromatographie (GLC) werden periodisch Proben entnommen.

Ergibt die Gasflüssigchromatographie den Verbrauch des gesamten Ausgangsmaterials, dann wird das Reaktionsgeiaisch gekühlt und filtriert und schließlich im Vakuum zu einem orangebraunen öl eingedampft, das langsam kristallisiert. Nach gründlichem Trocknen erhält man 18,1 Teile eines Produkts, das bei 90,5 bis 93 ⁰C schmilzt. Dies entspricht einer Ausbeute von 78,2 %, bezogen auf das Gewicht an o-(1-Methyl-5-phenyl-2-pyrazolium-3-yl)phenol.

Analyse für C-gH^N-O: ' .

berechnet! C 76,78; H 5,64; N 11,19; gefunden: C 76,60; H 5,72; N 10,63.

Beispiel 4 1-Methyl-3,5-diphenylpyrazol

Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird im einzelnen wiederholt, wobei man während der Dehydrierung jedoch kein Dimethylformamid zugibt und den Katalysator nicht entfernt. Das Reaktionsgemisch wird auf etwa 50 ⁰C gekühlt, und es

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Id ·"

2U1504

werden 2,42 Teile Methylalkohol und 11,3 Teile festes wasserfreies Natriumhydroxid zugesetzt. Das Reaktionsgenisch erhitzt man auf 95 bis 100 ⁰C und gibt dann 29,8 Teile Dimethylsulfat zu. Das Reaktionsgemisch wird etwa 60 Minuten zum Rückfluß erhitzt, dann auf 80 ⁰C gekühlt und mit 82 Teilen Wasser versetzt. Zur Einstellung des pH-Wertes der wässrigen Phase auf 10 bis 11 wird 50-prozentiges wässriges Natriumhydroxid zugegeben. Der verbrauchte Katalysator wird vom Reaktionsgemisch abfiltriert. Eine Heißfiltration ist nicht erforderlich, da das 1-Methyl-3,5-diphenylpyrazol in Xylol äußerst löslich ist. Der Katalysator wird mit Xylol sowie Wasser gewaschen und dann in einen nachfolgenden Dehydrieransatz rückgeleitet. Die wässrige Schicht wird entfernt, die organische Schicht wäscht man mit 82 Teilen Wasser, und entfernt dann die wässrige Schicht. Die organische Schicht enthält etwa 41 Teile 1-Methyl-3,5-diphenylpyrazol, was einer Ausbeute von 89,5 % entspricht, bezogen auf 3,5-Diphenylpyrazol.

Beispiel 5 1-Methyl-3,5-diphenylpyrazol

5 Teile 3,5-Diphenylpyrazol werden in 25 Volumteilen Methylisobutylketon gelöst. Sodann wird festes wasserfreies Natriumhydroxid (1,1 Teile) zugesetzt, und man erhitzt das Reaktionsgemisch auf 90 ⁰C. Hierauf gibt man Dimethylsulfat (3,43 Teile) zu, und erhitzt das Gemisch dann auf 112 bis 115 C. Nach 1,5 Stunden langer Reaktion entnimmt man aus dem Reaktionsgemisch eine Probe, bei deren Untersuchung sich kein nicht-umgesetztes 3,5-Diphenylpyrazol mehr feststellen läßt. Das Reaktionsgenisch wird auf 50 ⁰C gekühlt und mit 30 Teilen Wasser versetzt. Hierauf wird der pH-Wert des Reaktionsgemisches durch Zugabe von wässrigem Natriumhydroxid auf 11 bis 12 eingestellt. Die organische

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Schicht wäscht man zweimal mit 30 Teilen Wasser. Zur Ausbeutebestimmung entfernt man das Methylisobutylketon im Vakuum, wodurch 4,95 Teile (93 % Rohausbeute) eines Öls entstehen, das beim Kühlen kristallisiert (Schmelzpunkt 52 bis 53 °G). Die Analyse des Produktes zeigt, daß das erhaltene Produkt zu 85,5 % reines 1-Methy1-3,5-diphenylpyrazol ist.

Beispiel 6 1-Hethyl-3,5-diphenylpyrazol

20 Teile 3,5-Diphenylpyrazol werden in 100 Teilen Xylol gelöst, das 7,26 Teile festes Natriumhydroxid -enthält. Das Reaktionsgemisch wird auf 120 °C erhitzt und mit 13,8 Teilen Dimethylsulfat versetzt. Die Rückflußtemperatur fällt auf 95 ⁰C, und nach 15 Minuten langem Stehen bei 95 C läßt sich im Reaktionsgemisch dünnschichtchromatographisch kein nicht-umgesetztes 3,5-Diphenylpyrazol mehr feststellen. Nach 30 Minuten wird das Reaktionsgemisch auf 80 C gekühlt und mit 50 Teilen Wasser versetzt. Zur Einstellung des pH-Werts der wässrigen Phase auf 10 bis 11 gibt man 50-prozentiges wässriges Natriumhydroxid zu. Die organische Phase wird zweimal mit 50 Teilen Wasser gewaschen. Zur AusbeutebeStimmung entfernt man das Xylol im Vakuum, wodurch 19,7 Teile eines Öls entstehen, das beim Animpfen kristallisiert, Die Analyse des Produktes ergibt eine 98,5-prozentige Reinheit.

Beispiel 7 1,2-Dimethyl-3,5-diphenylpyrazoliummethylsulfat

Eine Lösung von 1 Mol 1-Methy1-3,5-diphenylpyrazol in Xylol wird nach dem in Beispiel 4 beschriebenen Verfahren hergestellt,

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— 1 β

I O ·~

Es werden etwa 75 % des Xylols abdestilliert, und das erhaltene Reaktionsgemisch zersetzt man mit einer dem verbleibenden Xylol entsprechenden Menge an Äthylendichlorid. Das Reaktionsgemische wird auf 60 ⁰C gekühlt, mit 1,05 Mol Dimethylsulfat versetzt, auf 105 bis 110 ⁰C erhitzt und etwa 4 Stunden auf 105 bis 11Ο ⁰C gehalten. Sodann kühlt man das Reaktionsgemisch auf 50 ⁰C und versetzt es mit Triäthylamin (8 Molprozent, bezogen auf Dimethylsulfat). Das Reaktionsgemisch wird 30 Minuten bei 50 ⁰C gerührt. Das Reaktionsgemisch wird auf Raumtemperatur gekühlt, worauf man filtriert und mit Xylol sowie dann mit Aceton wäscht und das erhaltene Produkt trocknet. Die Ausbeute an Produkt beträgt 90 %.

Beispiel 8

Die in Beispiel 7 beschriebene Arbeitsweise wird im einzelnen wiederholt, wobei man anstelle von 8 Molprozent Triäthylamin, bezogen auf Dimethylsulfat, jedoch 16 Molprozent hiervon verwendet. Man erhält eine ähnliche Produktausbeute.

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Claims

Pate η t a η s ρ r Ü c h e

1. Verfahren zur Herstellung von 3,5-disubstituiertem Pyrazol der Formel

steht, und

bedeutet,

Y, Y¹, Z und Z' jeweils für Wasserstoff, Halogen, Methyl-

thio, Methylsulfonyl, Cyano, Carboxyl, Carb- _t alkoxy mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Hydroxy, Alkyl rait 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Halogenalkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und 1 bis 4 Halogenatomen oder Alkoxy mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen stehen, " /

dadurch gekennzeichnet, daß man etwa äquimolare Mengen einer Verbindung der Formel R-COCH₃ mit einer Verbindung der Formel R₃CHO, worin R- und R₂ obige Bedeutung haben, in Gegenwart eines C₁-C₄-AIkOhOIs als Lösungsmittel bei Temperaturen zwischen etwa 10 und 70 C umsetzt, das erhaltene Reaktionsgemisch auf einen pH-Wert von zumindest 7 ansäuert, das angesäuerte Reaktionsgemisch mit etwa 1,0 bis 2,0 Mol-Äquivalent Hydrazin

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behandelt, das erhaltene Reaktionsgeraisch mit einem Katalysator aus der Gruppe Palladium-auf-Kohle, Platin-auf-Kohle oder vorreduziertes Chromit versetzt, dieses Reaktionsgemisch dann auf Rückflußtemperatur erhitzt und schließlich das gewünschte 3,5-disubstituierte Pyrazol in guter Ausbeute und Reinheit gewinnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die katalytisch Dehydrierung in Gegenwart eines Inertgases vornimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man äguimolare Mengen des genannten Ketons und Aldehyds in Gegenwart eines Alkohols mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen sowie von wässrigem Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid bei einer Temperatur von 20 bis 30 C umsetzt, dieses Reaktionsgemisch mit einer Mineralsäure aus der Gruppe Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure auf pH 5-bis 6 ansäuert, das erhaltene Reaktionsgemisch kühlt und das gekühlte Reaktionsgemisch mit 1,0 bis 2,0 Mol-Äquivalent Hydrazin behandelt, wobei man die Temperatur des Reaktionsgemisches auf 20 bis 30 ⁰C hält, dann einen Teil des Alkohols abdestilliert und das verbleibende Reaktionsgemisch mit einer etwa der Menge des entfernten Alkohols entsprechenden Menge eines aromatischen Lösungsmittels, eines cyclischen Äthers, eines polaren aprotischen Lösungsmittels, eines Chlorkohlenwasserstoffes oder eines gemischten Xylols versetzt, das hierbei erhaltene Reaktionsgemisch mit Wasser wäscht, das gewaschene Geraisch mit einem Palladium-auf-Kohle-Katalysator versetzt, aus dem Reaktionsgemisch azeotrop Wasser abdestilliert, das erhaltene Reaktionsgemisch heiß filtriert, das so gewonnene Filtrat abkühlt und schließlich aus dem Filtrat das 3,5-disubstituierte Pyrazol gewinnt.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator Platin-auf-Kohle verwendet und die Umsetzung mit Hydrazin sowie die katalytische Dehydrierung unter einem inerten Schutzgas durchführt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator vorreduziertes Kupferchromit verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mineralsäure Chlorwasserstoffsäure verwendet.

7. Verfahren zur Herstellung von 3,5-Diphenylpyrazol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man äquimolare Mengen von Acetophenon und Benzaldehyd in Gegenwart einer Base sowie eines Alkohols mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen als Lösungsmittel bei Temperaturen zwischen etwa 10 und 70 C umsetzt, das erhaltene Reaktionsgemisch mit einer Mineralsäure auf pH 7 oder darunter ansäuert, das angesäuerte Reaktionsgemisch unter einem inerten Schutzgas aus der Gruppe Stickstoff, Argon, Helium oder Kohlendioxid mit etwa 1,0 bis 1,5 Mol-Äquivalent Hydrazin behandelt, wobei man die Temperatur des Reaktionsgemisches auf etwa 10 bis 70 ⁰C hält, aus dem so erhaltenen Reaktionsgemisch etwa 65 bis 90 % des als Lösungsmittel verwendeten Alkohols mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen abtrennt und den Rest des Reaktionsgemisches mit einer dem abgetrennten Alkohol etwa entsprechenden Menge eines Lösungsmittels aus der Gruppe aromatischer Lösungsmittel, Chlorkohlenwasserstoffe oder Äther versetzt, das erhaltene Reaktionsgemisch weiter unter einem inerten Schutzgas aus der Gruppe Stickstoff, Argon, Helium oder Kohlendioxid hält und mit einem Palladium-auf-Kohle- oder Platin-auf-Kohle-Katalysator versetzt, das so erhaltene Reaktionsgemisch zum Rückfluß erhitzt.

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aus dem Reaktionsgemisch azeotrop Wasser entfernt, das erhaltene Reaktonsgemisch auf 100 bis 130 ⁰C kühlt, aus dem gekühlten Reaktionsgemisch den Katalysator abfiltriert, das so erhaltene Filtrat dann weiter auf etwa 10 ⁰C kühlt, wodurch 3,5-Diphenylpyrazol ausfällt, und dieses Pyrazol aus dem Reaktionsgemisch abtrennt.

8. Verfahren zur Herstellung von 3,5-Diphenylpyrazol nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man äquimolare Mengen von Acetophenon und Benzaldehyd in Gegem/art von Methanol sowie einer wässrigen Base aus der Gruppe Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid bei Temperaturen zwischen 20 und 30 C umsetzt, das erhaltene Reaktionsgeraisch mit einer Mineralsäure aus der Gruppe Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure auf pH 5 bis 7 ansäuert, das Reaktionsgemisch kühlt, das gekühlte Gemisch unter einem inerten Schutzgas aus der Gruppe Stickstoff, Argon, Helium oder Kohlendioxid mit 1 bis 1,5 Mol-Äquivalent Hydrazinhydrat versetzt, die Temperatur des Reaktionsgemisches auf 20 bis 30 C hält, aus dem Reaktionsgemisch dann 75 bis 80 % des Methanols abdestilliert und das verbleibende Reaktionsgemisch mit einer etwa dem entfernten Methanol entsprechenden Menge gemischter Xylole versetzt, das dabei erhaltene'Reaktionsgemisch mit Wasser wäscht und dann weiter unter inertem Schutzgas mit einem Palladium-auf-Kohle-Katalysator versetzt, das erhaltene Reaktionsgemisch bei Temperaturen zwischen 130 und 150 ⁰C zum Rückfluß erhitzt, aus dem Reaktionsgemisch azeotrop Wasser abdestilliert, das erhaltene Gemisch mit Dimethylformamid versetzt, aus dem Reaktionsgemisch den Katalysator abfiltriert und so zu einem 3,5-Diphenylpyrazol enthaltenden Filtrat gelangt.

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9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator Pailadium-auf-Kohle verwendet.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Katalysator Platin auf Kohle verwendet.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Umsetzung von Acetophenon mit Benzaldehyd als Lösungsmittel Methanol verwendet und die katalytische Reduktion in Gegenwart gemischter Xylole durchführt.

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