DE2525851C2

DE2525851C2 -

Info

Publication number: DE2525851C2
Application number: DE2525851A
Authority: DE
Inventors: Beat Dr. Binningen Ch Boehner; Dag Muttenz Ch Dawes; Willy Riehen Ch Meyer; Jean Dr. Rixheim Fr Perchais; Hanspeter Dr. Bottmingen Ch Fischer
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1974-06-13
Filing date: 1975-06-10
Publication date: 1987-06-11
Also published as: BE830166A; DE2525851A1; CH593950A5; ZA753777B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 1-Alkyl-3-hydroxy-5-chlor-1,2,4-triazolen der Formel in welcher R eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet.

Die 1-Alkyl-3-hydroxy-5-chlor-1,2,4-triazole der allgemeinen Formel I sind wertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung von Pestiziden. Sie lassen sich insbesondere durch Umsetzung mit Phosphorsäureesterhalogeniden bzw. Thiophosphorsäureesterhalogeniden in Phosphorsäure- bzw. Thiophosphorsäureester überführen, die eine ausgezeichnete insektizide Wirkung besitzen. Solche Verbindungen sind im belgischen Patent Nr. 7 92 452 beschrieben.

Es ist bekannt, 1-substituierte 3-Hydroxy-5-chlor-1,2,4-triazole der allgemeinen Formel I durch Umsetzung eines durch den Rest R gemäß obiger Definition substituierten Semicarbazids mit o-Ameisensäureester und nachfolgende Chlorierung des zunächst erhaltenen, in 1-Stellung substituierten 3-Hydroxy-1,2,4-triazols herzustellen. Dieses Verfahren vermag vor allem im Hinblick auf die bei der nachfolgenden Chlorierung erzielbaren Ausbeuten nicht zu befriedigen.

Es wurde nun gefunden, daß man die 1-Alkyl-3-hydroxy-5-chlor-1,2,4-triazol der allgemeinen Formel I auf einfache Weise erhält, wenn man eine Verbindung der allgemeinen Formel II in welcher R die im Patentanspruch angegebene Bedeutung hat und von den Resten R₁ und R₂ entweder einer Wasserstoff und der andere eine Niederalkoxycarbonylgruppe die Reste R₁ und R₂ zusammen einen niederen Alkylidenrest bedeuten, zuerst in an sich bekannter Weise in Gegenwart eines säurebindenden Mittels bei -20 bis 80°C mit Chlorcyan umsetzt und das erhaltene Produkt anschließend in Gegenwart von Chlorwasserstoff mit Phosgen bei 20-130°C zum 1-Alkyl-3-hydroxy-5-chlor-1,2,4-triazol -der allgemeinen Formel I ringschließt.

Als Ausgangsmaterialien der allgemeinen Formel II, in welchen die Reste R₁ und R₂ zusammen eine Alkylidengruppe bedeuten, kommen in erster Linie die durch Umsetzung eines entsprechenden Alkylhydrazins mit Acetaldehyd, Aceton oder Methyläthylketon erhältlichen Hydrazone in Betracht. Als ebenfalls unter die allgemeine Formel II fallende 2-Alkylhydrazincarbonsäureester sind in erster Linie die niederen Alkylester, wie der Methylester und der Äthylester, geeignet.

Als säurebindende Mittel sind anorganische und organische Basen geeignet, wie z. B. Alkali- und Erdalkalimetallhydroxide, -bicarbonate und -carbonate, sowie tertiäre Amine, wie Trialkylamine, Dialkylaniline, Pyridine und Picoline.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels durchgeführt. Als Lösungsmittel sind z. B. aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe oder Halogenkohlenwasserstoffe, wie Hexan, Petroläther, Chloroform, Methylenchlorid, halogenierte Äthane, Benzol, Toluol, Xylol, Äther und ätherartige Verbindungen, wie Dialkyläther, 1,2-Dimethoxyäthan, Dioxan, Tetrahydrofuran, N,N-dialkylierte Amide, wie Dimethylformamid, Sulfoxide, wie Dimethylsulfoxid, Nitrile, wie Acetonitril, Ketone, wie Aceton und Methyläthylketon geeignet. Die Umsetzung kann auch in Gegenwart von Wasser durchgeführt werden.

Die Umsetzung mit Chlorcyan wird bei Temperaturen zwischen -20°C und 80°C, vorzugsweise zwischen -5°C und 30°C durchgeführt. Der nachfolgende Ringschluß mit Phosgen wird bei Temperaturen zwischen 20 und 130°C durchgeführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise bei Normaldruck durchgeführt. Es können jedoch auch Überdrucke bis zu 10 atü angewendet werden.

Die Reaktionspartner werden in äquimolaren Mengen in das Verfahren eingesetzt. Ein Überschuß des einen oder anderen Reaktionspartners zur Vervollständigung der Reaktion kann jedoch ebenfalls angewendet werden.

Im folgenden werden die einzelnen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens kurz beschrieben:

Gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens geht man von einem 2-Alkylhydrzaincarbonsäureester aus und setzt diesen in Gegenwart von Natriumbicarbonat in einem inerten Lösungsmittel mit Chlorcyan zum entsprechenden 2-Alkyl-2-cyano-hydrazincarbonsäureester um und gibt anschließend zunächst die äquimolare Menge Chlorwasserstoff und dann Phosgen im Überschuß zu. Durch nachfolgendes Erhitzen des Reaktionsgemisches auf 80°C wird dann das entsprechende 1-Alkyl-3-hydroxy-5-chlor-1,2,4-triazol der allgemeinen Formel I erhalten.

Gemäß einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man zunächst das durch Umsetzung eines Alkylhydrazins mit Aceton erhaltene Hydrazon mit Chlorcyan zum entsprechenden 2-Alkyl-2-cyanohydrazon um. Dieses geht dann nach Zugabe von Salzsäure und überschüssigem Phosgen beim nachfolgenden Erhitzen gemäß Variante 1 in das entsprechende 1-Alkyl-3-hydroxy-5-chlor-1,2,4-triazol der allgemeinen Formel I über.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

73 g 2-Isopropylhydrazincarbonsäureäthylester und 42 g Natriumbicarbonat werden in 200 ml Methylenchlorid und 400 ml Wasser eingerührt. Danach werden unter ständigem Rühren bei Raumtemperatur während 20 Minuten 30,8 g gasförmiges Chlorcyan eingeleitet. Nach einstündigem Nachrühren wird die Methylenchloridphase abgetrennt, über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert. Als Rückstand werden 75 (87,5% der Theorie) 2-Isopropyl-2-cyanohydrazincarbonsäureäthylester als farbloses Öl erhalten.

Zu einer Lösung von 34,1 g 2-Isopropyl-2-cyanhydrazincarbonsäureäthylester in 350 ml Dioxan werden bei 5 bis 10°C 7,3 g Chlorwasserstoff eingeleitet. Anschließend werden innerhalb von 20 Minuten 21 g Phosgen eingeleitet, wobei die Temperatur auf 35°C steigt. Dann weden während 30 Minuten nochmals 20 g Phosgen bei 32 bis 35°C eingeleitet. Danach wird 2 Stunden bei 80°C nachgerührt. Das Auf Raumtemperatur abgekühlte Reaktionsgemisch wird anschließend durch Zugabe von 30%iger wäßriger Natronlauge neutralisiert, wobei sich 2-Phasen ausbilden. Die wäßrige Phase wird abgetrennt und zweimal mit 50 ml Toluol extrahiert. Die organischen Phasen werden vereinigt und durch Eindampfen vom Lösungsmittel befreit. Der Rückstand wird in 100 ml Toluol aufgenommen und die Lösung mit 20 ml Wasser gewaschen. Nach dem abdestillieren des Lösungsmittels erhält man das rohe 1-Isopropyl-3-hydroxy-5-chlor-1,2,4-triazol, das nach Umkristallisieren aus Wasser bei 103 bis 105°C schmilzt.

Beispiel 2

208 g Acetonisopropylhydrazon werden bei 5°C zu einer Suspension von 202 g Natriumbicarbonat in 1500 ml Toluol gegeben. Dann werden während 2½ Stunden bei 5 bis 8°C 112 g Chlorcyan eingeleitet und anschließend 15 Stunden nachgerührt. Nach Abtrennung der Salze durch Filtration und Abdampfen des Toluols aus dem Filtrat im Vakuum werden 201 g 2-Isopropyl-2-cyano-1-acetonhydrazon als farbloses Öl erhalten.

In eine auf 10°C gekühlte Lösung von 13,9 g 2-Isopropyl-2-cyanoacetonhydrazon in 130 ml Toluol werden 6 g Chlorwasserstoff eingeleitet, wobei die Temperatur auf 25°C steigt. Anschließend werden innerhalb von 1½ Stunden 27 g Phosgen eingeleitet, wobei die Lösung gleichzeitig auf 60°C erwärmt wird. Nach dem Abkühlen des Reaktionsgemisches auf 0°C scheidet sich das rohe 1-Isopropyl-3-hydroxy-5-chlor-1,2,4-triazol kristallin ab. Es schmilzt nach Umkristallisation aus Wasser bei 104-105°C.

Die Umsetzung von 2-Isopropyl-2-cyanoacetonhydrazon mit Phosgen kann auch auf folgende Weise durchgeführt werden:

Einer auf 50°C erwärmten Lösung von 13,9 g 2-Isopropyl-2-cyanoacetonhydrazon in 100 ml Toluol werden zunächst 2 g Wasser zugefügt und dann 13 g Phosgen innerhalb von 6 Minuten eingeleitet, wobei die Temperatur auf 80°C steigt. Nach Zugabe des Phosgens werden weitere 2 g Wasser zugegeben und nochmals 15 g Phosgen innerhalb von 35 Minuten bei 70°C eingeleitet, wobei sich eine harzige Abscheidung bildet. Nach 2stündigem Nachrühren bei 80°C wird das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und die organische Phase abgetrennt. Die während der Reaktion gebildete harzige Abscheidung wurde dann nochmals mit 100 ml Toluol unter Rückfluß extrahiert. Aus den vereinigten Toluollösungen werden nach abdestillieren des Lösungsmittels 8 g 1-Isopropyl-3-hydroxy-5-chlor-1,2,4-triazol vom Schmelzpunkt 103-105°C erhalten.

Claims

Verfahren zur Herstellung von 1-Alkyl-3-hydroxy-5-chlor-1,2,4-triazolen der allgemeinen Formel I in welcher R eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel in welcher R die für die allgemeinen Formel I angegebene Bedeutung hat und von den Resten R₁ und R₂ entweder einer Wasserstoff und der andere eine Niederalkoxycarbonylgruppe oder beide Reste R₁ und R₂ zusammen eine Niederalkylidengruppe bedeuten, zunächst in an sich bekannter Weise in Gegenwart eines säurebindenden Mittels mit Chlorcyan bei -20 bis 80°C umsetzt und das erhaltene Reaktionsprodukt anschließend in Gegenwart von Chlorwasserstoff bei 20 bis 130°C mit Phosgen ringschließt.