DE2634854C2 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
von 3-Hydroxy-1,2,4-triazolderivaten der allgemeinen Formel I
in welcher
R₁ und R₂je eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten und Xfür Sauerstoff oder Schwefel steht.
R₁ und R₂je eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten und Xfür Sauerstoff oder Schwefel steht.
Die 3-Hydroxy-1,2,4-triazolderivate der allgemeinen Formel I sind
wertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung von Phosphorsäureestern,
die als Schädlingsbekämpfungsmittel, insbesondere
als Insektizide und Nematizide, verwendet werden
können. Derartige Phosphorsäureester und ihre Verwendung
sind in der US-PS 38 67 398 beschrieben.
Es ist bekannt, 3-Hydroxy-1,2,4-triazolderivate der Formel
I durch Umsetzung von entsprechenden 1-Alkyl-3-hydroxy-5-chlor-
1,2,4-triazolen mit Alkylmercaptiden bzw. Alkoholaten herzustellen
(vgl. US-PS 38 67 398). Die 1-Alkyl-3-hydroxy-5-
chlor-1,2,4-triazole werden ihrerseits erhalten, indem man
ein 1-Alkylsemicarbazid mit Ameisensäure zum entsprechenden
1-Alkyl-3-hydroxy-1,2,4-triazol umsetzt (Ber. dtsch. Chem.
Ges. 26, 2613, (1893)) und dieses anschließend in 5-Stellung
chloriert (vgl. US-PS 38 67 396). Dieses bekannte
Verfahren benötigt nicht nur eine große Zahl von Reaktionsstufen,
sondern es vermag auch im Hinblick auf die erzielbaren
Ausbeuten nicht zu befriedigen.
Es wurde nun gefunden, daß man die 3-Hydroxy-1,3,4-triazolderivate
der allgemeinen Formel I in einfacher Weise herstellen kann,
wenn man an ein 1-Alkyl-1-cyanohydrazin der allgemeinen Formel II
in welcher R₁ die im Patentanspruch angegebene Bedeutung hat,
bei einer Temperatur zwischen 20 und 120°C in
Gegenwart von Alkalimetallhydroxid oder Alkalimetallalkoholat
eine Verbindung der allgemeinen Formel III
R₂ - XH (III)
in welcher R₂ und X die im Patentanspruch angegebene Bedeutung haben,
anlagert und das Additionsprodukt anschließend durch Umsetzung
mit einer Verbindung der allgemeinen Formel IV
in welcher R₃ und R₄ unabhängig voneinander Chlor oder
eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet,
in Gegenwart einer Base bei einer Temperatur zwischen 20 und 100°C
cyclisiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft in einem
inerten Lösungsmittel durchgeführt. Als inerte Lösungsmittel
kommen insbesondere chlorierte Kohlenwasserstoffe
wie Methylenchlorid, Chloroform, Kohlenwasserstofftetrachlorid,
und Tetrachloräthan, Äther, wie niedere Dialkyläther,
Tetrahydrofuran und Dioxan, oder vom Rest R₂ abgeleitete
Alkohole in Betracht. Die Umsetzung eines Mercaptans der allgemeinen
Formel III kann auch in Wasser oder in einem zweiphasen
System bestehend aus Wasser und einem mit Wasser nicht
mischbaren organischen Lösungsmittel durchgeführt werden,
wobei als mit Wasser nicht mischbare Lösungsmittel insbesondere
die bereits genannten chlorierten Kohlenwasserstoffe
in Betracht kommen.
Die Umsetzung eines 1-Alkyl-1-cyanohydrazins der allgemeinen Formel II
mit einer Verbindung der allgemeinen Formel III wird in
Gegenwart von Alkalimetallhydroxid, wie Natrium-
und Kaliumhydroxid, oder Alkalimetallalkoholat, wie Natrium- und
Kaliumalkoholaten, durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in der
Weise durchgeführt, daß man entweder eine Lösung einer
Verbindung der allgemeinen Formel III mit einer der vorgenannten Basen
vorlegt und das 1-Alkyl-1-cyanohydrazin bei Temperaturen
zwischen 20 und 120°C, vorzugsweise 15 bis 120°C, in diese
Lösung eintropft oder das 1-Alkyl-1-cyanohydrazin vorlegt
und eine Lösung einer Verbindung der allgemeinen Formel III mit einer
der vorgenannten Basen bei Temperaturen zwischen 20 und 120°C,
vorzugsweise 15 bis 120°C, zugibt. Die hierbei gebildeten
O-Alkylisosemicarbazide bzw. S-Alylisothiosemicarbazide
der allgemeinen Formel V
in welcher R₁, R₂ und X die im Patentanspruch angegebene Bedeutung
haben, werden nicht isoliert, sondern unmittelbar anschließend
durch Umsetzung mit Phosgen oder einem niederen Chlorameisensäureester
oder einem niederen Kohlensäureester cyclisiert.
Die Cyclisierung wird bei Temperaturen zwischen 20 und 100°C
durchgeführt, wobei die Reaktionspartner zunächst bei niederen
Temperaturen von etwa 20 bis 50°C vereinigt werden und die
Reaktion durch nachfolgendes Erhitzen zu Ende gebracht wird.
Die Cyclisierung wird in Gegenwart einer Base
durchgeführt, wobei als Basen z. B. Pyridin, Triäthylamin,
Alkalimetallhydroxide, -carbonate und -bicarbonate in Betracht
kommen.
Die 3-Hydroxy-1,2,4-triazolderivate der allgemeinen Formel I werden aus
wäßrigen Reaktionsgemischen nach Ansäuern entweder durch
Kristallisation oder durch Extraktion isoliert. Aus Reaktionsgemischen,
die eines der vorgenannten organischen Lösungsmittel
enthalten, werden die Endprodukte entweder durch Zugage
von Eisessig ausgefällt oder nach Abdampfen des Lösungsmittels
durch Kristallisation oder Extraktion des Rückstandes gewonnen.
Sowohl für die Extraktion aus wäßrigen Reaktionsmischungen
als auch für die Extraktion des nach dem Abdampfen des Alkohols
erhaltenen Rückstandes sind insbesondere chlorierte Kohlenwasserstoffe,
wie Methylenchlorid, Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid
und Tetrachloräthan als Lösungsmittel geeignet.
Die als Ausgangsmaterial verwendeten 1-Alkyl-1-cyanohydrazine
der allgemeinen Formel II können durch Umsetzung eines entsprechenden
Alkylhydrazins mit Chlorcyan in Gegenwart eines säurebindenden
Mittels erhalten werden. Die Umsetzung wird vorteilhaft in
einem zweiphasigen Reaktionsmedium bestehend aus Wasser und
einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösungsmittel
durchgeführt, wobei als Lösungsmittel insbesondere niedere,
halogenierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methylenchlorid,
in Betracht kommen. Die Umsetzung wird bei Temperaturen
zwischen 0°C und 30°C vorgenommen. Als säurebindende Mittel
eignen sich insbesondere Alkalimetallhydroxide, -carbonate
und insbesondere -hydrogencarbonate. Die Umsetzung wird
beispielsweise so durchgeführt, daß man einer Lösung eines
entsprechenden Alkylhydrazins in Methylenchlorid eine wäßrige
Lösung des säurebindenden Mittels zufügt und unter heftigem
Rühren Chlorcyan eintropft bzw. einleitet. Nach beendigter
Umsetzung kann das gebildete 1-Alkyl-1-cyanohydrazin durch
Abtrennung der wäßrigen Phase und Abdampfen des organischen
Lösungsmittels im Vakuum isoliert werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, die
3-Hydroxy-1,3,4-triazolderivate der allgemeinen Formel I in besonders
einfacher Weise in sehr guten Ausbeuten herzustellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die nachfolgenden
Beispiele näher erläutert:
In eine Lösung von 16,0 g (0,4 Mol) Natriumhydroxid und
12,4 g (0,2 Mol) Äthylmercaptan in 75 ml Wasser werden
19,8 g (0,2 Mol) 1-Isopropyl-1-cyanohydrazin eingetropft.
In die entstandene weiße Emulsion werden bei Raumtemperatur
19,8 g (0,2 Mol) Phosgen eingeleitet, wobei eine exotherme
Reaktion stattfindet. Die auf Raumtemperatur abgekühlte
Reaktionsmischung, aus der sich ein weiß-gelber Niederschlag
abgeschieden hatte, wird mit Methylenchlorid
extrahiert und der Extrakt mit Natriumsulfat getrocknet.
Nach dem Abdampfen des Methylenchlorids im Vakuum wurde
das Rohprodukt durch Auflösen in 50 ml Methanol, Behandlung
mit Tierkohle und Kristallisation bei -50°C gereinigt. Es
wird 1-Isopropyl-3-hydroxy-5-äthylthio-1,2,4-triazol vom
Schmelzpunkt 109-114°C erhalten.
In eine Lösung von 8,0 g (0,2 Mol) Natriumhydroxid und
12,4 g (0,2 Mol) Äthylmercaptan in 150 ml Wasser werden
19,8 g (0,2 Mol) 1-Isopropyl-1-cyanohydrazin eingetropft,
wobei eine schwach exotherme Reaktion stattfindet. Danach
werden bei 20 bis 25°C 21,7 g (0,2 Mol) Chlorameisensäureäthylester
zugetropft und anschließend 1½ Stunden unter
Rückfluß erhitzt. Beim Abkühlen der Reaktionsmischung
auf Raumtemperatur scheidet sich ein Öl ab. Die Reaktionsmischung
wird zweimal mit je 150 ml Chloroform extrahiert,
der Extrakt über Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel
im Vakuum abgedampft. Der weiße kristalline Rückstand
wird in 75 ml Methanol gelöst, mit Tierkohle behandelt,
und bei -70°C kristallisiert. Es wird 1-Isopropyl-3-hydroxy-
5-äthylthio-1,2,4-triazol vom Schmelzpunkt 109-113°C erhalten.
Zu einer Lösung von 0,5 g Natrium in 32,1 g (1 Mol) Methanol
tropft man bei anfänglich 60°C 99,0 g (1 Mol) 1-Isopropyl-1-
cyanohydrazin in der Weise zu, daß durch die exotherme
Reaktion die Temperatur des Reaktionsgemisches am Schluß
des Zutropfens 110°C beträgt. Man rührt bei dieser Temperatur
30 Minuten weiter und destilliert das Reaktionsgemisch anschließend
unter reduziertem Druck. Auf diese Weise wird das
0-Methyl-2-isopropyl-isosemicarbazid vom Kp. 93° bei 12 mm Hg
und vom Fp: 45-46°C in reiner Form erhalten.
Zu einer Lösung von 0,5 g Natrium-Metall in 32,1 g (1,0 Mol)
Methanol tropft man anfänglich bei Siedetemperatur 99,0 g
(1,0 Mol) 1-Isopropyl-1-cyanohydrazin ein, wobei eine exotherme
Reaktion stattfindet und ein Temperaturanstieg des Reaktionsgemisches
gegen Ende der Reaktion bis auf 110°C eintritt. Beim
Erkalten kristallisiert die Reaktionsmischung. Das so erhaltene
o-Methyl-2-isopropyl-isosemicarbazid wird ohne weitere Isolierung
in einer Mischung von 202 g (2,0 Mol) Triäthylamin und 500 ml
Äther gelöst. Diese Lösung tropft man bei 0°C zu einer vorgelegten
Lösung von 99,0 g (1,0 Mol) Phosgen in 500 ml Äther zu.
Anschließend kocht man das Reaktionsgemisch noch 1 Stunde am
Rückfluß und filtriert das entstandene Triäthylamin-Hydrochlorid
ab. Nach dem Abdampfen des Äthers kristallisiert der ölige
Rückstand bei Kühlen im Eisbad durch. Durch Umkristallisation
aus Äther wird das 1-Isopropyl-3-hydroxy-5-methoxy-1,2,4-triazol
vom Schmelzpunkt 104-105°C erhalten.
Claims (1)
- Verfahren zur Herstellung von 3-Hydroxy-1,2-4-triazolderivaten der allgemeinen Formel I in welcher R₁ und R₂eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Cycloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet und Xfür Sauerstoff oder Schwefel steht,dadurch gekennzeichnet, daß man an ein 1-Alkyl-1-cyanohydrazin der allgemeinen Formel II in welcher R₁ die unter der allgmeinen Formel I angegebene Bedeutung hat, bei einer Temperatur zwischen 20 und 120°C in Gegenwart von Alkalimetallhydroxid oder Alkalimetallalkoholat eine Verbindung der allgemeinen Formel IIIR₂-XH (III)in welcher R₂ und X die unter der allgemeinen Formel I angegebene Bedeutung haben, anlagert und das Additionsprodukt anschließend durch Umsetzung mit einer Verbindung der allgemeinen Formel IV in welcher R₃ und R₄ unabhängig voneinander Chlor oder eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, in Gegenwart einer Base bei einer Temperatur zwischen 20 und 100°C cyclisiert.
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| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: ASSMANN, E., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. ZUMSTEIN, F., |
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