DE3733754C2 - - Google Patents

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DE3733754C2
DE3733754C2 DE19873733754 DE3733754A DE3733754C2 DE 3733754 C2 DE3733754 C2 DE 3733754C2 DE 19873733754 DE19873733754 DE 19873733754 DE 3733754 A DE3733754 A DE 3733754A DE 3733754 C2 DE3733754 C2 DE 3733754C2
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    • C07D233/56Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, attached to ring carbon atoms
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    • C07D249/02Heterocyclic compounds containing five-membered rings having three nitrogen atoms as the only ring hetero atoms not condensed with other rings
    • C07D249/081,2,4-Triazoles; Hydrogenated 1,2,4-triazoles

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung des bekannten, fungizid und pflanzenwuchsregulierend wirksamen 1-(4-Chlorphenyl)-3-(1,2,4- triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan-3-ols.
Es ist bereits bekannt geworden, daß man 1-(4-Chlorphenyl)- 3-(1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan-3-ol herstellen kann, indem man 2-(4-Chlorphenylethyl)- 2-tert.-butyl-oxiran mit 1,2,4-Triazol entweder in Gegenwart von Ethanol oder n-Propanol sowie gegebenenfalls in Gegenwart von Kalium- oder Natriumhydroxid umsetzt oder in Gegenwart von Dimethylsulfoxid und in Gegenwart von Natriumcarbonat zur Reaktion bringt (vgl. EP-OS 00 40 345, DE-OS 33 15 681 und EP-OS 02 19 799). Nachteilig an diesem Verfahren ist aber, daß der Wirkstoff nur in relativ niedriger Ausbeute und zum Teil auch in stark verunreinigter Form zugänglich ist.
Weiterhin ist bekannt, daß sich 1-(4-Chlorphenyl)-3- (1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan-3-ol durch Umsetzung von 2-(4-Chlorphenylethyl)-2-tert.- butyl-oxiran mit 1,2,4-Triazol in Gegenwart von N-Methylpyrrolidon als Lösungsmittel sowie in Gegenwart von Natriumhydroxid als Base herstellen läßt (vgl. DE-OS 33 42 692). Die Ausbeuten bei diesem Verfahren sind gut. Dennoch ist es für eine Durchführung in technischem Maßstab wenig geeignet, denn bei dem N-Methylpyrrolidon handelt es sich um ein verhältnismäßig teures Solvens, das außerdem nach beendeter Umsetzung auch nur durch aufwendige Operationen wiedergewinnbar ist.
Schließlich wurde auch schon die Synthese des 1-(4- Chlorphenyl)-3-(1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4- dimethyl-pentan-3-ols durch Umlagerung des 1-(4-Chlorphenyl)-3- (1,3,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethylpentan-3-ols in Gegenwart von N-Methylpyrrolidon und Natriumhydroxid bei erhöhter Temperatur beschrieben (vgl. DE-OS 33 42 693). Auch bei diesem Verfahren fällt das gewünschte Produkt in hoher Ausbeute an. Nachteilig ist jedoch, daß die Herstellung des als Ausgangssubstanz benötigten 1-(4- Chlorphenyl)-3-(1,3,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl- pentan-3-ols, in dem der Triazolyl-Rest in symmetrischer Form vorliegt, einen hohen Aufwand erfordert. Außerdem ist auch hierbei die Wiedergewinnung des N-Methyl-pyrrolidons aufwendig.
Es wurde nun gefunden, daß man das 1-(4-Chlorphenyl)-3- (1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan-3-ol der Formel
erhält, wenn man
  • a) 2-(4-Chlorphenylethyl)-2-tert.-butyl-oxiran der Formel mit 1,2,4-Triazol in Gegenwart von Kaliumhydroxid und in Gegenwart von n-Butanol bei Temperaturen zwischen 80°C und 145°C umsetzt, wobei die Mengen an den Reaktionskomponenten so gewählt werden, daß man auf 1 Mol an 2-(4-Chlorphenylethyl)-2- tert.-butyl-oxiran der Formel (II) zwischen 1,0 und 1,1 Mol an 1,2,4-Triazol, zwischen 0,10 und 0,25 Mol an Kaliumhydroxid und zwischen 0,8 und 2,5 Mol an n-Butanol einsetzt,
  • b) im Reaktionsgemisch vorhandenes Wasser durch azeotrope Destillation entfernt und
  • c) das erhaltene 1-(4-Chlorphenyl)-3-(1,2,4-triazol-1- yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan-3-ol aus einem unpolaren organischen Lösungsmittel gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser und/oder Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol oder n-Butanol umkristallisiert.
Es ist als äußerst überraschend zu bezeichnen, daß sich 1-(4-Chlorphenyl)-3-(1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl- pentan-3-ol nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in sehr hoher Ausbeute und hervorragender Reinheit nahezu isomerenfrei herstellen läßt, denn aufgrund des bekannten Standes der Technik war zu erwarten, daß beim Arbeiten in einem Alkohol als Lösungsmittel nur relativ niedrige Ausbeuten an Wirkstoff der Formel (I) zu erzielen wären (vgl. EP-OS 00 40 345, DE-OS 33 15 681 und EP-OS 02 19 799).
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus. So handelt es sich sowohl bei dem Kaliumhydroxid als auch bei dem n-Butanol um preisgünstige Chemikalien, die auch in größeren Mengen zur Verfügung stehen. Ferner kann das als Lösungsmittel dienende n-Butanol in einfacher Weise zurückgewonnen und für weitere Umsetzungen verwendet werden. Vorteilhaft ist auch, daß durch Ausgangssubstanzen eingeschlepptes Wasser bzw. durch Umsetzung von Kaliumhydroxid mit 1,2,4-Triazol entstandenes Wasser durch azeotrope Destillation aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden kann. Außerdem wird das gewünschte Produkt - wie schon erwähnt - in hoher Ausbeute und extremer Reinheit erhalten. Im übrigen kann das 1-(4-Chlorphenyl)-3- (1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan-3-ol der Formel (I) in zwei Modifikationen auftreten, die sich bezüglich der Schmelzpunkte und des Kristallisationsverhaltens unterscheiden. Das erfindungsgemäße Verfahren liefert praktisch ausschließlich die höher schmelzende Modifikation, deren Kristallisationseigenschaften für die weitere Verarbeitung besonders günstig sind.
Der Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch das folgende Formelschema veranschaulicht werden:
Das bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als Ausgangsprodukt benötigte 2-(4-Chlorphenylethyl)-2-tert.-butyl-oxiran der Formel (II) ist bekannt (vgl. EP-OS 00 40 345, DE-OS 33 15 681 und EP-OS 02 19 799).
Das als Base dienende Kaliumhydroxid kann bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form von Pellets, Schuppen oder als Pulver eingesetzt werden.
Die Reaktionstemperaturen können bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem bestimmten Bereich variiert werden. Im allgemeinen arbeitet man bei Temperaturen zwischen 80°C und 145°C, vorzugsweise zwischen 100°C und 140°C.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im allgemeinen bei Normaldruck durchgeführt. Es ist jedoch auch möglich, unter erhöhtem oder vermindertem Druck zu arbeiten.
Bei der Herstellung von 1-(4-Chlorphenyl)-3-(1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan--3-ol nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das zunächst anfallende Rohprodukt aus einem unpolaren organischen Lösungsmittel gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser und/oder Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol oder n-Butanol umkristallisiert. Als unpolare organische Lösungsmittel kommen hierbei vorzugsweise aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Heptan Cyclohexan oder Methylcyclohexan, in Frage.
Im einzelnen geht man bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens so vor, daß man 2-(4-Chlorphenylethyl)-2-tert.-butyl-oxiran bei erhöhter Temperatur in ein Gemisch aus n-Butanol, 1,2,4-Triazol und Kaliumhydroxid gibt, das entstehende Gemisch 2 bis 5 Stunden erhitzt und im Reaktionsgemisch enthaltenes Wasser azeotrop abdestilliert, danach abkühlt, mit Wasser versetzt und destilliert. Anschließend nimmt man den verbleibenden Rückstand in einem unpolaren organischen Lösungsmittel auf, verrührt bei erhöhter Temperatur mit Wasser, trennt die Phasen, setzt gegebenenfalls einen der in Anspruch 1 genannten Alkohole hinzu, kühlt innerhalb mehrerer Stunden auf 10°C ab und saugt das ausgefallene kristalline Produkt ab.
Es ist jedoch auch möglich, in der Weise zu verfahren, daß man 2-(4-Chlorphenylethyl)-2-tert.-butyl-oxiran bei erhöhter Temperatur in ein Gemisch aus n-Butanol, 1,2,4-Triazol und Kaliumhydroxid gibt, das entstehende Gemisch erhitzt und dabei enthaltenes Wasser azeotrop entfernt, dann 2 bis 5 Stunden erhitzt, danach bei erhöhter Temperatur mit Wasser verrührt, die Phasen trennt und aus der organischen Phase n-Butanol und Wasser abdestilliert. Anschließend nimmt man den verbleibenden Rückstand in einem unpolaren organischen Lösungsmittel auf, wäscht mit Wasser, setzt der organischen Phase gegebenenfalls einen der in Anspruch 1 genannten Alkohole hinzu, kühlt innerhalb mehrerer Stunden auf 10°C ab und saugt das ausgefallene kristalline Produkt ab.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbare 1-(4-Chlorphenyl)-3-(1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan--3-ol ist ein bekannter Wirkstoff mit fungiziden und pflanzenwuchsregulierenden Eigenschaften (vgl. EP-OS 00 40 345).
Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.
Beispiel 1
Ein Gemisch aus 600 ml (6,57 Mol) n-Butanol, 429 g 99,5%igem 1,2,4-Triazol (6,18 Mol) und 78 g 86%igem Kaliumhydroxid-Pulver (1,2 Mol) wird zunächst auf 100°C erwärmt und dann unter Rühren innerhalb von 2 Stunden bei 100 bis 110°C mit 1476 g 97%igem 2-(4-Chlorphenylethyl)-2-tert.-butyl-oxiran (6,0 Mol) versetzt. Man erwärmt das Reaktionsgemisch innerhalb einer Stunde auf 133°C und rührt weitere 4 Stunden bei 133 bis 137°C. Während der Reaktions- und Nachrührzeit wird das im Reaktionsgemisch vorhandene Wasser durch azeotrope Destillation über einen Wasserabscheider größtenteils entfernt. Danach wird das Reaktionsgemisch auf 80°C abgekühlt und mit 150 ml Wasser verrührt. Man trennt die Phasen und destilliert dann aus der organischen Phase die flüchtigen Anteile bei einem Druck von 20 mbar und einer maximalen Sumpftemperatur von 110°C ab. Danach wird der Rückstand erneut mit 75 ml Wasser versetzt und durch Wasserdampfdestillation bei 20 mbar bis zu einer Sumpftemperatur von 110°C destilliert. Der verbleibende Rückstand wird in 4500 ml Methylcyclohexan aufgenommen und bei 80°C mit 300 ml Wasser verrührt. Man trennt die organische Phase ab, versetzt mit 7 ml n-Butanol und kühlt innerhalb von 12 Stunden auf 10°C ab. Es wird eine weitere Stunde bei 10°C nachgerührt. Danach saugt man das kristalline Produkt ab, wäscht mit 1500 ml Methylcyclohexan nach und trocknet 12 Stunden unter vermindertem Druck bei 60 bis 70°C.
Auf diese Weise erhält man 1538 g eines Produktes vom Schmelzpunkt 105°C, das nach HPLC-Analyse zu 99% aus 1-(4-Chlorphenyl)-3-(1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan--3-ol besteht. Die Ausbeute errechnet sich danach zu 83,4% der Theorie.
Beispiel 2
Ein Gemisch aus 41 kg (554 Mol) n-Butanol, 30,1 kg 96%igem 1,2,4-Triazol (419 Mol) und 5,3 kg 86%igen Kaliumhydroxid-Plätzchen (81 Mol) wird zunächst auf 120°C erwärmt und dann unter Rühren innerhalb von 2 Stunden bei 120 bis 125°C mit 100 kg 97%igem 2-(4-Chlorphenylethyl)-2-tert.-butyl-oxiran (407 Mol) versetzt. Man erwärmt das Reaktionsgemisch innerhalb von einer Stunde auf 135°C und destilliert dabei überschüssiges n-Butanol zusammen mit dem im Reaktionsgemisch vorhandenes Wasser ab. Danach wird 5 Stunden bei 135 bis 140°C nachgerührt, dann auf 80°C abgekühlt und mit 10 kg Wasser verrührt. Nach Trennung der Phasen destilliert man aus der organischen Phase die flüchtigen Bestandteile bis zu einer Sumpftemperatur von 110°C unter vermindertem Druck ab. Anschließend werden die noch im Reaktionsgemisch enthaltenen Anteile an n-Butanol nach Zusatz von 5 kg Wasser durch Wasserdampfdestillation abgetrennt. Der verbleibende Rückstand wird in 230 kg Methylcyclohexan aufgenommen und die entstehende organische Lösung wird bei 80°C zweimal mit je 30 kg Wasser gewaschen. Die organische Phase wird innerhalb von 6 Stunden bis auf 10°C abgekühlt und dann noch eine Stunde bei 10°C nachgerührt. Anschließend saugt man das kristalline Produkt ab, wäscht mit 77 kg Methylcyclohexan nach und trocknet bei 50°C unter vermindertem Druck bis zur Gewichtskonstanz.
Auf diese Weise erhält man 106,3 kg eines Produktes, das gemäß HPLC-Analyse zu 94,6% aus 1-(4-Chlorphenyl)-3-(1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan--3-ol besteht. Die Ausbeute errechnet sich danach zu 80,3% der Theorie.
Beispiel 3
Ein Gemisch aus 200 kg 96%igem, aus früheren Ansätzen wiedergewonnenem n-Butanol (2595 Mol), 103 kg 96%igem 1,2,4-Triazol (1433 Mol) und 18 kg 86%igen Kaliumhydroxid-Schuppen (276 Mol) wird zunächst auf 120°C erwärmt und unter Rühren innerhalb von 2 Stunden bei 120 bis 125°C mit 344 kg 95,7%igem 2-(4-Chlorphenylethyl)-2-tert.-butyl-oxiran (1380 Mol) versetzt. Man erwärmt das Reaktionsgemisch innerhalb einer Stunde auf 135°C und destilliert dabei 100 kg überschüssiges n-Butanol und im Reaktionsgemisch vorhandenes Wasser ab. Danach wird 5 Stunden bei 135 bis 140°C nachgerührt, dann auf 80°C abgekühlt und mit 35 kg Wasser verrührt. Nach Trennung der Phasen destilliert man die flüchtigen Bestandteile aus der organischen Phase bis zu einer Sumpftemperatur von 110°C unter vermindertem Druck ab. Anschließend werden die noch im Reaktionsgemisch enthaltenen Anteile an n-Butanol nach Zusatz von 17 kg Wasser durch Wasserdampfdestillation abgetrennt. Der verbleibende Rückstand wird in 800 kg wiedergewonnenem Methylcyclohexan aufgenommen und die entstehende organische Lösung bei 70 bis 80°C mit 88 kg Wasser gewaschen. Die organische Phase wird mit 8 kg n-Butanol versetzt, auf 55 bis 58°C abgekühlt, mit dem gewünschten Produkt angeimpft und eine Stunde bei 50 bis 55°C gerührt. Anschließend kühlt man die organische Phase innerhalb von 4 Stunden bis auf 10°C ab und rührt eine Stunde bei 10°C nach. Das kristalline Produkt wird abgetrennt, mit 265 kg Methylcyclohexan gewaschen und bei 50°C unter vermindertem Druck bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.
Auf diese Weise erhält man 345 kg eines Produktes, das gemäß HPLC-Analyse zu 97,9% aus 1-(4-Chlorphenyl)-3-(1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan--3-ol besteht. Die Ausbeute errechnet sich somit zu 79,6% der Theorie.
Vergleichsbeispiel
Eine Lösung von 83 g 99,5%igem 1,2,4-Triazol (1,2 Mol) und 6,5 g 86%igem Kaliumhydroxid-Pulver (0,1 Mol) in 1000 ml n-Propanol wird unter Rückfluß bei einer Temperatur zwischen 95 und 97°C innerhalb von 2 Stunden mit 245,3 g 97%igem 2-(4-Chlorphenylethyl)-2-tert.-butyl-oxiran (1 Mol) versetzt. Man rührt 5 Stunden bei 97°C nach, läßt das Reaktionsgemisch abkühlen und entfernt die flüchtigen Anteile unter vermindertem Druck. Der verbleibende Rückstand wird bei 80°C in 8000 ml Toluol aufgenommen, und die dabei entstehende Suspension wird filtriert. Man engt das Filtrat unter vermindertem Druck ein, verrührt den Rückstand bei 70°C und 2000 ml Ligroin, kühlt dann auf 20°C ab und saugt das dabei anfallende kristalline Produkt ab. Die kristalline Substanz wird zweimal mit je 500 ml Ligroin gewaschen und danach 12 Stunden bei 60 bis 70°C unter vermindertem Druck getrocknet.
Auf diese Weise erhält man 227 g eines Produktes, das gemäß Hochdruck-Flüssigkeitschromatogramm zu 73,9% aus 1-(4-Chlorphenyl)-3-(1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan--3-ol und zu 22,7% aus 1-(4-Chlorphenyl)-3-(1,3,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan--3-ol besteht. Die Ausbeute an dem gewünschten 1-(4-Chlorphenyl)-3-(1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan--3-ol errechnet sich danach zu 54,55% der Theorie.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von 1-(4-Chlorphenyl)-3- (1,2,4-triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan-3-ol der Formel dadurch gekennzeichnet, daß man
  • a) 2-(4-Chlorphenylethyl)-2-tert.-butyl-oxiran der Formel mit 1,2,4-Triazol in Gegenwart von Kaliumhydroxid und in Gegenwart von n-Butanol bei Temperaturen zwischen 80°C und 145°C umsetzt, wobei die Mengen an den Reaktionskomponenten so gewählt werden, daß man auf 1 Mol an 2-(4-Chlorphenylethyl)-2- tert.-butyl-oxiran der Formel (II) zwischen 1,0 und 1,1 Mol an 1,2,4-Triazol, zwischen 0,10 und 0,25 Mol an Kaliumhydroxid und zwischen 0,8 und 2,5 Mol an n-Butanol einsetzt,
  • b) im Reaktionsgemisch vorhandenes Wasser durch azeotrope Destillation entfernt und
  • c) das erhaltene 1-(4-Chlorphenyl)-3-(1,2,4- triazol-1-yl-methyl)-4,4-dimethyl-pentan-3-ol aus einem unpolaren organischen Lösungsmittel gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser und/oder Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol oder n-Butanol umkristallisiert.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Temperaturen zwischen 100°C und 140°C arbeitet.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als unpolares organisches Lösungsmittel Heptan, Cyclohexan oder Methylcyclohexan einsetzt.
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