DE60029245T2

DE60029245T2 - Verfahren zur Herstellung von Aryltriazolinonen

Info

Publication number: DE60029245T2
Application number: DE60029245T
Authority: DE
Inventors: S. Jaidev Plainsboro GOUDAR
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2020-10-13
Also published as: BR0014561B1; EP1240149A2; KR20020035171A; DE60029245D1; ATE332293T1; PL364879A1; PT1240149E; WO2001027092A2; EP1240149B1; US6492527B1; DK1240149T3; US6600049B2; HUP0203543A2; CN100349879C; KR100722041B1; ES2267577T3; AU1081801A; CY1106186T1; CZ20021240A3; CZ304209B6

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet der Verfahrenschemie, wie bei der Zubereitung von gewerblich wertvollen chemischen Produkten verwendet. Insbesondere betrifft sie Verfahren, die sich auf die Bildung von 1-Aryltriazolinon-Ringen beziehen.
Neben anderen ist die Verbindung 4,5-Dihydro-3-methyl-1-phenyl-1,2,4-triazol-5(1H)-on ein besonders nützliches 1-Aryltriazolinon, das bei der Herstellung von gewerblich wichtigen Herbiziden entscheidend ist. Zum Beispiel beschreiben die US-Patente 4,818,275 und 5,125,958 Umwandlungen von 1-Aryltriazolinon-Zwischenprodukten in bekannte Herbizide in vollem Umfang.
Einige bekannte Methoden zur Zubereitung von 1-Aryltriazolinonen erfordern die Bildung eines 1-Aryltriazolidinon-Rings, gefolgt von der Umwandlung des 1-Aryltriazolidinon-Rings zu dem gewünschten 1-Aryltriazolinon. Dieses Erfordernis ist von Nachteil, da es zu dem Verfahren des Zubereitens von 1-Aryltriazolinonen einen zusätzlichen Schritt hinzufügt. Andere bekannte Methoden stellen aufgrund der Bildung von Nebenprodukten weniger als die optimalen Erträge von 1-Aryltriazolinon bereit. In Anbetracht des gewerblichen Wertes von 1-Aryltriazolinonen werden daher verbesserte Verfahren zu ihrer Zubereitung benötigt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es hat sich nun herausgestellt, dass gewerblich nützliche 1-Aryltriazolinone der Formel I
mit ausgezeichnetem Ertrag und ausgezeichneter Reinheit zubereitet werden können, indem ein Amidrazon der Formel (A) mit mindestens einem Carbonylierungsagens carbonyliert wird, wobei die Formel (A) folgende ist:
wobei W, X, Y, Z und R¹ unten vollständig beschrieben werden. Bevorzugt werden diejenigen, bei denen W -NHR ist, wobei R Wasserstoff oder Halogenalkyl ist; X und Y unabhängig aus Wasserstoff, Chlor oder Fluor ausgewählt werden; Z Wasserstoff, Brom, Iod, Nitro, Amino oder Methylsulfonylamino ist; und R¹ Methyl ist. Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung lassen sich mit Bezug auf die folgende Beschreibung und die angehängten Patentansprüche besser verstehen. Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Definitionen
Das Attribut „etwa" wird hier benutzt, um darauf hinzuweisen, dass gewisse bevorzugte Arbeitsbereiche, wie etwa Bereiche für Molverhältnisse für Reaktanten, Materialmengen und Temperatur, nicht genau bestimmt sind. Die Bedeutung ist dem durchschnittlichen Fachmann oft ersichtlich. Beispielsweise würde eine Angabe eines Temperaturbereichs von etwa 120 °C bis etwa 135 °C in Bezug auf beispielsweise eine organische chemische Reaktion ausgelegt werden, andere ähnliche Temperaturen, von denen erwartet werden kann, dass sie eine nützliche Reaktionsgeschwindigkeit für die Reaktion begünstigen, wie etwa 105 °C oder 150 °C, zu umfassen. Wenn mehr als 10 % des Absolutwertes eines Endpunktes oder 10 % des Bereichs angegeben werden, das, was immer weniger ist.
Wie in dieser Beschreibung verwendet und wenn nicht anders angegeben, umfassen die Substituenten-Begriffe „Alkyl", „Alkoxy" und „Halogenalkyl", die allein oder als Teil eines größeren Anteils verwendet werden, gerade oder verzweigte Ketten von mindestens einem oder zwei Kohlenstoffatomen, wie für den Substituenten passend, und vorzugsweise bis zu 12 Kohlenstoffatomen, noch besser bis zu zehn Kohlenstoffatomen und am besten bis zu sieben Kohlenstoffatomen. Der Begriff „Aryl" bezieht sich auf Phenyl oder Naphthyl, wahlweise substituiert mit einer oder mehreren Halogen-, Alkyl-, Alkoxy- oder Halogenalkylgruppen. „Halogen" oder „Halo" bezieht sich auf Fluor, Brom, Iod oder Chlor. Der Begriff „Umgebungstemperatur" bezieht sich auf eine Temperatur im Bereich von etwa 20 °C bis etwa 30 °C. Bestimmte Lösungsmittel, Katalysatoren und dergleichen sind unter ihren Akronymen bekannt. Diese umfassen die Akronyme „DMAc", was N,N-Dimethylacetamid bedeutet, „DMF", was N,N-Dimethylformamid bedeutet, „THF", was Tetrahydrofuran bedeutet, „DMAP", was 4-Dimethylaminopyridin bedeutet, „DBN", was 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en bedeutet, und „DBU", was 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en bedeutet. Der Begriff „Glymes" bezieht sich auf eine Klasse von Lösungsmitteln, die Monoglyme, Diglyme, Triglyme, Tetraglyme und Polyglyme beinhaltet. Der Begriff „GC" bezieht sich auf Gaschromatographie oder gaschromatographische Analysemethoden.
Der Begriff „Amidrazon" oder „Amidrazon der Formel (A)" ist synonym zu und bezieht sich auf eine 2-(wahlweise substituiertes Phenyl)hydrazidethanimidsäure, zum Beispiel 2-(2,4-Dichlorphenyl)hydrazidethanimidsäure, ist aber nicht darauf beschränkt.
Der Begriff „Hydrazonoylderivat" oder „Hydrazonoylderivat der Formel (A)" ist synonym zu und bezieht sich auf ein N-(wahlweise substituiertes Phenyl)ethanhydrazonoylderivat, zum Beispiel N-(2,4-Dichlorphenyl)ethanhydrazonoylchlorid, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Begriff „Verbindung oder Verbindungen der Formel (A)" bezieht sich sowohl auf Amidrazon als auch auf Hydrazonoylderivate. Der Begriff „Verbindung oder Verbindungen der Formel I" ist synonym zu und bezieht sich auf 1-Aryltriazolinon(e), zum Beispiel 4,5-Dihydro-1-(2,4-dichlorphenyl)-3-methyl-1,2,4-triazol-5(1H)-on, ist aber nicht darauf beschränkt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Wie hier beschrieben, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Zubereitung einer Verbindung der Formel I:
bei der ein Amidrazon der Formel (A) mit mindestens einem Carbonylierungsagens carbonyliert wird, wobei die Formel (A) folgende ist:
und wobei X und Y unabhängig aus Wasserstoff, Halogen, Nitro und Amino ausgewählt werden; Z aus Wasserstoff, Halogen, Alkyl, Alkoxy, Nitro, Amino oder Alkylsulfonylamino ausgewählt wird; W -NHR ist, wobei R Wasserstoff, Alkyl oder Halogenalkyl ist; und R¹ Wasserstoff, Alkyl, Halogenalkyl, Alkoxy, Acetyl oder Aryl ist.
Bevorzugte Spezies von Amidrazon (A), mit denen die Carbonylierungsreaktion der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, sind aus denjenigen ausgewählt, bei denen X und Y unabhängig aus Wasserstoff, Chlor oder Fluor ausgewählt werden; Z Wasserstoff, Brom, Iod, Nitro, Amino oder Methylsulfonylamino ist; R Wasserstoff oder Difluormethyl ist; und R¹ ein C₁- bis C₁₂-Alkyl ist.
Stärker bevorzugte Spezies von Amidrazon (A) werden aus denjenigen ausgewählt, bei denen X, Y und R Wasserstoff sind, Z Wasserstoff, 5-Nitro oder 5-Amino und R¹ Methyl, Ethyl oder Propyl ist; wobei X und R Wasserstoff sind, Y 4-Chlor, Z Wasserstoff oder 5-Nitro und R¹ Methyl, Ethyl oder Propyl ist; wobei X 2-Chlor oder 2-Fluor ist, Y, Z und R Wasserstoff sind und R¹ Methyl, Ethyl oder Propyl ist; oder wobei X 2-Chlor oder 2-Fluor, Y 4-Chlor, Z Wasserstoff, 5-Brom, 5-Iod oder 5-Nitro ist, R Wasserstoff ist und R¹ Methyl, Ethyl oder Propyl ist.
Am stärksten bevorzugte Spezies von Amidrazon (A) werden aus denjenigen ausgewählt, bei denen X, Y, Z und R Wasserstoff sind und R¹ Methyl ist; oder bei denen X 2-Fluor ist, Y 4-Chlor ist, Z und R Wasserstoff sind und R¹ Methyl ist.
Zum Durchführen der Carbonylierung von Amidrazon (A) wird die Verwendung von mindestens einem geeigneten organischen Lösungsmittel eingesetzt.
Organische Lösungsmittel, sowohl polare als auch unpolare, die bei dem Verfahren nützlich sind, umfassen halogenisierte Lösungsmittel, zum Beispiel solche wie, ohne Einschränkung, Chlorbenzen, Kohlenstofftetrachlorid, Bromdichlormethan, Dibromchlormethan, Bromoform, Chloroform, Bromchlormethan, Butylchlorid, Dichlormethan, Tetrachlorethylen, Trichlorethylen, 1,1,1-Trichlorethan, 1,1,2-Trichlorethan, 1,1-Dichlorethan, 2-Chlorpropan, Hexafluorbenzen, 1,2,4-Trichlorbenzen, 1,2-Dichlorbenzen, Fluorbenzen und andere halogenierte Lösungsmittel, die auf dem Fachgebiet bekannt sind.
Polare organische Lösungsmittel umfassen Ether wie zum Beispiel, ohne Einschränkung, Dimethoxymethan, THF, 1,3-Dioxan, 1,4-Dioxan, Furan, Diethylether, Ethylenglycoldimethylether, Ethylenglycoldiethylether, Diethylenglycoldimethylether, Diethylenglycoldiethylether, Triethylenglycoldimethylether, tert-Butylethylether, tert-Butylmethylether und andere auf dem Fachgebiet bekannte Etherlösungsmittel. Andere polare organische Lösungsmittel, die bei dem Verfahren nützlich sind, umfassen zum Beispiel, ohne Einschränkung, Propionitril, Ethylformiat, Methylacetat, Hexachloraceton, Aceton, Ethylmethylketon, Ethylacetat, Nitromethan, Nitrobenzen, Glymes und andere polare Lösungsmittel, die auf dem Fachgebiet bekannt sind.
Andere hierbei nützliche Lösungsmittel umfassen polare aprotische Lösungsmittel wie zum Beispiel, ohne Einschränkung, DMF, DMAc, 1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinon, 1,3-Dimethyl-2- imidazolidinon, N-Methylpyrrolidinon, Formamid, N-Methylacetamid, N-Methylformamid, Acetonitril, Dimethylsulfoxid, Sulfolan, N,N-Dimethylpropionamid, Tetramethylharnstoff, Hexamethylphosphoramid und andere polare aprotische Lösungsmittel, die auf dem Fachgebiet bekannt sind.
Noch weitere organische Lösungsmittel, die zur Implementierung des Verfahrens nützlich sind, umfassen protische Lösungsmittel wie zum Beispiel, ohne Einschränkung, Wasser, Methanol, Ethanol, 2-Nitroethanol, 2-Fluorethanol, 2,2,2-Trifluorethanol, Ethylenglycol, 1-Propanol, 2-Propanol, 2-Methoxyethanol, 1-Butanol, 2-Butanol, Isobutanol, tert-Butanol, 2-Ethoxyethanol, Diethylenglycol, 1-, 2-, oder 3-Pentanol, 2,2-Dimethyl-1-propanol, tert-Pentanol, Cyclohexanol, Anisol, Benzylalkohol, Glycerol und andere protische Lösungsmittel, die auf dem Fachgebiet bekannt sind.
Weitere organische Lösungsmittel, die bei dem Verfahren nützlich sind, umfassen: saure Lösungsmittel, wie zum Beispiel, ohne Einschränkung, Trifluoressigsäure, Essigsäure, Ameisensäure und andere saure Lösungsmittel, die auf dem Fachgebiet bekannt sind; basische Lösungsmittel wie zum Beispiel, ohne Einschränkung, 2-, 3- oder 4-Picolin, Pyrrol, Pyrrolidin, Morpholin, Pyridin, Piperidin, Triethylamin und andere basische Lösungsmittel, die auf dem Fachgebiet bekannt sind; und Kohlenwasserstofflösungsmittel wie zum Beispiel, ohne Einschränkung, Benzen, Cyclohexan, Pentan, Hexan, Toluen, Cycloheptan, Methylcyclohexan, Heptan, Ethylbenzen, Ortho-, Meta- oder Paraxylen, Oktan, Indan, Nonan, Napthalin oder andere Kohlenwasserstofflösungsmittel, die auf dem Fachgebiet bekannt sind.
Organische Lösungsmittel, die am besten zum Durchführen der Carbonylierung von Amidrazon (A) geeignet sind, sind diejenigen, die mit den geringsten Kosten verbunden sind, die die Löslichkeit der Ausgangsmaterialien am besten verstärken, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu fördern, und die einen minimalen Abbau der Lösungsmittel bieten. Demgemäß wird in dem Verfahren der Erfindung das Carbonylieren in mindestens einem organischen Lösungsmittel, das aus DMF, DMAc, Acetonitril, Toluen, THF und Glymes ausgewählt wird, durchgeführt. Stärker bevorzugte Lösungsmittel umfassen Acetonitril, Toluen, Tetrahydrofuran, Monoglyme und Diglyme. Das am stärksten bevorzugte organische Lösungsmittel, in dem die Carbonylierung von Amidrazon (A) durchgeführt wird, ist Toluen.
Im Laufe des Durchführens chemischer Reaktionen, insbesondere von organischen chemischen Reaktionen im großen Maßstab, die gewerbliche Quantitäten eines gewünschten Produktes ergeben, muss ein Ausgleich dazwischen geschaffen werden, dass zu viel Lösungsmittel gehandhabt werden muss und dennoch ausreichend Lösungsmittel bereitgestellt wird, um optimale Reaktionsbedingungen zu gewähren. Ein nützliches Verhältnis von Lösungsmittel zu Amidrazon (A), um optimale Reaktionsbedingungen zu gewähren, liegt in dem Bereich von etwa 2,5/1 bis etwa 20/1 Gew./Gew., vorzugsweise von etwa 3/1 bis etwa 15/1.
Um eine Verbindung der Formel I zu bilden, wird ein Amidrazon der Formel (A) mit mindestens einem Carbonylierungsagens carbonyliert. Die Carbonylierungsagenzien werden durch die folgende Formel dargestellt:
wobei R² und R³ gleich sind und aus der Gruppe, bestehend aus Dichlormethoxy, Trichlormethoxy, Phenoxy oder Naphthoxy ausgewählt werden, wobei Phenoxy und Naphthoxy wahlweise mit Halogen, Alkoxy oder Nitro substituiert werden. Bevorzugte Carbonylierungsagenzien sind diejenigen, bei denen R² und R³ gleich sind und aus der Gruppe, bestehend aus Dichlormethoxy, Trichlormethoxy oder Phenoxy, wahlweise mit Halogen, Alkoxy oder Nitro substituiert, ausgewählt werden. Ein stärker bevorzugtes Carbonylierungsagens, mit dem Amidrazon (A) carbonylieren wird, ist dasjenige, bei dem R² und R³ beide Phenoxy sind. Ein bevorzugtes Molverhältnis von Carbonylierungsagens zu Amidrazon (A) liegt im Bereich von etwa 1/1 bis etwa 2,5/1, besser etwa 1,1/1 bis etwa 1,5/1.
Die Carbonylierung eines Amidrazons der Formel (A) zum Bilden einer Verbindung der Formel I wird vorzugsweise in der Anwesenheit eines Säure- oder Basenkatalysators durchgeführt. Der Katalysator muss nicht anwesend sein, um eine Verbindung der Formel I zu bilden; jedoch wird seine Anwesenheit die Bildung einer Verbindung der Formel I im Allgemeinen beschleunigen. Ob ein Katalysator vorzugsweise anwesend ist oder nicht, kann von der zu bildenden Verbindung der Formel I, dem als Reaktanten verwendeten Amidrazon (A), dem Katalysator, der gewünschten Reaktionszeit und der Reaktionstemperatur abhängen, was ein durchschnittlicher Fachmann auf der Basis allgemeinen Wissens und dieser Offenbarung unschwer bestimmen kann.
Ein Säurekatalysator, der in dem Zusammenhang der vorliegenden Erfindung nützlich ist, kann eine protische (Brontsted-)Säure oder eine Elektronenpaar akzeptierende (Lewis-)Säure sein. Säurekatalysatoren umfassen zum Beispiel mineralische, organische, anorganische und metallorganische Säuren. Bevorzugte Säurekatalysatoren umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Iodwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Perchlorsäure, Essigsäure, Trifluoressigsäure, Trifluormethansulfonsäure, Chlorsulfonsäure, Methansulfonsäure, Paratoluensulfonsäure, Kampfersulfonsäure, Benzensulfonsäure, Bortrifluorid, Bortrifluoridetherat, Aluminiumchlorid, Zinkchlorid und Trifluormethansulfonate der Lanthanreihe wie etwa Trifluormethansulfonate von Scandium, Praseodym und Ytterbium und andere Katalysatoren, die auf dem Fachgebiet bekannt sind.
Bevorzugte Säurekatalysatoren zur Verwendung beim Carbonylieren eines Amidrazons der Formel (A) umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Bortrifluorid, Aluminiumchlorid, Trifluormethansulfonate der Lanthanreihe, Methansulfonsäure, Paratoluensulfonsäure, Essigsäure und Trifluoressigsäure. Besonders bevorzugte Säurekatalysatoren umfassen Bortrifluorid, Scandiumtrifluormethansulfonat, Methansulfonsäure und Paratoluensulfonsäure.
Der Säurekatalysator ist vorzugsweise in einem Molverhältnis von Säurekatalysator zu Amidrazon (A) im Bereich von etwa 0,0001/1 bis etwa 1/1 anwesend, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,001/1 bis etwa 0,1/1. Zusätzliche Mengen von Säurekatalysator können, wenn nötig, hinzugefügt werden, zum Beispiel um die Reaktion schneller voranzutreiben.
Basenkatalysatoren umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Akalimetall-, Erdalkalimetall- und Übergangsmetallhalogenide, -hydride, -hydroxide, -bikarbonate, -karbonate und dergleichen. In dem vorliegenden Zusammenhang nützliche Metallhalogenide umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Lithiumchlorid, Lithiumfluorid, Lithiumbromid, Lithiumiodid, Natriumchlorid, Natriumfluorid, Natriumbromid, Natriumiodid, Kaliumchlorid, Kaliumfluorid, Kaliumbromid, Kaliumiodid, Magnesiumchlorid, Magnesiumfluorid, Magnesiumbromid, Magnesiumiodid, Kalziumchlorid, Kalziumfluorid, Kalziumbromid, Kalziumiodid, Silberbromid und Silberiodid. In dem vorliegenden Zusammenhang nützliche Metallhydride umfassen, sind aber nicht beschränkt auf; Lithiumhydrid, Natriumhydrid, Kaliumhydrid, Magnesiumhydrid, Kalziumhydrid und Bariumhydrid. In dem vorliegenden Zusammenhang nützliche Metallhydroxide umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Kalziumhydroxid und Bariumhydroxid. In dem vorliegenden Zusammenhang nützliche Metallbikarbonate umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Natriumbikarbonat und Kaliumbikarbonat. In dem vorliegenden Zusammenhang nützliche Metallkarbonate umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Natriumkarbonat und Kaliumkarbonat. Ein durchschnittlicher Fachmann kann nach Empfang der Lehre hiervon andere Alkalimetall-, Erdalkalimetall- und Übergangsmetallhalogenide, -hydride, -hydroxide, -bikarbonate und -karbonate, die auf dem Fachgebiet als Katalysatoren bekannt sind, auswählen.
Nützliche Basenkatalysatoren umfassen ebenfalls Alkalimetallalkoxide wie etwa, ohne Einschränkung, Natriummethoxid, Natriumethoxid, Kaliummethoxid, Kaliumethoxid, Kaliumtertiärbutoxid und andere auf dem Fachgebiet bekannte Alkalimetallalkoxide. Andere nützliche Basenkatalysatoren umfassen organische Alkylamine und zyklische Amine, zum Beispiel, aber nicht beschränkt auf, Methylamin, Ethylamin, Dimethylamin, Diethylamin, Trimethylamin, Triethylamin, Ethyldiisopropylamin, Butylamin, Pyridin, DMAP, 2,6-Dimethylpyridin, Piperidin, Piperazin, Morpholin, Chinolin, DBN, DBU und andere Alkylamine und zyklische Amine, die auf dem Fachgebiet bekannt sind.
Bevorzugte Basenkatalysatoren zur Verwendung beim Carbonylieren eines Amidrazons der Formel (A) umfassen Natriumkarbonat, Kaliumkarbonat, Natriumhydrid, Triethylamin, Pyridin, DMAP, DBN, DBU, Natriummethoxid, Kaliummethoxid und Kaliumtertiärbutoxid. Besonders bevorzugte Basenkatalysatoren umfassen Natriumkarbonat, Kaliumkarbonat, DMAP, DBN und DBU.
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Basenkatalysator kann in einem Molverhältnis von Basenkatalysator zu Amidrazon (A) in einem Bereich von etwa 0,0001/1 bis etwa 1/1, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,001/1 bis etwa 0,1/1 anwesend sein. Zusätzliche Mengen von Basenkatalysator können, wenn nötig, hinzugefügt werden, zum Beispiel um die Reaktion schneller voranzutreiben.
Die Temperatur und der Zeitraum, bei der/über den eine chemische Reaktion wie etwa die Carbonylierung von Amidrazon (A) durchgeführt wird, variieren unter anderem je nach dem Lösungsmittel oder den Lösungsmitteln, in dem/denen die Reaktion durchgeführt wird, dem Reaktionsformat (z. B. periodisch, halbperiodisch oder kontinuierlich), dem Carbonylierungsagens und/oder der Formel von Amidrazon (A), und je nach dem, ob ein Katalysator verwendet wird oder nicht. Die Carbonylierung von Amidrazon (A), wie hier dargelegt, wird über einen Zeitraum von bis zu etwa 20 Stunden bei einer Temperatur im Bereich von etwa 10 °C bis etwa 200 °C durchgeführt, vorzugsweise über etwa 10 Stunden im Bereich von etwa Raumtemperatur bis etwa 160 °C, und besser über etwa 5 Stunden.
In einem Verfahren der Carbonylierung eines Amidrazons (A) wird im Allgemeinen ein Hydrazinderivat, zum Beispiel 2,4-Dichlorphenylhydrazin (1), zunächst aus seinem Chlorwasserstoffsalz zubereitet, indem das Salz mit einer Base wie etwa wässrigem Natriumhydroxid behandelt wird, was freies Hydrazin (1) ergibt. Das freie Hydrazin (1) wird wiederum mit zum Beispiel Ethylacetimidat bei einer Temperatur von etwa 0 °C bis etwa Raumtemperatur in einem passenden Lösungsmittel wie etwa Methylenchlorid reagieren gelassen, was das entsprechende Amidrazon (A), 2,4-Dichlorphenylhydrazidethanimidsäure, ergibt. Amidrazon (A) wird wiederum mit zum Beispiel Diphenylkarbonat bei einer Temperatur von etwa 100 °C bis etwa 115 °C in einem passenden Lösungsmittel wie etwa Toluen carbonyliert, was die entsprechende Verbindung der Formel (I), 4,5-Dihydro-1-(2,4-dichlorphenyl)-3-methyl-1,2,4-triazol-5(1H)-on, ergibt. Die Carbonylierung von Amidrazon (A) zu der Verbindung der Formel (I) wird routinemäßig mit einem Katalysator wie etwa DMAP unterstützt. Eine detaillierte Verfahrensweise für die Zubereitung und Carbonylierung eines Amidrazons (A), um eine Verbindung der Formel (I) zu ergeben, ist hier untenstehend in Beispiel 1 dargelegt.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird gemäß den unten in Beispiel 1 gezeigten Verfahrensweisen ausgeführt. Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung der Erfindung und sollte nicht als einschränkend interpretiert werden, da dem Fachmann weitere Abwandlungen der offenbarten Erfindung ersichtlich sein werden. Alle derartigen Abwandlungen werden als innerhalb des Bereichs der Erfindung, wie er in den Patentansprüchen definiert ist, befindlich erachtet.
Beispiel 1
Dieses Beispiel veranschaulicht ein Verfahren zur Zubereitung von 4,5-Dihydro-1-(2,4-dichlorphenyl)-3-methyl-1,2,4-triazol-5(1H)-on (I) aus 2-(2,4-Dichlorphenyl)hydrazidethanimidsäure (A).
Eine gerührte Lösung von 13,6 Gramm (0,1100 Mol) Ethylacetimidathydrochlorid und 13,2 Gramm (0,1300 Mol) Triethylamin in 100 Gramm Methylenchlorid wurde fünf Minuten lang auf etwa 0 °C abgekühlt, und 17,7 Gramm (0,1000 Mol) 2,4-Dichlorphenylhydrazin (1) wurden hinzugegeben. Bei Beendigung der Zugabe wurde die Reaktionsmischung etwa eine Stunde lang bei 0 °C gerührt, dann durfte sie sich auf Raumtemperatur erwärmen, bei der sie zwei Stunden lang gerührt wurde. Die GC-Analyse der Reaktionsmischung zeigte die Anwesenheit einer geringen Menge von Nichtreagiertem (1) an. Zusätzliche 0,6 Gramm Ethylacetimidathydrochlorid wurden hinzugegeben (insgesamt 14,2 Gramm – 0,1150 Mol), und die Reaktionsmischung wurde über eine zusätzliche Stunde gerührt. Nach dieser Zeit wurde die Reaktionsmischung mit etwa 20 ml Wasser gewaschen und mit Magnesiumsulfat getrocknet. Die Mischung wurde gefiltert und das Filtrat wurde unter reduziertem Druck zu einem halbfesten Rückstand konzentriert. Der Rückstand wurde mit 20 ml Hexan zerrieben und der resultierende Feststoff wurde mittels Filtration gesammelt. Der Feststoff wurde mit 50 ml Hexan gewaschen und getrocknet, was 20,4 Gramm (93,4 % Ertrag) 2-(2,4-Dichlorphenyl)hydrazidethanimidsäure (A) ergab.
Eine gerührte Lösung von 7,5 Gramm (0,0344 Mole) 2-(2,4-Dichlorphenyl)hydrazidethaneimidsäure (A), 7,4 Gramm (0,0344 Mol) Diphenylkarbonat und 0,2 Gramm (0,0017 Mol) 4-Dimethylaminopyridin (DMAP) in 20 Gramm Toluen wurde bei Rückfluss etwa 30 Minuten lang erwärmt. Die GC-Analyse der Reaktionsmischung nach dieser Zeit zeigte die Anwesenheit von nichtreagiertem Diphenylkarbonat an. Zusätzliche 0,3 Gramm (A) wurden hinzugegeben (insgesamt 7,8 Gramm – 0,0358 Mol), und die Reaktionsmischung wurde über zusätzliche 30 Minuten gerührt. Nach dieser Zeit wurde das Reaktionsgemisch abgekühlt und unter reduziertem Druck zu einem Rückstand konzentriert. Der Rückstand wurde etwa zwei Stunden lang im rückfließenden Hexan aufgeschlämmt, dann wurde er durch Filtration gesammelt, was etwa 8,1 Gramm der betroffenen Verbindung (I) ergab (Ertrag von (A) ist 93,2 %; Ertrag von (1) ist 87.0 %).
Während diese Erfindung mit Schwerpunkt auf den bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird es dem durchschnittlichen Fachmann offensichtlich sein, dass Variationen der bevorzugten Ausführungsformen verwendet werden können und es beabsichtigt ist, dass die Erfindung anders als hier spezifisch beschrieben umgesetzt werden kann. Demgemäß umfasst diese Erfindung alle Abwandlungen, die in dem Bereich, der durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert ist, liegen.

Claims

Ein Verfahren zur Zubereitung einer Verbindung der Formel 1:
das das Carbonylieren eines Amidrazons der Formel (A) mit einem Carbonylierungsagens beinhaltet, wobei Formel (A) wie folgt ist:
wobei X und Y unabhängig aus Wasserstoff, Halogen, Nitro und Amino ausgewählt werden; Z aus Wasserstoff, Halogen, Alkyl, Alkoxy, Nitro, Amino oder Alkylsulfonylamino ausgewählt wird; W -NHR ist, wobei R Wasserstoff, Alkyl oder Halogenalkyl ist; und R¹ Wasserstoff, Alkyl, Halogenalkyl, Alkoxy, Acetyl oder Aryl ist; und das Carbonylierungsagens folgende Formel aufweist;
wobei R² und R³ gleich sind und aus der Gruppe, bestehend aus Dichlormethoxy, Trichlormethoxy, Phenoxy oder Naphthoxy ausgewählt werden, wobei Phenoxy und Naphthoxy wahlweise mit Halogen, Alkoxy oder Nitro substituiert werden; und wobei das Carbonylieren i) in mindestens einem organischen Lösungsmittel, ausgewählt aus N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Acetonitril, Toluen, Tetrahydrofuran oder Glymes; ii) bei einer Temperatur im Bereich von 10 °C bis 200 °C; iii) während einer Zeitspanne von bis zu 20 Stunden durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei X, Y und R Wasserstoff sind, Z Wasserstoff, 5-Nitro oder 5-Amino und R¹ Methyl, Ethyl oder Propyl ist; wobei X und R Wasserstoff sind, Y 4-Chlor, Z Wasserstoff oder 5-Nitro und R¹ Methyl, Ethyl oder Propyl ist; wobei X 2-Chlor oder 2-Fluor ist, Y, Z und R Wasserstoff sind und R¹ Methyl, Ethyl oder Propyl ist; oder wobei X 2-Chlor oder 2-Fluor, Y 4-Chlor, Z Wasserstoff, 5-Brom, 5-Iod oder 5-Nitro ist, R Wasserstoff ist und R¹ Methyl, Ethyl oder Propyl ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei X, Y, Z und R Wasserstoff sind und R¹ Methyl ist; wobei X 2-Fluor ist, Y 4-Chlor ist, Z und R Wasserstoff sind und R¹ Methyl ist; oder wobei X 2-Chlor ist, Y 4-Chlor ist, Z und R Wasserstoff sind und R¹ Methyl ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Carbonylierungsagens dort ist, wo R² und R³ gleich sind und aus der Gruppe, bestehend aus Dichlormethoxy, Trichlormethoxy oder Phenoxy, wahlweise substituiert mit Halogen, Alkoxy oder Nitro, ausgewählt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Carbonylierungsagens dort ist, wo R² und R³ gleich sind und beide Phenoxy sind.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Carbonylierungsagens zu Amidrazon (A) ein Molverhältnis jeweils im Bereich von 1/1 bis 2,5/1 aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Lösungsmittel aus Acetonitril, Toluen, Tetrahydrofuran, Monoglyme oder Diglyme ausgewählt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Lösungsmittel Toluen ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Lösungsmittel zu Amidrazon (A) ein Gewichtsverhältnis jeweils im Bereich von 2,5/1 bis 20/1 aufweist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Carbonylieren während der Zeitspanne von bis zu 10 Stunden bei der Temperatur im Bereich von Umgebungstemperatur bis 160 °C durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Carbonylieren in Anwesenheit eines Säure- oder Basenkatalysators durchgeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Säurekatalysator aus Bortrifluorid, Aluminiumchlorid, Trifluormethansulfonaten der Lanthanreihe, Methansulfonsäure, Paratoluensulfonsäure, Essigsäure oder Trifluoressigsäure ausgewählt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei der Säurekatalysator aus Bortrifluorid, Scandiumtrifluormethansulfonat, Methansulfonsäure oder Paratoluensulfonsäure ausgewählt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Basenkatalysator aus Natriumkarbonat, Kaliumkarbonat, Natriumhydrid, Triethylamin, Pyridin, 4-Dimethylaminopyridin; 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en; 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en; Natriummethoxid, Kaliummethoxid oder Kaliumtertiärbutoxid ausgewählt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei der Basenkatalysator aus Natriumkarbonat, Kaliumkarbonat, 4-Dimethylaminopyridin; 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]non-5-en; oder 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en ausgewählt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei der Säure- oder Basenkatalysator zu Amidrazon (A) ein Molverhältnis von jeweils 0,0001/1 bis 1/1 aufweist.