DE69028990T2

DE69028990T2 - Produktion von triazolinonen

Info

Publication number: DE69028990T2
Application number: DE69028990T
Authority: DE
Inventors: John Lyga; George Theodoridis
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1990-08-21
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2010-08-22
Also published as: BR9007634A; JPH0678322B1; IL95559A; DK0490936T3; KR927003548A; RU2060994C1; EP0490936A1; DE69028990D1; HU9200771D0; IL95559A0; TR24939A; KR940009526B1; WO1991003470A1; HU209868B; US4980480A; ZA906631B; MX172079B; CA2059531C; HUT60725A; EP0490936B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Aryl-1,2,4-triazolin-5-onen.
Die veröffentliche Japanische Patentanmeldung 60-136 572, veröffentlicht am 20. Juli 1985 (nachstehend als "J 85-Anmeldung" bezeichnet), offenbart die Herstellung von Aryltriazolinonen der Formel Formel I
(wobei R ein Niederalkyl- oder Phenykest sein kann, X jeweils unabhängig H, ein Halogenatom, em Niederalkyl-, Niederalkyoxyrest, eine Nüro- oder OH-Gruppe sein kann, und n eine Zahl von 1 bis 3 ist)
aus einem Aryltriazolidinon der Formel. Formel II
Die Umsetzung wird durch Erhitzen der Verbindung der Formel II in Anwesenheit eine Base und eines Lösungsmittels durchgeführt; ein Phasentransferkatalysator, wie Tetra-n-butylammoniumbromid, kann zugegen sein.
Die veröffentlichte Japanische Patentanmeldung 63-093 768, veröffentlicht am 25. April 1988 (nachstehend als "J 88-Anmeldung" bezeichnet), offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I durch Oxidieren einer Verbindung der Formel II mit Luft, Sauerstoff, Wasserstoffperoxid oder bestimmten organischen Peroxidverbindungen.
In dem in der J 85-Anmeldung beschriebenen Verfahren (wie in einem früheren UK- Patent 2 021 586) kann das Aryhriazolidinon durch Umsetzen eines Arylhydrazins mit Acetaldehyd, wodurch ein Hydrazon erzeugt wird, und anschließendes Behandeln mit Natriumcyanat hergestellt werden. Die Umsetzung des Hydrazons mit einem Alkalicyanat, wobei die Verbindung der Formel II erzeugt wird, ist in dem früheren UK-Patent 2 021 586 offenbart.
DE-A-3 244 657 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Triazolin-3,5-dionen, umfassend die Oxidation von 1,2,4-Triazolidin-3,5-dionen mittels Chlor oder Brom.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Triazolidinon (wie eine Verbindung der Formel II) mit Hypochlorit (wie Natriumhypochlorit, wäßriger Hypochlorsäure oder einem anderen Salz der Hypochlorsäure, wie einem Alkalimetall- oder einem Erdalkalimetallsalz, beispielsweise Calcium- oder Lithiumhypochlorit) oder mit Chlor behandelt, wodurch ein Triazolinon (wie eine Verbindung der Formel I) erzeugt wird. Es wurde gefunden, daß die Umsetzung bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen schnell abläuft, wobei sich bei kurzen Umsetzungszeiten hohe Ausbeuten ergeben. Wie beispielsweise nachstehend im Beispiel 1 illustriert, wurde bei Zimmertemperatur eine Ausbeute von mehr als 80% praktisch sofort erreicht, wobei von genau dem gleichen 3-Nitrophenyl-3-methyl-1,2,4-triazolidin-5-on ausgegangen wurde. das auch im einzigen Beispiel der J 85-Anmeldung eingesetzt wurde. Im Unterschied hierzu offenbart die J 85-Anmeldung 4stündiges Erhitzen auf 80ºC, wobei eine Ausbeute von 62% erreicht wurde.
Die Arykriazolidinone (wie die Verbindungen der Forrnel II) werden gewöhnlich aus den entsprechenden Arylaminen über ihre Hydrazine hergestellt. In der J 85-Anmeldung wird die Verbindung der Formel II hergestellt (indem aus dem Hydrazin das Hydrazon hergestellt und dieses mit Cyanat umgesetzt wird) und anschließend vor der Umsetzung mit der Base isoliert wird. Für die erfindungsgemäßen Umsetzungen (beispielsweise die Umsetzung mit Natriuinhypochlorit) ist es nicht notwendig, das Aryltriazolidinon aus dem rohen Reaktionsgemisch zu isolieren, das man durch die Umsetzung erhält, in der die Verbindung erzeugt wird. Folglich kann man das Hypochlorit oder Chlor dem triazolidinonhaltigen Reaktionsgemisch, das durch Behandeln eines Arylhydrazons mit dem Cyanat erhalten wird, hinzufügen. Das zuletzt genannte Reaktionsgemisch kann seinerseüs erhalten werden, indem man ein Arylhydrazin mit Acetaldehyd umsetzt und anschließend mit dem Cyanat umsetzt, ohne das entstandene Hydrazon zu isolieren.
Der genaue Reaktionsmechanismus des vorliegenden Verfahrens ist gegenwärtig nicht bekannt. Es ist möglich, daß er die Chlorierung eines Stickstoffatoms im Ring des Triazolidinons beinhaltet, wobei eine N-Chlorverbindung erzeugt wird, gefolgt von der Zersetzung der letzteren unter HCl-Eliminierung.
Die Umsetzung wird vorzugsweise in einem Medium durchgeführt, in welchem das Triazolidinon wenigstens teilweise löslich ist. Ein sehr geeignetes Medium ist Essigsäure, die wasserfrei oder wasserhaltig sein kann. Wie vorstehend angegeben, ergab die Umsetzung bei Zimmertemperatur sehr gute Ergebnisse; falls gewünscht, können höhere oder niedrigere Temperaturen als diese angewandt werden (beispielsweise Temperaturen im Bereich von etwa 0 bis 100ºC, vorzugsweise etwa 10 bis 50ºC). In den nachstehenden Beispielen wurde die Umsetzung bei Atmosphärendruck durchgeführt; es kann jedoch auch Unter- oder Überdruck angewandt werden. Es werden Mengenverhältnisse bevorzugt, denen etwa ein Chloratom oder mehr je Molekül Triazolidinon bereitgestellt wird. Mit größeren Mengen (und längeren Reaktionszeiten) kann man auch eine Chlorierung am aromatischen Ring des Aryltriazolinons bewirken, was oft erwünscht ist; siehe beispielsweise nachstehendes Beispiel 9 ebenso wie Beispiel 7.
Die Menge des Reaktionsmediums kann so gewählt werden, daß das gewünschte Triazolinon ausfällt oder sich anderweitig vom Reaktionsgemisch abtrennt, wie in den nachstehenden Beispielen veranschaulicht. Die Umsetzung kann bei einem sauren pH-Wert (wie in Beispiel 1, in dem der pH-Wert im wesentlichen derjenige von Essigsäure ist d.h. ein pH- Wert von etwa 4 bis 5) oder bei einem alkalischen pH-Wert (wie in Beispiel 3, in dem der pH- Wert im wesentlichen derjenige von Natriumhypochlorit ist, d.h. ein pH-Wert von etwa 11) durchgeführt werden.
Wie vorstehend angegeben, kann die erfindungsgemäße Umsetzung in einem Reaktionsgemisch durchgeführt werden, das man aus den vorhergehenden Schritten der Hydrazonerzeugung (beispielsweise mit Acetaldehyd) und der Triazolidinonerzeugung (beispielsweise mit einem Alkalicyanat) erhält. Zum Beispiel können solche Reaktionsgemische Nebenprodukte oder unumgesetzte Reaktanten der vorhergehenden Umsetzungen enthalten.
Wenngleich die Verwendung von Chlor oder Hypochlorit im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt wird, so liegt es im weiteren Bereich der Erfindung, das gesamte oder einen Teils des Chlors oder Hypochlorits durch Brom oder ein Hypobromit oder Iod oder Hypoiodit zu ersetzten.
Wie in den Beispielen 8 und 9 gezeigt, ist die Erfindung auch für Verbindungen geeignet, in denen X (in den Formeln I und II) ein -NHSO&sub2;R'-Rest ist, wobei R' einen Niederalkykest darstellt. Andere Substituenten für X sind -N(SO&sub2;R')&sub2; und -N(R')SO&sub2;R'. Der Substituent R kann auch einer derjenigen sein, die als R³ in Spalte 1, Zeilen 48 bis 59 des US- Patents 4 818 275 bezeichnet werden; demzufolge kann R ein Halogenatom (z.B. Chlor), ein Alkykest (z.B. mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen), ein Halogenalkykest (z.B. mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie die Difluormethylgruppe), ein Alkoxyalkykest (z.B. nut 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie die Methoxymethylgruppe), ein Cyanoalkykest (z.B. mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie die Cyanomethylgruppe), ein Arylalkykest (wie die Benzylgruppe), ein Alkylthiorest (z.B. mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, wie die Methylthiogruppe) oder der entsprechende Alkylsulfinyl- oder Alkylsulfonykest, oder ein Alkylthioalkylrest (z.B. mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, unabhängig voneinander für jeden Alkykest, wie die Methylthiomethylgruppe) oder der entsprechende Alkylsulfinylalkyl- oder Alkylsulfonylalkykest sein.
Die Erfindung ist beispielsweise bei der Herstellung von Herbiziden nützlich wie denjenigen, welche im US-Patent 4 818 275 aufgeführt werden, dessen gesamte Offenbarung durch die Bezugnahme hier eingeschlossen ist, wie Verbindung Nr. 1 aus Tabelle 1 dieses Patents. Die beiliegenden Strukturdiagramme illustrieren verschiedene Ausgangsmaterialien, Reaktionsabfolgen sowie Zwischenprodukte, welche mit den Verfahren zur Herstellung dieser Verbindung Nr. 1 verknüpft sind. Insbesondere zeigt:
- Diagramm 1 eine Reaktionsabfolge, ausgehend von 2-Chloranilin,
- Diagramm 2 Reaktionsabfolgen, ausgehend von Phenylhydrazin, 4-Chloraniin und 2,4- Dichlorphenylhydrazin, wobei Zwischenprodukte hergestellt werden,
- Diagramm 3 Fortführungen der Abfolgen aus Diagramm 2,
- Diagramm 4 Reaktionsabfolgen, ausgehend von 4-Chlor-3-nitroanilin,
- Diagramm 5 Reaktionsabfolgen, ausgehend von 3-Nitroanilin oder vom Zwischenprodukt 14 aus Diagramm 2 oder vom Zwischenprodukt 15 aus Diagramm 2.
Diagramm 6 zeigt Reaktionsabfolgen, ausgehend von einem Zwischenprodukt, 4,5- Dihydro-3-methyl-1-(2-chlor-5-nitrophenyl)-1,2,4-triazol-5(1H)-on, welches eine Verbindung nach dem Stand der Technik ist.
Diagramm 7 zeigt verschiedene andere substituierte Aniline, die als Ausgangsmaterialien eingesetzt werden können.
Die einzelnen Schritte in den illustrierten Reaktionsabfolgen können in bekannter Weise durchgeführt werden. Beispielsweise wird die Umwandlung der aromatischen Amine (wie die Verbindungen 5, 19, 30, 38, 57 - 60) in ihre Hydrazone (Verbindungen 6, 12, 21, 35, 32, 46 und 40) üblicherweise durch Erzeugen der Hydrazine (wie durch Diazotierung und Reduktion) und anschließendes Umsetzen mit Acetaldehyd (oder mit Aceton bei Verbindung 46) durchgeführt. Die Hydrazone können mit einem Alkalimetallcyanat, wie NaOCN oder KOCN, umgesetzt werden, wodurch die Aryltriazolidinone (wie die Verbindungen 7, 13, 22, 36, 33, 47 und 41) erzeugt werden, welche ihrerseits oxidiert werden können, wobei die Aryltriazolnone (wie die Verbindungen 8, 14, 23, 25, 24 und 42) nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden. (Verbindung 47 kann in das Triazolinon umgewandelt werden, indem man sie mit Acetylchlorid oder Essigsäureanhydrid umsetzt, wodurch Verbindung 48 erzeugt wird, gefolgt von Erhitzen in Anwesenheit einer Säure, wodurch man Verbindung 24 erzeugt.) Die Einführung der Difluormethylgruppe kann durch Umsetzen mit CC1F&sub2;H in Anwesenheit einer Base durchgeführt werden. Nitrierungen (um beispielsweise Verbindung 1 in Verbindung 2 umzuwandeln, oder 25 in 26, oder 37 in 27, oder 14 in 42, oder 15 in 43) können mit Salpetersäure in konzentrierter oder rauchender Schwefelsäure durchgeführt werden, und Umwandlungen der Nitrogruppen in Aminogruppen werden unter gewöhnlichen Reduktionsbedingungen durchgeführt. Die Einführung des Alkylsulfonylrests an der Aminogruppe kann auf die im US-Patent 4 818 275 beschriebene Art und Weise erfolgen. Man kann die Chlorierung des Phenylrings (wie in den folgenden Umwandlungen 6 in 49, 9 in 10, 14 in 23, 14 in 25, 15 in 16, 15 in 37, 16 in 37, 9 in 10, 45 in 10) mit Agenzien, wie Chlor oder Sulfurylchlorid, oder mit Natriumhypochlorit (wie in Beispiel 9 gezeigt) durchführen; in einigen Fällen kann es erwünscht sein, zuerst Sulfurylchlorid zu verwenden, um ein Chloratom in der 4-Position anzubringen (wie bei der Umwandlung von Verbindung 14 in Verbindung 23), und anschließend Chlor in Gegenwart eines Katalysators, wie Eisen, zu verwenden, wodurch ein zweites Chloratom in der 2-Position angebracht wird (wie bei der Umwandlung von Verbindung 23 in Verbindung 25).
Wie in den Beispielen 5 und 8 gezeigt, kann das Hydrazon in einer Eintopfreaktion aus Anilin hergestellt werden, ohne das Rydrazin-Zwischenprodukt abzutrennen, in diesen Beispielen wird die Diazoverbindung mit Zinndichlorid reduziert, aber es ist klar. daß andere herkömmlicherweise für solche Reduktionen eingesetzte Agenzien (wie Natriumhydrogensulfit) anstelle dessen verwendet werden können.
Es ist selbstverständlich, daß die in den Strukturdiagrammen illustrierten Reaktionsabfolgen variiert werden können, und daß ein in einer illustrierten Abfolge hergestelltes Zwischenprodukt gemäß einer Reihe von Umsetzungen, die einen Teil einer anderen illustrierten Abfolge darstellen, weiter umgesetzt werden kann.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Veranschaulichung dieser Erfindung. In den Beispielen beziehen sich alle Verhältnisse auf das Gewicht, alle Temperaturen sind in ºC angegeben, und es herrschte Atmosphärendruck, sofern nicht anderes angegeben ist.

Beispiel 1

Eine 0,5 g-Probe (0,00225 Mol) von 3-Methyl-1-(3-nitrophenyl)-1,2,4-triazolidin-5-on (Verbindung 41, Diagramm 5) wurde in 5 ml Eisessig gelöst, und anschließend wurden etwa 3 ml einer wäßrigen 5,2%igen Natriumhypochlorit (Clorox Haushaltbleiche, Chlorox ist ein eingetragenes Warenzeichen) innerhalb von etwa 5 Minuten zugegeben. Während dieser Zugabe bildete sich in dem anfangs klaren Reaktionsgemisch ein Niederschlag. Das Gemisch wurde anschließend mit etwa 10 ml Wasser verdünnt und filtriert. Man trocknete den entstandenen Feststoff, wobei sich 0,41 g des Materials ergaben, das durch sein NMR- Spektrum als 4,5-Dihydro-3-methyl-1-(3-nitrophenyl)-1,2,4-triazol-5(1H)-on (Verbindung 42, Diagramm 5) identifiziert wurde.
In diesem Experiment wurde das Filtrat, das eine zusätzliche Menge des Produkts enthalten haben könnte (vergleiche nachstehendes Beispiel 2), verworfen.

Beispiel 2

Zu einer gerührten, warmen (40ºC) Lösung von 66,2 g (0,37 Mol) Acetaldehyd-3-nitrophenylhydrazon (Verbindung 40, Diagramm 5) in einem Liter Essigsäure wurde eine Lösung von 30,0 g (0,37 Mol) Kaliumcyanat in 75 ml Wasser zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde auf 20ºC abgekühlt und 30 Minuten gerührt. Eine wäßrige 5%ige Natriumhypochloritlösung (600 ml) wurde dem Gemisch innerhalb von 30 Minuten zugegeben, wobei man die Temperatur bei 20ºC hielt. Während der Zugabe bildete sich ein Niederschlag. Nach dem Ende der Zugabe wurde das Gemisch mit einem Liter Wasser verdünnt und filtriert; das Filtrat wurde für die weitere Verwendung aufbewahrt. Man verrieb den Filterkuchen mit einer Lösung aus Ethylacetat:n-Heptan (1:1) und filtrierte ab. Der so gesammelte Feststoff wurde unter vermindertem Druck getrocknet, wobei sich 52,4 g 4,5-Dihydro-3-methyl-1-(3-nitrophenyl)-1,2,4-triazol-5(1H)-on ergaben.
Das vorstehend aufbewahrte Filtrat wurde mit Natriumchlorid gesattigt und anschließend mit zwei 750 ml-Portionen Ethylacetat extrahiert. Diese Extrakte wurden mit dem Filtrat, das nach dem vorstehenden Verreiben erhalten wurde, vereinigt, und das Lösungsmittel wurde durch Verdampfen unter vermindertem Druck entfernt, wobei ein Rückstand zurückblieb. Diesen rührte man in ungefähr 500 ml Essigsäure, und ungefähr 200 ml einer wäßrigen 5%igen Natriumhypochloritlösung wurden zugegeben. Dieses Gemisch wurde bei Zimmertemperatur eine Stunde gerührt, wobei sich ein Niederschlag bildete. Dieser Niedeischlag wurde durch Filtration gesammelt und dann getrocknet, wodurch man zusätzliche 13,7 g des Produkts erhielt.
Die NMR-Spektren der beiden Partien waren identisch und stimmten mit der vorgeschlagenen Struktur überein.

Beispiel 3

Eine 20,0 g-Probe (0,170 Mol) von 3-Methyl-1-phenyl-1,2,4-triazolidin-5-on (Verbindung 13, Diagramm 2) wurde in 350 ml wäßriger 5%iger Natriumhypochloritlösung (Clorox- Bleiche) gelöst und bei Zimmertemperatur gerührt. Nach 10 Minuten wurde das Gemisch trüb, die Temperatur war auf 35ºC angestiegen, im Gemisch entstanden Blasen, und an der Oberfläche bildete sich ein ein öliger Feststoff Natriumhydroxid (7,0 g, 0,17 Mol) wurde in das Gemisch eingebracht, das anschließend mit Diethylether extrahiert wurde, um Verunreinigungen zu entfernen, woraufhin man die wäßrige Phase mit HCl neutralisierte. Es bildete sich ein Niederschlag; dieser wurde durch Filtration gesammelt und aus Ethylacetat/Heptan (40/15) umkristallisiert, wobei sich 13,50 g eines Feststoffs mit einem Schmelzpunkt von 160 bis 165ºC, 4,5-Dihydro-3-methyl-1-phenyl-1,2,4-triazol-5(1H)-on (Verbindung 14, Diagramm 2), ergaben.

Beispiel 4

Zu einer gerührten Lösung von 21,3 g (0,197 Mol) Phenylhydrazin (Verbindung 11, Diagramm 2) in 75 ml Eisessig, die auf etwa 9ºC abgekühlt wurde, gab man tropfenweise innerhalb von 2 Minuten eine Lösung von 9,36 g (0,213 Mol) Acetaldehyd in 12 ml Eisessig; dies führte zu einer allmählich exothermen Reaktion, wobei die Temperatur auf etwa 18ºC anstieg. Die Analyse einer Probe, die 10 Minuten nach der Zugabe entnommen wurde, zeigte eine Ausbeute von 94,4% des gewünschten Hydrazons an. Anschließend wurde eine Lösung von 16,8 g KOCN in 34 ml Wasser zugetropft, und man ließ die Umsetzung bis zur im wesentlichen Vollständigkeit ablaufen, wodurch das Phenyltriazolidinon (Verbindung 13, Diagramm 2) erzeugt wurde. Dann wurde das Reaktionsgemisch auf 14ºC abgekühlt und eine wäßrige 12%ige Natriumhypochloritlösung langsam in getrennten Portionen zugegeben, solange, bis eine DC-Analyse im wesentlichen kein verbliebenes, unumgesetztes Phenyltriazolidinon anzeigte. Die erste Zugabe betrug 136 ml, wobei bei 14ºC angefangen wurde und die Temperatur langsam bis unterhalb 25ºC anstieg, und führte zur Erzeugung einer orangegelben Suspension; in den nächsten Schritten wurden 50 ml (bei Zimmertemperatur, gefolgt von Erhitzen auf 40ºC) und dann 40 ml (bei 34 bis 40ºC) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend filtriert, und der Filterkuchen wurde mit Wasser gewaschen und dann unter vermindertem Druck bei etwa 80ºC getrocknet, wodurch sich 25,3 g eines hellgelborangen Pulvers (Smp. 154 bis 156ºC) ergaben, dessen GC-Untersuchung anzeigte, daß es sich um 97,6% 4,5-Dihydro-3-methyl-1-phenyl-1,2,4-triazol-5(1H)-on (Verbindung 14, Diagramm 2) handelte.

Beispiel 5

Schritt A:

Zu einer kalten (-10ºC), gerührten Lösung von 5,0 g (0,039 Mol) 4-Chloranilin in 20 ml Schwefelsäure wurde eine Lösung von 3,9 ml Salpetersäure in 5 ml Schwefelsäure zugetropft. Man rührte das Reaktionsgemisch 30 Minuten bei -10ºC und verdünnte dann mit 25 ml Essigsäure, 50 g Eis und 25 ml Wasser. Eine Lösung von 2,7 g (0,039 Mol) Natriumnitrit in 10 ml Wasser wurde dem gerührten Gemisch langsam zugegeben, wobei man die Temperatur bei 0ºC hielt. Nach der vollständigen Zugabe wurde eine Lösung von 17,7 g (0,0785 Mol) Zinn(II)-chlorid-dihydrat in 25 ml Salzsäure zugetropft. Nach der vollständigen Zugabe wurde das entstandene Gemisch 30 Minuten bei -5ºC gerührt. Man gab eine Lösung von 3,94 g (0,0394 Mol) Acetaldehyd in 50 ml Wasser zu. Das Reaktionsgemisch wurde auf Zimmertemperatur erwärmt und 30 Minuten gerührt, wobei sich ein Niederschlag bildete. Dieser Feststoff wurde durch Filtration gesammelt, und man löste den Filterkuchen in Ethylacetat. Diese organische Lösung wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Das Filtrat wurde unter vermindertem Druck eingeengt, wobei sich 5,4 g Acetaldehyd-4- chlor-3-nitrophenylhydrazon ergaben.

Schritt B:

Zu einer gerührten Lösung von 5,25 g (0,0246 Mol) Acetaldehyd-4-chlor-3-nitrophenylhydrazon in 25 ml Essigsäure wurde eine Lösung von 2,0 g (0,0246 Mol) Kaliumcyanat in 5 ml Wasser zugetropft. Nach dem Ende der Zugabe wurden 50 ml einer wäßrigen 5%igen Natriumhypochloritlösung zugetropft, wobei sich ein Niederschlag bildete. Nach etwa einer halben Stunde wurde der Feststoff durch Filtration gesammelt und getrocknet, wodurch sich 5,4 g 1-(4-Chlor-3-nitrophenyl)-4,5-dihydro-3-methyl-1,2,4-triazol-5(1H)-on ergaben.
Das NMR-Spektrum bestätigte die vorgeschlagene Struktur.

Beispiel 6

Eine Probe mit 2,25 g (0,010 Mol) 3-Methyl-1-(3-nitrophenyl)-1,2,4-triazolidin-5-on (Verbindung 41, Diagramm 5) wurde in 50 ml Eisessig gelöst und Chlorgas wurde langsam eingeleitet, was zum Ansteigen der Temperatur (anfänglich 22ºC) auf 37ºC führte, gefolgt von raschem Ausfällen eines gelben Feststoffs, woraufhin man die Gaseinleitung beendete und das Gemisch 20 Minuten rührte, gefolgt von Filtrieren. Das feste Produkt wurde mit Essigsäure gewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet, wobei sich 1,65 g eines weißen Pulvers ergaben. Das Filtrat wurde unter vermindertem Druck durch Verdampfen auf das halbe Volumen eingeengt, wobei sich zusätzlicher Niederschlag bildete, den man durch Filtration sammelte und trocknete, wodurch sich weitere 0,15 g des Produkt ergaben. Die NMR- Analyse bestätigte, daß das Produkt 4,5-Dihydro-3-methyl-1-(3-nitrophenyl)-1,2,4-triazol- 5(1H)-on (Verbindung 42, Diagramm 5) war.

Beispiel 7

Man ließ Chlorgas in eine Lösung von 17,7 g (0,1 Mol) 3-Methyl-1-phenyl-1,2,4-triazolidin-5-on (Verbindung 13, Diagramm 2) 5 Minuten in das etwa 10fache seines Gewichts an Eisessig bei Zimmertemperatur hindurchperlen. Die Temperatur stieg auf 35ºC an, und die braune Farbe der Lösung wurde heller. Eine NMR-Analyse zeigte, daß das Produkt 4,5-Dihydro-3-methyl-1-phenyl-1,2,4-triazol-5(1H)-on (Verbindung 14, Diagramm 2) war. Als nächstes wurde 1,0 g Eisenpulver langsam dem Gemisch zugegeben, dieses wurde auf 95ºC erhitzt, und man ließ Chlorgas für 10 Minuten hindurchperlen, woraufhin man das Gemisch eine Stunde bei der erhöhten Temperatur rührte. Man schüttete das Gemisch auf Eis, extrahierte mit Ethylacetat, trocknete über Magnesimsulfat und ließ es durch eine Kieselgelsäule laufen (die dann mit 200 ml Ethylacetat eluiert wurde, wobei sich eine Lösung ergab, von der man das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernte), wodurch sich 12,0 g eines Feststoffs (Smp. 174 bis 176ºC) ergaben, 4,5-Dihydro-3-methyl-1-(4-chlorphenyl)-1,2,4-triazol- 5(1H)-on (Verbindung 23, Diagramm 2).

Beispiel 8

Man löste Acetaldehyd-4-chlor-3-methylsulfonylaminophenylhydrazon (Verbindung 6, Diagramm 1) (in einer Menge von 2,0 g, 7,64 mmol) in 40 ml Eisessig und gab 0,50 g (7,64 mmol) Natriumcyanat auf einmal unter Rühren zu. Nach 5 Minuten wurden etwa 14,8 ml einer wäßrigen 5%igen Natriumhypochloritlösung (Clorox-Bleiche) (etwa 9,9 mmol) unter Rühren zugegeben. Nach weiteren 5 Minuten bildete sich ein Niederschlag. Diesem Gemisch wurden 6 ml einer 6 N HCl zugegeben, und das ganze wurde unter vermindertem Druck eingeengt, wobei sich ein Feststoff ergab. Der Feststoff wurde anschließend mit 150 ml Wasser gewaschen und im Vakuum getrocknet, wodurch sich 1,95 g eines Materials ergaben, das nach der NMR-Analyse 94% 4,5-Dihydro-3-methyl-1-(4-chlor-3-methylsulfonylaminophenyl)-1,2,4-triazol-5(1H)-on (Verbindung 8, Diagramm 1) und 6% 3-Methyl-1-(4-chlor-3- methylsulfonylaminophenyl)-1,2,4-triazolidin-5-on (Verbindung 7, Diagramm 1) enthielt.
Um das Ausgangsmaterial, Acetaldehyd-4-Chlor-3-methylsulfonylaminophenylhydrazon, herzustellen, wurde ein Gemisch aus 20,0 g (116 mmol) 2-Chlor-5-nitroanilin (Verbindung 4, Diagramm 1) 24,6 g (243 mmol) Triethylamin und 100 ml Methylenchlorid in einem Eisbad geküt und man tropfte eine Lösung von 27,8 g (243 mmol) Methylsulfonylchlorid in 20 ml Methylenchlorid zu. Als die Zugabe etwa zur Hälfte beendet war, wurde das Eisbad entfernt. Nach dem Ende der Zugabe ließ man das Gemisch eine Stunde stehen, und anschließend wurde filtriert, um die unerwünschten Salze abzutrennen. Das Filtrat wurde unter vermindertem Druck eingeengt, wobei sich ein gelber Feststoff ergab den man mit 100 ml Wasser wusch; dann wurde der Filterkuchen mit 100 ml Ethanol gemischt und schnell abfiltriert, und der entstandenen gebrochen-weißen Feststoff trocknete man im Vakuum, wobei sich 32,7 g 2-Chlor-5-nitro-1-bis(methylsulfonyl)aminobenzol ergaben. Anschließend mischte man letzteres mit 50 ml Ethanol; 8 g NaOH in 20 ml Wasser wurden langsam unter Ruliren zugegeben, danach verdünnte man das Gemisch mit 300 ml Wasser, gefolgt von der Zugabe von 45 ml 6 N HCl, wodurch sich ein Niederschlag ergab, den man durch Filtration sammelte und im Vakuum trocknete, wobei sich 24,3 g 2-Chlor-5-nitro-1-methylsulfonylaminobenzol (Verbindung 4 Diagramm 1) ergaben. Das zuletzt genannte Material wurde mit Eisenpulver reduziert, wodurch man 17,7 g 4-Chlor-3-methylsulfonylaminoanilin erzeugte.
Die Reduktion von Verbindung 4 wurde insbesondere erreicht, indem man die Nitroverbindung mit 90 ml Essigsäure, 90 ml Methanol und 15 ml Wasser mischte und das Gemisch bis zum Rückfluß erhitzte, anschließend 16,2 g Eisenpulver innerhalb eines Zeitraums von 15 Minuten zugab, wobei der Rückfluß aufrecht erhalten wurde, dann eine weitere Stunde refluxierte, abfiltrierte, das Filtrat unter vermindertem Druck einengte, den Rückstand zwischen einer gesättigten wäßrigen Lösung von Natriumhydrogencarbonat (200 ml) und Tetrahydrofuran (150 ml)/Diethylether (300 ml) verteilte und die etherische Lösung anschließend unter vermindertem Druck einengte, wodurch ein gebrochen-weißer Feststoff erhalten wurde.
4-Chlor-3-methylsulfonylaminoanlin wurde dann in das entsprechende Acetaldehydhydrazon (Verbindung 6, Diagramm 1) umgewandelt, indem man es diazotierte (mit NaNO&sub2;/HCl), das Diazosalz reduzierte (mit Zinndichlorid), um das Hydrazin zu erzeugen, und anschließend das Hydrazin mit Acetaldehyd umsetzte, wobei alles in einem Reaktionsgefäß erfolgte. Insbesondere wurde 10,0 g 4-Chlor-3-methylsulfonylaminoanilin und 60 ml wäßrige, konzentrierte HCl gemischt und auf etwa 0ºC abgekühlt. Eine Lösung von 3,44 g Natriumnitrit in 16 ml Wasser wurde portionsweise unterhalb der Obertläche des Reaktionsgemischs zugegeben, wobei man die Temperatur bei 0 bis -5ºC hielt. Dann, nachdem sich das Gemisch auf +5ºC erwärmt hatte und man es anschließend auf -10ºC abgekült hatte, wurde eine Lösung aus 22,6 g SnCl&sub2; in 26 ml wäßriger, konzentrierter HCl zugetropft, und man ließ das Gemisch langsam auf Zimmertemperatur erwärmen. Anschließend wurde es mit 50 ml Wasser bei 5ºC und dann mit 100 ml Wasser bei 20ºC verdünnt, woraufhin man 4,4 g Acetaldehyd zugab. Das Gemisch wurde anschlleßend mit Tetrahydrofuran (50 ml)/Diethylether (300 ml) extrahiert. Man wusch die etherische Lösung mit Wasser (100 ml) und einer gesättigten, wäßrigen Natriumhydrogencarbonatlösung (etwa 100 ml) und engte unter vermindertem Druck ein, wobei sich 8,4 g des Hydrazons ergaben.

Beispiel 9

In diesem Beispiel wurde ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 8 befolgt, aber die Menge der NaOCl-Lösung wurde auf 18,2 ml (etwa 12,2 mmol) erhöht, und das hypochlorithaltige Reaktionsgemisch wurde etwa 1,5 Stunden gerührt, woraufhin man das Gemisch einengte, wobei sich ein öliger Feststoff ergab, den man, wie nachstehend beschrieben, reinigte wodurch sich 1,80 g eines trockenen Feststoffs ergaben, der nach der NMR-Analyse 45% 1-(4-Chlor-3-methylsulfonylaminophenyl)-4,5-dihydro-3-methyl-1,2,4-triazol-5(1H)-on (Verbindung 8, Diagramm 1) und 55% 1-(2,4-Dichlor-5-methylsulfonylaminophenyl)-4,5-dihydro- 3-methyl-1,2,4-triazol-5(1H)-on (Verbindung 49, Diagramm 1) enthielt.
Das Reinigungsverfahren umfaßte Lösen des öligen Feststoffs in einem Gemisch aus 75 ml Tetrahydrofuran und 150 ml Diethylether, Waschen der entstandenen Lösung mit 100 ml Wasser und Verdampfen des Lösungsmittels von der etherischen Lösung.

Beispiel 10

Zu einem gerührten Gemisch aus 5,0 g (0,023 Mol) Acetaldehyd-4-chlor-3-nitrophenylhydrazon in 50 ml Essigsäure wurde eine Lösung von 1,95 g (0,024 Mol) Kaliumcyanat in 5 ml Wasser zugetropft. Das entstandene Gemisch wurde 1,5 Stunden bei 15ºC gerührt. Weitere 0,25 g (0,0031 Mol) Kaliumcyanat in 2 ml Wasser wurden zugetropft. Man rührte dieses Gemisch eine Stunde. Unter Beibehalten einer Temperatur von 15ºC wurden 42,9 ml einer wäßrigen 5%igen Natriumhypochloritlösung zugetropft. Das entstandene Gemisch wurde eine Stunde bei 15ºC gerührt. Man entfernte die Lösungsmittel durch Destillation unter vermindertem Druck, wobei ein fester Rückstand zurückblieb. Dieser Feststoff wurde in 100 ml Toluol gerührt. Das Lösungsmittel wurde durch Verdampfen unter vermindertem Druck entfernt, wobei ein fester Rückstand zurückblieb. Der feste Rückstand wurde in 150 ml Ethylacetat gelöst. Diese Lösung wurde nacheinander mit einer wäßrigen gesättigten Natriumhydrogencarbonatlösung, Wasser und einer wäßrigen gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen. Man trocknete die gewaschene organische Phase über wasserfreiem Magnesiumsulfat und filtrierte ab. Das Filtrat wurde unter vermindertem Druck eingeengt, wobei sich 5,77 g 4,5-Dihydro-3-methyl-1-(4-chlor-3-nitrophenyl)-1,2,4-triazol-5(1H)-on als Feststoff ergaben.
Das NMR- Spektrum stimmte mit der vorgeschlagenen Struktur überein. Strukturdiagramm 1 Strukturdiagramm 2 Strukturdiagramm 3 Strukturdiagramm 4 Strukturdiagramm 5 Strukturdiagramm 6 Strukturdiagramm 7 Andere Anilinausgangsmaterialien

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Aryltriazolinons der Formel

in der

R ein Halogenatom oder ein Alkyl-, Haloalkyl-, Cyanoalkyl-, Arylalkyl-, Alkoxyalkyl-, Alkylthio-, Alkylsulfinyl-, Alkylsufonyl-, Alkylthioalkyl-, Alkylsulfinylalkyl-, Alkylsulfonylalkyl- oder Phenylrest ist,

X jeweils unabhängig H, ein Halogenatom, ein Niederalkylrest, ein Niederalkoxyrest, -NO&sub2;, -OH, -NHSO&sub2;R', -N(SO&sub2;R')&sub2; oder -N(R')SO&sub2;R', wobei R' Niederalkyl ist, bedeutet und n eine Zahl von 1 bis 3 darstellt, gekennzeichnet durch das Behandeln eines Aryltriazolidinons der Formel

mit einem Halogen aus der Gruppe bestehend aus Chlor, Brom und Iod, oder einer hypohalogenigen Säure des Halogens oder einem Salz dieser Säure.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halogen Chlor ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel II in deren Lösung oder Suspension behandelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel II in deren Suspension in einem flüssigen Medium, in dem die Verbindung der Formel II teilweise löslich ist, behandelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel II in deren Lösung behandelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel II mit Chlorgas behandelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel II mit einem Hypochlorit behandelt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den vorgeschalteten Schritt der Umsetzung einer Verbindung der folgenden Formel

mit einem Alkalimetallcyanat in einem flüssigen Medium, um so eine Verbindung der Formel II herzustellen und, ohne Isolierung der Verbindung der Formel II aus dem Medium, Durchführen des Verfahrens gemäß Anspruch 1.

9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch den vorgeschalteten Schritt der Herstellung der Verbindung der Formel III durch Umsetzen von Acetaldehyd mit einer Verbindung der folgenden Formel

in einem flüssigen Medium, und, ohne Isolieren der Verbindung der Formel IV aus ihrem flüssigen Medium, Durchführen des Verfahrens gemäß Anspruch 8.

10. Verfahren nach Anspruch 91 dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel II mit Chlorgas behandelt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Formel II mit Natriumhypochlorit behandelt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß xn in Formel II 3-NO&sub2; ist.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß xn in Formel II 2,4-Dichlor ist.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß xn in Formel II ein Wasserstoffatom ist.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß xn in Formel II 4-Chlor-3-nitro ist.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß xn in Formel II 4-Chlor-3-methylsulfonylamino ist.

17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß xn in Formel II 4-Chlor ist.