JP2009298709A - ピラゾリノン誘導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質のピラゾリノン誘導体（３）をより良好な収率で製造すること。
【解決手段】ピラゾリノン化合物（１）と酸ハロゲン化物（２）とを塩基存在下、水と有機溶媒との混合溶媒中で反応させて反応混合物を得、該反応混合物を油水分離し、得られた水層を酸と混合してピラゾリノン誘導体（３）が析出した水性スラリーを得、該水性スラリーを、前記水層を酸と混合した際の温度より高い温度で熱処理した後、固液分離することにより、ピラゾリノン誘導体（３）を製造する。
【選択図】なし

Description

本発明は、式（１）

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子で置換されていてもよいメチル基を表す。Ｒ^６は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す。）で示される化合物〔以下、ピラゾリノン化合物（１）ということがある。〕と、式（２）

（式中、Ｘは塩素原子又は臭素原子を表し、Ｙは酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｒ^７は炭素数１〜５のアルキル基、炭素数３〜５のアルケニル基又は炭素数３〜５のアルキニル基を表す。）で示される化合物〔以下、酸ハロゲン化物（２）ということがある。〕とを塩基存在下で反応させ、式（３）

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７及びＹはそれぞれ前記と同じ意味を表す。）で示される化合物〔以下、ピラゾリノン誘導体（３）ということがある。〕を製造する方法に関する。ピラゾリノン誘導体（３）は、例えば、農薬の原料として有用である。

ピラゾリノン誘導体（３）を製造する方法として、例えば特開２０００−２２６３７４号公報（特許文献１）には、ピラゾリノン化合物（１）と酸ハロゲン化物（２）とを塩基存在下、水と有機溶媒との混合溶媒中で反応させて反応混合物を得、該反応混合物を油水分離することなく酸処理した後、溶媒抽出する方法が記載されている。また特開２００７−３０２６１９号公報（特許文献２）には、ピラゾリノン化合物（１）と酸ハロゲン化物（２）とを塩基存在下、水と有機溶媒との混合溶媒中で反応させて反応混合物を得、該反応混合物を油水分離することなく酸処理して、ピラゾリノン誘導体（３）が析出した水性スラリーを得、これをろ過する方法が記載されている。

特開２０００−２２６３７４号公報 特開２００７−３０２６１９号公報

しかしながら、かかる従来の方法では、ピラゾリノン誘導体（３）の収率が必ずしも十分なものではなかった。また、生成物として、目的物であるピラゾリノン誘導体（３）の他に、２分子のピラゾリノン化合物（１）がカルボニル基によって繋がった構造を持つ尿素化合物（以下、単に尿素化合物ということがある。）が含まれることから、品質上、必ずしも満足しうるものではなかった。そこで、本発明の目的は、該尿素化合物の含有量がより低減された高品質のピラゾリノン誘導体（３）をより良好な収率で製造しうる方法を提供することにある。

本発明者は鋭意研究を行った結果、ピラゾリノン化合物（１）と酸ハロゲン化物（２）とを塩基存在下、水と有機溶媒との混合溶媒中で反応させて反応混合物を得、該反応混合物を油水分離し、得られた水層を酸と混合してピラゾリノン誘導体（３）が析出した水性スラリーを得、該水性スラリーを、前記水層を酸と混合した際の温度より高い温度で熱処理した後、固液分離することにより、上記目的を達成しうることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、式（１）

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子で置換されていてもよいメチル基を表す。Ｒ^６は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す。）で示される化合物と、式（２）

（式中、Ｘは塩素原子又は臭素原子を表し、Ｙは酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｒ^７は炭素数１〜５のアルキル基、炭素数３〜５のアルケニル基又は炭素数３〜５のアルキニル基を表す。）で示される化合物とを、塩基存在下、水と有機溶媒との混合溶媒中で反応させて反応混合物を得、該反応混合物を油水分離し、得られた水層を酸と混合して式（３）

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７及びＹはそれぞれ前記と同じ意味を表す。）で示される化合物が析出した水性スラリーを得、該水性スラリーを、前記水層を酸と混合した際の温度より高い温度で熱処理した後、固液分離することを特徴とする式（３）で示される化合物の製造方法を提供するものである。

本発明によれば、尿素化合物の含有量がより低減された高品質のピラゾリノン誘導体（３）をより良好な収率で製造することができる。

以下に本発明について詳細に説明する。ピラゾリノン化合物（１）を示す式（１）

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子で置換されていてもよいメチル基を表す。Ｒ^６は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す。）

において、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５の少なくとも１つがハロゲン原子であるか又はハロゲン原子で置換されたメチル基である場合、このハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子であることができる。また、ハロゲン原子で置換されたメチル基は、モノフルオロメチル基やモノクロロメチル基の如きモノハロメチル基であってもよいし、ジフルオロメチル基やジクロロメチル基の如きジハロメチル基であってもよいし、トリフルオロメチル基やトリクロロメチル基の如きトリハロメチル基であってもよい。Ｒ⁶が炭素数１〜５のアルキル基である場合、このアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基等が挙げられる。

酸ハロゲン化物（２）を示す式（２）

（式中、Ｘは塩素原子又は臭素原子を表し、Ｙは酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｒ^７は炭素数１〜５のアルキル基、炭素数３〜５のアルケニル基又は炭素数３〜５のアルキニル基を表す。）

において、Ｒ^７が炭素数１〜５のアルキル基である場合、このアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基等が挙げられる。Ｒ^７が炭素数３〜５のアルケニル基である場合、このアルケニル基としては、例えば、アリル基（２−プロペニル基）、メタリル基（２−メチル−２−プロペニル基）、クロチル基（２−ブテニル基）等が挙げられる。Ｒ^７が炭素数３〜５のアルキニル基である場合、このアルキニル基としては、例えば、２−プロピニル基、２−ブチニル基又は３−ブチニル基等が挙げられる。

ピラゾリノン化合物（１）と酸ハロゲン化物（２）との反応は、塩基存在下で行われる。塩基としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムのようなアルカリ金属水酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムのようなアルカリ土類金属水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムのようなアルカリ金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムのようなアルカリ金属重炭酸塩等の無機塩基や、ピリジン、４−（ジメチルアミノ）ピリジン、トリエチルアミン等の有機塩基が挙げられる。上記無機塩基を使用する場合、水溶液として使用することもできる。好ましくはアルカリ金属水酸化物の水溶液を用いる。

酸ハロゲン化物（２）の使用量は、ピラゾリノン化合物（１）１モルに対して、通常０．５〜５モルであり、好ましくは０．９〜１．５モルである。反応に用いる塩基の使用量は、ピラゾリノン化合物（１）１モルに対し、通常１〜５モルであり、好ましくは１．５〜２．５モルである。

反応は、塩基存在下、水と有機溶媒との混合溶媒中で行う。有機溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼンのような芳香族炭化水素、ｎ−へキサン、ｎ−へプタンのような脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサンのような脂環式炭化水素、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランのようなエーテル、メタノール、エタノール、プロパノールのようなアルコール等の有機溶媒が挙げられ、必要に応じてそれらの２種以上を用いることもできる。水と有機溶媒とは、予め反応器に添加しておいてもよいし、ピラゾリノン化合物（１）又は酸ハロゲン化物（２）と混合して添加してもよい。

水の使用量は、ピラゾリノン化合物（１）１重量部に対し、通常１〜２０重量部であり、好ましくは１〜１０重量部である。有機溶媒の使用量は、ピラゾリノン化合物（１）１重量部に対し、通常１〜２０重量部であり、好ましくは１〜１０重量部である。

反応温度は通常０〜１００℃、好ましくは１０〜５０℃である。また、反応は、通常、常圧付近で行われるが、必要により加圧下又は減圧下で行われてもよい。反応方式としては、連続式、半連続式、回分式のいずれも採用することができる。

混合順序には特に制限はなく、ピラゾリノン化合物（１）と塩基との混合物に酸ハロゲン化物（２）を加えてもよく、酸ハロゲン化物（２）にピラゾリノン化合物（１）と塩基との混合物を加えてもよい。

かくして反応混合物が得られ、この反応混合物を油水分離した後、該水層を酸と混合して目的物である式（３）

（式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７及びＹはそれぞれ前記と同じ意味を表す。）

で示されるピラゾリノン誘導体（３）が析出した水性スラリーを得る。

水層と混合する酸としては、例えば、塩化水素や硫酸等が挙げられ、その水溶液が好ましく用いられる。酸の使用量は、ピラゾリノン化合物（１）１モルに対し、通常０．５〜５モルであり、好ましくは０．７〜１．５モルである。品質面、操作面から酸と混合した後の水層のｐＨは５以上であることが好ましく、また、ピラゾリノン誘導体（３）を十分に析出させるため、酸と混合した後の水層のｐＨは９以下であることが好ましい。ｐＨの調整は、酸の使用量を調整することで行うことができる。水層と酸との混合順序については、水層に酸を加えてもよく、酸に水層を加えてもよいが、水層に酸を加えるのが好ましい。尚、酸を混合する前の水層は、ピラゾリノン誘導体（３）が溶解した状態であるのが好ましい。

水層に酸を加える場合、その時間は、前記尿素化合物が、ピラゾリノン誘導体（３）に取り込まれる量を抑制するため、３時間以上であるのが好ましい。一方、生産性の観点から２０時間以下であるのが好ましい。

水層を酸と混合する際の混合温度は、１０℃以上４０℃未満であるのが好ましく、１０℃以上３５℃以下であるのがより好ましい。前記尿素化合物の取り込み量を抑制する観点からは、該温度が高い方が好ましいが、高すぎるとピラゾリノン誘導体（３）の収率が低下する傾向がある。また、水層と酸との混合は、通常、常圧付近で行われるが、必要により加圧下又は減圧下で行われてもよい。混合方式としては、連続式、半連続式、回分式のいずれも採用することができる。

次いで、得られた水性スラリーを熱処理する。この熱処理は、前述した水層を酸と混合する際の温度より高い温度で処理するものであり、その温度は４０℃以上７０℃以下であるのが好ましい。このように、水性スラリーを所定の温度で熱処理することにより、析出したピラゾリノン誘導体（３）に含有される尿素化合物の量を低減させることができる。該熱処理の時間は、通常０．５〜１０時間、好ましくは０．５〜５時間であり、その圧力は、通常、常圧付近であるが、必要により加圧又は減圧であってもよい。

水性スラリーを熱処理した後、固液分離を行う。かかる固液分離は、通常、熱処理した水性スラリーを冷却したのちに行われる。分離方法は、例えば、冷却した水性スラリーをろ過や遠心分離などの公知の分離手段によって行うことができる。さらに、固液分離して得られる析出物を水や有機溶媒によって洗浄することにより、目的物であるピラゾリノン誘導体（３）を固体として得ることができる。

かくして、より良好な収率で、より高品質なピラゾリノン誘導体（３）を得ることができる。尚、必要に応じて、再結晶やカラムクロマトグラフィー等の手段により更に精製することも可能である。

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれによって限定されるものではない。

実施例１
還流冷却器、温度計、攪拌器、滴下ロートを備えたガラス製反応器に、３−アミノ−４−（２−メチルフェニル）−ピラゾリン−５−オン〔式（１）においてＲ^１がメチル基、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６が水素原子である化合物〕３５．００ｇ（０．１８５モル）、メタノール７０．００ｇ、水１２．５７ｇ、キシレン１０５．１４ｇ及び２５％水酸化ナトリウム水溶液３１．０８ｇを入れ攪拌した。この水溶液に２０％塩酸を加えてｐＨを約１２.０に調整し、１５℃にてアリルクロロチオホルメート〔式（２）においてＸが塩素原子、Ｙが硫黄原子、Ｒ^７がアリル基である化合物〕２６．７９ｇ（０．１９６モル）とキシレン２２．９６ｇの混合溶液を２時間かけて滴下し、滴下終了後、同温度でさらに２時間攪拌した。アリルクロロチオホルメートの滴下及びその後の保温中、２５％水酸化ナトリウム溶液を併注して反応系内のｐＨを約１０.７に保った。その後、反応混合物を１時間３０分間静置した後、油水分離して得られた水層に２５℃にて２０％塩酸３２．７７ｇを５時間かけて滴下し、１−〔（２−プロペニルチオ）カルボニル〕−４−（２−メチルフェニル）−５−アミノ−１Ｈ−ピラゾール−３−オン〔式（３）においてＲ^１がメチル基、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６が水素原子、Ｙが硫黄原子、Ｒ^７がアリル基である化合物〕を析出させた。このときのｐＨは６．５であった。この析出物を含む水性スラリーを６５℃まで４時間かけて昇温した後、該温度で３０分保温して熱処理し、次いで２０℃まで２時間かけて冷却した後、３０分保温した。その後、この水性スラリーをろ過し、ろ上物をメタノール水で洗浄し、１−〔（２−プロペニルチオ）カルボニル〕−４−（２−メチルフェニル）−５−アミノ−１Ｈ−ピラゾール−３−オンを４９．９２ｇ得た。これを高速液体クロマトグラフィーにより分析し、純度を絶対検量線法により算出し、原料である３−アミノ−４−（２−メチルフェニル）−ピラゾリン−５−オンに対する収率を求めた。その結果、純度９８．１％、収率８６．０％であった。また、副生物である尿素化合物の含有量を面積百分率法にて算出したところ、その含有量は０．０４％であった。

比較例１
実施例１と同様の反応器に、３−アミノ−４−（２−メチルフェニル）−ピラゾリン−５−オン３０．００ｇ（０．１５９モル）、メタノール６０．００ｇ、水１４．９８ｇ、キシレン９０．１２ｇ及び２５％水酸化ナトリウム水溶液２６．６４ｇを入れ攪拌した。この水溶液に２０％塩酸を加えてｐＨを１２.０に調整し、１５℃にてアリルクロロチオホルメート２２．９６ｇ（０．１６８モル）とキシレン１９．６８ｇの混合溶液を２時間かけて滴下し、滴下終了後、同温度でさらに２時間攪拌した。アリルクロロチオホルメートの滴下及びその後の保温中、２５％水酸化ナトリウム溶液を併注して反応系内のｐＨを約１０.７に保った。その後、反応混合物を１時間３０分間静置した後、油水分離して得られた水層に２５℃にて１０％塩酸５４．６３ｇを５時間かけて滴下し、１−〔（２−プロペニルチオ）カルボニル〕−４−（２−メチルフェニル）−５−アミノ−１Ｈ−ピラゾール−３−オンを析出させた。このときのｐＨは６．５であった。この析出物を含む水層をろ過した。ろ上物をｎ−へキサン、次いでメタノール水で洗浄し、１−〔（２−プロペニルチオ）カルボニル〕−４−（２−メチルフェニル）−５−アミノ−１Ｈ−ピラゾール−３−オンを４９．６４ｇ得た。実施例１と同様に分析したところ、純度９７．２％、収率８６.９％であった。上記尿素化合物の含有量は０．４９％であった。

比較例２
実施例１と同様の反応器に、３−アミノ−４−（２−メチルフェニル）−ピラゾリン−５−オン４５．０１ｇ（０．２３８モル）、メタノール９０．０１ｇ、水１６．１７ｇ、キシレン１３５．１８ｇ及び２５％水酸化ナトリウム水溶液３９．９６ｇを入れ攪拌した。この水溶液に２０％塩酸を加えてｐＨを１２.０に調整し、１０℃にてアリルクロロチオホルメート３４．４４ｇ（０．２５２モル）とキシレン２９．５２ｇの混合溶液を２時間かけて滴下し、滴下終了後、同温度でさらに２時間攪拌した。アリルクロロチオホルメートの滴下及びその後の保温中、２５％水酸化ナトリウム溶液を併注して反応系内のｐＨを約１０.７に保った。その後、反応混合物を３０分間静置した後、油水分離して得られた水層を４０℃に昇温し、次いで該水層に２０％塩酸３９．５２ｇを５時間かけて滴下し、１−〔（２−プロペニルチオ）カルボニル〕−４−（２−メチルフェニル）−５−アミノ−１Ｈ−ピラゾール−３−オン〔一般式（３）においてＲ^１がメチル基、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６が水素原子、Ｙが硫黄原子、Ｒ^７がアリル基である化合物〕を析出させた。このときのｐＨは６．５であった。次いで、この析出物を含む水性スラリーを２５℃に冷却した後、ろ過した。ろ上物をメタノール水で洗浄し、１−〔（２−プロペニルチオ）カルボニル〕−４−（２−メチルフェニル）−５−アミノ−１Ｈ−ピラゾール−３−オンを５７．８４ｇ得た。実施例１と同様に分析したところ、純度９７．８％、収率７６．１％であった。上記尿素化合物の含有量は０．０４％であった。

Claims (6)

1. 式（１）
   

   

   （式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子で置換されていてもよいメチル基を表す。Ｒ^６は水素原子又は炭素数１〜５のアルキル基を表す。）で示される化合物と、式（２）
   

   

   （式中、Ｘは塩素原子又は臭素原子を表し、Ｙは酸素原子又は硫黄原子を表す。Ｒ^７は炭素数１〜５のアルキル基、炭素数３〜５のアルケニル基又は炭素数３〜５のアルキニル基を表す。）で示される化合物とを、塩基存在下、水と有機溶媒との混合溶媒中で反応させて反応混合物を得、該反応混合物を油水分離し、得られた水層を酸と混合して式（３）
   

   

   （式中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｒ^７及びＹはそれぞれ前記と同じ意味を表す。）で示される化合物が析出した水性スラリーを得、該水性スラリーを、前記水層を酸と混合した際の温度より高い温度で熱処理した後、固液分離することを特徴とする式（３）で示される化合物の製造方法。
2. 水層と酸との混合温度が１０℃以上４０℃未満である請求項１に記載の製造方法。
3. 熱処理温度が４０℃以上７０℃以下である請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 水性スラリーにおける水層のｐＨが５〜９である請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
5. 式（１）で示される化合物が３−アミノ−４−（２−メチルフェニル）−ピラゾリン−５−オンである請求項１〜４のいずれかに記載の製造方法。
6. 式（２）で示される化合物がアリルクロロチオホルメートである請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。