JP3486684B2 - ５−アミノ−３−メチルピラゾールの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、5-アミノ-3-メチルピ
ラゾールの製法に関し、詳しくは3-クロロ-3-ブテノニ
トリルとヒドラジンとを反応させることによる5-アミノ
-3-メチルピラゾールの製法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】5-アミノ-3-メチルピラゾールは、写真
薬、医薬、農薬等のファインケミカル分野の中間体とし
て良く知られた化合物であり、下記の方法等により製造
されることも知られている。

【０００３】アセトニトリルに金属ナトリウム、水素
化ナトリウム等を反応させてジアセトニトリルを得、次
いでこれにヒドラジンを反応させる方法（例えば、J.He
terocyclic.Chem.,11,423(1974)）。クロトノニトリ
ルと塩素とを反応させて2,3-ジクロロブチロニトリルを
得、次いでカリウムt-ブトキサイドなどの塩基の存在
下、これを脱塩化水素して得られる2-クロロ-2-ブテノ
ニトリルにヒドラジンを反応させる方法(例えば、J.Het
erocyclic.Chem., 19,1265 (1982))。プロパルギル
クロリドにシアン化ナトリウムを反応させて2,3-ブタジ
エンニトリルを生成せしめこれにヒドラジンを反応させ
る方法（例えば、Ann. 624,1(1959)）が知られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、の方
法では、自然発火の危険性を有する金属ナトリウム、水
素化ナトリウム等の試剤を用いねばならないという問
題、の方法では、原料クロトノニトリルが高価である
という問題があった。さらにまたの方法では爆発性の
プロパルギルクロリドを用いなければならないという問
題点があった。

【０００５】本発明者らは、このような原料を使用する
ことなく、5-アミノ-3-メチルピラゾールを製造するた
め鋭意検討を重ねた結果、3-クロロ-3-ブテノニトリル
とヒドラジンが反応して容易に5-アミノ-3-メチルピラ
ゾールを与える新規な製法を見出すとともに、その出発
原料として安価な2,3-ジクロロプロペンを使用すること
により、より有利に5-アミノ-3-メチルピラゾールが製
造できることを見出し、本発明に至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、１価
の銅塩と水の存在下、pH３〜８の範囲で2,3-ジクロロプ
ロペンを青酸と反応させて3-クロロ-3- ブテノニトリル
を含む反応混合物を得、次いでこれをヒドラジンと反応
させることを特徴とする5-アミノ-3-メチルピラゾール
の製法である。

【０００７】以下、本発明について詳細に説明する。3-
クロロ-3-ブテノニトリルをヒドラジンと反応させ5-ア
ミノ-3-メチルピラゾールを製造する反応において、ヒ
ドラジンとしては、通常、抱水ヒドラジンが使用される
が、無水ヒドラジンも使用できるし、ヒドラジンと酸と
の塩、例えば塩酸塩、硫酸塩、酢酸塩等に塩基を作用さ
せることによりヒドラジンを生成させて使用することも
できる。ヒドラジンの使用量は、3-クロロ-3-ブテノニ
トリルに対しては、反応の際に生成する塩化水素により
ヒドラジンの一部が消費されるため通常１．５〜３当量
であるが、塩基を共存させることにより１当量程度まで
削減することもできる。

【０００８】かかる塩基としては、例えば水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、ナト
リウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウムブ
チラート等の金属アルコラート、水酸化カルシウム、水
酸化マグネシウムなどのアルカリ土類金属水酸化物、炭
酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭
酸水素カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩またはアルカ
リ金属重炭酸塩、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムな
どのアルカリ土類金属炭酸塩、蟻酸ナトリウム、酢酸ナ
トリウムなどの低級カルボン酸のアルカリ金属塩などを
使用することができる。これらの塩基は、そのままで、
あるいは水溶液で、あるいは水懸濁液として使用するこ
とができ、その使用量は、３−クロロ−３−ブテノニト
リル１当量に対して、０．１〜２当量、好ましくは０．
５〜２当量である。

【０００９】この反応は溶媒を特に用いずとも実施する
こともできるが、例えば水、またはメタノール、エタノ
ール、ブタノール等のアルコール類、ベンゼン、トルエ
ン等の芳香族炭化水素類、ジエチルエーテル、ジイソプ
ロピルエーテル等のエーテル類などを用いて行うことも
できる。これら溶媒の使用量は、特に限定されない。

【００１０】反応方法としては、３−クロロ−３−ブテ
ノニトリルを抱水ヒドラジンもしくはその水溶液の中に
滴下する方法で実施することが好ましいが、上記のニト
リル類とヒドラジンもしくはそれらの溶液を反応容器中
に併注する方法でもこの反応は実施でき、さらには抱水
ヒドラジンもしくはその溶液を３−クロロ−３−ブテノ
ニトリル中に滴下する方法でも行うこともできる。この
反応の温度は２０〜１２０℃、好ましくは３０〜９０℃
であるが、より好ましくは５０〜８０℃である。

【００１１】反応終了後、通常の後処理法である抽出、
蒸留等の手段により生成物5-アミノ-3-メチルピラゾー
ルを取り出すことができ、さらに必要により生成物はシ
リカゲルカラムクロマトグラフィーまたは再結晶等の精
製手段により精製することもできる。

【００１２】上記反応の原料である３−クロロ−３−ブ
テノニトリルは、水と一価の銅塩の存在下、2,3-ジクロ
ロプロペンを青酸と反応させることにより製造すること
ができる。本発明の第２は水と一価の銅塩の存在下、pH
３〜８の範囲で2,3-ジクロロプロペンを青酸と反応させ
て3-クロロ-3-ブテノニトリルを含む反応混合物を得、
次いでこれをヒドラジンと反応させることを特徴とする
5-アミノ-3-メチルピラゾールの製造法である。

【００１３】2,3-ジクロロプロペンと青酸の反応におい
て、１価の銅塩としては、例えば塩化第１銅、シアン化
第１銅等が挙げられる。その使用量は、2,3-ジクロロプ
ロペン１当量に対して、通常0.01〜１当量、好ましくは
0.05〜0.3当量である。水の使用量は１価の銅塩に対し
て通常１０重量倍以上、好ましくは２５重量倍以上であ
る。青酸は、2,3-ジクロロプロペン１当量に対して通常
１〜２当量使用される。

【００１４】反応溶媒としては、水が用いられるが、こ
の他にトルエン等の芳香族炭化水素溶媒や、ヘキサン等
の脂肪族炭化水素溶媒等を併用することもできる。有機
溶媒を併用する場合その使用量は、2,3-ジクロロプロペ
ンに対して通常１〜10重量倍である。

【００１５】この反応は、溶媒と１価の銅塩との混合物
に、2,3-ジクロロプロペンと青酸を併注するかもしくは
2,3-ジクロロプロペンと青酸を混合液として滴下するこ
とにより通常実施される、反応温度は、通常50〜120℃
程度である。反応は常圧下に実施してもよいが、青酸の
気散を防止するためオートクレーブなどの密封、加圧条
件下に実施してもよい。

【００１６】この反応ではpH３〜８の範囲で行うことに
よって3-クロロ-3-ブテノニトリルと2,3-ブタジエンニ
トリルが生成するが、両者の生成割合は反応液のｐＨに
より変化して、ｐＨが高くなるに従って2,3-ブタジエン
ニトリルの生成割合が増加する。従って、反応液をｐＨ
３以上６未満、さらに好ましくはpH３〜５の範囲に保っ
て反応させることにより主として3-クロロ-3-ブテノニ
トリルが得られ、2,3-ブタジエンニトリルの生成量を少
なくすることができる。上記ｐＨ範囲外のｐＨ３未満で
は2,3-ジクロロプロペンと青酸との反応は進みにくく、
ｐＨ８を越える範囲では3-クロロ-3-ブテノニトリルが
殆ど得られないため、本反応ではｐＨ調整することが重
要となる。

【００１７】pH調整剤としては、例えば水酸化カルシウ
ム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属水酸化
物、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩、この
他にも炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属
炭酸塩、炭酸水素ナトリウム等のアルカリ金属重炭酸塩
類、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金
属水酸化物などの無機塩基、蟻酸ナトリウム、酢酸ナト
リウムなどの低級カルボン酸のアルカリ金属塩あるいは
トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基などの塩基を
用いることができる。これらのなかでも水酸化カルシウ
ム、炭酸カルシウムが好ましく用いられる。ｐＨ調整剤
の使用量は設定するｐＨによってもことなるが、2,3-ジ
クロロプロペン１当量に対して、通常１〜２当量であ
る。

【００１８】2,3-ジクロロプロペンと青酸との反応に
は、必要に応じて反応時間の短縮や収率向上のため、１
価の銅塩の他に銅粉を用いることもでき、通常30〜100
メッシュ程度の粒度のものが用いられ、１価の銅塩１当
量に対して0.5当量程度まで使用される。また、ヨウ化
ナトリウムを共存させることにより円滑に反応を行うこ
ともできる。その場合の使用量は、2,3-ジクロロプロペ
ン１当量に対して0.5当量程度まで、好ましくは0.05当
量程度までである。

【００１９】かくして、3-クロロ-3-ブテノニトリルを
含む反応混合物が得られるが、該混合物中に含まれる2,
3-ブタジエンニトリルもヒドラジンと反応して5-アミノ
-3-メチルピラゾールを生成するため、該混合物中から3
-クロロ-3-ブテノニトリルを分離する必要はなく、次工
程のヒドラジンとの反応においてはこの反応混合物をそ
のまま反応原料として使用することができ、これにより
2,3-ジクロロプロペンから好収率で5-アミノ-3-メチル
ピラゾールを得ることができる。

【００２０】反応終了後、3-クロロ-3- ブテノニトリル
を含む反応混合物は、通常は反応マスを濾過、分液又は
必要により抽出することにより分離される。反応に有機
溶媒を用いたり、抽出を行い生成物の溶液を得た場合
は、該溶液から溶媒を除去することにより生成物は分離
される。かかる操作で得られた3-クロロ-3-ブテノニト
リルを含む反応混合物はそのまま次のヒドラジンとの反
応に用いることができるが、必要によりさらに蒸留、ク
ロマトグラフィー等の手段により精製することもでき
る。

【００２１】3-クロロ-3-ブテノニトリルを含む反応混
合物とヒドラジンとの反応においては、2,3-ブタジエン
ニトリル１当量に対するヒドラジンの使用量が通常１当
量以上であればよい他は、先に述べた3-クロロ-3-ブテ
ノニトリルとヒドラジンとの反応と同様である。この場
合におけるヒドラジンの使用量は、前記反応混合物中
の、3-クロロ-3-ブテノニトリルに対しての必要量と2,3
-ブタジエンニトリルに対して使用される量の合計量で
ある。

【００２２】

【発明の効果】かくして、自然発火や爆発性の危険を有
する試剤および原料を用いることなく工業原料として安
価な2,3-ジクロロプロペンと青酸を出発原料とし容易に
目的とする5-アミノ-3-メチルピラゾールが得られる。

【００２３】

【実施例】次に、実施例によって本発明を更に詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。

【００２４】実施例１ 塩化第１銅223g(2.25mol)、粉末銅19g(0.30mol)、炭酸
カルシウム976g(9.75mol)、水5850gを仕込んだ10リット
ルのセパラブルフラスコに65℃で青酸122g(4.51mol)を
攪拌下に15分かけて滴下した。2,3-ジクロロプロペン16
65g(15.00mol)と青酸486g(18.00mol)の混合液を80℃に
保たれた反応マスに４時間で滴下し、さらに同温度で１
時間保温した。反応中のｐＨは5.3から3.3まで低下し
た。反応終了後15℃まで冷却した反応マスを濾過、分液
し3-クロロ-3-ブテノニトリル925.6g(9.12mol)と2,3-ブ
タジエンニトリル161.9g(2.49mol)を含む1270gの茶色オ
イルを得た。このオイルを蒸留し、3-クロロ-3-ブテノ
ニトリル707.7g(6.97mol,収率46%)と2,3-ブタジエンニ
トリル52.5g(0.81mol,収率５％)を含む789.8gの留分を
得た。次にこの留分789.8gとメタノール3.6リットルを
仕込んだ10リットルセパラブルフラスコに、氷冷下、60
％抱水ヒドラジン1494g(17.89mol)を滴下し内温を73℃
まで昇温後、同温度で３時間保温した。反応終了後、反
応液からメタノールを減圧留去して、さらに酢酸エチル
で生成物を抽出し溶媒を留去、濃縮して粗5-アミノ-3-
メチルピラゾール743.7gを得た。(純度86％、6.59mol,
収率44％ 2,3-ジクロロプロペン基準)これをシリカゲ
ルカラムクロマトグラフィーにて精製して、精5-アミノ
-3-メチルピラゾール617.9gを得た。(純度99％,6.30mo
l,収率42％ 2,3-ジクロロプロペン基準)

【００２５】実施例２ 実施例１と同様の方法で得られた3-クロロ-3-ブテノニ
トリル1127.0g(11.10mol)と2,3-ブタジエンニトリル11
5.0g(1.77mol)を含む1270.0gのオイルとメタノール6.0
リットルを仕込んだ10リットルのセパラブルフラスコに
60％抱水ヒドラジン2500.0g(29.94mol)を氷冷下、滴下
した。それから反応マスを70〜75℃で３時間保温した。
反応終了後、反応マスからメタノールを留去した後、酢
酸エチルで生成物を抽出した。酢酸エチルを留去濃縮し
て粗5-アミノ-3-メチルピラゾールの1230.0gを得た。
[純度86％、10.89mol,収率85%(3-クロロ-3- ブテノニト
リルと2,3-ブタジエンニトリルの合計を基準として)]こ
れをカラムクロマトグラフィーにて精製して精5-アミノ
-3-メチルピラゾールの1035.1gを得た。(純度99％、10.
55mol,収率82％)

【００２６】実施例３ 60％抱水ヒドラジン55.1g(0.66mol)中に実施例１と同様
の方法で得られた２，３−ブタジエンニトリル1.9g(0.0
3mol)と３−クロロ−３−ブテノニトリル24.6g(0.24mo
l)とから成る混合物26.7gを７０〜８０℃で滴下した。
８０℃で１時間保温した後、室温まで冷却した。５−ア
ミノ−３−メチルピラゾール25.5g（0.26mol）を含む淡
黄色の溶液77.2gを得た。この反応マスから酢酸エチル
で生成物を抽出し、酢酸エチルを留去、濃縮し粗５−ア
ミノ−３−メチルピラゾール28.31gを得た。これをシリ
カゲルカラムクロマトグラフィーで精製して５−アミノ
−３−メチルピラゾール24.3gを得た。(純度99％,0.25m
ol,収率92％)

【００２７】実施例４ 60％抱水ヒドラジン26.3g(0.31mol)中に実施例３で用い
たのとおなじ組成の３−クロロ−３−ブテノニトリルと
２，３−ブタジエンニトリルの混合物26.7gを７０〜８
０℃で滴下し、次いで28％水酸化ナトリウム水溶液37.6
gを７０〜８０℃で滴下した。８０℃で３時間保温した
後、室温まで冷却した。５−アミノ−３−メチルピラゾ
ール25.3g(0.26mol)を含む淡黄色の溶液92.4gを得た。
(５−アミノ−３−メチルピラゾールの反応収率は96.4
％)

【００２８】実施例５ 塩化第１銅0.015g(0.15mmol)、炭酸カルシウム0.165g
(1.65mmol)及び水0.4gを仕込み、４℃に冷却した50ｍｌ
オートクレーブ中に青酸0.01g(0.37mmol)を加えた。こ
の反応液を65℃まで昇温後、同温度で15分間保温後に４
℃まで冷却した。次に2,3-ジクロロプロペン0.333g(3mm
ol)と青酸0.125g(4.63mmol)を仕込み、100℃まで反応液
を昇温後、同温度で12時間攪拌しつつ保温した。反応中
のｐＨは5.3から3.2へ変化した。反応終了後25℃まで冷
却した反応マスを塩化メチレン20mlで希釈し、無水硫酸
マグネシウムで乾燥した。硫酸マグネシウムを濾別し、
合わせた濾液と洗液から溶媒を留去して黄色油状の3-ク
ロロ-3-ブテノニトリル0.308g(2.97mmol)を得た。(純度
98％、収率99％)これをメタノール10mlに溶解し、60％
ヒドラジン0.571g(6.84mmol)を加え60℃で２時間加熱を
行った。反応終了後、メタノールを留去し、酢酸エチル
で５−アミノ−３−メチルピラゾールを抽出後、さらに
シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、５−ア
ミノ−３−メチルピラゾール0.277g(2.82mmol,純度99
％,2,3-ジクロロプロペン基準の収率94％)を得た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正木 真三郎 大阪府大阪市此花区春日出中３丁目１番 98号 住友化学工業株式会社内 (72)発明者 吉原 博 大阪府大阪市此花区春日出中３丁目１番 98号 住友化学工業株式会社内 (56)参考文献 西独国特許出願公開3714834（ＤＥ, Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C07D 231/38

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水と１価の銅塩の存在下、pH３〜８の範囲
   で2,3-ジクロロプロペンを青酸と反応させて3-クロロ-3
   -ブテノニトリルを含む反応混合物を得、次いでこれを
   ヒドラジンと反応させることを特徴とする5-アミノ-3-
   メチルピラゾールの製造法。
2. 【請求項２】2,3-ジクロロプロペンを青酸とpH３以上６
   未満の範囲で反応させることを特徴とする請求項１記載
   の製造法。
3. 【請求項３】pH調整剤として炭酸カルシウムまたは水酸
   化カルシウムを用いて2,3-ジクロロプロペンを青酸と反
   応させることを特徴とする請求項１または請求項２記載
   の製造法。