JPH04211663A - N−アルキルピラゾール類の製造方法 - Google Patents
N−アルキルピラゾール類の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
体、特に除草剤の中間体として有用なN−アルキルピラ
ゾ−ル類の製造方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、ピラゾ−ル類のN−アルキル化法
としては、以下に述べる方法が知られている。■ ユ
スツス・リービッヒス・アナーレン・デル・ケミー、第
625巻、55頁(1959年)(Justus Li
ebigs Annalen der Chemie,
625, 55, (1959))には、2N水酸化
ナトリウム水溶液中で4−メチルピラゾ−ルとジメチル
硫酸を反応させる方法が開示されている。しかし、この
方法は、1,4−ジメチルピラゾ−ルの収率が56%と
低収率である。■ ケミシェ・ベリヒテ、第59巻、
1282頁(1926年)(Chemisch Ber
ichte, 59, 1282(1926)) には
、メタノ−ル溶液中ナトリウムメトキシドの存在下、3
(5)−メチルピラゾ−ルとヨウ化メチルを反応させ、
1,3−ジメチルピラゾ−ル及び1,5−ジメチルピラ
ゾ−ルを得る方法が開示されている。しかし、この方法
で好ましい結果は得られない(後記の比較例1及び2参
照)。 【0003】 【問題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
点を解決すべく鋭意努力検討した結果、N−アルキルピ
ラゾ−ル類を高収率で得る新規な製造方法を見出し、本
発明を完成するに至った。即ち、本発明は、式(2)で
表されるN−無置換ピラゾ−ル類に、アルカリ金属もし
くはアルカリ金属含有塩基を反応させて、アルカリ金属
塩とし、しかる後に各種アルキル化剤を反応させること
を特徴とする、式(1)で表されるN−アルキルピラゾ
−ル類の製造方法に関するものである。 【0004】 【化3】 【0005】( 式中、R1は水素原子またはC1〜C
4のアルキル基を示し、R2はC1〜C4のアルキル基
を示し、nは1〜3の整数を示す。) アルカリ金属も
しくはアルカリ金属含有塩基としては、水素化ナトリウ
ム、水素化カリウム、水素化リチウム、金属ナトリウム
、金属カリウム、金属リチウム、水素化リチウムアルミ
ニウム、水素化硼素ナトリウム、水素化硼素リチウム、
ブチルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基、ナトリウムメ
トキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシド
、カリウムエトキシド、カリウムt−ブトキシド、トリ
メチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩
基を使用できる。 【0006】塩基の使用量は、N−無置換ピラゾ−ル類
1モルに対して、通常0.7〜5.0モルの範囲、好ま
しくは1.0〜2.0モルの範囲がよい。アルキル化剤
としては、塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、塩
化エチル、臭化エチル、ヨウ化エチル、塩化プロピル、
臭化プロピル、ヨウ化プロピル、塩化イソプロピル、臭
化イソプロピル、ヨウ化イソプロピル、臭化ブチル等の
ハロゲン化アルキル、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸等が
挙げられる。 【0007】アルキル化剤の使用量は、N−無置換ピラ
ゾ−ル類1モルに対して、通常、0.4〜10.0の範
囲、好ましくは0.5〜5.0の範囲がよい。反応温度
は、通常−10〜200℃の範囲が採用される。本発明
反応は、無溶媒でも可能であるが、溶媒も使用できる。 溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素
類、塩化メチレン、1,1,1−トリクロロエタン等の
ハロゲン化炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン
等の芳香族炭化水素類、クロロベンゼン、ジクロロベン
ゼン、3,4−ジクロロトルエン等のハロゲン置換芳香
族炭化水素類、アニソール、1,2−ジメトキシベンゼ
ン等のアルコキシ置換芳香族炭化水素類、ジエチルエ−
テル、ジプロピルエーテル、メチルターシャリーブチル
エーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエ
チレングリコールジブチルエーテル、テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン等のエ−テル類、N,N’ −ジメチル
ホルムアミド、アセトニトリル等の非プロトン極性溶媒
が挙げられる。また、アルカリ金属塩を生成する際には
、メタノ−ル、エタノ−ル、ブタノ−ル、アミルアルコ
ール等のアルコ−ル類も使用できる。上記溶媒の2種以
上を混合または分散しても使用できる。 【0008】本発明反応は、常圧でも加圧でも行うこと
ができる。特に、本発明者等は、鋭意検討の結果、下記
の方法で、N−無置換ピラゾ−ル類のアルカリ金属塩を
工業的に収率よく製造できることを見出した。第1の方
法は、N−無置換ピラゾ−ル類と、金属ナトリウム、金
属カリウム等を反応させて、N−無置換ピラゾ−ル類の
アルカリ金属塩を製造する方法である。この反応は無溶
媒でも進行するが、上記の不活性な溶媒も使用できる。 また、金属ナトリウム、金属カリウム等は、固体のまま
使用できるが、溶融状態で反応させることが好ましい。 【0009】第2の方法は、N−無置換ピラゾ−ル類と
ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウ
ムメトキシド、カリウムエトキシド、カリウムt−ブト
キシド、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リ
チウム等を、アルコ−ル又は水を留去しながら反応させ
ることで、ピラゾ−ル類のアルカリ金属塩を効率良く製
造する方法である。 【0010】一般にカルボン酸エステル基やニトロ基の
ような強い電子吸引基を置換基に持つ酸性の強いN−無
置換ピラゾ−ル類は塩基によって容易に塩を生成するが
、本発明のN−無置換アルキルピラゾールのような酸性
の弱いピラゾールでは塩を生成しにくい。たとえば、ナ
トリウムメトキシド等のアルコキシドを、アルコ−ル溶
媒中でN−無置換ピラゾ−ル類と反応させ、その後、上
記のアルキル化剤で処理しても好ましい結果は得られな
い(比較例1および2参照)。これは、下記のような平
衡反応が存在する為、ピラゾ−ル類のナトリウム塩が効
率良く生成しないことによると考えられる。 【0011】 【化4】 【0012】(R1は水素原子またはC1〜C4のアル
キル基を示し、Q は水素原子またはメチル基を表す。 ) そこで、アルコ−ルまたは水を反応系外に留去する
ことによって、上記の平衡反応を右にずらし、効率良く
メチルピラゾ−ル類のアルカリ金属塩を生成できる。こ
の反応は、不活性な溶媒の共存下でも行うことができる
。 【0013】本発明の実施態様の具体例を挙げると、第
1の方法は、N−無置換ピラゾ−ル類とアルカリ金属を
反応させ、ピラゾ−ル類のアルカリ金属塩を生成させた
後、アルキル化剤を添加することにより、式(1)で表
されるN−アルキルピラゾ−ル類を得る方法である。第
2の方法は、N−無置換ピラゾ−ル類と各種アルコキシ
ドまたは水酸化アルカリをアルコ−ルまたは水を留去し
ながら反応させ、ピラゾ−ル類のアルカリ金属塩を生成
させた後、アルキル化剤を添加することにより、式(1
)で表されるN−アルキルピラゾ−ル類を得る方法であ
る。 【0014】反応終了後、反応混合物中の無機物を濾過
した後、あるいは反応混合物に水を加え、反応生成物を
有機溶媒で抽出した後、蒸留等により、式(1)で表さ
れるN−アルキルピラゾ−ル類が得られる。本発明によ
り、N−無置換ピラゾ−ル類のN−アルキル化が工業規
模でも容易に行うことができ、式(1)で表されるN−
アルキルピラゾ−ル類が高収率で得られる。 【0015】特に、本発明は1, 4−ジメチルピラゾ
−ルの製造方法として有効である。1, 4−ジメチル
ピラゾ−ルはトウモロコシ畑用除草剤(特開昭60−2
08977号公報参照)の中間体として有用である(特
願昭63−271438号公報参照)。 【0016】 【実施例】以下、本発明について実施例を挙げて説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例 1 乾燥トルエン5g中で、金属ナトリウム0.25g(0
.0109モル)を温度100〜105℃で溶融状態と
し、4−メチルピラゾ−ル1.0g(純度87.8%、
0.0107モル)を攪拌しながら10分間で滴下した
。滴下終了後、更に100〜105℃で45分間攪拌し
、室温に戻した。テトラヒドロフラン6mlを加えた後
、ヨウ化メチル1.60g(0.0113モル)を5分
間で滴下し、3時間攪拌した後、無機物を濾別した。濾
液を液体クロマトグラフィ−で分析したところ、1,
4−ジメチルピラゾ−ル0.89gが含まれていた。4
−メチルピラゾ−ルを基準にして転化率88%、収率8
7%であった。 【0017】実施例 2 金属ナトリウム0.25g(0.0109モル)を、乾
燥ジオキサン5gの還流中で溶融状態とし、4−メチル
ピラゾ−ル1.0g(純度87.8%、0.0107モ
ル)を攪拌しながら10分間で滴下した。滴下終了後、
更に還流状態で5時間攪拌し、室温に戻した。ヨウ化メ
チル1.60g(0.0113モル)を5分間で滴下し
、2時間攪拌した後、無機物を濾別した。濾液を液体ク
ロマトグラフィ−で分析したところ、1, 4−ジメチ
ルピラゾ−ル0.91gが含まれていた。4−メチルピ
ラゾ−ルを基準にして転化率91%、収率88%であっ
た。 【0018】実施例 3 乾燥メタノ−ル1.7gに金属ナトリウム0.27g(
0.0117モル)を室温で加え、攪拌しながら溶融し
、ナトリウムメトキシドを調製した。ヘプタン5gを加
えた後、4−メチルピラゾ−ル1.0g(純度87.8
%、0.0107モル)を攪拌しながら5分間で滴下し
た。室温で30分攪拌後、温度を80℃まで上げ、1時
間メタノ−ルを留出させた後、更に90℃で1時間メタ
ノ−ルを留出させた。室温に戻してテトラヒドロフラン
5gを加えた後、ヨウ化メチル1.67g( 0.0
118モル)を5分間で滴下した。4時間攪拌した後、
無機物を濾別し、濾液を液体クロマトグラフィ−で分析
したところ、1, 4−ジメチルピラゾ−ル0.96g
が含まれていた。4−メチルピラゾ−ル基準の収率は9
4%であった。 【0019】実施例 4 金属ナトリウム0.27g(0.0117モル)を、乾
燥ジオキサン5gの還流中で溶融状態とし、4−メチル
ピラゾ−ル1.0g(純度87.8%、0.0107モ
ル)を攪拌しながら2分間で滴下した。滴下終了後、更
に還流状態で4時間20分間攪拌した後、温度を40℃
とした。塩化メチル6.48g(0.1284モル)を
40℃で2.5時間、50℃で2時間かけて吹込んだ後
、無機物を濾別した。濾液を液体クロマトグラフィ−で
分析したとこら、1, 4−ジメチルピラゾ−ル1.0
2gが含まれていた。4−メチルピラゾ−ル基準の収率
は99%であった。 【0020】実施例 5 乾燥メタノ−ル2.1gに93%水酸化ナトリウム0.
51g(0.0119モル)を加え、50℃で溶解した
。ヘプタン5gを加えた後、4−メチルピラゾ−ル1.
0g(純度87.8%、0.0107モル)を攪拌しな
がら5分間で滴下した。30分攪拌後、温度を上げ、7
5〜90℃で2.0時間メタノ−ルを留出させた。その
後室温に戻し、テトラヒドロフラン5gを加え、ヨウ化
メチル1.67g(0.0118モル)を5分間で滴下
した。5時間攪拌した後、無機物を濾別した。濾液を液
体クロマトグラフィ−で分析したところ、1, 4−ジ
メチルピラゾ−ル1.0gが含まれていた。 4−メチルピラゾ−ルを基準にして転化率98%、収率
97%であった。 【0021】実施例 6 乾燥メタノ−ル2.1gに93%水酸化ナトリウム0.
51g(0.0119モル)を加え、50℃で溶解する
。ヘプタン5gを加えた後、4−メチルピラゾ−ル1.
0g(純度87.8%、0.0107モル)を攪拌しな
がら5分間で滴下した。30分攪拌後、温度を上げ、7
5〜95℃で2.5時間メタノ−ルを留出させた。その
後室温に戻し、テトラヒドロフラン5gを加えた後、9
8%臭化エチル1.87g(0.0168モル)を5分
間で滴下した。2時間攪拌した後、温度を40℃に上げ
、14.5時間攪拌した。無機物を濾別した後、濾液を
液体クロマトグラフィ−で分析したところ、1−エチル
−4−メチルピラゾ−ル1.04gが含まれていた。4
−メチルピラゾ−ルを基準にして転化率94%、収率8
9%であった。 【0022】実施例 7 乾燥メタノ−ル2.3gに93%水酸化ナトリウム0.
57g(0.0133モル)を加え、50℃で溶解した
。ヘプタン5gを加えた後、4−メチルピラゾ−ル1.
0g(純度99%、0.0121モル)を攪拌しながら
10分間で滴下した。30分攪拌後、温度を上げ、70
〜90℃で1時間メタノ−ルを留出させた。その後温度
を下げ、40℃とし、テトラヒドロフラン5gを加えた
後、ヨウ化イソプロピル2.26g(0.0133モル
)を7分間で滴下し、4時間攪拌した。さらに温度を上
げ、加熱還流下33時間攪拌した。無機物を濾別した後
、濾液を液体クロマトグラフィ−で分析したところ、1
−イソプロピル−4−メチルピラゾ−ル1.13gが含
まれていた。4−メチルピラゾ−ルを基準にして転化率
86%、収率83%であった。沸点61〜65℃/18
mmHg 実施例 8 4−メチルピラゾール2.0g(純度93.5%、0.
0228モル)と、クロロベンゼン10gの混合液に、
93%水酸化ナトリウム1.08g(0.0251モル
)をメタノール6gに溶かした溶液を加えた後、温度を
上げ、外浴100℃でメタノールを留去させた。その後
、温度を下げ、50〜55℃で塩化メチルを1分間に1
0mlの割合で、9時間吹き込んだ。無機物を濾別した
後、濾液を液体クロマトグラフィーで分析したところ、
1,4−ジメチルピラゾール2.15gが含まれていた
。4−メチルピラゾール基準にして収率98%であった
。 【0023】実施例 9 4−メチルピラゾール2.0g(純度93.5%、0.
0228モル)と、メチルターシャリーブチルエーテル
45gの混合液に、93%水酸化ナトリウム1.08g
(0.0251モル)をメタノール5gに溶かした溶液
を加えた後、温度を上げ、51〜53℃でメタノールを
メチルターシャリーブチルエーテルとの共沸により留去
させた。その後、50〜55℃で塩化メチルを1分間に
10mlの割合で、18時間吹き込んだ。無機物を濾別
した後、濾液を液体クロマトグラフィーで分析したとこ
ろ、1,4−ジメチルピラゾール2.02gが含まれて
いた。4−メチルピラゾール基準にして転化率93%、
収率92%であった。 【0024】実施例 10 4−メチルピラゾール2.0g(純度93.5%、0.
0228モル)と、1,2−ジメトキシベンゼン10g
の混合液に、93%水酸化ナトリウム1.08g(0.
0251モル)をメタノール5gに溶かした溶液を加え
た後、温度を上げ、外浴100℃でメタノールを留去さ
せた。その後、温度を下げ、50〜55℃で塩化メチル
を1分間に10mlの割合で、3.5時間吹き込んだ。 無機物を濾別した後、濾液を液体クロマトグラフィーで
分析したところ、1,4−ジメチルピラゾール2.17
gが含まれていた。4−メチルピラゾール基準にして収
率99%であった。 【0025】実施例 11 乾燥メタノ−ル10gに金属ナトリウム1.10g(0
.0478モル)を加え、ナトリウムメトキシドを調整
した。ヘプタン20gを加えた後、3−メチルピラゾ−
ル4.0g(0.0488モル)を攪拌しながら5分間
で滴下した。30分攪拌後、温度を上げ、75〜90℃
で2.0時間メタノ−ルを留出させた。その後室温に戻
し、テトラヒドロフラン20gを加え、ヨウ化メチル9
.26g(0.0652モル)を5分間で滴下した。2
時間攪拌した後、無機物を濾別した。濾液をガスクロマ
トグラフィ−で分析したところ、1, 3−ジメチルピ
ラゾ−ルと1, 5−ジメチルピラゾ−ルを1:1.7
の比率で含む混合物が4.3g含まれていた。3−メチ
ルピラゾ−ルを基準にして転化率93%、収率92%で
あった。 【0026】比較例 1 乾燥メタノ−ル20gに金属ナトリウム0.50g(0
.0218モル)を室温で加えて、ナトリウムメトキシ
ドを調製した。4−メチルピラゾ−ル2.0g(純度8
4.9%、0.0207モル)を5.0分間で滴下し、
更に室温で30分間攪拌した。ヨウ化メチル3.09g
(0.0218モル)を6分間で滴下し、滴下終了後室
温で5.5時間、ヨウ化メチル還流温度で3時間攪拌し
た。転化率が低いので、更にヨウ化メチル3.09g(
0.0218モル)を添加し、還流温度で7時間攪拌し
た。反応液を液体クロマトグラフィ−で分析したところ
、4−メチルピラゾ−ル0.73gと1,4−ジメチル
ピラゾ−ル1.00gが含まれていた。4−メチルピラ
ゾ−ル基準にして転化率63.5%、収率50%であっ
た。 【0027】比較例 2 乾燥メタノ−ル10gに金属ナトリウム0.55g(0
.0239モル)を室温で加えて、ナトリウムメトキシ
ドを調製した。3−メチルピラゾ−ル2.0g(0.0
244モル)を5.0分間で滴下し、更に室温で30分
間攪拌した。ヨウ化メチル4.63g(0.0326モ
ル)を20分間で滴下し、滴下終了後、室温で5.0時
間攪拌した。メタノールを留去した後、水20gを加え
て無機物を溶解し、ジエチルエーテル20gで有機物を
抽出した。水層をジエチルエーテル6gで3回抽出し、
上記有機層と合わせ、ガスクロマトグラフィ−及び液体
クロマトグラフィ−で分析したところ、3−メチルピラ
ゾ−ル1.30gと、1, 3−ジメチルピラゾ−ルと
1, 5−ジメチルピラゾ−ルを1:1.1の比率で含
む混合物0.77gが含まれていた。3−メチルピラゾ
−ル基準にして転化率35%、収率33%であった。 【0028】 【発明の効果】比較例1及び2で示されるように、従来
の方法では、転化率が低く、N−アルキルピラゾール類
の収率が50%以下であるが、本発明の方法では、転化
率が高く、N−アルキルピラゾール類の収率が80%以
上であり、反応条件によっては95%以上の高収率で得
られる。
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- 1991-03-06 JP JP03981591A patent/JP3152306B2/ja not_active Expired - Lifetime
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