SU1579457A3

SU1579457A3 - Способ получени сложного эфира 1-трет-алкил-5-циано-1Н-пиразол-4-карбоновой кислоты

Info

Publication number: SU1579457A3
Application number: SU884355378A
Authority: SU
Inventors: Абрахэм Айкинс Джеймс; Ричард Бек Джеймс; Вай-Пинг Тао Эдди
Original assignee: Эли Лилли Энд Компани (Фирма)
Priority date: 1987-04-01
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1990-07-15
Also published as: PH25127A; EP0286279A1; BR8801522A; HUT46896A; NZ224002A; IL85848A0; PT87091A; CN88101833A; ZA882287B; JPS63258858A; US4820845A; KR880012560A; DK180088D0; HU203539B; PT87091B; AU1387588A; DK180088A; AU602563B2

Abstract

Изобретение относитс к гетероциклическим соединени м, в частности к получению сложного эфира 1-трет-алкил-5-циано-1H-пиразол-4-карбоновой кислоты ф-лы N=CH-C(CO 2R 1)=C(CN)-N-C(R 2, R 3, R 4), где R 1 - C 1-C 6-алкил

R 2 - C 1-C 4-алкил, а R 3 и R 4 каждый независимо C 1-C 3-алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены образуют C 5-C 6-циклоалкил, которые наход т применение в синтезе карбоксамидных гербицидов и альгицидов. С целью увеличени выхода целевого продукта и повышени экономичности процесса сложный эфир 3(5)-циано-1H-пиразол-4-карбоновой кислоты подвергают реакции с C 4-C 11-алкиленом и C 5-C 6-циклоалкеном, замещенным в положении 1 C 1-C 4-алкильной группой, в присутствии сильной кислоты и растворител , который содержит сильную электроноакцепторную группу.

Description

ел j

Изобретение относитс к усовершенствованному способу получени сложного эфира 1-алкил-5-циано-1Н-пиразол- -4-карбоновых кислот, которые наход т применение в синтезе карбоксамид- ных гербицидов и альгицидов.

Цель изобретени - увеличение выхода целевого продукта и повышение экономичности процесса.

Указанна цель достигаетс тем, что сложный эфир 3(5)-циано-1Н-пира- зол-4-карбоковой кислоты алкилируют С -С -алкеном или С5-С6-циклоалкеном, замещенным в положении I С -С -алкильной группой в присутствии сильной кислоты в растворителе, который содержит сильную электроакцепторную группу.

Пример 1. Сложный этиловый эфир 3(5)-циано-1Н-пиразол-4-карбо- новйй кислоты.

В 22 литровую трехгорлую колбу загружают 5,72 л ацетонитрила, 1,048 г (5,72 моль) сложного эфира 3(5)-кар- бамоил-1Н-пиразол-4-карбоновой кислоты и 791 г (5,72 мопь) карбоната кали . Полученную смесь нагревают до 75-80°С и в течение 1 ч добавл ют

СП

i

см

315

г (8,58 моль) оксихлорида фос- |

1,316 фора.

Полученную смесь перемешивают при температуре около 80°С в течение Зч, затем охлаждают до комнатной температуры (25°С) и перемешивают еще 1 ч. Затем реакционную смесь фильтруют дл удалени солей хлорида кали и избытка карбоната кали и фильтровальную лепешку промывают 500 мл ацетонитрила 0 Полученный фильтрат и ацетонит- рильные промывки объедин ют и полученный раствор концентрируют досуха при пониженном давлении до получени твердого сложного эфира 3(5)-циано- -1Н-пиразол-4-карбоновой кислоты. К твердому продукту добавл ют 3 л холодной деионизированной воды и полученную смесь перемешивают около 15 мин, а затем фильтруют. Выделенный твердый продукт промывают 1 л холодной деионизированной-воды и сушат в вакууме при температуре около 40 С до получени 818 г (выход 86,5%) выше- указанного соединени , т.пл. 149 - 152°.С.

Вычислено, %: С 50,91; Н 4,27; N 25,44;

C7H7N,02

Найдено, %: С 51,15; Н 4,39; N 25,63.

П р и м е р 2. Сложный этиловый эфир 3(5)-циано-1Н-пиразол-4-карбо- новой кислоты.

В 1-литровую трехгорлую колбу, содержащую суспензию 96,8 г (0,5 моль) 94,5% (мас.%) чистого сложного этилового эфира 3(5)-карбамоил-1Н-пиразол- -4-карбоновой кислоты и 35,0 г (0,33 моль) карбоната натри в 500мл ацетонитрила добавл ют 75мл (0,8 моль) оксихлорида фосфора. Полученную смесь нагревают до кипени с обратным холодильником , а затем перемешивают при этой температуре около 90 мин. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры (25°С) и фильтруют дл удалени солей натрий хлорида и непрореагировавшего карбоната натри .

Полученный фильтрат концентрируют досуха при пониженном давлении до получени твердого продукта. К нему добавл ют 500 мл деионизированной воды и полученную смесь перемешивают около 15 мин, а затем фильтруют. Выделенный твердый продукт сушат в вакууме при температуре около 40°С. Получают 76,8 г (выход 93,1%) указанного соединени , т.пл. 148-150°С. Н ЯМР (300 КГц, ДМСО - de, тетраме- тилсилан),о :1,3 (триплет, ЗН); 4,3 (квадруплет, 2Н); 8,65 (синглет, 1Н). Вычислено, %: С 50,91; Н 4,27;

5 0 5

0

5

0

5

N

25,44; С,Н,ЫЛ0„

С 51,09; Н 4,23;

Найдено, % N 25,30.

Пример 3. Сложный этиловый эфир 1-трет.-бутил-5-циано-1Н-пира- эол-4-карбоновой кислоты.

Холодную (-70°С) смесь, содержащую 8,3 г (0,05 моль) сложного этилового эфира 3(5)-циано-1Н-пиразол-4-карбо- новой кислоты 10 мл (0,1 моль) изобу- .тилена и 3,1 г (0,015 моль) моногидрата паратолуолсульфокислоты в 100 мл ацетонитрила помещают в скл нку Пар- ра. Полученную смесь постепенно нагревают до кипени с обратным холодильником и перемешивают в течение около 18 ч. Реакцию завершают по контролю высокоэффективной жидкостной хроматографией , реактор охлаждают и давление в нем снижают до атмосферного (0 пси избыточного). Раствор концентрируют до масла, удал ацетонитрил при пониженном давлении.

Полученное масло раствор ют в 200 мл диэтилового эфира. Эфирный раствор промывают последовательно водой , насыщенным раствором бикарбоната натри и насыщенным солевым раствором , а затем сушат над сульфатом магни . Растворитель удал ют при пониженном давлении до получени 8,4 г (84,3% выход) сложного этилового эфира 1-трет-бутил-5-циано-1Н-пира- зол-карбоновой кислоты в виде масла.

(Н ЯМР (300 МГц., тетраметилсилан, ДМСО-а6),5 : 1,3 (триплет, ЗН); 1,72 (синглет, 9Н); 4,3 (квадруплет, 1Н).

Вычислено, %: С 59,71; Н 6,83;

N

18,79, С, H,SN,04

Найдено, %: С 59,50; Н 6,57; N 18,84.

П р и м е р 4. Сложный этиловый эфир 1-трет-бутил-5-циано-1Н-пира- зол-4-карбоновой кислоты.

В автоклав, содержащей 0,5 г (3,0 ммоль) сложного этилового эфира 3(5)-циано-1Н-пиразол-4-карбоновой кислоты, растворенного в 100 мл ацетонитрила , добавл ют 7,13 г (127,0 ммоль) изобутилена и 0,2 г (1,0 ммоль) моногидрата паратолуол- сульфокислоты. Реакционную смесь нагревают до 110°С (давление приблизительно 50 пси избыточное) и перемешивают 24 ч. Реакци практически завершаетс по данным высокоэффективной

хроматографии„ Реактор открывают, дав- JQ промывают 100 мл воды и сушат над

ление снижают до атмосферного (0 пси избыточного). Раствор концентрируют до масла, удал ацетонитрил при пониженном давлении.

Добавл ют 50 мл воды и 100 мл ди- J5 этилового эфира дл того, чтобы растворить масло. Выдел ют органический слой и сушат его над сульфатом натри . Полученный раствор фильтруют и растворитель отгон ют при пониженном давле- 20 нии до получени 0,66 г сложного этилового эфира 1-трет.-бутил-5-циано-1Н- -пиразол-4-карбоновой кислоты (выход 91,8%) в виде масла. По данным высокоэффективной жидкостной хроматографии 25 указанное в заглавии соединение имеет чистоту 93,2%.

сульфатом магни . Растворитель уда ют при пониженном давлении до полу ни 0,66 г (91,8% выход) сложного э лового эфира 1-трет-бутил-5-циано- -1Н-пиразол-4-карбоновой кислоты в виде масла.

П р и м е р 6. 1-трет-Бутил-5-ц но-Н-метил-1Н-пиразол-4-карбоксами

В автоклав содержащий 1,257 г 96,1% чистоты сложного этилового э ра 3(5)-циано-1Н-пиразол-4-карбоно вой кислоты (7,62 моль), растворен ного в 17,300 мл ацетонитрила, доб л ют 2,900 г (51,7 моль) изобутиле и 483,15 г (2,54 моль) моногидрата паратолуолсульфокислоты. Реакционн смесь нагревают до 85-90 с (избыто ное давление Ј 45 пси) и перемеши ют в течение 17,5 ч. После того ка реакци по данным высокоэффективно жидкостной хроматографии завершает реактор открывают, давление снижаю до атмосферного и ацетонитрил отгон ют .

Образец дл высокоэффективной жидкостной хроматографии подготавливают, помеща 25 мг образца в 50 мл мерную колбу, а затем разбавл ют 25 мл метанола . Колонку элюируют раствором, содержащим 10% (объемные %) метанола, 18% (объемные %) тетрагидрофурана, и 72% (объемные %) буферного раствора диэтиламин (фосфорна кислота) 1% по объему раствор диэтиламина в воде и рН довод т до 7,0 фосфорной кислотой.

Используют колонку 25 см Зорбакс CN. Детектор на длине волны 254 нм, скорость потока в колонке 2,0 мл/мин, а инжектируемый объем 10 мкл.

П р и м е р 5. Сложный этиловый эфир 1-трет-бутил-5-циано-1Н-пиразол- -4-карбоновой кислоты.

В автоклав, содержащий 0,5 г (3,0 ммоль) сложного этилового эфира 3(5)-циано-1Н-пиразол-4-карбоновой кислоты, растворенного в 50 мл ацето- нитрила, добавл ют 7$13 г (127,0 моль) изобутилена и 0,2 г (1,0 ммоль) моногидрата пара-толуолсульфокислоты. Реакционную смесь нагревают до 75-80°С (избыточное давление приблизительно 45 пси) и перемешивают 18 ч. Когда реакци практически завершаетс по данным высокоэффективной сидкостной хроматографии, реактор открывают и

давление снижают до атмосферного. Полученный раствор концентрируют до масла, удал ацетонитрил при пониженном давлении.

Добавл ют воду (100 мл), диэтило- вый эфир (100 мл) и насыщенный солевой раствор (100 мл) дл растворени масла. Выдел ют органический слой,

J5 20 25

0

5

0

5

0

5

сульфатом магни . Растворитель удал ют при пониженном давлении до получени 0,66 г (91,8% выход) сложного этилового эфира 1-трет-бутил-5-циано- -1Н-пиразол-4-карбоновой кислоты в виде масла.

П р и м е р 6. 1-трет-Бутил-5-циа- но-Н-метил-1Н-пиразол-4-карбоксамид.

В автоклав содержащий 1,257 г 96,1% чистоты сложного этилового эфира 3(5)-циано-1Н-пиразол-4-карбоно- вой кислоты (7,62 моль), растворенного в 17,300 мл ацетонитрила, добавл ют 2,900 г (51,7 моль) изобутилена и 483,15 г (2,54 моль) моногидрата паратолуолсульфокислоты. Реакционную смесь нагревают до 85-90 с (избыточное давление Ј 45 пси) и перемешивают в течение 17,5 ч. После того как реакци по данным высокоэффективной жидкостной хроматографии завершаетс , реактор открывают, давление снижают до атмосферного и ацетонитрил отгон ют .

Добавл ют водный метиламин (3,300 г 40% по весу раствор метиламина в воде , 42,6 ммол метиламина) и метанол (3,810 мл) и полученную смесь перемешивают при 50°С в течение около 4 ч. Полученный раствор охлаждают до комнатной температуры (25°С) и перемешивают в течение ночи,

Полученный раствор концентрируют, отгон непрореагировавший метиламин и метанол при пониженном давлении. К концентрированному раствору добавл ют холодную воду (7,600 мл). 1-трет-Бу- тил-5-циано-М-метил-1Н-пиразол 4-кар- боксамид осаждаетс и его выдел ют фильтрованием. Полученный карбоксамид промывают 7,6 мл холодной воды, сушат в вакууме при 40-50аС в течение ночи до получени 1,316 г (выход 84,7%) продукта, которьй имеет чистоту 100% по данным высокоэффективной жидкостной хроматографии (по методике описанной в примере 4).

Вычислено, %: С 58,24; Н 6,84; N 27,17.

C,0H14N40

Найдено, %: С 58,14; Н 6,84; N 27,44.

Пример 7. Сложный этиловый эфир 5-циано 1-(1,1-диметилбутил)- -1Н-пиразол-4-карбоновой кислоты.

2-Метил-1-пентен (6,1 г, 0,072 моль); сложный этиловый эфир 3(5)-циано-1Н-пиразол-4-карбоновой кислоты (6,0 г, 0,036 моль) и 5 капель серной кислоты объедин ют в 15 мл ацетонитрила и помещают в запа нную ампулу. Полученный раствор нагревают до 120dC и выдерживают при этой температуре около 8 ч. Спуст 8 ч раствор охлаждают и ацетонит- рил удал ют при пониженном давлении. Полученное масло очищают хсомато- графически (высокоэффективной жидкостной хроматографией), использу в качестве элюента гексан, с последующим элюированием смесью этилацетат/ /гексан (1 :4) .Растворитель удал ют при пониженном давлении до получени 4,57 г (50,9% выход) сложного этилового эфира 5-циано-1-(1,1-диметцлбутил)-1Н-пи разол-4-карбоновой кислоты в виде мас ла.

Hi ЯМР (250 МГц, CDC1,), б : 0,90 (дублет, ЗН) ; 1,40 (триплет, 311); 1,75 (синглет, 6Н)| 1,02 (шир, триплет , 4Н); 4,30 (квадруплет, 2Н). Вычислено, %: С 62,63; Н 7,68; N 16,85.

С,5Н„М,Ог

Найдено, %: С 62,70; Н 7,47; N 16,76. Прим

е р

5-Циано-1-(1t1-ди- этилпропил)-М-метил-1Н-пир азол-4-кар- боксамид.

Серную кислоту (4,7 г, 0,048 моль) добавл ют по капл м к раствору содер жащему 8,0 г (0,048 моль) сложного этилового эфира 3(5)-циано-1Н-пира- зол-4-карбоновой кислоты и 9,5 г (0,096 моль) З-этил-2-пентена, растворенного в 40 мл метиленхлорида и tO м ацетонитрила. Кислоту добавл ют с такой скоростью, чтобы поддерживать температуру раствора ниже 10°С за врем добавлени . Реакционной смеси дают нагретьс до комнатной температуры (25°С) и перемешивают около 16 ч.

Через 16 ч добавл ют дополнительно 100 мл метиленхлорида. Полученньм раствор промывают дважды 150 мл 2Н

0

5

0

5

35

гидроокиси натри и 1 SO мл насыщенного солевого раствора, затем сугаат, ис-. пользу сульфат натри . Метиленхло- рид и ацетонитрил удал ют при пониженном давлении до -получени масла.

Это масло очищают с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии, использу гексан, а затем смесь этил- ацетат/гексан (1:4) в качестве элюента . Растворитель снова удал ют при пониженном давлении, в результате чего получают 6,3 г (49,9% выход) сложного этилового эфира 5-циано-1-(1,1- диэтилпропил)- Н-пиразол-4-карбоновой кислоты.

(Н ЯМР (250МГц, CDC1,),Ј : 0,75 (триплет, 9Н); 1,35 (триплет, ЗН); 2,15 (квадруплет, 6Н); 4,35 (квадруплет , 2Н) .

С 63,85; Н 8,04;

40

%:

Вычислено, N 15,96.

C HaiNjOa

Найдено, %: С 64,09; Н 7,98; N 16,26.

Вышеуказанный сложный эфир карбоно- вой кислоты (2,5 г, 9,5 ммоль) и водный метиламин (4,5 г 40% по весу, раствор метиламина в воде; 57,0 ммоль) соедин ют с 50 мл метанола. Полученный раствор греют при кипении с обратным холодильником в течение 8ч, затем охлаждают до комнатной температуры (25°С).

Полученный раствор концентрируют, удал непрореагировавший метиламин и метанол при пониженном давлении. Полученный твердый продукт перекрис- таллиэовывают из смеси толуол/гексан до получени 0,58 г (28,4%) 5-циано- -1-(1,1-диэтилпропил)-М-метил-1Н-пи- разол 4-карбоксамида, т.пл. 85-87°С.

5 «

5

N

Вычислено, 22,56.

C,,H20N40

%: С 62,88; Н 8t12;

Найдено, %: С 62,63; Н 7,88; N 22,30.

П р и м е р 9. 5-циано-1-(1-метил- циклопентил)-N-метил-1Н-п ира зол-4-кар- боксамид.

Хлорид цинка (13,2 г, 0,096 моль), 1-метил-1-циклопентен (8,0 г, 0,096 молъ) и сложный этиловый эфир 3(5)-циано-1Н-пиразол-4-карбоновой кислоты (8,0 г 0,048 моль) добавл ют к 50 мл ацетонитрила и полученную смесь кип т т с обратным холодильником в течение 24 ч. Затем раствор

охлаждают до комнатной температуры (25°С) и хлорид цинка отфильтровывают . Полученный фильтрат концентрируют до масла, удал растворитель при пониженном давлении.

Дл растворени масла добавл ют 200 мл воды и 200 мл этилацетата.Органический слой выдел ют, дважды промывают 150 мл 2Н гидроокиси натри и 150 мл насыщенного солевого раствора а затем сушат, использу сульфат натри . Этилацетат удал ют при пониженном давлении до получени масла.

Это масло очищают с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии по способу, описанному в примере 4. Растворитель снова удал ю.т при пониженном давлении до получени

4.2г (35,4% выход) сложного этилового эфира 5-циано-1-(1-метилцикло- пентил)-1К-пиразол-4-карбоновой кислоты .

4l ЯМР (250 МГц, CDC13),Ј ; 1,30 (триплет, ЗИ); 1,65 (дублет, ЗН); 2,25 (шир.квадруплет, 4Н); 2,60 (шир дублет, 4Н); 4,35 (квадруплет, 2Н).

Вычислено, 7-. С 63,14; Н 6,93; N 16,99.

C H N-jOz

Найдено, %: С 63,36; Н 6,73; N 16,72.

Вышеуказанный сложный этиловый эфир карбоновой кислоты (2,0 г, 8,0 ммоль) и водный метиламин (3,6 г 40% по весу раствор метиламина в воде 48,5 ммоль) объедин ют в 30 мл метанола . Полученный раствор нагревают при кипении с обратным холодильником в течение 7 ч, затем охлаждают до ком-, натной температуры (25°С).

Метанол и непрореагировавший метиламин удал ют при пониженном давлении. Полученный твердый продукт перекрис- таллизовывают из этанола до получени

1.3г (70% выход) 5-циано-1-(1-метил- -циклопентил)М-метил-1Н-пиразо.л-4- -карбоксамида, т.пл. 139-141 С.

«

Вычислено, %: С 62,05; Н 6,94; N 24,12.

С,гнЛО

Найдено, %: С 61,83; Н 6,95; N 23,93.

Таким образом, предложенный способ позвол ет более экономично получить с высоким выходом (до 90%) сложный эфир 1-трет-алкил-5-циано-1Н-пиразол- карбоновой кислоты.

Claims

Формула изобретени

Способ получени сложного эфира 1-трет-алкил-5-циано-1Н-пираэол-4-кар- боновой кислоты общей формулы

20

25

30

35

40

C02Ri

CN

пг

NN. .А,

N f

RrC-Вз

R2

где R4 - С,-С6-алкил;

R2 - С -С -алкил;

Rj и R4 каждый независимо ,- алкил или вместе с атомом углерода, к которому они присоединены, образуют Cg-Cg-циклоалкил, отличающийс тем, что, с целью увеличени выхода целевого .продукта и повышени экономичности процесса , сложный эфир 3(5)-циано-1Н-пи- разол-4-карбоновой кислоты формулы

ПгОЭД

CN

Н

подвергают взаимодействию с кеном или -С -циклоалкеном, замещенным в положении I С -О -алкильной группой, в присутствии сильной кислоты и растворител , который содержит сильную электроноакцепторную группу.