WO2000031042A2 - Verfahren zur herstellung von 1-substituierten 5- oder 3-hydroxy-pyrazolen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von 1-substituierten 5- oder 3-hydroxy-pyrazolen Download PDF

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WO2000031042A2
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Roland Götz
Jochem Henkelmann
Heike Becker
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D231/00—Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings
    • C07D231/02—Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings not condensed with other rings
    • C07D231/10—Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D231/14—Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D231/18—One oxygen or sulfur atom
    • C07D231/20—One oxygen atom attached in position 3 or 5

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of 1-substituted 5- and / or 3-hydroxy-pyrazoles of the formulas I and II
  • R 1 is C 1 -C 6 alkyl, C 2 -C 6 alkenyl, C 2 -C 6 alkynyl, C 3 -C 6 cycloalkyl or C 1 -C 4 alkoxy
  • these groups can be substituted by halogen, C 1 -C 4 -alkoxy, phenoxy, C--C 6 -alkoxycarbonyl, C 1 -C 6 -alkylthio-carbonyl or a cyclic ring system with 3-14 ring atoms, characterized in that
  • 1-Substituted 5- and 3-hydroxy-pyrazoles are used as precursors for the production of pharmaceuticals and crop protection agents, in particular herbicides, and are known, for example, from O96 / 26206, WO 97/23135, WO 97/19087, US 5,631,210, WO 97 / 12885, WO 97/08164, ZA 9510980, WO 97/01550, WO 96/31507, WO 96/30368, WO 96/25412 and US 5,663,365.
  • the second display option is multi-stage; in addition to the l-alkyl-5-hydroxy-pyrazoles, the regioisomers of the target compound are also formed, which have to be separated from the target compounds in a complex manner.
  • the synthesis is associated with a poor C yield, since a C4 building block is used, from which a C atom must be split off again at the end of the process.
  • the process is multi-stage and 5 complicated.
  • the last stage of the complex process only gives poor yields and a large number of by-products.
  • Another object of the present invention was to find a process for the preparation of 1-substituted 5-hydroxypyrazoles and / or 3-hydroxypyrazoles from easily accessible starting components which does not have the disadvantages mentioned above of the previously known processes.
  • R 1 is C 1 -C 6 alkyl, C 2 -C 6 alkenyl, C 2 -C 6 alkynyl, C 3 -C 6 cycloalkyl, C 1 -C 4 alkoxy or phenoxy, where these groups by halogen, -CC alkoxy, Ci-C ö alkoxy-carbonyl, Ci -C 6 alkyl - thiocarbonyl or a cyclic ring system with 3-14 ring atoms can be substituted by
  • R 2 has the meaning given in claim 1, with phosgene via, "diphosgene” VIb or "triphosgene” VIc 0
  • R 3 has the meaning given in claim 1, esterified to the corresponding 3-alkoxyacrylic acid alkyl ester of the formula III.
  • the procedure is generally such that one of the two reactants is introduced in a suitable solvent and the second reactants are added Temperatures between -30 ° C and 100 ° C metered.
  • the pH is kept at 7-11, preferably 8-11, particularly preferably 9-11 by adding a base.
  • Suitable bases are, for example, alkali and alkaline earth metal hydroxides such as sodium and potassium hydroxide and tert. Amines.
  • Alkali and alkaline earth metal hydroxides such as sodium and potassium hydroxides are preferably used as the base.
  • the molar ratio of 3-alkoxyacrylic acid alkyl ester III to hydrazines IV is 1: 1 to 1:10, preferably 1: 1 to 1: 8. This ratio can be reduced from 1:10 to 1: 1 by adding bases.
  • the solvent is initially introduced and the hydrazine IV and the 3-alkoxyacrylic acid realkyl ester III are added dropwise simultaneously within 10 minutes to 10 hours, preferably 1-4 hours.
  • the particular advantage of this parallel dosing is that it allows the pH of the reaction mixture to be kept constant at around 10 without the need to add a base. Adherence to this pH value is essential for the regioselectivity of the reaction. For example, if the pH is maintained at 10 regioisomer ratios I: II of over 300: 1 can be achieved.
  • Suitable solvents or diluents are, for example, water, aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and petroleum ether, aromatic hydrocarbons such as toluene, o-, m- and p-xylene, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and chlorobenzene, alcohols such as methanol and Ethanol and ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, tert-butyl methyl ether, dioxane, anisole and tetrahydrofuran, and nitriles such as acetonitrile and propionitrile.
  • aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and petroleum ether
  • aromatic hydrocarbons such as toluene, o-, m- and p-xylene
  • solvents mentioned can of course also be used.
  • Preferred solvents are, for example, water, alcohols such as methanol and ethanol, ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, tert. Butyl methyl ether, dioxane, anisole, diethylene glycol dialkyl ether and tetrahydrofuran and mixtures thereof.
  • the Hydrazine IV can both in substance and in the form of their partly. Commercially available aqueous solutions can be used.
  • the procedure is preferably such that the hydrazine IV is initially introduced in a suitable solvent and at temperatures from -30 ° C. to 100 ° C. , preferably at 10-40 ° C, within 3 min to 10 h, preferably 1-4 h, the 3-alkoxyacrylic acid alkyl ester VIII.
  • the pH is kept between 11 and 14, preferably 12-13, in particular 12, by adding a base.
  • Suitable bases are alkali and end alkali metal hydroxides such as sodium and potassium hydroxide and tert. Amines. Preferred bases are alkali and alkaline earth metal hydroxides. Suitable solvents are those mentioned in step a).
  • alkyl vinyl ethers of the formula V which are initially at temperatures from -78 ° C. to 100 ° C., preferably -10 ° C. to 80 ° C., in particular 20 ° C. to 60 ° C., with an acid chloride of the formula Via, VIb or VIc are implemented, the corresponding acid chloride of the formula VII being formed.
  • the reaction can be carried out without the use of solvents or diluents, provided that the reaction partners are liquid at the reaction temperature. However, it is also possible to carry out the reaction in an aprotic solvent or diluent.
  • Suitable solvents or diluents are, for example, aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and petroleum ether, aromatic hydrocarbons such as toluene, o-, m- and p-xylene, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and chlorobenzene, and ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, tert . -Butyl methyl ether, dioxane, anisole and tetra- hydrofuran, and nitriles such as acetonitrile and propionitrile. Mixtures of the solvents mentioned can of course also be used.
  • the reaction is particularly preferably carried out without a solvent or in aromatic hydrocarbons such as toluene as the solvent.
  • reaction partners V and VI are generally used in a ratio of 0.1: 1 to 1: 1 mol V / VIa, VIb or VIc, preferably 0.2: 1 to 0.8: 1 mol V / VIa, VIb or VIc, in particular 0.4: 1 to 0.6: 1 mol V / VIa, VIb or VIc, are reacted with one another.
  • the acid chloride VII thus obtained is split off at 30 to 80 ° C hydrogen chloride (HC1) to give the corresponding 3-alkoxyacryl ⁇ acid chloride VIII forms.
  • the crude 3-alkoxyacrylic acid chlorides VIII thus obtained can be isolated in pure form by distillation or rectification.
  • the esterification of the acid chlorides VIII is generally carried out by adding the alcohol IX to the acid chloride VIII at from -20 to 80 ° C., preferably 0-50 ° C. within 0.5-8 h, preferably 1-6 h added dropwise and the alkyl 3-alkoxyacrylate III contained therein by continuous or discontinuous distillation or rectification.
  • Suitable solvents or diluents are, for example, aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane and petroleum ether, aromatic hydrocarbons such as toluene, o-, m- and p-xylene, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and chlorobenzene, and ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, tert. Butyl methyl ether, dioxane, anisole and tetrahydrofuran, and nitriles such as acetonitrile and propionitrile. Mixtures of the solvents mentioned can of course also be used.
  • -C-C 4 alkyl such as methyl, ethyl, n-propyl, 1-methylethyl, butyl, 1-methylpropyl, 2-methylpropyl and 1, 1-dimethylethyl;
  • C 1 -C 6 -alkyl such as C 1 -C 4 -alkyl, as mentioned above, and pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, hexyl, 1, 1 -Dimethylpropyl, 1, 2-dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 2-dimethylbutyl, 1,3-dimethylbutyl, 2, 2-dimethylbutyl , 2, 3-dimethylbutyl,
  • C 2 -C 6 alkenyl such as 2-propenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, l-methyl-2-propenyl, 2-methyl-2-propenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 3- Methyl-2-butenyl, l-methyl-2-butenyl, 2-methyl-2-butenyl, l-methyl-3-butenyl, 2-methyl-4-butenyl, 3-methyl-3-butenyl, 1, l-dimethyl -2-propenyl, 1, 2-dimethyl-propenyl, 1, 2-dimethyl-propenyl;
  • alkynyl such as propargyl, 2-butynyl, 3-butynyl, 2-pentynyl, 3-pentynyl, 4-pentynyl, l-methyl-3-butynyl, 2-methyl-3-butynyl, l-methyl- 2-butynyl, 1, l-dimethyl-2-propynyl, l-ethyl-2-propynyl, 2-hexynyl, 3-hexynyl, 4-hexynyl, 5-hexynyl, l-methyl-2-pentynyl, l-methyl- 3-pentinyl, l-methyl-4-pentinyl, 3-methyl-4-pentinyl, 4-methyl-2-pentinyl, 1, l-dimethyl-2-butinyl, 1, l-dimethyl-3-butinyl, 1, 2-dimethyl-3-butynyl, 2,2-di
  • C 3 -C ⁇ cycloalkyl such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl and cyclohexyl
  • -CC alkoxy such as methoxy, ethoxy, n-propoxy, 1-methylethoxy, n-butoxy, 1-methylpropoxy, 2-methylpropoxy and 1, 1-dimethylethoxy,
  • these groups atoms optionally substituted by one to five halogen such as fluorine, chlorine, bromine and iodine, preferably fluorine and chlorine, C ⁇ -C alkoxy, phenoxy, C ⁇ -C 6 alkoxycarbonyl, Ci-C ⁇ -Alkylt- hiocarbonyl or cyclic ring system with 3-14 ring atoms can be substituted, where the substituents have the following meaning:
  • Ci-C ⁇ alkoxycarbonyl such as methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, n-propoxycarbonyl, 1-methylethoxycarbonyl, n-butoxycarbonyl, 1-methylpropoxycarbonyl, 2-methylpropoxycarbonyl and 1, 1-dimethylethoxycarbonyl, especially methoxycarbonyl;
  • Ci-C ⁇ - alkylthiocarbonyl such as methylthiocarbonyl, ethylthiocarbonyl n-propylthiocarbonyl, especially methylthiocarbonyl.
  • -C-C 4 haloalkyl a C 1 -C 4 -alkyl radical as mentioned above, which is partially or completely substituted by fluorine, chlorine, bromine and / or iodine, that is, for. B.
  • a cyclic ring system with 3-14 ring atoms means, for example, the following groups: C 3 -C 14 cycloalkyl, C 3 -C ⁇ cycloalkenyl, aromatic groups such as phenyl, naphthyl, and their partially hydrogenated derivatives.
  • the cyclic ring systems can be heterocyclic ring systems in which one, two or three carbon atoms can be replaced by heteroatoms, such as, for example, 0, N, S.
  • the cyclic ring systems can be aromatic, partially hydrogenated or completely hydrogenated.
  • the cyclic ring systems can be substituted as desired.
  • Suitable substituents are, for example, -C 6 -alkyl, -C -C -haloalkyl, Cx -C 4 alkoxy, halogen, cyano, nitro, hydroxyl, thionyl, sulfoxyl, sulfonyl, -C -C alkyl sulfonyl, amino, C ⁇ -C 4 alkylamino and di -C] _- C alkylamino.
  • Cyclic ring systems from the group Ci-C ö cyclo- are preferably alkyl, phenyl, a 5 to 6-membered heterocyclic saturated or unsaturated radical containing one to three heteroatoms selected from the Grupppe 0, N and S, the above specified may be substituted.
  • a very particularly preferred cyclic ring system is phenyl, which can be substituted as indicated above.
  • R 2, R 3 are independently C ⁇ -C 6 -alkyl as mentioned above or C 3 -C 6 cycloalkyl, preferably C ⁇ -alkyl.
  • Example 8 1-Ethoxycarbonylmethyl-5-hydroxypyrazole from 3-methoxyacrylic acid methyl ester and hydrazine acetic acid ethyl ester hydrochloride
  • the 1-substituted 5- or 3-hydroxypyrazoles produced by the process according to the invention are valuable preliminary products for the production of, for example, crop protection agents such as herbicides.
  • crop protection agents such as herbicides.
  • Herbicides known from WO 96/26206 are, for example

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 1-substituierten 5- und/oder 3-Hydroxypyrazolen der Formeln (I) und (II), in denen R1 C1-C6-Alkyl, C2-C6-Alkenyl, C2-C6-Alkinyl, C3-C6-Cycloalkyl oder C1-C4-Alkoxy bedeutet, wobei diese Gruppen durch Halogen, C1-C4-Alkoxy, Phenoxy, C1-C6-Alkoxycarbonyl, C1-C6-Alkylthiocarbonyl oder ein cyclisches Ringsystem mit 3-14 Ringatomen substituiert sein können, indem man einen 3-Alkoxyacrylsäurealkylester der Formel (III), in der R2, R3 unabhängig voneinander C¿1?-C6-Alkyl oder C3-C6-Cycloalkyl bedeutet mit einem Hydrazin der Formel (IV), in der R?1¿ die oben angegebene Bedeutung hat, a) bei einem pH-Wert von 6-11 zu 5-Hydroxypyrazolen der Formel (I) umsetzt, oder b) bei einem pH-Wert von 11-14 zu 3-Hydroxypyrazolen der Formel (II) umsetzt.

Description

Verfahren zur Herstellung von 1- substituierten 5- oder 3-Hydroxy- pyrazolen
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 1-substituierten 5- und/oder 3-Hydroxy-pyrazolen der Formeln I und II
Figure imgf000003_0001
Rl Rl
I II in denen R1 Cι-C6-Alkyl, C2-C6-Alkenyl, C2-C6-Alkinyl, C3-C6-Cyclo- alkyl oder Cι-C4-Alkoxy bedeutet, wobei diese Gruppen durch Halogen, Cι-C4-Alkoxy, Phenoxy, Cχ-C6-Alkoxycarbonyl, Cι-C6-Alkylthio- carbonyl oder ein cyclisches Ringsystem mit 3-14 Ringatomen substituiert sein können, dadurch gekennzeichnet, daß man
1-substituierte 5- und 3-Hydroxy-pyrazole finden als Vorprodukte zur Herstellung von Pharmaka und Pflanzenschutzmitteln, insbesondere Herbiziden, Verwendung und sind beispielsweise aus der O96/26206, WO 97/23135, WO 97/19087, US 5,631,210, WO 97/12885, WO 97/08164, ZA 9510980, WO 97/01550, WO 96/31507, WO 96/30368, WO 96/25412 und US 5,663,365 bekannt.
Verfahren zu deren Herstellung sind daher von Interesse.
Bisher sind als Verfahren zur Herstellung von niederen 1-A1- kyl-5-hydroxy-pyrazolen folgende Synthesen bekannt:
1. eine Darstellung, bei der 2-Methyl-l- (p-toluolsulfonyl) -3-py- razolidon oder 2-Methyl-l-acetyl-pyrazolidon hydrolysiert wird (J. Prakt. Chem. 1971, 313, 115-128 und J. Prakt. Chem. 1971, 313, 1118-1124) .
2. ein Variante, bei der 5-Hydroxy-l-alkylpyrazol-4-carbonsäu- realkylester durch Cyclisierung eines Alkoxymethylenmalonsäu- redialkylesters mit niederen Alkylhydrazinen aufgebaut wird, anschließend zu diesem Reaktionsprodukt eine wäßrige Mineral- säure-Lösung zugesetzt, und die Hydrolyse und Decarboxylie- rung gleichzeitig durchgeführt wird (siehe JP 61257974, JP 60051175, JP 58174369, JP 58140073 und JP 58140074 sowie US 4643757) .
3. eine Synthese, bei der Propiolsäureethylester mit Methylhy- drazin zu 5-Hydroxy-l-methyl-pyrazol umgesetzt wird (Annalen 1965, 686, 134-144) .
4. eine Syntheseroute, bei der 3-Hydrazinopropionsäureester, die durch Addition von Hydrazin an Acrylsäureester entstehen, mit Aldehyden zu den entsprechenden Hydrazonen umgesetzt und anschließend cyclisiert werden (siehe JP 06166666, JP 61229852 und JP 61268659 sowie EP 240001) .
5. ein Synthesevariante, bei der eine 5-Hydroxy-l-methylpyra- zol-3-carbonsäure thermisch gespalten wird (Chem. Ber. 1976,
109, S. 261) .
6. ein Verfahren, bei dem 3-Alkoxyacrylsäureester mit Methylhy- drazin bzw. Ethylhydrazin zu l-Methyl-5-hydroxy-pyrazol bzw. l-Ethyl-5-hydroxy-pyrazol umgesetzt werden (siehe JP 189 271/86, EP-A-837 058) .
7. ein Verfahren, bei dem 2 -Haloacrylsäureester mit Hydrazin- derivaten zu 1- substituierten 3 -Hydroxypyrazolen umgesetzt werden (siehe US 5,663,365).
Bei dem oben genannten 1. Syntheseweg ist der Verfahrensprozeß mehrstufig und kompliziert. Das Einfügen und Entfernen einer Schutzgruppe ist umständlich, bedeutet zusätzliche Stufenzahlen und vermindert die Ausbeute.
Die 2. Darstellungsmöglichkeit ist mehrstufig, außerdem entstehen neben den l-Alkyl-5-hydroxy-pyrazolen gleichzeitig die Regioiso- meren der Zielverbindung, die aufwendig von den ZielVerbindungen abgetrennt werden müssen. Zudem ist die Synthese mit einer schlechten C-Ausbeute verbunden, da ein C4-Baustein eingesetzt wird, wovon am Ende des Verfahrens wieder ein C-Atom abgespalten werden muß .
Bei der 3. Synthesevariante, die lediglich die Darstellung von l-Methyl-5-hydroxy-pyrazol beschreibt, ist es unabdingbar, weit überstöchiometrische Mengen an Methylhydrazin einzusetzen, wodurch das Verfahren unwirtschaftlich ist. Daneben muß das ebenfalls entstehende Isomer 3-Hydroxy-l-methylpyrazol bei der Reini - gung aufwendig von l-Methyl-5-hydroxy-pyrazol getrennt werden. Des weiteren ist dieses Verfahren aufgrund des hohen Preises von Propiolsäureester unwirtschaftlich.
Bei der 4. Alternative ist der Verfahrensprozeß mehrstufig und 5 kompliziert. Die letzte Stufe des aufwendigen Verfahrens liefert nur schlechte Ausbeuten und eine Vielzahl von Nebenprodukten.
Bei dem 5. Synthesezugang ist zur thermischen Abspaltung eine hohe Temperatur erforderlich, die Ausbeute ist mit 6% sehr ge- 10 ring.
Beim 6. Syntheseweg, der lediglich die Darstellung von 1-Me- thyl-5-hydroxy-pyrazol beschreibt, werden aufwendig darzustellende und teure 3-Alkoxyacrylsäureester eingesetzt. Die Herstel-
15 lung von 3-Alkoxyacrylsäureester erfolgt durch Umsetzung von Methanol mit teuren Propiolsäurestern (Tetrahedron Lett. 1983, 24, 5209, J. Org. Chem. 1980, 45, 48, Chem. Ber. 1966, 99, 450, Chem. Lett. 1996, 9, 727-728), durch Umsetzung teurer und aufwendig zu synthetisierenden α,α-Dichlor-diethylether mit Bromessigsäure-
20 estern (Zh. Org. Khim. 1986, 22, 738), durch Umsetzung von Bromessigsäureestern mit Trialkylformiaten (Bull. Soc. Chim. France 1983, N 1-2, 41-45) und durch Abspaltung von Methanol aus 3, 3-Dialkoxypropionsäureestern (DE 3701113) (erhältlich durch Umsetzung des teuren Propiolsäuremethylester mit Methanol (J. Org.
25 Chem. 1976, 41, 3765), durch Umsetzung von 3-N-Acetyl-N-al- kyl-3-methoxy-propionsäureestern mit Methanol (J. Org. Chem. 1985, 50, 4157-4160, JP 60-156643), durch Umsetzung von Acrylsäu- reestern mit Alkylaminen und Essigsäureanhydrid (J. Org. Chem. 1985, 50, 4157-4160), durch Umsetzung von Keten mit Trialkyl-
30 orthoformiat (DK 158462), durch Palladium-und gleichzeitiger Kupfer-katalysierte Reaktion von Acrylsäureestern mit Methanol (DE 4100178.8), durch Umsetzung von Trichloracetylchlorid mit Vinylethylether (Synthesis 1988, 4, 274), durch Umsetzung von α,α,α-Trichlor-ß-methoxy-buten-2-on mit Methanol (Synthesis
35 1988,4, 274) und durch Umsetzung der Natriumsalze von 3-Hydroxy- acrylsäureestern mit Alkoholen (DB 3641605) eingesetzt werden. Die schlechte Zugänglichkeit der 3-Alkoxyacrylsäureester macht die Synthese nach 6. daher unwirtschaftlich. Nach JP 189 271/86 wird außerdem lediglich die Isolierung des 5-Hydroxy-l-methyl-
40 pyrazols als Hydrochlorid beschrieben, jedoch keine Aussage zur Isolierung und Reinigung der freien Base beschrieben. Versucht man die in JP 189 271/86 beschriebenen Reaktionsbedingungen anzuwenden und die freie Base zu isolieren, erhält man nur sehr geringe Ausbeuten, die für eine großtechnische Herstellung von
45 Hydroxypyrazolen unwirtschaftlich sind. Der 7. Synteseweg hat den Nachteil, daß ausschließlich 3 -Hydroxypyrazole herstellbar sind und keine 5 -Hydroxypyrazole.
Folglich können diese Syntheserouten als wirtschaftliche und effiziente Verfahren zur Herstellung von 1-substituierten 5- und 3-Hydroxypyrazolen nicht zufriedenstellen.
Weiterhin ist kein Verfahren aus dem Stand der Technik bekannt, das es erlaubt, durch einfache Variation der Ver ahrensparameter sowohl das 1- substituierte 5- als auch das 3 -Hydroxypyrazol herzustellen.
Darüberhinaus ist kein Verfahren aus dem Stand der Technik bekannt, das von einfachen Ausgangsstoffen wie einem Alkylvinyl- ether zu den gewünschten 1- substituierten 5 -und 3-Hydroxy- pyrazolen führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zu finden, mit dem man in durch Änderung der Verfahrnesparameter 1- substituierte 5 -Hydroxypyrazole und/oder 3 -Hydroxypyrazole herstellen kann.
Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung von 1- substituierten 5-Hydroxypyrazolen und/oder 3-Hydroxypyrazolen aus leicht zugänglichen Ausgangskomponenten zu finden, das die oben genannten Nachteile der bisher bekannten Verfahren nicht aufweist.
Diese Aufgabe wurde überraschenderweise gelöst durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von 1- substituierten 5- und/oder 3 -Hydroxypyrazolen der Formeln I und II,
HO
II
N~ N-
N OH N
R1 Rl
I II in denen R1 Cι-C6-Alkyl, C2-C6 -Alkenyl, C2-C6 -Alkinyl, C3-C6-Cyclo- alkyl, Cι-C4-Alkoxy oder Phenoxy bedeutet, wobei diese Gruppen durch Halogen, Cι-C -Alkoxy, Ci-Cö -Alkoxy-carbonyl, Ci -C6-Alkyl - thiocarbonyl oder ein cyclisches Ringsystem mit 3-14 Ringatomen substituiert sein kann, indem man
einen 3-Alkoxyacrylsäurealkylester der Formel III, 0
Figure imgf000007_0001
I II
in der R2- R3 unabhängig voneinander Cι-C6 -Alkyl oder C3-C6-Cyclo- alkyl bedeutet, mit einem Hydrazin der Formel IV
Rl . z NH2 ^ N ^
H IV
in der R die oben angegebene Bedeutung hat,
a) bei einem pH-Wert von 6-11 zu 5 -Hydroxypyrazolen der Formel I umsetzt,
oder
b) bei einem pH-Wert von 11-14 zu 3 -Hydroxypyrazolen der Formel II umsetzt.
Darüber hinaus wurde ein Verfahren gefunden, das von einfach zugänglichen Alkylvinylethern ausgeht, wobei man den 3-Alkoxya- crylsäurealkylester der Formel III herstellt, indem man
c) einen Alkylvinylether der allgemeinen Formel V, 2
V
in der R2 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung hat, mit Phosgen Via, "Diphosgen" VIb oder "Triphosgen" VIc 0
Cl
Figure imgf000008_0001
Cl Cl 0CC13 Cl3CO 0CC13
Via VIb VIc
zu Säurechloriden der Formel VII
Cl 0
R2
0^ Cl
VII
umsetzt,
d) diese durch Eliminierung von Chlorwasserstoff in das entsprechende 3 -Alkoxyacrylsäurechlorid der Formel VIII
O
Figure imgf000008_0002
VIII
überführt und
e) dieses mit einem Alkohol der Formel IX
R3 — OH IX
in der R3 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung hat, zu dem entsprechenden 3-Alkoxyacrylsäurealkylester der Formel III ver- estert .
Überraschend und neu beim erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß durch geeignete Wahl der Reaktionsbedingungen wahlweise 5- oder 3-Hydroxypyrazole der Formeln I bzw. II hergestellt werden können und daß von einfach zugänglichen Ausgangsverbindungen ausgegangen werden kann. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
Stufe a) :
Bei der Umsetzung der 3-Alkoxyacrylsäurealkylester der Formel III mit Hydrazinen der Formel IV zu den 1-substituierten 5-Hydroxy- pyrazolen geht man im allgemeinen so vor, daß man einen der bei- den Reaktanden in einem geeigneten Lösungsmittel vorlegt und den zweiten Reaktanden bei Temperaturen zwischen -30°C und 100°C zudosiert. Der pH-Wert wird durch Zugabe einer Base auf 7 - 11, bevorzugt 8 - 11, besonders bevorzugt 9 - 11 gehalten. Geeignete Basen sind beispielsweise Alkali- und Erdalkalihydroxide wie Natrium- und Kaliumhydroxid sowie tert. Amine.
Bevorzugt werden Alkali- und Erdalkalihydroxide wie Natrium- und Kaliumhydroxide als Base verwendet. Das Molverhältnis von 3-Alko- xyacrylsäurealkylester III zu Hydrazinen IV beträgt 1:1 bis 1:10, bevorzugt 1:1 bis 1:8. Dieses Verhältnis kann man durch Zugabe von Basen von 1:10 bis auf 1:1 verringern.
Nach einer bevorzugten Vorgehensweise legt man nur das Lösungsmittel vor und tropft das Hydrazin IV und den 3-Alkoxyacrylsäu- realkylester III gleichzeitig innerhalb 10 min bis 10 h, vorzugsweise 1-4 h zu. Der besondere Vorteil dieser Paralleldosierung liegt darin, daß hierdurch der pH-Wert des Reaktionsgemisches ohne die Notwendigkeit der Zugabe einer Base konstant bei ca.10 gehalten werden kann. Die Einhaltung dieses pH-Werts wiederum ist essentiell für die Regioselektivität der Reaktion. Beispielsweise können bei Einhaltung des pH-Werts auf 10 Regioisomerenverhält- nisse I : II von über 300 : 1 erzielt werden.
Als günstig erwiesen hat sich außerdem, die Temperatur nach einer gewissen Reaktionszeit abzusenken und die Reaktion bei entsprechend niedrigerer Temperatur zur vervollständigen.
Geeignete Lösungs- oder Verdünnungsmittel sind beispielsweise Wasser, aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan, Cyclo- hexan und Petrolether, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol, o-, m- und p-Xylol, halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Chloroform und Chlorbenzol, Alkohole wie Methanol und Ethanol sowie Ether wie Diethylether , Diisopropylether, tert.-Bu- tylmethylether , Dioxan, Anisol und Tetrahydrofuran, und Nitrile wie Acetonitril und Propionitril. Natürlich können auch Gemische der genannten Lösungsmittel verwendet werden. Bevorzugte Lösungsmittel sind beispielsweise Wasser, Alkohole wie Methanol und Ethanol, Ether wie Diethylether, Diisopropylether, tert. Butylmethylether, Dioxan, Anisol, Diethylenglycoldialkyle- ther und Tetrahydrofuran sowie deren Gemische.
Die Hydrazine IV können sowohl in Substanz als auch in Form ihrer z.T. kommerziell erhältlichen wäßrigen Lösungen eingesetzt werden.
Stufe b) :
Bei der Umsetzung der 3-Alkoxyacrylsäurealkylester III mit Hydrazinen IV zu den 1-substituierten 3-Hydroxy-pyrazolen II geht man vorzugsweise so vor, daß man das Hydrazin IV in einem geeigneten Lösungsmittel vorlegt und bei Temperaturen von -30°C bis 100°C, bevorzugt bei 10-40°C, innerhalb von 10 min bis 10 h vorzugsweise 1-4 h den 3-Alkoxyacrylsäurealkylester VIII zudosiert. Der pH- Wert wird hierbei durch Zugabe einer Base zwischen 11 und 14, vorzugsweise 12-13, insbesondere 12 gehalten. Durch Einstellung des pH-Werts auf die zuletzt genannten Werte gelingt es, die
1-substituierten 3-Hydroxy-pyrazole II in hoher Regioselektivität zu erhalten. Geeignete Basen sind Alkali- und Endalkalimetallhy- droxide wie Natrium- und Kaliumhydroxid und tert. Amine. Bevorzugte Basen swind Alkali- und Erdalkalimetallhydroxide. Geeignete Lösungsmittel sind die in Stufe a) genannten.
Stufe c) :
Ausgangspunkt des erfindungsgemäßen Gesamt -Verfahrens sind Alkyl - vinylether der Formel V, die zunächst bei Temperaturen von -78°C bis 100°C, vorzugsweise -10°C bis 80°C, insbesondere 20°C bis 60°C, mit einem Säurechlorid der Formel Via, VIb oder VIc umgesetzt werden, wobei sich das entsprechende Säurechlorid der Formel VII bildet.
Die Umsetzung kann ohne Verwendung von Lösungs- bzw. Verdünnungsmitteln durchgeführt werden, sofern die Umsetzungspartner bei der Umsetzungstemperatur flüssig sind. Es ist aber auch möglich, die Umsetzung in einem aprotischen Lösungs- oder Verdünnungsmittel durchzuführen.
Geeignete Lösungs- oder Verdünnungsmittel sind beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan, Cyclohexan und Petrolether, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol, o-, m- und p-Xylol, halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Chloroform und Chlorbenzol, sowie Ether wie Diethylether, Diisopropylether, tert . -Butylmethylether, Dioxan, Anisol und Tetra- hydrofuran, und Nitrile wie Acetonitril und Propionitril. Natürlich können auch Gemische der genannten Lösungsmittel verwendet werden.
Besonders bevorzugt führt man die Umsetzung ohne Lösungsmittel oder in aromatischen Kohlenwasserstoffen wie Toluol als Lösungsmittel durch.
Die Umsetzungspartner V und VI werden im allgemeinen im Verhältnis von 0,1:1 bis 1:1 mol V/VIa, VIb bzw. VIc, vorzugsweise 0,2:1 bis 0,8:1 mol V/VIa, VIb bzw. VIc, insbesondere 0,4:1 bis 0,6:1 mol V/VIa, VIb bzw. VIc, miteinander umgesetzt.
Da sowohl die Halogenide VI als auch das gebildete Säurechlorid VII gegen Feuchtigkeit labil sind, empfiehlt es sich, die Umsetzung unter Ausschluß von Wasser, vorzugsweise unter Schutzgas - atmosphäre (Stickstoff oder ein anderes Inertgas) durchzuführen.
Im Fall der Umsetzung von V mit VIb bzw. VIc kann es von Vorteil sein, die Reaktion durch die Zugabe von katalytischen Mengen eines tertiären Amins wie Triethylamin und Pyridin zu beschleunigen.
Stufe d) :
Das so gewonnene Säurechlorid VII spaltet bei 30 bis 80°C Chlorwasserstoff (HC1) ab, wobei sich das entsprechende 3-Alkoxyacryl ■ säurechlorid VIII bildet.
Für diese Stufe der Umsetzung kann es von Vorteil sein, den gebildeten Chlorwasserstoff aus dem Reaktionsvolumen zu entfernen, sei es durch leichten Unterdruck oder dadurch, daß man Inertgas durch die Reaktionsmischung oder das Reaktionsgefäß leitet und somit den gebildeten Chlorwasserstoff entfernt.
Das überschüssige Chlorid der Formel Via, VIb bzw. VIc kann in die Synthese rückgeführt werden und muß in jedem Fall zur Isolierung des reinen Wertproduktes abgetrennt werden. Gleiches gilt für evtl. zugesetzte Katalysatoren.
Die so erhaltenen rohen 3-Alkoxyacrylsäurechloride VIII können durch Destillation oder Rektifikation in reiner Form isoliert werden .
Sie können aber auch direkt, ohne weitere Reinigung, in die entsprechenden 3-Alkoxyacrylsäurealkylester III überführt werden. Stuf e e ) :
Bei der Veresterung der Säurechloride VIII geht man im allgemeinen so vor, daß man zum Säurechlorid VIII den Alkohol IX bei Temperaturen von -20 bis 80°C, vorzugsweise 0 - 50°C innerhalb von 0,5 - 8 h vorzugsweise 1-6 h zutropft und den enthaltenen 3-Alko- xyacrylsäurealkylester III durch kontinuierliche oder diskontinuierliche Destillation oder Rektifikation reinigt.
Es ist aber auch möglich, die Umsetzung in einem aprotischen
Lösungs- oder Verdünnungsmittel durchzuführen. Geeignete Lösungsoder Verdünnungsmittel sind beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan, Cyclohexan und Petrolether, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol, o-, m- und p-Xylol, halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Chloroform und Chlorbenzol, sowie Ether wie Diethylether, Diisopropylether, tert .-Butylmethylether, Dioxan, Anisol und Tetrahydrofuran, und Nitrile wie Acetonitril und Propionitril. Natürlich können auch Gemische der genannten Lösungsmittel verwendet werden.
Es empfiehlt sich, die Reaktion in Anwesenheit chlorwasserstoff - bindender Reagenzien wie z.B. Pyridin durchzuführen. Selbstverständlich können die zuletzt genannten Reagenzien auch als Lösungsmittel verwendet werden.
Im Hinblick auf die bestimmungsgemäße Verwendung der 1-substituierten 5- und/oder 3 -Hydroxypyrazolen der allgemeinen Formeln I und II kommen als Substituenten folgende Reste in Betracht:
R1
Cι-C4-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, 1-Methylethyl , Butyl, 1-Methylpropyl, 2-Methylpropyl und 1, 1-Dimethylethyl;
Cι-C6-Alkyl, wie C1-C4-Alkyl, wie voranstehend genannt, sowie Pentyl, 1-Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 2,2-Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl, Hexyl, 1, 1-Dimethylpropyl, 1, 2-Dimethylpropyl, 1-Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methyl- pentyl, 4-Methylpentyl, 1, 1-Dimethylbutyl, 1, 2-Dimethylbutyl, 1,3-Dimethylbutyl, 2, 2-Dimethylbutyl, 2 , 3-Dimethylbutyl,
3,3-Dimethylbutyl, 1-Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1, 1, 2-Trimethyl- propyl, 1-Ethyl-l-methylpropyl und l-Ethyl-3-methylpropyl;
insbesondere Methyl, Ethyl, 1-Methylethyl, 1-Methylpropyl, 2-Methylpropyl, 1, 1-Dimethylethyl und 1, 1-Dimethylpropyl; C2-C6-Alkenyl wie 2-Propenyl, 2-Butenyl, 3-Butenyl, l-Methyl-2-propenyl, 2-Methyl-2-propenyl, 2-Pentenyl, 3-Pentenyl, 4-Pentenyl, 3-Methyl-2-butenyl, l-Methyl-2-butenyl, 2-Methyl-2-butenyl, l-Methyl-3-butenyl, 2-Methyl-4-butenyl, 3-Methyl-3 butenyl, 1, l-Dimethyl-2-propenyl, 1, 2-Dimethyl-
2-propenyl, l-Ethyl-2-propenyl, 2-Hexenyl, 3-Hexenyl, 4-Hexenyl, 5-Hexenyl, l-Methyl-2-pentenyl, 2-Methyl-2-pentenyl, 3-Methyl-2-pentenyl, 4-Methyl-2-pentenyl, l-Methyl-3 pentenyl, 2-Methyl-3-pentenyl, 3-Methyl-3-pentenyl, 4-Methyl-3-pentenyl, l-Methyl-4-pentenyl, 2-Methyl-4-pentenyl, 3-Methyl-4-pentenyl, 4-Methyl-4-pentenyl, 1, l-Dimethyl-2-butenyl, 1, l-Dimethyl-3-butenyl, 1, 2-Dimethyl-2-butenyl, 1, 3-Dimethyl-3-butenyl, 2, 2-Dimethyl-3-butenyl, 2 , 3-Dimethyl-2-butenyl, 2 , 3-Dimethyl-3-butenyl, l-Ethyl-2-butenyl, l-Ethyl-3 -butenyl, 2-Ethyl-2-butenyl, 2-Ethyl-3-butenyl, 1,1, 2-Trimethyl-2-propenyl , l-Ethyl-l-methyl-2-propenyl und Ethyl-2-methyl-2-propenyl,
insbesondere l-Methyl-2-propenyl, l-Methyl-2-butenyl, 1, l-Dimethyl-2-propenyl und 1, l-Dimethyl-2-butenyl;
C2-C6"Alkinyl wie Propargyl, 2-Butinyl, 3-Butinyl, 2-Pentinyl, 3-Pentinyl, 4-Pentinyl, l-Methyl-3-butinyl, 2-Methyl-3-butinyl, l-Methyl-2-butinyl, 1, l-Dimethyl-2 -propinyl , l-Ethyl-2-propinyl, 2-Hexinyl, 3-Hexinyl, 4-Hexinyl, 5-Hexinyl, l-Methyl-2-pentinyl, l-Methyl-3-pentinyl, l-Methyl-4-pentinyl, 3-Methyl-4-pentinyl, 4-Methyl-2-pentinyl, 1, l-Dimethyl-2-butinyl, 1, l-Dimethyl-3-butinyl, 1, 2-Dimethyl-3-butinyl, 2,2-Dimethyl-3-butinyl, l-Ethyl-2-butinyl, l-Ethyl-3-butinyl, 2-Ethyl-3-butinyl und l-Ethyl-l-methyl-2-propinyl;
C3 -Cδ-Cycloalkyl, wie beispielsweise Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl und Cyclohexyl,
insbesondere Cyclopropyl und Cyclohexyl;
Cι-C-Alkoxy wie Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, 1-Methylethoxy, n-Bu- toxy, 1-Methylpropoxy, 2-Methylpropoxy und 1, 1-Dimethylethoxy,
insbesondere Cχ-C3-Alkoxy wie Methoxy, Ethoxy, i-Propoxy;
wobei diese Gruppen gegebenenfalls durch ein bis fünf Halogen- atome wie Fluor, Chlor, Brom und lod, vorzugsweise Fluor und Chlor, Cι-C-Alkoxy, Phenoxy, Cι-C6 -Alkoxycarbonyl, Ci-Cδ -Alkylt- hiocarbonyl oder ein cyclisches Ringsystem mit 3-14 Ringatomen substituiert sein können, wobei die Substituenten die folgende Bedeutung haben:
Ci-Cδ-Alkoxycarbonyl wie Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl , n-Prop- oxycarbonyl, 1-Methylethoxycarbonyl, n-Butoxycarbonyl, 1-Methyl - propoxycarbonyl , 2-Methylpropoxycarbonyl und 1, 1-Dimethylethoxy- carbonyl , insbesondere Methoxycarbonyl;
Ci-Cδ-Alkylthiocarbonyl wie Methylthiocarbonyl, Ethylthiocarbonyl n-Propylthiocarbonyl, insbesondere Methylthiocarbonyl .
Cι-C4-Halogenalkyl: einen Cι-C4-Alkylrest wie vorstehend genannt, der partiell oder vollständig durch Fluor, Chlor, Brom und/oder Iod substituiert ist, also z. B. Chlormethyl, Dichlormethyl , Tri- chlormethyl, Fluormethyl, Difluormethyl, Trifluormethyl, Chlorfluormethyl, Dichlorfluormethyl, Chlordifluormethyl, 2-Fluor- ethyl, 2-Chlorethyl, 2-Bromethyl, 2-Iodethyl, 2, 2-Difluorethyl, 2,2, 2-Trifluorethyl, 2-Chlor-2-fluorethyl, 2-Chlor-2 , 2-difluorethyl, 2, 2-Dichlor-2-fluorethyl, 2 , 2 , 2-Trichlorethyl, Pentafluor- ethyl, 2-Fluorpropyl, 3-Fluorpropyl, 2, 2-Difluorpropyl,
2 , 3-Difluorpropyl, 2-Chlorpropyl , 3-Chlorpropyl, 2,3-Dichlor- propyl, 2-Brompropyl, 3-Brompropyl, 3 , 3 , 3-Trifluorpropyl, 3, 3, 3-Trichlorpropyl, 2, 2, 3, 3, 3-Pentafluorpropyl, Heptafluorpropyl , 1- (Fluormethyl )-2-fluorethyl, 1- (Chlormethyl) -2-chlor- ethyl, 1- (Brommethyl) -2-bromethyl, 4-Fluorbutyl, 4-Chlorbutyl, 4-Brombutyl und Nonafluorbutyl ;
Ein cyclisches Ringsystem mit 3 - 14 Ringatomen bedeutet beispielsweise die folgenden Gruppen: C3-C14-Cycloalkyl, C3-Cχ -Cyclo- alkenyl, aromatische Gruppen, wie Phenyl, Naphthyl, sowie deren teilhydrierten Derivate. Ferner können die cyclischen Ringsysteme heterocyclische Ringsysteme darstellen, in denen ein, zwei oder drei Kohlenstoffatome durch Heteroatome, wie z.B. 0, N, S, ersetzt sein können. Grundsätzlich können die cyclischen Ringsy- steme aromatisch, teilhydriert oder vollständig hydriert sein. Die cyclischen Ringsysteme können beliebig substituiert sein. Als Substituenten geeignet sind beispielsweise Cι-C6-Alkyl, Cι-C -Halogenalkyl, Cx -C4 -Alkoxy, Halogen, Cyano, Nitro, Hydroxyl, Thionyl, Sulfoxyl, Sulfonyl, Cι-C -Alkylsulfonyl, Amino, Cι-C4-Alkylamino und Di -C]_-C -Alkylamino.
Bevorzugt sind cyclische Ringsysteme aus der Gruppe Ci-Cö-Cyclo- alkyl, Phenyl, ein 5 bis 6-gliedriger heterocyclischer, gesättigter oder ungesättigter Rest, enthaltend ein bis drei Heteroatome, ausgewählt aus der Grupppe 0, N und S, die wie oben angegeben substituiert sein können. Besonders bevorzugt ist Cχ-C6 -Cycloalkyl und Phenyl, die wie oben angegeben substituiert sein können.
Ein ganz besonders bevorzugtes cyclisches Ringsystem ist Phenyl, das wie oben angegeben substituiert sein kann.
R2, R3 unabhängig voneinander Cι-C6 -Alkyl wie oben genannt oder C3 -C6-Cycloalkyl, bevorzugt Ci-Cδ-Alkyl.
Beispiele
Beispiel 1
3-Ethoxyacrylsäurechlorid
Zu einer Lösung aus 72 g (1 mol) Ethylvinylether in 100 g Toluol werden 110 g (1,1 mol) Phosgen bei 35°C innerhalb von 1,5 h eingeleitet. Anschließend wird 4 Stunden bei 60°C nachgerührt. Während der gesamten Versuchszeit werden Phosgen und Ethylvinylether mit einem -78°C-Trockeneiskühler in die Reaktionsmischung rückkondensiert. Anschließend wird die Lösung bei Raumtemperatur phosgen- frei gestrippt und das Lösungsmittel destillativ entfernt. Nach Vakuumdestillation bei 36°C/0,4 mbar werden 88 g (66 %) Wertprodukt erhalten.
Beispiel 2
3 - Isobutoxyacrylsäurechlorid
100 g (1 mol) Isobutylvinylether werden in einer 2 1 Rühr- apparatur vorgelegt und auf 50-55°C erwärmt. Anschließend werden 1024 g (10,4 mol) Phosgen innerhalb von 21 h eingeleitet und 900 g (9 mol) Isobutylvinylether innerhalb von 19 h zugetropft. Nach einer Nachreaktionszeit von 0,5 Stunden wird der Ansatz unter Stickstoffstrippung auf 80°C erwärmt, um Chlorwasserstoff abzu- spalten. Danach werden die Niedersieder über eine 15 cm Vigreux- Kolonne abdestilliert und der Rückstand gaschromatographisch analysiert. Es werden 1551 g (80%) rohes Isobutoxyacrylsäurechlorid (ber. 100%) erhalten.
Beispiel 3
3-Cyclohexyloxyacrylsäurechlorid
In eine mit -78°C-Kühlung ausgestattete Rührapparatur werden 50 g (0,5 mol) Phosgen einkondensiert. Anschließend werden innerhalb von 3 Stunden 50,5 g (0,4 mol) Cyclohexylvinylether bei 20°C eingetropft. Danach wird 5 Stunden bei 50°C nachgerührt. Das über- schüssige Phosgen wird mit Stickstoff ausgetrieben und das Rohprodukt destillativ aufgearbeitet. Bei 110°C/2 , 5mbar wurden 66,4g (88 %) Wertprodukt erhalten.
Beispiel 4
Isobutoxyacrylsäureisobutylester
In einer 500 ml Rührapparatur werden 100 g (1,0 mol) Isobutylvinylether vorgelegt und auf 50-55°C erwärmt. Anschließend werden 113 g (1,15 mol) Phosgen über 11 h eingeleitet. Nach einer Nachreaktionszeit von 1,5 h wird das Reaktionsgemisch bei 50-55°C durch Einleiten von Stickstoff phosgenfrei gestrippt. Anschließend läßt man auf Raumtemperatur abkühlen und und tropft 60,7 g (0,82 mol) iso-Butanol zu. Nach vollendeter Zugabe wird das erhaltene Reaktionsgemisch rektifiziert. Man erhält 150,4 g (75%) 3-Isobutoxyacrylsäureisobutylester vom Sdp. 97°C bei 2,5 mbar.
Beispiel 5
5-Hydroxy-l-methylpyrazol aus 3-Methoxyacrylsäuremethylester und Monomethylhydrazin (35%)
In einem 250 ml Kolben werden zu 70 g Methanol bei 25 °C 106,2 g (0,808 mol) 35%iges wäßriges Monomethylhydrazin und 47,82 g (0,404 mol) 3-Methoxyacrylsäuremethylester gleichzeitig innerhalb von 25 min zudosiert. Nach 2 Stunden Rühren bei 25 °C wird das Reaktionsgemisch gaschromatographisch analysiert. Die Ausbeute beträgt 95 % bei 100 % Umsatz (jeweils bezogen auf 3-Methoxyacryl - säuremethylester) . Isomerenverhältnis: (5-Hydroxyisomer: 3-Hydroxyisomer) > 200 :1
Beispiel 6
5-Hydroxy-l-methylpyrazol aus 3-Isobutoxyacrylsäureisobutylester und Monomethylhydrazin (35 %)
In einem 0.75 1 Reaktor werden zu 202 g Methanol bei 25 °C 287,5 g (2,18 mol) 35%iges wäßriges Monomethylhydrazin und 175,2 g (0,875 mol) 3-Isobutoxyacrylsäure-isobutylester gleichzeitig innerhalb von 1,5 Stunden zudosiert. Nach 6,75 Stunden Rühren bei 25 °C wird das Reaktionsgemisch für 16 Stunden auf 5 °C abgekühlt und an- schließend gaschromatographisch analysiert. Die Ausbeute beträgt 88 % bei 98 % Umsatz (jeweils bezogen auf Isobutoxyacrylsäureiso- butylester) IsomerenVerhältnis: (5-Hydroxyisomer: 3-Hydroxyisomer) > 300 :1) Beispiel 7
3-Hydroxy-l-methylpyrazol aus 3-Methoxyacrylsäuremethylester und
Monomethylhydrazin (35%)
5 In einem 250 ml Kolben werden 70 g Methanol und 60,5 g (0,46 mol) 35%iges wäßriges Monomethylhydrazin bei 25 °C vorgelegt. Innerhalb von 25 min werden bei gleicher Temperatur 47,8 g (0,40 mol) 3-Methoxyacrylsäuremethylester zudosiert. Durch parallele Zugabe von 17 %iger wässriger NaOH-Lösung wird der pH-Wert der Reakti-
10 onsmischung während des Zudosierens des Methoxyacrylsäuremethyl - esters und während der Nachrührzeit (6 Stunden) auf 12 eingestellt. Es werden in diesem Zeitraum 97,5 g NaOH-Lösung verbraucht. Die Ausbeute beträgt 75% bei 100% Umsatz. Isomerenverhältnis: (3-Hydroxyisome : 5-Hydroxyisomer) > 15 : 1
15
Beispiel 8 l-Ethoxycarbonylmethyl-5-hydroxypyrazol aus 3-Methoxyacrylsäure- methylester und Hydrazinessigsäureethylester-Hydrochlorid
20 In einem 2 1 Rundkolben werden bei 25°C 85,5 g (0,55 mol) Hydra- zinessigsäureethylester-Hydrochlorid in 770 ml Ethanol vorgelegt. Innerhalb von 1,25 Stunden werden bei 60-65°C 63,8 g (0,55 mol) 3-Methoxyacrylsäuremethylester zudosiert. Nach beendeter Zugabe wird 2 Stunden unter Rückfluß erhitzt und anschließend mit
25 30%iger methanol .Na-methylat-Lösung auf einen pH-Wert von 5 gestellt. Anschließend wird das Reaktionsgemisch gaschromatographisch analysiert. Die Ausbeute beträgt 85 % bei 100 % Umsatz.
Nach den oben beschriebenen Verfahren wurden auf analoge Weise 30 folgende Verbindungen hergestellt.
35
40
45
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000018_0001
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten 1-substi- tuierten 5- oder 3 -Hydroxypyrazole sind wertvolle Vorprodukte zur Herstellung von beispielsweise Pflanzenschutzmitteln wie Herbiziden. Aus der WO 96/26206 bekannte Herbizide sind beispielsweise
Figure imgf000019_0001
CH3 CH3

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von 1- substituierten 5- und/oder 3 -Hydroxypyrazolen der Formeln I bzw. II,
HO
II
N-^ ^^ N-
N OH N
| I
R1 Rl
I II in denen R1 Cι-C6 -Alkyl, C2-C6 -Alkenyl, C2 -C6-Alkinyl,
C3-C6 -Cycloalkyl oder Cι-C4-Alkoxy bedeutet, wobei diese Gruppen durch Halogen, Cι-C4-Alkoxy, Phenoxy, Ci-Cß -Alkoxy- carbonyl, Ci-Cδ -Alkylthiocarbonyl oder ein cyclisches Ringsystem mit 3-14 Ringatomen substituiert sein können, dadurch gekennzeichnet, daß man
einen 3 -Alkoxyacrylsäurealkylester der Formel III,
0
Figure imgf000020_0001
III
in der R2- R3 unabhängig voneinander Cι-C6 -Alkyl oder C3-C6-Cycloalkyl bedeutet, mit einem Hydrazin der Formel IV
R1 NH2
^ N -^
H
IV
in der R1 die oben angegebene Bedeutung hat,
a) bei einem pH-Wert von 6-11 zu 5 -Hydroxypyrazolen der Formel I umsetzt,
oder
b) bei einem pH-Wert von 11-14 zu 3 -Hydroxypyrazolen der Formel II umsetzt. Verfahren zur Herstellung von 1- substituierten 5- und/oder 3 -Hydroxypyrazolen der Formeln I bzw. II, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den 3 -Alkoxyacrylsäurealkyle- ster der Formel III herstellt indem man
c) einen Alkylvinylether der allgemeinen Formel V, R2
0
V
in der R2 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung hat, mit Phosgen Via, "Diphosgen" VIb oder "Triphosgen" VIc
O o 0
Cl Cl Cl koccι3 cι3co ^ koccι3
Via VIb VIc
zu Säurechloriden der Formel VII
Cl 0
Figure imgf000021_0001
VII
umsetzt,
d) diese durch Eliminierung von Chlorwasserstoff in das entsprechende 3 -Alkoxyacrylsäurechlorid der Formel VIII
0
Figure imgf000021_0002
VIII
überführt und
e) dieses mit einem Alkohol der Formel IX R3 OH
IX
in der R3 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung hat, zu dem entsprechenden 3-Alkoxyacrylsäurealkylester der Formel III verestert.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Stufe a) bei einer Temperatur von -30°C bis 100°C durchführt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart einer Base durchführt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Base Alkalihydroxide, Erdalkalihydroxide oder tert. Amine verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Lösungsmittel vorlegt und den 3 -Alkoxyacrylsäurealkyl- ester III und das Hydrazin IV gleichzeitig in das Lösungsmittel dosiert.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Wasser, Alkohole, Ether oder deren Gemische verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Stufe b) bei einer Temperatur von -30°C bis 100°C durchführt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart einer Base durchführt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Base Alkalihydroxide, Erdalkalihydroxide, tert. Amine oder deren Gemische verwendet.
11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Stufe c) bei einer Temperatur von -78°C bis 100°C durchführt.
12. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Alkylvinylether V mit Phosgen Via, Diphosgen VIb oder Triphosgen VIc im Molverhältnis 0,1:1 bis 1:1 umsetzt.
13. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Stufe d) bei einer Temperatur von 30°C bis 80°C durchführt.
14. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Veresterung in Stufe e) bei einer Temperatur von -20°C bis 80°C durchführt.
PCT/EP1999/008516 1998-11-19 1999-11-06 Verfahren zur herstellung von 1-substituierten 5- oder 3-hydroxy-pyrazolen WO2000031042A2 (de)

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