DE1252691B - Verfahren zur Herstellung von 4-Nitro-pyrazolen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C "70

C07d

23 t ig

Deutsche KL: 12 ρ - 8/01

Nummer: 1252 691

Aktenzeichen: , B 75758IV d/12 ρ
Anmeldetag: 6. März 1964
Auslegetag: 26. Oktober 1967

Aus der deutschen Patentschrift 1162 376 ist die Herstellung von 1-substituierten 4-Nitro-pyrazolen durch Nitrierung der entsprechenden 1-substituierten Pyrazole und durch Alkylierung von 4-Nitro-pyrazolen bekannt. Es ist ebenfalls bekannt, l-Phenyl-4-nitropyrazol aus Nitromalondialdehyd und Phenylhydrazin herzustellen (s. American Chemical Journal, Bd. 22 [1899], S. 89; Bd. 29 [1903], S. 253; Journal of the American Chemical Society, Bd. 34 [1912], S. 82).

Diese bekannten Herstellungsweisen haben den Nachteil, die entsprechenden Pyrazole aus oft schlecht zugänglichen 1,3-Carbonylverbindungen erst synthetisieren und sie dann noch umsetzen zu müssen, wobei besonders die Handhabung von Nitromalonaldehyd nicht ungefährlich ist. Damit ist die Ausgangsbasis sehr beschränkt und nur eine begrenzte Gruppe von Pyrazolen zugänglich.

In Journal of the Pharmaceutical Society Japan, Bd. 83, S. 725 bis 728, wird die Ringverengung von l-Phenyl-3,5-dichlor-6-(l,4)-pyridazinon zu 1-Phenyl-3-hydroxy-pyrazol-carboxylsäure beschrieben. Diese Reaktion verläuft analog der von F. A c h gefundenen Umlagerung von l-Phenyl-3-methyl-5-äthoxy-6-(l H)-pyridazinon mit konzentrierter Salzsäure zur 1-Phenyl-3-methyl-5-pyrazol-carboxylsäure (Liebigs Annalen der Chemie, Bd. 253 [1889], S. 44). Die Ringverengung wird nur mit Pyridazonen durchgeführt, die in 4-Stellung unsubstituiert sind. Zudem verlaufen sie in zwei getrennten Stufen, wobei die Kohlendioxydabspaltung bei hohen Temperaturen erzwungen werden muß.

Es wurde nun gefunden, daß man 4-Nitro-pyrazole der allgemeinen Formel Γ

HC- C-NO₂

(I) ,CH

worin R ein Wasserstoffatom, einen gegebenenfalls substituierten Alkyl-, Aryl- oder Arylsulfonylrest bedeutet, erhält, wenn man ein 4-Nitro-5-hydroxypyridazon-(6) der allgemeinen Formel II

NO₅

v-OH I=O

(Π) Verfahren zur Herstellung von 4-Nitro-pyrazolen

Anmelder:

Badische Anilin-& Soda-Fabrik
Aktiengesellschaft, Ludwigshafen/Rhein

Als Erfinder benannt:

Dr. Franz Reicheneder, Ludwigshafen/Rhein;

Dr. KarlDury f,

Kirchheimbolanden

worin R die zuvor genannte Bedeutung hat, oder unter den Reaktionsbedingungen die zuvor genannten 4-Nitro-5-hydroxy-pyridazone-(6) bildenden Stoffe auf Temperaturen zwischen etwa 50 und 180⁰C in Gegenwart von Lösungs- bzw. Suspensionsmitteln bei einem pH-Wert des Reaktionsgemisches kleiner als 10 erhitzt.

Das Verfahren der Erfindung geht von 4-Nitro-5-hy-

droxy-pyridazonen aus und erlaubt die Umsetzung zu den entsprechenden 4-Nitro-pyrazolen in einer Stufe.:

Die als Ausgangsmaterial dienenden 4-Nitro-5-hydroxy-pyridazone sind neue Stoffe und leicht aus den entsprechenden 4,5-Dihalogenpyridazonen durch Umsetzung mit Natriumnitrit, z.B. im Molverhältnis 1: 3, in Gegenwart von Wasser bei Temperaturen zwischen etwa 50 und 180⁰C zugänglich; 4,5-Dihalogenpyridazone werden bereits großtechnisch hergestellt.

So lassen sich z. B. 4-Nitro-5-hydroxy-pyridazone-(6) umsetzen, in denen in der allgemeinen Formel II der Rest R einen Arylrest bedeutet, der durch eine bis zwei Hydroxy- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, durch eine bis zwei Aminogruppen, in denen auch ein oder beide Wasserstoffatome durch Alkylgruppen mit vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ersetzt sein können, oder durch 1 bis 2 Chlor- oder Bromatome substituiert sein kann. R kann auch einert SuIfonylrest einer Arylsulfonsäure, z. B. der Benzolsulfonsäure, bedeuten.

Neben den zuvor genannten 4-Nitro-5-hydroxypyridazonen-(6) kann man auch Pyridazone verwenden, die in 5-Stellung einen Substitüenten tragen, der unter den Reaktionsbedingungen gegen eine Hydroxygruppe ausgetauscht wird. Solche Substitüenten sind z.B. Alkoxygruppen, Halogenatome, vorzugsweise Chlor- und Bromatome, oder Aminogruppen. Diese Stoffe sind bislang noch nicht beschrieben. Man erhält 4-Nitro-5-chlor-pyridazone-(6) durch Umsetzung der entsprechenden 4-Nitro-5-hydroxy-pyridazone-(6) mit

709 679/529

³ . ⁴

Säurehalogeniden, z.B. Phosphoroxychlorid, Phos- beträgt 79,5% der Theorie, bezogen auf angewandtes

phortri- bzw. -pentachlorid. Aus !diesen 4-Nitro-5-halo- l-Phenyl-4-nitro-5-hydroxy-pyridazon-(6).

gen-pyridazonen-(6) kann man 4-Nitro-5-alkoxy-py- Verwendet man an Stelle des Dimethylsulfoxyds

ridazone-(6) durch Umsetzung mit Alkoholaten her- Tetramethylensulfon oder TetramethylharnstofT als

stellen. Durch Umsetzung der 4-Nitro-5-halogen- bzw. 5 Lösungsmittel, so verhält man die gleichen Ergebnisse.

-5-alkoxy-pyridazone-(6) mit: Ammoniak, primären Analyse:ic₉H₇0₂N^189,17>- -^; ' ' ' -

oder sekundäre^ Amnien lassen sich die entsprechen- Berechnet: C 57,14, H 3,73, O 16,92, N 22,21 %;

den 4-Nitro-5-arnino-pyridazone-(6) herstellen gefunden: C 56,8, H 3,9, O 17,2, N 22,1%.

Als Losungs- bzw; Suspensionsmittel verwendet man .

z.B. Wasser, verdünnte Säuren, Älkanole, z.B. Metha- io Beispiel 2 nol oder Äthanol, oder Älkandiole, z.B. Glykol oder

Propandiole. Man kann als Lösungsmittel weiterhin Man löst 10 Teile l-TosyM-nitro-S-hydroxy-pyrid-

Äther, wie Dioxan oder Tetrahydrofuran, ferner Di- azon-(6) in 100 Teilen Wasser, dem 5 Teile einer wäß-

methylsulfoxyd, Tetramethylensulfon, Tetramethyl- rigen 2n-Natrpnlauge. zugegeben werden, und läßt

harnstoff, N-Methyipyrrolidon oder Gemische der 15 die Lösung 10 Minuten kochen. Unter zunehmender

genannten Lösungsmittel verwenden. Verwendet man Trübung scheidet sich aus der sattgelben Lösung

als Äüsgangspyridäzone solche, die in 5-Stellung eine schon in der Hitze ein kristallines Produkt ab. Nach

Alkoxy- oder Aminogruppe oder Halogenatome tra- dem Abkühlen filtriert man und kristallisiert das

gen, so verwendet man als Lösungsmittel vorzugsweise gebildete l-Tosyl-4-nitro-pyrazol zweimal aus Me-

Wasser oder wasserhaltige Lösungsmittel. 20 thanol um. Man erhält 7 Teile l-Tosyl-4-nitro-pyrazol

Man kann das Verfahren in neutralem, sauer oder als weiße Nadeln mit einem Schmelzpunkt von 116 bis

alkalisch reagierendem Medium durchführen. Soll in 117° C.

alkalisch reagierendem Medium gearbeitet werden, An^h™»- r ti η μ <3 nen\

dann darf der pH-Wert des Reaktionsgemisches 10 Berechnet

nicht überschreiten. Zur Einstellung des pH-Wertes 25 püs 'um n«o χτ ι <; 7 q 11 aao/ -

kann man z. B. Ammoniak, die Hydroxyde, Oxyde gefunden ·

oder Carbonate der Alkali- oder Erdalkalimetalle, wie η λακ π *>. f. rno/i mk^ c 1 -> ,1 ο/

., , . _T. .. T-Xi- si 1 ■ JT.- C 44,ö, JtI 3,0, U 22,4, JN 15,0, a 12,4^u/₀.

Natrium, Kalium, Lithium, Calcium oder Barium,

verwenden. Man kann aber auch Amine, wie Methyl- Beispiel 3

amin, Dimethylamin oder Dimethylanilin, verwenden. 30

Die anzuwendende Menge ist von dem pH-Wert, bei 50 Teile l-Phenyl-4-nitro-5-hydroxy-pyridazon-(6)

dem die Umsetzung durchgeführt werden soll, ab- werden in 500 Teilen wäßrigem konzentriertem Amhängig. Soll die Umsetzung in saurem Medium durch- moniak suspendiert. Man fügt 10 Teile Raney-Nickel' geführt werden, so kann man in mineralsaurem, ζ. B; zu der Suspension und hält das Ganze 2¹I₂ Stunden salz- oder schwefelsaurem Medium arbeiten. Man kann 35 lang bei 100° C. Gleichzeitig wird der Druck im Reakaber auch in Gegenwart von Carbonsäuren, wie tionsgefäß durch Aufpressen von Wasserstoff auf 50 at Ameisensäure, Essigsäure oder Oxalsäure, arbeiten. gebracht. Nach dem Erkalten verdünnt man mit Arbeitet man in neutraler oder alkalischer Lösung Wasser, saugt von dem gebildeten Niederschlag ab, bzw. Suspension, so kann man dem Reaktionsgemisch den man anschließend erschöpfend mit Acetonitril als Katalysatoren Metalle, z.B. Nickel, Kupfer oder 40 auskocht. Nach dem Filtrieren Und Einengen der Eisen, zusetzen. , , , \ Acetonitrillösung erhält man 35 Teile l-Pheayl-4-nitro-

Man kann das Verfahren z.B. so durchführen, daß pyrazol vom Schmelzpunkt 128 bis 129°C. Die Ausman die Ausgangsstoffe in dem Lösungsmittel vorlegt^ beμte beträgt 85,6% der Theorie, bezogen auf angefalls in saurem oder basischem Medium gearbeitet wandtes l-Phenyl-4-nitro-5-hydroxy-pyridazon-(6). werden soll, die Säure oder Base zugibt und dann, 45 .' . .

gegebenenfalls unter dem sich einstellenden oder er- ... Beispiel 4

höhtem Druck, z, B. 5 bis 100 at, das Reaktionsgemisch Man suspendiert 50 Teile l-Phenyl^-nitro-S-hy-

auf die Reaktionstemperatur erhitzt. droxy-pyridazon-(6) in 250 Teilen wäßrigem konzen-

. Nach dem Abkühlen des Umsetzungsgemisches und triertem Ammoniak, das man mit weiteren 250 Teilen gegebenenfalls Entspannen fällt das gewünschte 4-Ni- 50 Wasser verdünnt. Man fügt 15 Teile Raney-Nickel hintro-pyrazol meist schon sehr rein aus und läßt sich .... zu und hält die Mischung im Autoklav bei 80°C leicht, z.B. durch Äbfiltrieren, gewinnen. unter einem Druck von 5 at Stickstoff während

Die nach dem Verfahren herstellbaren Verbindungen 6 Stunden. Bei der anschließenden Aufarbeitung sind wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung analog Beispiel 3 erhält man 25 Teile 1-Pheiylvon Farbstoffen, Pharmazeutika und Schädlings- 55 4-nitro-pyrazol, das mit dem im Beispiel 3 erhaltenen bekämpfungsmitteln. -., identisch ist.

Die in den Beispielen angeführten Teile bedeuten '., τ> . · „ „.· . ι ς

Gewichtstelle. ,

Beispiel 1 50 Teile l-Phenyl-4-nitro-5-hydroxy-pyridazon-(6)

, . 60 werden in 500 Teilen wäßrigem konzentriertem Am-

10 Teile l-Phenyl-4-nitro-5-hydroxy-pyridazon-(6) moniak unter Zugabe von 10 Teilen Kupferpulver

werden in 50 Teilen Dimethylsulfoxyd gelöst und, 10 Stunden bei einer Temperatur von 80°C und einem

1 Stunde bei '150'⁹C gehalten. Nach dem Eingießen Druck von 10 at Wasserstoff gehalten. Die Aufdes Umsetzungsgemisches in Wasser kristallisieren arbeitung erfolgt auf die im Beispiel 3 beschriebene 6,5 Teile l-Phenyl-4-nitro.-pyrazol aus, die durch Ab- 65 Weise. Man erhält 36 Teile l-Phenyl-4-nitro-pyrazol.

filtrieren _;aüs dem Reaktionsgemisch isoliert werden. _v, Verwendet man an Stelle von Kupferpulver Car-Der Schmelzpunkt einer aus Acetonitril umkristalli-. bonyleisenpulver, so erhält man 32 Teile 1-PhenyI-

sierten Probe beiträgt, 128 bis 129°C. Die Ausbeute, 4-nitro-pyrazol.

Beispiel 6

5 Teile l-Phenyl-4-nitro-5-hydroxy-pyridazon-(6) werden mit 30 Teilen 2 n-Salzsäure in einem Einschmelzrohr aus Glas 6 Stunden auf 120°C erhitzt. Nach dem Erkalten wird das Rohr, das unter Druck steht, vorsichtig geöffnet, der Inhalt mit Wasser herausgespült und filtriert. Man erhält 3,5 Teile l-Phenyl-4-nitro-pyrazol.

Die gleichen Ergebnisse werden erzielt, wenn man an Stelle von 2n-Salzsäure konzentrierte Salzsäure und ein Salzsäure-Wasser-Gemisch im Verhältnis 1:1 verwendet.

B ei spi el 7

5 Teile l-Phenyl-4-nitro-5-hydroxy-pyridazon-(6), suspendiert in 35 Teilen Wasser, werden, wie im Beispiel 6 beschrieben, 6 Stunden auf 150⁰C erhitzt. Die Aufarbeitung erfolgt, wie im Beispiel 6 angegeben. Man erhält 4 Teile l-Phenyl-4-nitro-pyrazol.

Beispiele

5 Teile l-Methyl-4-nitro-5-hydroxy-pyridazon-(6) in 30 Teilen 15%ig^er Salzsäure werden 5 Stunden auf 12O⁰C erhitzt analog Beispiel 6. Bei der im Beispiel 6 beschriebenen Aufarbeitung erhält man 3 Teile 1-Methyl-4-nitro-pyrazol vom Schmelzpunkt 91 bis 92° C.

Analyse: C₄H₆O₂N₃ (127,10)
Berechnet: C 37,80, H 3,97, O 25,18, N 33,06%;
gefunden: C 38,1, H 4,0, 0 25,0, N 32,5%.

B ei sρi el 9

5 Teile 4-Nitro-5-hydroxy-pyridazon-(6) in 30 Teilen 10%iger Salzsäure werden analog Beispiel 6 6 Stunden auf 15O⁰C erhitzt. Bei der Aufarbeitung, wie im Beispiel 6 beschrieben, erhält man 3 Teile 4-Nitro-pyrazol vom Schmelzpunkt 161 bis 162⁰C.
Analyse: C₃H₃O₂N₃ (113,08)

Berechnet: C 31,86, H 2,67, 0 28,30, N 37,16%;
gefunden: C 32,2, H 2,8, 0 27,9, N 36,9%.

Beispiel 11 ?

Analog Beispiel 5 werden 50 Teile l-Phenyl-4-nitro-5-amino-pyridazon-(6) in 500 Teilen wäßrigem konzentriertem Ammoniak mit 10 Teilen Kupferpulver Stunden bei 80⁰C und einem Druck von 10 at Wasserstoff gehalten. Nach der Aufarbeitung, wie im Beispiel 3 beschrieben, erhält man 25 Teile 1-Phenyl-4-nitro-pyrazol.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von 4-Nitro-pyrazolen der allgemeinen Formel I

30

35

40

Beispiel 10

5 Teile l-Methyl-4-nitro-5-chlor-pyridazon-(6) werden mit 50 Teilen 15%iger Salzsäure in einem Einschmelzrohr 5 Stunden auf 12O⁰C erhitzt. Nach dem Erkalten wird der Inhalt des Rohres auf etwa die Hälfte seines Volumens eingeengt und abgekühlt. Es kristallisieren 3 Teile l-Methyl-4-nitro-pyrazol aus, die dem Endstoff von Beispiel 8 entsprechen. ' HC

C-NO₂

Il

,CH

worin R ein Wasserstoffatom, einen gegebenenfalls substituierten. Alkyl-, Aryl- oder Arylsulfonylrest bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man ein 4-Nitro-5-hydroxy-pyridazon-(6) der allgemeinen Formel II

NO

(Π)

worin R die zuvor genannte Bedeutung hat, oder unter den Reaktionsbedingungen die zuvor genannten 4-Nitro-5-hydroxy-pyridazone-(6) bildenden Stoffe auf Temperaturen zwischen etwa 50 und 180⁰C in Gegenwart von Lösungs- bzw. Suspensionsmitteln bei einem pH-Wert des Reaktionsgemisches kleiner als 10 erhitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in wäßrigem Ammoniak und/oder in Gegenwart von Eisen-, Nickel- oder Kupferpulver bei Überdruck durchführt.