DE1445680B - Verfahren zur Herstellung von 3-Aminopyrazol aus 3-Amino- Delta hoch 3-pyrazolin - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das die technische Herstellung von 3-Aminopyrazol aus 3-AiHiIiO- !"'-pyra/.olin ermöglicht.

Hs ist bekannt, daß sich Pyrazoline durch Sulfonylierung und anschließende Abspaltung von Sullinat in s Pyrazole überführen lassen. So liefert die p-ToIuolsulfonierung von in 5-Stellung unsubslituierlen oder einfach substituierten Pyrazolinen, z. B. von 2-Pyrazolinen-3,4-dicarbonsäurcdimcthylestcr,die entsprechenden N-p-ToIuoIsulfonylpyrazoline, deren Behandlung |₀ mit Basen in organischen Lösungsmitteln zur Abspaltung von p-toluolsullinsaurem Salz und Pyrazolbildung führt (vgl. Tetrahedron Letters, 1963, Nr. 25, S. 1665 und 1666). Dieses Herstellungsverfahren ist auf Verbindungen beschränkt, in denen der vom in 3-Slellung befindlichen Kohlenstoffatom abzuspaltende Wasserstoff durch elektronenanziehende Substituenten, z. B. einen Phenylrest oder eine Carbonylgruppierung, gelockert ist, wodurch die SuKinatabspaltung erleichtert wird. Ein Nachteil des Verfahrens besieht darin, daß das Arbeilen mit Basen in organischen Lösungsmitteln, z. B. mit Kalilauge in Glykol, technisch recht aufwendig ist.

Es ist weiterhin aus HeIv. Chim. Acta, 41 (1958), S. 306 bis 309, bekannt, daß l-Phenyl-5-aminopyrazolin nach Kondensation mit p-Acetylaminobenzolsulfochlorid beim Behandeln mit Natronlauge 1-Phenyl-5-p-aminobenzolsulfonamidopyrazol liefert.

Die Sulfonylierung von 1 -Phenyl-5-amino-pyrazolin ergab ein Reaktionsprodukt unbekannter Struktur, aus dem mit 2n-NaOH l-Phenyl-5-p-aminobcnzolsulfonamidopyrazol entstand. Diese Reaktion hat den Nachteil, daß bei der Umsetzung mit NaOH neben dem genannten Pyrazolderivat 15 bis 20% eines Sulfamids durch eine teilweise Abspaltung der 5-Aminogruppe gebildet werden, d. h., sie verläuft nicht eindeutig, sondern liefert ein Gemisch. Das bedeutet unter anderem eine wesentliche Ausbeuteminderung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg zur technisch einfachen Überführung von 3-Amino- l-'-pyrazolin in 3-Aminopyrazol zu linden, der in möglichst hoher Ausbeute zum Endprodukt Rihrt und die Nachteile der bisher bekannten Verfahren vermeidet.

Erfindungsgemäß wird 3-Amino-. l^J-pyrazolin mit der molaren Menge eines Arylsulfochlorids in Wasser und/oder einem organischen Lösungsmittel unter Zusatz eines halogcnwasserstoffbindenden Mittels, vorzugsweise eines Alkalihydrogcncarbonats, umgesetzt unddaserhaltene l-Arylsulfonyl-3-amino- l'-pyrazolin mit einem geringen Überschuß eines Alkalioder Erdalkalihydroxids, Alkalicarbonats oder mit einem basischen Austauscher in wäßrigem Milieu unter Erwärmen zu je 1 Mo] 3-Aminopyrazol und Arylsulfiiiat aufgespalten.

Das Ausgangsprodukt 3-Amino- l'-pyrazolin (I) isl aus Acrylnitril und Hydrazin in Wasser sehr leicht zugänglich. Es wurde gefunden, daß die Verbindung der Formel I, obwohl sie mindestens drei reaktions- (>o fähige, durch Arylsulfonylrestc ersetzbare Wasserstoffatome besitzt, unter den angegebenen Reaktionsbedingungen in ausgezeichneter Ausbeute die bisher unbekannten monosulfonylierten Verbindungen der allgemeinen Formel II liefert. Als Arylsulfochloride können solche verwendet werden, die als technische Nebenprodukte billig anfallen, wie p-ToIuolsulfochlorid. Kurzes Erwärmen der Verbindungen der allgemeinen Formel 11 in Gegenwart von Wasser und den obengenannten Basen ergibt deren quantitative Aufspaltung in 3-Aminopyrazol der Formel III und Sullinat der allgemeinen Formel IV.

Der quantitative Verlauf der Spaltung ist deshalb sehr überraschend, weil sich sulfonicrte Pyrazolidinsysteme normalerweise im wäßrigen Milieu unter Stickstoffentwicklung zersetzen.

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NH

N —SO,R ^

N — SO,R

III

Die überführung der l-Arylsulfonyl-3-aminopyrazoline der allgemeinen Formel II in 3-Aminopyrazol kann so durchgeführt werden, daß z. B. mit einem geringen Überschuß eines Alkali- oder Erdalkalihydroxids pro Mol der Verbindung der allgemeinen Formel II oder eines Alkalicarbonats in wäßrigem Milieu bis zur Lösung der Verbindung der allgemeinen Formel Il erwärmt wird, das überschüssige Alkali neutralisiert und die Verbindung der Formel III nach Abdestillieren der Hauptmenge des Wassers mit einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise Tetrahydrofuran oder Isopropanol. extrahiert wird. Auf diese Weise kann die Synthese von 3-Aminopyrazol über 1 auch im »Eintopfverfahren« durchgeführt werden.

Eine andere, ebenfalls überraschend einfache Ausführungsform der Spaltung von Verbindungen der allgemeinen Formel II besieht darin, daß man diese in wäßrigem Milieu mit einem basischen Ionenaustauscher erhitzt. Man erhält dann eine wäßrige, praktisch nur die Verbindung der Formel III enthaltende Lösung, während die entsprechende SuIiInsäure im Austauscher gebunden wird. Aus diesem wird sie bei der Regenerierung als Sullinat herausgelöst und kann gegebenenfalls aus,,der Sulfinatlösung nach üblichen Methoden gewonnen werden. Durch Einengen der wäßrigen Lösung erhält man 3-Aminopyrazol in ausgezeichneter Ausbeute.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch große Einfachheit aus. Es benutzt das in wäßrigem Milieu leicht zugängliche Ausgangsprodukl der Formel I und führt dieses in wäßrigem Milieu in ausgezeichneter Ausbeute in das 3-Aminopyrazol über. Das Verfahren kann auch als Eintopfverfahren unter Verwendung billiger technischer Nebenprodukte durchgeführt werden.

Das nach dem erfindungsgemäßeh Verfahren jetzt technisch leicht zugängliche 3-Aminopyrazol isl ein wertvolles Zwischenprodukt zur Herstellung von Farbstoffen und Arzneimitteln.

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Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Windung:

H e i s ρ i e I I

Zu 15.S g3-Amino- l'-pua/olindihydrochlorid und 28.5 g p-Toluolsulfochlorid in 150 ml Melhylenchlorid werden unter Rühren bei 5 bis K) C 25,3 g Trialh\I-amin zugetropft, dann wird 20 Stunden bei Raumtemperatur nachgerührt. Pas mit Triäthylaminhydiochlorid zusammen ausgefallene Monosulfonylierungsprodukt wird abgesaugt und mit Wasser und Äther oiler Benzol oder Methylenchlorid uewaschen: man erhalt 19.5 g = 81.5°,, der Theorie: F. 186 bis 187 C. 47.8 g des so erhaltenen Monosulfonylicrungsproduktes werden mit 8 g Natriumhydroxid in 50 ml Wasser 5 Minuten auf ¹K) bis 100 C erhitzt. Aus der erhaltenen klaren Lösung wird im Vakuum das Wasser abdestilliert und aus dem als Rückstand erhaltenen Gemisch von Natriuin-p-toluolsulnnat und 3-Aminopyrazol letzteres mit Isopropanol oder Tetrahydrofuran ausgewaschen. Die alkoholische 3-Aminopyrazollösung kann gegebenenfalls mit etwas Aktivkohle aufgehellt werden. Nach Abdestillieren des Lösungsmittels erhält man 3-Aminopyrazol als viskoses, gelbliches öl. das nur noch Spuren von Natrium-p-toluolsuliinat enthält, die durch erneutes Lösen in Isopropanol, Absaugen und Einengen des Filtrats leicht entfernt werden können. Auf diese Weise erhält man ein bereits sehr reines 3-Aminopyrazol in quantitativer Ausbeute. Es kann durch Destillieren nochmals iiereiniüt werden. Kp_HMP · 101 bis 103 C: Oxalat. F. 245 bis 246 C.

Beispiel 2

Zu einem Gemisch aus 15,8 g 3-Amino- l³-pyrazolindihydrochlorid in 300 ml Wasser und 20,9 g p-ToIuolsulfochlorid in 50 ml Benzol werden 26,4 g Natriumhydrogenearbonat gegeben, dann wird 2 Stunden bei Raumtemperatur kräftig gerührt. Das ausgefallene Mono-sulibnylierungsprodukt ist dasselbe wie das gemäß Beispiel 1 gewinnbare und kann durch Absaugen isoliert werden; man erhäh"23,5g = 98,4",, der Theorie. Es kann aber auch ohne Zwischenisolierung durch Zugabe von 4,0 g Natriumhydroxid und nachfolgendes Erhitzen auf 90 bis 100' C (5 Minuten) gespalten werden. Man isoliert aus der so erhaltenen Reaktionslösung in quantitativer Ausbeute analog Beispiel 1 Natrium-p-toluolsulfinat und 3-Aminopyrazol.

B e i s ρ i e I 3

47.8 g des gemäß Beispiel 1 oder 2 gewonnenen Mono-sulfonylierungsproduktes. 100 ml Wasser und 300 ml eines Anionenaustauschers werden 3 Stunden

ίο zum Sieden erhitzt. Dann wird der Austauscher abgesaugt, mit Wasser ausgewaschen und die erhaltene wäßrige Lösung von 3-Aminopyrazol im Vakuum eingeengt. Man erhält rohes 3-Aminopyrazol in quantitativer Ausbeute. Bei der Spaltung entsteht pro VIoI 3-Aminop'yrazol 1 Mol p-Toluolsulfinsäure. die am Austauscher gebunden wird und aus diesem mit 2n-NaOH eluiert werden kann.

B e i s ρ i e I 4

Analog Beispiel 1 oder 2 werden aus 1 Mol 3-Aminol'-pyrazolindihydrochlorid und 1,1 Mol p-Chlorbenzolsulfoehlorid bzw. Benzolsulfochlorid 3-Aminol-(p-chlorbenzolsulfonyl)-l'-pyrazolin (F. 171 bis

172 C) bzw. 3-Amino-l-benzolsulfonyl-P-pyrazolin

(F. 167 bis 168 C) in Ausbeuten um 95",,, der Theorie gewonnen. Beide Mono-sulfonylierungsprodukte liefern 3-Aminopyrazol in praktisch quantitativer Ausbeute, wenn sie analog Beispiel 2 oder 3 gespalten werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von 3-Aminopyrazol aus 3-Amino- l³-pyrazolin, dadurch ge-

   kennzeichnet, daß man 3-Amino- l'-pyrazolin mit der molaren Menge eines Arylsulfochlorids in Wasser und oder einem organischen Lösungsmittel unter Zusatz eines halogenwasserstoffbindenden Mittels umsetzt und das erhaltene l-Arylsulfonyl-3-amino- l^-pyrazolin mit einem geringen Überschuß eines Alkali- oder Erdalkalihydroxids, Alkylicarbonats oder mit einem basischen Austauscher in wäßrigem Milieu unter Erwärmen zu je I Mol 3-Aminopyrazol und Arylsulfinat aufspaltet.