Способ получения 1-алкил-3-окси5-хлор-1,2,4-триазолов или их солей

 

Союз Советекнв

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (6l ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 1306.75 (21) 2144968/04 (Я) М. Кл. (23) Приоритет — (32) 13.06.74;

06.12.74 ()) ) 8088/74; ()) Швейцария

16244/74

Опубликовано 250879. Бюллетень Рй 31

С 07 П 249/12

Государственный комигет ссср но делам изобретений и открытий (5З) УД@ 547.792, .07 (088.8) Дата опубликования описании 280879 (72) Авторь изобретения

Иностранцы

Беат Бенер (Швейцария), Даг Давес (Норвегия), Вилли Майер (Швейцария), Жан Перше (Франция) и Ханспетер Фишер (Швейцария) Иностранная фирма Циба-Гейги AI (Швейцари я) Pl) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1-АЛКИЛ-3-ОКСИ-5-ХЛОР-1,2,4-TPHAÇOJ10B,ИЛИ ИХ СОЛЕИ

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 1-алкил-3-окси-5-хлор-1, 2, 4-триазолов исходных продуктов в синтезе инсектицидов .

Известный способ получения 1-алкил-3-окси-5-хлор-1,2,4-триазолов заключается B том, что нагреванием гидразина с соответствующей мочевиной получают семикарбазид, реакция последнего с соответствуюшим альдегидом дает семикарбаэон, гидрирование которого приводит к алкилсемикарбазиду, циклнзация его с эфиром ортомуравьиной кислоты или муравьиной кислотой дает производное 1-ал. кил-3-окси-1,2,4-триазола, хлорированием которого получают целевой продукт (1). Выход на стадии циклизации составляет 30-50%, на стадии хлорирования полученных З-окси-1,2,4-триазолов — 29-60%.

Недостатки известного способа— многостадийность и невысокий выход целевых продуктов.

Цель изобретения — упрощение процесса и повышение выхода целевого продукта .

Это дости|ается согласно предложенному способу получения 1-алкил-З-окси-5-хлор-1, 2, 4-триазолов общей формулы .-Г .„ где R — неразветвленный или раэветвленйый алкил с 1-5 атомами углерода, или их солей.

Сущность способа заключается в том, что алкилгидраэин формулы II

R-ИН-ИН2, где R имеет указанные значения, или их соли подвергают взаимодействию с хлорцианом в присутствии акцептора кислоты в инертном растворителе при температуре минус 5 о плюс 30 С. Полученный 1-алкилцианогидразин обрабатывают фосгеном в том же или другом инертном растворителе при температуре 5 — 130 C с последующим выделением целевого продукта в виде основания или их солей.

В качестве солей исходного алкилгидразина формулы I I предпочтительно используют гидрохл ори д, сул ьфат, оксалат и ацетат.

В качестве акцептора кислоты предпочтительно используют неорганичес682128 кие и органические основания, например гидроокиси щелочных и щелочноземельных металлов, или бикарбонаты, или карбонаты щелочных или щелочноэемельных металлов, а также третичные амины, такие как триалкиламины, диалкиланилины, пиридины и пиколины.

Способ осущестнляют в инертном растворителе. При этом для превращения с хлорцианом и для циклйзации с фосгеном могут применяться одинаковые или различные растворители. Подходящими растворителями являются, например, алифатические и ароматические углеводороды или галогенированные углеводороды, как гексан, петролейный эфир, хлороформ, хлористый метилен, галогенированные этаны, бензол, толуол, ксилол, эфиры и проиэводные эфиров, такие как диалкиловый эфир„ 1,2-диметоксиэтан, диоксан, тетрагидрофуран, N, N-диалкилированные амиды, например диметилформамид, сульфоксиды, такие как диметилсульфоксид, нитрилы, например ацетонитрил, кетоны, такие как ацетон и метилэтилкетон. Для превращения алкилгидразина Формулы ХХ с хлорцианом может служить в качестве растворителя также вода или смесь воды с органическим растворителем, например со спирТОМе

Предпочтительно осуществлять превращение алкилгидразина формулы ХХ с хлорцианом в галогенированном низшем алкмене с С,(например хлористом метилене, хлороформе или в галогенированном этане.

Для циклизации 1-алкил-1-цианогидразина с фосгеном предпочтительными растворителями являются хлористый метилен и диоксан. Если при реакции алкилгидразина с хлорцианом и при циклизации с фосгеном используется одинаковый растворитель, то можно отказаться от выделения промежуточно получаемого l-алкил-l-цианогидразина.

Превращение алкилгидраэинов формулы ХХ с хлорцианом осуществляют обычно при температуре минус 20— плюс 80 С, преимущественно минус 5— о плюс 30 С. Последующую циклизацию

1-алкил-1-цианогидраэина с фосгеном осуществляют при 5-130 С.

Согласно предпочитаемому вариант э исполнения способа 1-алкил-3-окси-5-хлор-1,2, 4-триазолы Формулы Х выделяют на реакционной смеси в ниде гидрохлоридов. Таким путем получают особенно чистые продукты.

Нри.мер 1.

A., l -Циан о-1-из опропилгидраэин .

К раствору 221 г изопропилгидразингидрохлорида в 500 мл воды добавляют 2000 мл хлористого метилена и

228 г карбоната натрия.

К полученной двухфазной системе прибавляют при 5-10 С в течение

40 мин 123 г хлорциана, причем при этом выделяется двуокись углерода, через 15 ч прекращается образование двуокиси углерода. Смесь фильтруют, фазу хлористого метилена отдЕляют, водный слой еще раз экстрагируют 200 мл хлористого метилена. После упаривания хлористого метилена получают сырой 1-циано-1-иэопропилгидразин, который выделяют перегонкой (т.кип. 100-101 С/9 мм рт.ст.) .

Б. 1-Изопропил-3-окси-5-хлор-l 2,4-триазол.

В 100 мл толуола вводят н течение

15 мин при О-5 С 10 г фосгена. К этому раствору прибавляют по каплям

15 мин раствор 10 г 1-циано-1-изопропилгидразина в 20 мп толуола. Затем

15 вводят в течение 3 с хлористый водород и повышают температуру в течение

1 ч до 50 С. Через 5 ч при 50 С вводят 3 г фосгена и смесь выдерживают еще 1 ч при 50 С, После охлаждения

20 фазу толуола упаривают, остаток обрабатывают водой — толуолом при 4050 С. Эту операцию повторяют с фазой воды, и фазы толуола, которые содержат триазол, упаривают. Полученный сырой триазол очищают перекристаллизацией из воды. Получают 1-изопропил-З-окси-5-хлор-l, 2, 4-триазол с т.пл. 104-106 С.

Пример 2 ° 1-Изопропил-3-окси-5-хлор-1, 2, 4-триаз огидрохлорид.

К растнору 25 г фосгена в 120 мл диоксана прибавляют по каплям в течение 25 мин раствор 19,4 г 1-циано-1-изопропилгидразина в 30 мл диоксана, причем поддерживают внутри реакционной смеси температуру 10-15 С.

Через 15 мин поньпаают температуру до

25 С, причем образующийся 1-изопропил-3-окси-5-хлор-l, 2, 4-триаз олгидрохлорид начинает осаждаться. Через не40 сколько часов осадок отфильтровывают и сушат. Получают 23 г 1-изопропил-З-окси-5-хлор-1,2, 4-триазолгидрохлорида с т.пл. 138-142 C. Из Фильтрата упаринанием B вакууме растворителя получают еще 8 г 1-изопропил-3-окси-.

-5-хлор-l, 2, 4-триаз олгидрохлорида.

Общий выход 31 г (79,5Ъ) .

Пример 3. В раствор изопро.пилгидрохлорида в смеси иэ 3 ч, воды и 1 ч. спирта вводят при 10 С экнивалентное количество хлорциана, причем добавкой натриеной щелочи поддер,живают рН 6,5-7. Через 1 ч осаждается желтое масло, иэ которого экстракцией эфиром получают сырой 1-иэопропил-1-цианогидразин с в)яходом 90% (в ниде масла). Полученный сырой продукт может применяться непосредственно для дальнейшего превращения с фосгеном в 1-изопропил-З-окси-1,2,4-триазол.

Сырой 1-изопропил-1-цианогидразин может очищаться с помощью хроматографии на колонне с силикагелем 60,70230 меш (Иерк). После элюирования

6821 эфирам получают чистый 1 "изопропил-1-цианогидразин.

В раствор 1-изопропил-1-цианогидраэина в толуале вводят при 10 С эквивалентное количество фосгена, причем осаждается желтый прозрачный смолообразный осадок. Эта желтая прозрачная смола содержит ЗОВ 1-изопропил -З-окси-5-хлор-1,2,4-триазола.

Для определения содержания 1-изопропил-Ç-окси-5-хлор-1,2,4-триазола пробу смолы растворяют при кипячении в диоксане и хроматографируют íà DCготовой пластине (силикагель 60) с толуолом-ледяной уксусной кислотой (4:1). Хроматограмму проявляют йодам.

Величина коэффициента удержания 1- 15

-изопропил-З-окси-5-хлор-1,2,4-триазола составляет 0,6. Аутентичный

1-изопропил-З-окси-5-хлор-1,2,4-триазол с т,пл. 100-104,С имеет при одинаковых условиях одинаковую величину коэффициента удержания.

Пример 4.

A. 1-в-ор-Бутил-1- цианогидраэин.

К 300 г гидразингидрата прибавляют по каплям при охлаждении льдом сначала 460 r метилэтилкетона и затем 1200 г концентрированной соляной кислоты. Полученный солянокислый раствор метилэтилкетонгидразона после до-бавки 10 r катализатора (5Ъ платины на угле) гидрируют при нормальном давлении водородом в 1-втор-бутил-гидразин. После поглощения 120 л водорода катализатор отфильтровывают и фильтрат при охлаждении льдом смешивают с 680 r твердой гидроокиси натрия. После этого полученную смесь переносят в снабженную холодильником, термометром и мешалкой колбу для сульфатирования и прибавляют 1000 мл хлористого метилена, Затем при охлаж- 40 дении льдом и перемешивании вводят

365 г хлорциана в течение 2 ч. После дополнительного перемешивания в течение 2 ч выпавшую соль отфильтровывают и промывают небольшим количеством 45 хлористого метилена. Затем органическую фазу Отделяют, водную фазу дважды экстрагируют 300 мл хлористого метилена. Растворы хлористого метилена соединяют и хлористый метилен упаривают в вакууме. Перегонкой маслянистого остатка получают 417 г (62%) 1-втор- бутил-1-цианогидразина (т.кип. 72 С/11 мм рт.ст.) .

Б. 1-втор-Бутил-З-окси-5-хлор-1,2, 5

4-триазол.

К раствору 25 r фосгена в 120 мл диаксана прибавляют по каплям при комнатной температуре раствор 22,6 г

1-втор-бутил-1-цианогидразина в 30 мл диоксана в.-течение 15-20 мин. По

60 окончании прибавления вводят 1 r активированного угля и реакционную смесь кипятят в течение 3 ч. После охлаждения д комнатной температуры добавляют 10 r бикарбоната натрйя.

28 ь

Полученную смесь через 15 ч Фильтруют для удаления солей. Фильтрат

О сгущают при 70 С в вакууме, получают

31,5 г коричневого масла, Последнее после добавки раствора 8 г гидроокиси натрия в 50 мл воды нагревают о

15 мин при 90 С. После охлаждения до комнатной температуры смесь экстрагируют 75 мл эфира. После отделения эфира водную фазу нейтрализуют 100мл

2 н. соляной кислоты, причем 1-втор-бутил-З-окси-5-хлор-1, 2, 4-триазол осаждается сначала как масло, которое затем кристаллизуется. Получают

23 г (65,5%) 1-втор-бутил-3-окси-5-хлор-1,2,4-триазола с т.пл . 77-79 С.

Аналогично, исходя иэ метилгидраэина, получают 1-метил-1-цианогидразин с т.кип. 73 С/О, 3 мм рт.ст. и последующей реакцией с фосгенам - 1-метил-З-окси-5-хлор-1, 2, 4-триазол с т.пл. 154 С (разл.) .

Пример 5. 20 r 33%-ного водного раствора изопропилгидразингидрохлорида, который содержит 6,6 кг (60 моль) изопропилгидразингидрохлорида, смешивают при охлаждении рассолом и при постоянном перемешивании с 25,5 кг 30%-ной натриевой щелочи (соответственно 191 моль NaOH), причем температуру внутри реакционной о смеси поддерживают не вьяае 15 С. Затем добавляют 25 кг хлористого метилена и в течение 3 ч вводят 3,9 кг (6,3 моль) хлорциана, причем температура сохраняется ниже 15 С. Затем водную фазу отделяют и дважды экстрагируют 30 кг хлористого метилена.

Растворы хлористого метилена coe sняют и хлористый метилен упаривают в вакууме. Получают 5, 7 r (96,53) сырого 1-изопропил-1-цианагидразина.

Пример 6. В охлажденный до

5 С раствор 59 r фосгена в 180 мл о хлористого метилена прибавляют по каплям в течение 5 ч раствор из 30 г

1-изопропил l-цианогидразина в 45 мя хлористого метилена. Па окончании прибавления повышают температуру до комнатной и перемешивают дополнительно 24 ч, причем 1-изопропил-3-окси-5-хлор-1,2,4-триазол осаждается как кристаллический гидрохлорид. Получают 33 г (53,2Ъ) 1-изопропил-3-окси-5-хлор-1,2,4-триазолгидрохлорида с т.пл. 138-142 С.

Из маточного раствора экстракцией путем встряхивания с разбавленной натриевой щелочью и выпариванием хлористого метилена получают еще

8,2 г (16,9Ъ) сырого 1-изапропил-3-окси-5-хлор-1,2,4-триазола с т.пл. 99-104 С.

Формула и з о брет ени я

1. Способ получения 1-алкил-3-окси-5-хлор-1, 2, 4-триазолов общей формулы I

682128

25

ЗО

Составитель A. Орлов

Редактор Т. Загребельная Техред З.Фанта Корректор М. Ви гула

Тираж 51 3 Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4939/54

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 где R — неразветвленный или разветвленный алкил с 1-5 атомами углерода, или их солей, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и повышения выхода целевого продукта, алкилгидразин формулы ХХ

В-ЯН-мнв, где R имеет указанные значения, или их соли подвергают взаимодействию с хлорцианом в присутствии акцептора кислоты в инертном растворителе при температуре минус 5 — плюс

30 С, полученный 1-алкилцианогидраэин обрабатывают фосгеном в том же или другом инертном растворителе при температуре 5-130 С с последующим выделением целевого продукта в виде основания или соли.

2, Способ поп. 1, отличаюшийся тем, что в качестве соли алкил гидр азин а Х Х Hc пол ьз уют гидро хлорид, суяьфат, оксалат или ацетат.

3. Способ поп. 1, отличаюшийся тем, что в качестве акцептора кислоты используют гидроокись, или бикарбонат, или карбонат щелочного или щелочноземельного металла. или третичный амин. !

4. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве растворителя при взаимодействии ллкилгйДразина II с хлорцианом используют галоидалкан с 1-2 атомами углерода.

5. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве растворителя при взаимодействии алкилгидразина II с хлорцианом используют хлористый метилен.

6. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве растворителя при реакции 1-алкилцианогидразина с фосгеном используют хлористый метилен или диоксан.

7. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что 1-алкил-3-окси-5-хлор-1,2,4-триазолы выделяют из реакционной смеси в виде гидрохлоридов о

Приоритет попунк там и признакам

13.06.74 по признаку п. 1: 1-алкил-3-окси-5-хлор-1, 2, 4-триазолы, где R — все значения, и по пп. 2-6>

06.12.74 по признаку п. 1: соли

1-алкил-3-окси-5-хлор-1,2,4-триаэола и по и. 7.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. A. Nidman. Neue TriazoI und

Triazinder ivafe. Chem. Ber. 1893, 26,2612.