Способ получения 1-алкил-3-окси5-хлор-1,2,4-триазолов или их солей Советский патент 1979 года по МПК C07D249/12 

I

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

Известный способ получения 1-алкил-3-окси-5-хлор-1,2,4-триазолов заключается в том, что нагреванием гидразина с соответствующей мочевиной получают семикарбазид, реакция последнего с соответствующим альдегидом дает семикарбазон, гидрирование которого приводит к алкилсемикарбазиду, циклизация его с эфиром ортомуравьиной кислоты или муравьиной кислотой дает производное 1-алкил-З-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 дости1ается согласно предложенному способу получения 1-алкил2

-3-ОКСИ-5-ХЛОР-1,2,4-триазолов общей формулы I

-рЕ-К ЖОНN

где R - неразветвленный или разветвленАый алкил с 1-5 атомами углерода,

или их солей.

Сущность способа заключается в том, что алкилгидразин формулы II

R-NH-NH2,

где R имеет указанные значения,

5

или их соли подвергают взаимодействию с хлорцианом в присутствии акцептора кислоты в инертном растворителе при температуре минус 5 - плюс . Полученный 1-алкилциано гидразин обрабатывают фосгеном в том же или другом инертном растворителе при температуре 5-130°С с последующим выделением целевого продукта в виде основаЕ{ия или их солей.

5

В качестве солей исходного алкилгидразина формулы II предпочтительно используют гидрохлорид, сульфат, оксалат и ацетат.

В качестве акцептора кислоты предпочтительно используют неорганические и органические основания, например гидроокиси щелочных и щелочноземельных металлов, или бикарбонаты, или карбонаты щелочных или щелочноземельных металлов, а также третичные амины, такие как триалкиламины, диалкиланилины, пиридины и пиколины. Способ осуществляют в инертном растворителе. При этом для превращения с хлорцианом и для циклизации с фосгеном могут применяться одинаковые или различные растворители. Подходящими растворителями являются, например, алифатические и ароматичес кие углеводороды или галогенирован™ ные углеводороды, как гексан, петролейный эфир, хлороформ, хлористый метилен, галогенированные этаны,. бен зол, толуол, ксилол, эфиры и производные зфиров, такие как диалкиловый эфир, 1,2-диметоксиэтан, диоксан, тетрагидрофуран, N, Ы-диалкилирован ные амиды, например диметилформамид, сульфоксиды, такие как диметилсульфо ксидг нитрилы, например ацетонитрил, кетоны, такие как ацетон и метилэтилкетон. Для превращения алкилгидразйна формулы II с хлорцианом может служить в качестве растворителя так же вода или смесь воды с органическим растворителем, например со спиртом,Предпочтительно осуществлять прев ращение алкилгидразина формулы II с хлорцианом в галогенированном низшем алкане с С.д например хлористом мети лене хлороформе или в галогенирован ном этане. Для циклизации 1 алкил-1-цианогндразйна с фосгеном предпочтительны ми растворителями являются хлористый метилен и диоксан. Если при реакций алкилгидразина с хлорцианом и при циклизации с фосгеном используется одинаковый растворитель, то можно от казаться от выделения промежуточно получаемого 1 алкил-1-цйаногидразина Превращение алкилгидраэинов формулы II с хлорцнаном осуществляют обычно при температуре минус 20 - плюс 80 с, преимущественно минус 5 - плюс 30°С. Последующую циклизацию 1 алкил-1-цианогидразина с фосгеном осуществляют при S-ISO C. Согласно предпочитаемому вариант исполнения способа 1-алкил-3-ркси-5 хлор-1,2,4-триазолы формулы I выделяют на реакционной смеси в виде гид рохлоридов . Таким путем получают осо бенно чистые продукты. П р и. м е р 1, А.1-Циано-1-изопропилгидразин, К раствору-221; г изопропилгидразин гидрохлорида в 500 мл воды добавляют 2000 мл хлористого метилена и 228 г карбоната натрия. К полученной двухфазной системе прибавляют при 5-10с в течение 40 мин 123 г хлорциана, причем при этом, выделяется двуокись углерода. через л/ 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-изопропилгидразин, который выделяют перегонкой (т.кип. lOO-lOl C/9 ммрт.ст.). Б. 1-Изопропил-3-окси-5-хлор-1,2,4-триазол. В 100 мл толуола вводят в течение 15 мин при 0-5°С 10 г фосгена. К этому раствору прибавляют по каплям 15 мин раствор 10 г 1-циано-1-изопропилгидразина в 20 мп толуола. Затем вводят в течение 3 с хлористый водород и повышают тегшературу 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 фазу толуола упаривают, остаток обрабатывают водой - толуолом при 40- . Эту операцию повторяют с. фазой воды, и фазы толуола, которые содержат триазол, упаривают. Полученный сырой триазол очищают перекристаллизацией из воды. Получают 1-изопропил-3-ОКСИ-5-ХЛОР-1,2, 4-триазол с т.пл. 104-106°С. Пример 2. 1-Изопропил-З-ОКСИ-5-ХЛОР-1,2,4-триазогидрохлорид. Краствору 25 г фосгена в 120 мл диоксана прибавляют по каплям в течение 25 мин раств-с р 19,4 г 1-циано-1-изопропилгидразина в 30 мл диоксана, причем поддерживают внутри реакционной смеси температуру 10-15°С. Через 15 мин повышают температуру до 25с, причем образующийся 1-изопропил-3-ОКСИ-5-ХЛОР-1,2,4-триазолгидрохлорид начинает осаждаться. Через несколько часов осадок отфильтровывают и сушат. Получают 23 г 1-изопропил-3-ОКСИ-5-ХЛОР-1,2,4-триазолгидрохлорида с т.пл. 138-142°С. Из фильтрата упариванием в вакууме растворителя получают еще В г 1-йзопропил-З-окси-, -5-хлор-1,2,4 триазалгидрохлорида. Общий выход 31 г (79,5%). Пример 3. В раствор изопро.пилгидрохлорида в смеси из 3 ч, воды и 1 ч. спирта вводят при эквивалентное количество хлорциака, причем добавкой натриевой щелочи поддерживают рН б,. Через 1 ч осаждается желтое масло, из которого экстракцией эфиром, получают сырой 1 изопрош-1л-1-Цианогидразин с выходом 90% (в виде масла), Полученный сырой продукт может применяться непосредственно для дальнейшего превращения с фосгеном в 1 ИЗопропил-.3-окси-1, 2, 4-триазол. Сырой 1-изопропил 1-цианогидразин может очищаться с помощью хроматограФии на колонне с силикагелем 60,70230 меш (Мерк). После з.пюирования 5 Эфиром получают чистый 1-изопропил 1-цианогидразин. враствор 1-иэопропил-1-цианогидраэина в толуоле вводят при 10®С эквивалентное количество фосгена, причем осаждается желтый прозрачный смо лообразный осадок. Эта желтая прозрачная смола содержит 30% 1-изопропил -3 окси-5-хлор-1,2,4-триазола. Для определения содержания 1-изопропил-3-окси-5-хлор-1,2,4-триазола пробу смолы растворяют при кипячении в диоксане и хроматографируют на DCготовой пластине (силикагель 60) с толуолом-ледяной уксусной кислотой (4jl), Хроматограмму проявляют йодом Величина коэффициента удержания 1-изопропил-3-окси-5-хлор-1,2,4-триазола составляет 0,6. Аутентичный 1-изопропил-3-окси-5-хлор- 1,2,4-триазол с т.пл. 100-104 С имеет при оди наковых условиях одинаковую величину коэффициента удержания. Пример 4. А. 1-втор-Бутил-1- цианогидразин. К300 г гидразингидрата прибавляют по каплям при охлаждении льдом сначала 460 г метилэтилкетона и затем 1200 г концентрированной соляной кислоты. Полученный солянокислый рас вор метилэтилкетонгидразона после до обавки 10 г катализатора (5% платины на угле) гидрируют при нормешьном давлении водородом в 1-втор-бутил-гидразин. После поглощения 120 л во дорода катализатор отфильтровывают и фильтрат при охлаждении льдом смешивают с 680 г твердой гидроокиси нат рия. После этого полученную смесь пе реносят в снабженную холодильником, термометром и мешалкой колбу для сульфатирования и прибавляют 1000 мл хлористого метилена. Затем при охлаж дений льдом и перемешивании вводят 365 г хлорциана в течение 2 ч. После дополнительного перемешивания в тече ние 2 ч выпавшую соль отфильтровывают и промывают небольшим количеством хлористого метилена. Затем органическую фазу Отделяют, водную фазу дважды экстрагируют 300 мл хлористого метилена. Растворы хлористого мет лена соединяют и хлористый метилен упаривают в вакууме. Перегонкой маслянистого остатка получают 417 г (62%) 1-втор-бутил-1-цианогидразина (т.кип. 72с/11 ммрт.ст.). Б. 1-втор-Бутил-3-окси-5-хлор-1,2 4-триазол К раствору 25 г фосгена в 120 мл длоксана прибавляют по каплям при комнатной температуре раствор 22,6 г 1 втор-бутил-1-цианогидразина в 30 м диоксана в:течение 15-20 мин. По окончании прибавления вводят 1 г активированного угля и реакционную смесь кипятят в течение 3 ч. После охлаждения д комнатной температуры добавляют 10 г бикарбоната натрия. 8 Полученную смесь через 15 ч фильтруют для удаления солей. Фильтрат 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 15 мин при 90 С. После охлаждения до комнатной температуры смесь экстрагируют 75 мл эфира. После отделения эфира водную фазу нейтрализ пот 100мл 2 н. соляной кислоты, причем 1-втор-бутил-3-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-триазала с т,пл. 77-79 с. Аналогично, исходя из метилгидразина, получают 1-метил-1-цианогидразин с т.кип, 73с/0,3 мм рт.ст. и последующей реакцией с фосгеном - 1-метил-3-окси-5-хлор-1,2,4-триазол с т.пл. 154с (разл.). Пример 5. 20 г 33%-ного водного раствора изопропилгидразингидрохлорида, который содержит Gp6 кг (60 моль) иэопропилтадразингидрохлорида, смешивают при охлаждении рассолом и при постоянном перемешивании с 25,5 кг 30%-ной натриевой щелочи (соответственно 191 моль NaOH), причем температуру внутри реакционной смеси поддерживают не выше 15 С. Затем добавл5вдт 25 кг хлористого метилена и в течение 3 ч вводят 3, 9 кг (6,3 моль) хлорциана, причем температура сохраняется ниже 15С. Затем водную фазу отделяют и дважды экстрагируют 30 кг хлористого метилена Растворы хлористого метилена соединяют и хлористый метилен упаривают в вакууме. Получают 5,7 г (96,5%) сырого 1-изопропил-1-цианогидразина е Пример 6,В охлажденный до 5°С раствор 59 г фосгена в 180 ып. хлористого метилена прибавляют по каплям в течение 5 ч раствор из 30 г 1-изопропил-сД-цианогидразина в 45 мп хлористого метилена.,По 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 (53,2%) 1-изопрош1л-3-окси-5-ХЛОР-1,2,4-триазолгидрохлорида с т.пл. 138-142°С. Из маточного раствора экстрак путем встряхиваьшЯ с разбавлеп-ной натриевой щелочью и выпариванием хлористого метилена получают еще 8,2 г (16,9%) сырого 1-изопропил--3 окси-5-хлор-1,2,4-триазола с Т.пл. 99-104°С. Формула изобретения -1. Способ получения 1-алкил-З-окСИ-5-ХЛОР-1,2,4-триазолов общей формулы I

Cl

.В

,

ll

i4

где R - неразветвленный или разретвленный алкил с 1-5 атомами углерода,

или их солей,

от л и чающий с я тем, что с целью упрощения процесса и повышения выхода целевого продукта, алкилгидразин формулы II

R-NH-NH2,

где R имеет указанные значения, или их соли подвергают взаимодействию с хлорцианом в присутствии акцептора кислоты в инертном растворителе при температуре минус 5 - плюс , полученный 1-алкилцианогидразин обрабатывгиот фосгеном в том же или другом инертном растворителе при температуре 5-13р°С с последующим выделением целевого продукта в виде основания или соли.

2.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что в качествё сопи алкилгидраэина II используют гидрохлорид, сульфат, оксалат или ацетат.

3,Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве акцептора кислоты используют гидроокись, или бикарбонат, илч карбонат щелочного или щелочноземельного металла, или третичный амин.

4.Способ по п. 1,

о т л и ч a roщ и и с я тем, что в качестве растворителя при взаимодействии алкилгйДразина II с хлорцианом используют галоидалкан с 1-2 атомами углерода.

5.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве растврителя при взаимодействии алкилгидразина II с хлорцианом используют хлористый метилен.

6.Способ по п. 1, отли ча ющ и и с я тем, что в качестве растворителя при реакции 1-алкилцианогидразина с фосгеном используют хлористый метилен или диоксан.

7.Способ по п. 1, отличающийся тем, что 1-алкил-3-окси-5-ЗШОР-1,2, 4-триазолы выделяют из реакционной смеси в виде гидрохлориДОБ«

Приоритет по пунктам 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-триазола и по п. 7.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. А. Widman. Neue Triazol und. Triazinder ivafe. Chem. Ber. 1893, 26,2612.