201310. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 5-amino-1-fenil-4-nitro-pirazol-származékok előállítására
HU 201310 B 1 A találmány tárgya eljárás ismert 5-amino-l-fenil-4-nitro-pirazol-származékok előállítására. A vegyületeket herbicid hatóanyagként alkalmazzák. Az 5-amino-l-fenil-4-nitro-pirazol-származékok előállítására ismert olyan eljárás, amely szerint először arilhidrazin-származékokat 2-klór-akrilnitrillel ciklizálnak, második lépésben a kapott 5-amino-l-fenil-pirazol-származékot az aminocsoportban acilezik, harmadik lépésben nitrálják, majd negyedik lépésben a pirazolgyűrű 5-ös helyzetében lévő aminocsoportról az acilvédőcsoportot lehasítjuk (154115 és 224 831 sz. közzétett európai szabadalmi bejelentések). Az ismertetett eljárás hátránya a sok reakciólépcső, ami kis hozamot, nagy költséget jelent. Azt találtuk, hogy az (1) általános képletű 5-amino-l-fenil-4-nitro-pirazol-származékokat - az (I) általános képletben Árjelentése halogénatommal vagy trifluormetilcsoporttal szubsztituált fenilcsoport -úgy állíthatjuk elő, hogy egy (II) általános képletű arilhidrazint - a (II) általános képletben Ar jelentése a fenti - a (III) képletű 3-klór-4-nitro-izotiazollal reagáltatunk (IV) általános képletű bázis - a (IV) általános képletben R1 jelentése hidrogénatom vagy 1-4 szénatomos alkilcsoport, míg Rrl-4 szénatomos alkilcsoportot jelent -, oldószer és savas katalizátor jelenlétében. Kifejezetten meglepő, hogy a (II) általános képletű aril-hidrazin-származékok a (III) általános képletű 3-klór-4-nitro-izotiazollal simán reagálnak, mert a két kiindulási anyagon, valamint a végterméken annyi a reakcióképes csoport, hogy tulajdonképpen számos mellékreakciót lehetett volna várni. Az sem volt várható, hogy az izotiazolgyűrűből melléktermékként felszabaduló kén nem okoz mellékreakciókat, és nem zavarja a termék tisztítását. Az ismert irodalom alapján ez az első és egyetlen eset, hogy izotiazol-vegyület közvetlenül alakult át pirazol-vegyületté. A soklépcsős ismert eljáráshoz viszonyítva a találmány szerinti eljárásnak számos előnye van. Az (I) általános képletű végtermék nagy hozamban és olyan tisztaságban keletkezik, hogy általában nincs szükség költséges tisztítási lépésekre. Előnyös az is, hogy az egylépcsős eljárás drága kiindulási anyagok, vegyszerek, energia és szennyvíztisztítási költség megtakarításához vezet, s ennek nemcsak gazdasági, hanem környezetvédelmi haszna is van. Amennyiben kiindulási anyagként 2,6-dikIór-4- trifluor-metil-fenil-hidrazint és 3-klór-4-nitro-izotiazolt alkalmazunk, a reakciót az A) reakcióvázlattal szemléltethetjük. A találmány szerinti eljárás egyik kiindulási anyagaként alkalmazható arilhidrazinokat a (II) képlet definálja. E képletben Ar jelentése az (I) általános képlet kapcsán már elmondott jelentéssel azonos. A (II) általános képletű arilhidrazinok ismertek, illetve ismert eljárásokhoz analóg módon állíthatók elő (vö. pl. 154 115, 224 831,187 285 sz. közzétett európai szabadalmi bejelentés, illetve 34 945 sz. európai szabadalmi leírás). A találmány szerinti eljárás másik kiindulási anyaga, a (III) képletű 3-klór-4-nitro-izotiazol szintén ismert (3 285 930 sz. amerikai egyesült államok-2 beli szabadalmi leírás). A találmány szerinti eljárást alkalmas segédbázis jelenlétében valósítjuk meg. Segédbázis gyanánt főleg a (IV) áltálános képletű aminok jöhetnek számításba, A (IV) általános képletben R1 és R2 jelentése egymástól függetlenül hidrogénatom vagy 1-4 szénatomos alkil-csoport. A segédbázis gyanánt alkalmazható (IV) általános képletű aminok általános ismert vegyüíetek. A (IV) általános képletű aminok helyett egyéb, szervetlen vagy szerves bázisokat is alkalmazhatunk. Ide tartoznak például az alkálifém- és alkáliföldfémhidroxidok, így nátrium-hidroxid, káliumhidroxid, magnézium-hidroxid vagy kalcium-hidroxid, alkálifém-karbonátok, -hidrogén-karbonátok vagy -acetátok, pl. nátrium-karbonát, kálium-karbonát, nátrium-hidrogén-karbonát vagy nátriumacetát, valamint tercier aminok, így trietilamin, N,N-dimetil-anilin, piridin, N,N-diazabiciklooktán (DABCO), diazabiciklononén (DBN) vagy diazabicikloundecén (DBU). Előnyösen alkáli- vagy földalkálihidroxidokat, alkálifém-karbonátokat vagy -hidrogén-karbonátokat alkalmazunk. A találmány szerinti eljárás során hígítószerként közömbös szerves oldószereket vagy azok vízzel alkotott elegyeit alkalmazzuk. Alkalmas oldószerek például: alifén, cikloalifás vagy aromás, adott esetben halogénezett szénhidrogének, így például benzin, benzol, toluol, alól, klór-benzol, petroléter, hexán, ciklohexán, diklórmetán, kloroform, széntetraklorid, éterek, így dietil-éter, dioxán, tetrahidrofurán vagy etilénglikoldimetil- vagy -dietil-éter, ketonok, így aceton vagy butanon, nitrilek, pl. acetonitril vagy propionitril, amidok, így dimetil-formamid, dimetil-acetamid, N-metil-formanilid, N- metil-pirrolidon vagy hexametilfoszforsavtriamid, észterek, így etil-acetát, karbonsavak, így ecetsav vagy propionsav, alkoholok, pl. metanol, etanol, propanol, butanol, etilénglikol, valamint monometil- vagy monoetilésztereik vagy a felsoroltak vízzel alkotott elegyei. Amennyiben segédbázisként folyékony halmazállapotú amint alkalmazunk, ennek feleslege egyben az oldószer szerepét is betöltheti. A találmány szerinti eljárás során savas katalizátort alkalmazunk. Ilyenként a szokásos proton- és Lewis-savak alkalmazhatók. Előnyösen szervetlen savakat, így sósavat, kénsavat, alifén vagy aromás karbon- vagy szulfonsavakat, így ecetsavat, metánszulfonsavat vagy p-toluolszulfonsavat, Lewis-savakat, így bórtrifluoridot, vastrikloridot, alumíniumtrikloridot vagy cinkkloridot, vagy pedig savas ioncserélőt alkalmazunk. Különösen előnyös a sósav vagy kénsav alkalmazása. A reakcióhőmérséklet széles tartományon belül változtatható. Általában -30 °C és +150 °C közötti, előnyösen 20 °C és 100 ®C közötti hőmérsékleten végezzük a reagáltatást. A találmány szerinti eljárás során 1 mól (II) általános képletű arilhidrazinra általában 1-1,5 mól, előnyösen 1,0-1,3 mól (III) képletű 3-klór-4- nitro-izotiazolt és 1,0-10,0 mól, előnyösen 1,0-5,0 segédbázist, valamint 1,0-20,0 mól, előnyösen 1,0- 10,0 mól savas katalizátort számítuk. Először a (IV) képletű amint reagáltatjuk a (III) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
