DE2210261B2 - Verfahren zur Herstellung von 2-Aryl-v-triazoIen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von 2-Aryl-v-triazoIenInfo
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Description
worin Ar, Ri, Rj und π die vorstehend genannte
Bedeutung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß man die a-Oximinoarylhydrazone mit
mindestens 2 Äquivalenten eines Isocyanates bzw. Carbamidsäurehalogenids oder mit mindestens 1
Äquivalent eines Pyrokohlensäureesters — gegebenenfalls in Gegenwart eines Lösungsmittels —
umsetzt
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Wasser oder
Wasser/Alkohol-Gemische verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Dimethylformamid verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart
eines Basenkatalysators durchführt.
5. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung bei Temperaturen
zwischen 20 und 100°C durchführt.
Über die Synthese von 2-Aryl-v-triazolen liegt bereits
ein relativ umfangreiches Schrifttum vor.
So ist z.B. in Chem. Reviews 46, 1-68 (1950) ein Verfahren beschrieben, bei dem v-Triazole durch
thermische Behandlung von «Acyloximinohydrazonen dargestellt werden. Mit dieser Methode lassen sich
jedoch nur Ausbeuten von maximal 50% erzielen.
Demgegenüber besitzt das aus DE-PS 1168 437
bekannte Verfahren den Nachteil, daß es bei mittelmäßigen Ausbeuten nicht allgemein anwendbar ist, indem
es nur zu nitrogruppenhaltigen Triazolen führt.
ren, bei dem a-Oximinoarylhydrazone oder deren
O-Acylverbindiingen in einer Harnstoffschmelze bei
relativ hohen Temperaturen ringschließend kondensiert werden, lassen sich zwar bei sorgfältigem Arbeiten im
Labormaßstab Ausbeuten von 70 bis 85% erzielen, jedoch sinken diese Ausbeuten, insbesondere bei
sulfogruppenhaltigen, also wasserlöslichen Verbindungen, beträchtlich, wenn man versucht, diese Methode im
großtechnischen Umfang durchzuführen.
Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die dabei anfallenden großen Mengen an blausäurehaltigen Ammoniakabgasen in aufwendigen Absorptionsanlagen aufgefangen werden müssen.
Es wurde nun gefunden, daß man 2-Aryl-v-triazoIe
is der allgemeinen Formel I des Anspruchs 1 unter
Vermeidung der obenerwähnten Nachteile in fast quantitativen Ausbeuten erhält, wenn man «-Oximinoarylhydrazone der allgemeinen Formel II <ki Anspruchs
1 in welcher Ar, Ri, R2 und η die in Anspruch 1 genannte
Bedeutung haben, mit mindestens 2 Äquivalenten eines Isocyanate bzw. Carbamidsäurehalogenids oder mit
mindestens 1 Äquivalent eines Pyrokohlensäureester — vorzugsweise in Gegenwart eines Lösungsmittels —
umsetzt.
Geeignete Substituenten in den Resten Ar sind Alkyl, Alkoxy, Halogen, OH, CN, COOH, CONH2, SO3H,
Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl, Alkylsulfonyl, Phenylsulfonyl, Tolylsulfonyl, wobei unter Alkyl und Alkoxy
vorzugsweise solche Reste mit I bis 4 C-Atomen
jo verstanden werden sollen.
(H) Geeignete Reste R| sind außer der Nitrogruppe:
Ci-C4-Alkylreste, die gegebenenfalls durch Halogenatome, OH, COOH oder Ci-C4-AIkOXy weitersubstituiert sein können, sowie gegebenenfalls durch Halogen,
J5 Ci-C»-Alkyl oder Ci-C4-Alkoxy substituierte Phenylreste.
Geeignete Reste R2 sind Wasserstoff sowie die unter
Ri genannten Alkyl- und Arylreste.
Im Vergleich zu den vorgenannten Triazolringschlüs
sen arbeitet man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
bei relativ niedrigen Temperaturen, nämlich zwischen 20 und IOO°C. Vorzugsweise wird jedoch die Isocyanatvariante bei 60 bis 80°C und die Pyrokohlensäureestervariante bei 30 bis 40° C durchgeführt.
Obwohl sich das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich ohne Verwendung eines Lösungsmittels durchführen läßt, so empfiehlt es sich doch, die exotherme
Reaktion in Gegenwart von Wasser oder einem geeigneten organischen Lösungsmittel durchzuführen.
Ebenso ist häufig die Verwendung eines Basenkatalysators (ca. 0,05—0,1 Gew.-%), bezogen auf die eingesetzte
Menge an «-Oximinoarylhydrazon der allgemeinen Formel Il von Vorteil. Geeignete Katalysatoren sind
z. B.: Alkalihydroxide, Alkalicarbonate, Pyridin, Chinolin
und Dimethylanilin.
Geeignete Lösungsmittel für die Isocyanat- bzw. Carbamidsäurehalogenid-Variante sind z. B. Formamid,
Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon, E-Caprolactam, Pyridin, Picoline, Chinolin, Tri-
bo äthylamin, Dimethylsulfoxid sowie Wasser/Alkohol-Gemische. Verwendet man als Ausgangsmaterial a-Oximinoarylhydrazone der allgemeinen Formel II, die frei von
wasserlöslichmachenden Gruppen sind, so können darüber hinaus weniger polare Lösungsmittel, wie
b5 Kohlenwasserstoff. Äther, Halogenkohlenwasserstoffe
oder Ketone eingesetzt werden. Beispielhaft seien genannt: Xylol, Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Glykolmonomethyläther und Cyclohexanon.
Für die Pyrokohlensäureesterderivate eignen sich als
Lösungsmittel neben reinem Wasser vor allem Alkohol/ Wasser-Gemische, niedere aliphatische Alkohole und
Ketone sowie Dimethylformamid, Pyridin und Dimethylsulfoxid.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren benötigten α-Oximinohydrazone der allgemeinen Formel II sind
zum großen Teil bekannt (vgl. GB-PS 12 15 507) bzw. können in an sich bekannter Weise z.B. durch
Kondensation entsprechender Arylhydrazine mit ot-Oximinoketonen der Formel
Ri-CO-CR2 = NOH
wobei
Ri und R2 die eingangs genannte Bedeutung haben,
hergestellt werden.
Geeignete Isocyanate für die erfindungsgemäße Cyclisierung der Λ-Oximinoarylhydrazone sind solche
der allgemeinen Formel
Q-NCO
in welcher
Q Wasserstoff, Ci-C6-Alkyl, Cs-C/Cycloalkyl, gegebenenfalls durch Halogen, Ci-Q-Alkyl, Q-C4-Alkoxy oder Nitro substituiertes Phenyl oder
Phenylcarbonyl bzw. Phenylsulfonyl.
Beispielhaft seien genannt Cyan- bzw. Isocyansäure (HNCO), Methylisocyanat, Äthyltaocyanat, Methoxymethylisocyanat, Cyclohexylisocyanat, Phenylisocyanat,
Tolylisocyanat, Nilrophenylisocyanat, Benzoylisocyanat, Phenylsulfonylisocyanat und Touylendiisocyanat.
Geeignete Carbonimidsäurehalogenide für die erfindungsgemäße Reaktion sind solche der allgemeinen
Formel
Z-NH-CO-CI
worin
Z für ein Ci-Q-Alkyl-, Phenyl-, Toyl-, Anisyol-, oder
Chlorphenylrest steht.
Geeignete Pyrokohlensäureester sind insbesondere Pyrokohlensäuremethyl- bzw. -äthylester.
Bei der praktischen Durchführung der Isocyanat- bzw. Carbamidsäure-Variante des erfindungsgemäBen
Verfahrens geht man zweckmäßigerweise so vor, daß man die «-Oximinoarylhydrazone der allgemeinen
Formel Il in der doppelten bis lOfachen Menge der obengenannten Lösungsmittel löst bzw. suspendiert und
unter Rühren mindestens 2 Mol eines Isocyanats oder Carbonsäurehalogenids so zutropft, daß die Reaktionstemperatur unterhalb des Siedepunkts des Lösungsmittels bleibt. Nach Beendigung der Kohlendioxidentwicklung arbeitet man das Reaktionsgemisch in üblicher
Weise auf. Besonders einfach gestaltet sich die Aufarbeitung bei Verwendung wasserlöslich, d. h.
sulfogruppenhaltiger Verbindungen der allgemeinen Formel II, indem das Reaktionsgemisch in Wasser
eingetragen, der unlösliche, als Nebenprodukt anfallende substituierte Harnstoff abgesaugt und das Reaktions
produkt aus dem Filtrat ausgesalzen wird. Die Isocyanatmethode kann auch zweistufig durchgeführt
werden, indem man die Hydrazone zunächst mit 1 MoJ Isocyanat zu dem entsprechenden Carbonsäureester
umsetzt und diesen durch Einwirkung eines weiteren Mols (socyanat zum Triazol cyclisiert (s. Beispiel 4).
Die Pyrokohlensäureestervariante ist noch ökonomischer, da hierbei als Nebenprodukte nur leichtflüchtige,
d. h. gut abtrennbare Verbindungen — nämlich Kohlendioxid und Alkohol — entstehen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen 2-AryI-v-triazole, die der allgemeinen Formel I
gemäß Anspruch I entsprechen, in welcher Ar, Ri R2 und
π die obengenannte Bedeutung haben, sind zum größten T>il bekannt und stellen wertvolle optische Aufhellungsmittel, UV-Absorber sowie Aufheller und Farbstoffzwischenprodukte dar.
in welcher Ar für ein Stilben-, Cumarin-, Napthalimid-
und Dibenzolthiophendioxirest steht, ausgezeichnete
optische Aufhellunjrsmittel (s. GB-Il 08 416. 11 55 229.
1 i 54 995,1113 918~und 12 Öl 579, US-34 59 744).
Solche Verbindungen, in denen der für einen p-Tolylrest (n = 1) oder Diphenyläthanrest (n = 2)
steht, sind nach bekannten Verfahren in Stilben-Aufheller überführbar (s.Z. B.US-33 51 592 und FR-14 80 699).
Nitrogruppenhaltif2 Aryliriazole der allgemeinen
Formel I lassen sich nach bekannten Verfahren in entsprechende Aminoaryltriazole überführen, die wertjo volle Ausgangsmaterialien für die Herstellung von
Azofarbstoffen darstellen (s. FR 13 91676 und 13 98 366).
2-Phenyl-4-methyl-v-triazol ist ein wirksamer UV-Absorber (Chem. Abstr. 57,8100 d).
J-) Das erfindungsgemäße Verfahren sei anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
706 g des Dinatriumsalzes der 4,4'-ßis-(«-Oximinoacetophenonhydrazono)-stilben-2,2'-disulfonsäure gemäß Beispiel 2 der GB 12 15 507 werden in 3000 ml
Dimethylformamid (DMF) suspendiert. In die durch Erwärmen auf 75°C erhaltene Lösung werden im
Verlauf von 1 Stunde 500 g Phenylisocyanat eingetropft. Während der exotherm verlaufenden Reaktion werden
45 Liter Kohlendioxyd entwickelt. Es wird noch 30 Minuten nachgerührt, die Reaktionsmischung in 20 Liter
Wasser von 70°C ei/igerührt, der dabei auskristallisie
rende Diphenylhamstoff abgesaugt und mit 1 Liter
Wasser von 700C gewaschen. Das Filtrat wird bei 70" mit 2,6 kg Kochsalz versetzt, das ausgefallene Reaktionsprodukt heiß abgesaugt und 3mal mit je 1 Liter
15%iger heißer Kochsalzlösung gewaschen. Nach dem
Trocknen werden 920 g Rohprodukt mit einem Gehalt
von 73,5% an reinem Cyclisierungsprodukt der Formel
CH=CH
SOjNa SO1Na
erhalten, was einer Ausbeute von 96,5% entspricht. 65 von Wasser als Reaktionsmedium empfiehlt es sich,
der 3000 ml DMF die gleiche Menge Pyridin oder samt ca. 600 g) einzusetzen.
N-Methylpyrrolidon verwendet. Bei der Verwendung
706 g des in Beispiel t eingesetzten a-Oximinoarylhydrazons
werden in 2500 ml Dimethylformamid gelöst und mit 260 g Natriumcyanat, in 1500 ml Wasser gelöst, s
versetzt Man gibt wenig Silikonentschäumer zu und tropft bei 80—85°C langsam 1460 g 10% wäßrige
Salzsäure zu, wobei der Stiel des Tropftrichters zweckmäßig in die Lösung eintaucht Nach Entwicklung
von 461CC2 rührt man 30 min nach, salzt heiß aus, saugt ι ο
ab und wäscht mit 3% heißer wäßriger Kochsalzlösung bis das Filtrat War abläuft Nach Umkristallisieren der
rohen 4,4'-Bis-(4-piienyI-4-triazo-2-yl)-stilben-2,2'-disulfonsäure
-aus wäßrigem Alkohol erhält man 470 g (71% der Theorie) reines Produkt
14,4 g N-(p-Nitrophenyl)-«-oximinoacetophenonhydrazon
werden in 200 ml Dimethylformamid gelöst und in Gegenwart einer Spatelspitze Kaliumcarbonat mit
14 g Phenylisocyanat versetzt Bei etwa 500C tritt lebhafte CG2-Eniwiekiung ein, nach deren Ende wird
30 min nachgerührt die Lösung in Wasser gegossen und
die ausgefällten Kristalle abgesaugt Nach Trocknen erhält man 33 g Rohprodukt, das mit 150 ml Toluol
ausgekocht wird. Aus dem Filtrat kristallisieren 13,0 g (94% der Theorie) blaßgelbe Kristalle der Formel
dunkel färbende Kristalle) bei 143— 145"C schmilzt und
sich durch Einwirkung eines weiteren Mols Phenylisocyanat zum entsprechenden 7-Triazolyicumarin (vgl.
nachfolgendes Beispiel) cyclisieren läßt
385 g Λ-Oximinohydrazon aus 7-Hydrazino-3phenylcumarin
und Oximinopropiophenon werden in 1500 ml Pyridin gelöst und bei 75—80° mit 260 g Phenylisocyanat
rasch versetzt. Dabei steigt die Temperatur auf 90° C an. 2 Minuten nach dem Beginn der Zugabe des
Phenylisocyanats zu der Lösung des a-Oximinohydrazons
setzt eine kräftige Kohlensäureentwicklung ein, die der zugesetzten Menge an Isocyanat proportional ist
Nach der Zugabe des Isocyanats rührt man nach, bis die Temperatur auf 65° C gefallen ist gibt 2000 ml Methanol
zu, wobei das Cyclisierungsprodukt ausfällt Man saugt nach Abkühlen auf 100C ab und wäscht auf der Nutsche
lmal mit kaltem Methanol.
Nach dem Trocknen werden 300 g des Cyclisierungjproduktes
der Formel
O2N
mildem FP 184-186°C.
mildem FP 184-186°C.
41,2 g N-(3-Phenyl-7-cumarinyl)-<x-oximinopropiophenonhydrazon
(95,8%ige Ware) werden bei Raumtemperatur in 400 ml DMF gelöst und bei 40—500C 13 g
Phenylisjcyanat zugetropft. Nach kurzer Zeit fällt ein hellgelber Niederschlag, der nach 30 min Rühren durch
Zugabe des gleichen Volumens Methenol vollständig gefällt, angesaugt und mit Methanol gewaschen wird.
Man erhält 49 g (83% der Theorie) des Carbamidsäureesters der Formel
H3C-C=N-O-C- NH
Il
der als DMF-Komplex (gelbe, am Licht sich rasch
CH3
erhalten (Ausbeute: 86,5%). Nach der Kristallisation aus Glykolmonomethyläther isoliert man blaßglebe analysenreine
Kristalle, die bei 161 °C schmelzen.
67,4 g Hydrazon aus 2 Mol Oximinoacetophenon und I Mol 4,4'-Dihydrazinosti!ben-2,2'-disulfonsäure werden
in 200 ml Dimethylformamid verrührt und die Suspension unter Rühren mit 35 g Pyrokohlensäurediäthylester
tropfenweise versetzt. Schon nach kurzer Zeit beginnt die exotherme Reaktion unter Kohler.dioxydentwicklung.
Sie wird bei 45—50° gehalten. Es entwickeln sich insgesamt 10 Liter Kohlendioxid. Zum Schluß wird die
Inzwischen klare Lösung noch 30 Minuten bei 110°
gehalten, wobei sich nur noch wenig Kohlendioxyd entwickelt, und die Reaktionslöfung dann in 800 ml
Kochsalzlösung, die 60 ml 10%ige Natronlauge enthält, eingerührt. Das ausgefallene Produkt wird abgesaugt,
mit Kochsalzlösung und dann mit kaltem Wasser gewaschen. Der Preßkuchen wird in 2,8 Liter Wasser
von 90° verrührt, 20 ml IO%ige Natronlauge zugegeben
so und die fast klare Lösung bei 85—900C so lange mit
Chlorlauge tropfenweise versetzt, bis die Blaufärbung gegen Jodkaliumstärkepapier bestehen bleibt. Nun
werden 10 g Natriumdithionit und 120 g Kochsalz zugegeben. Das ausgefallene Produkt wird heiß
abgesaugt, mit Kochsalzlösung, dann mit kaltem Wasser gewaschen. Nach dem Trocknen erhält man 6i>
g eines gelben Pulvers, das zu 90% (entspricht damit einer Ausbeute von 87%) aus der Verbindung der Formel
CH=CH
SO3Na SO3Na
besteht. Durch Umkristallisieren aus Alkohol/Wasser besitzt wie eil.
(I : I) erhält man ein analysenreines hellgelbes Präparr.t, 12 15507).
das die gleichen 'spektroskopischen Eigenschaften Litcraturpräparat (vgl. z.B. GB-
39,7 g Λ-Oximinohydrazon aus Oximinopropiophenon
und 1 Phenyl-7-hydrazinocumarin werden in 200 ml Suspension und 20 g Pyrokohlensäurediäthylester zügegeben.
Man erwärmt die Mischung auf 45—50°C, wobei Reaktion eintritt, was sich durch eine zügige C(VEn!-
stehung zu erkennen gibt. Im Verlaufe von 30 min entwickeln sich 4,7 ICO2, die gasvolumetrisch gemessen
werden. Gegen Ende der Gasentwicklung löst sich die in Suspension zu einer dunklen Lösung, deren Temperatur
dann etwa 55" beträgt. Man läßt 10 min nachrühren und gibt 30 ml heißes Wasser (50") hinzu und rührt kalt. Die
ab ca. 25° entstehende Kristallisation des rohen 3-Phenyl-7-(4-phenyl-5-methyl-v-triazol-2-y!)-cumarins 1 -,
wird durch Einstellen in Eis vervollständigt. Man saugt ab, wäscht mit 20 ml Methanol nach und erhält nach
Trocknen 38,5 g gelber Kristalle, deren spektroskopisch hrstimmtpr ("!phalt an 1-Phpnyl-7-i4-nhpny|-5-rnp!hy!-V-triazol-2-yl)-cumarin
82,5% beträgt. Nach Umkristalli- >n
sieren aus Pyridin/Wasser erhält man ein analysenreines hellgelbes Produkt vom Schmp. 163- 1640C.
21 g (0,1 Mol) Nitroglyoxaloxim-phenylhydrazor werden mit einer Saptelspitze Kaliumcarbonat in 100 m
DMF bei 60°C gelöst und 13 g Phenylisocyanai zugegeben. Es erfolg! exotherme Reaktion untei
CO2-Entwicklung (2,4 I). Man läßt 20 min nachrühren verdünnt die Lösung mit 150 ml Wasser und kocht der
ausgefallenen Kristallbrei nach Abtrennen und Trock nen mit 100 ml Toluol aus, wobei der Diphenylharnstof
ungelöst zurückbleibt. Nach Absaugen und Waschen de« Rückstands mit 10 ml heißem Toluol erhält man aus den
Filirat 17,2g (= 91% der Theorie) eines Produkts der
Formel
M)1
in Form von gelben Kristallen, die bei 122 — 123"C
schmelzen.
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung von 2-Aryl-v-triazolen der allgemeinen Formel 1
wo in
Ar für einen mono- oder divalenten aromatischen gebundenen Rest der Benzol-, Napthalin-,
Diphenyl-, Diphenylmethan-, Diphenyläthan-, Stilben-, Tolan-, Pyridin-, Triazol-, Imidazo!-,
Pyrazol-, Cumarin- oder Carbostyrilreihe steht, wobei die aromatischen Reste weitere Substituenten enthalten können,
Ri eine Alkyl-. Aryl- oder Nitrogruppe.
R2 Wasserstoff oder eine alkyl- oder Arylgruppe
und
η je nach Valenz des Restes Ar die Zahlen 1 oder 2 bedeuten,
durch Kondensation eines a-Oximinoarylhydrazons
der allgemeinen Formel Il
Ar—f NH-N=C-R1
HO-N=C-R2
HO-N=C-R2
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