SE411120B - Forfarande for framstellning av 2-hydrazinobensotiazoler genom omaminering - Google Patents

Description

7313729-1 2 Föreliggande uppfinning avser sålunda ett förfarande för fram- ställning av föreningar med den allmänna formeln nn | / NH-NHQ \ ï där var och en av symbolerna R betecknar en halogenatom, en alkylgrupp innehållande l-3 kolatomer, en alkoxigrupp innehållande l-3 kolatomer eller en alkyltiogrupp innehållande 1-3 kolatomer, och n är noll, l eller 2, och förfarandet kännetecknas enligt uppfinningen av att en motsvarande 2-aminobensotiazolförening med den allmänna formeln /s ' Nail) 2 2 där R och n har ovan angivna betydelser, och var och en av symbolerna Rl betecknar en väteatom eller en metylgrupp, omsättes med hydrazin i närvaro av 0.l-l mol av en syra per mol hydrazin och i ett lösnings- medel valt bland följande: C2-Cu-alkylendioler, di- och tri-(etylen- och propylen)glykoler, mono(Cl-Cu-alkyl)etrar av etylen- och propy- lenglykoler, mono(C1-Cu-alkyl)etrar av di- och tri(etylen- och pro- pylen)glykoler, trietanolamin, sulfolan, dimetylsulfoxid. Med halo- genatom avses i föreliggande beskrivning en bromatom, en kloratom eller en fluoratom.

De resulterande 2-hydrazinobensotiazolföreningarna är använd- bara såsom utgångsmaterial för framställning av s-triazolo(5,H-b)benso- tiazolföreningar med formeln nn i | s N \N I I c=N där R och n har ovan angivna betydelser, och R2 betecknar en väteatom eller någon substituentgrupp. Dessa föreningar är användbara såsom medel för bekämpning av organismer vilka är patogena mot växter.

Användningen av en syra-är ett kritiskt kännetecken enligt före- 7313729-1 3 liggandé uppfinning. Typen av syra är emellertid icke kritisk. Det är lämpligast att använda en mineralsyra, såsom klorvätesyra, bromvätesyra eller svavelsyra. Man kan emellertid också med tillfredsställande resultat använda organiska syror, såsom ättiksyra, bensoesyra, myrsyra, malonsyra, oxalsyra, p-toluensul- fonsyra, fenylättiksyra och citronsyra. Syran kan sättas till reak- tionsblandningen på vilket som helst lämpligt sätt. Den kan tillsättas separat, eller den kan tillsättas i form av ett salt med antingen 2-aminobensotiazolföreningen eller med hydrazinen.

En liten katalytisk mängd syra förbättrar produktutbytet avsevärt över vad som erhålles när ingen syra användes. Större mängder är emellertid icke skadliga. Vanligen förlöper reaktionen med gott resultat, när man använder 0,l-l mol syra per mol hydrazin. En föredragen mängd är från 0,33 till 0,5 mol syra per mol hydrazin.

Vid tidigare kända förfaranden har man ofta använt ett över- skott av hydrazin, vilket delvis har tjänat såsom lösningsmedel.

Nu har man emellertid funnit, att det är lämpligare att använda ett inert lösningsmedel. Lösningsmedlet bör vara blandbart med hydrazin, och det bör i kombination med reaktionskomponenterna koka vid en temperatur av minst cirka l0O°C, företrädesvis vid högre temperatur, såsom 120-15000. Be enligt uppfinningen använda lösningsmedlen är C2-Cu-alkylendioler, såsom etylenglykol, propylenglykol, 1,4-butandiol och 2,3-butandiol; di- och tri(ety1en- och propylen)glykoler, såsom di@tYleflålYk0l, trietylenglykol, dipropylenglykol och tripropylengly- kol; mono(Cl-Cu-alkyl)etrar av etylen- och propylenglykoler, såsom etylenglykolmonometyleter, etylenglykolmonoetyleter, etylenglykolmono- -n-butyleter och propylenglykolmonometyleter; mono(Cl-C4-alky1)etrar av di- och tri(etylen- och propylen)glykoler, såsom dietylenglykolmono- metylefiêr, dietylenglykolmonoetyleter och dietylenglykolmono-n-butyl- eter; trietanolamin; sulfolan; och dimetylsulfoxid. Med termen "C - G4-alkylendioler" avses endast dioler, i vilka hydroxylgrupperna sät- ter på olika kolatomer. Även om vatten icke är ett föredraget lös- ningsmedel, är små mängder vatten icke skadliga för reaktionen. man kan därför använda hydrazinen i form av de olika, kommersiellt till- gängliga hydrazinprodukter, vilka innehåller vatten. 2-Aminobensotiazolen och hydrazinen behöver icke användas i något speciellt inbördes förhållande. Vid tidigare förfaranden har man ofta använt ett stort överskott av hydrazin. Man har emellertid nu funnit, att när det gäller vissa 2-aminohensotiazolföreningar så ökar bildnin- 7313729-1 4 gen av biprodukter vid höga hydrazinkoncentrationer. Eftersom reak- tionskomponenterna förbrukas endast i ekvimolära mängder, är dessutom användning av ett hydrazinöverskott utan verkan. Vid förfarandet en- ligt uppfinningen erhålles goda resultat vid användning av mellan l och högst cza 10 mol hydrazin per mol 2-aminobensotiazol. De bästa resultaten erhålles med cirka 3-5 mol hydrazin per mol 2-aminobenso- tiazol. o I Den temperatur vid vilken reaktionen genomföras är icke kritisk. i Vanligen förlöper reaktionen väl vid temperaturer av lOO°C och högre.

Temperaturer av 100-l50°C har visat sig ge goda resultat, och de bästa resultaten erhålles vanligen vid temperaturer av 120-l50°C.

Den önskade produkten utfaller vanligen i reaktionsblandningen och avskiljes genom filtrering. Man kan emellertid använda även andra konventionella separationsmetoder.> Den enligt uppfinningen framställ- da produkten har hög renhet, i vissa fall så hög renhet som 98 %. Om så önskas, kan emellertid den avskiljda produkten renas ytterligare enligt konventionella metoder.

Uppfinningen illustreras genom följande exempel.

Exempel 1. 2-Hydrazinobensotiazol.

Till en uppslamning av 30 g (0,2 mol) 2-aminobensotiazol i 150 ml etylenglykol sattes 23,7 5 (0,4 mol) 85%-igt hydrazinhydrat och 13,7 g (0,2 mol) hydrazin-monohydroklorid. Blandningen'omrördes under kväv- gasatmosfär och värmdes vid en temperatur av l40°C under 2 timmar.

En produkt utkristalliserade vid avkylning. Efter tillsättning av 50 ml vatten och omrörning avfiltrerades produkten, tvättades med lO0ml vatten i tre portioner och torkades i vakuum vid 60°C. Man erhöll här- vid 29,9 E (90,6 % av det teoretiska utbytet) 2-hydrazinobensotiazol med en smältpunkt av 194-19800. Produkten hade en renhet av 97,0 % (bestämd genom titrering). Genom omkristallisering i etanol erhölls 20 g produkt med en smältpunkt av 198-19900. [šlutprodukten hade en smältpunkt av 199-20000 enligt I.A. Solov'eva och A.G. Guseva, J. Gen.

Chem. U.S.S.R. gg, 2036 (1959}7 Ur filtratet utvanns ytterligare 4 g produkt med en smaicpunkt av 196,5-198,5°c.

Exempel 2. 5,6-Dimetyl-2-hydrazinobensotiazol. 5,0 g 5,6-dimetyl-2-aminobensotiazol (0,028 mol), 3,H9 g 85%-igt hydrazinhydrat (0,056 mol) och 1,99 g hydrazin-monohydroklorid (0,028 mol) omsattes på samma sätt som i exempel l. Man erhöll härvid 5,6- -dimetyl-2-hydrazinobensotiazol i ett utbyte av 82 %. Produkten hade '7313729-1 5 en smältpunkt av 223-22800 och en renhet av 97,2 % (bestämning genom titrering). Efter omkristallisering i etanol hade produkten en smält- punkt av 235-237°C (sönderdelning).

Analys Beräknat för c9HllN3s= C 55,93 H 5,74 N 21,74 s 16,59 Funnet: c 55,96 H 5,78 N 21,55 s 16,72 Exempel 3. 4-Klor-2-hydrazinobensotiazol. 10,09 g 4-klor-2-aminobensotiazol (0,0543 mol), 6,45 g 85%-igt hydrazinhydrat (O,l09 mol) och 3,72 g hydrazin-monohydroklorid (0,lO9 mol) omsattes på samma sätt som i exempel l. Man erhö1l_härvid 9,77 g (90 % av det teoretiska utbytet) 4-klor-2-hydrazinobensotiazol med en smältpunkt av 226-229°C. Produkten hade en renhet av 96,2 % (bestäm- ning genom titrering). Genom omkristallisering i isopropanol erhöll man 7,2 g produkt med en smältpunkt av 239-24100.

Analys Beräknat för c7H6N5c1s= c 42,11 H 5,05 N 21,05 s 16,06 cl 17.76 Funnet: c 42,07 H 2,94 N 20,82 s 16,11 c1 17,81 Exempel 4. 4-Metoxi-2-hydrazinobensotiazol. 5,0 g 4-metoxi-2-aminobensotiazol (0,028 mol), 3,3 g 85%-igt hyd- razinhydrat (0,057 mol) och 1,9 g hydrazin-monohydroklorid (0,028 mol) omsattes på samma sätt som i exempel l. Man erhöll härvid 4,85 g 4-metoxi-2-hydrazinobensotiazol med en smältpunkt av 215-220°C. Pro- dukten hade en renhet av 97,l % (bestämning genom titrering). Ett analytiskt prov hade en smältpunkt av 224-226,5°C efter omkristallise- ring i metanol.

'Analys Beräknat för c8H9N5 os: c 49,21 H 4,65 N 21,52 s 16.42 Famnet; c 49,25 H 4,54 N 21,67 s 16,40 Exempel 5. 4-Metyl-2~hydrazinobensotiazol.

En blandning av 11,95 g (0,049 mol) 4-metyl-2-aminobensotiazol- hydrobromid och 8,60 g (O,l5 mol) 85%-igt hydrazinhydrat i 40 ml ety- lenglykol värmdes under kvävgasatmosfär vid en temperatur av l40°C under 2 timmar. Blandningen kyldes till rumstemperatur, varefter 40 ml vatten tillsattes. Den produkt, som började att utfalla under avkyl- ningen, avfiltrerades, tvättades med vatten och torkades i vakuum vid 60°C. Man erhöll härvid 8,30 g (93 % av det teoretiska utbytet) 4- -metyl-2-hydrazinobensotiazol med en smältpunkt av 165-l68°C. Tunn- skiktskromatografi av den orena produkten visade, att produkten var ?3'.|3'729~1 6 fri från utgångsmaterial och i huvudsak ren. Ett analytiskt prov hade en smältpunkt av 167-16900 efter omkristallisering i etanol.

Analys Beräknat för C8H9N3S: C 53,61 H 5,06 N 23,ÄÄ S 17189 Funnet: C 53,8h H 4,98 N 25,4u s 1?,68 Exemgel 6. 6-Metoxi-2-hydrazinobensotiazol. 2,70 g 6-metoxi-2-aminobensotiazol (0,0l5 mol), 1,77 g 85%-igt hydrazinhydrat (0,03 mol) och 1,03 g hydrazin-monohydroklorid (0,0l5 mol) omsattes på samma sätt som i exempel l. Härvid erhöll man 2,65 g (90 % av det teoretiska utbvtet) 6-metoxi-2-hydrazinobensotiazol med en smältpunkt av 172-17500. Produkten hade en renhet av 97,0 % (be- stämning genom titrering). (Denna produkt hade en smältpunkt av 168- 16900 enligt den amerikanska patentskriften 2 975 600.) Exemgel 7. 6-Metyltio-2-hydrazinobensotiazol. 10,0 g 6-metyltio-2-aminobensotiazol (0,05 mol), 6,05 g 85%-igt hydrazinhydrat (0,10 mol) och 3,5 g hydrazin-monohydroklorid (0,05 mol) omsattes på samma sätt som i exempel l. Härvid erhöll man 9,95 g (92,5 % av det teoretiska utbytet) 6-metyltio-2-hydrazinobensotiazol med en smältpunkt av 175-17600. Produkten hade en renhet av 98,0 % (bestämning genom titrering). Ett analytiskt prov hade en smältpunkt av 178-18o°c efter emkr1eta111eer1ng 1 etane1. êëëlxâ ,- * Beräknat för c8H9N3s2¿ c 45,47 H 4,29 N 19,89 s 3o,3o Funnet= c 45,69 H 4,30 N 19,67 s 50,65 Exemgel 8-14. Man genomförde flera omsättningar av 4-metyl-2- -aminobensotiazol-hydrobromid med hydrazinhydrat i enlighet med förelig- gande uppfinning, varvid man varierade lösningsmedlet. De använda lös- ningsmedlen, reaktionstiderna, reaktionstemperaturerna och produktutby- tena är sammanställda i nedanstående tabell.

Produkt- Lösningsmedel Reaktionstid Reaktionstemperatur utbyte a1ety1eng1yke1 80 min 14o°c 91 % propylenglykol 2 h 14000 95 % 2,5-butandiel 3 h 125°c 88 ß trietanelamin 5 n 154-14o°c ~ 91 % sulfolan 5,5 h 12900 85 % nmso 4 n 125°c >95 t ety1eng1yke1- 5,5 n 11o°c 85 ß -monometyleter 7313729-1 § 7 ExemQe1.l5. 4-Metyl-2-hydrazinobensotiazol. 10,95 g (0,04 mol) 4-metyl-2-dimetylaminobensotiazol-hydrobromid, 8,01 g (0,l2 mol) 85%-igt hydrazinhydrat och 55 ml etylenglykol blan- dades vid rumstemperatur, varefter blandningen upphettades till lH0°C under kvävgasatmosfär. Reaktionsblandningen hölls vid denna temperatur över natten. Efter 39 timmars reaktionstid kyldes reaktionsblandningen och utspäddes med 33 ml vatten. Den önskade slutprodukten, 4-metyl-2- -hydrazinobensotiazol, avskiljdes därefter genom filtrering. Produkten tvättades med vatten och torkades i vakuum vid 65°C under 2 timmar.

Man erhöll härvid 5,43 g produkt (utbyte 79 %). Produkten underkasta- des NMR-analys, som visade närvaro av cirka 5-10 % av utgångsmateria- let. Produkten hade en smältpunkt av 161-16600.

Exemgel 16. 4-Metyl-2-hydrazinobensotiazol. 8,21 g (0,05 mol) 4-metyl-2-aminobensotiazol, l,l4 g (0,0l7 mol) hydrazin-monohydroklorid, 1,96 g (0,055 mol) 85%-igt hydrazinhydrat och ul ml etylenglykol blandades, varefter blandningen upphettades till l40°C under kvävgasatmosfär. Dessa reaktionsbetingelser upprätt- hölls under l5 timmar. Reaktionsblandningen fick sedan svalna lång- samt till rumstemperatur, varefter den förvarades under kvävgasatmos- fär över natten. Därefter sattes 45 ml vatten till reaktionsblandnin- gen för att åstadkomma kristallisering. Man filtrerade sedan reaktions- . blandningen för att avskilja den önskade produkten, d.v.s. 4-metyl-2- -hydrazinobensotiazol. Produkten torkades i vakuum vid 60°C över nat- ten. Man erhöll härvid 8,00 g produkt (utbyte 89 %) med en smältpunkt av 143-l5l°C. Genom titrering i vattenfritt medium visade man, att produkten hade en renhet av 85,8 %.

Exemgel 17. 4-Klor-2-hydrazinobensotiazol. 2,0 g (0,0lO8 mol) 4-klor-2-aminobensotiazol löstes i l0 ml di- etylenglykolmonometyleter, varefter 0,9 ml koncentrerad H01 tillsattes under omrörning. Man satte sedan 1,92 g 85%-igt hydrazinhydrat till blandningen, och reaktionsblandningen upphettades till 1lO°C under kvävgasatmosfär på ett oljebad. Reaktionen fick fortsätta under 22 tim- mar, varvid den slutliga reaktionstemperaturen var l20°C. Produkten 4-klor-2-hydrazinobensotiazol isolerades genom tíllsättning av vatten ' och avskiljdes genom filtrering. Man erhöll härvid 1,69 5 produkt (utbyte 78 %) med en smältpunkt av 252-25500.

Exemgel 18. 4-Metyl-2-hydrazinobensotiazol.

Till en suspension av 5,0 g (0,0} mol) 4-metyl-2-aminobensotiazol 7313729-'1 8 i 20 ml etylenglykol sattes 5,4 g (0,09 mol) 85%-igt hydrazinhydrat och 2,75 g (0,046 mol) ättiksyra. Blandningen värmdes vid l26°C under kvävgasatmosfär i 3 timmar. Efter kylning och utspädning med cirka halva volymen vatten utkristalliserade en produkt. Man erhöll härvid 4,73 g (utbyte 87 %) Ä-metyl-2-hydrazinobensotiazol. Produkten iden- tifierades genom tunnskiktskromatografi och befanns vara i huvudsak ren.

'Exempel 19. 4-Metyl-2-hydrazinobensotiazol. 443 g (l,7l mol) H-metyl-2-metylaminobensotiazol-hydrobromid sat- tes under omrörning till 1,7 liter etylenglykol. 400 g (6,75 mol) 85%-igt hydrazinhydrat tillsattes i flera portioner. Reaktionsbland- ningen upphettades till 130-l35°C under kvävgasatmosfär och hölls vid denna temperatur under cirka 4 timmar, varpå den kyldes långsamt under omrörning. Produkten isolerades genom tillsättning av vatten och av- skiljdes genom filtrering. Därefter torkades produkten över natten i en vakuumugn. Man erhöll härvid 275.5 ß (utbyte 90 %) 4-metyl-2-hydra- zinobensotiazol. Produktens NMR-spektrum överensstämde med ett refe- rensspektrum och visade inget spår av utgångsmaterial eller andra föro- reningar. Genom titrering i vattenfritt medium visade man, att produk- ten hade en renhet av 97,5 %.

De enligt uppfinningen framställda föreningarna med formeln / g S\ I nn | /NH-NHE \\ '-~N är användbara såsom utgångsmaterial för framställning av s-triazolo- (5,4-b)bensotiazolföreningar med formeln P ¿;5\\],,/5 Krig 1\N/\N 2| 1 R -C====N där R2 betecknar en väteatom eller en lägre alkylgrupp, såsom en metyl- grupp. Omvandlingen av 2-hydrazinobensotiazolerna till s-triazolo- (3,4-b)bensotiazolerna kan ske på flera olika sätt. Enligt en metod omvandlas 2-hydrazinobensotiazol direkt genom omsättning med en orto-

Claims (1)

1. 7313729-1 9 ester (H2-C(O-a1ky1)3). Enligt en annan metod acyleras 2-nydrazino- bensotiazol, och den resulterande 2-(2-acylhydrazino)bensotiazolen ringslutes genom återflödeskokning med fenol. Enligt en tredje metod omvandlas 2-hydrazinobensotiazol likaledes direkt genom omsättning med en syra (RQCOOH). De sålunda framställda s-triazolo(3,4-b)bensotiazolföreningarna är användbara såsom medel för bekämpning av organismer som är patogena mot växter, särskilt svampar och speciellt den organism som förorsakar rost_på risplantor (Pirieularia oryzae). När dessa föreningar använ- des för dylik bekämpning kan de anbringas på ett flertal olika sätt. De kan anbringas på bladverket av de växter som skall skyddas, de kan användas för att behandla frön, de kan anbringas på mark- eller vatten- v ytor, där de växter som skall behandlas växer, och man kan doppa väx- ternas rötter i en vätskeformig beredning av föreningarna. Lämpligen anbringas föreningarna i kombination med konventionella tillsatsmedel, såsom ytaktiva ämnen etc. Den verksamma mängden av den använda före- ningen beror på sättet för anbringandet och på den organism som skall bekämpas. Vid bekämpning av rost på risplantor användes sålunda fly- tande beredningar innehållande cirka 0,001-0,2 vikt-% av den aktiva föreningen, när man behandlar frön, rötter eller bladverk. Vid anbrin- gande på jordytor användes föreningarna i en mängd av 56-224 kg/kmz. De vid förfarandet enligt uppfinningen använda utgångsmaterialen_ med formeln A2S\ R“'_J§J\N//N(“l)2 är tillgängliga föreningar. Många av dessa föreningar är kommersiellt tillgängliga, och alla kan syntetiseras enligt kända syntesmetoder. En lämplig metod är Hugerschoff's reaktion; se Heterocyclio Compounds, Vol. 5, av Elderfield (John Wiley & Sons, Inc., New York, l957), p. 506. Patentkrav Förfarande för framställning av 2-hydrazinobensotiazoler med En--{š;:;;I;;::;;>-NH-NH2 formeln 7313729-1 10 där var och en av symbolerna R betecknar en halogenatom, en alkyl- grupp innehållande 1-jlkolatomer, en alkoxigrupp innehållande l-5 kolatomer eller en alkyltiogrupp innehållande 1-3 kolatomer, och n är noll, 1 eller 2, k ä n n e t e c K n a t a v att en motsvaran- de 2-aminobensotiazolförening med formeln n N(n1)2 N där R och n har ovan angivna betydelser, och var och en av symboler- na Rl betecknar en väteatom eller en metylgrupp, omsättes med hyd- razin 1 närvaro av 0.1-1 mol av en syra per mol hydrazin och i ett lösningsmedel valt bland följande: G2-Cu-alkylendioler, di- och tri- (etylen- och propylen)glykoler, mono(C1-G4-alkyl)etrar av etylen- och propylenglykoler, mono(Cl-04-alkyl)etrar av di- och tri(etylen- och propylen)glykoler, trietanolamin, sulfolan, dimetylsulfoxid. ÅNFÖRDÅ PUBLIKATIONER: Sverige 406 690 (AO1N 9/22)