JP2023111473A - Production method of cyclization product formed by cyclization reaction involving dehydration condensation, and production method of 1,3,4-substituted pyrazole-5-carboxylic acid ester - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、脱水縮合をともなう環化反応において、副生する水を除去する必要がない、新規な反応方法による、1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類のような環化生成物を製造する製造方法に関するものであり、具体的には当該製造方法を用いた、医農薬分野等における重要中間体として有用な、1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類の工業的な製造方法に関するものである。 The present invention provides a cyclic reaction such as 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid esters by a novel reaction method that does not require removal of by-product water in a cyclization reaction involving dehydration condensation. Specifically, 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acids, which are useful as important intermediates in the fields of pharmaceuticals and agrochemicals, using the production method. The present invention relates to an industrial production method for esters.
従来、1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類は特許文献1から2に見られるように1,3-ジメチルピラゾール-5-カルボン酸エステルの4位をクロロメチル化した後、還元条件で脱塩素化によりメチル基を導入して製造する方法が知られている。しかしこの方法は1,3-ジメチルピラゾール-5-カルボン酸エステルの4位クロロメチル化反応時に有毒物質のビス(クロロメチル)エーテルが生成するなどの問題がある。また、特許文献3にはブロモ酢酸エチル、ジメチルスルフィド、ジアセチルを用いて合成した中間体とモノメチルヒドラジンとを反応させ1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸エチルを合成している。しかしながら、4段階で10%と低収率で、悪臭のジメチルスルフィドを用いている。 Conventionally, 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid esters are obtained after chloromethylating the 4-position of 1,3-dimethylpyrazole-5-carboxylic acid ester as seen in Patent Documents 1 and 2. , a method of introducing a methyl group by dechlorination under reducing conditions is known. However, this method has problems such as formation of toxic substance bis(chloromethyl)ether during the 4-chloromethylation reaction of 1,3-dimethylpyrazole-5-carboxylic acid ester. Further, in Patent Document 3, an intermediate synthesized using ethyl bromoacetate, dimethylsulfide and diacetyl is reacted with monomethylhydrazine to synthesize ethyl 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylate. However, it uses malodorous dimethyl sulfide with yields as low as 10% in four steps.
一方、特許文献4にはヒドラジノ酢酸エステル誘導体を塩基存在下に環化反応させ1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸エステル類を得る方法が記載されている。この反応では、ヒドラジノ酢酸エステル誘導体を共沸脱水させてから反応している。また、共沸脱水以外の脱水方法として、塩化カルシウムやモレキュラーシーブなどの無機系固体の脱水剤の添加も記載されているが、これらの脱水剤は反応終了後に目的物から濾過等の分離操作が必要となる。 On the other hand, Patent Document 4 describes a method of obtaining 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid esters by cyclizing a hydrazinoacetate derivative in the presence of a base. In this reaction, the hydrazinoacetate derivative is azeotropically dehydrated before the reaction. In addition, as a dehydration method other than azeotropic dehydration, the addition of inorganic solid dehydrating agents such as calcium chloride and molecular sieves is also described, but these dehydrating agents must be separated from the target product by filtration or the like after the completion of the reaction. necessary.
特許文献5および6ではピラゾール合成において炭酸エステル類を使用している。しかし、特許文献5では炭酸ジメチルを溶媒として、モレキュラーシーブを脱水剤として用いることで収率が40%から85%まで向上しており(実施例1と実施例2の比較)、炭酸エステル類が脱水剤として有効であるとの記載はされていない。特許文献6では炭酸エステル類を用いることで反応温度を上げても収率低下が起こらない1,3-ジアルキルピラゾール-4-カルボン酸の製造方法であり、炭酸エステル類の脱水効果により収率が向上するとの記載はない。 Patent Documents 5 and 6 use carbonate esters in pyrazole synthesis. However, in Patent Document 5, by using dimethyl carbonate as a solvent and a molecular sieve as a dehydrating agent, the yield is improved from 40% to 85% (comparison between Examples 1 and 2), and carbonate esters are There is no description that it is effective as a dehydrating agent. Patent Document 6 describes a method for producing 1,3-dialkylpyrazole-4-carboxylic acid in which the yield does not decrease even if the reaction temperature is raised by using a carbonate ester, and the yield increases due to the dehydration effect of the carbonate ester. No mention of improvement.
前述のように、現在知られている1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類の製造方法は、共沸脱水による液相からの脱水工程や無機系固体脱水剤の使用による濾過工程が必要となること、また目的物の収率の点より工業的には必ずしも満足できる方法であるとは言えなかった。そこで煩雑な後処理が不要となる、脱水剤を用いた当該化合物の製造方法が求められていた。 As described above, currently known methods for producing 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid esters include a dehydration step from the liquid phase by azeotropic dehydration and the use of an inorganic solid dehydrating agent. It cannot be said that the method is industrially satisfactory because a filtration step is required and the yield of the desired product is high. Therefore, a method for producing the compound using a dehydrating agent, which eliminates the need for complicated post-treatment, has been desired.
このような事情に鑑み、本発明は、まず共沸脱水や無機系固体脱水剤の濾過工程を必要とせず、高収率である新たな反応に基づく環化生成物の製造方法を提供することを目的とするものである。そして、この製造方法の実施形態の一つとして、ヒドラジノカルボン酸エステル誘導体の環化反応により、医農薬中間体として有用な1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類を提供することにある。 In view of such circumstances, the present invention first provides a method for producing a cyclized product based on a new reaction with a high yield without requiring azeotropic dehydration or a filtration step of an inorganic solid dehydrating agent. It is intended for As one embodiment of this production method, 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid esters useful as pharmaceutical and agricultural intermediates are provided by cyclization reaction of hydrazinocarboxylic acid ester derivatives. to do.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ヒドラジノ酢酸エステル誘導体の環化により、1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステルを得るような、脱水縮合をともなう環化反応において、炭酸エステル類を用いることにより、当該炭酸エステル類が脱水剤として機能し、脱水縮合反応において生成する副生水を除去し収率を上げるための共沸脱水や、使用した無機系の固体脱水剤の濾過工程などが不要になる反応方法となることを見出し、実際に、ヒドラジノ酢酸エステル誘導体の脱水環化により、1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステルを得る際に、炭酸エステル類をあたかも溶剤のようにして用いることにより、反応系中に副生水が混在している状態であっても高収率で1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステルが得られることが判明した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that cyclization of a hydrazinoacetate derivative accompanies dehydration condensation such that a 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid ester is obtained. By using carbonate esters in the cyclization reaction, the carbonate esters function as a dehydrating agent, and azeotropic dehydration for removing the by-product water generated in the dehydration condensation reaction and increasing the yield, and the inorganic The inventors have found that this reaction method eliminates the need for a filtration step for a solid dehydrating agent in the system, and actually produced a 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid ester by cyclodehydration of a hydrazinoacetate derivative. When obtaining 1,3,4-substituted-pyrazole-5 in a high yield, even in a state where by-product water is mixed in the reaction system, by using the carbonate ester as if it were a solvent. - carboxylic acid esters are obtained.
要するに、本発明は、脱水縮合をともなう環化反応において、炭酸エステル類を用いると、脱水剤として働くことを見出し、煩雑な後処理の必要無く、例えば、ヒドラジノ酢酸エステル誘導体から得られる環化生成物である1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類を工業的規模で、簡便に製造し得ることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。 In short, the present invention finds that the use of carbonate esters acts as a dehydrating agent in a cyclization reaction involving dehydration condensation. The inventors have found that 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid esters, which are products, can be easily produced on an industrial scale, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、脱水縮合をともなう環化反応において、脱水剤として炭酸エステル類を用いて行う環化生成物の製造方法である。
また、具体的には、本発明は、
一般式(1)
(式中、R1からR3は水素原子または炭素数1から4までのアルキル基を表し、R4は炭素数1から4までのアルキル基を表す。)で表されるヒドラジノ酢酸エステル誘導体を塩基の存在下で炭酸エステル類を脱水剤として反応させることを特徴とする、
一般式(2)
(式中、R1からR4は上記と同じ意味を表す。)で表される1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類の製造方法である。
That is, the present invention is a method for producing a cyclized product using a carbonate ester as a dehydrating agent in a cyclization reaction involving dehydration condensation.
Also, specifically, the present invention provides
General formula (1)
(Wherein, R 1 to R 3 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 4 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.) characterized by reacting a carbonate ester as a dehydrating agent in the presence of a base,
general formula (2)
(wherein R 1 to R 4 have the same meanings as above).
本発明の、脱水縮合をともなう環化反応において炭酸エステル類を用いることにより、平衡をずらし、収率を上げるための共沸脱水や無機系の固体脱水剤の使用とその濾過工程などが不要となり、高収率で環化生成物を得ることができる環化生成物の工業的な製造方法が提供されるとともに、本発明のヒドラジノ酢酸エステル誘導体から、1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類を、脱水縮合をともなう環化反応により製造する製造方法にあっては、炭酸エステル類を脱水剤として用いることで、反応に伴って副生する水の効果的な脱水剤として働き、共沸脱水工程や無機系固体脱水剤の濾過工程が不要となり工業的に、より有利に当該環化した化合物を製造することが可能となる簡便な製造方法が提供された。 By using carbonate esters in the cyclization reaction accompanied by dehydration condensation of the present invention, the equilibrium is shifted and the use of azeotropic dehydration or inorganic solid dehydrating agent for increasing the yield and the filtration process thereof become unnecessary. , provides an industrial production method for the cyclized product that can obtain the cyclized product in high yield, and also provides a 1,3,4-substituted-pyrazole-5 from the hydrazinoacetic ester derivative of the present invention. -In the production method of producing a carboxylic acid ester by a cyclization reaction accompanied by dehydration condensation, the use of a carbonate ester as a dehydrating agent makes it an effective dehydrating agent for water produced as a by-product of the reaction. As a result, the azeotropic dehydration step and the filtration step of the inorganic solid dehydrating agent are not required, and a simple production method is provided that makes it possible to industrially produce the cyclized compound more advantageously.
以下に本発明の製造方法について更に詳細に説明する。
本発明は、脱水縮合をともなう環化反応において、脱水剤として炭酸エステル類を用いる、環化生成物の製造方法の発明である。
本発明で対象とする、環化反応は、脱水縮合をともなうもので、例えば、後述する反応式(A)で示されるような、出発原料として、ヒドラジノ酢酸エステル誘導体(1)を用い、塩基の存在下で、酢酸エステルのα位の水素が引き抜かれて生成したエノラートが、カルボニル基の炭素を攻撃し、分子内で環化するとともに水が副生するというような反応であり、このような分子内の環化反応には、例えば、分子内アルドール反応などの反応例もある。
また、本発明でいう、「環化生成物」とは、脱水縮合をともなう環化反応によって得られる化合物であって、分子内で環化が起こり、環が形成された化合物であり、通常は製造目的の化合物である。
The manufacturing method of the present invention will be described in more detail below.
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to a method for producing a cyclized product using a carbonate ester as a dehydrating agent in a cyclization reaction involving dehydration condensation.
The cyclization reaction targeted by the present invention is accompanied by dehydration condensation. In the presence of the enolate, the hydrogen at the α-position of the acetate ester is abstracted, and the enolate formed attacks the carbon of the carbonyl group, cyclizes in the molecule, and produces water as a by-product. Examples of intramolecular cyclization reactions include, for example, intramolecular aldol reactions.
In the present invention, the "cyclization product" is a compound obtained by a cyclization reaction accompanied by dehydration condensation, in which intramolecular cyclization occurs to form a ring. It is a compound for manufacturing purposes.
ここで脱水剤として利用できる炭酸エステル類としては、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、二炭酸ジメチル、二炭酸ジエチル、二炭酸ジ-t-ブチル等があげられ、これらの炭酸エステル類をそれぞれ単独で、あるいは2種類以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of carbonate esters that can be used as a dehydrating agent include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dimethyl dicarbonate, diethyl dicarbonate, and di-t-butyl dicarbonate. Two or more types can be used in combination.
反応方法としては、炭酸エステル類をあたかも溶剤のようにして用いることができ、溶剤を用いる場合は、溶剤とともに、溶剤を用いない場合は、単独に炭酸エステル類を、出発原料とともに反応系に添加して、そのまま反応させればよく、反応に際して、共沸脱水などによる脱水操作などの脱水縮合により生じた副生水を除去するための操作を必要としない、簡便な反応方法により環化生成物を製造することができる。 As a reaction method, a carbonate ester can be used as if it were a solvent. When a solvent is used, the carbonate ester is added together with the solvent, and when no solvent is used, the carbonate ester is added to the reaction system together with the starting materials. The cyclization product can be obtained by a simple reaction method that does not require an operation for removing the by-product water generated by the dehydration condensation such as a dehydration operation such as azeotropic dehydration during the reaction. can be manufactured.
また、反応に際しては、必要に応じて溶媒や触媒を用いることができるが、これらの溶媒や触媒を含め、出発原料および炭酸エステル類の仕込み量、ならびに反応温度、反応圧力、反応時間などの反応条件は、製造する当該反応で得ることになる環化生成物の種類に応じて適宜選択された条件により反応が行われる。通常は、出発原料1当量に対して、炭酸エステル類を1.0~10.0当量の範囲で用い、反応温度として10~70℃、反応時間としては15時間程度の条件で、反応を行うことができる。 In the reaction, a solvent and a catalyst can be used as necessary. Including these solvents and catalysts, the amount of starting materials and carbonates charged, reaction temperature, reaction pressure, reaction time, etc. The reaction is carried out under conditions appropriately selected according to the kind of cyclized product to be obtained in the reaction to be produced. Usually, the carbonate is used in an amount of 1.0 to 10.0 equivalents relative to 1 equivalent of the starting material, and the reaction is carried out under the conditions of a reaction temperature of 10 to 70° C. and a reaction time of about 15 hours. be able to.
また、炭酸エステル類によって、副生した生成水の脱水を行わなくても、収率よく環化生成物が得られる理由は、反応系内における副生水、出発原料、環化生成物と炭酸エステル類の相互作用に基づき、副生した水と炭酸エステル類とが反応して水を除去し、エステルの加水分解を防いでいる、と考えられる。そして、以下に述べるヒドラジノ酢酸エステル誘導体を脱水縮合により分子内環化をおこさせ1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステルを得る反応と同様な反応機構となる、脱水縮合をともない、副生水を生成するような他の分子内環化反応による環化生成物の生成反応においても、同様な効果が認められている。
このような別の出発原料を用いた分子内環化反応を用いた環化生成物の製造方法には、例えば、次のようなものがあげられる。
ただし、Rは炭素数1~4のアルキル基である。
In addition, the reason why the cyclization product can be obtained in good yield without dehydration of the by-product water by carbonate esters is that the by-product water, the starting material, the cyclization product and the carbonate Based on the interaction of the esters, it is believed that the by-produced water reacts with the carbonate esters to remove the water and prevent hydrolysis of the esters. Then, the hydrazinoacetic ester derivative described below undergoes dehydration condensation to cause intramolecular cyclization to obtain a 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid ester. Similar effects have been observed in other intramolecular cyclization reactions that produce cyclization products such as by-product water.
Examples of methods for producing cyclized products using intramolecular cyclization using such different starting materials include the following.
However, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
次に、本発明における具体的な、1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステルの製造方法について説明する。当該製造方法は、ヒドラジノ酢酸エステル誘導体(1)の環化反応において炭酸エステル類を脱水剤として用いることにより、一般式(2)で示される1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類を製造するものである。この反応工程は下記反応式(A)で示される。
反応式(A)
Next, a specific method for producing a 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid ester in the present invention will be described. In the production method, a 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid represented by the general formula (2) is obtained by using a carbonate ester as a dehydrating agent in the cyclization reaction of the hydrazinoacetate derivative (1). It manufactures esters. This reaction step is represented by the following reaction formula (A).
Reaction formula (A)
ここで、式(1)および(2)の化合物において置換基R1からR3は水素原子または炭素数1から4までのアルキル基を表し、R4は炭素数1から4までのアルキル基を表す。炭素数1から4までのアルキル基としては通常、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基が挙げられる。 Here, in the compounds of formulas (1) and (2), substituents R1 to R3 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R4 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. represent. Examples of alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms usually include methyl group, ethyl group, normal propyl group, isopropyl group, normal butyl group, isobutyl group, s-butyl group and t-butyl group.
本発明の製造方法においては、ヒドラジノ酢酸エステル誘導体を塩基と脱水剤である炭酸エステル類の存在下、所定の時間、所定の温度、所定の圧力で反応させることにより行うことができる。 The production method of the present invention can be carried out by reacting a hydrazinoacetate derivative in the presence of a base and a carbonic acid ester as a dehydrating agent at a predetermined time, at a predetermined temperature, and at a predetermined pressure.
脱水剤として用いることができる炭酸エステル類としては、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、二炭酸ジメチル、二炭酸ジエチル、二炭酸ジ-t-ブチル等を用いることができる。これらはそれぞれ単独で、あるいは2種類以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも炭酸エステル類が好ましく、特に炭酸ジメチル、炭酸ジエチルが好ましい。脱水剤の使用量は基質のヒドラジノ酢酸エステル誘導体(1)に対して、0.5~10.0当量が好ましく、特に1~3当量が好ましい。 Dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dimethyl dicarbonate, diethyl dicarbonate, di-t-butyl dicarbonate and the like can be used as carbonate esters that can be used as a dehydrating agent. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, carbonate esters are preferred, and dimethyl carbonate and diethyl carbonate are particularly preferred. The amount of the dehydrating agent to be used is preferably 0.5 to 10.0 equivalents, particularly preferably 1 to 3 equivalents, relative to the substrate hydrazinoacetate derivative (1).
反応に用いることができ、いわゆる触媒となる塩基としては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属炭酸塩類、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウム-t-ブトキシド等の金属アルコキシド類、あるいはピリジン、モルホリン、トリエチルアミン等の有機塩基類を使用することができる。これらの塩基はそれぞれ単独で、あるいは2種類以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも金属アルコキシド類が好ましく、特にナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドが好ましい。これら金属アルコキシド類はアルコール溶液またはそれらの単体の粉体を用いても良い。塩基の使用量は基質のヒドラジノ酢酸エステル誘導体(1)に対して0.5~5当量が好ましく、1.0~1.5当量が特に好ましい。 Bases that can be used in the reaction and serve as a so-called catalyst include alkali metal carbonates such as potassium carbonate and sodium carbonate, metal alkoxides such as sodium methoxide, sodium ethoxide and potassium-t-butoxide, or pyridine and morpholine. , triethylamine and the like can be used. These bases can be used alone or in combination of two or more. Among these, metal alkoxides are preferred, and sodium methoxide and sodium ethoxide are particularly preferred. These metal alkoxides may be used in the form of alcohol solutions or single powders thereof. The amount of the base to be used is preferably 0.5 to 5 equivalents, particularly preferably 1.0 to 1.5 equivalents, relative to the substrate hydrazinoacetate derivative (1).
反応温度としては、10~70℃が好ましく、30~50℃であることがさらに好ましい。
また、反応時間は、1~5時間であることが好ましく、2~3時間であることがさらに好ましい。この条件の範囲内であると、収率80%以上という高収率で1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステルを得ることができる。
さらに、反応圧力については、常圧で行うことが、操作性の点で好ましいが、反応系の蒸気圧と反応温度の点から、減圧下ないし加圧下で行っても差し支えない。
The reaction temperature is preferably 10 to 70°C, more preferably 30 to 50°C.
The reaction time is preferably 1 to 5 hours, more preferably 2 to 3 hours. Within this range of conditions, a 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid ester can be obtained with a high yield of 80% or more.
Further, as for the reaction pressure, normal pressure is preferable from the viewpoint of operability, but from the viewpoint of the vapor pressure and reaction temperature of the reaction system, it may be carried out under reduced pressure or increased pressure.
さらに、出発原料や環化生成物の溶解性や、反応性などの観点から、必要に応じて溶媒を用いることができるが、用いる溶媒としては、出発原料や環化生成物の種類にもよるが、一般に、脂肪族炭化水素系溶剤、脂環式炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒、アルコール系溶剤、エステル系溶剤などが好ましく用いられ、これらの溶媒は、1種を単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。具体的には、塩基を溶解させる点から、メタノール、エタノールなどが好ましく用いられる。また、溶媒の配合量としては、ヒドラジノ酢酸エステル誘導体(1)100質量部に対して、50~100質量部が好ましく、80質量部程度であることがより好ましい。 Furthermore, from the viewpoint of the solubility and reactivity of the starting materials and cyclization products, a solvent can be used as necessary. However, in general, aliphatic hydrocarbon solvents, alicyclic hydrocarbon solvents, aromatic solvents, alcohol solvents, ester solvents, etc. are preferably used. More than one species can be used in combination. Specifically, methanol, ethanol and the like are preferably used in terms of dissolving the base. The amount of the solvent to be blended is preferably 50 to 100 parts by mass, more preferably about 80 parts by mass, per 100 parts by mass of the hydrazinoacetate derivative (1).
反応終了後は、中和や洗浄分離などの通常知られている方法で反応液を処理した後、蒸留等の方法で1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類を単離することができる。
ここで、中和や洗浄分離などに際して、反応上がり液に対して、溶媒を追加して行うことができ、使用できる溶媒としては、反応に用いることができるような上述した溶媒があげられる。なお、洗浄分離などの効率を考慮し、水と分離するような溶媒が好ましく、溶媒量としては、得られた1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類100質量部に対して、150質量部程度の量とすることが、好ましい。
なお、上記の反応終了後の処理において、中和後に濃縮し、次いで洗浄するという、洗浄に先立ち濃縮工程を設けることにより、製品収率を3~5%向上することができ、貴重な環化生成物を得るには、濃縮工程を組み込むことも好ましい製造方法のひとつとなる。
After the completion of the reaction, the reaction solution is treated by commonly known methods such as neutralization and washing and separation, and then the 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid esters are isolated by distillation or other methods. can do.
Here, neutralization, washing and separation can be carried out by adding a solvent to the reaction solution, and usable solvents include the above-mentioned solvents that can be used in the reaction. In consideration of the efficiency of washing and separation, a solvent that separates from water is preferable. Therefore, it is preferable to set the amount to about 150 parts by mass.
In addition, in the treatment after the completion of the above reaction, by providing a concentration step prior to washing, that is, concentration after neutralization and then washing, the product yield can be improved by 3 to 5%, which is a valuable cyclization Incorporating a concentration step is also one of the preferred manufacturing methods to obtain the product.
なお、一般式(1)のヒドラジノ酢酸エステル誘導体は特開2008-208047号公報に記載されている方法に準じて、ヒドラジン類とブロモ酢酸エステル、クロロ酢酸エステルあるいはヨード酢酸エステル等のハロゲノ酢酸エステルとの反応後にジアセチルを反応させて合成することができる。 The hydrazinoacetate derivative of general formula (1) can be obtained by combining hydrazines with a halogenoacetate such as bromoacetate, chloroacetate or iodoacetate according to the method described in JP-A-2008-208047. can be synthesized by reacting diacetyl after the reaction of
以下に、実施例を挙げて本発明とその実施態様となる発明について、具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってその範囲が限定されるものではない。また、以下の実施例及び比較例において、収率の算出には高速液体クロマトグラフィー(HPLC)を使用した。 EXAMPLES The present invention and its embodiments will be specifically described below with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited by these Examples. Also, in the following examples and comparative examples, high performance liquid chromatography (HPLC) was used to calculate yields.
参考例1
2-[(1-アザ-2-メチル-3-オキソブト-1-エニル)メチルアミノ]酢酸メチルの合成
2L四つ口フラスコにモノメチルヒドラジン149.7g(3.25mol)、メタノール520.7g(16.25mol)、トリエチルアミン296.0g(2.93mol)を仕込み、撹拌下5℃まで冷却した。ここにブロモ酢酸メチル497.2g(3.25mol)を2時間かけて滴下した。続けて1時間反応を行い、ジアセチル265.8g(3.09mol)を1.5時間かけて滴下し、10℃にて19時間反応をおこなった。得られた反応液を減圧濃縮し、トルエン900.0gと水404.8gを加え撹拌した。分液により水層を除去しトルエン層に水147.2gを加え、洗浄した。分液により水層を除去後、トルエン層を減圧濃縮し、2-[(1-アザ-2-メチル-3-オキソブト-1-エニル)メチルアミノ]酢酸メチル541.2gを得た。使用したブロモ酢酸メチルに基づいた収率は74.7%であった。
Reference example 1
Synthesis of 2-[(1-aza-2-methyl-3-oxobut-1-enyl)methylamino]methyl acetate 149.7 g (3.25 mol) of monomethyl hydrazine, 520.7 g (16 .25 mol) and 296.0 g (2.93 mol) of triethylamine were added and cooled to 5° C. while stirring. 497.2 g (3.25 mol) of methyl bromoacetate was added dropwise thereto over 2 hours. The reaction was continued for 1 hour, 265.8 g (3.09 mol) of diacetyl was added dropwise over 1.5 hours, and the reaction was carried out at 10° C. for 19 hours. The resulting reaction solution was concentrated under reduced pressure, and 900.0 g of toluene and 404.8 g of water were added and stirred. The aqueous layer was removed by liquid separation, and 147.2 g of water was added to the toluene layer for washing. After removing the aqueous layer by liquid separation, the toluene layer was concentrated under reduced pressure to obtain 541.2 g of methyl 2-[(1-aza-2-methyl-3-oxobut-1-enyl)methylamino]acetate. Yield based on methyl bromoacetate used was 74.7%.
参考例2
2-[(1-アザ-2-メチル-3-オキソブト-1-エニル)メチルアミノ]酢酸エチルの合成
3L四つ口フラスコにモノメチルヒドラジン149.7g(3.25mol)、エタノール748.6g(16.25mol)、トリエチルアミン296.0g(2.93mol)を仕込み、撹拌下5℃まで冷却した。ここにブロモ酢酸エチル542.8g(3.25mol)を2時間かけて滴下した。続けて1時間反応を行い、ジアセチル265.8g(3.09mol)を1.5時間かけて滴下し、10℃にて19時間反応をおこなった。得られた反応液を減圧濃縮し、トルエン900.0gと水404.8gを加え撹拌した。分液により水層を除去しトルエン層に水147.2gを加え、洗浄した。分液により水層を除去後、トルエン層を減圧濃縮し、2-[(1-アザ-2-メチル-3-オキソブト-1-エニル)メチルアミノ]酢酸エチル551.2gを得た。使用したブロモ酢酸エチルに基づいた収率は72.0%であった。
Reference example 2
Synthesis of 2-[(1-aza-2-methyl-3-oxobut-1-enyl)methylamino]ethyl acetate 149.7 g (3.25 mol) of monomethyl hydrazine, 748.6 g (16 .25 mol) and 296.0 g (2.93 mol) of triethylamine were added and cooled to 5° C. while stirring. 542.8 g (3.25 mol) of ethyl bromoacetate was added dropwise thereto over 2 hours. The reaction was continued for 1 hour, 265.8 g (3.09 mol) of diacetyl was added dropwise over 1.5 hours, and the reaction was carried out at 10° C. for 19 hours. The resulting reaction solution was concentrated under reduced pressure, and 900.0 g of toluene and 404.8 g of water were added and stirred. The aqueous layer was removed by liquid separation, and 147.2 g of water was added to the toluene layer for washing. After removing the aqueous layer by liquid separation, the toluene layer was concentrated under reduced pressure to obtain 551.2 g of ethyl 2-[(1-aza-2-methyl-3-oxobut-1-enyl)methylamino]acetate. Yield based on ethyl bromoacetate used was 72.0%.
実施例1
脱水剤に炭酸ジメチルを用いた、1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸メチルエステルの合成
2L四つ口フラスコに28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液247.7g(1.28mol)、炭酸ジメチル192.8g(2.15mol)を仕込み、撹拌下、40℃まで昇温した。ここに2-[(1-アザ-2-メチル-3-オキソブト-1-エニル)メチルアミノ]酢酸メチル229.4g(1.07mol)を2.0時間かけて滴下した。続けて40℃にて2時間反応を行った。反応後20℃まで冷却し、塩酸129.3g(1.24mol)で中和した。中和液を10kPaの減圧下で濃縮し、トルエン345.1gと水264.8gを加え撹拌した。水層を除去しトルエン層を水で洗浄した。洗浄水を除去した後のトルエン層には29.9重量%の1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸メチルエステルを含んでいた。ここまでで使用した2-[(1-アザ-2-メチル-3-オキソブト-1-エニル)メチルアミノ]酢酸メチルに基づいた収率は88.2%であった。また加水分解した1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸の収率は5.3%であった。なお、塩酸で中和後、濃縮せずに、洗浄した場合の収率は84.9%であり、濃縮工程の追加により、収率が向上していることがわかった。
Example 1
Synthesis of 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid methyl ester using dimethyl carbonate as a dehydrating agent 247.7 g (1.28 mol) of 28% sodium methoxide methanol solution in a 2 L four-neck flask, dimethyl carbonate 192.8 g (2.15 mol) was charged, and the temperature was raised to 40° C. while stirring. 229.4 g (1.07 mol) of methyl 2-[(1-aza-2-methyl-3-oxobut-1-enyl)methylamino]acetate was added dropwise thereto over 2.0 hours. Subsequently, the reaction was carried out at 40°C for 2 hours. After the reaction, the mixture was cooled to 20°C and neutralized with 129.3 g (1.24 mol) of hydrochloric acid. The neutralized solution was concentrated under reduced pressure of 10 kPa, and 345.1 g of toluene and 264.8 g of water were added and stirred. The aqueous layer was removed and the toluene layer was washed with water. After removing the washing water, the toluene layer contained 29.9% by weight of 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid methyl ester. The yield based on methyl 2-[(1-aza-2-methyl-3-oxobut-1-enyl)methylamino]acetate used so far was 88.2%. The yield of hydrolyzed 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid was 5.3%. The yield was 84.9% when the product was washed without concentration after neutralization with hydrochloric acid, and it was found that the addition of the concentration step improved the yield.
実施例2
脱水剤に炭酸ジエチルを用いた、1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸エチルエステルの合成
3L四つ口フラスコに20%ナトリウムエトキシドエタノール溶液816.6g(2.40mol)、炭酸ジエチル472.5g(4.00mol)を仕込み、撹拌下、40℃まで昇温した。ここに2-[(1-アザ-2-メチル-3-オキソブト-1-エニル)メチルアミノ]酢酸エチル479.3g(2.00mol)を2.5時間かけて滴下した。続けて40℃にて2時間反応を行った。反応後20℃まで冷却し、塩酸233.7g(2.24mol)で中和した。ここに、トルエン654.0gと水504.3gを加え撹拌した。水層を除去しトルエン層を水で洗浄した。洗浄水を除去した後のトルエン層には17.4重量%の1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸エチルエステルを含んでいた。ここまでで使用した2-[(1-アザ-2-メチル-3-オキソブト-1-エニル)メチルアミノ]酢酸エチルに基づいた収率は85.3%であった。また加水分解した1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸の収率は6.9%であった。
Example 2
Synthesis of 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid ethyl ester using diethyl carbonate as a dehydrating agent 816.6 g (2.40 mol) of 20% sodium ethoxide ethanol solution in a 3 L four-neck flask, diethyl carbonate 472.5 g (4.00 mol) was charged, and the temperature was raised to 40° C. while stirring. 479.3 g (2.00 mol) of ethyl 2-[(1-aza-2-methyl-3-oxobut-1-enyl)methylamino]acetate was added dropwise thereto over 2.5 hours. Subsequently, the reaction was carried out at 40°C for 2 hours. After the reaction, the mixture was cooled to 20°C and neutralized with 233.7 g (2.24 mol) of hydrochloric acid. To this, 654.0 g of toluene and 504.3 g of water were added and stirred. The aqueous layer was removed and the toluene layer was washed with water. After removing the washing water, the toluene layer contained 17.4% by weight of 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid ethyl ester. The yield based on ethyl 2-[(1-aza-2-methyl-3-oxobut-1-enyl)methylamino]acetate used so far was 85.3%. The yield of hydrolyzed 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid was 6.9%.
比較例1
脱水剤を用いない、1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸メチルエステルの合成
2L四つ口フラスコに28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液247.7g(1.28mol)仕込み、撹拌下、40℃まで昇温した。ここに2-[(1-アザ-2-メチル-3-オキソブト-1-エニル)メチルアミノ]酢酸メチル229.4g(1.07mol)を2.0時間かけて滴下した。続けて40℃にて2時間反応を行った。反応後20℃まで冷却し、塩酸129.3g(1.24mol)で中和した。ここに、トルエン345.1gと水264.8gを加え撹拌した。水層を除去しトルエン層を水で洗浄した。洗浄水を除去した後のトルエン層には11.5重量%の1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸メチルエステルを含んでいた。ここまでで使用した2-[(1-アザ-2-メチル-3-オキソブト-1-エニル)メチルアミノ]酢酸メチルに基づいた収率は25.8%であった。また加水分解した1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸の収率は42.8%であった。
Comparative example 1
Synthesis of 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid methyl ester without dehydrating agent 247.7 g (1.28 mol) of 28% sodium methoxide methanol solution was charged in a 2 L four-necked flask, and stirred for 40 minutes. °C. 229.4 g (1.07 mol) of methyl 2-[(1-aza-2-methyl-3-oxobut-1-enyl)methylamino]acetate was added dropwise thereto over 2.0 hours. Subsequently, the reaction was carried out at 40°C for 2 hours. After the reaction, the mixture was cooled to 20°C and neutralized with 129.3 g (1.24 mol) of hydrochloric acid. To this, 345.1 g of toluene and 264.8 g of water were added and stirred. The aqueous layer was removed and the toluene layer was washed with water. After removing the washing water, the toluene layer contained 11.5% by weight of 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid methyl ester. The yield based on methyl 2-[(1-aza-2-methyl-3-oxobut-1-enyl)methylamino]acetate used so far was 25.8%. The yield of hydrolyzed 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid was 42.8%.
比較例2
予め脱水した後に反応を行う、1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸メチルエステルの合成
500ml四つ口フラスコに2-[(1-アザ-2-メチル-3-オキソブト-1-エニル)メチルアミノ]酢酸メチル32.2g(0.15mol)、トルエン10.0g(0.11mol)、メタノール300.0g(9.36mol)を仕込み常圧加熱した。31.3gの留分を採取し系内の水分を除去した。氷冷後、炭酸カリウム20.7g(0.15mol)を投入し4時間加熱還流した。氷冷後減圧下メタノールを回収し、水100g、ノルマルヘキサン100gを加え有機物を抽出した。水層はさらにノルマルヘキサン30gで抽出し有機層を混合した。有機層には1.4重量%の1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸メチルエステルを含んでいた。ここまでで使用した2-[(1-アザ-2-メチル-3-オキソブト-1-エニル)メチルアミノ]酢酸メチルに基づいた収率は7.1%であった。また加水分解した1,3,4-トリメチルピラゾール-5-カルボン酸の収率は70.1%であった。
Comparative example 2
Synthesis of 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid methyl ester, the reaction is carried out after pre-dehydration 2-[(1-aza-2-methyl-3-oxobut-1-enyl ) Methylamino]methyl acetate 32.2 g (0.15 mol), toluene 10.0 g (0.11 mol) and methanol 300.0 g (9.36 mol) were charged and heated under normal pressure. A fraction of 31.3 g was collected and the water in the system was removed. After cooling with ice, 20.7 g (0.15 mol) of potassium carbonate was added and heated under reflux for 4 hours. After cooling with ice, methanol was recovered under reduced pressure, and 100 g of water and 100 g of normal hexane were added to extract organic substances. The aqueous layer was further extracted with 30 g of normal hexane, and the organic layer was mixed. The organic layer contained 1.4% by weight of 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid methyl ester. The yield based on methyl 2-[(1-aza-2-methyl-3-oxobut-1-enyl)methylamino]acetate used so far was 7.1%. The yield of hydrolyzed 1,3,4-trimethylpyrazole-5-carboxylic acid was 70.1%.
本発明によれば、医農薬中間体として用いられる1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類の製造においては、反応中に副生する水を除去することが、反応を完結させて高収率で目的物を得る上で重要である。炭酸エステル類を脱水剤として用いることは簡便な脱水操作を可能とし、高収率で目的物を得ることができる。また、反応中に副生する水の除去に、無機系固体脱水剤を用いた場合、反応終了後に濾過等によって脱水剤を分離する工程が必要となり、大量生産を行う際に多大な労力と時間を必要とする。一方、本発明の方法によれば、問題となる煩雑な操作が不要なので簡便且つ経済性に優れた工業的な製造方法を提供することが可能であり、医薬及び農薬分野において本発明の意義は大きい。 According to the present invention, in the production of 1,3,4-substituted-pyrazole-5-carboxylic acid esters used as pharmaceutical and agrochemical intermediates, removal of water produced as a by-product during the reaction completes the reaction. It is important for obtaining the desired product in high yield by The use of carbonate esters as a dehydrating agent enables a simple dehydration operation, and the desired product can be obtained in a high yield. In addition, when an inorganic solid dehydrating agent is used to remove the water produced as a by-product during the reaction, a step of separating the dehydrating agent by filtration or the like is required after the completion of the reaction. need. On the other hand, according to the method of the present invention, it is possible to provide a simple and economical industrial production method because the troublesome complicated operations are not required. big.
Claims (2)
(式中、R1からR3は水素原子または炭素数1から4までのアルキル基を表し、R4は炭素数1から4までのアルキル基を表す。)で表されるヒドラジノ酢酸エステル誘導体の環化反応において、脱水剤として炭酸エステル類を用いることを特徴とする
一般式(2)
(式中、R1からR4は上記と同じ意味を表す。)で表される1,3,4-置換-ピラゾール-5-カルボン酸エステル類の製造方法。 General formula (1)
(Wherein, R 1 to R 3 represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 4 represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.) General formula (2) characterized by using a carbonate ester as a dehydrating agent in the cyclization reaction
(wherein R 1 to R 4 have the same meanings as above).
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