Brevet FR2211461A1 — publié le 19740719

L'invention concerne un procédé de préparation de 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués de formule énérale où : R1 - hydrogène ou alcoyle, R2 = hydrogène, alcoyle ou aryle, R3 = hydrogène, alcoyle, polyhydroxyalcoyle, aralcoyle, aryle, aryle substitué ou un radical hétérocyclique, R4 = hydrogène ou alcoyle ou GHR3R4 = cycloalcoyle. Les 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués sont particulierement intéressants comme substances de croissance, antiphlogistiques et produits intermédiaires pour médicaments. Jusqu'à présent on ne connaissait pas de procédé teehniquement applicable pour la préparation des 3-hydroxy-pyrazols 1-substitues de formule générale I. Sauls les )-hydroxy-pyrazols 1-aryl-substitués étaient relativement accessibles par déshydrogénation des pyrazolidones -(3) 1-arylsubstitués correspondants, par exemple au moyen de FeCl3. On a également essayé de déshydrogéner des pyrazolidones-(33 1-substitués de formule générale Il où : R1, R29 R3 et R4 ont la m8me signification que ci-dessus, avec du HgO ou de l'iode, en 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués de formule générale I. Mais ce procédé fournit nécessairement des mélanges constitués de 10 à 60 % de 3-hydroxypyrazols 1-substitués de formule générale I et 90 % à 40 % d'azométhineimines careonyliques de formule générale III où R1, R2, R3 et R4 ont la meme signification que ci-dessus, ou des produits de décomposition de III. Ce procédé présente de nombreux inconvénients.Il nécessite des agents de déshydrogénation coûteux, il fournit des mélanges de substances dont la séparation est techniquement onéreuse et qui présentent dans le meilleur des cas un rendement en 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués de formule générale I seulement de 60 fio du rendement théorique, par rapport au produit de mise en oeuvre II. Un deuxième procédé actuellement connu pour la préparation des 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués de formule générale I fournit également des mélanges de substances. Dans ce procédé, on utilise comme produits de départ les 3-hydroxy-pyrazols de formule générale IV. où R1 et R2 ont la même signification que plus haut, qui sont mis à réagir avec des agents d'alcoylation de formule générale R3CHX, où R3 et R4 ont la signification comme ci-dessus. Dans ces procédés connus, se forment à c8té des 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués de formule générale I des produits d'alcoylation-C5 des ss 2-pyrazolidones-(5) 1-substitu.ées et ss 4-pyrazolidones-(3) 122 substituées. Les rendements en 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués de formule générale I sont ainsi dans ce dernier procédé trop faibles pour une application économique dans l'industrie. Par exemple, pour le 3-hydroxy-1 , 5-dimétbyl et le 3-hydroxy-124f5-triméthyl- pyrazols, ces rendements sont d'environ 10 à 25 % des rendements théoriques, par rapport au produit de formule IV mis en oeuvre. Le but de l'invention est de mettre au point un procédé techniquement facilement réalisable, très simple et généralement applicable, qui, en partant de produits techniquement facilement accessibles, fournisse des 3-hydroxy-pyrazols 1-substitlés de formule générale I. A cet effet, l'invention concerne un procédé de préparation de 3-hydroxy-pyrazols 1~substitués de formule générale où : Ra - hydrogène ou alcoyle, R2 = hydrogène, alcoyle ouaryle, R3 = hydrogène, alcoyle, polyhydroxyalcoyle, aralcoyle, aryle, aryle substitué ou un radical hétérocyclique, R4 = hydrogène ou alcoyle ou CHR3R4 = cycloalcoyle, caractérisé en ce que l'azométhineimine carbonylique de formule générale où R1, R2, R3 et R4 ont la même signification que plus haut, est transformée au moyen de bases, éventuellement au sein d'un solvant, de préférence au moyen d'alcoolates alcalins dans le méthanol, d'éthanol de n- et i propanol ou au moyen d'hydroxydes alcalins dans des alcools ou des mélanges d'alcool et d'eau, de préférence dans l'intervalle de température de 20 å 150 C, et les sels formés sont traités éventuellement par une mole d'un acide quelconque pour une mole de base mise en oeuvre. Les azométhineimines carbonyliques de formule générale III utilisées selon l'invention comme produits de départ peuvent être facilement obtenues à partir de pyrazolidones-(3) de formule générale V ; où R1 et R2 ont la meme signification que ci-dessus et de -composés carbonyliques quelconques de formule générale VI O - CR3R4 (VI) où R3 et R4 ont la signification ci-dessus. Selon l'invention, on utilise des azométhineimines carbonyliques de formule générale III telles quelles, c'est-à-dire après isolation préalable dans la substance, ou in situ. Dans ce dernier cas, on utilise soit un mélange réactionnel d'une mole de pyrazolidone-(3) de formule générale V et d'une mole de composé carbonylique de formule générale VI, soit un mélange réactionnel de quantités équimolaires d'un sel de pyrazolidone (3) de formule générale VI et d'un alcoolate alcalin, hydroxyde alcalin, carbonate alcalin, bicarbonate alcalin ou amine, de préférence dans un alcool ou dans un mélange d'alcool et d'eau.La base est utilisée de préférence dans un rapport azométhineimine carbonylique de formule générale III : base de 101, le sel se formant pratiquement quantitativement à partir du cation de la base et de l'anion du 3-hydroxy-pyrazol 1-substitué de formule générale I. En présence d'eau, il se produit une hydrolyse partielle du sel. La durée de la réaction est généralement de 15 minutes à quelques heures. La réaction de transformation selon l'invention est conduite jusqu'à disparition de l'azométhineimine carbonylique de formule générale III, et il est avantageux de contrôler la progression de la réaction par chromatographie en couche mince, étant donné que les valeurs S (gel de silice, éthanol, développement avec iode) des azométhineimines carbonyliques de formule générale III et des 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués de formule générale I se différencient dtune façon significative. En principe, tout accepteur de protons (base) convient à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Selon l'invention, on peut utiliser comme base par exemple le méthylsulfinylcarbanion de Na ou de K, Na&commat;CH2SOCH3 ou CH2SOCH3, qui peut être obtenu à partir de diméthylsulfoxyde et hydrure de sodium, amidure de sodium, NaOH ou gOH, avec le diméthyl- sulfoxyde utilisécomme solvant pour la transformation des azométhineimines carbonyliques de formule générale III en 3-hydroxy-pyrazols 1 substitués de formule générale I.Des bases particulièrement appropriées pour le procédé selon l'invention sont les alcoolates de métaux du 1er au 3ème groupe du système périodique, en particulier, de sodium, potassium, magnésium et aluminium, et comme solvants pour la transformat ion des azométhineimines carbonyliques de formule générale III en 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués de formule générale I servent de. préférence les alcools. En outre, sont très bien appropriées pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention des solutions aqueuses alcooliques d'hydroxydes alcalins. les alcoolates ou leurs solutions qui sont particulièrement bien appropriés pour la transformation selon l'invention des azométhineimines carbonyliques de formule générale III en 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués de formule I, peuvent être obtenus aussi bien à partir de métaux et d'alcools correspondants qu'à partir d'hydroxydes alcalins, de préférence Na0H ou KOR, et d'alcools. Dans le dernier cas, pour éliminer l'eau du mélange réactionnel, on peut faire précéder la réaction de transformation par une distillation azéotropique après addition, par exemple, de CCl4.Dans le cas de mise en oeuvre de mélanges équimolaires de pyrazolidones-(3) de. formule générale V ou de leurs sels et de composés carbonyliques de formule générale VI, on peut également faire précéder la réaction de transformation d'une distillation azéotropique de l'eau. Les rendements en 3-hydroxy- pyrazols 1 substitués de formule générale I, par rapport aux azométhineimines carbonyliques de formule générale III, sont de 70 à 100 % des rendements théoriques, aussi bien dans le cas de mise en oeuvre de solutions d'alcoolates dans des alcools que dans le cas de mise en oeuvre de solutions aqueusesalcooliques d'hydroxydes alcalins. l'invention est illustrée plus en détail par les exemples de réalisation suivants Exemple 1 A 1,38 g de NaH (57 mmoles), on ajoute lentement en agitant 28 ml de diméthylsulfoxyde anhydre. Puis on chauffe lentement jusqu'à 80 C. Après deux heures, le dégagement d'hydrogène est terminé. A la solution de NaOR2S0OR3, on ajoute 8,8 g (50 mmoles) ae 1-benzylidène pyrazolidone-(3),-bétae, on chauffe en 2 heures à 750C et puis en 6 à 8 heures à 85-100 C et on élimine par distillotion sous pression riri.uite le diméthylsulfoxyde. On mélange bien le résidu jaunâtre avec 55 ml d'acide minéral 1N.On chauffe le produit non dissous pendant quelques minutes avec 30 à 40 ml d'un acide minéral 0,5N, on refroidit et neutralise avec une quantité équivalente d'hydroxyde alcalin. On obtient 6,2 g (70 % du rendement théorique) de 3-hydroxy-1-benzyl-pyrazol. P.F. : 148 à 152 C; P.B. : 152 à 15300 (éthanol). Exemple 2 Dans une solution bouillante de 4,4 g (25 mmoles) de 1-benzylidène-pyrazolidone-(3)-N+,N-bétaïne dans 40 à 60 mol de n-propanol, on ajoute goutte à goutte pendant 40 minutes une solution de 26 mmoles de n-propylate de sodium dans 10 à 15 ml de n-propanol. Après 50 à 60 minutes, on ne décèle plus d'azométhineimine par chromatographie en couche mince (très petites lamelles avec gel de silice G; éthanol; développement avec iode). On chasse par distillation le propanol et on obtient un résidu presque incolore de sel sodique de 3-hydroxy-1-benzyl-pyrazol. On traite celui-ci avec 26 mmoles d'un acide minéral ou d'acide acétique, ou on insuffle du C02 dans la solution aqueuse. On obtient 4,4 g (100 % du rendement théorique) de 3-hydroxy-1 -bensyl-pyrazol. P.F.: 148 à 15200; P .F.: 152 à 15300 (éthanol). Exemple 3 A une solution de 410 mg de Na0H dans 60 à 70 mi d'éthanol, on ajoute 5,55 g de tétrachlorure de carbone et on chasse l'eau par distillation azéotropique (azéotrope de 23 % en moles d'éthanol, 57,6 % de tétrachlorure dé carbone et 19,4 % d'eau). On ajoute 1,74 g (10 mmoles) de 1-benzylidène-pyrazolidone-(5)-N±N-bétaïne et on chauffe à ébullition au reflux. Après 2,5 à 3 heures, on ne décèle pas d'azométhineimine par chromatographie en couche mince. Après élimination par distillation de méthanol, il reste un résidu presque incolore de sel sodique de 3-hydroxy-1-benzyl-pyrazol. A partie de celui-ci, on obtient le 3-hydroxy-1-benzyl-pyrazol libre, comme dans l'exemple 2. Rendement : 1,67 g (96 % du rendement théorique); P.F.: 148 à 152 C; P.F..152 à 15300 (éthanol). Exemple 4 A une solution de 4,4 g (25 mmoles) de 1 -benzylidène-pyrazolidone-(3 ) ,N9-bétalne dans 50 à 70 ml de méthanol anhydre, on ajoute une solution de 26 mmoles de méthylate de sodium dans 10 à 15 ml d'éthanol absolu et on maintient à ébullition à reflux. Après 3 à 3,5 heures, on ne décèle plus d'azométhineimine par chromatographie en couche mince. On chasse le méthanol par distillation et on obtient un résidu presque incolore de sel de 3-hydroxy-1benzyl-pyrazol. On libère le 3-hydroxy-1-benzyl-pyrazol, comme dans l'exemple 2. Rendement : 4,27 g( 97 % du rendement théorique); P.F.:148 à 15200; P .F .:152 à 15300 (éthanol). Exemple 5 A une solution de 410 mg de NaOH dans 30 à 50 ml de méthanol, on ajoute 1,74 g (10 mmoles) de 1-benzylidène-pyrazolidone-(3)-N+,N-bétaïne et on maintient à ébullition à reflux. Après 6 à 6,5 heures, on ne décèle plus d'azométhineimine par chromatographie en couche mince. Du résidu de sel de 3-hydroxy-1-benzyl-pyrazol, obtenu après élimination par distillation de l'éthanol et de l'eau, on libère de la manière décrite dans l'exemple 2 le 3-hydroxy-1-benzylpyrazol. Rendement 0 1,60 g (92 % du rendement théorique); P.F.: 148 à 152 C; P.F.:152 à 153 C (éthanol). Exemple 6 : On introduit 24 5 g (0,2 mole) de pyrazolidone-(3).HCl dans 100 ml de méthanol contenant en solution 0,2 mole de méthylate de sodium, puis on ajoute goutte à goutte en 10 minutes en agitant une solution de 0,2 mole de benzaldêhyde dans 20 à 30 ml de méthanol. Après 1 à 2 heures, on ajoute au mélange réactionnel une solution de 0,2 mole de méthylate de sodium dans 50 mi de méthanol et on fait bouillir au reflux pendant 3 à 4 heures. Après ce laps de temps, on ne décèle plus d'azométhineimine. La suite du traitement s'effectue comme dans l'exemple 4. Rendement : 32,7 g (93 % du rendement théorique); P.F.: 148 à 152 C; P .F .:152 à 15300 (éthanol). Exemple 7 Dans une solution bouillante de 4,15 g (25 mmoles) de cyclohexylidène-pyrazolidone-(3)-N+,N-- bdtalne dans 40 à 60 ml de i-propanol, on verse une solution de 26 mmoles de propylate de sodium dans 10 à 15 mi de i-propanol et on laisse bouillir à reflux jusqu'à ce qu'on ne décèle plus d'azomdthineimine par chromatographie en couche mince (comme décrit dans l'exemple 2). Le traitement ultérieur s'effectue comme dans l'exemple 2. Rendement : 3,32 g (80 ffi du rendement théorique) de 3-hydroxy-1- cyclohexyl-pyrazol; P.F.: 197 à 19900. Exemple 8 : On introduit 12,25 g (0,1 mole) de pyrazolidone-(3).HCl dans 75 ml de méthanol contenant en solution 0,1 mole de méthylate de sodium. Puis on chasse par distillation le méthanol, qui est réutilisé, on ajoute au résidu une solution de 15,0 g (0,1 mole) de 3,4-méthylène-dioxy benzaldéhyde (pipéronal, héliotropine) dans 70-100 ml de n-propanol, on laisse au repos pendant une heure, on ajoute 8 ml de benzène et on élimine par distillation azéotropique le 0,1 mole d'eau produite pendant la formation de 1-(3,4 méthylènedioxy benzylidène)-pyrazolidone-(3) w -bétaine (P.F.: 277 à 2780C après cristallisation dans diméthylsulfoxyde). Dans la solution bouillante propanolique d'azométhineimine, qui n'est pas isolée, on verse en quelques minutes la solution de 0,1 mole de propylate de sodium dans 50-60 ml de n-propanol, on laisse bouillir au reflux jusqu'à ce qu'on ne décèle plus d'azométhineimine par chromatographie en couche mince (4060 minutes), comme c'est décrit dans l'exemple 2. On chasse par distillation le n-propanol qui est réutilisé, et on ajoute au résidu solide 50 ml d'acide chlorhydrique 2N. On obtient 21,2 g (97 % du rendement théorique) de 3-hydroxy-t-(3,4- méthylènedioxy-benzyl)-pyraz.ol sous forme de produit cristallin incolore, qui est purifié par cristallisation; dans n-propanol. P.F. : 181-182 C. Exemple 9 r Comme décrit dans l'exemple 7, on transforme une solution de 3,16 g (25 mmoles) de 1-isopropylidène-pyrazolidone-(3)-N±N--bétaïne dans 30-40 ml de n-propanol bouillant, contenant en solution 25 mmoles de propylate de sodium. Avant l'addition de propylate et après addition de 2-3 ml de benzène, on élimine par distillation azéotropique les restes d'eau comme dans l'exemple 8. On obtient 2,53 g (80 r du rendement théorique) de 3-hydroxy-1-isopropyl-pyrazol. P.F. : 131-1320C, Exemple 10 : On fait réagir, comme dans l'exemple 8, 12,25 g (0,1 mole) de pyrazolidone-(3).HCl avec 16,6 g (0,1 mole) de 3,4-diméthoxy-benzaldéhyde (aldéhyde vératrique). On obtient 22,2 g (95 % du rendement théorique) de 3-hydroxy-1-(3,4-diméthoxy-benzyl)-pyrazol. P.F. : 141 142 C. Exemple il On fait réagir, comme dans l'exemple 2, 10,2(50 mmoles) de 1-(4-méthoxy-benzylidène) pyrazolidone-(3)-N+,N-bétaïne. On obtient 9,8 g (96 % du rendement théorique) de 3-hydroxy-1-(4-méthoxy-benzyl)-pyrazol. P.F. : 149-1500C. Exemple 12 On fait réagir, comme dans l'exemple 8, 12,25 g (0,1 mole) de pyrazolidone-(3).HCl avec 14,8 g (0,1 mole) de 4-isopropyl-benzaldéhyde (aldéhyde cuminique). L'azométhineimine /1-(4-isopropyl-benzylidène)- pyrazolidone-(3)-N+,N--bétaïne; P.F.: 152-153 C après cristal- lisation dans dioxane/ formée in situ n'est pas isolée. On obtient 20,1 g (93 % du rendement théorique) de 3-hydroxy-1 (4-isopropyl-benzyl) -pyrazol. P.F. : 138-139 C. Semple 13 On fait réagir, comme dans l'exemple 8, 12,25 g (0,1 mole) de pyrazolidone-(3).HCl avec 14,9 g (0,1 mole) de 4-diméthylamino-benzaldéhyde. On obtient 21,2 g de 3-hydroxy-1-(4-diméthylamino-benzyl)-pyrazol. P.F. : 211-2140C. Exemple 14 On fait réagir, comme dans l'exemple 8, 12,25 g (0,1 mole) de pyrazolidone-(3).RCl avec 14,1 g (0,1 mole) de 4-chlorobenzaldéhyde. On obtient 18,4 g (88 % du rendement théorique) de 3-hydroxy-1-(4-chlorobenzyl) pyrazol. P.F. : 150-15100. Exemple 15 On fait réagir 18,8 g (0,1 mole) de 4-méthyl-1-benzylidène-pyrazolidone-(3)-,N+,N--bétaïne qu'on peut facilement obtenir en mélangeant des quantités équimolaires de 4-méthyl-pyrazolidone-(3) avec le benzaldéhyde, comme dans l'exemple 2. On obtient 18,4 g (98 r du rendement théorique) de 3-hydroxy-4-méthyl-1-benyl-pyrazol. P.F. : 161-162 C (à 13500 s'effectue une transformation de modification). Exemple 16 On fait réagir 16,4 g (0,1 mole) de 1-furfurylidène-pyrazolidone-(3)-N+,N--bétaïne, comme dans l'exemple 2. Le 3-hydroxy-1-furfuryl-pyrazol (14,8 g, 90 % du rendement théorique) est purifié par filtration de la solution chloroformique sur une colonne d'oxyde d'aluminium ou par cristallisation du produit dans du n-propanol. P.F. : 104-105 C. exemple 17 : On fait bouillir au reflux 9,0 g (50 mmoles) de 1-thénylidène-2)-pyrazolidone-(3)-N+,N-- bétaïne (P.F. 238-240 C; facilement préparable en mélangeant des quantités équimolaires de pyrazolidone-(3) et de 2-thiophènealdéhyde) et 70-90 ml de n-propanol, contenant 50 mmoles de propylate de sodium en solution jusqu'à ce qu'on ne décèle plus d'azométhineimine par chromatographie en couche mince (30-40 minutes), comme dans l'exemple 2. On obtient 8,7 g (97 % du rendement théorique) de 3-hydroxy-1-thényl-(2)- pyrazol. P.F. : 140-141 C. Exemple 18 : On fait réagir 18,8 g (0,1 mole) de 5-méthyl-1-benzylidène-pyrazolidone-(3)-N+,N--bétaïne (P.F. 159-160 C; facilement préparable en mélangeant des quantités équimolaires de 5-méthyl-pyrazolidone-(3) et de benzaldéhyde), comme dans l'exemple 17. On obtient 17,1 g (91 % du rendement théorique) de 3-hydroxy-5-méthyl-1-benzylpyrazol. P.F. : 171-172 C. Exemple 19 : On fait réagir 25,0 g (0,1 mole) de 5-phényl-1-benzylidène-pyrazolidone-(3)-N+,N--bétaïne (P.F. 200-201 C; facilement préparable en mélangeant des quan tités équimolaires de 5-phényl-pyrazolidone-(3) et de benzaldéhyde), comme dans l'exemple 17. On obtient 25,0 g (100 % du rendement théorique) de 3-hydroxy-5-phényl-1-benzyl-pyrazol. P.F. : 1850186 C. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. B E V E~N~D~I C~A fP I O N S 10) Procédé de préparation de 3-hydroxy-pyrazols 1 substitués de formule générale où : R1 = hydrogène ou alcoyle; R2 = hydrogène, alcoyle ou aryle, R3 = hydrogène, alcoyle, polyhydroxyalcoyle, aralcoyle, aryle, aryle substitué ou in radical hétérocyclique, R4 = hydrogène ou alcoyle ou CHR3R4 = cycloalcoyle, caractérisé en ce que l'azométhineimine carbonylique de formule générale où R1 ,R2,R3 et R4 ont la même signification que plus haut, est transformée au moyen de bases, éventuellement au sein d'un solvant, de préférence au moyen d'alcoolates alcalins dans le méthanol, d'éthanol, de n- et i-propanol ou au moyen d'hydroxydes alcalins dans des alcools ou des mélanges d'alcool et d'eau, de préférence dans l'intervalle de température de 20 à 1500C, et les sels formés sont traités éventuellement par une mole d'un acide quelconque pour une mole de base mise en oeuvre. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la transformation de l'azométhine amine carbonylique de formule générale III en 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués de formule générale I s'effectue en présence d'une mole de base par mole d'azométhineimine carbonylique de formule générale III. 30) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sels initialement formés à partir de bases et de 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués de formule générale I sont transformés lors de la réaction, de préférence en milieu non aqueux, avec un acide, de préférence minéral ou acétique ou avec C02, en 3-hydroxy-pyrazols 1-substitués de formule générale I, libres. 40) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réaction est interrompue au moment où l'azométhineimine carbonylique de formule générale III n'est plus décelable dans le mélange réactionnel, de préférence par chromatographie en couche mince. 50) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'azométhineimine carbonylique de formule générale III est mise en oeuvre in situ, ctest-à-dire sous forme d'un mélange réactionnel composé de quantités équimolaires d'une pyrazolidone-(3) de formule générale V où R1 et R2 ont la même signification que plus haut, et d'un composé carbonylique de formule générale VI : O-CR3R4 (VI) où R3 et R4 ont la signification ci-dessus, ou sous forme d'un mélange réactionnel de quantités équimolaires de sel de pyrazolidone-(3) de formule générale V, d'un composé carbonylique de formule générale VI et d'un alcoolate alcalin, hydroxyde alcalin, carbonate alcalin, bicarbonate alcalin ou amine, de préférence dans un alcool ou un mélange d'alcool et d'eau. 60) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant la réaction de transformation de l'azométhineimine de formule générale III avec les bases, l'eau du mélange réactionnel de pyrazolidone-(3) de formule générale V et de composé carbonylique de formule générale VI ou de la solution d'hydroxyde alcalin dans un alcool est éliminée par distillation azéotropique, après addition d'un partenaire approprié formant des mélanges avec le solvant utilisé, de préférence avec un alcool et l'eau, bouillant à température constante, par exemple après addition de CC14 ou de benzène.