(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明は式（Ｉ）
0003717177.tif 000007
で表わされ、かつＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4がそれぞれ水素、ハロゲン、ニトロ、カルボキシル、スルホニルまたは炭素有機基を意味するピラゾールおよびその誘導体を、
式（ＩＩ）
0003717177.tif 000008
のα，β−不飽和カルボニル化合物および式（ＩＩＩ）
Ｈ2Ｎ−ＮＨＲ4      （ＩＩＩ）
のヒドラジンもしくはヒドラジン誘導体と反応させることにより製造する方法であって、
当初は追加的希釈剤を添加することなくかつ反応媒体としての硫酸の不存在下で、α，β−不飽和カルボニル化合物（ＩＩ）と、ヒドラジンもしくはヒドラジン誘導体（ＩＩＩ）とを反応させ、生成反応混合物を、別個の工程において硫酸と、沃素あるいは沃素もしくは沃化水素をもたらす化合物の混合物と反応させることを特徴とする方法。
【請求項２】
α，β−不飽和カルボニル化合物（ＩＩ）を０℃から１００℃の温度で、ヒドラジンもしくはヒドラジン誘導体（ＩＩＩ）と反応させることを特徴とする、請求項（１）による方法。
【請求項３】
４４から９９重量％濃度の硫酸を使用することを特徴とする、請求項（１）による方法。
【請求項４】
ヒドラジンもしくはヒドラジン誘導体（ＩＩＩ）に対して０．０１から１０モル％の沃素または沃素もしくは沃化水素をもたらす化合物を使用することを特徴とする、請求項（１）による方法。
【請求項５】
α，β−不飽和カルボニル化合物（ＩＩ）と、ヒドラジンもしくはヒドラジン誘導体（ＩＩＩ）との反応により得られた反応混合物と、５０℃から２５０℃の温度において、硫酸及び沃素、または沃素もしくは沃化水素をもたらす化合物とを反応させることを特徴とする、請求項（１）による方法。
【請求項６】
α，β−不飽和カルボニル化合物（ＩＩ）と、ヒドラジンもしくはヒドラジン誘導体（ＩＩＩ）との反応により得られる反応混合物と、硫酸および沃素、または沃素もしくは沃化水素をもたらす化合物の混合物との反応により、この反応混合物中に含有される水分を除去することを特徴とする、請求項（１）による方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は式（Ｉ）
0003717177.tif 000002
で表わされ、かつＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4がそれぞれ水素、ハロゲン、ニトロ、カルボキシル、スルホニルまたは炭素有機基を意味するピラゾールおよびその誘導体を、
式（ＩＩ）
0003717177.tif 000003
のα，β−不飽和カルボニル化合物および式（ＩＩＩ）
Ｈ2Ｎ−ＮＨＲ4      （ＩＩＩ）
のヒドラジンもしくはヒドラジン誘導体と反応させることにより製造する方法に関する。
ヨーロッパ特願公開４０２７２２号公報から、ピラゾールおよびその誘導体を、α，β−不飽和カルボニル化合物と、ヒドラジンまたはヒドラジン誘導体とから製造する方法は公知である。これに記載されている方法では、ピラゾリンまたはカルボニル化合物とヒドラジン誘導体は、硫酸と沃素、あるいは沃素と沃化水素を遊離する化合物との混合物中において、直ちに所望のピラゾールに転化せしめられる。しかしながら、これに記載されている実施例によれば、その収率は使用されるヒドラジン誘導体に対して平均７８％とされている。
そこで本発明により解決されるべき課題は、さらに簡単な態様で、さらに良好な収率および純度を達成しようとすることである。
しかるにこの課題は、式（Ｉ）
0003717177.tif 000004
で表わされ、かつＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4がそれぞれ水素、ハロゲン、ニトロ、カルボキシル、スルホニルまたは炭素有機基を意味するピラゾールおよびその誘導体を、
式（ＩＩ）
0003717177.tif 000005
で表わされる、α，β−不飽和カルボニル化合物および、式（ＩＩＩ）、
Ｈ2Ｎ−ＮＨＲ4（ＩＩＩ）
のヒドラジンもしくはヒドラジン誘導体と反応させることにより製造する方法であって、希釈剤を添加することなくかつ反応媒体としての硫酸の不存在下で、まず式（ＩＩ）のα，β−不飽和カルボニル化合物と、式（ＩＩＩ）のヒドラジンまたはヒドラジン誘導体とを反応させ、これにより得られた反応混合物を、さらに次の反応工程において、硫酸と沃素の混合物、または沃素と沃化水素を遊離する化合物の混合物と反応させることを特徴とする方法により解決されることが本発明者らにより見出された。
この方法において、まずα，β−不飽和カルボニル化合物（ＩＩ）をヒドラジンまたはヒドラジン誘導体（ＩＩＩ）と混合するが、その間反応媒体の温度を０℃から１００℃、好ましくは１０℃から７０℃、ことに２０℃から５０℃に維持する。α，β−不飽和カルボニル化合物（ＩＩ）と、ヒドラジンもしくはヒドラジン誘導体（ＩＩＩ）との反応は発熱を伴うので、混合の間、反応混合物を冷却する必要がある。混合に際して反応材料のいずれをまず反応器中に装填するか、あるいは両出発材料を同時にもしくは別個に装填するのかは重要なことではない。これまでの知見では、後攪拌処理を長く行なっても、完全な反応のための本質的影響は余りないとのことであるが、なお混合を完全ならしめるため、材料添加終了後も、なお１０から６０分間、混合温度において攪拌を継続するのが好ましい。
出発材料は一般的にほぼ化学量論的量で使用され、カルボニル化合物（ＩＩ）のヒドラジン誘導体（ＩＩＩ）に対する割合は、１：０．６５モルから１：１．２５モルである。他の使用量割合は、反応に本質的影響を及ぼさず、また経済的にも無意味である。
ヒドラジンまたはヒドラジン誘導体（ＩＩＩ）は、またヒドラートまたは遊離塩基、あるいはさらに対応するヒドラゾニウム塩の形態でも使用され得る。反応媒体に不溶性の塩が使用される場合、不充分な混合が収率の低下を招来するおそれがある。ヒドラジン誘導体（ＩＩＩ）のヒドラートまたは遊離塩基を使用するのが好ましい。
本発明は、原則として、まずヒドラジンと、α，β−不飽和カルボニル化合物との反応により対応するピラゾリンと２次的生成物が形成されることを基礎とする。反応水を後処理蒸留により除去して、余り高くはない収率でピラゾリンを得る。このピラゾリンはピラゾリンを当初のカルボニル化合物に付加することにより生成され、次いでヒドラジンと反応してヒドロゾンおよびアジンを形成するべき副生成物を伴うからである。
このようにして得られる反応生成物は、これを後処理することなく、そのまま硫酸と沃素、または沃素、沃化水素をもたらす化合物との混合物と反応せしめられる。この反応を生起させるために、ヨーロッパ特願公開４０２７２２号公報に記載されているように、すなわち硫酸と沃素との混合物または沃素、沃化水素をもたらす化合物との混合物を、５０℃から２５０℃、好ましくは７０℃から２００℃、ことに１００℃から１８０℃に加熱し、これに第１工程における反応混合物をこの温度において添加する。
第１工程で得られる反応混合物を、上記の硫酸と沃素、または沃素ないし沃化水素をもたらすべき化合物との混合物に、さらに低い温度、例えば１０から３０℃で添加することもできる。しかしながら、技術的観点からしてこの添加温度は高い方が好ましい。低温の場合、攪拌により塩が形成され、反応混合物の攪拌が困難になるからである。もっとも、これまでに得られている知見によれば、この添加の際の温度自体が、反応収率に影響を及ぼすことはない。
この第２工程は、本質的に上述したヨーロッパ特願公開４０２７２２号公報に記載されている反応と同じ原理によるべきものと考えられる。これによれば、硫酸は３０重量％を下廻らない濃度で使用されるべきであり、４０から９９重量％、ことに４５から９５重量％の高濃度が好ましい。
この反応において、沃素のまたは沃素もしくは沃化水素をもたらすべき化合物の使用量は、ヒドラジンもしくはヒドラジン誘導体（ＩＩＩ）に対して、一般的に０．０１から１０モル％、好ましくは０．０５から５モル％、ことに０．１から２モル％である。
沃素と沃化水素のほかに、沃素ないし沃化水素をもたらすべき適当な化合物は、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属の沃化物、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシウム、カルシウムの沃化物、ならびにその他の金属の沃化物である。原則的には、反応条件下に沃素もしくは沃化水素を遊離してもたらすべきあらゆる化合物が使用され得る。これには有機沃素化合物、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、その他の金属の次亜沃素酸塩、亜沃素酸塩、沃素酸塩、過沃素酸塩または、沃素有機化合物、例えばメチルヨジドのようなアルキルヨジドが含まれる。
沃化物を脱水素ないし酸化して沃素化するための好ましい温度は、硫酸の濃度に依存することが明らかにされている。すなわち、反応に必要な温度は、硫酸濃度が低下するに従って上昇する。そこで反応水および水化物の使用により導入される水を蒸留により除去し、反応の間の温度をなるべく低く維持するのが好ましい。
反応から除かれる水は、沃素、沃化水素として添加される沃化物を多量に含有しているが、これらは例えば次亜硫酸ナトリウムによる中和、還元により回収され得る。
反応完結後、反応混合物を冷却すると、ピラゾール誘導体は、一般に硫酸塩として晶出する。
ピラゾールを遊離させるため、反応混合物は中和され、中和混合物は、水と混合しない不活性有機溶媒により抽出される。この有機相は乾燥および慣用の後処理に附される。これにより、唯１回の蒸留で純度８５−９０％の粗ピラゾールは純度９９％にまで精製され得る。
上述した方法は、一般式（Ｉ）
0003717177.tif 000006
で表され、かつＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4が相互に無関係に、それぞれ水素、ハロゲン（ことに弗素、塩素、臭素）、ニトロ、カルボキシル、スルホニルまたは炭素有機基を意味する場合のピラゾールおよびその誘導体を製造するのに適する。
上記の炭素有機基としては、直鎖もしくは分岐Ｃ1−Ｃ10アルキル、好ましくはＣ1−Ｃ8アルキルが挙げられる。これらアルキル基自体、窒素、酸素、硫黄のようなヘテロ原子で中断されていてもよく、またニトロ、カルボキシル、スルホニル、ハロゲン、シクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール、ヘトアリールにより置換されていてもよい。
さらに、上記シクロアルキル基、ビシクロアルキル基、例えばＣ3−Ｃ8シクロアルキル基、Ｃ6−Ｃ10ビシクロアルキル基自体が、また窒素、酸素、硫黄のようなヘテロ原子で中断され、あるいはニトロ、カルボキシル、スルホニル、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール、ヘトアリールにより置換されていてもよい。
さらに上述の、アリール、ヘトアリール、例えばフェニル、ナフチル、ピリジル自体がまたニトロ、カルボキシル、スルホニル、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、ビシクロアルキル、アリール、ヘトアリールにより置換されていてもよい。
上述した本発明方法はＲ1からＲ4の少なくとも１個が水素を意味する場合のピラゾール誘導体（Ｉ）を製造するのにことに適する。
ピラゾールおよびその誘導体は、薬学的有効化合物、栽培植物保護剤（例えば殺菌剤、除草剤、殺虫剤）有効化合物、さらには染料などの着色剤化合物を製造するための中間生成物として使用される。
実施例
（１）３−メチルピラゾールの製造
（１．ａ）クロトンアルデヒドとヒドラジンヒドラートの反応
１１５ｇ（２．３モル）のヒドラジンヒドラートに１６９．１ｇ（２．４１５モル）のクロトンアルデヒドを添加し、その間温度を３０℃に冷却、維持した。添加終了後、２５から３５℃でさらに３０分間反応混合物を攪拌した。
（１．ｂ）３−メチルピラゾールへの転化
７２０．８ｇ（５．０６モル）の６８．８％濃度硫酸と０．７６ｇ（５．１ミリモル）のナトリウムヨジドとの混合物を１５５℃に加熱し、この温度で上記（１．ａ）項で得た混合物を添加した。この添加の間と、さらに添加後の３０分間にわたり、生成水分を蒸留除去し、この水分を、反応混合物を７０℃まで冷却した後、希釈のために再使用した。
希釈反応混合物を１５％苛性ソーダ液で中和してｐＨ値を８．５から９に調整した。この中和により、生成物の大部分は油状体として析出し、傾瀉により分離された。水性相をイソブタノールで抽出し、次いで合併有機相を蒸留により後処理して、９９％純度（ＨＰＬＣ法）の３−メチルピラゾール１７２．５ｇ（使用したヒドラジンヒドラートに対して９０．５５％）を得た。ｋｐ．８８℃／１０ミリバール。
（２）４−メチルピラゾールの製造
（２．ａ）メタクロレイン（メタクリルアルデヒド）とヒドラジンヒドラートの反応
１１５ｇ（２．３モル）のヒドラジンヒドラートに１７７．１ｇ（２．５３モル）のメタクロレインを添加し、その間温度を３０℃に冷却、維持した。添加終了後、２５℃から３５℃において反応混合物をさらに３０分間攪拌した。
（２．ｂ）４−メチルピラゾールへの転化
７２０．８ｇ（５．０６モル）の６８．８％濃度硫酸と１．００ｇ（６．７ミリモル）の沃化ナトリウムとの混合物を１５５℃に加熱し、この温度において、前記（２．ａ）項で得た混合物を添加した。この添加の間および添加後３０分間において、生成水分を蒸留除去した。この分離水分は、反応混合物を５０℃に冷却した後、混合物希釈のために再使用した。
この希釈反応混合物を、１５％苛性ソーダ液で中和し、ｐＨ値を８．５に調整した。この中和により、反応生成物の大部分は油状体として析出し、傾瀉により分離され得た。水性相をイソブタノールで抽出し、次いで合併有機相を後処理蒸留して、純度９９．２％（ＨＰＬＣ法）の４−メチルピラゾール１７０．５ｇ（使用したヒドラジンヒドラートに対して８８．５２％）を得た。ｋｐ．８２℃／７ミリバール。
（３）３，４−ジメチルピラゾールの製造
（３．ａ）トランス−２，３−ジメチルアクロレインとヒドラジンヒドラートの反応
１５．６ｇ（０．２５モル）の８０％ヒドラジンヒドラートに、２２．１ｇ（０．２６２５モル）のトランス−２，３−ジメチルアクロレインを添加し、この間温度を３０℃に冷却、維持した。添加終了後、反応混合物を２５から３０℃においてさらに３０分間攪拌した。
（３．ｂ）３，４−ジメチルピラゾールへの転化
７４．２ｇ（０．５２モル）の６８．８％濃度硫酸と０．５ｇ（３．３ミリモル）の沃化ナトリウムとの混合物を１５５℃に加熱し、この温度において、上記（３．ａ）項で得た混合物を添加した。この添加の間および添加終了後３０分間にわたり、生成水分を蒸留により除去した。この分離水分は、反応混合物を５０℃に冷却した後、この希釈のために再使用した。
希釈された反応混合物を、１５％苛性ソーダ液で中和し、ｐＨ値８．５に調整した。この中和により、生成目的物の大部分は油状体として析出し、傾瀉により分離され得た。水性相をイソブタノールにより抽出し、合併有機相を蒸留後処理に附し、純度９９．２％の３，４−ジメチルピラゾール２１．４ｇ（使用したヒドラジンヒドラートに対して８８．４％）を得た。ｋｐ．９６℃／１０ミリバール。
（４）１，５−ジメチルピラゾールの製造
（４．ａ）クロトンアルデヒドとメチルヒドラジンの反応
９２ｇ（２モル）のメチルヒドラジンに、１４７ｇ（２．１モル）のクロトンアルデヒドを添加し、その間上昇する反応温度を３０℃に冷却、維持した。添加終了後、反応混合物を２５℃から３０℃においてさらに３０分間攪拌した。
（４．ｂ）１，５−ジメチルピラゾールへの転化
６２６．７ｇ（４．４モル）の６８．８％濃度硫酸と０．６６ｇ（４．４ミリモル）の沃化ナトリウムとの混合物を１５５℃に加熱し、この温度で上記（４．ａ）項で得られた混合物を添加した。この添加の間および添加終了後３０分の間、生成水分を蒸留除去した。これにより分離された水分は、反応混合物を７０℃まで冷却した後、その希釈のために再使用した。
希釈された反応混合物を１５％苛性ソーダ液で中和してｐＨ値８．５から９に調整した。これにより生成物の大部分が油状体として析出し、傾瀉により簡単に分離された。水性相をブタノールにより抽出し、合併抽出物を蒸留処理に附して、純度９９．２％の１６７．８ｇの１，５−ジメチルピラゾール（使用したメチルヒドラジンに対して８６．７％）を得た。ｋｐ．１５７℃／１０１３ミリバール。
（５）３−メチルピラゾールの製造
（５．ａ）クロトンアルデヒドとヒドラジンヒドラートの反応
１２５ｇ（２．０モル）の８０％濃度ヒドラジンヒドラートにクロトンアルデヒド１４７ｇ（２．１モル）を添加し、この間反応混合物の上昇する温度を冷却して３０℃に維持した。添加終了後、混合物を２５℃から３０℃において、さらに３０分間攪拌した。
（５．ｂ）３−メチルピラゾールへの転化
４４９．２ｇ（４．４モル）の９５％硫酸と０．６６ｇ（４．４ミリモル）の沃化ナトリウムの混合物に、上記（５．ａ）項で得た混合物を添加し、この間温度を２５℃に冷却、維持した。次いで反応混合物温度を４５分間で１２５℃とし、この１２５℃を６０分間維持した。この温度上昇および後攪拌の間に生成する水分を蒸留除去した。なおこの分離水分を７０℃まで冷却してから、その希釈のために再使用した。
希釈された反応混合物に１０％苛性ソーダ液を添加して、ｐＨ値を８．５から９に調整した。この中和により、生成物の大部分は油状体として析出し、傾瀉により分離され得た。水性相をイソブタノールで抽出し、合併有機相を蒸留して、１４３．４ｇの３−メチルピラゾールを９９．５％純度で得た（この収量は、使用したヒドラジンヒドラートに対して８７％に相当）。ｋｐ．８８℃／１０１３ミリバール。
以下において、本発明方法に対して、従来から公知の前述ヨーロッパ特願公開４０２７２２号公報による方法を対比させた実験例を以下に掲記する。
（Ａ）本発明方法による３−メチルピラゾールの製造
（Ａ．１）クロトンアルデヒドとヒドラジンヒドラートとの反応
６２．５ｇ（１．０モル）の８０％濃度ヒドラジンヒドラートにクロトンアルデヒド７３．５ｇ（１．０５モル）を添加し、反応混合物温度を３０℃に冷却、維持した。添加終了後、反応混合物を２５から３０℃の温度で３０分間攪拌した。
（Ａ．２）３−メチルピラゾールへの転化
３１３．６ｇ（２．２モル）の６８．８％硫酸と０．３３ｇ（２．２ミリモル）の沃化ナトリウムの混合物を１５５℃に加熱し、この温度で上記（Ａ．１）項で得た混合物を添加し、その間および添加終了後の３０分間に生成する水分を蒸留除去した。この分離水分は、反応混合物を冷却した後、その希釈のために再使用した。
この希釈混合物に１５％苛性ソーダ液を添加してｐＨ値を８．５に調整した。この中和により生成物の大部分は油状体として析出し、傾瀉により分離され得た。水性相をイソブタノールで抽出し、合併有機相を蒸留して純度９９．５％（ＨＰＬＣ法）の３−メチルピラゾール７３．４ｇ（使用したヒドラジンヒドラートの８９％）を得た。ｋｐ．８８℃／１０ミリバール。
（Ｂ）ヨーロッパ特願公開４０２７７２号公報から公知の方法による３−メチルピラゾールの製造
（Ｂ．１）３１３．６ｇ（２．２モル）の６８．８％硫酸と、０．３３ｇ（２．２ミリモル）の沃化ナトリウムの混合物を１５５℃に加熱し、この温度で、６２．５ｇ（１モル）の８０％ヒドラジンヒドラートと、７３．６ｇ（１．０５モル）のクロトンアルデヒドを同時に添加した。この添加の間および添加後３０分間にわたり生成する水分を蒸留除去した。この分離水分は、反応混合物を冷却した後、これを希釈するために再使用した。
（Ｂ．２）この希釈された反応混合物を、１５％苛性ソーダ液でｐＨ値８．５に調整した。この中和により、生成物の大部分は油状体として析出し、傾瀉により分離され得た。水性相をイソブタノールで抽出し、次いで合併有機相を蒸留に附し、純度９９．５％の３−メチルピラゾール６２．４ｇ（使用したヒドラジンヒドラートに対して７５．７％）を得た。ｋｐ．８８℃／１０ミリバール。