CH685496A5 - Verfahren zur Herstellung von Formylimidazolen. - Google Patents
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Description
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Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Formylimidazolen, welche als Rohmaterialien für die Herstellung von Medikamenten nützlich sind, z.B. für Diuretica und antihypertensive Mittel.
4-Formylimidazole und 5-Formylimidazole, die als Rohprodukte für die Herstellung von Medikamenten wie Diuretica und Antihypertensiva nützlich sind, stellen Chemikalien dar, welche in den letzten Jahren an Bedeutung gewannen.
Für die Herstellung dieser Formylimidazole können nur sehr wenige Literaturstellen zitiert werden. Die wenigen Herstellungsverfahren, welche bisher untersucht wurden, umfassen die Verwendung von 2-Alkyl-5-hydroxymethylimidazolen als Ausgangmaterialien und ihre Oxidation mit einem Reagens, welches ein Schwermetall enthält, wie beispielsweise Mangandioxid oder mit Salpetersäure. Für das Oxida-tionsverfahren mit dem oben erwähnten Reagens kann z.B. EP-A 0 514 198 (unter der Überschrift «Intermediate 67») zitiert werden und für das Oxidationsverfahren mit Salpetersäure kann z.B. US-A 4 107 308 zitiert werden.
Das Verfahren, welches die Oxidation von Hydroxymethylimidazolen mit einem Schwermetallreagens wie Mangandioxid umfasst, ist jedoch insofern unvorteilhaft, als das mehr Arbeit für die Handhabung des Schwermetalles oder die Entsorgung des Katalysators erforderlich ist. Das Verfahren, welches die Oxidation von Hydroxymethylimidazolen mit Salpetersäure umfasst, ist sehr unvorteilhaft für die Durchführung im kommerziellen Massstab wegen der kleinen Ausbeute des gewünschten Produktes und der Bildung von Stickoxiden unter anderem.
Demzufolge ist es Ziel der folgenden Erfindung, unter diesen Umständen ein kommerziell vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung von Formylimidazolen in hohen Ausbeuten zur Verfügung zu stellen, unter Verwendung von Hydroxymethylimidazolen als Ausgangsmaterialien, ohne dass bei der Handhabung wesentliche Schwierigkeiten im Wege stehen.
Das Verfahren der Erfindung für die Herstellung von Formylimidazolen ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung von Formylimidazolen durch katalytische Oxidation von Hydroxymethylimidazolen, die eine Hydroxymethylgruppe entweder in 4- oder 5-SteIlung aufweisen, die katalytische Oxidation in Gegenwart eines Edelmetallkatalysators unter Einblasen von Sauerstoff oder Luft in das System durchgeführt wird.
Für die Erzielung einer besseren Ausbeute ist es in diesem Fall besonders wünschenswert, dass die katalytische Oxidation in Gegenwart eines Edelmetallkatalysators in einem Lösungsmittel, das wässriges Alkali enthält oder in einem Lösungsmittelgemisch, das aus wässrigem Alkali und einem mit Wasser unmischbaren organischen Lösungsmittel zusammengesetzt ist, durchgeführt wird.
Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen beschrieben.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden Formylimidazole hergestellt, indem Hydroxymethylimida-zole, die die Hydroxymethylgruppe entweder in 4- oder in 5-Stellung aufweisen, einer katalytischen Oxidation unterworfen werden. Die katalytische Oxidationsreaktion kann durch die nachstehenden Reaktionsgleichungen (1 ) oder (2) dargestellt werden.
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>=f
N NH
"V
i
R
CHÎOH 02
X
W
N NH
V
CHO
R
5-Hydroxymethyl-imidazol-Verbindung
5-Formylimidazol-Verbindung
H 0 H 2 C.
0 H C
W-2^ >=<
1 t ' XI Ml
N NH
V
l
R
N NH
V A
4-Hydroxymethyl-imidazol-Verbindung
4-Formylimidazol-Verbindung
In den obigen Formeln ist R ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, insbesondere eine n-Butylgruppe. X ist ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, wie ein Chloroder Bromatom oder eine unsubstituierte oder substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen. Das Wasserstoffatom des Imidazolring-NH kann durch eine unsubstituierte oder substituierte Alkylgruppe substituiert sein, welche 1 bis 12 Kohlenstoffatome aufweist.
Die Ausgangsmaterialien, nämlich die 4- oder 5-Hydroxymethylimidazole umfassen als typische Beispiele die folgenden:
5-Hydroxymethylimidazol,
4-Methyl-5-hydroxymethylimidazol,
2-Methyl-5-hydroxymethylimidazol,
2-Propyl-5-hydroxymethylimidazol,
2-Butyl-5-hydroxymethylimidazol,
2-Propyl-4-chlor-5-hydroxymethylimidazol,
2-Butyl-4-chlor-5-hydroxymethylimidazol und ähnliche 5-Hydroxymethylimidazole und entsprechende 4-Hydroxymethylimidazole, die von solchen 5-Hydroxymethylimidazolen durch Austausch der Stellungen 4 und 5 abgeleitet sind.
Erfindungsgemäss wird die obige katalytische Oxidation in Gegenwart eines Edelmetallkatalysators durchgeführt. Als Edelmetallkatalysator kann ein Edelmetall (einschliesslich der metallischen Form wie auch die Form von Salzen, Oxiden oder dergleichen) erwähnt werden, ausgewählt aus der Gruppe Platin, Palladium und Gold. Insbesondere Platin und Palladium sind für die praktische Verwendung geeig-
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net. Diese Edelmetalle können in Kombination mit Wismuth, Cerium, Blei, Indium und dergleichen als zweite Komponenten verwendet werden.
Der Edelmetallkatalysator wird als solcher oder erforderlichenfalls trägergebunden wie beispielsweise auf Aktivkohle, Siliciumdioxid oder Aluminiumoxid verwendet.
Die katalytische Oxidation in Gegenwart eines solchen Edelmetallkatalysators wird in einem zweckmässigen Lösungsmittel durchgeführt. Im allgemeinen wird das Lösungsmittel in einer Menge von 3 bis 50 Gewichtsteilen pro Gewichtsteil Ausgangsmaterial verwendet.
Das verwendete Lösungsmittel umfasst unter anderem niedere Carbonsäuren (z.B. Essigsäure, Propionsäure und dergleichen) oder wässrige niedere Carbonsäuren, Alkohole (z.B. T-Butanol usw.) oder wässrige Alkohle, Ketone (z.B. Aceton, Methylethylketon usw) oder wässrige Ketone, Ether (z.B. Diox-an, Tetrahydrofuran, usw.) oder wässrige Ether und Carbonsäureester (z.B. Methylacetat, Ethylacetat, usw.) oder wässrige Carbonsäureester. Es ist vorteilhaft wässrige (wasserhaltige) Lösungsmittel vom Standpunkt der Produkteausbeute im Fall der niederen Car bonsäuren und vom Standpunkt der Produkteisolierung im Falle von anderen Lösungsmitteln zu verwenden. In diesem Fall ist es praktisch, dass der Wassergehalt 1 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-% beträgt. Nachstehend werden diese Lösungsmittel als «Lösungsmittel der Gruppe 1 » bezeichnet.
Zur Erzielung von weiteren verbesserten Produkteausbeuten ist es besonders wünschenswert, dass die katalytische Oxidation in Gegenwart der oben erwähnten Edelmetallkatalysatoren in wässrigem Alkali durchgeführt wird (i). Es ist ebenfalls wünschenswert, dass die Oxidation in einem Lösungsmittelgemisch (ii) durchgeführt wird, welches aus wässrigem Alkali und einem mit Wasser unmischbaren organischen Lösungsmittel zusammengesetzt ist. Nachstehend werden die Lösungsmittel des Typs (i) als «Lösungsmittel der Gruppe 2» und die Lösungsmittel des Typs (ii) als «Lösungsmittel der Gruppe 3» bezeichnet.
Als Alkali zur Verwendung in den Lösungsmitteln der Gruppe 2 und 3 kann Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat und Natriumacetat unter anderen erwähnt werden.
Als mit Wasser unmischbares organisches Lösungsmittel in den Lösungsmitteln der Gruppe 3 können erwähnt werden, Ketone, wie Isobutylketon, Ester, wie Ethylacetat, halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Ethylendichlorid, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol, und aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Cyclohexan. Diese organische Lösungsmittel können entweder allein oder in Kombination als Mischung von 2 oder mehr davon verwendet werden.
Vom Standpunkt des praktischen Gebrauches gelangen die mit Wasser und den wässrigen Alkalien unmischbaren Lösungsmittel in den Lösungsmitteln der Gruppe 3 im Bereich von 1:100 bis 100:1, vorzugsweise 10:1 bis 1:10 zum Einsatz.
Wenn wässriges Alkali (Lösungsmittel der Gruppe 2) als Lösungsmittel verwendet wird, sollte das Alkali in einer Menge von nicht weniger als 0,9 Mol, vorzugsweise 1,0 bis 1,5 Mol pro Mol Hydroxymethy-limidazol-Ausgangsmaterial verwendet werden. Wenn die Alkalimenge kleiner ist als 0,9 Mol, löst sich das Formylimidazolprodukt im System nicht auf.
Wenn ein Lösungsmittelgemisch (Lösungsmittel des Typs 3), welches aus einem mit Wasser und wässrigem Alkali unmischbaren organischen Lösungsmittel als Lösungsmittel verwendet wird, wird das Alkali vorteilhaft in einer Menge von nicht weniger von 0,01 Mol, vorzugsweise 0,05 bis 1,5 Mol pro Mol Hydroxymethylimidazol-Ausgangsmaterial verwendet.
Wenn Lösungsmittel der Gruppe 1 verwendet werden, wird der Katalysator zweckmässigerweise in einer Menge von 0,1 bis 50 Mol.-%, vorzugsweise 1 bis 20 Mol.-% auf Edelmetallbasis pro Mol Hy-droxymethylimidazol-Ausgangsmaterial verwendet.
Wenn Lösungsmittel der Gruppen 2 und 3 verwendet werden, wird der Katalysator vorteilhaft in einer Menge von 0,1 bis 50 Mol.-%, vorzugsweise 0,1 bis 20 Mol.-% auf Edelmetallbasis pro Mol Hydroxy-methylimidazol-Ausgangsmaterial eingesetzt.
Bei der Durchführung der katalytischen Oxidation wird der Reaktor mit einem der oben erwähnten Lösungsmittel beladen und der Katalysator und das Hydroxymethylimidazol-Ausgangsmaterial wird in den Reaktor gegeben.
Jede Komponente kann in willkürlicher Weise zugegeben werden, beispielsweise alles auf einmal, portionenweise, kontinuierlich oder tropfenweise. Im allgemeinen wird jede Komponente auf einmal zugegeben.
Wenn ein Lösungsmittel der Gruppe 1 als Lösungsmittel verwendet wird, beträgt die Reaktionstemperatur zweckmässigerweise nicht weniger als 50°C, vorzugsweise 60 bis 170°C und die Reaktionszeit liegt zweckmässigerweise im Bereich von 3 bis 24 Stunden, vorzugsweise bei 5 bis 15 Stunden.
Wenn ein Lösungsmittel der Gruppe 2 oder 3 als Lösungsmittel verwendet wird, kann die Reaktionstemperatur im Bereich von 0°C bis zur Rückflusstemperatur liegen, liegt jedoch zweckmässigerweise nicht tiefer als Zimmertemperatur, vorzugsweise bei 20 bis 80°C und die Reaktionszeit liegt zweckmässigerweise im Bereich zwischen 1 bis 24 Stunden, vorzugsweise 2 bis 15 Stunden.
Für die Durchführung der katalytischen Oxidationsreaktion wird Sauerstoff oder Luft in das Reaktionssystem eingeführt. Das System kann unter Atmosphärendruck oder unter erhöhtem Druck durchgeführt werden. Die Einleitung von Sauerstoff oder Luft wird mit einer Geschwindigkeit von 0,001 bis 1,0 Liter pro Minute und pro Liter der flüssigen Reaktionsmischung durchgeführt. Wenn keine Sauerstoffabsorbti-on mehr beobachtet wird, wird die Reaktion unterbrochen und der Katalysator von der Reaktionsmischung durch Filtration entfernt.
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Wenn ein Lösungsmittel der Gruppe 1 verwendet wird, wird das Filtrat unter reduziertem Druck konzentriert und Kristalle des gewünschten Formylimidazols werden gesammelt und nötigenfalls einer weiteren Reinigung unterworfen.
Wenn ein Lösungsmittel der Gruppe 2 verwendet wird, wird das Formylimidazol aufgelöst im Filtrat in Form eines Salzes gefunden und folglich wird das Filtrat mit einer anorganischen Säure wie Schwefelsäure oder Salzsäure neutralisiert und die Kristalle des Formylimidazolproduktes werden gesammelt und nötigenfalls einer weiteren Reinigung unterworfen.
Wenn ein Lösungsmittel der Gruppe 3 verwendet wird, wird das Filtrat mit einer Säure neutralisiert und dann stehen gelassen, damit es sich in zwei Schichten auftrennt und anschliessend wird die wässrige Schicht abgetrennt und die organische Schicht unter reduziertem Druck konzentriert, wobei Kristalle des Formylimidazolproduktes gesammelt und nötigenfalls einer weiteren Reinigung unterworfen werden.
Die Ausbeute des gewünschten Produktes ist nicht kleiner als 60%, wenn Lösungsmittel der Gruppe 1 verwendet werden und wenn Lösungsmittel der Gruppen 2 oder 3 verwendet werden, ist sie nicht kleiner als 90% auf Basis des Hydroxymethylimidazol-Ausgangsmaterials.
Das Verfahren der Erfindung ermöglicht, dass die gewünschten Formylimidazole erhalten werden können, welche als Rohmaterialien für die Herstellung von Medikamenten, wie Diuretica und Antihypertensiva nützlich sind, durch Methoden der katalytischen Oxidation unter Verwendung eines Edelmetallkatalysators, welcher im industriellen Massstab leicht zu handhaben ist und im weiteren durch Verwendung eines spezifischen Lösungsmittel. Demzufolge ist das erfindungsgemässe Verfahren im Hinblick auf eine ökonomische und kommerzielle Produktion sehr vorteilhaft.
Die nachstehenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung. In den Beispielen 1 bis 7 werden Lösungsmittelgemische eingesetzt, die aus einem mit Wasser unmischbaren organischen Lösungsmittel und einem wässrigen Alkali zusammengesetzt ist (Lösungsmittel der Gruppe 3). In den Beispielen 8 bis 13 gelangen Lösungsmittel zum Einsatz, welche ein wässriges Alkali enthalten (Lösungsmittel der Gruppe 2). In den Beispielen 14 bis 19 werden wässrige Lösungsmittel verwendet (Lösungsmittel der Gruppe 1).
Beispiel 1
2-n-Butyl-4-chlor-5-hydroxymethylimidazol (11,4 g, 60 Millimol) wurde in 210 ml Methylisobutylketon aufgelöst und 30 ml wässriges Alkali mit 0,24 g (6 Millimol) darin aufgelöstem Natriumhydroxyd wurde zur Lösung gegeben. Nach der weiteren Zugabe von 4,8 g eines Platinwismuth-Katalysators (5% Platin und 2% Wismuth aufgetragen auf Aktivkohle; Wassergehalt 50%) (die Menge des verwendeten Platins beträgt 0,6 Millimol), wurde die Temperatur des Systems auf 75°C erhöht und die katalytische Oxidation durchgeführt, indem Sauerstoff in die Mischung mit einer Geschwindigkeit von 80 ml/Min während 4 h und unter Rühren geblasen wurde.
Nach Beendigung der Reaktion wurde der Katalysator von der Reaktionsmischung abfiltriert und das Filtrat mit verdünnter Schwefelsäure pH der wässrigen Phase: 7) verdünnt und dann zum Auftrennen in zwei Schichten stehengelassen. Die wässrige Schicht wurde abgetrennt und die organische Schicht wurde unter reduziertem Druck bei 50°C konzentriert, wobei hellgelbe Kristalle in 75%iger Ausbeute erhalten wurden.
Die Infrarotspektroskopie und die Kernresonanzspektroskopie (NMR) verifizierte, dass das kristalline Produkt 2-n-Butyl-4-chlor-5-formylimidazol war.
Beispiel 2
Es wurde dem Verfahren nach Beispiel 1 gefolgt, mit Ausnahme, dass Kaliumhydroxyd an Stelle von Natriumhydroxid verwendet wurde und die Reaktion bei 77°C während 5 h durchgeführt wurde, wobei 2-n-Butyl-4-chlor-5-formylimidazol in 94%iger Ausbeute erhalten wurde.
Beispiel 3
Es wurde dem Verfahren nach Beispiel 1 gefolgt, mit der Ausnahme, dass Ethylendichlorid an Stelle des Methylisobutylketon-Lösungsmittels verwendet wurde, wobei 2-n-Butyl-4-chlor-5-formylimidazol in 88%iger Ausbeute erhalten wurde.
Beispiel 4
Es wurde dem Verfahren nach Beispiel 1 gefolgt, mit der Ausnahme, dass Toluol an Stelle des Lösungsmittels Methylisobutylketon verwendet wurde, wobei 2-n-Butyl-4-chlor-5-formylimidazol in einer Ausbeute von 90% erhalten wurde.
Beispiel 5
2-n-Butyl-5-hydroxymethylimidazol (18,5 g, 120 Millimol) wurde in 210 ml aufgelöst und 30 ml eines
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wässrigen Alkalis mit 0,48 g (12 Millimol) Natriumhydroxid darin aufgelöst wurde zur Lösung gegeben. Nach einer weiteren Zugabe von 2,4 g eines Platin-Wismuth-Katalysators (5% Platin und 2% Wismuth, aufgetragen auf Aktivkohle; Wassergehalt 50%) (die verwendete Platinmenge betrug 0,3 Millimol) wurde die Temperatur auf 80°C erhöht und die katalytische Oxidation wurde unter Einblasen von Sauerstoff in die Mischung mit einer Geschwindigkeit von 80 ml/Min. während 5 Minuten unter Rühren durchgeführt.
Nach der Beendigung der Reaktion wurde der Katalysator von der Reaktionsmischung abfiltriert und das Filtrat wurde mit verdünnter Schwefelsäure neutralisiert und dann unter Auftrennen in zwei Schichten stehen gelassen. Die wässrige Schicht wurde aufgetrennt und die organische Schicht wurde unter reduziertem Druck bei 50°C konzentriert, wobei hellgelbe Kristalle in einer 93%igen Ausbeute erhalten wurden. Die Infrarotspektroskopie und die NMR-Spektroskopie verifizierten, dass das kristalline Produkt 2-n-Butyl-5-formylimidazol war.
Beispiel 6
Die katalytische Oxidation wurde im Anschluss an das Verfahren gemäss Beispiel 5 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass 2,4 g Platinschwarz (die Menge des verwendeten Platinschwarz betrug 12,3 Millimol) als Katalysator verwendet wurde. Die Infrarotspektroskopie und die NMR-Spektroskopie verifizierten, dass das erhaltene Produkt 2-n-Butyl-5-Formylimidazol war. Die Ausbeute betrug 91%.
Beispiel 7
Das Verfahren gemäss Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 4-Methyl-5-hydroxme-thylimidazol als Ausgangsmaterial verwendet wurde. Die Infrarotspektroskopie und die NMR-Spektroskopie verifizierten, dass das erhaltene Produkt 4-Methyl-5-formylimidazol war. Die Ausbeute betrug 82%.
Beispiel 8
2-n-Butyl-4-chlor-5-hydroxymethylimidazol (20,0 g, 105 Millimol) wurde in 200 ml eines wässrigen Alkali suspendiert, welches 5,1 g (128 Millimol) darin aufgelöstes Natriumhydroxyd enthielt und nach einer weiteren Zugabe von 5,4 g eines Platin-Wismuth-Katalysators (5% Platin und 2% Wismuth, aufgetragen auf Aktivkohle; Wassergehalt 50%) (die Menge des verwendeten Platins betrug 0,7 Millimol) wurde die katalytische Oxidation durchgeführt, indem Sauerstoff in die Mischung mit einer Geschwindigkeit von 80 ml/Min. während 2,5 Stunden unter Rühren bei Zimmertemperatur (21 bis 26°C) durchgeführt.
Nach Beendigung der Reaktion wurde der Katalysator von der Reaktionsmischung abfiltriert und das Filtrat wurde mit 20% Schwefelsäure neutralisiert, wobei hellgelbe Kristalle in einer Ausbeute von 95% erhalten wurden. Die Infrarotspektroskopie und die NMR-Spektroskopie verifizierten, dass das kristalline Produkt 2-n-Butyl-4-chlor-5-formylimidazol war.
Beispiel 9
Das Verfahren gemäss Beispiel 8 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass Kaliumhydroxid an Stelle von Natriumhydroxid verwendet wurde. Es wurde 2-n-Butyl-4-chior-5-formyIimidazol in 94%iger Ausbeute erhalten.
Beispiel 10
Das Verfahren von Beispiel 8 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, das Kaliumkarbonat an Stelle von Natriumhydroxid verwendet wurde. Es wurde 2-n-Butyl-4-chlor-5-formylimidazol in 83%iger Ausbeute erhalten.
Beispiel 11
2-n-Butyl-5-hydroxymethylimidazol (7,5 g, 48 Millimol) wurde in 200 ml wässrigem Alkali aufgelöst, welches 2,0 g (50 Millimol) Natriumhydroxid enthielt und nach einer weiteren Zugabe von 2,0 g eines Platinismuth-Katalysators (5% Platin und 2% Wismuth, aufgetragen auf Aktivkohle; Wassergehalt 50%) (die Menge des verwendeten Wismuths betrug 0,26 Millimol) wurde die katalytische Oxidation durchgeführt, indem Sauerstoff in die Mischung mit einer Geschwindigkeit von 80 ml/Min. unter Rühren bei Zimmertemperatur nach 6 Stunden und dann bei 65°C während 2 Stunden durchgeführt.
Nach Beendigung der Reaktion wurde der Katalysator von der Reaktionsmischung abfiltriert und das Filtrat wurde mit 20% Schwefelsäure neutralisiert, wobei hellgelbe Kristalle in 91 %iger Ausbeute erhalten wurden. Die Infrarotspektroskopie und die NMR-Spektroskopie verifizierten, dass das kristalline Produkt 2-n-Butyi-5-Formylimidazol war.
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Beispiel 12
Das Verfahren gemäss Beispiel 11 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 1,0 g Platinschwarz (Menge des verwendeten Platin schwarz 5,1 Millimol) als Katalysator verwendet wurde. Die Infrarotspektroskopie und die NMR-Spektroskopie verifizierten, dass das erhaltene Produkt 2-n-Butyl-5-Formy-limidazol war. Die Ausbeute betrug 92%.
Beispiel 13
Das Verfahren gemäss Beispiel 8 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass 4-Methyl-5-hydroxyme-thylimidazol als Ausgangsmaterial verwendet wurde. Die Infrarotspektroskopie und die NMR-Spektroskopie verifizierten, dass das erhaltene Produkt 4-Methyl-5-formylimidazol war. Die Ausbeute betrug 83%.
Beispiel 14
2-n-Butyl-5-hydroxymethylimidazol (7,7 g, 50 Millimol) wurde in 210 ml einer 25% Lösung von T-Bu-tanol in Wasser aufgelöst, und nach Zugabe von 1 g Platinschwarz (Menge des verwendeten Platinschwarz 5,1 Millimol) wurde die Temperatur des Systems auf 77°C erhöht und die katalytische Oxidation wurde durchgeführt, indem Sauerstoff in das System eingeblasen wurde bei einer Geschwindigkeit von 200 ml/Min. während 6 Stunden unter Rühren.
Nach Beendigung der Reaktion wurde der Katalysator von der Reaktionsmischung abfiltriert und das Filtrat wurde unter reduziertem Druck auf 50°C konzentriert, wobei 7,8 g (0,046 Mol) hellgelbe Kristalle erhalten wurden. Die gaschromatographische Analyse zeigte auf, dass das kristalline Produkt eine Reinheit von 90% besass und die Ausbeute 92% war. Die Infrarotspektroskopie und NMR-Spektroskopie verifizierten, dass das kristalline Produkt 2-n-Butyl-5-formylimidazol war.
Beispiel 15
Es wurde dem Verfahren gemäss Beispiel 14 gefolgt, mit der Ausnahme, dass eine 50%ige wässrige Essigsäurelösung als Lösungsmittel verwendet wurde und die Reaktionstemperatur auf 95°C erhöht wurde, wonach 2-n-Butyl-5-formylimidazol in 68%iger Ausbeute erhalten wurde.
Beispiel 16
Es wurde dem Verfahren nach Beispiel 14 gefolgt, mit der Ausnahme, dass eine 30% Lösung von T-Butanol in Wasser als Lösungsmittel verwendet wurde und 5,0 g Platin auf Aktivkohle (10 Gew.-% trägergebundenes Platin) (Platinmenge 3,56 Millimol) als Katalysator verwendet wurde. 2-n-Butyl-5-formy-limidazol wurde in 72%iger Ausbeute erhalten.
Beispiel 17
Es wurde dem Verfahren gemäss Beispiel 14 gefolgt, mit der Ausnahme, dass eine 25% Lösung von T-Butanol in Wasser als Lösungsmittel und 5,0 g Palladium auf Aktivkohle) 10 Gew.-% trägergebundenes Palladium) (Menge des verwendeten Palladiums 4,7 Millimol) als Katalysator verwendet wurde. Es wurde 2-n-Butyl-5-formyIimidazol in 60%iger Ausbeute erhalten.
Beispiel 18
2-n-Butyl-4-chlor-5-hydroxymethylimidazol (3,8 g, 20 Millimol) wurde in 200 ml einer 25%igen T-Buta-nol in Wasser aufgelöst und nach Zugabe von 0,4 g Platinschwarz (Menge des verwendeten Platinschwarz 2,05 Millimol) wurde die Temperatur auf 77°C erhöht und die katalytische Oxidation wurde durch Einblasen von Sauerstoff in die Mischung mit einer Geschwindigkeit von 200 ml/Min. während 6 Stunden unter Rühren durchgeführt.
Nach der Beendigung der Reaktion wurde der Katalysator von der Reaktionsmischung abfiltriert und das Filtrat wurde abgekühlt um eine Ausfällung der Kristalle zu erwirken. Die Kristalle wurde durch Filtration gesammelt und getrocknet, wonach 2,8 g eines hellgelben kristallinen Produktes erhalten wurde. Die flüssigchromatographische Reinheitsanalyse ergab, dass das kristalline Produkt eine Reinheit von 98% aufwies und die Ausbeute 74% war. Die Infrarotspektroskopie und die NMR-Spektroskopie verifizierten, dass das kristalline Produkt 2-n-Butyl-4-chlor-5-formylimidazol war.
Beispiel 19
Unter Verwendung von 3,5 g (20 Millimol) 2-n-Propyl-4-chlor-5-hydroxmethylimidazol an Stelle von 2-n-Butyl-4-chlor-5-hydroxymethylimidazol wurde dem Verfahren gemäss Beispiel 18 zur katalytischen Oxidation gefolgt.
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Nach Beendigung der Reaktion wurde der Katalysator von der Reaktionsmischung abfiltriert und das Filtrat wurde unter reduziertem Druck auf etwa 5 ml konzentriert, wobei Kristalle ausgefällt wurden. Die Kristalle wurden durch Filtration gesammelt und getrocknet. Es wurden demzufolge 2,5 g eines hellgelben kristallinen Produktes erhalten. Die Flüssigchromatographie-Reinheitsanalyse ergab, dass das kristalline Produkt eine Reinheit von 97% aufwies und die Ausbeute 69% betrug. Die Infrarotspektroskopie und die NMR Spektroskopie verifizierten, dass das genannte Produkt 2-n-Propyl-4-chlor-5-formylimida-zol war.
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls substituierten Formylimidazolen durch katalytische Oxidation von gegebenenfalls substituierten 4- oder 5-Hydroxymethylimidazolen, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische Oxidation unter Einblasen von Sauerstoff oder Luft in das Reaktionssystem in Gegenwart eines Edelmetallkatalysators durchgeführt wird.
2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegebenenfalls substituierten 4-oder 5-Hydroxymethylimidazole folgende Formeln besitzen:
x CHiOH
w
N NH !
R
5-Hydroxymethylimidazol-Verbindung bzw.
HOH2C X
i=r
N NH
l
R
4-Hydroxymethylimidazol-Verbindung, worin R Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, X Wasserstoff oder Halogen oder gegebenenfalls substituiertes Alkyl mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeutet und das Wasserstoffatom am Imidazolring-NH gegebenenfalls durch eine unsubstituierte oder substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen substituiert sein kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gegebenfalls substituierten
4- oder 5-Hydroxymethylimidazole aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind:
5-Hydroxymethylimidazol,
4-MethyI-5-hydroxymethylimidazol,
2-Methyl-5-hydroxymethylimidazol,
2-PropyI-5-hydroxymethylimidazol,
2-Butyl-5-hydroxymethylimidazol,
2-Propyl-4-chlor-5-hydroxymethylimidazol,
2-Butyl-4-chlor-5-hydroxymethy!imidazol.
4. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Edelmetallkatalysator ein Platin- oder Palladiumkatalysator ist.
5. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische Oxidation in Gegenwart eines Edelmetallkatalysators in einem Lösungsmittel, das wässriges Alkali enthält, durchgeführt wird.
6. Verfahren gemäss Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytische Oxidation in
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CH 685 496 A5
Gegenwart eines Edelmetallkatalysators in einem Lösungsmittelgemisch durchgeführt wird, welches aus wässrigem Alkali und aus einem mit Wasser unmischbarem organischem Lösungsmittel zusammengesetzt ist.
7. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Wasser unmischbare organische Lösungsmittel Methylisobutylketon ist.
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