CS223348B1 - Způsob přípravy 2-{2‘-íuryl)-b2nzimií!azolu - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu přípravy 2-(2‘- -furyl)-benzimidazolu reakcí alkoholového roztoku o-fenylendiaminu nebo reakční směsi po chemické nebo katalytické redukci O-nitroanilinu v alkoholu s reakční směsí obsahující furfuralbisulfit, která se získá réakcí furfuralu s roztokem alkalického disiřičitanu nebo hydrogensiřičitanu ve vodě.

Description

Vynález se týká způsobu přípravy 2-(2‘-furyl)-benzimidazolu, který je pro své funglcidní vlastnosti (G. Schumann: Nachr. DeutschPfl. Sch. Dienst, 1969, 28, 1) používán v zemědělství k moření osiv proti houbovým chorobám,

2-(2‘-furyl)-benzlmidazol lze připravit reakcí o-fenylendiamlnu s furfuralem, izolací vzniklé Schiffovy báze a její oxidací například nitrobenzenem [D. Jerchel, H. Fischer a M. Kracht: Ann. 575, 162 (1952)], octanem olovičitým [F. F. Stephens a J. D. Bower: J. Chem. Soc., 1922 (1950)] nebo octanem měďnatým a rozložením vzniklého nerozpustného komplexu 2-(2‘-f uryl J-benzimidazolu s jednomocnou mědí sirovodíkem [R. Weidenhagen: Ber. 2263 (1936)]. Velkou nevýhodou uvedených metod, omezující případně zcela vylučující jejich průmyslové využití je v případě cyklizace octanem olovičitým nutnost čištění produktu na sloupci kysličníků hlinitého nebo v případě octariu měďnatého nutnost štěpení komplexu sirovodíkem. Údaje o výtěžcích těchto metod se značně liší a pohybují se od 25 do max. 60 procent teorie.

Další možnost přípravy 2-substltuovaných derivátů benzimidazolu poskytuje reakce hydrochloridů odpovídajících imidoesterů s o-fenylendiaminem [R. C. DeSelms: J. Org. Chem., 27, 2163 (1962); P. M. G. Bavin: J. Med. Chem. 9, 788 (1966)]. Zjevná nevýhoda tohoto· postupu spočívá především v obtížné dostupnosti výchozích imidoesterů.

Jiný způsob přípravy 2-(2‘-furyl)-benzimidazolu a dalších 2-substituovaných derivátů spočívá v reakci o-nitroanilinu s příslušným aldehydem nebo kyselinou v plynné fázi za hydrogenačních podmínek na loži katalyzátoru ze skupiny platinových kovů na vhodném nosiči (brit. patent 1083 201). Podobně podle brit. patentu 966 796 lze při přípravě 2-substituovaných derivátů benzimidazolu vyjít z o-nitroanilinu, který reaguje v inertním· rozpouštědle s příslušnou karboxylovou kyselinou, alkylesterem nebo halogenidem této kyseliny. V dalším kroku se vzniklý nitroanilid redukuje. V závislosti na použitém postupu redukce (katalytidy, železem v kyseliny chlorovodíkové nebo zinkem v kyselině octové) je nutno volit ve všech případech poměrně komplikovaný postup izolace a čištění konečného produktu.

Obecně, bez udání potřebných podrobností, je popsána příprava některých derivátů benzimidazolu reakcí aromatických orto-diaminů s aldehydbisulfitem v prostředí vroucího· ethylalkoholu [H. F. Ridley, R. G. W. Spickett, G. M. Timimis: J. Heterocyclic Chem., 2, 453 (1965)]. Při reprodukci tohoto postupu se však v žádném případě nepodařilo dosáhnout přijatelných výsledků při přípravě 2-(2‘-furyl)-benzimidazolu. Nepříznivě se projevila nejen izolace velmi stabilního furfuralbisulfitu ale i konečný způsob izolace vlastního produktu.

Nevýhody dosavadních postupů podstatně snižuje způsob přípravy 2-(2‘-f uryl)-benzimidazolu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na roztok o-fenylendiaminu v alifatickém nasyceném Ci až C3 alkoholu působí při teplotě 20 až 100 °C reakční směsí získanou smíšením vodného roztoku alkalického disiřičltanu nebo hydrogensiřičitanu s furfuralem a látka se izoluje. Je výhodné, činí-li celkové množství rozpouštědel v reakční směsi čtyř- až šestinásobek hmotnosti použitého o-fenylendiaminu, s výhodou 5,2 násobek, přičemž výsledná koncentrace použitého alkoholu činí 25 až 75 % objemových, s výhodou 50 %. Místo izolovaného o-fenylendiaminu lze k reakci použít reakční směs obsahující tuto látku získanou chemickou nebo katalytickou redukcí o-nitroanilinu. Přidávání reakční směsi získané smíšením vodného roztoku alkalického disiřičitanu nebo hydrogensiřičitanu s furfuralem se provádí za varu. K smísení přidávané reakční směsi se s výhodou použije alkalický disiřičitan v množství 50 až 300 % molárních nebo alkalický hydrogensiřičitan v množství 100 až 600 % molárních vztaženo na furfural, přičemž množství použitého furfuralu činí 100 až 120 % molárních, vztaženo na o-fenylendiamin, s výhodou 105 %.

Reakce probíhá zpočátku v roztoku a později v dobře míchatelné směsi, současně se však nesnižuje výtěžek vyloučeného reakčního produktu. Kromě toho v 50% vodném alkoholu prakticky nedochází k nežádoucímu vyloučení ve vodě nerozpustných barevných vedlejších reakčních zplodin. Reakce se vede tak, že roztoky reakčních komponent se v libovolném pořadí postupně mísí za míchání při teplotě 20 až 100 °C, nejlépe však postupným přidáváním vodného roztoku furfuralbisulfitu do alkoholického roztoku o-fenylendiaminu zahřátého k varu. Rychlost přidávání se řídí tak, aby reakční teplo mírně exotermní reakce udržovalo reakční směs ve varu. Po smísení reakčních komponent se reakční směs vaří ještě 30 minut a míchá bez dalšího zahřívání po dobu minimálně čtyř hodin a po ochlazení reakční směsi na teplotu 5 až 25 °C se produkt izoluje.

Postup podle vynálezu je ilustrován následujícími příklady provedení:

Příklad 1

Roztok 108,1 g (1 mol) o-fenylendiaminu se 325 ml ethanolu se zahřeje k varu a za mírného· refluxu a za míchání se přidává roztok furfuralbisulfitu, který se předem připraví rozpuštěním 195 g (1,025 mol) disiřičitanu sodného a 98,5 g (1,025 molu) furfuralu ve 325 ml vody. Rychlost přidávání roztoku furfuralbisulfitu se řídí tak, aby byl udržován mírný reflux rozpouštědla. Z reakěního prostředí se přitom postupně vylučuje 2-(2‘-furyl)-benzimidazol. Po 30 mí223348 nutách varu se reakční směs míchá minimálně 4 hodiny bez dalšího zahřívání a po ochlazení na cca 15 °C se vyloučený produkt odsaje, promyje postupně 250 ml 50% ethanolu a 500 ml vody a usuší. Výtěžek 2-(2‘-furylj-benzimidazolu činí 140 g (tj. 76 % teorie vztažen na výchozí o-fenylendiamin), teplota tání 281 až 283 °C.

Příklad 2

Reakce se provádí stejně jako v příkladě 1 s tím rozdílem, že jako alifatický alkohol se použije methanol a místo disiřičitanu sodného se použije ekvivalentní množství hydrogensiřičitanu sodného. Výtěžek činí 135 g (tj. 7i3,3 % vztaženo na výchozí o-fenylendiamin), teplota tání 280 až 283 °C.

Příklad 3

Suspenze 138,12 g (1 mol) o-nitroanilinu a 200 g zinkového prachu ve 300 ml ethanolu se za míchání zahřeje k varu, zahřívání se přeruší a do suspenze se postupně za pokračujícího míchání přidává 20% hydroxid sodný (celkem 50 ml) tak, aby reakce pro bíhala, za mírného refluxu rozpouštědla. Doba dávkování činí asi 2 až 2,5 hodiny. Po ukončení redukce, které je indikováno odbarvením reakční směsi, se přidá 1 g dithioničitanu sodného, reakční směs se za horka zfiltruje a kysličník zinečnatý se na filtru promyje 100 ml horkého ethanolu. Ke spojeným filtrátům se přidá 45 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové a roztok se zahřeje k varu. Za současného oddestilování 200 ml ethanolu se do takto připravené reakční směsi s obsahem o-fenyléndiaminu přikape za mírného refluxu a za míchání roztok furfuralbisulfitu, který se předem připraví rozpuštěním 195 g (1,025 molu) disiřičitanu sodného a 98,5 g (1,025 molu) furfuralu ve 325 ml vody. Rychlost přidávání roztoku furfuralbisulfitu se řídí tak, aby byl udržován mírný reflux rozpouštědla. Z reakčního prostředí se přitom, postupně vylučuje 2 (2‘-furyl)~benzimidazol. Reakční směs se ještě 30 minut zahřívá k varu a poté míchá další 4 hodiny při teplotě místnosti. Po ochlazení na cca 15 °C se vyloučený produkt odsaje, postupně promyje 250 ml 50% ethanolu a 500 ml vody a usuší. Výtěžek 2-(2‘-furyl)-benzimidazolu činí 133 g (tj. 72 % teorie vztaženo na výchozí o-nitroanilin), teplota tání 282 až 284 °C.

Příklad 4

Suspenze 172,5 g (1,25 molu) o-nitroanilinu a 15 g vlhkého Raneyova niklu v 500 ml ethanolu se hydrogenuje v autoklávu za míchání při teplotě 50 °C a tlaku 2,5 až 3,0 MPa až do ukončení spotřeby vodíku. Vzniklý roztok o-fenylendiaminu se za horka oddělí dekantací nebo filtrací od katalyzátoru, katalyzátor se promyje dvakrát 25 ml horkého ethanolu a spojené roztoky se zahřejí pod zpětným chladičem k varu. Za míchání se do roztoku dávkuje roztok furfuralbisulfitu, který se předem připraví rozpuštěním 225 g (1,18 molu) disiřičitanu sodného a 123 g (1,28 molu) furfuralu v 500 ml vody. Rychlost přidávání roztoku furfuralbisulfitu se řídí tak, aby byl udržován mírný reflux rozpouštědle. Z roztoku se přitom postupně vylučuje reakční produkt. Reakční směs se ještě 30 minut zahřívá k varu a poté míchá další 4 hodiny při teplotě místnosti. Po ochlazení na cca 15 °C se vyloučený produkt odsaje, postupně promyje 250 ml 50% ethanolu a 500 ml vody a usuší. Získá se 150 g 2-(2‘-furyl)-benzimidazolu (tj. 65 % teorie vztaženo na výchozí o-nitroanilin j, teplota tání 283 až 284 °C.

Způsobem podle vynálezu se dosahují vyšší výtěžky než při dosud známých postupech a z reakce se získá produkt dostatečné kvality bez nutnosti dalšího čištění. Způsob umožňuje snadnou průmyslovou realizaci.

Claims (6)

1. Způsob přípravy 2-(2‘-furyl)-benzimidazolu vyznačený tím, že sé na roztok o-fenylendiaminu v alifatickém nasyceném Ci až C3 alkoholu působí při teplotě 20 až 100 °C reakční směsí získanou smísením vodného roztoku alkalického disiřičitanu nebo hydrogensiřičitanu s furfuralem a látka se izoluje.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že celkové množství rozpouštědel v reakční směsi činí 4- až 6násobek hmotnosti použitého o-fenylendiaminu, s výhodou 5,2násobek, přičemž výsledná koncentrace použitého alkoholu činí 25 až 75 % objemových, s výhodou 50 %.

3. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že místo izolovaného o-fenylendiaminu se k reakcf použije reakční směs obsahující tuto

T vynalezu látku, získaná chemickou nebo katalytickou redukcí o-nitroanilinu.

4. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že přidávání reakční směsi získané smísením vodného roztoku alkalického disiřičitanu nebo hydrogensiřičitanu s furfuralem se provádí za varu.

5. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že k smísení přidávané reakční směsi se použije alkalický disiřičitan v množství 50 až 300 % molárních nebo alkalický hydrogensiřičitan v množství 100 až 600 % vztaženo na furfural.

6. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že množství použitého furfuralu činí 100 až 120 % molárních vztaženo na o-fenylendiamin, s výhodou 105 %.