DE1077222B

DE1077222B - Verfahren zur Herstellung von Benzimidazolylidenverbindungen

Info

Publication number: DE1077222B
Application number: DEG23589A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich Haeusermann
Original assignee: JR Geigy AG; National Starch and Chemical Investment Holding Corp
Current assignee: Novartis AG; National Starch and Chemical Investment Holding Corp
Priority date: 1956-12-21
Filing date: 1957-12-20
Publication date: 1960-03-10
Also published as: FR1195348A; CH348967A; GB874209A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Benzimidazolylidenverbindungen, d. h. von Stoffen, in welchen einen organischen Rest mittels einer doppelt gebundenen Methingruppe mit einem 2-Benzimidazolylrest verknüpft ist.

Es ist bekannt, daß sich l,2-Bis-(2'-benzazolyl)-vinylverbindungen durch ihre Fluoreszenz auszeichnen. Einige Glieder dieser Verbindungsklasse haben als optische Aufhellungsmittel erhebliche technische Bedeutung erlangt, beispielsweise l,2-Bis-(2'-benzimidazolyl)-vinylverbindungen und einige 1,3,5-Triarylpyrazolinverbindungen. Es hat sich nun herausgestellt, daß auch die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Benzimidazolylidenverbindungen wertvolle optische Aufhellen oder Zwischenprodukte zu ihrer Herstellung sind.

Es wurde gefunden, daß man Benzimidazolylidenverbindungen erhält, wenn man organische Verbindungen mit einer aktivierten Methyl- oder Methylengruppe, gegebenenfalls in Gegenwart von sauren oder basischen Katalysatoren, mit Benzimidazol-2-aldehyden unter Wasserabspaltung kondensiert.

Besonders wertvolle Stoffe werden dabei erhalten, wenn man aromatische Verbindungen mit einer aktivierten Methylgruppe verwendet. Darin kann der aktivierende aromatische Rest entweder ein negativ substituierter isocyclisch-aromatischer Rest, beispielsweise ein nitrierter Benzolrest, oder ein tertiären Ringstickstoff enthaltender heterocyclisch - aromatischer Rest, beispielsweise ein Pyridin- oder ein Azolrest sein. In beiden Fällen werden l-(2'-Benzimidazolyl)-vinylverbindungen erhalten, welche in 2-Stel lung der Vinylgruppe einen aromatischen Rest aufweisen, welcher entweder der aromatisch-isocyclischen oder der aromatisch-heterocyclischen Reihe angehört. Ist der heterocyclische Rest ein Benzimidazol- oder ein Benzoxazolrest, so sind die erfindungsgemäßen Kondensationsprodukte direkt wertvolle optische Aufheller; ist der isocyclisch-aromatische Rest ein p-Nitn> phenylrest, so sind sie wertvolle Zwischenprodukte für deren Herstellung.

Die erfindungsgemäß als Ausgangsstoffe verwendeten Benzimidazol-2-aldehyde sind teilweise bekannte, teilweise neue Verbindungen, welche man nach bekannten Methoden in guten Ausbeuten gewinnen kann. So kann man 1,2-Diaminobenzolverbindungen, welche entweder zwei primäre oder eine primäre und eine sekundäre Aminogruppe enthalten, mit Glyoxylsäurealkylester-dialkylacetalen zu entsprechenden Benzimidazol-2-aldehydacetalen kondensieren und die Acetal- zur Aldehydgruppe verseifen, oder man kann diese Diaminobenzolverbindungen bzw. ihre halogenwasserstoffsauren Salze mit Dichloressigsäure oder mit Dibromessigsäure zu 2-Dihalogen-Verfahren zur Herstellung
von B enzimidazolylidenverbindungen

Anmelder:
J. R. Geigy A.-G., Basel (Schweiz)

Vertreter: Dr. F. Zumstein

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Assmann,
Patentanwälte, München 2, Bräuhausstr. 4

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 21. Dezember 1956

Dr. Heinrich Häuserniann, Basel (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

methyl-benzimidazolen kondensieren, dann diese beispielsweise mit Hilfe von Salzen niederer Fettsäuren zu den entsprechenden Bisacyloxymethylverbindungen und diese zu den Aldehyden verseifen. Brauchbare Aldehyde sind beispielsweise der Benzimidazol-2-aldehyd und seine im Benzolring durch inerte Gruppen substituierten Abkömmlinge. Als inerte Substituenten kommen beispielsweise Alkylgruppen, wie Methyl-, Äthyl-, Butyl-, Amylgruppen, Halogene, wie Fluor, Chlor, Brom, Alkoxygruppen, wie Methoxy-, Äthoxy-, Butoxygruppen, Cyangruppen, Carbonsäureester- und Amidgruppen, Alkyl- und Arylsulfonylgruppen, Sulfonsäureamidgruppen, wie Sulfonsäuredimethyl-, -diäthyl- oder -dibutylsulfamidgruppen, in Betracht. Als besonders günstig haben sich die in 1-Stellung substituierten Benzimidazol-2-aldehyde erwiesen, insbesondere die durch niedere Alkylgruppen, wie Methyl-, Äthyl, Butyl-, Hydroxyäthyl-, Cyanäthyl-, Hydroxypropyl-, Methoxy- oder Äthoxyäthylgruppen, substituierten. Bevorzugt werden wegen der guten Löslichkeit in organischen Medien der 1-Methylbenzimidazol-2-aldehyd und der Hydroxyäthylbenzimidazol-2-aldehyd.

Als organische Verbindungen mit einer aktivierten Methylen- bzw. Methylgruppe kommen die bekannten Komponenten der verschiedenen Aldehydkondensationen in Betracht, d. h. Verbindungen, welche der Formel X—CH₂—Y entsprechen, wobei X eine elektrophile Gruppe und Y Wasserstoff, eine inerte organische Gruppe, beispielsweise eine Alkyl- oder Phenylgruppe oder ebenfalls eine gleiche oder ver-

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schiedene elektrophile Gruppe bedeutet. Als elektrophile Gruppen kommen dabei beispielsweise die Carbonylgruppe, die Carboxylgruppe, die funktioneilen Derivate von Carboxylgruppen, beispielsweise Carbonsäureestergruppen und Carbonsäureamidgruppen, die Cyangruppe, die Nitrogruppe, die Ammoniumgruppe, tertiären Stickstoff enthaltende aromatische Heterocyclen, insbesondere in Form ihrer Ammoniumsalze, negativ substituierte aromatische-isocyclische Reste, beispielsweise nitrierte Phenylreste, insbesondere o- und/oder p-Nitrophenylreste in Betracht. Beispielsweise seien genannt: Acetophenon, Phenylessigsäure, Benzylcyanid, Cyanessigsäureester und -amide, offene und ringförmige 1,3-Diketone, wie Acetylaceton, 1,3- Indandion, 5,5 -Dimethyl -1,3 - diketocyclohexan, Malonsäure in Form der Ester und Amide, einschließlich der ringförmigen Amide, wie beispielsweise 1,3-Diketopyrazolidine, Acylessigsäuren in Form der Ester und Amide einschließlich der ringförmigen Amide, wie beispielsweise 5-Pyrazolone. Besondere Erwähnung verdienen die heterocyclischen Methylverbindungen, welche in o- oder p-Stellung zu einem tertiären Ringstickstoffatom eine aktivierte Methylgruppe enthalten, insbesondere in Form ihrer Ammoniumsalze. Als Beispiele seien genannt: 2-Methylpyridine, 4-Methylpyridine, Methylpyrimidine, Methylpyridazin, Methylpyrazin, 9-Methyl-10-azaphenanthren, 2-Methylchinoline, 4-Methylchinoline, 2-Methylbenzoxazole und insbesondere 2-Methylbenzimidazole. Besonders die letztgenannten Verbindungen liefern direkt als optische Aufheller brauchbare Verbindungen. Besondere Erwähnung verdienen auch die 4-Nitro-l-methylbenzolverbindungen, welche in 2-Stellung eine negative Gruppe enthalten, beispielsweise eine Alkylsulfonyl-, eine Sulfonsäureester, eine SuI-fonsäureamid- oder eine Cyangruppe. Die damit erfindungsgemäß erhältlichen 2-(4"-Nitrostyryl)-benzimidazolverbindungen stellen wertvolle Zwischenprodukte für die Herstellung von optischen Aufhellungsmitteln dar.

Die Kondensation der Benzimidazol-2-aldehyde mit den reaktionsfähige Methyl- bzw. Methylengruppen enthaltenden Verbindungen wird bei üblichen Bedingungen unter Erwärmen durchgeführt. Dabei können die in diesen Kondensationsreaktionen gebräuchlichen Katalysatoren zur Verwendung gelangen, beispielsweise Stickstoffbasen, wie Pyridin, Piperidin, Dibutylamin, Diamylamin, Dicyclohexylamin, Alkalialkoholate, Ätzalkalien oder saure Katalyte, wie Zinkchlorid, Chlorwasserstoff, Borfluorwasserstoffsäure, Borsäure, Schwefelsäure. Die Kondensation mit a-Methylencarbonsäuren kann auch in Gegenwart wasserfreier Alkalisalze niederer Fettsäuren durchgeführt werden. Die geeignete Auswahl richtet sich nach den jeweiligen Reaktionsteilnehmern: heterocyclisch-aromatische Methylverbindungen werden vorzugsweise in saurem Medium kondensiert, beispielsweise in Anwesenheit von Borsäure, Zinkchlorid oder Borfluorwasserstoffsäure, 4-Nitrobenzol-l-methylverbindungen dagegen in Gegenwart von Stickstoffbasen, vorzugsweise von Piperidin, und Ketone, wie Acetophenon, schließlich vorzugsweise in Gegenwart von Ätzalkalien, wie Natrium- oder Kaliumhydroxyd. Für nähere Einzelheiten sei auf die Beispiele verwiesen.

Oft ist es von Vorteil, die Kondensationsreaktion in Gegenwart von Wasserschleppmitteln durchzuführen, als welche je nach der erforderlichen Reaktionstemperatur Benzolkohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylole, Tetrahydronaphthalin und Decahydronaphthalin, verwendet werden können. Oft sind als wasseraufnehmende Kondensationsmittel auch Fettsäureanhydride von Nutzen.

Wie oben ausgeführt, sind die erfindungsgemäß erhältlichen Kondensationsprodukte teilweise direkt als optische Aufheller brauchbar, oder aber sie stellen wertvolle Zwischenprodukte zu ihrer Herstellung dar. In die letztere Gruppe gehören auch die aus araliphatischen Ketonen und Benzimidazol-2-aldehyden erhältliehen Chalkone.

Es ist überraschend, daß die hochschmelzenden und schwerlöslichen, erfindungsgemäß verwendeten Benzimidazol-2-aldehyde wie die wenig assoziierten Benzaldehyde reagieren. Insbesondere ist es überraschend, daß sie mit guten Ausbeuten in saurem Mittel mit Ringstickstoff enthaltenden heterocyclisch-aromatischen Methylverbindungen reagieren, dies angesichts der Tatsache, daß elektrophil substituierte Benzaldehyde nur träge und bei hohen Reaktionstemperaturen in schlechten Ausbeuten kondensieren, was im sauren Mittel für die Ringstickstoff enthaltenden Benzimidazol-2-aldehyde ein ähnliches Verhalten voraussehen ließ.

Zwar sind auch andere Verfahren zur Herstellung von Benzimidazolylidenverbindungen bekannt, doch sind sie gegenüber dem vorliegenden mit Nachteilen behaftet, wie aus dem folgenden hervorgeht.

Nach Hof mann, Imidazole and its derivatives, S. 278, Interscience Publishers, Inc., New York [1953], sowie nach der deutschen Patentschrift 939 505, Kl. 12p, Beispiel 7, werden Benzimidazolylidenverbindungen durch Kondensation von 2-Methylbenzimidazol mit Aldehyden, vor allem Benzaldehyd hergestellt. In vorliegender Anmeldung hingegen werden Benzimidazol-2-aldehyde mit einer eine aktivierte Methyl- oder Methylengruppe besitzenden Verbindung zu Benzimidazolylidenverbindungen kondensiert und es ist, wie oben erwähnt, überraschend, daß diese Kondensation gelingt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich ferner 2-Styryl-benzimidazolverbindungen leicht und in guten Ausbeuten herstellen, die im Benzolring der Styrylgruppe negativ substituiert sind, wie z. B. durch Nitrogruppen. Nach den oben zitierten Verfahren können solche Verbindungen aber gar nicht oder nur mit schlechten Ausbeuten hergestellt werden.

Nach der in der deutschen Patentschrift 883 286, Kl. 12p, beschriebenen Kondensation von aromatischen o-Diaminen mit Fumar-bzw. Maleinsäure lassen sich nur sich nur symmetrische l,2-Bis-(benzimidazolyl-2')-äthylene darstellen, während unsymmetrische, d. h. an nur einem Stickstoffatom der beiden Imidazolringe aliphatisch substituierte Verbindungen, welche technisch besonders wertvoll sind, sich auf diese Weise nicht rein herstellen lassen. Auch die nachträgliche Alkylierung von am Stickstoff unsubstituierten l,2-Bis-(benzimidazolyl-2')-äthylenen ergibt keine einheitlichen Reaktionsprodukte. Auch sind die Ausbeuten schlecht. Das gleiche gilt auch für die in der deutschen Patentschrift 841 752, Kl. 12 p, beschriebene Kondensation von o-Diaminobenzolen mit Bernsteinsäure oder deren funktioneilen Derivaten. Zudem ist die hier notwendige Dehydrierung des so hergestellten Äthanderivates zum Äthylenderivat mit großen technischen Schwierigkeiten verbunden.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung. Darin bedeuten die Teile Gewichtsteile. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben. Gewichtsteile stehen zu Volumteilen im Verhältnis von g zu ecm.

Beispiel Γ

•Ν.

C-CH = CH

NH

SO₂CH₃

19,5 Teile Benzimidazol-2-aldehyd, hergestellt nach Angew. Chem., 68 [1956], S. 151 und 152, werden zusammen mit 33 Teilen 4-Nitrotoluol-2-methylsulfon in 100 Volumteilen Dimethylformamid bei 140 bis 150° gelöst und nach Zugabe von 5 Volumteilen Piperidin 20 Minuten am Rückfluß gekocht. Das dunkelgefärbte Reaktionsgemisch wird mit 50 Volumteilen Dimethylformamid in ein Becherglas gespült und erkalten gelassen. Das Reaktionsprodukt beginnt sich als gelber, sandiger Niederschlag abzuscheiden. Zur Vervollständigung der Abscheidung gibt man noch 150 Volumteile Äthylalkohol zur kühlt in Eiswasser gut ab und filtriert dann das erhaltene 2- (4'-Nitro-2'-methylsulf onylstyryl) -benzimidazol ab. Zur Reinigung kann das neue Benzimidazolderivat aus einem Gemisch aus 250 Volumteilen Essigsäure und 50 Volumteilen Wasser umkristallisiert werden. Man erhält so ein essigsaures Salz als schöne, goldgelbe Nadeln. Zur Herstellung der freien Base wird das essigsaure Salz in Wasser suspendiert und mit überschüssiger, wässeriger Ammoniaklösung versetzt. Die erhaltene freie Base bildet nach dem Abfiltrieren, Waschen und Trocknen ein dunkelgelbes Pulver, das bei 277 bis 279° unter Zersetzung schmilzt.

Der 1-Methyl-benzimidazol-2-aldhyd bildet leicht sublimierbare, weiße Blättchen - vom Schmelzpunkt 121°.

C₉H₈ON₂

Berechnet... C 67,48%, H 5,03%, N 17,49'%; gefunden ... C 67,52%, H 5,00%, N 17,50%.

Beispiel 3

C-CH = CH

'V-NO,

SO_aC_RH_s

CH_a

Beispiel 2

C-CH = CH

-NO₂

SO₂CH,

32 Teile 1-Methyl-benzimidazol-2-aldehyd werden zusammen mit 45 Teilen 4-Nitrotoluol-2-methylsulfon in 75 Volumteilen Nitrobenzol heiß gelöst und bei 120 bis 130° mit 4 Volumteilen Piperidin versetzt. Man erwärmt nun das Gemisch, bis bei einer Innentemperatur von etwa 150° unter lebhafter Wasserabspaltung die Reaktion einsetzt. Schon wenige Minuten nach dem Einsetzen der Reaktion erstarrt das Reaktionsgemisch zu einem dunkelgelben, festen Kristallkuchen. Zur Vervollständigung der Reaktion erwärt man noch 15 Minuten in einem 170 bis 180° heißen Ölbad, läßt erkalten und saugt dann das zerkleinerte Reaktionsgemisch auf der Nutsche scharf ab. Das so erhaltene 1 - Methyl - 2 - (4' - nitro - 2'-methylsulf onylstyryl) - benzimidazol wird mit Nitrobenzol, Alkohol und Wasser gewaschen und bei 80 bis 90° im Vakuum getrocknet. Man erhält so 45 bis 55 Teile eines gelbbräunlichen Pulvers vom Schmelzpunkt 287° (Zers.). Durch Umkristallisieren aus Dimethylformamid wird das neue Benzimidazolderivat in feinen, gelben Nädelchen erhalten. Der Schmelzpunkt wird durch diese Reinigung kaum mehr verändert.

C₁₇H₁₅O₄N₃S

Berechnet ... N 11,76%, S 8,98%;
gefunden ... N 11,64%, S 9,14%.

Der als Ausgangsstoff benötigte 1-Methyl-benzimidazol-2-aldehyd wird erhalten, wenn man o-Amino-N-methylanilin in Gegenwart von Salzsäure mit Dichloressigsäure kondensiert und das erhaltene2-Dichlormethyl-1-methylbenzimidazol zum Aldehyd verseift.

32 Teile l-Methyl-benzimidazol-2-aldehyd und 61,5 Teile 4-Nitrotoluol-2-sulfonsäurephenylester werden in 50 Teilen Nitrobenzol bei 100 bis 120° gelöst und mit 4 Volumteilen Piperidin versetzt. Das Gemisch wird nun in einem 170 bis 180° heißen Ölbad 10 Minuten am absteigenden Kühler erhitzt. Es spaltet sich Wasser ab, das zusammen mit etwas Nitrobenzol und Piperidin abdestilliert.

Die dunkle Reaktionsmasse wird nun mit lOO.Volumteilen Chlorbenzol gelöst, von geringen ungelösten Anteilen abfiltriert und mit 100 Volumteilen Benzol nachgewaschen. Beim Abkühlen fällt das Reaktionsprodukt als bräunliche, feine Kristallmasse aus. Man filtriert, wäscht mit Chlorbenzol, Alkohol und Wasser und trocknet bei 80 bis 100° im Vakuum. Man erhält so 43 bis 50 Teile l-Methyl-2-(4'-nitro«tyryl-benzimidazoI-2'-sulfonsäurephenylester als gelbes Pulver vom Schmelzpunkt 209 bis 210°. Durch Umkristallisieren aus Chlorbenzol erhöht sich der Schmelzpunkt auf 211 bis 212°. In gewissen organischen Lösungsmitteln, wie z. B. Chlorbenzol oder Toluol, zeigt die neue Verbindung eine gelbe Lösungsfarbe und eine lebhafte, gelbe Fluoreszenz.

C₂₂H₁₇O₅N₃S

Berechnet ... N9,65%;
gefunden ... N 9,62%.

Beispiel 4

CH=CH-CO-

7,3 Teile Benzimidazol-2-aldehyd und 6,0 Teile Acetophenon werden in 100 Volumteilen Methanol mit einer Lösung von 4 Teilen Natriumhydroxyd in 10 Volumteilen Wasser versetzt. Unter geringer Wärmetönung erfolgt Lösung und das Gemisch färbt sich allmählich dunkelbraun. Nach 16 Stunden Reaktionszeit bei 20 bis 30° wird das dunkle, klare Gemisch mit Essigsäure schwach lackmussauer gestellt. Hierbei scheidet sich das entstandene /?-[Benzimidazyl-(2)]-vinylphenylketon als blaßgelber Niederschlag aus. Das Produkt wird abgesaugt, mit Alkohol und Wasser gewaschen und aus heißem Alkohol umkristallisiert. Die so erhaltenen gelben Kristalle enthalten Kristallalkohol, der sich erst beim Trocknen im Vakuum bei erhöhter Temperatur ganz entfernen läßt. Das Produkt schmilzt bei 159 bis 160°.

C₁₆H₁₂ON₂

Berechnet
gefunden

C 77,45%, H 4,87%, N 11,28%; C 77,66%, H 4,96%, N 11,18%.

In ganz analoger Weise erhält man das ß- [Benzimidazyl-(2)] -vinyl- (p-chlorphenyl)-keton, 217 bis 218°, wenn man die 6,0 Teile Acetophenon durch 7,7 Teile p-Chloracetophenon ersetzt. Das Chlorderivat kristalsiert aus Chlorbenzol in gelben Blättchen.

Beispiel 5

C-CH = CH-C

8,0 Teile 1-Methyl-benzimidazol-2-aldehyd und 6,6 Teile 2-Methyl-benzimidazol werden mit 0,5 Teilen Borsäure innig vermischt und im offenen Gefäße langsam aufgeheizt, bis die Ölbadtemperatur 200 bis 210° beträgt. Unter Abspaltung von Wasser färbt sich das Gemisch gelb. Man hält während einer Stunde auf der angegebenen Temperatur. Die erhaltene klare, rötlichgelbe, glasige Masse wird mit 150 Volumteilen 2 η-Salzsäure bei 90 bis 100° so lange verrührt, bis ein gelber, homogener Brei entstanden ist. Nach Zugäbe von 25 Volumteilen 37%iger Salzsäure wird auf 0 bis 10° abgekühlt, das erhaltene Hydrochlorid des a-Benzimidazyl- (2) -ß- [l-methyl-benzimidazyl-(2)]-äthylens wird abfiltriert, einmal mit 15°/oiger Salzsäure gewaschen und dann durch Verrühren mit verdünnter Ammoniaklösung in die freie Base übergeführt. Letztere bildet ein blaßgelbes Pulver und schmilzt bei 260°. Zur weiteren Reinigung kann das Produkt aus 5O°/oigem Alkohol umkristallisiert werden.

CHN

Berechnet... C 74,41%, H 5,15%, N 20,43%;
gefunden ... C 73,94%, H 5,26%, N 20,40%.

Dasselbe Produkt kann in analoger Weise durch Kondensation von 1,2-Dimethyl-benzimidazol (7,3 Teile) mit Benzimidazol-2-aldehyd (7,3 Teile) erhalten werden. In diesem Falle erhält man jedoch bei geringerer Ausbeute ein etwas dunkler gefärbtes Produkt.

v\ λ /

Beispiel 6

C-CH = CH-C

45

CH,

CH₃

8,0 Teile l-Methyl-benzimidazol-2-aldehyd und 7,3 Teile 1,2-Dimethyl-benzimidazol werden in Gegenwart von 1 Teil Borsäure, wie im Beispiel 5 beschrieben, kondensiert und aufgearbeitet. Es werden 9 bis 10 Teile α,β-ΌΊ- [l-methyl-benzimidazol-(2)]-äthylen vom Schmelzpunkt 295 bis 297° erhalten. Das Produkt kann aus Chlorbenzol umkristallisiert werden, wobei sich der Schmelzpunkt um 2° erhöht.

Beispiel 7

,N;

.N.

CH,

C-CH = CH-C

16 Teile 1-Methyl-benzimidazol-2-aldehyd und 15 Teile 2,5-Dimethyl-benzoxazol werden bei 110° geschmolzen und unter Rühren mit 10 Teilen wasserfreiem Zinkchlorid versetzt. Die Temperatur steigt spontan auf 120 bis 130°, das Gemisch wird dickflüssig und färbt sich rotbraun. Man rührt 30 Minuten bei 150 bis 160° nach und läßt auf 80° abkühlen. Jetzt werden 50 Volumteile Äthylenglykolmonomethyläther zugegeben, und bei 80 bis 90° wird so lange gerührt, bis ein braungelber, homogener Brei entstanden ist. Man läßt erkalten und saugt den gelbbraunen Niederschlag ab. Die so erhaltene Zinkverbindung wird in 100 Teilen Alkohol bei Zimmertemperatur suspendiert und mit Ammoniak stark alkalisch gestellt. Das Produkt geht praktisch vollständig in Lösung. Nach der Filtration von geringen Verunreinigungen wird mit Wasser versetzt, der ausgefallene beige Niederschlag abfiltriert, mit Wasser gewaschen, getrocknet und durch Umkristallisation aus Ligroin gereinigt. Man erhält so das bei 140° schmelzende, vermutliche cis-Isomere des α - [1 - Methyl - benzimidazyl - (2) ] j(S-[5^/-methyl-benzoxazolyl-(2^/)]-äthylens. Dieses Produkt zeigt in alkoholischer Lösung praktisch keine Fluoreszenz. Aus der Mutterlauge der Zinkverbindung wird durch Ausfällen mit Wasser ein brauner, uneinheitlicher, harzartiger Körper erhalten, aus dem durch Umkristallisation aus Chlorbenzol das bei 202 bis 203° schmelzende, vermutliche trans-Isomere des a - [ 1 - Methyl - benzimidazyl - (2) ] - β - [5' - methylbenzoxazolyl-(2')]-äthylens isoliert werden kann. Die trans-Verbindung kristallisiert in gelben Nadeln und fluoresziert in organischen Lösungsmitteln intensiv blauviolett.

C₁₈H₁₅ON₃

Berechnet
gefunden

C 74,72%, H 5,23%, N 14,53%;
C 74,88%, H 5,43%, N 14,72%.

Das tiefer schmelzende, nicht fluoreszierende Isomere kann durch Erhitzen über den Schmelzpunkt in die fluoreszierende Form übergeführt werden. Dieselbe Umwandlung vollzieht sich auch bei der Einwirkung von Tageslicht.

Ersetzt man in diesem Beispiel die 15 Teile 2,5-Dimethyl-benzoxazol durch 13,5 Teile 2-Methyl-benzoxazol, so entsteht in analoger Weise das a-[1-Methyl-benzimidazyl -(2) ] -ß- [benzoxazolyl -(2) ] -äthylen, dessen fluoreszierende Form bei 210 bis 212° schmilzt.

Beispiel 8

C-CH = CH

O'

CH₃

55 8,0 Teile 1 - Methyl - benzimidazol - 2 - aldehyd und 7,5 Teile Chinaldin werden auf 120° erhitzt und unter Rühren mit 7,5 Teilen wasserfreiem Zinkchlorid versetzt. Die erhaltene dünnflüssige Schmelze wird nun 1 Stunde auf 150 bis 160° erhitzt. Hierbei verwandelt sich die Schmelze in eine feste gelbe Masse, die nicht mehr gerührt werden kann. Taxi Aufarbeitung wird mit 150 Volumteilen Alkohol so lange gekocht, bis eine gleichmäßige gelbe Suspension entstanden ist. Man kühlt ab, saugt die gelbe Zinkverbindung ab und wäscht mit Alkohol gut aus. Die in organischen Lösungsmitteln und in Wasser schwerlösliche Zinkver bindung wird in Alkohol suspendiert und mit über-

schüssigem Ammoniak versetzt. Das Produkt geht größtenteils in- Lösung,- Nach erfolgter Klärfiltration wird die erhaltene gebliche Lösung mit etwa VsVb" lumen Wasser versetzt, wobei das Reaktionsprodukt in feinen gelblichen Nadeln ausfällt. Zur Reinigung -5 wird das durch Filtration isolierte und mit 50%igem Alkohol gewaschene Rohprodukt aus 6O°/oigem Alkohol umkristallisiert. Man erhält so das gewünschte 2-ß- [l-Methyl-benzimidazyl-(2) ] vinyl-chinolin in gelblichen Nadeln vorn Schmelpunkt 204°. Das neue Chinolinderivat fluoresziert in alkolischer Lösung intensiv blau. ■

C₁₉H₁₅N₈

Berechnet ... C 79,79%, H 5,30%, N 14,73%; gefunden ... C 79,85%, H 5,34%, N 14,96%.

Beispiel 9

ver, 240 bis 248° (Zers.), und' löst sich in heißem Wasser mit gelber Farbe.

Beispiel 11

C-CH = CH-C

28,5 Teile 1,2-Dimethyl-chinoliniumjodid werden in 200 Volumteilen Butylalkohol gelöst, mit 16 Teilen l-Methyl-benzimidazol-2-aldehyd versetzt und die erhaltene rotbraune Lösung 1 Stunde unter Rückfluß gekocht. Aus dem Reaktionsgemisch scheiden sich bereits in der Wärme dunkelrote Kristalle der entstandenen Benzimidazolylidenverbindung ab. Die quaternäre Verbindung der obenstehenden Formel wird nach Erkalten abfiltriert, mit Butanol und Äther gewaschen und durch Umkristallisieren aus heißem Wasser gereinigt. Das Produkt bildet nach dem Trocknen ein wasserlösliches ziegelrotes Pulver vom Schmelzpunkt 245 bis 246°. Die neue Verbindung löst sich in heißem Wasser mit gelber Farbe und gelber Fluores73 Teile Benzimidazol-2-aldehyd und 80 Teile l-Äthyl-2-methyl-benzimidazol (Kp.₁₁ = 164 bis 165°) werden mit 10 Teilen Borsäure innig vermischt und unter Rühren am absteigenden Kühler 1 Stunde auf 180 bis 200° erhitzt. Die erhaltene braune Schmelze erstarrt beim Abkühlen zu einer spröden, durchsichtigen, harzartigen Masse. Das so erhaltene Gemisch wird pulverisiert und bei 80 bis 90° mit 2000 Teilen 10%iger Salzsäure 1 bis 2 Stunden lang gut verrührt, Hierbei entsteht eine hellgelbe Suspension von a-Benzimidazyl - (2) - β - [1-äthyl - benzimidazyl - (2) ] -äthylenhydrochlorid, während die Chlorhydrate der Nebenprodukte in Lösung bleiben. Nach Erkalten wird das Produkt abfiltriert und mit 10%iger Salzsäure gewaschen. Durch Verrühren mit verdünnter Ammoniaklösung wird das Hydrochlorid in die freie Base übergeführt und letztere durch Umkristallisieren aus Alkohol gereinigt. Man erhält so ein blaßgelbes Pulver vom Schmelzpunkt 270 bis 271°, dessen alkoholische Lösung intensiv blauviolett fluoresziert.

Q₈H₁₆N₄
Berechnet
gefunden

C 74,97%, H 5,59%, N 19,43%; C 75,15%, H 5,63%, N 19,64%.

Berechnet
gefunden

J 29,75%, N 9,84%; J 29,50%, N 9,85%.

45 Kondensiert man in gleicherweise 87 Teile 1-Äthylbenzimidazol-2-aIdehyd (F. 60 bis 61°) mit 73 Teilen 1,2-Dimethyl-benzimidazol (F. 111°), so erhält man ebenfalls das bei 271° schmelzende crBenzimidazyl-(2)- ß- [l-äthyl-benzimidazyl-(2) ] -äthylen.

Beispiel 12

C-CH = CH-C

' In ganz analoger Weise'erhält man das p-toluolsulfonsaure Salz der obgenannten Farbbase, wenn man die 28,5 Teile 1,2-Dimethyl-chinoliniümjodid durch 33 Teile l^-Dimethyl-chinolinium-p-toluolsulfonat ersetzt. Das so erhaltene Farbsalz bildet ein schokoladebraunes Pulver und ist wesentlich leichter wasserlöslich als das JodM.

Beispiel 10

55

60

; 29,1 Teile 2,3 - Dimethyl - benzthiazoliuinj ödid werden mit 16 Teilen l-Methyl-benzimidazo^-aldehyd in Volumteilen Butylalkohol 1 Stünde am Rückfluß gekocht. Das in dunkelbraunen Kristallen anfallende Reaktionsprodukt der obenstehenden Formel wird durch Umkristallisieren aus verdünntem Alkohol gereinigt. Der neue Farbstoff bildet ein rotbraunes Pul-

CH₂CH₂OH

17,6 Teile 1- (/S-Hydroxyäthyl)~2-methyl-benzimidazol (F. 148°) und 14,6 Teile BenzimidazOl-2-aldehyd werden zusammen mit, 1 Teil Borsäure 1 Stunde auf 190 bis 200° erhitzt und die erhaltene Schmeke,.,wie im Beispiel 11 angegeben, aufgearbeitet. Man erhält so das bekannte a-Benzimidazyl-(2)-^-[l-(y5-:hydroxyäthyl) -benzimidazyl- (2)] äthylen. Das Produkt kristallisiert aus Alkohol in gelben, verfilzten Nadeln"; F. 257 bis 258°. ■ ■ ·

Ersetzt man in diesem Ausführungsbeispiel die 14,6 Teile Benzimidazol-2-aldehyd durch 16 Teile l-Methyl-benzimidazol-2-aldehyd, so wird in analoger Weise das α- [1 -Methyl-benzitmdazyl - (2) ] -ß- [1-(^-hydroxy läthyl) -benzimidazyl- (2)] -äthylen erhalten. Die Verbindung schmilzt bei 275 bis 276° (umkristallisiert aus Alkohol)..

C₁₀H₁₈ON.

Berechnet
gefunden

N 17,65%;
N 17,36%.

905 759/416

	13	1	222
U
Beispiel	"j. Ο:-""	Si-Meti

C-CH=CH-C

^Methyl-benzimidazolv --können- die -in folgender = i »Tabelle angeführten Verbindungen'hergestellt werdeni

■-■■·■- - Allgemeine Formel - -----

Beispiel 14

.Λ: .Nv"

C-CH = CH-C

CH₅

,■Ν

C₅H₅

13 Teile l-Äthyl-2-methyl-benzimidazol und 16 Teile l-Methyl-benzimidazol-2-aldehyd werden zusammen mit 4 Teilen l-Äthyl-2-methyl-benzimidazolhydrochlorid geschmolzen und anschließend im offenen Gefäß unter Rühren 1 Stunde auf 190 bis 200° erhitzt. Unter Austritt von Wasserdampf entsteht eine homogene Schmelze, bie beim Abkühlen zu einer glasklaren, bernsteinfarbenen, spröden Masse erstarrt. Das so erhaltene Reaktionsgemisch wird, wie im Beispiel 11 beschrieben, mit 10⁰/oiger Salzsäure behandelt, wobei das relativ schwerlösliche Hydrochlorid des entstandenen a-[l-Methyl-benzimidazyl-(2)]-/?- [l-äthyl-benzimidazyl-(2)]-äthylen als gelblicher, kristalliner Niederschlag isoliert werden kann. Aus dem Hydrochlorid wird die freie Base durch Behandlung mit wäßriger Soda- oder Ammoniaklösung gewonnen. Das Produkt zeigt nach dem Umkristallisieren aus Toluol-Ligroin einen Schmelzpunkt von 205°. Das schwach gelblichgefärbte Benzimidazolderivat löst sich in Alkohol mit intensiver blauvioletter Fluoreszenz.

Berechnet
gefunden

C 75,47%, H 6,00%, N 18,53%;
C 75,61%, H 6,00%. N 18;79%.

13,2 Teile 2-Methyl-benzimidazol und 22,2 Teile l-Phenyl-benzimidazol-2-aldehyd werden mit 2 Teilen Borsäure 1 Stunde bei 180 bis 190° unter Rühren umgesetzt. Unter Entweichen von Wasserdampf bildet sich eine gelbe,-'homogene Schmelze. Das Reaktions- ts gemisch wird nach Erkälten pulverisiert und dann mit 400 Volumteilen Essigester ausgekocht. Die gelbe, blaugrün fluoreszierende Essigesterlösung wird von unlöslichen Anteilen abfiltriert, nach Erkalten mit kalter, verdünnter Sodalösung und Wasser gewaschen, über Glaubersalz getrocknet und eingeengt. Aus der konzentrierten Lösung scheidet sich beim Stehen das entstandenea-Benzimidazyl-(2)-_ig-[l-phenyl-benzimidazyl-(2)J-äthylen in gelblichen Kristallen-ab. Durch Umkristallisieren aus Benzol öder Toluol kann das Produkt in fast farblosen, kleinen Kristallen vom Schmelzpunkt 280 bis 281° erhalten werden; es zeigt in alkoholischer Lösung eine starke blauviolette Fluoreszenz-.,_ . - , -

Berechnet ... N 16,65%;
gefunden ... N 16,69%.

-CH = CH-£..-

R₁

35

40

45

Nr.'	kl	H
1	-CH₃
2	-C₂ H_s	-*" C Hg
3	H '	-CH₃ ;
4 .		-CH₃
5	H	-CH₃
6	-CH₃

Sännefzpüiikt

254 bis 256°

j241 bis 242°

247 bis 249°

265 bis-267°

29Ö°(Zers.)

256 bis 257°

Die in der Tabelle angeführten -Verbindungen sind schwach gelblichgefärbte Kristälfpulver und zeigen in alkoholischer Lösung eine starke blauviqlette Flaoreszenz. " . "■■"-

- - - '— Beispiel 15 ' : - ^: ■;

n_v :. .: ;-:, ::cooc_aH₆

C-CH = C
N COOC₂H₅

In ganz analoger Weise, nämlich durch säure Kondensation eines Benzimidazol-2-aIdehyds mit einem

35

6b 8,0 Teile l-Methyl-benzimidazoL-2-aldehyd und 8,0 Teile Malonsäurediäthylester werden in 80 Volumteilen Alkohol bei 50 bis 60° gelöst und nach Zugabe von 1 Volumteil Piperidin 1 Stunde unter Rühren am Rückflußkühler gekocht. Aus der bräunliehen Lösung scheidet "sich das· Kondensationsprodukt in kleinen dunkelgelben Prismen ab. Das mit warmem,Alkohol gewaschene l-Methyl-ljerizimidazqlylideiiderivat bil-

7¹O det ein·-f-ötliehes-Pulver- vom·"Sehmeizpürikt 21Ö^Q.-In

Dimethylformamid löst sich das Produkt mit gelber Farbe.

Beispiel 16

XOCHa

CH=C

COCH₃

CH_a

8,0 Teile l-Methyl-benzimidazol-2-aldehyd und 5,0 Teile Acetylaceton werden in 80 Volumteilen Alkohol mit 1 Volumteil Piperidin 1 Stunde unter Rühren am Rückflußkühler gekocht. Aus der bräunlichen Reaktionslösung scheidet sich das Kondensationsprodukt als beiger Niederschlag aus. Die aus Dioxan umkristallisierte 1-Methyl-benzimidazolylidenverbindung schmilzt bei 214°.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Benzimidazolylidenverbindungen, dadurch gekennzeichent, daß man organische Verbindungen mit einer aktivierten Methyl- oder Methylengruppe, gegebenenfalls in Gegenwart von sauren oder basischen Katalysatoren, mit Benzimidazol -2- aldehyden unter Wasserabspaltung kondensiert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Klaus Hof mann, Imidazole and its derivatives, New York, 1953, S. 278;

deutsche Patentschriften Nr. 939 505, 883 286,
752.