DE1166201B - Pressureless process for the preparation of hydantoins which are mono- or disubstituted in the 5-position - Google Patents

Pressureless process for the preparation of hydantoins which are mono- or disubstituted in the 5-position

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DE1166201B
DE1166201B DED30432A DED0030432A DE1166201B DE 1166201 B DE1166201 B DE 1166201B DE D30432 A DED30432 A DE D30432A DE D0030432 A DED0030432 A DE D0030432A DE 1166201 B DE1166201 B DE 1166201B
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hydantoins
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Dipl-Chem Dr Ludwig Hueter
Ulrich Reichau
Dipl-Chem Dr Erich Liebetanz
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Evonik Operations GmbH
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D233/00Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings
    • C07D233/54Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D233/66Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D233/72Two oxygen atoms, e.g. hydantoin

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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

116£L201£ 116 L201

BIBLIOTHEKLIBRARY

DES DEUTSCHENOF THE GERMAN

PATtfiTAMTlESPATtfiTAMTlES

Internat. Kl.: C07d Boarding school Class: C07d

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Deutsche Kl.: 12p-9 German class: 12p-9

D 30432 IVd/12 ρ
15. April 1959
26. März 1964
D 30432 IVd / 12 ρ
April 15, 1959
March 26, 1964

Hydantoine lassen sich bekanntlich aus Wasser oder organischen Lösungsmitteln leicht Umkristallisieren. Sie können deshalb gut in reiner Form isoliert und mit Vorteil als Vorstufe bei der Herstellung von Aminosäuren verwendet werden. Zur Herstellung der Hydantoine sind zahlreiche Verfahren beschrieben worden. So ist es beispielsweise bekannt, C-substituierte Hydantoine technisch aus Aldehyden oder Ketonen, Alkalicyaniden und Ammoniumcarbonat herzustellen. Hierbei müssen äquivalente Mengen in einem Autoklav bei einem Druck von 2 bis 10 atü und einer Reaktionszeit von 2 bis 4 Stunden und einer Temperatur von etwa 80° C umgesetzt werden. Die Ausbeuten dieser Verfahren sind sehr hoch. Zur Abtrennung des Hydantoins aus dem Reaktionsgemisch.ist es erforderlich, das überschüssige Alkali mit Säure zu neutralisieren (vgl. Chemical Reviews, Bd. 46 [1950], S. 422 bis 425, und deutsche Patentschrift 566 094).As is known, hydantoins can easily be recrystallized from water or organic solvents. They can therefore be isolated well in pure form and with advantage as a preliminary stage in the production of Amino acids are used. Numerous processes have been described for the production of the hydantoins been. For example, it is known to produce C-substituted hydantoins industrially from aldehydes or to produce ketones, alkali cyanides and ammonium carbonate. Equivalent Quantities in an autoclave at a pressure of 2 to 10 atmospheres and a reaction time of 2 to 4 hours and a temperature of about 80 ° C are implemented. The yields of these processes are very high. To separate the hydantoin from the reaction mixture, it is necessary to remove the excess To neutralize alkali with acid (cf. Chemical Reviews, Vol. 46 [1950], pp. 422 to 425, and German patent specification 566 094).

Es ist auch bekannt, die obengenannte Synthese unter Normaldruck durchzuführen. Hierbei muß aber mit einem Überschuß an Ammonsalzen der Kohlensäure, wie Ammoniumcarbonat, Ammoniumbicarbonat und Ammoniumcarbonat, gearbeitet werden, weil sonst bei Temperaturen unter 60° C eine ausreichende Hydantoinbildung nicht stattfindet. Im allgemeinen werden 2- bis Smolare Überschüsse verwendet (vgl. Journal für Praktische Chemie [2], Bd. 140, [1934], S. 291 bis 316; Houben—Weyl: Methoden der organischen Chemie, Bd. 11/1, 4. Auflage [1957], S. 185 und 186).It is also known to carry out the above synthesis under normal pressure. But here must with an excess of ammonium salts of carbonic acid, such as ammonium carbonate, ammonium bicarbonate and ammonium carbonate, because otherwise a sufficient temperature at temperatures below 60 ° C Hydantoin formation does not take place. In general, 2 to 5 molar excesses are used (see Journal für Praktische Chemie [2], Vol. 140, [1934], pp. 291 to 316; Houben-Weyl: Methods of organic chemistry, Vol. 11/1, 4th edition [1957], pp. 185 and 186).

Es ist ferner bekannt, bei diesen Verfahren zur Herstellung von Hydantoinen an Stelle der Ketone und Alkalicyanide die entsprechenden Cyanhydrine als Ausgangsstoffe zu verwenden. Es werden jedoch hierbei außerordentlich schlechte Ausbeuten erhalten (vgl. Journal für Praktische Chemie [2], Bd. 141 [1934], S. 5 bis 43). Auch bei der Umsetzung von Acetoncyanhydrin mit Ammoniumcarbonat im äquimolekularen Verhältnis zuDimethylhydantoin konnte, wie sich gezeigt hat, selbst bei einer Reaktionszeit von 3 Tagen eine größere Ausbeute als 48,7% nicht erreicht werden.It is also known in these processes for the preparation of hydantoins instead of ketones and alkali cyanides to use the corresponding cyanohydrins as starting materials. It will, however extremely poor yields were obtained here (cf. Journal für Praktische Chemie [2], Vol. 141 [1934], pp. 5 to 43). Even with the reaction of acetone cyanohydrin with ammonium carbonate in an equimolecular manner The ratio to dimethylhydantoin could, as has been shown, even with a reaction time a yield greater than 48.7% cannot be achieved within 3 days.

In der USA.-Patentschrift 2 391799 wird ferner ein Verfahren zur Herstellung von Hydantoinen beschrieben, nach welchem eine Mischung aus Aldehyden oder Ketonen mit freier flüssiger Blausäure mit wäßrigem Ammoniumcarbonat umgesetzt wird. Obwohl die Ausbeuten dieses Verfahrens hoch sind, kann es unter Normaldruck nur unter gewissen Schwierigkeiten, die durch das Ausgasen größerer Mengen Cyanwasserstoff mit Kohlendioxyd bedingtUS Pat. No. 2,391,799 also describes a process for the production of hydantoins, according to which a mixture of aldehydes or ketones with free liquid hydrocyanic acid is reacted with aqueous ammonium carbonate. Although the yields of this process are high, it can only do so under normal pressure with certain difficulties, which are greater due to the outgassing Amounts of hydrogen cyanide with carbon dioxide conditional

Druckloses Verfahren zur Herstellung von
in 5-Stellung ein- oder zweifach substituierten
Hydantoinen
Pressureless process for the production of
monosubstituted or disubstituted in the 5-position
Hydantoins

Anmelder:Applicant:

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt
vormals Roessler, Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9
German gold and silver separator
formerly Roessler, Frankfurt / M., Weißfrauenstr. 9

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Chem. Dr. Ludwig Hüter,
Ulrich Reichau, Frankfurt/M.,
Dipl.-Chem. Dr. Erich Liebetanz, Mainz
Named as inventor:
Dipl.-Chem. Dr. Ludwig Guardian,
Ulrich Reichau, Frankfurt / M.,
Dipl.-Chem. Dr. Erich Liebetanz, Mainz

sind, technisch durchgeführt werden. Das Arbeiten unter Druck vermag zwar die Gefahren, die mit dem Ausgasen von Cyanwasserstoff verbunden sind, zu vermeiden. Es werden jedoch für molare Umsätze Reaktionszeiten bis zu 104 Stunden benötigt.are to be carried out technically. Working under pressure can handle the dangers associated with the Avoid outgassing of hydrogen cyanide. However, it will be used for molar sales Response times of up to 104 hours are required.

Bei allen bekannten Verfahren, die mit einem Überschuß an Ammoniumcarbonat durchgeführt werden, muß die entsprechende überschüssige Kohlensäure abgelassen werden. Es muß hierbei, insbesondere bei größeren Ansätzen, mit einer verstärkten Ausgasung gerechnet werden. Hierbei entweichen aus dem flüssigen Reaktionsmedium flüchtige Ausgangsprodukte. Will man eine Gaswäsche und die Anwendung von Adsorptionstürmen zu deren Wiedergewinnung vermeiden, so müssen erhebliche Substanzverluste an Reaktionsteilnehmern mit in Kauf genommen werden. Die Folgen hiervon sind Ausbeuteverminderung sowie Belästigung der Umgebung durch entweichenden Cyanwasserstoff.In all known processes carried out with an excess of ammonium carbonate the corresponding excess carbonic acid must be drained off. It must be Particularly in the case of larger batches, increased outgassing can be expected. Escape here volatile starting materials from the liquid reaction medium. Do you want a gas scrubber and that Avoid using adsorption towers to recover them, so there must be considerable substance losses of reaction participants are accepted. The consequences of this are lower yields as well as nuisance to the environment by escaping hydrogen cyanide.

Zur Isolierung der entstandenen Hydantoine aus den alkalischen Reaktionslösungen und aus der Mutterlauge mußten seither die überschüssigen Ammonsalze durch Verkochen vollständig aus der Lösung entfernt werden. Außerdem war es notwendig, die übrigen Alkalien mit Säure in Fremdsalze zu überführen.To isolate the resulting hydantoins from the alkaline reaction solutions and from the Since then, the mother liquor has had to completely remove the excess ammonium salts by boiling them Solution to be removed. In addition, it was necessary to convert the remaining alkalis with acid in foreign salts convict.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein druckloses Verfahren zur Herstellung von Hydantoinen, die in 5-Stellung ein- oder zweifach substituiert sind, aus Aldehyden oder Ketonen und Blausäure oder aus den entsprechenden Cyanhydrinen durch Umsetzen mit Ammoniak und Kohlendioxyd in Gegenwart überschüssiger Mengen Ammoniak und in Gegenwart von Wasser oder organischen Lösungsmitteln beiThe invention now relates to a pressureless process for the production of hydantoins, which in 5-position are monosubstituted or disubstituted, from aldehydes or ketones and hydrocyanic acid or from the corresponding cyanohydrins by reaction with ammonia and carbon dioxide in the presence excess amounts of ammonia and in the presence of water or organic solvents

409 540/540409 540/540

3 43 4

Temperaturen unterhalb 60° C, bei dem man in eine zeitig etwa 24 1 Kohlendioxyd über eine Trockenvorgelegte Lösung von 5 bis 100 Mol Ammoniak in gasuhr eingeleitet. Die Temperatur wird durch Kühweniger als 5 Mol Wasser, die gegebenenfalls als lung dabei zwischen 45 und 55° C gehalten. Nach Lösungsvermittler zusätzlich noch Methanol oder weiteren 30 Minuten und nach dem Abkühlen auf Äthanol enthalten kann, gleichzeitig je 1 Mol Kohlen- 5 30° C beginnt das kristalline Hydantoin auszufallen, dioxyd und Aldehyd- oder Ketoncyanhydrin oder Es wird abgenutscht, gewaschen und getrocknet. Die an Stelle des Cyanhydrins langsam je 1 Mol Blau- Ausbeute beträgt 61,7%. Die Mutterlauge wird im säure und Aldehyd bzw. Keton einträgt. Hierbei Vakuum eingedampft. Unter Rückgewinnung des legt man vorzugsweise eine gesättigte Ammoniak- Ammoniaküberschusses werden weitere 33,4% Hylösung vor. io dantoin mit einem Schmelzpunkt von 175° C er-Temperatures below 60 ° C, at which one in a timely about 24 1 carbon dioxide over a dry presented Solution of 5 to 100 moles of ammonia introduced into gas meter. The temperature is reduced by cooling than 5 moles of water, which may be kept between 45 and 55 ° C as a treatment. To Solubilizer in addition still methanol or a further 30 minutes and after cooling on May contain ethanol, at the same time every 1 mole of carbon 5 30 ° C begins to precipitate the crystalline hydantoin, Dioxide and aldehyde or ketone cyanohydrin or It is suction filtered, washed and dried. the instead of the cyanohydrin slowly per 1 mol of blue yield is 61.7%. The mother liquor is in acid and aldehyde or ketone enters. Evaporated in a vacuum. While recovering the If you place a saturated ammonia-ammonia excess, a further 33.4% hyaline solution is added before. io dantoin with a melting point of 175 ° C

Um die Bildung von Nebenprodukten zu vermei- halten.To avoid the formation of by-products.

den, arbeitet man unterhalb 60° C am besten bei b) Es wird wie unter a) beschrieben gearbeitet,The best way to work below 60 ° C is b) The procedure is as described under a),

einer Temperatur zwischen 25 und 55° C. Es wird Die Mutterlauge wird jedoch nach der ersten Ab-a temperature between 25 and 55 ° C. However, the mother liquor is

vorzugsweise in Gegenwart von etwa 2,5 Mol Wasser scheidung des Hydantoins erneut eingesetzt. Daspreferably used again in the presence of about 2.5 moles of water separation of the hydantoin. That

gearbeitet. Dadurch wird erreicht, daß noch während 15 verbrauchte Ammoniak wird in Form einer 25%igenworked. This ensures that ammonia consumed during 15 is in the form of a 25% strength

der Umsetzung kristalline oder sich ölig abscheidende wäßrigen Ammoniaklösung ersetzt. Ein weiteres Molthe reaction replaced crystalline or oily aqueous ammonia solution. Another mole

Produkte erhalten werden können. Acetoncyanhydrin wird innerhalb von 30 MinutenProducts can be obtained. Acetone cyanohydrin is used within 30 minutes

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch kon- zugegeben und dabei wiederum etwa 24 bis 25 1 tinuierlich durchgeführt werden. Dabei wird vorteil- Kohlendioxyd eingegast. Die erste Ausscheidung an hafterweise im Kreislauf gearbeitet und das Produkt 20 festem Dimethylhydantoin beträgt 124 g (=97% über einen Abscheidebehälter schon während der der Theorie).
Umsetzung aus dem Kreislauf laufend oder periodisch B e i s d i e 1 2
entfernt. Je nach dem Reinheitsgrad und der Wasserlöslichkeit der verwendeten Ausgangsstoffe fällt dieses In der gleichen Apparatur wie im Beispiel 1 im Normalfall in kristalliner oder insbesondere bei 25 werden 200 g 25%ige wäßrige Ammoniaklösung der Verwendung von Lösungsmitteln in öliger oder vorgelegt. Aus einem Tropftrichter wird innerhalb gelöster Form an. Die beiden letzteren Fälle treten einer Reaktionszeit von 40 Minuten ein Gemisch weniger häufig ein. Eine Aufarbeitung der Mutter- von 1,5 Mol reiner, frisch destillierter Blausäure lauge ist in diesem Fall der Produktisolierung nur in- (= 40,5 g) und 1,5 Mol Aceton (= 87 g) langsam soweit nötig, als es sich um die Beseitigung der ent- 30 unter Rühren zugegeben. Gleichzeitig werden über stehenden Menge von 1 Mol Wasser bei molaren eine Trockengasuhr etwa 36 1 Kohlendioxyd einge-Umsätzen zwecks Einhaltung des normalen Wasser- leitet. Durch Kühlung wird die Temperatur dabei spiegeis von 2,5 bis 10 Mol in der Reaktionslösung auf etwa 35° C gehalten. Im Vakuum dampft man handelt. Es muß also für jedes Mol entstandenes anschließend die salzhaltige Mutterlauge ein und er- und isoliertes Hydantoin entsprechend der Reak- 35 hält in wäßriger Lösung etwas überschüssiges Amtionsgleichung 1 Mol Wasser in Form der mit moniak, Aceton und Blausäure zurück. Isoliert Hydantoin gesättigten Reaktionslösung entnommen werden 183 g Dimethylhydantoin vom Fp. 175° C, werden. Im allgemeinen handelt es sich hierbei um entsprechend 95,2% der Theorie.
2 bis 5% des gesamten Ansatzes. Die Art der Iso- . .
lierung der Umsetzungsprodukte ist auch weitgehend 40 Beispiel 3
von der Löslichkeit der entstandenen Hydantoine Wie im Beispiel 1 werden 200 g 25%ige wäßrige abhängig. So kann beispielsweise beim Vorliegen Ammoniaklösung vorgelegt und etwa 40 g Methanol leicht löslicher Ammoniumhydantoate notwendig als Lösungsmittler zugegeben. Aus einem Tropfsein, die Produkte in gelöster Form dem Kreislauf trichter wird innerhalb von etwa 45 Minuten unter zu entnehmen und gesondert durch Verdampfen des 45 Rühren ein Gemisch von 2 Mol Methyläthylketon überschüssigen Lösungsmittels zu isolieren. Hierbei (= 144 g) und 2MoI Blausäure (= 54 g) zugetropft, können die Lösungsmittel und das Ammoniak wie- Gleichzeitig werden über eine Trockengasuhr etwa dergewonnen und in den Kreislauf zurückgegeben 48 1 Kohlendioxyd eingeleitet. Die Temperatur wird werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Kühlen auf etwa 40° C gehalten. Schon beim werden oft kristalline Hydantoine mit einem scharfen 50 Abkühlen fallen feine weiße Kristalle aus. Durch das Schmelzpunkt erhalten. Infolge der milden Reak- Eindampfen im Vakuum wird eine helle wäßrige tionsbedingungen und der schnellen Produktaus- Lösung von Methanol, Ammoniak, Blausäure und scheidung findet selbst bei der Verwendung von Methyläthylketon wiedergewonnen. Die Gesamtfreier Blausäure praktisch keine Bildung von Neben- menge des isolierten, reinweißen, feinkristallinen produkten statt. Es treten ferner, da keine der Korn- 55 Methyläthylhydantoins vom Fp. 148° C beträgt 242 g ponenten im Überschuß eingesetzt werden, keine (= 84,0% der Theorie).
Abgase auf. . .
The process according to the invention can also be added and in turn carried out continuously for about 24 to 25 liters. Carbon dioxide is advantageously gassed in. The first excretion of adhesively worked in the circuit and the product 20 solid dimethylhydantoin amounts to 124 g (= 97% over a separating container already during the theory).
Implementation from the cycle continuously or periodically
removed. Depending on the degree of purity and the water solubility of the starting materials used, this falls into the same apparatus as in Example 1 in the normal case in crystalline or in particular at 25, 200 g of 25% aqueous ammonia solution using solvents in oily or initially introduced. A dropping funnel turns into dissolved form within. The latter two cases occur less frequently after a reaction time of 40 minutes. A work-up of the mother liquor from 1.5 mol of pure, freshly distilled hydrocyanic acid lye is only slowly necessary in this case of product isolation in (= 40.5 g) and 1.5 mol of acetone (= 87 g) as it is in order to eliminate the ent- 30 added with stirring. At the same time, about 36 liters of carbon dioxide are added over a standing amount of 1 mol of water with a molar dry gas meter in order to maintain normal water levels. The temperature is kept from 2.5 to 10 mol in the reaction solution at about 35 ° C. by cooling. In a vacuum one acts. The salty mother liquor must then be added for every mole of the resulting and isolated hydantoin in accordance with the reaction. 183 g of dimethylhydantoin with a melting point of 175 ° C. are taken from the isolated hydantoin saturated reaction solution. In general, this is 95.2% of theory.
2 to 5% of the total approach. The type of iso-. .
The distribution of the reaction products is also largely 40 Example 3
As in Example 1, 200 g of 25% strength aqueous are dependent on the solubility of the hydantoins formed. For example, if ammonia solution is present, about 40 g of methanol of readily soluble ammonium hydantoate can be added as a solvent. From a drip, the products in dissolved form the circuit funnel will be removed within about 45 minutes under and separately to isolate a mixture of 2 mol of methyl ethyl ketone excess solvent by evaporating the 45 stirring. Here (= 144 g) and 2MoI hydrocyanic acid (= 54 g) are added dropwise, the solvents and the ammonia can be recovered. The temperature will be. Maintained at about 40 ° C. by cooling according to the process according to the invention. Even when the hydantoins are often crystalline with sharp cooling, fine white crystals precipitate. Obtained by the melting point. As a result of the mild reac- evaporation in vacuo, a light aqueous ionization conditions and the rapid product release of methanol, ammonia, hydrocyanic acid and separation takes place even when using methyl ethyl ketone. The total free hydrocyanic acid practically no formation of minor amounts of the isolated, pure white, finely crystalline products instead. Furthermore, since none of the methylethylhydantoin with a melting point of 148 ° C. 242 g of components are used in excess, none (= 84.0% of theory).
Exhaust gases on. . .

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung Beispiel 4The following examples serve to illustrate example 4

der Erfindung. Wie im Beispiel 1 werden 200 g 25%ige wäßrigethe invention. As in Example 1, 200 g of 25% aqueous

60 Ammoniaklösung und 50 g Äthanol vorgelegt. Aus60 ammonia solution and 50 g of ethanol were submitted. the end

Beispiel 1 einem Tropf trichter wird in etwa 30 Minuten 1 MolExample 1 a dropping funnel becomes 1 mole in about 30 minutes

(== 131 g) rohes, ungereinigtes y-Methylmercapto-(== 131 g) raw, unpurified y-methyl mercapto-

a) In einem 500-ml-DreihaIskolben mit Stock- /J-oxybutyronitril eingetropft. Gleichzeitig wird übera) Dripped into a 500 ml three-necked flask with stick- / J-oxybutyronitrile. At the same time is over

thermometer, Rückflußkühler und Gaseinleitungs- eine Trockengasuhr 241 Kohlendioxyd eingeleitet,thermometer, reflux condenser and gas inlet - a dry gas meter 241 carbon dioxide introduced,

ansatz werden 200 g 25%ige wäßrige Ammoniak- 65 Die Temperatur stellt sich dabei auf 45 bis 50° C200 g of 25% strength aqueous ammonia are used. The temperature is 45 to 50 ° C

lösung vorgelegt. Aus einem Tropfrichter wer- ein. Nachdem etwa die Hälfte des Cyanhydrins zu-solution presented. A drip funnel becomes a. After about half of the cyanohydrin has been added

den innerhalb von 30 Minuten 1 Mol (= 85,4 g) gesetzt ist, bilden sich zwei Schichten. Nach be-where 1 mole (= 85.4 g) is set within 30 minutes, two layers are formed. After loading

99,5%iges Acetoncyanhydrin zugetropft und gleich- endeter Zugabe wird die ölige Schicht im Scheide-99.5% acetone cyanohydrin is added dropwise and, at the same time, the oily layer in the vagina is

trichter abgetrennt und die wäßrige Schicht im Vakuum eingedampft. Es werden daraufhin 162 g schwachgelb gefärbten, kristallinen 5,2'-Methylmercaptoäthylhydantoins vom Fp. 103° C isoliert. Das entspricht einer Ausbeute von 93,1%, bezogen auf eingesetztes Cyanhydrin.funnel separated and the aqueous layer evaporated in vacuo. Thereupon 162 g Pale yellow colored, crystalline 5,2'-methylmercaptoethylhydantoin with a melting point of 103 ° C. is isolated. This corresponds to a yield of 93.1%, based on the cyanohydrin used.

Beispiel 5Example 5

Wie im Beispiel 1 werden 180 g 25°/oige wäßrige Ammoniaklösung und 90 g Methanol vorgelegt. Aus einem Tropftrichter tropft man in etwa 45 Minuten 2 Mol (= 287,5 g) 99,5%iges Benzaldehydcyanhydrin unter Rühren zu. Gleichzeitig werden etwa 481 (=2 Mol) Kohlendioxyd über eine Trockengasuhr eingeleitet. Die Temperatur beträgt dabei etwa 50° C. Nach dem Abtreiben des Methanols im Vakuum fällt das 5-Phenylhydantoin flockig und orangegelb aus. Es erstarrt zu einer wachsartigen Masse. Nach dem Abdampfen der Mutterlauge und einer Nachreinigung ergeben sich 292 g kristallines Rohprodukt vom Schmelzpunkt 169° C entsprechend 82«/o der Theorie.As in Example 1, 180 g of 25% aqueous ammonia solution and 90 g of methanol are initially charged. the end 2 mol (= 287.5 g) of 99.5% benzaldehyde cyanohydrin are added dropwise to a dropping funnel in about 45 minutes with stirring. At the same time, about 481 (= 2 mol) of carbon dioxide are released through a dry gas meter initiated. The temperature is about 50 ° C. After the methanol has been driven off in the The 5-phenylhydantoin is flaky and orange-yellow in a vacuum. It solidifies into a waxy one Dimensions. After evaporation of the mother liquor and subsequent purification, 292 g of crystalline material are obtained Crude product with a melting point of 169 ° C, corresponding to 82% of theory.

Beispiel 6Example 6

In eine Apparatur, die für das Arbeiten im Kreislauf geeignet ist und durch die beiliegende Zeichnung veranschaulicht wird, werden 2500 g 25°/oiges wäßriges Ammoniak (= 36,5 Mol) eingefüllt. Über den Dosierbehälter 1 mit dem Druckausgleich 2 und dem Ablaufhahn 3 werden pro Stunde entweder ein Gemisch von 30 Mol Aceton (= 1740 g) und 30 Mol Blausäure (= 810 g) oder 30 Mol (= 2562 g) eines fertigen 99,5%igen Acetoncyanhydrin zugegeben. Gleichzeitig werden über einen Gaszähler durch das Ventil 13 und den Einlaßstutzen 12 in die Zentrifugalpumpell 30 Mol Kohlendioxyd (1320 g = 7201) pro Stunde eingeleitet. Aus einem Vorrat an verflüssigtem Ammoniak wird über eine Kolbendosierpumpe durch das Ventil 17 über die Zuleitung und Düse 16 gleichzeitig 30MoI (=510g) Ammoniak eingespeist. Dabei wird mittels der Pumpe 11 der Kreislauf über den Kühler 4, das Ventil 5, das Tauchrohr 6, den Produktabscheider 7 und das Ventil 10 aufrechterhalten. Der Stutzen 14 dient zum Druckausgleich. 15 ist eine Kühlvorrichtung, beispielsweise ein Kühlfinger, die dazu dient, Ammoniumbicarbonat, welches sich bei einer Überdosierung von Kohlendioxyd bilden kann, abzuscheiden. In an apparatus that is suitable for working in the circuit and through the accompanying drawing is illustrated, 2500 g of 25% aqueous ammonia (= 36.5 mol) are introduced. Above the dosing tank 1 with the pressure equalization 2 and the drain cock 3 are either one per hour Mixture of 30 moles of acetone (= 1740 g) and 30 moles of hydrocyanic acid (= 810 g) or 30 moles (= 2562 g) of one finished 99.5% acetone cyanohydrin was added. At the same time, the Valve 13 and inlet port 12 in the centrifugal pump pit 30 mol of carbon dioxide (1320 g = 7201) introduced per hour. From a supply of liquefied Ammonia is fed via a piston metering pump through the valve 17 via the supply line and Nozzle 16 at the same time 30MoI (= 510g) ammonia fed in. By means of the pump 11, the circuit via the cooler 4, the valve 5, the Dip tube 6, the product separator 7 and the valve 10 are maintained. The nozzle 14 is used for pressure equalization. 15 is a cooling device, for example a cold finger, which is used to remove ammonium bicarbonate, which can form in the event of an overdose of carbon dioxide.

Pro Stunde können mit geringen Schwankungen etwa 3600 g (= 93,6% der Theorie) kristallines Dimethylhydantoin (Fp. = 175° C) über die Produktentnahme 9 bzw. 8 entnommen werden. Etwa 600 ml Mutterlauge fallen dabei an, die gesondert aufgearbeitet werden und insgesamt etwa 200 bis 240 g (= 5,3 bis 6,4% der Theorie) Dimethylhydantoin zusätzlich ergeben.Approximately 3600 g (= 93.6% of theory) of crystalline dimethylhydantoin can be produced per hour with slight fluctuations (Melting point = 175 ° C.) can be withdrawn via product withdrawal 9 and 8, respectively. About 600 ml This results in mother liquor that is worked up separately and amounts to a total of about 200 to 240 g (= 5.3 to 6.4% of theory) Dimethylhydantoin additionally result.

Beispiel 7Example 7

In eine wie im Beispiel 6 beschriebene Kreislaufapparatur werden 2500 g 25%iges wäßriges Ammoniak (= 36,5 Mol) eingefüllt. Nach der oben angeführten Arbeitsweise werden pro Stunde über den Dosierbehälter ein Gemisch von 2040 g /?-Methylmercaptopropionaldehyd (20 Mol) und 540 g reiner, frisch destillierter Blausäure (20 Mol) zugegeben. Gleichzeitig werden 20 Mol (= 880 g = 480 1) Kohlendioxyd pro Stunde eingeleitet. Über eine Kolbendosierpumpe werden im gleichen Tempo 20 Mol flüssiges Ammoniak (= 340 g pro Stunde) eingespeist. Aus dem Abscheider können pro Stunde etwa 3150g (= 90,5 «/0 der Theorie) rohes, sich als Öl abscheidendes 5,2'-Methylmercaptoäthylhydantoin abgezogen werden. Das öl kristallisiert langsam zu einer hellgelben Masse aus. Der Schmelzpunkt des Rohproduktes liegt bei 90 bis 105° C. Etwa 460 bis 500 ml wäßrige Mutterlauge werden pro Stunde aus dem Abscheider dem Kreislauf entnommen, aus der sich weitere 225 bis 295 g des Hydantoins (entsprechend zusätzlich 6,5 bis 8,5% der Theorie) durch Vakuumeindampfung gewinnen lassen.2500 g of 25% strength aqueous ammonia are placed in a circulation apparatus as described in Example 6 (= 36.5 mol) filled in. According to the above procedure, per hour over the Dosing container a mixture of 2040 g /? - methyl mercaptopropionaldehyde (20 mol) and 540 g of pure, freshly distilled hydrocyanic acid (20 mol) were added. At the same time, 20 moles (= 880 g = 480 1) Carbon dioxide introduced per hour. A piston metering pump is used at the same pace 20 mol of liquid ammonia (= 340 g per hour) fed. From the separator can per hour about 3150 g (= 90.5% of theory) of crude 5,2'-methylmercaptoethylhydantoin which separates out as an oil subtracted from. The oil slowly crystallizes out to a light yellow mass. The melting point of the The crude product is at 90 to 105 ° C. About 460 to 500 ml of aqueous mother liquor are produced per hour taken from the circuit from the separator, from which another 225 to 295 g of the hydantoin (corresponding to an additional 6.5 to 8.5% of theory) can be obtained by vacuum evaporation.

Beispiel 8Example 8

In die im Beispiel 6 beschriebene Kreislaufapparatur werden 2000 g 10%iges wäßriges Ammoniak eingefüllt. Aus dem Dosierbehälter wird ein Gemisch von 312 g /7-Methylmercapto-propionaldehyd und 89 g Blausäure zugegeben. Gleichzeitig werden 3 Mol Kohlendioxyd eingeleitet. Die Konzentration des Ammoniaks wird durch das Einspeisen von Ammoniak bei 8 bis 10% gehalten. Die Temperatur der umlaufenden Lösung wird auf etwa 55° C eingeregelt. Erhalten wird eine etwa 30%ige Lösung von 5,2'-Methylmercaptoäthylhydantoin, die nach dem Austreiben des überschüssigen Ammoniaks sofort zu beispielsweise Methionin durch Verseifung weiterverarbeitet werden kann. Isoliert man aus dieser Lösung das Hydantoin, so erhält man eine Ausbeute von 477 g entsprechend 92,8% der Theorie (Schmp. 98 bis 100° C).2000 g of 10% strength aqueous ammonia are introduced into the circulation apparatus described in Example 6 filled. A mixture of 312 g / 7-methylmercapto-propionaldehyde is dispensed from the dosing tank and 89 g of hydrocyanic acid were added. At the same time 3 moles of carbon dioxide are introduced. The concentration the ammonia is kept at 8 to 10% by feeding ammonia. The temperature of the circulating solution is regulated to about 55 ° C. An approximately 30% solution of 5,2'-methylmercaptoethylhydantoin, which increases immediately after expelling the excess ammonia for example methionine can be further processed by saponification. You isolate from this If the hydantoin is dissolved, a yield of 477 g, corresponding to 92.8% of theory, is obtained (M.p. 98 to 100 ° C).

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Druckloses Verfahren zur Herstellung von in 5-Stellung ein- oder zweifach C-substituierten Hydantoinen aus Aldehyden oder Ketonen und Blausäure oder aus den entsprechenden Cyanhydrinen durch Umsatz mit Ammoniak und Kohlendioxyd in Gegenwart überschüssiger Mengen Ammoniak und in Gegenwart von Wasser oder organischen Lösungsmitteln bei Temperaturen unterhalb 60° C, dadurch gekennzeichnet, daß man in eine vorgelegte Lösung von 5 bis 100 Mol Ammoniak in weniger als 5 Mol Wasser, die gegebenenfalls als Lösungsvermittler zusätzlich noch Methanol oder Äthanol enthalten kann, gleichzeitig je 1 Mol Kohlendioxyd und Aldehyd- oder Ketoncyanhydrin oder an Stelle des Cyanhydrine langsam je 1 Mol Blausäure und Aldehyd bzw. Keton einträgt.1. Pressureless process for the preparation of C-substituted one or two times in the 5-position Hydantoins from aldehydes or ketones and hydrocyanic acid or from the corresponding cyanohydrins by reaction with ammonia and carbon dioxide in the presence of excess amounts of ammonia and in the presence of water or organic solvents at temperatures below 60 ° C, characterized in that that in a submitted solution of 5 to 100 moles of ammonia in less than 5 moles of water, optionally as a solubilizer, in addition, methanol or ethanol may contain, at the same time each 1 mole of carbon dioxide and aldehyde or ketone cyanohydrin or instead of the cyanohydrin, slowly add 1 mol of hydrogen cyanide and aldehyde or ketone each enters. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgelegte Ammoniaklösung gesättigt ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the submitted ammonia solution is saturated. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 566 094;
USA.-Patentschrift Nr. 2 603 651.
Considered publications:
German Patent No. 566 094;
U.S. Patent No. 2,603,651.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 409 540/540 3.64 © Bundesdruckerei Berlin409 540/540 3.64 © Bundesdruckerei Berlin
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