DE1903614A1

DE1903614A1 - Verfahren zur Herstellung von 2-Methylimidazol

Info

Publication number: DE1903614A1
Application number: DE19691903614
Authority: DE
Inventors: Constantin Ciupea; Marin Vitan
Original assignee: INST DE CERCETARI CHIMICO FARM
Current assignee: INST DE CERCETARI CHIMICO FARM
Priority date: 1968-01-25
Filing date: 1969-01-24
Publication date: 1969-09-18
Also published as: FR2000694A1

Description

Verfahren zur Herstellung von 2-Methyl-imidazol

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
2-Methyl-imidazol als freie Base durch Kondensation von
Glyoxal mit Acetaldehyd und Ammoniak in wässrigem Medium.

Bei den schon bekannten Verfahren zur Herstellung/2-Methylimidazol^ werden Äthylendiamin, Acetonitril, Weinsäure oder ortho-Nitranilin als Ausgangsstoffe verwendet. Alle diese
Verfahren weisen den Nachteil auf unwirtschaftlich und schwierig zu sein, weil sie von teuren Rohstoffen aisgehen und schwerfällige Technologien und komplizierte Apparaturen benötigen. So setzt das vom Ethylendiamin ausgehenden Verfahren, das heutzutage als das Vorteilhafteste betrachtet wird, voraus, daß die Synthese bei 4-50° C in der Gasphase auf Platinkatalysatoren durchgeführt wird. Schwierig ist weiterhin die Abtrennung des Produktes aus der Reaktionsmasse, wobei die Ausbeuten unter 50% bleiben.

Das erfindungsgemäße Verfahren beseitigt die Nachteile der schon bekannten Verfahren dadurch, daß es von billigen, leicht

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zugänglichen Ausgangsstoffen ausgeht und daß nur eine sehr einfache Technologie gebraucht wird, da die Synthese in wässrigem Medium bei normaler Temperatur durchgeführt und die Abtrennung des 2-Methyl-imidazols direkt aus der Reaktionsmasse durch einfache Filtration ausgeführt wird. '

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert: Beispiel 1

240 ml einer 24%-igen Ammoniaklösung werden in ein Reaktionsgefäß von 1,5 1 Inhalt mit Rührwerk, Einfülltrichter und Thermo meter unter Eiskühlung eingetragen; dann wird unter Rühren und Kühlung eine aus 200 ml wässriger 24%-iger GIyoxal-Lösung und 200 ml 30%-igem Acetaldehyd zusammengesetzte Lösung innerhalb von zwei Stunden so zugegeben, daß die Temperatur der Reaktions masse zwischen 20 und 25°C bleibt. Es wird noch eine Stunde bei Zimmertemperatur gehalten, dann werden 130 g Kochslaz zugegeben und bis zur Lösung gerührt; Anschliessend wird die Reaktionsmasse eine Stunde lang auf -10⁰C gekühlt und das kristallisierte 2-Methyl-imidazol filtriert. Der getrocknete Krüallkuchen wird mit 100 ml Benzol durch Schlämmen gewaschen, das::' nach dem !Filtrieren erhaltene Benzol von der aus dem Kristallbrei mitgerissenen wässrigen Phase getrennt und das Vaschen auf diese Weise dreimal wiederholt. Nach Trocknen im Trockenschrank bei 50 bis £0°0 werden 42 g 2-Methyl-imidazol in iOrm von nadeligen Kristallen erhalten.
Ausbeute: 60 °/o bezogen auf Glyoxal.

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Beispiel 2

400 ml Paraacetaldehyd, 400 ml Wasser und eine Lösung aus 25 S Natriumnitrat in 75 ml Wasser werden in ein Reaktionsgefäß von 2,5 1 Inhalt, mit Rührwerk, Tropftrichter, Thermometer, einem mit Salzwasser gekühltem Rückflußkühler und einem Wasserbad eingetragen. Das Wasserbad wird auf 45°C eingestellt und wenn die Temperatur der Reaktionsmasse 38 - 40⁰G erreicht hat, werden durch den Tropftrichter 345 ml 50%-ige Salpetersäure innerhalb von drei Stunden zugetropft. Während dieser Zeit wird die Temperatur der Reaktionsmasse durch Kühlung auf 58 40 ⁰O gehalten (die Reaktion ist leicht exotherm). Der im Rückflußkühler nicht kondensierte, von den während der Reaktion entweichenden Stickstoffoxiden mitgerissene Acetaldehyd wird in einem mit Wasser gefüllten Absorptionsgefäß aufgefangen und kann in die Reaktion zurückgeführt werden. Nach beendeter Salpetersäurezugabe wird bei derselben Temperatur noch drei Stunden weiter gerührt.

Es werden 1140 ml Reaktionsmasse erhalten, die . , ca. 12,0 g Glyoxal pro 100 ml ca. 15»0 g Acetaldehyd pro 100 ml

ca. 8 g Essigsäure pro 100 ml und ca. 2,3 g Salpetersäure pro 100 ml enthält. ·

Die erhaltene Reaktionsmasse wird innerhalb von zwei Stunden portionsweise unter Rühren und Kühlung in ein Reaktionsgefäß von 2,5 1 Inhalt mit 700 ml einer wässrigen 24%-igen Ammoniak-

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• lösung so eingetragen, daß die Temperatur 20 - 25° 0 beträgt. Es wird noch zwei Stunden bei Zimmertemperatur weitergerührt; Anschliessend werden 370 g Kochsalz zugegeben und bis zur Lösung gerührt. Die mit Kochsalz gesättigte Reaktionsmasse wird mit einer 40%-igen Natriumhydroxidlösung auf pH 12 gestellt, eine Stunde lang auf ca. -10⁰O gekühlt und anschliessend das kristallisierte 2-Methyl-imidazol filtriert und getrocknet. Der Kristallkuchen wird durch Aufschlämmen in 300 ml Benzol gewaschen; das nach dem nitrieren erhaltene Benzol, wir von der aus dem Kristallbrei mitgerissenen wässrigen Phase. . getrennt; das Waschen wird auf diese Weise dreimal wiederholt und das so erhaltene 2-Methyl-imidazol im Trockenschrank bei 40 - .50° Ο getrocknet.

Ausbeute: 120 g 2-Methyl-imidazol = ξ32 % der Theorie bezogen auf Glyoxal,(weiße Nadeln). ■ .

Beispiel 3

Die gemäß Beispiel 2 nach Eintragen der 1140'ml Reaktionsmasse in 700 ml 24%-igem EH, erhaltene Lösung wird bis zur Hälfte des ursprünglichen Volumens .konzentriert, mit 70 g Kochsalz gesättigt und unter schwachem Rühren eine Stunde lang auf. -10° G gekühlt. Das...2-Methyl-imidazol wird filtriert, getrocknet, gewaschen und wie in Beispiel 2 getrocknet. Ausbeute: 138 g 2-Methyl-imidazol in Form weißer nadeiförmiger Kristalle => 72 % der Theorie bezogen auf Glyoxal.

Beispiel 4

300 ml Wasser werden in ein Reaktionsgefäß von 2,5 1 Inhalt , mit Rührwerk, Tropftrichter, Einblasevorrichtung und Kühlbad

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mit Eiswasser eingetragen. Dann wird unter Rühren" Ammoniak eingeblasen und durch den Tropf jjricht er 1000 ml der nach Beispiel 2 durch Oxidation von Para-acetaldehyd mit Salpetersäure erhaltenen Reaktionsmasse zugegeben.

Die Reaktion wird bei einer !Temperatur von 20 - 25° C durchgeführt; das Eintragen der Reaktionsmasse gemäß Beispiel 2 soll zwei Stunden beanspruchen; die Durchflußmenge des Ammoniaks wird so eingestellt, daß das pH während der Reaktion mindesteni 9 beträgt. Nach dem Eintragen der Reaktionsmasse wird das Einblasen von Ammoniak solange fortgesetzt, bis ein pH von 12 13 erreicht ist; es wird noch zwei Stunden bei Zimmertemperatm weitergerührt und dann wie in Beispiel 2 beschrieben, aufgearbeitet.

Ausbeute: 146q2-Methyl-imidazol in Form weißer nadeiförmiger Kristalle = 76 % der Theorie bezogen auf Glyoxal.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist also folgende Vorteile auf:

- 2-Methyl-imidazol wird direkt in Form der freien Base mit Ausbeuten von über 75 % erhalten;

- Es werden billige und leicht zugängliche Ausgangsstoffe verwendet ;

- 2-Methyl-imidazol wird nach einer einfachen Trennung direkt aus dem Reaktionsmedium als kristallisierte freie Base erhalten.

- Die angewandte Technologie ist einfach.

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Die technische Verwertbarkeit des 2-Methyl-imidazols geht aus folgenden Literaturstellen hervor:

1. Gh.Gorar, Arzneim.Forschung j16, 23 (1966)

2. Thone Poulenc, Bv.Brit. 1.01J.221/1965; CA.64, 7976 a

3. llouvees colab., Arian Diseases 9,394 (1965); CA.64,5515a

4. Natuso Serva, Bv. Japan Ί7583/1965; CA.6_2, 18101

5. Neth.Appl. 6407401/965; CA.62, 15362 "b N.Seifert, Bv.Germ. 971.934/1959; CA. ^, 3876 c G.Otto, Bv.Germ. 1001.232/957; CA.54, 4018 d W.A.Harding, Am.Ohem.Soc.-Org.Coortrup Plastics Chem.

24,309 (1964); CA.64.1285 d

9. Neth.Appl. 6504954/1965; CA. 64, 19906.

Die Literaturstellen 1 bis 3 betreffen die Verwendung von 2-Methyl-imidazol in der Pharmazeutischen Industrie zur Herstellung von Arzneimitteln.

Die Literatursteilen 4 und 5 betreffen die Verwendung von 2-Methyl-imidazol in der Insektizid- und Herbizid-Industrie.

Die Literatürstellen 6 bis 9 betreffen die Verwendung von 2-Methyl-imidazol auf dem Gebiet der Epoxide und IonenaustauBeher-Harze.

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Claims

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Patentansprüche

· Verfahr en zur Herstellung von 2-Methyl-imidazol durch Konden sation von Glyoxal mit Acetaldehyd und Ammoniak in wässriger Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung des 2-He"thyl-imidazo]s in EOrm der freien Base in kristallinem Zustand direkt aus dem.Reaktionsmedium durch Aussalzen mit anorganischen Salzen ausgeführt·wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glyoxal als solches oder in wässriger Lösung in Monomer- oder Polymer-Form verwendet wird.
5. Verfahrennach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniak als Gas oder als wässrige Lösung verwendet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Oxidation des Acetaldehyde mit wässriger Salpetersäurelösung erhaltene, Glyoxal und Acetaldehyd enthaltend?, Heaktionsmasse verwendet wird.

5· Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Synthese durch Eintragen des Glyoxals und des Acetaldehyds in die wässrige Ammoniaklösung ausgeführt wird, wobei die Reaktion bei Temperaturen zwischen - 10 und + 80° durchgeführt wird.

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6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung des 2-Methyl-imidazols aus dem Reaktionsmedium durch Konzentration der Reaktionsmasse und anschliessender Aussalzung erfolgt.

7· "Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß die Abtrennung des 2-Methyl-imidazols aus dem Reaktionsmedium durch Kühlung der Reaktionsmasse auf Tempe

raturen zwischen 0 und -15

erfolgt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß die Abtrennung des 2-Methyl-imidazols aus dem Reaktionsmedium durch Alkalisieren der Reaktionsmasse auf pH 11 bis 14 erfolgt.

Literatur

1) Wn.E.Ferner, US Patent 2,847,417 (1958); CA.

2) E.Sterling, U.S. Patent 2,891,965 (1959); CA.

3) S.I.Lurie u.Mitarb., J.Obs.Khim, 11., 545 (1941) ;CA.

4) L.S. Efros u. Mitarb.,J.Obs.Khim.26, 455 (1956).