DE2346316A1

DE2346316A1 - Verfahren zur herstellung von furylbenzimidazolen.

Info

Publication number: DE2346316A1
Application number: DE19732346316
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Harnisch
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1973-09-14
Filing date: 1973-09-14
Publication date: 1975-03-27
Also published as: FR2243949A1; DE2346316C2; BE819882A; NL7412075A; CH595380A5; GB1436089A; JPS5056420A; FR2243949B1; IT1021322B; JPS573675B2

Description

Verfahren zur Herstellung von Furylbenzimidazolen

Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von 2-Furyl-benzimidazolen durch Kondensation von Furan-2-aldehyden mit aromatischen o-Dianinoverbindungen und anschließender Dehydrierung der dabei entstandenen Azomethine, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß nan beide Reaktionsschritte bei Temperaturen von 0 bis 35 C, vorzugsweise 10 bis 30 G, durchführt und die Dehydrierung in Gegenwart von Chinonen oder von Sauerstoff und Sauerstoff übertragenden Katalysatoren vornimmt.

Insbesondere betrifft das neue Verfahren die Herstellung von 2-Furyl-

benzimidazolen der Formel

worin A für die restlichen Glieder eines in der angegebenen Heise ankon-

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densierten aromatischen Ringsysteras

R für Wasserstoff, eine gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl- oder Arylgruppe und

Ar für einen aromatischen Rest stehen, durch Umsetzung von Furan-2-aldehyden der Formel

worin Ar die oben genannte Bedeutung hat, mit einer o-Diaminc—Verbindung der Formel

Aji III

worin A und R die oben angegebene Bedeutung besitzen, zum entsprechenden Azomethin und dessen anschließende Oxidation zur Benzimidazolverbindung I.

Die in den allgemeinen Formeln I, II und III enthaltenen aromatischen und heterocyclischen Ringe können Substituenten tragen, z.B. Alkyl-, Cycloalkyl-, Aralkyl- oder Arylreste, Halogen-, Qyan-, Nitro-, Oxy-, Alkoxy-, Aralkoxy- oder Aryloxy gruppen, Alkyl- oder Arylcarbonylreste, Carboxylgruppen, die auch verestert sein können, Sulfonsäurereste, Carbon amid- bzw. Sulfonamidgruppen, die auch durch Alkyl-, Aralkyl- oder Arylreste substituiert sein können, Alkyl-, Aralkyl- oder Arylsulfonylreste, ferner Acyloxy- oder Carbamyloxygruppen und die Reste -NH-CO-Alkyl, -NH-CO-Aryl, -NH-CO-NH-Alkyl oder -NH-CO-NH-Aryl.

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• 5 0 9 8 1 3 / 1 0 6 U

Ganz besonders ist das Verfahren auf die Herstellung solcher Verbindungen gerichtet, worin

Ar für \> ^L₇, steht, wobei

R₁ und R₂ unabhängig voneinander Wasserstoff, C.-C.-Alkyl, Benzyl, Phenyl, C₁-C-AIkOXy, Halogen, Cyan, Nitro, C₁-C.-Alky!carbonyl, C.-C.-Alkoxycarbonyl, C₁-C.-Alkylsulfonyl, SO-H, COOH, C₁-C-Al-4 '4 j '4

kylcarbonylamino oder einen gegebenenfalls durch einen oder

zwei C,-C.-Alkylreste substituierten Carbamoyl- oder Sulfamoyl-I 4

rest
bedeutet,

A für R_—{: Jl steht, wobei

R_ Wasserstoff, C₁-C.-Alkyl, C₁-C₇-AIkOXy, Chlor, Fluor, Carboxy, '4 '4

Nitro, Phenyl, Cyclohexyl oder Phenyl-C.-C_-alkyl oder mit einem weiteren benachbarten Rest gemeinsam einen ankondensierten Benzoring bedeutet,

und worin R für Wasserstoff, C₁-C.-Alkyl, das vorzugsweise einmal durch

> 4

Hydroxy, Chlor, Cyan, C₁-C₇-AIkOXy, Carbamoyl, Carboxyl,

• 4

C₁-C -Alkoxycarbonyl substituiert sein kannj Cyclohexyl; ' 4

Benzyl, das 1-3 mal durch Methyl, Chlor oder Methoxy substituiert sein kann; Phenyl, das 1-3 mal durch C₁-C.-Alkyl,

ι 4

C₁-C-AIkOXy, Chlor, Brom, Cyan, C.-C.-Alkoxycarbonyl ι 4 1 4

substituiert sein kann,
steht.

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Die 2-Furylbenzimidazole sind bekannt (vgl. DOS 1 469 227, 1 545 846 und 1 594 841; entsprechend den US-Patentschriften 3 Λ97 525 und 3 637 73Λ) und stellen wertvolle optische Aufhellungsmittel dar.

Auch die als Ausgangsverbindungen benötigten Furan-2-aldehyde und aromatischen o-Diaminoverbindungen sind aus den oben genannten Patentschriften bekannt.

Die Kondensation der Furanaldehyde mit den o-Diaminen wird zweckmäßig in der V/eise durchgeführt, daß man die Komponenten im annähernd molaren Verhältnis in einem vorzugsweise polaren organischen Lösungsmittel vortellhafterweise unter Ausschluß von Luftsauerstoff - beispielsweise in einer Inertgasatmosphäre - unter Einhaltung des erfindungsgemäßen Temperaturbereiches (gegebenenfalls durch Kühlung) bis zur vollständigen Umsetzung, die sich beispielsweise dünnschichtchromatographisch nachweisen läßt, verrührt.

Dabei hat es sich in der Regel als vorteilhaft erwiesen, das Diamin in einem geringen Unterschuß (0,5 bis 3%) einzusetzen.

Geeignete polare organische Lösungsmittel sind Alkohole, Äther, Ester, Carbonsäureamide, Ketone und Halogenkohlenwasserstoffe.

Beispielhaft seien genannt: Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol, GIy kol, Glykolmonoraethyl- oder -äthyläther, GIy koldirae thy lather, DiUthylonglykol, Dioxan, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid, Eisessig, Acetonitril, Aceton, Chloroform,

Besonders bevorzugt sind mit Wasser mischbare Lösungsmittel.

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Die Dehydrierungsstufe wird zweckmäßigerweise so-durchgeführt, daß man zu einer Lösung oder Suspension des Azomethins in dem betreffenden organischen Lösungsmittel unter Rühren portionsweise das Dehydrierungsmittel bis zur vollständigen Dehydrierung derart einträgt, daß der erfindungsgemäße Temperaturbereich nicht über- beziehungsweise unterschritten wird. Auch hierbei wird der Reaktionsverlauf vorteilhafterweise dünnschichtchromatographisch verfolgt.

Als Lösungsmittel kommen außer den obengenannten auch unpolare Lösungsmittel, wie z.B. Benzol, Toluol, Chlorbenzol oder o-Dichlorbenzol in Betracht. Vorzugsweise führt man das erfindungsgemaße Verfahren als Eintopfverfahren, also ohne Zwischenisolierung des Azomethins und unter Verwendung ein- und desselben Lösungsmittels für beide Reaktionsschritte, aus.

Geeignete, als Dehydrierungsmittel zu verwendende Chinone sind durch Halogen oder Cyan substituierte Benzochinone, wie z.B. Chloranil, Bromanil, Tetracyanbenzochinon, Trichlorbenzochinon; aber auch nitrosubstituierte Phenanthrenchinone·

Bevorzugtes Oxydationsmittel aus der Klasse der Chinone ist Chloranil. Neben Chinon kann auch gasförmiger Sauerstoff, vorzugsweise Luftsauerstoff in Gegenwart von Sauerstoff übertragenden Katalysatoren, beispielsweise Kobaltnaphthenate oder übliche Schwermetallkomplex-Katalysatoren, wie sie in der DOS 2 138 931 beschrieben sind, verwendet werden·

Bevorzugte Katalysatoren sind Kobalt- und Kupferkomplexe von Azomethine^

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aus aromatischen o-Hydroxyaldehyden wie Salicylaldehyde und aliphatischen Diaminen wie Äthylendiamin.

Sie werden zweckmäßigerweise in Mengen von 0,1 bis 5% (bezogen auf den Furan-2-aldehyd) eingesetzt.

Die Reaktion mit Luftsauerstoff kann bei Normaldruck oder erhöhtem Druck, beispielsweise 0,5 bis 200 atü, durchgeführt werden.

Das neue Verfahren zeichnet sich durch hohe, d.h. fast quantitative Ausbeuten und hervorragende Reinheit der Verfahrensprodukte aus. Es sei an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

252 g 5-(2^t.4.^l-Dichlorphenyl)-furan-2-aldeh7d (96%ig) werden in 2000 ml technischem Methanol suspendiert. Unter Stickstoff werden bei-20-25 C 175 g 2-Aminc—diphenylamin (frisch unter N_ destilliert, 99,57^s) und 5 Stunden mit möglichst hoher Rührintensität unter Stickstoff bei 20-25°C verrührt, wobei sich der Aldehyd in Suspension zum gelben, kristal linen Azoiaethin umsetzt. Anschließend entnimmt man eine kleine Probe, fügt zu dieser wenig Methanol und reichlich Chloranil, verrührt und filtriert. Das FiItrat darf keine Rotviolettfärbung zeigen; andernfalls ist das 2-Amino-diphenylamin noch nicht vollständig umgesetzt und die Rührse It muß verlängert werden.

Ist die Probe in Ordnung, stellt man den Stickstoffstrom ab und fügt unter Außenkühlung mit kaltem V/asser und unter Rühren bei 20-25 C nach und nach innerhalb von 4.0 Minuten 218 g Chloranil (96/Sig) hinzu, rührt noch 15 Mxr.u

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ten nach mid fügt dann in Abständen von 10 Minuten 2-g-weise weiteres Chloranil hinzu, bis eine mit 2-Amlno-diphenylamin versetzte Probe sich violett färbt.

Dann läßt nan 30 Minuten nachrühren und wiederholt die Probe. Zeigt sie immer noch einen Chloranil-Überschuß (Violettfärbung) an, läßt man den Ansatz weitere 8 Stunden nachrühren·

Der kristalline Niederschlag wird abgesaugt , mit 500 ml technischem Methanol und dann mit Wasser gewaschen.

Zur Entfernung überschüssigen Chloranils und anhaftenden Tetrachlorhydrc— chinons trägt man das Rohprodukt bei 70 C in eine Mischung von /,.000 ml Wasser, 900 g 50fige Natronlauge und /+20 g 38%ige Bisulfitlösung ein und erhitzt 30 Minuten unter Rühren auf 80-90⁰C. Der kristalline Niederschlag wird.heiß abgesaugt, mit 10 000 ml Wasser gewaschen und bei 60 C im Vakuum getrocknet. (Schmelzpunkt: 162-164. C) Die Ausbeute beträgt 37Λ g = 93 % der Theorie und ist damit fast doppelt so hoch wie die gemäß Angaben der DOS 1 594 84I (Beispiel 7) erhaltene Ausbeute.

Ahnlich gute Resultate erzielt man, wenn man anstelle des vorstehend genannten Aldehyds einen der übrigen in DOS 1 594. 84.I aufgeführten 5-Arylfuran-2-aldehyde, vorzugsweise 5-(3^l»A^l-^ichlorphenyl)-furan-2-aldehyd, 5-(Λ'-Chlorphenyl)-furan-2-aldehyd, 5- U'-Methylsulfonyl)-furan-2-aldehyd, 5- U'-Trifluormethylphenyl )-furan-2-aldehyd, 5- U'-Cyanphenyl )-furan-2-aldehyd, 5-(A^l-l^>fethoxycarbonylphenyl)-furan-2-aldehyd, S-U'-Broraphenyl)-furan-2-aldehyd, 5-(A^I-Acetylphenyl)-furan-2-aldehyd oder 5-(/+'-Nitro-

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phenyl)—furai>-2—aldehyd trod anstelle des 2—Amino-dipiieiiylaainn eines der übrigen in DCS 1 545 S/Jj und DOS 1 594. 84I aufgeführten aromatischen o-HiaHino-TerbiBdungen, vorzugsweise 1 .2-Diaminobensol, i—Aiaino-2—aethyl— amino-benzol, 1—Jlmno-2—iaetI^lai!iino-5-»ttyl—benzol, 4—Ifethyl—2—aiaino-rJ I— phenylaain, 4-Chlor—2—aiiano^iphenylaiain, 4--ifethoEjgr—^2—amiiw-dipiiergrlsni*', 4— Cyano-2—anino-diphergrlanin einsetzt.

Ebenso kann mit gleichea Erfolg das verwendete Dehydrienincsniittel beispielsweise dirch Trichlor—benzochiriori, Tetratgrano-benzochinon, Tetrabro»- bensochinon oder Tetrafltiorcliinon und das Lösiarassniittel beispielsweise durch Äthanol, n—Propanol, Xsopropanol, Ätt^ylenglykol oder Äthylen^lykol— aononetriyläther ersetzt werden.

Bei spiel 7.

252 ζ 5-(3*-4^I-Dichlorpaenjl)-fi!iran-2-aldei^d (9&^ig) werden in 2000 Eil Iscpropanol suspendiert. Unter Stickstoff werden bei 20 C 121 g 1—Anino— 2—zretf^rlanino-beiizol zugegeben und 7 Stunden bei 20 C mit nöglichst hoher F.ührintensität. unter stickstoff verrührt, bis ein (Laufaittel Chloroforo-Essisester 1:1) die vollständige ISasetzung; des Biosins anzeigt. Druir: stellt nan den Stickstoff strom ab, fügt 5 (Kobaltkonplex des Bisa^onethins aus 2 KoI fMicylaldehyd und 1 KbI Xthylon-

diaioir.) hinzu und leitet unter Rühren bei 20°—25°C einen schwachen Luftstrom ein, bis diimischiclitchroaatograpiiisch (lÄUfnittel Essi^ester—Chloro— forn) kein Azoaiethin aus Dichlorphenjlfuran—aldehyd und 1-AEino~2-methylol nehr vorhanden ist»

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Der kristalline Niederschlag wird dann abgesaugt und mit Isopropanol gewaschen.

Die Mutterlauge wird auf I/3 ihres Volumens eingeengt· Der kristalline Niederschlag wird abgesaugt, mit Isopropanol gewaschen und zusammen mit den zuerst erhaltenen Kristallisat bei 60 C iia Vakuum getrocknet. Schmelzpunkt: 195-198⁰C.

Die Ausbeute beträgt 330 g, entsprechend 91% der Theorie. Nach den in DOS 1 5A5 S/+6 (Beispiel 6) angegebenen Verfahren werden aun den gleichen Komponenten insgesamt nur etwa 62% der Theorie an 2-(1'-Kethylbensimidazolyl-(2^t ))-5-(3'«A^t-<iichlorphenyl)-furan erhalten.

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Claims

Patentansprüche:

Verbesserung des Verfahrens zur Herstellung von 2-Furylbenzimidazolen durch Kondensation von Furan-2-aldehyden mit aromatischen Diaminoverbindungen und anschließender Dehydrierung, dadurch gekennzeichnet, daß man beide Heaktionsschritte bei Temperaturen von 0 bis 35 ⁰C, vorzugsweise 10 bis 30 ⁰C, durchführt und die Dehydrierung in Gegenwart von Chinonen oder von Sauerstoff und Sauerstoff übertragenden Katalysatoren vornimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kondensation in einem polaren Lösungsmittel durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kondensation in einem polaren Lösungsmittel und unter Ausschluß von Sauerstoff durchführt.
4. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß man die Kondensation und Dehydrierung im gleichen Lösung·' mittel und ohne Zwischenisolierung des Azomethins ausführt.

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