DE2346316C2

DE2346316C2 - Verfahren zur Herstellung von 2-Furylbenzimidazolen

Info

Publication number: DE2346316C2
Application number: DE19732346316
Authority: DE
Inventors: Horst Dr. 5060 Köln-Buchheim Harnisch
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1973-09-14
Filing date: 1973-09-14
Publication date: 1985-02-14
Also published as: NL7412075A; BE819882A; JPS5056420A; FR2243949B1; DE2346316A1; CH595380A5; JPS573675B2; IT1021322B; FR2243949A1; GB1436089A

Description

(Π)

worin Ri und R₂ die oben angegebene Bedeutung besitzen mit einem o-Phenylendlamln der allgemeinen Formel III

NH

NH₂

(UI)

worin R und Rj die oben angegebene Bedeutung besitzen, in einem polaren organischen Lösungsmittel unter Ausschluß von Luftsauerstoff und anschließender Dehydrierung des gebildeten Azomethlns ohne dessen Zwischenisolierung In Gegenwart von Chloranll oder Sauerstoff und sauerstoffübertragender Schwermetallkomplex-Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß man beide Reaktionsschritte bei 10-3O⁰C, erforderlichenfalls unter Kühlung durchführt und das Dehydrierungsmittel In der zweiten Stufe portionsweise derart einträgt oder so einleitet, daß der oben angegebene Temperaturbereich nicht überschritten wird.

Gegenstand der Erfindung Ist ein Verfahren zur Herstellung von 2-Fury!-benzlmldazolen der allgemeinen Formel I

(D

Ri und Rj unabhängig voneinander Wasserstoffatome, Ci-C₄-Alkyl-, Benzyl-, Phenyl-, C|-C₄-Alkoxygruppen, Halogenatome, Cyan-, Nitro-, Ci-d-Alkylcarbonyl-, d-C₄-Alkoxycarbonyl-, d-d-Alkylsulfonyl-, SO,H-, COOH-. C-d-Alkylcarbonylamlnogruppen oder einen unsubstltulerten oder durch einen oder zwei Ci-C₄-Alkylresie substituierten Carbamoyl- oder Sulfamoylrest,

Ri ein Wasserstoffatom, eine Ci-C4-Alkyl-, Ci-d-Alkoxygrappe, ein Chloratom, Fluoratom, eine Carboxy-, Nitro-. Phenyl-, Cyclohexyl- oder Phenyl-Ci-d-alkylgruppe, oder

R ein Wasserstoffatom, eine Ci-C^Alkylgruppe, die durch eine Hydroxygruppe, ein Chloratom, eine Cyan-, Ci-C₄-Alkoxy-, Carbamoyl-, Carboxyl- oder Ci-C4-Alkoxycarbonylgruppe substituiert sein kann; eine Cyclohexyigruppe; den Benzylrest, der 1-imal durch Methylgruppen, Chloratome oder Methoxygruppen substituiert sein kann; eine Phenylgruppe, die 1-3 mal durch Ci-Cj-Alkyl- oder Ci-Cj-Alkoxygruppen, Chloratome oder Bromatome, Cyan- oder Ci-C^AIkoxycarbonylgruppen substituiert sein kann,
bedeuten, durch Kondensation von Furan-2-aldehyden der allgemeinen Formel II

(U)

Kl

worin Ri und R] die oben angegebene Bedeutung besitzen, mit einem o-Phenylendiamln der allgemeinen Formel HI

^m »

worin R und R₃ die oben angegebene Bedeutung besitzen, In einem polaren organischen Lösungsmittel unter Ausschluß von Luftsauerstoff und anschließender Dehydrierung des gebildeten Azomethine ohne dessen Zwischenisolierung in Gegenwart von Chloranll oder Sauerstoff und sauerstoffübertragender Schwermetallkomplex-Katalysatoren. Das Verfahren Ist dadurch gekennzeichnet, daß man beide Reaktionsschritte bei 10-30° C, erforderlichenfalls unter Kühlung durchführt, und das Dehydrlerungs.nlttel In der zweiten Stufe portionsweise derart einträgt oder so einleitet, daß der oben angegebene Temperaturbereich nicht überschritten wird.

Die 2-Furylbenzlmldazole sind bekannt (vgl. DE-OS 14 69 227, 15 45 846 und 15 94 841; entsprechend den US-PS 34 97 525 und 36 37 734) und stellen wertvolle optische Aufhellungsmittel dar.

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

Die Kondensation der Furanaldehyde mit den o-Dlamlnen wird zweckmäßig In der Welse durchgeführt, daß man die Komponenten Im annähernd molaren Verhältnis bis zur vollständigen Umsetzung, die sich beispielsweise dünnschlchtchromatographlsch nachweisen läßt, verrührt.

Dabei hat es sich In der Regel als vorteilhaft erwiesen, das Dlamln In einem geringen Unterschuß (0,5 bis 396) einzusetzen.

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

Beispielhaft selen genannt: Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Glykol, Glykolmonomethyl- oder 4» -ethylether, Glykoldlmethylether, Dlethylenglykol, Dloxan, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid, Eisessig, Acetonitril, Aceton, Chloroform.

Besonders bevorzugt sind mit Wasser mischbare Lösungsmittel.

Die Dehydrierungsstufe wird zweckmäßigerweise so durchgeführt, daß man zu einer Lösung oder Suspension des Azomethlns in dem betreffenden organischen Lösungsmittel unter Rühren portloiiswelse das Dehydiierungsmlttel bis zur vollständigen Dehydrierung einträgt, was auch hierbei vorteilhafterweise dünnschlchtchromatographlsch verfolgt wird.

Als Lösungsmittel kommen außer den obengenannten auch unpolare Lösungsmittel, wie z. B. Benzol, Toluol, Chlorbenzol oder o-Dlchlorbenzol In Betracht. Vorzugswelse führt man das erfindungsgemäße Verfahren als Eintopfverfahren, also ohne Zwischenisolierung des Azomethlns und unter Verwendung ein- und desselben so Lösungsmittels für beide Reaktionsschritte, aus.

Bevorzugte Katalysatoren zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Kobalt- und Kupferkomplexe von Azomethinen aus aromatischen o-Hydroxyaldehyden wie Sal Icy !aldehyde und aliphatischen Dlamlnen wie Ethylendiamin.

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 gegenüber den aus der oben zitierten Literatur bekannten Methoden durch hohe, d. h. fast quantitative Ausbauten und hervorragende Reinheit der Verfahrensprodukte aus. Es sei an Hand der folgende Beispiele näher erläutert. «)

Beispiel 1

252 g 5-(2',4'-Dlchlorphenyl)-furan-2-aldehyd (96961g) werden In 2000 ml technischem Methanol suspendiert. Unter Stickstoff werden bei 20-25° C 175 g 2-Amlno-dlphenylamln (frisch unter N₂ destilliert, 99,596Ig) zugege- <■< ben und 5 Stunden mit möglichst hoher Rührintensität unter Stickstoff bei 20-25° C verrührt, wobei sich der Aldehyd In Suspension zum gelben, kristallinen Azomethln umsetzt. Anschließend entnimmt man eine kleine Probe, fügt zu dieser wenig Methanol und reichlich Chloranll, verrührt und filtriert. Das Flltrat darf keine

Rotviolettfärbung zeigen; andernfalls ist das 2-Amino-diphenylamln noch nicht vollständig umgesetzt und die Rührzelt muß verlängert werden.

Ist die Probe In Ordnung, stellt man den Stickstoffstrom ab und fügt unter Außenkühlung mit kaltem Wasser und unter Rühren bei 20-25° C nach and nach innerhalb von 40 Minuten 218 g Chloranil (96%ig) hinzu, rührt, noch 15 Minuten nach und fügt dann in Abständen von 10 Minuten 2-g-weise weiteres Chloranil hinzu, bis eine mit 2-Amino-diphenylamln versetzte Probe sich violett färbt.

Dann läßt man 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 gewasehen.

Zur Entfernung überschüssigen Chloranils und anhaftenden Tetrachlorhydrochinons trägt man das Rohprodukt bei 70° C in eine Mischung von 4000 ml Wasser, 900 g 50%lge Natronlauge und 420 g 38%ige Bisulfitlösung ein und erhitzt 30 Minuten unter Rühren auf 80-90° C. 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 374 g = 93% der Theorie und 1st damit fast doppelt so hoch wie die gemäß Angaben der DE-OS 15 94 841 (Beispiel 7) erhaltene Ausbeute.

Ähnlich gute Resultate erzielt man, wenn man anstelle des vorstehend genannten Aldehyds einen der übrigen in DE-OS 15 94 841 aufgeführten 5-Arylfuran-2-aldehyde, vorzugsweise 5-(3',4'-Dlchlorphenyl)-furan-2-aldehyd, 5-(4' ChlorphenyD-furan-2-aldehyd, J-(4'-Methylsulfonyl)-furan-2-aldehyd, 5-(4'-Trifluormethylphenyl)-furan-2-aldehyd, 5-<4'-Cyanphenyl)-furan-2-aldehyd, 5-(4'-Methoxycarbonylphenyl)-furan-2-aldehyd, 5-{4'-Bromphenyl)-furan-2-aldehyd, 5-(4'-Acetylphenyl)-furan-2-aldehyd oder 5-(4'-Nltrophenyl)-furan-2-aldehyd und anstelle des 2-AmIno-dlphenylamlns eines der übrigen In DE-OS 15 45 846 und DE-OS 15 94 841 aufgeführten aromatischen o-Dlamlno-Verbindungen, vorzugsweise 1,2-Diamlnobenzol, l-Amino-2-methyl-amino-benzol, 1-Amlno-2-methylamlno-5-methylbenzol, 4^611^1-2-8111^0^^116^13111^, 4-Chlor-2-amlno-dlphenylaniln, 4-Methoxy -2-amlnodlphenylamin, 4-Cyano-2-amlno-dlphenylamin einsetzt.

Ebenso kann mit gleichem Erfolg das verwendete Dehydrierungsmittel beispielsweise durch Trichlor-benzochlnon, Tetracyano-benzochinon, Tetrabrombenzochinon oder Tetrafluorchinon und das Lösungsmittel beispielsweise durch Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Ethylenglykol oder Ethylenglykolmonomethylether ersetzt werden.

Beispiel 2

252 g 5-(3',4'-Dichlorphenyl)-furan-2-aldehyd (96%ig) werden in 2000 ml Isopropanol suspendiert. Unter Stickstoff werden bei 20° C 121 g l-Amino-2-methylamino-benzol zugegeben und 7 Stunden bei 20° C mit möglichst -'5 hoher Rührintensität unter Stickstoff verrührt, bis ein Dünnschlchtchromatogramm (Laufmittel Chloroform-Essigester 1 : 1) die vollständige Umsetzung des Dlamlns anzeigt. Dann stellt man den Stlckstoffstrom ab, fügt 5 g «Salcomin» (Kobaltkomplex des Blsazomethlns aus 2 Mol Salicylaldehyd und 1 Mol Ethylendiamin) hinzu und leitet unter Rühren bei 20-25° C einen schwachen Luftstrom ein, bis dünnschlchtchromatographlsch (Laufmittel Essigester-Chloroform) kein Azomethln aus Dlchlorphenylfuran-aldehyd und l-Amlno-2-methy'iamlnobenzol mehr vorhanden 1st.

Der kristalline Niederschlag wird dann abgesaugt und mit Isopropanol gewaschen.

Die Mutterlauge wird auf V₃ Ihres Volumens eingeengt. Der kristalline Niederschlag wird abgesaugt, mit Isopropanol gewaschen und zusammen mit dem zuerst erhaltenen Krlstallisat bei 60° C Im Vakuum getrocknet. Schmelzpunkt: 195-198° C.
■15 Die Ausbeute beträgt 330 g, entsprechend 91% der Theorie.

Nach dem In DE-OS 15 45 846 (Beispiel 6) angegebenen Verfahren werden aus den gleichen Komponenten insgesamt nur etwa 6296 der Theorie an 2-(l'-Methyl-benzlmldazolyl-(2'))-5-(3'-4'-dlchlorphenyl)-furan erhalten.

Beispiel 3

31,4 g 5-(Methylsulfonyl)-furan-2-aldehyd und 17,5 g 2-Amlnodlphenylamln (unter Ni destilliert) werden in 300 ml Methanol 20 Stunden bei 10° C verrührt, wobei sich vollständig das gelbe kristalline Azomethln bildet. Ohne weiteren Inertgas-Schutz fügt man nun unter fortgesetztem Kühlen bei 5-10° C Innerhalb von etwa 1 Stunde In kleinen Portionen 21,8 g Chlcranll und anschließend In Abständen von etwa 10 Minuten 0,5 g-welse bei 10° C weiteres Chloranil hinzu, bis sich eine mit 2-Amlnodlphenylamln versetzte Probe violett färbt. Anschließend läßt man weitere 10 Stunden bei 10° C nachrühren.

Der kristalline Niederschlag wird abgesaugt, gründlich mit Methanol gewaschen und bei 5O^e C I. Vak. getrocknet. Man erhält 44 g (94% d. Th.) 2-(N-Phenylbenzlmldazol-2-yl)-5-(p-methylsulfonylphenyl)-furan vom Schmelzpunkt 228-230° C.

⁶⁽¹ Wählt man Im vorstehenden Beispiel als Reaktionstemperatur durchgehend 30° C, so kann man die Reaktionszelt bei der Azomethln-Blldung von 20 h auf 3-4 Stunden, beim Eintragen des Chloranils von 1 Stunde auf 30 Minuten und bei der anschließenden Nachrührzelt von 10 auf 3 Stunden verkürzen. Die Ausbeute beträgt in diesem Falle 91% der Theorie.

Claims

Patentanspruch
Verfahren zur Herstellung von 2-Furyl-benzlmidazolen der allgemeinen Formel I

(D

R, und R₂ unabhängig voneinander Wasserstoffatome, C-d-Alkyl-, Benzyl-, Phenyl-, d-d-Alkoxygruppen, Halogenatome, Cyan-, Nitro-, Ci-d-Alkylcarbonyl-, C,-C₄-Alkoxycarbonyl-, C,-C₄-Aikylsulfonyl-, SOjH-, COOH-, Ci-C₄-Alkylcarbonylamlnogruppen oder einen unsubstltulerten oder durch einen oder zwei Ci-C₄-Alkylreste substituierten Carbamoyl- oder SuIfamoylrest,

R₃ ein Wasserstoffatom, eine Ci-C₄-Alkyl-, Ci-C₄-Alkoxygruppe, ein Chloratom, Fluoratom, eine Carboxy-, Nitro-, Phenyl-, Cyclohexyl- oder Phenyl-Ci-Cj-AIkylgruppe und

R ein Wasserstoffatom, eine Ci-C₄-Alkylgruppe, die durch eine Hydroxygruppe, ein Chloratom, eine Cyan-, Ci-C₄-Alkoxy-, Carbamoyl-, Carboxyl- oder Ci-C₄-Alkoxycarbonylgruppe substituiert sein kann; eine Cyclohexylgruppe, den Benzylrest, der 1-3 mal durch Methylgruppen, Chloratome oder Methoxygruppen substituiert sein kann; eine Phenylgruppe, die 1-3 mal durch Ci-C₄-Alkyl-, oder Ci-C₄-Alkoxygruppen, Chloratome, Bromatome, Cyan-, oder Ci-C₄-Alkoxycarbonylgruppen substituiert sein kann,
bedeuten,
durch Kondensation von Furan-2-aldehyden der allgemeinen Formel II