DE3013277A1

DE3013277A1 - Amino-benzimidazole prodn. from ortho:phenylene di:amine - and cyanogen chloride in diluent useful as pharmaceutical and plant protective intermediate

Info

Publication number: DE3013277A1
Application number: DE19803013277
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr. 5600 Wuppertal Arold; Werner Dr. 4150 Krefeld Daum; Walter Dr. 5000 Köln Gauss; Herbert Dr. 5000 Köln Müller; Hans-Hermann Dr. 4047 Dormagen Neukäter
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1980-04-05
Filing date: 1980-04-05
Publication date: 1981-10-15

Abstract

Prodn. of 2-aminobenzimidazole (I) is carried out by reacting o-phenylenediamine (II) with CNCl in a suitable diluent (III) at -10 to 100 (+5 to 70) deg.C. Pref. (III) is water, a mixt. of water and an alkanol or a chlorohydrocarbon. (I) is an intermediate for pharmaceuticals and plant protectives. It is obtd. in a 1-stage reaction in a relatively short time, i.e. a few min, cf. the usual 5-6 hr. needed to achieve high yields if CNBr is used.

Description

Verfahren zur Herstellung von 2-Amino-benzimidazolProcess for the preparation of 2-amino-benzimidazole

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues, technisch vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des bekannten Zwischenproduktes 2-Amino-benzimidazol.The present invention relates to a new, technically advantageous one Process for the preparation of the known intermediate 2-amino-benzimidazole.

Es ist schon seit längerer Zeit bekannt, durch Umsetzung von o-Phenylendiamin mit Bromcyan 2-Amino-benzimidazol zu erhalten (vgl. Beilstein H 24, 116, E I 240; Ann.It has been known for a long time, through the conversion of o-phenylenediamine to obtain 2-amino-benzimidazole with cyanogen bromide (cf. Beilstein H 24, 116, E I 240; Ann.

Chem. Phys. 8. Serie, 15, 189-193 (1908) und Chem. Soc.Chem. Phys. 8th series, 15, 189-193 (1908) and Chem. Soc.

(London) 1960, 2369). Dieses Verfahren ist jedoch mit erheblichen Nachteilen belastet. So beträgt die Reaktionszeit, die zur vollständigen Umsetzung von 1 Mol Bromcyan mit 1 Mol o-Phenylendiamin benötigt wird, etwa 5 bis 6 Stunden. Weiterhin ist nachteilig, daß Bromcyan ein teures, in technischen Mengen schwer zugängliches Ausgangsprodukt ist, das nur unter Vorsichtsmaßnahmen zu handhaben ist; die Verbindung stellt einen zu spontaner Polymerisation neigenden und technisch nur schwierig zu handhabenden Feststoff dar.(London) 1960, 2369). However, this procedure is significant with Disadvantages burdened. So the reaction time is that for complete implementation of 1 mole of cyanogen bromide with 1 mole of o-phenylenediamine is required, about 5 to 6 hours. A further disadvantage is that cyanogen bromide is an expensive and heavy in technical quantities accessible starting product is to be handled only with precautionary measures is; the compound represents a tendency to spontaneous polymerization and technical difficult to handle solid.

Es ist weiterhin bekannt, 2-Amino-benzimidazol durch Umsetzung von o-Phenylendiamin mit Cyanamid herzustellen (vgl.It is also known to convert 2-amino-benzimidazole by To produce o-phenylenediamine with cyanamide (cf.

DE-OS 2 214 600). Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß während einer zweistufig geführten Reaktion (erste Stufe saures, zweite Stufe alkalisches Reaktionsmilieu) im alkalischen Teil der Reaktion molare Mengen Ammoniak als Zwangsanfallprodukt entstehen, die bei einer technischen Durchftihrung einen großen Sicherheitaufwand und die Bereitstellung einer entsprechenden Absorptionskapazität erfordern.DE-OS 2 214 600). This method has the disadvantage that during a two-stage reaction (first stage acidic, second stage alkaline reaction medium) molar amounts of ammonia in the alkaline part of the reaction as an obsessive-compulsive attack product arise, which in a technical implementation a great security effort and require the provision of a corresponding absorption capacity.

Es wurde nun gefunden, daß man das bekannte 2-Amino-benimidazol der Formel in technisch vorteilhafter Weise dann erhält, wenn man o-Phenylendiamin der Formel mit Chlorcyan in einem geeigneten Verdünnungsmittel bei Temperaturen zwischen -10 bis +1000C umsetzt.It has now been found that the known 2-amino-benimidazole of the formula then obtained in a technically advantageous manner when o-phenylenediamine of the formula with cyanogen chloride in a suitable diluent at temperatures between -10 to + 1000C.

Es ist als ausgesprochen überraschend zu bezeichnen, daß man die erfindungsgemäße einstufige Reaktion in relativ kurzer Zeit ablaufen lassen kann. Während bei Verwendung von Bromcyan zur Erzielung hoher Ausbeuten immerhin 5 bis 6 Stunden benötigt werden, werden bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise mit Chlorcyan nur wenige Minuten benötigt. Dieses Ergebnis war nicht vorauszusehen, da zu erwarten gewesen wäre, daß Chlorcyan eher langsamer als Bromcyan reagieren sollte. Das erfindungsgemäße Verfahren weist somit gegenüber den vorbekannten Arbeitsweisen wesentliche Vorteile auf.It is to be described as extremely surprising that one of the invention single-stage reaction can take place in a relatively short time. While in use 5 to 6 hours of cyanogen bromide are required to achieve high yields, are only a few minutes in the procedure according to the invention with cyanogen chloride needed. This result could not have been foreseen, since one would have expected that cyanogen chloride tends to be slower than Cyanogen bromide should react. That The method according to the invention thus differs from the previously known procedures significant advantages.

Der Reaktionsablauf kann für das erfindungsgemäße Verfahren durch das folgende Formelschema wiedergegeben werden: Die erfindungsgemäß eingesetzten Ausgangsverbindungen o-Phenylendiamin und Chlorcyan sind bekannte, auch im technischen Maßstab erhältliche Verbindungen.The course of the reaction for the process according to the invention can be represented by the following equation: The starting compounds o-phenylenediamine and cyanogen chloride used according to the invention are known compounds which are also available on an industrial scale.

Als Verdünnungs- bzw. Lösungsmittel kommen solche Stoffe in Frage, die mit den Reaktionspartnern nicht reagieren.Substances that can be used as diluents or solvents are who do not react with the reaction partners.

Zu nennen sind hier in erster Linie Wasser und Gemische bestehend aus Wasser und solchen organischen Lösungsmitteln, die mit Wasser gut mischbar sind, wie z.B. Alkanol-Wasser-Mischungen, ferner aber auch mit Wasser nicht mischbare Lösungsmittel, wie z.B. chlorierte Alkane.To be mentioned here are primarily water and mixtures from water and organic solvents that are readily miscible with water, such as alkanol-water mixtures, but also not miscible with water Solvents such as chlorinated alkanes.

Die Umsetzung wird bei Temperaturen zwischen -10 und +1000C, vorzugsweise zwischen +5 und 700C, vorgenommen.The reaction is preferably carried out at temperatures between -10 and + 1000C between +5 and 700C.

Die Umsetzung läßt man im allgemeinen bei Normaldruck ablaufen.The reaction is generally allowed to proceed under normal pressure.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man 1 Mol o-Phenylendiamin mit 1 bis 1,5 Mol, vorzugsweise 1 bis 1,1 Mol, Chlorcyan um. Die Isolierung des im wäßrigen Milieu entstandenen 2-Amino-benzimidazols geschieht durch Abtrennung des Feststoffs. Wurde die Umsetzung in einem organischen Lösungsmittel durchgeführt, so kann das entstandene 2-Amino-benzimidazol direkt in Lösung oder Ausschlämmung einer weiteren Verwendung zugeführt oder gegebenenfalls durch Eindampfen oder Filtration erhalten werden.When carrying out the process according to the invention, 1 Moles of o-phenylenediamine with 1 to 1.5 moles, preferably 1 to 1.1 moles, of cyanogen chloride. The 2-amino-benzimidazole formed in an aqueous medium is isolated by separating off the solid. Was the reaction in an organic solvent carried out, the resulting 2-amino-benzimidazole can be directly in solution or The elutriation is fed to a further use or, if appropriate, by evaporation or filtration can be obtained.

Entstehender Chlorwasserstoff kann während der Reaktion mit einer entsprechenden Menge Base - vorzugsweise Natronlauge - neutralisiert werden, ohne daß merkliche Mengen Chlorcyan mit Natronlauge reagieren.Hydrogen chloride formed can occur during the reaction with a corresponding amount of base - preferably sodium hydroxide solution - are neutralized without that noticeable amounts of cyanogen chloride react with sodium hydroxide solution.

In einer besonderen Ausführungsform kann die Umsetzung auch kontinuierlich durchgeführt werden.In a particular embodiment, the reaction can also be carried out continuously be performed.

2-Aminobenzimidazol kann als Zwischenprodukt zur Herstellung von Pharmazeutika und Pflanzenschutzmitteln verwendet werden. So erhält man z.B. aus 2-Amino-benzimidazol und Diphenylcarbonat den Benzimidazolyl-2-carbaminsäurephenylester, der mit Methanol in den entsprechenden Methylester überführt werden kann (vgl. hierzu die DE-OS 22 27 919 LLe A 14 42Q7 bzw. die entsprechende US-PS 3 933 846). Der Benzimidazolyl-2-carbaminsäure-methylester ("BCM") stellt einen allgemein bekannten fungiziden Wirkstoff dar, der im Pflanzenschutz wie auch im Materialschutz Eingang gefunden.hat (vgl. z.B. R. Wegler, "Chemie der Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel", Band 4, Seite 175, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg/New York (1977)).2-aminobenzimidazole can be used as an intermediate in the manufacture of pharmaceuticals and pesticides are used. For example, 2-amino-benzimidazole is obtained and diphenyl carbonate, the benzimidazolyl-2-carbamic acid phenyl ester, which is obtained with methanol can be converted into the corresponding methyl ester (cf. DE-OS 22 27,919 LLe A 14 42Q7 or the corresponding US Pat. No. 3,933,846). Benzimidazolyl-2-carbamic acid methyl ester ("BCM") is a well-known fungicidal active ingredient used in crop protection as well as in material protection (see e.g. R. Wegler, "Chemie der Plant protection and pesticides ", Volume 4, page 175, Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg / New York (1977)).

Herstellungsbeispiele Beispiel 1 In einem 10 l-Kolben mit mechanischem Rührer und solegekühltem Rückflußkühler werden 4500 g Wasser und 648 g (6 Mol) o-Phenylendiamin vorgelegt. Bei 300C beginnend werden unter Rühren und Außenkühlung aus einem gekühlten Tropftrichter 369 g (6,3 Mol) Chlorcyan so eingeleitet, daß die Innentemperatur auf ca. 650C steigt (Zugabedauer - von der Außenkühlung abhängig - ca. 15 Min). Anschlie-Bend stellt man mit ca. 550 g 45 %oder Natronlauge auf einen pH-Wert von 9 ein und kühlt den Kolbeninhalt auf 150C ab. Es wird vom Feststoff abfiltriert und einmal mit 0 bis +50C kaltem Wasser nachgewaschen. Man erhält nach dem Trocknen 750 g festes 2-Aminobenzimidazol, das sind 94,5 % der Theorie. Der Schmelzpunkt beträgt 2250-2280C.Production Examples Example 1 In a 10 l flask with mechanical The stirrer and the brine-cooled reflux condenser are 4500 g of water and 648 g (6 mol) of o-phenylenediamine submitted. Starting at 300C, a cooled one is stirred and external cooling Dropping funnel 369 g (6.3 mol) of cyanogen chloride introduced so that the internal temperature rises to approx. 650C (duration of addition - depending on the external cooling - approx. 15 minutes). Then, with approx. 550 g of 45% or sodium hydroxide solution, the pH is adjusted to 9 and cools the contents of the flask to 150C. The solid is filtered off and washed once with cold water from 0 to + 50C. One receives after drying 750 g of solid 2-aminobenzimidazole, that is 94.5% of theory. The melting point is 2250-2280C.

Beispiel 2 Man arbeitet wie in Beispiel 1 angegeben, jedoch wird die Natronlauge bereits in den Reaktionskolben eindosiert, wenn ca. 10 Mol-% an Chlorcyan eingeleitet sind. Der Zulauf von Chlorcyan und Natronlauge erfolgt dann in etwa gleichem Molverhältnis bei starker Außenkühlung des Reaktionsgefäßes so, daß der pH-Wert der Reaktionsmischung zwischen 2 und 6 gehalten wird. Die Gesamtreaktionszeit kann je nach Außenkühlung auf 10 bis 15 Min. gebracht werden. Die Ausbeute beträgt 730 g, das sind 91,5 der Theorie.Example 2 The procedure is as indicated in Example 1, but the Sodium hydroxide solution has already been metered into the reaction flask when approx. 10 mol% of cyanogen chloride are initiated. The feed of cyanogen chloride and sodium hydroxide solution then takes place approximately the same molar ratio with strong external cooling of the reaction vessel so that the The pH of the reaction mixture is maintained between 2 and 6. The total response time can be brought to 10 to 15 minutes depending on the external cooling. The yield is 730 g, that's 91.5 of theory.

Beispiel 3 Man verfährt entsprechend Beispiel 1, jedoch statt 4500 g Wasser werden 3000 g Wasser und 1500 g Methanol als Lösungsmittel eingesetzt. Die Ausbeute beträgt 725 g, das sind 91 % der Theorie.Example 3 The procedure is as in Example 1, but instead of 4500 3000 g of water and 1500 g of methanol are used as solvents. The yield is 725 g, that is 91% of theory.

Beispiel 4 In einem 10 l-Kolben mit mechanischer Rührvorrichtung und solegekühltem Rückflußkühler werden 4500 g Chloroform und 1080 g (10 Mol) o-Phenylendiamin vorgelegt. Beginnend bei 300C wird unter Rühren und Außenkühlung aus einem gekühlten Tropftrichter 650 g (10,5 Mol) Chlorcyan eingeleitet, die Innentemperatur steigt während der Zugabe auf ca. 600C an. Nach der Chlorcyan-Zugabe wird auf 200C abgekühlt, 500 ml Wasser zum Kolbeninhalt gegeben und mit 20 %iger Natronlauge (ca. 1800 g) auf pH 8 bis 9 gestellt.Example 4 In a 10 l flask with mechanical stirrer and A brine-cooled reflux condenser is 4500 g of chloroform and 1080 g (10 mol) of o-phenylenediamine submitted. Starting at 30 ° C, a cooled one with stirring and external cooling Introduced dropping funnel 650 g (10.5 mol) of cyanogen chloride, the internal temperature rises during the addition to about 600C. After the addition of cyanogen chloride, it is cooled to 200C, Add 500 ml of water to the contents of the flask and mix with 20% sodium hydroxide solution (approx. 1800 g) adjusted to pH 8 to 9.

Man filtriert vom Feststoff ab und erhält nach dem Trocknen 1210 g 2-Amino-benzimidazol, das sind 91 % der Theorie.The solid is filtered off and 1210 g are obtained after drying 2-Amino-benzimidazole, that's 91% of theory.

Claims

Claims 1. Process for the preparation of 2-aminobenzimidazole of the formula in a technically advantageous manner, characterized in that o-phenylenediamine of the formula with cyanogen chloride in a suitable diluent at temperatures between -10 and 1000C.

2. The method according to claim 1, characterized in that as a diluent Water is used.

3. The method according to claim 1, characterized in that as a diluting agent a mixture of water and an alkanol is used.

4. The method according to claim 1, characterized in that as a diluent a chlorinated hydrocarbon is used.

5. Process according to Claims 1 to 4, characterized in that the reaction is carried out in the temperature range between +5 and 70 "C.