DE1086237B - Verfahren zur Herstellung neuer 2, 5-Di-[benzimidazyl-(2')]-furan-verbindungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung neuer 2, 5-Di-[benzimidazyl-(2')]-furan-verbindungenInfo
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- DE1086237B DE1086237B DEC18211A DEC0018211A DE1086237B DE 1086237 B DE1086237 B DE 1086237B DE C18211 A DEC18211 A DE C18211A DE C0018211 A DEC0018211 A DE C0018211A DE 1086237 B DE1086237 B DE 1086237B
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
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Description
DEUTSCHES
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung neuer 2,5-Di-[benzimidazyl-(2')]-furanverbindungen,
welche sich vom bekannten 2,5-Di-[benzimidazyl-(2')]-furan (s. deutsche Patentschrift 883 286, Beispiel
5) dadurch unterscheiden, daß sie in den beiden Benzolkernen als weiteren Substituenten eine höchstens
3 Kohlenstoffatome aufweisende Alkyl- oder Alkoxygruppe enthalten. Diese neuen Verbindungen entsprechen
der allgemeinen Formel
V y'\.
HC CH
C-C C-C
O
O
,N.
R,
Verfahren zur Herstellung
neuer 2,5-Di- [benzimidazyl- (2') ] -furanverbindungen
neuer 2,5-Di- [benzimidazyl- (2') ] -furanverbindungen
Anmelder:
CIBA Aktiengesellschaft, Basel (Schweiz)
CIBA Aktiengesellschaft, Basel (Schweiz)
Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,
Patentanwälte, München 9, Sdrweigerstr. 2
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 14. Januar und 11. November 1958
Schweiz vom 14. Januar und 11. November 1958
worin R1 und R2 Wasserstoffatome, eine niedrigmolekulare
Alkylgruppe, eine Alkenyl-, eine Oxyalkyl- oder eine Aralkylgruppe bedeuten und R3 eine höchstens
3 Kohlenstoffatome aufweisende Alkyl- bzw. Alkoxygruppe darstellt.
Zu den neuen Dibenzimidazylfuranverbindungen gelangt man, wenn man ein o-Diamin der Benzolreihe,
dessen eine Aminogruppe primär und dessen andere Aminogruppe ebenfalls primär oder durch eine niedrigmolekulare
Alkylgruppe, eine Alkenyl-, Oxyalkyl- oder eine Aralkylgruppe monosubstituiert ist und das im
Benzolkern als weiteren Substituenten eine höchstens 3 Kohlenstoffatome aufweisende Alkyl- bzw. Alkoxygruppe
enthält, mit Furandicarbonsäure etwa im Mol-Verhältnis 2:1 in wasserfreiem Medium erhitzt, vorteilhaft
auf mindestens 190°, und, sofern ein o-Diamin mit zwei primären Aminogruppen als Ausgangsstoff verwendet
wurde, gegebenenfalls die erhaltenen 2,5-Di-[benzimidazyl-(2')]-furanverbindungen
mit alkylierenden, alkenylierenden, oxyalkylierenden oder aralkylierenden Mitteln
nachbehandelt.
Die als Ausgangsstoffe zu verwendenden o-Diamine der Benzolreihe enthalten neben den beiden Aminogruppen
als weiteren Substituenten eine Alkylgruppe mit höchstens 3 Kohlenstoffatomen, ζ. B. eine Äthyl- oder
insbesondere eine Methylgruppe, oder eine Alkoxygruppe mit höchstens 3 Kohlenstoffatomen, ζ. B. eine Äthoxygruppe
oder vorzugsweise eine Methoxygruppe.
Die o-Diamine können zwei primäre oder eine primäre und eine sekundäre Aminogruppe enthalten. Diese
letztere kann als Substituenten eine niedrigmolekulare Alkylgruppe, z. B. eine Methyl-, Äthyl-, n-Propyl- oder
Isopropylgruppe, eine Alkenylgruppe, z. B. eine Allyl-Dr. Max Dünnenberger, Birsfelden,
und Dr. Adolf Emil Siegrist, Basel (Schweiz),
sind als Erfinder genannt worden
gruppe, eine Oxyalkylgruppe, wie eine /J-Oxyäthyl- oder
/S.y-Dioxypropylgruppe, oder eine Aralkylgruppe, z. B.
eine Benzylgruppe, enthalten.
Die Umsetzung zwischen dem Diamin und der Furandicarbonsäure wird durch Erhitzen der Reaktionskomponenten in wasserfreiem Medium bewirkt; sie findet
mit Vorteil bei Temperaturen von mindestens 190° statt. Man kann zwar die neuen Dibenzimidazylfuranverbindungen,
wie dies bei der Herstellung der bekannten Verbindung gemäß der deutschen Patentschrift 883 286 geschieht,
auch durch Umsetzung der Reaktionskomponenten bei Temperaturen unter 190°, z. B. bei etwa
150°, erhalten, erzielt aber hierbei wesentlich geringere Ausbeuten.
Vorteilhaft werden die beiden Ausgangsstoffe mindestens angenähert im theoretisch richtigen Mengen-Verhältnis
miteinander zur Umsetzung gebracht, d. h., auf 1 Mol Furandicarbonsäure verwendet man 2 Mol des
Diamins oder eine höchstens um wenige Prozente hiervon abweichende Menge. Die Ausführung der Reaktion in
einem geeigneten, hochsiedenden Lösungsmittel ist
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möglich, liefert aber in der Regel weniger gate Ergebnisse,
als wenn das Reaktionsgemisch lediglich aus den beiden Ausgangsstoffen und gegebenenfalls einer geringen Menge
Borsäure besteht. . _ .
Durch den Zusatz von Borsäure wird die Ausbeute S noch merklich verbessert. Die Menge der Borsäure
beträgt vorteilhaft etwa 0,5 bis 5°/0, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Reaktionsmasse.
Weiterhin empfiehlt es sich, die Umsetzung unter Ausschluß von Sauerstoff. (Luft), z. B. im Vakuum oder
vorteilhaft in einer inerten Gasatmosphäre, beispielsweise unter Stickstoff, auszuführen.
Man kann z. B. so vorgehen, daß man die beiden Ausgangsstoffe, mit oder ohne Zusatz von Borsäure,
gewiinschtenfalls nachdem man sie in festem Zustand miteinander vermischt hat, zusammen auf etwa 140
bis 150° erhitzt. Man erhält eine Schmelze und erhöht die Temperatur allmählich auf etwa 200°. Bei dieser
Temperatursteigerung setzt nun die Wasserabspaltung ein. Die Zeit für die Temperaturerhöhung von 140 bis
gegen 200° soll nicht zu langa dauern, da sonst die Gefahr
besteht, daß die Schmelze dick wird oder gar erstarrt. Die Umsetzung wird nun vorteilhaft bei Temperaturen
zwischen 300 und 230° zu Ende geführt. Das hierbei entweichende Wasser kann abgeschieden werden, und
mit Hilfe der Wasserdampfentwicklung kann der Verlauf bzw. die Beendigung der Reaktion leicht kontrolliert
werden.
Die so erhaltenen Imidazolverbindungen können nun nach üblichen, an sich bekannten Methoden aus dam
Reaktionsgemisch gewonnen werden. Eine empfehlenswerte Aufarbeitungsmethode besteht darin, daß man die
noch heiße Schmelze mit einem hochsiedenden, inerten, organischen Lösungsmittel, das auch in Wasser löslich ist,
verdünnt, durch Zusatz von verdünnter Mineralsäure, z. B. Schwefelsäure oder Salzsäure, ein in der Regel in
Wasser schwer lösliches Salz der Imidazolverbindung ausfällt und dieses von der wäßrigen Lösung abtrennt.
Mit Hülfe von Alkalien, z. B. Alkalicarbonaten oder Ammoniak, kann aus dem Salz die Base freigesetzt
werden.
Anstatt bei der Herstellung von an den Imidazolstickstoffatomen weitersubstituierten Furanverbindungen
von Diaminen mit einer sekundären Aminogruppe auszugehen, kann man die betreffenden Substituenten
(R1 und/oder R2, s. weiter oben) auch nachträglich in die
an den Imidazolstickstoffatomen nicht weitersubstituierten 2,5-Di-[benzimidazyl-(2')]-furane durch Behandlung
mit solchen Mitteln einführen, welche zu einer Substitution der stickstoffgebundenen Wasserstoffatome
in den Imidazolresten befähigt sind, wobei eines oder beide stickstoffgebundenen Wasserstoffatome ersetzt
werden können. Diese nachträgliche Behandlung erfolgt mit den alkylierenden, alkenylierenden, oxyalkylierenden
oder aralkylierenden Mitteln, weiche die weiter oben bereits erwähnten Reste abzugeben vermögen.
Wie das bekannte 2,5-Di-[benzimidazyl-(2')]-furan können auch die nach dem vorliegenden Verfahren
erhältlichen, neuen Verbindungen als optische Aufhellmittel für die verschiedensten Materialien, z. B. Cellulosefasern,
wie Baumwolle oder Kunstseide aus regenerierter Cellulose, halb- oder vollsynthetischen Fasern, wie
Acetatseide oder Polyamidfasern, verwendet werden. Als besonders wertvoll erweisen sich diese neuen Verbindungen
in der Anwendung auf Polyacrylnitrilfasern. Der hierbei erzielte Aufhelleffekt erweist sich als sehr
lichtbeständig. Gegenüber dem aus der deutschen Patentschrift 883 286 und der schweizerischen Patentschrift
243 782 bekannten, nicht weitersubstituierten 2,5-Di-[benzimidazyl-(2')]-furan zeigen die neuen, nach
dem vorliegenden Verfahren erhältlichen und in den Benzolkernen weitersubstituierten Dibenzimidazylfurane
den Vorzug einer ganz erheblich gesteigerten Ausgiebigkeit beim Aufhellen cellulosehaltiger Materialien.
In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile, sofern nichts anderes bemerkt wird, Gewichtsteile, die
Prozente Gewichtsprozente, und die Temperaturen sind, wie in der vorangehenden Beschreibung und den Patentansprüchen,
in Celsiusgraden angegeben.
a) 24,4 Teile 4-Methyl-l,2-diaminobenzol, 15,6 Teile
Furan-2,5-dicarbonsäure und 0,5 Teile Borsäure werden im Stickstoff strom bei 145 bis 150° geschmolzen; dann
wird die Temperatur auf 210 bis 215° gesteigert und bei
dieser Temperatur 2 Stunden weitergerührt. Jetzt fügt man 40 Teile Glykol zu der Schmelze, wobei die Temperatur
auf 150° fällt. Man kühlt auf 100° und fügt 200 Teile 2n-Salzsäure zu. Das Gemisch wird während einer halben
Stunde bei 90° verrührt, auf Zimmertemperatur abgekühlt, genutscht und das Nutschgut dreimal mit 60 Teilen
Wasser gewaschen. Anschließend verrührt man das Nutschgut in 200 Teilen Wasser, das 15 Teile 30°/0iges
Ammoniak enthält, während einer halben Stunde bei 70°. Man läßt hierauf das gelbe Kondensationsprodukt
auf Zimmertemperatur abkühlen, nutscht und wäscht dreimal mit 60 Teilen Wasser. Nach dem Trocknen
erhält man ungefähr 24 Teile Reaktionsprodukt der Formel
| J | 1N"' | HC [I |
xo' | |
| H3C- | H | ^C-C | ||
| -CH Jl |
||||
| C-C | ||||
-CH3
IH2O
Ein zweimal aus Alkohol—Wasser umkristallisiertes
Analysenprodukt schmilzt bei 343 bis 344° und zeigt folgende Daten:
C20H18O2N4
Berechnet ... C 69,35, H 5,24, N 16,18;
gefunden ... C 69,36, H 5,42, N 16,31.
gefunden ... C 69,36, H 5,42, N 16,31.
Das erhaltene Produkt kann in folgender Weise weiter umgesetzt werden:
b) 8 Teile 2,5-Di-[6'-methyl-benzimidazyI-(2')]-furan werden in 50 Teilen 90°/0igem Äthanol, das 4 Teile
Natriumhydroxyd enthält, gelöst. Dann wird bei 75° eine Lösung von 6 Teilen Dimethylsulfat in 10 Teilen
Äthanol während einer Stunde zugetropft. Man rührt bei dieser Temperatur noch eine halbe Stunde weiter
und gießt die Lösung alsdann auf 500 Teile Wasser, nutscht die ausgefallene Substanz und trocknet. Man
erhält ungefähr 6 Teile der Verbindung der Formel
H3C
HC-
-CH
C-C C-C
-CH3
CHa
HX
und 2 Teile der Verbindung der Formel
HC-
-CH
H,C
C-C
C-C
CH3
-CH3
Das an beiden Stickstoffatomen substituierte Produkt schmilzt bei 236 bis 237,5° und das nur an einem Stickstoff
substituierte Produkt bei 272 bis 272,5°.
c) 11 Teile 2,5-Di-[6'-methyl-benzimidazyl-(2')]-furan werden in 70 Teilen 90°/0igem Äthanol und 8 Teilen
Natriumhydroxyd gelöst. Dann wird bei 75° eine Lösung von 6 Teilen l-Chlor-2,3-dioxypropan in 10 Teilen
Äthanol während 2 Stunden unter Rühren zugetropft. Man hält die Temperatur noch eine weitere Stunde bei
der angegebenen Temperatur und gießt alsdann die Lösung auf 500 Teile Wasser, nutscht die ausgefallene
Substanz und trocknet. Man erhält ungefähr 12 Teile ao Kondensationsprodukt der Formel
HC-
-CH
H3C-I
.N,
S V ^
C-C
C-C
/-CH,
CH2
CH-OH
CH9-OH
Ein dreimal aus Wasser—Alkohol umkristallisiertes
Produkt zeigt einen Schmelzpunkt von 180 bis 182°.
Verwendet man im Beispiel 1 an Stelle von 24,4 Teilen 4-Methyl-l,2-diaminobenzol 28 Teile 4-Methoxy-l,2-diaminobenzol,
so erhält man als Reaktionsprodukt die Verbindung der Formel
HXO-
HC CH
, I! i
r .ρ ρ ρ
vyV-* Vy " v>
-OCH,
die bei 178 bis 180° schmilzt.
24,4 Teile 4-Methyl-l,2-diaminobenzol, 15,6 Teile Furan-2,5-dicarbonsäure und 0,5 Teile Borsäure werden
im Stickstoffstrom bei 145 bis 150° geschmolzen; dann wird die Temperatur auf 150 bis 155° gesteigert und so
lange weitergerührt, bis die Schmelze dickflüssiger wird. Jetzt fügt man 10 Teile Dimethylformamid zu und hält
die Temperatur während weiteren 30 Stunden bei 150°. Man kühlt auf 100°, fügt 200 Teile 2n-Salzsäure zu und
arbeitet das Gemisch nach der im Beispiel 1 angegebenen Vorschrift auf. Das auf diese Weise gewonnene Reaktionsprodukt
ist in jeder Beziehung identisch mit dem im Beispiel 1 unter a) beschriebenen.
IH2O
40
45
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung neuer 2,5-Di-[benzimidazyl-(2')]-furane
der allgemeinen Formel
-CH „
R3-I-
HC
[j
C-C
C-C
'Ν
55
alkyl- oder eine Aralkylgruppe bedeuten und R3 eine
höchstens 3 Kohlenstoff atome aufweisende Alkyl- bzw. Alkoxygruppe darstellt, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein o-Diamin der Benzolreihe, dessen eine Aminogruppe primär und dessen andere Aminogruppe
ebenfalls primär oder durch eine niedrigmolekulare Alkylgruppe, eine Alkenyl-, Oxyalkyl-
oder eine Aralkylgruppe monosubstituiert ist und das im Benzolkern als weiteren Substituenten eine
höchstens 3 Kohlenstoffatome aufweisende Alkyl- bzw. Alkoxygruppe enthält, mit Furandicarbonsäure
etwa im Molverhältnis 2:1 in wasserfreiem Medium erhitzt, vorteilhaft auf mindestens 190°, und, sofern
ein o-Diamin mit zwei primären Aminogruppen als Ausgangsstoff verwendet wurde, gegebenenfalls die
erhaltenen 2,5-Di-[benzimidazyl-(2')]-furanverbindungen mit alkylierenden, alkenylierenden, oxyalkylierenden
oder aralkylierenden Mitteln nachbehandelt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktionsgemisch als Katalysator
Borsäure zugeführt wird.
3. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung unter Ausschluß
von Sauerstoff vorgenommen wird.
in der R1 und R2 Wasserstoffatome, eine niedrigmolekulare Alkylgruppe, eine Alkenyl-, eine Oxy-
In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 243 782.
Schweizerische Patentschrift Nr. 243 782.
Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist eine Färbetafel mit Erläuterungen ausgelegt worden.
©> 009 569/422 7.
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CH5463558A CH364510A (de) | 1958-01-14 | 1958-01-14 | Verfahren zur Herstellung von 2,5-Di-(benzimidazyl-(2'))-furanverbindungen |
Publications (1)
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| CH (1) | CH364510A (de) |
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