DE1172265B

DE1172265B - Verfahren zur Herstellung von Imidazolidinonen

Info

Publication number: DE1172265B
Application number: DEB68911A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Brandeis; Dr Rolf Fikentscher; Dr Harro Petersen
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1962-09-19
Filing date: 1962-09-19
Publication date: 1964-06-18

Description

Verfahren zur Herstellung von Imidazolidinonen Es ist bereits aus der französischen Patentschrift 1128 265 bekannt, daß sich 4,5-Dihydroxyimidazolidinone, die durch die Umsetzung von 1,2Die carbonylverbindungen mit Harnstoff erhalten worden sind, in Gegenwart von Säuren mit Alkoholen veräthern lassen. Die erhaltenen Produkte können nach der Abtrennung und Reinigung in üblicher Weise durch die Behandlung mit Formaldehyd in ihre Methylolverbindungen umgewandelt und diese gegebenenfalls an den Methylolgruppen veräthert werden. unter der Einwirkung von Säure erfolgt jedoch eine teilweise Zersetzung des Monoureins bzw. seiner Äther. So bilden sich als Nebenprodukte bei der Herstellung der Glyoxalmonoureinäther aus Glyoxalmonourein mit Alkoholen unter der Einwirkung von Säuren z. B. Hydantoin und Acetylenharnstoff. Ein so erhaltenes Reaktionsgemisch muß daher noch gereinigt werden, was beim Arbeiten in technischem Maßstab große Schwierigkeiten mit sich bringt. Außerdem enthalten die nach bekannten Verfahren hergestellten Stoffe je nach der verwendeten Säure- und Laugemenge einen mehr oder weniger hohen Elektrolyt- bzw. Aschegehalt. Die Brauchbarkeit dieser Imidazolidinone als Textilhochveredlungsmittel ist aber von deren Salzgehalt abhängig. Ein reiner, möglichst elektrolytfreier Stoff ergibt die besten Ergebnisse.
Es wurde nun gefunden, daß man Imidazolidinone der allgemeinen Formel 1 in der R1 und R2 Alkyl- oder Alkoxyalkylreste, R3 und R4 Wasserstoffatome, Methyloläther- oder Alkylreste bedeuten, durch die Umsetzung von 4,5-Dihydroxy-imidazolidinonen der allgemeinen Formel II in der R3 und R4 auch Methylolgruppen bedeuten, mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen in Gegenwart von sauren Katalysatoren erhält, wenn man die Umsetzung in Gegenwart von sauren Ionenaustauscherharzen durchführt.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man die gewünschten Imidazolidinone mit einem so hohen Reinheitsgrad erhält, daß sie ohne vorherige Reinigung als vorzügliche Textilveredlungsmittel für Cellulosefasern verwendet werden können. Mit ihnen lassen sich Chlorechtheit sowie die Koch-Wasch-Echtheit von Textilien bedeutend verbessern.
Die als Ausgangsstoffe verwendeten 4,5-Dihydroxyimidazolidinone erhält man durch die Kondensation von Glyoxal und Harnstoff bzw. Harnstoffderivaten, wie mono- oder N,N'-disubstituierten Harnstoffen.
Die Substituenten können Alkylreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Methylol- oder Methyloläthergruppen, wobei die Äthergruppe sich von ein- oder mehrwertigen Alkoholen, wie Methanol, Äthanol, n-Butanol, Glykol oder Glyzerin, ableiten, sein.
Die Umsetzung wird zweckmäßig in Gegenwart von Alkoholen, die den zuvor genannten Athern entsprechen, durchgeführt. Die bevorzugten Alkohole sind niedere aliphatische Alkohole. Die Herstellung der vorstehend genannten, als Ausgangsstoffe verwendeten Verbindungen ist nicht Gegenstand der Erfindung.
Die als Katalysatoren verwendeten Ionenaustauscherharze sind Homo- oder Mischpolymerisate von sulfoniertem oder carboxylgruppenenthaltendem Polystyrol, das gegebenenfalls mit Divinylbenzol vernetzt ist. Diese Ionenaustauscherharze sind z. B. in der Angewandten Chemie, Bd. 63 (1951), S. 450 bis 457, und in der Chemiker-Zeitung, Bd. 79 (1955), S. 733 bis 737, beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich durchführen. Bei der kontinuierlichen Arbeitsweise werden die Ausgangsstoffe in gelöster Form, z. B. in Alkohol, durch einen fest angeordneten Katalysator geleitet.
Die Verätherung der 4,5-Dihydroxyimidazolidinone wird in Gegenwart von Kationenaustauscherharzen vorteilhaft so ausgeführt, daß die Alkoholkomponente im Überschuß angewendet wird. Es ist auch möglich, die Verätherung in Gegenwart von als Lösungsmittel wirkenden Flüssigkeiten, wie Dioxan oder Tetrahydrofuran, vorzunehmen. Die Umsetzung läßt sich vorteilhaft bei Temperaturen zwischen 20 und 100"C, vorzugsweise zwischen 30 und 80°C, durchführen.
Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
Beispiel 1 118 Teile Glyoxalmonourein (4, 5 - Dihydroxy-2-imidazolidinon) werden in einer Mischung von 500 Teilen Methanol und 50 Teilen eines Kationenaustauschers auf Basis von sulfoniertem Polystyrol mit SO3H-Gruppen als aktiven Gruppen 1 Stunde bei 50 bis 55"C unter Rühren und Rückflußkühlung erwärmt. Nach dem Abfiltrieren des Katalysators wird der überschüssige Alkohol und das Reaktionswasser unter vermindertem Druck abgedampft. Es werden 137 Teile 4,5-Dimethoxyimidazolidinon erhalten.
Beispiel 2 178 Teile N, N' - Dimethylolglyoxalmonourein (1,3-Dimethylol-4,5-dihydroxy-2-imidazolidinon)werden in 500 Teilen Methanol unter dem Zusatz von 50 Teilen eines Kationenaustauschers auf Basis von sulfoniertem Polystyrol mit SO3H-Gruppen als aktiven Gruppen unter Rühren und Rückfluß kühlung bei 55 bis 60"C erwärmt. Nach dem Abfiltrieren des Katalysators wird das überschüssige Methanol und das Reaktionswasser unter vermindertem Druck bei 50 bis 60"C Wasserbadtemperatur abgedampft. Es werden 210 Teile 1,3-Dimethoxymethyl-4,5-dimethoxyimidazolidinon erhalten, das direkt für die Ausrüstung von Geweben verwendet werden kann. Der Siedepunkt des reinen Produktes liegt bei 125 bis 127°C/I Torr.
Beispiel 3 146 Teile N,N'-Dimethylglyoxalmonourein (1 ,3-Dimethyl4,5-dihydroxy-2-imidazolidinon) werden in 600 Teilen Äthylenglykolmonomethyläther unter dem Zusatz von 80 Teilen eines carboxylgruppenhaltigen Polymerisats auf Basis von Polystyrol, das durch Divinylbenzol vernetzt ist, mit COOH4ruppen als aktiven Gruppen, 3 Stunden unter Rühren auf 60 bis 700 C erwärmt. Danach wird der Katalysator durch Filtrieren abgetrennt und der überschüssige Äthylenglykolmonomethyläther unter vermindertem Druck abdestilliert. Es werden 250 Teile 1,3-Dimethyl-4, 5-bis-(methoxyäthoxy)- imidazolidinon erhalten.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von Imidazolidinonen der allgemeinen Formel in der R1 und R2 Alkyl- oder Alkoxyalkylreste, R3 und R4 Wasserstoffatome, Methyloläther- oder Alkylreste bedeuten, durch die Umsetzung von 4,5-Dihydroxyimidazolidinonen der allgemeinen Formel in der R3 und R4 auch Methylolgruppen bedeuten, mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen in Gegenwart von sauren Katalysatoren, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Umsetzung in Gegenwart von sauren Ionenaustauscherharzen durchgeführt wird.