DE1201845B - Verfahren zur Herstellung von N-(5-Nitro-2-furfuryliden)-1-aminohydantoin - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von N-(5-Nitro-2-furfuryliden)-1-aminohydantoinInfo
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Description
- Verfahren zur Herstellung von N-(S-Nitro-2-furfuryliden)-1-aminohydantoin Die Erfindung betrifft ein großtechnisch durch führbares Verfahren zur Herstellung von N-(5-Nitro 2-furfuryliden)-1-aminohydantoin.
- Aus der USA.-Patentschrift 2 610 181, der österreichischen Patentschrift 198 261 und der deutschen Patentschrift 974 710 sind bereits Verfahren bekannt, nach denen das N-(5-Nitro-2-furfuryliden)-1-aminohydantoin durch Kondensation von 5-Nitrofuraldehyd-2-diacetat mit 1-Aminohydantoin hergestellt wird.
- Nach einem weiteren Verfahren gemäß der USA.-Patentschrift 2 898 335 kann man auch Furaldehyd mit 1-Aminohydantoin kondensieren und das erhaltene Produkt dann in der 5-Stellung des Furankerns nitrieren.
- Bei diesen bekannten Verfahren muß man über das l-Aminohydantoin verfügen, welches ein nichtersetzbares Zwischenprodukt darstellt. Das 1-Aminohydantoin wird jedoch nach Methoden synthetisiert, welche ausschließlich für die Herstellung kleiner Mengen im Laboratorium geeignet sind (W. T r a u b e -E. Hoffa, Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft, Bd. 31 [18981, S. 162 bis 169) und für die Durchführung im industriellen Maßstab zu mühevoll und kostspielig sind, da hierbei teure organische Lösungsmittel verwendet, die Reaktionskomponenten im Überschuß eingesetzt und die nach den einzelnen Verfahrensstufen erhaltenen Zwischenprodukte abgetrennt werden müssen.
- Ferner wird von H. J. 5 anders, T. Edmund s und W. B. S till m a n in Industrial and Engineering Chemistry, Bd. 47 (1955), S. 367, ein Verfahren zur Gewinnung des N-(5-Nitro-2-furfuryliden)-l-amino hydantoins beschrieben, welches auf der Verwendung von 2-Semicarbazidessigsäure der Formel beruht, die gemäß der britischen Patentschrift 757 822 aus Monochloressigsäure und Hydrazin und nachfolgender Behandlung mit Alkalicyanat in saurer Lösung hergestellt werden kann. Auch bei diesem Verfahren muß man jedoch zur Herstellung von 2-Semicarbazidessigsäure in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels und eines erheblichen Überschusses an Hydrazin, der wieder zurückgewonnen werden muß, arbeiten, und die 2-Semicarbazidessigsäure vor der weiteren Umsetzung isolieren.
- Aus der belgischen Patentschrift 528 108 ist schließlich ein Verfahren zur Herstellung von N-(5-Nitro-2-furfuryliden)-1-aminohydantoinbekannt, bei welchem man 2-Semicarbazidessigsäure in Gegenwart von Alkohol und Mineralsäure mit 5-Nitrofuroldiacetat erwärmt. Dieses Verfahren geht somit bereits von reiner 2-Semicarbazidessigsäure aus, die in einem getrennten Verfahren hergestellt, isoliert und gereinigt werden muß. Darüber hinaus erfolgt die Umsetzung mit dem 5-Nitrofurfuroldiacetat ebenfalls in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels.
- Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von N-(5-Nitro-2-furfuryliden)-1-aminohydantoin durch Umsetzung von Hydrazin mit Monochloressigsäure im alkalischen Medium, Behandlung der erhaltenen Hydrazinessigsäure mit Alkalicyanat in schwach saurer oder alkalischer Lösung, Erwärmen der erhaltenen 2-Semicarbazidessigsäure in Gegenwart von Mineralsäure und Umsetzung des erhaltenen 1-Aminohydantoins mit Nitrofuraldehyddiacetat, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in Gegenwart von Wasser ohne organische Lösungsmittel das Hydrazin und die Monochloressigsäure in nahezu äquivalenten Mengen bei Temperaturen von 0 bis 500 C umsetzt, die 2-Semicarbazidessigsäure ohne Isolierung mit Chlorwasserstoffsäure auf Temperaturen von 70 bis 900 C erwärmt, das erhaltene 1-Aminohydantoin ohne Isolierung mit Nitrofuraldehyddiacetat bei Temperaturen von 70 bis 900 C umsetzt und das erhaltene Reaktionsprodukt nach der Abtrennung in Dimethylformamid löst und mit Wasser ausfällt.
- Die Reaktion zwischen Hydrazin und Monochloressigsäure wird vorzugsweise von Mengen in 1: 1,1 in alkalischer Lösung durchgeführt.
- Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den bedeutenden technischen Vorteil, daß einerseits das relativ teure Hydrazin, bezogen auf Monochloressig- säure, in nur 100/,dem Überschuß eingesetzt und eine Rückgewinnung des Überschusses vermieden wird und andererseits organische Lösungsmittel nur bei der abschließenden Kristallisation des N-(5-Nitro-2-furfuryliden)-l-aminohydantoins verwendet werden, so daß sich eine Rückgewinnung der teuren organischen Lösungsmittel nach den einzelnen Verfahrensprodukten erübrigt. Zudem wird das Verfahren kontinuierlich, ohne Isolierung der Zwischenprodukte durchgeführt.
- Bei der Umsetzung von Hydrazin mit Monochloressigsäure wird neben Hydrazinessigsäure normalerweise noch Hydrazindiessigsäure gebildet. Zur Vermeidung dieser Nebenreaktion wird bei den bekannten Laboratoriumsverfahren mit einem für technische Zwecke unwirtschaftlich großen Hydrazinüberschuß gearbeitet. Eine weitere unerwünschte Nebenreaktion besteht in der Bildung von 1-Semicarbazidessigsäure.
- Unter den Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun überraschenderweise möglich, auch ohne unwirtschaftlich hohen Hydrazinüberschuß und ohne Isolierung und Reinigung der Zwischenprodukte die Bildung von Hydrazindiessigsäure und 1-Semicarbazidessigsäure hintanzuhalten und in einem kontinuierlichen Verfahren ohne Lösungsmittel das N-(5-Nitro-2-furfuryliden)-1-aminohydantoin in hoher Ausbeute herzustellen.
- Gegenüber dem aus der österreichischen Patentschrift 211 325, insbesondere Beispiel 4, bekannten Herstellungsverfahren von N-(5-Nitro-2-furfuryliden)-1-aminohydantoin hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß es sich ohne aufwendige chemische Manipulationen, wie Arbeiten in Gegenwart von absoluten organischen Lösungsmitteln und metallischem Natrium, durchführen läßt.
- Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel an Hand der Zeichnung erläutert.
- In einen säurefesten Behälter 3 mit einem Fassungsvermögen von 7001 werden aus einem Behälter 1 161 kg Monochloressigsäure und aus einem Behälter 2 111 1 Leitungswasser eingebracht. Vom Behälter 3 gelangt die Lösung in ein säurefestes Reaktionsgefäß 4 mit einem Fassungsvermögen von 20001, das einen Bodenablaß (Hahn oder Ventil) und einen Ankerrührer (40 U/m) aufweist. In dieses Reaktionsgefäß werden aus einem Behälter 5 langsam 570 kg 300/0ige Natronlauge und aus einem Behälter 6 116 kg 800/0ges Hydrazinhydrat eingeführt, wobei man die Temperatur zwischen 0 und 5"C hält. Die erhaltene Lösung wird im Reaktionsbehälter 4 bis zu 12 Stunden bei 0 bis 5"C belassen, dann aus einem Behälter 7 mit konzentrierter Chlorwasserstoffsäure bis zu einem pH-Wert von 3 bis 4 neutralisiert und aus einem Behälter 8 unter spontaner Temperaturerhöhung auf 17 bis 20"C mit 152 kg Kaliumcyanat versetzt. Man läßt 4 Stunden reagieren und stellt den pH-Wert mit Salzsäure aus dem Behälter 7 auf einen Wert von 6 bis 6,5 ein.
- Anschließend wird die Lösung auf 70 bis 75"C erwärmt, aus dem Behälter 7 mit 570 kg konzentrierter Chlorwasserstoffsäure angesäuert, 30 Minuten auf 90"C erhitzt und dann aus einem Behälter 9 mit 90 kg Nitrofuraldehyddiacetat versetzt. Nachfolgend erhitzt man das Reaktionsgemisch 30 bis 45 Minuten unter Rühren auf 80 bis 85"C und läßt dann auf Raumtemperatur abkühlen. Das auskristallisierte Reaktionsprodukt wird in einer Zentrifuge 10 abgetrennt und bis zum Verschwinden der sauren Reaktion gewaschen.
- Das feuchte, rohe N-(5-Nitro-2-furfuryliden)-1-aminohydantoin wird in einen Behälter 11 (F i g. 2) und dann in einen 1500 1 fassenden und mit einem Ankerrührer (40 U/min) ausgerüsteten Kristallisationsbehälter 13 aus rostfreiem Stahl eingebracht. In den Kristallisationsbehälter werden aus einem Behälter 12 800 kg Dimethylformamid eingeführt, wodurch das N-(5 -Nitro -2-furfuryliden)- 1 - aminohydantoin gelöst wird. Die im Kristallisationsbehälter 13 mit 1,8 kg Aktivkohle behandelte Lösung wird durch ein Filter 14 aus rostfreiem Stahl filtriert und in einem 20001 fassenden, mit einem Ankerrührer (40 U/min) versehenen Kristallisationsbehälter 15 aus rostfreiem Stahl aus einem Behälter 16 mit 800 1 Leitungswasser verdünnt. Das ausgefällte Produkt wird in einer Zentrifuge 17 abgetrennt und gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute an reinem (U.S.P. XVI) N-(5-Nitro-2-furfuryliden)-1-aminohydantoin beträgt 75 kg. Das Dimethylformamid wird aus einem Behälter 18 durch fraktionierte Destillation zurückgewonnen und direkt in den Kreislauf rückgeführt.
- Das Endprodukt ist ein bitter schmeckendes, zitronengelbes, geruchloses Pulver mit einem Schmelzpunkt von 257 bis 260"C, einem Aschengehalt unter 0,05 0/, und einem Säuretiter zwischen 9801o und 101 °/o.
Claims (1)
- Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von N-(5-Nitro-2-furfuryliden).1 aminohydantoin durch Umsetzung von Hydrazin mit Monochloressigsäure in alkalischem Medium, Behandlung der erhaltenen Hydrazinessigsäure mit Alkalicyanat in schwach saurer oder alkalischer Lösung, Erwärmen der erhaltenen 2-Semicarbazidessigsäure in Gegenwart von Mineralsäure und Umsetzung des erhaltenen 1-Aminohydantoins mit Nitrofuraldehyddiacetat, d a dur c h g e ken nz e i chn et, daß man in Gegenwart von Wasser ohne organische Lösungsmittel das Hydrazin und die Monochloressigsäure in nahezu äquivalenten Mengen bei Temperaturen von 0 bis 50"C umsetzt, die 2-Semicarbazidessigsäure ohne Isolierung mit Chlorwasserstoffsäure auf Temperaturen von 70 bis 90"C erwärmt, das erhaltene 1-Aminohydantoin ohne Isolierung mit Nitrofuraldehyddiacetat bei Temperaturen von 70 bis 90"C umsetzt und das erhaltene Reaktionsprodukt nach der Abtrennung in Dimethylformamid löst und mit Wasser ausfällt.In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 211 325; belgische Patentschrift Nr. 528 168; britische Patentschrift Nr. 757 822.
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|---|---|---|---|---|
| WO1993004061A1 (en) * | 1991-08-14 | 1993-03-04 | Procter & Gamble Pharmaceuticals | Novel 4-oxocyclic ureas useful as antiarrhythmic and antifibrillatory agents |
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| GB757822A (en) * | 1953-04-17 | 1956-09-26 | Norwich Pharma Co | 2-semicarbazido-acetic acid and a process for its production |
| AT211325B (de) * | 1957-10-23 | 1960-10-10 | Smith Kline French Lab | Verfahren zur Herstellung von Hydantoin-Derivaten |
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1962
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