184780. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tiocianáto-benzimidazolok előállítására
1 184 780 2 A találmány tárgya új, ipari eljárás (I) általános képletű tiocianáto-benzimidazol-származékok és sóik előállítására - ahol a képletben R2 jelentése amino- vagy 2-5 szénatomszámú alkoxikarbonií-aminocsoport. Az (I) általános képletű vegyületek hasznos közbenső termékek benzimidazol-tiolok, benzimidazol-szulfidok és benzimidazol-diszulfidok előállítására, illetve önmagukban is hasznos termékek a növényvédelemben mint fungicidek, az állat- és humángyógyászatban mint anthelmintikumok. Az (I) általános képletű vegyületek előállítására nem ismeretes ipari körülmények között használható eljárás. Ilyen vegyületek előállítására vonatkozik az (SI—1367) 169.272 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás. E szerint az 5(6)-tiocianáto-2- karbometoxiamino-benzimidazolt az alábbiak szerint készítenek. l-amino-2-nitro-4-tiocianátobenzolnak tömény sósavban, -40 °C-on nagy fÖ- löslegü ónkloriddal végrehajtott redukciójával 1,2- diamino-4-tiocianáto-benzoit állítanak elő, melyet bázis formában lúgosítással, kloroformos extrakcióval és kristályosítással nyernek ki, majd a díamint 1,3-bisz-(metoxikarbonil)-S-metil-izotiokarbamiddal metil-merkaptán fejlődés közben reagáltatják vizes ecetsavas közegben. Ennek a laboratóriumi eljárásnak egyrészt a reagensek (ónklorid, l,3-bisz-(metoxikarbonii)-S- metil-izotiokarbamid) magas ára, másrészt a környezetvédelmi szempontok miatt (nehézfémsó, merkaptán) csak elvi jelentősége van, ipari körülmények között nem jöhet számításba. Mind a nitrocsoport redukciója, mind a benzimidazol gyűrű kialakítása során a fenti nehézkes eljárásra azért volt szükség, mert az irodalmi leírások szerint a tiocianáto-csoport igen reakcióképes, több irányú átalakulásra hajlamos. Bázikus és ásványi savas közegben egyaránt könnyen képződnek belőle egyéb termékek mellett egyrészt diszulfidok, másrészt tiol vegyületek, illetve ezek keverékei (Houben-Weil, Methoden der Organischen Chemie, Vol. IX, Si 16,17,866, Thieme, Stuttgart, 1955; Chem. Reviews, 49, 77 [1951]). A nitro csoport redukciója a szokásos kémiai módszerekkel a íiocianáto csoport megváltozása nélkül azért sem volt remélhető, mivel a tiocianáto csoport redukálószerekre is érzékeny, így tiolok, illetve másodlagosan diszulfidok keletkezésével kellett számolni. A nitro csoport semleges körülmények között elvégezhető katalitikus hidrogénezése a tiocianáto csoport hidrogenolitikus meliékreakcióján túlmenően azért sem jöhetett számításba, mert a tiocianáto csoport igen erős katalizátor méreg. Fentiek ismeretében meglepő módon azt találtuk, hogy az I általános képletű vegyületek igen egyszerű, ipari körülmények közöli is könnyen kivitelezhető módon, kitűnő nyeredékkel előállíthatok a II képletű vegyületből - vizes-szerves oldószeres közegben heterogén rendszerben semleges, vagy enyhén savas pH mellett vassal végzett szelektív redukcióval, majd az így képződött (III) képletű vegyületekből - vizes, vagy vizes -szerves oldószeres közegben ásványi sav jelenlétében a (IV) általános képletű ciánamiddal - ahol R3 jelentése hidrogénatom vagy 2-5 szénatomszámú aíkoxi-karbonilcsoport -, vagy (V) általános képletű halogénciánnal - ahol Híg jelentése klór- vagy brómatcm - végrehajtott gyűrűzárással. Tiocianáto csoport jelenlétében hasonló reakciókat eddig még nem hajtottak végre. Találmányunk egyik alapja tehát az a felismerés, hogy a tiocianáto csoport az általunk alkalmazott kémiai redukálás során nem szenved sem reduktív, sem hidrolitikus átalakulást, így nincs szükség az igen alacsony hőmérsékletre és drága reagensre, másik alapja pedig, hogy a tiocianáto csoport a viszonylag erős ásványi savas közegben nem bomlik el melegítés hatására sem, így a benzimidazol gyűrű kialakításánál sem kell a gazdaságtalan és környezetvédelmi szempontból igen hátrányos 1,3- bisz-(a!koxikarboni!)-S-meti!-izotiokarbamidokat alkalmazni. Eljárásunk előnyös foganatosítási módja szerint e redukciót a nitro csoportra számított 2,25-3,5 g atom vas redukálószerrel hajtjuk végre. A vasat célszerűen finom eloszlásban alkalmazzuk a redukció idejének csökkentése céljából. Eljárásunk előnyös foganatosítási módja szerint a vas redukálószert 0,05-0,2 mól savval, vagy sóval előkezeljük, az előkezelést szobahőmérséklet és 100 °C között végezzük, igen előnyösen 90-95 °C-on. 5 avként igen előnyösen vagy kénsavat, vagy sósavat, sóként arnmónium-kloridot, vas(II)szulfátot, \as(III)kloridot, ammónium-szulfátot, vagy kalcirm-klorídot alkalmazhatunk. A redukciónál reakcióközegként a kiindulási anyagok oldhatóságától függően vizet és valamely vízzel elegyedő szerves oldószert, előnyösen aceíont, dioxánt, alacsony szénatomszámú alkoholokat, különösen előnyösen etil-alkoholt alkalmazhatunk. A reakciót 20-100 °C közötti hőfoktartományban hajthatjuk végre, előnyösen az alkalmazott oldószer forráspontján. A redukció ideje a kiindulási anyagtól, valamint az alkalmazott körülményektől függően néhány perc és 1-2 óra között változhat. Á sav vagy só mennyiségét és a reakciókörülményeket előnyösen úgy szabjuk meg, hogy a iedukcióidő 0,25-1 óra legyen, ami a termelő berendezések hatékony felhasználását biztosítja. A IV általános képletű ciánamiddal végrehajtott gyűrüzárást a III képletű tiocianáto-orto-feniléndiaminokból kiindulva előnyösen vizes közegben hajtjuk végre savanyú közegben. A reakcióelegy pH-ja 2-6, igen előnyösen 3-4. A gyürüzárás előrehaladtával az oldat pH-ja a semleges irányba tolódik el, ezért vizes savval a pH-t célszerűen beállítjuk. Savként szerves és szervetlen savakat, előnyösen sósavat, vagy kénsavat alkalmazhatunk. A reakció hőmérsékletét 25-100 'C, előnyösen 70-100 °C között tartjuk. A reakciót igen előnyösen úgy hajtjuk végre, hogy a III képletű orto-fenilén-diamint vizes savban, igen előnyösen 5n sósavban melegítve feloldjuk és a IV általános képletű ciánamid kalciumbójának meleg vizes oldatához adagoljuk. Eljárhatunk úgy is, hogy a IV. általános képletű ciánamid kalcium sóját előzetesen nem különítjük cl, hanem a benzimidazol gyűrű kialakításához azt a reakcióelegyet használjuk fel közvetlenül, amit úgy nyerünk, hogy a technikai kalciumciánamidot 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
