Способ получения 4,5-дихлоримидазолов
Владельцы патента RU 2425035:
Государственное научное учреждение Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский ветеринарный институт Россельхозакадемии (RU)
Настоящее изобретение относится к способу получения N-незамещенных 4,5-дихлоримидазолов формулы I, где R представляет собой Н, алкил, включающий обработку N-незамещенных имидазолов гипохлоритом натрия при температуре от -10°С до +10°С. Технический результат: разработан новый способ получения N-незамещенных 4,5-дихлоримидазолов, обеспечивающий высокий выход очищенных продуктов.
Изобретение относится к органической и фармацевтической химии, поскольку производные 4,5-дихлоримидазолов находят применение, в частности, для изготовления инсектицидных препаратов (WO 94/06765 А1 (Nippon Soda Co., LTD), 31.03.1994 (стр.12, табл.1, соединения 1-42).
Известен способ синтеза дихлоримидазолов обработкой N-незамещенных имидазолов гипохлоритом натрия с выходом 50,8% (A.W.Lutr and S.DeLorenzo, J.Heterocyclic Chem., 4, 399 (1967).
Известен способ синтеза дихлоримидазолов, выбранный в качестве прототипа, путем обработки имидазолов гипохлоритом натрия с выходом 47% (Пожарский А.Ф., Комиссаров И.В., Филиппов И.Т. и др., Хим. - Фарм. журнал, №5, с.87, 1977).
Недостатком известных методов является низкий выход из-за протекающих побочных процессов, в частности смолообразования, чем объясняются большие потери вещества при их очистке.
Целью изобретения является создание способа синтеза 4,5-дихлоримидазолов, обеспечивающего высокий выход очищенных продуктов.
Поставленная цель достигается тем, что нами разработаны оптимальные температурные условия при синтезе 4,5-дихлоримидазолов, общей формулы I
где R=H, алкил, обработкой N - незамещенных имидазолов раствором гипохлорита натрия.
В известных способах синтеза температура реакционной смеси достигала 40°С. Нами установлено, что поддержание температуры в пределах от -10°С до +10°С обеспечивает высокий выход 4,5-дихлоримидазолов. Оптимальной является температура реакционной смеси около 0°С.
Примеры синтезов.
4,5-Дихлоримидазол. Растворяют 288 г NaOH (7,2 моль) в 700 мл воды, охлаждают до 20-25°С, смешивают с 3 кг колотого льда в колбе объемом 5 литров.
В полученную смесь пропускают хлор, полученный из 270 г КМnO4 и 1,2 л концентрированной соляной кислоты, в течение 40-60 минут. Затем в реакционную смесь добавляют раствор 72 г NaOH (1,8 моль) в 200 мл воды и 1,5 кг мелкораздробленного льда.
Перемешивают 1 минуту и добавляют в один прием 122,4 г (1,8 моль) имидазола и интенсивно перемешивают 5 минут. Температура реакционной смеси не превышает 0°С. Затем реакционную смесь оставляют без перемешивания на 30 минут. Подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 4,5, отфильтровывают, осадок промывают водой.
Выход 205-215 г (83-87%).
Перекристаллизовывают из воды с углем. Выход белоснежных кристаллов чистого 4,5 - дихлоримидазола составляет 167-185 г (68-75%).
Опыт сравнения.
Применяют те же загрузки, что и в вышеописанном опыте с единственным отличием: в реакционную колбу, содержащую гипохлорит натрия, не добавляют 1,5 кг льда, а сразу добавляют имидазол. Температура реакционной смеси поднимается до 40°С самопроизвольно.
Выход очищенного 4,5-дихлоримидазола, полученного по этой методике, составляет 49%.
4,5-Дихлор-2-метилимидазол.
Растворяют 288 г NaOH (7,2 моль) в 700 мл воды, охлаждают до 20-25°С, смешивают с 3 кг колотого льда в колбе емкостью 5 литров. В приготовленную смесь пропускают хлор, полученный из 270 г КМnO4 и 1,2 л концентрированной соляной кислоты в течение 40-60 минут. Затем в реакционную смесь добавляют раствор 72 г NaOH (1,8 моль) в 200 мл воды и 2 кг мелкораздробленного льда. Перемешивают 1 минуту и добавляют в один прием 147,6 г (1,8 моль) 2-метилимидазола. Интенсивно перемешивают в течение 5 минут, затем оставляют без перемешивания на 30 минут. Подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 5,0, отфильтровывают осадок, промывают водой.
Выход 130-150 г (47,8-55,2%).
Опыт сравнения.
Проводят по описанной выше методике за исключением того, что в полученный раствор гипохлорита натрия не добавляют 2 кг льда. Температура реакционной смеси после добавления 2-метилимидазола поднимается до 45-50°С. Выход продукта составляет 80-90 г (29,4-33,1%).
Обоснование температурного режима.
При проведении реакции ниже -10°С скорость процесса сильно замедляется, что приводит к необходимости длительного выдерживания реакционной смеси при низких температурах и, как следствие, к излишним затратам энергии. При этом выход продукта не увеличивается.
При проведении реакции выше +10°С смесь сильно темнеет из-за побочных процессов, выход продукта уменьшается.
Оптимальной является температура около 0°С.
Технический результат, проявляющийся при осуществлении способа, заключается:
1) в повышении выхода продукта на 30-38% по сравнению с известными способами;
2) в снижении смолообразования и, как следствие, в экономии исходных реагентов и снижении энергетических затрат.
Способ синтеза N-незамещенных 4,5-дихлоримидазолов общей формулы I:
где R=H, алкил, включающий обработку N-незамещенных имидазолов раствором гипохлорита натрия, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, обработку проводят при температуре от -10°С до +10°С.
