AT398199B

Process for the preparation of 5-arylhydantoins.

Abstract

A thick inorganic acid, the room temperature to 150℃, wherein or absence to the fluoride reagent under conditions preparation, 5 of hydantoins by allantoic acid alkyl ester and an compound the reaction method.

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6 claims: 6 independent, 0 dependent

  1. 1
    Patentansprüche claims 1. Process for the preparation of 5-arylhydantoins of the general formula in the Ri, R2 and R3 independently of one another are hydrogen, alkyl, alkoxy, hydroxyl, halogen or acylated amino groups, which is characterized in that a Allantoinsäurealkylester of the general formula 1. Verfahren zur Herstellung von 5-Arylhydantoinen der allgemeinen Formel in der Ri, R2 und R3 unabhängig voneinander Wasserstoff-, Alkyl-, Alkoxy-, Hydroxy-, Halogen- oder acylierte Aminogruppen bedeuten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Allantoinsäurealkylester der allgemeinen Formel AT398 199 Β hergestellte Produkt charakterisiert werden kann. AT398 199 Β produced product can be characterized. After completion of the reaction, the reaction mixture is cooled. The 5-arylhydantoin can crystallize out of the reaction mixture and be isolated by conventional methods such as filtration, centrifugation. It has unexpectedly been found that according to the invention prepared 5- (4-hydroxyphenyl) hydantoin crystallized in larger crystals and therefore is particularly easy and easy to filter, whereby according to previously known production method 5- (4-hydroxyphenyl) hydantoin was generally obtained very fine crystalline and therefore difficulties occurred in the solid-liquid separation. Nach beendeter Reaktion wird die Reaktionsmischung abgekühlt. Dabei kann das 5-Arylhydantoin aus der Reaktionsmischung auskristallisieren und durch übliche Methoden wie Filtrieren, Zentrifugieren isoliert werden. Es hat sich unerwarteterweise herausgestellt, daß erfindungsgemäß hergestelites 5-(4-Hydroxyphenyl)-hydantoin in größeren Kristallen auskristallisiert und daher besonders einfach und gut filtrierbar ist, wobei nach bisher bekannten Herstellungsverfahren 5-(4-Hydroxyphenyl)-hydantoin im allgemeinen sehr feinkristallin anfiel und deshalb Schwierigkeiten bei der Fest-flüssig Trennung auftraten. If the 5-arylhydantoin does not crystallize out of the reaction mixture, the reaction mixture can be extracted after neutralization and if appropriate after evaporation with the aid of suitable organic solvents, and the 5-arylhydantoin formed can be isolated in this way. Neutralizing means adjusting the pH to a value at which the formed 5-arylhydantoin still does not form a salt. Usually, a pH of 4 to 6 is set. Suitable organic solvents include carboxylic acid esters, eg. B. Ethyl acetate or butyl ester, ethers, e.g. B. Methyl tert-butyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, ketones, eg Acetone, methyl ethyl ketone, diisobutyl ketone, alcohols, e.g. B. Methanol, ethanol, isopropanol, chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, trichlorethylene. Preferred are carboxylic acid esters, ethers or ketones, more preferably carboxylic acid esters. Kristallisiert das 5-Arylhydantoin aus der Reaktionsmischung nicht aus, kann die Reaktionsmischung nach Neutralisieren und gegebenenfalls nach Eindampfen mit Hilfe geeigneter organischer Lösungsmittel extrahiert und das gebildete 5-Arylhydantoin auf diese Weise isoliert werden. Neutralisieren bedeutet Einstellen des pH-Wertes auf einen Wert, bei dem das gebildete 5-Arylhydantoin noch kein Salz bildet. Üblicherweise wird ein pH-Wert von 4 bis 6 eingestellt. Geeignete organische Lösungsmittel sind etwa Carbonsäureester, z. B. Essigsäureethyl- oder butylester, Ether, z. B. Methy-tert.butylether, Diisopropyiether, Tetrahydrofuran, Ketone, z.B. Aceton, Methylethylketon, Diisobutylketon, Alkohole, z. B. Methanol, Ethanol, Isopropanol, chlorierte Kohlenwasserstoffe wie Methylenchlorid, Trichloräthylen. Bevorzugt sind Carbonsäureeester, Ether oder Ketone, besonders bevorzugt Carbonsäureester. Es hat sich gezeigt, daß die Reinheit des auf die beschriebene Art und Weise isolierten 5-(4-Hydroxyphenyl)-hydantoins im allgemeinen mehr als 99 % beträgt und daher ausreichend ist. Für spezielle Fälle kann die Reinheit des 5-(4-Hydroxyphenyl)-hydantoins durch Erhitzen in Wasser auf Rückfluß noch gesteigert werden. In anderen Fällen kann eine Reinigung durch extraktive oder chromatographische Methoden oder durch Umkristallisieren angeschlossen werden. It has been found that the purity of the isolated in the manner described 5- (4-hydroxyphenyl) -hydantoin is generally more than 99% and is therefore sufficient. For special cases, the purity of the 5- (4-hydroxyphenyl) -hydantoin can be increased by heating in water to reflux. In other cases, purification can be performed by extractive or chromatographic methods or by recrystallization. In a preferred embodiment of the invention, per mole of a compound of the general formula II in which Rt is a methyl group, about 2 to 3 moles of a compound of the formula III in which R 1, R 2 and R 3, independently of one another, denote hydrogen, hydroxyl or alkoxy groups, presented in concentrated hydrochloric acid or sulfuric acid and heated with stirring to temperatures of 70 to 90 'C. After completion of the reaction, the reaction mixture is cooled. If the product crystallizes, it is filtered off, the filtered product is optionally heated to reflux with water, cooled and filtered. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden pro Mol einer Verbindung der allgemeinen Formel II, in der Rt eine Methylgruppe bedeutet etwa 2 bis 3 Mol einer Verbindung der Formel III, in der Ri, R2 und R3 unabhängig voneinander Wasserstoff, Hydroxy- oder Alkoxygruppen bedeuten, in konzentrierter Salzsäure oder Schwefelsäure vorgelegt und unter Rühren auf Temperaturen von 70 bis 90 ’C erhitzt. Nach beendeter Reaktion wird die Reaktionsmischung abgekühlt. Fällt das Produkt kristallin an, wird abfiltriert, das abfiltrierte Produkt gegebenenfalls mit Wasser auf Rückfluß erhitzt, gekühlt und filtriert. Fällt das Produkt nicht kristallin an, wird entweder die Reaktionsmischung durch Zugabe von Natronlauge auf einen pH-Wert zwischen 4 und 5 gestellt, eingedampft und der Rückstand mit einem Carbonsäureester extrahiert oder der Reaktionsmischung wird Wasser zugegeben und die wäßrige Mischung wird, gegebenenfalls nach Einstellen des pH-Wertes auf pH 4 bis 5 durch Zugabe von Natronlauge, mit einem organischen, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel extrahiert. Das organische Lösungsmittel wird gegebenenfalls nach Trocknen abgedampft und der Rückstand gegebenenfalls durch übliche Methoden, wie Umkristallisieren, Chromatographieren noch weiter gereinigt. If the product does not crystallize, either the reaction mixture is adjusted to pH 4 to 5 by addition of sodium hydroxide solution, evaporated and the residue is extracted with a carboxylic acid ester or water is added to the reaction mixture and the aqueous mixture is adjusted, if appropriate after adjustment of the reaction mixture pH to pH 4 to 5 by adding sodium hydroxide solution, extracted with an organic, water-immiscible solvent. The organic solvent is optionally evaporated off after drying and the residue is optionally further purified by conventional methods, such as recrystallization, chromatography. Bevorzugt wird in das Verfahren Allantoinsäuremethylester, der durch Umsetzung von Glyoxylsäuremethylestermethylhemiacetal und Harnstoff in Methanol in Gegenwart von Schwefelsäure hergestellt wurde, eingesetzt. Die Herstellung eines 5-Arylhydantoins der allgemeinen Formel I, ausgehend von Glyoxylsäurealkyesteralkylhemiacetal und Harnstoff, die in einer ersten Stufe gemäß der in EP-A-0 460 412 geoffenbarten Art und Weise zum Allantoinsäurealkylester der allgemeinen Formel II umgesetzt werden, Isolierung des Allantoinsäurealkylesters der allgemeinen Formel II und Umsetzung des isolierten Allantoinsäurealkylesters mit einer Arylverbindung der allgemeinen Formel III in konzentrierter, anorganischer Säure bei Temperaturen von Raumtemperatur bis 150 ’C mit oder ohne Phasenvermittler, ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung. Methyl allantoic acid prepared by reacting methyl glyoxylate methyl hemiacetal and urea in methanol in the presence of sulfuric acid is preferably used in the process. The preparation of a 5-arylhydantoin of general formula I, starting from Glyoxylsäurealkyesteralkylhemiacetal and urea, which are reacted in a first step according to the manner disclosed in EP-A-0 460 412 to the allantoic acid alkyl ester of general formula II, Isolation of the allantoic acid alkyl ester of the general formula II and reaction of the isolated allantoic acid alkyl ester with an aryl compound of the general formula III in concentrated, inorganic acid at temperatures from room temperature to 150 'C with or without phase mediator, is also the subject of the invention. Auf die beschriebene Art und Weise werden 5-Arylhydantoine in kurzen Reaktionszeiten, guter Reinheit und befriedigenden Ausbeuten hergestellt. Das Verfahren stellt daher eine Bereicherung der Technik dar. In the manner described, 5-arylhydantoins are prepared in short reaction times, good purity and satisfactory yields. The method is therefore an enrichment of the technique. Beispiel 1 example 1 A) A mixture of 240 g Glyoxylsäuremethylestermethylhemiacetal (2.0 mol), 400 g of urea (6.66 mol), 240 g of methanol and 100 g of 8% methanolic sulfuric acid was heated for 5 hours with stirring to reflux. Thereafter, the reaction was completed and the reaction mixture was cooled to room temperature to precipitate a colorless precipitate, which was filtered off and dried after washing with methanol at 70 'C in vacuo. A) Eine Mischung aus 240 g Glyoxylsäuremethylestermethylhemiacetal (2,0 Mol), 400 g Harnstoff (6,66 Mol), 240 g Methanol und 100 g 8%iger, methanolischer Schwefelsäure wurde 5 Stunden unter Rühren auf Rückfluß erhitzt. Danach war die Reaktion beendet und die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei ein farbloser Niederschlag ausfiel, der abfiltriert und nach Waschen mit Methanol bei 70 ’ C im Vakuum getrocknet wurde. Dabei wurden 334,1 g, das sind 88 % der Theorie, Allantoinsäuremethylester erhalten. In this case, 334.1 g, which is 88% of theory, allantoic acid methyl ester was obtained. B) 125,1 g Allantoinsäuremethylester (0,66 Mol), 187,5 g Phenol (1,99 Mol) und 225 ml HCl 36 % wurden 4 Stunden auf 83 ’C erhitzt. Aus der zu Beginn klaren, farblosen Lösung begann nach ca. 15 bis 20 Minuten ein Niederschlag auszukristallisieren. Nach Beendigung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung auf 15 ’C gekühlt und weitere 2 Stunden gerührt. Der Niederschlag wurde abfiltriert, mit B) 125.1 g of allantoic acid methyl ester (0.66 mol), 187.5 g of phenol (1.99 mol) and 225 ml of HCl 36% were heated to 83 'C for 4 hours. From the initially clear, colorless solution a precipitate began to crystallize after about 15 to 20 minutes. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to 15 'C and stirred for additional 2 hours. The precipitate was filtered off, with AT 398 199 B AT 398 199 B II II H2N- c - HN ^ H2N- c - HN^ CH- C CH- C H2N - C - HN H2N --C - HN OR in der FU eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 C-Atomen bedeutet, in konzentrierter, anorganischer Säure bei Temperaturen von Raumtemperatur bis 150 ’C mit oder ohne einen Phasenvermittler mit einer Arylverbindung der allgemeinen Formel OR in the FU an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, in concentrated, inorganic acid at temperatures from room temperature to 150 'C with or without a phase mediator with an aryl compound of the general formula
  2. 2
    Second III '3 in der Ri, R2 und R3 die oben angegebene Bedeutung haben, umgesetzt wird. III '3 in which Ri, R2 and R3 have the meaning indicated above, is reacted. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aliantoinsäurealkylester der allgemeinen Formel II nach Anspruch 1 durch Umsetzung von Glyoxylsäurealkylesteralkylhemiacetal der allgemeinen Formel Second Process according to Claim 1, characterized in that an aliantoic acid alkyl ester of the general formula II according to Claim 1 is obtained by reacting alkyl glyoxylate alkyl hemiacetal of the general formula HO \ HO \ CH / CH / 35 fyO // 35 fyO // I \ I \ OR i, ORi, IV in der R4 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung hat, mit Harnstoff in einem Alkohol der allgemeinen Formel R<OH in der Rt die obgenannte Bedeutung hat, in Gegenwart katalytischer IV in which R4 has the meaning given in claim 1, with urea in an alcohol of the general formula R <OH in which Rt has the abovementioned meaning, in the presence of catalytic 40 Amounts of inorganic acid prepared, isolated and used in the process according to claim 1. 40 Mengen anorganischer Säure hergestellt, isoliert und in das Verfahren nach Anspruch 1 eingesetzt wird.
  3. 3
    Verfahren nach einem der Anspüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der allgemeinen Formel II oder der allgemeinen Formel IV, in der R4 eine Methylgruppe bedeutet, Third Process according to one of the claims 1 or 2, characterized in that a compound of the general formula II or of the general formula IV in which R 4 is a methyl group, 45 is used. 45 eingesetzt wird.
  4. 4
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als anorganische Säure Salzsäure oder Schwefelsäure eingesetzt wird. 4th Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that hydrochloric acid or sulfuric acid is used as the inorganic acid. 50 50
  5. 5
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung einer Verbindung der allgemeinen Formel II mit einer Verbindung der allgemeinen Formel III bei Temperaturen von 60 bis 100 ’C erfolgt. 5th Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the reaction of a compound of general formula II with a compound of general formula III takes place at temperatures of 60 to 100 'C.
  6. 6
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Arylverbindung der 6th Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the aryl compound of 55 general formula lil a phenyl group which is substituted by one or more hydroxy or alkoxy groups, is used. 55 allgemeinen Formel lil eine Phenylgruppe, die durch eine oder mehrere Hydroxy- oder Alkoxygruppen substituiert ist, eingesetzt wird. AT 398 199 Β AT 398 199 Β Process according to one of claims 1 to 6, characterized in that acetic acid is used as phase mediator. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Phasenvermittler Essigsäure eingesetzt wird.