Способ получения 2-метилбензимидазола

89098 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.С 07 О 23508 ОС 08 К 5134 с присоединением заявки ЛЪ -Государственный комитет(43) Опубликовано О.04,81. Бюллетень .хе 13 (45) Дата опубликования описания 07.04.81 ло делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-М ЕТИЛ ВЕН 3 ИМ ИДАЗОЛ А 1Изобретение относится к усовершенствоганному способу получения 2-метилбензимидазола, являющегося как эффективным ускорителем отверждения, так и отвердите. лем порошковых эпоксидных композиций. Известен способ получения 2-метилбензимидазола взаимодействием о-фенилендиамина и уксусной кислоты при нагревании на кислых катализаторах 11, 21. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения 2-метилбензимидазола с применением в качестве катализатора твердого сульфокатионита КУИ. По этому способу синтез проводят при перемешивании о-фенилендиамина,уксусной кислоты и катализатора КУв среде ксилола при температуре около 100 С в течение 2 ч. По окончании реакции непрореагировавшую кислоту нейтрализуют водным раствором аммиака, выпавший при этом осадок отфильтровывают вместе с катионитом, затем осадок растворяют при нагревании в смеси спирта с водой, обрабатывают раствор активированным углем и фильтруют с целью отделения катализатора и активированного угля. При медленном охлаждении фильтрата из него выпадают светль 1 е кристаллы продукта. 2Реакцию проводят при молярном соотношении о-фенилендиамина и уксусной кислоты 1: 1,5; выход продукта 95%.Указанный способ нетехнологичсн из-за 5 большого количества трудоемких операций:нейтрализация непрореагировавшсй кислоты, фильтрование осадка, растворенис его при нагревании, обработка раствора активированным углем, отделение и сушка готового продукта, необходимость использования в качестве катализатора КУ(30% на исходную смесь). В результате нейтрализации непрореагировавшей кислоты водным раствором аммиака и последующего растворения осадка в водно-спиртовой смеси образуется значительное количество сточных вод (примерно 12 кг на 1 кг продукта), сложный состав которых затрудняет их очистку.Целью изобретения является упрощениетехнологии процесса, сокращение длительности синтеза 2-метилбензимидазола, уменьшение количества сточных вод и расхода реагентов. 26Поставленная цель достигается тем, чтовзаимодействие о-фенилендиамина с уксусной кислотой проводят в присутствии бутилацетата при 120 в 1 С с азеотропной рек тификацией воды, образующейся в резуль 819098охлаждают и дро 55 60 65 тате реакции, преимущественно при мольном соотношении реагентов 1: 1,1 - 1,2.Процесс проводят следующим образом.В реактор с мешалкой загружают о-фенилендиамин, уксусную кислоту в молярном соотношении 1: 1,1 - .1,2 и бутилацетат, со держание которого в реакционной массе составляет не более 8 - 10% от общей загрузки. Смесь нагревают при перемешиванин до кипения (120 - 130 С), При этом начинастся реакция, сопровождающаяся выделением воды, которую удаляют азсотропной отгонкой смеси бутилацстата и воды. Азеотропную отгонку ведут при темпсратурс паров 90,2 - 90,8 С.По мере завершения реакции температуру реакционной массы поднимают до 150 - 180 С в зависимости от соотношения загруженных реагентов. По окончании отгонки воды дефлегматор отключают, обратный холодильник заменяют прямым и поток конденсата переключают на другой сборник. Температуру массы постепенно поднимают до 300 в 3 С и производят отгонку растворителя и избытка кислоты,Для обеспечения полноты извлечения уксусной кислоты и бутилацетата целесообразно использовать вакуум порядка 100 - 110 мм рт. ст температура при этом 220 - 40 С. Оставшийся в реакторе расплав родукта выливают, охлаждают и дробят.П р и м е р 1. В стеклянный реактор, снабженный быстроходной мешалкой с вакуумным уплотнением, термометром, ректификационной колонкой, в качестве которой применяют елочный дефлегматор с конденсатором, ловушкой Дина-Старка с обратным холодильником, загружают 110,3 г (1 моль) технического о-фенилендиамина (98%), 73,7 г (1,2 моль) ледяной уксусной кислоты, 8 г бутилацетата. В ловушку Дина-Старка заливают 12 г бутилацетата. Смесь нагревают при перемешивании на рафитовой бане до кипения (120 - 130 С, в зависимости от количества бутилацетата в исходной смеси), после чего через 15 - 20 мин начинается отгон азеотропной смеси бутилацетат - вода (температура паров 90 - 91 С), После заполнения ловушки Дина-Старка реакционной водой и бутилацетатом последний начинает возвращаться в зону реакции. Через 30 мин после прекращения отгонки воды (количество отогнанной реакционной воды 35 г, содержание уксусной кислоты в воде 2,8 г/л) дефлегматор заменяют прямым холодильником с вакуум- приемником, включают обогрев и производят отгонку избыточной уксусной кислоты и бутилацетата при температуре реакционной массы до 240 С. После прекращения поступления конденсата создают разрежение в системе (остаточное давление 100 - 110 мм рт, ст,) и отгоняют остаток смеси уксусной кислоты и бутилацетата,По окончании отгонки реакционную массу охлаждают до 180 - 200 С, выливают г 10 15 20 25 30 зц 40 45 50 4в фарфоровую чашку,бят.Получают 130 г продукта, выход 98,1/о, пл. 175 - 176 С (температура плавления чистого продукта 177 С).П р и м е р 2. Синтез проводят аналогич. но описанному в примере 1. Соотношение о-фенилендиа мина и уксусной кислоты 1: 1,1 (моль), Количество уксусной кислоты 67,8 г, бутилацетата 15 г, Количество отогнанной воды 32,4 г ,содержание уксусной кислоты 1,4 г/л).Получают 130,5 г продукта, выход 98,8%, т, пл. 173 - 174 С,Г 1 р и мер 3. Синтез проводят аналогично описанному в примере 1, прн тех же количествах и соотношении о-фенилендиамина и уксусной кислоты. Количество бутилацетата 23 г, количество отогнанной воды 35,6 г (содержание уксусной кислоты 2,85 г/л). Избыток уксусной кислоты и бутилацетат после азеотропной ректификации воды отгоняют при температуре реакционной массы 300 - 340 С. Получают 128,4 г продукта, выход 97,2%, т. пл. 173 - 174 С,Получение 2-метилбензимидазола согласно предлагаемому. способу отличается простотой технологии и аппаратурного оформления: отсутствуют, в частности, стадии нейтрализации, фильтрования осадка, сушка готового продукта; для реализации изобретения вполне достаточно типовой химической аппаратуры.Длительность процесса с учетом всех технологических стадий составляет 6 - 7 ч, что в 3 раза короче по сравнению с известным способом 31. Сокращение расхода уксусной кислоты составляет около 33/о.Бутилацетат в процессе практически не расходуется, поскольку его отгон с избытком уксусной кислоты и небольшим содержанием о-фенилендиамина и 2-метилбензимидазола можно без ухудшения качества целевого продукта возвращать на повторный синтез, Количество сточных вод сокращается в 40 - 50 раз, практически это только вода, образующаяся по реакции. Сточные воды не содержат минеральных примесей и могут быть полностью очищены на биохимических очистных сооружениях. Формула изобретения 1. Способ получения 2-метилбензимидазола путем взаимодействия о-фенилендиамина с избытком уксусной кислоты в среде растворителя при нагревании, отличающ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии и уменьшения количества сточных вод, в качестве растворителя используют бутилацетат, процесс проводят при 120 - 180 С с азеотропной ректификацией образующейся реакционной воды.2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода реагентов, о-фенилендиамин и уксусную кисЗаказ 2395 Изд. Мо 278 Тираж 448 ВНИИПИ Государственного комитета ССС 1 по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Подписное Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома 5лоту берут в мольном соотношении 1: 1,1 -1,2.Источники информации,принятыс во внимание при экспертизе1. Вагнер Е., Миллет Д. Синтезы органических препаратов, Сб. 2, М Издатинлит,с. 656, 1949.2. Порай-Кошиц Б, А Хархарова Г. М. 6Синтез и свойства некоторых производныхбензимидазола. - Ж. Общ. Хим., 25,вып. 11, с. 2138, 1955.3. Исагулянц В, И., Ануфриева Н. М.5 Синтез 2-замещенных бензимидазолов сприменением катионообменной смолыКУ. - Ж. Прикл. хим., 44, Мо 5, с. 1195,1971 (прототип).