DE1470070B1 - Process for the preparation of benzimidazole derivatives - Google Patents

Process for the preparation of benzimidazole derivatives

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DE1470070B1 DE19621470070 DE1470070A DE1470070B1 DE 1470070 B1 DE1470070 B1 DE 1470070B1 DE 19621470070 DE19621470070 DE 19621470070 DE 1470070 A DE1470070 A DE 1470070A DE 1470070 B1 DE1470070 B1 DE 1470070B1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Benzimidazolen der FormelThe invention relates to a process for the preparation of benzimidazoles of the formula

in der R einen gegebenenfalls an einem seiner Kohlenstoffatome substituierten Thiazolyl-, Isothiazolyl- oder Thiadiazolylrest und Ri und R-2 Wasserstoffatome, niedrige Alkyl- oder niedrige Alkoxyreste bedeuten, bei dem man ein N-Halogen-N'-phenylamidin der Formelin which R is a thiazolyl, isothiazolyl, optionally substituted on one of its carbon atoms or thiadiazolyl radical and Ri and R-2 hydrogen atoms, mean lower alkyl or lower alkoxy radicals in which one is an N-halo-N'-phenylamidine the formula

2020th

2525th

in der X Chlor oder Brom bedeutet und R, Ri und Ro die obige Bedeutung haben, mit mindestens 1 Mol einer Base pro Mol an eingesetztem Amidin behandelt. in which X is chlorine or bromine and R, Ri and Ro are as defined above, with at least 1 mol treated a base per mole of amidine used.

Verschiedene Verfahren zur Herstellung von substituierten Benzimidazolen sind in der chemischen Literatur beschrieben. Viele von diesen besitzen zwar annehmbare allgemeine Anwendbarkeit insofern, als sie zur Herstellung von Benzimidazolen, die verschiedenste Substituenten in der 2-Stellung des Benzimidazolrings tragen, angewendet werden können, doch weisen sie gewisse Nachteile auf. So werden bei diesen Verfahren teuere und/oder verhältnismäßig schwer zugängliche Verbindungen als Ausgangsmaterialien verwendet, sie erfordern eine untragbar große Anzahl getrennter chemischer Reaktionen oder sie sind bezüglich der Ausbeuten nicht zufriedenstellend, wie z. B. das aus dem Journal of the American Chemical Society, Bd. 83 (5. 3. 1961), S. 1764/1765, bekannte Verfahren zur Herstellung von 2-(4'-Thiazolyl)-benzimidazol, nach dem dieses mit 64°/oiger Ausbeute erhalten wird.Various methods of making substituted benzimidazoles are known in the chemical industry Literature described. While many of these have reasonable general applicability in that they for the production of benzimidazoles, the most diverse substituents in the 2-position des Wear benzimidazole rings, can be used, but they have certain disadvantages. So are expensive and / or relatively difficult to access connections than in this process Used starting materials, they require an prohibitively large number of separate chemical reactions or they are unsatisfactory in terms of yields, e.g. B. that from the Journal of the American Chemical Society, Vol. 83 (March 5, 1961), pp. 1764/1765, known methods of preparation of 2- (4'-thiazolyl) -benzimidazole, after which this is obtained with 64% yield.

Die verfahrensgemäße Umsetzung kann durch das folgende Formelschema veranschaulicht werden:The implementation according to the process can be illustrated by the following equation:

6060

In diesem Schema bedeutet R einen Thiazolyl-, Isothiazolyl- oder Thiadiazolylrest, Ri und R2 Wasserstoffatome oder niedrige Alkyl- oder niedrige Alkoxygruppen und X Chlor- oder Bromatome. Ri und R2 können somit Wasserstoffatome oder niedrige Alkylreste, beispielsweise Methyl-, Äthyl-, Isopropylreste u. dgl., oder niedrige Alkoxygruppen, beispielsweise Methoxy, Äthoxy und tert.-Butoxy, bedeuten. Es ist nicht erforderlich, daß Ri und R> in einer speziellen Verbindung gleich sind. In this scheme, R denotes a thiazolyl, isothiazolyl or thiadiazolyl radical, Ri and R2 denote hydrogen atoms or lower alkyl or lower alkoxy groups and X denotes chlorine or bromine atoms. Ri and R2 can thus represent hydrogen atoms or lower alkyl radicals, for example methyl, ethyl, isopropyl radicals and the like, or lower alkoxy groups, for example methoxy, ethoxy and tert-butoxy. It is not necessary that Ri and R> be the same in any particular connection.

Wenn R ein Thiazolyl- oder Isothiazolyirest ist, kann die Bindung an den Benzimidazolkern in der obigen Formel II und an das Kohlenstoffatom des Amidinrestes in der obigen Formel I durch jedes beliebige der 3 Kohlenstoffatome der obengenannten heterocyclischen Ringe erfolgen. Wenn R eine Thiadiazolylgruppe ist, die 2 Stickstoffatome und 1 Schwefelatom in dem Ring enthält, so kann die Bindung an jedem der 2 Kohlenstoffatome eines 1.2,3-Thiadiazols oder 1,2,4-Thiadiazols erfolgen. Bei den symmetrischen 1,2,5-ThiadiazoIen ist natürlich nur eine Bindungsstelle vorhanden. Der Rest R kann weiterhin an einem seiner Kohlenstoffatome substituiert sein, beispielsweise mit einem niedrigen Alkylrest oder einem Halogenatom.If R is a thiazolyl or isothiazolyy radical, the bond to the benzimidazole nucleus in the Formula II above and to the carbon atom of the amidine residue in Formula I above by each any of the 3 carbon atoms of the above-mentioned heterocyclic rings. When R is a thiadiazolyl group which contains 2 nitrogen atoms and 1 sulfur atom in the ring, the bond may be take place on each of the 2 carbon atoms of a 1,2,3-thiadiazole or 1,2,4-thiadiazole. Both symmetrical 1,2,5-thiadiazoIen there is of course only one binding site. The rest of R can furthermore be substituted on one of its carbon atoms, for example with a lower alkyl radical or a halogen atom.

Aus Gründen der Klarheit wird in der folgenden Beschreibung die verfahrensgemäße Umsetzung nebst Reaktionsbedingungen an Hand der Herstellung von 2-(4'-Thiazolyl)-benzimidazolen, d. h., Verbindungen, für welche R in der Formel II ein 4-Thiazolylrest ist, erläutert. Es sei jedoch bemerkt, daß die Reaktion und die Reaktionsbedingungen die gleichen sind bezüglich der Synthese von Benzimidazolen. bei denen der 2-ständige Substituent ein anderer der obengenannten fünfgiiedrigen heterocyclischen Ringe als die 4-Thiazolylgruppe ist.For the sake of clarity, the implementation according to the method is included in the following description Reaction conditions based on the preparation of 2- (4'-thiazolyl) -benzimidazoles, d. i.e., connections, for which R in formula II is a 4-thiazolyl radical, explained. It should be noted, however, that the The reaction and the reaction conditions are the same with respect to the synthesis of benzimidazoles. at those of the 2-position substituent is another of the abovementioned five-membered heterocyclic rings than the 4-thiazolyl group.

Verfahrensgemäß wird N-Halogen-N'-phenyl-(thiazoI-4-amidin) durch Behandlung mit einer Base in 2-(4'-Thiazolyl)-benzimidazol übergeführt. Es wird zumindest 1 Mol Base je Mol Amidinverbindung verwendet, doch schadet ein Überschuß der Base nicht. Der Ringschluß des Halogenamidins zum Benzimidazol wird bewirkt, indem das Halogenamidin und die Base für eine kurze Zeitspanne in innigen Kontakt gebracht werden. Es ist zweckmäßig, ein mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel, wie beispielsweise ein niedriges Alkanol, als Reaktionsmedium zu verwenden und den Ringschluß durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 50 bis etwa 125 C zu bewirken. Das Benzimidazol bildet sich rasch, und es werden zufriedenstellende Ergebnisse bei Reaktionszeiten von etwa 1 Minute bis zu etwa 1 Stunde erzielt. Die Reaktionszeiten und -temperaturen sind bei dem Verfahren nicht als ausschlaggebend zu betrachten, und die Umsetzung kann bei oder unter Zimmertemperatur ebenso wie bei erhöhten Temperaturen vorgenommen werden. Wie zu erwarten, sinkt die Reaktionszeit mit Erhöhung der Temperatur.According to the process, N-halogen-N'-phenyl- (thiazoI-4-amidine) converted into 2- (4'-thiazolyl) benzimidazole by treatment with a base. It will at least 1 mole of base is used per mole of amidine compound, but an excess of the base is harmful not. The ring closure of the halogenamidine to the benzimidazole is effected by the halogenamidine and bringing the base into intimate contact for a short period of time. It is appropriate a water-miscible organic solvent such as a lower alkanol, to be used as a reaction medium and the ring closure by heating to a temperature of to cause about 50 to about 125 ° C. The benzimidazole forms rapidly and becomes satisfactory Results achieved with reaction times of about 1 minute to about 1 hour. The response times and temperatures are not to be regarded as decisive in the process, and the Reaction can be carried out at or below room temperature as well as at elevated temperatures will. As expected, the response time decreases as the temperature increases.

Zu geeigneten, bei der Umsetzung verwendbaren Basen gehören Alkali- oder Erdalkalihydroxyde, wie Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd, Calciumhydroxyd, Ammoniumhydroxyd, organische Basen, wie Trialkylamine, Alkalialkylate, wie Natriummethylat, Alkalihydride, wie Natriumhydrid. Nach der Beendigung der Umsetzung kann jegliches anorganisches Salz, das sich aus der Lösung abscheidet, durch Filtrieren entfernt und das gewünschte Benzimidazol aus dem Filtrat gewonnen werden. Das anorganische Material kann aber auch direkt in dem Reaktionsgemisch durch Zugabe von Wasser gelöst und das in 2-Stellung substituierte Benzimidazol direkt durch geeignete Einstellung des pH-Wertes des Reaktionsmediums kristallisiert werden. So kristallisiert 2-(4'-Thiazolyl)-benzimidazol in Suitable bases which can be used in the reaction include alkali metal or alkaline earth metal hydroxides, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, ammonium hydroxide, organic bases such as trialkylamines, alkali metal alkylates such as sodium methylate, alkali metal hydrides such as sodium hydride. After the completion of the reaction, any inorganic salt which separates out of the solution can be removed by filtration and the desired benzimidazole can be recovered from the filtrate. The inorganic material can, however, also be dissolved directly in the reaction mixture by adding water and the benzimidazole substituted in the 2-position can be crystallized directly by suitable adjustment of the pH of the reaction medium. Thus 2- (4'-thiazolyl) -benzimidazole crystallizes in

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

hochgradig reiner Form aus einem wäßrigen alkoholischen Reaktionsmedium bei einem pH-Wert von etwa 6.highly pure form from an aqueous alcoholic reaction medium at a pH of about 6.

Die verfahrensgemäß herstellbaren, in 2-Stellung substituierten Benzimidazole sind insofern wertvolle Verbindungen, als sie als Anthelminthika außerordentlich wirksam sind und zur wirksamen Behandlung und Verhütung von Helminthiasis bei Schafen, Ziegen, Rindvieh, Pferden und Schweinen verwendet werden können. Zu diesem Zweck werden sie den Tieren oral in Form eines Trankes oder eines Bolus oder in dem Futter der zu behandelnden Tiere verabreicht.The benzimidazoles substituted in the 2-position, which can be prepared according to the process, are valuable in this respect Compounds as they are extraordinary as anthelmintics are effective and contribute to the effective treatment and prevention of helminthiasis Sheep, goats, cattle, horses and pigs can be used. Be for this purpose give them to the animals orally in the form of a drink or a bolus or in the feed of the animals to be treated administered.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.The following examples illustrate the invention without restricting it.

Beispiel 1example 1

Zu einer Lösung von 1,0 g N-Chlor-N'-phenyl-(thiazol-4-amidin) in 25 ml Äthanol setzt man unter Rühren 278 mg Kaliumhydroxyd (Reinheitsgrad 85"/n) in 10 ml Äthanol zu. Die erhaltene Lösung wird etwa 1 Minute lang (oder bis ein negativer Kaliumjodid-Stärke-Test erhalten wird) unter Rückfluß erhitzt. Dann wird eine zur Lösung des festen Kaliumchlorids ausreichende Menge Wasser zugegeben, und der pH-Wert der Lösung wird mit Salzsäure auf 6 eingestellt. Das 2-(4'-ThiazoIyl)-benzimidazol kristallisiert. Das Produkt wird durch Filtrieren gewonnen und mit einer kleinen Menge kaltem Äthanol gewaschen; F. = 298 bis 300 C. Ausbeute = 87°/o.To a solution of 1.0 g of N-chloro-N'-phenyl- (thiazol-4-amidine) 278 mg of potassium hydroxide (degree of purity 85 "/ n) in 10 ml of ethanol are added to 25 ml of ethanol with stirring. The solution obtained is refluxed for about 1 minute (or until a negative potassium iodide starch test is obtained) heated. Then an amount of water sufficient to dissolve the solid potassium chloride is added, and the pH of the solution is adjusted to 6 with hydrochloric acid. The 2- (4'-thiazolyl) benzimidazole crystallized. The product is obtained by filtering and using a small amount washed cold ethanol; M.p. = 298 to 300 C. Yield = 87%.

Wird N-Brom-N'-phenyl-(thiazol-2-amidin) nach dem obigen Verfahren mit einer äquimolaren Menge Natriumhydroxyd behandelt, so erhält man 2-(2'-Thiazolyl)-benzimidazol vom F. = 245 bis 246 C. Ausbeute = 80u/o.If N-bromo-N'-phenyl- (thiazol-2-amidine) is treated with an equimolar amount of sodium hydroxide by the above process, 2- (2'-thiazolyl) benzimidazole with a melting point of 245 to 246 ° C. is obtained. Yield = 80 u / o.

Durch Behandlung von N-Chlor-N'-phenyl-(l,2,3-thiadiazol-4-amidin), N-Chlor-N'-3-methoxyphenyI-(thiazoI-4-amidin) und N-Chlor-N'-phenyl-(isothiazol-4-amidin) mit äthanolischem Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd nach dem obigen Verfahren erhält man 2-[4'-(l',2',3'-ThiadiazoIyl)]-benzimidazol (F. = 255 bis 258r C), 2-(4'-Thiazolyl)-5-methoxybenzimidazol (F. -- 260 bis 2610C) und 2-(4'-IsothiazoIyI)-benzimidazol (F. = 319 bis 3200C). Die Ausbeute an diesen drei Produkten beläuft sich auf etwa 70%.By treating N-chloro-N'-phenyl- (1,2,3-thiadiazol-4-amidine), N-chloro-N'-3-methoxyphenyl- (thiazoI-4-amidine) and N-chloro-N '-phenyl- (isothiazol-4-amidine) with ethanolic sodium hydroxide or potassium hydroxide by the above process one obtains 2- [4' - (1 ', 2', 3'-thiadiazoIyl)] - benzimidazole (F. = 255 to 258 r C), 2- (4'-thiazolyl) -5-methoxybenzimidazole (F. - 260-261 0 C) and 2- (4'-IsothiazoIyI) benzimidazole (mp = 319-320 0 C). The yield of these three products is about 70%.

Beispiel 2Example 2

Zu einer Suspension von 5,00 g (21,1 mMol) N-Chlor-N'-phenyl-(thiazol-4-amidin) in 60 ml 50"/iiigem wäßrigem Methanol setzt man 3,5 ml konzentriertes Ammoniumhydroxyd (25,3 mMol) zu. Das Reaktionsgemisch wird 15 Minuten unter Rückfluß erhitzt; dann wird der pH-Wert mit Salzsäure auf 6 eingestellt. Das 2-(4'-Thiazolyl)-benzimidazol fällt als Feststoff an. Die Suspension wird filtriert und das feste 2-(4'-Thiazolyl)-benzimidazol im Vakuum getrocknet. F. 298 bis 3000C, Ausbeute etwa 70°/o der Theorie.3.5 ml of concentrated ammonium hydroxide (25, The reaction mixture is refluxed for 15 minutes, then the pH value is adjusted with hydrochloric acid to 6. The 2- (4'-thiazolyl) -benzimidazole is obtained as a solid. The suspension is filtered and the solid 2 - (4'-thiazolyl) -benzimidazole dried in vacuo F. 298-300 0 C, yield about 70 ° / o of theory..

Wenn diese Arbeitsweise mit N-Chlor-N'-phenyl-(thiazol-2-amidin) und einer äquimolekularen Menge Triäthylamin (an Stelle von Ammoniumhydroxyd) durchgerührt wird, erhält man 2-(2'-Thiazolyl)-benzimidazol. F. 245 bis 246C; Ausbeute etwa 70°/o der Theorie.If this procedure is carried out with N-chloro-N'-phenyl- (thiazol-2-amidine) and an equimolecular amount of triethylamine (instead of ammonium hydroxide) is stirred, you get 2- (2'-thiazolyl) -benzimidazole. F. 245 to 246C; Yield about 70% Theory.

Beispiel 3Example 3

1,36 g (21,1 mMol) Kaliumcyanid werden in eine in Bewegung gehaltene Suspension von 5,00 g (21,1 mMol) N-Chlor-N'-phenyi-(thiazol-4-amidin) in 60 ml 50°/nigem wäßrigem Methanol eingebracht. Das Gemisch wird 2 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt und dann auf Zimmertemperatur abgekühlt. Das feste 2-(4'-Thiazolyl)-benzimidazol wird abfiltriert, mit Wasser gewaschen und im Vakuum getrocknet. Die Verbindung liegt dann in praktisch reiner Form vor. F. 298 bis 300 C, Ausbeute etwa 651Vo der Theorie.1.36 g (21.1 mmol) of potassium cyanide are added to a suspension kept in motion of 5.00 g (21.1 mmol) of N-chloro-N'-phenyi- (thiazol-4-amidine) in 60 ml of 50 ° / nigem aqueous methanol introduced. The mixture is refluxed for 2 hours and then cooled to room temperature. The solid 2- (4'-thiazolyl) benzimidazole is filtered off, washed with water and dried in vacuo. The compound is then in a practically pure form. F. 298 to 300 C, yield about 65 1 Vo of theory.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Benzimidazolen der FormelProcess for the preparation of benzimidazoles of the formula in der R einen gegebenenfalls an einem seiner Kohlenstoffatome substituierten Thiazolyl-, Isothiazolyl- oder Thiadiazolylrest und R1 und R2 Wasserstoffatome, niedrige Alkyl- oder niedrige Alkoxyreste bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß man ein N-Halogen-N'-phenylamidin der Formelin which R is a thiazolyl, isothiazolyl or thiadiazolyl radical optionally substituted on one of its carbon atoms and R 1 and R 2 are hydrogen atoms, lower alkyl or lower alkoxy radicals, characterized in that an N-halo-N'-phenylamidine of the formula in der X Chlor oder Brom bedeutet und R, R1 und Ro die obige Bedeutung haben, mit mindestens 1 Mol einer Base pro Mol an eingesetztem Amidin behandelt.in which X is chlorine or bromine and R, R 1 and Ro have the above meaning, treated with at least 1 mole of a base per mole of amidine used.
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