DE1670561C3 - Process for the production of 5,5-diphenylhydantoin - Google Patents

Process for the production of 5,5-diphenylhydantoin

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DE1670561C3 DE19671670561 DE1670561A DE1670561C3 DE 1670561 C3 DE1670561 C3 DE 1670561C3 DE 19671670561 DE19671670561 DE 19671670561 DE 1670561 A DE1670561 A DE 1670561A DE 1670561 C3 DE1670561 C3 DE 1670561C3
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07D233/00Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings
    • C07D233/54Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D233/66Heterocyclic compounds containing 1,3-diazole or hydrogenated 1,3-diazole rings, not condensed with other rings having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D233/72Two oxygen atoms, e.g. hydantoin
    • C07D233/74Two oxygen atoms, e.g. hydantoin with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, attached to other ring members

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Description

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung derpharmakologisch bedeutsamen Verbindung 5,5-Diphenylhydantoin.The invention relates to a new process for the preparation of the pharmacologically important compound 5,5-diphenylhydantoin.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 209 117 ist ein Verfahren zur Herstellung von 5,5-Diphenylhydantoin durch Erhitzen auf mindestens 900C von Benzoin mit Harnstoff im Molverhältnis von 1,5 bis 3 Mol Harnstoff auf 1 Mol Benzoin in wäßriger Alkalihydroxydlösung unter Einleiten eines starken LufL->troms bekannt. Als Oxydationsmittel bei der Herstellung von 5,5-Diphenylhydantoin aus Benzil bzw. Benzilsäure und Harnstoff, wobei man ursprünglich von Benzoin ausgeht, wurden auch schon Kupfersulfat und Kaliumbromat versucht.From German Auslegeschrift 1,209,117 a method for the preparation of 5,5-diphenylhydantoin by heating to at least 90 0 C of benzoin with urea in a molar ratio of 1.5 to 3 moles of urea to 1 mole benzoin in aqueous alkali metal hydroxide while blowing is a strong LufL-> troms known. Copper sulphate and potassium bromate have also been tried as oxidizing agents in the production of 5,5-diphenylhydantoin from benzil or benzilic acid and urea, originally based on benzoin.

Diese bekannten Verfahren weisen jedoch erhebliche Nachteile auf. Die Verwendung von Luft als Oxydationsmittel stößt insofern auf Schwierigkeiten, als große Gasmengen durchgesetzt werden müssen und die Ausbeute der Reaktion abhängig von der Durchströmgeschwindigkeit in hohem Maße Schwankungen unterliegt (vgl. deutsche Auslegeschrift 1209 117 Spalte 1, Zeile 50f und Patentschrift 32 313, des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin, Zeile 9ff.), Teilweise muß darüber hinaus der Luftstrom vorgewärmt werden.However, these known methods have considerable disadvantages. The use of air as an oxidizing agent encounters difficulties insofar as large amounts of gas must be enforced and the yield of the reaction depends on the flow rate is subject to high fluctuations (cf. German Auslegeschrift 1209 117 Column 1, line 50f and patent specification 32 313, of the Office for Inventions and Patents in East Berlin, Line 9ff.), In some cases, the air flow must also be be preheated.

Die Verwendung von Kufpersulfat und Kaliumbromat als Oxydationsmittel ist unwirtschaftlich; einerseits ist der Preis beider Oxydationsmitte) empfindlich hoch, zum anderen benötigt man von diesen Oxydationsmitteln selbst bei Einsatz äquivalenter Mengen auf Grund ihrer hohen Molekulargewichte sehr große Einsatzmengen.The use of copper sulfate and potassium bromate as an oxidizing agent is uneconomical; on the one hand, the price of both oxidizers) is sensitive On the other hand, one needs of these oxidizing agents even when using equivalent amounts Due to their high molecular weights, very large amounts are used.

Es wurde nun gefunden, daß Schwefel in wäßriger Suspension sich ausgezeichnet als Oxydationsmittel eignet. Die Wirkung des Schwefels als Dehydrierungsmittel in wäßrigem Medium bei verhältnismäßig niedriger Temperatur war insofern überraschend, als Schwefel seine dehydrierende Wirkung üblicherweise erst oberhalb seines Schmelzpunktes entfaltet.
• Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von 5,5-Diphenylhydantoin durch Erhitzen von Benzoin mit überschüssigem Harnstoff in Gegenwart eines Oxydationsmittels in alkalischwäßrigem Medium, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Oxydationsmittel elementaren Schwefel in einer Menge von 0,5 bis 4 Grammatomen je Mol Benzoin verwendet und in einem aus Wasser oder Mischungen von Wasser mit wassermischbaren organischen Lösungsmitteln bestehenden Reaktionsmedium bei einer Temperatur zwischen 6Ö°C und dem Siede-
It has now been found that sulfur in aqueous suspension is an excellent oxidizing agent. The effect of sulfur as a dehydrogenating agent in an aqueous medium at a relatively low temperature was surprising in that sulfur usually only develops its dehydrogenating effect above its melting point.
The invention thus provides a process for the preparation of 5,5-diphenylhydantoin by heating benzoin with excess urea in the presence of an oxidizing agent in an aqueous alkaline medium, which is characterized in that the oxidizing agent used is elemental sulfur in an amount of 0.5 to 4 gram atoms per mole of benzoin used and in a reaction medium consisting of water or mixtures of water with water-miscible organic solvents at a temperature between 60 ° C and the boiling point

punkt des Reaktionsgemisches arbeitet.point of the reaction mixture works.

Der Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in seiner verblüffenden Einfachheit und in der in guter Reproduzierbarkeit erzielbaren hohen Ausbeute an Reinprodukt.The advantage of the method according to the invention lies in its astonishing simplicity and in its good quality Reproducibility achievable high yield of pure product.

Man arbeitet vorzugsweise mit einem Einsatz von 1 bis 3 Mol Harnstoff je MoI Benzoin und bei einer Alkalikonzentration von I0bis40°/0 im Reaktionsmedium. Die Verwendung von Kalilauge wird bevorzugt. Die Temperatur des Reaktionsgemisches mußIs preferably carried out using from 1 to 3 mol of urea per MoI benzoin and at an alkali concentration of I0bis40 ° / 0 in the reaction medium. The use of potassium hydroxide is preferred. The temperature of the reaction mixture must

zwischen 6O0C und dem Siedepunkt des Reaktionsgemisches, vorzugsweise zwischen 80 und 100"C liegen. Die Dauer der Umsetzung beträgt dabei zwischen 1 und 4 Stunden. Die Schwefelmenge beträgt bevorzugt 1 bis 4 Grammatome Schwefel je Molrange from 6O 0 C and the boiling point of the reaction mixture, preferably between 80 and 100 "C. The reaction time is between 1 and 4 hours, the amount of sulfur is preferably from 1 to 4 gram atoms of sulfur per mole.

Benzoin. Höhere Konzentrationen an Schwefel führen zu Ausbeuteminderung. Die Umsetzung wird in wäßrigem Medium durchgeführt, es eignen sich jedoch auch Mischungen von Wasser mit wassermischbaren organischen Lösungsmitteln, vorzugsweise Alkoholen, als Solventien.Benzoin. Higher concentrations of sulfur lead to a reduction in yield. The implementation is in aqueous Medium carried out, but mixtures of water with water-miscible organic are also suitable Solvents, preferably alcohols, as solvents.

Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile. The parts mentioned in the examples are parts by weight.

Beispiel IExample I.

25 Teile Benzoin wurden mit 20 Teilen Harnstoff in einer Lösung von 35 Teilen Kaliumhydroxid in 125 Teilen Wasser 4 Stunden bei 93°C in Gegenwart von 11,3 Teilen elementarem Schwefel unter Rühren zur Reaktion gebracht. Anschließend wurde mit dem25 parts of benzoin were mixed with 20 parts of urea in a solution of 35 parts of potassium hydroxide in 125 parts Water for 4 hours at 93 ° C in the presence of 11.3 parts of elemental sulfur with stirring Brought reaction. Then the

gleichen Volumen Wasser verdünnt und von 6,8 Teilen unlöslichem Rückstand mit Schmp. 32O0C abfiltriert. Durch Ansäuern mit Salzsäure erhielt man 27,8 Teile 5,5-Diphenylhydantoin mit Schmp. 282bis285°C. (Ausbeute 94°/0 der Theorie.) Die Reinigung erfolgteequal volume of water and diluted by 6.8 parts of insoluble residue with mp. 32O 0 C was filtered off. Acidification with hydrochloric acid gave 27.8 parts of 5,5-diphenylhydantoin with a melting point of 282 to 285 ° C. (Yield 94 ° / 0 of the theory.) Purification was

durch Umkristallisieren aus 500 Teilen Äthanol und ergab 24 Teile 5,5-Diphenylhydantoin mit Schmp. 290 bis 296° C (81°/„ der Theorie).by recrystallization from 500 parts of ethanol and gave 24 parts of 5,5-diphenylhydantoin with m.p. up to 296 ° C (81 ° / "of theory).

Beispiel IIExample II

25 Teile Benzoin wurden wie im Beispiel I mit25 parts of benzoin were as in Example I with

20 Teilen Harnstoff und 7,6 Teilen Schwefel in wäßriger Kalilauge (25%ig) 3 Stunden bei 900C umgesetzt. Nach Verdünnen und Filtrieren wurden mit Salzsäure 26 Teile Rohprodukt aufgefällt (Schmp. 283 bis 287°C,20 parts of urea and 7.6 parts of sulfur in aqueous potassium hydroxide solution (25% strength) was reacted for 3 hours at 90 0 C. After dilution and filtration, 26 parts of crude product were precipitated with hydrochloric acid (melting point 283 to 287 ° C,

87 °/0 der Theorie). Umkristallisieren aus Äthanol gnb87 ° / 0 of theory). Recrystallize from ethanol gnb

21 Teile 5,5-Diphenylhydantoin mit Schmp. 290 bis 2920C (71°/0 der Theorie).21 parts of 5,5-diphenylhydantoin with mp. 290-292 0 C (71 ° / 0 of theory).

Beispiel IIIExample III

25 Teile Benzoin, 20 Teile Harnstoff, 35 Teile Kaliumhydroxid in 150 Teilen Wasser/Methanol (120: 30) und 11,3 Teile Schwefel wurden 4 Stunden bei 900C gehalten. Von 6,3 Teilen eines unlöslichen Rückstandes wurde nach Verdünnen abfiltriert und nach Ansäuern ein Rohprodukt mit Schmp. 283 bis 2860C erhalten, das nach Umkristallisieren aus Äthanol 20,5 Teile 5,5-Diphenylhydantoin Schmp. 291 bis 293°C ergab (69% der Theorie).25 parts of benzoin, 20 parts of urea, 35 parts of potassium hydroxide in 150 parts of water / methanol (120:30) and 11.3 parts of sulfur were kept at 90 ° C. for 4 hours. 6.3 parts of an insoluble residue was filtered off and after dilution obtained by acidifying a crude product having a mp. 283-286 0 C, which gave, after recrystallization from ethanol, 20.5 parts of 5,5-diphenylhydantoin mp. 291-293 ° C ( 69% of theory).

Beispiel IVExample IV

25 Teile Benzoin, 20 Teile Harnstoff," 35 Teile Kaliumhydroxid, 150Teile Wasser und 15,2Teile Schwefel wurden 4 Stunden bei 90°C gehalten. Nach Filtrieren und Ansäuern des Reaktionsgemisches ließ sich ein Rohprodukt mit Schmp. 284 bis 287GC und nach Umkristallisieren aus Äthanol 24,5 Teile (83 0Z0 der Theorie). 5,5-Diphenylhydantoin (Schmp. 291 bis 293"C) gewinnen.25 parts of benzoin, 20 parts of urea, "35 parts of potassium hydroxide, 150 parts water and 15,2Teile sulfur were held for 4 hours at 90 ° C. After filtering and acidifying the reaction mixture a crude product 284 left with mp. 287 G to C, and after recrystallization 24.5 parts (83 0 Z 0 of theory). 5,5-Diphenylhydantoin (melting point 291 to 293 "C) are obtained from ethanol.

Beispiel VExample V

25 Teile Benzoin, 20 Teile Harnstoff, 35 Teile Kaliumhydroxyd, ISOTeile Wasser und 3,8Teile Schwefel gaben nach 4 Stunden bei 90cC. nach Filtrieren und Ansäuern 24,4 Teile farbloses 5,5-Diphenylhydantoin mit Schmelzpunkt 293 bis 297rC (82,2% der Theorie). Nach Umkristallisieren aus Äthanol erhielt man 20 Teile 5,5-Diphenylhydantoin (68 % der Theorie) mit Schmp. 292 bis 298°C. Aus der Mutterlauge gewann man durch Eindampfen noch 1.2 Teile mit Schmp. 266 bis 272= C.25 parts of benzoin, 20 parts of urea, 35 parts of potassium hydroxide, water and ISOTeile 3,8Teile sulfur gave 24.4 parts of colorless 5,5-diphenylhydantoin with melting point 293-297 r C after 4 hours at 90 c C. after filtration and acidification ( 82.2% of theory). After recrystallization from ethanol, 20 parts of 5,5-diphenylhydantoin (68% of theory) with a melting point of 292 ° to 298 ° C. were obtained. 1.2 parts with a melting point of 266 to 272 = C. were obtained from the mother liquor by evaporation.

Beispiel VlExample Vl

Der Ansatz entspricht Beispiel V, wurde jedoch nur 1 Stunde bei 900C gehalten. Die Rohausbeute an farblosem 5,5-Diphenylhydantoin betrue 2-4,3 Teile (81,7 °/0 der Theorie) mit Schmp. 293 bis 298 C. Nach Umkristallisieiung aus Athanoi betrug die Reinausbeute 19,8 Teile (66,7 0Z0 der The >rie) mit Schmp. 293 bis 297°C.The batch corresponds to Example V, but was kept at 90 ° C. for only 1 hour. The crude yield of colorless 5,5-diphenylhydantoin betrue 2 to 4.3 parts (81.7 ° / 0 of theory) of mp. 293-298 C. After Umkristallisieiung Athanoi from the pure yield was 19.8 parts (66.7 0 Z 0 of the theory) with melting point 293 to 297 ° C.

Beispiel VIIExample VII

25 Teile Benzoin, 20 Teile Harnstoff, 35 Teile Kaliumhydroxyd, 150 Teile Wasser und 3,42 Teile Schwefel wurden 2 Stunden bei 1000C gehalten. Nach Filtrieren und Ansäuern des Reaktionsgemisches ließen sich 23,8 Teile (80% der Theorie) eines farblosen Rohproduktes mil Schmp. 293 bis >.»K'C erhalten. Oas Produkt war von hoher Reinheit und ergab nach dem Umkristallisieren aus Äthanol 22,6 Teile (76°,'„ der Theorie) 5,5-Diphenylhydantoin von Schmp. 294 bis 298JC.25 parts of benzoin, 20 parts of urea, 35 parts of potassium hydroxide, 150 parts of water and 3.42 parts of sulfur were kept at 100 ° C. for 2 hours. After filtering and acidifying the reaction mixture, 23.8 parts (80% of theory) of a colorless crude product with a melting point of 293 to>K'C could be obtained. Oas product was of high purity and yielded, after recrystallization from ethanol, 22.6 parts of (76 °, '"of theory) of 5,5-diphenylhydantoin of mp. 294-298 C. J

Beispiel ViiiExample viii

25 Teile Benzoin, 20 Teile Harnstoff, 35 Teiie Ka-25 parts benzoin, 20 parts urea, 35 parts ca-

la liumhydroxyd in 150 Teilen Wasser wurden mit 11,4 Teilen Schwefel 4 Stunden bei 6O0C umgesetzt.La liumhydroxyd in 150 parts of water were reacted with 11.4 parts of sulfur at 6O 0 C for 4 hours.

Die Aufarbeitung gemäß Beispiel I brachte 27,9 TeileWorking up according to Example I produced 27.9 parts

rohes 5.5-Diphenyfhydantoin (94IJ/0 der Theorie) mitraw 5,5-diphenyl hydantoin (94 IJ / 0 of theory) with

Schmp. 286 bis 290C. Umkristallisation aus Äthanol ergab 22,3 Teile Reinproduki mit Schmp. 293 bi^ 297 C (75O/O der Theorie).M.p. 286 to 290C. Recrystallization from ethanol gave 22.3 parts Reinproduki with mp. 293 ^ 297 bi C (75 o / o of theory).

Beispiel IXExample IX

25 Teile Benzoin, 20 Teile Harnstoff, 35 Teile Kaliumhydroxyd wurden in 150 Teilen eines Gemische* von 100 Teilen Methanol und 50 Teilen Wa*ser in Gegenwart von \8 Teilen Schwefel 1 Stunde unter Rückfluß gekocht (Temperatur 78 C). Die klare Reaktionslösung wurde anschließend mit, wie im Beispiel I, Wasser verdünnt. Der hierbei entstandene Niederschlag wurde abfiltriert und das Filtrat gemäß Beispiel I angesäuert. Man erhielt 23,2 Teile farbloses 5,5-Diphenylhydantoin (78% der Theorie) mit Schmp.25 parts of benzoin, 20 parts of urea, 35 parts of potassium hydroxide were in 150 parts of a mixture * of 100 parts of methanol and 50 parts of water in the presence of \ 8 parts of sulfur for 1 hour Boiled under reflux (temperature 78 C). The clear reaction solution was then, as in the example I, diluted water. The resulting precipitate was filtered off and the filtrate according to Example I acidified. 23.2 parts of colorless 5,5-diphenylhydantoin (78% of theory) with melting point were obtained.

293 bis 297° C.293 to 297 ° C.

Beispiel XExample X

Der Ansatz entspricht Beispiel IX, wurde jedoch inThe approach corresponds to Example IX, but was in

150 Teilen eines Gemisches von 75 Teilen Athanoi und 75 Teilen Wasser durchgeführt. Die Aufarbeitung gab 23.8 Teile farbloses 5.5-TJiphein !hydantoin (80" „ der Theorie) mit Schmp. 293 bis 297 C.150 parts of a mixture of 75 parts of Athanoi and 75 parts of water carried out. The work-up was 23.8 parts colorless 5.5 TJiphein! Hydantoin (80 "" theory) of mp. 293-297 C.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von 5,5-Diphenylhydantoin durch Erhitzen von Benzoin mit überschüssigem Harnstoff in Gegenwart eines Oxydationsmittels in alkalischwäßrigem Medium, d adurch gekennzeichnet, daß man als Oxydationsmittel elementaren Schwefel in einer Menge von 0,5 bis 4 Grammatomen je Mol Benzoin verwendet und in einem aus Wasser oder Mischungen von Wasser mit wassermischbaren organischen Lösungsmitteln bestehenden Reaktionsmedium bei einer Temperatur zwischen 600C und dem Siedepunkt des Reaktionsgemisches arbeitet.1. A process for the preparation of 5,5-diphenylhydantoin by heating benzoin with excess urea in the presence of an oxidizing agent in an aqueous alkaline medium, characterized in that the oxidizing agent used is elemental sulfur in an amount of 0.5 to 4 gram atoms per mole of benzoin and operates in a group consisting of water or mixtures of water with water-miscible organic solvent reaction medium at a temperature between 60 0 C and the boiling point of the reaction mixture. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Harnstoff in einer Menge von 1 bis 3 Mol je Mol Benzoin einsetzt.2. The method according to claim 1, characterized in that the urea in an amount from 1 to 3 moles per mole of benzoin is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmedium eine Alkalikonzentration von 10 bis 40fl/0 aufweist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the reaction medium has an alkali concentration of 10 to 40 fl / 0 .
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