Brevet FR2000694A1 — publié le 19690912

La méthyl-2 imidazole est un intermédiaire de synthèse utilisable dans l'industrie pharmaceutique pour la fabrication de médicaments, ainsi que dans l'industrie des colorants, des matières plastiques des insecticides et des auxiliaires textiles. La présente invention concerne un procédé de préparation de la méthyl-2 imidazole sous forme de base libre en partant du glyoxal et de l'acétaldéhyde, par condensation du glyoxal avec l'acétaldéhyd et l'ammoniac en milieu aqueux, suivie de la séparation de la mdthyl-2 imidazole de la masse réactionnelle à l'état cristallin par relargage à l'aide de sels minéraux. Les procédés connus pour la préparation de la méthyl-2 imidazole utilisent comme mtières premières l'éthylène diamine, l'acétonitrile, l'acide tartrique ou l'o-nitrosniline0 Tous ces procédés présentent l'inconvénient d'être peu économiques et difficilement réalisables car ils partent de matières premières chères et nécessitent des technologies laborieuses et un appa reillage compliqué. ainsi, le procédé à base d'éthylène diamine, considéré jusqu'à présent comme étant le plus avantageux, implique la réalisation de la synthèse à 4500 C en phase gazeuse en présence de catalyseurs k base de platine, ainsi qu'une séparation laborieuse du produit de la masse réactionnelle, les rendements étant imférieurm à 50 %. Le procédé selon l'invention évite les inconvénients des procédés connus par le fait qu'il part d'une matière première peu onéreuse et accessible et utilise une technologie extrême- ment simple en effectuant la synthèse en milieu aqueux et à la teipérature ambiante, la séparation de la méthyl-2 imidazole se faisant par simple filtration, directement à partir de la masse réaetionnelle. Des modes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention sont décrits ci-après à titre d'exemples non limitatifs pour illustrer l'invention. EXEMPLE 1 Dans un ballon de 1,5 1 muni d'un agitateur, d'un entonnoir à robinet, d'un thermomètre et d'un bain de refroidissement eau-glace, on introduit 240 ml de solution a'ammoniaque à 24 % et on ajoute ensuite en agitant et refroidissant, une solution obtenue en mélangeant 200 ml de solution de glyoxal à 24 % et 200 ml d'acétaldéhyde à 30 *, de telle manière que la température de la masse réactionnelle soit maintenue dans l'intervalle 20-25 C et que la durée de l'addition soit d'environ 2 heures. On laisse la masse encore 1 heure i la température ambiante, on ajoute 130 g de chlorure de sodium et on agite jusqu'à dis solution; on refroidit la masse réactionnelle pendant 1 heure à -10 C et on filtre la méthyl-2 imidazole cristallisée. Le gâteau de cristaux, bien essoré est brassé avec 100 ml de benzène, le benzène qui résulte après la filtration est séparé de la phase aqueuse (entraînée par la pâte de cristaux0, le brassage est répété ainsi trois fois et le produit est séché à l'étuve à 50-60 C. On obtient ainsi 42 g de méthyl-2 imidazole sous forme de cristaux aciculaires blancs. Le rendement est de 60 % rapporté au glyoxal. EXEMPLE 2 Dans un ballon de 2,5 1 muni d'un agitateur, d'un entonnoir à robinet, d'un thermomètre, d'un réfrigérant à reflux refroidi à la saumure et d'un bain-marie, on introduit 400 ml de paraldéhyde, 400 ml d'eau et une solution formée de 25 g de nitrite de sodium dans 75 ml d' eau. On remplit l'entonnoir à robinet avec 345 ml d'acide nitrique à 50 %, on commence l'agitation, on A plit le bain-marie avec de l'eau-chauffée à 450 C et lorsque la température de la nasse réactionnelle attéint 38-40 G, on commen- ce l'addition de l'acide nitrique, réglée de telle sorte qu'elle dure 3 heures.Pendant tout ce temps, on maintient la température de la masse réactionnelle entre 38-40 C par addition de glace dans le bain, la réaction- étant légèrement exothermique. (L'acétaldéhyde non condensé dans le réfrigérant et entratné par les oxydes qui se dégagent au cours de la réaction, est recueilli dans un vase d'absorption à l'eau et peut être recyclé pour une nouvelle réaction). Après la fin de l'addition de l'acide nitrique, on continue l'agitation et le contrôle thermique pendant 3 heures pour assurer la réaction totale. On obtient 1140 ml de masse d'oxydation qui contient t - glyoxal 12,0 g/100 ml - acétaldéhyde 15 g/100 mi Acidité organique exprimée: - en acide acétique 8 g/100 mi- - acide nitrique 2,3 gj/100 mi La masse d'oxydation ainsi obtenue est ajoutée graduellement, tout en agitant et refroidissant, dans un ballon de 2,5 1 contenant 700 ml d'ammoniaque aqueux à 24 %, de telle sorte que l'addition dure environ 2 heures et que la température de la masse réactionnelle reste aux alentours de 20-25 C. Après la fin de l'addition, on laisse la masse réactionnelle pendant 2 heures à la température ambiante, on ajoute ensuite 370 g de chlorure de sodium et on agite à la température ambiante jusqu'à dissolution.On alcalinise la masse réactionnelle saturée au chlorure de sodium avec de l'hydroxyde de sodium à 40 % jusqu'à pH = 12, on refroidit avec un mélange glace-sel pendant 1 heure à environ -100 C, on filtre ensuite la méthyl-2 imidazole cristallisée et on essore. Le gâteau de cristaux est brassé avec 300 ml de benzène, le benzène qui résulte après la filtration est séparé de la phase aqueuse entrainée par la pâte de cristaux et le brassage est répété ainsi trois fois. On sèche à l'étuve à 40-500 C la méthyl-2 imidazone obtenue. On obtient 120 g de méthyl-2 imidazole sous forme de cristaux aciculaires blancs. Le rendement est de 62 % rapporté au glyoxalo EXEMPLE 3 La masse réactionnelle qui résulte de l'addition de 1140 ml de masse d'oxydation à 700 ml de NEz à 24 %, comme dans l'exem- ple 2, est soumise à une concentration jusqu'à la moitié du volume initial, saturée avec 70 g de chlorure de sodium et refroidie à environ -100 C pendant 1 heure en agitant légèrement. On filtre la méthyl-2 imidazole, on essore, brasse et sèche comme dans l'exemple 2. On obtient 138 g de méthyl-2 imidazole sous forme cristaux aciculaires blancs0 Le rendement par rapport au glyoxal contenu dans la masse d'oxydation est de 72 %. EXEMPLE 4 Dans s un ballon de 2,5 1 muni d'un agitateur, d'un entonnoir à robinet, d'un barboteur et d'un bin de refroidissement cauglace, on introduit 300 ml d'eau et ensuite tout en agitant et refroidissant, on commenee à faire barboter de l'ammoniaque gazem et à ajouter par l'entonnoir à robinet dans le milieu réactionnel, 1000 ml de masse d'oxydation résultant de ltoxydation du paraldéhyde par l'acide nitrique comme dans ltexemple 2. On conduit la réaction à la température de 20-250 C en réglant l'addition de la masse d'oxydation de telle sorte qu'elle soit terminée en 2 heures et le barbotage de l'ammoniaque de telle sorte que le pH du milieu réactionnel soit au moins de 9 pendant toute la durée de l'addition de la masse d'oxydatione A la fin de l'addition de la masse d'oxydation, on continue le barbotage de l'ammoniaque gazeux jusqu'd ce que la masse réactionnelle atteigne un pH de 12-13, on laisse pendant 2 heures à la température ambiante pour assurer la réaction totale et ensuite on procède comme dans l'exemple 2. On obtient 146 g de méthyl-2 imidazole sous forme de cristaux aciculaires blancs. Le rendement par rapport au glyoxal dans la masse d'oxydation est de 76 %. Le procédé conforme à l'invention présente les avantages suivants : - on obtient la méthyl-2 imidazole directement sous forme de base libre, les rendements étant supérieurs à 75 ; - on utilise des matières premières peu onéreuses et facilement accessibles; - on réalise une séparation simple de la méthyl-2 imidazole sous forme de base libre cristallisée dirèctement à partir du milieu réactionnel; - on utilise une technologie simple et productive. - REVENDICATIONS 1.- Procédé de préparation de la méthyl-2 imidazole par condensation du glyoxal, de l'acétaldéhyde et d'ammoniaque en solution aqueuse, la séparation de la méthyl-2 imidazole sous forme de base libre étant réalisée directement à partir du milieu réactionnel, à l'état cristallin, par relargage à l'aide de sels minéraux. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise le glyoxal monomère ou polymère, tel quel ou en solution aqueuse. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise de l'ammoniaque à l'état gazeux ou en solution aqueuse. 4.- Procédé selon les revendications t à 3, caractérisé en ce qu'on utilise la masse réactionnelle qui contient du glyoxal et de l'acétaldéhyde, résultant de l'oxydation de l'acétaldéhyde avec de l'acide nitrique en solution aqueuse. 5.- Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on ajoute le glyoxal et l'acétaldéhyde à la solution emmoniacale aqueuse et conduit la réaction aux températures de -10 à +80 C. 6.- Procédé selon les revendications t à 5, caractérisé en ce qu'ail favorise la séparation de la méthyl-2 imidazole du milieu réactionnel par concentration de la masse réactionnelle, zuivie d'un relargage. 7.- Procédé selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on favorise la séparation de la méthtl-2 imidazole du milieu réactionnel par refroidissement de la masse réactionnelle aux temp6ratures de 0 à -15 C. 8.- Procédé selon les revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'on favorise la séparation de la méthyl-2 imidazole du milieu réactionnel par alcalinisation de la masse réactionnelle à un pH de Il à 14.