1,3-Dihydro-2H-benzimidazol-2-one
(Benzimidazol-2-on)

Diese Synthese dient einzig und allein der Einführung einer Schutzgruppe um anschließend eine Methylierung durchzuführen. Da (o-)Phenylendiamine durch Alkylantien nicht selektiv alkyliert werden können ist die Einführung einer Schutzgruppe notwendig.
Durch die sterische Hinderung und Ausbildung beider N-C-Bindungen wird eine Mehrfachalkylierung verhindert und nach Abspaltung der Carbonylgruppe wird o-Phenylendi-(methylamin) oder vergleichbare Derivate gewonnen. Eine besondere Rolle spielt diese Einführung der Schutzgruppe bei geplanten N-Methylierung in Anwesenheit einprotoniger Substituenten in ortho-Stellung, da so z.B. 2-Amino(thio-)phenol über das geschütze Benzimidazolon- oder Benzothiazolon-Derivat eine Einfachmethylierung am Stickstoffatom trotz 2 zusätzlicher Schritte in hohen Ausbeuten und ohne größeren Aufwand durchzuführen ist.
Zur Einführung der Carbonylgruppe sind Ausgangsstoffe notwendig, die sich (nucleophil) mit den Reaktanden umsetzen. Gute Carbonyllieferanten sind beispielsweise Phosgen, Harnstoff und Carbonyldiimidazol wobei letzteres trotz seines hohen Preises bei Synthesen im kleinen Maßstab aufgrund der besseren Ausbeute vorzuziehen ist.

Geräte:

250 ml-Kolben, Refluxanlage, Magnetheizrührer, Ölbad, Möglichkeit zur Filtration

Chemikalien:

Xylol (Xn)


o-Phenylendiamin (N, T)


Harnstoff

Hinweis: Da Ammoniak - wenn auch nur in geringen Mengen - frei wird, empfiehlt sich ein Abzug.

Durchführung:

Im Rundkolben werden 3 g Harnstoff in etwa 50 ml Xylol vorgelegt und im Ölbad mit einer Rückflussanlage bis zur vollständigen Auflösung erwärmt. Danach werden in kleinen Portionen 5,4 g o-Phenylendiamin unter starkem Rühren zugegeben. Es ist wichtig, dass der Kolben absolut sauber ist, da das schmelzende Phenylendiamin andernfalls an winzigen Partikeln am Glas haften bleibt und dort oxidiert, aber nicht umgesetzt wird, was sich in vielen Fällen aber dennoch nicht vermeiden lässt. Nach 4 Stunden ist die Reaktion beendet und beim Abkühlen des Lösungsmittels fallen bereits Kristalle aus, welche abgesaugt und mindestens 2 mal aus Aceton umkristallisiert werden. Beim Umkristallisieren löst sich nur ein sehr geringer Teil des Benzimidazolons im Aceton aber ein Großteil von Nebenprodukten, sodass ein beiges schuppiges Produkt überbleibt, was im Vakuumexsikkator getrocknet wird. Das Produkt ist in Dimethylformamid löslich, in den meisten gängigen Lösungsmitteln jedoch nicht.

Ausbeute: 5,1 g (71% d.Th.)

Entsorgung:

Das Lösungsmittel wird den organischen Lösungsmittelabfällen zugeführt. Das Produkt und überschüssige Ausgangsstoffe werden den organischen Feststoffabfällen zugeführt.

Erklärung:

Unter Abspaltung von Ammoniak bildet sich Benzimidazolon.


Bilder:


Ausgangssubstanzen


Lösung


Ausfallendes Produkt


Gereinigtes und getrocknetes Produkt