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La présente invention concerne la préparation de nouveaux composes hétérocycliques, les aza-bicyclo-[3,2,1] -octanes et -octènes répondant à l'une ou l'autre des for- mules générales planes suivantes :
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dans lesquelles X et Y représentent chacun un .te::e d'i;,rdro- gène ou représentent ensemble une liaison sDllple, Rl, R2 et R4 représentent chacun un atome d'hydrogène ou un radical alcoyle inférieur, par exemple un radical méthyle ou éthyle et R3 représente un radical alcoyle inférieure l'invention concerné aussi la préparation des sels d'addition et des sels quaternaires des nouveaux dérivés. Par l'expression "alcoyle
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inférieure il faut entendre un radical alcoyle ne contenant pas plus de 6, et de préférence pas plus de 4, atomes de carbone.
Les composés préférentiels de l'invention sont ceux dans lesquels X et Y représentent des atomes d'hydrogène, R3 représente un radical méthyle et un seul des symboles R1, R2 et R1 représente un atome d'hydrogène et les autres des radicaux méthyle.
Les nouveaux composés répondant aux formules I et II,
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par exemple l'aza-2 trim.éthyl-3,J,1,, bicyclo-Z-3,2,1-7 octane, l'aza-2 tétrnéthyl-2,3,/,/ bicyclo L 3,2,1 octane, l'aza-3 trirnéthyl-2,/,1 bicyclo-,±-3,2,1¯7 octane et l'aza-3 tétra- mGthyl-2,3,1,/ bicyclo-L 3,2,1J octane, possèdent des pro- priétés thérapeutiques intéressantes : ce sont, entre autres, des agents ganglioplégiques puissants :
Selon un des modes de réalisation de l'invention, les nouveaux composés des formules I et II peuvent être préparés en traitant au moyen d'hydrure de lithium-aluminium 'un composé de formule générale
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.dans laquelle X, Y, Rl, R 2 et R, sont.définis cornue .c:cé., demnent (éventuellement aprôa réduction de la double liaison éthylénique par, les méthodes connues, par exemple par hydrogénation catalytique en présence d'un métal noble)
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et, lorsque Ru représeube un radical alcoyle inférieur,. en alcoylant 1''aminé secondaire ainsi obtenue.
Il apparaît de.
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l'exxsen des formules I, I1 et III ' que la réaction avec l'hydrure de lithium-aluminium entraîne une modification de structure sous forme d'un accroissement du cycle dans lequel l'atome d'azote exocyclique du radical nitro entre dans la structure du cycle. Une telle réaction est entière- ment inattendue. Par analogie avec ce qui se passe lors' de la réduction du radical nitro dans des composés de formule III au moyen de fer et d'acide chlorhydrique ou par hydrogéna- tion catalytique, la réaction avec l'hydrure de lithium-
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aluolinlum aurait dû produire le simple rehlplacement du radi- cal nitro par un radical amino primaire.
La réaction est de préférence effectuée dans un
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solvant inerte tel que 1-lox-rde d'éthyle. Il donne un mélange d'isoillères qui peuvent être séparés par des méthodes connues, telles qu'illustrées dans les exemples qui suivent, :.lais qui peuvent être isolés tels quels, ces mélanges étant
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thérapeutiquement utiles et pouvant être utilisés directe- ment dans des formulations pharmaceutiques..
Les intermédiaires de formule générale III dans
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laquelle X et Y représentent- enseitble une liaison simple et R1, R2 et R3ont les significations indiquées précédemment peuvent être préparés par une condensation selon Diels
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Aider du cyclopentadibne et du nitro-alcene de formule , . RI (l-l2) L.: = L(R3)iV02 de façon analogue à celle décrite par h0Li-i%D et BABfJRY
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(J. Amer. Che, Soc. 1955, 77, 6386). Les intermédiaires de formule générale III dans laquelle X et Y sont des atomes d'hydrogène et R1 = R2 R3 = CH3, peuvent être obtenus à partir du d-camphène du commerce par le procédé de Hückel et Nerdel (ANN, 528, 57, 1937).
Les composés bicycliques de formules I et II peuvent exister sous forme d'isomères géométriques et optiques et ces différentes foraes., ainsi que leurs mélanges et leurs racémates, sont compris dans le domaine de la présente invention.
Ces composés sont d'importance considérable en raison des propriétés hypotensives qu'on leur a reconnues, ces propriétés étant caractéristiques non seulement des isomères individuels mais également des mélanges de ces' derniers. Pour l'emploi thérapeutique, ils peuvent être' administrés de la façon utilisée en général pour les agents ganglioplégiques, c'est-à-dire par voie intraveineuse ou orale. Les bases de formules I et II sont de préférence employées sous forme de sels contenant des anions pharma- ceutiquement acceptables. De tels sels d'addition sont par exemple les chlorhydrates et autres halohydrates, les phosphates, les nitrates, les sulfates, les maléates, les fumarates, les citrates, les tartrates, les oxalates, les mcthanesulfonates et éthanedisulfonates.
Des composés d'ammonium quaternaire appropriés comprennent les halo- méthylates et les méthylsulfates.
L'invention est illustrée par les exemples suivants.
EXEMPLE 1 -
16,7 g d'adduct Diels-Alder diméthyl-5,6 nitro-6 bicyclo-[2,2,1] heptène-2- préparé par la méthode de Nolande et Banbury (J.A.C.S. 1955, 77, 6386) sont hydrogénés par
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agitation dans un autoclave en acier inoxydable sous 2 kg de pression à une température maxiumum de 27 au sein de 94 cm3 d'acide acétique cristallisable en utilisant 0,75 % d'un catalyseur à l'oxyde de platine. L'absorption d'hydro- gène cesse après 30 minutes; à ce-moment on a absorbé 100% de la quantité théorique d'hydrogène. Après filtration, l'acide acétique est éliminé sous vide et le résidu (15,66 g) est dissous dans 100 cm3 d'éther et lavé à l'eau. La couche éthérée est séchée sur sulfate de magnésium.
La suspension est filtrée et l'éther éliminé sous vide, ce qui laisse un résidu cireux. Ce résidu est distillé sous vide et donne 15,32 g d'un solide jaune pâle, fondant à 67-74 , constitué par du diméthyl-5,6 nitro-6 bicyclo-[2,2,1] -hephtane, -Une solution de 14,5 g de cette dernière substance dans 50 cm3 d'éther est ajoutée en 38 minutes à un mélange de 9,8 g d'hydrure de lithium-aluminium et 150 cm3 d'éther.
La suspension est agitée à température ordinaire pendant encore 21 heures. On ajoute ensuite à la suspension 50 cm3 d'éther saturé d'eau, puis 25 cm3 d'eau et finalement 50 cm3 d'une solution d'hydroxyde de sodium à 200 g par litre. Après filtration, on extrait la couche éthérée avec 4 fois 30 Cm3 d'acide chlorhydrique 2N. La couche acide est alcalinisée au moyen d'une solution d'hydroxyde de sodium à 500 g par litre. La base libérée est extraite par 4 fois 25cm3 d'éther et séchée sur sulfate de magné- sium. La suspension est filtrée et l'éther éliminé sous vide, ce qui donne 10,53 g d'une huile basique incolore.
10,48 g de cette huile sont dissous dans le benzène sec et la solution est chauffée sous reflux dans un appareil Dean et Starke avec un excès de benzaldéhyde. On n'observe aucune distillation d'eau. La solution benzénique est
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refroidie à la glace et extraite au moyen de 4 fois 20 cm3 d'acide acétique 2N glacé. La couche acide est alcalinisée avec une solution d'hydroxyde de sodium à 500 g par litre.
La base libérée est extraite au moyen de 4 fois 50 cm3 d'éther et séchée sur sulfate de magnésium. La suspension est filtrée et l'éther est éliminé sous vide, ce qui laisse 9,7 g d'une base incolore. On distille une portion de cette base secondaire et on obtient une amine ayant la structure aza-2 (ou 3) diméthyl-3, (ou 2)-4 bicclo-[3,2,1] octane, bouillant sous 10 mm à 75 environ.
Ce composé présente le spectre d'absorption infra-rouge représenté sur la figure 1 et montre des bandes d'absorption caractéristiques aux ' longueurs d'onde suivantes exprimées en microns (précision ¯ 0. 02 micron) : 3,06, 3,44, 3,52, 3,62, 3,78, 3,87, 6,89, 7,05, 7,31, 7,42, 7,50, 7,58, 7,66, 7,72, 7,82, 7,91, 8,17, 8,24, 8,25, 8,48 8,53, 8,65, 8,94, 9,03, 9,06, 9,13, 9,36 9.48, 9,59, 9,88, 9,95, 10,32,10,35, 10,45, 10,55, 10,68, 10,97, Il,02, 11,40, 11,56, 11,90, 12,71, 12,96, 13,25, 13,78, 14,00, 14,68, 14,85.
Un gramme de cette aminé secondaire est mélangé au- dessous de 30 à 0,87 g d'acide formique à 90%. Le mélange est chauffé à 65 - 70 et on y ajoute 0,78 g de formaldé- hyde à 40 %. Le mélange réactionnel est chauffé à 95 - 100 pendant encore 22 heures. On ajoute 5 cm3 d'acide chlor- hydrique 2N et on évapore la solution sous vide ; obtient un résidu visqueux brun clair. On ajoute 15 cm3 d'une solution saturée d'iodure de potassium à une solution aqueuse concentrée du résidu ci-dessus et on obtient 1,78 g d'un produit cristallin crème.
Ce produit est recris- tallisé dans l'isopropanol sec et donne un sel ayant la structure d'un iodhydrate d'aza-2 (ou 3) trdidméthy1-2,3,4
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bicyclo-L 3,2,1J octane fondant à 236 - 23CO-- EXEMPLE 2 -
En traitant comme dans l'exemple 1 le méthyl-6
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nitro-6 bicyclo-L 2,2,1J heptène-2, préparé selon Nigh- tingale et coll. (J. Aner. Chem. Soc., 1953, 75. 4852), on obtient successivement le méthyl-6 nitro-6 bicyclo-± 2,2,1 J -heptane, solide jaune pâle fondant à 67 - 74 l'aza-2 (ou 3) méthyl-3 (ou 2) bicyclo-.L 3,2,1.,¯/ octane bouillant sous 7 min de mercure à 60 environ et l'iodhydrate d'aza-2 (ou 3) diméthyl-2,3bicyclo-L,3,2,1J octane fondant à 212,5 - 214,5 .
L'aza-2 (ou 3) r.léthyl-.3 (ou 2) bicyclo-L 3, 2,1J octane intermédiaire possède le spectre d'absorption infra- rouge représenté figure 2 et montre les bandes d'absorption caractéristiques aux longueurs d'onde suivantes exprimées ' en microns (précision ¯ 0,02 micron) : 3,06, 3,44, 3,52,
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3,62, 3,73, 3,$0, 5,88e 3,95, 6,90, 7,02, 7,30, 7,50, 7,65, 7,70, 7,83, 7,91, 7,99, $,23, $,34., 8,'64, 8,72, $,$9, 9,13,, 9,19, 9,4.6, 9,67, 9,$9, 10,05, 10,25, 10,35, 10,56, 10,92, 11,22, Il,6.3, 12,34, 13,0$, 13,25, 14,80 15,00.
EXEMPLE 3 -
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En opérant comme dans 1' exei:lple 2, on prépare l'éthyl-6 nitro-6 bicyclo-L 2,2,1 heptène-2 et on le transforme successivement en : éthyl-6 nitrô-6 bicy- clo -± 2,2,1 J-heptane, bouillant à 98 -'102 sous 7 mm de ''-mercure, aza-2 (ou 3) éthyl-3 (ou 2) bicyclo L 3,2,1J octane bouillant à 70 environ sous 9 mm de mercure et iod- hydrate d'aza-2 (ou 3) méthyl-2 (ou 3) éthyl-3 (pu 2)
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bicyclo-L 3,2,1J octane fondant à 161,5 - 163,5 .
L'aza-2 (ou 3) éthyl-3 (ou-2) bicyclo-±-3,2,1-7-octane intermédiaire a le spectre d'absorption infra-rouge représenté figure 3 et montre les bandes d'absorption caractéristiques aux
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longueurs d'onde suivantes exprimées en microns (précision ¯ 0,02 micron) : 3,06, 3,45, 3,53,3,62, 3,73, 3,86, 6,89, 6,93, 7,28, 7,36, 7,47, 7,62, 7,68, 7,81, 7,90, 7,96, 8,24, 8,36, 8,61, 8,70, 8,78, 9,06, 9,10, 9,14, 9,35, 9,54, 9,70, 9,85, 10,01,10,07, 10,35, 10,44, 10,57, 10,83, 10,97, 11,05, 11,56, 11, 85, 12,10, 12,32, 12,86, 13,02, 13,44, 13,62, 14,70.
EXEMPLE $4-
Le triméthyl-5,5,6nitro-6 bicylco- 2,2,1] heptane brut, préparé par la méthode de Hückel et Nerdel (Ann., 528, 57 (1937) ), à partir de 415 g de chlorhydrate de d-camplhème dans 4 litres d'éther est ajouté en deux heures à une suspension de 171 g d'hydrure de lithium-aluminium dans 4 litres d'éther. La suspension est agitée à tempé- rature ordinaire pendant encore 17 heures. On ajoute en 3 heures 160 cm3 d'eau et 160 cm3 d'une solution d'hydroxyde de sodium à 150 g par litre, puis 500 cm3 d'eau, Après filtration, la couche éthérée est extraite avec 385 cm3 d'acide chlorhydrique 2N, puis avec 400 cm3 d'eau. Les extraits acides sont réunis et alcalinisés avec de l'hydroxyde de sodium à 500 g par litre. La base libérée est extraite à l'éther et séchée sur sulfate de magnésium.
La suspension est filtrée et l'éther éliminé sous vide, ce qui donne 40,3 g d'une huile jaune pâle. 40 g de cette huile sont chauffés avec la quantité théorique de benzaldéhyde dans le benzène à reflux jusqu'à ce qu'il ne distille plus d'eau, ce qui demande une heure. La solution benzénique est refroidie à la glace et extraite au moyen de 3 fois 40'cm3 d'acide acétique glacé. La couche acide est alcalinisée avec une solution d'hydroxyde de sodium à 500 g par litre.
La base libérée est extraite par 4 fois 50 cm3 d'éther,
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puis séchée sur sulfate de magnésium. La suspension est filtrée et, par élimination de l'éther sous vide, on obtient 28,5 g d'un mélange de 2 bases secondaires. Le spectre d'absorption infra-rouge de ce mélange est représenté figure 4 et montre des bandes d'absorption caractéristiques aux longueurs d'onde suivantes exprimées en microns (préci- sion ¯ 0,02 micron) :
3,07, 3,44, 3,51,' 3,61, 3,80 3,85
6,987, 6,96, 7,06, 7,29, 7,36, 7,44, 7,61, 7,70, 7,73, 7,86, 8,00, 8,17, 8,27, 8,50, 8,66, 8,82, 8,88, 8,99, 9,11, 9,18, 9,38, 9,42, 9,62, 9,91, 10,02, 10,05, 10,15, 10,31, 10,53,
10,74, 11,20, Il,40, 11,50, 11,61, 11,89, 11,95, 12,10, 12,54, 12,76, 12,89, 13,02, 13,26, 14,05, 14,50, 14,95,'
15,32.
On traite par l'acide chlorhydrique en solution dans l'éther une solution éthérée des bases. Il se forme un solide blanc qui, par recristallisation dans un mélange éthanol/éther sec, donne des prismes incolores des chlor- hydrates, fondant à 250-270 , d'un mélange des deux bases
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suivantes : aza-2 triméthyl-3,4,4 bicyclo-,±-3,2,1¯7-octane et aza-3 trinéthyl-2,4,4 bicyclo L 3,2,1J-octane.
Le mélange ci-dessus peut être séparé si on le désire par exemple par chromatographie en phase gazeuse, en une
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fraction plus volatile (65 7o) qui a le spectred'absorpt3on infra-rouge représenté figure 5 et montre les bandes d'ab- sorption caractéristiques aux longueurs d'onde suivantes exprimées en microns (précision ¯ 0,02 micron)! :
3,05, 3,43, 3,51, 3,60, 3,79, 3,85, 6,87, 6,96, 7,01 7,07, 7,29, 7,37, 7,44,7,69, 7,73, 8,00, 8,18, 8,28, 8,49 8,67, 8,81, 8,88, 8,99, 9,19, 9,31, 9,38, 9,45, 9,63, 9,91, 10,04, 10,15, 10,30, 10,52, 10,75, 10,91, 11,20, 11,32, 11,50, 12,85, 13,01, 13,29, 14,05, 14,50, 15,01, 15,36 et une fraction
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moins- ventile (35 1< ' qui a le s-pectre infra-rouge repré- enté figue 6 et, montre les bandes. d'absorption caracté- ristique-s-aux longueurs donde suivantes.eocprée8 en n.icrons- ('xcision O,p2 micron). :
3,0$,r 3;.2,s 3,47, 3,51;, 3,82, 3a.ia$9a 6,96, 7,05,.7,25, 7,31, 7,36,,7,61, 7,70;, 7., 90, 7,96, 8,20, 8,30, 8,46,.8,51, 8,56, 8,65, $''19 8,84, 8,98,. 9,11,. 9,19, 9,41,,-9"60,.9,84, 9,93, 10,17,.10,45, 10,58, 11,20, 11,40, 11,,95. l,o$, 12,53, 12,74, 13.25, 14,05, 14,94, 15,16.
EXEMPLE 5 -
30 g du mélange ci-dessus des deux aminés secondaires sont ajoutés à température inférieure à 30 à 24 g d'acide formique à 90%. On chauffe le mélange à 65 - 70 et ajoute 21,5g de formaldéhyde à 40 %. On chauffe le mélange réac- tionnel à 95 - 100 pendant 21 heures. On ajoute 19,8 cm3 d'acide chlorhydrique 1 ON et évapore la solution sous vide, ce qui donne un solide blanc. Ce solide est dissous dans l'eau et traité par l'hydroxyde de sodium en solution concentrée. La base précipitée est extraite à l'éther et séchée sur sulfate de sodium. Après filtration, la solution éthérée est traitée par l'acide bromhydrique en solution éthérée sèche. Le solide qui précipite est filtré, lavé à l'éther et séché sur hydroxyde de potassium.
Le bromhydrate brut est recristallisé dans un mélange éthanol/éther sec et séché à 42 ; on obtient 30 g d'un mélange des brou-
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hydrates des deux bases isomères :aza-2 tétraméthyl-2,3,4,4 bicyclo , 3,2,1¯/ octane et/ou aza-3 tétraméthyl-2,3,4,4 bicyclo-L 3,2,1 octane. Ce mélange de bro!ahydrates fond à 250 - 270 et a le spectre d'absorption infra-rouge représenté figure 7 qui montre les bandes d'absorption caractéristiques aux longueurs d'onde suivantes exprimées
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en microns (précision 0,02 micron) :
3,42, 3,50, 3,56, 3,65, 3,73, 4,01, 6,81, 6,87, 7,06, 7,16, 7,24 7,42, 7,64, 7,80, 8,02, 8,17, 8,24, 8,,34, 8,47, 8,55, 8,80 8,95, 9.04, 9,24, 9,33, 9,50, 9,61, 9,84, 9,94, 10,22, 10,40, 10,66, 10,97, 11,07, Il,.28, Il,46, Il,77, 12,69, 13,15,. 13,54, 14,50.
EXEMPLE 6 -
Une solution de 420 g de d-caphène, [a]20= + 21,30 (c 5, alcool), dans 450 cm3 d'éther de pétrole est saturée en une heure et demie au moyen d'acide chlorhydrique sec sous agitation et en refroidissant à 40 . L'éther de pétrole et, l'excès d'acide chlorhydrique sont éliminés sous vidé à basse température et le chlorhydrate de d-camphène ainsi obtenu est séché sous vide en présence d'hydroxyde de potas- sium, On obtient 515, g d'un produit fondant à 163 (Kofler).
415 g de chlorhydrate de d-camphène sont dissous dans 3 litres d'éther anhydre et à la solution obtenue, on ajoute.par petites portions 380 g de nitrite d'argent, la température étant maintenue à + 3 et l'agitation étant prolongée pendant 24 heures. Le chlorure d'argent qui se forme est séparé et la solution éthérée de nitro-3 isocamphane ainsi obtenue est utilisée directement dans la phase suivante.
Cette solution est ajoutée peu à peu, de façon à maintenir un reflux modéré, à un mélange agité de 171 g d'hydrure de lithium-aluminium et 4 litres d' éther.
On continue l'agitation pendant une nuit et traite alors le mélange avec 160 cm3 d'eau et 160 cm3 d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 150 g par litre, puis avec 500 cm3 d'eau. Le précipité qui se forme est filtré et lavé à l'éther. Les solutions éthérées rassemblées sont acidifiées par 385 cm3 d'acide chriorhydriques normal et
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extraites avec 400 cm3 d'eau.
La solution aqueuse ainsi obtenue est traitée par le picrate de lithium et on obtient, après recristallisation dans l'alcool aqueux, 93 g d'un picrate, fondant à 199 (Kofler).
Le picrate est transforme en la base correspondante (35 g) qu'on dissout dans 100 cm3 de benzène, puis on ajoute 24,2 g de benzaldéhyde. Le mélagne est chauffé 3 heures à 100 ; le bazène et l'eau sont éliminés par dis- tillation sous pression normale, puissous vide.
On ajoute lente,lent 28,3 g de sulfate de méthyle à la base de Schiff obtenue. La réaction est violente et est terminée par chauffage de 3 heures à 100 .
Au produit obtenu on ajoute 200 cm3 d'alcool puis 100 cm3 d'eau et on chauffe le mélange pendant 3 heures à reflux. L'alcool est chassé et la solution est extraite Par 3 fois 50 cm3 d'eau, puis rendue alcaline. La base qui se sépare est extraite à l'éther, l'extrait éthéré est scché et l'cther éthylique est chassé sous vide. On obtient ainsi 27 g d'un mélange de base qu'on dissout dans 200 cm3 d'acétone et, par addition de la quantité théorique de gaz chlorhydrique dans l'Éther, on précipite le chlorhydrate. d'un produit A, fondant à 315 - 320 , relativement inso- luble dans l'acétone.
En traitant la liqueur acétonique mère par une solution acétonique saturée d'acide picrique, puis recristallisant le précipité obtenu dans 600 cm3 d'éthanol à 30 %, on obtient 18 g d'un picrate fondant à 275 - 276 . Par transformation en chlorhydrate et recris- tallisation dans 25 cm3 de @ethyléthyl cétone, on obtient le chlorhydrate d'un produit B (3 g) fondant à 252 - 255 .
Le spectre d'absorption infra-rouge de ce chlorhydrate.
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est représenté figure¯$,et montre les bandes d'absorption caractéristiques aux longueurs d'onde suivantes exprimées en microns (précision ¯ 0,02 micron) : 3,45,3,51, 3,85, 4,05, 6,75,6,85, 6,87,6,92,7,03, 7,14 7,19, 7,25, 7,40, 7,64, 7,70, 8,03, 8,16, 8,25, 8,35, 8,50, 8,55, 8,80, 8,94, 9,03, 9,25, 9,51, 9,61, 9,85, 9,95, 10,24 10,.3, 10,66 11,07, 11,30, 11,46, 11,75, 12,80, 13,13,13,55, 14,45.
Les chlorhydrates des produits A et B sont optique- ment inactifs.
Les produits A et B avaient tout d'abord été consi- dérés comme des méthylamin-3 isocamphane isomères mais une étude approfondie a montré que le produit A isolé comme indiqué ci-dessus est en fait un mélange'de composés alors que le produit.B est le chlorhydrate d'un mélange des mêmes bases tertiaires isomères que celles obtenues dans 1'exemple 5.