CH317897A - Process for the preparation of 1,2-dithiolane- (3) -alkane derivatives - Google Patents

Process for the preparation of 1,2-dithiolane- (3) -alkane derivatives

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CH317897A
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CH
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solution
acid
chloroform
dithiolane
preparation
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Inventor
Walter Bullock Millon
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American Cyanamid Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D339/00Heterocyclic compounds containing rings having two sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D339/02Five-membered rings
    • C07D339/04Five-membered rings having the hetero atoms in positions 1 and 2, e.g. lipoic acid

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

  

  Procédé de préparation de dérivés de     1,2-dithiolane-(3)-alcanes       La présente invention concerne la prépara  tion d'acides carboxyliques dérivés de     1,2-di-          thiolane-(3)-alcanes,    pouvant être transformés  en leurs sels.  



  Ces acides aliphatiques ainsi que     leurs    sels  constituent un nouveau groupe de composés       organiques    ayant des propriétés     utiles,    par  exemple comme inhibiteurs d'oxydation et  comme facteurs de croissance pour certains  micro-organismes comprenant le<I>S.</I>     facelis,    .le       Tetrahymena        geleii    et certaines espèces de     Co-          rynbacterium.     



  Les nouveaux acides répondent à la formule  générale  
EMI0001.0012     
    n étant un nombre entier inférieur à 6.  



  Le procédé faisant l'objet de l'invention est  caractérisé par le fait qu'on traite un acide     di-          thiolique    de formule générale  
EMI0001.0015     
    dans laquelle n est un nombre entier inférieur à  6, par un agent oxydant; l'acide ainsi obtenu  peut être transformé en un de ses sels.  



  Les acides     dithioliques    utilisés     comme    ma  tières de départ et répondant à la formule<I>II</I>    constituent également de nouvelles     substances.     Ils peuvent être préparés par la série suivante  d'opérations :

   mise en réaction d'halogénures       d'ester-acides    de formule       RO-CO-(CH,),,--COX    (III)  dans laquelle R représente un groupe alcoyle,  <I>n</I> est un nombre entier inférieur à 6 et<I>X</I> repré  sente un halogène, de préférence le chlore, avec  de l'éthylène.

   en présence d'un catalyseur appro  prié, tel que du chlorure     d'aluminium    anhydre,  pour donner dès produits d'addition de formule  
EMI0001.0022     
    Par     déshydrohalogénation    de ces cétones       fl-halogénées   <I>(IV),</I> on obtient les cétones non  saturées de formule  
EMI0001.0025     
    qui par mise en réaction avec de l'acide     thiol-          acétique     
EMI0001.0028  
   donnent des composés de  
EMI0001.0029     
  
    formule <SEP> :

   <SEP> (VI)
<tb>  O <SEP> O <SEP> O
<tb>  <B><U>il</U> <SEP> il <SEP> <U>Il</U></B>
<tb>  ROC-(CH2)"-C-CI2-CH2-bu-CH3         Par réduction de ces composés     (VI)    à l'aide  d'un agent réducteur approprié, tel que par  exemple le     borohydrure    de sodium ou l'hydrure  de lithium et     d'aluminium    dans le méthanol ou  l'éthanol, on obtient,     après    hydrolyse des pro  duits de réduction, des acides de formule  
EMI0002.0005     
    qu'on transforme en acides     dithioliques    de for  mule  
EMI0002.0007     
    (lesquels constituent les matières premières pour  le procédé de la présente invention) par traite  ment des composés     (V11)

      avec un excès de       thiourée    et d'un acide     hydrohalogéné    à une tem  pérature élevée.    <I>Exemple 1:</I>  Le produit de départ est préparé comme  suit  On fait passer de l'éthylène gazeux dans  une solution     agitée    de 35,4 g (0,273 mol) de  chlorure d'aluminium anhydre dans 26,39 g  (0,136 mol) de chlorure du     monoester        éthylique     de l'acide     adipique.    La solution     s'échauffe    légè  rement et il se dégage     un    peu de     HCl.    Après  6 heures,

   la masse se     solidifie.    On agite le  contenu du ballon de réaction dans     un    mélange  de     glace    et d'eau et on extrait le produit par  du     chloroforme.    On lave la solution     chlorofor-          mique    avec une solution de bicarbonate de  sodium à demi saturée et. on la sèche sur du  sulfate de sodium. On distille le solvant et on  purifie le résidu par distillation sous vide. Tout  le produit distille à 116-1180 sous 1,5 mm. Le  rendement est de 8,0 g (0,043 mol, soit 32 0/0)  de     /\7-6-cétô-octénoate    d'éthyle.  



  Selon une variante on peut préparer ce pro  duit en présence de bromure d'éthyle comme    solvant, en opérant de la façon suivante: Dans  un ballon de 300 cc à trois tubulures, muni  d'un agitateur, d'un condenseur, d'un tube d'en  trée de gaz -et d'un tube compte-gouttes, on  place 69,5 g (0,52 mol) de chlorure d'aluminium  anhydre et 100 cc de bromure d'éthyle. On  agite rapidement la solution et on y fait bar  boter     un    courant d'éthylène tout en ajoutant  goutte à goutte 50 g de chlorure du     monoester     éthylique de l'acide     adipique    (0,26 mol) sur  une période d'une heure. On fait barboter l'éthy  lène gazeux à travers la solution froide pendant  2 heures et on la verse ensuite lentement sur  un mélange agité de glace et d'eau.

   On sépare  la couche organique, on la lave avec une solu  tion de bicarbonate de sodium et on la sèche  sur du     sulfate    de sodium. On évapore le sol  vant et on purifie le résidu par distillation sous  vide. Le produit distille à     112-114()    sous  0,2 mm. Le rendement est de 12 g (0,065 mol)       soit        17        %.     



  A 8,0 g (0,0435 mol) de     @7-6-céto-octénoate     d'éthyle contenu dans un ballon de 50 cc muni  d'un condenseur, on ajoute 3,62 g d'acide     thiol-          acétique    (0,048 mol). La réaction est rapide  et exothermique. On distille l'excès d'acide       thiolacétique    sous pression réduite. On reprend  le produit dans du méthanol et on y ajoute 4 g  (grand excès) de     borohydrure    de sodium par  petites portions. On laisse le mélange réaction  nel au repos jusqu'au lendemain.

   On rend la  solution fortement     alcaline    par addition de 10 g  de     KOH    dans 15 cc d'eau et on soumet au  reflux pendant 3     heures.    On distille le métha  nol et on le remplace par de l'eau. On acidifie  la solution aqueuse et on extrait le produit par  deux portions de 25 cc de     chloroforme.    On  sèche les extraits au chloroforme réunis sur du       sulfate    de sodium et on les distille, ce qui laisse  8,0 g (0,0416 mol) d'une huile presque inco  lore. On soumet approximativement 1 cc de  cette huile à une distillation sous vide.

   Le pro  duit distille à 1640 sous 0,05 mm et a un poids  équivalent de 211, ce qui laisse à penser que  l'acide     8-thiol-6-hydroxy-octanoïque    s'est par  tiellement     lactonisé    à la distillation.  



  On soumet au reflux pendant 8 heures une  solution de 5,8 g (0,032 mol) de l'acide 8-thiol-           6-hydroxy-octanoïque    ainsi préparé, 5 g (0,066  mol) de     thiourée    et 25 cc de<I>HI à</I> 50 %. On  rend la solution alcaline par addition de     KOH     à 40 % et on soumet au     reflux    pendant 30 mi  nutes. On extrait la solution alcaline par du  chloroforme que l'on rejette. On acidifie la so  lution aqueuse avec     HCl    concentré et on l'ex  trait par deux portions de 25 cc de chloro  forme. On sèche les extraits au chloroforme  réunis sur du     sulfate    de sodium et on les distille,  ce qui laisse 4,3 g d'une huile jaune paille  ayant un poids équivalent de 196.  



  Le produit de départ ainsi obtenu est traité  comme suit: on dissout approximativement  3 g de l'acide     6,8-dithiol-octanoïque    dans 30 cc  de chloroforme et on les oxyde en ajoutant une  solution d'iode dans de l'iodure de potassium  à la solution     chloroformique    agitée jusqu'à ce  que la couleur de l'iode ne disparaisse plus.  On sépare la couche     chloroformique,    on la  sèche et on la distille, ce qui laisse une huile  jaune. On purifie cette matière par distillation  sous vide. La matière distille à 130-155 sous  0,1 mm.

   On purifie cette matière et un produit  identique provenant d'un autre essai par chro  matographie sur acide     silicique    à l'aide de  chloroforme et de méthanol pour obtenir un  produit cristallin que l'on purifie par     recristal-          lisation    dans un mélange     chloroforme-ligroïne     pour obtenir l'acide     oj-[3-(1,2-dithiolanyl)]-          valérique,    P. F.     57,6-58,50.    L'équivalent de  neutralisation et les résultats d'analyse de car  bone, d'hydrogène et de soufre s'accordent de  très près avec la théorie.  



  On peut aussi réaliser l'oxydation du     dithiol     en utilisant comme oxydant de l'air en présence  de fer trivalent ou d'autres agents oxydants.    <I>Exemple 2</I>  Pour préparer le produit de     départ    18 g  d'acide     5-hydroxy-7-thiol-heptanoïque    sont dis  sous dans 40     cm3    d'acide     hydroiodique    à 50 0/0,  après quoi on ajoute 20 g de     thiourée.    La solu  tion ainsi obtenue est chauffée au     reflux    pen  dant 8 heures.

   On refroidit la solution du sel  de     thiuronium    ainsi formé et on y ajoute, en  vue d'hydrolyser ce sel et d'obtenir le     dithiol,          une        solution    à     20        %        d'hydroxyde        de        sodium,       jusqu'à ce que la solution soit alcaline. La solu  tion alcaline est chauffée au reflux pendant une  heure.  



  La solution est ensuite refroidie et acidifiée  avec de l'acide chlorhydrique. Le produit hui  leux est récupéré par extraction à l'aide de trois  portions successives de 50     cm3    de chloroforme.  Les extraits combinés sont dilués jusqu'à  500     em3    ; sous agitation énergique, on ajoute  goutte à goutte une solution aqueuse d'iode  dans de l'iodure de potassium, jusqu'à ce qu'un  excès d'iode soit présent, en vue d'achever  l'oxydation du     dithiol    (dont une partie a déjà  été oxydée par l'air en     dithiolane).    L'excès  d'iode est détruit à l'aide de quelques cristaux  de     thiosulfate    de sodium.

   La couche de chloro  forme est séparée et évaporée, après quoi on  obtient 10 g d'acide     o,)-[3-(1,2-dithiolanyl)]-bu-          tyrique    sous forme d'une huile jaune,     point     d'ébullition 152-1600 C sous une pression de  0,1 mm,     n2O    = 1,5355.  



       n  



  Process for the preparation of 1,2-dithiolane- (3) -alkane derivatives The present invention relates to the preparation of carboxylic acids derived from 1,2-thiolane- (3) -alkanes, which can be converted into their salts. .



  These aliphatic acids and their salts constitute a new group of organic compounds having useful properties, for example as oxidation inhibitors and as growth factors for certain microorganisms including <I> S. </I> facelis,. Tetrahymena geleii and some species of Corynbacterium.



  The new acids meet the general formula
EMI0001.0012
    n being an integer less than 6.



  The process forming the subject of the invention is characterized in that a di-thiolic acid of general formula is treated
EMI0001.0015
    wherein n is an integer less than 6, by an oxidizing agent; the acid thus obtained can be converted into one of its salts.



  The dithiolic acids used as starting materials and corresponding to the formula <I> II </I> are also new substances. They can be prepared by the following series of operations:

   reacting ester-acid halides of the formula RO-CO- (CH 3) ,, - COX (III) in which R represents an alkyl group, <I> n </I> is a lower integer at 6 and <I> X </I> represents halogen, preferably chlorine, with ethylene.

   in the presence of a suitable catalyst, such as anhydrous aluminum chloride, to give adducts of formula
EMI0001.0022
    By dehydrohalogenation of these fl-halogenated ketones <I> (IV), </I> one obtains the unsaturated ketones of formula
EMI0001.0025
    which by reaction with thiol-acetic acid
EMI0001.0028
   give compounds of
EMI0001.0029
  
    formula <SEP>:

   <SEP> (VI)
<tb> O <SEP> O <SEP> O
<tb> <B> <U> he </U> <SEP> he <SEP> <U>Il</U> </B>
<tb> ROC- (CH2) "- C-CI2-CH2-bu-CH3 By reduction of these compounds (VI) using a suitable reducing agent, such as for example sodium borohydride or hydride lithium and aluminum in methanol or ethanol, after hydrolysis of the reduction products, acids of formula
EMI0002.0005
    which is transformed into dithiolic acids of the formula
EMI0002.0007
    (which constitute the starting materials for the process of the present invention) by treatment of the compounds (V11)

      with an excess of thiourea and a hydrohalogenated acid at high temperature. <I> Example 1: </I> The starting material is prepared as follows Gaseous ethylene is passed through a stirred solution of 35.4 g (0.273 mol) of anhydrous aluminum chloride in 26.39 g (0.136 mol) chloride of the ethyl monoester of adipic acid. The solution heats up slightly and a little HCl is given off. After 6 hours,

   the mass solidifies. The contents of the reaction flask are stirred in a mixture of ice and water and the product is extracted with chloroform. The chloroform solution is washed with half-saturated sodium bicarbonate solution and. it is dried over sodium sulfate. The solvent is distilled off and the residue is purified by vacuum distillation. All the product distilled at 116-1180 under 1.5 mm. The yield is 8.0 g (0.043 mol, or 32%) of ethyl / \ 7-6-keto-octenoate.



  According to a variant, this product can be prepared in the presence of ethyl bromide as solvent, by operating as follows: In a 300 cc flask with three pipes, fitted with a stirrer, a condenser, a gas inlet tube -and a dropper tube, 69.5 g (0.52 mol) of anhydrous aluminum chloride and 100 cc of ethyl bromide are placed. The solution was stirred rapidly and a stream of ethylene was bubbled through while adding 50 g of adipic acid ethyl monoester chloride (0.26 mol) dropwise over a period of one hour. The ethylene gas is bubbled through the cold solution for 2 hours and then slowly poured onto a stirred mixture of ice and water.

   The organic layer is separated, washed with sodium bicarbonate solution and dried over sodium sulfate. The solvent is evaporated off and the residue is purified by vacuum distillation. The product distils at 112-114 () under 0.2 mm. The yield is 12 g (0.065 mol) or 17%.



  To 8.0 g (0.0435 mol) of ethyl 7-6-keto-octenoate contained in a 50 cc flask fitted with a condenser, is added 3.62 g of thiolacetic acid (0.048 mol). The reaction is rapid and exothermic. The excess thiolacetic acid is distilled off under reduced pressure. The product is taken up in methanol and 4 g (large excess) of sodium borohydride are added thereto in small portions. The reaction mixture is left to stand overnight.

   The solution is made strongly alkaline by adding 10 g of KOH in 15 cc of water and refluxing for 3 hours. The methanol is distilled and replaced with water. The aqueous solution was acidified and the product extracted with two 25 cc portions of chloroform. The combined chloroform extracts were dried over sodium sulfate and distilled to leave 8.0 g (0.0416 mol) of an almost colorless oil. Approximately 1 cc of this oil is subjected to vacuum distillation.

   The product distils at 1640 under 0.05 mm and has an equivalent weight of 211, which suggests that 8-thiol-6-hydroxy-octanoic acid was partially lactonized during distillation.



  A solution of 5.8 g (0.032 mol) of the 8-thiol-6-hydroxy-octanoic acid thus prepared, 5 g (0.066 mol) of thiourea and 25 cc of <I> HI is refluxed for 8 hours. at </I> 50%. The solution is made alkaline by adding 40% KOH and refluxing for 30 minutes. The alkaline solution is extracted with chloroform which is discarded. The aqueous solution is acidified with conc. HCl and treated with two 25 cc portions of chloroform. The combined chloroform extracts were dried over sodium sulfate and distilled to leave 4.3 g of a straw yellow oil having an equivalent weight of 196.



  The starting material thus obtained is treated as follows: approximately 3 g of 6,8-dithiol-octanoic acid are dissolved in 30 cc of chloroform and oxidized by adding a solution of iodine in potassium iodide with stirred chloroform solution until the iodine color no longer disappears. The chloroform layer is separated, dried and distilled, leaving a yellow oil. This material is purified by vacuum distillation. The material distils at 130-155 under 0.1 mm.

   This material and an identical product from another test were purified by chromatography on silicic acid using chloroform and methanol to obtain a crystalline product which was purified by recrystallization from chloroform-ligroin to obtain a crystalline product. Obtain oj- [3- (1,2-dithiolanyl)] - valeric acid, mp 57.6-58.50. The neutralization equivalent and the analysis results for carbon, hydrogen and sulfur agree very closely with theory.



  The oxidation of dithiol can also be carried out using air as oxidant in the presence of trivalent iron or other oxidizing agents. <I> Example 2 </I> To prepare the starting material 18 g of 5-hydroxy-7-thiol-heptanoic acid are dissolved in 40 cm3 of 50% hydroiodic acid, after which 20 is added g of thiourea. The solution thus obtained is heated at reflux for 8 hours.

   The solution of the thiuronium salt thus formed is cooled and a 20% solution of sodium hydroxide is added to it, in order to hydrolyze this salt and obtain the dithiol, until the solution is alkaline. The alkaline solution is heated under reflux for one hour.



  The solution is then cooled and acidified with hydrochloric acid. The oily product is recovered by extraction using three successive portions of 50 cm3 of chloroform. The combined extracts are diluted up to 500 em3; with vigorous stirring, an aqueous solution of iodine in potassium iodide is added dropwise, until an excess of iodine is present, in order to complete the oxidation of the dithiol (one of which is part has already been oxidized by air to dithiolane). The excess iodine is destroyed with a few crystals of sodium thiosulfate.

   The chloro layer formed is separated and evaporated, after which 10 g of o,) - [3- (1,2-dithiolanyl)] - butyric acid are obtained in the form of a yellow oil, boiling point 152-1600 C under 0.1 mm pressure, n2O = 1.5355.



       not

 

Claims (1)

REVENDICATION Procédé de préparation de dérivés de 1,2- dithiolane-(3)-alcanes renfermant le groupement EMI0003.0045 dans lequel n est un nombre entier inférieur à 6, caractérisé en ce qu'on traite un acide di- thiolique de formule générale EMI0003.0049 par un agent oxydant. , SOUS-REVENDICATION Procédé suivant la revendication, caracté risé en ce qu'après oxydation, on transforme les acides ainsi obtenus en leurs sels. CLAIM Process for the preparation of 1,2-dithiolane- (3) -alkane derivatives containing the group EMI0003.0045 in which n is an integer less than 6, characterized in that a di-thiolic acid of general formula is treated EMI0003.0049 by an oxidizing agent. , SUB-CLAIM Process according to claim, characterized in that after oxidation, the acids thus obtained are converted into their salts.
CH317897D 1952-04-24 1953-04-21 Process for the preparation of 1,2-dithiolane- (3) -alkane derivatives CH317897A (en)

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