Procédé de préparation du bisulfure de bis chlorométhyle
Le bisulfure de bis chlorométhyle CICH - S - S - CH"C1 est un composé connu que l'on a proposé de préparer par divers procédés, mais aucun de ceux-ci ne peut être utilisé à l'échelle industrielle, soit à cause de sa complication et de son prix de revient, soit en raison de son très. faible rendement.
Ainsi il a été proposé de préparer ce bisulfure par action de SOC12, 5O2Cl2, S2C12 sur le trithiane en suspension dans le chloroforme mais les rendements sont extrêmement faibles: 4 à 8 %.
Ce mode de réaction a été signalé en premier par
Bloch et Hèhn (Ber., 1922, 55-54) puis par Davies et Hambly (Austr. J. of Chem., 1953, 6, 152-155).
Ces derniers auteurs, qui ont fait agir à chaud le chlorure de soufre et le trithiane sans solvant, décrivent le bisulfure comme étant présent dans les queues de distillations du monosulfure. Ils indiquent un rendement de 4,4 % en bisulfure de bis chlorométhyle et de 54,8 % en monosulfure de bis chlorométhyle.
Or, on a trouvé qu'à partir du trithiane symétrique et du monochlorure de soufre S2C12 ou du chlorure de sulfényle, il était possible d'obtenir du bisulfure de bis chlorométhyle avec de bons rendements et sans réaction violente, à la condition d'opé rer en présence de monosulfure de bis chlorométhyle.
Ce résultat était imprévisible, étant donné les considérations de Bloch et Hohn et de Davies et
Hambly.
I1 a été constaté que la réaction était très complexe car il peut se former à la fois du sulfure de carbone, de l'acide chlorhydrique, du soufre, du monosulfure de bis chlorométhyle, du bisulfure de bis chlorométhyle, du chlorure de chlorométhyl sulfényle et des goudrons.
Le succès de la conduite de la réaction en présence de mono sulfure de bis chlorométhyle ne pouvait donc pas être prévu.
Pour exécuter le procédé objet de l'invention, il y a intérêt à utiliser le trithiane et le monochlorure de soufre dans une proportion moléculaire sensiblement égale à 2 : 3 et à mettre l'un d'eux graduellement en présence d'un mélange de l'autre et de monosulfure de bis chlorométhyle à une température de l'ordre de 140 à 1600.
Lorsque c'est le trithiane que l'on ajoute graduellement à un mélange de monochlorure de soufre et de monosulfure de bis chlorométhyle, les. rendements les plus élevés (de l'ordre de 60 %) en bisulfure sont acquis quand on effectue cette addition en un quart d'heure environ à un mélange bouillant (température de 1450) de monochlorure de soufre et de monosulfure de bis chlorométhyle dans une proportion moléculaire d'environ 3 : 20 et qu'on maintient la température sensiblement à la même valeur, après l'introduction du trithiane, pendant au moins un quart d'heure, de préférence pendant environ 1 heure.
D'une façon générale, on obtient des rendements satisfaisants (supérieurs à 25 So) si la proportion moléculaire entre le monochlorure de soufre et le monosulfure de bis chlorométhyle est de 3 : 5 à 3 : 20, plus particulièrement de 3 : 10 à 3 : 20, ou si le temps d'introduction du trithiane est de 7 à 45 minutes, ou Si la prolongation du chauffage est de 0 minute à 3 heures, les autres facteurs restant, dans chaque cas, ceux qui ont été indiqués pour l'obtention du meilleur rendement.
En revanche, il convient de maintenir la température au point d'ébullition (1450) du mélange de monosulfure de bis chlorométhyle et de monochlorure de soufre au voisinage de ce point d'ébullition et d'adopter une proportion moléculaire sensiblement égale à 2 : 3 entre le trithiane et le chlorure de soufre, pour avoir de bons rendements.
Suivant ce mode d'exécution de l'invention, on peut ajouter par portions le trithiane tel quel ou en solution dans du monosulfure de bis chlorométhyle.
Une fois la réaction terminée, il suffit de distiller sous pression réduite pour récupérer le monosulfure et recueillir en queue le bisulfure.
Du point de vue industriel, tant pour la commodité de mise en ceuvre que pour l'obtention d'un rendement élevé, il est préférable de dissoudre le trithiane dans du monosulfure de bis chlorométhyle, de chauffer la solution à 140-160 et d'y introduire le monochlorure de soufre petit à petit. Les rendements sont, dans ce cas, de l'ordre de 70 %.
Le procédé objet de l'invention offre l'avantage de s'exécuter avec des matières premières facilement accessibles, le trithiane étant obtenu avec un excellent rendement à partir de formaldéhyde, d'acide chlorhydrique et d'hydrogène sulfuré, de conduire à des rendements beaucoup plus élevés qu'avec les procédés connus et de fournir comme produit secondaire un peu de monosulfure, de sorte que les pertes de ce solvant se trouvent compensées.
I1 n'est d'ailleurs pas nécessaire que le trithiane soit absolument sec ; la réaction ne s'emballe pas alors qu'elle risque de le faire quand on applique la technique de Bloch et Hohn ou celle de Davies et
Hambly avec du trithiane qui n'est pas parfaitement sec. Si, dans l'exécution du présent procédé, le trithiane apporte un peu d'eau, il faut simplement tenir compte de la destruction par cette eau d'une partie du chlorure de soufre.
La réaction se déroule vraisemblablement selon l'équation
EMI2.1
le soufre libéré pouvant être recueilli en vue d'être ulté
Les exemples suivants feront bien comprendre comment l'invention peut être exécutée.
Exemple 1 :
Dans un ballon, on place 1310 g de monosulfure de bis chlorométhyle (10 molécules-grammes) avec 202 g de monochlorure de soufre (1,5 moléculegramme) et l'on porte le mélange à 1450 au moyen d'un bain d'huile réglé à 1500.
En 15 minutes, on introduit 138 g de trithiane (1 molécule-gramme) par fractions. Après l'introduction, le mélange est maintenu 60 minutes à 1450 et le produit est distillé sous pression réduite (12,5 mm de mercure).
La totalité du monosulfure de bis chlorométhyle est récupérée et 150 g de bisulfure de bis chlorométhyle sont obtenus. Le point d'ébullition du bisulfure est de 93-94O sous une pression de 12,5 mm de mercure; le rendement est de 60 %.
L'analyse donne:
C % calculé 14,73 C % Trouvé: 14,67 14,87
H % calculé 2,47 H % Trouvé: 2,44 2,54
Le monosulfure récupéré peut être utilisé sans autre purification pour une synthèse ultérieure.
Exemple 2:
Dans un ballon muni d'un agitateur pénétrantpar un joint étanche, d'un condenseur à reflux et d'une ampoule à brome, on place 1310 g de monosulfure de bis chlorométhyle (10 molécules-grammes) avec 138 g de trithiane (1 molécule-gramme). rieurement transformé en chlorure de soufre.
Le mélange est porté à 1450 au moyen d'un bain
d'huile puis, avec agitation, on ajoute lentement en
15 minutes, 202 g de monochlorure de soufre (1,5
molécule-gramme) de façon à ne pas dépasser 1450.
Après introduction, le mélange est maintenu une
demi-heure à 1450 et le mélange est distillé comme
précédemment.
Le rendement est de 72 %.
Exemple 3:
Dans un ballon muni d'un agitateur, d'un réfri
gérant à reflux et d'une ampoule à brome, on place
138 g de trithiane (1 molécule-gramme) avec 655 g
de monosulfure de bis chlorométhyle (5 molécules
grammes).
Ce mélange est porté à 1400. Au moyen de l'am
poule à brome, dont l'extrémité débouche au fond
du ballon, on introduit, en 20 minutes, 202 g de chlo
rure de sulfuryle (1,5 molécule-gramme). Après in
troduction le mélange est maintenu à 1400 pendant
1 heure.
Le chlorure de sulfuryle est chassé sous une pres
sion de 20 mm et le mélange est distillé une première
fois sans fractionnement. On rectifie ensuite le pro
duit sous vide avec une colonne de Vigreux de 45 cm.
On obtient ainsi 57 g de bisulfure, soit 22,8 %
de rendement.
Le produit obtenu par le procédé suivant l'inven
tion peut être utilisé comme matière première, soit
pour la synthèse de la cystéine racémique, soit pour
la préparation de médicaments.
Process for preparing bis chloromethyl disulfide
Bischloromethyl disulfide CICH - S - S - CH "C1 is a known compound which has been proposed to be prepared by various processes, but none of these can be used on an industrial scale, either because of its complication and its cost price, or because of its very low yield.
Thus, it has been proposed to prepare this disulphide by the action of SOC12, 5O2Cl2, S2C12 on trithiane in suspension in chloroform, but the yields are extremely low: 4 to 8%.
This reaction mode was first reported by
Bloch and Hèhn (Ber., 1922, 55-54) then by Davies and Hambly (Austr. J. of Chem., 1953, 6, 152-155).
These last authors, who made the sulfur chloride and the trithiane act hot without solvent, describe the disulfide as being present in the bottoms of the monosulfide distillations. They indicate a yield of 4.4% of bis chloromethyl disulphide and of 54.8% of bis chloromethyl monosulphide.
However, it was found that from symmetrical trithiane and sulfur monochloride S2C12 or sulfenyl chloride, it was possible to obtain bis chloromethyl disulfide with good yields and without violent reaction, under the condition of operation. rer in the presence of bis chloromethyl monosulfide.
This result was unpredictable, given the considerations of Bloch and Hohn and Davies and
Hambly.
The reaction has been found to be very complex because both carbon disulphide, hydrochloric acid, sulfur, bis chloromethyl monosulfide, bis chloromethyl disulfide, chloromethyl sulfenyl chloride and tars.
Success in carrying out the reaction in the presence of bis chloromethyl monosulfide could therefore not be expected.
To carry out the process which is the subject of the invention, it is advantageous to use trithiane and sulfur monochloride in a molecular proportion substantially equal to 2: 3 and to place one of them gradually in the presence of a mixture of the other and bis chloromethyl monosulfide at a temperature of the order of 140 to 1600.
When it is trithiane which is gradually added to a mixture of sulfur monochloride and bis chloromethyl monosulphide, the. The highest yields (of the order of 60%) of bisulphide are obtained when this addition is carried out in about a quarter of an hour to a boiling mixture (temperature of 1450) of sulfur monochloride and bis chloromethyl monosulphide in a molecular proportion of about 3: 20 and that the temperature is maintained at substantially the same value, after the introduction of the trithiane, for at least a quarter of an hour, preferably for about 1 hour.
In general, satisfactory yields (greater than 25 So) are obtained if the molecular proportion between the sulfur monochloride and the bis chloromethyl monosulfide is from 3: 5 to 3: 20, more particularly from 3: 10 to 3. : 20, or if the time of introduction of the trithiane is from 7 to 45 minutes, or If the extension of the heating is from 0 minutes to 3 hours, the other factors remaining, in each case, those indicated for the obtaining the best performance.
On the other hand, it is advisable to maintain the temperature at the boiling point (1450) of the mixture of bis chloromethyl monosulfide and sulfur monochloride in the vicinity of this boiling point and to adopt a molecular proportion substantially equal to 2: 3 between trithiane and sulfur chloride, to have good yields.
According to this embodiment of the invention, the trithiane can be added in portions as it is or in solution in bis chloromethyl monosulfide.
Once the reaction is complete, it suffices to distill under reduced pressure to recover the monosulfide and collect the disulfide at the tail.
From an industrial point of view, both for convenience and for obtaining a high yield, it is preferable to dissolve the trithiane in bis chloromethyl monosulfide, to heat the solution to 140-160 and to gradually introduce the sulfur monochloride. The yields are, in this case, of the order of 70%.
The process which is the subject of the invention offers the advantage of being carried out with raw materials that are easily accessible, trithiane being obtained with an excellent yield from formaldehyde, hydrochloric acid and hydrogen sulphide, of leading to high yields. much higher than with the known processes and to supply a little monosulfide as a secondary product, so that the losses of this solvent are compensated.
Moreover, it is not necessary for the trithiane to be absolutely dry; the reaction does not get carried away when it is likely to do so when we apply the technique of Bloch and Hohn or that of Davies and
Hambly with trithiane which is not perfectly dry. If, in carrying out the present process, the trithiane provides a little water, it is simply necessary to take into account the destruction by this water of part of the sulfur chloride.
The reaction presumably proceeds according to the equation
EMI2.1
the liberated sulfur can be collected for subsequent
The following examples will make it clear how the invention can be carried out.
Example 1:
In a flask, 1310 g of bis chloromethyl monosulfide (10 molecule-grams) are placed with 202 g of sulfur monochloride (1.5 moleculegrams) and the mixture is brought to 1450 by means of an oil bath. set to 1500.
In 15 minutes, 138 g of trithiane (1 gram-molecule) are introduced in fractions. After the introduction, the mixture is maintained for 60 minutes at 1450 and the product is distilled under reduced pressure (12.5 mm of mercury).
All of the bis chloromethyl monosulfide is recovered and 150 g of bis chloromethyl disulfide are obtained. The boiling point of the disulfide is 93-94O under a pressure of 12.5 mm Hg; the yield is 60%.
The analysis gives:
C% calculated 14.73 C% Found: 14.67 14.87
H% calculated 2.47 H% Found: 2.44 2.54
The recovered monosulfide can be used without further purification for subsequent synthesis.
Example 2:
In a flask fitted with a stirrer penetrating through a tight seal, a reflux condenser and a bromine funnel, 1310 g of bis chloromethyl monosulfide (10 gram-molecules) are placed with 138 g of trithiane (1 molecule -gram). radically transformed into sulfur chloride.
The mixture is brought to 1450 by means of a bath
oil then, with stirring, slowly added
15 minutes, 202 g of sulfur monochloride (1.5
molecule-gram) so as not to exceed 1450.
After introduction, the mixture is maintained a
half an hour at 1450 and the mixture is distilled as
previously.
The yield is 72%.
Example 3:
In a flask fitted with a stirrer, a refri
reflux manager and a bromine bulb, we place
138 g of trithiane (1 gram molecule) with 655 g
of bis chloromethyl monosulfide (5 molecules
grams).
This mixture is brought to 1400. By means of the am
bromine hen, the end of which leads to the bottom
from the flask, 202 g of chlo are introduced in 20 minutes
sulfuryl ride (1.5 gram-molecules). After in
troduction the mixture is maintained at 1400 for
1 hour.
The sulfuryl chloride is driven off under a pres
concentration of 20 mm and the mixture is distilled a first
times without splitting. We then rectify the pro
vacuum-packed with a 45 cm Vigreux column.
This gives 57 g of disulphide, i.e. 22.8%
yield.
The product obtained by the process according to the invention
tion can be used as a raw material, either
for the synthesis of racemic cysteine, either for
the preparation of drugs.