CH636071A5

CH636071A5 - Procede de preparation de n-chloroimides.

Info

Publication number: CH636071A5
Application number: CH1284078A
Authority: CH
Inventors: Ian Glaisby Wright; Ta-Sen Chou
Original assignee: Lilly Co Eli
Priority date: 1977-12-19
Filing date: 1978-12-18
Publication date: 1983-05-13
Also published as: LU80663A1; HU182484B; NZ189107A; IL56154A; IL56154A0; PL211920A1; DD139865A5; AR226817A1; GR71191B; PT68876A; PL119175B1; IT1100641B; GB2010268A; EP0003258A1; FR2413371A1; EP0003258B1; DE2861536D1; FR2422660B1; IT7830925A0; RO74896A

Description

L'invention concerne la chloration d'imides en vue de préparer des N-chloro-imides.

Les procédés principaux de la technique antérieure de préparation de N-chloro-imides comprenaient généralement l'utilisation d'un système aqueux. En général, ces procédés de la technique antérieure pour préparer des N-chloro-imides peuvent être classés comme suit:

1) chloration de l'imide correspondant en utilisant un hypochlo-rite minéral dans un mélange d'acide acétique et d'eau;

2) chloration par passage de chlore dans une solution aqueuse comprenant des quantités équivalentes de l'imide correspondant et d'une base forte, par exemple l'hydroxyde de sodium ou l'hydroxyde de potassium;

3) chloration de l'imide correspondant en utlisant l'hypochlorite de t-butyle dans un mélange d'alcool t-butylique et d'eau.

Parmi les procédés généraux précédents, seul le procédé 2 prescrit l'utilisation du chlore lui-même dans la production du N-chloro-imide. Cependant, en raison du système aqueux, on a trouvé que ce procédé présente des défauts importants. D'abord le chlore n'est que très légèrement soluble dans l'eau. Ensuite, et de façon plus importante, on sait qu'un imide, quand il est présent dans un milieu aqueux alcalin comme il résulte de l'utilisation d'hydroxyde de potassium ou de sodium et d'eau, subit une hydrolyse rapide.

De façon encore plus importante, il a été établi [Hurwitz, «De-gradation of N-Chlorosuccinimide in Aqueous Solution», «Diss. Abst.», B, 28 (3), 971 (1967)] qu'un dérivé de N-chloro-imide, quand il est présent dans un milieu alcalin aqueux, comme ce serait le cas dans les conditions de la chloration fournie par le procédé 2, se dégrade avec formation possible du gaz très explosif et toxique: le trichlorure d'azote.

Les procédés non aqueux de préparation de composés N-chlorés sont rares. Un procédé de préparation de N-halo-t-alkylcyanamides est décrit dans le brevet des E.U.A. N° 2686203. Ce procédé traite un t-alkylcyanamide par le chlore moléculaire dans un solvant inerte et en présence d'un équivalent molaire d'un accepteur d'hydracide, typiquement la pyridine.

On a récemment découvert un procédé de préparation du N-chlorophtalimide dans des conditions de réaction essentiellement non aqueuses. Les défauts susmentionnés d'un milieu alcalin aqueux sont ainsi évités par ce procédé qui consiste à mettre un sel de métal alcalin du phtalimide en contact avec du chlore dans des conditions non aqueuses, en présence d'un hydrocarbure aliphatique halogénê et à une température d'environ —10 à environ +40°C (brevet belge No 853686).

La présente invention fournit un procédé encore plus avantageux de préparation de N-chloro-imides, qui consiste à mettre l'imide correspondant en contact avec du chlore moléculaire dans des conditions essentiellement anhydres en présence de: 1) un composé époxy en quantité représentant au moins un groupement époxy pour chaque groupement imide, et 2) d'au moins une quantité catalytique d'une amine tertiaire.

Plus particulièrement, l'invention consiste à mettre un imide contenant un ou plusieurs des groupements :

0 0

Il II

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o en contact avec du chlore moléculaire, comme décrit précédemment.

Dans des modes de réalisation nettement préférés, l'invention consiste à mettre en contact avec du chlore moléculaire, comme décrit précédemment, les imides suivants: phtalimide, succinimide, saccharine, glutarimide, 3,3-diméthylglutarimide, maléimide, A4-tétrahydrophtalimide, 3,4,5,6-tétrachlorophtalimide, diimide pyromellitique, benzophénonetétracarboxydiimide, naphtalène-1,4,5,8-tétracarboxydiimide, imide chlorendique, carbonylsalicylamide, diphénimide, tétrahydrofurannetétracarboximide, 1,8-naphtalimide, ou bicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide, pour préparer les N-chloro-imides correspondants.

La présente invention est avantageuse en ce qu'elle évite la décomposition qui se produirait vraisemblablement dans les procédés de chloration aqueux et en ce qu'elle est effectuée sur l'imide lui-même plutôt que sur un de ses sels.

On sait depuis longtemps que les N-chloro-imides, les produits du procédé de cette invention, sont des réactifs utiles dans les réactions nécessitant une source de chlore positif. Des exemples de telles

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10

15

2(1

25

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réactions sont, par exemple, l'oxydation des alcools, des sulfures, des aminés et des imines; la chloration des aminés, des systèmes aromatiques réactifs, des composés carbonylés ayant des atomes d'hydrogène en a, etc. Les publications qui décrivent de telles réactions comprennent R. Filler, «Chem. Revs.», 63, 21 (1963); et R. Stroh, «Methoden der Organischen Chemie» (Houben-Weil), vol. 5, 3e partie, pp. 760-762, 796 et seq. Georg Thieme Verlag, Stuttgart (1962).

On a récemment découvert que l'on peut transformer un sul-foxyde de pénicilline en 3-méthylènecephamsulfoxyde correspondant par la séquence réactionnelle suivante:

\

0 t

A

\

A

/

CHa

\

0

II

^-Cl

^CHc

A \ Cl \

/

(/

Cl X

SnCI4 \

\

0

il

A

iOORi

Cette réaction est décrite dans Kukolja et al., «Journal of the American Chemical Society», 98, 5040 (1976) et a outre été mise au point dans le brevet belge N° 837040. La première étape est la formation thermique de l'acide sulfénique qui est ensuite transformé par oxydation en chlorure de sulfinyle. Le chlorure de sulfinyle est cyclisé en sulfoxyde de 3-exométhylènecepham en utilisant un réactif de type acide de Lewis, en particulier le chlorure stannique. La première étape, qui est la formation du chlorure de sulfinyle, nécessite l'utilisation d'un réactif à chlore positif et, en particulier, d'un N-chloro- : imide. Les N-chloro-imides particulièrement préférés selon le brevet belge N° 837040 comprennent le N-chlorophtalimide, le N-chloro-succinimide et le N-chloroglutarimide.

Dans la mise en œuvre de la réaction prédédente sur le sulfoxyde de pénicilline, il est indiqué d'utiliser un N-chloro-imide ayant certaines propriétés. Premièrement, il est indiqué d'utiliser un N-chloro-imide ayant un niveau de réactivité qui n'est ni trop élevé ni trop faible, c'est-à-dire un degré qui fournit une réaction dans des conditions facilement disponibles tout en ayant un produit suffisamment non réactif et stable pour permettre facilement de le manipuler : et de l'utiliser dans la réaction prévue. Deuxièmement, il est indiqué d'utiliser un N-chloro-imide qui donnera, comme sous-produit, un imide correspondant qui est suffisamment insoluble dans le système réactionnel pour permettre une élimination facile du milieu réaction-nel et, ainsi, un isolement facile du produit désiré.

Ces propriétés sont fournies par le nouveau N-chloro-imide, le N,N'-dichlorobicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide de formule:

Cl-

l-CI

(I)

Comme indiqué, le composé précédent est tout à fait approprié comme source de chlore positif dans la réaction décrite par Kukolja et al., car: 1) il est suffisamment stable pour permettre une utilisation facile et suffisamment réactif pour constituer une source facile de chlore positif, et 2) il donne naissance à un sous-produit diimide très insoluble qui peut commodément être enlevé du milieu réactionnel. La stabilité du composé est indiquée par le fait qu'il fond avec décomposition seulement après avoir été chauffé à une température de 266° C. En outre, il n'est pas modifié après des périodes prolongées, par exemple 16 h, de chauffage dans le toluène à reflux. D'autres N-chloro-imides plus réactifs sont au moins partiellement détruits par réaction avec le solvant quand on maintient le mélange

? CH3 COOR1

' PI I

(/

I CHz COORi

à température élevée pendant des temps prolongés. Par exemple, il est indiqué que le N-chlorosuccinimide réagit avec le toluène (110°C, 16 h) en donnant une substitution nucléaire et une substitution en a [C. Yavoslavsky et E. Katchalski, «Tetrahedron Letters», 51, 5173 (1972)].

En outre, le composé de formule I est suffisamment soluble dans les solvants organiques qui sont couramment utilisés dans les réactions avec chlore positif pour que cette réaction puisse se produire. Par exemple, sa solubilité dans le toluène à l'ébullition est d'environ 3 g/1. Inversement, le diimide correspondant, qui est le sous-produit provenant d'une réaction utilisant un chlore positif, est presque totalement insoluble et peut ainsi être facilement enlevé du mélange réactionnel. La solubilité du diimide dans le toluène à l'ébullition est inférieure à 25 mg/1. En outre, le diimide obtenu comme sous-produit est très stable et cristallin, et a un point de fusion supérieur à 410°C.

Le composé de formule I est préparé le plus avantageusement en utilisant le nouveau procédé que l'on a décrit précédemment. Cependant, il peut être également préparé par les procédés courants de la technique antérieure, par chloration sur l'azote du bicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide.

Un procédé de la technique antérieure utile pour une telle N-chloration est illustré dans l'exemple 16, où on effectue la N-chloration du diimide avec du chlore moléculaire dans de l'acide acétique en présence d'un acétate. La réaction se fait de façon efficace à des températures de 0 à environ 80° C.

La chloration qui permet de préparer le composé de formule I peut également être effectuée avec d'autres agents de N-chloration de la technique antérieure, parmi lesquels les hypochlorites sont les mieux connus et les plus souvent utilisés. En particulier, on peut utiliser l'hypochlorite de butyle tertiaire, et les hypochlorites de métal alcalin comme les hypochlorites de sodium et de calcium qui ont été couramment utilisés dans la technique antérieure pour la N-chloration. En outre, on peut encore utiliser d'autres modes opératoires bien connus de N-chloration de la technique antérieure pour préparer le composé de formule I. Par exemple, le 1-chlorobenzo-triazole est un réactif adéquat, et les acides chloroisocyanuriques sont également utilisés comme agents de N-chloration.

Des publications types concernant la préparation de N-chloro-imides comprennent Filler et Stroh (v. ci-dessus); Oelschlaeger et al., «Pharm. Acata, Helv.», 47, 1-6 (1972); Matsushim et al., «Biochim. Biophys. Acta.», 271, 243-51 (1972); Cinquini et al., «Synthesis», 1972, 259-60.

Comme il est expliqué dans la technique antérieure comme précédemment, les agents de N-chloration couramment utilisés sont efficaces quand on les utilise dans des solvants comme les solvants ali-phatiques et aromatiques chlorés comme décrit précédemment, et également dans les mélanges réactionnels aqueux. En général, des températures de réaction de 0 à 50° C sont efficaces et sont couramment utilisées.

Comme indiqué ci-avant, cette invention fournit un procédé de préparation de N-chloro-imides. Le procédé de cette invention com-

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prend la réaction du chlore moléculaire avec l'imide correspondant, en donnant le N-chloro-imide prévu, dans des conditions essentiellement anhydres.

La réaction définie par le procédé de cette invention est équimo-laire au sens qu'une mole de chlore est consommée pour chaque mole de groupement imide disponible. Donc, il est très indiqué qu'au moins une mole de chlore soit présente pour chaque mole de groupement imide. Mieux encore, on met en contact avec l'imide un excès molaire d'environ 10% de chlore.

La température à laquelle on effectue la réaction n'est pas déterminante, mais elle est généralement comprise entre environ —10 et environ + 50°C, de préférence entre environ —5 et environ +25°C. La réaction est généralement terminée après un temps d'environ 1 à environ 24 h, de préférence on l'effectue pendant un temps d'environ 3 à 15 h.

Une autre caractéristique du procédé de cette invention est qu'il peut être et qu'il est effectué dans des conditions essentiellement anhydres. Il n'est pas indiqué par l'expression conditions essentiellement anhydres que l'eau est totalement absente du système réactionnel; en fait, ce terme demande l'utilisation de précautions raisonnables pour empêcher la présence d'eau, y compris le fait d'éviter toute addition délibérée d'eau au milieu réactionnel avant ou pendant que l'on effectue la réaction. Les quantités d'eau qui sont souvent présentes dans les solvants et réactifs industriels comme ceux que l'on utilise dans le procédé de cette invention n'ont pas besoin d'être éliminées d'abord pour satisfaire l'exigence de conditions essentiellement non aqueuses ou anhydres. En général, des quantités d'eau allant jusqu'à environ 0,2% du mélange réactionnel ne sont pas nuisibles.

Bien que ce ne soit pas une caractéristique essentielle du procédé de cette invention, la réaction peut être effectuée en présence d'un solvant organique inerte. Par le terme solvant, on désigne un milieu qui solubilise partiellement ou totalement l'imide de départ. Le terme inerte définit un solvant qui ne réagit pas en général avec les réactifs, principalement avec le chlore, dans les conditions du procédé. Des solvants types sont les hydrocarbures aromatiques et aliphatiques halogénés. Des exemples des hydrocarbures aromatiques halogénés sont le chlorobenzène, le 1,2-dichlorobenzène, le 1,4-dichlorobenzène, le bromobenzène, etc. Des exemples des hydrocarbures aliphatiques halogénés sont le chlorure de méthylène, le chloroforme, le 1,1,2-dichloroéthane, le 1,2-dichloroéthane, le 1,1-dichloroéthane, le 1,1,1-trichloroéthane, etc.; parmi les solvants précédents, on préfère les hydrocarbures aliphatiques halogénés et, parmi ceux-ci, le solvant préféré est le chlorure de méthylène.

L'imide de départ utilisé dans le procédé de cette invention est défini de manière générale comme un dérivé de diacylamine et, de manière spécifique, comme un composé contenant un ou plusieurs de l'un ou l'autre ou des deux groupements suivants:

0

—C.

(II)

—C II 0

\ ^>IH

A

y\w maléimide, le A4-tétrahydrophtalimide, le 3,4,5,6-tétrachloro-phtalimide, le diimide pyromellitique, le benzophénonetétra-carboxydiimide de formule:

0 0 0

s II H »

/YVVV\

HN II

■ \A /' \ A

15 le naphtalène-1,4,5,8-tétracarboxydiimide de formule:

H

30 l'imide chlorendique de formule:

Cl

45 le carbonylsalicylimide de formule:

O II

(III)

s/ \A

55 le diphénimide de formule:

H

De préférence, ces imides ne contiennent pas de groupements fonctionnels supplémentaires qui pourraient réagir dans les conditions de 60 cette invention. De tels groupements fonctionnels types dont la présence est de préférence évitée sont les groupements éther, époxy, hydroxy, amino, sulfure, sulfoxyde, carboxyle et méthylène actif ainsi que d'autres groupements similaires ayant au moins un atome d'hydrogène acide. 65

Des exemples d'imides spécifiques qui conviennent particulièrement au procédé de cette invention sont le phtalimide, le succinimide, la saccharine, le glutarimide, le 3,3-diméthylgIutarimide, le

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Y/

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le tétrahydrofurannetétracarboxydiimide de formule:

le 1,8-naphtalimide de formule:

v/V/

ï (

(Y)

\ / \./

et le bicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide.

Les composés précédents sont donnés uniquement à titre représentatif et indicatif de la grande variété d'imides, y compris les polyi-mides, que l'on peut utiliser dans le procédé de cette invention. Les imides particulièrement préférés pour l'utilisation dans le procédé de cette invention sont le phtalimide, le succinimide, la saccharine et le bicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide. Parmi les précédents, les imides nettement préférés sont le phtalimide et le bicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide.

En plus des réactifs principaux, c'est-à-dire le chlore moléculaire et l'imide choisi, le procédé de cette invention comprend l'utilisation d'un catalyseur et d'un agent de fixation d'acide. On pense que le catalyseur et l'agent de fixation travaillent en combinaison pour effectuer l'enlèvement du sous-produit acide chlorhydrique qui se forme dans le procédé de cette invention pendant la réaction du chlore moléculaire avec l'imide. On pense que l'agent de fixation sert de piège final pour l'acide chlorhydrique alors que le catalyseur sert d'agent de transfert grâce auquel le sous-produit acide chlorhydrique formé est rendu disponible pour la prise par l'agent de fixation.

Dans le contexte de cette invention, l'agent de fixation est un composé époxy. Le composé époxy est présent en quantité au moins équivalente à la quantité de l'imide de départ. Tel qu'utilisé dans ce contexte, le terme équivalent désigne la présence d'au moins un groupement époxy par groupement imide. On peut utiliser sans ennui un grand excès du composé époxy. Cependant, pour des raisons de commodité et d'économie, on préfère que le composé époxy soit présent en quantité d'environ 1,1 à environ 5 équivalents par équivalent d'imide de départ. On préfère en outre utiliser un composé époxy ayant un groupement époxy terminal, c'est-à-dire un composé contenant le groupement:

0'

Les composés époxy préférés types sont l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène, le 1,2-époxybutane, le diépoxyde de butadiène, le 1,2-époxy-3-phénoxypropane, l'éther diglycidylique du 1,4-butanediol, le 1,2,7,8-diépoxyoctane, etc. Les composés époxy nettement préférés sont l'oxyde de propylène et le 1,2-époxybutane.

On utilise un catalyseur en combinaison avec l'agent de fixation. Le catalyseur est présent en quantité faible mais significative, généralement d'environ 0,01 à environ 0,04 équivalent molaire par équivalent de groupement imide présent dans l'imide de départ. On peut 5 utiliser sans ennui une quantité plus importante. Le catalyseur que l'on utilise dans le procédé de cette invention est une amine tertiaire ayant des propriétés qui la rendent utile comme agent de transfert catalytique. Par agent de transfert catalytique, on désigne une amine tertiaire qui effectue le transfert du sous-produit acide chlorhydrique io du site du N-chloro-imide protoné intermédiaire à l'agent de fixation où cet acide réagit avec l'agent de fixation et est ainsi éliminé du milieu réactionnel. L'amine tertiaire que l'on utilise a des caractéristiques qui permettent la formation de son chlorhydrate par déproto-nation du N-chloro-imide protoné intermédiaire. Le chlorhydrate 15 résultant est suffisamment soluble dans le milieu réactionnel pour permettre son transport jusqu'à l'agent de fixation et suffisamment instable pour permettre la réaction avec l'agent de fixation. Ainsi, l'amine tertiaire utilisée comme catalyseur a les caractéristiques suivantes:

20 1) aptitude à former son chlorhydrate par réaction avec le N-chloro-imide protoné intermédiaire, et

2) formation d'un chlorhydrate dont les propriétés comprennent:

a) une solubilité au moins partielle dans le milieu réactionnel, et 25 b) une instabilité suffisante pour réagir avec l'agent de fixation avec élimination de l'acide chlorhydrique et régénération de l'amine tertiaire libre.

Les aminés tertiaires types qui conviennent dans le procédé de cette invention sont le l,5-diazabicyclo-[4.3.0]-non-5-ène (DBN), le 30 l,5-diazabicyclo-[5.4.0]-undéc-5-ène (DBU), la Pyridine, le 1,8-bis(diméthylamino)naphtalène, la 4-diméthylaminopyridine, la N,N-diméthylbenzylamine, la diisopropyléthylamine, la quinoléine, la 2,4,6-triméthylpyridine, la pyrimidine, la pyrazine, etc. En général, la Pyridine ou les dérivés structuraux de la pyridine, y compris les 35 quinoléines, sont préférés comme catalyseurs dans le procédé de cette invention. Sont très nettement préférées la pyridine et, en particulier, la quinoléine.

Un exemple d'une préparation type d'un N-chloro-imide selon le procédé de cette invention est le suivant.

40 On délaye 0,6 mol de phtalimide dans environ 1,7 1 ou moins de chlorure de méthylène et l'on refroidit le mélange à environ 0 à 5°C. On ajoute 3,0 mol de 1,2-époxybutane et 0,006 mol de quinoléine. On ajoute suffisamment de chlore (environ 0,66 mol), sous forme de gaz ou de liquide, en l'introduisant sous la surface de la suspension à 45 l'aide d'un tube d'entrée. On enlève alors le bain de refroidissement et on laisse le mélange se réchauffer jusqu'à une température ne dépassant pas environ 25° C. Après environ 1 à 3 h, le phtalimide de départ aura disparu ou pratiquement disparu, et le mélange se sera lentement transformé en solution jaune limpide. Puis on applique un 50 vide partiel au mélange pendant quelques minutes pour chasser l'excès de chlore et l'on ajoute de l'amylène-(2-méthyl-2-butène)

pour éliminer le chlore restant, ce qui laisse un mélange réactionnel de couleur paille pâle. On peut noter un certain caractère exotherme lorsque l'amylène réagit avec l'excès de chlore. On chasse sous vide à 55 une température ne dépassant pas environ 25 à 30° C l'excès de 1,2-époxybutane et de chlorure de méthylène. Le N-chlorophtalimide obtenu cristallise dans la solution lorsqu'on chasse le solvant. On réduit le volume du mélange à environ 130 à 150 ml, et il comprend principalement le produit et de la butylènechlorhydrine. On refroidit 60 le mélange dans de la glace pendant environ 1 h et on le filtre, puis on lave le produit recueilli avec un petit volume de toluène ou d'éther de pétrole froid. On sèche le produit sous vide à 25° C pendant environ 18 h et l'on obtient le produit sous forme de cristaux granulaires incolores à blanc sale en quantité représentant un 65 rendement de 92 à 96%.

Les exemples suivants sont représentatifs du procédé de cette invention. Ils sont donnés uniquement à titre illustratif et ne doivent pas être considérés comme limitant le domaine de cette invention.

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Exemple 1:

A 150 ml de chlorure de méthylène, on ajoute 7,35 g (0,05 mol) de phtalimide, 21,5 ml (5 équivalents) de 1,2-époxybutane et 0,061 g (0,5 mmol) de 4-diméthylaminopyridine. On refroidit le mélange réactionnel pendant 20 h à la température ambiante. Un échantillon du mélange réactionnel analysé par Chromatographie sur couche mince (CCM) indique que la réaction n'est pas encore terminée. On laisse le mélange sous agitation pendant 24 h supplémentaires et on évapore la solution jaune limpide résultante pour obtenir le N-chlorophtalimide cristallisé. On sèche le produit sous vide et l'on obtient 7,7 g (84,8%) de produit.

Analyse: 1) % de Cl+: théorie: 19,6; trouvé: 18,3 2) % de chlore total: 18,1

Point de fusion: 183-189°C.

Exemple 2:

A 150 ml de chlorure de méthylène, on ajoute 7,35 g (0,05 mol) de phtalimide et 17,5 mol (5 Eq) d'oxyde de propylène. On refroidit le mélange résultant à 0°C, on ajoute 0,13 g (0,001 mol; 0,02 Eq) de quinoléine et on sature le mélange de chlore. Le phtalimide commence à se dissoudre dans les 30 min et, au bout de 1 h, il est pratiquement totalement dissous. L'analyse de l'échantillon par CCM au bout de 1 '/4 h montre seulement une trace de substance de départ. On soumet le mélange à un vide partiel pour chasser l'excès de chlore et on ajoute une petite quantité d'amylène. Puis on évapore le mélange résultant pour obtenir du N-chlorophtalimide cristallisé. On filtre le produit et on le sèche sous vide pendant une nuit et l'on obtient 8,2 g (90,4%) de produit, essentiellement identique au produit de l'exemple 1.

Analyse: 1) % de C1+: théorie: 19,6; trouvé: 19,3 2) % de chlore total: 19,1

Exemple 3:

En utilisant le mode opératoire et l'échelle de l'exemple 2, on effectue la même réaction en utilisant 0,08 g (1 mmol; 0,02 Eq) de pyridine comme catalyseur. La réaction est pratiquement terminée au bout d'environ 1 lA h et fournit 8,0 g (88,2%) de N-chlorophtalimide, essentiellement identique au produit de l'exemple 1.

Analyse: 1) % de C1+: théorie: 19,6; trouvé: 19,2 2) % de chlore total: 19,0

Exemple 4:

En utilisant le mode opératoire et l'échelle de l'exemple 2, on effectue la réaction en utilisant 0,12 g (1 mmol; 0,02 Eq) de 2,4,6-triméthylpyridine. La réaction est terminée après environ 2 h, et l'on obtient 8,1 g (89,3%) de N-chlorophtalimide, essentiellement identique au produit de l'exemple 1.

Analyse: 1) % de C1+ : théorie: 19,5; trouvé: 18,0 2) % de chlore total: 17,2

Exemple 5:

En utilisant le mode opératoire et l'échelle de l'exemple 2, on effectue la réaction en utilisant 0,08 g (1 mmol; 0,02 Eq) de pyrimi-dine. La réaction est terminée au bout de 2 h, et l'on recueille 8,5 g (93,7%) de N-chlorophtalimide essentiellement identique au produit de l'exemple 1.

Analyse: 1) % de C1+: théorie: 19,5; trouvé: 19,3 2) % de chlore total: 19,0

Exemple 6:

On ajoute 9,9 g (0,1 mol) de succinimide à 300 ml de chlorure de méthylène sec. A la suspension résultante, on ajoute 35 ml (5 Eq) d'oxyde de propylène et 0,12 g (1 mmol) de 4-dimêthylamino-pyridine. On refroidit le mélange à 0°C et on le sature de chlore. Puis on agite le mélange pendant environ 18 h pendant lesquelles on le laisse se réchauffer jusqu'à la température ambiante. L'analyse d'un échantillon du mélange réactionnel par CCM indique peu ou pas de substance de départ. On évapore lentement le solvant et on refroidit le résidu pour obtenir le N-chlorosuccinimide cristallisé. On recueille le produit par filtration, on le lave avec une petite quantité de toluène et on le sèche sous vide, ce qui donne 10,6 g (79,4%) de produit sous forme de première récolte.

Analyse: 1) % de C1+: théorie: 26,6; trouvé: 26,3 2) % de chlore total: 25,9

On recueille une seconde récolte de 1,25 g (9,4%).

Analyse: 1) % de C1+ : théorie: 26,6; trouvé: 25,4 2) % de chlore total: 25,1 Point de fusion: 144-147°C.

Exemple 7:

A 150 ml de chlorure de méthylène, on ajoute 9,15 g (0,05 mol) de saccharine, puis 17,5 ml (5 Eq) d'oxyde de propylène et 0,061 g (0,5 mmol) de 4-diméthylaminopyridine. On sature le mélange de chlore et on le laisse sous agitation pendant 4 d. Puis on évapore le solvant et on ajoute de l'eau au résidu. On filtre le mélange et on lave le solide recueilli avec de l'eau et on le sèche sous vide, ce qui donne 9,2 g (84,6%) de N-chlorosaccharine.

Analyse: 1) C1+: théorie: 16,3; trouvé: 14,5 2) % de chlore total: 10,2

Point de fusion: 132-135°C.

Exemple 8:

A 150 ml de chlorure de méthylène sec, on ajoute 7,35 g (50 mmol) de phtalimide et 17,5 ml (250 mmol) d'oxyde de propylène. On refroidit le mélange à 0°C et on ajoute 0,11 g (0,5 mmol) de l,8-bis(diméthylamino)naphtalène. On ajoute un excès de chlore et le mélange devient orange vif. On agite le mélange pendant une nuit (environ 16 h) à la température ambiante. On évapore le solvant sous vide. On ajoute de l'eau au résidu cristallisé résultant, on filtre le mélange et on lave le solide recueilli avec des volumes importants d'eau, ce qui donne 8,9 g (98,1%) de N-chlorophtalimide, essentiellement identique au produit de l'exemple 1.

Analyse: 1) % de C1+ : théorie: 19,5; trouvé: 19,1 2) % de chlore total: 18,6

Exemple 9:

En utilisant le mode opératoire et les quantités de l'exemple 8, on effectue la réaction en utilisant 0,08 g (0,5 mol) de 1,5-diazabicyclo-[5.4.0]-undéc-5-ène (DBU) à la place du l,8-bis(diméthylamino)-naphtalène. On obtient 8,42 g (92,8%) de N-chlorophtalimide essentiellement identique au produit de l'exemple 1.

Analyse: 1) % de C1+: théorie: 19,5; trouvé: 17,4 2) % de chlore total: 16,9

Exemple 10:

A 150 ml de chlorure de méthylène, on ajoute 7,35 g (0,05 mol) de phtalimide et une goutte de DBU. Puis on ajoute un équivalent de l,2-époxy-3-phénoxypropane. On laisse le mélange réagir avec formation de N-chlorophtalimide.

Exemple 11:

En utilisant les conditions et les quantités de l'exemple 9, on effectue la réaction en utilisant 0,07 g (0,5 mmol) de N,N-diméthylbenzylamine à la place du DBU et l'on obtient 8,5 g (93,7%) de N-chlorophtalimide, essentiellement identique au produit de l'exemple 1.

Analyse: 1) % de C1+: théorie: 19,5; trouvé: 16,3 2) % de chlore total: 16,7

Exemple 12:

A 1700 ml de chlorure de méthylène, on ajoute 88,2 g (0,6 mol) de phtalimide, 210 ml (5 Eq) d'oxyde de propylène et 0,75 g (6 mmol) de 4-diméthylaminopyridine. On refroidit le mélange à 0°C et on ajoute un excès de chlore. On agite le mélange pendant un total d'environ 18 h puis on ajoute 5 ml d'amylène. On évapore le

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mélange sous vide jusqu'à un volume d'environ 125 ml, avec cristallisation du produit. On refroidit le mélange dans de la glace pendant environ l'A h puis on le filtre. On lave le produit recueilli avec une petite quantité de toluène et on le sèche sous vide pendant une nuit, ce qui donne 103,6 g (95,1 %) de N-chlorophtalimide, essentielle- 5 ment identique au produit de l'exemple 1.

Analyse: 1) % de Cl+: théorie: 19,5; trouvé: 19,1 2) % de chlore total: 19,5

Exemple 13: 10

A 150 ml de chlorure de méthylène sec, on ajoute 7,35 g (0,05 mol) de phtalimide, puis 17,5 mol (5 Eq) d'oxyde de propylène et 0,065 g (0,5 mmol) de diisopropyléthylamine. On refroidit le mélange à 0°C et on le sature de chlore. On agite le mélange pendant environ 24 h et l'on obtient une transformation d'environ 50% en 15 N -chlorophtalimide.

Préparation 1:

A 1200 ml de formamide, on ajoute 1007,5 g (4,06 mol) de 2,3,5,6-dianhydride bicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxyli- 20 que. On chauffe le mélange et on commence l'addition d'ammoniac. On ajoute l'ammoniac aussi rapidement que le mélange l'accepte. Il se produit une réaction exothermique. La température initiale du mélange est 40° C et après 7 min, la température est montée à 140°C. Le produit commence à cristalliser. On arrête l'addition d'ammoniac 2s et on commence la distillation du solvant. Après environ 1V« h, la température du mélange est environ 178°C. Après VA h, la température du mélange est 180°C et l'on a recueilli 130 ml de distillât. On arrête le chauffage et on laisse le mélange réactionnel refroidir sous distillation sous vide. Après 30 min, la température du mélange est 30 de 90° C. On arrête la distillation sous vide et l'on dilue le mélange réactionnel avec environ 2000 ml d'acétone. On refroidit le mélange dans un bain de glace à environ 5°C. Puis on filtre le mélange et on lave le produit recueilli avec de l'acétone et on le sèche, ce qui donne 907,9 g (90,8%) de bicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy- 35 2,3,5,6-diimide.

Exemple 14:

A 1000 ml de chlorure de méthylène, on ajoute 246,2 g (1 mol) de bicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide, 600 ml 40 d'oxyde de propylène et 4,7 ml (0,04 mol) de quinoléine. On refroidit le mélange à 20°C et l'on commence l'addition de chlore à une vitesse suffisante pour permettre de maintenir la température du mélange à 20 à 30° C avec un refroidissement par de la glace. Après environ 40 min, le mélange commence à épaissir et l'on réduit la 45 vitesse d'addition du chlore. Au bout de 2 'A h, on ramène le débit de chlore à un courant lent et l'on agite doucement le mélange pendant une nuit à environ 25 à 30° C. Au matin, le mélange réactionnel (25° C) est blanc. On augmente le débit d'addition de chlore, et au bout de 2 A h, la température a monté à 30° C. On arrête l'ad- 50 dition de chlore et on concentre le mélange réactionnel sous vide pour chasser l'excès d'oxyde de propylène et de chlore. Après environ 25 min, la température est tombée à 5°C. On filtre le mélange réactionnel rapidement et on lave le gâteau de filtration successivement avec 500 à 1000 ml de chlorure de méthylène, 55

d'éther, de toluène et de pentane. Puis on sèche le gâteau de filtration à l'air pendant plusieurs heures et l'on sèche ensuite le solide sous vide à 40 à 50° C pendant une nuit, et l'on obtient 308,4 g de N,N'-dichlorobicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide. 60

Analyse: % de Cl + : théorie: 22,5; trouvé: 21,7

Point de fusion: 266° C avec décomposition

Un peu de chlorure de méthylène peut être retenu dans le produit et on l'élimine en chauffant le N-chloro-imide à reflux dans le toluène.

Exemple 15:

Dans un ballon de 11, on place 125 g (sur un total de 267,7 g) de phtalimide, 170,6 g de 1,2-époxybutane froid et 2,3 g de quinoléine. On refroidit le mélange à 13°C, on l'agite et on ajoute du chlore à l'aide d'un tube descendant sous la surface du mélange. On maintient le mélange à 13 à 15°C et l'on ajoute en environ l'A h environ 56 g de chlore. Pendant l'addition du chlore, le mélange devient d'abord plus épais puis redevient progressivement plus fluide.

On arrête l'addition de chlore et on ajoute au mélange 96 g de phtalimide. On maintient la température à 14 à 15° C et l'on commence à nouveau l'addition de chlore. On ajoute environ 40 g de chlore en environ 3A h, durée pendant laquelle le mélange épais devient à nouveau plus fluide.

On arrête l'addition de chlore et on ajoute au mélange le reste du phtalimide, ce qui donne un total de 267,7 g. On commence à nouveau l'addition de chlore et l'on ajoute environ 30 g de chlore en environ 'A h, la température étant à nouveau maintenue à 12 à 15°C.

On laisse le mélange se réchauffer à 21°C en 'Ah. On prélève un échantillon du mélange et on l'analyse par Chromatographie sur couche mince (CCM). L'analyse indique la présence de substance de départ n'ayant pas réagi. On refroidit alors le mélange à environ 12°C et on ajoute 6,5 g de chlore. On laisse le mélange à nouveau se réchauffer jusqu'à la température désirée, et on le filtre pour obtenir 322,4 g de N-chlorophtalimide, essentiellement identique au produit de l'exemple 1.

Analyse: % deCl+: théorie: 19,5; trouvé: 18,7

Exemple 16:

On combine 369 g de bicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide avec 369 g d'acétate de sodium dans 1500 ml d'acide acétique en agitant sous atmosphère de chlore. On maintient le mélange à 40° C en refroidissant légèrement pendant 1 h. On abaisse alors la température à 32° C, et on lave les parois du ballon avec un peu d'acide acétique supplémentaire. Puis on chauffe le mélange réactionnel à 60° C et on l'agite à cette température tout en le saturant de chlore, en faisant barboter du gaz dans le mélange. Puis on arrête le chauffage et l'écoulement de chlore et l'on agite le mélange modérément pendant 2 h supplémentaires. A la fin de cette période, sa température est de 27° C. On lave alors le ballon avec 300 ml de chlorure de méthylène et on refroidit le mélange dans un bain de glace. En 25 min, on ajoute au mélange 2500 ml d'eau froide glacée. La température est alors de 5°C. Puis on filtre le mélange et on lave les solides avec 1500 ml d'eau et 1500 ml de chlorure de méthylène. On sèche ensuite le produit dans un dessiccateur sous vide, à 30 à 40°C, et l'on obtient 472 g de N,N'-dichlorobicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide, pratiquement identique au produit de l'exemple 14.

Exemple 17:

On dissout dans du chlorure de méthylène, une portion de bicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide. On ajoute une portion d'hypochlorite de butyle tertiaire, et on agite le mélange réactionnel pendant 16 h. Puis on évapore le mélange réactionnel à siccité sous vide et l'on obtient le N,N'-dichlorobicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide brut, que l'on purifie ensuite par recristallisation pour obtenir le composé pratiquement pur, identique en substance au produit de l'exemple 14.

R

Claims

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9

REVENDICATIONS

1. Procédé de préparation d'un N-chloro-imide, qui consiste à mettre Timide correspondant en contact avec du chlore moléculaire dans des conditions essentiellement anhydres, en présence de: 1) un composé époxy en quantité représentant au moins un groupement époxy par groupement imide, et 2) au moins une quantité catalyti-que d'une amine tertiaire.
2. Procédé selon la revendication 1, où Timide est choisi parmi le phtalimide, le succinimide, la saccharine, le glutarimide, le 3,3-diméthylglutarimide, le maléimide, le A4-tétrahydrophtalimide, le 3,4,5,6-tétrachlorophtalimide, le diimide pyromellitique, le benzophénonetétracarboxydiimide, le naphtalène-1,4,5,8-tétracarboxydiimide, Timide chlorendique, le carbonylsalicylamide, le diphénimide, le tétrahydrofurannetétracarboxymide, le 1,8-naphtalimide et le bicyclo[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, où la tempéa-ture est comprise entre —10 et +50°C.
4. Procédé selon la revendication 3, où le composé époxy est choisi parmi l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène, le 1,2-époxybutane, le diépoxyde de butadiène, le l,2-époxy-3-phénoxypropane, l'éther diglycidylique du 1,4-butanediol et le

1,2,7,8-diépoxyoctane.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, où l'amine tertiaire est choisie parmi le l,5-diazabicyclo-[4.3.0]-non-5-ène, le 1,5-diazabicyclo-[5.4.0]-undéc-5-ène, lapyridine, le 1,8-bis(diméthylamino)naphtalène, la 4-diméthylaminopyridine, la N,N-diméthylbenzylamine, la diisopropyléthylamine, la quinoléine, la 2,4,6-triméthylpyridine, la pyrimidine et la pyrazine.
6. Procédé selon la revendication 5, où l'amine tertiaire est la Pyridine ou un de ses dérivés structuraux.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, où le mélange réactionnel ne contient pas plus de 0,2% d'eau.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, pour préparer le N-chlorophtalimide à partir du phtalimide.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, pour préparer le N,N'-dichlorobicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide à partir du bicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide.
10. Procédé selon la revendication 2, pour préparer le N,N'-dichlorobicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide, qui consiste à mettre le bicycIo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide en contact avec du chlore moléculaire en présence d'oxyde de propylène et de quinoléine.
11. N,N'-dichlorobicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide.
12. Utilisation du N,N'-dichlorobicyclo-[2.2.2]-oct-7-ène-2,3,5,6-tétracarboxy-2,3,5,6-diimide comme réactif chimique source de chlore positif.