FR2612186A1

FR2612186A1 - Carbonyl 2,2' bis (alkyl-4 oxadiazolidines-1,2,4-diones-3,5), leur procede de preparation et leur utilisation comme intermediaires de synthese dans la preparation de carbamates

Info

Publication number: FR2612186A1
Application number: FR8703188A
Authority: FR
Inventors: Michel Denarie; Thierry Malfroot; Jean Pierre Senet; Patrick Wolf
Original assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Current assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Priority date: 1987-03-09
Filing date: 1987-03-09
Publication date: 1988-09-16
Also published as: FR2612186B1

Abstract

LE NOUVEAU COMPOSE DE FORMULE I EST PREPARE PAR REACTION, EN MILIEU SOLVANT, D'UNE OXADIAZOLIDINE DIONE DE FORMULE II SUR LE PHOSGENE. ON PREPARE UN CARBAMATE DE FORMULE 1 EN FAISANT REAGIR, DANS UNE PREMIERE ETAPE, LE COMPOSE DE FORMULE I AVEC YOH, ET, DANS UNE SECONDE ETAPE, LE COMPOSE OBTENU, DE FORMULE 3, AVEC RNHR. ON EVITE AINSI L'UTILISATION DE REACTIFS CLASSIQUES COMME L'ISOCYANATE DE METHYLE, DE MISE EN OEUVRE DELICATE. (CF DESSIN DANS BOPI) R ALKYLE EN C - C; R, R H, ALIPHATIQUE SATURE OU NON, EN C - C, CYCLOALIPHATIQUE, SATURE OU NON EN C - C OU FORMENT ENSEMBLE AVEC N UN CYCLE EN C - C; Y RESTE MONOVALENT ALIPHATIQUE, SATURE OU NON, EN C - C, CYCLOALIPHATIQUE, SATURE OU NON, EN C - C, AROMATIQUE, SUBSTITUE OU NON, OU RESTE D'OXIME.

Description

La présente invention concerne de nouveaux composés chimiques qui sont des carbonyl 2,2' bis (alkyl-4 oxadiazolidines-l,2,4 diones-3,5)un procédé pour préparer ces composés par action du phosgene sur les oxadiazolidines diones correspondantes, ainsi que l'utilisation desdits composé comme intermédiaires de synthèse dans la préparation des carbamates.

Les carbamates sont des substances très largement utilisées dans l'industrie pharmaceutique et phytosanitaire.

A titre d'exemples, on peut citer, comme pesticides, des composés tels que le CARBOFURAN, le BARBAN ou le PHENKEDIPHAK; on peut également mentionner 1'ALDICARBE, qui est un produit phytosanitaire très utilisé pour la préparation d'insecticides, d'acaricides et de nêmatocides à usage agricole.

En pharmacie, les techniques de protection utilisées font souvent appel à la fonction carbamate. On notera, par exemple, la très large utilisation du groupement amino protecteur tert.-butyloxycarbonyle dans le cadre de la chimie des peptides ou des pénicillines.

Les synthèses classiques des carbamates mettent en jeu des réactifs comme les chloroformiates et les isocyanates, dont certains tels que l'isocyanate de méthyle nécessitent des précautions d'emploi en raison de leur instabilité et de leur toxicité.

Ainsi, le procédé de synthèse le plus largement utilisé pour la préparation du méthyl-2 (méthylthio-2) propanal O-( (méthylamino) carbonyl) oxime (ALDICARBE) est l'addition de l'isocyanate de méthyle sur la méthyl-2 (méthylthio)-2 propionaldêhyde oxime (brevet US-A-.3 507 965;
Chemical Abstracts 73; 14248L)

Comme on l'a déjà indiqué ci-dessus, l'isocyanate de méthyle est un produit dangereux ; une étude sur les dangers que présente cette substance est rapportée dans s < J. brg. Chem. 1986, 51, 3781-3788) > .

D'autres voies d'accès peuvent être envisagées comme, par exemple, la condensation du chloroformiate de l'aldoxime précitée sur la mêthyl amine selon le schéma réactionnel suivant:

Industriellement, ce procédé ne présente que peu d'intérêt du fait de la grande instabilité des chloroformiates d'aldoxime, qui se décomposent très facilement en nitriles < L. K. PAYNE, H. A. STANSBURY, J. Agric.Food. Chez., Vol 14, n 4, page 355 (1966)") selon le schéma réactionnel suivant

On a maintenant découvert les nouveaux composés précités qui sont obtenus facilement en une seule étape par action du phosgène sur les oxadiazolidines diones correspondantes et qui sont des intermédiaires de synthèse particulièrement réactifs. Ils permettent de préparer les carbamates lorsque les voies d'accès classiques conviennent mal, car ils évitent de recourir aux réactif classiques dont les inconvénients ont été rappelés ci-dessus.

La présente invention a donc d'abord pour objet un composé chimique correspondant à la formule générale (I) suivante

dans laquelle :
- R représente un radical alkyle, linéaire ou ramifié,
en C1 à C
En particulier, dans la formule (I) ci-dessus, R représente CH3.

La présente invention a également pour objet un procédé de préparation du composé de formule < I), caractérisé par le fait que l'on fait réagir, en milieu solvant, une oxadiazolidine dione de formule générale (II):

dans laquelle R a la signification indiquée ci-dessus, sur le phosgène de formule (III)

Parmi les solvants convenant particulièrement bien, on peut citer les solvants aromatiques, comme le benzène, le chlorobenzène, ltorthodichlorobenzène, le xylène et le toluène.

Par ailleurs, l'emploi d'un catalyseur est particulierement conseillé. Parmi les différents catalyseurs pouvant être employés, on peut citer les sels d'ammonium et de phosphonium quaternaires les les sels de sulfonium, que l'on trouve dans le commerce ; les amides N,N dialkylsubstitués et les urées têtraalkylsubstituées, et leurs produits de réaction avec le phosgène ; et les sels de guanidinium hexaalkylsubstituês et leurs complexes avec les acides halohydriques.

Les halogénures d'hexa-alkyl guanidinium présentent une activité remarquable et sont choisis de préférence.

Conformément à l'invention, on met en oeuvre le ataivseur à raison notamment de 0,1 à 1% en mole par rapport a l'oxadiazolidine dione de formule (II) engagée.

En outre, on opère sur un intervalle de températures allant de 80 & 180-C, de préférence de 110 b 140'C.

On peut préparer l'oxadiazolidine dione de formule (II) par réaction de l'hydroxylamine avec des N-chloroformyl carbamates, comme décrit dans le brevet US-A-3 668 216,ou selon les voies de synthèse décrites par Zinner et al. dans "Arch. Pharm. 303 < 2), page 139 (1970)" et dans "Arch. Pharm.

314(4), pages 268-271 et 294-302 < 1981)".

La présente invention a enfin pour objet l'utilisation du composé de formule (I) comme intermédiaire de synthèse dans la préparation de carbamates. Ainsi, on utilise ce nouveau composé selon l'invention pour préparer un carbamate représenté par la formule (1) suivante:

dans laquelle:
- Y représente un reste monovalent
- aliphatique, linéaire ou ramifié, saturé ou non,
en C1 à C8,
- cycloaliphatique, saturé ou non, en C3 à C6,
- aromatique, substitué ou non par des atomes
d'halogène, des groupes cyano, aryloxy ou
alkyloxy,
ou un reste d'oxime; et,
- R ou R2, identiques ou différents, représentent
l'hydrogène, un radical aliphatique, saturé ou non,
linéaire ou ramifié en C1 à C10, cycloaliphatique, saturé ou non, en C5 à C8 ; notamment un reste méthyle;
ou bien R1 et R2 forment ensemble, avec l'atome
d'azote, un cycle en C5 à C8, tel que le cycle
pyrrolidinyle ou pipéridyle, qui peut comporter un
hétéroatome, comme l'oxygène, tel que le cycle morphol inyle.

Cette utilisation est caractérisée par le fait que,
- dans une première étape, on fait réagir le composé de
formule < I) tel que défini ci-dessus, avec un composé
de formule (2):
YOH (2),
dans laquelle Y est tel que défini ci-dessus, et que,
- dans une seconde étape, on fait réagir le composé
obtenu, de formule (3):

avec un composé de formule (4):
R1- NH - R2 (4)
dans laquelle R1 et R2 sont tels que définis ci-dessus.

Le schéma réactionnel correspondant, en deux étapes. est donc le suivant:
Premiere étape

peuxieme. retape

Cette technique est avantageuse en particulier car l'oxadiazolidine est un acide de même force que l'acide benzoïque, ne donnant pas de chlorhydrate avec HCl. Il en résulte que les opérations de purification pourront être effectués par lavage en milieu basique, ce qui est très utile dans la fabrication de certains carbamates sensibles aux acides forts nécessaires dans d'autres procédés. On en voit l'intérêt notamment dans la préparation de produits pharmaceutiques qui doivent être rigoureusement purs.

On peut notamment faire réagir un composé de formule (1) dans laquelle R1 représente un groupe méthyle et
R un atome d'hydrogène, ainsi qu'un composé de formule (2) dans laquelle Y représente:

ou encore dans laquelle Y représente

On effectue généralement la première étape de ce procédé de préparation des carbamates, à une température comprise entre -5'C et llO-C, de préférence, entre 0 et 85 C, dans un solvant inerte et non miscible à l'eau, comme.

les solvants aliphatiques chlorés (tels que le dichlorométhane, le dichloro-1,2 éthane et le chloroforme) et le toluène.

On effectue généralement la seconde étape de ce procédé de préparation des carbamates, dans un solvant inerte, comme le chloroforme, le dichloromdthane ou le dichloro-1,2 éthane à une température comprise entre 0 et 80'C, de préférence entre 20 et 40'C.

La présente invention sera maintenant -illustrée par les exemples suivants:
EXEMPLE 1 : Préparation du carbonyl 2 2' bis (mêthyl-4
oxadiazolidine-1,2 4 dione-3,5) selon le schéma
réactionnel suivant

CHG

toluène

Dans un réacteur d'une capacité de 1 1, équipé d'une agitation mécanique, d'un thermomètre, d'un réfrigérant à reflux maintenu S -80-C et d'un tube plongeant, on introduit 270 ml de toluène ; 81,2 g (0,7 mole) de méthyl-4 oxadiazolidine-1,2,4 dione-3,5 et 0,62 g (0,0035 mole) de chlorure d'hexaméthylguanidinium (CHXG).La température du mélange réactionnel est portée à 110 C et le phosgène (60 (60 g) introduit, a l'état gazeux, en l'espace de 2 heures.

L'introduction terminée, le milieu réactionnel est agité pendant 3 heures à 110'C. Peu à peu, un précipité apparaît.

Le milieu réactionnel est refroidi à O'C, puis filtré. Le solide recupéré est lavé au tétrahydrofuranne, et le solide blanc obtenu est séché sous pression réduite en présence de potasse. On obtient ainsi 73,5 g d'un solide blanc.

- Rendement : 81.5%
- Point de fusion (Appareil Tottoli) : 204'C
- RMN 1H : singulet centré à 3,05 ppm - IR :

à 1780 et 1850 cm
EXEMPLE 2 : Application du carbonyl 2,2' bis tméthyl-4
oxadiazolidine-1,2,4 dione-3,53 S la
préparation du N-méthyl carbamate de paraphénoxyphényle.

Première étape

Dans un réacteur de 50 cm , équipé d'un agitateur, d'un réfrigérant ascendant et d'un thermomètre, on introduit 2,2 g (1,19 x 10-2 mole) de paraphénoxyphênol ; 3 g 3g (1,16 x 10-2 mole) de carbonyl 2,2' bis (méthyl-4 oxadiazo 3 lidine-l,2,4 dione-3,5) et 15 cm de dichloro-1,2 éthane. Le milieu réactionnel est agité pendant 2 heures à 85'C. Après retour à l'ambiante, le mélange réactionnel est lavé à l'eau jusqu'à pH neutre. La phase organique est séchée sur Cacl2 et le solvant, éliminé à l'évaporateur rotatif. Le résidu obtenu est dissous dans le chloroforme. Le produit recherché précipite par ajout d'hexane. On récupère ainsi, après filtration et sêchage,l'intermédiaire attendu avec un rendement de 93%.

- RMN 1H: singulet centré à 3,25 ppm [3H]
massif compris entre 6,8 et 7,3 ppm t9H]
-1
- IR : C = O à 1780, 1800 et 1855 cm
Deuxième tape :

2 g (6,1 x 10-8 mole) du composé précédemment obtenu sont dissous dans le chloroforme. On introduit alors 1 g de méthylamine gazeuse (3,2 x 10 2 mole). La température de réaction est comprise entre 30 et 35-C. Après filtration, le solvant est évaporé sous pression réduite.

Le résidu obtenu est lavé a chaud avec de l'éther de pétrole à 40-70 C. Après filtration et séchage, on obtient le produit attendu avec un rendement de 94%.

Solide blanc - Point de fusion : 106,9-107-G (Ketler FP1)
- RKN 1H : doublet centré à 2,9 ppm [3H]
singulet < large) à 5 ppm [1H)
massif compris entre 6,8 et 7,3 ppm t9H] - IR

à 1750 cm
EXEMPLE 3 :Préparation du méthyl-2 < méthylthio-2)
propanal O-[(méthylamino)carbonyl) oxime
< ALDICARBB > a partir du carbonyl 2,2'
bis < méthyl-4 oxadiazolidine-1,2, 4 dione-3,5),
selon le schéma réactionnel suivant

Dans un réacteur de 100 ml, équipé d'une agitation, d'un thermomètre, d'un réfrigérant ascendant, d'une ampoule de coulée et d'un tube plongeant, on introduit 8 g (3,15 x 10 2 mole) de carbonyl 2,2' bis (méthyl-4 oxadiazolidine-1,2,4 dione-3,5) et 25 ml de chloroforme.

La température du milieu réactionnel est abaissée à O'C et 4,2 g (3,15 x 10 2 mole) de méthyl-2 (méthylthio)-2 propionaldéhyde oxime en solution dans 25 ml de CHCl3 sont introduits goutte à goutte dans le mélange réactionnel en maintenant cette température. L'addition terminée, on poursuit l'agitation pendant 1 h à O'C.

Après retour à l'ambiante (20-25'C), l'agitation est maintenue pendant 1 h, puis la mêthylamine, 4 g (0,13 mole), est additionnée, à l'état gazeux, au mélange réactionnel. Durant l'introduction de la méthylamine, la température reste comprise entre 20 et 25-C.

Après filtration, la phase organique est lavée à l'eau acidulée et séchée sur CaCl2 . Après élimination du
CaCl2 et évaporation du solvant, on récupère 5 g d'un solide blanc.

- - Rendement brut : 85%
Le produit brut est dissous dans CHCl3 et l'ALDICARBE, précipité par addition de pentane. On récupère ainsi, après filtration et séchage, 3,8 g d'un solide blanc parfaitement cristallisé.

- Rendement : 64,5%.

- Point de fusion (Appareil Tottoli) : 99-100-C.

- RMN 1H : singulet à 1,45 ppm [6H)
singulet à 1,97 ppm [3H)
doublet à 2,95 ppm [3H]
singulet pic large à 6 ppm [1H]
singulet à 7,54 ppm tlH]
- CCX : (hexane/acétate d'éthyle : 8/2) 1 tache.

- CLHP : colonne silice, éluant CHCl3/hexane : 55/45
1 pic (absence d'oxime > .

Claims

REVENDICATIONS

1 - Composé chimique correspondant à la formule générale (I) suivante

dans laquelle

- R représente un radical alkyle, linéaire ou ramifié.

en C1 à C

2 - Compose selon la revendication 1, caractérisé par le fait que R représente CH.

3 - Procédé de préparation du composé tel que défini à l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait,que l'on fait réagir, en milieu solvant, une oxadiazolidine dione de formule générale (II):

dans laquelle R a la signification indiquée à la revendication 1 ou 2, sur le phosgène de formule (III)

4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'on choisit, comme solvant, un solvant aromatique, comme le benzène, le chlorobenzène, l'orthodichlorobenzène, le xylène et le toluène.

5 - Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que l'on conduit la réaction en présence d'un catalyseur choisi notamment dans le groupe constitué par les sels d'ammonium et de phosphonium quaternaires ; les sels de sulfonium les les amides N,N dialkyl-substitués et les urées tétraalkylsubstituêes, et leurs produits de réaction avec le phosgène met et les sels de guanidinium hexaalkylsubstitués et leurs complexes avec les acides halohydriques.

6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'on utilise un catalyseur choisi parmi les halogénures d'hexa-alkyl guanidinium.

7 - Procédé selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait-que l'on met en oeuvre le catalyseur à raison de 0,1 à 1% en mole par rapport à l'oxadiazolidine dione de formule (II) engagée.

8 - Procédé selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait que l'on opère sur un intervalle de températures allant de 80 a 180-C, de préférence de 110 et 140'C.

9 - Utilisation du composé tel que défini à l'une des revendications 1 et 2, comme intermédiaire de synthèse dans la préparation de carbamates.

10 - Utilisation selon la revendication 9 pour préparer un carbamate représenté par la formule (1) suivante:

dans laquelle:

- Y représente un reste monovalent

- aliphatique, linéaire ou ramifié, saturé ou non,

en C1 à C8,

cycloaliphatique, saturé ou non, en C3 à C6,

- aromatique, substitué ou non par des atomes

d'halogène, des groupes cyano, aryloxy ou

alkyloxy,

ou un reste d'oxime; et, - R1 ou R , identiques ou différents, représentent

l'hydrogène, un radical aliphatique, saturé ou non,

linéaire ou ramifié en C1 à C10, cycloaliphatique,

saturé ou non, en C å C

i 2 8 notamment un reste méthyle;

ou bien R1 et R forment ensemble, avec l'atome

d'azote, un cycle en C5 à C8, tel que le cycle

pyrrolidinyle ou pipéridyle, qui peut comporter un

hétéroatome, comme l'oxygène, tel que le cycle

,morpholinyle caractérisée par le fait que,

- dans une première étape, on fait réagir le composé de

formule (I) tel que défini ci-dessus, avec un composé

de formule (2)::

YOH (2),

dans laquelle Y est tel que défini ci-dessus, et que,

-dans une seconde étaye, on fait réagir le composé

obtenu, de formule (3):

avec un compose de formule < 4):

R1- NH - R2 < 4)

dans laquelle R1 et R2 sont tels que définis ci-dessus.

il - Utilisation selon la revendication 10, caractérisée par le fait que l'on fait réagir un composé de formule < 1) dans laquelle R1 représente un groupe méthyle et R2, un atome d'hydrogène.

12 - Utilisation selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisée par le fait que l'on fait réagir un composé de formule < 2 > dans laquelle Y représente

. 13 - Utilisation selon l'une des revendications 10 et 11, caractérisée par le fait que l'on fait réagir un composé de formule (2) dans laquelle Y représente

14 - Utilisation selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisée par le fait que l'on effectue la réaction de la première étape à une température comprise entre -5-C et 110-C, de préférence, entre 0 et 85-C, dans un solvant inerte et non miscible å liteau, comme les solvants aliphatiques chlorés, tels que le dichlorométhane, le dichloro-1,2 éthane et le chloroforme, ou comme le toluène.

15 - Utilisation selon l'une des revendications 10 a 14, caractérisée par le fait que l'on effectue la réaction de la seconde étape dans un solvant inerte, comme le chloro forme, le dichlorométhane ou le dichloro-1,2 éthane, à une température comprise entre 0 et 80-C, de préférence entre 20 et 40 C.