WO1997036884A1 - PROCEDE DE PREPARATION DU 2H-NAPHTO[1,8-cd]ISOTHIAZOLE-1,1-DIOXYDE - Google Patents

PROCEDE DE PREPARATION DU 2H-NAPHTO[1,8-cd]ISOTHIAZOLE-1,1-DIOXYDE Download PDF

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Luc Grondard
Daniel Henriet
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Rhone-Poulenc Rorer S.A.
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D275/00—Heterocyclic compounds containing 1,2-thiazole or hydrogenated 1,2-thiazole rings
    • C07D275/04—Heterocyclic compounds containing 1,2-thiazole or hydrogenated 1,2-thiazole rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D275/06—Heterocyclic compounds containing 1,2-thiazole or hydrogenated 1,2-thiazole rings condensed with carbocyclic rings or ring systems with hetero atoms directly attached to the ring sulfur atom

Definitions

  • the present invention relates to a new process for the preparation of 2H-naphtho [1,8-cdjisothiazole-1,1-dioxide or 1,8-naphthosultam by cyclization of 8-amino-1-naphthalenesulfonic acid using phosphoryl chloride , in the presence of pyridine.
  • 1, 8-naphthosultam is used as an intermediary in the synthesis of dyes and, in this case, does not require any particular specifications or as an intermediary in the synthesis of drugs (patent EP 350403) and, in this case, must present a purity greater than 99% and a very weak coloration.
  • This process consists in cyclizing 8-amino-1-naphthalenesulfonic acid by means of phosphoryl chloride, in the presence of pyridine and is characterized in that
  • a - 1.5 to 2 moles of phosphoryl chloride and 0.05 to 0.3 moles of pyri ⁇ dine are used per mole of 8-amino-1-naphthalenesulfonic acid and the operation is carried out within toluene at reflux,
  • reaction medium is then poured onto an aqueous solution of potassium hydroxide or sodium hydroxide and the aqueous and toluene phases are separated,
  • step a preferably 2 moles of phosphoryl chloride and 0.1 mole of pyridine are used per mole of 8-amino-1-naphthalenesulfonic acid.
  • step a the reaction medium is heated to reflux, preferably for 2 to 5 hours and, in particular, for 3 hours.
  • step a the operation is preferably carried out in 1000 to 4000 ml of toluene and, in particular, to bind in 3000 ml of toluene per mole of 8-amino-1-naphthalenesulfonic acid.
  • step a it is preferable to dehydrate the initial 8-aminonaphthalene-1-sulfonic / toluene mixture by azeotropic distillation of 400 to 800 ml of toluene per mole of 8-amino-1-naphthalenesulfonic acid.
  • step b use is preferably made of 5 to 10 moles of sodium hydroxide or potassium hydroxide dissolved in 2000 to 2800 ml of water and, in particular, 9 moles of potassium hydroxide dissolved in 2230 ml of water per mole of 8-amino-1-naphthalenesulfonic acid.
  • the residual toluene phase is preferably extracted a second time using an aqueous solution of potassium hydroxide or sodium hydroxide and the 2 aqueous extracts are combined.
  • the second extraction is generally carried out using 0.5 to 1 mole of sodium hydroxide or potassium hydroxide dissolved in 300 to 1000 ml of water per mole of 8-amino-1-naphthalenesulfonic acid and, in particular, 0, 6 mole of sodium hydroxide or potassium hydroxide solution in 500 ml of water per mole of 8-amino-1-naphthalenesulfonic acid.
  • step c the aqueous phase is maintained at a temperature of 55 to 80 ° C, preferably for 30 minutes to 3 hours and, in particular, at 60 ° C for 2 hours.
  • step c the aqueous phase is maintained at pH 6 to 8 by addition of a mineral acid (hydrochloric acid, sulfuric acid in particular) and, preferably, by addition of hydrochloric acid 4 to 12 N. It is best to operate at pH 7.
  • a mineral acid hydrochloric acid, sulfuric acid in particular
  • step c the acidification is generally carried out by means of a mineral acid (hydrochloric acid, sulfuric acid in particular) and, preferably, by means of hydrochloric acid 4 to 12 N. 11 is preferable to acidify at a pH of 3 to 5.
  • a mineral acid hydrochloric acid, sulfuric acid in particular
  • hydrochloric acid 4 to 12 N is preferable to acidify at a pH of 3 to 5.
  • the treatment with activated carbon is preferably carried out in a mixture of an aromatic solvent and a ketone or alcoholic solvent.
  • solvents include toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, isopropanol.
  • a toluene-acetone mixture is used. It is preferable to use 1800 to 2200 ml of the toluene-acetone mixture (90/10 by volume) per molecule of 1,8-naphthosultam.
  • step d the activated carbon is preferably removed by filtration on celite.
  • step d after treatment and filtration, it is preferable to distill part of the solvent to recover the pure 1, 8-naphthosultam.
  • a suspension of 223 g of 8-amino-1-naphthalenesulfonic acid in 3 liters of toluene is dried by azeotropic distillation of 500 ml of toluene.
  • 8 g of pyridine are added and then 307 g of phosphoryl chloride are poured in over 1 hour.
  • the reaction medium is kept for 3 hours at reflux of toluene then, poured in 30 minutes, without exceeding 80 ° C, in a solution of 598 g of 85% potassium hydroxide in 2230 ml of water.
  • the lower alkaline aqueous phase is collected and the toluene phase is reextracted with a solution of 40 g of 85% potassium hydroxide in 500 ml of water.
  • the aqueous phases are combined and heated to 60 ° C. It is poured at this temperature in about 2 hours, while maintaining a pH of 7.420 ml of a 4N hydrochloric acid solution. The pH of the solution is then brought to 4 by the addition of 240 ml of 4N hydrochloric acid. The suspension is cooled to a temperature in the region of 10 ° C. and then filtered. The crystals obtained are washed with 4 times 300 ml of water and dried under reduced pressure (1.5 Kpa) at 40 ° C. 164 g of crude product, 96% titre (HPLC assay) are thus obtained in the form of a brown solid.

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de préparation du 2H-naphto[1,8-cd]isothiazole-1,1-dioxyde ou 1,8-naphtosultame de pureté supérieure à 99 % et non coloré par cyclisation de l'acide 8-amino-1-naphtalènesulfonique au moyen de chlorure de phosphoryle, en présence de pyridine caractérisé en ce que: a) on utilise de 1,5 à 2 moles de chlorure de phosphoryle et 0,05 à 0,3 mole de pyridine par mole d'acide 8-amino-1-naphtalènesulfonique et on opère au sein de toluène au reflux; b) le milieu réactionnel est ensuite versé sur une solution aqueuse de potasse ou de soude et les phases aqueuse et toluénique sont séparées; c) la phase aqueuse obtenue en b) est maintenue à pH 6 à 8, à une température de 55 °C à 80 °C, puis acidifiée et le précipité séparé; d) le produit brut est traité avec du charbon actif au sein d'un solvant organique et séparé.

Description

PROCEDE DE PREPARATION DU 2H-NAPHTOri.8-cdlTSOTHIAZOLE-l .l-
D10XYDE
La présente invention concerne un nouveau procédé de préparation du 2H-naphto[l,8- cdjisothiazole- 1,1 -dioxyde ou 1,8-naphtosultame par cyclisation de l'acide 8-amino-l- naphtalènesulfonique au moyen de chlorure de phosphoryle, en présence de pyridine.
Le 1 ,8-naphtosultame est utilisé en tant qu'intermédiaire dans la synthèse de colorants et, dans ce cas, ne nécessite pas de spécifications particulières ou en tant qu'intermé¬ diaire dans la synthèse de médicaments (brevet EP 350403) et, dans ce cas, doit pré¬ senter une pureté supérieure à 99% et une coloration très faible.
Des procédés de préparation du 1 ,8-naphtosultame par cyclisation de l'acide 8-aminonaphtalène-l-sulfonique au moyen de chlorure de phosphoryle sont déjà con¬ nus (brevets russes 379576, 614104 et 1397441). Cependant ces procédés présentent de nombreux inconvénients tels que : utilisation de solvant toxique, temps reactionnel très long, températures de réaction élevées, production d'un produit coloré ou ayant un titre inférieur à 90% ne pouvant pas être utilisé dans la synthèse de médicaments.
Il a maintenant été trouvé et c'est ce qui fait l'objet de la présente demande un procédé industriel permettant d'obtenir le 1 ,8-naphtosultame d'une pureté supérieure à 99% et non coloré.
Ce procédé consiste à cycliser l'acide 8-amino-l -naphtalènesulfonique au moyen de chlorure de phosphoryle, en présence de pyridine et est caractérisé en ce que
a - on utilise de 1 ,5 à 2 moles de chlorure de phosphoryle et 0,05 à 0,3 mole de pyri¬ dine par mole d'acide 8-amino-l -naphtalènesulfonique et on opère au sein du toluène au reflux,
b - le milieu reactionnel est ensuite versé sur une solution aqueuse de potasse ou de soude et les phases aqueuse et toluénique sont séparées,
c - la phase aqueuse obtenue en b est maintenue à pH 6 à 8, à une température de 55°C à 80°C puis acidifiée et le précipité séparé,
d -le produit brut est traité avec du charbon actif au sein d'un solvant organique et séparé. Dans l'étape a, on utilise, de préférence, 2 moles de chlorure de phosphoryle et 0,1 mole de pyridine par mole d'acide 8-amino-l -naphtalènesulfonique.
Dans l'étape a, le milieu reactionnel est chauffé au reflux, de préférence, pendant 2 à 5 heures et, en particulier, pendant 3 heures.
Dans l'étape a, on opère, de préférence, dans 1000 à 4000 ml de toluène et, en particu¬ lier dans 3000 ml de toluène par mole d'acide 8-amino-l-naphtalènesulfonique.
Dans l'étape a, il est préférable de déshydrater le mélange initial acide 8-aminonaphtalène-l-sulfonique/toluène par distillation azéotropique de 400 à 800 ml de toluène par mole d'acide 8-amino-l-naphtalènesulfonique.
Dans l'étape b, on utilise, de préférence, 5 à 10 moles de soude ou de potasse en solu¬ tion dans 2000 à 2800 ml d'eau et, en particulier, 9 moles de potasse en solution dans 2230 ml d'eau par mole d'acide 8-amino-l -naphtalènesulfonique.
Dans l'étape b, après séparation des 2 phases, la phase toluénique résiduelle est, de préférence, extraite une deuxième fois au moyen d'une solution aqueuse de potasse ou de soude et les 2 extraits aqueux sont réunis. La deuxième extraction s'effectue généralement au moyen de 0,5 à 1 mole de soude ou de potasse en solution dans 300 à 1000 ml d'eau par mole d'acide 8-amino-l-naphtalènesulfonique et, en particulier, 0,6 mole de soude ou de potasse en solution dans 500 ml d'eau par mole d'acide 8- amino- 1 -naphtalènesulfonique.
Dans l'étape c, la phase aqueuse est maintenue à une température de 55 à 80°C, de préférence, pendant 30 minutes à 3 heures et, en paπiculier, à 60°C pendant 2 heures.
Dans l'étape c, la phase aqueuse est maintenue à pH 6 à 8 par addition d'un acide miné¬ ral (acide chlorhydrique, acide sulfurique notamment) et, de préférence, par addition d'acide chlorhydrique 4 à 12 N. Il est préférable d'opérer à pH 7.
Dans l'étape c, l'acidification s'effectue généralement au moyen d'un acide minéral (acide chlorhydrique, acide sulfurique notamment) et, de préférence, au moyen d'acide chlorhydrique 4 à 12 N. 11 est préférable d'acidifier à un pH de 3 à 5.
Dans l'étape d, le traitement au charbon actif s'effectue, de préférence, au sein d'un mélange d'un solvant aromatique et d'un solvant cétonique ou alcoolique. Parmi ces solvants on peut citer le toluène, le xylène, l'acétone, la méthylethylcétone, le métha¬ nol, l'éthanol, l'isopropanol. En particulier, on utilise un mélange toluène-acétone. Il est préférable d'utiliser 1800 à 2200 ml du mélange toluène- acétone (90/10 en volu¬ mes) par molécule de 1,8-naphtosultame.
Dans l'étape d, le charbon actif est éliminé, de préférence, par filtration sur célite.
Dans l'étape d, après traitement et filtration, il est préférable de distiller une partie du solvant pour récupérer le 1 ,8-naphtosultame pur.
EXEMPLE
Une suspension de 223 g d'acide 8-amino-l -naphtalènesulfonique dans 3 litres de to- luène est déshydratée par distillation azéotropique de 500 ml de toluène. On ajoute 8 g de pyridine puis on coule, en 1 heure, 307 g de chlorure de phosphoryle. Le milieu reactionnel est maintenu 3 heures au reflux du toluène puis, coulé, en 30 minutes, sans dépasser 80°C, dans une solution de 598 g de potasse à 85% dans 2230 ml d'eau. La phase aqueuse alcaline inférieure est recueillie et la phase toluénique est réextraite par une solution de 40 g de potasse à 85% dans 500 ml d'eau. Les phases aqueuses sont réunies et chauffées à 60°C. On coule, à cette température, en 2 heures environ, tout en maintenant un pH de 7, 420 ml d'une solution d'acide chlorhydrique 4N. Le pH de la solution est ensuite amené à 4 par addition de 240 ml d'acide chlorhydrique 4N. La suspension est refroidie à une température voisine de 10°C puis filtrée. Les cristaux obtenus sont lavés par 4 fois 300 ml d'eau et séchés sous pression réduite (1 ,5 Kpa) à 40°C. On obtient ainsi 164 g de produit brut de titre 96% (dosage CLHP) sous forme d'un solide brun. 130 g du produit brut dans 1 170 ml de toluène et 130 ml d'acétone sont portés au reflux pendant 30 minutes puis on ajoute 6,5 g de charbon actif et con¬ tinue le reflux pendant encore 30 minutes. La suspension est filtrée à chaud sur célite. On distille 1000 ml du solvant. La cristallisation du produit survient au cours de la distillation. La suspension est refroidie à 10°C puis filtrée. Les cristaux sont lavés par 3 fois 100 ml de toluène et séchés sous pression réduite (1,5 Kpa) à une température de 40°C. On obtient ainsi 115 g de 1 ,8-naphtosultame pur, de titre supérieur à 99,5% (dosage CLHP) sous forme d'un solide fondant à 178-179°C et dont la coloration me- surée selon la Pharmacopée européenne (V, 6, 2) à 1% dans l'acétonitrile est JB5 [Spectre de RMN lH dans DMSO-d6, T=300K, δ en ppm (250 Mhz) : 6,95 (1H, t, J=4Hz, CH arom.), 7,62 (2H, d, J=4Hz, 2CH arom.), 7,87 (1H, t, J=8Hz, CH arom.), 8,17 (1H, d, J=8Hz, CH arom.), 8,27 (1H, d; J=8Hz, CH arom.), 11 ,43 (1H, s, NH); Spectre infra-rouge (Kbr) bandes caractéristiques en cm' : 3249, 1632, 1596, 1496, 1463, 1295, 1155, 1142, 808, 758, 605, 527].

Claims

REVENDICATIONS
1 - Procédé de préparation du 2H-naphto[l,8-cd]isothiazole-l,l-dioxyde ou 1,8-naph- tosultame par cyclisation de l'acide 8-amino-l -naphtalènesulfonique au moyen de chlo¬ rure de phosphoryle, en présence de pyridine caractérisé en ce que :
a - on utilise de 1,5 à 2 moles de chlorure de phosphoryle et 0,05 à 0,3 mole de pyri¬ dine par mole d'acide 8-amino-l -naphtalènesulfonique et on opère au sein du toluène au reflux,
b - le milieu reactionnel est ensuite versé sur une solution aqueuse de potasse ou de soude et les phases aqueuse et toluénique sont séparées,
c - la phase aqueuse obtenue en b est maintenue à pH 6 à 8, à une température de 55°C à 80°C puis acidifiée et le précipité séparé,
d -le produit brut est traité avec du charbon actif au sein d'un solvant organique et sépare.
2 - Procédé selon la revendication 1 pour lequel dans l'étape a, on utilise 2 moles de chlorure de phosphoryle et 0,1 mole de pyπdine par mole d'acide 8-amιno-l -naphtalè¬ nesulfonique
3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 pour lequel dans l'étape a, le milieu reactionnel est chauffé au reflux pendant 2 a 5 heures
4 - Procède selon l'une des revendications 1 et 2 pour lequel dans l'étape a, le milieu reactionnel est chauffé au reflux pendant 3 heures.
5 - Procède selon l'une des revendications 1 à 4 pour lequel dans l'étape a, on opère dans 1000 a 4000 ml de toluène par mole d'acide 8-amιno-l -naphtalènesulfonique.
6 - Procède selon l'une des revendications 1 a 4 pour lequel dans l'étape a. on opère dans 3000 ml de toluène par mole d'acide 8-amιno-l -naphtalènesulfonique
7 - Procède selon l'une des re\endιcatιons 1 a 6 pour lequel dans l'étape a, on déshy¬ drate le mélange initial acide 8-amιnonaphtalene-l-sulfonιque/toluene par distillation azeotropique de 400 a 800 ml de toluène par mole d'acide 8-amιno-l-naphtalenesul- fonique 8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 pour lequel dans l'étape b, on utilise 5 à 10 moles de potasse ou de soude en solution dans 2000 à 2800 ml d'eau par mole d'acide 8-amino- 1 -naphtalènesulfonique.
9 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 pour lequel dans l'étape b, on utilise 9 moles de potasse ou de soude en solution dans 2230 ml d'eau par mole d'acide
8-amino-l-naphtalènesulfonique.
10 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 pour lequel dans l'étape b, après sé¬ paration des 2 phases, la phase toluénique résiduelle est extraite une deuxième fois au moyen d'une solution aqueuse de potasse ou de soude et les 2 extraits aqueux sont réunis.
11 - Procédé selon la revendication 10 pour lequel la deuxième extraction s'effectue au moyen de 0,5 à 1 mole de potasse ou de soude en solution dans 300 ml à 1000 ml d'eau par mole d'acide 8-amino-l -naphtalènesulfonique.
12 - Procédé selon la revendication 10 pour lequel la deuxième extraction s'effectue au moyen de 0,6 mole de potasse ou de soude en solution dans 500 ml d'eau par mole d'acide 8-amino-l -naphtalènesulfonique.
13 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 12 pour lequel dans l'étape c, la phase aqueuse est maintenue à une température de 55 à 80°C pendant 30 minutes à 3 heures.
14 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 12 pour lequel dans l'étape c, la phase aqueuse est maintenue à 60°C est maintenue 2 heures.
15 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 14 pour lequel dans l'étape c, la phase aqueuse est maintenue à pH 6 à 8 par addition d'un acide minéral.
16 - Procédé selon la revendication 15 pour lequel l'acide minéral est l'acide chlorhy¬ drique ou l'acide sulfurique.
17 - Procédé selon la revendication 15 pour lequel on utilise de l'acide chlorhydrique 4 à 12 N.
18 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 17 pour lequel dans l'étape c la phase aqueuse est maintenue à pH 7. 36884 PC17FR97/00533
19 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 18 pour lequel dans l'étape c, l'acidifi¬ cation s'effectue au moyen d'un acide minéral.
20 - Procédé selon la revendication 19 pour lequel l'acide minéral est l'acide chlorhy¬ drique ou l'acide sulfurique.
21 - Procédé selon la revendication 19 pour lequel l'acidification s'effectue au moyen d'acide chlorhydrique 4 à 12 N.
22 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 21 pour lequel dans l'étape c on acidifie à un pH de 3 à 5.
23 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 22 pour lequel dans l'étape d, le solvant organique est un mélange d'un solvant aromatique et d'un solvant cétonique ou alcoo¬ lique.
24 - Procédé selon la revendication 23 pour lequel les solvants sont choisis parmi le toluène, le xylène, l'acétone, la méthylethylcétone, le méthanol, l'éthanol et I'isopropa- nol.
25 - Procédé selon la revendication 23 pour lequel on utilise un mélange toluène-acé¬ tone.
26 - Procédé selon la revendication 25 pour lequel on utilise 1800 à 2200 ml du mé¬ lange toluène-acétone (90/10 en volumes) par molécule de 1 ,8-naphtosultame.
27 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 26 pour lequel dans l'étape d, le char- bon actif est éliminé par filtration sur célite.
28 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 27 pour lequel dans l'étape d, après traitement et filtration, on distille une partie du solvant pour récupérer le 1,8-naphto- sultame pur.
PCT/FR1997/000533 1996-04-02 1997-03-26 PROCEDE DE PREPARATION DU 2H-NAPHTO[1,8-cd]ISOTHIAZOLE-1,1-DIOXYDE WO1997036884A1 (fr)

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