BE448435A

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Publication number: BE448435A
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Description

" Procédé de préparation de dérivés organiques bifonction- nels d'urée "
La présente invention concerne un procédé de préparation de dérivés organiques bifonctionnels d'urée et il s'agit en l'es- pèce de la fabrication de composés de la formule générale :
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X-R-(NH-CO -NH-R' r)x-NH-CO -NH-R" -Y, dans laquelle R, R', R" désignent des radicaux organiques identi- ques ou différents, éventuellement substitués, surtout de nature aliphatique, donc par exemple le groupement (CH2)n, cette chaîne pouvant aussi être interrompue par 0, S, Se ou par un autre hétéro-atome, un groupe NE, un groupe NR, un groupe thio-urée, ester, amide ou anhydride, mais peuvent aussi être de nature cyclo-aliphatique, arylaliphatique, aromatique, hétérocyclique ou mixte, cependant que X et Y désignent les groupes amino et carboxyle ou hydroxyle et,

dans le cas spécial de la réaction

avec l'ammoniaque, signifient H. x peut désigner un nombre tel que 1, 2, 3, 4 etc.; n désigne les nombres 1 et suivants.

Selon le présent procédé, on obtient des diamines, des acides dicarboxyliques, des glycols, des amino-acides, des aminc alcools, des acides oxycarboxyliques et des urées, à poids molé- culaire relativement élevé, qui tous contiennent au moins un groupe urée dans leur molécule, et en plus chacun des radicaux organiques indiqués.

Des composés de ce type ont un très grand intérêt pratique ; seulement, ils ont souvent une activité physiologique qui les rend utilisables dans la fabrication des médicaments comme tels ou comme produits intermédiaires, mais on peut aussi, avec leur aide, arriver très facilement à des masses et articles façonnés complètement synthétiques de très grande valeur et, en partant de ceux-ci, par exemple à des fils ou des fibres artificiels qui possèdent d'éminentes propriétés quant à la technologie textile. De même, on tire de ces substan- ces des masses à presser, des résines pour laques, etc. de gran- de valeur.

Selon la présente invention, on arrive à ces dérivés bi- fonctionnels d'urée en mettant des composés de la formule géné- rale X-R-NH2 ou X-R-Z en réaction respectivement avec des compo- sés de la formule générale Z-R'-Y ou NH2-R'-Y. Dans cette syn- thèse, la réunion des molécules a lieu par condensation ou par polymérisation. Dans les formules générales, R, R', X et Y ont la signification déjà énoncée. Z est destiné à exprimer, de pré- férence, un groupe halogénylamide. Cependant, à côté de cela, Z peut encore désigner le radical isocyanate, chlorure d'acide isocyanique (chlorure d'isocyanyle), urée, ester carbamique (car bamate) ou chlorure d'acide carbamique (chlorure de carbamyle).

Pour la réalisation de ces dernières synthèses, il convier d'employer, d'une part, les oo-amino-alcools, les diamines et les acides oo-aminocarboxyliques, d'autre part, les amines,, les alcools ou les acides carboxyliques qui présentent en position oo un groupe Z, donc, de préférence, un groupe halogénylamide, isocyanate,chlorure d'isocyanyle, urée, ester carbamique ou

chlorure de carbamyle.

Comme variante du schéma exposé, on peut aussi faire réa- gir des urées simples alcoylées ou non alcoylées à partir d'ha- logénylamides dicarboxyliques en solution faiblement ammoniacale ou en solution alcaline avec des amines primaires ou secondaires.

Ces halogénylamides dicarboxyliques peuvent être obtenues par halogénylation des amides correspondantes. Elles sont les plus propres à la fabrication des dérivés d'urée mentionnés plus haut.

Il en résulte les possibilités suivantes quant à la syn- thèse de dérivés bifonctionnels d'urée : 1) Une diamine ou un oo-amino-alcool ou un acide oo -aminocar- boxylique peut être mis en réaction avec une amine de la formule générale Z-R'-Y (dans laquelle Y doit être égal à NH2). L'urée obtenue peut être condensée avec une deuxième molécule Z-R'-Y et le produit ainsi obtenu peut à son tour être mis en réaction avec une troisième molécule etc. On arrive par cette voie à des composés dont la molécule contient plusieurs groupes urée.

2) Les mêmes composés se forment d'une autre manière. A cette fin, on fait réagir des diamines avec des composés de la formule générale Z-R'-Z', dans laquelle Z et Z' désignent des groupes identiques ou différents choisis parmi les groupes susmentionnés- 3) Par réaction de diamines avec des composés des formules Z-R'-X et Z-R"-Y, dans lesquelles X et Y désignent un groupe amino, on arrive également à des dérivés bifonctionnels d'urée.

Dans ce cas, le produit intermédiaire obtenu chaque fois est une matière première ou produit de départ pour le produit de conden- sation supérieur. De cette manière, on peut arriver à des molé- cules filiformes, dont les différents membres sont séparés par des groupements urée.

4) On a encore la possibilité de condenser des composés de la formule générale X-R-Z avec NH2-R1-Z', le produit obtenu pouvant être condensé plus avant avec ùne diamine.

5) Les composés dont la molécule contient, outre le groupe Z, un groupe amino, ont une tendance à la polycondensation ou à

la polymérisation. Si, toutefois, cette tendance est indésirable, il faut que le groupe amino soit protégé, éventuellement par sa- lification, ce qui toutefois présuppose, d'autre part, que la réaction doit avoir lieu avec une base plus faible, car autre- ment le blocage du groupe amino devient précaire.

6) En outre, les halogénylamides dicarboxyliques peuvent réa- gir avec l'ammoniaque ou avec des amines primaires ou secondai- res. Il en résulte la formation de la diurée correspondante.

En résumé on peut donc dire que la synthèse des composés indiqués plus haut peut avoir lieu dans une direction ou dans deux directions. Dans les tableaux suivants,,les deux sortes de synthèse seront prises en considération et exprimées, c'est-àdire:
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et inversément
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etc.
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etc.

La réaction même a lieu, selon les composants de réaction, dans un solvant aqueux ou organique, mais aussi dans la masse fondue, éventuellement moyennant addition d'accélérateurs et de substances abaissant le point de fusion. Dans quelques cas, on doit même travailler en autoclave. En général, ceux des composé susdits du groupe Z qui réagissent le mieux sont ceux qui pré- sentent le Z sous forme du groupe hlogénylamide ou isocyanate.

Comme la réaction de ce groupe avec le groupe amino de l'autre

molécule n'a pas lieu comme condensation et qu'il ne se produit donc aucune élimination d'un radical inorganique ou organique tel qu'eau, halogénure d'hydrogène (H Hal) ou alcool, mais au contraire une pure addition, on n'a besoin non plus d'aucune mesure spéciale, comme celles qui seraient nécessaires par exem- ple en cas de dégagement d'hydracides halogènes (H Hal).

Il y a encore lieu de faire remarquer que l'on peut enco- re interrompre ou séparer la synthèse de ces composés par d'au- tres réactions que celles revendiquées ici; ainsi par exemple par l'incorporation d'un groupement urée, amide, ester ou anhy- dride.

Avant que le procédé selon l'invention soit mis en lumiè- re à l'aide de quelques exemples, un certain nombre des compo- sés convenant aux présentes réactions vont être énumérés : oo-amino-alcools aliphatiques, aromatiques, alicycliques et hétérocycliques (co-amino-heptanol, éthanolamine, aminocrésols, aminonaphtols), diamines (tétra-, octa-, déca-, hexaméthylène- diamine, m-phénylène-diamine), acides oo-aminocarboxyliques (glycocolle, acide epsilon-aminocaproîque, acide p-aminobenzol- que);

d'autre part, des composés bivalents dont un groupe réac- tif est soit un groupe amino, oxy ou carboxyle et/ou l'autre groupe ou les deux groupes sont un radical halogénylamide, iso- cyanate, chlorure d'isocyanyle, urée, ester carbamique ou chlo- rure de carbamyle (acide 1-amino-éthylène-2-carbamique-epsilon-
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caproique, 1,6-oqrhexaméthylène-carbamiàe, chlorylamide adipi- que, chlorylamide pimélique, chlorylamide azélaique, chloryl- amide sébacique, diisocyanate d'hexaméthylène, hexaméthylène-
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diméthylène-uréthane.symétrique etc.).

En développant encore le procédé, on a constaté, selon l'invention, que l'on peut faire réagir avec les groupes ter- minais cités en premier lieu, outre les groupes amino encore, d'une manière tout à fait générale et de la même façon, des composés qui portent un atome d'hydrogène actif sur l'azote.

A cette classe de composés, qui sont caractéristiques de la présente demande de brevet, appartiennent l'urée ou la thio- urée et leurs dérivés monosubstitués, ainsi que les amidines

@ les guanidines, les aminoguanidines, les hydrazines, les semi- carbazides et leurs dérivés alcoylés et arylés.

La réalisation de ces réactions s'effectue, selon l'inve= tion, de la même manière que la réaction avec les substances contenant des groupes amino.

Lorsqu'on emploie des urées, on obtient des biurets substitués; avec les amidines on obtient des carbamino-uréides substitués ; avec les guanidines, des uréido-amidines substituées en conséquence; avec les hydrazines, des semi-carbazides substi- tués ou des diurées substituées ; avec les semi-carbazides, des diurées substituées ou des amino-biurets substitués par N etc.

L'emploi de produits de ce type est analogue à celui des urées substituées. Leur importance principale réside dans leur transformation ultérieure en produits de condensation à poids moléculaire élevé, qui peuvent être employés comme résines ar- tificielles, de préférence comme matière première pour les ar- ticles ou produits artificiels, tels que fils, filaments ou fibres, séparément ou en combinaison avec d'autres substances génératrices de fibres, fabriquéesartificiellement ou naturel- les.

Les exemples qui vont suivre ne signifient aucune limita- tion de quelque nature que ce soit par rapport à ce qui est ré- vélé ici.

EXEMPLES.

1. Dans une solution aqueuse et diluée d'ammoniaque, re- froidie à la glace et employée en grand excès, on introduit, en agitant énergiquement, de la chlorylamide adipique. La majeure partie de celle-ci passe en solution, cependant qu'une quantité plus faible du produit de la réaction précipite. On sépare en- suite par filtration, on évapore le filtrat, on réunit le rési- du au résidu du filtre et l'on extrait à l'acide acétique cris- tallisable. On obtient ainsi la tétraméthylène-urée.

2. Dans une solution de 2,2 moles (molécules-grammes) d'éthylamine, on laisse couler de la lessive de soude goutte à

goutte de façon qu'il règne constamment une réaction faiblement alcaline. En même temps, on introduit par petites portions, en agitant énergiquement, 1 mole de chlorylamide adipique. On main- tient la température du mélange réactionnel à environ 50-60 . La tétraméthylène-diéthylurée qui se forme est partiellement solu- ble dans l'eau. On sépare par filtration, on évapore le filtrat et l'on réunit le résidu au résidu du filtre et l'on recristal- lise avec de l'alcool propylique. On obtient ainsi des cristaux blancs en forme d'aiguilles.

3. En partant de 55 g d'acide epsilon-aminocaproique et de 16,8 g d'hydroxyde de sodium, on prépare le sel de sodium en solution aqueuse. On introduit ensuite goutte à goutte dans la solution à environ 60 une lessive de soude contenant 16 g d'hy- droxyde de sodium dissous, et cela assez rapidement pair que le liquide réactionnel ait toujours une réaction faiblement alcali- ne. En même temps, on introduit par petites portions 44 g de chloryldiamide adipique. Au cours de cette réaction, le liquide réactionnel s'échauffe. A la fin de la réaction, on additionne le mélange réactionnel de charbon actif, on le fait bouillir, on le sépare à la trompe, on rend le filtrat acide au oongo au moyen d'acide chlorhydrique, et l'acide 1,4-tétraméthylène- diurée-NN'-caproïque formé précipite.

L'acide peut être recris- tallisé dans l'aoide acétique cristallisable. Le rendement s'élève à 87,3%. La substance se décompose, sans fusion préala- ble, à 180-182 .

4. On chauffe à l'ébullition au réfrigérant à reflux pendant 2 heures 100 g de tétraméthylène-diméthyluréthane et 160 g d'éthylène-diamine. Ensuite, les cristaux précipités sont séparés à la trompe et recristallisés dans l'alcool propylique.

On obtient ainsi de la 1,4-tétraméthylène-di-#- aminoéthylurée.

Par addition de chlorure de phényldiazonium à une solution alcaline de la substance obtenue, on obtient un colorant jauneµ orangé.

5. On dissout 60 g de glycocolle dans 750 cm3 de lessive

de soude aqueuse 2 normale. Dans la solution, on introduit ensuite à environ 60-70 , 85 g de chloryldiamide adipique, ce qui a pour effet d'échauffer le liquide réactionnel. Dès que toute la chlo- ryldiamide adipique a été ajoutée, on additionne le mélange réac- tionnel de charbon actif, on le fait bouillir, on le filtre à chaud, on acidifie le filtrat avec HCl jusqu'à réaction acide au congo, ce qui produit la précipitation de l'acide 1,4-tétraméthy- lène-urée-diacétique. Le rendement s'élève à 60,5.

6. On chauffe pendant longtemps 2 moles d'éthanolamine, avec ou sans addition d'eau, avec une demi-mole de diisocyanate d'hexaméthylène, tout en ajoutant moins de 0,1 g de nitrate ammo- nique. Du mélange réactionnel on peut isoler l'hexaméthylène- diéthanolurée.

7. On fait fondre une mole de 1-aminoéthylène-2-méthyl- uréthane et 2 moles d'acide p-aninobenzoique pendant plusieurs heures à 110 . Du produit de la réaction, qui est brun, on tire
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la N-,13 -aminoéthyl-N' -p-carbamide benzoique.

8. Dans une solution aqueuse, refroidie à la glace, de 2,2 moles du sel sodique de la chlorylamide adipique, on intro- duit la quantité équivalente de chlorure de magnésium. On obtient ainsi le sel de magnésium. On filtre la solution à froid et on l'additionne de la quantité d'urée qui y est soluble, et même uti lement d'un petit excès, de façon qu' il reste un petit dépôt. En même temps, on ajoute goutte à goutte une solution diluée aqueuse de soude caustique de façon que la réaction du liquide soit tou- jours faiblement alcaline. On acidifie ensuite à froid, on filtre, on évapore le filtrat, on réunit au résidu du filtre et l'on ex- trait à l'ester acétique (acétate d'éthyle). On obtient ainsi le tétraméthylène-dibiuret.

REVENDICATIONS.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

============== 1. Procédé de fabrication de dérivés organiques bifonc- tionnels d'urée de la formule générale : X - R - (NH - CO- NH - R')x- NH - C0 - NH- R" - Y, dans laquelle R, R', R" désignent des radicaux aliphatiques, ali- <Desc/Clms Page number 9> cycliques, arylaliphatiques, aromatiques ou hétérocycliques, substitués ou non, identiques ou différents, mais en particulier la chaîne (CH2)n, qui, éventuellement, peut être interrompue par 0, S, Se ou un autre létéro-atome, le groupe iminoîque, urée, thio- urée, amide, ester ou anhydride , cependant que X et Y désignent le groupe amino, hydroxylique ou carboxylique et x peut avoir les valeurs 1, 2, , 4 etc., de préférence 4 ou plus mais jamais 0, et n, les valeurs 1, 2,3 etc,

caractérisé en ce qu'on fait réa- gir des composés de la formule générale X-R-Z avec des co-anino- alcools, des diamines ou des acides co-aminocarboxyliques ou avec des composas de la formule NH2-R'-Z, éventuellement de nou- veau avec un tel composé et enfin de nouveau avec des co-amino- alcools, des diamines ou des acides co -aminocarboxyliques, ou en ce qu'on procède en succession inverse, le groupe Z désignant un groupement formant de l'urée avec des groupes amino, tel que le groupe isocyanate, mais, do préférence, le groupe halogénylanide, chlorure d'isocyanyle, ester carbamique, amide carbamique ou ohlo- rure de carbamyle, 2.

Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce qu'or- fait réagir des halogényldicarbonamides dans un excès d'une solution ammoniacale ou en solution alcaline avec des amines pri- maires ou secondaires.

3. Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce qu'on fait réagir des composés de la formule Z-R-Z, dans laquelle Z désigne de préférence le groupement halogénylamide, avec-des co-amino-alcools, des diamines, des acides co-aminocarboxyliques ou avec de tels composés aminés qui portent en position co un group.

Z, et ces derniers éventuellement avec des composés identiques ou ceux-ci finalement avec des co-amino-alcools, des diamines ou des acides co-aminocarboxyliques.

4. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'on fait réagir des diamines avec les com- posés Z-R-X, ou Z'-R'-Y ou d'abord avec des composés, dans les- quels X et y désignent le groupe amino, et ensuite avec les com- posés mentionnés en premier lieu, dans lesquels X et Y désignent @ <Desc/Clms Page number 10> maintenant le groupe hydroxyle ou carboxyle.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1,3 et 4, caractérisé en ce qu'on opère la réaction en solution a- queuse ou organique... ou, de préférence, dans une masse fondue des composants, éventuellement en ajoutant des accélérateurs ou des corps abaissant la température de fusion.

6. L'application du procédé selon les revendications précédentes à la préparation de composés azotés organiques, caractérisée par la réaction de N-halogène-amides substituées ou d'isocyanates substitués, de chlorures d'isocyanyle, d'urée, d'esters carbamiques (carbamates) ou de chlorures de carbamyle avec des composants de réaction qui présentent un groupe termi- nal possédant un atome d'hydrogène actif, se trouvant sur l'azote.

7. Procédé selon la revendication précédente,caractérisé en ce que, comme composants de réaction,on emploie l'urée ou la thio-urée ou leurs dérivés N-substitués, les amidines, les guanidines, les aminoguanidines, les hydrox@@nes, les semi-car- bazidos ou leurs dérivés alcoylés ou arylés .

8.A titre particulier, mais non limitatif, les modes de réalisation du procédé selon l'invention tels qu'ils sont dé- crits plus haut,comme exemples, sous 1 à 8.

9. Dérivés organiques bifonctionnels d'urée obtenus par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.