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PERFECTIONNEMENTS AUX COMPOSES INSECTICIDES POLYCYCLIQUES ET A LEURS
PROCEDES DE FABRICATION.
La présente invention se rapporte à des compositions nouvelles douées d'une toxicité élevée et-imprévisible envers les insectes et en particulier ceux qui ne sont que peu affectés! .'par les hydrocarbures halogénés et leurs dérivés utilisés jusqu'ici.
Le brevet belge n 486.602 déposé le 31 décembre 1948 se rapporte à un groupe d'hydrocarbures halogénés polycycliques et à leurs dérivés ainsi qu'aux procédés de préparation des composés nouveaux de ce genre, produits qui présentent non seulement une activité insecticide exceptionnelle- ment élevée mais une stabilité absolument remarquable vis-à-vis des réactifs qui dégradent d'habitude facilement les'insecticides halogénés organiques déjà connus.
La présente invention se rapporte plus particulièrement à des pm duits nouveaux faisant partie du groupe ci-dessus constitué par les hydrocar- ' bures halogènes polycycliques et leurs dérivés, produits qui possèdent en plus des propriétés communes à de tels composés, les propriétés nouvelles signalées ci-dessus à un degré si prononcé qu'ils sont particulièrement appropriés et intéressants pour combattre les variétés d'insectes, peu affectés par un grand nombre ou 'la prupart des composés du groupe dont ils font partie.
La présente invention a pour objet - la production de produits organiques possédant une activité insecticide élevée ; - la production d'un groupe de composés organiques insecticides actifs qui sont stables dans les conditions normales d'utilisation vis-à-vis de l'action dégradante des acides et des;alcalis;
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- la production d'une catégorie de composés stables et actifs comme insecticides possédant à un degré variable une activité insecticide permanente; ' @ @ - la production de produits organiques très actifs comme insecti- cides en ce qui concerne des races d'insectes qui ne sont généralement,que peu sensibles aux insecticides halogénés organiques déjà connus ;
- les procédés de production de ces produits toxiques insecti- cides nouveaux et efficaces; - et enfin d'autres objets, caractéristiques, possibilités-, et avantages que comporte -.la présente invention et qui apparaîtront au cours de là description qui va suivre.
La présente invention se rapporte à des composés nouveaux conte- nant de 2 à 5 anneaux de bicyclo-(2,2,1)-heptane reliés en'ligne, la liai- son étant réalisée par des ponts établis entre deux atomes de carbone des anneaux à double* cycle, configuration qui produit une structure présentant deux anneaux atomiques terminaux à 5 atomes de carbone, anneaux dont l'un est caractérisé par la présence d'une double liaison dans le pont formé par deux' atomes de carbone ne faisant pas partie de la liaison et par le remplacement intégral de l'hydrogène par l'halogène snr ses 5 atomes de carbone, l'autre étant caractérise/par la présence d'au moins un composant,à deux valences au maximum,relié à chacun des deux atomes de carbone du pont formé par les deux atomes de carbone ne participant pas à la liaison.
'La prés;ente invention a encore pour objet le procédé de prépara- tion des composés nbuveaux contenant de 2 à 5 anneaux de bicyclo-(2,2,1)-hep- tane reliés en ligne, procédé qui consiste à faire réagir un diène cyclique et un diène polycyclique diènophile afin de donner naissance à un composé polycyclique dans lequel la liaison s'opère sur-les.ponts atomiques formés par deux atomes de carbone des anneaux bicycliques avec formation d'une con- figuration contenant deux' anneaux atomiques terminaux à 5 atomes de carbone;
à choisir les réactifs de manière à introduire une double liaison dans !.--la pont atomique à deux carbones ne faisant pas partie de la liaison moléculaire entre l'un des anneaux de 5 atomes de carbone terminaux et un halogène fixé sur chacun des 5 atomes de carbone qu'il contient; et à fixer au moins un composant ayant au maximum deux valences sur chacun des deux atomes de carbone du pont atomique à deux atomes de carbone ne participant pas à la liaison,pont qui fait partie de l'autre anneau terminal carboné à 5 atomes de carbone.
Bien que l'on ait découvert dans ces dernières années un certain nombre d'hydrocarbures ou de dérivés simples, d'hydrocarbures halogénés qui possèdent à un degré élevé la propriété d'être toxiques pour des catégories différentes d'insectes, tous ces produits comportentdes limitations qui réduisent en une mesure plus ou moins grande leur utilité et leurs possibili- tés d'application. Ainsi, sauf pour les composés faisant .2 - de la deman- de de brevet ci-dessus, tous les produits toxiques insecticides halogènes or- ganiques connus jusqu'à ce jour possèdent la'tendance de perdre de l'halogène, et par conséquent, leur activité insecticide.
On constate même que tous les toxiques: dérivés d'hydrocarbures ha- logénés découverts jusqu'à ce jour, bien qu'extrêmement efficaces contre beaucoup de'variétés d'insectes nuisibles, sont d'un effet limité ou faible lorsqu'on veut combattre d'autres espèces d'insectes également indésirables.
Ce fait n'est pas lui-même particulièrement surprenant en-'raison du nombre é- norme des catégories d'insectes que l'on connaît et-en raison des grandes dif- férences qui peuvent exister entre elles. Il n'est, par conséquent, guère sur- prenant qu'il n'existe pas de produit insecticide unique pouvant être utilisé pour combattre avec succès toutes les espèces d'insectes.1
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il est déjà plus difficile d'admettre que le fait que certaines classes très larges d'insectes nuisibles possèdent une immunité sensible par rapport à tous les -toxiques insecticides halogénés que l'on avait découverts préalablement, y compris ceux faisant l'objet des demandes de brevet mentionnées ci-dessus.
La demanderesse découvert que certaines classes d'insectes qui, jusqu'à présent, n'étaient pas attaquables par l'application des toxiques dérivés d'hydrocarbures halogènes,, sont fortement attaqués par les composants nouveaux faisant l'objet de la présente invention:
Etant donné que l'on a-constaté que ces classes d'insectes présentaient jusqu'à présent une résistance relative aux composés de ce type général, le fait qu'ils sont attaqués par les composés nouveaux de l'invention est à la fois nouveau et non prévisible. En lui-même, le fait est encore plus surprenant étant donné que les composés nouveaux ressemblent tout à fait par leur.'structure à ceux faisant l'objet de la demande de brevet citée cidessus ; ils constituent en effet des stéréoisomères des composés qui en font l'objet.
Aussi, les isomères ou les composés nouveaux ci-dessus, bien que possédant une activité insecticide d'un ordre très élevé, ontleurs atomes de carbone attachés d'une manière si solide qu'ils restent stables sous des conditions d'alcalinité qui obligeaient les matériaux insecticides halogénés connus précédemment à perdre de l'halogène et, simultanément, leur activité.
La nouveauté de la découverte de la:demanderesse réside dans le fait que le produit que l'on obtient lorsqu'on' fait réagir le cyclopentadiène avec le 1,2, 3,4,7,7-hexahalobicyclo--(2,2,1)-2,5-heptdaiène au moyen de la réaction dite de Diels-Alder est différent du produit que l'on obtient lorsqu'on met en oeuvre une réaction similaire entre l'hexahalocyclopentadiène et le bicyclo-(2,2,1)- 2,5-heptadiène.
On obtient les produits nouveaux conformes à la présente invention soit directement en faisant réagir une à quatre moles d'un cyclopentadiène avec le 1,2,3,4,7,7-hexahalobicyclo-(2,2,1)-2,5-heptadiène, ou en faisant réagir une mole d'hexahalcyclopentadiène avec un diène polycyclique contenant au maximum 4 systèmes annulaires de bicycloheptane accolés, ou indirectement par la transformation ultérieure de tels produits obtenus en premier lieu.
Dans les composésnouveaux ainsi obtenus, le squelette de base carboné comporte une série d'anneaux de bicyclo-(2,2,1)-heptane accolés linéairement ne dépassant pas 5,la fusion étant réalisée au moyen des ponts afomiques de deux atomes de carbone faisant partie des anneaux bicycliques, afin de donner naissance à une structure contenant deux anneaux d'atomes de carbone terminaux à 5 atomes de carbone, dont chacun est caractérisé par la présence d'une liaison éthylénique dans son pont carboné à deux atomes ne faisant pas partie de la soudure. Le squelette de base des atomes.de carbone représenté dans -un plan correspond par conséquent à la conception représentée ci-dessous.
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Les composés nouveaux présentent, en,outre, 'les 'caractéristiques structurales particulières suivantes. L'un des deux anneaux terminaux carbo- nés à 5 éléments contient une doube liaison dans le pont formé'par deux atomes de carbone ne faisant pas partie de la soudure et porte sur ses atomes de car- bone uniquement des atomes d'halogène qui., en général, sont tous de la même -
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nature ou formés par des atomes comportant plus d'un seul genre d'halogène; les atomes d'halogène ainsi présents sont, de préférence des atomes dont les nombres atomiques sont compris entre 16.,et,--36,, soit d'une catégorie englobant le chlore et le brome;
l'anneau '.carbone terminal subsistant comporte 5 atomes de carbone et contient au moins un composant monovalent rattaché à chacun des deux atomes de carbone formant le pont atomique à deux atomes de carbone ne participant pas à la soudure.
Bien que la description ci-dessus des composés nouveaux de l'invention caractérise le second anneau terminal à 5 atomes de carbone èomme con-.. tenant au minimum un composant monovalent attaché à chacun des deux atomes de carbone formant le pont atomique à deux atomes ne participât pas à la soudure, il peut contenir en fait deux de ces composants monovalents attachés à chacun des deux atomes en question. Ces deux atomes de carbone peuvent également être reliés au moyen d'une double liaison à là place d'une simple liaison unique ; dans ce cas, naturellement, chacun d'eux portera additionnellement un seul composant monovalent seulement.
Les deux atomes de carbone du pont atomique à deux atomes de carbone formant une partie du deuxième anneau terminal à 5 atomes de carbone peuvent également comporter un composant épatomique, dans ce ces également, un seul composant monovalent se trouvera donc rattaché à chacun des atomes de carbone du pont atomique à deux atomes de carbone.
Le terme "composant épatomique employé ci-dessus se limite généralement à un atome d'oxygène formant époxyde, à un atome de soufre relié de même manière, à un atome d'azote reliéde même manière, et à des groupes contenant des atomes de soufre .ou d'azote reliés de la manière au système annulaire carboné à l'aide de ces atomes.
Cette liaison comporte par conséquent, généralement'-les'-atomes et groupes d'atomes ci-dessous lorsqu'ils sont attachés à chacun des deux atomes de carbone voisins qui se recontrent dans une chaîne d'atomes de carbone ou dans une structure annulaire :
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R représentant tous les atomes ou radicaux monovalents qui peuvent, selon l'u- sage bien connu des spécialistes, être rattachés à des atomes de soufre ou d'azote, tels que par exemple, les groupes alkyl, les groupes aryl, et beau- coup d'autres groupes analogues, y compris le cas échéant leurs dérivés non saturés et substitués.
Dans un but de représentation sous forme générale dans des formules de structure, on désigne ci-après le groupe épatomique par l'expression.
>ep ce groupe étant toujours rattaché à deux atomes de carbone voisins selon le schéma ci-après :
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- Le nombre d'anneaux de bicycloheptane soudés ensemble présents dans la molécule est déterminé par le nombre de moles de cyclopentadiène ayant réagi avec le diène polycyclique halogéné. Lorsqu'on fait réagir les deux réactifs en une proportion de molécule à molécule,. la molécule nouvelle ne peut contenir uniquement que deux anneaux de bicycloheptane soudés en- semble.'
Le cyclopentadiène choisi pour la mise en oeuvre de-la réaction
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peut être le cyclopentadiène lui-même ou un cyclopentadiène substitué, tel que par exemplele méthyl cyclopentadiène, le diméthyl-cyclopentadiène, etc..
On peut introduire dans ce but des substituants variés d'alkyl, de cycloalkyl., d'aryl-alkyl et d'aryl et leurs dérivés dans le ou les anneaux non halogénés. entrant dans la composition des produits nouveaux conformes à l'invention.
Dans un but de simplification, on nomme ci-après tous ces groupes, groupes "alkyl", l'expression "alkyl" n'étant pas utilisée dans un sens limité sauf mention contraire.
On peut obtenir des dérivés halogénés dans lesquels l'halogène est rattaché à d'autres atomes de carbone que ceux qui constituent le pont de deux atomes de carbone ne participant pas à la soudure de l'anneau ter- minal à 5 atomes de carbone non halogéné à l'origine en soumettant à l'halogé- nation les composés primaires qui prennent naissance dans la réaction dite de Diels-Alder. Consécutivement à l'halogénation, l'application des procédés courants de production d'esters,. d'alcools et d'éthers à partir des composés halogénés, peut donner naissance à d'autres composés nouveaux entrant dans - le cadre de la présente invention.
Entrent également dans le cadre de la présente invention, les com- posés que l'on obtient par l'addition de réactifs variés suif la liaison éthy- lénique de l'anneau terminal non halogène à 5 atomes de carbone. Ainsi, par exemple, peut-on additionner de l'acide acétique sur la double liaison de l'anneau non halogéné, en présence d'acide sulfurique, en vue de donner nais- sance à un dérivé acétoxy du composé visé. Ce dérivé acétoxy peut être hy- @ drolysé en vue de la production d'un alcool et l'alcool ainsi ob tenu peut être oxydé ultérieurement pour donner naissance à une cétone.
On peut ad- ditionner de la même manière des atomes d'halogène à la double liaison men- tionnée ci-dessus afin de donner naissance à des dérivés dihalogénés du com- posé initial,ou vice-versa, additionner les acides halogénés (HX) à la double liaison, afin de produire des dérivés monohalogénés du composé ini- tial. On peut additionner de la même manière de l'hydrogène à la double liai.- son pour donner naissance aux dérivés dibydrés. On doit noter que dans toutes ces réactions, la double liaison-' contenue dans l'anneau terminal halogéné reste inaltérée.
Tous ces dérivés ayant pour base les produits d'addition formés à l'origine d'après la réaction dite de Diels-Alder et les composés d'addition de même nature qui sont facilement accessibles aux techniciens comme suite à l'exposé ci-dessus, entrent sans exception dansée ..cadre de la présente inventiono Un intérêt et une importance particuliers reviennent à la réaction qui a lieu entre la double liaison active mentionnée ci-dessus et un paracide, réaction qui donne lieu à la formation d'un "époxyde"o
On peut représenter schématiquement les composés conformes à la, présente invention par la formule de structure suivant :
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. formule dans laquelle X représente un atome d'halogène, n un nombre entier compris entre 0 et 3 inclus, m et p un nombre entier compris entre 0 et 4 inclus, et Y et Z sont de préférence, mais non nécessairement,, pris dans le groupe formé par les atomes et les radicaux monovalents : -H, (-R, @-C1, -Br, -I, -OH, -OR, -SH, -SR, -NH2, -NHR, -N(R)2, - N(R)3, R-CO-, R-C-O-, COOH, -COOR, ou -C=N et "a" et "b" représentent des liaisons reliées à des atomes et des radicaux monovalents pris parmi le groupe défini ci-dessus ou parmi n'importe quel autre correspondant. Lorsque "a" et "b" sont reliés entre eux,une deuxième double liaison peut être introduite le cas échéant dans le composé annulaire polycyclique représenté ci-dessus.
Parmi le groupe d'atomes et de radicaux déjà mentionnés, R re- présente un radical hydrocarburé saturé, un radical hydrocarbure non saturé, un dérivé substitué d'un radical hydrocarbure saturé ou un dérivé substitué d'un radical hydrocarbure non saturé. Rl et R2 représentent dans la formule de structure ci-dessus, un ou plusieurs atomes d'halogène, ou un ou plusieurs radicaux de substitution tels qu'ils sont définis ci-dessus pour R, radicaux qui peuvent être rattachés aux atomes deçcarbone formant les anneaux repré- sentés sur la formule de structure déjà indiquée.
Dans un but de simplification, on a représenté les substituants contenus dans les cycles ou anneaux à 5 atomes de carbone autres que ceux qui constituent les anneaux terminaux complètement halogénés par le symbole R et R2, m pouvant être un nombre entier compris entre 0 et 4 inclus. m p
Il est possible que plus d'un de ces substituants du type R soient rattachés aux atomes de carbone du cycle pentacarboné, le nombre de groupes ainsi rat- tachés étant déterminé par l'importance des nombres entiers qui correspondent à m et p.
Les valeurs de m et p déterminent ainsi le nombre des substituants contenus dans chaque cycle, chaque atome de carbone doit être rattaché soit à un substituant, comme défini ci-dessus, soit '9- un.atome d'hydrogène, le- nombre d'atomes d'hydrogène restant rattachés à des atomes de carbone dans chaque cycle à 5 atomes de carbone est donné par la valeur de (4-m). Le nombre de ces groupes du type R peut augmenter lorsqu'on utilise des cyclopen- tadiènes substitués dans la préparation des diènophiles polycycliques dont on peut considérer que dérivent certains.
des composés nouveaux faisant l'ob- jet de la présente invention,à titre de produits résultant de réactions d'halogénation ou à titre de produits provenant d'autres réactions utilisées pour introduire de tels groupements dans l'anneau à 5 atomes de carbone con- sidéré, Ils peuvent également augmenter en importance par l'utilisation de cyclopentadiènes substitués dans la réaction des diènes de ce genre avec le
1,2,3,4,7,7-hexahalobicyclo- (2,2,1)-2,2,1)-2,5-heptadiène.
Pans la formule représentée ci-dessus, les symboles G et T peuvent représenter également un ou plusieurs substituants pris parmi le groupe constitué par l'hydrogène,,\ les atomes d'halogène, -R et =R. -R pos- sède alors la même signification que celle définie ci-dessus; =R représente un radical alkylidène ou cycloalkylidène saturé ou non saturé ou 1-'.un de ses dérivés substitués. On désigne par l'expression 'radical alkylidène" un ra- dical du type général.
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symboles dans lesquels R conserve. le sens défini précédemment. On désigne par l'expression "radical cycloalkylidène" un radical ayant la structure
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n représentant n'importe quel nombre entier égal ou Plus,.grand que 1.
Lorsque les symboles G et T représentent des radicaux alkylidènes
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ou cycloalkylidènesy d'autres groupements ne se trouvent pas rattachés aux atomes de carbone endométhaniques. Dans tous les autres cas, deux des autres membres du groupe indiqué ci-dessus choisis indépendamment peuvent être rattachés à cet atome de carbone.
On peut encore donner plus d'importance aux substituants du type alkylidène et cycloalkylidène en utilisant les fulvènes dans la préparation
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des diënophiles -polycycliques dont on peut considérer que dérivent les compo- sés nouveaux conformes à la présente invention, ou,en faisant réagir les ful- vènes avec les hexahalob.cYcloheptad3ènes. On peut augmenter l'importance des autres membres du groupe de la même manière que celle décrite ci-dessus en ce qui concerne R1 et R2.
Il est évident peur le spécialiste que l'on peut procéder à la sé- lection des atomes et radicaux monovalents parmi le groupe décrit ci-dessus pour leur rattachement aux liaisons "a" et "b" et à la place de Y et Z, de telle manière que l'on obtienne des composés instables. Ceci sera le cas, par exemple, lorsque le symbole Y représente un radical hydroxyl et lors- que la liaison "a" est simultanément rattachée à un radical hydroxyle Dans ce cas, le composé représenté sera en fait privé de la possibilité d'exister étant donné que la configuration envisagée perdra les éléments de l'eau pour former une cétone.
Il entre dans les intentions de la demanderesse que tous les composés stables que l'on peut obtenir par suite de la stabilisation des nombreux composés que l'on peut représenter au moyen de formules de structure générales déjà mentionnées par suite d'une élimination de H2O, de HOR, de H2S,
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de SHR, de NH3, de PlHZR, de lIR2 ou d'halogénures d'hydrogènes, entrent dans le cadre de l'invention. ' '
On doit nonter que dans d'autres pas la sélection des produits appropriés faisant partie du groupe conduit à des composés qui d'après les procédés courants de la chimie organique doivent réagir facilement avec des ré-
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actifs simples en donnant lieu à 3.'éliminatic3r ds:.m.ents qui composent l'H20 le HOR, le SHR, le NH3; le iH3' le NH Re le TH.2 ou les halogénures d'hydro- gène et donnent lieu à la formation de dérivés nouveaux.
Il en serait ainsi, par exemple, si "a" et "b" étaient rattachés chacun à un atome d'hydrogène et si Y et Z étaient rattachés respectivement à un atome d'halogène et à un radical hydroxyl. L'halohydrine obtenue formerait dans ce cas un dérivé é- poxy par suite de l'élimination des éléments de l'halogénure d'hydrogène lors du traitement par un alcali. Tous les dérivés de la structure représentée que l'on peut obtenir théoriquement par l'élimination des éléments de 1 H2O,
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de HORf de fl2Sy de SHR, de NH3' de 1VH2R de NHR 2 ou d'halogénures d'hydrogène, entrent par conséquent spécialement dans le cadre de la présente invention, quels que puissent être les procédés employés pour leur préparation.
On a reconnu de même,, qu'une telle sélection des atomes et groupes monovalents conduit dans certains cas à des composés qui sont en général plus stables et qui peuvent alors exister sous la forme de modifications tautomères de configurations structurales ainsi représentées.'. Cela. peut être le cas, par
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exemple, lors,que Y représente un radical bydroxyly.et lorsque les liaisons "a" et "b" sont rattachées l'une à l'autre pour former une-nouvelle double liaison.
Dans ce cas, le composé,représenté par la configuration de structure déjà mentionnée est une cétone. -Les composés stables'qui'résultent de tous les arrangements tautomères ainsi réalisés, entrent également explicitement dans le cadre de la présente invention.
'
On peut représenter le produit de réaction que l'on obtient lors-
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qu'on fait réagir une molécule 123)437t7*'Jsxachlorobioyolo-(2,2,l)-2y5"hepta- diène avec une molécule de eyelopentaàiène ou lorsqu'on fait réagir une molé-
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cule de hexachlQj..'ocyclopentadiàne avec une .molécule de 't)icyclo-(2eZ51)-255- heptadiène par la formule de structure plane ci-dessous
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De même, lorsqu'on traite les produits initiaux représentés.ci- dessus par un peracide et que l'on transforme ainsi les dérivés nouveaux ob- tenus en époxydes, on peut représenter les nouveaux dérivés obtenus par la formule de structure plane suivante ;
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Ces configurations structurales planes représentent, comme il est dit, les deux produits primaires que l'on obtient lorsqu/on fait réagir une molécule de hexachlorocyclopentadiène avec une molécule de bicyclo-(2,2,1)- 2,5-heptadiène et lorsqu'on fait réagir une molécule de cyclopentadiène avec
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une molécule de 12$394g'7-hexachlorobicyclo-(22,.)-2'S-heptadiène et les deux époxydes que' 1'onobtient lorsque l'on transforme chacun des produits primaires en époxydes. Cependant chacun des deux composés représentés par une formule de structure graphique est physiquement et chimiquement différent de l'autre.
Aussi,, pour mettre en évidence et pour expliquer les différences qui existent entre les composés que l'on peut représenter pratiquement par les configurations structurales. ci-dessus, il est nécessaire de discuter brièvement les configurations stéréochimiques des composés de ce genre.
Lorsqu'on considère un bicycloheptène simple tel que le composé
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on admet généralement que les quatre atomes de carbone 2,3,3 et 6 peuvent être situés dans le plan du papier, les atomes 1 et 4 étant situés au-dessus et 1-la- tome de carbone 7 étant situé encore au-dessus des atomes 1 et 4. On pense que les liaisons qui relient les atomes H et X et H et Y aux atomes de carbone 2 et 3 sont alors disposées' au-dessus et au-dessous du pian du papier.
Par conséquent, la structure plane II correspond à trous stéréoisomères (-sans tenir compte d'une isomérie optique); ces trois structures steréoismères peuvent être représentées par les dessins en trois dimensions suivants
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Si X et Y représentent tous deux des atomes de chlore -en concordance avec la nomenclature utilisée le plus communément)., le composé est -un composé transdichloro., "b" est un composé exo-cis-dichloro et "d" un composé endo-cis dichloro. On admet en outre très généralement que lorsque les liaisons X et Y font partie d'un système annulaire ne contenant'*pas plus da six atomes, les anneaux ainsi reliés forment chacun une configurationexo-cis ou endo-cis; il est par conséquent à présumer qu'une configuration trans est nécessairement exclue.
Lorsqu'on applique ces considérations à un composé décrit ci-dessus sous I, il s'ensuit que quatre stéréoisomères théoriquement'possibles peuvent être pris en considération.
1 . Le composé dans lequel le deuxième anneau à six maillons est accolé en position exo-cis et dans lequel le pont endométhanique du second an- neau est orienté de manière générale dans la même direction' que le pont endo- méthanique dans le premier anneau à six maillons..
2 . Le composé dans lequel le second anneau à 6 maillons est accolé en position exo-cis, mais dans lequel l'orientation du second pont en- dométhanique est dirigée dansle sens opposé à celle du.', premier.
On peut représenter ces particularités de lamanière suivante dans l'espacer
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On doit donc prendre en considération, à l'avenir, un composé "d" comme possédant une configuration exo-exo et en outre, on se référera aux anneaux "A" et "B" dans ce composé, comme -possédant une configuration exo.
On doit encore préciser que le composé "e" possède une configuration exo-endo et en ouvre l'anneau "A" du composé "e" possède une onfiguration exo, et que, en outre, l'anneau "B" du composé "e" possède une configuration endo.
Les deux autres composés représentés sur la formule structurale plane 1 sont les variantes correspondantes dans lesquelles le second anneau accolé se trouve en position endo-cis. Ces variantes peuvent être représentées comme suit :
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On doit donc, à l'avenir, décrire le composé "f" comme possédant
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une configuration endo-exo et noter que l'anneau "s9' du composé IUf'i a une con- figuration endo, tandis que l'anneau zip du eomposé..tlf'l"ya.<0vnei eonfiguration exo.
De même, on doit noter que le composé "g" possède une configuration En- do-endo et que les deux anneaux du composé "g" ont une configuration endoo, Un ne sait pas avec certitude laquelle des configurations ci-dessus doit être assignée. aux différents composés conformes à l'invention. On admet
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actuellement que le composé qui se forme lorsqu'une molécule de il3x.2..chlorccy' clopentadiène réagit avec une molécule de b-lcyclam(2a2L-293bae3t<¯:d.û¯Lhe pots- sède soit la configuration exo-sxo (d), soit la configuration endo-exo (f); par conséquent, on désignera à l'avenir la configuration réalisée de cet- te manière comme "configuration alpha" et on appellera les séries des composés
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ainsi obtenus les "séries alpha".
On admet encore que le composé qui "5e forme lorsqu'on fait réagir le cyclopentadiène avec le 1923 "i.exach'foro bicyelo-(2z':)-2q--heptadiène possède, soit la configuration endo-endo (g), soit la configuration exo-endo (e). Par conséquent, on appellera la confi- guration obtenue par ce second procédé de réaction la "configuration bêta" et on appellera les séries des composés ainsi obtenus les "séries bêta". On admet, enfin, qu'étant donné que le premier de ces composés (alpha) possède la configuration exo-exo, le second de ces composés (bêta) possède la configura- tion endo-endo tandis que si les composés (alpha) possèdent la configuration endo-exo, les composés (bêta) auront alors la configuration exo-endo.
La demanderesse considère encore qu'il est évident que la diseus- 'sion de la configuration ne se rapporte pas à ce point de vue aux relations de position dans l'espace, qui existent lorsque le composé considéré est un composé possédant plus que deux anneaux de bicycloheptane accolés'.,. Il découle cependant de l'exposé ci-dessus, que l'addition d'une molécule de cyclopen- tadiène à une molécule de n'importe quel composé polycyclique accolée peut aboutir à la formation de quatre stéréoisomères.
Mais, étant donné la connaissance que l'on a actuellement des réactions de ce type, il apparaît que ces produits ont tendance à former des produits stéréochimiquement purs dont la nature est avant tout déterminée (mais pas nécessairement et exclusivement)
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par les réactifs et il s'ensuit que l'addition ultérieure de cyc.opentadiène à des produits primaires tétracycliques conduit effectivement à la formation d'un seul des quatre produits théoriquement possibles.
La demanderesse consi- dère qu'au point de vue actuel, il est également important de noter que de tel- les réactions d'addition de cyclopentadiènes avec les quatre stéréoisomères
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primaires (alpha, bêta, etc.) de l'hexahalotétraoyclododécadiène aient lieu dans chaque cas selon le même processus de réaction, c'est-à-dire l'addition du cyclopentadiène sur la double liaison d'un système annulaire non halogène de bicycloheptène; il parait donc raisonnable d'admettre que la configuration stéréochimique qui se crée autour des points d'accolement sera la même pour chacun des isomères primaires.
Il résulte, en outre, de l'exposé ci-dessus, qu'étant donné qu'il
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existe quatre hexanalohexacyclododécadiènes, formés par l'addition d'un cyelo- pentadiène aux quatre hexahaltétracyclododécadiënes, que les différences essen- tielles de configuration entre eux sont les mêmes que celles qui existent à l'origine dans les produits tétracyclododécadi ène de départ.
En conséquence, il apparaît que les différeces de configuration importantes dans les nombreux composés à système annulaire accolé, que l'on a décrites ci-dessus, sont celles qui se manifestent à proximité des points de soudure du système annulaire de bicycloheptène haxahalogéné et du système annulaire du bicycloheptène adjacent.
On est donc autorisé à l'avenir à désigner ces configurations stéréochimiques existant autour de la ligne de :
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soudure comme étant la 'tconfiguration stéréochimique de base" des composés nou- veaux conformes à la présente invention ; dans l'exposé qui va suivre,on va traiter d'abord de cette configuration, configuration qui détermine s'il con- vient de considérer un composé donné comme appartenant à la série "alpha" ou à la série "bêta",etc.
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On doit encore noter qu'en plus des dérivés variés que l'on peut préparer à partir des composés nouveaux de l'invention et que l'on a déjà dé- crits ci-dessus, il est encore possible de transformer les composés polycycli.- ques halogénés beta nouveaux en composés possédant une autre configuration prise parmi les quatre possibles. Pour cette raison, on désignera-à l'avenir cette troisième configuration comme étant la configuration gamma et les sé- ries des composés possédant cette configuration gamma connue étant les séries' gamma. Les caractéristiques ci-dessus seront plus particulièrement mises en évidence à l'aide des exemples qui vont suivre.
Comme on a déjà noté, il est évident que les composés nouveaux de la présente invention comprennent à la fois les séries bêta et les composés de séries bêta et gamma obtenus à partir des produits ci-dessus par une réac- tion primaire avec ou sans regroupement qui a lieu sur la double liaison ac- tive de--ces produits primaires'. 'La nature du regroupement qui peut avoir lieu lors de la production des séries gamma sera-examinée plus en détail ci-après; de même Qn procédera à un exposé plus détaillé des relations qui existent entre les séries bêta et les séries gamma.
Cependant, on doit noter à cet endroit que le terme "configuration allo" constitue un terme général pour désigner la configuration des composés qui ont, soit la configuration bêta, soit la confi- guration gamma;-d'autres configurations sont explicitement exclues lorsque le terme"allo" est utilisé ; telqu'il est employé ici, le préfixé "allo", qui est emprunté à la chimie des stéroïdes, ne possède uniquement que la signification qu'on lui a donné ci-dessus; il n'entre pas dans les intensions de la demande- resse de lui donner en même temps la signification sous laquelle il est utili- sé dans la chimie des stéroldes.
On peut réaliser les synthèses de diènes très simplement en enfer- mant les réactifs dans un récipient de réaction approprié susceptible de ré- sister à des pressions allant jusqu'à 21 kg/cm2 et en chauffant le récipient et son contenu à une température ne dépassant pas 108 C pendant un temps com- pris entre 1 et 20 heures.
L'énumération des conditions de réaction citée ci-dessus comporte le résumé des conditions les plus importantes qui,sont nécessaires pour ré- aliser la synthèse des composés nouveaux faisant l'objet de la présente in- vention. Dans la plupart des cas, les réactions s'effectuent rapidement et favorablement à des températures comprises entre 50 et 150 G èt à des pres- sions qui ne sont que légèrement supérieures à la pression, atmosphérique.
En effet,-la pression de vapeur du réactif ayant le point d'ébullition le plus bas détermine la pression nécessaire à la réaction, et lorsque le point d'ébul- lition dece réactif est supérieur à 80 C, on peut habituellement effectuer la synthèse à la pression atmosphérique. On doit cependant prendre des dispositions pour son reflux lorsque le réactif polycyclique a un point débullition situé dans l'intervalle des températures auxquelles la réaction s'effectue.
Les hydrocarbures et dérivés d'hydrocarbures halogénés nouveaux conformes à l'invention peuvent également être préparés au sein de solvants appropriés. En général, les réactions effectuées en solution demandent un temps plus long que celui nécessaire aux réactions effectuées en l'absence d'un. solvant. On a cependant avantage à utiliser un solvant en raison du fait que la réaction et la température de réaction peuvent alors être contrô- lées plus aisément.
Le choix des solvants pouvant être utilisés pour ces préparations est très large. Le taux de réaction est plus élevé lorsque le solvant choi- si a un point d'ébullition supérieur à 80 C. A cet effet, on utilise avanta- geusement le chlorobenzène, le xylène, l'éther de dibutyl, etc. Lorsqu'on le désiré, on peut cependant utiliser également des produits tels que le benzène, le toluène, l'alcool butylique, le dioxane, etc., aux dépens naturellement du temps de réaction.
Les exemples de mise en oeuvre ci-après illustrent plus complè- tement et plus explicitement les procédés que l'on peut utiliser pour prépa-
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rer les composés nouveaux conformes à l'invention. Il est bien entende toutefois que ces exemples ne sont donnés qu'à titre illustratif et qu'ils ne constituent aucunement une limitation de la portée de l'invention.
Les exemples i. II et III ci-après mettent.en évidence la manière
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dont l'un ou l'autre des produits d9âdcition de cyclopentadiène avec le 1,2 3,r',?-hexachlor'obicßcla-(291--5-'neptacl.zêne peuvent être obtenus. Les exemples I et II se rapportent à la préparation du diène polychlorobicyeli- que- nécessaire et l'exemple III se rapporte à la manière dont la fait réa-
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gir ce diène àvec le cyclopentadiëne. EXEMPLE I Dans un ballon de trois litres, équipé d'un injecteur et d'un
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thermomètre, on charge 2.550 gr de hexachlorocyclopentadiène..d'un degré de pureté approximatif de 90%.
On maintient dans le réqipient de réaction du chlorure de vinyl gazeux sous une pression de 2 atmosphères (pression abso-
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lue) et la température du liquide de réaction est maintenue à 12C " 2 C. On interrompt la réaction après environ 48 heures et l'on fractionne la solu- tion de réaction afin de séparer l'hexachlorocyclopentadiène non transformé
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et le produit obtenu. On sépare la fraction disti1;J:.ant à 122 -130 C sous Ul19 pression absolue de distillation de 2Q rmn de mercure; ce produit est consti- tué par de 1'hexc.chlorocyclopentad.éne non transformé. On recueille égale- ment une seconde fraction qui se solidifie dans le vase récepteur et qui bout entre 130 et 140 C. On fait fondre cette fraction et on la transvase dans un gobelet.
On la refroidit et on la:-porte sur un filtre par aspira-
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tion afin de séparer dé l'hexa.chloroeyclopentadiène supplémentaire. On dissout le résidu se trouvant sur le filtre dans du méthanol et on le traite par du charbon décolorant au point d'ébullition dé la solution. On évapore complè- tement le méthanol de la solution et on sèche à l'air les cristaux obtenus.
On récupère ainsi 694,5 gr d'un produit ayant un point de fusion de 125 à 136 C.
Analyse :Calculé pour C7H3Cl7:: Carbone., 25,07 %; Hydrogène, 0,86 %; Chlore, 74,1 %. Trouvé Carbone 25,5 %;
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Hydrogène, 0,86 %; Chlore, .$1 ''1.,. %.
Le produit ainsi obtenu est constitué par le produit d'addition de l'hexachlorocyclopentadiène avec le chlorure de vinyl, c'est-à-dire, le
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l,2,3,4,5,7,7-heptachlorobicyolo"(2,2,l)-2-heptène, que l'on suppose être correctement représenté par la formule' de structure plane ci-après
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EXEMPLE II
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On traite l'heptaehlorobieyeloheptène (produit provenant de exem- ple I) par une solution de'potasse éthanolique à la température de reflux de l'éthanol pendant environ 4 heures; la solution contient 3 molécules d'bydro- xyde de potassium pour chaque molécule de composé chloré présent et sa concen- tration en hydroxyde de potassium correspond à environ 3 molécules.
Le produit de réaction prend une coloration très foncée et des sels inorganiques préci-
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pitent au sein de la solution. On sépare ces sels par filtration et on élimine la plus grande partie de l'éthanol par évaporation'depuis la. solu- tion restante. La solution concentrée obtenue est versée en agitant dans de l'eau et l'on acidifie le mélange par de l'aicde chlorhydrique. La majeure partie de l'eau se décante du mélange obtenu comportant deux phases et on extrait le résidu avec de l'éther éthylique: Cette opération donne lieu à la formation d'une émulsion qui ne se sépare,que lentement. On sèche la phase éthérée séparée sur du sulfate de soude anhydre et on éva- pore l'éther, évaporation qui laisse comme résidu un produit noir huileux.
On distille le produit noir huileux sous vide et l'on recueille la frac- tion qui passe entre 128 et 145 C sous 18mm de pression absolue -de mercu- re. Le produit contenu dans cette fraction représente un rendement ap- proximatif de 78 % par rapport à la ..quantité d'heptachlorobicycloheptène, mise en oeuvre pour la réaction.
Analyse : Calculé pour : C7H2C16 : Carbone, 28,1 %; Hydrogène, 0,67 %. Trouvé : Carbone 28,5 %; Hydrogène, 0,81'%, @
Le composé ainsi obtenu est constitué par le 1,2,3,4,7,7- hexachlo- robicyclo-(2,2,1)-2,5-heptadiène qu'on présume pouvoir être représentée correctement par,la formule de structure plane ci-après :
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EXEMPLE III
On place dans un ballon à fond rond à trous tubulures de 500 cm3 équipé d'un agitateur, d'un thermomètre et d'un réfrigérant à reflux, 299 gr (1 mole) d'hexachlorobicycloheptadiène de l'exemple II. On introduit tout en agitant très lentement 46 gr (0,7 mole)''de cyclopentadiène fraîchement distillé dans le composé chloré.
On chauffe le mélange de réaction à 65 C et on calorifuge la moitié inférieure du ballon pour empêcher les pertes de chaleur... La température monte lentement à 98 C; on la maintient alors au voisinage de 100 enréglant la vitesse d'agitation. Lorsque le mélange de réaction ne dégage plus de chaleur et lorsque la température s'abaisse vers 50 C on introduit à nouveau 33 gr (0,5 mole) de cyclopentadiène dans le mélan- ge de réaqtion; on chauffe ensuite la solution et on la maintient à 75 -90 C pendant 2 heures. Au bout de ce temps on refroidit le mélange et, lorsque.la température est tombée à 60 C on constante le début de la séparation d'un produit solide.
On réchauffe alors le mélange produit à 70 C et on le verse dans un mélange bouillant d'acétone et de méthanol. Lorsque la solution ainsi obtenue est refroidie,on constate la séparation d'un solide blanc cristallisé. On sépare ce produit sur un filtre et on le sèche ; pèse 210 gr et fond entre 240-242 C. On peut obtenir une nouvelle quantité de produit .cristallisé sensiblement identique au premier en concentrait la liqueur mère.
Analyse : Calculé pour C12H8Cl6: Carbone, 39,49 %; Hydrogène, 2,21 %; Chlore, 58,30%. Trouvé : Carbone, 39,6 %; Hydrogène, 2,'16 %; Chlore, 58,1 %.
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Le produit ainsi obten est constitué par le beta-hexachloro-tétra- ' yclod.odécad.éne (bétai923947.0,.0 hexachlorol,l,.,la95,$,$a héxahydro-9Ï95' 8,-dàméthanonaphtalène), que l'on présume pouvoir être représenté correctement par la formule de structure plane ci-après;
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L'exemple IV ci-après illustre la préparation d'un dérivé époxy
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du béta-hexachlorotétracyclododécadiène.
EXEMPLE IV
On dissout 12 gr (=0,033 mole) de bêta-hexachlorotétracyclo-dodé- cadiène dans 50 cm3 de benzène et on ajoute 15 gr d'acide peracétique à 35 % à ce mélange. On procède à cette addition goutte par goutte en agitant constam-- ment la,solution les réactifs se trouvant à température ambiante au début. ' La réaction est légèrement exothermique. On soumet le mélange de réaction à l'agitation pendant la nuit èt¯on le réchauffe ensuiteà 45 C pendantenviron 1 heure. On.soumet ensuite le mélange de réaction à un entraînement à la va-
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peur d'eau afin d'éliminer l'excès d'acide péracétique, l/acide acétique et le benzène.
On extrait le résidu solide obtenu aveode-'éther éthylique et on lave la solution éthérée avec de 1.'eaupuis on la sèche sur du sulfate de soude anhydre. La solution sensiblement anhydre qui en résulte est placée dans un bain-marie et on recristallise le résidu qui résulte de l'évapora- tion de l'éther dans du méthanol. On obtient de cette manière 11,5 gr d'un produit cristallisé blanc dont le point de fusion accompagné de décomposi- tion est de'24500.
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Analyse Calculé pour CH$C160 : Carbone, 37,86 %; Hydrogène, 2,11 %; chlore, 55,95 %. Trouvé : Carbone, 38,0 %; Hydrogène, 2,19 %; Chlore, 55,8 %
Le composé ainsi obtenu est constitué par le bêta -époxyhexa-chlo-
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rotétracyclododécène (béta 1,2,3,41010,7-époxy hl,4a,5,ô,7,,ga-octahydro 1,1959$mdiméthanonaphtalène) que l'on présume-pouvoir être représenté par la formule de structure-,.
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Les trois exemples V, VI et VIÎ qui vont suivre indiquent tout.
d'abord le procédé que l'on ,peut' utiliser pour procéder à l'additipn de réac-
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- 16 - 502641 tifs tels que les acides organiques, les alcools, etc.. à la double liaison contenue dans le noyau atomique terminal à 5 atomes de carbone non halo-
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géné du bêta-hexachlorotétracyclododécadiene et aussi la manière dont on peut transformer le produit primaire ainsi obtenu en d'autres composés nou- veaux et intéressants.
L'exemple V illustre l'addition de l'acide acétique
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au composé ci-dessus en vue de l'obtention d'un acétr-hexachlorododécène; l'exemple VI se rapporte à l'hydrolyse de ce composé nouveau en vue de la production de l'alcool correspondant, et l'exemple VII au procédé servant à -oxyder l'alcool en cétone correspondante.
Exemple V
On chauffe à l'ébullition son reflux pendant 20 minutes une so-
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lution contenant 50 gr de bêta-hoxachlorotétracyclododécadiene et 20 an3 d'acide sulfurique concentré dissous dans 180 cm? d'acide acétique glacial.
On verse ce mélange dans un grand volume d'eau et on neutralise le mélange obtenu constituant deux phases par du bicarbonate de soude;on récupère le
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produit organique du mélange obtenu en extrayant ce7,di.-ci par du tétrachloru- re de carbone. On place la solution de tétrachlorure de carbone dans un bain- maria. et-on l'évapore à sec; on récupère le résidu organique et on le recris- tallise au sein de l'éthanol. On obtient ainsi 50,4 gr de cristaux que l'on recristallise une nouvelle fois dans l'éthanol. Le produit purifié ainsi obtenu présente un point de fusion compris entre 204 et 208 C.
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Analyse s Calculé pour CJ.dI12Cl602 : * Carbone, 39,56 % Hydrogène, 2,79 %; Chlore, 50,06 %. Trouvé Carbone, 39,6 %; Hydrogène, 2,89 %; Chlore, 50,2 %.
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Le produit ainsi obtenu est constitué par l'acétariexa.ch3.oro-té- tracyclododécène (5acétoxsr-19293,410,10 hexa.chloro-191r1af5b798a-octahy- drç-1915yd.thanonaphtalêne), que l'on présume pouvoir être représenté correctement par la formule de structure plane ci-après
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EXEMPLE VI
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On transforme 1-lacétoxy-hexacUorotétracyclododécène (c'est-à-di- re lercanposé-de l'exemple V) dans le composé bydroxy correspondant au moyen d'un procédé de transestérification.
On place'le composé acétoxy en solution dans du méthanol anhydre contenant environ-7 %1.à'acide chlorhydrique en poids et on chauffe la solution ainsi obtenue pendant environ 42 heures sous reflux; on effectue ce chauffage sous reflux dans un ballon équipé d'une colonne de fractionnement très efficace et l'on recueille une solution enrichie en acétate de méthyle à l'extrémité supérieure de la colonne. Après le chauffage à reflux on élimine l'acide chlorhydrique et l'acétate de méthyle en excès par distillation et l'on constate la séparation d'un produit solide cristallisé
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blanc au sein de la solution alcoolique résiduelle. Ce produit" fond, avec décomposition., à 205 G.
Analyse g Calculé pour CJ.2C60H : s Carbone, 37,64 %; Hydrogène, 2,63 % ; Ohlore, 55,55 %; Trouvé Carbone, 37,7 %;
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Hydrogène, 2s75 %; Chlore, 56sl %.
Le produit ainsi obtenu est constitué par l'hexachlorohydroxy tétracyclododécène (1,2,3 4,loslo-hexachloro-6-hydroxy-1,4,4a,5,6,7,8s8àoctahydro-1s.95g8diméthanonaphtaiène que l'on présume pouvoir être repré- senté correctement par là formule de structure plane ci-après :
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EXEMPLE VII On dissout 3,8 gr d'hexachlorohydroxytetracyclododécène dans 100 cm3 diacide acétique glacial et on ajoute graduellement à cette solution une solution aqueuse de permenganate de potassium (2,5 gr dans 100 cm3 d'eau).
On maintient la solution à 60 C pendant l'addition de l'agent d'oxydation et l'on porte ensuite lentement la température de la solution à environ 100 C (au bain-marie). On laisse alors retomber la température du mélange à en- viron 75 C tout en le .maintenant à cette température pendant environ 3 heu- res. Après ce temps, on sépare par filtration le solide qui a précipité et
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qui contient un mélange de'â3Vxyde de manganèse et de produit d'oxydation. On récupère le produit organique à partir du mélange avec le dioxyde de man- ganèse en l'extrayant par de l'acétone. On récupère par évaporation de l'acétone à partir de la solution ainsi obtenue un produit brut que l'on re-
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cristalis-sJ dans un mélange d'acétone et d'hexane.
On peut ainsi isoler un produit pur cristallisé qui fond avec décomposition à 290.91 Co Analyse Calculé pour CHgC160 Carbone 37,83,S; Hydrogène,, 12% Chlore, 55,85 po Trouvé Carbone, 38,0 %; Hydrogène, 2j15 %; Chlore, 559 %.
Le produit ainsi obtenu est constitué par le cétohexachlorotétracyclododécène (192,39491010hexachloro-6céto-19,.9La,596$7998amoctahy drolpla.5dimetharonaphtalene) que l'on présume pouvoir être représenté \ correctement par la formule de structure plane ci-après :
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On peut ajouter à ce diène nouveau de l'hydrogène pour donner lieu à la formation du composé dihydro correspondant. La préparation du bêta-
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hexachlorotétracyclododëcène fait l'objet de l'exemple VIII.
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Exemple VIII
On place une solution contenant 18,3 gr de beta-hexachlorotétra- cyclododécadiène (0,05 mole) dissous dans 200 cm3 d'hexane dans. un appareil d'hydrogénation à faible pression, appareil dit de Perro On ajoute à la solution une valeur de quelques grammes de nickel de Raney comme catalyseur et on procède à l'hydrogénation du mélange de la manière habituelle. La pression dans l'appareil d'hydrogénation tombe approximativement à environ 2 kg. en une 1/2 heure et se maintient ensuite à ce tauxo On retire la solution de l'appareil. d'hydrogénation et on la soumet à la filtration pour la débarrasser du nickel de Raney. L'évaporation du solvant entraîne la précipitation d'un, solide cristallisé blanc.
Ce produit solide fond entre 218-219 C et le rendement en produit obtenu est quantitatif. Contrairement au produit de départ, ce produit présente une réaction absolument négative en ce qui concerne la non-saturation.
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Analyse Calculé pour C12HlOCl6 Carbone, 392.8 %; Hydrogène 2a75 %. Trouvé 0- Carbone, 3994 %; Hydrogène, 2,70 %0 Le produit ainsi obtenu est constitué par 1-'hexacUàrotétracyclododécène (1,2$34,1C910 nexachloro-l/a1a95969?s,a-octahydro-1,/59gmdim méthanonaphtalène), que l'on présume pouvoir être représenté correctement par la formule de structure plane ci-après :
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Les exemples IX et X illustrent le procédé d'après lequel on peut
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obtenir les dérivés du bgta-hexachlorotétracyclododécadiènec L'exemple IX illustre la préparation du dérivé dichloré du produit de départ.
L'exemple X se rapporte à la préparation du bromomhexa.chlorotétracyclododé cène
EXEMPLE IX
On refroidit dans un bain glacé une solution contenant 20 gr de
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bêtakhexachlorotétracyclodécadiène dissous dans 100 em3 de tétachlorure de carbone et on la traite par du chlore gazeux pendant un temps d'environ 8 minutes. Après environ 5 minutes., le mélange de réaction a pris très net- tement une coloration jaune. On obtient à partir de la solution qui résulte de ce traitement, un résidu gommeux en évaporant complètement le tétrachlo- rure de carbone. On reprend ce résidu dans du méthanol chaud; par refroi- dissement, la solution dans le méthanol laisse déposer un solide cristallin blanc. Ce produit solide fond à 212-213 C.
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Analyse Calculé pour C12HgClg : Chlore, 65913 %0 Trouvé 0- Chlore, 65925 %. .t. 00 Le solide ainsi obtenu est constitué par l'octachlorotétraoyclodo- décène, que le.on présume-pouvoir être représenté par la formule de structure plane ci-après
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EXEMPLE X
On-dissout 0,1 mole de bêta-hexachlorotétracyclododécadiène dans 300 cm d'éther éthylique que l'on a fait sécher préalablement- pendant 18 heures sur du chlorure de calcium. On maintient la solution à 20 C et on fait passer de l'acide bromhydrique anhydre dans la solution pendant 2 heu- res.
Par concentration de la solution éthérée, on réalise la précipitaticn d'un solide cristallin à point de fusion élevé, et lorsqu'on continue à éva- porer la liqueur mère éthérée, on obtient une nouvelle quantité de cristaux qui fondent à l'état brut entre 100 et 145 C. La recristallisation de ce produit au sein d'un mélange d'acétone et d'hexane produit un solide cristal- lin blanc qui fond très nettement entre 110 et 111 C.
Analyse Calculé pour C12H9Cl6Br:Carbone, 32,32 %; Hydrogène, 2j03 %; Halogène calculé'sous forme de chlore, 55,67 %.
Trouvé Carbone, 32,5 %; Hydrogènes 2,06 %; Halogène calculé sous forme de chlore, 55,5%.
Ce produit est constitué, par conséquent,, par un bromo-hexachlo- rotétracyclododécène (6-bromo-1,2,3,4,10,10-hexachloro-1,4,4a,5,6,7,8,8a-oc- tahydro-1,4,5,8,-diméthanonaphtalène), que l'on présuma pouvoir être repré- senté correctement par la formule de structure suivante
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Le fait que les réactions ont lieu sur la double liaison dans l'anneau non halogéné de l'exachlorotétracyclododécadiène (voir exemples V et X) peut donner naissance à des dérivés des séries gamma.de stéréo-isomè- res et mérite particulièrement d'être notéo (On doit observer que bien que l'exemple VI soit décrit ci-dessus pour mettre en évidence la séparation d'un seul dérivé acétoxy,
la réaction qui y est mentionnée donne lieu à la formation de deux dérivés acétoxy dont on peut isoler chacun sous for- me pure par des procédés appropriés de séparation. On n'a mentionné qu'un seul procédé de séparation. On admet que l'un des dérivés acétoxy ainsi ob-
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tenus appartient à la série des dérivés bêta et que l'autre appartient à la série des dérivés gamma).
On admet généralement que lorsque la réaction prend naissance sur la double liaison d'un composé de bicycloheptène en donnant lieu à la formation d'un "ion carbonium" comme produit intermédiai- re, lesystème cyclique subit un regroupement; il en résulte que des grog- pes préalablement rattachés au pont "éthanique" en position endo se trouvent occuper la position exo dans le composénouveau qui prend naissance,,,- Cette constatation suppose au préalable que si chacun des atomes de carbone du pont "éthanique" porte un substituant, les deux substituants considérés se trouvent initialement en position endoo En basant le raisonnement sur cette supposition générale,
et sur le fait que le regroupement a lieu on peut
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déduire que le cycle non halogène" du bicycloheptène dans le composé nouveau conforme à l'invention qu'est le bêta-hexachlorotétracyclododécadiène possède une configuration endo et que le cycle correspond qui contient le composé gamma possède une configuration exoo Aussi$ la demanderesse admet-elle que le cycle halogéné dans le composé bêta a la même configuration que le cycle halogéné'dans le composé:gamma et qu'en outre., la configuration du cycle halogéné des composés de la série alpha est différente de celle des cycles correspondants des composés appartenant aux séries bêta et gamma.
On ne peut cependant pas dire avec certitude à l'heure actuel- le si l'on doit-donner au dérivé acétoxy de l'exemple V et aux dérivés correspondants hydroxy et céto des exemples VI et VII des configurations bêta ou gamma. La même incertitude subsiste en ce qui concerne le dérivé bromé de l'exemple X; dans ce dernier cas., cependant on incline à supposer qu'il possède une configuration bêta.
Les exemples types spécifiques mentionnés ci-dessus ne comprennent cependant pas tous les composés nouveaux faisant partie des séries bêta et gamma que l'on peut obtenir facilement par l'application des procédés bien connus des spécialistes ou décrits ci-dessus. On peut citer ain- si à titre de brève indication d'autres réactions qu'il est possible d'u- tiliser dans ce but, réactions que l'on va énumérer maintenant, étant entendu que cette énumération n'est donnée qu'à titre indicatif et non limitatifet n'a pas la prétention d'être complète.
ao On peut faire réagir l'hexabromocyclopentadiène au moyen de la réaction dite "synthèse des diènes" avec le chlorure de vinyle et on peut éliminer le chlore du produit ainsi obtenu pour aboutir au 1,2,3,4,
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797 hexabromobieyclo(8281) Ieptadiènefl On peut faire réagir ce diène avec le cyclopentadiène pour obtenir' le bêta-hexabromotétracyciododécadièneo bo On peut utiliser le bé-a-hexabromotétracyclododécadiène pour le soumettre aux réactions ci-dessuso co On peut soumettre le bêta-hexachlorotétracyclododécadiène à
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la bromupation pour donner naissance à un dibromohexachlorotétraeyclododé- cène (bêta ou gamma)
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do On peut faire réagir le bêta ou le gauma-dibromohexachloroté- tracyclododécène avec le sulfure de sodium pour donner naissance à un dé- rivé "épisulfure".
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e On peut oxyder le bêta ou le gamma-637-épisulfidohexachlorotétracyclododaaè1!è au moyen de l'acide peracétique pour donner naissance au bêta ou gamma=67épisulfoxyhexachlorotétraeyclododéoèneo fo On peut faire réagir en proportion moléculaire le méthylcyclopentadiène avec le 199391e7s7hexachlorobicyclo-(2,2,1)
95heptadïène peur donner naissance au bêta-méthylhexachlorotétracyclododécadièneo go On peut faire réagir le be ta-hexachlorotétracyclododécadiène avec le cyclopentadiène pour donner naissance au bétahexachlorohexacyclododécadiène ou avec le-méthylcyclopentadiène pour donner naissance au dérivé
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méthylé correspondant de lhexacyclododécadièneo ho On peut faire réagir le dichlorure de bêta-hexachlorotétracy- clododécadiène en éliminant du gaz chlorhydrique pour obtenir le bêta ou
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le gamma heptachlorvtétracyclododécadièneo o On peut préparer le gazma-hexachlorotétracyclododécadiène en déshydratant le gaaa6hydroyhexachlorotétraoyclododécèneo
On peut encore mentionner un certain nombre de réactions similai- res
qui se prêtent à la préparation des composés nouveaux conformes à l'in- ventiono Etant donné cependant aucune telle énumération n'a pour but que d'aider les experts désirant utiliser la présente invention il n'apparaît pas utile d'étendre l'énumération des réactions à laquelle on a déjà pro- cédéo
Bien que l'on ait exposé en détail dans un but de simplification la configuration stéréochimique des composés conformes à l'invention en vue d'élucider la structure interne de ces produits.,
il est bien entendu cepen- dant que l'invention n'est aucunement limitée par la justification réelle des hypothèses exposées ci-dessus en ce qui concerne le mécanisme de réac-
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tion les configurationssstéréochimiques ou la théorie de structurée
Les produits nouveaux conformes à 19invention possèdent comme on l'a déjà fait remarquer;, une grande utilité pratique comme insecticides.
On a également souligné qu'ils sont absolument stables aux alcalis, que ce soit en solution aqueuse ou non aqueuse. Les composés nouveaux possèdent,, en outre, un degré élevé de toxicité pour une gamme étendue de variétés d'insectes. Cette particularité va être expliquée maintenant plus en détail.
On a représenté sur le tableau II la toxicité des composés nou- veaux pour la mouche domestiqué (Musca domestica) en prenant comme étalon le nouvel insecticide halogéné "chlordane" et en lui attribuant le coefficient defficacité 100 %. Les coefficients portés sur le tableau sont obtenus en utilisant le procédé dressais dit "procédé modifié à chambre restreinte -
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de Kearns" (voir la publication 'fSoap and Sanitaty Chemicals "9 Mai 1948,, pa- ge 133)
et les coefficients du tableau II représentent les relations qui existent entre le poids de chlordane nécessaire pour produire l'effet cor-
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respondant dans ce procédé dflessau LD et le poids du composé va examiner nécessaire pour produire le même effet de mortalitéo
On comprendra encore plus clairement la signification de ces essais en se reportant au tableau I qui pet en évident les toxicitésre- latives des insecticides halogénés organiques utilisés habituellement, com- parés au moyen des procédés analogues à ceux que l'on vient de décrire aux composés heptachlorés.
TABLEAU 1
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<tb> Compose <SEP> Toxicité <SEP> relative
<tb>
<tb> Heptachlor <SEP> 100 <SEP> % <SEP>
<tb> Isomère <SEP> gamma <SEP> du <SEP> hexachlorocyclohexane <SEP> 100 <SEP> %
<tb> Chlordane <SEP> 40?%
<tb> "DDT" <SEP> 10%
<tb>
TABLEAU II
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<tb> Composé <SEP> Toxicité <SEP> relative
<tb>
<tb> Chlordane <SEP> (témoin) <SEP> 100 <SEP> % <SEP>
<tb>
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alpha-hexachlorotétraayalododécadiène. 340 % D'é'ta-hexachlorotétracyclododécadiène (Exo III) 275 %
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Compose Toxicité relative
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Beta-6 7-epoxyhexaahlorotétracyolododéaène (Ex.
IV) 312 % Beta(?)=6-0etohexach10rotétracyc10dodécène (Ex.VIII) 3235 % Beta-(?)-6LbromohexachlorotétracyclodQdécène (ExoX) 65 % gamma hexachlorotétracyalododéaadiène (Ex.X) 100 %
Les essais concernant le pouvoir insecticide des composés conformes à la présente invention effectués sur d'autres insectes que des mouches mettent en lumière leur toxicité élevée générale.
Ainsi., par exemples le composé nouveau que:constitue le bêta-hexachloroté- tracyclododécadiène est le.produit le plus puissant actuellment connu pour combattre les blatteso Le fait ressort très nettement des chiffres mention- nés sur le tableau III. Sur ce tableau on a indiqué comme auparavant, les toxicités relatives comparées à celles du chlordane que l'on a pris arbi- traitement coupe base en lui attribuant le coefficient 100 %.
TABLEAU III
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<tb> Compose <SEP> Toxicité <SEP> relative
<tb>
<tb> Chlordane <SEP> (témoin) <SEP> 100 <SEP> %
<tb> Heptachlor <SEP> 350 <SEP> % <SEP>
<tb>
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alpha-hexachlorotétracyolododécadiène 350 %
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<tb> beta-hexachlorotétracyclododécadiène <SEP> 545 <SEP> % <SEP>
<tb>
L'efficacité remarquable analogue des bêta-hexachlorotétracyclo- dodécadiènes conformes à l'invention comme toxiques pour combattre les vraies punaises en utilisant des essais témoins effectués sur la variété connue aux Etats-Unis sous la désignation "milweed bug". On utilise cet insecte dans les essais témoins comme représentant de cette famille.
On a reproduit sur le tableau IV les coefficients observés en utilisant comme ci-dessus le chlordane comme base de comparaison, en lui attribuant arbi- trairement le coefficient 100 %.
TABLEAU IV
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<tb> Compose <SEP> Toxicité <SEP> relative
<tb>
<tb> Chlordane <SEP> (témoin) <SEP> 100 <SEP> % <SEP>
<tb> alpha-hexachlorotétracyclododécadiène <SEP> 1690 <SEP> %
<tb>
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bêta-hexachlorotétracyclododécadiène -2B:SG -% alpham67mepoxyhexachlorotétracyclododécéne 630 %
Cependant., la plus grande utilité des composés nouveaux conformes à l'invention se trouve sur un terrain où les produits déjà connus du groupe présentent leur plus grande activité.
Ainsi bien que certains des membres du groupe déjà connu, tels que par exemple,, l'alpha-hexachloroté-
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tracyclododécadiène et l' alpha-5.9 6-époxy-hexachlorotétracyclododécène, soient actifs contre les charengons du haricot rouge, cette activité est beaucoup plus faible que celle des composés correspondants des séries bêtao La de- manderesse a découvert que les composés correspondants de la série bêta scat
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extrêmement actifs contre cet insecte commun et que le bêta-6 7-epoxyhexachlo- rotétracyclododécène est de 10 à 20 fois plus toxique pour le charençon et ses larves que la rotenone, produit que l'on reconnaît généralement être le produit type pour combattre ces parasites.
Il résulte des observations, qu'en général, les séries bêta des composés ont une toxicité plus élevée contre le charençon que les composés correspondants des séries alpha. Etant donné que cet insecte particulier a tendance à résister aux hydrocarbures chlorés toxiques normalement utilisés pour combattre un grand nombre d'au- tres variétés indésirables, cette activité accrue des composés nouveaux con- formes à l'invention est 'surprenante
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La résistance des aphidés ou pucerons variés à l'action des in- secticides halogénés est plusieurs fois plus élevée'. que celle des charen- gons.
On ne connait effectivement actuellement que trois substances qui sont réellement actives contre la plupart des variâtes'de ce fléau en par- ticulier le tétraéthylpyrophosphate ou l'hexaéthyltétraphosphate, le parathion et la nicotine.
Ces composés sont cependant très dangereux et doivent être ma- nipulés avec beaucoup de précautions en raison de leur toxicité élevée pour les mammifères, de la facilité avec laquelle ils peuvent pénétrer dans le corps et de la rapidité de leur action. En outre aucun de ces produits n'exerce une activité quelque peu prolongée sur les aphidésô
La demanderesse a découvert que les composés nouveaux conformes à l'invention du bêta-hexachlorotétracyclododécadiène et du bêta -6,7,épo- xy-hexachlorotétracyclododécène sont des produits extrêmement actifs contre les différentes variétés d'aphidés.
Les essais ont démontré que le bêta- hexachlorotétracyclododécadiène est trois fois aussi toxique pour les aphi- dés que le sulfate de nicotine et qu'il est presqu'aussi toxique pour ce pa- rasite que le parathiono
D'autres essais analogues prouvent que le bêta-6,7-époxy-hexachlo- rotétracyclododécène est plus de treize fois aussi toxique pour les aphi- dés que le sulfate de nicotine.
Il faut encore souligner le fait que ces composés nouveaux possèdent un degré accentué d'activité prolongéeo
En raison de leur force physique et de leurs possibilités beau- coup moindres d'absorption,par application externe par le corps des mammi- fères, et en raison de leur action toxique beaucoup moindre à l'encontre des mammifères, les composés nouveaux conformes à l'invention présentent une sé- curité d'emploi plus grande que le parathion ou que les sels de nicotine.
Les composés nouveaux conformes à la présente invention sont so- lubles dans tous les solvants organiques habituels et on peut les utiliser connue insecticides de toutes les manières accoutuméeso Ainsis on peut les dissoudre dans les huiles servant habituellement de base. pour les insecticides (comme on le fait d'ailleurs pour déterminer les mesu- res des tableaux II et III) et on peut vaporiser les solutions obtenues ou les utiliser autrement de manière connueo On peut-aussi-les combiner avec des supports finement pulvérisés afin de pro- duire des brouillards, insecticides hydrophiles ou non ;
on peut les utiliser en présence d'agents d'émulsification avec de l'eau ou avec de l'eau et des huiles pour constituer des émulsions insecticideso On peut encore les in- corporer dans des compositions du type aérosol, et en générale on peut les utiliser soit comme seul insecticide en combinaison avec d'autres insecti- cides pour obtenir des propriétés combinées et d'autres caractéristiques dé- sirables
Les propriétés inhabituelles et la grande stabilité des composés conformes à l'invention les rendent particulièrement appropriés à un grand nombre d'applications peu communes mais fort désirables pour des pro- duits insecticides.
On peut ainsi les incorporer à des peintures., des la- ques, des vernis et des cirages qui, après leur application., donnent nais- sance à des surfaces qui possèdent un degré élevé de toxicité pour les in- sectes. On peut les incorporer aux produits de papeterie de tous genres., soit en procédant à une imprégnation appropriée des papiers finis, ou en encore en les incorporant pendant le processus de fabrication.
On peut de même manière, les ajouter aux agents collants, aux plastifiants., aux encres d'imprimerie., aux produits caoutchouteux., etc.-en vue de l'obtention d'articles finis qui possèdent une toxicité inhérente pour les insectes et qui résistent à leurs attaquer. On peut encore les ajouter' aux différents types de matières plastiques et de feuilles en matière plastique en vue d'obtenir des.matériaux d'emballage et d'enrobage qui résistent par eux-mêmes
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aux attaques des insectes et sont susceptibles de protéger des articles em- ballés contre leurs attaques.
En raison de leur résistance élevée à l'ac- tion des alcalis les compositions nouvelles conformes à l'invention peuvent être incorporées au lait de chaux et à d'autres revêtements similaires de surfaceso De nombreuses autres utilisations analogues de ces composés uni- ques apparaissent possibles aux spécialistes, utilisations qui découlent tou- tes de la combinaison spéciale des propriétés intéressantes que possèdent ces produits.
On doit noter encore que les composésnouveaux de bêta-hexachlo- rotétracyclododécadiène et les composés ci-dessus décrits de 6,7-époxy-hexa- chlorotétracyclododécène paraissent posséder une toxicité d'un dégré inha- bituel pour les rats. En conséquence on peut les utiliser pour combattre ce fléau; on utilise le premier des composés ci-dessus lorsqu'on désire une période courte de toxicité, et le second produit lorsqu'on a besoin d'un pro- duit toxique possédant une période d'activité prolongée.
Ces produits sont particulièrement intéressants pour combattre les rongeurs dans les jar- dins fruitiers lorsque la présence des souris et.des rongueurs pose des pro- blèmes importants; appliqués à la surface du sol du jardin fruitier, ou in- corpôrés légèrement à la couche supérieure des terres, ils servent non seu- lement à la destruction des rongeurs mais éliminent encore l'infection indé- sirable par les-insectes à la surface du sol et dans les couches immédiate- ment inférieures.
Il est bien évident pour les spécialistes, que les composés nou- veaux conformes à l'invention permettent bien d'autres utilisations encore que celles déjà énumérées. Ainsi, certains de ces produits ont une impor- tance comme plastifiants et comme produits collants dans beaucoup de catégo- ries de compositions résineuses et polymères. Ces compositions présentent encore de l'intérêt comme produits de départ et produite intermédiaires pair des parfums synthétiques, des produits pharmaceutiques, des produits fongi- cides et d'autres composés organiques utilisés dans les arts et les sciences.
En outre, bien d'autres modifications des principes de l'inven- tion exposée ci-dessus apparaîtront encore aux spécialistes. Ce dévelop- pement possible de l'invention entre dans le cadre de celle-ci, qui ne se trouve aucunement limitée par les exemples de mise en oeuvre variés que 1' on vient de décrire ci-dessus.
REVENDICATIONS.
1. Un nouveau composé contenant de 2 à 5 anneaux de bicyclo-(2, 2,1)-heptane reliés en ligne, la liaison étant réalisée par des ponts éta- blis entre deux atomes de carbone des anneaux à double cycle, pour produire une structure présentant deux anneaux terminaux à 5 atomes de carbone, l'un de ces anneaux étant caractérisé par la présence d'une double liaison dans le pont formé par deux atomes de carbone ne faisant pas partie de la liai- son et par le remplacement complet de l'hydrogène par l'halogène dans ses 5 atomes de carbone, et l'autre anneau étant caractérisé par la présence d' au moins un composant, tout au plus divalent, relié à chacun des deux atomes de carbone du pont formé par les deux atomes de carbone ne faisant pas par- tie de la liaison.