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"PROCEDE DE FABRICATION DE DERIVES DU 5-DIOXYDE
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DE LA 6-DTBEtZO(c,e)-o-THIAZINE "
D'après un travail de F. Ullmann et C.
Gross (Ber. dtsch. chem. Ges., 43, 2694 - 27C4 [1910]), c'est un fait dejà connu que la 2-nitrobenzènesulfanilide formée à partir du 2-nitrobenzènesulfochlorure et de l'aniline peut être réduite par le chlorure d'étain-(II) en solution
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aqueuse-alcoolique acide et que l'on peut diazoter facilement le produit de la réduction, qui est la 2-nitro-benzène-sulfanilide.
En ajoutant de l'acétate de sodium à la solution du sel de diazonium, les auteurs précités ont obtenu la N-phényl-benzo- sulfonetriazine, qu'ils ont pu transformer, par traitement avec une solution d'hydroxyde de sodium et de la poudre de cuivre et en fermant un noyau, en sultame de l'acide 2'-amino-diphényl-sulfonique- (2), ou en biphénylènesultame répondant à la formule (A) ci-dessous
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Ullmann et Gross ont préparé de la même manière la naphtylène-phénylène-sultame correspondante.
Or la demanderesse a maintenant trouvé que l'on peut, fait surprenant, parvenir également, par la réaction de fermeture du noyau, d'après Ullmann et Gross, à des 2-aminobenzène-sulfanilides portant comme substituants dans le noyau des atomes d'halogène et/ou des groupes trifluorométhyle.
On fait réagir dans ce but des 2-nicrobenzène-sulfo- chlorures, portant le cas échéant cornue substituants des halogènes et/ou des groupes trifluorométhyle, avec des anilines primaires ou secondaires qui de même peuvent comporter comme substituants dans le noyau des halogènes et/ou des restes trifluorométhyle l'un au moins des composants de départ devant
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renfermer un atome d'halogène ou un groupe trifluorométhyle, avec formation des 2-nitrobenzène-sulfanilides correspondantes ; on réduit ces dernières en 2-aminobenzène-sulfanilides; on diazote ces produits de réduction ;
on transforme les sels de diazonium (par exemple à l'aide d'acétate de sodium) en N-phényl-benzosulfone-triazines corres- pondantes, portant comme substituants des halogènes et/ou des restes trifluorométhyle et finalement on transforme (par exemple avec du cuivre en solution alcaline) en dérivés correspondants du 5-dioxyde de la 6-benzo-(c,e)-o-thiazine. (Numérotation des substituants selon M. Patterson et L.T. Capell, Ringindex, 1940, page 253).
Un tel comportement des 2-aminobenzene-sulfanilides substituées n'était pas prévisible; on devait au contraire s'attendre à ce que, particu-
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lièrement dans le cas des 2-am.nobenzène-sulfani- lides polyhalogénées, les atomes d'halogène ou les groupes trifluorométhyle à gros volume, s'opposent à une fermeture du noyau, pour des raisons d'empêchement stérique.
D'après le procédé conforme à l'invention, on a obtenu des composés ayant la formule générale (B) ci-dessous .
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Dans cette formule, R représente un atome d'halogène, un groupe trifluorométhyle, alkyle, alcoxy, nitro, cyano, sulfocyanogène, alkylsulfamide ou arylsulfone, et en outre le reste d'une (thio)urée ou d'un ester de l'acide carbamique, tandis que R' signifie de l'hydrogène ou un reste alkyle de préférence inférieur, et n un nombre entier valant de 1 à 4.
Le schéma représenté par les équations I, II, III, IV et V ci-dessous esc destiné à rendre claire la marche de la réaction.
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Dans ces équations, R, R' et n ont la signification indiquée ci-dessus, tandis que X représente le reste d'un acide minéral.
Selon ce qui a également été trouvé, on peut aussi, au lieu de partir d'anilines secondaires, remplacer ultérieurement, dans les composés que l'on peut obtenir selon le procéda de l'invention par réaction de 2-nitrobenzène-sulfcchlorures portant au besoin comme substituants des halogènes et/ou des groupes trifluorométhyle avec des anilines primaires portant au besoin cornue substituants des halogènes et/ou des groupes trifluorométhyle, l'atome d'hydrogène se trouvant encore dans ce cas sur l'azote par des restes alkyle ou acyle correspondants, par traitement avec des agents d'alkylation ou d'acylation.
Il est en outre possible d'introduire, dans les dérivés du 5-dioxyde de la 6-benzo(c,e)o-thiazine, fabriqués selon le présent procéda, d'autres atomes d'halogène et/ou groupes nitro dans le noyau benzénique, par halogénation et/ou nitration ultérieures.
Contrairement au corps fondamental, la biphénylène-sultame, décrite par F. Ullmann et C.
Gross, qui ne possède aucune proprieté parasiticide, les composés que l'on peut obtenir d'après l'invention se distinguent par une forte activité contre les parasites de la kératine et autres insectes nuisibles. Les produits de l'invention doivent par
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conséquent trouver une utilisation de préférence pour la protection de matières renfermant de la kératine, et en particulier contre les mites, comme contre les anthrènes et les atagènes.
Les exemples suivants permettent une vue d'ensemble sur le procédé objet de l'invention :
Exemple 1.
On introduit peu à peu, en agitant et en chauffant légèrement, 221 parties en poids de 2-nitrobenzène-sulfochlorure dans 260 parties en poids de 3-chloroaniline. La température du mélange monte ainsi jusqu'à 120 C. Une fois la réaction exothermique calmée, on continue à chauffer encore pendant une heure à 90-95 C et on ajoute ensuite de l'acide chlorhydrique à 15 % jusqu'à nette réaction acide au Rouge Congo (200 parties en volume environ).
Après avoir aité encore pendant longtemps, on essore sous vide le produit de la réaction séparé sous forme solide et on élimine, par lavage avec de l'eau très chaude, le chlorhydrate,formé en même temps , de la -chloroaniline en excès.
Après séchage du résidu, on obtient 287 parties
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en poids de 2'-nitrobenzènc-sulfonyl-3-chloranilide. Par recristallisation dans l'alcool, le produit forme des aiguilles dont le point de fusion est de 121-122 C.
On introduit lentement et en agitant,
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la 2'-nitrobenzènesulfonyl-3-chlo:oanilide brute dans une solution de 750 parties on poids de chlorure
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d'étain-(II) dans 1.500 parties en volume d'alcool.
On ajoute ensuite 750 parties en volume d'acide chlorhydrique, ce qui provoque une vive réaction exothermique. Pour parachever la réaction on chauffe encore pendant une heure à l'ébullition, on chasse ensuite une partie de l'alcool par distillation et finalement on precipite le chlorhy-
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drate de la 2'-aminobenzènesulfonyl-5-chloranilide par addition de 300 parties en volume d'acide chlorhydrique concentré.
Une fois le mélange refroidi, on essore, on ajoute au résidu obtenu 2.500 parties en volume d'eau, puis une solution d'hydroxyde de sodium à 40 % jusqu'à nette réaction alcaline (environ 275 parties en volume), on chauffe brièvement à 90-95 C après avoir ajoute du charbon animal, on sépare par filtration et on précipite la base, après refroidissement à 40 C, par -addition d'acide
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acétique. La 2'-aminobenzènesul<onyl-3-chlorani- lide présente un point de fusion de 107-108 C après recristallisation dans de l'alcool.
On dissout 26,5 parties en poids de 2'- aminobenzènesulfonyl-3-chlorar.ilide, à 20 C, dans 700 parties en volume d'eau et environ 9 parties en volume de solution concentrée d'hydroxyde de sodium. On ajoute à cette solution 55 parties en volume de solution à 10 % de nitrite de sodium, puis on fait lentement couler le mélange, à 20 C, dans un mélange de 125 parties en volume d'eau,
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de 25 parties en volume d'acide chlorhydrique concentré et de 25 parties en volume d'acide acétique cristallisable. Après une heure d'agitation, une partie du sel de diazonium se sépare en cristallisant. En ajoutant 30 parties en poids d'acétate de sodium, on précipite la N-phényl-benzosulfone- triazine substituée correspondante que l'on essore ensuite sous vide.
On met en suspension le produit dans un mélange de 350 parties en volume.'eau, de 12 parties en volume de solution d'hydroxyde de sodium et de 1,5 partie en poids de poudre de cuivre, et on chauffe lentement la suspension à 90 C en agitant ; il se produit alors un violent dégagement d'azote. Quand un prélèvement du mélange de réaction ne présente plus de réaction de copulation avec le bêta-naphtol, on filtre après avoir ajouté du charbon et on précipite le 5-dioxyde de la 8-chloro-6-dibenzo-(c,e)-o-thiazine du filtrat, par addition d'acide chlorhydrique. Après recristallisation dans du benzène, on obtient des cristaux fondant à 155-158 C.
Exemple 2.
Dans une solution de 80 parties en poids de 2,4-dichloroaniline dans 120 parties en poids de pyridine, on ajoute lentement en agitant 111 parties en poids de 2-nitrobenzène-sulfochlorure, la température du mélange s'élevant jusqu'à 125 .
Une fois la réaction principale terminée, on chauffe pendant encore une heure sur le bain-marie en
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agitant et on précipite ensuite le produit de la réaction en ajoutant 250 parties en volume d'acide
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chlorhydrique. , ,# , 4 '# , *, . #'-*'-
On séparepar essorage sous vide les cristaux séparés du mélange- encore très chaud et
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on les lave, à,' fond;* avec de 11 epz* -trèe¯,, clàude. On obtient ainsI;l49'parties e,n,,,pdicl$,crM2,!,-n.tro-. benzènesulfonyr-Hirt"0111.-6 \-V$. composé fond à 122-123,5 Cif c±près¯r'é6iiàtallisation dans du benzène.
Par-réduction de la 2'-nitrobenzènesulfonyl-2-4-dichloranilide avec une solution de 375 parties en poids de chlorure d'étain-(II) dans 750 parties en volume d'alcool et 375 parties-en volume d'acide chlorhydrique à 15 % .on. obtient, après avoir éliminé par distillation 375 parties en volume d'alcool et ajouté 150 parties en volume d'acide chlorhydrique, le chlorhydrate de la 2'-ami-
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nobenzènesulfonyl-2=4=-dichloranilide,rt.¯sous forme cristallisée. On essore les cristaux sous vide et on les dissout dans de l'eau très chaude en ajoutant une solution d'hydroxyde de sodium. Après avoir ajouté du charbon et séparé par filtration, on
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précipite la 2'-aminobenzènesulfonyl-2-:-4=-dichlora- nilide libre dans le filtrat, à l'aide d'acide acétique cristallisable. Rendement : 223 parties en poids.
Point de fusion après recristallisation dans de l'alcool : 108-110 C.
On ajoute 70 parties en volume de solution à 10 % de nitrite de sodium à 29 parties en poids @
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du composé aminé obtenu, dissoutes dans 250 parties en volume d'alcool. On délaye lentement, entre 0 et 5 0, le mélange obtenu, dans une solution de 40 parties en volume d'acide chlorhydrique dans de l'eau. En ajoutant 50 parties en poids d'acétate de sodium, on sépare sous forme cristalline la Nphényl-benzosulfonetriazine substituée correspondante: Après essorage sous vide, on délaye le produit avec un mélange de 400 parties en volume d'eau, de 11 parties en poids de solution d'hydroxyde de sodium et de 1,5 partie en poids de poudre de cuivre et ensuite on chauffe sur le bain-marié.
Il se produit un violent dégagement d'azote (bouillonnement). Une fois la réaction terminée on clarifie la solution obtenue par addition de charbon animal, on la filtre et on sépare le 5-dioxyde
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de la 9,7-<JAchloro-6-dibenzo-(c,e)-o-thiazine du filtrat en ajoutant de l'acide acétique cristallisable. Après recristallisation dans l'alcool, le produit présente un point de fusion de 266-268 C.
Analyse : Ncalculé : 4,7 % trouvé: 4,8 %
S calculé : 10,7 % trouvé:10,6 %
Le composé obtenu peut 8tre transformé en 5-dioxyde de la 9,7-dichloro-6-dibenzo-(c,e)- 6-méthyl-o-thiazine, avc du sulfate de diméthyle, suivant le procédé décrit dans l'Exemple 4 a. Le produit méthylé cristallise, dans l'acide acétique cristallisable, sous forme d'aiguilles incolores fondant à 230-231 C.
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Exemple 3.
Si l'on fait réagir une solution de 200 parties en poids de 3,4,6-trichloraniline dans 240 parties en poids de pyridine, de la manière décrite dans l'Exemple 2, avec 221,0 parties en poids
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de 2-nicrobenzènesulfochlorure, on obtient la 2'- nitrobenzènesulfonyl-3,4,6-trichloranilide. Ce produit fond à 167-168 C après recristallisation dans de l'alcool.
La 2'-aminobenzènesulfonyl-3,4,6-trichloranilide que l'on peut en obtenir par réduction avec du chlorure d'étain- (II) solution aqueuse- alcoolique chlorhydrique, présente, après recristallisation dans de l'alcool, un point de fusion de 107-109 C.
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On diazote la 2'-aminobenzéncsulfonyl"3,4, 6-trichloranilide avec du nitrite de sodium, comme on l'a décrit dans l'Exemple 2, et on transforme le sel de diazonium, après addition d'acétate de sodium, en sulfonetriazine correspondante. On transforme cette dernière en solution alcaline, avec de la poudre de cuivre, par fermeture du noyau, en 5-dioxyde de 7,9,10-trichloro-6-banzo-(c,e)-o- thiazine, qui présente un point de fusion de 247- 250 C après recristallisation dans de l'alcool.
Analyse : N calculé : 4,7 % trouvé : 4,56 %
S calculé : 10,7 % trouvé: 10,83 %
Exemple 3a
On dissout 7 parties en poids de 5-dioxyde de 7,9,10-trichloro-6-dibenzo-(c,e)-o-thiazine dans un mélange d'eau at d'acétone, en ajoutant de
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la solution d'hydroxyde de sodium et, après avoir ajouté 2,8 parties de 1-bromobutanc, on chauffe pendant 8 à 10 heures sur le bain-marie. On refroidit ensuite avec de la glace, on essore sous vide le précipité formé et on le recristallise dans de l'éther de pétrole. Le 5-dioxyde de 7,9,10- trichloro-6-dibenzo-(c,e)-6-n-butyl-o-thiazine ainsi obtenu forme des bâtonnets compacts dont le point de fusion est de 147-148 C.
Si l'on fait réagir le 5-dioxyde de 7,9,10trichloro-6-dibenzo-(c,e)-o-thiazine avec du sulfate de diméthyle , ou du sulfate de diéthyle de la manière décrite dans l'Exemple 4a, on obtient le 5-dioxyde de 7,9,10-trichloro-6-dibenzo-(c,e)- 6-méthyl-o-thiazine (point de fusion 225-228 ) ou le 5-dioxyde de la 7,9,10-trichloro-6-dibenzo-(c,e)- 6-éthyl-o-thiazine (point de fusion 193-194 C après recristallisation dans de l'acide acétique cristallisable).
Si, à la place du 1-bromobutane, on utilise du chlorure d'allyle comme agent d'alkylation, il se forme alors le 5-dioxyde de 7,9,10-trichloro-6dibenzo-(c,e)-6-allyl-o-thiazine sous forme de bâtonnets assez larges (après recristallisation dans de l'éther de pétrole), fondant à 152-153 C.
Exemple 4.
En faisant réagir 220 parties en poids de 2-nitrobenzènesulfochlorure avec une solution de 195 parties en poids de 3-trifluorométhyl-4chloraniline dans 250 parties en poids de pyridine, de la manière décrite dans l'Exemple 2, on obtient
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la 2'-nitrobenzène sulfonyl-3-trifluorométhyl-4- chloranilide sous forme cristalline et avec un rendement presque quantitatif (point de fusion après recristallisation: 153-155 C). On réduit le produit comme on l'a décrit dans l'Exemple 2, avec du chlorure d'étain-(II) en solution aqueuse alcoolique chlorhydrique, en 2'-aminobenzènesulfonyl-3- trifluorométhyl-4-chloranilide, qui fond à 121- 122 C après recristallisation dans de l'alcool.
Par diazotatior. avec du nitrite de sodium en milieu acide, transformation du sel de diazonium à l'aide d'acétate de sodium en sulfonetriazine correspondante et décomposition par ébullition de ce dernier en solution alcaline, avec addition de poudre de cuivre, on obtient le 5-dioxyde de 10-trifluorométhyl-9-chloro-6-dibenzo-(c,e)-o-thiazine, fondant à 214-216 C (après recristallisation dans du benzène).
Analyse : F calculé: 17,1 % trouvé: 17,4 %.
Exemple 4a.
On dissout 5 parties en poids de 5-dioxyde de 10-trifluorométhyl-9-chloro-6-dibenzo-(c,e)-o- thiazine dans 100 parties en volume d'eau, en ajoutant une solution d'hydroxyde de sodium. Dans la solution obtenue on ajoute goutte à goutte à peu près la quantité calculée de sulfate de diméthyle, le produit méthylé se séparant alors sous forme solide. Lorsque, sur un prélèvement filtré, on ne peut plus déceler par acidification de produit de départ dans le filtrat, on essore le précipité formé, on le lave avec do l'eau et on le recristallise dans de l'éther de pétrole. Le 5-dioxyde de
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10-trifluorométhyl-9-chloro-6-dibenzo-(c,e)-6- méthyl-o-thiazine forme des cristaux compacts incolores; point de fusion 166-167 C.
Exemple 5.
On méthyle avec du sulfate de dinéthyle, comme on l'a décrit dans l'Exemple 4a, le dérivé trichloré obtenu par chloration du 5-dioxyde de 6-dibenzo-(c,e)-o-thiazine dans un solvant organique inerte. On obtient des cristaux dont le point de fusion est de 75-78 C.
Exemple 6.
On chauffe pendant/quelques heures a 120- 130 C (température du bain), et en agitant, 33,5 parties en poids de 5-dioxyde de 7,9,10-trichloro- 6-dibenzo-(c,e)-o-thiazine avec 24 parties en poids d'ester bêta-chloroéthylique de l'acide p-toluènesulfonique et 40 parties en volune de solution d'hydroxyde de sodium à 10 %. Après refroidissement on dilue avec de l'eau, on ajoute de la solution d'hydroxyde de sodium jusqu'à nette réaction alcaline et on essore sous vide.
On triture le résidu avec un mélange d'acétone, d'eau et de solution d'hydroxyde de sodium, on essore sous vide, on lave avec de l'eau et on recristallise dans de l'éther de pétrole le produit brut de couleur gris-clair. Le 5-dioxyde
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de 7,9,10-trichloro-6-dibenzo-(c,c)-6,bta-chloro- éthyl-o-thiazine forme des bâtonnets compacts incolores; point de fusion 176-177 C.
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Exemple 7.
On chauffe à l'ébullition 7 parties en poids de 5-dioxyde du 7,9,10-trichloro-6-dibenzo- (c, e)-o-thiazine, avec 50 parties en volume d'anhy- dride acétique. Après refroidissement on verse le mélange de réaction sur de la glace, on essore sous vide le précipité formé ut on le recristallise dans de l'acide acétique cristallisable. Le 5-
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dioxyde de 7,9,10-trichloro-6-dibonzo-(c,e)-6- acétyl-o-thiazine forme des lamelles incolores dont le point de fusion est de 164-165 C. Par contre en recristallisant dans de l'éther de pétrole, il se présente sous forme d'agrégats cristallins.
Exemple 8.
Chloration de la bis-phénylènesultame.
Dans un ballon à trois tubulures de 2 litres de capacité, muni d'un agitateur, d'une arrivée de gaz, d'un réfrigérant à reflux et d'une tubulure de gaz résiduels, on met on suspension 100 parties de bis-phénylène-sulte dans 1.000 parties d'o- dichlorobenzène et on ajoute 2 parties de chlorure de fer-(IIl). On introduit ensuite un vif courant de chlore gazeux, la température montant lentement de 20 à 90 C en l'espace de trois heures et demie, Quand elle a atteint 90 C on continue à chlorer à cette température et on ajoute toutes les 4 à 5 heures 2 parties de chlorure de for-(III), Selon la durée de la chloration et la quantité de chlore mise en oeuvre, on obtient un mélange de produits plus ou moins fortement chlorés.
Si l'on introduit
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par exemple 650 parties de chlore gazeux en l'espace de 15 heures, on obtient de 130 à 150 parties @ , d'un mélange de bis-phénylèncsultames renfermant du chlore, avec une teneur en chlore de 34 %, ce qui correspond à 3 à 4 atomes de chlore par molécule de bis-phénylènesultame.
Si lors de la.chloration il s'est formé des bis-phénylène-sultames plus fortement chlorées, on refroidit le mélange de réaction jusqu'à la température ambiante, on essore sous vide le produit solide, on le lave avc du toluène et on le met de nouveau en suspension dans de l'acide chlorhydrique dilué. On l'essore sous vide, on le met en suspension dans 2. 000 parties d'eau, et la réaction étant alcaline au triazène, on chauffe pendant une demi-heure à 70-80 C en agitant. On essore alors le sel de sodium formé, on le met en suspension dans 2.000 parties d'eau et on le transforme de nouveau en forme acide avec de l'acide chlorhydrique. Essoré sous vide et iavé avec de l'eau très chaude, le produit peut être séché à 100 C sous vide. Les parties peu chlorées subsistant dans l'o-dichlorobenzène sont traitées de la même façon.
Exemple 9.
Bromation de la bis-phénylènesultame.
On met en suspension 100 parties de bisphénylènesultaae dans 1.000 parties d'o-dichlorobenzène et on ajoute 2 parties de chlorure de fer-(III).
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On ajoute alors lentement, en l'espace de 8'heures, à 20-30 C et en agitant bien, 472 parties de brome, 2 parties de chlorure de fer-(III) étant encore ajoutées au bout de 4 heures..Ensuite on continue à agiter le mélange de réaction pondant 12 heures à 20 C, puis on fait passer un courant d'air sec pendant une heure dans le mélange et finalement on essore sous vide le produit solide obtenu par bromation. La suite du traitement s'effectue exactement comme on l'a indiqué dans l'Exemple 1. On isole une bis-phénylènesultame renfermant du brome, dont la teneur en brome est de 39,5 %.
Par nitration de bis-phénylènesultame dans un mélange d'acide sulfurique et d'acide nitrique, on peut obtenir une dinitro-bis-phénylènesultame.
Exemple 10.
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a) N-(3,4-dichlorophén-71-sulfonyl)-bis-phépylène- sultame .
On dissout 231 parties de bis-phénylènesultame dans 250 parties d'eau, en ajoutant 89 parties de solution d'hydroxyde de sodium à 45 %. Dans cette solution on fait couler en l'espace d'une heure, à 50 C, 245 parties de 3,4-dichlorobenzènesulfochlorure et on continue à agiter le mélange de réaction pendant encore 6 heures. Ensuite on essore sous vide le produit de la réaction, on le lave avec 1. 000 parties d'eau et on le sèche sous vide à 110 C.
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b) Chloration de la N-(3,4-dichlorophényl-sulfonyl)- bis-phénylêne-sultame.
On met en suspension 80 parties de N-(3,4-di-
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chlorophényl-sulfonyl?bisphénylènesultame dans
1.000 parties d'o-dichlorobenzène et on ajoute
2 parties de chlorure de fer-(III). Ensuite on introduit entre 30 et 50 C (température interne)
350 parties de chlore gazeux sous forme de lent courant. Une fois la chloration terminée, on refroidit le mélange de réaction à 10 C et on le laisse reposer pendant 16 heures. Le jour suivant on essore sous vide le produit de chloration qui s'est séparé, on le lave avec 400 parties de toluène et on le sèche sous vide à 80 C. Il renferme 31-32 % de chlore.