Brevet FR2026129A1 — publié le 19700911

L'invention concerne un procédé pour la préparation de diphényl-1,2 dioxo-3,5 pyrazolidine et de ses dérivés de substitution de la formule où R désigne l'hydrogène, un groupe alkyle libre juwqu'à 6 atomes de carbone ou un tel groupe qui est interrompu d'une part par un atome d'oxygène, d'azote ou de soufre, ou bien par un groupe sulfinyle ou sulfonyle et qui porte éventuellement, sur l'un des hétéroatomes cités, un substituant constitué par un radical méthyle, trihalométhyle ou phényle QU qui porte d'autre partun groupe hydroxy ou céto, tandis que R1 désigne l'hydrogène ou un groupe hydroxy, acryloxy, trihalométhyleouméthylsulfonyle et que R2 désigne l'hydrogène, le méthyle ou un trihalométhyle, avec cette caractéristique que des monoacylhydrazobenzènes de formule dans laquelle R, R1 e-t ont les significations indiquées cidessus, sont soumis à la cyclisation en milieu acide dans un solvant inerte. Comme solvants inertes, on utilise de préférence ceux de la série aromatique, c:est-à-dire le benzène et ses homologues ainsi que le chlorobenzène et le nitrobenzène Cependant, d'autres solvants à caractère polaire, tels que le tétrahydrofuranne, le dioxanne, ou le diméthylformamide conviennent aussi pour la cyclisation. Pour obtenir de bons rendements et pour éviter des réactions secondaires, les solvants introduits doivent être exempts d'eau. La cyclisation de la monoacyldiphénylhydrazine en question en milieu acide, l'acide introduit exerçant une fonction catalytique. Comme acides conviennent tout particulièrement les acides arylsulfoniques tels que les acides benzène sulfonique et p-toluène sulfonique s on peut introduire encore de acide méthylsulfonique et de l'acide sulfurique. La condensation de cyclisation qui aboutit aum produits désirés s'effectue rapidement surtont à température élevée, en particulier dans l'intervalle de 60 - 150 C, et elle est généralement déjà terminée au bont de 30 minutes. Par la mise en oeuvre du mélange de la réaction de la façon habituelle, les produits désirés se forment avec de très bons rendements et on les obtient à l'état de grande pureté par une seule recristallisation. Les composés introduits comme produits de départ sont connus en partie d'après le brevet allemand 1 257 152. D'autre part, les composés de départ des exemples 1 et 2 sont de nouveaux corps dont la préparation est décrite dans les exemples 1a-c et 2a-f, les composés qui se présentent dans les paragraphes 1a-c et 2a-f étant églaement de nouveaux corps. L'acétoxy-4 hydrazobenzène nécessaire comme matière de départ de l'exemple 1a est connu d'après Helvetica Chimica Acta, volume de 1957, page 399, tandis que la (ss -phénylthioéthyl) malonate de diéthyle nécessaire pour l'exemple 2a est décrit dans Helvetiea Chimica Acta, volume de 1961, page 235. Les composés ebtenus selon le procédé qui fait l'objet de l'invention sont Connus en ce qui concerne ceux précisés par des exemples. Ainsi, pour la diphényl1,2 dioxo-3,5 n-butyl-4 pyrazelidine qu'on peut préparer selon l'exemple 3, il s'agit d'un analgésique et antiphlogistique bien connu en thérapeutique sous le mom de "phénylbutazone".La phényl-1 (acétoxy-4 phényl)-2 diexe-3,5 n-butyl-4 pyrazolidine qu'on peut préparer selon l'exemple 1 est connue comme analgésique et antipyrétique d'après le brevet allemand 1 039 063, tandis que la diphényl-1,2 dioxe-3,5 (ss-phérylsulfinyléthyl)-4 pyrazolidine est décrite dans Helvetica Chimica Acta, volume de 1961, page 236. D'après les brevets allemands 972 261 et 1 092 020, on connatt aussi un procédé selon lequel des zonoacylhydrazines sont condensées avec des esters ou des semi-halogénures de l'acide carbonique par action d'agents de condensation alcalins tels qu'un alcoolat de sodium ou un sodium-amide pour donner les dioxo-3,5 pyrazolidines correspondantes. Les durées de réaction sont alors de 5 à 36 heures et on obtient des rendements en produits de cyclisation de 65 à 73 % du rendement théorique. Par contre, les durées de réacton avec le procédé selon invention ne s'élèvent que jusqu'à 30 minutes et on obtient des rendements qui sont compris entre 80 et 90 % du rendement théorique. De plus,-le procédé selon l'invention était imprévisible et le résultat est surprenant car, d'après le brevet allemand 1 085 534, on devait penser que l'action d'acides tels que l'acide chlerhydrique ou l'acide p-toluène sulfonique sur la dioxo-3,5 pyrazolidine provoque l'ouverture du noyau en donnant des composés aliphatiques. Le procédé selon l'invention apparaitra plus complètement dans les exemples qui suivent. exemple 1. Phényl-1 (acétoxy-4 phényl)-2 dioxo-3,5 n-butyl-4 pyrazolidine a) Dans un mélange de 9 parties en poids d'acétoxy-4 hydrazobenzène, de 4 parties en poids de pyrimidine et de 50 parties en volume de chloroforme, on ajoute goutte à goutte 8,4 parties en poids d'anhydride trifluoracétique en 2 heures à 0 - 5 C. On agite encore ensuite pendant 30 Minutes à la température ordinaire, on secoue la phase de chloroforme deux fois avec 50 parties en volume d'eau à chaque fois, on sèche la phase organique par du sulfate de magnésium et on concentre la solution au quart du volume total. On ajoute au reliquat 10 parties en volume d'éther de pétrole (point d'ébullition de 40 - 700 C) et on fait cristalliser à froid. On obtient 10,9 parties en poids (76,5 % du rendement théorique) d'un mélange d'isomères se composant de B-(acétoxy-4 phényl) N-trifluoracétyl N'-phényl hydrazine et de B-(acétoxy-4 phényl) N'-trifluoracétyl N'-phényl hydrazine d'un point de fusion de 131 - 150 C. Après recristallisation dans de l'éthanol à 70 % et nouvelle cristallisation dans le chloroforme on obtient un produit d'un point de fusion de 1680 - 1700 C qui d'après le spectre de masses est la N-k(acétoxy-4 phényl) N-trifluoracéthl N'-phényl hydrazine. b) On ajoute 10 parties en poids du mélange d'isomères obtenu à und solution de 9,6 parties en poids de dichlorure d1acide n-butyl malonique et de 6 parties en poids de N,N-diméthyl aniline dans 150 ml de benzène absolu en 6 heures à 100 C. On agite encore ensuite pendant 1 heure à la température ordinaire, on secoue le mélange de la réaction trois fois avec à chaque fois 50 parties en volume d'eau, puis deux fois avec à chaque fois 20 parties en volume de 2n-ECl, on sèche la phase de benzène sur du sulfate de magnésium et on évapore à sec en obtenant ainsi 13,6 parties en poids (96 % du rendement théorique) d'un mélange dtisomères se composant de N-(acétoxy-4 phényl) N-trifluoracétyl N'- &alpha;; -carboxyca proyl N'-phényl hydrazine et de N-(acétoxy-4 phényl) N- &alpha; -carboxycaproyl B'-trifluoracétyl N'-phényl hydrazine. c) La totalité de ce mélange d'isomères est additionnée de 200 parties en volume d'eau et 3,4 parties en poids de carbonate de sodium exempt d'eau et on agite fortement pendant 4 heures à 100 C. De la solution claire formée d'abord se sépare binentôt une petite quantité d'une huile visqueuse qu'on sépare. La solution aqueuse est agitée trois fois avec à chaque fois 70 parties en volume de toluène pendant une demi-heureN de sorte que les impuretés passent dans la phase de toluène.La solution aqueuse est traitée par du charbon actif puis par de la terre décolo rante ("Tonsil") et, après filtration pour obtention d'un liquide clair, on règle l'acidité au pH 3 par 2n-HCl en obtenant 9,4 parties en poids (87,6 % du rendement théori que) d'une huile jaunâtre qui constitue un mélange d'iso mères se composant de N-(acétoxy-4 phényl) c carboxycaproyl N'-phényl hydrazine et de N-(acétoxy-4 phényl) N'-&alpha;-carboxycaproyl N'-phényl hydrazine. Ce mélange peut être purifié par chromatographie sur un gel de silice avec emploi, comme éluant liquide, d'un mélange de chloroforme, de cyclohexane et d'acide acétique cris tallisable dans la proportion en volumes de 6 : 4 : 1. On obtient de cette façon, comme éluat, le mélange d'isomères avec, comme masse cireuse, 1/2 mole de cyclohexane de formule brute C21H24N205 . 1/2 C6R12. d) On dissout 9,4 parties en poids du mélange d'isomères ainsi obtenu dans 100 parties en volume de chloroforme et on ajoute 0,35 partie en poids d'acide p-toluène sulfo nique à la température d'ébullition0 Après 30 minutes d'ébullition à reflux, on refroidit, on filtre pour l'obten- tion d'un liquide clair, on secoue trois fois le filtrat ave avec une solution de bicarbonate de sodium à 3 /0, on traite ensuite la phase organique par du charbon actif, puis par de la terre décolorante ("2onsil") et, après filtration pour l'obtention d'un liquide clair, on évapore à sec, Après recristallisation du reliquat dans le métha nol, on obtient 7,7 parties en poids (86 % du rendement théorique) de phényl-1 (acétoxy-4 phényl)-2 dioxo-3,5 n-butyl-4 pyrazolidine d'un point de fusion de 1340 - 1350 C. Exemple 2. Diphényl-1,2 dioxo-3 ,5 ( (3-phénylsulfinyléthyl)-4 pyrazolidine. a) On dissout 29,6 parties en poids de p -phénylthioéthyle malonate de diéthyle dans 60 parties en poids d'éthanol et on ajoute en 45 minutes une solution de 5,9 parties en poids de XOH dans 80 parties en poids d'éthanol. Après agitation pendant 8 heures à la température ordinaire, un échantillon étendu d'eau dans la proportion de 1 : 10 présente un pli de 75o L'éthanol est alors enlevé sous vida, on ajoute au reliquat 60 ml de benzène et on évapore de nouveau sous vide. Après répétition de-cette opération, on obtient le sel de potassium du monoéthylester du p -phénylthioéthyl malonate de monoéthyle sous forme de masse cristalline blanche. b) La totalité du sel d'ester obtenu est mise en suspension dans 80 parties en poids de toluène et on ajoute en agitant une solution de 17,9 parties en poids de chlorure de thionyle dans 35 parties en poids de toluène à 700 C en 45 minutes puis on maintient encore pendant 5 heures à une température de 900 C en agitant constamment. Après achève ment du dégagement de gaz, les fractions volatiles sont enlevées sous-vide et on obtient le chlorure de p phénylthiocéthyl malonate acide d'éthyle avec un rendement quantitatif. c) On ajoute une solution de la totalité de chlorure d'ester dans 30 parties en ppids de toluène goutte à goutte en 40 minutes à une solution de 15,8 parties en poids de N-acétyl hydrazobenzène et de 9.1 parties~ en poids de triéthylamine dans 70 parties en poids de toluène en agitant Quand l'addition est achevé., on agite encore pendant 2 heures à la température ordinti- re et on extrait le mélange de la réaction deur fois avec à chaque fois 50 parties en poids de 2n-ECl, puis deux fois avec à chaque fois 50 parties en poids de 2n-NaOH et enfin trois fois avec à chaque fois 50 par ties en poids d'eau. Après séchage sur MgS04, la phase organique est soumise à l'évaporation et on fait re cristalliser le reliquat dans un mélange d'éther et d'éther de pétrole (1 : 1), après quoi, on obtient 28,4 g (85,3 % du rendement théorique compté sur le N-acétyl hydrazobenzène) de N ss phénylthioéthyl) malonate de monoéthyle N'-acétyl N,N'-diphényl hydrazide d'un point de fusion de 76 - 78 C. d) Â une solution de 9,5 parties en poids de ce composé dans 75 parties en poids d'acide acétique cristallisa- ble, on ajoute une solution de 2,05 parties en poids de peroxyde d'hydrogène à 30 % dans 25 parties en poids d'acide acétique cristallisable. Après repos pen dant une nuit, le mélange de la réaction est débarras sé mous vide des fractions volatiles et on obtient une huile jaune clair qui constitue le monoéthylester de la N-( ss -phénylsulfinyléthyl) N'-acétyl N,N' diphényl hydrazide de l'acide malonique et qui est aussitôt soumise au traitement complémentaire. e) L'huile obtenue est additionnée de 40 parties en poids d'éthanol et de 24 parties en poids de n-NaOH et elle est agitée pendant 4 heures à la température or dinaire. On ajoute alors 40 ml d'eau et on traite en suite par de la terre décolorante ("Tonsil"). Après filtration pour l'obtention d'un liquide clair, on règle l'acidité au pli 2 par 2n-ECl et on fait cristal liser par trituration l'huile incolore qui se sépare. Après recristallisation dans 1'6thanol, on obtient 7,8g (84,2 % du rendement théorique compté sur le produit obtenu selon l'exemple 2c) de N- (ss -phénylsulfinyléthyl) acide malonique N'-acétyl N,N'-diphényl hydrazide d'un point de fusion de 1570 - 158O C. f) La totalité du composé obtenu est chauffée à 900 G pendant 1 heure avec 65 parties en poids de n-NaOH. Après addition de 40 mi d'eau-à la solution refroidie, on sépare de l'hydrazobenzène précipité par filtration et on règle le filtrat par n-HCl à un pH de 7,5. La solution est extraite deux fois par 40 mi d'éther, la phase aqueuse étant inco lore. On la règle au pli 1 par n-HCl et il se forme un précipité blanc qui, après recristallisation dans l'étha- nol, donne 5,6 g (79 % du rendement théorique) de N- (ss - phénylsulfinyléthyl) acide malonique N,N'-diphényl hydrazide d'un point de fusion de 1510 - 1520 . g) On chauffe 7 parties en poids de ce composé avec 0,35 parties en poids d'acide p-toluène sulfonique dans 50 parties en poids de benzène pendant 15 minutes avec reflux. Après refroidissement, le mélange de la réaction est extrait trois fois par 30 parties en poids d'une solution à 5 % de bicarbonate des sodium à chaque fois, on traite la phase alcaline par du charbon actif puis par de la terre décolorante ("Tonsil") et, après filtration pour l'obten tion d'un liquide clair, on règle l'acidité au pli 2 par n-HCl. Après recristallisation du précipité dans l'éthanol, on- obtient 5,45 g (81,3 % du rendement théorique) de diphényl-1,2 dioxo-3,5 (ss -phénylsulfinyléthyl)-4 pyrazo lidine dun-point de fusion de 134 - 136 CL (frittée à partir de 131.0 C). Exemple 3. Diphényl-1,2 dioxo-3,5 n-butyl-4 pyrazolidine. Dans 500 mi de benzène on dissout 50 parties en poids de N-(&alpha; -carboxycaproy) N,N'-diphényl hydrazine, on chauffe à l'ébullition, on ajoute 4 parties en poids d'acide p-toluène sulfonique et on fait bouillir 15 minutes avec reflux. La solution refroidie est secouee trois fois avec 200 ml d'eau à chaque fois, puis trois fois avec 100 ml de n-NaOH à chaque fois, puis l'extrait alcalin purifié est traité par du charbon actif puis par de la terre déce lorante ("Tonsil"), filtré pour l'obtention d'un liquide clair et son acidité est réglée au pH 2 par n-HCl. Après filtration, séchage et recristallisation du précipite dans l'éthanol, on obtient 49,5 parties en poids (89 % du rendement théorique) du composé ci-dessus d'un point de fusion de 1030 - 1050 C. Schéma de formules (exemple) 1) Schéma de formules (exemple 2) Schéma de formules (exemple 3) R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour la préparation de diphényl-1,2 dioxo-3,5 pyrazolidine et de ses dérivés de substitution de formule où R désigne l'hydrogène, un groupe alkyle libre jusqu' & 6 atomes de carbone ou un tel groupe qui est interrompu d'une part par un atome d'oxygène, d'azote ou de soufre ou bien par un groupe sulfinyle ou sulfonyle et qui porte éventuellement, sur l'un des hétéroatomes cités, un substituant constitué par un radical mé- tels, trihalométhyle ou phényle ou qui porte d'autre part un groupe hydroxy ou céto, tandis que R1 désigne 1 'hydrogène ou un groupe hydroxy, acyloxy, trihalométhyle ou méthylsulfonyle et que R2 désigne l'hydrogène, le méthyle ou un trhalométhyle, ca ractérisé par ceci que des monoacylhydrazobenzènes de formule dans laquelle X, R1 et R2 ont les significations indiquées cidessus, sont soumis à la condensation de cyclisation en milieu acide dans un solvant inerte. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par ceci qu'on utilise pour la cyclisation l'acide p-toluène sulfonique dans un composé aromatique. 3.Procédé selon la revendication 2, caractérisé par ceci que 1. composé aromatique est du benzène.