Brevet FR2092158A1 — publié le 19720121

i 2092158 La présente invention a pour objet des carboxa-midon portant des substituants en a et sur l'atome d'azote. Ces composés répondent à la formule générale ■ 6 i5 5 HC - CH - R^ I I Ry 0 ^ "1C dans laquelle et R2 représentent- chacun un reste alkyle ayant de 1 à 6 atomes de carbone, un reste cycloalkyle, aryle ou aralkyle, R^ représente un atome d'hydrogène ou le reste d'un 15 hydrocarbure à chaîne droite ou ramifiée, saturé ou non et ayant de 1 à 16 atomes de carbone, R^ désigne un reste aryle ou hétaryle qui peut por ter des substituants, R^ et Rg représentent chacun un atome d'hydrogène ou un 20 reste alkyle ayant de 1 à 6 atomes de carbone ou un reste aryle, et Rr; désigne un atome d'hydrogène ou un reste alkyle, aryle ou aralkyle, ou lorsque R^ représente un atome d'hydrogène, Ry désigne également le reste 25 -CH - CH - R,. I I 4 E6 R5 et lorsque R^ et Rg représentent un alkyle, ils peuvent être liés l'un à l'autre au moyen d'un ou de plusieurs hétéro-atomes pour former un noyau. 30 La présente invention concerne également un pro cédé de préparation des carboxamides cités ci-dessus, procédé caractérisé en ce que l'on additionne, en présence d'un catalyseur alcalin, un carboxamide Iî ,N-disubstitué répondant à la formule générale COFY 71 18449 " 2092158 H R 1 / 1 p G - C - N II * i li XR~ Rg 0 à une oléfine répondant à la formule générale Rr 5 v6— - Rf-HC = CC ^ III % Dans les formules II et III, R^ à Rg ont les significations données ci-dessus et Rg représente l'hydrogène 10 ou un .reste alkyle, aryle ou aralkyle. Les oléfines répondant à la formule générale III contiennent une liaison double oléfinique conjuguée par rapport au reste aryle ou hétaryle R^, ce dernier pouvant être substitué* De tels restes aryles ou hétaryles R^ sont, par 15 exemple, les restes phényle, naphtyle, ortho, méta ou para-tolyle, xylyle, pyridyle et thiényle. Des oléfines convenables répondant à la formule générale III sont par exemple : le styrène (le vinylbenzène) , l'a-méthyl-styrèae, le p-méthyl-20 styrène, le p-butyl-styrène, le 0-hexyl-styrène, le stilbène, l'a-phényl-3-méthyl-styrène, 1'ortho, le méta ou le para-vinyl-toluène, la 2-vinyl-pyridine, la 4--vinyl-pyridine et le 2-vinyl-thiophène. Dans la réalisation du procédé de la présente 25 invention il est également possible d'utiliser, au lieu des composés de formule générale II, des composés qui se transforment, dans les conditions de la réaction, en composés répondant à la formule générale III» Comme exemples de tels composés on peut citer 1'allyl-benzène qui se transforme, 30 dans les conditions du présent procédé, en p-méthyl-styrène et, par conséquent, peut être utilisé au lieu de es dernier. Des catalyseurs alcalins pour la réalisation du présent procédé sont par exemple : des méti&ux alcalins, des bydrures alcalins, des acides alca-35 lins, des composés organe-métalliques tels que le phényl-sodium, des alcoolates alcalins, de préférence des composes alcalins d'alcools tertiaires tels que le butylate tertiairs de potassium. copy 71 18449 3 2092158 Le catalyseur est ajouté au mélange réactionnel en quantités allant de 0,1 à 1 mole par mole de carboxamide• Lorsqu'on utilise des alcoolates alcalins il se forme, à cause d'une réaction qui a lieu avec le composé de départ de 5 formule générale I, l'alcool de "base de cet alcoolate. Il est avantageux d'éliminer cet alcool avant que la réaction principale ne commence. A cette fin on élimine par distillation l'alcool après quoi on ajoute, avantageusement goutte à goutte, l'oléfine répondant à la formule générale 10 III comme second partenaire réactionnel. La réaction peut être réalisée à des températures allant de + 20° à + 150°C, de préférence de + 50° à + 120^ Bien que l'on puisse travailler en présence d'amide en excès répondant à la formule générale II servant de sol-15 vant il est plus avantageux d'utiliser un solvant dipolaire aprotique, tel que le diméthylformamide ou le tri s-(dimé thy 1 a-mide) de l'acide phosphorique (l'hexamétapol). Il est avantageux de réaliser la présente réaction à l'abri de l'humidité atmosphérique. L'isolement des 20 composés de la formule générale I de la masse réactionnelle se fait d'une manière connue. Dans le cadre de la présente invention, les matières de départ II et les produits finals I sont dénommés N,N-disubstitués, même si les substituants Ry] et R21 au caS 25 où ils représentent un alkyle, sont liés au moyen d'un ou plusieurs hétéro-atomes pour former un noyau, c'est-à-dire s'il s'agit de morpholides, de pipéridides ou de pyrrolidides d'acides carboxyliques. Les carboxamides N,N-disubstitués utilisés comme 30 composés de départ et répondant à la formule générale II contiennent en position a. au moins un atome d'hydrogène et réagissent avec les oléfines de formule générale III dans un rapport molaire de 1/1 en donnant un composé de formule générale I. Si un composé de départ de formule générale II 35 contient 2 atomes d'hydrogène en position a, une réaction dans un rapport molaire de 1/2 avec un composé répondant à la formule générale III est également possible. Il est surprenant que cette réaction n'ait pratiquement pas lieu, bien que l'hydrogène en position a dans les produits de la COP 71 18449 4 2092158 réaction 1/1, comme le montrent des mesures physicochimiques, soit plus acide que les atomes d'hydrogène en position a dans le produit de départ. Des acétamides N,N-disubstitués contiennent en position a trois atomes d'hy-5 drogène et, par conséquent, peuvent théorétiquement réagir avec 3 moles d'une oléfine de formule générale III. Toutefois, une telle réaction dans un rapport molaire de 1/3 ne se passe pratiquement pas, tandis que dans le cas des acétamides N,N-disubstitués il* se forme simultanément les pro-10 duits des réactions 1/1 et 1/2. Etant donné la différence de poids moléculaire ces deux produits peuvent facilement être séparés. On peut influer sur le rendement relatif des deux produits finals l'un par rapport à l'autre en choisissant des conditions réactionnelles appropriées et en parti-15 culier en faisant varier les quantités des produits de départ. Si l'on utilise, dans le présent procédé, un excès d'acétamide N,N-disubstitué on obtient une quantité plus grande du produit d'addition 1/1 et si l'on utilise un excès d'oléfine on obtient une quantité plus grande du produit 20 1/2. Ce sont probablement les effets stériques qui sont responsables du comportement décrit des carboxamides N,N-disubstitués ayant 2 ou 3 atomes d'hydrogène en position a. 25 II est surprenant que, dans les conditions du présent procédé, il ne soit pas possible d'additionner des carboxamides N-monosubstitués ou N-non-substitués sur des oléfines de formule générale III. La constitution donnée des produits finals ob-30 tenus est généralement confirmée par des spectres de résonance magnétique nucléaire et infrarouge. Les carboxamides a-substitués et N,N-disubstitués conformes à la présente invention sont des produits inter-35 médiaires précieux pour la synthèse d'adjuvants pour textiles, de colorants et de produits pharmaceutiques. Une ni-tration ou une sulfochloration du noyau phényle, par exemple, peut être réalisée sans saponification notable du groupe amide. 71 18449 5 2092158 Les exemples suivants ont pour but d'illustrer la présente invention. Les températures sont données en degrés Celsius. EXEMPLE 1 : 5 a) On dissout dans 200 g de diméthylformamide, dans un ballon à quatre tubulures rodées équipé d'un agitateur mécanique, d'un thermomètre, d'une ampoule à brome et d'un réfrigérant à reflux fermé par un tube empli de chlorure de calcium, 115 g du diméthylamide de l'acide 10 butyrique (1 mole ; huile incolore fondant à 65°/10 mm). On ajoute 30 g du butylate tertiaire de potassium comme catalyseur, ensuite, goutte à goutte, et en l'espace d'une heure, à 105-110°, 104 g de styrène (1 mole). On chauffe ensuite pendant 10 heures pour maintenir cette température. 15 Après refroidissement on agite le mélange réactionnel avec 800 ml d'eau glaciale, on neutralise avec 25 ml d'acide chlorhydrique 10N et on dissout le produit brut dans 400 ml de chloroforme. On lave la couche d'huile avec de l'eau et on effectue une distillation fractionnée. On obtient 20 183 g (rendement de 84 °/o) de N,N-diméthylamide de l'acide 2-éthyl-4-phényl-butyrique ayant un point d'ébullition de 113°-115°/0,1 mm. Analyse (C^Hg^NO) : calculé : N = 6,4 % ; 0 = 7»3 % trouvé : =6,3%; = 7j5 % 25 b) Si l'on remplace le styrène utilisé dans l'exem ple ci-dessus par 118 g de a-méthyl-styrène et qu'on travaille, pour le reste, de la même manière, on obtient le N,N-diméthylamide de l'acide 2-éthyl-4-méthyl-4-phényl-butyrique sous la forme d'une huile incolore ayant un 30 point d'ébullition de 98°-100°/0,05 mm. EXEMPLE 2 : On chauffe à 105°, à l'abri de l'humidité atmosphérique, une suspension composée de 40 g de butylate tertiaire de potassium dans 300 g de diméthylacétamide 35 (l'excès servant de solvant) et on ajoute, goutte à goutte, tout en agitant, à cette température, 208 g de styrène (2 moles), après quoi on chauffe encore pendant 15 heures pour maintenir une température de 105-110°. Après refroidissement, 71 18449 6 2092158 on ajoute environ 55 ml d'acide chlorhydrique 10N pour neutraliser exactement, on essore le sel séparé, on le lave avec un peu de diméthylacétamide et on distille par fraction le filtrat sur une colonne de Vigreux. Après avoir séparé par 5 distillation l'eau et le diméthylacétamide, on obtient par distillation à un point d'ébullition de 114°-11 6°/0,1 mm, 115 g du produit d'addition 1:1 (a) qui est le N,N-diméthyla-mide de l'acide 4-phényl-butyrique sous la forme d'une huile incolore (rendement de 30 %), 'et, après une fraction intermé-10 diaire, à un point d'ébullition de 158°-160°/0,05 mm, 142 g du produit d'addition 2/1 (b) qui est le 2,2-bis-phénéthyl-N,N-diméthyl-acétamide, sous la forme d'une huile incolore (rendement de 48 %). Analyse (a^g^^NO) 15 calculé: C = 75*3 % ; H = 8,9 % ; N = 7,3 % > 0 = 8,4 % trouvé : « 75,0 % ; = 8,9 $ ; = 7,5 % i = 8,4 % (b=C2QH25N0) calculé: C = 81,3 % ; H = 8,5 % ; N = 4,75 0 = 5,4 % trouvé: = 80,7 % i = 8,4 % ; = 5,0 % ; = 5,6 % 20 Une variation des quantités des produits de départ utilisés entraîne une légère modification du rendement relatif entre les produits individuels. EXEMPLE 3 : a) On chauffe à 105°, à l'abri de l'humidité atmosphé- 25 rique, 141 g du pipéridide de l'acide propionique (1 mole), 200 de diméthylformamide et 30 g du butylate tertiaire de potassium A cette température on ajoute, goutte à goutte, en l'espace d'une heure et on chauffe pendant 10 heures pour maintenir une température de 105°-110°. Après refroidissement on agite le 30 tout avec 700 g d'eau glaciale, on neutralise par addition d'acide chlorhydrique 10N et on dissout le produit brut dans 400 ml de chloroforme. On lave ensuite la couche de chloroforme avec de l'eau et on effectue une distillation fractionnée On obtient 193 g du pipéridide de l'acide 2-méthyl-4-phényl-35 butyrique sous la forme d'une huile incolore ayant un point d'ébullition de 1400-143°/0,1 mm (rendement = 79 %). 71 18449 2092158 Analyse (C.^H _N0) : calculé: N = 5,7 % > 0 ="6,5 # i b 23 , . trouve : =5= 6,7 % De façon analogue on prépare: b) à partir du morpholide de l'acide laurique (huile incolore 5 ayant un point d'ébullition de 1400-143°/0,02 mm) et du styrène : le morpholide de l'acide 2-phénéthyl-laurique sous la forme d'une huile incolore ayant un point d'ébullition de 190°-195°/0,05 mm ; rendement: 80 %. c) à partir du N,N-diméthylamide de l'acide stéarique et du 10 styrène ; le N,N-diméthylamide de l'acide 2-phénéthyl-sté- arique sous la forme de cristaux incolores fondant à 47-49° après recristallisation dans de l'éther de pétrole et ayant un point d'ébullition de 230 °/0,1 mm ; rendement presque quantitatif. 15 d) à partir du diméthylamide de l'acide oléique et du styrène: le NjN-diméthylamide de l'acide 2-phénéthyl-oléique sous la forme d'une huile incolore ayant un point d'ébullition de 220°/0,05 mm ;rendement:74 %, e) à partir du N-méthyl-anilide de l'acide isovalérique (huile 20 incolore ayant un point d'ébullition de 83°-85°/0,2 mm) et du styrène : le N-méthyl-anilide de l'acide 2-isopropyl-4-phényl-butyrique sous la forme d'une huile incolore ayant un point d'ébullition de 142°/0,1 mm, rendement: 35 %. Un chauffage plus long entraîne 25 probablement des rendements plus grands. EXEMPLE 4 : a) Afin d'éliminer partiellement le méthanol formé au cours de ce procédé on soumet à une distillation tout en agitant, à l'aide d'une pompe à huile, 185 g du N,N-di-n-butylamide 30 de l'acide propionique (1 mole ; huile incolore ayant un point d'ébullition de 118°-120°/12 mm), 350 g de diméthylformamide et 30 g de méthylate de potassium jusqu'à ce qu'environ 100 ml du distillât constitué essentiellement par du diméthylformamide, soient recueillis dans un récipient de réception. A l'abri 35 de l'humidité atmosphérique le résidu est ensuite chauffé à 105°, puis on ajoute goutte à goutte 104 g de styrène (1 mole) et le tout est chauffé pendant 20 heures pour maintenir une tem 71 18^9 8 2092158 pérature de 105°-110°. Le traitement ultérieur est poursuivi de la manière décrite à l'exemple 3. Par distillation on obtient 256 g du N,N-di-n-butylamide de l'acide 2-méthyl-4-phényl-butyrique sous la forme d'une huile incolore ayant 5 un point d'ébullition de 140°-145°/0,2 mm (rendement : 89 %)• Analyse (C^H-^NO) : calculé: C = 79,0 % ; H = 10,7 % i N = 4,85 % ; 0 = 5,5 % trouvé : = 79,4 % ; = '10,9 # J =4,8 % ; = 5,3 % i Le rendement est légèrement plus faible si l'on 10 utilise, au lieu du méthylate de potassium, le méthylate de sodium. b) Si l'on utilise au lieu de 104 g de styrène 118 g d1 a-méthyl-styrène et qu'on travaille , pour le reste, de la manière décrite ci-dessus, on obtient le N,N-di-n-butylamide 15 de l'acide 2,4-diméthyl-4-phényl-butyrique sous la forme d'une huile incolore ayant un point d'ébullition de 120°/0,1 mm. EXEMPLE 5 : Sous une atmosphère d'azote on met en suspension 30 g du butylate tertiaire de potassium dans une solution 20 de 185 g du N,N-di-n-butylamide de l'acide propionique "(1 mole) dans 250 g de diméthylamide et on chauffe le tout à 105°. Ensuite oh ajoute goutte à goutte, en l'espace d'une heure, 105 g de 2-vinyl-pyridine (1 mole) et on chauffe pendant encore 15 heures pour maintenir la température à 105-110°. Après 25 refroidissement oh acidifie le mélange réactionnel par addition de 13,5 nil d'acide chlorhydrique 10N et 10 ml d'acide acétique glacial et, à cause de 1'hydrosolubilité des produits, on effectue une distillation fractionnée de la masse réac-tionnelle entière directement sur une colonne de Vigreux. A 30 80°-100°/0,2 mm on distille d'abord une faible quantité de la matière de départ, ensuite, à 135-138°/0,1 mm, 148 g du N,N-di-n-butylamide de l'acide 2-méthyl~4-J/~pyridyl-(2j7-propio-nique (produit d'addition 1:1) sous la forme d'une huile incolore (rendement : 51 %). 35 Après une légère fraction intermédiaire, on obtient à 200°-220°/0,2 mm, par distillation, 67 g du N,N-di-n-butyla-mide de l'acide 2,2-bis-pyridyl-(2)-éthyl propionique sous la 71 18449 2092158 forme d'une huile jaunâtre (produit d'addition 2:1) (rendement : 34 % calculé par rapport à la teneur en styrène). Analyse du produit d'addition 1:1: (C, cH^,~!To0) 1 O a. calculé: C - 74,5 % i H = 10,35 # ; N = 9, 65 % ; 0 = 5,5 % trouvé : = 74,3 % 1 =10,3 # ; = 9*3 % ; = 5,6 % Analyse du produit d'addition 2:1 : (Cg^H^^N^O) calculé: C - 76,0 % ; H = 9,4 % ; N = 10,6 % ; 0 = 4,05 % trouvé : = 75.9 % ; = 9,3 £ ; = 10,5 # ; = 4,3 ^ 71 18449 2092158 1 REVENDICATIONS Composés répondant à la formule générale Kr Rr- I ° P HC - CH - R^ R,,- C - C - N"" 5 ! Il R~ 0 R1 'R dans laquelle R^ et R^ représentent chacun un reste alkyle ayant de 1 à 6 atomes de carbone, un reste cycloalkyle, aryle 10 ou aralkyle, R^ représente un atome d'hydrogène ou le reste d'un hydrocarbure à chaîne droite ou ramifiée, saturé ou non et ayant de 1 à 16 atomes de carbone, R^ désigne un reste aryle ou hétaryle qui peut porter 15 des substituants, Rj. et Rg représentent chacun un atome d'hydrogène ou un reste alkyle ayant de 1 à 6 atomes de carbone ou un reste aryle, et R^ désigne un atome d'hydrogène ou un reste alkyle, 20 aryle ou aralkyle, ou lorsque R-^ représente un atome d'hydrogène, R^, désigne également le reste -CH - CH - R., I I 4 R6 R5 et lorsque R^ et représentent un alkyle, ils 25 peuvent être liés l'un à l'autre au moyen d'un ou de plusieurs hétéro-atomes pour former un noyau. 2.- Procédé de préparation des composés spécifiés dans la revendication 1, procédé caractérisé par le fait que l'on fixe par addition, en présence d^un catalyseur alcalin, 30 urr carboxamide :-J,N-di«ubsuitué de formule c} p ! / 1 - r - iN II ^ i ii Ro R o 0 71 18449 2092158 sur une oléfine de formule ^R5 R/-HC = 4 5 les symboles à Rg ayant les significations indiquées dans la revendication 1 et Rg représentant un atome d'hydrogène ou un reste alkyle, aryle ou aralkyle. 3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on effectue la réaction à une température de 10 2o à 150°C. 4.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'on effectue la réaction à une température de 50 à 120°C. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendl-15 cations 2 à 4, caractérisé par le fait qu'on effectue la réaction en présence d'un solvant dipolaire aprotique. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait qu'on utilise, comme catalyseur alcalin, un métal alcalin, un amide alcalin, un 20 alcoolate alcalin ou un composé organométallique. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5j caractérisé par le fait qu'on utilise, comme catalyseur alcalin, un composé alcalin d'un alcool tertiaire. 8.- Procédé selon l'une quelconque des revendi-25 cations 2 à 7, caractérisé par le fait que l'on ajoute le catalyseur en une quantité allant.de 0,1 à 1 mole par mole de produit de départ de formule II.