Brevet FR2054462A1 — publié le 19710423

La présente invention concerne des composés dérivés d'un nouveau système hétérocyclique, le thiopyranno [2.3-b] indole ayant pour formule Les composés répondent à l'une des trois formules suivantes dans lesquelles R1 > R2, R3 et R4 peuvent être identiques ou différents et représenter soit un atome d'hydrogène, soit un radical alcoyle de 1 à 6 atomes de carbone, soit un radical aralcoyle dont le groupe alcoyle a de 1 à 6 atomes de carbone et le groupe aryle ests par exemple, le groupe phényle qui porte éven- tuellement des substituants, soit un radical aryle, par-exemple.le groupe phényle portant éventuellement des subs tituants. R1, R2 et R3 peuvent, en outre, représenter un groupe carboxylique ou un dérivé fonctionnel de celui-ci, par exemple un groupe ester, amide ou hydrazide. R1 peut également représenter un groupe o hydroxy, alcoxy ou aralcoxy. X dans la formule II, désigne un anion, par exemple un atome d'halogène, un anion -nitrate, perchlorate ou picrate. Les composés de formule II sont des sels de thiopyrylium, mésomères des sels de DH-indolium, que lton peut représenter par les formules suivantes Dans la formule III, R4 peut également désigner un atome de métal M, dans ce cas, on obtient des sels anioniques qui peuvent être représentés par les deux formules mésomères suivantes La présente invention concerne également un procédé de préparation des composés spécifiés ci-dessus. Suivant ce procédé, on fait reagir-une indolinethione-2(A) de formule dans laquelle R4 a les significations données ci-dessus, avec un composé dicarbonylé en 1 et 3 (B) de formule dans laquelle R1, R2 et R3 ont les significations données ci dessus ou ses dérivés fonctionnels, en particulier les dérivés "gem-dialcoxylés". Les composés dicarbonylés en 1 et 3 aont des dialdéhydes, des aldéhyde -cétones, des dicétones, des aldéhyde-esters ou des céto-esters-. On entend par dérivés fonctionnels "gem-dialcoxylés" des composés dans lesquels les radicaux alcoxy sont portés par le n8me carbone, ce sont, par exemple, des acétals et des ortho-esters. On effectue la réaction entre l'indolinethione-2 et le composé dicarbonylé, de préférence, en présence d'un acide qui agit comme catalyseur et, qui de plus, permet d'obtenir les sels de formule II. On peut utiliser comme acides, les acides protoniques forts, par exemple les hydracides ou les acides de Lewis, tels que ltéthérate de trifluorure de bore. En général, on effectue la réaction à une température de 200 C, dans un solvant protique tel que les alcools ou aprotique tel que les éthers On peut représenter la réaction par le schéma suivant (voir réaction page suivante) La réaction se fait suivant (1) lorsque R1 désigne un atome d'hydrogène, un radical alcoyle, aralcoyle ou aryle ; elle se fait suivant (2) lorsque R1 désigne un radical alcoxy. Le composé intermédiaire (a) n'a pu être isolé dans cette réaction mais il est possible de l'obtenir par coupure du cycle de la thiolactone de formule III. Pour obtenir la base correspondante au sel de thiopyrylium préparé on ajoute à ce dernier en solution une solution aqueuse de carbonate de potassium qui précipite la base. A titre de variante pour préparer les composés de formule III dans lesquels R4 désigne un radical alcoyle, aralcoyle ou aryle, on peut former le sel du composé de formule III, dans lequel R4 désigne un atome d'hydrogène,par par action d'une base suffisamment forte puis traiter directement ce sel, sans l'avoir isolé, par un halogénure ou un ester réactif d'alcoyle d'aralcoyle ou d'aryle. On peut utiliser comme bases des hydroxydes métalliques ou d'ammonium, des alcoolates, des hydrures ou des amidures métalliques. En général, on effectue la réaction dans un solvant qui peut être protique > tel que l'alcool ou liteau, ou aprotique > tel que le N,N-diméthyl-formamide, à des températures comprises entré OOC et la température d'ébullition du solvant sous pression normale. On peut représenter la réaction par le schéma suivant, MY désignant la base et R4X l'ester ou l'halogénure d'alcoyle, d'aralcoyle ou d'aryle ; dans ces formules, M est un atome métallique ouun cation ammonium, Y le groupe OH, OR, H ou NR2, R4 le radical que l'on veut placer sur l'atome d'azote et X un groupe ester ou un atome d'halogène Les composés de l'invention sont utilisables dans les émulsions photographiques et comme intermédiaires pour la synthèse d'autres composés. Les exemples suivants illustrent la présente invention. Les températures sont exprimées en degrés Celsius. EXEMPLE 1 Chlorure de diméthyl-2,4 indolo[2,3-b]thiopyrylium et diméthyl-2,4 4 thiopyranno[2,3-b]indole. a. A un mélange de 15 g (0,1 mole) d'indolinethione-2 et de 11 g (0,11 mole) de pentanedione-2,4 dans 50 ml d'éthanol anhydre, maintenu à 200, sous agitation, on aJoute, en l'espace de 30 minutes, 30 ml d'une solution de HCl 5N dans méthanol (0,15 mole). Après avoir agité le mélange à la température ambiante, pendant 1 heure, on essore les cristaux formés, on les lave avec 20 ml méthanol anhydre et on les sèche sous vide on obtient 22 g (rendement : 88 ) de chlorure de diméthyl-2,4 indolo[2,3-b]thiopyrylium, pratiquement pur. Par recristallisation dans 1500 ml d'éthanol anhydre on obtient 15,5 g (rendement : 62 %) de ce sel sous la forme de cristaux Jaunes Il fond à 2400 en se décomposant. b. On dissout 2,5 g (0,01 mole) du sel précédent dans 20 ml d'eau. Par addition de 10 ml d'une solution aqueuse de K2C03 2M à la solution précédente, on précipite la base que l'on extrait par le chloroforme. Après avoir décanté la solution chioroformique, on l'évapore -et on obtient 2,1 g de base, que l'on recristallise dans 10 ml d'acétate d'éthyle. On obtient ainsi 1,6 g (rendement 75 %) de diméthyl-2,4 thio pyrannot2,3-b7indole, sous la forme de cristaux rouges, fondant à 92-93 . EXEMPLE 2 Chlorure dtéthoxycarbonyl-2 méthyl-4 indolo[2,3-b] thiopyrylium et éthoxycarbonyl-2 méthyl-4 tltio- pyranno[2,3-b]indole. a. A un mélange de 4,5 g (0,03 mole) d'indolinethione-2 et de 4,75 g (0,03 mole) de dioxo-2,4 pentanoate d'éthyle dans 25 ml d'éthanol anhydre, maintenu a c sous agitation, on ajoute, en l'espace de 5 minutes, 8 ml d'une solution de HCl 5N dans l'éthanol (0,04 mole). On agite ensuite le mélange à 00 pendant--une heure, puis à 200 pendant deux heures. On essore les cristaux formés, on les lave avec de méthanol anhydre et on les sèche sous vide. On obtient 7,3 g (rendement : 79 V0) de chlorure de thiopyrylium, sous la forme de cristaux orange se décomposant vers 1900, après noircissement. b. On traite 3,1 g (0,01 mole) de ce sel avec une solution aqueuse de K2C03 2M et on obtient des cristaux de la base, que l'on extrait par le chloroforme. Par évaporation sous vide de la solution chloroformique on obtient 2,4 g (rendement : 89 %) de la base, que l'on recristallise dans 15 ml de benzène : on obtient 1,9 g (rendement : 70 %) d'éthoxycarbonyl-2 méthyl-4 thiopyranno[2,3-b]indole, sous la forme de cristaux rouges, se décomposant vers 1600, après coloration en bleu foncé. EXEMPLE 3 Chlorure de triméthyl-2,4,9-indolo[2,3-b]thio pyrylium. On agite, pendant 24 heures, à 200, un mélange de 1,63 g (0,01 mole) de méthyl-1 indolinethione-2 (dont la préparation est décrite par Je BOUDAIS Bulle Soc. Chim. (1968), 1506) et de 1,2 g (0,012 mole) de pentanedione-2,4 dans 10 mi d'une solution de HCl 2N dans l'éthanol anhydre. Par addition de 50 ml d'éther à la solution jaune-orange obtenue, on précipite le chlorure de thiopyrylium, que l'on essore1 qu'on lave avec de l'éther et qu'on sèche sous vide : on obtient 2,5 g (rendement : 95 %) de ce sel pratiquement pur, que l'on recristallise dans 15 ml d'isopropanol. On obtient ainsi 1,95 g (rendement : 74 %) de sel sous la forme d'aiguilles jaunes fondant à 200 avec décomposition. EXEMPLES 4 à 7 En opérant dans les mêmes conditions que celles des exemples précédents on prépare les sels de thiopyrylium et les bases correspondantes, identifiés dans les tableaux suivants par les valeurs des symboles des formules I et Il. Le tableau I donne les caractéristiques des sels. TABLEAU U Exemple R1 R2 R3 R - Point de Solvant Rende de fusion de re- ment ( C) cris talisa tion 4 CH3 CH3 CH3 H 240-245 éthanol 97 % (décompo sition) 5 C6H5 H CH3 H 200 éthanol 84 % (décompo- sition) 6 C6H5 H C6H5 H 215-220 éthanol 65 % acétone 7 C6H5 CH3 C6H5 H 190 éthanol 65 % (décompo- Dans le tableau II on donne les points de fusion et les solvants de recristallisation des bases correspondantes. (voir tableau II page suivante) T A B L E A U II Exemple Point de fusion ( C) Solvant de recristallisation 4 208 - 2100 benzène (décomposition) 5 170 - 1710 méthanol 6 1850 méthanol 7 211 - 2120 méthanol (décomposition) EXEMPLE 8 Méthyl-4 oxo-2 dihydro-2,9 thiopyranno[2,3-b]indole. On agite pendant 48 heures à la température ambiante, un mélange de 14,9 g (0,1 mole) d'indolinethione-2 et de 14,3 g (0,11 mole) d'oxo-3 butanoate d'éthyle dans 50 ml d'une solu- tion de HCl 2N dans l'éthanol anhydre. On essore les cristaux formés, on les lave avec du méthanol et on les sèche sous vide. On obtient 17,3 g (rendement 80,5 %) de thiolactone pratiquement pure (F = 255-256 ), que l'on recristallise dans 80 ml de méthoxy-éthanol : on obtient 15,5 g (rendement : 72 %) de produit pur, sous la forme de cristaux jaune pâle, fondant à 257 - 2580. EXEMPLE 9: Ethoxycarbonyl-4 oxo-2 dihydro-2, 9 thiopyranno[2,3-b] indole. A un mélange de 7,5 g (0,05 molX dtindolinethione-2 et de 11,5 g (0,055 mole) du dérivé sodé de l'oxo-2 succinate d'éthyle dans 70 ml d'éthanol anhydre, on ajoute lentement, en refroidissant à 00, 20 ml d'une solution de HCl 5N dans méthanol (0,1 mole). On agite le mélange à 200-, à l'abri de la lumière, pendant 20 heures. Après obtention d'une solu- tion rouge-orangé, on observe la cristallisation du mélange. On essore les cristaux formés, on les lave avec 20 ml d'éthanol puis à l'eau et on-les sèche sous vide. On obtient 11,6 g (rendement : 85 %) de produit pur, fondant à 2400. Par recristallisation dans 200 ml d'éthanol, on obtient 9,1 g de produit sous la forme d'aiguilles orange ayant le même point de fusion. EXEMPLE 10 Ethoxycarbon 1-4 méthyl-3 oxo-2 dihydro-2,9 thiopyranno[2,3-b]indole. On agite pendant 48 heures, un mélange de 1,5 g (0,01 mole) d'indolinethione-2 et de 2,2 g (0,011 mole) de méthyl-2 oxo-3 butanoate d'éthyle dans 10 ml d'une solution de HCl 2N dans méthanol anhydre. Après avoir évaporé le solvant sous vide, on reprend le résidu par du méthanol, on essore les cristaux formés et on les sèche sous vide. On obtient 1,9 g (rendement: 67 %) de produit pratiquement pur, fondant à 2170. Par recristallisation dans 20 ml méthanol, on obtient 1,5 g de produit pur (rendement : 53 ), sous la forme de cristaux jaunes, fondant à 2180. EXEMPLE il Diméthyl-4,9 oxo-2 dihydro-2.9 thiopyranno[2,3-b] indole. On chauffe en tube scellé, à la température de 800, pendant 24 heures, un mélange de 1,63 g (0,01 mole) de méthyl-1 indolinethione-2 (préparation citée dans l'exemple 3) et de 1,43 g (0,011 mole) d'oxo-2 butanoate d'éthyle dans 20 ml donne solution de HCl 5N dans méthanol anhydre. Après refroidissement, on essore les cristaux formés, on les lave avec du méthanol et on les sèche sous vide. On obtient 1,6 g (rendement : 70 %) de produit pur, fondant à 2050. Par recristallisation dans 15 ml de méthoxy-éthanol, on obtient 1,25 g (rendement : 55%) de produit ayant le même point de fusion. EXEMPLE 12 Phényl-4 oxo-2 dihydro-2,9 thiopyrannog,3-97 indole. On agite, à 200, pendant48 heures, un mélange de 4,5 g (0,03 mole) d'indolinethione-2 et de 5,8 g de phényl-3 oxo-3 propanoate d'éthyle dans 30 ml d'une solution de HCl 3N dans méthanol anhydre. Après avoir évaporé le solvant sous vide,on triture le résidu avec du benzène pour provoquer sa cristallisation Après recristallisation dans 30 ml d'éthanol, on obtient 4,5 g (rendement : 55%) du produit pur fondant à 2100. EXEMPLES 13 à 18 En opérant dans les mêmes conditions que scelles des exemples 8 à 12 on prépare les thiolactones identifiées dans le tableau suivant III par les valeurs des symboles de la formule III. T A B L E A U III Exemple R2 R3 1ss4 Point de Solvant Ren R4 fusion de re- de O cristalli- ment sation 13 H COOH H 270 méthanol 98 % 14 et 19 H C6H5 CH3 1890 méthoxy- 96 % éthanol 15 H CH3 (CH2)20H 1830 méthoxy- Vo méthanol et 20 H CH3 (CH2)2-N(C2Hg)2;;HCZ 247 méthanol 71 % 17 H CH3 (CH2)2-NCH2-C6H5, W 250 éthanol 72 % 2HCl à 95 % 18 méthoxy- 97 / et 21 H COOC2H5 CH2-Ç,l 1 1400 éthanol Les trois exemples suivants illustrent la variante du procédé. EXEMPLE 19 Phényl-4 méthyl-9 oxo-2 dihydro-2,9 thiopyranno [2,3-b]indole. On peut également obtenir ce composé (dont la préparation a été décrite &alpha; l'exemple 14) selon la variante du procédé. On forme le dérivé sodé du phényl-4 oxo-2 dihydro2,9 thiopyranno [2,3-b]indole (dont la préparation a été décrite à exemple 12) en ajoutant lentement 2,77 g (0,01 mole) de ce composé à une suspension de 0,26 g (0,011 mole) dthy- drure de sodium dans 30 rnl de diméthylformamide anhydre, maintenue à 200 sous agitation. A la solution obtenue on ajoute, en l'espace de 5 minutes, 1,85 g (0,013 mole) d'iodure de méthyle, puis on agite le mélange à 200, pendant 2 heures. Après-avoir neutralisé le mélange avec quelques gouttes d'acide acétique, on évapore le solvant sous vide, on triture le résidu solide avec de l'eau, on l'essore et on le sèche.On obtient 2,8 g (rendement : 96 %0) de produit méthylé pratiquement pur et fondant à -188 - 1890 * Après recristallisation dans le méthoxyéthanol, on obtient des cristaux jaunes fondant à 1890. EXEMPLE 20 : Méthyl-4 (diéthylamino-2 éthyl)-9 oxo-2 dihydro-2,9 thiopyrannog,3-97indole et son chlorhydrate. a. On forme le dérivé sodé du méthyl-4 oxo-2 dihydro-2,9 thiopyrannog,3-97indole (préparé à l'exemple 8) en dissolvant 4,3 g (0,02 mole) de ce composé dans 50 ml d'éthanol anhydre rer- fermant 0,021 mole d'éthylate de sodium. On ajoute à cette solution 2,85 g (0,021 mole) de diéthylamino-2 chloro-1 éthane et on l'agite à 200, pendant 6 heures. On évapore le solvant sous vide et on reprend le résidu par de liteau et de l'éther. Après avoir séché la couche éthérée, on évapore l'éther. On obtient 5 g (rendement : 80 %) de la base attendue qui est incristallisable.(On a effectué le spectre de résonnance magnétique nucléaire de la substance dans du deutéro-chloroforme. Il démontre que la structure est la suivante : H en -3 : singulet à 6,10 ppm - CH3 en -4 : singulet à 2,68 ppm - CH2-CH3 quadruplet à 2,58 ppm + triplet à 0,98 ppm - CH2-CH2 : 2 triplets à 2,57 et 4,15 ppm). b. On forme le chlorhydrate de la base précédente par addition d'une solution de HCl dans méthanol à une solution éthanolique de cette base. Le chlorhydrate qui cristallise est essoré, lavé à l'éther et séché sous vide. On obtient 4,9 g (rendement : 71 %) de chlorhydrate pratiquement pur. Après recristallisation dans 120 ml de méthanol anhydre, on obtient 3,5 g de chlorhydrate pur, sous la forme de cristaux jaunes, fondant à 2470 avec décomposition. EXEMPLE 21 Ethoxycarbonyl-4 (chloro-4 benzyl)-9 oxo-2 dihydro 2,9 thiopyranno[2,3-b]indole. A une solution du dérivé sodé de ltéthoxycarbonyl-4 oxo-2 dihydro-2,9 thiopyranno[2,3-b]indole (obtenue en traitant 5,5 g(O,02 mole) de ce composé (dont la préparation a été décrite à l'exemple 9) par 0,48 g (0,02 mole) d'hydrure de sodium dans 40 ml de diméthylformamide) on ajoute 3,22 g (0,02 mole) de chlorure de chloro-4 benzyle et on chauffe le mélange à 600, pendant 2 heures. On évapore le solvant sous vide et on reprend le résidu par de liteau et du chloroforme. Après avoir séché la couche chloroformique, on evapore le chloroforme et on obtient 7,7 g de cristaux (rendement : 97 %) du produit attendu, fondant à 138 - 13.90. Par recristallisation dans 12 ml de méthoxy-éthanol, on obtient 5,4 g (rendement : 68 %) de produit pur fondant à 1400. On peut préparer dans les mêmes conditions que celles des exemples 19 à 21 les composés des exemples 11, 15 et 17. REVENDICATIONS 1.- Les composés qui dérivent du système hétérocyclique répondant à la formule suivante dans lequel les doubles liaisons des cycles thio-pyranyle et indolyle occupent les positions correspondant aux formules dérivées suivantes dans lesquelles R1, R2, R3 et R4 peuvent être identiques ou différents et représenter soit un atome d'hydrogène, soit un radical alcoyle de I à 6 atomes de carbone, soit un radical aralcoyle dont le groupe alcoyle a de 1 à 6 atomes de carbone et le groupe aryle est par exemple, le groupe phényle qui porte, éventuellement des substi tuants, soit un radical aryle, par exemple le groupe phényle portant éventuellement des substituants. R1, R2 et R3 peuvent, en outre, représenter un groupe carboxylique ou un dérivé eonctionnel de celui-ci, par exemple un groupe ester, amide ou hydrazide. R1 peut également représenter un groupe hydroxy, alcoxy ou aralcoxy. dans la formule II, désigne un anion, par exemple un atome d'halogène, un anion nitrate, perchlorate ou picrate. 2.- Les bases de thiopyranno[2,3-b]indoles de formule I spécifiée sous la revendication 7 et notamment le diméthyl-2,4 thiopyranno[2,3-b-indole, 1 'éthoxycarbonyl-2 méthyl-4 thiopyranno[2,3-b]indole, le triméthyl-2,3,4 thiopyranno[2,3-b]indole, le phényl-2 méthyl-4 thiopyranno[2,3-b] indole, le diphényl-2,4 thiopyranno[2,3-b]indole, le diphényl2,4 méthyl-3 thiopyrannoa,3-97 indole. 3.- Les sels de pyrylium de formule II spécifiée sous la revendication 1 et notamment le chlorure de diméthyl2,4 indilo[2,3-b] thiopyrylium, le chlorure d'éthoS- carbonyl-2 méthyl-4 indolo[2,3-b]thio pyrylium, le chlorure de trméthyl-2,4,9 indolo[2,3-b]thiopyrylium, le chlorure de triméthyl-2,3,4 indilo[2,3-b]thiopyrylium, le chlorure de phényl-2 méthyl-4 indolo[2,3-b]thiopyrylium, le chlorure de diphényl-2,4 indolo[2,3-b]thiopyrylium, le chlorure de diphényl-2,4 méthyl-3 indolo[2,3-b]thiopyrylium. 4.- Les thiolactones de formule III spécifiée sous la revendication 1 et notamment le méthyl-4 oxo-2 dihydro-2, 9 thiopyranno[2,3-b]indole, l'éthoxycarbonyl-4 oxo-2 dihydro-2,9 thiopyranno[2,3-b]indole, 1 'éthoxycarbonyl-4 méthyl-3 oxo-2 dihydro-2,9 thiopyranno[2,3-b]indole, le diméthyl-4,9 oxx-2 dihydro-2.9 thiopyranno[2,3-b]indole, le phényl-4 oxo-2 dihydro2,9 thiopyranno[2,3-b]indole, le carboxy-4 oxo-2 dihydro-2,9 thiopyranno[2,3-b]indole, le méthyl-4 (hydroxy-2 éthyl)-9 oxo-2 dihydro-2.9 thiopyranno[2,3-b]indole, le méthyl-4 (diéthylamino-2 éthyl)-9 oxo-2 dihydro-2.9 thio pyranno[2,3-b]indole, le méthyl-4 [(benzyl-4 pipérazinyl-1)-2 éthyl]-9 oxo-2 dihydro-2,9 thiopyranno ,3-97 indole, léthoxycarbonyl-4 p-chlorobenzyl-9 oxo-2 dihydro2,9 thiopyranno[2,3-b]indole, le phényl-4 méthyl-9 oxo-2 dihydro2,9 thiopyrannoL2, 3-1?7indole. 5.- Un procédé de préparation des composés spécifiés sous la revendication 1, caractérisé en ce mulon fait réagir une indoline-thione-2 de formule dans laquelle-R4 a les significations données ci-dessus, avec un composé dicarbonylé en 1 et 3 de formule dans laquelle R1, R2 et R3 ont les significations données cidessus ou ses dérivés fonctionnels, en particulier les dérivés "gem-dialcoxylés". 6.- Un procédé de préparation selon la revendication 5, caractérisé en ce que l1on effectue la réaction en présence d'un acide. 7.- Un procédé de préparation selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on effectue la réaction dans un solvant protique ou aprotique. 8.- Une variante du procédé spécifié sous la revendication 5, caractérisée en ce que pour préparer les composés de formule III dans lesquels R4 désigne un radical alcoyle, aralcoyle ou aryle, on peut former le sel du composé de formule III, dans lequel R4 désigne un atome d'hydrogène, par action d'une base suffisamment forte puis traiter directement ce sel, sans l'avoir isolé, par un halogènure ou un ester réactif d'alcoyle, d'aralcoyle ou d'aryle. 9.- Une variante du procédé selon la revendication 8, -caractérisée en ce qu'on effectue la réaction dans un solvant protique ou aprotique, à une température comprise entre 0 et la température d'ébullition du solvant.