Brevet FR2234267A1 — publié le 19750117

ira présente invention concerne l'acide anthanthronetétra carboxylique-3,4,9,1O, son anhydride et leur procédé de préparation. I, 'acide anthanthronetétracboxylique-3, 4, 9, 10- sert de réactif de départ dans la synthèse de pigments et des colorants. On sait déjà que les acides aromatiques qui comportent des groupements carboxyle en position péri (tels que les acides naphtalènetétraceboxylique, périlène tétracarboxylique) sont des produits intermédiaires dans l'obtention de plusieurs colorants et pigments brillants et d'une grande solidité, D'autre part, l'anthantbrone et ses dérivés sont des colorants bien connus. L'un des objectifs visé par l'invention est la recherche de prpduits nouveaux contentant aussi bien la structure de l'anthanthrone que des groupements carboxyle en position péri et utilisables pour l'obtention de pigments et de colorants. Un autre but visé par- l'invention est de créer un procédé d'obtention de l'acide anthanthronetétracarboxylique3, 4, 9, 10 et de son anhydride. Suivant l'invention propose l'acide anthanthronetétracar boxylique-3,4,9, 10 répondant à la formule I suivante et l'anhydride de cet acide. Ge sont des composés nouveaux qui n'ont pas été décrits jusqu'ici dans la littérature chimique. Ils se présentent sous la forme d'une poudre brun clair dont le point de fusion est supérieur à 360 C Sous l'action d'une solution alcaline d'hydrosulfite ils donnent un leucocomposé bleu brillant. Le fait que le corps répondant à la formule I comporte dans sa molécule une structure d'anthanthrone et quatre groupements carboxyle en position péri permet d'obtenir des dérivés originaux qui ont à la fois les caractéristiques de l'anthanthrone et des acides péritétracarboxyliques, L'acide anthanthronetértracarboxylique -3,4,9,10 se transforme en leucocomposé par analogie avec l'anthanthrone. leur condensation sur des amines variés par analogie avec des acides péritétracarboxyliques donne des imides et des imidazoles présentant un large éventail de caractéristiques. On obtient ainsi, en partan d'un produit unique, un grand nombre de composés nouveaux.: pigments et colorants d'usage extremement variés. Suivant l'invention on obtient l'acide anthanthronetétracarboxylique ou son anhydride par oxydation des composés répondant à la formule générale II suivante X étant -COOH, -COCH3,1et par cyclisation subséquente de l'acide dinaphtyl-1, 1 héxacarboxylique-4,41 , 5, 5 8,8 ou de son anhydride au moyen d'agents de condensation acides. Par agents de condensation acides on entend ici, les composés acides qui permettent d'obtenir des édifiçes de l'anthanthrone à partir de l'acide dinaphtyl-, il hexacarboxylique-4,41 , 51 1 , 8,81 ou de son anhydride par élimination de deux molécules d'eau et formation de deux liaisons C-C nouvelles On peut oxyder les composés répondant à la formule il dans un milieu acide ou alcalin en une seule étape si X = COOH, eten deux étapes dans un milieu acide d'abord et ensuite dans un milieu alcalin si X = -COCH3' On utilise 'en tant qu'oxydant le permanganate de potassium, l'anhydride chromique, l'hypochlorite de sodium et d'autres oxydants convenables0 les réactions d'oxydation peuvent se dérouler sous la pression et la température normales, c'est-à-dire sans chatif- fagne. Toutefois, pour accélérer la réaction, il est préférable de conduire celle-ci à une température élevée, notamment à 90-100 C (aussi bien en milieu acide qu'en milieu basique). On peut effectuer la cyclisation de 11 acide dinaphtyl-I, 1 1 1 I hexacarboxylique-4,4 , 5,5 , 8,8 ou de son anhydride notam- ment sous l'action de l'acide sulfurique monohydraté, de ltoxy- chlorure de phosphore, de l'acide chlorosulfonique, etc. La réaction de cycllsation peut se dérouler sous la pressio et la température normales (c'est-à-dire sans chauffage). Toutefois, pour accélérer la réaction, il est préférable d'opérer à une température plus élevée, notamment à 60-800C suivant l'agent de cyclisation mis en oeuvre. D'autres caractéistiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples non limitatifs de réalisation. Exemple 1. a) Préparation de l'anhydride d'acide dinaphthyl-1, 1 I diacétyl-8, 91 tétracactboxylique-4, 41, 5,5 On dissout, en chauffant, 5,0 grammes de diacénaphtényl5,51 diacétyl-6,61 dans 115 d'acide acétique, on ajoute 8 cm3 d'eau, on porte à ébullition et on ajoute par portions une solution d'anhydride chromique dans 15 cm d' eau. On fait bouillir pendant une heure. Ce délai passé, on ajoute à la masse 300 cm7 d'eau, on refroidit et on laisse séjourner pendant une nuit. On sépare par filtration le précipité formé, on lave à l'eau et on sèche à une température de 140 à 150 C. On obtient 3,55 grammes d'anhydride d'acide dinaphtyl-1,1 diacétyl-8,81 tétracarboxylique-4, 41, 5,51 Après 'recristallisation dans le dioxanne, on recueille des aiguilles jaune clair dont le point de fusion est supérieur à 3600 C. C28 H14 O8 Trouvé, % : C 70,30 ; 70,22 ; H 2,90, 3,07. Calculé, : C 70,31 H 2,94. b) Préparation de l'acide dinaphtyl-1,1 hexacarboxylique 4,41, 5,51 , 8,81 et de son anhydride. On verse dans une suspension de 1,6 grammes d'anhydride d'acide dinaphtyl-1, 11 diacétyl-8, 81 tétracarboxylique-4,41, 5,5 dans 30 cm3 d'eau; 15 cm3 d'une solution d'hypochlorite de sodium (teneur en chlore actif 12 %, teneur en soude caustique 7 %). On agite pendant deux heures à la température de 250 C, on purifie la masse réactionnelle par filtration, on la porte à ébullition, on la refroidit et, après élimination de l'hypochlorite de sodium en excès avec de l'hydrogénosulfite, on ajoute de l'acide chlorhydrique jusqu'à ce que la réaction devienne acide au congo. te lendemain on sépare-par filtration le précipité formé, on rince à l'eau et on le sèche à la température ambiante. On obtient 1,2 grammes d'acide dinaphtyl-1,1 hexacarbo- xylique-4, 41 , 5,51, 8,81. Après séchage à 160 C on obtient 1 , 1 gramme d'anhydride d'acide dinaphtyl-1, 11 hexacarboxylique -4,4 , 5,5 , 8,8 Produit brun clair, point de fusion supérieur à 36000. Trouvé, % : C 64,27 64,38 ; H 1,98 2,23 C26 H10 O10 Calculé ,% : C 64,75 ; H,2,09. -1 Spectre IR,cm ' (dans KBr), de 1500 à 1800 : 1522, 1600, 1745, 1780. c) Préparation de l'acide anthanthronetétracarboxylique-3, 4, 9,10 et de son anhydride. On dissout 1,0 gramme d'anhydride d'acide dinaphtyl-1,1 hexacarboxylique-4,41, 5,51, 8,81 dans 10 cm3 d'acide sulfurique à 100 % (monohydraté), on porte à 600 C et on maintient à cette température pendant 2 heures On verse ensuite la masse réactinnelle dans 150 cm3-d'un mélange d'eau et de glace. On sépare le précipité par filtration et on le lave à l'eau jusqu'à ce que sa réaction devienne neutre. On dissout la pâte dans 30cm3 d'une solution de NaOH à 5 , on filtre, on ajoute de l'acide chlorhydrique jusqu'à ce que sa réaction devienne acide au congo. On sépare par filtration le précipité qui se forme, on le lave à l'eau et on le sèche à la température ambiante. On obtent 0,9 gramme d'acide anthanthronetéracarboxylique -3,4,9,10. On sèche le produit à 1600 C et on obtient 0,85 gramme d'anhydride d'acide anthanthronstétracarboxylique-3,4 9, 10. Par @recristallisation de ce dernier dans le nitrobenzène on obtient des aiguilles brun clair dont le point de fusion est supérieur à 3600 C. Trouvé ; % : C 70,19 70,01, H H 1,46, 1,39 C26 H6 O8 Calculé; %: C69,96 , H 1,35. Spectre IR (dans l'huile de vaseline), cm, de 1500 à 1800 1529, 1565, 1603, 1672, 1785. Exemple 2. On introduit par portions dans une suspension de 4,8 grammes de diacénaphtényl-5,51 diacéthyl-6,61 dans 600 cm3 d'acide sulfurique à 35 % à 40 c, 400 grammes de dichromate de sodium. On élève simultanément la température jusqu'à 90-95 C. Une fois l'oxydant introduit, on abandonne la masse pendant 1 h 30 mn à 950C. Ensuite on dilue la masse réactionnelle à 11 eau en doublant son volume, on sépare par filtration le préci pité, on le lave à l'eau jusqu a ce que sa réaction devienne neutre au congo et on le sèche à 160 C. On obtient 41 grammes d'anhydride d'acide dinaphtyl-l, l1 diacétyl-8,81 tétracarboxylique-4,41, 5,51. Ensuite on opère comme dans les exemples 1-b et 1-c. Exemple 3. a) Préparation de l'anhydride d'acide dinaphtyl-1,11 hexacarboxylique-4,41, 5,51, 8,81 On met en suspension 4,0 grammes d'acide diacénaphtényl- 5,51, dicarboxylique-6,61 dans 100 cm3 d'eau, on porte cette suspension à la température de 60 OC, on ajoute par portions, à cette même température et pendant une heure, 14,0 grammes de permanganate de potassium. Le milieu est faiblement alcalin. L'agent d'oxydation ayant été introduit en totalité, on porte la masse réactionnelle à ébullition, on la filtre et on lave le précipité à l'eau chaude. On réunit le filtrat et les eaux de lavage, on y ajoute de 11 acide chlorhydrique jusqu a ce que la réaction devienne acide au congo. On sépare par filtration le précipité formé, on lave avec une petite portion d'eau et on le sèche à 160 C. On obtient 2,6 grammes d'anhydride d'acide dinaphtyl-l, l hexacarboxylique-4,41 5,51, 8,81, qui est un produit jaune clair et dont le point de fusion est supérieur à 360 C. Son spectre infrarouge est identique à celui du produit décrit dans l'exemple I-b. d) Préparation de 11 anhydride d'acide anthanthronetétracarboxylique-3,4,9, 10. On met en suspension 2,5 grammes d'acide dinaphtyl-1,1 hexacarboxylique-4,41, 5,51 .81 dans. 50 cm3 d'oxychlorure de phosphore et on porte cette suspension à la température de 80 C. On maintient la suspension à cette température pendant 1 heure. On verse la masse réactionnelle dans l'eau, on sépare par filtration le précipité brun formé, on le lave à l'eau jusqu'à ce que la réaction devienne neutre, et on sèche à 1600 C. On obtient 1,6 grammes d'anhydride d'acide anthanthronetétracar boxylique-3,4,9,10. Après recristallisation dans le nitrobenzène, le spectre infrarouge du produit est identique à celui de l'échantillon obtenu dans l'exemple 1-c. Exemple 4. a) Préparation de l'anhydride d'acide dinaphtyl-1,11 hexa 1 1 1 carboxylique-4,4 , 5,5 , 8,8 On versepar portions, pendant 1 h30 mn, une solution de 19,0 grammes d'anhydride chromique dans 20 cm3, d'eau dans une 1. suspension de 7,0 grammes d'acide diacénaphtényl-5,5 dicarbo- xylique-6,6 , et on porte-graduellement la température à 80-90 C. L'anhydride chromique étant ajouté et l'oxydant en excès ayant disparu, on filtre la masse réactionnelle, on lave le précipité à l'eau jusqu a ce que la réaction des eaux de lavage devienne neutre , et on le sèche à une température de 1600 C. On obtient 4,3 grammes d'anhydride d'acide dinaphtyl-1,11 hexacarboxylique-4,41, 5,51, 8,81, prodoit jaune clair. La réaction effectuée avec mise en oeuvre de quantités équivalentes de dichromate de potassium ou dichromate de sodium utilisés en tant qu'oxydants, ou la réaction effectuée au sein de l'acide sulfurique d'une concentration de 25 à 60 %, se déroule d'une façon analogue. b) Préparation de l'anhydride d'acide anthanthronetétracarboxylique-3,4,9,10. On dissout 2,5 grammes d'anhydride d'acide dinaphtyl-1,1 hexacarboxylique-4,41, 5,51, 8,8 dans 50 cm3 d'acide chlorosulfonique à une température de 25 à 300 C, et on maintient le mélange réactionnel à cette température pendant 1 heure. Onverse ensuite la masse réactionnelle dans la glace, on sépare par filtration le précipité brun, on le lave jusqu'à ce que la réaction des eaux de filtration devienne neutre, et on séche à 1600C. On obtient 2,0 grammes d'anhydride d'acide anthanthro netétracarboxylique-3, 4,9,10. La cyclisation se déroule d'une façon analogue sous l'effet de l'oléum. Exemple 5. On ajoute par portions, à une température de 400 C, une solution de 135 grammes d'anhydride chromique dans 250 cm3 d'acide sulfurique à 25 % à une suspension de 48,0 grammes de diacénaphtényl-5,51 diacétyl-6,6 dans 500 cm d'acide sulfurique à 25 %. On porte graduellerent la masse réactionnelle à une température de 90-95 C. Après avoir introduit la tdalité de l'oxydant, on maintent la température à 950 C pendant 1 h 30 mn.On dilue ensuite la masse réactionnelle à lteau de manière que son volume final soit doublé, on sépare par filtration le pécipité formé et on le lave à l'eau jusqu'à ce que la réaction des eaux de lavage devienne neutre au congo, on le sèche à une température de 150 à 1600C. On obtient 44,0 grammes d'anhydride d'acide dinaphtyl 1 1 i 1,1 diacéthyl-8,81 tétracarboxylique-4,4 , 5,5 . On effectue ensuite l'oxydation à l'hypochlorite de sodium comme dans l'exemple l-b. le spectre infrarouge du produit obtenu est identique à celui du composé obtenu dans l'exemple l-b. b) On dissout 2,5 grammes d'anhydride d'acide dinsphtyl- 1,11 hexacarboxylique-4,41, 5,51, 8,81 dans 100 cm 3 d'acide sulfurique à 94 %, on porte le mélange à 800 C et on le maintient à cette température pendant 1 h 30 mi. On verse la masse réactionnelle dans l'eau, on sépare par filtration le précipité formé, on le lave à l'eau jusqu a ce que la réaction devienne neutre, on le sèche à une température de 1600C. On obtient 2,1 grammes d'anhydride d'acide anthanthronetétracarboxylique-3,4,9,10. le spectre infrarouge de ce produit est identique au spectre infrarouge du produit suivant l'exemple i-c. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes, de réalisation décrits- et mprésentés qui n'ont été- donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyes constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si cellesci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C Â A I O N N S lo Nouveau composé, caractérise en ce qu'il est constitué par l'acide anthanthronetétracarboxylique-3, 4, 9, 10 répondant à la Drnule : ou par son anhydride. 2. Procédé de préparation des composés suivant la revendication I, caractérisé en ce que l'on soumet les composés répondant à la formule générale dans laquelle X représente COOH ou CO à l'action d'agents oxydants, et on soumet ensuite l'acide dinaphtyl-1,11 hexacarboxylique-4,4 , 5,51 , 8,81 obtenu ou son anhydride obtenu, à une cyclisation sous l'action d'agents de condensation acides0