Brevet FR2256916A1 — publié le 19750801

La présente invention concerne la préparation de la sulfa chloropyrazine, produit utilisé @ des fins agricoles et alimentai res. Dans la préparation connue de la N-(chloro-6 pyrazinyl-2) sulfanilamide ou sulfachloropyrazine, la difficulté réside dans l'obtention de la 2,6-dichloropyrazine avec un bon rendement. La 2,6-dichloropyrazine s'obtenait jusqu'alors par la chloration de la pyrazine en 2-chioropyrazine qui elle-même était ensuite chlorée en 2,6-dichloropyrazine, et ceci à de hautes températures. Le ren dement n'était pas élevé à cause de la formation d'autres produits tels que les 2,3-- et 2,5-dichloropyrazine. D'autre part, la réac tion se passait en phase gazeuse à des pressions élevées.Le pro- eedé revendiqué par la demanderesse emploie la pyrazine-' dioxyde -que l'on chlore pour obtenir directement la 2,6-dichloro pyrazine avec un rendement supérieur à 70 %, et ceci à des tempéra- tures inférieures à 100 C et à des pressions peu élevées. Cont-rairement aux procédés connus, le présent procédé n'em ploie pas de catalyseur, qu'il faudrait à chaque étape régénérer. Le procédé revendiqué réduit par ailleurs le nombre d'appareils à utiliser notamment on peut utiliser le même appareil pour les pha ses de condensation et de refroidissement (réacteur ayant une che mise de refroidissement). En chauffant longtemps (18-24 h) à une température constante qui peut être située entre 90 et 100 C un mélange d'acide acétique froid, de péroxyde d'hydrogène ou tout autre oxydant et de pyrazine, on obtient un mélange réactionnel que l'on dilue dans l'eau froide. On alcalinise ensuite avec de la soude caustique à 20 % ou avec tout autre base alcaline. L'extraction peut s'effectuer par exem- pie avec du chloroforme. Le rendement est supérieur à 90 %. On re cristallise avec du benzene. Cependant, le même mélange réactionnel, chauffé pendant un laps de temps très court (5-8 h) et è une tem pérature moyenne (60-70 C) donne la pyrazine-N-monoxyde (I). En dehors.de ces conditions, on peut donc obtenir soit la-pyrazine NN'-dioxyde (II) soit la pyrazine-N-monoxyde (III). Le schéma de l'oxydation est le suivant L'action du chlorure de phosphoryle sur la pyrazine-Nmonoxyde donne la 2-chloropyrazine (IV). Le mécanisme de la réaction est le suivant : Avec la pyrazine-N'-dioxyde, il se forme aussi d'abord un sel N-O chlorophosphite.Pour éviter la formation de ce sel, on peut utiliser le chlorure de phosphore PCl5. L'attaque du chlorure de phosnhoryle sur le noyau pyrazine conduit la chloration sur les positions 2 et 6. Mais l'on peut également obtenir différents produits: 2,3- et 2,5-dichloropyrazine par exemple. Cependant il a été trouvé que le chlorure rie phosphoryl et excès ait sur la pyridine-NN'-dioxyde en donnant directement la 2,6-dichloropyridine. Par analogie il a été trouvé qu'avec un excés de chlorure de phos- phoryle sur la pyrazine-NN'-dioxyde, on obtient aussi directement la 2,6dichloropyrazine (V). La réaction passerait donc par un stade intermédiaire où lson obtient d'abord la 2-chloropyrazine dont le proton en position 6, sous l'effet de l'action du chlorure de phosphoryle en excès sur le noyau pyrazine se combine à un atome de chlore et un autre atome de chlore prend la position 6 libérée par le proton. On peut représenter le schéma d'action suivant t Il y a donc formation de l'acide chlorhydrique. Après la chloration, on refroidit le mélange qu'on neutralise avec de l'am- moniaque. On filtre,lave avec l'eau glacée et on sèche. Le produit obtenu est assez propre pour être utilisé dans là condensation avec la sulfanilamide pour fermer la sulfachloropyrazine Cette condensation se fait avec formation d'acide chlorhydri- que qui peut nuire à la qualité du produit final ; il est donc utile d'employer un corns qui se combine à cet acide pour, sinon le neutraliser, du moins rendre ses effets moins nocifs.Pour ce faire les carbonates de sodium, de potassium ou de baryum, les hydroxydes de sodium ou de potassium qui forment avec cet acide un sel stable à la température de la réaction (60-100 C) sont utilisés. On peut employer aussi l'acétamide. Dans une étape suivante, on refroidit le mélange, le distille avec de la vapeur. On recueille la 2,6-dichloropyrazine qui n'a pu réagir avec la sulfanilamide. Le distillat refroidi jusqu'à 10 C est filtré. I1 reste la sulfanilamide qui n'a pu réagir avec la 2,6-dichloropyrazine. On dilue le produit obtenu dans de l'eau on l'acidifie par exemple avec de l'acide acétique ou chlorhydrique. Le mélange obtenu est filtré nuis recristallisé @ l'aide de l'étha- nol de préférence, ou du benzène, et refiltré. Le benzène risque en effet de produire une masse huileuse. On obtient finalement la sulfachloropyrazine pure. La sulfachloropyrazine peut également être purifie' e en la dissolvant dans un sel de sodium, traitas au charbon actif, précipitée puis séchée Le produit obtenu est le sel sodique monohydraté qui, du fait de sa solubilité, est préférable quant aux applications uitérieures. Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif et n'ont aucun caractère limitatif Exemple I : Pyrazine-NN'-dioxyde 27 g de pyrazine sont chauffés dans 202 g d'acide acétique froid et 46 g de peroxyde d'hydrogène sont ajoutés en deux parties dans un bain de vapeur à 95 C pendant 24 h. -Initialement on ajoute la moitié de peroxyde d'hydrogène, l'autre moitié au milieu de la période de chauffe. On concentre ensuite la solution sous pression réduite à 45"C au 1/3 du volume et on dilue le mélange réactionnel avec une -quantité égale d'eau froide. La solution ainsi obtenue est alcalinisée avec 20 % de soude caustique et on extrait avec du chloroforme. On élimine le solvant sous basse pression et on refroidit les résidus. -On dessèche les extraits.La recristallisation se fait avec du benzène. On-,obtient 34 g de pyrazine-NN'-dioxyde. Point de fusion : 300 C. Rt = 90 %. Exemple. 2 : 2, 6-dichloropyrazine Aux 62 g de chlorure de phosphoryle on ajoute 10 g de pyrazine-NN'-dioxyde. On chauffe progressivement la suspension en l'agitant jusqu'à ce que la réaction devienne exothermique jusqu'à 80 C. Le reste de pyrazine-NN'-dioxyde, soit 24 g, est graduélle- ment ajouté pàr petites portions pendant 50 minutes. L'on continue de chauffer @ la même température sous reflux pendant encore une heure environ. Le refroidissement se fait avec de la glace pilée tout en agitant bien le mélange. La solution est neutralisée avec de l'ammoniaque. La séparation est complète ; le précipité est lavé avec de l'eau glacée. On sèche le produit obtenu : 75 g de 2,6dichloropyrazine. Rendement 76,6%. Point de fusion: 52-54 C. Exemple 3 : Sulfachloropyrazine (VI) Schéma de réaction A 20 g d'acétarride, on ajoute 56,4 g de sulfanilamide. On chauffe le mélange à une température. variant entre 60 et 70 C pendant 1 h. Au mélange ainsi obtenu, on additionne 50 g de 2,6-dichloronyrazine et on chauffe le tout-a 100 C pendant 1h30. On refroidit ensuite le mélange avec de l'eau froide à une température variant entre 60 et 80OC. On distille pour récunérer la 2,6-dichloropyrazine qui ntaurait pas réagi lors de la condensation. Le reste est refroidi jusqu'à 10 C. On filtre pour récupérer la sulfanilamide qui n'est pas entre en condensation. Le reste est dilué dans de l'eau et on acidifie la solution avec l'acide acétique (ph=3), te produit est enfin filtré. te produit obtenu a un point de fusion se situant entre 228 et 230 C. C'est encore un produit contenant des impuretés. On le recristallise avec-de l'éthanol et on filtre à chaud. On obtient 88 g de sulfachloropyrazine (SCP) dont le point de fusion est: 235-238 C. Rendement = 92%. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de préparation de la sulfachloropyrazine caractérisé par le fait qu'il consiste en la condensation de la 2-6 dichloropyrazine, obtenu à partir de la pyrazine-NN'-dioxyde, avec la sulfanilamide. 2. Procédé, suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la condensation est effectuée en présence de carbonate de sodium, de potassium ou de baryum ou d'hydroxyde de ces mêmes métaux, ou encore en présence d'acétamide. 3. Procédé, suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on utilise l'éthanol comme solvant lors de la phase de recristallisation du mélange obtenu par condensation. 4. Procédé de préparation de la 2-6 dichloropyrazine, suivant l'une des revendications 1 à 3 incluse, caractérisé par le fait qu'il consiste à chlorer la pyraz-ine-EN'-dioxyde avec le chlorure de phosphoryle en excès. 5. Procédé de préparation de la 2-6 dichloropyrazine, suivant la revendication 4, utilisant lors de la chloration le chlorure de phosphore PC15. 6. Procédé de préparation de la 2-6 dichroropyrazine, suivant l'une des revendications 4 ou 5, steffectuant à la Pression atmosphérique. 7. Procédé de préparation de la pyrazine-NN'-dioxyde, suivant l'une des revendications 1 à 6 incluse, caractérisé par le fait que l'on oxyde la pyrazine avec du peroxyde d'hydrogène en présence d'acide acétique. 8. Procédé de préparation de la sulfachloropyrazine et notamment de l'intermédiaire de synthèse, la 2,6-dichloropyrazine, caractérisé par le fait que les températures sont inférieures R 100 C dans cette synthèse.