Brevet FR2285382A1 — publié le 19760416

La présente invention consrne un procèdé de preparation de 2-alkyl-@-alkylamino-1,3,4-thiadiazoles utiles comme intermédiaires dans la préparation ce 11,3,4-thiadiazol-1-2-plurèes substituées à action herbicide. La technique antérieure révèle un certain nombre de procédés de préparation de 1,3,4-thiadiazoles 2,5-disubstitués. La réaction de la benzoylhydrazine ou de la N,N'-dibenzoylhydrazine avec le pentasulfure de phosphore, qui donne le 2,5-diphényl-1,3,4-thiadiazole, est enseignée respectivement par Stolle et al., J. prakt. Chem., (2), 70, 423 (i904) et Stolle, J. prakt, Chem., (2), 69, 145, (1904). D'autres références de la technique antérieure enseignent la réaction de N,N-diacylhydrazines avec le pentasulfure de phosphore, qui donne des 2,5-dialkyl-1,3,4-thiadiazoles- Voir, par exemple, Stolle et al., J. prakt. Chem., (2), /3, 288 (1906), et Stolle, Ber., 32, 797 (1899). Les 1,3,4-thiadiazoles 2,5-disubstitués à substitution assymétrique peuvent également être préparés par ce procédé. Voir Ohta et al., J. Pharm.Soc.Japan, 75 1127 (1953) (Chem. Abst., 48, 12901 /1954/). La cyclisation des thiosemicarbazides a l'aide d'halogénures d'acyle est révélée par Marckwald et al., Ber. 29, 2914 (1896). Cette cyclisation peut égaiement être réalisée à l'aide d'acide phosphorique, d'acide sulfurique, ou d'acide formique. Voir le chapitre 7 de l'ouvrage intitulé "The Thiadiazoles". , page 589, Heterocyclio Compcunds, Vol. 7, édité par R.C. Elderfield (John Wiley et Sons, Inc., New-York/1981) Ainsi, si la technique antérIrre enseigne bien ien procédés de préparation de 1,3,4-thiadiazoles 2,5 disubstitués, elle ne révèle pas le procédé original de la présente invention qui met en jeu la réaction entre un 1-alcanoyl-4-alkylsemicarbazide et le pentasulfure de phosphore. La présente invention fournit un procédé de préparation de 1,3,4-thiadiazoles substitués, de formule : dans laquelle R est un radical alkyle en C1-C8 ou alkyle halogéné en C1-C8 et R' est un radical alkyle en C1-C4, qui consiste à chauffer un semicarbazide substitué de formule avec le pentasulfure de phosphore dans un solvant inerte. Dans la formule ci-dessus, l'halogène est choisi dans le groupe comprenant le brome, le chlore et le flucr. Dans les formules ci-dessus, "alkyle en C1-C4 " signifie alkyle saturé à chaîne droite ou ramifiée, par exemple : méthyle, éthyle, n-propyle, isopropyle, n-butyle, isobutyle, sec.butyle, ou t-butyle. Dans les formules ci-dessus, "alkyle en C1-C8 " comprend les radicaux alkyle en C1-C4 indiqués ci-dessus, ainsi que les radicaux alkyle saturés à chaîne droite ou ramifiée, qui contiennent de 5 à 8 atomes de carbone inclus, par exemple n-pentyle, 2-pentyle, 3-pentyle, 2-méthyl-2-butyle, l,l-diméthyl- propyle, n-hexyle, 2-hexyle, 3-hexyle, l,l-diméthylbutyle, 3-méthyl-3-pentyle, n-heptyle, 2-heptyle, 3-heptyle , 4-heptyle, l,l-diéthylpropyle, n-octyle, 2-6ctyle, 3-octyle ou 4-octyle. les dérivés halogénés des radicaux alkyle en C1-C8 comprennent CF3-, CF3CF2-, BrCH2CH2-, ClF2C-, ClCH2CH2-, CF3CF2CF2-, (ClCH2)3C-, (ClCH2)2(CH3)C-, (ClCH2)(CH3)2C-, ClCH2CH2-(CH3)2-C-, BrCH2CH2CH2(CH3)2C-, BrCH2CH2(CH3)2CCH2-, ClCH2CH2CH2(CH3)2C-, ClCH2CH2(C2H5)2C-, et BrCH2CH2cH2 (C2H5)2C-,. tes composés, c'est-à-dire, les 2-alkyl-5-alkylamino1,3,4-thiadiazoles, que l'on peut préparer par ce procédé original comprennent mais ne se limitent pas aux suivants le 2-pentafluoréthyl-5-méthylamino-1,3,4-thiadiazole, le 2-t-butyl-5-méthylamino-1,3,4-thiadiazole, le 2-(1,1-dimethylpentyl)-5-butylamino-1,3,4-thiadiazole, le 2-trifluorométhyl-5-méthylamino-1,3,4-thiadiazole, le 2-(1,1-diméthylpropyl)-5-propylamino-1,3,4-thiadiazole, le 2-chlorodifluorométhyl-5-éthylamino-1,3,4-thiadiazole, le 2-éthyl-5-méthylamino-1,3,4-thiadiazole, le 2-propyl-5-méthylamino-1,3,4-thidiazole, le 2-hexyl-5-méthylamino-1,3,4-thiadiazole, le 2-(2-chloro-1,1-diméthyléthyl)-5-méthylamino1,3,4-thiadiazole, le 2-heptyl-5-butylamino-1,3,4-thiadiazole, le 2-(1,1-diméthylpentyl-5-methylamino-1,3,4-thiadiazole, le 2-t-butyl-5-éthylamino-l ,3 ,4-thiadiazole, le 2-isopropyl-5-méthylamino-1 '3 ,4-thiadiazole, et le 5(1,1,2 ,2-tétrafluoréthyl) -5-méthylamino- 1,3,4-thiadiazole. On met en oeuvre le procédé original de cette invention en laissant réagir un l-alcanoyl-4-alkylsemicarbazide avec le pentasulfure de phosphore dans un solvant inerte convenable pendant un laps de temps suffisant pour que la réaction puisse aller pratiquement jusqu'S sa fin en formant le 2-alkyl-5-alkylamino 1,3,4-thiadiazole. On constate que le rendement du produit voulu de la réaction est accru par l'incorporation, au mélange réactionnel, d'une petite quantité de "potasse sulfurée" (mélange composé principalement de polysulfure de potassium et de thiosulfate de potassium, contenant au moins 12,8 % de soufre combiné sous forme de sulfure). Les solvants inertes convenables comprennent le benzène, le toluène, le chlorobenzène et le xylène, le toluène ayant la préférence. La température convenable à laquelle on mène la réaction varie d'au moins 40 à environ 1450C, la température la plus élevée de cet intervalle représentant la température de reflux du mélange réactionnel, et variant donc avec le solvant inerte utilisé. Pour que la réaction puisse être pratiquement complète en formant le 2-alkyl-5-alkylamino-1,3,4-thiadiazole, la période varie avec les produits de départ et le solvant inerte utilisés. Cependant, les temps de réaction d'environ 1 heure à environ 6 à 7 heures, par exemple d'environ 5 heures, conviennent. On prépare facilement le l-alcanoyl-4-alkylsemicarbazide utilisé comme produit de départ, par l'un ou l'autre des procédés bien connus de l'homme de l'art. Ainsi, la préparation du semicarbazide peut se faire à partir d'un-ester d'acide carboxylique, d'un halogénure d'alcanoyle, ou d'un anhydride d'acide, que l'on laisse réagir avec l'hydrazine ou l'hydrate d'hydrazine pour obtenir un hydrazide d'alcanoyle. On laisse l'hydrazide d'alcanoyle ainsi obtenu réagir à son tour avec un isocyanate d'alkyle tans un solvant inerte pour donner le 1-alcanoyl-4-alkylsemicarbazide voulu. Le procédé de préparation général qui est .décrit ci-dessus peut être mieux explicite par l'exemple suivant. La préparation du semicarbazide peut se faire, par exemple, à partir du pivalate de méthyle, qui est disponible dans le commerce. On laisse le pivalate de méthyle réagir avec l'hydrazine ou l'hydrate d'hydrazine, selon le mode opératoire qui est décrit dans le brevet britannique no 833 908 (Chem. Abst. 56, 3330 /1962/), pour donner l'hydrazide de pivaloyle. On laisse l'hydrazide de pivaloyle réagir à son tour avec l'isocyanate de méthyle dans un solvant -inerte, tel que le toluène, pour donner le 4-méthyl-1-pivaloylsemicarbazide. On mène convenablement cette réaction en agitant une solution des produits de départ dans le toluène au voisinage de la température ambiante, -pendant environ 1/4 d'heure à environ I heure, par exemple environ 1/2 heure. Au bout de ce temps, on refroidit le mélange des produits de réaction dans un bain de glace et on le filtre. te solide que l'on recueille est identifié comme étant le semicarbazide, par analyses élémentaires et par spectrographie RMN. On peut synthétiser les l-alcanoyl-4-alkylsemicarbazides, utiles comme intermédiaires dans le procedé original de cette invention, comme l'illustrent les exemples de préparation suivants. PREPARATION 1 Hydrazide de pivaloyle On met à reflux pendant 4 jours un mélange de 100 g (0,852 mole) de pivalate de méthyle et de 5D g (0,99 mole) d'hydrate d'hydrazine. On traite le m-elang des produits de réaction en faisant distiller et en recueillant la substance qui distille à 85-880C environ soss 1,4 mm de mercure. On obtiens 85 g de substance dont le point de fusion est de 55-65 C environ et que l'on identifie comme étant l'hydrazide- de pivaloyle. PREPARATION 2 4-méthyl-1-pivaloylsemicarbazide On ajoute goutte à goutte une solution de 6,3 g d'isocyanate de méthyle dans 50 ml de toluène à une solution agitée de 11,6 g d'hydrazide de pivaloyle dans 150 ml de toluène. Un précipité se forme en quelques minutes. On poursuit l'agitation pendant 15 minutes environ après la fin de l'addition de l'isocyanate. On refroidit le mélange des produits de réaction, puis on le filtre eti on lave avec du toluène le solide blanc recueilli sur le filtre. Ce- solide blanc pèse 15,9 g environ, a un point de fusion de 171-1730C. environ, et on l1dentifie comme étant le 4-méthyl-1-pivaloylsemicarbazide par analyses élémentaires et par spectrographie RtE. Le procédé original de cette invention est explicité par l'exemple suivant, mais ne doit pas être considéré comme étant limité à cet exemple. EXEMPLE 2-t-butyl-5-méthylamino-1,3,4-thiadiazole On porte lentement à reflux un mélange de 1,73 g de 4-méthyl-1-pivaloyl-semicarbazide, 2,44g de pentasulfure de phosphore, et 0,15 g de "potasse sulfurée" dans 100 ml de toluène, puis on entretient le reflux pendant 5 heures environ. On traite le mélange des produits de réaction en ajoutant 100 ml doleau et en agitant énergiquement pour dissoudre les solides. On ajoute de l'ammoniaque concentrée pour ajuster le pH à 7-8 environ. On casse l'émulsion qui se forme en lui ajoutant du chlorure de sodium. On sépare les couches aqueuse- et organique et on conserve la couche organique. On extrait ensuite la couche aqueuse avec du toluène et on réunit l'extrait toluénique à la couche organique réservée. On sèche les couches organiques réunies, on sépare le desséchant par filtration et on évapore le filtrat à sec On reprend dans de l'acétate d'éthyle le résidu ainsi obtenu et on le soumet à une chromatographie sur gel de silice. On réunit les fractions et on les concentre à sec sous vide. On obtient 1,1 g de produit dont le point de fusion est de 79-810C environ et -que l'on identifie comme étant le 2-t-butyl-5-méthylamino-1,3,4- thiadiazole par spectrographie infra-rouge et RMN. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation dF 1,3,4-thiadiazoles substitués, de formule : dans laquelle R est un radical alkyle en C 1-C8 ou un radical alkyle halogéné en C1-C8 et R' est un radical alkyle en C1-C41 caractérisé en ce qu'il consiste à chauffer un semicarbazide substitué, de formule dans laquelle R et R' ont la même signification que ci-dessus, avec du pentasulfure de phosphore, dans-un solvant inerte. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant inerte est le toluène. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le semicarbazide substitue est le 4-methyl-1-pivaloyl semicarbaz ide. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le semicarbazide substitué est le 4-méthyl-1-trifluoracetyl-semicarbazide. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que le mélange réactionnel contient de la "potasse sulfurée".