Brevet FR2271202A1 — publié le 19751212

a présente invention concerne des urées, acylurées et sulfonylurées répondant à la formule générale dans laquelle A peut représenter de l'hydrogène ou un groupe- ment R1-X (où X peut représenter -CO ou -B 2 et R1 peut représenter un groupe alkyle, cycloalkyle, aralkyle, alkoxy, aryle, aryloxy, éthéroxy, aliphatique ou aromatique, substitué ou non), N peut représenter un atome dthydrogène ouan.groupe al- kyle, cycloalkyle, araikyle ou aryle substitué ou non et R3 peut représenter un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle, en particulier un groupe tertiobutyle. L'invention vise un procédé de fabrication de ces . composés ainsi que les composés nouveaux qui, grâce à ce procédé, peuvent être obtenus. On connatt en effet différents composés répondant à la formule générale (I) ci-dessus dont les symboles A, R2 et R3 ont la signification donnée, mais qui, en position 3, ne sont pas substitués (R3 représentant un atome d'hydrogène) ou sont mono substitués (R3 ne représentant pas de l'hydrogène) R3 ou disubstitués (NH-R3 représentant un groupement N avec R3 R3 ne représentant pas de l'hydrogène) et/ou qui, en position 1, ne sont pas substitués (A et R3 représentant chacun de l'hydro- gène) ou sont monosubstitués (un des deux symboles A ou R2 représentant de l'hydrogène). On ne connaît toutefois pas de composés disubstitués en position I et monosubstitués en position 3. Or le procédé selon l'invention, tel qu'il sera défini ci-après permet,non seulement d'obtenir de façon générale des composés de formule (I) ci-dessus-, mais également d'isoler les composés nouveaux. Plusieurs procédés plus ou moins efficaces ont en effet été proposés pour obtenir des composés de formule où R1-X et R3 ont la signification donnée ci-dessus pour la formule (I). tes procédés les plus fréquemment utilisés sont les suivants 1) Action dlun isocyanate sur un sulfonamide ou un amide en milieu généralement alcalin 2) Action d'un acyl ou sulfonylisocyanate sur une amine 3) Action d'un chlorocarbonate aliphatique sur un sulfonamide b) Action de l'acyl ou du sulfonyl uréthane ainsi obtenu sur une amine à haute température': Ces procédés soulèvent souvent un certain nombre de difficultés et ne permettent pas toujours. d'obtenir avec.un bon rendement le résultat escompté. Or, la présente invention obvie à ces inconvénients et vise un procédé général simple, économique et rentable d'obtention des urées de formule I ci-dessus, procédé caractérisé par le fait qutil consiste à faire réagir sur une cyanamide de formule (où A et R2 ont la signification donnée pour la formule (I)) un composé susceptible de donner facilement un carbocation en présence d'un catalyseur. Suivant d'autres caractéristiques - le composé susceptible de donner facilement un carbo + cation R3 est choisi parmi les suivants : alcools tertiaires, secondaires, composés non saturés - le catalyseur est l'acide sulfurique ou un acide de Lexis en présence ou non d'un solvant de la cyanamide de départ. Grâce au procédé selon l'invention, la Demanderesse a pu isoler des composés nouveaux acyl ou sulfonyl I urées substituées en I et 3-de formule (I) D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre On sait que,- par extension de la réaction dite de RITTER, on peut convertir des nitriles a-substitués fragiles (&alpha;-amino nitriles, cyanhydrines) en N-tertio butyl amides -substitués suivant le schéma réactionnel (où R et Y représentent, pour un souci de simplification des substituants appropriés). Or, la Demanderesse a constaté, après expérimentation, de façon inattendue que les cyanamides de formule : ou les mêmes cyanamides acylées ou sulfonylées de formule peuvent elles aussi, par leur fonction nitrile, réagir positivement aux conditions de la réaction de RITTER et conduire de façon univoque aux urées et aux acyl ou sulfonylurées de formule générale (I) et notamment aux urées et acyl ou sulfonylurées substituées en 1 et 3 suivant l'équation R OH R1 - X - N - CN catalyseuro R1 - X - N - CO - NH - R3 R R2 2 (v) -(I) Ceci est d'autant plus surprenant et remarquable qutil est généralement admis que l'action d'un alcool sur les cyanamides en presence d'acides (AH) conduit à des sels d'son urées suivant l'équation AH H-N- CN t R0H acide , H - N - C = NH.AH I' R2 R2 + ROH > R O-R 2 2 La Demanderesse stest du reste assurée que les composés issus de la réaction de RIOTER sur les cyanamides présentaient bien la structure urée de formule (I) par comparaison avec des produits connus et préparés par les voies classiques. Ainsi, par exemple R.N.LACEY (Soc. 1960, 1633) a préparé la phényl-1 tertiobutyl-3 urées par action du phényl isocyanate sur la tertiobutylamine suivant inéquation Or, la phénylcyanamide soumise aux conditions de la réaction de RITTER a conduit la Demanderesse à un composé dont les caractéristiques sont analogues a composé décrit par R.N. LACEY. CH NH - CN + HO - CH3 Gatalgseur, O C-C CH3 Bes mesures spectroscopiques (I.R. et R*M.N.) confirment au surplus la constitution urée de ce composé. Les cyanamides servant de produits intermédiaires se Ion l'invention sont préparées de façon simple par action du bromure cyanogène produit "in situ" (Br2 + CNK + H2O - BrCN + BrK) sur les amines suivant inéquation Ces cyanamides., par la méthode bien connue de SCHOTTE BAUMANN sont transftrmées sans aucune difficulté en acyl ou sulfonyl cyanamides suivant l'équation : dont peu de representants sont actuellement connus. Ainsi, ces cyanamides, soit libres (IV), soit acylées ou sulfonylées (V) soumises aux conditions de la réaction de RITTER selon l'invention permettent d'obtenir, avec de très bons rendements, des urées diversement substituées la plupart nouveaux et dont la structure est celle indiquée par la formule générale (I). L'hydratation bien connue de ces cyanamides acylées ou sulfonylées conduit avec d'excellents résultats à de nouvelles acyl ou sulfonyl-1 urées substituées en 1 (R3 = H) suivant l'équation R - r - N - CN + HOR R1 ss X - - CO I catalyseur H2 R2 R2 Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif et nullement limitatif. Dans ces exemples, les composés accompagnés d'un astérisque (E) sont des composés connus. Exemple 1 Diméthyl 2,3 phényl cyanamide Dans un tricol on verse 27,3 ml (0,5 M) de brome dans 160 ml d'eau. On ajoute sous agitation mécanique,à l'aide d'une ampoule à brome, 34,6g (0,5M) de cyanure de potassium dissous dans 320 ml d'eau en refroidissant de façon que la température reste inférieure à 10 C. Le milieu réactionnel se décolore en fin d'addition. On ajoute alors en maintenant l'agitation et la température précédente, 121 g (1 M) de diméthyl 2,3 aniline à l'aide d'une ampoule à brome. Au bout de 3 heures les gouttelettes huileuses se solidifient. On filtre, lave à l'eau sur le filtre, puis on sèche et recristallise dans le benzène. On obtient 66 g de produit fondant à 1240C ; Rdt = 90 %. Analyse : C9 H10 N2 M = 146 C H N Calculé : 73,94 6,89 19,16 Trouvé : 73,99 7,05 19,20 Exemple 2 Phénylcyanamide (#) On procède comme dans l'exemple 1 en remplaçant la diméthyl 2,3 aniline par l'aniline. Après filtration, on lave à l'eau sur le filtre et utilise le produit brut, Le rendement est quantitatif. Le produit se polymérise a la longue0 Exemple 3 Métatolylcyanamides (#) MeAme mode opératoire que précédemment appliqué à la métatoluidine. Le rendement est quantitatif. te produit se polymérise à la longue. Exemple 4 Tertiobutylcyanamide (#) Même mode opératoire que précédemment appliqué à la tertiobutylamine. 'te - produit résultant étant liquide, on extrait à l'éther, on lave à liteau, sèche, évapore l'éther sous pression réduite et distille. Eb. 1150/15 mm ; Rendement = 68 %. Exemple 5 Dimétkyl 2,3 phénol tosyl cyanamide On dissout 5,84 g (40 m3I) de diméthyl 2,3 phénylcyanamide dans 20 ml de potasse 2,5 N sous agitation magnétique. On ajoute en refroidissant 8,38 g (44 n4) de chlorure de tosyle dissous dans 20 ml d'acétone. On maintient l'agitation 3 heures. On évapore l'acétone sous pression réduite. On recristallise dans l'éthanol. On obtient 10 g de produit. Rendement = 83 % = 110 C. Analyse : C16H16N2O2S M = 300 C R N Calculé : 64,00 5,33 9,33 Trouvé : 63,91 -5,28 9,40 Le tableau suivant illustre certains autres exemples de composés cyanamides intermédiaires que l'on peut obtenir, répondant à la formule Exem- R1 R X - R2 Fusion, Solvants de ple OC recristal lisation CH7 GH, CH CH 5 CH3 + CH CH3 S 1100 Ethanol 6 CHÈ3 ÀÉtoneeau I CH CH 7 SO, - CH, CK, N02 v 8 NN + S02 - R 150 Acétone-eau CH3 3 9 - v 5 2 - > 1120 Acétone-eau 9 SO, CH. NO2 CH3 3 (i) CH3SO2 - > 760 Ethanol-eau L 11 t SO2 ~ 145 Acétate > dtéthyle NO2 Exem- Fusion, Solvants de ple R1 ~ X - R2 0C recristal lisation Acétate 12 E CO - R 1180 (*) d'éthyle 13 R CO - C e 650 Ethanol t-i 1) 14 C - % 5 CH3 980 Ethanol 15 C - S 2 - Huile Utilisé brut 16 0t0 - CE2-C0- CHH3 4550 Acétate i550 Acétate 17 Cl- o O-C-CO- X 1480 Berz"ene éthanol ou acétone C2H - O - CO - 5 CH3 570 EtehauSflOl c 1J,eau 9 i C2H - O -CO - / b Huile utilisé brut Exem- R1 - X - R2 Fusion, Solvant ple i r OC de re cristal lisation . . . . lisatlon 20 O -C0 - 850 85 d'éthyle o ) 9 Ether de pétrole 011-0 C 0113 21 3 \ / 118 Ethanol CO S CO b CH3 . Exemple 22 Benzoyl 1 phényl 1 tertiobutyl 3 urée Sous agitation magnétique, on ajoute 2,22 g (10 mT4) de benzoyl phénylcyanamide à 9 ml (4 vol) de tertiobutanol, puis 10 ml d'acide acétique pour favoriser la sdlubilisation, enfin 1,1 mi (20 mM) d'acide sulfurique concentré goutte à goutte en évitant que la température ne dépase 400C. On chauffe ensuite pendant une heure à 500C (température du bain). On laisse reposer pendant 16 heures. On ajoute 50 ml dteau, on neutralise par la soude concentrée en présence de phénolphtaléine. On filtre le solide formé. On recristallise dans un mélange éthanol-eau. On obtient un produit fondant à 1020C. Rendement = 85 %. Analyse : C18 H20 N2 02 M = 296 C H N Calculé : 72,95 6,80 9,45 Trouvé : 72,98 6,61 9,56 Exemple 23 (diméthyl 2,3 hénvl) 1 tosyl 1 tertiobutyl 3 urée Sous agitation magnétique, on ajoute 3 g (10 mN") de diméthyl 2,3 phényl, tosylcyanamide à 12 mi (4 vol) de tertiobutanol, puis 6 ml de fluoroéthérate de bore. Pourichever la dis solution, on ajoute 5 ml de dioxane. On laisse reposer pendant 16 heures. On chauffe ensuite 1 heure à 75 C. Après refroidissement, on ajoute 50 ml d'eau. On amorce la prise en masse. On filtre et recristallise dans un mélange éthanol-eau ou dans l'acétate dtéthyle. Rdt = 60 % ; F = 110 C. Analyse : C10 H14 N2 O3 S M = 242 C H N Calculé : 49,58 5,78 11,57 Trouvé : 49,40 5,87 11;61 Le tableau suivant illustre les produits ci-dessus ainsi que d'autres produits selon l'invention répondant à la formule : r;xem- X, - IL - R2 u- Pro- fSolvant Ren ple ' - sion cédé Ide re- de OC I~cristal-, ments Ciisation Etka301 85 46 22 1 -co 1050G 23 CH CE7 iio Exem- Acétate 60 ffi 1100 pie - 3 Q 9 110 ple dtéthyle r /1 23 ou Qta nol-eau Exem- Acétone- 10 24 NO, CR, H, 1550 ple eau 24 2- > 2 ~ S 155 p e eau ~ CH, i7Fi0 Exer- Acétoe- 14 56 I-\ ple eau N02 Exem- Ethanol 75 ffi 26 S02 - 1400 pie ou acé NO2- 23 tone CF eau 27 - Exem- Ethanol 60 % 27 5 2 ~ G 1110 pie tes) 7 r N02 CE3 Exem- R2 lfu- Pro- E;;olvant | Ren pie R1-X- 2 810fl cédé de re- de C cristal ments lisation 28 CH,- -so, - E 1100 Exem- Oxyde 60 % ple ple iso ou 23 éthanol I ExeII- Acéto- 74 % 29 t 50 - o 1650 pie où ne-eau 2 23 ou acé tate d'éthy le 30 b GO - H 142 xem- Bctklh-a- 7o % Ijo CO - H 1420 EXem- Etha- 70 96 ple nol 22 eau pie 9 22 ou acé- (per tate tes) dré thyle Exemple 32 (diméthyl 2,3 phényl) 1, mésyl 1, urée On chauffe à reflux pendant 30 mn 4 g de (diméthyl 2,3 phényl) mésyl cyanamide dans 10 ml d'éthanol et 5 ml d'acide chlorhydrique concentré. Après refroidissement on observe une prise en masse. On filtre, recristallise dans un mélange d'éthanol et d'oxyde isopropyle.F = 158 C Rdt = 60 % Analyse : C10 H14 N2 O3 S M = 242 C H N Calculé : 49,58 5,78 11,57 Trouvé : 49,40 5,87 11,61 Le tableau suivant illustre ce produit ainsi que d'autres produits selon l'invention répondant à la formule I R -x R Fusion Solvant de Rende Exem- X Rz Solvant 2 tal ple . recris- ment lis ation 32 CI SO2 - 3 > > 3 158 iEthanol- 60 % J L GIE, GH,5 3"I Etlraol- 80 410 33 2R, -O - GO- 1800 - eau V I Acétate 90 sa Z Acetate 90 % 3S C2H5 ou O - CO- 1500 d éthanol - ~ ou éthanol Il va de soi que la présente invention nta été décrite qu'à titre purement explicatif et nullement -limitatif et que toute modification utile pourra y être apportée sans sortir de son cadre tel que défini dans les revendications ci-arès. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de composes répondant à la formule générale: dans laquelle A peut représenter de l'hydrogène ou un groupement RI-X (avec X pouvant représenter -CO ou -S02 et R1 pouvant repré -senter un groupe alkyle, cycloalkyle, aralkyle, alkoxy, aryle, aryloxy, éthéroxy, aliphatique ou aromatique, substitué ou non) R2 peut représenter un atome dthydrogène ou un groupe alkyle, cycloalkyle, aralkyle ou aryle substitués ou non et R3 peut représenter un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle dérivé d'un alcool secondaire ou tertiaire, en particulier un groupe tertiobutyle, avec la restriction que lorsque R2 représente de l'hydro- gène, R3 représente le radical organique alkyle et lorsque R3 représente de l'hydrogène, H2 représente le radical organique alkyle,-cycloalkyle, aralkyle ou aryle substitué ou non, procédé caractérisé par le fait qu'il consiste à faire réagir sur une cyanamide de formule: (où A et R2 ont la signification ci-dessus), un composé susceptible de donner facilement un carbocation (R3+) en présence d'un catalyseur. 2. Procédé selon la revendication1, caractérisé par le fait que le composé susceptible de donner facilement un carbocation (R3+) est choisi parmi les alcools tertiaires, les alcools secondaires et analogues. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fa-it que le catalyseur est l'acide sulfurique. 4. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par leXfait que le catalyseur est un acide de lexis et que la réaction est effectuée en présence ou non d'un solvant de la cyanamide de départ. 5. Produits industriels nouveaux, caractérisés par le fait qu'ils répondent a la formule I (telle que définie a la revendication 1) disubstituee en position 1 et monosubstituée en position 3 et qu'ils peuvent être obtenus par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 6. Produits industriels nouveaux selon la revendication 5, caractérisés par le fait que ce sont: la benzoyl 1 phényl 1 terticbutyl 3 urée, la (diméthyl 2,3 phényl) 1 tosyl 1 tertiobutyl 3 urée, la (diméthyl 2,3 phényl) 1 paranitrophénylsulfonyl 1 tertiobutyl 3 urée, la (diméthyl 2,3 phényl) 1 orthonitrophénylsulfonyl 1 -tertiobutyl 3 urée, la (métatolyl) 1 paranitrophénylsulfonyl 1 tertiobutyl 3 urée, la (métatolyl) 1 orthonitrophénylsulfonyl 1 tertiobutyl 3 urée, la phényl 1 tosyl 1 tertiobutyl 3 urée, la phényl 1 ofthonitrohénylsulfonyl 1 tertiobutyl 3 urée et la benzoyl 1 tertiobu;tyi3urée. t 7.Produits industriels nouveaux en tant qu'interaé- diaires -servant à -la mise en oeuvre du procédé selon la revendi- cation 1, caractérisés par le fait que ce sont des cyanamides de formule: dans laquelle R1-X et R2 sont tels que définis à cette revend i- cationl. 8.Produits industriels nouveaux selon.la revendication 7, caractérisés par le fait que ce sont: la diméthyl 2,3 phényl cyanamide, la diméthyl 2,3 phényl tosyl cyanamide, la diméthyl 2,3phényl paranitrophényl sulfonyl cyanamide, la diméthyl 2,3 phényl orthonitrophényl sulfonyl cyanamide, la métatolyl paranitrophényl sulfonyl cyanamide, la métatolyl orthonitrophényl sulfonyl cyanamide, la phényl orthonitrophényl sulfonyl cyanamide, la métatolyl benzol cyanamide, la diméthyl 2,3 phényl méthane sulfonyl cyanamide, la phényl méthane sulfonyl cyanamide, la diméthyl 2,3 phényl parachlorophéno yacétyl cyanamide, la phényl parachlorophénoxyacétyl cyanamide, la diméthyl 2,3 phényl carbéthoxy cyanamide, la diméthyl 2,3 phényl benzoyl cyanamide et la diméthyl 2,3 -phényl triméthoxy 3,4,5 benzoyl cyanamide. 9.Procédé de fabrication de dérivés acylés ou sulfonylés de l'urée répondant à la formule I (telle que définie à la revendication 1) monosubstituée en 1, caractérisé par le fait que l'on soumet à une hydratation les cyanamides selon la revendication 7 ou la revendication8. 10.Produits industriels nouveaux répondant à la formule I (telle que définie à la revendication 1) monosubstituée en -1 et pouvant être obtenus par le procédé selon la revendication 9, produits caractérisés par le fait que ce sont : la (diméthyl 2,3 phényl) 1 méthane sulfonyl 1 urée, la (dimethyl 2,3 phényl) 1 carbéthoxy I urée, la phényl 1 méthane sulfonyl 1 urée et la phényl 1 carbéthoxy 1 urée.