Brevet FR2421902A1 — publié le 19791102

La présente invention a notamment pour objet un composé nouveau : la dihydro-3,4 pyrrolo [i2-aj pyrazine, ainsi qutun procédé de préparation de ce composé. Celui-ci trouve application comme matière première pour la synthèse de l'octahydropyrrolo [1,2-a] pyrazine, et par conséquent pour l'obtention de substances physiologiquement actives telles qu'un vaso-dilatateur coronarien, le dichlorhydrate de ss - {[N-diaza-1,4 bicyclo [4,3,0] nonanyl) propionyî? - 10 chloro-2 phénothiazine,- et un neuroleptique, le dichlorhydrate de g - [N-(diaza-1,4 bicyclo 4,3,0 ] -nonanyl -para-fluorophénylc étone. Dans les procédés connus de synthèse des composés physiologiquement actif s : dichlorhydrate de {ss [-N-(diaza- -1,4 bicyclo 04,3,o3 -nonanyl)propionyl]} -chloro-2 phénothiazine, et dichlorhydrate de &gamma; [N-(diaza-1,4 bicyclo [4,3Pj -nonanyl)] -parafluorphénylcétone, on utilise l'octahydro- pyrrolo [1,2-a] pyrazine que l'on obtient par réduction de l'hexahydropyrrolo 1,2-a| pyrazine-1-one par l'aluminohydrure de lithium au sein d'éther diéthylique. On obtient l'hexahydropyrrolo [i,2-aj pyrazine-1- one de départ par synthèse à étapes multiples à partir de l'acide 6 -chlorovalérique, dont une étape de bromuration de l'acide 6 -chlorovalérique, en présence de PCl3, une étape d'estérification du produit obtenu et une étape de condensation subséquente de celui-ci sur l'éthylènediamine. Les inconvénients de ce procédé tiennent à ce qu'il nécessite l'utilisation d'aluminohydrure de lithium, qui est un produit explosif et dont les quantités disponibles sont réduites, d'un solvant présentant des dangers d'incendie, aux diffi cultés présentées par la fabrication du produit de départ, l'hexahydropyrrolo- EI,2-a] pyrazine 1-one, qui repose sur la mise en oeuvre de l'acide S -chlorovalérique. On connait d'autre part un procédé de préparation de l1octahydropyrrolo- [1,2-a] pyrazine par déshydratation catalytique d'une diamine furannique. L'un des inconvénients de ce procédé tient à la complexité du processus de déshydratation de la N-tétrahydrofurfuryléthylènediamine, que l'on effectue dans un tube de quartz à une température de 300 à 3150C en présence d'alumine activée au dioxyde de zirconium. Ce procédé est difficilement réalisable dans des conditions industrielles à grande échelle. Un autre inconvénient dudit procédé tient à son bas rendement en produit visé, qui est de 3046. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients précités. On s'est donc proposé de préparer un composé nouveau, la dihydro-3,4 pyrrolo 0,2 i pyrazine, dont l'utilisation en tant que matière première permettrait de simplifier la procédure d'obtention des composés physiologiquement actifs Ce problème est résolu, suivant l'invention, grtce à la préparation d'une substance nouvelle, la dihydro-3,4 pyr rolo 01,2-a] pyrazine répondant à la formule suivante ainsi qu'à un procédé de préparation de ladite substance, consistant à faire réagir des dialcoylacétals, ou du dioxolanne de dialcoxy-2,5 tétrahydrofurfural sur l'ethylènediamine au sein d'acides aliphatiques inférieurs à une température de 100 à 1500C, avec isolement subséquent du produit visé.Pour réduire la formation de produits résineux, on fait réagir lesdits composés sur l'éthylènediamine en présence de 0,5 à 2 moles d'eau par mole d'éthylènediamine. Suivant l'invention, le composé nouveau en question, la dihydro-3,4 pyrrolo ,2-al pyrazine, répond à la formule suivante La dihydro-3,4 pyrrolo I' ,2-a pyrazine est un liquide incolore ayant l'odeur spécifique des amines; son point d'ébullition est de 92 à 940C (8 mm Hg), son indice de réfraction n22 = 1,5945. La structure du composé obtenu est confirmée, d'une part, par les résultats de l'analyse élémen taire, et d'autre part, par la résonance magnétique des protons et les spectres de masses.Le spectre magnétique de résonance des protons a un singulet à 3,80 ppm (parties par million) (échelle g , étalon interne : t6traméthylsilane), ce qui correvspond à quatre protons pour les atomes C3 et C4 un multiplet dans l'intervalle de 6,00 à 6,37 ppm, correspondant à deux protons pour les atomes C7 et C8 un multiplet centré sur 6,60 ppm, correspondant à un proton pour C6; un singulet à 8,07 ppm correspondant à un proton pour C1. La courbe intégrale correspond à un total de huit protons et son aspect répond à la formule du nouveau composé proposé. Le caractère individuel de la substance obtenue est démontré par chromatographie en phase gazeuse, et sa masse moléculaire est déterminée d'après son spectre de masse, selon lequel M + a un rapport m/e = 120. Le procédé de préparation de la dihydro-3,4 pyrrolo ,2-a pyrazine suivant l'invention consiste à traiter par une solution aqueuse d'éthylènediamine des solutions-de dialcoylacétals ou de dioxolanne de dialcoxy-2,5 tétrahydrofurfural au sein d'acides aliphatiques inférieurs pendant 1 à 5 heures à une température de 100 à 150 0C. Un groupement amine de l'éthylènediamine réagit alors avec le système dialcoxy-2,5 tétrahydrofuranne en formant un système pyrrole, tandis que le second groupement amine de l'éthylènediamîne réagit avec un groupement acétal ou dioxolanne avec formation d'une base de Schiff.D'une manière générale, la synthèse de la dihydro -3,4 pyrrolo [1,2-a] pyrazine se déroule en conformité avec l'équation globale suivante dans laquelle R1=R2 = R3 = CH3 ou bien R1 = R2 = R3 = C2H5 ou bien R1 = CH3, R2, R) = -CH2 CH2 Théoriquement, dans le procédé conforme à l'invention, un mole de dialcoylacétal ou de dioxolanne de dialcoxy-2,5 tétra hydrofurfural réagit avec un mole d'éthylènediamîne. Toutefois, pour que le processus se déroule d'une manière plus égale, il est recommandé d'introduire l'éthylènediamine en léger excès (de 0,2 à 0,5 mole). La préparation de la dihydro3,4-pyrrolo [1,2-at pyrazine peut s'effectuer au sein d'acides aliphatique inférieurs.Il a été constaté que l'acide convenant le mieux est l'acide acétique. Les rapports en poids des matières de départ à l'acide aliphatique inférieur peuvent varier dans une plage étendue (de 1/3 à 1/15 et davantage), le rapport optimal étant de 1/5. La présence d'une faible quantité d'eau (0,5 à 2 moles d'eau par mole d'éthylènediamine) exerce une influence importante sur le déroulement du processus. Ainsi, lorsque le processus se déroule avec des réactifs anhydres, la réaction se déroule d'une manière mainségale,ilse forme une quantié importante de produits résineux, et les produits de départ (les acétals ou le dioxolanne de dialcoxy2,5 tétrahydrofurfural) n'entrent pas en réaction dans leur totalité.Bien que le procédé soit mis en oeuvre dans un intervalle de temperatures de 100 à 1500C, il est évident qu'on peut aussi appliquer des températures plus élevées ou plus basses, avec accroissement ou décroissement de la vitesse des réactions conformément aux lois fondamentales des transformations chimiques. L'isolement de la dihydro-3,4 pyrrolo 1,2-i pyrazine de la masse réactionnelle se fait en chassant par distillation ledit acide, en alcalinisant ensuite le ré sidu eten enextrayant le produit visé au moyen d1un solvant organique. Après avoir chassé le solvant par distillation et après rectification on obtient le produit visé sous forme d'un liquide fluide incolore mobile ayant l'codeur des amines. La dihydro-3,4 pyrrolo j,2-a7 pyrazine peut être utilisée à titre de matière première pour la synthèse de compo ses physiologiquement actifs. L'un des avantages de l'utilisation de la dihydro-3,4 pyrrolo 2-a pyrazine à titre de matière première est qu'elle permet de préparer l'octahydropyrrolo 1i,2-al pyrazine à l'échelle industrielle. En outre, le procédé de préparation de la dihydro-3,4 pyrrolo [1,2-a 2aj pyrazine est simple à mettre en oeuvre, étant donné que la matière première utilisée pour son obtention est constituée de dialcoylacétals ou de dioxolanne de dialcoxy-2,5 tétrahydrofurfural que l'on prépare à partir de furfural (matière que lton se procure facilement). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de divers exemples de réalisation particuliers et non limitatifs. Exemple 1. On ajoute goutte à goutte 100 cm3 dlacide acétique glacial à un mélange de 20,6 grammes de diméthylacétal de diméthoxy-2,5 tétrahydrofurfural et de 8,2 grammes d'une solution aqueuse à 86% d'éthylènediamine, en refroidissant et en agitantledit mélange. On porte la masse réactionnelle à une température de 100 à 1200C pendant 2 heures. On chasse l'acide acétique par distillation sous vide. On dissout le culot de distillation dans 20 cm3 d'eau et on l'alcalinise avec une solution aqueuse à 20,' de soude caustique jusqu'à ce que le milieu devienne alcalin; on extrait ensuite le produit visé à l'aide de benzène.On chasse le benzène par distillation et on rectifie le residu- sous vide On obtient 9,9 ram- mes (82% du rendement théorique) de dihydro-3,4 pyrrolo [1 ,2-a] pyrazine; température d'ébullition 92 à 940C (8 mm de Hg); nD22= 1,5945. Trouvé, % : C 69,91 ; H 6,80, N 23,45 C7H8N2. Calculé, % : C 69,95 ; H 6,71, N 23,31. Exemple 2. On procéde comme dans l'exemple 1, mais dans un milieu d'acide propionique et à une température de 120 à 15O0C. On obtient la dihydro-3,4 pyrrolo 01,2-g pyrazine avec un rendement de 61% du rendement théorique Exemple 3. On procède comme dans l:exemple 1, mais on obtient la dihydro-3,4 pyrrolo F,2-aJ pyrazine à partir de diacétal de diéthoxy-2,5 tétrahydrofurfural. On recueille la dihydro3,4 pyrrolo [1,2-a] pyrazine avec un rendement de 70% du rendement théorique. Exemple 4. On ajoute 25 cm3 d'acide acétique glacial à un mélange de 5,1 grammes de dioxolanne de diméthoxy-2,5 tétrahydro furfural, de 1,8 grammes d'éthylènediamine à 100% et de 0,3 gramme d'eau, on porte le mélange réactionnel à une température de t20 à 1400C tout en agitant et en refroidissant le mélange pendant 2,5 heures. On chasse l'acide acétique par distillation sous vide, on dissout le culot (le résidu) dans 5 cm3 d'eau et on alcalinise avec une solution à 20% de soude caustique jusqu'à ce que le milieu devienne alcalin; on extrait le produit visé à l'aide de benzène. On chasse le benzène par distillation et on rectifie le résidu sous vide. On obtient 2,3 grammes de dihydro-3,4 prrolo rj,2-a pyrazine avec un rendement de 77% du rendement théorique. Bien entendu, ltinvention ntest nullement limitée aux modes de réalisation décrits qui ntont été donnés qu'à titre dtexemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents technques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. - Produit chimique nouveau, utile notamment en tant que produit de départ pour la synthèse de ltoctahydropyr- rolo [1,2-a3 pyrazine, caractérisé en ce qu'il est constitué par la dihydro-3,4 pyrrolo [1,2-a] pyrazine répondant. à la formule suivante 2. - Procédé de préparation de la dihydro-3,4 pyrrolo [1,2-a] pyrazine faisant l'objet de la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait réagir-des dialcoylacetals ou du diox lanne de dialcoxy-2,5 tétrahydrofurfural sur l'éthylènediami- ne au sein d'acides aliphatiques inférieurs à une température de 100 à 150 C, avec isolement subséquent du produit visé. 3. - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la réaction desdits composes sur l'éthylènediamine est effectuée en présence de 0,5 à 2 moles d'eau par mole d'éthylènediamine.