Brevet FR2544314A1 — publié le 19841019

Nouvelles hydrazones dérivées de la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazine, leur procédé de préparation et leurs applications comme algicides et bactéricides. La présente invention concerne de nouvelles hydrazones dérivées d'un composé intermédiaire lui-même nouveau, la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazine. L'invention concerne également la préparation de ces hydrazones et leur application comme algicides ou bactéricides. Les propriétés biocides de divers composés nitrofuraniques et thiophéniques sont connues dans la technique (voir FR-A-2 367 056 et DL-A-152 537). L'activité cytotoxique des dérivés nitrofuraniques et surtout nitrothiophéniques, en particulier leurs propriétés bactéricides, antiparasitaires et mollusquicides, ont par ailleurs été décrites dans la littérature (R.C. COUMES, A. GASET, J-P GORRICHON et G. MICHEL - 1978 Eur. J. Med. Chem., 13, 527 ; vor également Ph. GAYRAL, M.C. RIGOTHIER, J.C. GAUTHIER, R.C. COUMES, J-P GORRICHON et A. GASET - 1981 - Eur, J. Med. Chem., 16, 151). Ayant réalisé la synthèse d'une nouvelle hydrazine disubstituée, la dibenzylonycarbonyl-1,1 hydrazine qui s'est révélée posséder un caractère lipophile marqué, les inventeurs ont donc été amenés à vérifier si cette propriété se retrouveait dans des dérivés comportant un cycle furane ou un cycle chiophène, et si elle se traduirait par une amélioration des propriétés cytotoxiques que l'on pouvait attendrez C'est dans cet esprit qu'ils ont été amenés à préparer deux nouvelles hydrazones, la dibenzyloxycarbonyl1,1(nitro-5 thénylidène)-2 hydrazine et la dibenzyloutycarbonyl-1,1(nitro-5 furfurylidène)-2 hydrazine, qui, non seulement ont démontré les propriétés bactéricides attendues, mais qui, de façon surprenante, se sont révélées posséder, m8me à faible dose, une importante activité algicide.Dans la mesure ou ces composés présentent en outre une excellente biodégradabilité, ils constituent donc des matériaux de choix pour la lutte contre les algues, soit seuls, soit en mélange avec des solvants intermédiaires, favorisant leur mise en solution dans l'eau. La prêsente invention a par conséquent pour objet, à titre de produites nouveaux, la dibanzyloxycarbonyl-1,1 (nitro-5 thénylidène)-2 hydrazine, la dibenzyloxycarbonyl1,1(nitro-5 furfurylidène)-2 hydrazine et, comme composé intermédiaire intervenant dans la préparation de ces hydrazones, la dihenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazine. L'invention a également pour objet un procédé de préparation de la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazine, caractérisé par la succession des phases suivantes : (1) on prépare la benzyloxycarbonylhydrazone du benzaldéhyde par réaction du chloroformiate de benzyle sur l'hydrazene du benzaldéhyde ; (2) on fait réagir la bensyloxycarbonylhydrazone du benzaldéhyde ainsi obtenue sur de l'hydrure de sodium pour produire le sel de sodium de cette hydrazone, que l'on fait lui-même réagir avec du chloroformiate de benzyle pour obtenir la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazone de l'aldéhyde benzofque ; (3) on procède à l'hydrolyse acide de la dibenzyl oxycarbonyl-1,1 hydrazone du benzaldéhyde obtenue a l'issue de la phase (2) pour obtenir la dibenzyloxy- carbonyl-1,1 hydrazine. De façon plus détaillée, les réactions qu'impliquent les phases (1), (2) et (3) du procédé défini ci-dessus sont les suivantes (1) Préparation de la benzyloxycarbonyl hydrazone du benzaldéhyde : On commence par préparer l'hydrazine du benzaldéhyde par réaction à OOC, dans la diméthylformamide (DMF), de l'hydrate d'hydrazine sur le benzaldéhyde, suivant la réaction (1.1) ci-aprés Toujours à OOC, on ajoute ensuite du chloroformiate de benzyle au milieu réactionnel pour obtenir la benzyloxycarbonylhydrazone du benzaldéhyde, suivant la réaction (1.2) suivante : La réaction est rapide (45 minutes) et donne un rendement quantitatif en hydrazone. (2) Préparation de la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hvdrazcne du bezizaldéhyde s On fait réagir d'abord de l'hydrure de sodium, à température ambiante, dans la diméthylformamide anhydre, sur l'hydrazine obtenue l'issue de la phase (1), suivant la réaction (2.1) suivante On fait ensuite réagir sur le sel de sodium ainsi obtenu du chloroformiate de benzyle,suivant la réaction (2.2) ci-apres L'hydrazone résultante est obtenue à l'état pur, avec un rendement quantitatif, au bout d'un temps relativement court (6 heures). (3) Préparation de la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazine : Ce composé est préparé par hydrolyse acide de l'hydrazone obtenue par la réaction (2.2),suivant la réaction La réaction est conduite en présence diacide sulfurique à ébullition (PH 1 à 2) en éliminant, par distillation azéotropique, le benzaldéhyde qui se forme, ce qui déplace l'équilibre de la réaction vers la formation de l'hydrazine recherchée.Le rendement de la réaction est de 66 % Dans les mêmes conditions, cette hydrolyse acide peut également être réalisée en utilisant de acide acétique, à un pli de 4 à 5, en ajoutant constamment de l'acide acétique pour compenser les pertes entraînées par la distillation. Le rendement en hydrazine est de 59 %. La dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazine ainsi préparée se présente sous la forme de cristaux dont le point de fusion est de 83 C. Un autre objet de l'invention est constitué par un procédé de préparation à partir de cette hydrazine des nouvelles hydrazones présentant les propriétés algicides mentionnées ci-dessus. Selon ce procédé, on fait agir sur la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazine le diacétate de nitro-5 furfural carhaldéhyde-2 ou le diacétate de nitro-5 thiophène carbaldéhyde-2, pour obtenir respectivement la dibenzyloxycarbonyl-1,1 (nitro-5 furfurylidène)-2 hydrazine, de formule : et la dibenzyloxycarbonyl-1,1 (nitro-5 thénylidène)-2 hydrazine, de formule : Ces réactions s'écrivent où Z représente soit un atome d'oxygène, soit un atome de soufre. Dans la pratique, on fait agir sur l'hydrazine, en milieu fortement acide (pH compris entre 1 et 2), la diacétate de nitro-5 thiophèneéthanediol-2 et 1e diacétate de nitro-5 furfurylidène. Les diacétates conduisent à l'aldéhyde correspondant, lequel agit ensuite sur l'hydrazine. L'ajustement du pH à la valour voulue est effectué avec de l'acide sulfuriue. La dibenzyloxycarbonyl-1,1 (nitro-5 furfurylidène)-2 hydrazine et la dibenzyloxycarbonyl-1,1 (nitro-5 thénylidène)-2 hydrazine ont respectivement un point de fusion de 1110C et de 114 C. Ainsi qui a été indiqué ci-dessus. ces hydre présentent des propriétés bactéricides marquées et leur utilisation à titre de bactéricides constitue un autre objet de l'invention mais, surtout, ces hydrazones pr6seutent de remarquables propriétés algicides et leur application A titre d'algicides constitue un dernier objet de l'invention. Cette application présente un intérêt particulier parceque, d'une part, les propriétés algicides des deux hydrazones se manifestent a' de très faibles concentrations, d'autre part, parce qu'elles se dégradent par hydrolyse, en conduisant à de petites molécules biodégradables, enfin, parce qu'elles sont utilisables aussi bien- en eau salée (eau de mer ou eaux saumStres) qu'en eau douce. Elles peuvent donc être utilisées avec avantage dans de trés nombreux domaines techniques, par exemple pour le nettoyage de bassins de pisciculture, de conduites d'eaux de refroidissement, de bassins d'eaux de refroidissement d'installations industrielles telles que les centrales électriques etc... Les deux hydrazones conformes à l'invention ont cependant une faible solubilité dans l'eau et il sera préférable de les utiliser conjointement avec un solvant organique intermédiaire tel que le diméthyl sulfoxyde (DMSO), qui n'est pas toxique et n'a pas d'effet sur la croissance des algues. Les Exemples qui suivent et qui n'ont pas de caractère limitatif illustrent la préparation des nouveaux composés conformes a' l'invention et leur application comme algicides. Dans ces exemples, on se référera aux dessins annexés sur lesquels s Les figures 1 et 2 sont des courbes indiquant le nombre de cellules d'une algue monocellulaire, Dunaliella bioculata, dans de l'eau de mer, en fonction du temps, pour diverses doses des hydrazones conformes à l'intention t Les figures 3 et 4 illustrent la répartition en fonction du temps des volumes cellulaires de la mme algue, pour différentes doses de ces hydrazones. ExemPle 1 Cet exemple concerne la préparation de la dibenzyloxycarbonyl-l,l hydrazine par le procédé en trois phases conforme à l'invention. 1. Préparation de la benzyloxycarbonyl hydrazone du benzaldéhyde 2 A une solution de 0,1 mole (5 g) dihydrazine dans 200 cm3 de diméthylformamide à 00C on ajoute, goutte à goutte et en quantité stoechiométrique, 0,1 mole (10,6 g) d'aldéhyde benzoîque dans 30 cm de diméthylformamide. Après une heure d'agitation, 10 g de bicarbonate de sodium sont ajoutés, puis 0,1 mole (17 g) de chloroformiate de benzyle, goutte à goutte, à 0 C. A la fin du dégagement de l'anhydride carbonique (45 mn), le mélange réactionnel est versé dans un mélange d'eau et de glace (volume 1 litre). Les cristaux de benzyloxycarbonyl hydrazone du benzaldéhyde précipitent et sont obtenus par filtration. Ils sont ensuite recristallisés du méthanol. Le rendement est quantitatif. Point de fusion t 142 C. 2. Préparation de la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazone du benzaldéhyde s A une solution de 39 X 10 3 mole (10 g) de l'hydrazone 3 obtenue précédemment dans 150 cm de diméthylformamide anhydre est ajouté 6 X 10- mole (1,5 g) d'hydrure de sodium (suspension à 20 % dans l'huile de paraffine), sous agitation, à 250C. A la fin du dégagement d'hydrogène (4 heures), une solution de 6 X 10 mole (11,3 g) de chloroformiate de benzyle (en solution à 50 % dans le toluène) est ajoutée goutte à goutte a' -200C. La fin de la réaction intervient au bout de 2 heures. Les cristaux de dibenzyloxycarbonyl-1, hydrazone déhyde sont obtenus en versant le mélange réactionnel dans de l'eau glacée, par précipitation.Le produit est ensuite recristallisé du propanol. L'hydrazone étant soluble dans le toluène, il est nécessaire de la séparer de la phase aqueuse et de l'évaporer pour récupérer une partie du produit formé. Rendement quantitatif. Point de fusion t 780C. 3. Préparation de la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazine t 3 A 500 cm d'eau sont ajoutées 25 X 10 mole (9,8 g) de l'hydrazone obtenue a' l'issue de la phase 2 et quelques gouttes d'acide sulfurique, pour obtenir un pH compris entre 1 et 2. Par chauffage à ébullition, avec entraînement azéotropique du benzaldéhyde formé dans la réaction, le produit de départ disparate progressivement et est transformé en l'hydrazine désirée. La fin de la réaction intervient au bout de 8 à 10 heures. Ensuite, le mélange réactionnel est refroidi. puis extrait par l'éther. Après lavage à l'eau bicarbonatée (à 10 %) de la solution éthérée jusqu'à l'obtention du pH neutre, la solution est évaporée et l'on obtient la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazine.Elle est recristallisée du mélange éther-éther de pétrole. Rendement : 66 % . Point de fursion : 83 C. Exemple 2 Cet exemple concerne l'application comme algicide de la dibenzyloxycarbonyl-1,1 (nitro-5 furfurylidène)-2 hydrazine, ci-après dénommée "hydrazone 1" et de la dibenzyloxycarbonyl-1,1 (nitro-5 thenylidène)-2 hydrazine, ci-après dénommée "hydrazone 2". Dans les essais de cet exemple, on utilise une algue verte unicellulaire du plancton marins Dunaliella bioculata, apte a coloniser des habitats très différents (eau de mer, eaux saumâtres, etc...). Cette algue a été cultivée à une température de 22 à 240C, sous un éclairement de 3000 Lux avec alternativement 12 heures d'exposition à la lumière et 12 heures d'obscurité, dans un milieu synthétique dit "eau de mer artificielle de SHEPARD", d'une composition voisine de celle de l'eau de mer naturelle et ayant un pli de 7,8 Le dénombrement des algues en suspension dans le milieu de culture a été effectué a l'aide d'un compteur de particules commercialisé sous l'appellation Compteur Coulter, Modèle F. A l'aide du même appareil, on a pu déterminer les volumes cellulaires des algues, afin d'apprécier l'incidence sur la reproduction des algues de l'addition des hydrazones conformes a l'invention. En effet , au passage d'une particule dans un orifice calibré, une impulsion électrique proportionnelle au volume de la particule est détectée par l'appareil. Il est ainsi possible, grâce à un système de seuil, d'établir une distribution de la population cellulaire en classes de volumes croissants (huit dans le cas présent). Chaque seuil correspond à un volume moyen qu'on peut déterminer facilement après étalonnage de l'appareil. Compte tenu de la faible solubilité de l'hydrazone 1 et de l'hydrazone 2 dans l'eau, un solvant auxiliaire, la diméthylsulfoxyde (DMSO) a été utilisée, à une teneur telle que la concentration en DMSO du milieu de culture soit de 0,2 % en poids. Pour l'hydrazone 1, les essais ont été effectués à différentes concentrations. Le Tableau I ci-après indique le temps de génération en heures pour ces diverses concentrations, la dose létale DL étant égale à 2,8 x 10-5 M (12 mg/1) TABLEAU I Témoin 2 g/ml 4 g/ml 5 g/ml 10 g/ml Concentration Témoin + DMSO (5x10-6 M) (9x10-6M) (12x10-6 M) (24x10-6 M) Temps de génération 22,5 16,8 19,5 26,4 31,2 36 On constate que le temps de génération croIt avec la teneur en hydrazone 1. La figure 1 indique le nombre d'algues à ces diverses concentrations en fonction du temps. L'effet cytotoxique de l'hydrazone 1 est particulièrement marqué a partir d'une concentration de 4 pg/ml (soit 9.10-6M), mais cet effet est transitoire, la croissance des algues reprenant après quelques jours0 Cette évolution de la croissance traduit une dégradation assez rapide de l'hydrazone 1 dans l'eau de mer, avec formation de produits moins toxiques. La figure 3 montre par ailleurs les histogrammes des tailles des populations d'algues pour différentes teneurs en hydrazone 1. On constate que ce produit a tendance à modifier la taille des algues et qu'il provoque une accumulation de cellules de petite taille. Des essais similaires ont été effectués avec différentes concentrations d'hydrazone 2. Pour celle-ci, la dose létale DL est égale à 2,3 x 10-6M (1 mg/1). L'hydrazone 2 est donc 10 fois plus toxique que l'hydrazone i. Le Tableau Il ci-après indique le temps de génération pour diverses concentrations. TABLEAU II Témoin 0,1 g/ml 0,2 g/ml Concentration Témoin + DMSO (2,3x10-7M) (5x10-7M) Temps de génération 21,6 20,4 20,6 33,6 (heures) Les figures 2 et 4 sont analogues aux figures 1 et 2 et permettent de tirer les mêmes conclusions. Les hydrazones 1 et 2 présentent donc un intérêt évident à titre de produits algicides, en particulier si l'on tient compte du fait qu'elles ont une faible stabilité dans l'eau et conduisent à des produits biodégradables. REVENDICATIONS 1.- A titre de produit industriel nouveau, la dibenzyloxycarbonyl-1,1 (nitro-5 thénylidène)-2 hydrazine. 2.- A titre de produit industriel nouveau, la dibenzyloxycarbonyl-l,l (nitro-5 furfurylidène)-2 hydrazine. 3.- A titre de produit industriel nouveau, intervenant comme composé intermédiaire dans la préparation des composés selon l'une ou l'autre des revendications 9 et 2, la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazine. 4. - Procédé de pr6paration de la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazine, caractérisé par la succession des phases suivantes t (1) on prépare la benzyloxycarbonylhydrazone du benzaldéhyde par réaction du chioroformiate de benzyle sur l'hydrazine du benzaldéhyde ;; (2) on fait réagir la benzyloxycarbonylhydrazone du benzaldéhyde ainsi obtenue sur de l'hydrure de sodium pour produire le sel de sodium de cette hydrazone, que l'on fait lui-même réagir avec du chloxoforminte de benzyle pour obtenir la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazone du benzaldéhyde t (3) on procède à l'hydrolyse acide de la dibenzyloxycarbonyl-l,l hydrazone du benzaldéhyde obtenue à l'issue de la phase (2) pour obtenir la dibenzylcxy- carbonyl-l,l hydrazine. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'hydrolyse acide de la dibenzyloxycarbonyl-l,î hydrazone du benzaldéhyde est conduite en présence d'acide sulfurique à pli compris entre 1 et 2,ou en présence d'acide acétique,à pH compris entre 4 et 5. 6.- Procédé de préparation de la dibenzyloxycarbonyl-l,l (nitro-5 thénylidène)-2 hydrazine, caractérise en ce que l'on fait réagir le diacétate de nitro-5 thiophène carbaldéhyde sur la dibenzyloxycarbonyl-1,1 hydrazine. 7.- Procédé de préparation de la dibenzyloxycarbonyl-l,l (nitro-5 furfurylidène)-2 hydrazine, caractérisé en ce que liron fait réagir le diacétate de nitro-5 furfural carbaldéhyde sur la dibenzyloxycarbonyl-l,l hydrazine. 8.- Application comme bactéricide d'un composé selon l'une des revendications 1 et 2. 9.- Application comme algicide d'un composé selon l'une des revendications 1 et 2. 10.- Application selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'on utilise comme solvant auxiliaire dudit composé un solvant organique tel que le diméthylsulfoxyde.