Brevet FR2549474A1 — publié le 19850125

L'invention se rapporte à de nouveaux thioamides porteurs d'une seconde fonction Elle comprend également un procédé pour la préparation de ces composés, ainsi que des applications de ces derniers. Des thioamides ont différentes applications industrielles, par exemple en tant qu'adjuvants des compositions cosmétiques, pharmaceutiques, améliorants des huiles de graissage, fongicides, accélérateurs de vulcanisation, etc ils peuvent également être utilisés comme / collecteurs dans la flottation de minerais Il apparait que la présence d'une fonction autre que amide, dans la molécule, procure des propriétés intéressantes à celle-ci; c'est le cas notamment des groupes tels que -OH, -NH 2 ou -COOH Cependant, la préparation de tels composés bifonc15 tionnels, connue jusqu'à présent, n'est pas très pratique; on sait que cette méthode connue, qui consiste à faire réagir du formaldéhyde sur un thioamide du type R-CS-NH 2, pour donner le dérivé R-CS-NH-CH 20 H (H BOEHME, H.H HOTZEL, Archiv Pharm vol 300, 1967,p 241) donne 20 des rendements qui laissent à désirer et exige déjà la possession d'un thioamide, matière première relativement coûteuse De plus, ce procédé antérieur permet seulement l'obtention de thioamides portant l'hydroxyle, alors que des composés renfermant d'autres groupes fonctionnels, 25 comme -NH 2, COOH, -SH, -CN, sont intéressants. La présente invention apporte un nouveau procédé qui permet l'obtention d'un grand nombre de divers thioamides, dans des conditions bien économiques, à l'état de pureté très satisfaisant; ce nouveau procédé utilise 30 des matières premières facilement accessibles industriellement. Le nouveau procédé, suivant l'invention, consiste à faire réagir un mono ou dithio-ester sur une amine dont un ou plusieurs atomes de carbone portent une seconde fonc35 tion Cette dernière peut être notamment -OH, NH 2, -COOH, -CN, -SH, etc Dans chacun de ces groupes fonctionnels, un ou plusieurs H peuvent être substitués par des groupes hydrocarbonés Lorsque la molécule porte plusieurs de telles fonctions, elles peuvent être semblables ou diffé5 rentes. La réaction, correspondant au procédé suivant l'invention, peut être représentée comme suit: R-C-SR' + NH 2-R"Z R-C-NH-R"Z + R'SH Il Il S S ou bien R-C-SR' + NH-(R"Z)2 R-C-N(R"Z) + R'SH III S S o -SR' peut être remplacé par -OR'. Dans une variante, l'ester de départ peut être 15 un monothioester R-COR', auquel cas le composé éliminé 'i S est l'alcool R'OH à la place du mercaptan R'SH. Le procédé est applicable à un grand nombre de thioesters, c'est-à-dire que R peut être constitué par 20 des groupes ou chaînes très divers: ils peuvent être notamment des alkényles, alkyles, cycloalkyles, cycloalkényles, aryles, éventuellement substitués, ce qui entend, entre autres, des alkaryles et aralkyles. Le radical R' du thioester peut égalemenikrendre diffé25 rentes formes, alkyles, alkényles, aryles, etc,mais, tant pour des raisons économiques que pour celles de l'empêchement stérique, il y a intérêt à ce que ce groupe soit aussi simple que possible, ce qui revient pratiquement à utiliser surtout les alkyles inférieurs, et principalement -CH 3 et C 2 H 5 Le radical ou chaîne R", dans l'amine utilisée, peut être choisi parmi ceux qui viennent d'être cités au sujet de R; les plus courants sont des chaînes aliphatiques, notamment des polyméthylènes, c'est-à-dire -(CH 2)nn étant de préférence 1 à 18. Le groupe fonctionnel Z est défini plus haut, on ajoutera seulement ici qu'il peut se présenter sous la forme sub3 33 3 _CO 3 stituée, telle que NHR 3, -NR 3 R 3 -OR 3, -COOR 3, etc, o R 3 est un radical hydrocarboné, le plus souvent un alkyle inférieur Il est également à noter que la fonc5 tion amine Z peut se trouver à l'état d'une amine cyclique, par exemple pyridine, piperazine, pyrimidine, pyrrole, triazole, tétrazole, acide aminé ou similaires. Le mode opératoire préféré consiste à dissoudre le thioester dans un solvant approprié qui peut être un 10 hydrocarbure chloré, comme par exemple dichlorométhane, dichloroéthane, trichloroéthane, trichloroéthylène, tétrahydrofuranne ou autre solvant inerte vis-à-vis des réactifs en présence; à la solution obtenue, on ajoute l'amine choisie, éventuellement en léger excès On laisse la réaction se poursuivre pendant le temps nécessaire, variable avec la nature des réactifs, mais le plus souvent compris entre 1/2 h et 6 h La température est de O à 50 C et, de préférence, entre O et 25 C, sauf lorsque R est un aryle halogéné, auquel cas la température préférée est de 20 l'ordre de 40 C. Suivant ce procédé, on a préparé, dans le cadre de la présente invention, une série de composés nouveaux, constitués par des thioamides pouvant être représentés par la formule: R-C-NH-R"Z ou R-C-N(R"Z) l i Il 2 S S o R" est (CH 2)n, N étant 2 à 6 lorsque Z est un OH; R" est une chaîne (CH 2)n o N = 1 à 8 lorsque Z est un NH 2, NHR 3, NR 2 ou un groupe pyridyle Enfin R" est -(CH 2)n30 avec N = 1 à 8 ou bien H 3, Z étant COOH ou -HC(OCH 3)2 -CH 32 Appartiennent également à cette série de corps nouveaux les dérivés disubstitués de l'amide R"Z R-C-N Il R"Z S Dans les exemples non limitatifs, qui suivent, on décrit la préparation de quelques-uns des produits définis plus haut Les propriétés physiques de ces composés sont réunies dans un tableau à la fin des exem5 ples. EXEMPLES 1 à 4 Synthèse de N-(hydroxyl-2 éthyl)thiocarbamide On prépare d'abord une solution de 0,5 mole de dithioate d'éthyle R-CS-SC 2 H 5 (dont le R est indiqué plus 10 bas) dans 100 ml de dichlorométhane 0,5 mole d'éthanolamine NH 2 CH 2 CH 2 OH sont ajoutés sous agitation à la solution obtenue Le mélange est laissé au repos à 25 C, pendant 3 h Ensuite, le solvant est évaporé et le résidu est cristallisé, puis repurifié par recristallisation dans 15 de l'hexane additionné d'une trace de solvant polaire, notamment de dichlorométhane. Avec ce mode opératoire, on a préparé: Ex 1: R étant -C 11 H 23, du N(hydroxy-2 éthyl)thiododecanamide CH 2 (CH 2)10 CS-NH-CH 2 CH 2 OH. avec un rendement de 86 %. Ex 2: R étant C H 5, du N-(hydroxy-2 éthyl)thiobenzamide C 6 H 5-CS-NH-CH 2 CH 20 H avec un rendement de 45 %. Ex 3: R étant CH 3 O-C 6 H 4, du N-(hydroxy-2 éthyl)méthoxy-4 thiobenzamide CH 30-C 6 H 4-CS-NH-CH 2 CH 20 H avec un rendement de 84 %. Ex 4: R étant CH 3 C 6 H 4, du N-(hydroxy-2 éthyl) méthyl-4 thiobenzamide CH 3-C 6 H 4-CS-NH-CH 2 CH 20 H avec un rendement de 69 %. EXEMPLE 5 Préparation de N-(amino-3-propyl)thio-dodécanamide ,4 g de dodécanedithioate d'éthyle sont dissous dans 100 ml de toluène, et la solution obtenue est mélangée avec une solution de 30 g de diamino-1,3 propane dans 200 ml de toluène Le mélange est maintenu, avec agitation, à environ 10 C, pendant 1 h. Le toluène est ensuite distillé sous pression réduite; l'excès d'amine est éliminé par distillation. Après recristallisation du résidu dans de l'hexane, on obtient, avec un rendement de 45 %, du N-(amino-3 propyl)dodecane-thioamide pur, CH 3 (CH 2)10-CS-NH-CH 2 CH 2 CH 2 NH 2 o 10 EXEMPLES 6 à 10 Préparation de N(amino-6 hexyl)thioamides Le mode opératoire consiste à ajouter 0,5 mole de dithioate d'alkyle R-CS-SR' choisi, dilué par 100 ml de toluène, à 200 ml de solution toluénique de 0,5 mole 15 de diamino-1,6 hexane. La disparition de la couleur du thioester permet de suivre la réaction; celle-ci est généralement terminée après 30 minutes à 25 C Exceptionnellement, dans le cas de l'exemple 9, il a fallu 1 heure à 40 C Le toluene et 20 la majeure partie de l'excès d'amine sont éliminés par distillation sous pression réduite, pour être réutilisés dans une nouvelle préparation, après séparation du mercaptan formé Le résidu de la distillation est lavé avec une petite quantité d'eau qui achève l'élimination de l'a25 mine restante. Pour lescomposés ci-dessous, on a redissous le résidu dans du toluène et on a fait passer du gaz H Cl sec dans la solution obtenue, faisant ainsi précipiter le chlorhydrate du thioamide formé. Ex n Thioester Thioamide obtenu Rendement % utilisé sur le thioester 6 Décane di C 9 H 19 CS-NH(CH 2)6 NH 2 H Cl 91 thioate d'éthyle 7 Benzènedithio C 6 H 5 CS-NH(CH 2)6 NH 2 H Cl 62 ate de méthyle Ex n Thioester Thioamide obtenu Rendement % utilisé sur le thio-_______ __ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _es ter 8 Para-méthoxy CH 3 (para) benzène-dithio ate d'éthyle C 6 H 4 CS-NH(CH 2)6 NH 2 HC 1 64 9 Para-chloro-benzène dithioate Cl(para) d'éthyle l C 6 H 4 CS-NH(CH 2)6 NH 2 HC 1 25 Para-méthyl10 benzène dithio CH ate de méthyle C 64 S NH(H 261 C 6 4 S-NH(CH 2)6 NH 2 HC 2 67 Des résultats similaires sont obtenus à partir d'esters mono-thioiques correspondants: R-CS-OR'. 15 EXEMPLES 11 et 12 Thioamides de N(diméthylamino-2 éthyle) Le mode opératoire des exemples précédents est appliqué à la N,N-diméthyl éthylène diamine (CH 3)2 N-CH 2 CH 2-NH 2 que l'on fait réagir avec un 0-alkyle thionester R-CS-OR'. 20 11 Le thionester employé, décane-thioate d'éthyle, CH 3 (CH 2)8 CS-OC 2 H 5, a donné du N-(diméthyl-ami-2 éthyl)-thiodécanamide, CH 3 (CH 2)8 CS-NHCH 2 CH 2 NC, H avec un rendement de 81 %. Même résultat est obtenu à partir du décane dithioa25 te d'éthyle CH 3 (CH 2)8 CS-SC 2 H 5. 12 A partir du para-chlorobenzène dithioate d'éthyle Cl-C 6 H 4 CS-SC 2 H 5, on obtient le N-(diméthyl-amino-2 éthyl)chloro-4 thiobenzamide CH CI-C 6 H 4 CS-NHCH 2 CH 2 N 3 6 4 2 2 CH 3 3 le rendement étant 68 %. EXEMPLES 13 et 14 Obtention de N-(diméthoxy-2,2 éthyl)thioamides On opère comme dans les exemples 1 à 4, mais l'éthanolamine est remplacée par la diméthoxy-2,2 éthylami35 ne NH 2-CH 2 CH 'OCH 3, ce qui conduit à des thioamides porteuOCH 3 ses de fonctions acétal, comme suit. 13 En partant de l'ester éthylique de l'acide décanethiolque C 9 H 19 CSOC 2 H 5, on obtient ainsi, avec un rendement de 69 %, du N-(diméthoxy-2,2 éthyl-)thio5 décanamide, CH 3 (CH 2)8 CS-NH-CH 2 CH O CH 3. OCH 3 14 A partir du p chloro-benzène dithioate d'éthyle, on a le N(diméthoxy-2,2 éthyl)chloro-4 thiobenzamide Cl C 6 H 4 CS-NH-CH C CH 3 avec un rendement de 6 4 2 '-OCH 3 57 %. EXEMPLE 15 Préparation d'un thioamide à fonction carboxylique L'amine, utilisée ici, est un acide aminé A 300 ml de solution aqueuse à 10 % de Na OH, ayant dissous 15 0,2 mole d'octane dithioate de méthyle CH 3 (CH 2)6 CS-SCH 3, on ajoute par petites portions 0,2 mole de D L -alanine, NH 2-CH-COOH Le mélange est maintenu à la température CH 3 ambiante pendant 15 heures On acidifie ensuite avec 300 20 ml d'acide aqueux à 20 % H Cl, ce qui fait précipiter le thioamide formé Ce dernier est purifié par recristallisation dans de l'hexane renfermant un peu d'éther. Le N-(carboxy-2 éthyl)thio-octamide, CH 3 (CH 2)6 CS-NH-CH-COOH 25 CH 3 est ainsi obtenu avec un rendement de 76 % sur le thioester mis en oeuvre. EXEMPLES 16 à 18 Thioamides porteurs d'un groupe pyridyle Les dithioesters choisis sont mis à réagir avec de l'aminométhyl-2 pyridine (ou aminoo -picoline) N CH 2 NH 2 suivant la technique des exemples 2 4. suivant la technique des exemples 1 à 4. Les dithioesters utilisés étant respectivement ceux des exemples 8, 9 et 10, indiqués plus haut, on obtient les thioamides suivants. 16 N-(pyridyl-2 méthyl)méthoxy-4 thiobenzamide CH 3 OC 6 H 4 CS-NH-CH 2 V avec 60 % de rendement. 17 N-(pyridyl-2 méthyl)chloro-4 thiobenzamide, avec un rendement de 54 %. 18 N-(pyridyl-2 méthyl)méthyl-4 thiobenzamide, avec un rendement de 58 %. EXEMPLE 19 Préparation d'un thioamide portant sur l'azote deux substituants hydroxylés, notamment de N-bis(hydroxy-2 éthyl) dodécane-thioamide, CH 3 (CH 2)10 CS-N CH 2 CH 2 OH 15 2 CH 2 CH 2 OH Le mélange de 0,2 mole de dodécane dithioate d'éthyle avec 0,24 mole de diéthanolamine est chauffé à C pendant 30 minutes Après refroidissement, on ajoute un égal volume d'eau; le tout est encore refroidi jusqu'à 20 séparation d'une huile; ce traitement est renouvelé pour éliminer l'excès de diéthanolamine. Le thioamide obtenu, dont la formule est donnée ci-dessus, est une huile légèrement soluble dans l'eau. Des conditions opératoires semblables sont à utiliser avec 25 d'autres dialkanolamines. EXEMPLE 20 Production d'un thioamide ayant un groupe carboxylé sur l'azote On dissout 18 g d'acide amino-2 propionique (30 alanine) dans 100 ml de soude aqueuse à 10 %; on ajoute ensuite 21 g d'octane dithioate d'éthyle dans 200 ml de tétrahydrofuranne; le mélange est agité 48 heures, puis le solvant organique distillé Après refroidissement, on acidifie par 200 ml d'acide chlorhydrique à 20 %; le préci35 pité formé est séparé, puis lavé à l'H Cl à 1 % et à l'eau. Après séchage, on peut recristalliser dans du toluène. CH 3 (CH 2)6-CS-NH-CH 2 H 2-CO 2 H Rendement 73 % TEMPERATURES DE FUSION DE THIOAMIDES R-C-NH-R"Z Il S Ex. n 9 10 R CH 3 (CH 2)10C 6 H 5CH 30 C 6 H 4CH 3 C 6 H 4CH 3 (CH 2)10CH 3 (CH 2)8C 6 H 5p.CH 3 OC 6 H 4p C 1-C 6 H 4p.CH 3-C 6 H 4 R" -CH 2 CH 2Il il il 'I '1 -CH 2 CH 2 CH 2-(CH 2)6il 'I Il -CH 2 CH 2- z -OH lu I io -NH 2 -NH 2 H Cl il i 1 I. I. CH 3 -N CH 3 F C 53 94 97 122 104 168 125 179 173 155 38 11 CH 3 (CH 2)8- 12 p Cl-C 6 H 4- 13 CH 3 (CH 2)8- -CH 2- -C/'_ O Cli 3 OCH v CH 3 u 14 p Cl-C H 415 CH 3 (CH 2)616 p CH 3 C 6 H 4 il -CH I CH 3 -CH 2- -COOH N _O Nlel Décomposition 94 Ex R R" Z F C n O 17 p Cl-C 6 H 4 CH 2 N 106 18 p CH 3-C 6 H 4 81 CH 2 CH 2 OH 19 CH 3 (CH 2)10 N huile CH 2 CH 2 OH CH 3 (CH 2)6 CH 2 CH 2 -COOH 93 Les thioamides suivant l'invention conviennent aux emplois habituels des thioamides Ils peuvent être utilisé pour la protection des plantes contre des parasi15 tes Dans une application intéressante, le thioamide sert de collecteur de minerais en flottation, comme illustré par l'exemple 21 ci-après. EXEMPLE 21 Des essais de flottation, dans une cellule HAL20 LIMOND, sont effectués à la manière classique, décrite dans le brevet français publié sous le n 2 429 617, page 3, lignes 26-40. Le collecteur employé est le N-bis(hydroxy-2 éthyl) dodécane-thioamide de l'exemple 19 donné plus haut Il est utilisé en solution éthanolique à 1 %, à raison de 100 g de collecteur par tonne de minéral Voici les % des minéraux flottés à différents p H. p H Galène Blende Pyrite ,5 93 % 82 % 40 % 7,02 91 80 56 9,01 84 13 23 ,5 82 12 11 On voit que, jusqu'à p H 7 les résultats avec la galène sont remarquables, et sur la blende assez bons A partir 1 1 de p H 9, la séparation de ces deux minéraux est très aisée Le thioamide se montre de même utile à la séparation de la pyrite Ce collecteur convient également dans le cas de la chalcopyrite. Revendications 1 Procédé de préparation d'un thioamide porteur d' au moins un second groupe fonctionnel dans la partie amidique de la molécule, caractérisé en ce que l'on fait réagir un ester mono ou dithiolque avec une amine qui porte ledit groupe fonctionnel. 2 Procédé suivant la revendication 1, schématisé par la réaction R-C-SR' + NH 2-R"Z > R-C-NH-R"Z + R'SH Il Ji S S ou R-C-SR' + NH-IR"Z)2 R-C-NH-R"Z) + R'SH Il Il S s -SR' pouvant être remplacé par -OR', caractérisé en ce que R est un alkyle, alkényle, cycloalkyle, cycloalkényle ou aryle; R' est un alkyle, alkényle ou aryle, de préférence un alkyle inférieur; R" est un groupe ou chaî15 ne semblable à ou différent de R, et plus particulièrement -(CH 2)n-, N étant de préférence 1 à 18; Z est une fonction -OH, -NH 2 ou -COOH dont un ou plusieurs H peuvent être substitués. 3 Procédé suivant la revendication 1 ou 2,caracté20 risé en ce que la réaction a lieu à une température de O à 25 C pendant 0,5 à 6 heures. 4 Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la réaction a lieu à une température d'au moins 40 C, lorsque R est un halogéno-phényle. 5 Procédé suivant la revendication I ou 2, caractérisé en ce que la réaction a lieu à environ 1600 C, quand l'amine utilisée est une dialkanolamine. 6 Procédé suivant une des revendications précédentes, dans lequel les réactifs sont dissous dans un sol30 vant, de préférence hydrocarbure chloré ou tétrahydrofuranne. 7 Nouveau thioamide, porteur d'au moins un second groupe fonctionnel, répondant à la formule R-C-NH-R"Z o R est un alkyle, alkényle, cycloalkyle, aryle ou aryle substitué, R" est un polyméthylène -(CH 2)n avec N égal 3 3 2 à 2 à 6, Z étant -OH ou -OR o R 3 désigne un alkyle inférieur. 8 Nouveau thioamide de formule R-C-N(R"Z) Il 2 S oh R est un alkyle, alkényle, cycloalkyle, aryle ou aryle substitué, R" est un polymëthylène -(CH 2)n avec n égal à 1 à 6, Z étant -OH ou -OR 3 ou R 3 désigne un alkyle inférieur. 9 Nouveau thioamide de formule R-C-NHR"Z ou R-C-N(R"Z) S S o R est alkyle, alkényle, cycloalkyle, aryle ou aryle substitué, R" étant -{CH 2)n avec n= 1 à 8 et Z une fonc20 tion -NH 2 ou -COOH dont un ou les deux H peuvent être substitués. Application d'un thioamide suivant une des revendications 1 à 9 en tant que collecteur, dans la flottation de minerais, en particulier dans celle des galène, 25 blende, chalcopyrite et pyrite. 11 Application suivant la revendication 10, caractérisée en ce que le thioamide employé est un N-bis(hydroxy-2 éthyl) alcane-thioamide, notamment avec le dodécane en tant qu'alcane.