Brevet FR2561648A1 — publié le 19850927

Lia présente invention concerne de nouvelles perhydro oxazolo /2,3- c7oxazines-1,4, leur procédé de préparation et leur application à l'obtention de glycines substituées. Les nouvelles perhydro oxazoloL2,3-cqoxazines-1,4 selon l'in- vention sont les composés de formule générale (I): OH I O I R dans laquelle R représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle en C-C5. Le terme alkyle en C1 - C5 peut désigner, par exemple, un ra- dical m.éthyle, éthyle, n-propyle, isopropyle, n-butyle, isobutyle, ter- tiobutyle, pentyle. Comme exemples spécifiques de composés selon l'invention, on citera, en particulier: l'hydroxy-7 perhydro oxazolo 2-,3-cjoxazine- 1,4 et la diméthyl-2,5 hydroxy-7 perhydro oxazolo f2,3-coxazine-1,4. Des hydroxy-7 perhydro oxazolo 12,3-c7-oxazines-1,4 substituées sur les sommets 7 et 7a par des radicaux, identiques ou différents, choisis parmi les radicaux aliphatiques, cycloaliphatiques, aromatiques, arylaliphatiques ou éventuellement par un radical alkylène établissant un cycle aliphatique entre ces deux sommets, sont décrits dans la de- mande de brevet de la R.F.Ao N 2713574. Ces produits sont obtenus par action d'une diéthanolamine convenablement substituée sur une alpha- dicétone telle que la cyclohexanedione-1,2, le benzile, le diacétyle, à une température comprise entre -20 et 200 C, avantageusement au re- flux du toluène en présence de quantité catalytique d'acide paratoluène- sulfonique et distillation concomitante de l'eau formée. Il est également indiqué dans le brevet britannique N -926313, que la condensation, à froid, de trois moles de glyoxal avec une mole de diéthanolarnine conduit à un composé d'addition (adduct) cristallisé, jaune pâle, présentant un point de fusion de G100-110 C et une micro- analyse concordante avec la formule C10H17NO8, H20 8 %. On sait, par ailleurs, que le glyoxal réagit avec les N-alkyl tlanola&ines, soit à froid pour conduire préférentiellement à une di- alkyl-3,3' bisoxazolidine-2,2' (P.A. LAURENT et al. Bull. Soc. Chim. France, 1973, Il, 83-88), soit à chaud, pour conduire à une dialkyl-4,8 256 1 648 perhydro oxazino-1,4 /3,2--b7oxazine-1,4 (breyet de l'Union Soviétique N 565.034). Or, la demanderesse a découvert de façon tout-à-fait inatten- due que les produits de formule générale (I) ci-dessus se forment aisé- ment par un procédé caractérisé en ce que l'on fait réagir à une tempé- rature inférieure à 30 C, une mole de glyoxal avec une mole de di- éthanolamine de formule générale (II) "CH2-CHOH-R HN (II) H\CH2-CHOH-R dans laquelle R a la signification donnée précédemment pour obtenir un produit de formule (I) correspondant. Dans des conditions préférentielles de mise en oeuvre de i'in- vention, le procédé ci-dessus est réalisé: - à une température comprise entre 0 C et 10 C; - en milieu aqueux; - au départ de glyoxal en solution aqueuse de concentration pondérale comprise entre 40 et 55 %; - en suivant la consommation de la diéthanolamine de formule générale (II) par dosage potentiométrique sur des prises d'essai préle- vées régulièrement dans le milieu réactionnel. Les produits de formule (I) ci-dessus sont généralement peu solubles dans l'eau et, habituellement, ils cristallisent spontanément dans leur milieu de préparation. En solution aqueuse, ils sont peu stables et s'hydrolysent en N,Nbis(hydroxy-2 alkyl) glycine correspondante de formule générale (III) R-CHOH-CH2 N-CH 2-COOH (III) R-CHOH-CH dans laquelle R a la signification donnée précédemment. Cette hydrolyse est d'autant plus rapide que la température d'hydrolyse est plus élevée. A 1000 C, un taux de transformation de 50 % est atteint en 2 minutes et de 100 % en 20 minutes. A 60' C, en 30 mi- nutes, on n'obtient que 20 % de transformation. Cette transformation aisée des produits de formule (I) ci-des- sus en glycines de formule (III) correspondantes offre une possibilité d'application intéressante de ces produits et constitue un autre objet de la présente invention. Les glycines de formule (III) et notamment la N,N-bis(hydroxy- 2 éthyl)glycine sont des produits doués de propriétés chélatantes ou com- plexantes précieuses, largement décrites dans la littérature. Selon l'invention, cette hydrolyse est effectuée en chauffant au reflux dans l'eau un produit de formule générale (I). Cette réaction est facilement suivie par analyse potentiométrique de prises d'essai régulièrement prélevées dans le milieu réactionnel. Lorsque le taux de transformation est voisin de 100 %, l'acide cherché est isolé par des moyens connus. L'invention a tout spécialement pour objet un procédé de pré- paration de la N,N-bis(hydroxy-2 éthyl)glycine et de la N,N-bis(hydroxy- 2-méthyl 2 éthyl)glycine. Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on chauffe à une température supérieure à 60 C, en milieu aqueux, un produit de formule (I) ci-dessus pour obtenir une glycine de formule (III) correspondante que l'on isole par des moyens connus. Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif et nul- lement limitatif de l'invention. Exemple 1 On introduit à 10 C, en 30 minutes, sous agitation, 105,14 g (1 mole) de diéthanolamine dans 145 g (1 mole) de glyoxal à 40 % en poids dans l'eau. On obtient une solution jaune clair. A ce stade, un dosage potentiométrique effectué sur une prise d'essai conclut à un taux de transformation de 95 %. La solution est ensuite refroidie à 0 C, le produit cherché cristallise spontanément; on l'essore puis on le sèche sous vide à 30 C à poids constant en présence de diphosphore pentaoxyde. On isole ainsi 84,2 g (0,58 mole) d'hydroxy-7 perhydro oxazolo 12,3c7oxazine-1,4, sous forme de cristaux incolores présentant un point de fusion de 113 C et un pK de 4,7. Ce produit est soluble à 4 % dans l'eau à 20 C et à 50 % à 100 C; la solubilité dans le méthanol à 20 C est de 27 % et de 100 % au reflux. Microanalyse C % H % % ID D C6 il NO3 calculé 49,64 7,64 9,E5 33,07 P.M. 145,15 trouvé 49,5 7,7 9,9 Analyses physiques Infrarouge - absence de carbonyle RMN du proton à 500 MHz (solvant DMSO) Déplacements chimiques, Sppm par rapport au m Ha 2,506 m 1H JHaHb= 1,1 Hz, JHa-He 3,7 Hz, - 2,7 z Hb 2,642 m 1H JHbHa= 11,1 Hz, JHb-Hj=9,1 Hz, Jb 31.7 Hz Hc 2,915 m 1H JHC-Hd 11,1 Hz, He-Hf= 8,9 Hz, Hz Ha 3,078 m 1H JHd-_Hc= 11,1 Hz, JHd-Hfg7,0 Hz, - -- Hz He 3,434 m 1H JHe Hj= 11,5 Hz, JHe-Ha3,7 Hz, 33e- 7 z - Hf 3,565 m 1H fH= 8,9 Hz, fHg= 7,3 Hz, Jfa 27 Hz H 3,703 m 1H JHHc= 9,1 Hz, JHg-- 7,3 Hz, JZ 27,f MHz g HgHc Hg-Hf Hh 3,715 dE Hh-Hl 2,1 Hz H. 3, 887 m 1H J = 11,5 Hz, JH =,1 Hz, J _ 7, z j_ 5 Hf3,565 m 1H JHj-He= JHjHb zJ-az H 4,812 d 1H JHHh = 2,1 Hz H, Hh o Hj X N d A la connaissance de la demanderesse, ce prclnit m'et Imm décrit dans la littérature. - Exemple 2 On opère commne dans l'exemple 1, mais on remplace l-a diéthiwr amine par la bis(hydroxy-2 propyl)amine. En fin d'intrd mmrt5x de 1"-mm hydroxylée, le taux de transformation mesuré sur une ise dessai mr dosage potentiométrique est de 98 %. On isole ensuite 69,3 g (0,5 mole) d'hydroxy-7 d =méthyl-2-, perhydro oxazolo /2,3-c7oxazine-1,4, sous forme de cristmax nrolores présentant un point de fusion de 119 C et un pK de 4,1. 2 5 6 1 6 48 Microanalyse C% H % N% 0% C3H15 03 calculé 55,47 8,73 8,09 27,71 P.M. 173,21 trouvé 55,3 8,9 7,7 Analyse physique infrarouge: absence de carbonyle A la connaissance de la demanderesse, ce produit n'est pas décrit dans la littérature. Exemple 3 On chauffe 1 heure au reflux: - 14,5 g (0,1 mole) d'hydroxy-7 perhydro oxazolo 2,3-cJ oxazine-1,4 dans 30 g d'eau. Puis la solution obtenue est refroidie à la température am- biante. Par addition d'éthanol, le produit cherché cristallise. On l'essore, puis on le sèche à poids constant sous vide à 100 C. On obtient ainsi 13,5 g (0,083 mole) de N,N-bis(hydroxy-2 éthyl)glycine cristallisée présentant un point de fusion de 193 C. Exemple 4 On chauffe 1 heure au reflux: - 17,3 g (0,1 mole) de diméthyl-2,5 hydroxy7 perhydro oxazolo 2,3.cqoxazine-1,4 dans 35 g d'eau. Puis la solution obtenue est refroidie à la température am- biante. Par addition d'éthanol, le produit cherché cristallise. On l'essore, puis on le sèche à poids constant sous vide à 60 C. On obtient ainsi 16,5 g (0,086 mole) de N,N-bis(hydroxy-2 propyl)glycine cristallisée présentant un point de fusion de 145-146 C. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre purement illustratif et nullement limitatif et que toute modifi- cation utile pourra y être apportée sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Perhydro oxazolo/2,3-cJoxazine-1,4 de formule générale-(I) OH 3 1, R0 R 5 \ __'''' dans laquelle R représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle en C1 - C5. 2. Hydroxy-7 perhydro oxazolo2,3-c/oxazine-1,4. 3. Diméthyl-2,5 hydroxy-7 perhydro oxazolo/2,3-cjoxazine-l,4. 4. Procédé d'obtention des composés tels que définis par la formule générale (I) de la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on fait réagir à une température inférieure à 30 C, une mole de glyoxal avec une mole de diéthanolamin" de formule générale (II): CH2-CHOH-R HN\ (Il) CH2-CHOH-R dans laquelle R a la signification donnée pour la formule (I) de la re- vendication 1. 5. Procédé selon la revendication 4 caractérisé par le fait qu'il est effectué dans l'eau. 6. Procédé selon la revendication 4 caractérisé par le fait que le composé de formule (II) est la diéthanolamine elle-même, ce qui donne l'hydroxy-7 perhydro oxazolo2,3-c: oxazine-1,4. 7. Procédé selon la revendication 4 caractérisé par le fait que le composé de formule (II) est la bis(hydroxy-2 propyl)amine, ce qui donne l'hydroxy-7 diméthyl-2,5 perhydro oxazoloZ2,3-c2oxazine-1,4. 8. Application des produits de formule générale (I) selon la revendication 1 à la préparation des N,N-bis(hydroxy-2 alkyl)glycines correspondantes. 9. Application de l'hydroxy-7 perhydro oxazolof2,3-c7 oxazine- 1,4 selon la revendication 2 a la préparation de la N,N-bis(hydroxy-2 éthyl)glycine. 10. Application de la diméth"l-2,5 hydroxy-7 perhydro oxazolo /2,3-cjoxazine-1,4 selon la revendication 3 à la préparation de la N,N- bis(hydroxy-2 propyl)glycine.