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1 Bull. SOC. Chim. Belg., 58, pp. 66-72, 1949 I Contribution ii 1’6tude des d6riv6s 1 .%.Coxodiazoliques IV Par Raymond MERCKX (Anvers) Dans un article prbcPdent (’) nous avons d6crit quelques dCrivCs 1.2.4-oxodiazoliques portant en position 5 un groupe mbthylCnique lib lui-mbme Nous avons poursuivi nos recherches dans ce domaine en cherchant A prbparer des dbrivbs oxodiazoliques par conden- sation de la paratoluamidoxime avec des dbrivbs de l’acide phbnylac6tique et de l’acide paranitrophbnyladtique. Nous esperions obtenir ainsi des compos6s du type 3-paratolyl-5- benzyl-1.2.4-oxodiazol qui A notre connaissanw ne sont pas encore d6crits. On connaft, il est vrai, le dbrivb 3-ph6ny16 cor- respondant (I) que Zimmer (’) a obtenu d& 1889 par oxyda- tion du dbrivb dihydro (11), rbsultant lui-mi3me de la con- densation de la benzamidoxime avec l’ald6hyde ph6nylac6- tique (’) un groupe cbtonique. N- 0 ~ II C I -CHI-<-> <->--y y -- N N- 0 II CH-CH,--<-) I (11) <3-c, / - NH (l) R. MERCKX, Bull. Soe. Chim. Belg., 58 (1919), 58-65. (2) H. ZIMMER, B. 22 (1889), 3142. (s) H. ZIMMER, B. 22 (1889), 3141.

Contribution à l'étude des dérivés 1.2.4-oxodiazoliques IV

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Page 1: Contribution à l'étude des dérivés 1.2.4-oxodiazoliques IV

1 Bull. SOC. Chim. Belg., 58, pp. 66-72, 1949 I

Contribution ii 1’6tude des d6riv6s 1 .%.Coxodiazoliques

IV

Par

Raymond MERCKX (Anvers)

Dans un article prbcPdent (’) nous avons d6crit quelques dCrivCs 1.2.4-oxodiazoliques portant en position 5 un groupe mbthylCnique lib lui-mbme

Nous avons poursuivi nos recherches dans ce domaine en cherchant A prbparer des dbrivbs oxodiazoliques par conden- sation de la paratoluamidoxime avec des dbrivbs de l’acide phbnylac6tique et de l’acide paranitrophbnyladtique. Nous esperions obtenir ainsi des compos6s du type 3-paratolyl-5- benzyl-1.2.4-oxodiazol qui A notre connaissanw ne sont pas encore d6crits. On connaft, il est vrai, le dbrivb 3-ph6ny16 cor- respondant (I) que Zimmer (’) a obtenu d& 1889 par oxyda- tion du dbrivb dihydro (11), rbsultant lui-mi3me de la con- densation de la benzamidoxime avec l’ald6hyde ph6nylac6- tique (’)

un groupe cbtonique.

N- 0 ~ II C I -CHI-<-> <->--y y --

N

N - 0 II CH-CH,--<-) I (11) <3-c, / -

NH

( l ) R. MERCKX, Bull. Soe. Chim. Belg . , 58 (1919), 58-65. (2) H. ZIMMER, B. 22 (1889), 3142. (s) H. ZIMMER, B. 22 (1889), 3141.

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DfRIVf i8 1.2.4OXODIAZOLIQUES, IV 67

Nous avons d6jh signal4 que lea esters fLc6toniques r6a- gissent assez facilement avec les amidoximes cycliques au sein d’un hydrocarbure bouillant, pour donner naissance B des d6riv6s 1.2.4-oxodiazoliques.

C’est cependant en vain que nous avons essay6 de prkparer le 3-p.tolyl-5-benzyl-l.2.4-oxodiazol par condensation de la p.toluamidoxime et du phhnyladtate d’6thyle au sein du toluene bouillant, d’aprhs la mkthode dCcrite pr6ckdem- ment (l), Nous avons is016 un produit de point de fusion

La m&me rdaction effectu6e dans le xylbne bouillant donna un produit identique.

Le produit ainsi obtenu n’est ni la p.toluamidoxime- O.phCnnc6tylCe (111) (fus. 144”), ni le 3-p.tolyl-5-benzyl-l.2.4- oxodinzol (IV) qui fond B 67”

159-160”.

(111)

N -0-CO-CHt- I I ~-

CH,/ \- )-C,

N H* N - 0 II C I -CH,-<-) ( I V )

CH,<_)-C, // __

N

Un traitement i I’eau, B l’acide ou i l’anhydride acetique bouillant, n’affecte en rien le point de fusion, ce qui porte B croire qu’il ne s’agit pas d’une amidoxime substituke.

A la temphrature ordinaire le produit obtenu est insoluble dans une solution dilii6e (5 p. 100) de soude caustique. Par contre ZI chaud, il se transforme avec d6gagement d’ammo- niaque en sel sodique de l’acide paratoluique.

Le pods molCculaire du produit de point de fusion 159- 160°, dCtermin6 par cryoscopie dans le camphre donne 132 et 143 (moyenne : 137,5).

Des dosages d’azote effectubs d’aprbs la mkthode de Dumas et d’aprhs la mkthode de Kjeldahl, indiquent en moyenne 10,55 p. 100 d’azote, tandis qu’h la combustion nous trouvons une teneur en carbone voisine de 72 p. 100.

De toutes ces donnhes nous croyons pouvoir conclure que le produit is016 pouvait bien &re l’amide de I’ncide para- toluique, de poids molbculaire 135,16 et qui contient 71’08

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68 R. MERCKX

p. 100 de carbone et 10,37 p. 100 d’azote. En fait le point de fusion du melange du produit isole et d’amide paratoluique (fus. 159-160”) ne montre aucune dhpression.

Nous avons pu prouver par la suite que cette amide pro- vient d’une transformation subie par la p.toluamidoxime au sein du toluBne bouillant, transformation qui est accompa- gn6e d’un d6gngement d’ammoniaque (‘) .

Nous avons eu plus de SUCCBS par l’action de l’anhydride phBnylacBtique sur la p. toluamidoxime. En chauffant le melange Bquimol6culaire au bain d’huile vers 130-150’ nous avons obtenu directement le 3-p.tolyl-5-benzyl-l.2.4-oxodiazol.

Par contre, en faisant r6agir le chlorure-acide de l’acide phhnylacetique sur la p.toluamidoxime au sein de 1’6ther anhydre, on n’isole yu’une amidoxime substituPe : 1’O.phPna- c6tyl-p. toluamidoxime. Pour r6aliser le passage de 1 ’amidoxime substitu6e au 3-p.tolyl-5-benzyl-l.2.4-oxodiazol nous avons eu recours au traitement h l’eau bouillante, proc6d6 signal6 dBs 1885 par Knudsen (’) pour transformer l’o.ac6tyl- et 1’o.ben- zoyl-ph6nyl-ac6tamidoxime en derives oxodiazoliques et par Schulz (’) pour obtenir le 3-ph6nyl-5-m6thyl-1.2.4-oxodiazol aux dBpens de la benzamidoxime-o.ac6tyl6e.

La cyclisation de la p.toluamidoxime-O.phCnylacPtyl6e en 3-p.tolyl-5-benzyl-l.2.4-oxodiazol se r6alise facilcment d’aprhs la m6thode de Knudsen.

Un traitement 1 l’acide ou h l’anhydride ac6tique 1 chaud donne Bgalement de bons rdsultats.

Par l’action de l’anhydride de l’acide paranitrophhyl- acBtique sur la paratoluamidoxime au bain d’huile vers 130-140”, nous n’avons pu identifier que le 3-p.toly1-5-p.nitro- benzyl-1.2.4-oxodiazol.

Par contre, la condensation du chlorure-acide de l’acide paranitroph6nylac6tique avec la p. toluamidoxime dans de 1’6ther anhydre, ne fournit que le d6riv6 paranitroph6nylacB- tyl6 de la p.toluamidoxime (V)

<I>No, (V) N -O-CO-CH,

-

NH,

(9 Nous traiterons dans une note ulterieure de la stabilitt? des ami-

(6) P. KNUDSEN, B. 18 (1886), 1070. ( O ) 0. SCHUIZ, B. 18 (18861, 1083.

doximes.

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DfiRIVfiS 1.2.4-OXODIAZOLIQUES, IV 69

Celui-ci ne semble pas se transformer en dCrivC oxodia- zolique sous l’influence de l’eau bouillante; par contre, un traitement A l’acide ac6tique bouillant se montra efficace.

Nous avons Ctudi6 aussi le comportement de la p.toluami- doxime vis-A-vis du malonate d’Cthyle et du dichlorure-acide de l’acide malonique.

La reaction du chlorure-acide-ester de 1 ’acide malonique avec la p.toluamidoxime a dCjA P t C decrite dam une note pr6- cbdente (’).

En faisant rCagir le malonate d’6thyle sur la p.toluami- doxime au sein du toluene ou du xylbne bouillant, nous esp6- rions obtenir un des produits suivants :

N-0-CO-CH, --COOC,H,

( V U CH,(-)- C I 1 -

N H, \

ou N-0-CO-CH2-CO-0-N

I I C-/-)-CH, I1 CH,(-)- C ,’ \--

NH, H* N \ \-.

(V11) Nous n’avons pu isoler qu’un seul produit: l’amide de

l’acide p.toluique fondant B 159-160”. Par contre, en faisant rCagir B la tempCrature ordinaire

le chlorure-acide de l’acide malonique (1 mole) sur la p.tolu- amidoxime (2 moles) nu sein de 1’6ther sulfurique anhydre, nous avons pu isoler un produit de point de fusion 188-189”, que nous avons identifid comme &ant le produit (VII).

C’est en vain que nous avons cherchC A le cycliser en dCrivC oxodiazolique (VIII)

N - 0 0- N I 1

CH3/->- C I I C -CH2-- C: ! -/-->-CH, \ / ‘-

N \ / \L--

N (VI 11)

MBme un traitement prolong6 (7 heures) A l’acide acCtique bouillant se montre inefficace.

(’) R. MERCKX, Bull . Soe. Chirn. B e l g . , 56 (1947), 339.

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70 R. MERCKX

PARTIE EXPIbIMEWALE (En collaboration avec A. DE VOECHT et K. PEPERMANS)

I. Action de ddrivh phe5nylacdtiquee sur la p.toluamidoxime

1. p.toluamidoxime et anhydride ph6nylachtique

Un melange de 15 g de p. toluamidoxirne et de 25 g d’anhydride phBnylac6tique (fus. 720) est chauff6 au bain d’huilc, d’abord pendant une heure B 130-1X1~, ensuite, Bgalement pendant une heure, i 140-145”. On obtient un produit huileux, color6 en rouge-orang& En versant ce dernier sur dc la glace il se transforme en un produit solide. Le melange ainsi obtenu rst additionnt! d’une solution de soude caustique jusqu’i rbaction alcalinc.

Le derivt! oxodiazoliquc est cssort5, lave h l’eau et ensuite cristallisb de I’alcool. On obtirnt dc la sorte un produit cristallin, incolore (fus.:

Analyse 6-67’).

Trouv6 : 10,77 et 10,98 % d’azote (m6lhode Kjeldahl sans traitcment

Calcul6 : 11,24 % d’azote, pour lc 3-p.tolyl-5-ben~yl-l.2.4-oxodia- prealable ti l’acide iodhydrique) .

zol (IV).

2. p.toluamidoxime et chlorure-acide de I’scide phknylac6tique

A une solution de 26 g de p.toluaniidoxime dans 1.500 cms d’dther sulfurique anhydre on ajoute, goutte A goutte, une solution de 27 g de chlorure-acide de I’acide ph6nylacBtique dans 100 cmS d’ether. I1 se forme un prbcipitb. Apres avoir chauff6 ce mblange pendant environ une heurc au bain d’eau on le refroidit ct cssorc. Le dsidu cst d’ahord lave avec une solution dilu6e (5 %) d’acide sulfurique, puis soigneu- sement B l’eau. Pour terminer on cristallise de I’alcool.

Le produit (HI), ainsi isol6, se pr6sente sous la formc de paillcttes blanches : fus. 146-147’ (non corrig6).

Une rccristallisation du benzene ne modifie pas ce point de fusion. Rendement : environ 16 g.

Trouvf : 10,58 % d’azote (micro-Dumas); 10,s % d’azote (m6thode Kjeldahl sans traitement pr6a-

Analyse

lable B I’acide iodhydrique). Calcul6 : 10,45 % d’azote, pour le produit (111).

3. Cyclieation de la p.toluamidoxime eubetiiutk (111) en 3-p.tolyl-5-

a) EN PR~SENCE D’EAU

Une suspension de 0,5 g de p.toluamidoxime-o.ph6nac6tyl6e (111) dans 40 cms d’eau est chauff6e B reflux pendant quatre heures. AprEs deux heures de chauffe I’amidoxime s’cst . compl?Aement dissoute. 0 1 1

benzyl-1.2.4-oxodiazol (IV)

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DJhIVdS 1 . 2 . 4 - 0 X O D I A Z ~ L I Q ~ E 5 , I V 71 i i t r e et laisse refroidir. Lo d8riv6 oxodiazolique ( JV) cristallise. On le pnrifie par crislallisation de l’alcool : fus. 67O.

Le point de fusion du melange de ce produit et du 3-p.toly1-5-benzyl- 1.2.4-oxodiazol (IV), preparb aux d6pens de la p.toluamidoxime et de I’anhydride phBnylac6tique, ne montre aucune’ dbpression.

b) EN PR~BENCE D’ACIDE A C ~ Q U E

Un melange de 0,5 g de p.toluamidoxime-o.ph6nact!tyl& (111) et de 10 cms d’acide acBtique est maintenu h Bbullition pendant une heure. L’amidoxime se dissout complhtement. Aprh refroidissement le con- tenu du ballon est verd dans 100 cms d’eau. Lc prBcipit6 est soigneuse- ment lave B l’eau et ensuite cristallid de l’alcool : fus. 67”.

La meme cyclisation PC r6alise sous l’influence de l’anhydride adtique.

11. Action de dkrivds paranitrophknylacktiques Bur la p.toluamidoxime

1. p.toluamidoxime et anhydride paranitrophinylaeitique

Cette condensation, effectu6e avec 3,2 g d’amidoxime et 7,3 g d’an- hydride, est r6alis6e comme dBcrit pour la prBparation du 3-p.tolyl-5- benzyl-1.2.4-oxodiazol.

Afin d’6liminer l’amidmime‘qui n’est p s ~ edtree en reaction, le pro- duit brut est lave & l’acide sulfurique dilu6. Le rBsidu est lave B l’eau et cristallisd de I’alcool. On oblient un beau produit leghrement color6 en jaune, fondant A 107-10@ (non corrigd).

Analyse Trouv6 : 14,20 % d’azote (micro-Dumas) . Calcule : 14,24 % d’azote, pour le 3-p.tolyl-5-paranitrobenzyld.2.4-

oxodiazol.

2. p.toluamidoxime et ehlorure-aeide de I’acide paranitrophhyl-acitique

A une solution de 21,5 g de chlorure-acide dans 50 cms de benzene bouillant on ajoute 14,25 g d’amidoxinie. La reaction est assez vive. I1 se forme quasi instantanenlent un pr6cipit6. Le melange est maintenu B I’6bullition pendant cinq minutes. Aprks refroidissement, le pr6cipit6 est essor6. Le produit brut ainsi is016 est lave successivement l’eau, avec une solution diluee (a 5 %) d’acide chlorhydrique, B l’eau, avec une solution diluee ( A 5 %) de soude caustique, et encore une fois B l’eau.

Nous n’avons pas trouvB un solvant qui se pr&te B la purification du produit par crystallisation.

I1 nous a fallu par condquent purifier le produit (V) en le chauf- fant B plusieurs reprises en suspension, d’abord au sein du toluhne, ensuite en milieu alcoolique. Le produit ainsi purifit! fond B 160-161” (non corrig6). Analyse

Trouv6 : 13,16 el 13,27 % d’azote (micro-Dumas). Calcul6 : 13,41 % d’azote, pour le produit (V).

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72 R . MERCKX

3. Cyclhation do prodoit (V) en 3-p.tolyl-Sp.nitroben~l-lt.4-oxodIacol

Un melange d’amidoxime substituee (V) et d’acide acetique est maintenu B l’bbullition pendant une heure. AprBs refroidissement on dcu@re un produit blanc : fus. 107-1Wo.

Ce point de fusion ne change pas a p r h cristallisation de l’alcool. Le point de fusion du melange de ce produit et du Sp.toly1-5-p.nitro- benzyl-l.2.4-oxodiazo1, ne montre aucune depression.

III. Action du dichlorure-acide de l’acide malonique sur la p.toluamidoxime

A une solution de 38 g de p.toluamidoxime dans 2 litres d’6ther aulfurique anhydre on ajoute goutte a goutte et en agitant conti- nuellement une solution de 19 g de chlorure-acide malonique dans 100 cms d’bther anhydre. I1 se forme un precipite MgErement color6 en jaune. Ce mblange est chauffe ti reflux pendant deux heures. Aprh moir refmidi, on essore. Le produit brut est cristallise de l’acide acetiquo : fus. 188-1890 (non corrigh).

Analyse Trouv6 : 15,08 et 16,m % d‘azote (methode Kjeldahl sans traite-

CalculC : 15,22 % d’azote, pour (VII). Le rendement moyen est de 40 g.

Comme nous l’avons deja signale, nous ne sommes pas parvenus h cycliser ce produit en derive oxodiaeolique (VIII).

ment pr6alable B l’acide iodhydrique).

* * *

Le present travail a 6th effectub sous la direction de M. le professeur P. Bruylants. Les analyses ont etb exCcutbes au laboratoire de M. L. Moelants.

Service de recherches chirniques de la S . A . Photo-Produits Gevaerf,

Mortsel (Anvers) .

Medegedeeld aan de Vlnamse Chemischs Yereniging op 24 Februari 1949.