CONTRIBUTION À L'ÉTUDE DE LA RÉACTION DE VON RICHTER: II. SUR L'IDENTIFICATION DE PRODUITS NEUTRES

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    17-Mar-2017

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  • CONTRIBUTION A L'~~TUDE DE LA R ~ ~ A C T I O N DE VON RICHTER 11. SUR L'IDENTIFICATION DE PRODUITS NEUTRES1

    RESUME La reactio~l de von Richter fournit, en plus de produits acides, des composes neutres. Avec

    le p-chloronitrobenz&~~e, elle donne le 3,8-dichloro-6-iminoquinazolo[l,2,2',3']indazol et le 4,4'-dichloro-2-carbamylazosybenz&1~e, et avec le n i t robemhe, le 6-irninoq~iinazolo[1,2,2',3']- indazol.

    La r6action de von Richter fournit, outre l'acide attendu, des produits neutres e t des produits acides. Nous avons dCcrit prCcitdeminent (I) deux de ces derniers formCs par la r6duction clu groupement nitri:. Dans le pr6sent m6moire nous dCcrivons trois produits neutres. Deux proviennent de la r6action avec le ;b-chloronitrobenz6i1e et l'autre, de la rCaction avec le nitrobenz6ne. En extrayant B la butanone les produits bruts neutres (A), essor6s apr6s la ritaction avec le p-chloronitrobenz6i~e, nous avons is016 trois substances, k, m et n (cette derni6re en traces seulement), fondant respectivement B 306, 422 e t 228-229". L'extraction du filtrat (A) fournit m?me des traces d'un quatri61ne composi: de point de fusion 164".

    La substance k est insoluble dans les bases et les acides diluks, inais se dissout dans l'acide sulfurique concentr6. Elle est presque insoluble dans 1'6ther et peu soluble dans les autres solvants organiques usuels. En solution dans l'itthanol ou la butanone elle exhibe une forte fluorescence jaune-verdgtre. Son analyse Cl6mentaire et la dktermination de son poids molCculaire ont perinis de ditduire la forinule einpirique C141-18N4Cl?. Elle forme un chlorhydrate, Cl.LHsN4Cl2.HC1, qui fond avec d6composition A 300-310, et un dCrivi: acCtyl6, C 1 6 1 - I l ~ O N ~ C 1 2 . ~ ( C H 3 C 0 ) ~ de point de fusion de 260-261".

    Cette substance k est hydrolysite par l'acide chlorhydrique concentrit en solution ac6tique et saponifike par les bases inorganiques dans le glycol en libCrant de l'ammoniac. Son produit d'hydrolyse (kl) est insoluble dails les bases et les acides diluits, presque insoluble dans les solvants organiques, mais soluble B chaud dans les acides concentrits et la potasse alcoolique. Une lois sublimi:, il fond B 378-380". Son analyse centCsimale correspond B la formule brute C14H7ON3C12. I1 forlne un sel de potassium C14IH,jNaC120K. 21420, fondant B 420-422" (cristallisi: dans l'eau), ou C14H6N3C120K.H20, de point de fusion 410" (cristallisi: dans I'isopropanol), un sel de baryum, (C14H6N3C120)2Ba.4H?0, et un Cther initthylique, C14H6N3C120CH3, de point de fusion de 278-27g0, mais pas de dCriv6 acCtyl6.

    Les deux compos6s, k et kll donnent les tests des amines secondaires et des ainides secondaires. Que le produit d'hydrolyse kl poss&de une fonction amide secondaire semble de plus confirm6 par le fait qu'il forine une N-nitrozolactame dont l'hydrolyse donne le compos6 C141-1803N4C12 de point de fusion de 418-420".

    Le spectre infrarouge de la substance k indique une fonction imine (absorption A 3325 et 1650 cm-l) et celui de la substance kll une fonction carbonyle (absorptioil B 1670 cm-I), mais aucune vibration dCfinie attribuable au groupe hydroxyle dans la ritgion de 3500 cm-l. I1 est 6vident que c'est la fonction imine de la substance k qui est ac6tylCe;

    lATanzlscrit reg1 le 21 septenzbre 1960. Co~ztribzltio~z ~ Z L Dkpartenze?zt de Cl~inzie, Facz~lti des Sciences, Universitk Lar,al, Qukbec, Que'

    2Bk?~kficiaire de bourses d'ktzldes accorde'es par le Cofzseil natio?zal de Rccherckes dtl Ca?tada, lesfLr??~es C.I.L. et Sltell Oil el 1'0j'ice de Reclzerches scie?ztifLq~~cs de la Prouince de Q~~e'bec.

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    car, apr6s llClimination de cette foilction par hydrolyse, l'acktylation n'est plus possible. La substance k n'est pas reduite par le fer activ6, 1'hydrogPne en prCsence de palladium,

    ou l'hydrure de lithium et d'alumil~ium. Le compos6 k ou son d6rivi: acCtylC est dCcompos6 par l'acide chromique ou le permanganate neutre ou alcalin; lnais il fournit, tout comlne son produit d'hydrolyse kl, des composCs definis, lorsqu' ils sont trait& par le peroxyde d1hydrog6ne A 95y0 et l'acide perchlorique en milieu acCtique. Dans le prelnier cas, la substance obtenue fond A 252-254" et a la formule brute C14Hs02N4C12. D a m le second, le composC for~nC, de point de fusioil de 266", a la forrnule empirique C14H703N3C12.

    Ces deux produits d'oxydation, qui possPdent deux atomes d'oxygPne de plus que les composi:~ de dkpart, libPrent de l'iode dans une solution d'iodure de potassium ?I loyo. 11s se cornportent comme des oxydes d'amines et seraient form6s par l'oxydation de deux atomes d'azote tertiaire, laissant intactes la fonction amidine de la substance k e t la fonction amide du composi: kl; car, ils peuvent encore r6agir avec les nitrites.

    Par analogie avec la lactone de l'acide 5-chloro-2-[5-chloro-3-oxy-indazyl-(2)]- benzoi'que (I) ( I) , nous suggCrolls la structure I1 pour la substance k, et la formule I11 pour son produit d'hydrolyse kl.

    Nous avons aussi is016 parmi les produits neutres de la r6action de von Richter avec le nitrobenzPne une substance k', C14H10N4, de point de fusion de 222-223", analogue A la substance k. Par hydrolyse elle fournit un composC kl', C14HgON3, analogue au compos6 kl.

    Ces deux substances, k' et kl', sont relativement plus solubles dans les solvants orga- niques que leurs analogues chlorks, mais elles possPdent les n16mes propri6ti.s chimiques et caractkristiques physiques. Ainsi, leurs solutions alcooliques montrent une forte fluo- rescence en lumi&re ultraviolette et les vibrations imine et carbonyle, qui apparaissent respectivemellt dans le spectre infrarouge des substances k et kl, se retrouvent aussi dans celui des composb k' et kl'. Nous suggkrons les structures respectives IV et V pour ces substances k' et kl'.

    La substance k' semble identique A celle que Pinnow et Muller (2) ont isolCe parmi les produits de la reduction de 1'0-nitrobenzonitrile et qui, dlapr&s eux, serait la diphknyl- aminopyrodiazolille (VI). Les deux oilt le m6me point de fusion, donnent le nt&n~e chlorhydrate, le m6me dCriv6 ac6tyl6, le m6me dCrivi: benzoylC et le m6me produit d'hydrolyse (VII, d'apr2s Pinnow et RiIuller).

    (11) X = CI; % = NH (VI) Y = NH? (111) X = C1; Z = 0 (VII) Y = OH

    (IV) X = 13; Z = NH (V) X = H ; Z = O

    A notre avis, les structures VI et VII propos6es par Pinnow et Muller sont inaccep- tables; les tests indiquent la prCsence d'une fonction amidine, inais non celle d'une fonction amine primaire dans la mol6cule de la substance k'. D'ailleurs, les spectres infrarouges des substances k et k' excluent la prCsence d'une fonction amine primaire et

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  • ceux de leurs produits d'hydrolyse, kl et kl', celle d'un groupe hydroxyle. I1 seinble aussi impossible d'attribuer la structure VIII B la substance k; car, si celle-ci possedait cette formule, elle aurait donne la dilactame correspondante IX, au lieu de la lactame que nous avons obtenue par hydrolyse. Nous proposons donc respectivement pour la sub- stance k' et son produit d'hydrolyse kll les structures IV et V qui rendent bien coinpte de leurs spectres infrarouges et de leurs propri6ti.s chimiques.

    (VIII) X = C1; Z = N H (IX) X = CI; z = 0

    (X) X = CI; Z = NH (XI) X = C1; z = 0

    (XI I)

    Les substances k et k' seraient donc le 3,8-dicl~loro-G-ii1~ii1oquii~azolo[l,2,2',3']indazol (11) et le G-irnii1oquinazolo[l,2,2',3']ii1dazol (IV), et leurs produits d'hydrolyse, kl et kll, le 3,8-dichloro-6-c~toquinazolo[1,2,2',3']ii1clazol (I I I) , et le 6-cCtoquinazolo[l,2,2',3']- indazol (V) .

    Ajoutons que le comportement des deux substances, k et k', vis-A-vis de l'oxydation et de la rkduction ressemble A celui de l'indazol lui-m&me (3). C'est d'ailleurs aussi fort probableinent B la prCsence du squelette de l'indazole qu'il faut attribuer la formation d'un produit rouge sous l'action de l'acide nitrique sur le composk d'hydrolyse kl (r6action de Knorr (4)). De plus, il est connu que la 2,4-dicCtoti:trahydroquiilazoline se forine facilement par chauffage de l'acide o-uraininobenzoi'que dans la soude concentrCe (5), qu'elle se sublime A haute tempbrature et forine des sels de sodium hydrates tout comme le composl: kl.

    Les structures X et XI seinblent acceptables pour les produits d'oxydation, C14H802N4C1? et C14H703N3C12, de la substance k et de son produit d'hydrolyse kl.

    La substance C14H8O3N4Cl2, qui est obtenue par nitrosation du produit d'hydrolyse kl, pourrait avoir la structure XII, ce qui expliquerait sa solubiliti: dans la soude et ses caractkristiques d'ainine secondaire. Son spectre infrarouge prksente une forte vibration carbonyle B 1700 cm-l, alors que la large bande entre 3200 et 2700 cm-I du spectre du con~posk kl est absente. Ceci laisse entendre que I'hydrogPne de la fonction ainine est vraiment substitub.

    Enfin, l'allure identique de la courbe d'absorption de la substance k' et de celle de la lactone de l'acide 5-chloro-2-[5-chloro-3-oxy-indazyl-(2)]-benzoque (I) dans l'ultraviolet est conforme 2. la structure IV.

    11 ne fait aucun doute que llintermCdiaire de la substance k est un procluit de r6duction du p-chloronitrobenzPi~e, puisqu'une substance identique au produit non-chlore k' a 6th is016 par Pinnow et Miiller (2) par rkduction de 1'0-nitrobei~zonitrile. Toutefois, il est trPs peu probable que le nitrile soit un intermediaire de la reaction de von Richter; car, aprhs avoir fait bouillir pendant 20 heures une solution alcoolique de 2-nitro-5- chlorobenzonitrile dans les conditions de la reaction, nous n'avons pas obtenu le 3,8- dichloro-6-iminoquii1azolo[l,2,2',3']indazol (11).

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    Nous avons alors voulu verifier si la substance k' pouvait &tre produite par la trans- formation du 2,2'-dicyanohydrazobenz il est, en effet, connu que I'acide hydra- zobenz&ne-2,2'-dicarboxylique peut &tre transform6 en la lactone de l'acide 2-[3-oxy- indazyl-(2)]-benzoyque (6). E n co~~sCquence, nous avons trait6 le 2,2'-dicyanoazoxy- beiiz&ne dans les conditio~is de la rCaction de von Richter, et nous avons obtenu, probablement par I'intermediaire du compos6 hydrazoi'que, le 6-irninoquinazolo[l,2,2',3']- indazol (IV), comme l'ont confir1n6 un point de fusion niixte et les spectres infrarouges.

    Le compos6 n, p.f. 228-229", a la forlnule brute C13H9O2N3C1? I1 est insoluble dans les acicles et les alcalis diluCs et tr&s peu soluble dans I'Cther. 11 donne le test du groupe azoxyque et celui des amides. Son spectre infrarouge ne montre aucune vibration nitrile, niais des baiides d'absorption correspondant 3 la clCformation de valence d'une fonction a~nide secondaire. D'autre part, la seule bande d'absorption de son spectre ultraviolet indiquerait la fonction azoxyque (7). Ces doluiCes font croire que la substance n est le 4,4'-dichloro-2-carbamylazoxybe~iz&1ie (XI I I).

    ( X I I I )

    P A R T I E E X P ~ R I M E N T A L E ~

    'Trois substances, k , m et n, peuvent &tre isolCes du mClange de produits neutres (A) qui sont essorks une fois la rCaction de von Richter avec le p-cl~loronitrobenz~~~e terrnin6e (I) .

    (Ca0~IzaOzNloC14)~ (m) Le rksidu (environ 2y0), obtenu apr&s l'extraction du solide neutre (A) 2 la butanone

    dans uii Soxhlet, cristallise dans la N,N-dimCthylformamide en aiguilles jaunes de point de fusion de 422-423". Calculi: pour (C30H2~O2N10Cl4),,: C, 51.65%; H , 2.90%; N, 20.17y0; C1, 20.02y0. Trouv6: C, 51.45y0; H, 2.84y0; N, 19.797,; Cl, 20.00y0. Spectre ultraviolet: max Anip 234 (E 38,800); Amp 245 (E 38,200); Amp 315 (E 11,560); Amp 420 ( E 4,400). Les valeurs de E sont calculCes pour n = 1.

    3,8-Dichloro-6-iminoquilsazo~l,2,W',3']induzol ( k ) (11) L'extrait du solide (A) A la butanone est d'abord refroidi 2 0, puis port6 2 environ

    50" et filtrC, pour Climiner les derniPres traces de la substance m. En refroidissant le filtrat, le 3,8-dichloro-6-imi1ioq~1i1iazolo[l,2,2',3']indazol (ellviron 60-70y0 du solide (A)) cristallise sous forlne de lamelles IustrCes et transparentes de couleur jaune-verd2tre. Apr&s deux cristallisations dans la butanone la substance fond 3 306". Calculi: pour CI4HaN4Cl2: C, 55.46y0; I-I, 2.66%; N, 18.487,. TrouvC: C, 55.27%; 1-1, 2.42%; N, 18.327,. Dans I'isopropanol elle cristallise en longues aiguilles transparentes, p.f. 307", qui contieniient une demi-molCcule de solvant de cristallisation. Calculi: pour C14HgN4C1z. +C,HsO: C, 55.86y0; I-I, 3.637,; N, 16.827,; CI, 21.28y0; 0, 2.40y0. Trouv6: C, 55.46y0; I-I, 3.48y0; N, 16.90%; C1, 20.82y0; 0, 2.36%. Spectre infrarouge: 1650, 3325 (=NH), 3150 cm-' (-NH- associC) .

    3Les p0~7zts de fzcsion (p . f . ) 07tt klk firis e n lubes capillaires el 7ae ~07l l pas corrigis. Les spectres rcllraz1iole1~ 07zt k t i dilernzinks all 7t1oyen d ' z ~ n spectro7tzktre Beck711an D U , e7t solz~l ion d u n s l 'e ' t l~anol, et les spectres i ? t f raro~~ges , ci l 'a ide d't~7z spectro7tzi.lre Beckma7z IR-4; les solzdes itaze7tt 71rila7zges d d u broniz~re de polassiz~nz et pressks; set~les les bandes serva7tt d l'zde~ttrfication des co7nposks so?zl i nd iqz~ ie s : les valez~rs e n cnt-I correspondent azc nzaxinzzinz d'absorplio?~, saz~f celles qtcz correspo~zdent a u groz~pe =CO-NH- des anzides secondaires qu i nio?ztrent la rt:gio?t enti?re de l'absorptio?t. L e s 77rzcroa7ralyses out i t i effeclz~kes par M. W. Manser , Zlirzch, Suisse.

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  • La solution 6thkr6e de l'indazol I1 trait6e B l'acide chlorhydrique gazeux forrne facile- rnent un chlorhydrate blanc, qui jaunit rapidement et fond avec d6cornpositioll entre 300 et 310". Calculi: pour C14H&J4C12.HCl: C1, 30.77y0. TrouvC: C1, 29.50y0. Spectre infrarouge: 1662 (NH .HCl), 2440 B 3050 cm-I (deplacernent et klargissernent) (8).

    Le d6rivC ac6tylC de l'indazol I1 est obtenu en faisant bouillir 50 rng de l'indazol dans 25 in1 d'acide acktique, 0.5 1n1 de pyridine et 1 ml d'anhydride ac6tique et en cristallisant le produit d a m l'acide acktique et ensuite le xyl6ne. I1 contient une derni-rnol6cule d'anhydride ac6tique de cristallisatioll et fond B 260-261". Calcul6 pour C16HloON4C12- qC4H603: C, 54.57%; H, 3.30%; N, 14.14%. Trouvk: C, 54.99%; H , 3.07%; N, 14.28%.

    S,8-Diclzloro-6-cktoqzlinazolo[l ,b,bt,3']indazol (kl) ( I I I ) On chauffe ?I reflux 0.522 g de 3,8-dichloro-6-irninoquinazolo[l,2,21,31]indazol et 1 g

    d'hydroxyde de potassium dans 20...

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