76 (1957) RECUEIL 321 _- -

547.68

HYDROCARBURES POLYCYCLIQUES AROMATIQUES 1). IV. Sur la chimie du dibenzora, hlpyrene c ) ,

PAR

N. P. BUU-HOP et DENISE LAVIT (Departement de Chimie organique, Institut du Radium de 1'Universite de Paris).

Quelques reactions de substitution du dibenzo [ a,h] pyrene, hydrocarbure fortenient canceriqene, ont ete examinees: l'action d u chlorure de sulfuryle a conduit au derive 7,14-dichlore, et celle de la N-methylformanilide, au derive 7-formyle; le 7-methyl-dibenzo [a,h]pyrene, prepare partir d t ce dernier par reduction, peut etre converti en 14-formyl-7-methyl-dibenzo [a,h] pyrene, lequel, a son tour, est reductible en 7,14-dimethyl-dibenzo[ a,h]pyrene.

On sait que le diibenzo[a, hlpyrene ( I ) est un hydrocarbure aroma- tique fortement cancerogene, produisant des epit,heliomas de la peau 'par badigeonnage comme des sarcomes du tissu conjonctif par injections; en raison sans doute de la ,facilite de sa preparation (par reduction de la dibenzo [ a,h] pyrene-7,14-quinone, laquelle est une matiere premiere utilisee dans I'industrie des colorants), cet hydrocarbure est fort employe en U.R.S.S. comme substance cancerogene standard.3) Au point de vue chimique, le ,dibenzo[a,h] pyrene n'a fait jusqu'a present que l'objet d'une seule etude, ]off6 et Efros 4 ) ayanlt ainsi ,montrk que ce corps peut etre mono-ou dinitre.

,Dam le cadre de nos recherches 5 ) sur les relations entre structure moleculaire el: activite cancerogene chez les substances polycycliques, nous avons ete amenes a Ctudier la reactivite du dibenzo[a,h],pyrene vis-a-vis de certains agents de substitution. Comme nous avons deja pu le constater les cas du dibenzo[a,i]pyreneG) et de I'anthran-

1) 3eme partie: N. P. Buu-Hot et D. Lauif, Rec. trav. chim. 76, 200 (1957). 2 ) Travail present6 au 13&me meeting de ]'American Chemical Society i Atlantic

City (N.J.), 1 6 4 2 septemsbre 1956. 3) Voir par exemple G. E. Kleinenberg, Arch. sci. biol. U.S.S.R. 51, 127 (1938):

L. M. Shabad, Acta Unio internat. contra Cancrum 3, 189 (1938): R. Y. Tretyikowa, Bull. exper. Bid. G Med. 11, 496 (1941).

4, 1. S. Joffe et L. S . Efros, J. gen. Chem. U.S.S.R. 16, 111 (1946). 5 ) cf. A. Lacassagne, ,!Les cancers produits par des substances chimiques exogenes"

6) N. P. Buu-Hoi et D. Lauif, Rec. trav. chim. 75, 1194 (1956). (Paris, 19%); N. P. Buu-Hoi, Strahlentherapie 98, 197 (1955).

322 N. P. Buu-Hoi et Denise Laoit,

threnel) , le chlorure de sulfuryle et la N-methylformanilide sont d'excel- lents reactifs, respectivement pour la di- et la monosubstitution sur les sommets miso-anthraceniques: ce sont donc ces deux reactifs auxquels nous avons fait appel dans le present travail.

Effectivement, en faisant agir deux molecules de chlorure de sulfuryle & froid sup l'hydrocarbure (I), nous avons obtenu facilement le 7,14- dichloro-dibenzo [ a,$] pyrene (111) : de mfme, l'action de la N-metihyl-

C1

Cl I I1

formanilide en presence d'oxychlorure de phosphore nous a conduit au 7-formyl-dibenzo [a,h] pyrene (111) avec d'excellents rendements. La reduction de cet aldehyde par la methode de Kishner- WoZff modifiee par Huang-Minlon 7) nous a fourni sans difficultes le 7-methyl-diben- zo[a,h]pyrene (,I,V). En recommencant la formylation sur ce dernier

I I

CHO CH3 (111 (IV)

hydrocarbure, on aboutit, avec des rendements encore meilleurs, au 14- formyl-7-methyl-dibenzo [ a,h]pyrene (V) , aldehyde qui peut ftre reduit a son tour en 7,14-dim&thyl[ a,h]dibenzopyr6ne (VI) .

CHO CH3

7) Huang-Minfon, J. Am. Chem. SOC. 68, 2487 (19%): 71, 3301 (1949).

Hydrocarbures ~102ycycZiques aromafiques. IV. 76 ( 1957) RECUEIL 323

I1 est a noter que dans Ie present travail, et 5 la diEf6rence du cas des homologues du dibenzo [ a,i] p y r b e pour lesquels une determination complete de structures avait kte faites), les positions des radicaux methyles, et partant, celles des groupes formyl, n'ont CtC admises que par des raisons cl'analogie, et aussi, par le fait que le 7,14-dimkthyl- dibenzo [ a,h]*pyrene ( dont les deux sommets mko-anthraceniques sont occupes) ne peut pas Etre formyle dans les mikes conditions que les hydrocarbures (I) et (IV).

I1 est a noter clue, lors de la preparation du dibenzo[a,h]pyr&e par rkduction de la quinone correspondante par la poudre de zinc, nous avons constate que les rendements sont bons seulement lorsque la poudre de zinc employee n'est pas trop fine et active, sinon il se forme des quantitks iniportantes d'un derive hydrogene du dibenzo [a,h] - pyrhe.

Letude biologique des deux homologues (IV) et (W) du dibenzo- [a,h]pyrene esf: en cours dans notre Institut (Dr. Zajdela); on sait que dans le cas des hydrocarbures anthraehiques, et dans celui du benzo [a] pyrene, ]'introduction de radicaux methyles en position meso augmente le pouvoir cancerogene, par conitre. dans le cas du dibenzo [ a,i] pyrkne, la miso-methylation fait decroitre considerablement I'activite 10).

P a r t i e e x p k r i m e n t a1 e. Preparation du dibenzo[a,h]pyr6ne. On fait un melange intime de 25 g de dibenzo-

[a,h]pyrene-7,14-cluinone 8 ) pure, 25 g de poudre de zinc, 25 g de chlorure de sodium et 125 g de chlorure de zinc adhydre qu'on triture avec 3.5 ml d'eau; on chauffe jusqu'a 210". et la masse fondue, Cpaisse, ainsi obtenue est port& rapidement a 290" et maintenue a cette temperature pendant quelques minutes. Apres refroidissement, on ajoute de l'acide chlorhydrique dilue, Iaisse reposer une nuit, essore le precipite et 'le seche. Apres deux cristallisations en presence de noir animal et de traces d'hydroquinone au sein du toluene, on obtient 13.5 g de paillettes jaunes i reset brun, F 3Q8" (par projection sur le bloc); avec I'acide sulfurique, on a une halochromie rouge violet 0).

7,14-Dichloro-dibenu,[a,h]pyrhe (11). Dans une solution de 5 g de l'hydrocarbure precedent dans loo0 ml d'o-dichlorobenzene, on ajoute en agitant. 5 g de chlorure de sulfuryle goutte :a goutte. 1Le liquide se trouble rapidement, et, apres quelques heures, on a un precipite orange que l'on essore, et que I'on recristallise plusieurs fois dam le chlorobentene. Rendement: 3.5 g de prismes oranges. sublimables, F 396".

Trouve Calc. pour C,,H,,Cf, (371.25) : ,, 77.64; ,, 3.26.

: C 77.9 ; H 3.0

8) Cette quinone est connue dam I'industrie des cdlorants sous le nom d' "Indan-

9 ) E. Clar, Ber., 72, 1645 (1939). 10) A. Lacassagne, F. Zajdela, N. P. Buu-Hoi, et H. Chalvet, Compt. rend. 244,

bhrene golden yellow GK'.

273 (1957).

324 N . P. Buu-Hoi' ef Denise Lavit, Hydrocarbures polycycliques a r m t i q u e s . IV.

7-Pormyl4ibenzo[a,h]pyr&Ie (1111) . Un melange de 14.7 g de dibenzo[a,h] pyrene, 8.5 g de N-methylformanilide. 20 ml d'o-dichlorobenzene et 8.5 g d'oxychlorure de phosphore est chauffe au bain-mane bouillant pendant 4 heures environ; on ajoute encore 150 'ml d'odichlorobenzene et 150 ml d'une solution concentree d'acetate de sodium, et chauffe encore 30 minutes au reflux (avec agitation). Le dichlorobenzene est ensuite chasse a la vapeur d'eau, le precipite brun rouge obtenu est essore apres refroidissement, lave, et sech6. AprPs 2 recristallisations dans le chlorobenzene (en presence de traces d'un antioxygene), on aboutit a 13 g de paillettes rouge sang, F 284" (par projection sur le bloc), et donnant une coloration bleue avec SO,H,; les solutions tolueniques ont une fluorescence verte.

Trouve Calc. pour C,,H,,O (330.36) : ,, 90.89; ,, 4.27.

: C 90.6 ; H 4.1

7-Methyl-dibenzo[a,h]pyrene (IV). On broie finement dans un mortier 12.6 g de I'aldehyde precedent avec 50 ml de diCthyleneglycol, et on met en suspension ensuite dans 800 ml du mCme solvant. Apres admdition de 12 g d'hydrate d'hydrazine 5 98 yo et 12 g de potasse caustique, on chmauffe a 6,bullition pendant 4 heures, laisse refroidir, dilue a l'eau, essore l e precipite forme, le lave a l'eau, et le seche a I'etuve. Apres deux cristallisations dans le toluene (chaque fois 4 1). on aboutit i 7 g de paillettes jaunes, F 329", donnant avec H,SO, une halochromie rouge violace virant rapideme,lt au bleu; les solutions tolueniques presentent une intense fluorescence verte.

: C 94.4 ; H 4.9 Trouve Calc. pour C,,H,, (316.37) : ,, 94.90; ,, 5.10.

14--Porrnyl-l-m6thyl-dibenzo[a,h]pyrkne (V) . O n opere sur 5 g de l'hydrocarbure precedent, 2.8 g de N-methylformanilide, 2.8 g d'oxychlorure de phosphore et 5 ml d'odichlorobenzene. la technique utilisee &ant la meme que dans l e cas de l'aldehyde (111). Apres 2 cristallisations dans le chlorobenzene, Ie produit obtenu (peu soluble) constitue des prismes rouge sang, F 350" (par projection; par chauffage prolonge, le produit noircit et fond avant cette temperature). Avec SO,H,, on a une coloration bleue; rendement: 4.7 g environ.

Trouve : C 90.4 ; H 4.4 Calc. pour C,,H,,O (344.38) : ,, 90.67; ,, 4.68.

7,14-Dim6thyl-dibento[a,h]pyr&Ie (VI) . On reduit 4.5 g de l'aldehyde precedent par 5 g d'hydrate d'hydrazine et 5 g de potasse caustique au sein de 800 ml de di~thyl~neglycol comme dans le cas d'aldehyde (11.1). Le produit obtenu donne, par recristallisation repetbe dans le chlorobenzPne, 3 g de paillettes rouge orange, F 373" (par projection), sublimables. Les solutions tol'u6niques presentent une vive fluorescence verte, et donne une halochromie rouge violace virant au Ibleu. L'hydro- carbure (VI) ne peut pas @tre formyle a nouveau selon la methode habituelle.

Trouve : ,C 94.3 ; H 5.8 Calc. pour C,,H,, (330.40) : ,, 94.51: ,, 5.49.

Le present travail a ete effectue griice 5 l'aide materielle de 1'U.S. Department of Health, Education, and Welfare: nous remercions les autorites de cet organisme, ainsi que M. le Dr. S. Pefersen (Leverkusen- Bayerwerk, wissenschaftl. Hauptlaboratorium) , qui a mis 2 notre disposition la ,dibenzo [ a,h]#pyr&ne-7,14-quinone necessaire 2 ces recher- ches.

( R e p le 13 d6cembre 1956)