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FR2540110A1 - New process for the industrial manufacture of N-nitrosoazabicycloalkanes - Google Patents

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FR2540110A1
FR2540110A1 FR8301589A FR8301589A FR2540110A1 FR 2540110 A1 FR2540110 A1 FR 2540110A1 FR 8301589 A FR8301589 A FR 8301589A FR 8301589 A FR8301589 A FR 8301589A FR 2540110 A1 FR2540110 A1 FR 2540110A1
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nitrosoazabicycloalkanes
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Abstract

New process for the manufacture of N-nitrosoazabicycloalkanes by catalytic reduction of 1,2-cycloalkanedicarboximides to the corresponding amines which are then nitrosated in situ. The process is particularly advantageous when the reduction is carried out in the presence of a catalyst such as poisoned copper chromite under hydrogen pressures of between 60 and 120 bars and at temperatures situated between 200 and 800 DEG C.

Description

La présente invention a pour objet un procédé industriel de préparation de nitroso azabicycloalcanes, intermédiaires utiles pour la synthèse de médicaments, de formule générale I :

Figure img00010001
The subject of the present invention is an industrial process for the preparation of nitroso azabicycloalkanes, intermediates useful for the synthesis of drugs, of general formula I:
Figure img00010001

dans laquelle n est un nombre entier de 2 à 5. where n is an integer from 2 to 5.

Les dérivés de formule générale I sont préparés habituellement par réduction chimique des cycloalcanedicarboximides-1,2 de formule générale Il

Figure img00010002
The derivatives of general formula I are usually prepared by chemical reduction of the 1,2-cycloalkanedicarboximides of general formula II
Figure img00010002

dans laquelle n prend la signification précédemment définie, en amines secondaires correspondantes de formule générale III

Figure img00010003
in which n takes the previously defined meaning, in corresponding secondary amines of general formula III
Figure img00010003

dans laquelle n a la valeur ci-dessus énoncée. in which n has the value stated above.

lesquelles sont ensuite, n::rosées en dérivés N-nitroso bicycloalcane de formule générale I. which are then, n :: dews in N-nitroso bicycloalkane derivatives of general formula I.

Au Laboratoire, il est connu que la réduction des composés de formule générale II, décrits dans la littérature, en amines correspondantes III, est possible par l'utilisation d'un réducteur chimique choisi parmi le groupe des hydrures métalliques et notamment lthydrure double de lithium et d' aluminium. In the Laboratory, it is known that the reduction of the compounds of general formula II, described in the literature, into corresponding amines III, is possible by the use of a chemical reducing agent chosen from the group of metal hydrides and in particular double lithium hydride and aluminum.

Toutefois, ces réductions chimiques présentent de nombreux inconvénients pour leur mise en oeuvre industrielle car les réducteurs chimiques sont des produits très chers et très dangereux à manipuler. En effet, l'hydrure double de lithium et d'aluminium s'enflamme spontanément dés qu'il est en présence d'une trace d'eau ou encore lorsqu'il est exposé à l'humidité de l'air atmosphérique. Cette propriété chimique particulière impose donc d'une part l'utilisation d'un matériel industriel particulièrement étanche à l'air ambiant et d'autre part la nécessité de conduire les réactions en atmosphère inerte, c'est-à-dire en présence d'un gaz rare ou d'azote sec. However, these chemical reductions have numerous drawbacks for their industrial implementation since chemical reducers are very expensive products and very dangerous to handle. Indeed, the double hydride of lithium and aluminum ignites spontaneously as soon as it is in the presence of a trace of water or even when it is exposed to the humidity of atmospheric air. This particular chemical property therefore requires on the one hand the use of industrial equipment which is particularly airtight and on the other hand the need to conduct the reactions in an inert atmosphere, that is to say in the presence of '' a rare gas or dry nitrogen.

Cette propriété impose également de travailler dans des solvants anhydres comme par exemple l'éther diethylique mais ceci a pour effet d'augmenter considérablement le prix de revient de l'opération ainsi que les risques d'inflammation du mélange réactionnel. This property also requires working in anhydrous solvents such as diethyl ether, but this has the effect of considerably increasing the cost price of the operation as well as the risks of ignition of the reaction mixture.

Enfin, il faut signaler que, au cours de l'hydrogénation, l'aluminohydrure de lithium se décompose en alumine et en lithine, substances colloldales, qui ont l'inconvénient de retenir les solvants et les produits de réduction : il est alors nécessaire de procéder à une filtration sous pression particulièrement difficile à mettre en oeuvre. Finally, it should be noted that, during the hydrogenation, the lithium aluminum hydride breaks down into alumina and lithine, colloidal substances, which have the disadvantage of retaining the solvents and the reduction products: it is then necessary to carry out pressure filtration which is particularly difficult to implement.

Par ailleurs, les catalyseurs utilisés généralement pour les hydrogénations catalytiques ne peuvent être employés sur les cycloalcanedicarboximides-1,2 car ils provoquent l'ouverture des amines eycliques formées et libération d'amoniaque au lieu de ne réaliser que la réduction des fonctions imides. Furthermore, the catalysts generally used for catalytic hydrogenations cannot be used on 1,2-cycloalkanedicarboximides because they cause the opening of the eyclic amines formed and release of ammonia instead of only achieving the reduction of the imide functions.

Le but de la présente invention est de proposer un procédé industriel de réduction catalytique des cycloalcanedicarboximides en utilisant un catalyseur tel que le chromite de cuivre empoisonné par une impureté métallique choisie de préférence parmi le baryum, le calcium ou bien encore par l'alumine (Al203) ce qui permet d'éviter les réactions secondaires d'ouverture de cycle. On réalise cette réduction à une température assez élevée comprise entre 200 et 3000C, de préférence entre 250 et 3000C, ainsi que sous une pression comprise entre 60 et 120 bars, de préférence entre 80 et 100 bars. Ces conditions nécessitent évidemment d'avoir un solvant stable. Par exemple, les alcools méthylique ou éthylique ne peuvent être utilisés car ils sont à l'origine d'une réaction secondaire d'alkylation sur l'atome d'azote et d'ouverture de cycles.Par contre, le dioxane et le tétrahydrofurane sont des solvants stables dans ces conditions réactionnelles. Ce procédé nouveau de réduction catalytique des cycloalcanedicarboximides supprime les divers inconvénients de la réduction chimique utilisant les hydrures métalliques et notamment une mise en oeuvre industrielle simplifiée et moins onéreuse et surtout moins dangereuse tout en fournissant le produit attendu a l'exclusion de produits dégradés.. The aim of the present invention is to provide an industrial process for the catalytic reduction of cycloalkanedicarboximides using a catalyst such as copper chromite poisoned by a metallic impurity preferably chosen from barium, calcium or even alumina (Al203 ) which avoids side-opening reactions. This reduction is carried out at a fairly high temperature between 200 and 3000C, preferably between 250 and 3000C, as well as under a pressure between 60 and 120 bars, preferably between 80 and 100 bars. These conditions obviously require having a stable solvent. For example, methyl or ethyl alcohols cannot be used because they are the cause of a secondary alkylation reaction on the nitrogen atom and the opening of rings. On the other hand, dioxane and tetrahydrofuran are solvents stable under these reaction conditions. This new process for catalytic reduction of cycloalkanedicarboximides eliminates the various drawbacks of chemical reduction using metal hydrides and in particular a simplified and less expensive and above all less dangerous industrial implementation while providing the expected product with the exclusion of degraded products.

Les exemples suivants, donnés à titre non limitatif, illustrent 11 invention.  The following examples, given without limitation, illustrate the invention.

Exemple 1 :
Dans le procédé selon l'invention, on met en solution dans un réacteur le cycloalcanedicarboximide dans un solvant, tel que par exemple le dioxane, et on ajoute la quantité nécessaire de chromite de cuivre empoisonné.
Example 1:
In the process according to the invention, the cycloalkanedicarboximide is dissolved in a reactor in a solvent, such as for example dioxane, and the necessary quantity of poisoned copper chromite is added.

Le récipient est alors purgé une première fois à l'aide d'un courant d'azote puis une seconde fois avec de lthydrogène. The container is then purged a first time using a stream of nitrogen and then a second time with hydrogen.

On commence ensuite à chauffer le mélange réactionnel tout en maitenant une agitation jusqu'à l'obtention d'une température comprise entre 200 et 300tu. The reaction mixture is then started to heat while stirring until a temperature of between 200 and 300 tu is obtained.

L'hydrogène est alors introduit dans le réacteur sous une pression comprise entre 60 et 120 bars et le mélange est agité ainsi pendant 5 à 6 heures. La réaction est terminée lorsque l'absorption d'hydrogène devient nulle.The hydrogen is then introduced into the reactor at a pressure of between 60 and 120 bars and the mixture is thus stirred for 5 to 6 hours. The reaction is complete when the absorption of hydrogen becomes zero.

On abaisse ensuite la température entre 20 et 500C et on décomprime le réacteur avec précaution. Le mélange réactionnel est alors filtré afin d'en séparer le catalyseur, lequel pourra, par la suite, être utilisé à nouveau pour d'autres hydrogénations catalytiques. La réduction catalytique des cycloalcanedicarboxymides proprement dite en amine est terminée. La solution obtenue après filtration est directement utilisable pour effectuer la réaction de nitrosation.The temperature is then lowered to between 20 and 500C and the reactor is carefully decompressed. The reaction mixture is then filtered in order to separate the catalyst from it, which can subsequently be used again for other catalytic hydrogenations. The catalytic reduction of the cycloalkanedicarboxymides proper to the amine is complete. The solution obtained after filtration is directly usable for carrying out the nitrosation reaction.

A cet effet, le filtrat obtenu précédemment est traité par l'acide sulfurique 36N pour donner le sulfate de l'amine qui se sépare du dioxane par décantation sous la forme d'un liquide trés visqueux que l'on -dilue par addition d'eau. Après séparation des deux phases, le solvant est lavé à l'eau et les phases aqueuses contenant le sulfate d'azabicycloalcane sont réunies. Cette solution est encore diluée à l'eau, refroidie et additionnée sous agitation d'une solution aqueuse diluée de nitrite de sodium.To this end, the filtrate obtained previously is treated with 36N sulfuric acid to give the sulfate of the amine which separates from the dioxane by decantation in the form of a very viscous liquid which is diluted by the addition of water. After separation of the two phases, the solvent is washed with water and the aqueous phases containing the azabicycloalkane sulfate are combined. This solution is further diluted with water, cooled and added with stirring to a dilute aqueous solution of sodium nitrite.

On chauffe alors le milieu réactionnel à une température comprise entre 50 et 900C pendant une durée comprise entre 45 et 75 minutes sans cesser l'agitation. Après refroidissement, on laisse décanter le dérivé nitrosé au fond du récipient et on le sépare de la phase aqueuse.The reaction medium is then heated to a temperature between 50 and 900C for a period of between 45 and 75 minutes without stopping the stirring. After cooling, the nitrosed derivative is allowed to settle at the bottom of the container and it is separated from the aqueous phase.

Cette dernière est ensuite extraite plusieurs fois par du dichloréthane et les phases organiques réunies sont jointes au dérivé nitrosé huileux décanté précédemment.The latter is then extracted several times with dichloroethane and the combined organic phases are joined to the oily nitrose derivative decanted previously.

Le composé nitrosé est enfin récupéré par distillation azéotropique du solvant d'abord sous pression ordinaire à 900C et ensuite sous pression réduite.The nitrosed compound is finally recovered by azeotropic distillation of the solvent first under ordinary pressure at 900C and then under reduced pressure.

Exemple 2
Exemple pondéré de réduction catalytique selon l'invention décrite dans l'exemple précédent.
Example 2
Weighted example of catalytic reduction according to the invention described in the previous example.

- Cycloalcanedicarboximide-1,2 : 600 moles - Dioxane : 308 litres - Chromite de cuivre empoissonné au baryum : 24 kg - Acide sulfurique 36N : 600 moles ; 29,4 Kg - Eau : 340 litres - Nitrite de Sodium : 660 moles ; 4,55 Kg - Eau de dilution du nitrite de sodium : 160 litres - Dichlorethane : 600 litres - Hydrogenocarbonate de sodium aqueux : 100 litres - Température d'hydrogénation : 250 à 3000C - Pression d'hydrogénation : 90 bars - Rendement 67 %.- Cycloalcanedicarboximide-1,2: 600 moles - Dioxane: 308 liters - Copper chromium stocked with barium: 24 kg - Sulfuric acid 36N: 600 moles; 29.4 Kg - Water: 340 liters - Sodium Nitrite: 660 moles; 4.55 Kg - Sodium nitrite dilution water: 160 liters - Dichlorethane: 600 liters - Aqueous sodium hydrogen carbonate: 100 liters - Hydrogenation temperature: 250 to 3000C - Hydrogenation pressure: 90 bars - Yield 67%.

Exemple 3 à 7
Les dérivés suivants ont été préparés selon le procédé décrit dans les exemples 1 et 2 Li - Aza-3 nitroso-3 bicyclo (3,2,6) heptane à partir du cyclobutanedicarboximide-1 ,2 5 - Aza-3 nitroso-3 bicyclo (3,3,0) octane à partir -du cyclopentanedicarboximide-i ,2 6 - Aza-8 nitroso-8 bicyclo (4,3,0) nonane à partir du cyclohexanedicarboximide-i ,2 7 - Aza-9 nitroso-9 bicyclo (5,3,0) décane à partir du cycloheptanedicarboximide-i ,2
Example 3 to 7
The following derivatives were prepared according to the process described in examples 1 and 2 Li - Aza-3 nitroso-3 bicyclo (3,2,6) heptane from cyclobutanedicarboximide-1, 2 5 - Aza-3 nitroso-3 bicyclo (3,3,0) octane from -cyclopentanedicarboximide-i, 2 6 - Aza-8 nitroso-8 bicyclo (4,3,0) nonane from cyclohexanedicarboximide-i, 2 7 - Aza-9 nitroso-9 bicyclo (5,3,0) decane from cycloheptanedicarboximide-i, 2

Claims (3)

Figure img00060001
Figure img00060001
REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de nitrosoazabicycloalcanes de formule générale I CLAIMS 1. Process for the preparation of nitrosoazabicycloalkanes of general formula I
Figure img00060002
Figure img00060002
dans laquelle n est un nombre entier de 2 à 5, par réduction de cycloalcanedicarboximides-1,2 de formule générale II  in which n is an integer from 2 to 5, by reduction of 1,2-cycloalkanedicarboximides of general formula II
Figure img00060003
Figure img00060003
IIIIII dans laquelle n a la même signification que précédemment, en amines secondaires correspondantes de formule générale in which n has the same meaning as before, in corresponding secondary amines of general formula dans laquelle n a la signification donnée ci-dessus, puis nitrosation en un composé de formule I, procédé caractérisé en ce que la réduction est effectuée par hydrogénation catalytique a une pression comprise entre 60 et 120 bars, à une température comprise entre 200 et 3000C et en présence de chromite de cuivre empoisonné par un métal tel que le baryum, le calcium ou encore l'aluminium. in which has the meaning given above, then nitrosation into a compound of formula I, process characterized in that the reduction is carried out by catalytic hydrogenation at a pressure between 60 and 120 bars, at a temperature between 200 and 3000C and in the presence of copper chromite poisoned by a metal such as barium, calcium or aluminum.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la réduction est effectuée à une température comprise entre 250 et 3000C. 2. Method according to claim 1 characterized in that the reduction is carried out at a temperature between 250 and 3000C. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pression d'hydrogène est comprise entre 80 et 100 bars.3. Method according to claim 1 characterized in that the hydrogen pressure is between 80 and 100 bars. 11. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le catalyseur utilisé est le chromite de cuivre empoisonné au baryum.  11. Method according to claim 1 characterized in that the catalyst used is copper chromite poisoned with barium.
FR8301589A 1983-02-02 1983-02-02 NEW INDUSTRIAL MANUFACTURING PROCESS OF N-NITROSO AZABICYCLOALCANES Expired FR2540110B1 (en)

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