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FR2811985A1 - PROCESS FOR THE SYNTHESIS OF N1, N3-BIS (2-AMINOETHYL) PROPANE-1,3-DIAMINE, INTERMEDIATES OF SYNTHESIS, PRODUCTS THUS OBTAINED AND THEIR APPLICATION TO THE SYNTHESIS OF CYCLAM - Google Patents

PROCESS FOR THE SYNTHESIS OF N1, N3-BIS (2-AMINOETHYL) PROPANE-1,3-DIAMINE, INTERMEDIATES OF SYNTHESIS, PRODUCTS THUS OBTAINED AND THEIR APPLICATION TO THE SYNTHESIS OF CYCLAM Download PDF

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FR2811985A1
FR2811985A1 FR0009569A FR0009569A FR2811985A1 FR 2811985 A1 FR2811985 A1 FR 2811985A1 FR 0009569 A FR0009569 A FR 0009569A FR 0009569 A FR0009569 A FR 0009569A FR 2811985 A1 FR2811985 A1 FR 2811985A1
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general formula
reaction
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Henri Handel
Helene Bernard
Marine Antoine
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Univerdite de Bretagne Occidentale
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Univerdite de Bretagne Occidentale
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Abstract

L'invention a pour objet un proc ed e de synthèse d'un d eriv e polyazot e lin eaire à savoir la N1 , N3 -bis (2-amino ethyl) propane-1, 3-diamine, de formule g en erale (I) : (CF DESSIN DANS BOPI) faisant intervenir comme interm ediaires de synthèse les compos es (CF DESSIN DANS BOPI) et (CF DESSIN DANS BOPI) Elle concerne egalement les produits ainsi obtenus et leur application à la synthèse de d eriv es polyazot es cycliques tels que le cyclam.The subject of the invention is a process for the synthesis of a linear polyazot derivative, namely N1, N3 -bis (2-amino ethyl) propane-1, 3-diamine, of general formula ( I): (CF DRAWING IN BOPI) involving as synthesis intermediaries the compounds (CF DRAWING IN BOPI) and (CF DRAWING IN BOPI) It also concerns the products thus obtained and their application to the synthesis of polyazot derivatives cyclics such as cyclam.

Description

La présente invention concerne un nouveau procédé de synthèse d'un dérivéThe present invention relates to a new process for the synthesis of a derivative

polyazoté linéaire a savoir la N,N3-bis(2-aminoethyl)propane-1,3-diamine de formule générale (I) H tt  linear polyazote, namely N, N3-bis (2-aminoethyl) propane-1,3-diamine of general formula (I) H tt

-. N --- N j,--Y..-. N --- N j, - Y ..

H2NH2N

H2N NH2H2N NH2

(I) Cette tétramine linéaire (I) sert notamment de compose de base pour la préparation de dérivés polyazotes cycliques tel que le cyclam Il s'avere que ce compose (I) n'est obtenu a l'heure actuelle qu'avec de tres faibles rendements et de manière coûteuse du fait notamment de la nature des produits utilisés et des voies de synthèse mises en oeuvre A ce titre, le but de la présente invention est de proposer un procédé d'obtention de ce compose (I) qui permette de remédier tout ou en partie aux inconvénients  (I) This linear tetramine (I) serves in particular as a basic compound for the preparation of cyclic polyazote derivatives such as cyclam. It turns out that this compound (I) is currently obtained only with very low yields and costly due in particular to the nature of the products used and the synthetic routes used As such, the object of the present invention is to provide a process for obtaining this compound (I) which makes it possible to remedy all or part of the disadvantages

mentionnés ci-dessus.mentioned above.

Plus particulièrement, elle se propose de synthétiser cette tétramine à partir de produits de bases peu coûteux et par des réactions faciles a mettre en oeuvre, a partir d'un composé (Il), un bis-aminal obtenu par réaction du glyoxal et de l'éthylénediamine  More particularly, it proposes to synthesize this tetramine from inexpensive base products and by reactions which are easy to carry out, from a compound (II), a bis-aminal obtained by reaction of glyoxal and l 'ethylenediamine

H HH H

NH2 0N NNH2 0N N

2 +2 +

NH2 O N NNH2 O N N

H HH H

Composé (Il) A titre indicatif, ce produit de base est avantageusement obtenu par une méthode proposée par B. Fuchs et A Ellencwelg, Recueil, Journal of Royal Netherlands Chem  Compound (II) As an indication, this basic product is advantageously obtained by a method proposed by B. Fuchs and A Ellencwelg, Collection, Journal of Royal Netherlands Chem

Soc. 1979, 326.Soc. 1979, 326.

La réaction du glyoxal avec l'éthylenediamine permet ainsi d'obtenir le composé bis-aminal représente ci-dessus de configuration trans, cette méthode s'avère être une réaction simple, le compose précipitant pendant la réaction; les réactifs étant en outre des composés industriels de base La présente invention, a pour objet un procédé de synthèse de la tétramine linéaire de formule générale (I) suivante  The reaction of glyoxal with ethylenediamine thus makes it possible to obtain the bis-aminal compound represented above of trans configuration, this method proves to be a simple reaction, the compound precipitating during the reaction; the reagents also being basic industrial compounds The subject of the present invention is a process for the synthesis of linear tetramine of general formula (I) below

H H (I)H H (I)

H2N NNNH2H2N NNNH2

-2 2811985-2 2811 985

caractérinse en ce qu'il comporte - une étape de condensation du composé (Il) en excès sur un ester acrylique, de preference l'acrylate de méthyle ou d'ethyle, a une température comprise entre -15 C et +20 C le preference +10 C conduisant prncipalement a la formawvr' du derive de formule 111) meàange d'isomeres cis et trans). par addition nucleophn e c Lnr des azotes sur lester et une réaction de Michael de l'azote contigu sur le carbone éthylénique en position 4 (Exemple I) i -0  characterized in that it comprises - a step of condensing the compound (II) in excess on an acrylic ester, preferably methyl or ethyl acrylate, at a temperature between -15 ° C. and +20 ° C. the preference +10 C leading mainly to the formawvr 'of the derivative of formula 111) mixture of cis and trans isomers). by adding nucleophn e c Lnr nitrogen on the ester and a Michael reaction of contiguous nitrogen on the ethylenic carbon in position 4 (Example I) i -0

N NN N

N NN N

H HH H

(III) - une deuxième étape consistant a faire réagir, le compose (111) obtenu ci-dessus avec le borohydrure de sodium (NaBH4) en solution aqueuse ou alcoolique (le méthanol ou l'éthanol) qui de manière inattendue attaque l'amide et conduit ainsl à la formation du dérivé de formule (IV) sous forme d'un mélange d'isoméres cis et trans (Exemple II)  (III) - a second step consisting in reacting, the compound (111) obtained above with sodium borohydride (NaBH4) in aqueous or alcoholic solution (methanol or ethanol) which unexpectedly attacks the amide and thus leads to the formation of the derivative of formula (IV) in the form of a mixture of cis and trans isomers (Example II)

N NN N

N NN N

H HH H

(IV) - et une troisième étape consistant à soumettre le composé (IV) à une hydrolyse acide, de préférence l'acide chlorhydrique en solution dans un mélange eau / éthanol,  (IV) - and a third step consisting in subjecting the compound (IV) to acid hydrolysis, preferably hydrochloric acid in solution in a water / ethanol mixture,

3 28119853 2811985

vers 60 C, ce qui conduit a obtenir la tétramine (I) sous forme de sel, dans ce cas de chlorhydrate. La forme base libre, est isolée après passage sur une résine échangeuse d'anions, ou encore par réaction avec une base (Exemple III) De plus, à partir de ce composé de base (I) obtenu de manière tres simple et peu coûteuse. ii est possible par une reaction de protection avec la butanedione puis une cyclîsation avec un biselectrophile comme le 1,2-dlbromopropane suivie d'une déprotection, d'obtenir aisément la synthèse du cyclam comme decnrit par G Hervé, H Bernard, N Le Bris, J-J Yaouanc. H Handel et L Toupet dans Tetrahedron Letters,  at around 60 ° C., which leads to obtaining tetramine (I) in the form of a salt, in this case hydrochloride. The free base form is isolated after passing over an anion exchange resin, or else by reaction with a base (Example III). In addition, from this base compound (I) obtained in a very simple and inexpensive manner. it is possible by a protective reaction with butanedione and then cyclization with a biselectrophile such as 1,2-dlbromopropane followed by deprotection, to easily obtain the synthesis of cyclam as described by G Hervé, H Bernard, N Le Bris , JJ Yaouanc. H Handel and L Toupet in Tetrahedron Letters,

1981, 22, 68611981, 22, 6861

La présente invention a egalement pour objet la préparation d'un nouveau composé de formule générale (111) suivante  The present invention also relates to the preparation of a new compound of general formula (111) below

N NN N

N NN N

H HH H

(111) Ce composé (111) est obtenu sous forme d'un mélange des stéréoisomeres cis et trans dans des proportions variables avec les conditions de la réaction notamment la température et le temps de réaction (Exemple I) Les composés de départ sont le glyoxal en solution aqueuse ou encore son hydrate et l'éethylènediamine, qui dans un premier temps permettent d'obtenir le compose suivant  (111) This compound (111) is obtained in the form of a mixture of the cis and trans stereoisomers in variable proportions with the reaction conditions, in particular the temperature and the reaction time (Example I) The starting compounds are glyoxal in aqueous solution or its hydrate and ethylenediamine, which initially make it possible to obtain the following compound

H HH H

N NNN NN

N NN N

H HH H

(Il) Ce composé (Il) est mis à réagir, de préférence en exces, sur un ester acrylique (notamment l'acrylate de méthyle ou d'éthyle), a une température de préférence située vers +10 C, dans un solvant comme le méthanol, conduisant à la formation du dérivé de formule (111), par addition nucléophile d'un des azotes sur l'ester et une réaction de  (II) This compound (II) is reacted, preferably in excess, on an acrylic ester (in particular methyl or ethyl acrylate), at a temperature preferably situated around + 10 ° C., in a solvent such as methanol, leading to the formation of the derivative of formula (111), by nucleophilic addition of one of the nitrogen to the ester and a reaction of

4 28119854 2811985

Michael de l'azote contigu sur le carbone éthylénique en position 4 La réaction du compose (111) conduit facilement et de manière surprenante au compose (IV) par simple réduction par le borohydrure de sodium dans l'eau ou un alcool (Exemple 11) Exemple I Préparation du composé (111). lg de (Il) est dissous dans 100 mL de methanol puis refroidi a +10 C On ajoute /, équivalent d acrylate de méthyle (306 mg) et on laisse réagir 3 jours Le methanol est ensuite evapore a sec puis on reprend le résidu dans CH2CI2 Apres filtration, le filtrat est évaporé a sec On obtient 0,550 g de (Ill) qui peut être utilise tel quel pour la suite. ou encore recnrstallîse dans CH3CN (rendement 70%). Les données de J'analyse spectrale et celles de l'analyse élémentaire sont compatibles avec la structure proposee Exemple 2 Préparation du composé (IV) lg de (111) est dissous dans 100 mL d'eau. On ajoute 10 équivalents de NaBH4 (1,9 g) puis on laisse réagir 12 heures. Le solvant est ensuite évapore, puis on reprend le résidu dans 50 mL de CH2CI2 Après filtration et évaporation du solvant, on obtient 0,604 g du compose (IV), qui peut être utilisé tel quel pour l'étape suivante, ou recristallhsé dans un mélange CH2CI2 / THF (rendement 65%) Les données de l'analyse spectrale sont compatibles avec la structure proposée  Michael of contiguous nitrogen on ethylenic carbon in position 4 The reaction of compound (111) leads easily and surprisingly to compound (IV) by simple reduction with sodium borohydride in water or an alcohol (Example 11) Example I Preparation of compound (111). lg of (II) is dissolved in 100 ml of methanol and then cooled to +10 C. Add /, equivalent of methyl acrylate (306 mg) and the mixture is left to react for 3 days The methanol is then evaporated to dryness and then the residue is taken up in CH2Cl2 After filtration, the filtrate is evaporated to dryness. 0.550 g of (III) is obtained which can be used as it is for the following. or recnrstallîse in CH3CN (yield 70%). The data of the spectral analysis and those of the elementary analysis are compatible with the structure proposed. Example 2 Preparation of the compound (IV) lg of (111) is dissolved in 100 ml of water. 10 equivalents of NaBH4 (1.9 g) are added and then left to react for 12 hours. The solvent is then evaporated, then the residue is taken up in 50 ml of CH2Cl2 After filtration and evaporation of the solvent, 0.604 g of compound (IV) is obtained, which can be used as it is for the next step, or recrystallized from a mixture CH2CI2 / THF (efficiency 65%) The data of the spectral analysis are compatible with the proposed structure

Exemple 3 Préparation du composé (I).  Example 3 Preparation of compound (I).

lg de (IV) est dissous dans 200 mL d'un mélange ethanol / HCI 1 N (soit pour 200 ml 50 mL d'HCI 1N et 150 mL d'éthanol). Le mélange réactionnel est porté a 60 C pendant deux heures puis refroidi La solution obtenue est concentrée puis on ajoute la quantité d'acide chlorhydrique concentré nécessaire pour précipiter aussi complètement que possible le chlorhydrate de l'amine (I). Le précipité obtenu est filtré puis séché, et l'on obtient 1,2 g de composé (I) sous forme de chlorhydrate Après passage sur résine échangeuse d'anions Amberlyst A 26 on obtient le compose (I) sous forme de base libre avec 70 % de rendement (0,713 g)  lg of (IV) is dissolved in 200 ml of a 1N ethanol / HCl mixture (ie for 200 ml 50 ml of 1N HCl and 150 ml of ethanol). The reaction mixture is brought to 60 ° C. for two hours and then cooled. The solution obtained is concentrated and then the quantity of concentrated hydrochloric acid necessary to precipitate the hydrochloride of the amine (I) is added as completely as possible. The precipitate obtained is filtered then dried, and 1.2 g of compound (I) are obtained in the form of the hydrochloride. After passing over anion exchange resin Amberlyst A 26, the compound (I) is obtained in the form of the free base with 70% yield (0.713 g)

Claims (2)

REVENDICATIONS 1- Procédé de synthèse d'une tétramine linéaire de formule générale (I) suivante  1- Process for the synthesis of a linear tetramine of general formula (I) below H HH H N NN N H2N NH2H2N NH2 (I) à partir d'un composé (Il) b;s-aminal de configuration trans obtenu par réaction du glyoxal ou son hydrate et de l'éthylènediamine,  (I) from a compound (II) b; s-amine of trans configuration obtained by reaction of glyoxal or its hydrate and ethylenediamine, H HH H NH2 0 N NNH2 0 N N INH2 O N NINH2 O N N H HH H Compose (Il) caractérise en ce qu'il comporte - une étape de condensation du composé (Il) en excès sur un ester acrylique, de préférence l'acrylate de méthyle ou d'ethyle, à une température comprise entre -15 C et +20 C, de préférence +10 C dans un solvant comme le methanol, conduisant principalement à la formation du dérivé de formule (111) (mélange d'isomeres cis et trans), par addition nucléophile d'un des azotes sur l'ester et une réaction de Michael de l'azote contigu sur le carbone éthylénique en position 4 o  Compound (II) characterized in that it comprises - a step of condensing the compound (II) in excess on an acrylic ester, preferably methyl or ethyl acrylate, at a temperature of between -15 ° C. and + 20 C, preferably +10 C in a solvent such as methanol, leading mainly to the formation of the derivative of formula (111) (mixture of cis and trans isomers), by nucleophilic addition of one of the nitrogen to the ester and a Michael reaction of contiguous nitrogen on ethylenic carbon at position 4 o N NN N N NN N H HH H 6 28119856 2811 985 - une deuxeième etape consistant a faire réagir le compose 111 obtenu c dessus avec le borohydrure de sodium (NaBH4) en solution aqueuse ou alcool que le méthanol ou l'ethanol) qui de manière inattendue attaque l'amide et conduit ainsi a la formation du dérivé de formule (IV) sous forme d'un mélange d'isomères cis et trans  - a second step consisting in reacting the compound 111 obtained above with sodium borohydride (NaBH4) in aqueous solution or alcohol as methanol or ethanol) which unexpectedly attacks the amide and thus leads to the formation of derivative of formula (IV) in the form of a mixture of cis and trans isomers -N N-N N N NN N H HH H (IV)(IV) - et une troisième étape consistant a soumettre le composé (IV) a une hnydrolyse acide, de préférence l'acide chlorhydrique en solution dans un mélange eau / ethanol vers 60 'C, ce qui conduit à obtenir la tétramine (I) sous forme de sel, dans ce cas de chlorhydrate, la forme base libre étant isolée après passage sur une résine echangeuse  - And a third step consisting in subjecting the compound (IV) to an acid hydrolysis, preferably hydrochloric acid in solution in a water / ethanol mixture at around 60 ° C., which leads to obtaining the tetramine (I) in the form of salt, in this case hydrochloride, the free base form being isolated after passing over an exchange resin d'anions, ou encore par réaction avec une base.  anions, or by reaction with a base. 2- Procedé de synthèse d'un nouveau compose de formule générale suivante o  2- Synthesis process of a new compound with the following general formula o N NN N N NN N H HH H (Ill) i 2811985 à partir du glyoxal en solution aqueuse ou son hydrate et de lIéthylènediamine permettant d'obtenir le compose (Il) de formule suivante  (Ill) i 2811985 from glyoxal in aqueous solution or its hydrate and from ethylenediamine making it possible to obtain the compound (II) of the following formula H HH H N, NN, N N NN N H HH H (Il) consistant à faire réagir par une condensation ce composé (Il) de préférence en excès, sur un ester acrylique (notamment l'acrylate de méthyle ou d'ethyle), à une température de préférence située vers +10 C, dans un solvant comme le méthanol conduisant a la formation du dérivé de formule (111), par addition nucleophile d'un des azotes sur l'ester et une réaction de Michael de l'azote contigu sur le carbone éthylénique en position 4 3- Compose de formule générale (111)  (II) consisting in reacting, by condensation, this compound (II) preferably in excess, on an acrylic ester (in particular methyl or ethyl acrylate), at a temperature preferably situated around + 10 ° C., in a solvent such as methanol leading to the formation of the derivative of formula (111), by nucleophilic addition of one of the nitrogen to the ester and a Michael reaction of contiguous nitrogen on the ethylenic carbon in position 4 3- Compound of formula general (111) N- NN- N N NN N H HH H (Ill)(III) 8 28119858 2811 985 utile pour la synthese d'une tetramine linéaire de formule générale (I)  useful for the synthesis of a linear tetramine of general formula (I) H HH H NH. N- N.,NH. N- N., 4 Compose de formule générale (111) o  4 Compounds of general formula (111) o N NN N N NN N H HH H (111) caractérensé en ce qu'il est obtenu conformément à la revendication 2 Compose de formule générale (I)  (111) characterized in that it is obtained according to claim 2 Compound of general formula (I) H HH H H2N \ N NNH2H2N \ N NNH2 (I) caractérinsé en ce qu'il est obtenu par le procéde selon la revendication 1 6 Application du composé selon la revendication 5 a la synthèse de dérivés polyazotés cycliques tels que le cyclam  (I) characterized in that it is obtained by the process according to claim 1 6 Application of the compound according to claim 5 to the synthesis of cyclic polyazote derivatives such as cyclam
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