Choix de la méthode

/ à Me FRE On peut concevoir les voies d'acces suivantes :

a/ Préparer l'amino-2 sélénazole et remplacer le groupe amino par un atome d'hydrogène grâce à une réaction de Sandmeyer

H—C—0H 7 HÇ=N + Ü NE, >. - HC C — NH, ; HC1 + H,0 e

CI HS5e 5e

" [ L) M done rte ne ver + 21,0 ner.

Réducteurs CuLCL

nt et de

b/ Condenser le chloro-2 éthanal en présence de ‘corps susceptibles, schématiquement du moins, de donner naissance à la

sélénoformamide inconnue à l'état libre. NH ] AN LS RO Te en ee Li = = - — = Det NH + 8er, > +0 ce nes Se H Se - 7 pseudoforme HeC - H+ SeH, -- HN - CH Æ 7 € | 5e

c/ D'autres modes de synthèæ ont été également passés en revue dans la famille du thiazole (8b). L'expérience a montré que c'était le premier qui fournissait le meilleur rendement. De son oété, Hofmann a essayé sans succés diverses autres condensations ou isomérisations.

Par ailleurs, la réaction de Sandmeyer a fait l'objet de nombreuses études récentes. On connaft maintenant les conditions optime de la réaction est on peut orienter sa marche vers la formation de tel ou tel produit. vi

Pour ces différentes raisons, nous avons choisi de préparer l'amino - 2 sélénasole.

M tie Int édi | Le premier problème s résoudre fut naturellement celui des matières premières et des produits intermédiaires.

a) Séléno-urée - Le principe de la préparation est le suivant : Une solution de cyanamide fixe l'hydrogène sélénié pour donner n naissance à la Béléno-urée. C'est une réaction analogue à à l'hydrolyse de la cyananide fournissant l'urée :

N= C - NE, + Se H; D a NH°C NHo Se | La littérature indique plusieurs méthodes (10-17-24) différant l'une de l'autre soit par la source de cyanamide soit par celle : du gaz sélénhydrique, soit enfin par la façon dont est conduite l'absorption. Cependant ces méthodes ont un trait commun: leura Ne auteurs annoncent un rendement assez bas : à 30% (17),

ou bien le calculent par rapport à la ST ce qui est sans intérêt (9-10.24), ou bien n'en indiquent aucun.

Nous nous sommes efforcé de mettre au point une méthode demandant le moins possible de surveillance et de manipulations et fournissant un rendement élevé par rapport eu sélénium mis en Œuvre. HISCR

Dans la ii drition de la cyananide, on aoit éviter 1l' échautfement du produit, cause de polymérisation. I1 est bon d'éviter également l'emploi de l'acide sulfurique, catalyseur d'hydrolyse (25). Nous avons décomposé la cyanamide calcique per l'anhydride carbonique, sous une légère surpression, & 09.

La solution eWtenue doit être parfaitement débarrassée des ions Ca* (bicarbonate) et doit avoir un pH compris entre 6 et 7. Nous obtenons ce double résultat en neutralisant le filtrat

per l'acide oxelique.

ul

re CE Cr PET: “7

AVR ES, Eee RE) CT ES “nt 4 a = Te CE #E 0 A Nes S < QE CURSEUR ES 2 > LV TRS

ere

L'hydrogène sélénié est préparé par l'intermédiaire du séléniure d'aluminium. (26)

Enfin 11 est absorbé par la cyanamide à 50°, sous une légère surpression et avec une agitation énergique. Le rendement atteint ainsi 60%, par rapport au sélénium mis en ceuvre.

b) ESther éthyligque et-,8 dichloré nous nous sommes conforme

aux indications de Metager (1) - ET

Chloro/éthanal : Ce corps est livrée sous forme de enihydrets par l'industrie qui le prépare en faisant agir l'eau de chlore sur le chlorure de vinyle. Au laboratoire, nous en avons préparé par chloruration directe de l'éthanal en solution chlorhydrique. (28)

c) Amino = 2 sélénasole :

Hofmenn condensait la séléno-urée avec l'éther dichloré.

Nous avons repris cette réaction qui était le seule voie d'acces connue. Mais la méthode est longus, malcommode et de rendement médiocre. Nous avons donc tenté d'utiliser le chloro - 2 éthanal, synthèse qui s'est avérée aussitôt bien préférable à la précédente

Afin d'établir la validité de cette condensation, nous avons préparé quelques grammes de la base aminée libre pour la comparer avec celle que décrit Hofmann et que nous avions obtenue par la première méthode : l'accord est excellent.

Normalement toutefois, nous n'isolions pas cette base car cette opération s'accompagne de pertes importantes. Nous avons plutôt fait cristalliser le chlorhydrate, utilise directement dans la diasotation suivante.

C'est un corps jæune pâle, extrêmement soluble dans l'eau,

| l'alcool, le dioxane; il est très hygroscopique, reste volontiers

en surfusion et ne cristallise que tres difficilement de ses

solutions.

De ce fait, nous ne l'avons jamais isole parfaitement puret n'avons pu en faire l'analyse, mais le sélénium qui l'accompagne n'est pas gênant pour les réactions ultérieures.

En Posonsion € d. ce corps, nous avons tenté de le acsaniner par 1s méthode de sandueyer : diazotation suivie d'une décompo= sition catalytique. Il est clair que deux prontenss devaient | être résolus successivement

- diazotation aussi complète que rt po 2 - conduite de la décomposition. |

e) Diagotation

Pour l'étudier, nous avons effectué sur le milieu réactionnel Fe une série de dosages par copulation au moyen du A8- naphtol. “

Le /3-naphtol ent purifié par sublimation sous un vide de ni 1 mn. On en fait ARTE Nr ti solution M/10 qu'il faut atiliser | inmédistement car elle brunit en quelques jours. | | 1e

Nous avons d'abord diagoté l'amino - 2 sélénazole par le nitrite de sodium en milieu chlorhydrique, avec. un excès d'acide l variant de 125 % à 200 # et à des températures variant de a - 5° à + 5°, Le quantité de base diazotée est restée de l'ordre er de 1%.

Nous avons alors opéré en solution sulfurique concentrée 0 10 le chlorhydrate est dissous dans un mélange en parties égales A d'acide sulfurique et d'acide phosphorique; (la présence d'un acide faible favorisant en effet la disrotation - cf.29). A

ailleurs, on fait une solution sulfurique aussi concentrée que fx possible de nitrite de sodium,on filtre le sulfate de sodium 4 qui ae précipite et on détermine le titre de la solution par le permaganate. Cette solution est conservée en stock dans un flacon brun pour toutes les diazotations. |

Avec un excès de nitrite de l'ordre de 109 %, la diazotation est quentitative (voir également 50).

La solution sulfurique du sel de diazoniuxm est alors versée sur de la glace pilée, ce qui amene sa température à -10°/-8°

c'est cette solution qui subira l'opération suivante.

préparé quelques grammes de la base aminée libre pour la compa- |

F : Ho | |

du

L'hydrogène sélénié est préparé par l'intermédiaire séléniure d'aluminium. (26)

Enfin il est absorbé par la cyanamide à 50°, sous une légère surpression et avec une agitation énergique. Le rendement atteint ainsi 80%, par rapport au sélénium mis en oeuvre.

Ether éthylique ct- dichloré : nous nous sommes conforme aux indications de Metager (1) - (27) Le:

Chloro/éthanal : Ce corps est livre sous forme de jeni-byarets | par l'industrie qui le prépare en faisant agir l'eau de chlore sur | le chlorure de vinyle. Au laboratoire, nous en avons préparé | par chloruration directe de l'éthanel en solution chlorhydrique. | (28) |

c) Amino - 2 sélénazole :

Hofmann condensait la séléno-urée avec l'éther dichlore. 5

Nous avons repris cette réaction qui était la seule voie d'acces

connue. Mais la méthode est longue, malcommode et de rendement

médiocre. Nous avons donc tente d'utiliser le chloro - 2 éthanal,

synthèse qui s'est avérée aussitôt bien préférable à la précédente. Afin d'établir la validité de cette condensation, nous avons

rer avec celle que decrit Hofmann et que nous avions obtenue par la premiére méthode : l'accord est excellent.

Normalement toutefois, nous n'isolions pas cette base car cette opération s'accompagne de pertes importantes. Nous avons plutôt fait cristalliser le RDPPRNSENTE: utilise directement dans la diagotation suivante.

C'est un corps jaune pâle, extrêmement soluble dans l'eau, l'alcool, le dioxane; il est très hygroscopique, reste volontiers en surfusion et ne cristallise que trés difficilement de ses solutions. |

De ce fait, nous ne l'avons jamais isole parfaitement puret n'avons pu en faire l'anslyse, mais le sélénium qui l'accompagne n'est pas gênant pour les réactions ultérieures.

En possession de ce corps, nous avons tenté de le âésaminer par 18 méthode de Sandmeyer : diagotation suivie d'une décomposition catalytique. I1 est clair que deux problèmes devaient être résolus successivement

- diazotation aussi complète que Re a A

- conduite de la décomposition. | 4h

a) Diagotation | te Pour l'étudier, nous avons effectué sur le milieu réectionnel p une série de dosages par copulation au moyen du AR- næaphtol. 4} Le /8-naphtol est purifié par sublimation sous un vide de 1 mm. On en fait DANS QE ra Pis solution M/10 qu'il faut utiliser inmédistement car elle brunit en quelques jours. sh Nous avons d'abord diagoté l'amino - 2 sélénazole par le nitrite de sodium en milieu chlorhydrique, avec un exces d'acide variant de 125 % à 200 % et à des températures variant de - 5° à + 5°, Le quantité de base diasotée est restée de l'orâre de 1%. ee |

Nous avons alors opéré en solution sulfurique concentrée AA le chlorhydrate est dissous dans un mélange en parties égales d'acide sulfurique et d'acide phosphorique; (la présence d' un, acide faible favorisant en effet la disazotation - cf. 29). Par ailleurs, on fait une solution sulfurique aussi concentrée que possible de nitrite de sodium,on filtre le sulfate de sodium ee qui se précipite et on détermine le titre de la solution par le permaganate. Cette solution est conservée en stock dans un fla-

con brun pour toutes les diazotations. | Avec un exceés de nitrite de l'ordre de 1Q %, le diazotation est quantitative (voir également 50).

La solution sulfurique du sel de diazoniuxm est alors versée sur ‘de la glace pilée, ce qui amène sa température d-=107/-87 c'est cette solution qui subirs l'opération suivante.

b) Réaction de Sandmeyer | di A |

La décomposition catalytique des sels de diazonium & ete |

effectuée selon de nombreuses variantes. Pour ne choisir no8

exemples que dans la famille du thiazole, nous mentionnerons

Action des réducteurs énergiques conduisant directement au | carbure (Acide Hypophosphoreux, alcool éthylique bouillant );

- Action des sels cuivriques conduisant au dérivé chlore ; meis surtout on connaît l'action du chlorure cuivreux on du cuivre divisé fournissant le dérivé chloré que l'on réduit ensuite par l'hydrogène naissant ( zinc et acide acétique).

C'est un fait d'expérience que cette dernière méthode est celle qui fournit dans le cas du thiazgole les rendements les plus élevés. Ce fuit n'avait pas encore été rattache à une théorie cohérente mais il nous semble. que celle qu'ont proposee Cowärey et Davies permet d'en rendre compte (31).

Selon ces auteurs, le mécanisme réactiohne} serait :

— far N, Cu C1] 1 ar ci + 7": Cu C1

+ F Ar N,

Ar N,.t

Mie Cu C1

[ar sÿ Cu c1,}=war C1 + 7 Cu C1

| + + Âr N de à fs \a ci; ve

&rN : Nar

Il est donc clair que l'on peut, par la première voie, conduire la réaction de facon à avoir un rendement élevé en chloro-2,

il faut pour cela maintenir ar N Sal très faible afin d'eviter la réaction 2,

Autrement dit, il faut ajouter goutte à goutte la solution de diazo dans le catalyseur; ce point a d'ailleurs été vérifie expérimentalement par Cowdrey et Davies (31) dans le cas du diazo d'O-toluidine.

5i au contraire on cherche à obtenir directement le carbure, diverses réactions sont possibles à partir du stade 2; leur inportance relative dépend de la concentration du chlorure cuivreux et de le concentration en ions 4,0* mais on ne peut obtenir dans tous les cas qu'un melange - donc Fe rendement nécessairement | plus faible. Pour cette raison, nous avons décidée de passer par l'intermediaire du dérivé chlore.

2 NE ARR ANS EE reel ie | Le catalyseur est une solution chlorhydrique diluée de chlorure cuivreux. Cowdrey et Davies ont en effet établi que la réaction

se passe en phase aqueuse homogène et que le catalyseur effectif est l'ion (Cu C1. >) « La réaction catalysée par le cuivre pulvé — rulent et HS sous le nom de reaction de Gattermann 8e passe rait à la surface duduivre, apres attaque de Celui-ci par l'acide chlorhydrique.

Ces auteurs ont également établi que le chlorure cuivreux avait un rôle purement catalytique dans la réaction principale. Il intervient bien comme réducteur dans l'une des réactions secondaires mais cette consommation est négligeable dans les conditions que nous avons indiquées st des concentrations très. faibles suffisent à assurer la transformation totale des diazos les plus réactifs.

Cependant, connaissant le faible réactivite des composes de la famille du sélénazole, nous avons cherché à préparer le catalyseur le plus efficace; nous avons pour cela étudié la théorie et les résultats de Cowdkey et Davies. Ces auteurs ont établi l'équation cinétique suivante : ,

- à [diazo +| 2 = het =£ [ar n°] x [cu a;

Or nous venons de voir que la concentration du sel de diazonium devait être maintenue systématiquement très faible. Il était dnc essentiel d'obtenir une valeur aussi élevée que possible pour la concentration [cu En D Ces mêmes auteurs ont établi que le chlorure cuivreux se dissolvait vraisemblablement dans l' acide chlorhydrique sous deux formes

- Cu C1, - forme active intervenant dans l'équation,

susceptible de s'unir par coordination à un ion diazonium (schéma 1)

ou à deux (schème 2)

- Cu care forme inactive parce que le cuivre y est tetra = coordine.

Aux faibles concentrations en ion chiore, (0,2N), on aurait

presque uniquement la première varieéte. Au contraire, en solution

2N, ce serait exclusivement la seconde qui serait presente. En outre, on aurait entre les diverses concentrations les

relations suivantes :

D) (solubilits totale) = [cu c1,"| + [cu 14°]