Thesis
Reference
Contribution à la connaissance des dérivés nitrés de la p-phénétidine
ROETHLISBERGER, P.-H.-André
Abstract
Mes recherches m'ont en résumé conduit: A un nouveau mode de préparation de la toluène-sulfonylp-phénétidine. A la connaissance du processus de la nitration de la combinaison ci-dessus en vue de la préparation de ses dérivés di- et trinitrés. A l'obtention de la seule des dinitro-p-phénétidines encore inconnue et à la détermination de sa constitution. A la préparation des produits de substitution des dérivés di- et trinitrés de quelques acyl-p-phénétidines et à la détermination de leur constitution. A la préparation de combinaisons moléculaires (sels ou produits d'addition) des produits ci-dessus. A quelques observations expérimentales sur la chromoisomérie et la chromotropie de divers de ces produits.
ROETHLISBERGER, P.-H.-André. Contribution à la connaissance des dérivés nitrés de la p-phénétidine . Thèse de doctorat : Univ. Genève, 1921, no. Sc. 668
DOI : 10.13097/archive-ouverte/unige:110482
Available at:
http://archive-ouverte.unige.ch/unige:110482
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uNrvERStrÉ
LABoRAToTRE DE cHIMIEoe cnNÈve
oRGANIQUE ET-
INoRoANIQUE FACULTÉ- oes
PRoF. .lmÉsclENcES plctrt
Contribution
à la connaissance des dérivés nitrés
de la p-phénétidine
THÈSE
pRÉsrnrÉe e
ll
nacultÉ DEs scIENcES DE L'UNIVERSITÉ oe ceNÈvn pouR L'oBTENTIoN DU cRADE DE DocrEUR Ès scmNcrs PHYSIQUESPAR
P.-H.-André RGTHLISBERGER
In génieur-chimlste dlplômé
BERNE
IMPRIMERIE BÛCHLER & CiC
t922 Thèse No 668
La
Faculté d.es Sclences,sur
le préuvis d,elvl
teProf. Ané Pictet, autorise
I'impressionde Ia
thèse présentéepar M. André
Qæthlisberger, Ing.- chlm,lntltulée:
"Contribution
ù la
Connaissance d,es d,értoésnitrés de la
p-phënëtidlne", sans exprirner d'oplnloit.sur
les proposittons qui y. sont énoncées.Genèae,
le I8 juin
1921.Le Doyen:
H.
FEHR.A MES PARENTS
A
MonsmuR LEDocrruR
FnÉoÉnlc RevenolNHommage d'estime et de reconnaissance.
TE
Le
présenttravail a été
effectué dansles
laboratoires dechimie
organiqueet
inorganique de Monsieur le professeur Amé Pictetà
I'université de Genève, sousla
di.rection de Monsieur le Docteur Frédéric Reverdin.'Je
tiensà lui
exprimerici
toute ma reconnaissance pour le bienveillantintérêt qu'il m'a
témoignéet
les. conseilsqu'il
m,a donnés au cours de ces recherches.INTRODUCTION
Les considérations suivantes
m'ont
engagéà iaire sur
les dérivés nitrés dela
p-phénétidine les fecherches expérimentales dontje
vais rendre comPte.Les travaux de
Reverdinet
de Luc 1 surles
dérivés nitrésde la
p-anisidine, ainsique ceux de
Reverdinet
Fiirstenberg 2sur
ceuxde la
p-phénétidineont
montré que dans les dérivés trinitrés en 2. 3.5
de ces basesle
groupe,,nitro"
situé en posi- tion2
relativement ào
R(R:
CHa; CrHr) était lacilement échan- geable contre d'autres groupestels
queNHz;
N(CHr)a; NHCoHo;ôn;
OCuno, etc.On
pouvait se demander: lo Si les substitutions observées avec les bases trinitrées ci'dessus S'accompliraient aussi aisément avecles
dérivés acylés de ces baseset si la
nature dugroupe
acylant auraitune
influencesur la
réaction'-
2oSi
lasubstitution
du
groupe,nitro,,
dansles
bases dinitrées en2-3
qui
sont les plus accessiblesou
dans leurs dérivés acylés, aurait égalementlieu d'une
manière analogue.1
$o quel serait dansces cas
(1 et 2) la
positiondu
groupe nnitrou mobile'J'aichoisipourcetteétudelesdérivésnitrésdelap-phéné.
tidine et
commela
nitration de cette base n'avait pas été étudiéeau point
de vue des conditionset du
rendement d'une manière absàlument complèteou du moins
satisfaisante,j'ai
commencépar étudier la
préparationde la
dinitro-2-3-p-phénétidineet
deia
trinitro-2-B-b-p-phénétidine (resp. de leurs dérivés acylés); cette recherchem'a
enoutre fourni
I'occasion d'isolerdu produit
dela nitration un
nouveaudérivé dinitré de la
p-phénétidine, la'A..lt
Gen. (4), t' 29, p.476 (1910);t'
33, p' 216 (1912);t'
34, p' 330(1912), etc.
'Arch. Gen. (4)
t.
35, P. 594 (1913).8
dinitro-2-5,
qui
seule de ces dérivés était encore inconnue, j,enai
déterminéla
constitutiond'une
manièrequi ne
laisse aucun doute.La
préparation dera
trinitro-p-phénétidinea
étéfaite
pourla
premièrefois
par Reverdin et Fûrstenberg (loc.cit.)
en partant dela
toluène-sulfonyl-p-phénétidinequi
avait déjà été déciite par Reverdin et crépieux,r
ces auteurs avaient obtenu ce produit parla
réaction de schottenet
Baumann, tandis que Fursienberg l'a préparéeen
faisantréagir re
p-sulfochlorurerrde
toluène sur ta phénétidineen solution
alcooliqueet en
présence d'acétate de soude,je me suis
arrêté moi-mêmeà unc
troisième méthode,dite
méthodede
fusionqui
n'avaitpas
encore été rrfilisée clans ce but.I B. 34, p. 3002 (1901).
PREPARATION DE LA TOLUÈNE.SULFONYL- P-PneNÉrlDINE
La
combinaison dela
p-phénétidinequi a
servide
produit de départ pour mes recherches, la Toluène-p-sulfony l'p' p hé nëtidinea déjà été
décritepar
Qeverdinet
Crépieux 1qui
l'avaient pré- paréèpar la
méthodede
Schottenet
Baumann,en
agitantà
laT
ordinaire des quantités calculées de p-sulfochlorure de toluène etde
p-phénétidine en'présence de lessivede
soude étendue. Filr- stenberg sI'a
préparéeplus tard en
faisantréagir au B'-M'
lep-sulfochlorure de toluènq
(1
mol.) surla
p-phénétidine(1
mol.)en
présence d'acétatede
soude(2 mol.). Elle
cristallise dans I'alcool étendu en longues aiguilles,F'
106-1070.J'ai
préparéce produit par une
troisième méthodequi
aété
employée avec succèspour la
préparationdu
dérivé corres- pondant dela
p-anisidine (recherches inédites)et qui
donne aupoint
devue du
rendementdes
résultatsplus
avantageux que les procédés ci-dessus, c'estla
nëthodedite
de fusion.PRÉPARATION
On introduit
dansun
mélange intimede
70gr. de
p-phêné-tidine (1
mol.)et
50gr.
d'acétate de soude anhydre (1,22 mol.) en poudre, formant une bouillie épaisse, 100 gr. de p-sulfochlorure de toluène(1 mol.);
l'addition-du
sullochlorure provoquant une élévationde la T, on la
règle de telle manière que celle-ci se maintienne entre 100-1100 (thermomètre dansIe
mélange), puison
chaufte encore r/a d'heureà la
mêmeT en
remuant biett.Après cinq minutes déjà
on ne
décèle plus tracede
phénétidinelibre
dansle
mélange.On
coule alors le produitbrut,
puis on leI B. 34, p. 3002 (1901)'
2 Thèse inaugurale. Genève 1913, p' 15.
10
broye après refroidissement,
on
laveà
I'eauet
après avoir filtréà la
trompeon fait
cristalliser dansun
mélange de 250.. d'alcoolet
50""d'eau. On
obtientainsi
116gr.
de produit cristallisé enaiguilles très
légèrement coloréesen
rose,F. 102-l03o,
suffi- sammentpur
pour les opérations auxquellesil
étaitdestiné.
Le rendement est donc de 81 oio dela
théorie,il
està
très peu de chose prèsle
même que par les deux autres procédés cités.En
opérantà une plus
basseT,
p.ex., 00-200 le
rende- ment en produitpur
est inférieur,il
en est de même si I'on rem- place I'acétate de soudepar du
sulfite de soude,ou si I'on
fait cristalliserle
produitbrut
dansdn
benzène ou dansun
mélange de benzèneet
de ligloÏne.NITRATION DE LA P.TOLUENE.SULFONYL.
P-PHÉNÉTIOWE PAR L'ACIDE NITRIQUE DE DIVERSES CONCENTRATIONS
DÉRIVES NITRÉS
DE LA
P.PHÉNÉTIDINELes dérivés mononitrés de
la
p-phénétidine sont connus; la nitro-phénétidine CoHaOCsHr.NOz.NHz1.2.4 a été
obtenue entre autres par nitration de la phénacétine en solution sulfurique ret la
nitrophénétidineI .3.4
par nitration de la toluène-sulfonyl- p-phénétidine en solution alcoolique au moyen de I'acide nitriqueà 220.5
Bé.2Les dériaés dinitrés sont connus
à
I'exceptionde
la dinitro- 2-5-p-phénétitline que J'aipu
lsoler dans rnes expériences et donton
trouvera plusloin la
description ainsi quclcs
preuvesde
saconstitution.
rWenders
a
préparéla
dinitro-2-3-phénétidinepar
nitrationde la
phénacétineau
moyende I'acide nitrique
concentré et Blanksma al'a
obtenue en opérant en solution acétique.'
D. R. P. 101,778 da 17.4.1898. F. E, p.68.'
D. R. P. 164,130 du 27.8.1904. F.8, p. 107I
G. 19, p.221 (1889).n R. 2t, p.50 (1908),
11
Enfin
Reverdinet
Ftrstenberg 1ont utiiisé pour sa
prépa-ration la
toluène-p-sulfonyl-p-phénétidine enmilieu
acétique, ilsont en
outre obtenu et décrit les dinitro-2-6 et 3-5-p-phénétidines.Parmi les desx
d.értaéstrinitrés
théoriquement possibles ces auteursont
également préparéet
décritla
trinitro-2-3-5-p-phéné- tid.ine (loc.cit.) et il
es1 cncore question dansla
bibliographie'z cl'une irinitro-p-phénétidinedont la
constitution n'est pas com- plètement établie.La
tetranitro-p-phénétidinene paraît pas
pouvoir être pré- parée parnitration et n'a
pas encore été décrite'^
.Tândis que d'après Uilmannu et Gross les dérivés nitrés des acylanilines
ôu
p-toiuidines s'obtiennent par nitration avecle
ren' dement théorique,il
ressort des recherches publiées jusqu'à pré- sent surla
nituation de la toluène-p-sulfonyl-p-phénétidine que le rendement maximum en produitbrut
ne dépasse pas 60|o;
cesrésultats inférieurs sont dus
à la
présencedu
groupe OCzHo qui, pendantla nitration,
donnelieu à
des oxydations détruisant leproduit. ceci m'a
engagéà
examiner expérimentalementsi
I'onne
pouvait pasobtenii
àe meilleurs rendements et à entreprendrel,étide
d.ela nitration
d.irecte d.eta
toluène-p-salfonyl-p-phéné- tid.ine artec d,es acid.es nitriques de diaerses concentrations'Pourmerendrecompteaussiparfaitementquepossiblede
la
marche dela
réaction,j'ai
d'unepart
disposé mes essais de manièreà ne modilier
simultanémentqu'un
facteur,et
d'autrepart choisi
comme agentnitrant le milieu le plus
simplement èomposé,soit
I'acide nitriquede
diverses concentrations.une
série de nitrationsen milieu
acétique m'aurait entraînétrop loin, car cet
acidene
modèrepas
seulementla
réaction, mais, comme nousle
savons par les travaux de Pictetet
Gene-quand,al'acidenitriqueetacétiquelormentensecombinantun
anhydride mixte.
Les
cssaisqui
suivent,dont je me
contenterai d'indiquer brièvementles
résultats,ont été faits en
introduisant1 gr.
de toluène-sulfonyl-p'phénétidine dans 5"" d'acide nitrique'I
Arch. Gen. (4), 35, P' 594 (1913).'
8 J' B. pr. 43, Ch. (2), 29, 283.-
Beilsteinll,
735'2697 (1910).
4 D. R. P. 200,201, Friedl. IX' 70, B. 35, 2526 (1902)
72
Les acides très étendus, en particulier I'acide
de
D:
1.2,
transforment la toluène-sulfonyl-p-phénétidine en dérioé mononitré en3,
en opérant àT
modérée, maissi on
élève cetteT
jusqu'à800,
la nitration est
accompagnée d'une très intense oxydationet il
se forme des produits résineux.Lorsqu'on opère avec des acides plus concentrés
et
en parti-culier
avecl'acide de
D: I
.34 le produit à nitrer est
déjà totalementbrtlé à la T
ordinaire.Si I'on veut donc utiliser ces acides,
il
est nécessaire d'abaisser notablement leurT
au momentde
I'introductionde la
toluène- sulfonyl-p-phénétidinece qui diminue
beaucoupla
vitesse de I'oxydatlott relâtlvementà
celle dela nitration.
On obtient alors de nouveau de cette façon le déri<té mononîtré mélangé toutefoisà du
dérivédinitré dont la
proportion augmente avecla T
etla durée de la nitration subséquente à I'indroduction de la toluène- sullonyl-p-phénétidine.
En
employantdes
acides encoreplus
concentrés refroidis à-150
avant I'introductiondu
produità
nitrer,le
dérioé tnono-nitré
disparaît pratiquement pour faire place aux déri<tés dinitréset les
rendementsen produit brut sont
supérieursà
ceux qui avaient été obtenus dans les essais précédents.Avec un acide de
D: I
. 48on
obtient des rendements dontle
maximumdiffère
peu decelui que
fournissentles
acides de densité voisine.Une série d'essais
a
été faite en introduisant, toujours dans les mêmes conditions, la toluène-sulfonyl-p-phénétidine dans I'acide deD:
1 . 48, rcfroidi à-100
et en ellectuant la nitration à diversesT et
avec une duréevariable. Les
produitsbruts
ainsi obtenus différaientpeu
enpoids et
étaienten
majeure partie constituésde la
dinitro-2-3-toluène-sulfunyl-p-phénëtidine accompagnéed'une
petite quantitédu
dérivédinitré
en 2.5,
nrais ces pro-duits,
contrairementà ceux
que-I'on obtient dans le
procédéde nitration en
milieu
acétique,ne
peuventêtre
purifiésou
sé-parés même après deux cristallisations dans l'alcool,
qu'ils
soient saponifiés ounon et
ce n'est qu'après de nombreux tâtonnements et même au moment où je pensais devoir renoncer à cette méthode,que I'acitlc
acétique m'â pefffiis d'en extraireà l'étât de
pureté 500/o de rléri:trë, d,ini.trë en2,3 et
12 ofo de dérir,é dinitré en2,5.
13
A la suite de ces
constatationsje me suis arrêté'
pourta
préparation d.eta
d.initro-2 -3-toluène-satfonyl- p-phénétidineCuHu(O ' C,HrXN(p,3î)'
'Tf
' Sos'
CzHzau
procédé suivant:on introduit
dans un ballonà
largecol, muni
d'un thermo'mètre
et d'un
agitateur qui ionctionnera pendant toute l'opération, 1b0"" d'acideniirique
OèO:
1 . 48que I'on
refroidità -150,
au
moyend'un
mélange de glaceet
desel;
lorsque laT
voulue est attËinteon ajoute,
par petites portionset
dans I'espace deI à 2
heuresenviton, 30 gr. de
toluène-sulfonyl-p-phénétidineréduite en poudre. Il
est nécessairede
prolongerla
durée de I'opération d'ans les conditions ci-dessus indiquéesde
manière àpolvoir
maintenir la T du mélange en nitration à-150 ou à -120 àu
moins,la
réactionétant
très exothermique. Lorsque I'intro-duction du produit à nitrer est terminée, on
élèvela T
en10 minutes
à i80 et on la
maintient pendant 20minutes.l
Onobserve après 10
à
15 minutesun
épaississement duproduit
dela
réaction qui se présente alors sousla
forme de flocons jaunes.Ce temps
éiant éloulé on
versela
massesur
dela glace'
onliltre
les llocons jauneset firrs qui
se sont déposés,on
essoreet on
sèche aug.-M. On
obtieni ainsi 31à
33 gr.2 de produitbrut, soit un
rendement de79 à
B4o/o dela
théorie'La
purification s'opèreen
dissolvantà chaud I
partie duproduit
ïrut
dans3 p.
d'acide acétique cristallisable;on
liltreàprès refroidissement, après 2 1/z heures, les fines aiguilles jaunes
qli r.
sont déposeesei qui
sont constituées parla
dinitro-2-g' ioluène-sutfonyip-phénétid'ine,F.
145-1460, souventun ou
deuxdegrésplushaut.Silorsdelacristallisationonprolongeoutre 'neiure l'ébullition, le point
de fusion saute brusquementà
1580environ. on
obtientainsi
18à
21gr. de
ce dérivé,soit
un ren- dement de46 à
54ola dela
théorie.r Presque toutes les opératinns ont été effectuées en
nitrant 30 minutes
à
l8o; en opérant ainsi la nitrationmaintenant le mélange est trop avancée, la cristallisation acétique provoque alors un dégagement de vapeurs nitreuses assez intense, provenant fort-probablement de Ia décomposition de nitramines_qui se
,.r.i*i
iormées aux dépens de la dinitro 2 .3 p. toluène-sulfonyl-p-phénétidine.r
Moyenne d,une trentaine d'expériences avec une durée de nitration de 30 minutes à 180.l4
Les eaux-mères acétiques laissent déposer après
2 à
3 jours,soit
de gros prismes jaune clair, renfermantI mol. du
dissolvant,qu'ils
perdent rapidementà I'air
en se ternissant,soit
aussi des rosettes prismatiquesjaune
foncéde la
dinitro-2-5-toluène-sul- fonyl-p-phënëtidine, F. 152-1540, dontil
sera de nouveau question plusloin.
On retire4 à 5 gr. de
ce produitsoit un
rendement de9 à
l2olo dela
théorie.Les dernières eaux-mères renferment entre autres une certaine quantité des deux dérivés dinitrés ci-dessus que je n'ai pas cherché
à
séparer encore.Si,
dans ce procédé, on plolonge plus de 20 minutes la duréede la nitration à la T de
180ou
spécialementsi l'on
élève laT jusqu'à
,tOoet que I'on
introduisele produit brut
dans de I'acide acétiquebouillant on
constateun
dégagement abondant de vapeurs nitreuses.Le
rendemenl en dériaédinitrë
en2.3 ne
représente plus quele
t/udu
poids habituel.Les
essaisde
nitration elfectuésà
desT
supérieuresà
180ou en
prolongeantoutre
mesurela
duréede la
réaction, ontmontré en
résumé que dans ces conditionsil
ne se forme pas,sauf
peut-êtreen
quantitéfort minime, de dërioé trinitré,
on obtient en revanche, très probablement des nitramines.J'ai
donc, dansle but de
préparerle
dérioétrinitrë,
pour-suivi
mes essaiset instruit par les
recherchesde
Reverdin et Ftrstenberg (loc.cit.)
quele
dérivé dinitré en2-3
est suscep-tible d'être
ultérieurementnitré par des acides nitriques
demoyenne concentration
(D:1.34
p.ex.)
J'âifait
ces essais enutilisant des acides moins concentrés.
Lorsqu'on nitre
le
dérioë dinitré en2-3,
au moyen de l'acide nitrique deD:1.34 et à
ébullition, on obtient après une durée de réactionde
r/n d'heurele
dériaëtrinitrë
en 2 . 3 .5
avec unrendement de 59 0/o; dans les mêmes conditions le dërioé dinitré en 2
.5
est complètement détruit.L'acide nitrique de
D:
1 .25
oxyde beaucoup plus fortementle
produità
nitrer.Désirant, d'une part, préparer
en
une seule opération le dé-rivé trinitré de la
toluène-sulfonybp-phënëttdine et, d'autre part, utiliscr l'état divisé dans lequel se trouvele
dérivé après la dinil5
tration
et
augmenter ainsile
rendementen
effectuantla
trinitra-tion à
des températures plus basses,je
me suis arrêté après ces essais préliminaires d'orientation, pour la préparation de latrinitro-
2 -3- 5 - to luè ne- sulf o ny l- p' p hë nétidine
coH(oc,Ho)tljp;)'
T-i soz'
crHzau
procédé suivant:On
débute exactement comme dansle
cas de la préparationdu dérivé dinitré,
avecles
mêmes quantitésde produits
puis, arrivé au terme dela
nitration,soit
après avoir maintenu 20 mi- nutesla T à
180on
ramène laT du
mélangeà 0-50 et on
in-troduit
99gr. de
glace,ce qui
abaissela
densité de I'acide àI .34. Le
mélangeétant introduit
dansun
ballon ordinaire onpoursuit la nitration en
élevant graduellementla T, on
chauffe d'abordà 40-500
et on maintient cetteT t
heure, puis on monte pendant2
heures à50-600,
et 2 heures à60-700
et I'on termine la nitration en chaullant encore pendant plusieurs heures à70-800.
Lorsqu'un échantillon prélevé, après avoir été
filtré,
lavé et séché présenteun
F. de2ll-212o
environ, I'opération peut être con- sidérée comme terminée,on
coule sur dela
glaceet on
obtientun
beau précipité lloconneux jaune pâle, pesant après lavage et séchage 26gr, ce qui
correspondà un
rendement de 60 0/o dela
théorie.Ce produit brut peut
être facilement purifiépar cri'
stallisation dans I'acétoneou
dansI'aci{e
acétiqueoù il
se dé-pose en aiguilles bianches de F.2170; les eaux-mères renierment
au plus l
olode
dinitro-2-5'toluène-sulionyl-p-phénétidine' car comme nous l'avonsvu
plus haut, I'acideà
chaud deD: I '34
détruit complètement ce dérivé dinitré.OBSERVATIONS RELATIVES
A
L'ÉTUDEDE LA
NITRATIONLes
essais avecI'acide nitrique d'unc faible
concentration rlans lesquelson
obtenait uniquement du dérioë mononitré m'ont fait supposer que ce dérivé se formait en premierlieu
pour donner ensuite naissanceà des
composésplus
fortementnitrés.
Cette suppositiona
été vériiiée en introduisant dans I'acide nitrique du dérivé mononitré au lieu de toluène-sulfonyl-p-phénétidine, ce quin'a
pas modiliéle
résultatfinal
dela
nitration.16
La
formationdu
ddrioé mononitré dégagc bcaucoup dc cha.leur
ce queI'on
constate facilement en étudiant la mononitration dela
toluène-sulfonyl-p-phénétidine. D'aprèsle brevet
164,180cité
au début de ce chapitreon utilise pour sa
préparation 29 parties de substance, 100 volumes d'alcool et 112 volumes d'acide nitrique deD:1.185 ou 220,5 86; j'ai
observé quesi,
au lieude
chautfer au B.-M.on
laissaitla
réaction se porrrsrrivre cl'elle- mêmeà 40-500,
I'opération était complètement achevée au bout d'uneà
deux heures, quele produit
obtenu de cette façon était pluspur et le
rendement meilleur (88 0/o).L'exothermicité de cette réaction
et la stabilité plus
grande du dérivé préalablement nitré envers l'oxydation m'ont fait supposer quela
réactionserait
beaucoup moinsvive en
employant du dérivé mononitréà la
place dela
toluène-sulfonyl-p-phénétidine,j'ai
supposé également que I'introduction du produit dans I'acide nitrique pourrait avoirlieu à
desT
plus élevées.Ceci
a
été aussi vérifié, carj'ai
obtenule
même rendementen
dérioé dinitré en2-3
en introduisant entre 10 à 150 le produit mononitré dans I'acide deD:
1 . 48 et cela alieu
rapidement, carla
températuredu
mélangenitrant ne
s'élèveque
faiblement.J'ai
ensuite continué là nitration en maintenant le mélange nitrantl8
minutesà
180. L'opération est facilement réglée, caril
suffit de réduirela
durée dela nitration en
cas de vapeurs nitreusestrop
abondantes.Ce dernier procédé est
à
recommander lorsqueI'on ne
dis- .pose pas de glaceou d'un
dispositit pour abaisser sullisammentla
température de I'acide de nitration.Qemarquons encore que I'introduction successive des groupes
,nitro"
dansle noyau
benzénique,mise en
évidence dans cetravail, est sans doute générale. Par ce
fait il
sera bien souvent possible de réduire les tâtonnemenis nécessairesà
l'étudede
la nitrationd'un
composé nouveauen
scindantles
opérations, de manièreà
n'introduire successivement qu'un groupe nitro.Les résultats
et
considérations queje viens
d'exposer per- mettent de représenter parle
schéma suivant les diverses phase$de la
nitration dela
toluène-sulfonyl-p-phénétidine:HNOa concentré brtle
HNOa concentré à froid pour commencer
OCzHs
HNOg dilué HNOg concentré
---*
H? Hz
de dilution dilué
oxyde
à
chaud.NOe
NOz
HNOg concentré
:
nitramineHNOa de
D:1,34
à
chaudNOz
CzHz OCsHu
HNOg de
D:
1,34à
chaudOCcHr
?E.M.
H?
OCzHr
Hz
moyenne oxyde
à
chaud.détruit le produit
{
t9
18
On a vu précédemment que
j'ai
obtenu comme produit secon- daire dans 1a préparation de la dinitro-2-3-toluène-sulfonyl-p-phéné-tidine
une nouvelle combinaisondinitrée, je vais en
indiquermaintenant les caractères en relatant les expériences faites en vue de
la
détermination de sa constitutionet
décrivant quelques-unsde
ses dérivés.Di nit ro-2 - 5 -to luè ne - s u lfo ny l- p- p hëné t idlne coHz(o .
riH,xu9,), .Tl
. soz . c,HzCe composé
a
étéisolé,
commeje I'ai indiqué plus
haut, des eaux-mères acétiques provenant dela
purification du produitbrut
dela
dinitration dela
toluène-sulfonyl-p-phénétidine.Il cristallise dans I'alcool en belles paillettes jaunes, F. 152-154o
et le
peu de netteté de sonF. provient
sans douted'une
des-motropie;
il
est insoluble dans I'eau, peu soluble dans la ligrolne, beaucoupplus
soluble, spécialementà
chaud, dansl'alcool,
le benzèneet
l'acide acétique.0,1511 gr. Subst. ont donné 0,2613 gr. COz
et
0,0556 gr. HzO 0,1536 gr. Subst. ont donné 14,85.c N (170, 753 mm.) KOH 33%soit
Trouvé C:47,110/o;
H-4,10/o; N:11,15%
Calculé pour CtHroOrNsS
C: 47,2
H: 3,96
N:
11,02 Saponifiéepar l'acide
sulfurique conc.à
60-700 cette com- binaisonfournit la
dinitro -2 - 5- p- phé nétidinecoHz(o .
lîH,xY8i),
.\|I,
qui
cristallise dans I'alcool dilué en superbes aiguilles rouge écar- late,F.
139-139,50; elle est insoluble dans I'eau, très légèrement solubleà
chaud dansla
ligroine,un
peu plus dansle
benzène, très soluble dans I'alcool, I'acide acétiqueet
I'acétone.0,1533 gr. Subst. out donué 0,2349 gr. COz et 0,0564 gr. HzO 0,1555 gr. Subst. ont dnnné 24,9c"
N (l7o;
754 mm.)soit Trouvé C:41l5o/o; H-4,1o/o; N:18,46%
Calculé
pour
CaHsOoNa C:42,28
o/o; H:
l,Qo/o;N:
18,50 o/oLe F.
de cette nouvelle combinaison étant très voisin de celui dela
dinitro-3.5-p-phénétidine, 1380,j'ai,
pourla
diiférencier de19
celle-ci
pris le F. du
mélange de ces deux bases et constaté qu'il était fortement abaissé.La
constitution de cette nouvelle dinitro-phénétidine, seule encore inconnue parmi les dérivés dinitrésa été
déterminée enla
transformanten
dinitro-2-5-phénëtol.A
cet elfeton a
diazotéla
base en milieu sulluriqueà
50 0/opar
la
quantité théorique denitrite
de soude.Le
sullate de dia- zonium iorméa
été décomposé en le faisantbouillir
pendant une heure avecde I'alcool; la
solution coulée dans I'eau a laissé dé-poser de très petits
cristauxd'un
composéF. 96-980, F'
dud.initro-2-5-phénétot déjà décrit par Andreæ,l
pour
plus de sûretéje I'ai
translormé encore,en le
chaulfant pendant20
minutes à-OO-ZOo
avec de l'acide sulfurique concentré, en dinitro'2-5-phénol:
Le
dinitro-phénétoiélimine
eneffet
dans ces conditions le groupeéthyle et la solution
sulfurique verséesur de la
glacelaisse déposer des llocons jaunes fournissant après cristallisation dans l,alcool un composé
F.
105 qui a été identilié avec du dinitro- 2-5-phénol de même F. décrit par Bantlin2 ainsi que par Henriques'2Il
résulte doncde
ces diverses transformations quela
nou- velle rlinitro-phénétidine possèdebien la
constitution indiquée.Dërioés de
la
dinitro-2-5-phénétidine-J'ai
préparéen outre les
dérivés suivantsde la
nouvelle combinaison dansle but de la
caractériserplus
complètementAc é ty ldinitro -2 - 5 -p - phé nëtidine cuHz(o .
ÎîH')(uq,)' 'llt. co .cHa
L'anhydride acétique réagit
à froid
après plusieurs heuresou
instantanémentà
chaud surla
dinitro'2-5-phénétidine. Après'J.pr.Ch.
(2) 21, p.335 (1880). L'auteur indique comme F' 850, mais notre F. nOus semble plus exact, car Atrdreæ a isolé ce composé par cristalli- sations lractionnées d'isomères.'8.8,
p.23 (1874),ll,
p.2103 (1878).-
A.215, p. 324 (1882). La Iittérature mentionne trois F. pour ce composé, 1051!0, 1080 et 1010. Le produit employé pour l'identification fondait à 1051/10, et le mélange avec celui que j'ai obtenu à lOSt/ro.20
avoir
éliminé par lavageà
I'eau I'anhydride acétiqueet iait
cris- talliserle prutluit tle la
réactiun tlans I'alcool, on obtient de fines aiguilles jaunes,F.
156-1570du
dérivé acôtylô;il
cst insolubledans I'eau et
dansla ligroine et
facilement soluble dans les autres dissolvants. Ce même composéa
été retiré en faible pro-portion du produit de la
nitrationde
l'acétyl-p-phénétidine enmilieu
sulfuriqued'après le
procédéde
Reverdinet
Ftrsten-berg
(loc.cit.) qui
n'avaientdu
reste pas constaté sa présenceet
n'avaientisolé que
I'isomère2-6, produit principal de
la réaction.0,1247
gr.
Subst.ont
donné 18".N (2lo;
TJ4mm)
soit Trouvé
N:
15,91 %Calculé
pour CroHrrOoNs N:15,63
o/oAnt no -4 - di nitro, 2- 5 - phé no
I c'H,(o.,ï)gxg,)'ult'
l,a
dinitro-2-5-phénétidine chauffée pendant 40 minutes avec 18p.
d'acide sullurique conc. perd son groupe éthyleet il
est ànoter que
dansles
mêmes conditionsle
groupe méthyle de la dinitro-2-5-p-anisidineest stable. La
solution acide courée surune très
petite quantitéde
glace laisse déposer après plusieurs heuresdes
aiguilles fines, noir-violacé,qui
après avoir été cris- tallisées dans l'alcoolF. 166-1670; le
rendementest
de 900/ode la théorie.
Cesaiguilles sont
insolubles dansla
ligroTne,légèrement solubles dans
le
benzène, solubles dans I'eauet
très solubles, particulièrementà
chaud, dans I'alcool, I'acide acétiqueet
I'acétone.0,1018
gr.
Subst.ont
donné 19,8c"N
(24o;TJ}
mm.)soit
Trouvé N:21,02
o/oCalculé pour CoHrOoNa
N:21,11
o/oAcé ty la nino -4 - d,init ro - 2- 5-p hé no
t c,H,(g,îxT?,), .TIt .co
.cHgCe dérivé
a été
préparé dela
même manièreque
I'acétyl- dinitro-2-5-phénétidine, I'anhydride acétique réagitdéjà à
froid2l
et la cristallisation dans I'alcool fournit des cristaux
jaunes mélangésà des
cristaux rouges, ces derniersétant
particulière' ment abondants dans les eaux-mères.La
forme rouge passe facilementà la
forme jaunepar
cris-tallisation
dansI'alcool, on est donc ici en
présenced'un
de ces casde
chromoisomérie des nitrophénols étttcliés spécialementpar
Hantzschet Gorlle.l Le
composé jauneen
devenant rougeF.
144-1450;ce
dérivéest peu soluble
dansla ligrolne,
plus solubleà
chaud dans I'eau,le
benzène, I'alcool, I'acide acétiqueet
surtout dans I'acétone.0,0855 gr. Subst.
ont
donné 13,6"'N
(22o; 734 mm.)soit Trouvé N:
17,47 %Calculé Pour CeHzOoNa
N:
17,44 %Les deux
derniersdérivés que nous venons de
décrire n'avaient pas encore été préparés, à notre connaissance du moins.Chromoisomërie des Nitro-p-toluène-sulfonyl-p-phënëtidines.
A
I'occasion des recherches dontje
viens de rendre comptej'ai
constatédes
casde
chromoisomérie chez les dérivés nitrésde la
toluène-sultonyl-p-phénétidinequ'il n'est
sans doute pasinopportun de
signalerici, ils
viennent s'ajouter aux nombreux cas,si
intéressants,déjà
cités dansla
bibliographie chimique. 2La mononitrô-3-toluène-sulfunyl-p'phënétidine se présenie sous deux modilications chromoisomères,
I'une
est constituée de pris' mesou de
cristaux cubiques bien formés, jaune très pâle (ellen'a
pu être obtenue complètement incolore),F.
104-1050, l'autre esten
aiguilles très fines, jaune très intense,F.
94-950.La
transformation dela
formeF.
950 dans cellede F.
1050a lieu
sous I'influence dela
chaleur;si
avantde
prendrele
F.on
broye les cristaux jaunes, ceux-ci au lieu de F.à 94-950
pré- sententle F,
104-1050,et I'on
observe déjà vers 900 un change-ment de teinte du produit qui
prendla
nuance jauneclair
dela
première forme. Les cristaux non broyés par contre t". 94-950.I
B. 39, p. 1073 et 1084 (1906).'
Nous renvoyons aux traités de Ley, Die Beziehungen zwischen Farbe und Konstitution (Leipziglgll).
Georgieulcs, Die Beziehungen zwischen Farbe und Konstitution (Zurich 1921).22
Si I'on
chaufle au B.-M.à
970 environ, les cristaux jaunes fon- dent partiellement pour se solidiÏier entièrement peu après en setrarrsfolmant en produit jaune
clair de F.
104-1050,Cette transformation peut être opérée par cristallisation dans
les
dissolvants organiqueset
tout spécialement par cristallisations répétées aprèsavoir
chaulféd'une
façon prolongéele
produitF.
95o,dans I'alcool absolu.La
transformation inversea lieu, en diluant
sensiblementI'alcool lors de la
cristallisation,ou
aussien
ajoutantlors
decelle-ci une laible
quantité d'ammoniaqueà
I'alcool;la
solution dansla
soude caustique précipitée par'l'acide chlorhydrique éten- duefournit Ia
forme jaune,F.
950.Le point
de transformationdu
composéF.
950 en celuiF.
1050 est situé entre 97-980.La
dinitro-2 -?-toluène- sulfonyl-p-p hë nëtidine se présente éga- lement sous deux modilications chromoisomères, une forme jauneen aiguilles lines jaune pâle, F.
145-1460,1 et une
formeF.
i62--1630qui
est en crisiaux presque incolores, généralement cubiqueset plus
rarement en aiguilleset qui
est moins solubledans les
dissolvantsordinaires; c'est
cette dernièrequi a
été décriteet
analysée par Qeverdinet
Ftrstenberg (loc. cit.).La
lorme deF.
1450 se translorme en la modification F. 1630lorsqu'on la
chauifed'une
façon prolongée dansun
dissolvanttel
quele
benzène,le
nitrobenzèneet
I'alcool;la
transformationa lieu
d'une manière particulièrement tacile par quelques cristal- lisations lractionnées dans I'alcool absolu; comme dans tous cesdissolvants
il
se produitun
équilibre entre les deux formes chro- moisomères, les cristaux généralement obtenus F. à 160-1610, ou aussi1 ou 2
degrés Plus bas.En
outrej'ai
constaté que ces points de lusion se rencontrent très souventet qu'ils
s'obtiennent aussi en mélangeant intime- ment ces deux isomères,or
nous n'avons pas eu entre les mainsde produits fondant entre 149 et
1570.Les points de
fusion comprisentre
158-1610, devront être considérés comme apparte'nant à
des mélanges représentant dcs équilibres entre les deuxt t,.tploi
de tubes à point de fusion en verre de Jena (Dlckmann B' 49 2213, 1916) ne change pas sensiblement le point de fusion,il
en est autrement<le la drrrée de chauffe ou des traces de disSolVants qui adhèrent parfois aux cristaux et amènent une modilication du point de fusion.
23
iormes desmotropes. Nous avons observé a plusieurs reprises que
des
échantillonsà F. initial
1630 conservés quelques semaines,fondaient
déià2 ou 3
degrésplus bas, et
inversement pour I'autreforme. (ce
dernierfait
pourrait être attribuéà
des tracesde
dissolvantsqui ne
sont pas toujours facilesà
éliminer')cette
translormationse produit
égalementpar la
chaleur,il suffit de
chaufrerpeu de
tempsla
modificationF.
1450 au' dessus de sonF., vcrs
1650, p. ex., pour qu'elle présente ensttite après s'être solidifiéeun F. de
159-1600.La
translormation inversedu
produit F. 1630 dansla
modi- fication F. 1450 ne peut être effectuée par les dissolvants organiques, ceux-cine font
qu'abaisser légèrementte F.
dela
combinaison ainsi traitée, elle s'effectue en revanche lacilement lorsqu'on pré-cipite la solution
dansla
lessivede
soudediluée du
produitR, tOgo
par l'acide
chlorhydrique.Un
lavage très soigneux estnécessaire, sinon
le
précipité se retransforme partiellement en la modiîicationprimitive; le
lavage en question n'est possible qu'en turbinantla
solutionlors
dela
précipitationde
manièreà
obte'nir le
précipitéà l'état
très finementdivisé;
sans cette précautionle
produiti'agglomère et ne peut être lavé et si au lieu
defiltrer
immédiatementon
laissele
précipitéen
contact avec la solution,les
flocons jaunes pâlissenten
se transformant en la modificationde
F. supérieur.Le
précipitétraité
commeil
estdit
ci-dessus, séché dansle vide
se présente sous la forme d'une poudrejaune clair de F. 145-1460,
souvent aussiun ou
deux degrés plus haut.Le point de transition de la
formeF.
1450 danscelle
deF.
i63o està
Peu Près 1640.Nous avons vérifié pour ces deux derniers composés:
1o
La
composition chimique.2o
Le
Poids moléculaire.3o L'absence de molécules
de
cristallisation' II
Analyse:Forme de
F.
1630: (Reverdin et Fiirstenberg, loc'cit')
Calculé pourCruHraOzNrS N:l1,020/o Trouvé N:I1,320/ol
Forme de F. I45o: 0,1508 gr. Subst' ont donné l5,1cc' (160; 727 mm') calculé pour c,oH rozNrs N:ll,02o/o Trouvé N:I1,300/0. Poids moléculaire:
par ébullioscopie dans I'acétone;
24
La
nitration directede
la toluène-sulfonyl-p-phénétidine nousa
toujours fourni les modifications nitrées les plus colorées, soit dans nos deux exemples, les formes fondant le plus bas,F.
l45oet
950.(En
nitrant enmilieu
acétique [Reverdinet
Ftrstenberg, loc.cit], la
première cristallisation alcoolique donne aussile
dé-rivé
deF.
1450.)REACTIONS DES DÉRIVES ACYLÉS ONS
NITROPNÉruÉIUNES
On sait,
d'après les recherches àe Reverdin, z ainsi que du même auteuret
de FûrstenbergI que les
trinitro-2-B-b-anisidineet
phénétidine renierment un groupe nnitrou mobile et facilement échangeable contre d'autres groupes, en particulier contre les ré-sidus des
amines grassesou
aromatiqueset
desphénols;
les expériences faitesà
I'occasion de leurs recherches par les auteurs ci-dessus n'ayant porté que sur les dérivés trinitrés eux-mêmes,j'ai
examiné, dansle but
d'apporter de nouvelles contributionset de
nouveaux résultats d'expériences sur ce sujet, comment secomportaient quelques dérioés acylés
des
dinitro-2-Bet
2-5-p- phénétidinesainsi que parmi les
dérivés acylésde la
trinitro- 2-3-5-phénétidineplus
spécialementla
toluène-sulfonyl-trinitro- 2-3-5-phénétidine..
Ces expériences queje
vais décrire dans les lignesqui
vont suivreet
dont j'indiquerai les résultats m'ont conduità
I'examen Forme d.e F. 1630: 0,901 gr. de substi 9,2 gr. de dissolvant, élev.temp.0,45 P. M. calculé pour CrrHruOzNaS 381 Trouvé 863;
Forme de F. l45o: 0,755 gr. de subst. 9,5 gr. de dissolvant, élev. temp.
0,37 P. M. calculé pour CroHroOzNaS 381 Trouvé 35g;
Eau de cristallisatian.. 0,6509 gr. de l'isomère ont été chaulfés quelque temps à 1650, après solidification nous étions en préseuce de I'autre isurnère, F. 160-1610, sans perte de poids.
Poids avec le ballon, avant I'expérience 10,7512 gr.
après "
10,7508 gr.1 Les poids moléculaires ont pu être déterminés au laboràtoire de Chlmie théorique de I'Université, grace à I'obligeance de M'le Prof. D. Briner, chef de travaux, auquel je tiens à exprimer ici tous meg remerciements.
2 Arch. Gen. (4), 29, p.476 (1910).
3 Arch. Gen. (4), 35, p.594 (1913).
25
de deux sortes de produits de
la
réaction,soit
des produits de substitution telsque
les avaient obtenusles
auteurs cités plushaut, soit
des combinaisons moléculairesqui doivent
constituerou
des produits d'additionou
des sels.Avant
de
passerà la
descriptionde mes
expériences rela' tivesà ces produits je
décriraila
préparationde trois
dérioés acylés encore inconnusdont le
seconda été utilisé
dans mes recherches.D i nit ro - 2 - 3- N- më t hy l' t o lu è ne- s ulf o ny l- p - p hë né tidine coHz(o .
91,"Û(\,9;),
.N(8,H') .
so,
' czH,on
chauile pendant 1/r d'heure au bain-marie dela
dinitro- 2-B-toluène-sulfonyl-p-phénétidinedans un
excèsde sulldte
deméthyle. La
réaction terminéeon
décompose I'excèsde
sulfate de méthylepar un
alcali,il
se formeun
produit rougequi,
cris-stallisé àans
I'acide
acétique,se
déposeà l'état d'aiguilles
ou de fines paillettes incolores deF.
152-152,50.La
dinitro-2-3-méthyl-toluène-sulfonyl-p-phénétidine est inso-luble
dans I'eauet la
soude caustique, I'acétonela
dissout faci-lement à froid déjà, I'alcool et le
benzènela
dissolvent bienà
chaudet peu à froid tandis que la
ligroTneà
chaudne
la dissout presque Pas.0,7974 gr. de subst. ont donné 12,4"
N
(150;770 mm')soit Trouvé \J:
10,72 o/oCalculé pour CroHrzOzNsS |'f
:10,640/o
D initro-2'3- N - b enzoy l- p- phé nétidine.
coHz(o
i,.,'nù(\Prz)z .NH .CO'coHo
On
prépare ce composé en laisant agirà la T
ordinaire, un excèsde
chlorurede
benzoyle surla
dinitro-2-3-p-phénétidine.Au bout de 5
heuresenviron la
réaction est achevée;on
dé' composealors
I'excèsde
chlorurede
benzoyle parI'alcool.
Le proauit dela
réaction cristallisebien
dans I'alcooloù il
se dé-pose
a l'état de
paillettesjaune pâle de F. 182-1830, qui
seàissolvent assez facilement dans I'acétone
et, à
chaud, dans le26
benzène,
I'acide
acétiqueet I'alcool.
Ces paillettessont
inso- lubles dans I'eauet la
ligrolne.0,1170 gr. de subst. ont donné 13,4..
N (Dl|i
714 mm.)soit Trouvé
N:
12,66 o/oCalculé pour CroHraOoNe N
:
12,68 % Trinit ro -2 -3- 5- N-b enzoy hp - ph ë nëtidine.ceH(o..,czH,xug,r?,
i# co.
coHrCe composé
a
été préparé en chauffant à40-b00,
une partiede trinitro-2-3-5-p-phénétidine
dans2
partiesde
chlorure de benzoyleen
présence d'une goutte d'acide sulfurique, d'après la méthodede Reverdin.l J'ai
constaté auparavant que sans addi-tion
d'acide sulfuriquele
chlorure de benzoyle ne réagit pas surla
baseen
question.La
réaction se poursuit rapidement et la masse tout d'abordliquide se solidifie
entièrement après 10minutes. La
réaction achevéeon
éliminele
chlorure de benzoyle parl,alcool.
Le com- posé obtenu, cristallisé dans I'alcool se présente sous forme defines
aiguillesd'un jaune
très pâle, fondantà
24G-2420 en sedécomposant. Ces aiguilles sont insolubles dans la ligrolne, peu solubles
dans le
benzène,un peu plus
solubles dans I'acide acétiqueet
I'acétone.0,1068
gr.
de subst. ont donné 15.c N (240; T2gmm) soit Trouvé
N: ib,l7
o/oCalculé
pour
CroHrpOeNaN:
14,9 o/o1. PRODUITS DE SUBSTITUTION a)
Dérivésde la
dinttro-2-3-p,phénétidineIl a
été constaté en premierlieu
que l'ammoniaque,la
dië- thylamine,l'aniline,
lesùloranilines
1,3 et 1,4 ne réagissent pas, dansles
conditions employéespour la
substitutiondu
groupe,nitro"
mobile des triàitro-2-3-5-p-anisidineet
phénétidine, avec la d in it r o - 2 - 3 - p - p hé n ë t i di ne tandis qu e so n dé r io é t o luè ne - s ulf
o ni q ueest susceptible de réaction.
r Helv. 3, p. 205 (1918).
27
On
obtientla
nitro -2 - phénylamino' 3 - N - to luène - s ulfony t'p'
phénétidine
coHz(oczHùq,9tNH
à9'n')T#' sos'
crHzen
chauifant, p. ex,, 2gr.
de dinitro-2.3-toluène.sulfonyl.p.phéné.tidine
avec3 gr.
d'aniline pendantI
heureà
120-1300,le
mé-lange entre
"i
ebottitionàuec un
léger dégagement gazeux etil
sË présente aprèsla
réaction sousla
forme d'une huile noire;traitéË
par I'aciàe
chlorhydriquedilué, à chaud, pour
éliminer l,excès'd,anilineil
resteun pioduit
résineuxduquel on a
retiré par cristallisation dansl'alcool,
0,4gr. de lines
aiguilles rouge rubis-- F.
111-111,50 après deux cristallisations'a
composéést
insoluble dans l,eau,très
soluble,à
lroid déjà, dans l1acétoneet le
benzène, ainsi qu'à chaud dans I'alcoolet
I'acide acétique,il est peu
soluble, mêmeà
chaud, dans la ligrolne.0,1264
gr.
Subst.ont
donné 10,75"N
(160; 754 mm')soit Trouvé
N:9'84
o/oCalculé Pour CzrHrzOzNaS
N:9,82
%Le
dérivé queje
viensde
décrire peut être aussi-préparé en solution alcoolique,mais il se trouve alors
mélangéen
faibleproportion à l;
combinaisonde
dinitro-2-3-toluène-sultonyl-p'ineietiOin. et d'aniline
deF. 141-1420, dont il
est question' O. gO,Enfin il
peut encorg être obtenu avec le même rendement àn traitant cettedite
combinaisonpar un
excès d'aniline.N it r o - 2' p h é ny I am in o- 3 - N- ac ëty l- p - p hé né t idi ne
coH,(oczH'xN3t$I
'C'H'XUI{' co 'cHs)
Onachauifépendantl0heuresauB'-M'2,6gt'dedinitro-
2-3-acétyl-p-phénétidine et 8 gr. d'aniline et l'on obtient, après avoir éliminé -t'e*ées
d'anilirre pai I'acide
chlorhydriquedilué et
fait cristalliserle
résidu dansI'alcool de belles
paillettes brun'clairào .olnporé
ci_dessus,F.
151_1520.Le
rendement est de B0 0/ode
la
théorie.Ce nouveau dérivé est insoluble dans I'eau, légèrement soluble