FR2804104A1 - Compounds derived from polyazacycloalkane derivatives with at least four cyclic nitrogen atoms used for removing heavy metals from water or hydrogen peroxide - Google Patents
Compounds derived from polyazacycloalkane derivatives with at least four cyclic nitrogen atoms used for removing heavy metals from water or hydrogen peroxide Download PDFInfo
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Abstract
Description
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L'invention se rapporte à l'élimination des métaux lourds contenus dans les liquides. The invention relates to the removal of heavy metals contained in liquids.
Dans le contexte législatif actuel en matière d'environnement, les problèmes liés aux rejets d'éléments toxiques par les sites industriels d'une part et à la qualité des eaux potables d'autre part, se posent avec une acuité croissante. Ainsi, la loi française n 92.646 du 13 juillet 1992 stipule, que les installations d'éli-
mination des déchets ne seront autorisées à accueillir à partir du 1 er juillet 2002, que des déchets qui ne seront plus susceptibles d'être traités pour réduire leur caractère polluant ou dangereux dans les conditions techniques et économiques du moment. Comme les métaux lourds ne jouent aucun rôle biologique et du fait de leur abondance naturelle modérée, la réponse des êtres vivants à leur surcharge, est passive, par accumulation ou tout au plus, non spécifique. Les plantes et certains mammifères synthétisent des métallothionéines, protéines de faible masse molaire (< 6 kDa) riches en résidus cystéine. Chez l'homme, l'intoxication chronique par le plomb, le saturnisme, et d'une manière plus générale, par le mercure et le cadmium, qui présentent des propriétés chimiques voisines à celles du plomb, se manifeste par des troubles rénaux, gastro-intestinaux et nerveux, par de l'anémie et par un retard du développement chez l'enfant. Cette toxicité est liée à l'interférence des métaux lourds dans le métabolisme du zinc et du calcium et à l'impossibilité de les éliminer du corps humain, d'où leur accumulation dans le foie, les reins, le cerveau et les os. C'est pourquoi, la conception de nouveaux matériaux capables de séquestrer et soustraire les métaux lourds d'effluents aqueux ou de fluides biologiques présente un intérêt considérable. Les propriétés de coordination spécifiques de ligands organiques ont été mises à profit pour complexer efficacement et sélectivement les cations ciblés par un procédé d'épuration (A.T. Yordanov, D.M. Roundhill, Coord. Chem. Rev. (1998). 170. 93). Deux approches ont été essayées. Il s'agit de l'extraction liquide/liquide et de la séparation solide/liquide. Pour l'extraction liquide/liquide, l'extractant doit posséder des propriétés à la fois amphiphiles, tout en préservant une lipophilie élevée afin de minimiser les pertes de ligands en phase aqueuse. In the current legislative context on the environment, the problems linked to the discharge of toxic elements by industrial sites on the one hand and to the quality of drinking water on the other hand, are becoming increasingly acute. Thus, French law no.92.646 of July 13, 1992 stipulates that electricity
From 1 July 2002, waste disposal will only be authorized to receive waste which will no longer be liable to be treated to reduce its polluting or dangerous nature under the technical and economic conditions at the time. As heavy metals play no biological role and because of their moderate natural abundance, the response of living beings to their overload is passive, by accumulation or at most, non-specific. Plants and certain mammals synthesize metallothioneins, proteins of low molar mass (<6 kDa) rich in cysteine residues. In humans, chronic intoxication by lead, lead poisoning, and more generally, by mercury and cadmium, which have chemical properties similar to those of lead, is manifested by renal disorders, gastro -intestinal and nervous, by anemia and delayed development in children. This toxicity is linked to the interference of heavy metals in the metabolism of zinc and calcium and the inability to eliminate them from the human body, hence their accumulation in the liver, kidneys, brain and bones. This is why the design of new materials capable of sequestering and removing heavy metals from aqueous effluents or from biological fluids is of considerable interest. The specific coordination properties of organic ligands have been exploited to efficiently and selectively complex the targeted cations by a purification process (AT Yordanov, DM Roundhill, Coord. Chem. Rev. (1998). 170. 93). Two approaches have been tried. These are liquid / liquid extraction and solid / liquid separation. For liquid / liquid extraction, the extractant must possess both amphiphilic properties, while preserving high lipophilicity in order to minimize the loss of ligands in the aqueous phase.
Plusieurs ligands N-monofonctionnalisés dérivés du cyclame portant une chaîne alkyle en C16-C20 ont déjà été préparés et les constantes de formation des Several N-monofunctionalized ligands derived from cyclam carrying a C16-C20 alkyl chain have already been prepared and the formation constants of the
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complexes ML2+ {(3m!h = IMmLHnj/(IM]"ILI[H1n]} ont été déterminées pour les cations Pb2+ (log 13110 = 9-10), Zn2+ (log Plio = 11-13) et Cu2+ (log p110 = 17-20). Elles traduisent un accroissement de la sélectivité en faveur des cations de rayon ionique élevé par rapport au cyclame (D.B. Puranik. A. Singh. E.L. Chang. Coord. Chem. 1996. 39. 321). Des dérivés N-fonctionnalisés de tétraazamacrocycles à 16 et 18 atomes ont aussi été préparés (F.R. Muller. H. Handel; Tetrahedron Lett.
ML2 + {(3m! h = IMmLHnj / (IM] "ILI [H1n]} complexes were determined for the cations Pb2 + (log 13110 = 9-10), Zn2 + (log Plio = 11-13) and Cu2 + (log p110 = 17-20) They reflect an increase in selectivity in favor of cations of high ionic radius relative to cyclam (DB Puranik. A. Singh. EL Chang. Coord. Chem. 1996. 39. 321). functionalized 16- and 18-atom tetraazamacrocycles have also been prepared (FR Muller. H. Handel; Tetrahedron Lett.
1982. 23. 2769). 1982. 23.2769).
Les ligands lipophiles ont été mis en #uvre à la fois dans un procédé d'extraction liquide/liquide et solide/liquide par imprégnation sur une résine polyacrylique fortement hydratée du type XAD-7 (F.R. Muller. H. Handel. R. Guglielmetti. Helv. Chim. Acta 1983, 66. 1525 ; L. Percelav, P. Appriou. H. Handel, Analusis 1988. 16. 450). Toutefois, la solubilité des extractants en phase aqueuse entraîne une perte non négligeable de ces derniers, ce qui rend malaisées l'utilisation, la récupération et la régénération des ligands imprégnés. Des ligands ont aussi été greffés sur une matrice solide organique, le copolymère divinylbenzène/4-vinylbenzène C-substitué par le 1,4,8,11,14-pentathio cycloheptadécane, avec lequel on a obtenu des taux d'extraction du mercure()!) supérieurs à 99 %, à pH environ égal à 3.6.(T.F. Baumann, J. G. Reynolds. G. A. Fox. Chem. Commun. The lipophilic ligands were used in both a liquid / liquid and a solid / liquid extraction process by impregnation on a highly hydrated polyacrylic resin of the XAD-7 type (FR Muller. H. Handel. R. Guglielmetti. Helv. Chim. Acta 1983, 66. 1525; L. Percelav, P. Appriou. H. Handel, Analusis 1988. 16,450). However, the solubility of the extractants in the aqueous phase results in a non-negligible loss of the latter, which makes the use, recovery and regeneration of the impregnated ligands difficult. Ligands were also grafted onto a solid organic matrix, the divinylbenzene / 4-vinylbenzene copolymer C-substituted by 1,4,8,11,14-pentathio cycloheptadecane, with which we obtained mercury extraction rates ( )!) greater than 99%, at a pH approximately equal to 3.6 (TF Baumann, JG Reynolds. GA Fox. Chem. Commun.
1998. 1637). Les calixarènes fonctionnalisés immobilisés sur un polymère organique et destinés à piéger les métaux lourds, constituent un autre exemple (K. Ohto. Y. Tanaka. K. Inoue, Chem. Lett. 1997. 647). Comme exemples de support minéraux, il y a les gels de silice. L'isatine et la ninhydrine supportées sur gel de silice, ont révélé des capacités de fixation du cadmium et du plomb de l'ordre 0.15- 0. 25 mmol g-1 à pH environ égal à 5 (E. M. Soliman. Anal. Lett. 1998. 31. 299). 1998. 1637). The functionalized calixarenes immobilized on an organic polymer and intended to trap heavy metals constitute another example (K. Ohto. Y. Tanaka. K. Inoue, Chem. Lett. 1997. 647). As examples of mineral support, there are silica gels. Isatin and ninhydrin supported on silica gel, revealed cadmium and lead binding capacities of the order of 0.15-0. 25 mmol g-1 at pH approximately equal to 5 (EM Soliman. Anal. Lett. 1998. 31. 299).
Les silices modifiées par des polyéthers macrocycliques azotés N-substitués ont montré des capacités d'extraction sélectives du plomb et du mercure (J. S. Bradshaw. R.M. Izatt, Acc. Chem. Res. 1997. 30. 338). De nombreux gels de silice modifiés par des ligands polyazamacrocycliques ont aussi été synthétisés (R. Guilard. H. Chollet, P. Guiberteau. P. Cocolios. WO 96/11056 ; Gros. F. Denat, S. Silicas modified with N-substituted nitrogenous macrocyclic polyethers have shown selective extraction capacities for lead and mercury (J. S. Bradshaw. R.M. Izatt, Acc. Chem. Res. 1997. 30. 338). Numerous silica gels modified by polyazamacrocyclic ligands have also been synthesized (R. Guilard. H. Chollet, P. Guiberteau. P. Cocolios. WO 96/11056; Gros. F. Denat, S.
Brandès. H. Chollet, R. Guilard. J. Chem. Soc.. Dalton Trans. 1996. 1209). Récemment, une nouvelle classe de matériaux nanoporeux, ont été préparés. Ils sont obtenus par gélification d'un tétraalcoxysilane en présence d'un agent ten- Brandès. H. Chollet, R. Guilard. J. Chem. Soc .. Dalton Trans. 1996. 1209). Recently, a new class of nanoporous materials have been prepared. They are obtained by gelation of a tetraalkoxysilane in the presence of a tensor.
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sioactif structurant. Les co-gels du 3-mercaptopropyltriméthoxysilane à un taux de 2,3-9 % et du tétraéthoxysilane, contenant 1,3 mmol g-1 de groupes R-SH (surface spécifique : 1063 m2 g-1 ; diamètre moyen des pores : 14,8 ) fixent sélectivement l'ion Hg2+ en milieu neutre (0,59 mmol g-1) ; après traitement d'une solution aqueuse neutre par cet extractant, le seuil de contamination en mercure résiduel est inférieur à 10 ppb ; contre, il ne présente qu'une très faible affinité vis-à- vis du cadmium, du plomb ou du zinc. (J. Brown, L. Mercier. T. J. Pinnavaia. structuring surfactant. The co-gels of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane at a rate of 2.3-9% and tetraethoxysilane, containing 1.3 mmol g-1 of R-SH groups (specific surface area: 1063 m2 g-1; mean pore diameter: 14.8) selectively bind the Hg2 + ion in a neutral medium (0.59 mmol g-1); after treatment of a neutral aqueous solution with this extractant, the residual mercury contamination threshold is less than 10 ppb; on the other hand, it has only a very weak affinity towards cadmium, lead or zinc. (J. Brown, L. Mercier. T. J. Pinnavaia.
Chem. Commun. 1999. 69). Chem. Common. 1999. 69).
Dans le cadre de recherches sur l'élimination des métaux lourds contenus en faible concentration dans les liquides, comme les eaux industrielles, les eaux usées ou les eaux potables ou dans les fluides biologiques comme le sang (détoxication in vivo), ayant pour objectifs d'éviter les inconvénients liés à l'utilisation des extractants en phase liquide, et d'atteindre des seuils d'épuration supérieurs à ceux obtenus par l'utilisation de résines échangeuses d'ions commerciales, la demanderesse s'est intéressée à de nouveaux composés dérivés de polyazacycloalcanes. As part of research on the elimination of heavy metals contained in low concentrations in liquids, such as industrial water, waste water or drinking water or in biological fluids such as blood (in vivo detoxification), with the objectives of '' to avoid the drawbacks associated with the use of extractants in the liquid phase, and to reach purification thresholds higher than those obtained by the use of commercial ion exchange resins, the Applicant is interested in new compounds polyazacycloalkane derivatives.
L'invention a pour objet un composé dérivé d'un polyazacycloalcane comportant au moins 4 atomes d'azote cycliques, caractérisé en ce qu'au moins un de ces atomes d'azote cycliques, est substitué par un radical possédant un ou plusieurs atomes donneurs neutres, choisi : soit parmi les radicaux -(CH2)n-C(=O)-N(R1)(R2), dans lequel n est égal à 1, 2 ou 3 et R1 et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou un radical alkyle comportant de 1 à 4 atomes de carbone, soit parmi les radicaux -(CH2)p-S(R3) dans lequel p est égal à 1, 2 ou 3 et R3 représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle comportant de 1 à 4 atomes de carbone, étant entendu que lorsque n est égal à 2, au moins un des radicaux R1 ou R2ne représente pas un atome d'hydrogène. The subject of the invention is a compound derived from a polyazacycloalkane comprising at least 4 cyclic nitrogen atoms, characterized in that at least one of these cyclic nitrogen atoms is substituted by a radical having one or more donor atoms neutral, chosen: either from the radicals - (CH2) nC (= O) -N (R1) (R2), in which n is equal to 1, 2 or 3 and R1 and R2 represent, independently one of the other, a hydrogen atom or an alkyl radical comprising from 1 to 4 carbon atoms, or from among the radicals - (CH2) pS (R3) in which p is equal to 1, 2 or 3 and R3 represents an atom of hydrogen or an alkyl radical comprising from 1 to 4 carbon atoms, it being understood that when n is equal to 2, at least one of the radicals R1 or R2 does not represent a hydrogen atom.
Par polyazacycloalcane comportant au moins 4 atomes d'azote cycliques, on indique principalement ceux comportant jusqu'à 16 atomes d'azote cycliques, notamment ceux comportant 4,5 ou 6 atomes de d'azote cycliques et tout particulièrement le 1,4,7,10-tétraazacyclodocécane, le 1,4,8,11tétraazacyclotétradécane ou le 1,5,9,13-tétraazacyclohexadécane. By polyazacycloalkane comprising at least 4 cyclic nitrogen atoms, it is mainly meant those comprising up to 16 cyclic nitrogen atoms, in particular those comprising 4.5 or 6 cyclic nitrogen atoms and most particularly 1,4,7 , 10-tetraazacyclodocecane, 1,4,8,11tetraazacyclotetradecane or 1,5,9,13-tetraazacyclohexadecane.
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L'invention a notamment pour objet, un composé tel que défini précédemment, greffé sur un gel de silice par l'intermédiaire d'un bras espaceur attaché par des liaisons covalentes, d'une part à un des atomes d'azote du cycle azoté et d'autre part, à au moins un des sites silanol dudit gel de silice. Le bras espaceur est généralement un radical divalent, trivalent ou tétravalent de formule (I) : -A-CH2-(CH2)m-CH2-Si(OY)n- (I) dans laquelle : - m est supérieur ou égal à zéro et inférieur ou égal à 4, - n est égal à 0 1 ou 2, selon que ledit bras est accroché respectivement à 3,2 ou 1 site silanol, - Y représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle comportant de un à quatre atomes de carbone et de préférence un radical méthyle ou un radical éthyle, - A représente-CH2-, -CH2-(4-C6H4)-CH2-NH- dans lequel-(4-C6H4)- représente le radical divalent 1,4-phénylène ou -CH2-CHOH-CH2-O-. A particular subject of the invention is a compound as defined above, grafted onto a silica gel by means of a spacer arm attached by covalent bonds, on the one hand to one of the nitrogen atoms of the nitrogenous ring. and on the other hand, at at least one of the silanol sites of said silica gel. The spacer arm is generally a divalent, trivalent or tetravalent radical of formula (I): -A-CH2- (CH2) m-CH2-Si (OY) n- (I) in which: - m is greater than or equal to zero and less than or equal to 4, - n is equal to 0 1 or 2, depending on whether said arm is attached to 3.2 or 1 silanol site respectively, - Y represents a hydrogen atom or an alkyl radical comprising from one to four carbon atoms and preferably a methyl radical or an ethyl radical, - A represents -CH2-, -CH2- (4-C6H4) -CH2-NH- in which- (4-C6H4) - represents the divalent radical 1,4 -phenylene or -CH2-CHOH-CH2-O-.
Lorsque le bras espaceur est attaché à un seul site silanol du gel de silice, le radical de formule (I) est un radical divalent et il y a formation d'un groupe -Si(OY)2-0-Si. Lorsque le bras espaceur est attaché à deux sites silanol du gel de silice, le radical de formule (I) est un radical trivalent et il y a formation d'un groupe -Si(OY)(O-Si)2' Lorsque le bras espaceur est attaché à trois sites silanol du gel de silice, le radical de formule (I) est un radical tétravalent et il y a formation d'un groupe -Si(0-Si)3. When the spacer arm is attached to a single silanol site of the silica gel, the radical of formula (I) is a divalent radical and there is formation of a -Si (OY) 2-0-Si group. When the spacer arm is attached to two silanol sites of the silica gel, the radical of formula (I) is a trivalent radical and there is formation of a group -Si (OY) (O-Si) 2 'When the arm spacer is attached to three silanol sites of silica gel, the radical of formula (I) is a tetravalent radical and there is formation of a -Si (0-Si) 3 group.
Comme radical préféré de formule (I) telle que définie ci-dessus, il y a les radicaux de formule (la) (Ib) ou (le) : -CH2-CH2-CH2-Si(OEt)n- (la)
-CH2-( 4-C6H4)-CH2-NH-CH2-CH2-CH2-Si(OEt)n- (lb) -CH2-CHOH-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si{OEt)- {Ic). As preferred radical of formula (I) as defined above, there are the radicals of formula (la) (Ib) or (le): -CH2-CH2-CH2-Si (OEt) n- (la)
-CH2- (4-C6H4) -CH2-NH-CH2-CH2-CH2-Si (OEt) n- (lb) -CH2-CHOH-CH2-O-CH2-CH2-CH2-Si {OEt) - {Ic ).
Selon un premier mode particulier de la présente invention, le composé tel que défini précédemment, comprend au moins deux atomes d'azote cycliques substitués par un radical possédant un ou plusieurs atomes donneurs neutres ; il est de préférence greffé sur gel de silice par l'intermédiaire d'un radical divalent de formule (I) et, plus particulièrement, de formule (la) (Ib) ou (le). According to a first particular embodiment of the present invention, the compound as defined above comprises at least two cyclic nitrogen atoms substituted by a radical having one or more neutral donor atoms; it is preferably grafted onto silica gel via a divalent radical of formula (I) and, more particularly, of formula (Ia) (Ib) or (Ie).
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Selon un deuxième mode particulier de la présente invention, le composé tel que défini précédemment, comprend au moins trois atomes d'azote cycliques substitués par un radical possédant un ou plusieurs atomes donneurs neutres ; il est de préférence greffé sur gel de silice par l'intermédiaire d'un radical divalent de formule (I) et, plus particulièrement, de formule (la) (Ib) ou (le). According to a second particular embodiment of the present invention, the compound as defined above comprises at least three cyclic nitrogen atoms substituted by a radical having one or more neutral donor atoms; it is preferably grafted onto silica gel via a divalent radical of formula (I) and, more particularly, of formula (Ia) (Ib) or (Ie).
Selon un troisième mode particulier de la présente invention, le composé tel que défini précédemment, comprend au moins quatre atomes d'azote cycliques, substitués par un radical possédant un ou plusieurs atomes donneurs neutres. According to a third particular embodiment of the present invention, the compound as defined above comprises at least four cyclic nitrogen atoms, substituted by a radical having one or more neutral donor atoms.
Selon un autre mode particulier de la présente invention, celle-ci a pour objet un composé dérivé d'un polyazacycloalcane, tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu'au moins un de ces atomes d'azote cycliques, est substitué par un radical possédant un ou plusieurs atomes donneurs neutres, choisi parmi les radicaux -CH2-C(=O)-NH2, -CH2-C(=O)-N(CH3)2, -CH2-C(=O)-NH(CH3), -CH2-C(=O)-N(CH2-CH3)2, -CH2-C(=O)-NH(CH2-CH3), -CH2-CH2-C (=O)-NH2, -CH2-CH2-C(=O)-N(CH3)2, -CH2-CH2-C (=O)-NH(CH3), -CH2-CH2-C(=O)-N(CH2-CH3)2 ou -CH2-CH2-C(=O)-NH(CH2-CH3). According to another particular embodiment of the present invention, the subject of the invention is a compound derived from a polyazacycloalkane, as defined above, characterized in that at least one of these cyclic nitrogen atoms is substituted by a radical having one or more neutral donor atoms, chosen from the radicals -CH2-C (= O) -NH2, -CH2-C (= O) -N (CH3) 2, -CH2-C (= O) -NH (CH3 ), -CH2-C (= O) -N (CH2-CH3) 2, -CH2-C (= O) -NH (CH2-CH3), -CH2-CH2-C (= O) -NH2, -CH2 -CH2-C (= O) -N (CH3) 2, -CH2-CH2-C (= O) -NH (CH3), -CH2-CH2-C (= O) -N (CH2-CH3) 2 or -CH2-CH2-C (= O) -NH (CH2-CH3).
Selon un autre mode particulier de la présente invention, celle-ci a pour objet un composé dérivé d'un polyazacycloalcane, tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu'au moins un de ces atomes d'azote cycliques, est substitué par un radical possédant un ou plusieurs atomes donneurs neutres, choisi parmi les radicaux : -CH2-CH2-SH,-CH2-CH2-CH2-SH, -CH2-CH2-S-CH3, -CH2-CH2-CH2-S-CH3, -CH2-CH2-S-CH2-CH3 ou -CH2-CH2-CH2-S-CH2-CH3.
Comme exemples de composés, objet de la présente invention, il y a tout particulièrement ceux dont les noms suivent :
le 1 ,4,8, 11-tétraazacyclotétradécane-1 ,4,8, 11-tétraacétamide, le 1,4,8,11 -tétraazacyclotétradécane-1,4,8-triacétamide, le 1,4,8,11-tétraazacyclotétradécane-1,4,8,11-tétrakis(N,N-diméthyl acétamide), le 1,4,8, 11-tétraazacyclotétradécane-1 ,4,8-tris(N,N-diméthyl acétamide), le 1,4,8,11 -tétraazacyclotétradécane-1,4,8,1 1 -tétrapropanamide et le 1,4,8,11 -tétrakis[2-(éthylthio) éthyl] 1,4,8,11-tétraazacyclotétradécane, According to another particular embodiment of the present invention, the subject of the invention is a compound derived from a polyazacycloalkane, as defined above, characterized in that at least one of these cyclic nitrogen atoms is substituted by a radical having one or more neutral donor atoms, chosen from the radicals: -CH2-CH2-SH, -CH2-CH2-CH2-SH, -CH2-CH2-S-CH3, -CH2-CH2-CH2-S-CH3, - CH2-CH2-S-CH2-CH3 or -CH2-CH2-CH2-S-CH2-CH3.
As examples of compounds which are the subject of the present invention, there are most particularly those whose names follow:
1, 4,8,11-tetraazacyclotetradecane-1, 4,8,11-tetraacetamide, 1,4,8,11 -tetraazacyclotetradecane-1,4,8-triacetamide, 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane -1,4,8,11-tetrakis (N, N-dimethyl acetamide), 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-1, 4,8-tris (N, N-dimethyl acetamide), 1,4 , 8,11 -tetraazacyclotetradecane-1,4,8,1 1 -tetrapropanamide and 1,4,8,11 -tetrakis [2- (ethylthio) ethyl] 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane,
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ainsi que les macrocycles greffés décrits dans les exemples exposés ciaprès dans la présente description. as well as the grafted macrocycles described in the examples set out below in the present description.
L'invention aussi pour objet un complexe de coordination comprenant comme ligand organique, un des dérivés de polyazacyloalcanes greffés ou non greffés, tels qu'ils sont définis précédemment, et comme cation métallique un cation métallique de métal lourd de préférence choisi parmi le plomb, le mercure ou le cadmium et plus particulièrement les complexes suivants :
le [1,4,8,11-tétraazacyclotétradécane-1,4,8,11-tétraacétamide] plomb(Il), plus particulièrement sous forme de diacétate, le [1,4,8,11-tëtraazacyclotétradécane-1,4,8,11-tétraacétamide] cadmium(Il), plus particulièrement sous forme de dichlorure, le [1 ,4,8,1 1 -tétraazacyclotétradécane-1 ,4,8,1 1 -tétrakis(A/,/V-diméthyl acétamide)] cadmium())), plus particulièrement sous forme de dichlorure, le [1 ,4,8,1 1 -tétraazacyclotétradécane-1 ,4,8,1 1-tétrakis(A/,A/- diméthylacétamide)] plomb(il), plus particulièrement sous forme de Ditétraphénylborate, et
le 11-tétrakis[2-(éthylthio) éthyl]-1,4,8,11-tétraazacyclotétradécane] mer- cure(Il), plus particulièrement sous forme de dichlorure,
Les différentes méthodes de greffage des polyazamacrocycles sont résumées en trois schémas de préparation possibles : - Le greffage par condensation d'une fonction N-trialcoxysilane portée par un ligand préalablement N-polyfonctionnalisé avec les groupements silanol d'un gel de silice. A subject of the invention is also a coordination complex comprising, as organic ligand, one of the grafted or ungrafted polyazacyloalkane derivatives, as defined above, and as metal cation, a metal cation of heavy metal preferably chosen from lead, mercury or cadmium and more particularly the following complexes:
[1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-1,4,8,11-tetraacetamide] lead (II), more particularly in the form of diacetate, [1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane-1,4, 8,11-tetraacetamide] cadmium (II), more particularly in the form of dichloride, [1, 4,8,1 1 -tetraazacyclotetradecane-1, 4,8,1 1 -tetrakis (A /, / V-dimethyl acetamide )] cadmium ())), more particularly in the form of dichloride, [1, 4,8,1 1 -tetraazacyclotetradecane-1, 4,8,1 1-tetrakis (A /, A / - dimethylacetamide)] lead ( il), more particularly in the form of Ditetraphenylborate, and
11-tetrakis [2- (ethylthio) ethyl] -1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane] mercury (II), more particularly in the form of dichloride,
The various methods of grafting polyazamacrocycles are summarized in three possible preparation schemes: Grafting by condensation of an N-trialkoxysilane function carried by a ligand N-polyfunctionalized beforehand with the silanol groups of a silica gel.
- Le greffage par condensation d'une chaîne n-alkyltrialcoxysilane halogénée avec les groupements silanol d'un gel de silice. Le ligand préalablement Npolyfonctionnalisé possédant une fonction amine secondaire endocyclique est greffé au cours d'une seconde étape sur le gel modifié par réaction de l'halogénure d'alkyle sur l'amine. - Grafting by condensation of a halogenated n-alkyltrialkoxysilane chain with the silanol groups of a silica gel. The previously Npolyfunctionalized ligand possessing an endocyclic secondary amine function is grafted during a second step onto the gel modified by reaction of the alkyl halide with the amine.
- Le greffage par condensation d'une chaîne n-alkyltrialcoxysilane halogénée avec les groupements silanol d'un gel de silice. Le ligand préalable-
ment N-polyf onction n al isé et porteur d'un substituant du type alkyl ou arylamine - Grafting by condensation of a halogenated n-alkyltrialkoxysilane chain with the silanol groups of a silica gel. The prior ligand
ment N-polyf unction n alized and carrying a substituent of the alkyl or arylamine type
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primaire ou secondaire terminale est greffé au cours d'une seconde étape sur le gel modifié par réaction de l'halogénure d'alkyle sur l'amine. primary or terminal secondary is grafted during a second step on the gel modified by reaction of the alkyl halide with the amine.
Selon un dernier aspect de la présente invention, celle-ci a pour objet l'utilisation des composés greffés ou non, tels que définis précédemment pour éliminer les métaux lourds d'un liquide en contenant. Comme exemple de liquides, il y a l'eau, telle que les effluents aqueux, les eaux de procédé, les eaux potables ou les fluides biologiques comme le sang ; comme autre exemple de liquide, il y a le peroxyde d'hydrogène qui doit être exempt de tous cations métalliques lorsqu'il est utilisé dans la fabrication des composants électroniques. L'invention a plus particulièrement pour objet l'utilisation telle que définie ci-dessus, pour éliminer le plomb, le cadmium ou le mercure d'un liquide en contenant. Les applications du type extraction solide/liquide utiliseront de préférence des gels de silice modifiés par des tétraazacycloalcanes portant trois chaînes latérales coordinantes tandis que les ligands libres di-, tri- ou tétrafonctionnalisés seront mieux adaptés aux applications médicales. According to a last aspect of the present invention, the latter relates to the use of compounds, grafted or not, as defined above for removing heavy metals from a liquid containing them. As an example of liquids, there is water, such as aqueous effluents, process water, drinking water or biological fluids such as blood; another example of a liquid is hydrogen peroxide which must be free from all metal cations when used in the manufacture of electronic components. A more particular subject of the invention is the use as defined above, for removing lead, cadmium or mercury from a liquid containing them. Applications of the solid / liquid extraction type will preferably use silica gels modified with tetraazacycloalkanes carrying three coordinating side chains, while the free di-, tri- or tetrafunctionalized ligands will be better suited to medical applications.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter
I) Synthèses de macrocycles fonctionnalisés non greffés
Exemple 1 : 1,4,8,11-tétraazacvclotétradécane-1,4,8-triacétamide (Composé 5) A) 1-benzvl 1.4.8. 11 -tétraazacvclotétradécane (Composé z. The following examples illustrate the invention without however limiting it.
I) Syntheses of ungrafted functionalized macrocycles
Example 1: 1,4,8,11-tetraazacvclotetradecane-1,4,8-triacetamide (Compound 5) A) 1-benzvl 1.4.8. 11 -tetraazacvclotetradecane (Compound z.
40 grammes (0,200 mole) de 1,4,8,11-tétraazacyclotétradécane (cyclame) sont dissous dans 1 litre de chloroforme contenant 35 grammes de carbonate de potassium anhydre en excès (0,330 mole). Une solution de 5 grammes de bromure de benzyle (0,029 mole) dans 100 ml de chloroforme, est additionnée goutte à goutte pendant 1 heure, puis le mélange réactionnel est agité 18 heures à température ambiante. Après filtration et évaporation du solvant, le résidu est dissout dans 200 ml d'éther anhydre. Après filtration, l'éther est évaporé et le résidu est re-dissout dans 50 ml de pentane Après évaporation du pentane, on obtient le 40 grams (0.200 mol) of 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane (cyclam) are dissolved in 1 liter of chloroform containing 35 grams of excess anhydrous potassium carbonate (0.330 mol). A solution of 5 grams of benzyl bromide (0.029 mol) in 100 ml of chloroform is added dropwise over 1 hour, then the reaction mixture is stirred for 18 hours at room temperature. After filtration and evaporation of the solvent, the residue is dissolved in 200 ml of anhydrous ether. After filtration, the ether is evaporated off and the residue is re-dissolved in 50 ml of pentane. After evaporation of the pentane, the product is obtained.
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produit attendu, sous la forme d'une huile incolore se solidifiant à température ambiante (Rendement : 93%). expected product, in the form of a colorless oil which solidifies at room temperature (Yield: 93%).
RMN du proton (200 MHz : CDCl3 ; # en ppm)
1,62-1,70 (qt, 3J = 7 Hz, 2H, [i-CH2) ; 1,77-1,88 (qt, 3J = 7 Hz, 2H, 6-CH2) ; 2,46-2,82 (m, 16H, a-CH2) ; 3,55 (s, 2H, CH2-Ph) ; 7,18-7,26(m, 5H, Ph). Proton NMR (200 MHz: CDCl3; # in ppm)
1.62-1.70 (qt, 3J = 7Hz, 2H, [i-CH2); 1.77-1.88 (qt, 3J = 7Hz, 2H, 6-CH2); 2.46-2.82 (m, 16H, α-CH2); 3.55 (s, 2H, CH2-Ph); 7.18-7.26 (m, 5H, Ph).
RMN du carbone 13C (50 MHz : CDCl3 ; # en ppm)
26,4 ((3-CH2) ; 28,8 (P-CH2) ; 47,6 (a-CH2) ; 48,1 (a-CH2) ; 49,1 (2C, a-CH2) ; 49,3 (a-CH2) ; 50,7 (a-CH2) ; 53,2 (a-CH2) ; 54,8 (a-CH2) ; 57,9 (CH2-Ph) ; 127,0 (Ph) ; 128,2 (2C, Ph) ; 129,3 (2C, Ph) ; 138,8 (Ph). 13C carbon NMR (50 MHz: CDCl3; # in ppm)
26.4 ((3-CH2); 28.8 (P-CH2); 47.6 (a-CH2); 48.1 (a-CH2); 49.1 (2C, a-CH2); 49, 3 (a-CH2); 50.7 (a-CH2); 53.2 (a-CH2); 54.8 (a-CH2); 57.9 (CH2-Ph); 127.0 (Ph); 128.2 (2C, Ph); 129.3 (2C, Ph); 138.8 (Ph).
Spectrométrie de masse (EI) : m/z : 290 [M]+.
Analyse élémentaire pour C17jj3o.U4 (PM 290,45)
<tb>
<tb> C <SEP> N <SEP> H
<tb> Calculés <SEP> 70,30% <SEP> 19,29% <SEP> 10,41%
<tb> Trouvés <SEP> 70,4% <SEP> 19,0% <SEP> 10,6%
<tb> <tb>
<tb> C <SEP> N <SEP> H
<tb> Calculated <SEP> 70.30% <SEP> 19.29% <SEP> 10.41%
<tb> Found <SEP> 70.4% <SEP> 19.0% <SEP> 10.6%
<tb>
B) 1-benz 1-1 4 8 11-tétraazac clotétradécane-4 8 11-triacétamide (Composé 3)
12 grammes (0,065 mole) d'iodoacétamide sont ajoutés à une solution contenant 5 grammes (0,017 mole) du composé 1, préparé au stade A, dans 50 ml d'eau à 80 C. Le pH est maintenu supérieur à 11par ajout de pastilles de potasse et après stabilisation, le milieu réactionnel est agité durant 15 minutes à 80 C puis à température ambiante durant 30 minutes. Après filtration, lavage du précipité par une solution de potasse 10-2 molaire puis par de l'acétone et séchage, on obtient 5,7 grammes d'une poudre blanche (Rendement : 72%).
B) 1-benz 1-1 4 8 11-tetraazac clotetradecane-4 8 11-triacetamide (Compound 3)
12 grams (0.065 mole) of iodoacetamide are added to a solution containing 5 grams (0.017 mole) of compound 1, prepared in Stage A, in 50 ml of water at 80 C. The pH is maintained above 11 by adding tablets potassium hydroxide and after stabilization, the reaction medium is stirred for 15 minutes at 80 ° C. then at room temperature for 30 minutes. After filtration, washing of the precipitate with a 10-2 molar solution of potassium hydroxide then with acetone and drying, 5.7 grams of a white powder are obtained (yield: 72%).
RMN du proton (200 MHz : D20 ; 8 en ppm)
1,58 (s large, 4H, ss-CH2) ; 2,45-2. 61 (m, 16H, a-CH2) ; 2,96 (s, 2H, CH2CO) ; 3,01 (s, 2H, CH2CO) ; 3,03 (s, 2H, CH2CO) ; 3,53 (s, 2H, CH2Ph) ; 7,28 (m, 5H, Ph). Proton NMR (200 MHz: D20; 8 in ppm)
1.58 (br s, 4H, ss-CH2); 2.45-2. 61 (m, 16H, α-CH2); 2.96 (s, 2H, CH2CO); 3.01 (s, 2H, CH2CO); 3.03 (s, 2H, CH2CO); 3.53 (s, 2H, CH2Ph); 7.28 (m, 5H, Ph).
RMN du carbone'3C (50 MHz ;D2O ; # en ppm)
22,3 (i-CH2) ; 23,3 (3-CHZ) ; 48,6 (a-CH2) ; 49,8 (a-CH2) ; 50,0 (a-CH2) ; 51,7 (a-CH2) ; 52,9 (2C, a-CH2) ; 53,2 (a-CH2) ; 61,7 (CH2CO) ; 61,9 (2C, CH2CO) 3C carbon NMR (50 MHz; D2O; # in ppm)
22.3 (i-CH2); 23.3 (3-CHZ); 48.6 (α-CH2); 49.8 (α-CH2); 50.0 (α-CH2); 51.7 (α-CH2); 52.9 (2C, α-CH2); 53.2 (α-CH2); 61.7 (CH2CO); 61.9 (2C, CH2CO)
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; 130,3 (Ph) ; 131,1 (2C, Ph) ; 132,7 (2C, Ph) ; 139,6 (Ph) ; 181,2 (CO) ; 181,4 (CO). ; 130.3 (Ph); 131.1 (2C, Ph); 132.7 (2C, Ph); 139.6 (Ph); 181.2 (CO); 181.4 (CO).
Spectrométrie de masse (EI) : m/z : 461 [M]+.
C) 1.4.8.1 1-tétraazacvclotétradécane-1.4.8-triacétamide (Composé 5)
4,7 grammes du composé 3 préparé au stade B (0,010 mole) sont dissous dans 70 ml d'acide acétique et 10 ml d'eau. 1 gramme de palladium à 10% sur charbon actif est ensuite ajouté et le mélange est agité sous atmosphère d'hydrogène pendant 16 heures. Après filtration et évaporation, le résidu est dissout dans le méthanol et filtré et le filtrat évaporé à sec. Le résidu blanc est redissout dans l'eau et évaporé à nouveau. Après séchage, on obtient 5,6 grammes du composé 5 sous forme d'acétate. C) 1.4.8.1 1-tetraazacvclotetradecane-1.4.8-triacetamide (Compound 5)
4.7 grams of compound 3 prepared in Stage B (0.010 mol) are dissolved in 70 ml of acetic acid and 10 ml of water. 1 gram of 10% palladium on activated carbon is then added and the mixture is stirred under a hydrogen atmosphere for 16 hours. After filtration and evaporation, the residue is dissolved in methanol and filtered and the filtrate evaporated to dryness. The white residue is redissolved in water and evaporated again. After drying, 5.6 grams of compound 5 are obtained in the form of acetate.
RMN du proton (200 MHz ;D2O ; 8 en ppm)
1,70 (m, 4H, ss-CH2) ; 1,84 (s, CH3C02-) ; 2,51 (t, 3J = 5,5 Hz, 2H, ?-CH2) ; 2,60 (t, 3J = 5,5 Hz, 2H, a-CH2) ; 2,65-2,90 (m, 8H, a-CH2) ; 3,05 (qt, 3J = 5,5 Hz, 4H, a-CH2) ; 3,17 (s, 2H, CH2CO) ; 3,31 (s, 2H, CH2CO) ; 3,54 (s, 2H, CH2CO). Proton NMR (200 MHz; D2O; 8 in ppm)
1.70 (m, 4H, ss-CH2); 1.84 (s, CH3CO2-); 2.51 (t, 3J = 5.5Hz, 2H,? -CH2); 2.60 (t, 3J = 5.5Hz, 2H, α-CH2); 2.65-2.90 (m, 8H, α-CH2); 3.05 (qt, 3J = 5.5Hz, 4H, α-CH2); 3.17 (s, 2H, CH2CO); 3.31 (s, 2H, CH2CO); 3.54 (s, 2H, CH2CO).
RMN du carbone 13C (50 MHz : D2O ; 8 en ppm)
25,6-25,7 (6-CH2 + CH3C02 ) ; 49,8 (a-CH2) ; 51,4 (a-CH2) ; 52,8 (a-CH2) ; 53,5 (a-CH2) ; 54,6 (a-CH2) ; 55,1 (a-CH2) ; 55,8 (a-CH2) ; 57,3 (a-CH2) ; 58,3 (CH2CO) ; 58,8 (CH2CO) ; 60,0 (CH2CO) ; 179,5-179,7 (CONH2 + CH3CO2-).
Exemple 2 : 1,4,8,11-tétraazacvclotétradécane-1,4,8,11-tétraacétamide (Composé 6)
22 grammes (0,119 mole) d'iodoacétamide sont ajoutés à 70 ml d'une solution aqueuse contenant 5 grammes de cyclame (0,025 mole) chauffée à 80 C. Le pH est maintenu supérieur à 11 par ajout de pastilles de potasse puis, après stabilisation du pH, le mélange est agité pendant 15 minutes à 80 C puis 30 minutes à température ambiante. Après filtration, lavage du précipité avec une solution aqueuse de potasse 10-2. molaire puis de l'acétone et séchage, on obtient 6,4 grammes de poudre blanche (Rendement : 60 %). 13C carbon NMR (50 MHz: D2O; 8 in ppm)
25.6-25.7 (6-CH2 + CH3CO2); 49.8 (α-CH2); 51.4 (α-CH2); 52.8 (α-CH2); 53.5 (α-CH2); 54.6 (α-CH2); 55.1 (α-CH2); 55.8 (α-CH2); 57.3 (α-CH2); 58.3 (CH2CO); 58.8 (CH2CO); 60.0 (CH2CO); 179.5-179.7 (CONH2 + CH3CO2-).
Example 2: 1,4,8,11-tetraazacvclotetradecane-1,4,8,11-tetraacetamide (Compound 6)
22 grams (0.119 mole) of iodoacetamide are added to 70 ml of an aqueous solution containing 5 grams of cyclam (0.025 mole) heated to 80 C. The pH is maintained above 11 by adding potassium tablets then, after stabilization of the pH, the mixture is stirred for 15 minutes at 80 ° C. then 30 minutes at room temperature. After filtration, washing of the precipitate with an aqueous solution of potassium hydroxide 10-2. molar followed by acetone and drying, 6.4 grams of white powder are obtained (yield: 60%).
<Desc/Clms Page number 10> <Desc / Clms Page number 10>
RMN du proton (200 MHz : D20 + D2S04, pD < 1 : 8 en ppm)
1,96 (m, 4H, ss-CH2) ; 3,22 (m, 8H, a-CH2) ; 3,54 (s large, 8H, a-CH2) ; 3,9 (s large, 8H, CH2CO) ; 4,9 (HOD)
RMN du carbone 13C (50 MHz : D90 + DgS04, pH < 1 ; 8 en ppm) 19,7 ((3-CH2) ; 47,7 (a-CH2) ; 51,8 (a-CH2) ; 58,6 (a-CH2) ; 169,2 (CO) Spectrométrie de masse (EI) : m/z : 429 [M + H]+.
Analyse élémentaire pour C1sH36Ns04i.EM = 428.54)
Proton NMR (200 MHz: D20 + D2S04, pD <1: 8 in ppm)
1.96 (m, 4H, ss-CH2); 3.22 (m, 8H, α-CH2); 3.54 (br s, 8H, α-CH2); 3.9 (br s, 8H, CH2CO); 4.9 (HOD)
13C carbon NMR (50 MHz: D90 + DgSO4, pH <1; 8 in ppm) 19.7 ((3-CH2); 47.7 (a-CH2); 51.8 (a-CH2); 58, 6 (a-CH2); 169.2 (CO) Mass spectrometry (EI): m / z: 429 [M + H] +.
Elemental analysis for C1sH36Ns04i.EM = 428.54)
<tb>
<tb> C <SEP> N <SEP> H
<tb> Calculés <SEP> 50,45% <SEP> 26,15% <SEP> 8,47%
<tb> Trouvés <SEP> 50,64% <SEP> 26,60% <SEP> 8,61 <SEP> % <SEP>
<tb> <tb>
<tb> C <SEP> N <SEP> H
<tb> Calculated <SEP> 50.45% <SEP> 26.15% <SEP> 8.47%
<tb> Found <SEP> 50.64% <SEP> 26.60% <SEP> 8.61 <SEP>% <SEP>
<tb>
Des monocristaux du ligand libre 6 sont obtenus par évaporation lente d'une solution aqueuse. La structure radiocristallographique indique la présence de deux molécules d'eau par molécule de ligand. Le composé cristallise dans le groupe spatial monoclinique P21/n (a = 10,5939(9) ; b = 5,1252(3) Â ; c =
22,100{1) ; (3 = 100,365(9) ; V = 1180,36(14) Â3 ; Z = 2 ; R = 7,00%). Single crystals of free ligand 6 are obtained by slow evaporation of an aqueous solution. The radiocrystallographic structure indicates the presence of two water molecules per ligand molecule. The compound crystallizes in the monoclinic space group P21 / n (a = 10.5939 (9); b = 5.1252 (3) Â; c =
22,100 (1); (3 = 100.365 (9); V = 1180.36 (14) Å3; Z = 2; R = 7.00%).
Une vue ORTEP du macrocycle est représentée à la figure 1. An ORTEP view of the macrocycle is shown in Figure 1.
Exemple 3 : 1 48 11-tétraazac clotétradécane-1 48-tris N J\Ldiméth acétamide) (Composé 8). Example 3: 1 48 11-tetraazac clotetradecane-1 48-tris N (Dimeth acetamide) (Compound 8).
A) 1-benzvl 1,4,8 11-tëtraazacyclotétradécane-4,8,11-tris(N,N diméthyl- acétamide) (Composé 7). A) 1-Benzvl 1,4,8 11-tetraazacyclotetradecane-4,8,11-tris (N, N dimethylacetamide) (Compound 7).
A 5,8 grammes (0,020 mole) du composé 1 préparé au stade A de l'exemple 1, dissous dans 30 ml d'eau à 80 C, sont ajoutés 10,8 grammes (0,089 mole)
de chloro-(N,N diméthyl)acétamide. Le pH est ajusté à 11 par ajout de pastilles de KOH. Après stabilisation du pH, le milieu réactionnel est agité pendant 15 minutes à 80 C puis 30 minutes à température ambiante. Après extraction au chloroforme, chromatographie sur alumine (CH2CI2) et évaporation du solvant, on isole 10,05 grammes d'une huile incolore (Rendement : 92%).
of chloro- (N, N dimethyl) acetamide. The pH is adjusted to 11 by adding KOH pellets. After stabilization of the pH, the reaction medium is stirred for 15 minutes at 80 ° C. then 30 minutes at room temperature. After extraction with chloroform, chromatography on alumina (CH2Cl2) and evaporation of the solvent, 10.05 grams of a colorless oil are isolated (yield: 92%).
RMN du proton (200 MHz : D20 + D2S04, pD < 1 : 8 en ppm) Proton NMR (200 MHz: D20 + D2S04, pD <1: 8 in ppm)
<Desc/Clms Page number 11> <Desc / Clms Page number 11>
2,35 (m, 4H, ss-CH2) ; 2,97-3,01 (2s larges, 18H, NCH3) ; 3,4-3,9 (m, 16H, a-CH2) ; 4,29 (s large, 2H, CH2CO) ; 4,39 (s large, 4H, CH2CO) ; 4,54 (s large, 2H, CH2Ph); 4,79 (HOD) ; 7,58 (s large, 5H, Ar)
RMN du carbone'3C (50 MHz : D?0 + D9so4, pD < 1 : 8 en ppm) 21,3 (i-CH2} ; 21,5 ((3-CH2) ; 38,3-38,8 (3C, NCH3) ; 46,9 (a-CH2) ; 48,7 (a- CH2) ; 49,6 (a-CH2) ; 49,8 (a-CH2) ; 51,0 (a-CH2) ; 53,0 (a-CH2) ; 53,1 (a-CH2) ; 53,3 (a-CH2) ; 59,1 (3C, CH2CO) ; 62,1 (CH2Ph) ; 130,7 (Ph) ; 132,3 (2C, Ph) ; 133,4 (Ph) ; 133,7 (2C, Ph) ; 167,2-167,2 (CO).
3C carbon NMR (50 MHz: D? 0 + D9so4, pD <1: 8 in ppm) 21.3 (i-CH2}; 21.5 ((3-CH2); 38.3-38.8 ( 3C, NCH3); 46.9 (a-CH2); 48.7 (a-CH2); 49.6 (a-CH2); 49.8 (a-CH2); 51.0 (a-CH2); 53.0 (a-CH2); 53.1 (a-CH2); 53.3 (a-CH2); 59.1 (3C, CH2CO); 62.1 (CH2Ph); 130.7 (Ph); 132.3 (2C, Ph); 133.4 (Ph); 133.7 (2C, Ph); 167.2-167.2 (CO).
B) 1,4.8,11-tétraazacyclotétradécane-1.4.8-tris(N,Idiméthyl acétamide) (Composé 8)
9 grammes (0,017 mole) du composé 7 préparé au stade précédent, sont dissous dans 100 ml d'acide acétique contenant 2 grammes de palladium à 10% sur charbon actif. Après inertage, agitation sous atmosphère d'hydrogène durant 16 heures, le milieu réactionnel est filtré, le solvant est évaporé et le résidu neutralisé par une solution aqueuse de potasse 10-2 molaire. Après extraction au chloroforme et évaporation à sec, on obtient 4,5 grammes d'une poudre blanche. B) 1,4.8,11-tetraazacyclotetradecane-1.4.8-tris (N, Idimethyl acetamide) (Compound 8)
9 grams (0.017 mol) of compound 7 prepared in the preceding stage are dissolved in 100 ml of acetic acid containing 2 grams of 10% palladium on activated carbon. After inerting, stirring under a hydrogen atmosphere for 16 hours, the reaction medium is filtered, the solvent is evaporated off and the residue neutralized with an aqueous solution of 10-2 molar potassium hydroxide. After extraction with chloroform and evaporation to dryness, 4.5 grams of a white powder are obtained.
(Rendement : 60 %)
RMN du proton (200 MHz : CDC13 : 8 en ppm)
1,6-1,7 (m, 4H, ss-CH2) ; 2,6-3,1 (m, 34H, a-CH2+NCH3) ; 3,2-3,4 (m, 6H, CH2CO). (Efficiency: 60%)
Proton NMR (200 MHz: CDC13: 8 in ppm)
1.6-1.7 (m, 4H, ss-CH2); 2.6-3.1 (m, 34H, α-CH2 + NCH3); 3.2-3.4 (m, 6H, CH2CO).
RMN du carbone 13C (50 MHz : CDCl3 ; # en ppm)
25,9 (2C, P-CH2) ; 35,5 (2C, NCH3) ; 36,9 (2C, NCH3) ; 37,1 (2C, NCH3) ; 46,8 (a-CH2) ; 47,4 (a-CH2) ; 50,7 (a-CH2) ; 51,5 (a-CH2) ; 51,6 (a-CH2) ; 52,5 (aCH2) ; 52,6 (a-CH2) ; 53,9 (a-CH2) ; 54,8 (a-CH2) ; 56,4 (a-CH2) ; 57,1 (a-CH2) ; 170,9-171,1 (CO).
25.9 (2C, P-CH2); 35.5 (2C, NCH3); 36.9 (2C, NCH3); 37.1 (2C, NCH3); 46.8 (α-CH2); 47.4 (α-CH2); 50.7 (α-CH2); 51.5 (α-CH2); 51.6 (α-CH2); 52.5 (aCH2); 52.6 (α-CH2); 53.9 (α-CH2); 54.8 (α-CH2); 56.4 (α-CH2); 57.1 (α-CH2); 170.9-171.1 (CO).
Exemple 4 : 1.4.8.11-tétraazacvclotétradécane-1.4.8,11-tétrakis (N .,Mdiméthylacétamide) (composé 9). Example 4: 1.4.8.11-tetraazacvclotetradecane-1.4.8,11-tetrakis (N., Mdimethylacetamide) (compound 9).
15 grammes (0,123 mole) de {N,N diméthyl) chloroacétamide sont ajoutés à 5 grammes (0,025 mole) de cyclame, dissous dans 25 ml d'eau à 80 C. Le pH est maintenu supérieur à 11par ajout de pastilles de potasse. Après stabi- 15 grams (0.123 mol) of {N, N dimethyl) chloroacetamide are added to 5 grams (0.025 mol) of cyclam, dissolved in 25 ml of water at 80 ° C. The pH is maintained above 11 by adding potassium tablets. After stabi-
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lisation, le milieu réactionnel est agité 15 minutes à 80 C puis à température ambiante pendant 30 minutes. Le précipité est filtré et lavé par une solution de potasse 10-2 molaire, puis par de l'acétone. Après séchage sous vide, on obtient 13 g d'une poudre blanche (Rendement : 95 %). lization, the reaction medium is stirred for 15 minutes at 80 ° C. then at room temperature for 30 minutes. The precipitate is filtered off and washed with a 10-2 molar solution of potassium hydroxide, then with acetone. After drying under vacuum, 13 g of a white powder are obtained (yield: 95%).
RMN duproton (200 MHz : CDC13 : # en ppm)
1,5 (m, 4H, (3-chez) ; 2,46 (t, 3J = 6.8 Hz, 8H, a-CH2) ; 2,53 (s, 8H, a-CH2) ; 2,79 (s, 12H, NCH3); 2,98 (s, 12H, NCH3) ; 3,17 (s, 8H, CH2CO). Proton NMR (200 MHz: CDC13: # in ppm)
1.5 (m, 4H, (3-chez); 2.46 (t, 3J = 6.8Hz, 8H, a-CH2); 2.53 (s, 8H, a-CH2); 2.79 (s , 12H, NCH3); 2.98 (s, 12H, NCH3); 3.17 (s, 8H, CH2CO).
RMN du carbone 13C (50 MHz ; CDC13 ; 8 en ppm)
24,4 (ss-CH2) ; 35,5 (NCH3) ; 37,2 (NCH3) ; 50,7 (a-CH2) ; 51,3 (a-CH2) ; 57,3 (CH2CO) ; 170,8 (CO). 13C carbon NMR (50 MHz; CDC13; 8 in ppm)
24.4 (ss-CH2); 35.5 (NCH3); 37.2 (NCH3); 50.7 (α-CH2); 51.3 (α-CH2); 57.3 (CH2CO); 170.8 (CO).
Spectrométrie infra rouge (KBr : en cm -1) : 1668 ; 1654 ; 1638 ; 1400 cm-1. Infrared spectrometry (KBr: in cm -1): 1668; 1654; 1638; 1400 cm-1.
Spectrométrie de masse (EI) : m/z : 542 [M + H]+.
Exemple 5 : 1-(o-nitro benzvl) 1.4,8,11-tétraazacyclotétradécane- 4.8.11-tri-acétamide (Composé 4) A 1- nitro benzy -1,4,8,11-tétraazacyclotétradécane (Composé 2). Example 5: 1- (o-nitro benzvl) 1.4,8,11-tetraazacyclotetradecane-4.8.11-tri-acetamide (Compound 4) A 1-nitro benzy -1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane (Compound 2).
110 grammes (0,550 mole) de cyclame et 75 g (0,71 mole) de carbonate de sodium sont dissous dans 1,5 litres de chloroforme, puis 20 grammes de 1-bromo- 4-nitro benzène (0,093 mole) dilués dans 200 ml de chloroforme sont ajoutés goutte à goutte pendant 1 heure. Le mélange réactionnel est agité 24 heures, à température ambiante. Après filtration, le solvant est évaporé et le résidu dissous dans 200 ml de toluène chaud. Après filtration et évaporation du toluène, on obtient 30 grammes d'une huile jaune pâle se solidifiant à température ambiante (Rendement : 95%). 110 grams (0.550 mol) of cyclam and 75 g (0.71 mol) of sodium carbonate are dissolved in 1.5 liters of chloroform, then 20 grams of 1-bromo-4-nitro benzene (0.093 mol) diluted in 200 ml of chloroform are added dropwise over 1 hour. The reaction mixture is stirred for 24 hours at room temperature. After filtration, the solvent is evaporated off and the residue dissolved in 200 ml of hot toluene. After filtration and evaporation of the toluene, 30 grams of a pale yellow oil are obtained which solidify at room temperature (yield: 95%).
RMN du proton (200 MHz ; CDC13 ; 8 en ppm)
1,58 (qt, 2H, ss-CH2) ; 1,76 (qt, 2H, (3-CH2) ; 2,3-2,8 (m, 16H, a-CH2) ; 3,47 (s, 2H, CH2Ph) ; 7,45 (d, 3J = 8,9 Hz, 2H, Ph) ; 8,04(d, 3J = 8,9 Hz, 2H, Ph). Proton NMR (200 MHz; CDCl3; 8 in ppm)
1.58 (qt, 2H, ss-CH2); 1.76 (qt, 2H, (3-CH2); 2.3-2.8 (m, 16H, a-CH2); 3.47 (s, 2H, CH2Ph); 7.45 (d, 3J = 8.9Hz, 2H, Ph); 8.04 (d, 3J = 8.9Hz, 2H, Ph).
<Desc/Clms Page number 13><Desc / Clms Page number 13>
RMN du carbone'3C (50 MHz ; CDC13 ; 8 en ppm)
26,3 (i-CH2) ; 28,8 (i-CH2) ; 47,4 (a-CH2) ; 48,2 (a-CH2) ; 48,8 (a-CH2) ; 49,4 (a-CH2) ; 49,5 (a-CH2) ; 51,2 (a-CH2) ; 53,7 (a-CH2) ; 55,4 (a-CH2) ; 57,8 (a- CH2) ; 123,5 (2C, Ph) ; 129,6 (2C, Ph) ; (Ph) ; 147,4 (Ph). 3C carbon NMR (50 MHz; CDCl3; 8 in ppm)
26.3 (i-CH2); 28.8 (i-CH2); 47.4 (α-CH2); 48.2 (α-CH2); 48.8 (α-CH2); 49.4 (α-CH2); 49.5 (α-CH2); 51.2 (α-CH2); 53.7 (α-CH2); 55.4 (α-CH2); 57.8 (α-CH2); 123.5 (2C, Ph); 129.6 (2C, Ph); (Ph); 147.4 (Ph).
B) 1-(p-Nitro benzvl) 1.4.8,11 -tétraazacyclotétradécane-4,8,1 1 - triacétamide (Composé 4). B) 1- (p-Nitro benzvl) 1.4.8,11 -tetraazacyclotetradecane-4,8,1 1 - triacetamide (Compound 4).
5,5 g (0,016 mole) du composé 2, obtenu au stade précédent, sont dissous dans 40 ml d'eau à 80 C, puis on ajoute 10,4 g (0,056 mole) d'iodoacétamide, le pH est maintenu supérieur à 11 par ajout de pastilles de potasse et le milieu réactionnel est agité à 80 C pendant 15 minutes, puis à température ambiante pendant 30 minutes. Après filtration, le précipité est lavé par une solution de potasse 10-2 molaire et par 50 ml d'acétone. Après séchage, on obtient 8 g d'une poudre jaune-marron (Rendement = 96 %). 5.5 g (0.016 mole) of compound 2, obtained in the preceding stage, are dissolved in 40 ml of water at 80 C, then 10.4 g (0.056 mole) of iodoacetamide are added, the pH is maintained above 11 by adding potassium hydroxide pellets and the reaction medium is stirred at 80 ° C. for 15 minutes, then at room temperature for 30 minutes. After filtration, the precipitate is washed with a 10-2 molar solution of potassium hydroxide and with 50 ml of acetone. After drying, 8 g of a yellow-brown powder are obtained (yield = 96%).
RMN du proton (200 MHz : D20 + D2SO4 ; pD < 1 : 8 en ppm)
0,9-1,1 (m, 4H, ss-CH2) ; 2,2-2,4 (m, 8H, a-CH2) ; 2,5-2,7 (m, 8H, a-CH2) ; 2,99 (s large, 6H, CH2CO) ; 3,4 (s large, 2H, CH2Ph) ;5,21 (HOD) ; 6,53 (d, 3J = 7,7 Hz, 2H, Ph) ; 7,00 (d, 3J = 7,7 Hz, 2H, Ph). Proton NMR (200 MHz: D20 + D2SO4; pD <1: 8 in ppm)
0.9-1.1 (m, 4H, ss-CH2); 2.2-2.4 (m, 8H, α-CH2); 2.5-2.7 (m, 8H, α-CH2); 2.99 (br s, 6H, CH2CO); 3.4 (br s, 2H, CH2Ph), 5.21 (HOD); 6.53 (d, 3J = 7.7Hz, 2H, Ph); 7.00 (d, 3J = 7.7Hz, 2H, Ph).
RMN du carbone 13C (50 MHz : D2O + D2S04 : pD < 1 : 8 en ppm)
18,3 (2C, ss-CH2), 44,3 ( a-CH2) ; 45,8 (a-CH2) ; 46,4 (2C, a-CH2) ; 48,8 (aCH2) ; 50,6 (3C, a-CH2) ; 57,7 (3C, CH2CO) ; 59,8 (CH2Ph) ; 126,2 (Ph) ; 133,6 (Ph) ; 136,3 (Ph) ; 150,2 (Ph) ; 167,4 (Ph) ; 167,8 (CO).
18.3 (2C, ss-CH2), 44.3 (a-CH2); 45.8 (α-CH2); 46.4 (2C, α-CH2); 48.8 (aCH2); 50.6 (3C, α-CH2); 57.7 (3C, CH2CO); 59.8 (CH2Ph); 126.2 (Ph); 133.6 (Ph); 136.3 (Ph); 150.2 (Ph); 167.4 (Ph); 167.8 (CO).
Exemple 6 1-benzvl 4.8,11-tris[(2-éthylthio) éthvil 1.4.8.11- tétraazacvclo- tétradécane (Composé 12). Example 6 1-Benzvl 4.8,11-tris [(2-ethylthio) ethvil 1.4.8.11-tetraazacylotetradecane (Compound 12).
A 5 grammes (0,017 mole) du composé 1 préparé au stade A de l'exemple 1, dissous dans 100 ml d'acétonitrile, sont ajoutés 10,7 grammes (0,086 mol) de 1-chloro-2-(éthylthio) éthane et 10 grammes (0,0943 mol) de carbonate de sodium. Le mélange réactionnel est laissé au reflux 48 heures. Après filtration, évaporation, purification sur alumine (éluant : CH2CI2/pentane 1/1 v/v) et évaporation To 5 grams (0.017 mol) of compound 1 prepared in Stage A of Example 1, dissolved in 100 ml of acetonitrile, are added 10.7 grams (0.086 mol) of 1-chloro-2- (ethylthio) ethane and 10 grams (0.0943 mol) of sodium carbonate. The reaction mixture is left at reflux for 48 hours. After filtration, evaporation, purification on alumina (eluent: CH2Cl2 / pentane 1/1 v / v) and evaporation
<Desc/Clms Page number 14><Desc / Clms Page number 14>
des solvants, on obtient 4 grammes de composé sous la forme d'une huile jaune (Rendement : 42%). of the solvents, 4 grams of compound are obtained in the form of a yellow oil (yield: 42%).
RMN du proton (200 MHz : CDCl3 ; # en ppm)
1,0-1,2 (m, 9H, CH3) ; 1,4-1,5 (m, 4H, 3-CH2} ; 2,3-2,5 (m, 34H, p- CH2+SCH2) ; 3,42 (s, 2H, CH2Ph) ; 7,0-7,2 (m, 5H, Ph). Proton NMR (200 MHz: CDCl3; # in ppm)
1.0-1.2 (m, 9H, CH3); 1.4-1.5 (m, 4H, 3-CH2}; 2.3-2.5 (m, 34H, p- CH2 + SCH2); 3.42 (s, 2H, CH2Ph); 7.0 -7.2 (m, 5H, Ph).
RMN du carbone'3C (50 MHz : CDC13 : 8 en ppm)
15,1 (3C, CH3) ; 23,9 ((3-CH2) ; 24,3 ((3-CH2) ; 26,2 (3C, SCH2) ; 29,2 (CH2S) ; 29,3 (CH2S) ; 29,4 (CH2S) ; 51,2 (a-CH2) ; 51,4 (a-CH2) ; 51,5 (2C, aCH2) ; 51,6 (2C, a-CH2) ; 51,7 (a-CH2) ; 55,2 (a-CH2) ; 55,3 (2C, a-CH2) ; 55,4 (a- CH2) ; 59,9 (CH2Ph); 126,7 (Ph) ; 126,8 (2C, Ph) ; 128,1(2C, Ph) ; 139,9 (Ph).
15.1 (3C, CH3); 23.9 ((3-CH2); 24.3 ((3-CH2); 26.2 (3C, SCH2); 29.2 (CH2S); 29.3 (CH2S); 29.4 (CH2S); 51.2 (a-CH2); 51.4 (a-CH2); 51.5 (2C, aCH2); 51.6 (2C, a-CH2); 51.7 (a-CH2); 55.2 (a-CH2); 55.3 (2C, a-CH2); 55.4 (a-CH2); 59.9 (CH2Ph); 126.7 (Ph); 126.8 (2C, Ph); 128 , 1 (2C, Ph); 139.9 (Ph).
Exemple 7 : 1-(rrnitrobenzvl) 4.8,11-trls[(2-éthylthio) éthyll-1,4.8.11- tétraaza-cyclotétradécane (Composé 13). Example 7: 1- (rrnitrobenzvl) 4.8,11-trls [(2-ethylthio) ethyl-1,4.8.11-tetraaza-cyclotetradecane (Compound 13).
A 4,7 grammes (0,014 mole) du composé 2, préparé au stade de l'exemple 5, dissous dans 80 ml d'acétonitrile, sont ajoutés 7 grammes (0,056 mole) de 1chloro-2-(éthylthio) éthane et 10 grammes (0,094 mole) de carbonate de sodium. To 4.7 grams (0.014 mol) of compound 2, prepared in the stage of Example 5, dissolved in 80 ml of acetonitrile, are added 7 grams (0.056 mol) of 1chloro-2- (ethylthio) ethane and 10 grams (0.094 mole) of sodium carbonate.
Le mélange réactionnel est laissé 48 heures au reflux. Après filtration, réduction du volume de solvant, purification sur alumine (éluant : CH2CI2/pentane 1/1 v/v) et évaporation des solvants, on obtient 2,1 grammes d'une huile jaune-orange (Rendement : 25%). Une deuxième fraction peut être éluée avec le mélange CH2CI2/CH30H (98/2 v/v) qui correspond à un mélange constitué du composé 13 et de son analogue disubstitué.
RMN du proton ,200 MHz : CDC13, 8 en ppm)
0,8-1,0 (m, 9H, CH3) 1,35 (m, 4H, (3-CH2) , 2,1-2,5 (m, 36H, a-CH2 + SCH2) ; 3,33 (s, 2H, CH2Ph) ; 7,25 (d, 3J = 8,3 Hz, 2H, Ph) ; 7,83 (d, 3J = 8,3 Hz, 2H, Ph). Proton NMR, 200 MHz: CDC13, 8 in ppm)
0.8-1.0 (m, 9H, CH3) 1.35 (m, 4H, (3-CH2), 2.1-2.5 (m, 36H, a-CH2 + SCH2); 3.33 (s, 2H, CH2Ph); 7.25 (d, 3J = 8.3Hz, 2H, Ph); 7.83 (d, 3J = 8.3Hz, 2H, Ph).
RMN du carbone 13C (50 MHz ; CDC13 ; # en ppm)
15,0 (3C, CH3) ; 23,9 (3-CH2) ; 24,3 (i-CH2) ; 26,3 (3C, SCH2) ; 29,3 (3C, CH2S) ; 51,4 (8C, a-CH2) ; 55,2 (3C, a-CH2) ; 59,2 (CH2Ph) ; 123,5 (2C, Ph) ; 129,4 (2C, Ph) ; 147,0 (Ph) ; 149,3 (Ph). 13C carbon NMR (50 MHz; CDCl3; # in ppm)
15.0 (3C, CH3); 23.9 (3-CH2); 24.3 (i-CH2); 26.3 (3C, SCH2); 29.3 (3C, CH2S); 51.4 (8C, α-CH2); 55.2 (3C, α-CH2); 59.2 (CH2Ph); 123.5 (2C, Ph); 129.4 (2C, Ph); 147.0 (Ph); 149.3 (Ph).
<Desc/Clms Page number 15> <Desc / Clms Page number 15>
Exemple 8: 1-[p-aminobenzvl)-4,8,11-tris(2-éthvlthio) éthvil-1,4.8.11- tétraazacyclotétradécane (Composé 14).
Example 8: 1- [p-aminobenzvl) -4,8,11-tris (2-ethvlthio) ethvil-1,4.8.11-tetraazacyclotetradecane (Compound 14).
A 0,5 gramme (0,83 mmol) de composé 13 obtenu à l'exemple 7, dissous dans 60 ml d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique tétramolaire, sont ajoutés 5 grammes (0,076 mol) de poudre de zinc. Le mélange réactionnel est porté 5 heures au reflux. Après filtration, alcalinisation de la solution par ajout de pastilles de potasse, extraction au dichlorométhane, séchage des phases organiques et évaporation du solvant, on obtient un résidu correspondant au produit attendu.
Exemple 9 1.4.8,11 -tétrakisr(2-éthylthio) éthyll-1.4,8,11- tétraazacvclotétra- décane (Composé 15). To 0.5 gram (0.83 mmol) of compound 13 obtained in Example 7, dissolved in 60 ml of an aqueous solution of tetramolar hydrochloric acid, are added 5 grams (0.076 mol) of zinc powder. The reaction mixture is brought to reflux for 5 hours. After filtration, basification of the solution by adding potassium hydroxide tablets, extraction with dichloromethane, drying of the organic phases and evaporation of the solvent, a residue corresponding to the expected product is obtained.
Example 9 1.4.8,11 -tetrakisr (2-ethylthio) ethyl-1,4,8,11-tetraazacvclotetradecane (Compound 15).
A 2,5 grammes (0,012 mole) de cyclame dissous dans 150 ml d'acétonitrile sont ajoutés 8,7 grammes (0,070 mol) de 1-chloro 2-(éthylthio) éthane et 10 grammes (0,094 mole) de carbonate de sodium. Le mélange réactionnel est laissé 48 heures au reflux. Après filtration, évaporation, purification sur alumine (éluant : CH2CI2/pentane 1/1 v/v) et évaporation des solvants, on obtient 3,7 grammes d'une huile jaune (Rendement : 54%). To 2.5 grams (0.012 mol) of cyclam dissolved in 150 ml of acetonitrile are added 8.7 grams (0.070 mol) of 1-chloro 2- (ethylthio) ethane and 10 grams (0.094 mol) of sodium carbonate. The reaction mixture is left for 48 hours at reflux. After filtration, evaporation, purification on alumina (eluent: CH2Cl2 / pentane 1/1 v / v) and evaporation of the solvents, 3.7 grams of a yellow oil are obtained (yield: 54%).
RMN du proton (200 MHz : CDC13 ; 8 en ppm)
1,21 (t, 3J = 7,4 Hz, 12H, CH3) ; 1,56 (qt,3J = 6,5 Hz, 4H, ss-CH2) ; 2,2-2,8 (m, 40H, a-CH2+SCH2). Proton NMR (200 MHz: CDCl3; 8 in ppm)
1.21 (t, 3J = 7.4Hz, 12H, CH3); 1.56 (qt, 3J = 6.5Hz, 4H, ss-CH2); 2.2-2.8 (m, 40H, α-CH2 + SCH2).
RMN du carbone'3C (50 MHz : CDCl3 ; # en ppm)
15,0 (CH3) ; 24,0 (ss-CH2) ; 26,3 (SCH2) ; 29,3 (CH2S) ; 51,3 (a-CH2) ; 51,6 (a-CH2) ; 55,4 (a-CH2). 3C carbon NMR (50 MHz: CDCl3; # in ppm)
15.0 (CH3); 24.0 (ss-CH2); 26.3 (SCH2); 29.3 (CH2S); 51.3 (α-CH2); 51.6 (α-CH2); 55.4 (α-CH2).
Spectrométrie infra rouge (KBr : en cm -1) :
2927 ; 2798 ; 1675 ; 1453 ; 1373 ; 1265 ; 1115 ; 1057 ; 971 ; 750
Spectrométrie de masse (EI) : m/z : 553 [M + H]+. Infrared spectrometry (KBr: in cm -1):
2927; 2798; 1675; 1453; 1373; 1265; 1115; 1057; 971; 750
Mass spectrometry (EI): m / z: 553 [M + H] +.
<Desc/Clms Page number 16> <Desc / Clms Page number 16>
Exemple 10 1-r3-(triéthoxvsilvl) DropvH-l.4.8.11- tétraazacvclotétradécane (Composé 16).
Example 10 1-r3- (triethoxvsilvl) DropvH-1.4.8.11- tetraazacvclotetradecane (Compound 16).
Dans un réacteur de 6 litres, 72 grammes (0,359 mole) de cyclame et 15 grammes de carbonate de sodium séché à 100 C sous pression réduite pendant 24 h sont dissous dans 2,5 litres d'acétonitrile. On ajoute goutte à goutte, sous atmosphère d'azote, une solution de 24,2 grammes (0,073 mole) de triéthoxy (3iodo propyl) silane dans 500 ml d'acétonitrile et le tout est laissé 48 heures au reflux. Après évaporation du solvant, ajout de 100 ml de pentane, élimination du cyclame en excès par filtration et évaporation à sec, on obtient 15 grammes d'huile incolore (Rendement : 50,8%). In a 6 liter reactor, 72 grams (0.359 mol) of cyclam and 15 grams of sodium carbonate dried at 100 ° C. under reduced pressure for 24 h are dissolved in 2.5 liters of acetonitrile. A solution of 24.2 grams (0.073 mol) of triethoxy (3iodopropyl) silane in 500 ml of acetonitrile is added dropwise, under a nitrogen atmosphere, and the whole is left for 48 hours at reflux. After evaporation of the solvent, addition of 100 ml of pentane, elimination of the excess cyclam by filtration and evaporation to dryness, 15 grams of colorless oil are obtained (yield: 50.8%).
RMN du proton (200 MHz : CDCl3 ; # en ppm)
0,51 (t, 3J = 8,5 Hz, 2H, CH2Si) ; 1,15 (t, 3J = 8 Hz, 9H, CH3) ; 1,47 (m, 2H, CH2CH2Si) , 1,5-1,7 (m, 4H, ss-CH2) ; 2,3-2,7 (m, 18H, a-CH2) ; 3,75 (q, 3J = 8,5 Hz, 6H, OCH2). Proton NMR (200 MHz: CDCl3; # in ppm)
0.51 (t, 3J = 8.5Hz, 2H, CH2Si); 1.15 (t, 3J = 8Hz, 9H, CH3); 1.47 (m, 2H, CH2CH2Si), 1.5-1.7 (m, 4H, ss-CH2); 2.3-2.7 (m, 18H, α-CH2); 3.75 (q, 3J = 8.5Hz, 6H, OCH2).
RMN du carbone'3C (50 MHz :CDCl3 ; 8 en ppm)
8,1 (CH2Si) ; 18,4 (3C, CH3) ; 26,3 (CH2CH2Si) ; 28,9 (2C, ss-CH2) ; 47,7 (aCH2) ; 48,1 (a-CH2) ; 49,0 (a-CH2) ; 49,5 (2C, a-CH2) ; 51,0 (a-CH2) ; 53,4 (a-CH2) ; 54,6 (a-CH2) ; 55,5 (a-CH2) ; 58,3 (3C, OCH2). 3C carbon NMR (50 MHz: CDCl3; 8 in ppm)
8.1 (CH2Si); 18.4 (3C, CH3); 26.3 (CH2CH2Si); 28.9 (2C, ss-CH2); 47.7 (aCH2); 48.1 (α-CH2); 49.0 (α-CH2); 49.5 (2C, α-CH2); 51.0 (α-CH2); 53.4 (α-CH2); 54.6 (α-CH2); 55.5 (α-CH2); 58.3 (3C, OCH2).
II) Synthèses de macrocvcles fonctionnalisés greffés sur gel de silice
Exemple 11 : Gel de silice modifié par le 11-f3-(triéthoxvsilvl) dropez 1.4.8.11-tétraazacvclotétradécane-1.4.8-triacétamide
A 3 grammes (0,016 mole) d'iodoacétamide et 4 grammes (0,029 mole) de carbonate de potassium contenus dans 60 ml d'acétonitrile sont ajoutés à 2 grammes (0,005 mole) du composé 16 préparé à l'exemple 10, dissous dans 60 ml d'acétonitrile. Le mélange réactionnel est laissé 3 heures au reflux. Après filtration du carbonate de potassium, l'acétonitrile est évaporé à sec et on obtient une résidu sec correspondant au 11-[3-(triéthoxysilyl) propyl]-1,4,8,11tétraazacyclotétradécane-1,4,8-triacétamide. II) Syntheses of functionalized macrocvcles grafted on silica gel
Example 11: Silica gel modified by 11-f3- (triethoxvsilvl) drop 1.4.8.11-tetraazacvclotetradecane-1.4.8-triacetamide
To 3 grams (0.016 mol) of iodoacetamide and 4 grams (0.029 mol) of potassium carbonate contained in 60 ml of acetonitrile are added to 2 grams (0.005 mol) of compound 16 prepared in Example 10, dissolved in 60 ml of acetonitrile. The reaction mixture is left for 3 hours at reflux. After filtration of the potassium carbonate, the acetonitrile is evaporated to dryness and a dry residue is obtained corresponding to 11- [3- (triethoxysilyl) propyl] -1,4,8,11tétraazacyclotétradecane-1,4,8-triacetamide.
<Desc/Clms Page number 17> <Desc / Clms Page number 17>
RMN du carbone 3C (50 MHz : acétone-d6, 8 en ppm)
11,3 (CH2Si) ; 22,0 (3C, CH3) ; 62,1 (3C, OCH2) ; 178,5 (CONH2) ; 179,2 (CONH2); 179,8 (CONH2).
3C carbon NMR (50 MHz: acetone-d6.8 in ppm)
11.3 (CH2Si); 22.0 (3C, CH3); 62.1 (3C, OCH2); 178.5 (CONH2); 179.2 (CONH2); 179.8 (CONH2).
Dans un tricol muni d'un agitateur mécanique, 5 grammes de gel de silice
(KieselgeITM60, granulométrie : 0,2-0,5 mm, surface spécifique : 420 m2 g-1) séché sous pression réduite à 80 C pendant 16 heures, sont mélangés audit résidu, préalablement dissous dans 30 ml d'acétonitrile. Le mélange est laissé 48 heures au reflux. Après filtration, le gel de silice modifié est lavé à l'acétonitrile, au méthanol, à l'acétone et à l'éther, puis séché sous pression réduite à 80 C pendant 16 heures. L'analyse élémentaire de l'azote permet de déterminer un taux de greffage correspondant à 29.10-5 mole/gramme dans l'hypothèse d'un ligand trisubstitué ou de 37.10-5 mole/gramme dans le cas d'un ligand disubstitué.
(KieselgeITM60, particle size: 0.2-0.5 mm, specific surface area: 420 m2 g-1) dried under reduced pressure at 80 ° C. for 16 hours, are mixed with said residue, dissolved beforehand in 30 ml of acetonitrile. The mixture is left for 48 hours at reflux. After filtration, the modified silica gel is washed with acetonitrile, with methanol, with acetone and with ether, then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 16 hours. The elemental analysis of the nitrogen makes it possible to determine a grafting rate corresponding to 29.10-5 mole / gram in the hypothesis of a trisubstituted ligand or of 37.10-5 mole / gram in the case of a disubstituted ligand.
Exemple 12 : Gel de silice modifié par le l-F3-(triéthoxysilvi) propyll N,N=bisf(2-éthvlthio) éthyll-1.4.8,1 1 -tétraazacyclotétradécane. Example 12 Silica gel modified with 1-F3- (triethoxysilvi) propyll N, N = bisf (2-ethylthio) ethyl-1.4.8,1 1 -tetraazacyclotetradecane.
2,1 grammes (0,017 mole) de 1-chloro 2-(éthylthio) éthane et 10 grammes (0,094 mole) de carbonate de sodium contenus dans 10 ml d'acétonitrile sont ajoutés à 2 grammes (0,005 mole) du composé 16, préparé à l'exemple 10, dissous dans 100 ml d'acétonitrile. Le mélange réactionnel est laissé 48 heures au reflux. Après filtration du carbonate de potassium, l'acétonitrile est évaporé à sec.
Dans un tricol muni d'un agitateur mécanique, 5 g de gel de silice (KieselgelTM 60, granulométrie : 0,2-0,5 mm, surface spécifique : 420 m2 g-1) séché sous pression réduite à 80 C pendant 16 heures, sont mélangés audit résidu, préalablement dissous dans 30 ml d'acétonitrile. Le mélange est laissé 72 heures au reflux. Après filtration, le gel de silice modifié est lavé à l'acétonitrile, au méthanol, à l'acétone et à l'éther, puis séché sous pression réduite à 80 C pendant 16 heures. L'analyse élémentaire relative à l'azote et au soufre permet de déterminer un taux de greffage correspondant à 33.10-5 mole/gramme du ligand disubstitué. 2.1 grams (0.017 mol) of 1-chloro 2- (ethylthio) ethane and 10 grams (0.094 mol) of sodium carbonate contained in 10 ml of acetonitrile are added to 2 grams (0.005 mol) of compound 16, prepared in Example 10, dissolved in 100 ml of acetonitrile. The reaction mixture is left for 48 hours at reflux. After filtration of the potassium carbonate, the acetonitrile is evaporated to dryness.
In a three-necked flask fitted with a mechanical stirrer, 5 g of silica gel (KieselgelTM 60, particle size: 0.2-0.5 mm, specific surface: 420 m2 g-1) dried under reduced pressure at 80 C for 16 hours , are mixed with said residue, previously dissolved in 30 ml of acetonitrile. The mixture is left for 72 hours at reflux. After filtration, the modified silica gel is washed with acetonitrile, with methanol, with acetone and with ether, then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 16 hours. Elemental analysis relating to nitrogen and sulfur makes it possible to determine a grafting rate corresponding to 33.10-5 mol / gram of the disubstituted ligand.
<Desc/Clms Page number 18> <Desc / Clms Page number 18>
Exemple 13 : Gel de silice modifiée par le ll-[3-(triéthoxy silvl) Dropv!1 1,4,8,11-tétraazacvclotétradécane-1,4,8-tris(N,IVdiméthvl acétamide)
A 4,5 grammes (0,010 mole) du composé 8, préparé au stade B de l'exemple 3, dissous dans 100 ml d'acétonitrile sont ajoutés 5 grammes (0,047 mole) de carbonate de sodium et 5 grammes de gel de silice modifié par action du (3chloro propyl) (triéthoxy) silane séché sous pression réduite à 80 C durant 16 h. Example 13: Silica gel modified with II- [3- (triethoxy silvl) Dropv! 1 1,4,8,11-tetraazacvclotetradecane-1,4,8-tris (N, IVdimethoxy acetamide)
To 4.5 grams (0.010 mol) of compound 8, prepared in Stage B of Example 3, dissolved in 100 ml of acetonitrile are added 5 grams (0.047 mol) of sodium carbonate and 5 grams of modified silica gel by the action of (3chloropropyl) (triethoxy) silane dried under reduced pressure at 80 ° C. for 16 h.
Le mélange réactionnel, agité mécaniquement, est laissé quatre jours au reflux. Après filtration, le gel de silice modifié est lavé successivement à l'acétonitrile, à l'eau, au méthanol à l'acétone et à l'éther puis séché sous pression réduite pendant 16 heures à 80 C. L'analyse élémentaire relative à l'azote permet de déterminer un taux de greffage égal à 15.10-5 mole/gramme. The reaction mixture, stirred mechanically, is left for four days at reflux. After filtration, the modified silica gel is washed successively with acetonitrile, water, methanol, acetone and ether then dried under reduced pressure for 16 hours at 80 ° C. Elemental analysis relating to nitrogen makes it possible to determine a grafting rate equal to 15.10-5 mol / gram.
Exempte 14 : Gel de silice modifiée par le 1-r4-r3-ftriéthoxv silyl) pro-
pyli aminci benzyll 4,8,11-trisf2-(dithvlthio) éthyll 1,4,8,11- tétraazacvclotétradécane. Exempt 14: Silica gel modified with 1-r4-r3-ftriethox (silyl) pro-
pyli thinned benzyll 4,8,11-trisf2- (dithvlthio) ethyll 1,4,8,11-tetraazacvclotetradecane.
A 1 gramme (0,002 mole) du composé 14 préparé à l'exemple 8, dissous dans 20 ml d'acétonitrile, sont ajoutés 2 grammes (0,014 mole) de carbonate de potassium et 1 gramme de gel de silice modifié par du (3-chloropropyl) (triéthoxy) silane séché sous pression réduite à 80 C durant 16 h. Le mélange réactionnel, agité mécaniquement, est laissé 48 heures au reflux. Après filtration, lavage à l'acétonitrile à l'eau, au méthanol, à l'acétone puis à l'éther le gel est séché sous pression réduite pendant 16 heures à 80 C. L'analyse élémentaire relative à l'azote permet de déterminer un taux de greffage correspondant à 18.10-5 mole/gramme. To 1 gram (0.002 mol) of compound 14 prepared in Example 8, dissolved in 20 ml of acetonitrile, are added 2 grams (0.014 mol) of potassium carbonate and 1 gram of silica gel modified with (3- chloropropyl) (triethoxy) silane dried under reduced pressure at 80 ° C. for 16 h. The reaction mixture, stirred mechanically, is left for 48 hours at reflux. After filtration, washing with acetonitrile with water, with methanol, with acetone and then with ether, the gel is dried under reduced pressure for 16 hours at 80 C. The elemental analysis relating to nitrogen makes it possible to determine a grafting rate corresponding to 18.10-5 mol / gram.
III) Aptitude des macrocycles fonctionnalisés greffés ou non greffés complexer les métaux lourds
Exemple 15 : Diacétate de [1.4.8,11-tétraazacyclotétradécane-1,4,8,11 tétraacétamide 10mb Il
1 gramme (0,002 mole) de composé 6 préparé à l'exemple 2, est dissous dans 100 ml de méthanol. On ajoute à ce mélange une solution de 0,7 gramme III) Ability of grafted or ungrafted functionalized macrocycles to complex heavy metals
Example 15: [1.4.8,11-tetraazacyclotetradecane-1,4,8,11 tetraacetamide diacetate 10mb II
1 gram (0.002 mol) of compound 6 prepared in Example 2 is dissolved in 100 ml of methanol. A 0.7 gram solution is added to this mixture.
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d'acétate de plomb dans 20 ml de méthanol. Après évaporation partielle du méthanol, filtration et séchage, on isole 0,8 gramme d'un précipité blanc (Rendement : 45%)
Analyse élémentaire pour C22H42N8O8Pb (PM 753,82)
Elemental analysis for C22H42N8O8Pb (PM 753.82)
<tb>
<tb> C <SEP> N <SEP> H
<tb> Calculés <SEP> 35,05% <SEP> 14,86% <SEP> 5,62%
<tb> Trouvés <SEP> 35,37% <SEP> 15,29% <SEP> 5,49%
<tb> <tb>
<tb> C <SEP> N <SEP> H
<tb> Calculated <SEP> 35.05% <SEP> 14.86% <SEP> 5.62%
<tb> Found <SEP> 35.37% <SEP> 15.29% <SEP> 5.49%
<tb>
Exemple 16 : Dichlorure de [1.4.8,11-tétraazacyclotétradécane-1.4.8,11 tétraacétamidelcadmium(ll).
Example 16: [1.4.8,11-tetraazacyclotetradecane-1.4.8,11 tetraacetamidelcadmium (II) dichloride.
0,3 gramme (0,001 mole) du composé 6 préparé à l'exemple 2, est dissous dans 10 ml de méthanol et 2 ml d'eau. On ajoute à ce mélange, une solution de 0,129 gramme de chlorure de cadmium dans 10 ml de méthanol et on laisse le tout 2 heures au reflux. Après évaporation, filtration, et recristallisation, on obtient 0,32 gramme d'une poudre blanche (Rendement : 74 %). 0.3 gram (0.001 mol) of compound 6 prepared in Example 2 is dissolved in 10 ml of methanol and 2 ml of water. A solution of 0.129 gram of cadmium chloride in 10 ml of methanol is added to this mixture and the whole is left for 2 hours at reflux. After evaporation, filtration and recrystallization, 0.32 gram of a white powder is obtained (yield: 74%).
Spectrométrie de masse (LSIMS) : m/z : 541,8 [M + Cd]+. Mass spectrometry (LSIMS): m / z: 541.8 [M + Cd] +.
Analyse élémentaire pour C18H36N8O4CdCl2 2H20 (PM = 647.88)
<tb>
<tb> C <SEP> N <SEP> H
<tb> Calculés <SEP> 33,37% <SEP> 17,30% <SEP> 6,22% <SEP>
<tb> Trouvés <SEP> 33,38% <SEP> 16,91% <SEP> 6,56% <SEP>
<tb> <tb>
<tb> C <SEP> N <SEP> H
<tb> Calculated <SEP> 33.37% <SEP> 17.30% <SEP> 6.22% <SEP>
<tb> Found <SEP> 33.38% <SEP> 16.91% <SEP> 6.56% <SEP>
<tb>
Exemple 17 : Dichlorure de f1L4,8,11-tétraazacrclotétradécane- 1.4.8,1 1-tétrakis(N.Mdiméthylacétamide)lcadmium(Il)
0,3 gramme (0,001 mole) de composé 9 préparé à l'exemple 4, est mélangé avec 10 ml de méthanol. On ajoute à ce mélange, une solution de 1,14 grammes de chlorure de cadmium (Aldrich, > 99 %) dissous dans 10 ml de méthanol et le tout est laissé 2 heures au reflux. Après filtration et évaporation du méthanol, le résidu est dissous dans un minimum de dichlorométhane à chaud. Après filtration
Example 17: F1L4,8,11-tetraazacrclotetradecane- 1.4.8,1 1-tetrakis (N.Mdimethylacetamide) lcadmium (II) dichloride
0.3 gram (0.001 mole) of compound 9 prepared in Example 4 is mixed with 10 ml of methanol. A solution of 1.14 grams of cadmium chloride (Aldrich,> 99%) dissolved in 10 ml of methanol is added to this mixture and the whole is left for 2 hours at reflux. After filtration and evaporation of the methanol, the residue is dissolved in a minimum of hot dichloromethane. After filtration
<Desc/Clms Page number 20><Desc / Clms Page number 20>
puis évaporation, on obtient 0,28 gramme d'une poudre blanche (Rendement : 67%). then evaporation, 0.28 gram of a white powder is obtained (yield: 67%).
RMN du proton (200 MHz ; D2O ; # en ppm)
1,6-2,0 (m, 4H, ss-CH2) ; 2,6-3,7 (m, 24H, a-CH2) ; 2,96 (s, 12H, NCH3) ; 3,02 (s, 24H, NCH3). Proton NMR (200 MHz; D2O; # in ppm)
1.6-2.0 (m, 4H, ss-CH2); 2.6-3.7 (m, 24H, α-CH2); 2.96 (s, 12H, NCH3); 3.02 (s, 24H, NCH3).
RMN du carbone 13C (50 MHz : D2O ; 8 en ppm)
25,9 (P-CH2) ; 38,3 (NCH3) ; 38,7 (NCH3) ; 56,3 (a-CH2) ; 57,9 (a-CH2) ; 62,9 (CH2CO) ; 174,1 (CO). 13C carbon NMR (50 MHz: D2O; 8 in ppm)
25.9 (P-CH2); 38.3 (NCH3); 38.7 (NCH3); 56.3 (α-CH2); 57.9 (α-CH2); 62.9 (CH2CO); 174.1 (CO).
Spectrométrie infra rouge (KBr : en cm -1) : 2929 ; 2867 ; 1645 ; 1620
Spectrométrie de masse (LSIMS): m/z : 654 [M + Cd]+ ; 689 [M + Cd + CI]'
Analyse élémentaire pour C26Hsgt-..la04CdCb (PM = 724.07)
Mass spectrometry (LSIMS): m / z: 654 [M + Cd] +; 689 [M + Cd + CI] '
Elemental analysis for C26Hsgt - .. la04CdCb (PM = 724.07)
<tb>
<tb> C <SEP> N <SEP> H
<tb> Calculés <SEP> 43,13% <SEP> 15,48% <SEP> 7,24%
<tb> Trouvés <SEP> 43,37% <SEP> 15,83% <SEP> 7,26%
<tb>
Exemple 18 Ditétraphénylborate de [1,4,8,11-
tétraazacyclotétradécane-1 ,4,8,1 1 -tétrakis(A/,/V-diméthylacétamide)]plomb(ll). <tb>
<tb> C <SEP> N <SEP> H
<tb> Calculated <SEP> 43.13% <SEP> 15.48% <SEP> 7.24%
<tb> Found <SEP> 43.37% <SEP> 15.83% <SEP> 7.26%
<tb>
Example 18 [1,4,8,11- Ditetraphenylborate
tetraazacyclotetradecane-1, 4,8,1 1 -tetrakis (A /, / V-dimethylacetamide)] lead (II).
1 gramme (0,002 mole) du composé 9 préparé à l'exemple 4 et 0,6 gramme (0,002 mole) d'acétate de plomb sont dissous dans 20 ml de d'éthanol et portés au reflux pendant 2 heures. Après retour de la solution à température ambiante, on ajoute 1,5 grammes (0,004 mole) de tétraphénylborate de sodium, puis on filtre le le précipité. Après séchage, on obtient 2,45 grammes de poudre blanche (Rendement : 95,5%). 1 gram (0.002 mol) of compound 9 prepared in Example 4 and 0.6 gram (0.002 mol) of lead acetate are dissolved in 20 ml of ethanol and refluxed for 2 hours. After returning the solution to room temperature, 1.5 grams (0.004 mol) of sodium tetraphenylborate are added, then the precipitate is filtered off. After drying, 2.45 grams of white powder are obtained (yield: 95.5%).
Spectrométrie infra rouge (KBr : en cm -1) : 1624
Spectrométrie de masse (LSIMS) : m/z : 1067 [M + Pb + BPh4]+.
Mass spectrometry (LSIMS): m / z: 1067 [M + Pb + BPh4] +.
Analyse élémentaire pour C74H9ilia04Pb-2H20 (PM = 1422.74)
<tb>
<tb> C <SEP> N <SEP> H
<tb> Calculés <SEP> 62,41% <SEP> 7,87% <SEP> 6,80% <SEP>
<tb> Trouvés <SEP> 62,74% <SEP> 7,78% <SEP> 6,63% <SEP>
<tb> <tb>
<tb> C <SEP> N <SEP> H
<tb> Calculated <SEP> 62.41% <SEP> 7.87% <SEP> 6.80% <SEP>
<tb> Found <SEP> 62.74% <SEP> 7.78% <SEP> 6.63% <SEP>
<tb>
<Desc/Clms Page number 21> <Desc / Clms Page number 21>
Exemple 19 Dichlorure de 1,48,i 1-tétrakisf2-(éthvlthio) éthvll- 1,4,8,11-tétraazacyclotétradécanelcadmium(11)
0,3 gramme (0,001 mole) de composé 15 préparé à l'exemple 9, est mélangé à 10 ml de méthanol. On ajoute à ce mélange une solution contenant 0,11 gramme (0,001 mole) de chlorure de cadmium (Aldrich, > 99 %) dans 10 ml de méthanol et le tout est laissé 2 heures au reflux. Après évaporation du solvant, résidu est dissous dans un minimum d'éthanol à chaud. Après précipitation, filtration et séchage, on obtient 0,15 gramme de poudre orangée (Rendement : 37%).
Example 19 1,48,1-tetrakisf2- (ethvlthio) ethvll- 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecanelcadmium dichloride (11)
0.3 gram (0.001 mol) of compound 15 prepared in Example 9 is mixed with 10 ml of methanol. A solution containing 0.11 gram (0.001 mol) of cadmium chloride (Aldrich,> 99%) in 10 ml of methanol is added to this mixture and the whole is left for 2 hours at reflux. After evaporation of the solvent, the residue is dissolved in a minimum of hot ethanol. After precipitation, filtration and drying, 0.15 gram of orange powder is obtained (yield: 37%).
Spectrométrie infra rouge (KBr : en cm -1) : 2963 ; 2925 ; 2868 ; 1642 ; 1453; 1267; 1079. Infrared spectrometry (KBr: in cm -1): 2963; 2925; 2868; 1642; 1453; 1267; 1079.
Spectrométrie de masse (LSIMS): m/z : 702 [M + Cd + CI]'.
Exemple 20 : Dichlorure de f1,4,8,11-tétrakisf2-(éthvlthio) éthvll- 1 4 8 11-tétraazac clotétradécane mercure Il
0,3 gramme (0,001 mole) de composé 15 préparé à l'exemple 9, est mélangé à 10 ml de méthanol. On ajoute à ce mélange une solution contenant 0,15 gramme (0,001 mole) de chlorure de mercure (Aldrich, > 99,5 %) dans 10 ml de méthanol et le tout est laissé 4 heures au reflux. Après filtration et lavage à l'éther, on obtient 0,21 gramme de poudre blanche (Rendement : 47%). Example 20: F1,4,8,11-tetrakisf2- (ethvlthio) ethvll- 1 4 8 11-tetraazac clotetradecane mercury II dichloride
0.3 gram (0.001 mol) of compound 15 prepared in Example 9 is mixed with 10 ml of methanol. A solution containing 0.15 gram (0.001 mol) of mercury chloride (Aldrich,> 99.5%) in 10 ml of methanol is added to this mixture and the whole is left for 4 hours at reflux. After filtration and washing with ether, 0.21 gram of white powder is obtained (yield: 47%).
Spectrométrie de masse (LSIMS): m/z : 789,8 [M + Hg + CI]'. Mass spectrometry (LSIMS): m / z: 789.8 [M + Hg + CI] '.
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| DATABASE WPI Section Ch Week 197844, Derwent World Patents Index; Class A97, AN 1978-69174A, XP002238364 * |
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