CA2173618A1

CA2173618A1 - Method for preparing of mono or di-2-substituted cyclopentanone

Info

Publication number: CA2173618A1
Application number: CA002173618A
Authority: CA
Inventors: Albert Buforn; Jean-Louis Clavel; Michel Crochemore
Original assignee: Individual
Current assignee: Bayer CropScience SA
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 1994-10-04
Publication date: 1995-04-13
Also published as: BR9407734A; EP0722432A1; HU9600905D0; CN1132503A; FI961553A; CZ100796A3; AU7995894A; ZA947879B; AU675367B2; KR960704829A; IL111166A0; FR2710908A1; FR2710908B1; WO1995009830A1; FI961553A0; JPH09503219A; HUT74481A

Abstract

Method for the preparation of mono or di_2-substituted cyclopentanone characterized in that it consists in performing in sequence four stages (a) to (d) which can be successively carried out, if desired, in the same reactor: (a) addition of alkyl acetoacetate to 1,3-butadiene, optionally 2-substituted; (b) the addition product formed is subjected to deacylation, following by an alkaline hydrolysis reaction and acidification to produce a carboxylic monacid having 6 carbon atoms in its main chain; (c) said monacid is subjected to hydroxycarbonylation to produce an alpha , omega -carboxylic diacid having 6 carbon atoms in its mains chain; and (d) said diacid is subjected to cyclizing decarboxylation. The invention is especially intended for the preparation of 2,2-dimethylcyclopentanone.

Description

~ wo 9s/09830 ~ 1 7 3 6 18 PCT/1i~94/01157 PROCEDE DE PREPARATION DE CYCLOPENTANONE MONO- OU DI-La présente invention concerne un procédé de préparation de cyclopentanone 5 mono- ou di-substituée en position 2 . L'invention vise plus particulièrement la préparation de 2,2-diméthylcyclopentanone .

Cont~xte technique de l'invention Les cycloalcanones, comme par exemple les cyclopentanones mono- ou disubstituées en position 2, peuvent servir avantageusement de composés intermédiaires dans la synthèse de fongicides appartenant à la farnille des benzylidène-azolylméthylcycloalcanes qui est décrite notamment dans le document EP-A 0 378 953 .

Rut de la présent~ invention Quoique de nombreuses méthodes de préparation de cyclopentanones mono- ou disubstituées en position 2 aient été rapportées dans la littérature [cf. notamment: J.
Am. Chem. Soc., 60, 2416-2419 (1938); Bull. acad. sci. URSS, Classe sci. chim., (29-40), 489-493 (1947) et CA 42 4536d; J. Org. Chem., ~, 1841-1844 (1960); J. Am.
Chem. Soc., 102(1), 190-197 (1980); Organometallics, 7(4), 936-945 (1988) ], il y a un réel besoin de pouvoir disposer d'un procédé permettant, au départ de matières premières facilement accessibles et peu onéreuses, d'offrir une excellente productivité en cyclopentanone, tout en étant aisément mis en oeuvre à l'échelle industrielle sans faire appel à un appareillage sophistiqué .
Il a mailllenalll été trouvé, et c'est ce qui constitue l'objet de la présente invention, un procédé qui répond à la satisfaction de cet objectif .

nescription de la présent~ invention La présente invention concerne un procédé de préparation de cyclopentanone mono- ou di-substituée en position 2 de formule:

w095/09830 ~ 7~ 2 PCT/FR94/olls7 o ^ ~ Rl j \ C H 3 (I) dans laquelle le symbole Rl représente: un atome d'hydrogène; un radical alkyle ou alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone; un radical de formule 5 (R2)p--phényl--(-cR3R4-)q-- où R2 est un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à
3 atomes de carbone, R3 et R4, qui peuvent être identiques ou dirr~r~llL~, représentent chacun un atome d'hydrogène ou un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 3 atomes de carbone et p et q sont des nombres entiers, qui peuvent être identiques ou dirr~le~ allant de 0 à 3;
10 ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser successivement les 4 étapes (a) à (d) suivantes qui peuvent être enchaînées au besoin dans le même réacteur:
- étape (a) qui consiste:
* (al) à soumettre du 1,3-butadiène, éventuellement substitué en position 15 2, de formule:

Rl (II) //\~/

dans laquelle le symbole Rl a la signific~tion donnée ci-avant à propos de la formule (I), 20 à l'action d'un composé ayant un groupe méthylène actif de formule:

O O
X /~ oR5 (III) dans laquelle le symbole X représente le radical R6 ou oR6, les symboles R5 et R6, qui 25 peuvent être identiques ou dirrelellL~, représentant chacun un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, cette réaction étant conduite en milieu aqueux et en présence d'un catalyseur constitué d'une part par au moins une phosphine soluble dans l'eau et d'autre part par au moins un composé du rhodium, pour produire un produit de réaction de formule:

~ Wo 95/09830 3 ~ PCT~4/OllS7 ~"~ "~ C H< (IV) COX

dans laquelle les symboles Rl, R5 et X ont les significations données ci-avant à propos des formules (I) et ~II), * puis (a2) à isoler le produit de réaction de formule (IV) qui est en phase organique en séparant cette dernière de la phase aqueuse contenant le catalyseur par déc~nt~tion, et éventuellement en soumettant ensuite le produit de réaction à une purification par extraction à l'aide d'un solvant convenable et/ou par distillation;

- étape (b) qui consiste à mettre en oeuvre le produit de réaction de formule (IV), pris sous forme du produit brut obtenu en phase organique à l'issue du stade (a2) précité
ou sous forme de produit pur, et:
* (bl), dans le cas où l'on engage un composé de formule (IV) dans laquelle le symbole X représente le radical R6, à soumettre ce composé:
(bl 1) à une réaction de déacylation par traitement connu en soi à
l'aide d'une solution d'un alcoolate de métal alcalin dans l'alcool qui lui a donné
n~ .s~n~e, pour obtenir un produit de réaction de formule:

Rl ~CH /CoOR5 (V) dans laquelle les symboles Rl et R5 ont les ~ignifi~tions données ci-avant à propos de la formule (IV), (bl 2) cette réaction étant suivie par une réaction d'hydrolyse ~lr~lin~ du groupe ester COORS, puis par une réaction d'acidification, ces réactions étant conduites de manière connue en soi, en opérant dans le même milieu réactionnel, pour obtenir un produit de formule:

Rl CH2 (VI) w095/09830 ~1 73 ~1 8 4 PCT/FR94/01157 ans laquelle le symbole R1 a la ~i~nific~tion donnée ci-avant à propos de la formule (I), * (b'l), dans le cas où l'on engage un composé de formule (IV) dans laquelle le symbole X représente le radical OR6, à soumettre ce composé:
(b'1 1) à une réaction d'hydrolyse alcaline des groupes esters 5 COORS et COOR6, (b'1 2) cette réaction étant suivie d'une réaction de décarboxylation thermique de l'un des groupes carboxylate formés, puis par une réaction d'acidific~tion, ces réactions étant conduites de manière connue en soi, en opérant dans le même milieu réactionnel, pour obtenir un produit de forrnule:

,Rl CH2/CH (VI) dans laquelle le symbole R1 a la signifi~tion donnée ci-avant à propos de la formule (I), * puis (b2) à isoler le produit de réaction, le monoacide carboxylique de 15 formule (VI), qui est en phase aqueuse en séparant cette dernière de la phase organique présente, et éventuellement en soumettant ensuite le produit de réaction à une purification par extraction à l'aide d'un solvant convenable;

- étape (c) qui consiste à mettre en oeuvre l'acide de formule (VI), pris sous 20 forme du produit brut obtenu en phase aqueuse à l'issue du stade (b2) précité ou sous forme de produit pur, et:
* (c1) à soumettre ce composé, selon une première possibilité, à une réaction d'hydroxycarbonylation en lltili~nt l'acide formique comme véhicule de CO et d'eau, et un catalyseur à base d'un acide fort minéral ou organique, pour obtenir un 25 produit de réaction de formule:

Rl H O O C ~~\ C H 2 /C O O H (VII) dans laquelle le symbole R1 a les signific~tions données ci-avant à propos de la formule 30 (I), WO 95/09830 5 PCTII;~94/01157 ~ wo 9s/09830 ~ 1 7 3 6 18 PCT/1i~94/01157 PROCESS FOR THE PREPARATION OF CYCLOPENTANONE MONO- OR DI-The present invention relates to a process for the preparation of cyclopentanone 5 mono- or di-substituted in position 2. The invention relates more particularly to the preparation of 2,2-dimethylcyclopentanone.

Technical cont ~ xte of the invention Cycloalkanones, such as for example mono- or disubstituted in position 2, can serve advantageously as intermediate compounds in the synthesis of fungicides belonging to the benzylidene-azolylmethylcycloalkanes which is described in particular in document EP-A 0 378 953.

Rut of the present ~ invention Although many methods for the preparation of mono- or disubstituted in position 2 have been reported in the literature [cf. especially: J.
Am. Chem. Soc., 60, 2416-2419 (1938); Bull. academic sci. USSR, Class sci. chem., (29-40), 489-493 (1947) and CA 42 4536d; J.Org. Chem., ~, 1841-1844 (1960); J.Am.
Chem. Soc., 102(1), 190-197 (1980); Organometallics, 7(4), 936-945 (1988)], there is a real need to be able to have a process allowing, starting from materials easily accessible and inexpensive raw materials, to offer excellent productivity by cyclopentanone, while being easily implemented on an industrial scale without making require sophisticated equipment.
It has mailllenalll been found, and this is what constitutes the subject of the present invention, a process which responds to the satisfaction of this objective.

description of the present invention The present invention relates to a process for the preparation of cyclopentanone mono- or di-substituted in position 2 of formula:

w095/09830~7~2PCT/FR94/olls7 oh ^~Rl j \ CH 3 (I) wherein the symbol R1 represents: a hydrogen atom; an alkyl radical or linear or branched alkoxy having 1 to 4 carbon atoms; a radical of formula 5 (R2)p--phenyl--(-cR3R4-)q-- where R2 is a linear or branched alkyl radical having from 1 to 3 carbon atoms, R3 and R4, which can be identical or dirr~r~llL~, represent each a hydrogen atom or a linear or branched alkyl radical having from 1 to 3 carbon atoms and p and q are integers, which can be the same or dirr ~ the ~ ranging from 0 to 3;
said method being characterized in that it consists of successively carrying out the 4 steps (a) to (d) following which can be chained if necessary in the same reactor:
- step (a) which consists of:
* (al) to subject 1,3-butadiene, optionally substituted in position 15 2, of formula:

rl (II) //\~/

in which the symbol Rl has the meaning given above with regard to formula (I), 20 to the action of a compound having an active methylene group of formula:

OO
X /~ oR5 (III) in which the symbol X represents the radical R6 or oR6, the symbols R5 and R6, which 25 may be identical or dirrelellL ~, each representing a linear alkyl radical or branched chain having from 1 to 6 carbon atoms, this reaction being carried out in an aqueous medium and in the presence of a catalyst consisting on the one hand of at least one soluble phosphine in water and on the other hand by at least one rhodium compound, to produce a reaction product of formula:

~ Wo 95/09830 3 ~ PCT~4/OllS7 ~"~ "~ C H< (IV) COX

in which the symbols R1, R5 and X have the meanings given above in connection formulas (I) and ~II), * then (a2) to isolate the reaction product of formula (IV) which is in phase organic by separating the latter from the aqueous phase containing the catalyst by dec ~ nt ~ tion, and optionally then subjecting the reaction product to a purification by extraction using a suitable solvent and/or by distillation;

- step (b) which consists in implementing the reaction product of formula (IV), taken in the form of the raw product obtained in the organic phase at the end of the aforementioned stage (a2) or as a pure product, and:
* (bl), in the case where a compound of formula (IV) is used in which the symbol X represents the radical R6, to subject this compound:
(bl 1) to a deacylation reaction by treatment known per se to using a solution of an alkali metal alkoxide in alcohol which gave it n ~ .s ~ n ~ e, to obtain a reaction product of formula:

rl ~CH /CoOR5 (V) wherein the symbols Rl and R5 have the ~ ignifi ~ tions given above about the formula (IV), (bl 2) this reaction being followed by a hydrolysis reaction ~ lr ~ lin ~ of the COORS ester group, then by an acidification reaction, these reactions being conducted in a manner known per se, operating in the same reaction medium, to obtain a product of formula:

rl CH2(VI) w095/09830 ~1 73 ~1 8 4 PCT/FR94/01157 years in which the symbol R1 has the ~i~nific~tion given above about the formula (I), * (b'l), in the case where a compound of formula (IV) is used in which the symbol X represents the radical OR6, to submit this compound:
(b'1 1) to an alkaline hydrolysis reaction of the ester groups 5 COORS and COOR6, (b'1 2) this reaction being followed by a decarboxylation reaction heat of one of the carboxylate groups formed, then by an acidific ~ tion reaction, these reactions being carried out in a manner known per se, operating in the same medium reaction, to obtain a product of formula:

,Rl CH2/CH(VI) in which the symbol R1 has the meaning given above with regard to formula (I), * then (b2) to isolate the reaction product, the monocarboxylic acid of 15 formula (VI), which is in aqueous phase by separating the latter from the organic phase present, and optionally then subjecting the reaction product to a purification by extraction using a suitable solvent;

- step (c) which consists in using the acid of formula (VI), taken as 20 form of the crude product obtained in the aqueous phase at the end of the aforementioned stage (b2) or under pure product form, and:
* (c1) subjecting this compound, according to a first possibility, to a hydroxycarbonylation reaction in lltili ~ nt formic acid as CO vehicle and of water, and a catalyst based on a strong mineral or organic acid, to obtain a 25 reaction product of formula:

rl HOOC ~~\ CH 2 /COOH (VII) in which the symbol R1 has the meanings given above with regard to the formula 30 (I), WO 95/09830 5PCTII;~94/01157

2 ~ 7 ~

* (c'l) à soumettre ce composé, selon une seconde possibilité, à une réaction d'hydroxycarbonylation en lltilic~nt directement du gaz CO sous une pression de CO allant de 1 MPa à 10 MPa, de l'eau et un catalyseur à base d'un acide fort minéral ou organique, pour obtenir un produit de réaction de formule:
s ~ Rl H O O C ~~~\ C H 2 /C O O H (VII) dans laquelle le symbole Rl a les significations données ci-avant à propos de la formule (I), 10* puis (c2) à isoler le produit de réaction, le diacide carboxylique de formule (VII), en faisant précipiter ce composé par addition d'eau dans le milieu réactionnel, et éventuellement en soumettant ensuite le diacide à une purification par recrict~lli.c~tion;

15- étape (d) qui consiste à mettre en oeuvre le diacide carboxylique de formule(VII), pris sous forme du produit brut obtenu après précipitation à l'issue du stade (c2) précité ou sous forme de produit pur, et:
* (dl) à soumettre ce composé à une réaction de décarboxylation cyclisante conduite, selon une première possibilité, en transformant le diacide en 20 anhydride cyclique par réaction avec un anhydride d'acide carboxylique inférieur qui perd ensuite du CO2 au cours de la réaction, pour obtenir la cyclopentanone souhaitée de formule (I), * (d' 1) à soumettre ce composé à une réaction de décarboxylation cyclisante conduite, selon une seconde possibilité, en pyrolysant en phase liquide ou 25 ~7~1~ce le diacide en présence d'un catalyseur à base:
(i) d'un métal ou d'un métalloide ou d'un dérivé de cet élément choisi parmi: Rb, Cs, V, Mo, B, Al, Ga, In, Tl, Sn, Sb, Bi, ou (2i) d'un dérivé de l'acide phosphorique, l'acide étant condencé ou non, dont les protons sont substitués par un cation m~t,.llique autre que les espèces métal ou métalloide citées 30 sous (i) ou par un cation ammonium, pour obtenir la cyclopentanone souhaitée de forrnule (I), * puis (d2) à isoler le produit de réaction par une méthode applopliée .

wosslos83o 2 ~ 73 6 PcTlFR94loll57 A titre d'exemples non limit~tif.~ de symboles R1, on peut citer, outrel'hydrogène: les radicaux méthyle, éthyle, n-propyle, isopropyle, n-butyle, isobutyle, tertiobutyle et les radicaux aLkoxy correspondants; ainsi que les radicaux phényle, (o-, m- ou p-) tolyle, xylyle et benzyle.
5A titre d'exemples non limit~tif~ de symboles R5 et R6, on peut citer les radicaux méthyle, éthyle, n-propyle, isopropyle, n-butyle, isobutyle et tertiobutyle.
De préférence, le symbole Rl correspond au radical méthyle, tandis que les symboles R5 et R6~ identiques ou dirr~ell~s, correspondent aux radicaux méthyle et éthyle.
Dans l'étape (a) du procédé selon l'invention, il s'agit donc de réaliser une réaction d'addition sur le carbone 4 d'un 1,3- butadiène de formule (II), portant éventuellement un substituant sur le carbone 2, d'un composé à groupe méthylène actif de formule (III). Cette réaction peut être conduite de manière connue comme indiqué en 15particulier dans le document EP-A 0 044 771 dont le contenu est incorporé ici par référence; cette réaction permet d'obtenir un produit d'addition de formule (IV) qui est un mélange constitué essentiellement par les deux isomères suivants:

CoOR5 --'CH< . (IV isomère 1) COX

Rl CoOR5 ~~\ CH< ( IV isomère 2 ) COX
Des rendements molaires excellents, par rapport au butadiène engagé, en produit d'addition de formule (IV) (pouvant etre un céto-ester ou un diester selon la définition du symbole X), qui peuvent atteindre 90 % et même dépasser cette valeur, sont obtenus en réalisant la réaction d'addition dans les conditions avantageuses 1 à 8 suivantes qui, de 25 manière préférentielle, seront prises en combinaison:
1. on utilise 1 à 1,5 moles de composé à groupement méthylène actif de formule (III) par mole de butadiène, éventuellement substitué, de formule (II);

~ WO 95/09830 7 2~ :L 7 3~1~ PCT/FR94/01157 2. on utilise, comme réactif à groupe méthylène actif de formule (III), un composé dans la structure duquel le symbole X représente le radical R6; 2~7~

* (c'l) subjecting this compound, according to a second possibility, to a hydroxycarbonylation reaction in lltilic ~ nt directly CO gas under a pressure of CO ranging from 1 MPa to 10 MPa, water and a catalyst based on a strong mineral acid or organic, to obtain a reaction product of formula:
s ~Rl HOOC ~~~\ CH 2 /COOH (VII) in which the symbol R1 has the meanings given above with regard to the formula (I), 10* then (c2) to isolate the reaction product, the dicarboxylic acid of formula (VII), by causing this compound to precipitate by adding water to the medium reaction, and optionally then subjecting the diacid to purification by recrict~lli.c~tion;

15- step (d) which consists in using the dicarboxylic acid of formula (VII), taken in the form of the crude product obtained after precipitation at the end of step (c2) aforesaid or in the form of a pure product, and:
* (dl) subjecting this compound to a decarboxylation reaction cyclizing process carried out, according to a first possibility, by transforming the diacid into 20 cyclic anhydride by reaction with a lower carboxylic acid anhydride which then loses CO2 during the reaction, to obtain the desired cyclopentanone from formula (I), * (of 1) to subject this compound to a decarboxylation reaction cyclizing carried out, according to a second possibility, by pyrolyzing in the liquid phase or 25 ~ 7 ~ 1 ~ this diacid in the presence of a catalyst based:
(i) a metal or a metalloid or a derivative of this element chosen from: Rb, Cs, V, Mo, B, Al, Ga, In, Tl, Sn, Sb, Bi, or (2i) a derivative of phosphoric acid, the acid being condensed or not, the protons of which are substituted by a cation m ~ t, .llique other than the metal or metalloid species mentioned 30 under (i) or by an ammonium cation, to obtain the desired cyclopentanone of formula (I), * then (d2) to isolate the reaction product by an appropriate method.

wosslos83o 2 ~ 73 6 PcTlFR94loll57 As non-limiting examples ~ tif. ~ of R1 symbols, there may be mentioned, besides hydrogen: methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl and the corresponding alkoxy radicals; as well as phenyl radicals, (o-, m- or p-) tolyl, xylyl and benzyl.
5 As non-limited examples ~ tif ~ of symbols R5 and R6, mention may be made of the radicals methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl and tert-butyl.
Preferably, the symbol R1 corresponds to the methyl radical, while the identical symbols R5 and R6 ~ or dirr ~ ell ~ s, correspond to the methyl radicals and ethyl.
In step (a) of the method according to the invention, it is therefore a question of carrying out a addition reaction on carbon 4 of a 1,3-butadiene of formula (II), carrying optionally a substituent on carbon 2, of a compound having an active methylene group of formula (III). This reaction can be carried out in known manner as indicated in 15 particularly in EP-A 0 044 771, the content of which is incorporated herein by reference; this reaction makes it possible to obtain an adduct of formula (IV) which is a mixture consisting essentially of the following two isomers:

CoOR5 --'CH< . (IV isomer 1) COX

rl CoOR5 ~~\ CH< ( IV isomer 2 ) COX
Excellent molar yields, compared to the butadiene involved, in product addition of formula (IV) (which may be a keto-ester or a diester according to the definition of symbol X), which can reach 90% and even exceed this value, are obtained by carrying out the addition reaction under the following advantageous conditions 1 to 8 which, from 25 preferentially, will be taken in combination:
1. 1 to 1.5 moles of compound with an active methylene group of formula (III) are used per mole of butadiene, optionally substituted, of formula (II);

~ WO 95/09830 7 2 ~: L 7 3 ~ 1 ~ PCT / FR94 / 01157 2. the reagent containing an active methylene group of formula (III) is a compound in the structure of which the symbol X represents the radical R6;

3. on utilise, comme phosphine soluble, un composé pris dans le groupe formé par les sels de sodium, de pot~ lm, de calcium, de baryum, d'ammonium, de S tétraméthylammonium et de tétraéthylarnmonium des (sulfophényl)diphénylphosphine, di(sulfophényl)phénylphosphine et tri(sulfophényl)phosphine; 3. the soluble phosphine is a compound taken from the group formed by the sodium, pot~ lm, calcium, barium, ammonium, S tetramethylammonium and tetraethylammonium of (sulfophenyl)diphenylphosphine, di(sulfophenyl)phenylphosphine and tri(sulfophenyl)phosphine;

4. on utilise, comme composé du rhodium, un composé soluble dans l'eau pris dans le groupe formé par: l'oxyde de rhodium Rh2O3; le chlorure de rhodium RhCl3; le bromure de rhodium RhBr3; le sulfate de rhodium Rh2(SO4)3; le nitrate de rhodiumRh(NO3)3; l'acétate de rhodium Rh(CH3CO2)3; le rhodium tétracarbonyle [Rh(CO)4]2; l'acétylacétonate de rhodium trivalent; le chlorure de rhodium cyclooctadien-1,Syle [Rh(CgH12)Cl]2; le chlorure de rhodium-dicarbonyle [Rh(co)2cl]2;
S. on utilise une quantité de composé du rhodium, exprimée par le nombre d'atome-grammes de rhodium élémentaire pour 100 moles de butadiène, qui est comprise entre 0,02 et 20;
6. on utilise une quantité de phosphine, exprimée par le nombre de moles de ce composé
rapporté à un atome-grarnme de rhodium élémentaire, qui est comprise entre 1 et 10;
7 . on ajoute au milieu réactiormel, dans le but d' améliorer la réactivité, une base consistant dans un hydroxyde, un carbonate ou un bicarbonate de métal alcalin, comme par exemple le sodium, en quantité allant de 0,01 à 3 moles de base par litre d'eau entrant dans la composition du milieu réactionnel;
8. la température de réaction se situe dans l'intervalle allant de 50C à 150C, et elle est maintenue pendant une durée qui va dépendre de la température choisie et peut varier par exemple entre 2 heures en opérant à 100C et S heures en opérant à 80C.
En ce qui concerne la manière pratique de mettre en oeuvre la réaction d'addition de l'étape (a), on se reportera pour plus de détails au contenu du document précité EP-A
0044771.

Dans l'étape (b) du procédé selon l'invention, prise dans sa variante (bl), il s'agit de réaliser:
- une réaction de déacylation du composé céto-ester de formule (IV) consistant àremplacer le groupe mobile COX où X = R6 par un atome d'hydrogène pour obtenir l'ester de formule (V), puis WO 9~/09830 ~ 73 S 1 8 8 pcTlFR94/oll57 ~ - .

- une hydrolyse alcaline dudit ester de formule (V), suivie d'une aci~ific~tion du milieu réactionnel pour déplacer de son sel (formé in situ) l'acide carboxylique souhaité de formule (VI).
Dans l'étape (b) du procédé de l'invention, prise dans sa variante (b'1), il s'agit 4. the rhodium compound used is a water-soluble compound taken from the group formed by: rhodium oxide Rh2O3; rhodium chloride RhCl3; the rhodium bromide RhBr3; rhodium sulfate Rh2(SO4)3; rhodiumRh(NO3)3 nitrate; rhodium acetate Rh(CH3CO2)3; rhodium tetracarbonyl [Rh(CO)4]2; trivalent rhodium acetylacetonate; rhodium chloride cyclooctadien-1,Syl [Rh(CgH12)Cl]2; rhodium-dicarbonyl chloride [Rh(co)2cl]2;
S. a quantity of rhodium compound is used, expressed by the number of atoms-grams of elemental rhodium per 100 moles of butadiene, which is between 0.02 and 20;
6. a quantity of phosphine is used, expressed by the number of moles of this compound relative to one gram atom of elemental rhodium, which is between 1 and 10;
7 . is added to the reaction medium, in order to improve the reactivity, a base consisting of an alkali metal hydroxide, carbonate or bicarbonate, such as for example sodium, in an amount ranging from 0.01 to 3 moles of base per liter of water entering into the composition of the reaction medium;
8. The reaction temperature is in the range of 50C to 150C, and it is maintained for a period which will depend on the chosen temperature and may vary by example between 2 hours operating at 100C and S hours operating at 80C.
Regarding the practical way of carrying out the addition reaction of step (a), reference will be made for more details to the content of the aforementioned document EP-A
0044771.

In step (b) of the process according to the invention, taken in its variant (bl), it is to realise:
- a deacylation reaction of the keto-ester compound of formula (IV) consisting in replacing the COX mobile group where X = R6 with a hydrogen atom to obtain the ester of formula (V), then WO 9 ~ / 09830 ~ 73 S 1 8 8 pcTlFR94 / oll57 ~-.

- an alkaline hydrolysis of said ester of formula (V), followed by an aci ~ ific ~ tion of the medium reaction to displace from its salt (formed in situ) the desired carboxylic acid of formula (VI).
In step (b) of the process of the invention, taken in its variant (b'1), it is

5 de réaliser:
- une hydrolyse alcaline des deux groupes ester COOR5 et COOR6 du diester de formule (IV) pour former interm~ irement un composé comportant deux groupes carboxylatesalcalins, puis - la décarboxylation de l'un de ces deux groupes carboxylates alcalins après acidif1cation 10 du milieu réactionnel et la transformation du groupe carboxylate alcalin résiduel en groupe carboxy COOH pour donner l'acide carboxylique souhaité de formule (VI).
Toutes ces réactions peuvent être conduites de manière connue comme indiqué en particulier dans le document Bull. Chem. Soc. Japan, ~ (1), 216-217 (1979) dont le contenu est incorporé ici aussi par référence.
Compte tenu de ce qui précède [cf. étape (a), condition opératoire n2], l'étape(b) est plus c~J~na~ ent conduite en partant d'un composé de formule (IV) qui seprésente sous la forme d'un céto-ester, c'est à dire en mettant en oeuvre la variante (b1).
Des rendements molaires excellents en acide carboxylique de formule (VI), par rapport au céto-ester de formule (IV) engagé, qui peuvent atteindre 80 % et même20 dépasser cette valeur, sont obtenus en ré~lic~nt les réactions dans les conditions avantageuses 1 à 7 suivantes qui, de manière préférentielle, seront prises en combinaison:
1. on utilise, pour réaliser la réaction de déacylation, des alcoolates dérivés de métaux alcalins, comme par exemple le sodium et le pot~.csillm, et de monoalcools primaires 25 linéaires ou ramifiés ayant de 1 à 5 atomes de carbone, comme par exemple le méthanol et l'éthanol;
2. on utilise des solutions d'alcoolate dans l'alcool qui lui a donné n~ics~nre qui peuvent re.~llller jusqu'à 20 moles d'alcool, et plus précisément qui ~el~llllent entre 5 et 15 moles d'alcools pour une mole de base alcoolate;
30 3. on utilise 1 à 1,5 moles de base alcoolate par mole de céto-ester de départ de formule (IV);
4. la réaction de déacylation est effectuée à une température qui correspond généralement à la température d'ébullition de l'alcool engagé, pendant une durée snffi.c~nte pour éliminer au fur et à mesure de sa formation in situ le composé R6-CO-G dans la 35 structure duquel le symbole G représente le reste organique de l'alcoolate alcalin mis en wo 95/09830 9 2 I 7 3 ~ 1 ~ PCT/FR94/01157 oeuvre (ce reste G représente OCH3 quand l'alcoolate alcalin mis en oeuvre est par exemple CH3ONa); cette durée de réaction est par exemple comprise entre 2 heures et 6 heures;
5. la réaction d'hydrolyse alcaline est réalisée en ajoutant dans le milieu réactionnel, S après avoir terminé la réaction de déacylation, c'est à dire après élimin~tion du composé
R6-CO-G, de l'eau en quantité représentant 10 à 30 moles d'eau pour 1 mole de base alcoolate de métal alcalin; 5 to achieve:
- an alkaline hydrolysis of the two ester groups COOR5 and COOR6 of the diester of formula (IV) to temporarily form a compound having two alkaline carboxylate groups, then - the decarboxylation of one of these two alkaline carboxylate groups after acidification 10 of the reaction medium and the transformation of the residual alkaline carboxylate group into carboxy group COOH to give the desired carboxylic acid of formula (VI).
All these reactions can be carried out in known manner as indicated in particular in the document Bull. Chem. Soc. Japan, ~ (1), 216-217 (1979) including the content is also incorporated herein by reference.
Considering the above [cf. step (a), operating condition n2], step (b) is more c ~ J ~ na ~ ent conduct starting from a compound of formula (IV) which is in the form of a keto-ester, c ie by implementing the variant (b1).
Excellent molar yields of carboxylic acid of formula (VI), for compared to the keto-ester of formula (IV) involved, which can reach 80% and even20 exceed this value, are obtained by re ~ lic ~ nt the reactions under the conditions advantageous 1 to 7 below which, preferably, will be taken into account combination:
1. the deacylation reaction uses alkoxides derived from metals alkaline, such as sodium and pot ~.csillm, and primary monoalcohols 25 linear or branched having 1 to 5 carbon atoms, such as methanol and ethanol;
2. we use solutions of alkoxide in alcohol which gave it n ~ ics ~ nre which can re. ~ llller up to 20 moles of alcohol, and more precisely which ~ el ~ llllent between 5 and 15 moles of alcohols per mole of alkoxide base;
3. 1 to 1.5 moles of alkoxide base are used per mole of starting keto-ester of formula (IV);
4. the deacylation reaction is carried out at a temperature which generally corresponds at the boiling temperature of the committed alcohol, for a period snffi.c ~ nte for eliminate as it forms in situ the compound R6-CO-G in the 35 structure of which the symbol G represents the organic residue of the alkali alcoholate placed in wo 95/09830 9 2 I 7 3 ~ 1 ~ PCT/FR94/01157 implemented (this residue G represents OCH3 when the alkaline alkoxide implemented is by example CH3ONa); this reaction time is for example between 2 hours and 6 time;
5. the alkaline hydrolysis reaction is carried out by adding to the reaction medium, S after completing the deacylation reaction, ie after elimin ~ tion of the compound R6-CO-G, water in an amount representing 10 to 30 moles of water for 1 mole of base alkali metal alkoxide;

6. la réaction d'hydrolyse ~lrrlin~ est effectuée à une température qui correspond généralement à la température de reflux du mélange réactionnel, pendant une durée 10 s~ c~nte pour éliminer par distillation l'alcool présent dans ledit mélange; 6. the hydrolysis reaction ~lrrlin~ is carried out at a temperature which corresponds generally at the reflux temperature of the reaction mixture, for a period 10 s ~ c ~ nte to remove by distillation the alcohol present in said mixture;

7. on termine la réaction d'hydrolyse en acidifiant le mélange réactionnel aqueux résiduel à un pH de valeur comprise entre environ 1 et environ 3 par addition d'une quantité déterminée d'un mono- ou polyacide minéral fort, oxygéné ou non, comme par exemple les acides chlorhydrique, nitrique et sulfurique.
En ce qui concerne la manière pratique de mettre en oeuvre les réactions de déacylation et d'hydrolyse alcaline, on se reportera pour plus de détails au contenu du document précité Bull. Chem. Soc. Japan, ~ (1), 216-217 (1979).

Dans l'étape (c) du procédé selon l'invention, on procède à l'addition d'un 20 groupe carboxy COOH sur l'atome de carbone de l'acide carboxylique de formule (VI) qui est porteur du substituant R1. Cette synthèse demande d'apporter globalement 1 mole d'oxyde de carbone CO et une mole d'eau pour chaque mole d'acide carboxylique deformule (VI) à fonctionnaliser.
Un premier mode de synthèse, correspondant à la variante (c1), consiste à utiliser 25 l'acide forrnique comme véhicule de CO et d'eau et à faire appel à un catalyseur à base d'un acide fort; pareille réaction est connue dans l'art antérieur, cf. en particulier le document New J. Chem., 1992, 16, 521-~24 dont le contenu est incorporé ici par référence, mais elle n'a jamais été appliquée à un substrat ayant la structure du composé
monoacide carboxylique de formule (VI) en vue d'obtenir le diacide carboxylique de 30 formule (VII).
Un autre mode de synthèse, qui est particulièrement intéressant et correspond à la variante (c' 1)~ consiste à faire réagir directement le gaz CO sous pression en présence du catalyseur à base d'un acide fort; pareille réaction est aussi cormue dans l'art antérieur, cf. en particulier Russian Chemical Reviews, 58 (2), 117-137 (1989) dont le contenu est wosslos83o ~21 7~1 8 lo PCT/FR94/01157 incorporé ici aussi en référence, mais là encore elle n'a jamais été appliquée à un substrat ayant la structure de l'acide carboxylique de formule (VI).
Dans le cas de la variante (c'l), qui est celle la plus coll~a~ ent mise en oeuvre, des ren~1em~nt~ molaires excellents en diacide carboxylique de formule (VII), par rapport au monoacide carboxylique de formule (VI) engagé, qui peuvent atteindre 85 % et même dépasser cette valeur, sont obtenus en ré~ nt les réactions dans les conditions avantageuses 1 à 7 suivantes qui, de manière plcf~lellLielle, seront prises en combinaison:
1. on opère dans un réacteur convenable avec un large excès de CO, c'est à dire une quantité supérieure à 2 moles de CO par mole de composé de départ de formule (VI) à
hydroxycarbonyler, le gaz CO étant chargé à la pression désirée allant de 1 MPa à 10 MPa;
2. on opère en veillant à ce que tous les ingrédients qui sont n~cess~ires soient présents dans le réacteur dès le début de la réaction;
3. on utilise comme catalyseur un mono-ou polyacide fort, minéral ou organique, oxygéné ou non, dont l'une au moins des fonctions acides (quand il y en a plusieurs) possède une constante d'ionisation dans l'eau, pKa, inférieure ou égale à 3, comme par exemple: parmi les acides minéraux, les acides chlorhydrique, sulfurique, orthophosphorique, pyrophosphorique; parmi les acides organiques, les acides organosulfoniques (en particulier paratoluènesulfonique, méth~n~snlfonique, naphtalènesulfonique), les acides organophosphoniques (en particulier les acidesmonoalkyl- ou monoarylphosphoniques tels que méthylphosphonique ou benzène-phosphonique), les acides forts polycarboxyliques halogénés (tels que les acidesdihalogéno- et trihalogéno-, notamment chloro- et fluoroacétique ou propionique). Un acide fort qui convient tout particulièrement bien est l'acide sulfurique;
4. la réaction d'hydroxycarbonylation est conduite en lltili~nt7 pour chaque mole d'acide carboxylique de départ de formule (VI), 1 à 15 moles d'eau et 10 à 50 ions H+;
5. l'eau et l'acide fort qui sont nPcess~ires à la réaction sont introduits ensemble dans le milieu réactionnel sous forme d'une solution aqueuse concentrée d'acide fort dont la concentration pondérale en acide pur et la quantité sont déterminées de manière à
apporter la quantité d'eau et le nombre d'ions H+ qui sont requis;
6. on utilise une solution aqueuse concentrée d'acide fort dont la concentration pondérale en acide pur se situe dans l'intervalle allant de 90 à 98 %;
7. la température de réaction se situe dans l'intervalle allant de la température ambiante (20C) à 100C et elle est maintenue jusqu'au moment où l'absorption de C0 cesse.

wo 95/09830 l l 2 ~ ~ 3 ~1 8 PCT/FR94/01157 Dans le cas de l'autre variante (cl), les réactions peuvent être conduites dans les conditions avantageuses 1 à 6 suivantes qui, de manière préférentielle, seront prises en combinaison:
1. on opère en coulant l'acide formique (variante c1 1) ou un mélange de l'acideformique avec l'acide carboxylique de départ de formule (VI) (variante cl 2) dans le réacteur collLellall~: dans le cas de la variante (cl 1). le catalyseur acide fort et l'acide carboxylique de départ de formule (VI); ou dans le cas de la variante (cl 2)~ lecatalyseur acide fort seul;
2. on utilise une quantité d'acide formique, exprimée par le nombre de moles de ce composé rapporté à une mole d'acide carboxylique de formule (VI), qui est comprise entre 1 et 4 moles;
3. on utilise comme catalyseur un composé répondant à la définition donnée ci-avant au point 3 des conditions dans lesquelles on conduit les réactions de la variante (c' l);
4. le catalyseur acide fort est utilisé à l'état pur ou sous forme d'une solution aqueuse concentrée dont la concentration pondérale en acide pur est au moins égale à 95 ~;
5. on utilise une quantité de catalyseur acide fort, exprimée en nombre d'ions H+ par mole d'acide carboxylique de départ de forrnule (VI), qui est comprise entre 5 et 40 ions H+;
6. la température de réaction se situe dans l'intervalle allant de la température ambiante (20C) à 100C et elle est maintenue pendant une durée de l'ordre de 3 heures à 6 heures selon la valeur de la température.
En ce qui concerne la manière pratique de mettre en oeuvre les réactions d'hydroxycarbonylations, on pourra se reporter pour plus de détails aux livres de référence en chimie et aussi aux documents précités Russian Chemical Reviews, 58 (2), 117-137 (1989) et New J. Chem., 1992, 1~. 521-524.

Dans l'étape (d) du procédé selon l'invention, on procède à la cyclisation du diacide carboxylique de formule (VII) pour obtenir la cyclopentanone de formule (I).
Un premier mode de synthèse, correspondant à la variante (dl), consiste à
30 transformer le diacide en anhydride cyclique par réaction avec un anhydride d'acide carboxylique inférieur qui perd ensuite du CO2 au cours de la réaction sous l'effet de la température; pareille réaction peut être conduite de manière connue comme indiqué
notamment dans les documents, Compt. rend., 1~. 1084-1085 (1906) et Compt. rend., 1~. 1356-1358 (1907) dont les contenus sont incorporés ici par référence.

wo 95109830 ~ .~ 7 3 ~ 1 ~ 12 PCT/FR94101157 Un autre mode de synthèse, qui est particulièrement utilisé ici et correspond à la variante (d' 1)- consiste à soumettre le diacide à une réaction de pyrolyse en phase liquide ou g~7~llse en présence d'un catalyseur particulier, pareille réaction est connue dans l'art antérieur, cf. en particulier Bull. acad. sec. URSS, classe sci. chim., (29-40), 489493 (1947) et J. Org. Chem., ~, 1841-1844, (1960), mais le catalyseur particulier mis en oeuvre dans le présent mémoire n'y est pas décrit.
Dans le cas de la variante (d' 1)~ des rendements molaires excellents en cyclopentanone souhaité de formule (I), par rapport au diacide carboxylique de formule (VII) engagé, qui peuvent atteindre 75% et même dépasser cette valeur, sont obtenus en ré~ c~nt la réaction de pyrolyse dans les conditions avantageuses 1 à 6 suivantes qui, de manière l,re~lellLielle, seront prises en combinaison:
1. la réaction de décarboxylation cyclisante est conduite en phase liquide, c'est à dire en présence d'un solvant réactionnel qui est un solvant (ou un mélange de sovants) organique(s) inerte(s) vis à vis du diacide carboxylique de départ et de la cétone cyclique obtenue, et possèdant chacun une température d'ébullition élevée comprise entre 200C
et 500C . Comme exemples spécifiques de solvants organiques qui conviennent, oncitera notamment: les hydrocarbures paraff,niques tels que le décane, le lln~l~c~n~, le dodécane ou le tétradéc~ne; les hydrocarbures aromatiques tels que les xylènes, le cnmène, les coupes pétrolières constituées de mélange d'alkylbenzènes, en particulier les coupes de type Solvesso; les esters lourds d'acides rninéraux tels que le phosphate de tricrésyle ou d'acides carboxyliques tels que le phtalate d'octyle; les éthers aromatiques tels que l'oxyde de biphényle ou l'oxyde de benzyle; les huiles paraffmiques et/ou naphténiques, résidus de distillation du pétrole;
2. la concentration du diacide carboxylique de départ de formule (VII) dans la masse réactionnelle, formée du diacide de départ, du catalyseur et du (ou des) solvant(s) organique(s), représente génér~lement de 10 à 50% du poids de la masse réactionnelle;
3. on utilise comme catalyseur:
- de type (i), le rubidium, le césium, le vanadium, le molybdène, le bore, l'~ ill"~, le gallinm, l'in~ lm, le th~llillm, l'étain, l'antimoine ou le bismuth pris sous forme:
d'un métal ou d'un métalloide; d'un oxyde simple ou double ou d'un hydroxyde simple ou double; d'un sel minéral simple ou double comme par exemple un nitrate, un sulfate, un oxysulfate, un halogénure, un oxyhalogénure, un silicate, un carbonate; ou d'un sel organique simple ou double comme par exemple un acétylacétonate, un alcoolate tel que par exemple un méthylate ou un éthylate, un carboxylate tel que par exemple un acétate ou un oxalate . Comme exemples spécifiques de catalyseurs (i) qui conviennent, on citera -~ W095/09830 13 ~ 3~1 ~ PCT/FR94/01157 notamment les catalyseurs suivants: tétraborate de sodium ou de pot~sil~m; oxyded'étain; st~nn~te de sodium ou de potassium; carbonate de bismuth, de césium ou de rubidium, oxyde de molybdène, d'all-minillm, d'indium ou d'antimoine; acétate deth~llillm;
5 - de type (2i), un phosphate ou un phosphate condensé, de type pyrophosphate ou polyphosphate, dans la structure duquel le cation est un cation dérivé not~mm~llt d'un élément du groupe la (à l'exception du rubidium et du césium), 2a ou 3b de la Cl~ ific~tion périodique publiée dans le Bulletin de la Société Chimique de France, n 1 (1966) ou bien un cation ammonium . Comme exemples spécifiques de catalyseurs (i) qui 10 convienn~nt, on citera not~mm~-~t les catalyseurs suivants: les phosphates, les pyrophosphates, les tripolyphosphates ou les pentapolyphosphate de sodium ou de potassium;
4. on utilise une quantité de catalyseur, exprimée en nombre d'atome-grammes de cation métallique pour 100 moles d'acide dicarboxylique, qui est comprise entre 0,1 et 30 % et 15 plus précisément entre 5 et 20 %;
5. la réaction de décarboxylation cyclisante est effectuée à une température comprise entre 200C et 300C gui peut être choisie égale à la température de reflux du mélange réactionnelle;
6. la réaction de décarboxylation cyclisante est effectuée en élimin~nt par ~i~till~tion, au 20 fur et à mesure de leur formation, la cétone cyclique, le gaz carbonique et l'eau formés;
en ~m de réaction, on récupère la cétone cyclique à partir du distillat, selon les techniques classiques utilisées dans ce domaine technique, not~mment par dec~nt~tion ou par cri~t~ tion.
Les exemples suivants donnés à titre non limit~tif illustrent l'invention et 25 montrent comment elle peut être mise en pratique.

F~Fl~IPT F. 1 Cet exemple illustre la mise en oeuvre de l'étape (a) du procédé selon l'invention.

Dans un autoclave en acier inoxydable préalablement purgé à l'azote, on introduit dans l'ordre:
- 93,6 mg de [Rh(cyclooctadiène-1,5yle) Cl]2, soit 3,8.104 atome-gramme de rhodium élémentaire, - 1,208 g (11,4.10-3 mole) de Na2CO3, WO 95/09830 14 PCT/FR94/OllS7 2173~i~

- 2,736 g d'une solution aqueuse contenant 30 % en poids du sel de sodium de la tri(sulfophényl)phosphine de formule:

P~

SO3Na 3 soit 14,4. 10-4 mole de ladite phosphine, - 80 ml d'eau distillée et dégazée par bullage d'azote, - 34 g (0,50 mole) d'isoprène fraichement distillé, et - 71,8 g (0,62 mole) d'~éto~cét~t~ de méthyle.
Après fermeture de l'autoclave, on établit une pression de 2.105 Pa d'azote et on chauffe à 100C pendant 2 heures sous pression autogène.
Après refroidissement, on transvase le contenu de l'autoclave dans une ampoule àdécanter où une phase aqueuse et une phase organique se séparent. La phase aqueuse recueillie contient le catalyseur et la phase organique supérieure exempte de catalyseur lel~ln,e le produit d'addition souhaité de formule (IV).
La phase organique séparée est lavée avec 20 ml d'eau salée. La phase aqueuse est extraite avec 50 ml d'acétate d'éthyle, puis elle est ensuite lavée avec 20 ml d'eau salée. Les phases organiques sont rassemblées, puis séchées sur Na2SO4 anhydre. Après filtration de Na2SO4, l'acétate d'éthyle est éliminé par évaporation sous pression réduite et le produit brut obtenu est purifié par distillation sous pression réduite (70-72C;
3.102 Pa) pour conduire à 91,14 g d'un liquide incolore qui contient, après analyse par RMN, spectrographie de masse, IR et dosage par chromatographie en phase gazeuse,99% en poids de céto-ester de formule:

COOCH
<

ce qui correspond à un rendement molaire de 98 %, par rapport à l'isoprène engagé.

Cet exemple illustre la mise en oeuvre de l'étape (b) du procédé selon l'invention.

WO 95/09830 1 5 PCT/1~94/OllS7 ~1~3618 Dans un ballon tricol de 1 litre, purgé préalablement à l'argon, équipé d'une agitation m~c~nique, d'un tnermomètre, d'une ampoule de coulée de 250 ml et d'une colonne à distiller, on coule 600 ml de m~th~nl~l anhydre.
On introduit ensuite dans le ballon 27,6 g (1,20 mole) de sodium, découpé en fines lamelles, en opérant de manière progressive. Lorsque tout le sodium a réagi, on coule en environ 10 minutes 179,2 g (0,974 mole) du céto-ester préparé comme indiqué
à l'exemple 1, et la solution ainsi obtenue est portée à l'ébullition. L'acétate de mét'Ayle formé in situ est distillé au fur et à mesure de sa formation, ainsi qu'une partie du m~th~nol présent dans le milieu réactionnel. Cette operation de distillation demande 3 10 heures de ch~ e.
Au bout de ce temps, on ajoute progressivement 400 rnl d'eau distillée tout en contim-~nt l'opération de distillation en vue d'éliminer mai~ nalll le méthanol restant dans le milieu réactionnel.
Lorsque tout le méthanol est éliminé, la masse réactionnelle résiduelle est 15 refroidie et lavée avec 100 ml de cyclohexane. La phase aqueuse ~lecant~e est ensuite acidi~lée à pH 2 à l'aide d'H2S04.
L'acide carboxylique attendu de formule (VI) décante spont~nément. La phase aqueuse est extraite deux fois de suite avec chaque fois 100 ml de CH2Cl2. Les phases organiques sont rassemblées et séchées sur Na2S04 anhydre. Après ~lltration de 20 Na2S04, le CH2Cl2 est éliminé par évaporation sous pression réduite et le produit brut obtenu est purifié par distillation sous pression réduite (70-74C; 3.102 Pa) pour conduire à 108,3 g d'un liquide incolore qui contient, après analyse par RMN, IR et dosage par chromatographie en phase vapeur, 95 % en poids d'acide carboxylique de formule:

fH3 ce qui correspond à un rendement molaire de 82,5 %, par rapport au céto-ester engagé.

30 FXFl\~IPT F 3 Cet exemple illustre la nise en oeuvre de l'étape (c) du procédé selon l'invention.

Dans un ballon tricol de 250 ml, équipé d'une agitation mécanique, d'un thermomètre et d'une ampoule de coulée de 50 ml, on charge 358,7 g d'une solution 2 ~ 1 8 aqueuse concentrée d'acide sulfurique contenant 95 % en poids d'acide pur (soit 6,95 ions H+ et 0,997 mole d'eau).
On coule ensuite lentement 32 g (0,25 mole) de l'acide carboxylique préparé
comme indiqué dans l'exemple 2, en opérant sous agitation et en mainlellallt la 5 température à une valeur de l'ordre de 5C. La solution ainsi obtenue est transvasée ensuite dans un autoclave comportant intérieurement une chemise en tantale et cet autoclave est agité à L~",pe,dture ambiante (20C) sous une pression de CO de 5 MPa.
Après 23 heures de contact avec CO, la masse réactionnelle est coulée lentement sur 500 ml d'eau maintenue vers 10C. Il précipite un solide qui est isolé par filtration, puis lavé avec 50 ml d'eau froide. Après séchage, on obtient 39,2 g d'un solide blanc qui contient, après analyse par RMN, IR et dosage par chromatoghraphie CLHP, 92,5 % en poids du diacide carboxylique de formule:

~ I
HOOC ~--CH2 /C H
Le filtrat résiduel est dilué avec 1 litre d'eau et maintenu 12 heures à 4C: cela permet d'isoler 3,17 g supplémentaires du diacide carboxylique souhaité pris à l'état pur.
Globalement, le rendement molaire en diacide carboxylique, par rapport au monoacide carboxylique engagé, s'établit à 90,8 %.
F.XFl\IPT F. 4 Cet exemple illustre la mise en oeuvre de l'étape (d) du procédé selon l'invention.

Dans un ballon tricol de 50 rnl, équipé d'un système de chauffage, d'une agitation mkc~nique, d'une colonne à distiller de type Vigreux et d'un récepteur refroidi par de la glace carbonique, on charge: 18,6 g de diphényléther (solvant), 5 g (28,7.10-3 mole) de l'acide 2,2-diméthyladipique préparé comme indiqué dans l'exemple 3, et 1,056 g de tétraborate de sodium de formule Na2B4O7, 10H20 (soit 5,6.10-3 atome-gramme de cation sodium) .
En opérant sous agitation, on chauffe la masse réactionnelle en 15 minutes jusqu'à atteindre la température de reflux du solvant mis en oeuvre, qui est égale à
250C . On maintiend ensuite la température à 250C tout en distillant, jusqu'à
épuisement, la cétone cyclique formée dans le récepteur refroidi par de la glacecarbonique; la durée de l'opération est de 1 heure 35 mimltes .

~ wo 9~/09830 17 2 a 7 3 ~ 1 8 PCT/FR94/OllS7 On recueille 6,357 g de distillat qui ~ Ç~ e la cétone cyclique forméede formule:

,JI,~ CH3 de l'eau et du diphényléther . L'eau est absorbée sur du sulfate disodique anhydre .
Après filtration et rinçage avec CH2C12, le ~ till~t est complèté à 100 ml avec du CH2Cl2 et la diméthylcyclopentanone est dosée dans cette solution par chromatographie en phase g~7~ lce avec usage d'un étalon interne .
Quant au culot de li.ctill~tion, il est additionné de 20 ml de dichlorom~th~ns et extrait par 2 fois 20 .ml d'un mélange d'eau et d'hydroxyde de sodium (60/40 en volume); on dose l'acide diméthyladipique non transformé, qui est contenu dans la phase aqueuse, par chromatographie CLHP .
Les résultats obtenus sont les suivants:
15 - rendement molaire en diméthylcyclopentanone, dosée par CPG, par rapport au diacide carboxylique engagé: 80%, - taux molaire de transformation du diacide carboxylique engagé: 87%, - rendement molaire en diméthylcyclopentanone, par rapport au diacide carboxylique transformé: 92% . 7. the hydrolysis reaction is terminated by acidifying the aqueous reaction mixture residual at a pH value of between about 1 and about 3 by adding a determined quantity of a strong mineral mono- or polyacid, oxygenated or not, as per example hydrochloric, nitric and sulfuric acids.
With regard to the practical way of implementing the reactions of deacylation and alkaline hydrolysis, see for more details the contents of the aforementioned document Bull. Chem. Soc. Japan, ~ (1), 216-217 (1979).

In step (c) of the process according to the invention, one proceeds to the addition of a 20 carboxy group COOH on the carbon atom of the carboxylic acid of formula (VI) which carries the substituent R1. This synthesis requires providing globally 1 mole of carbon monoxide CO and one mole of water for each mole of carboxylic acid of formula (VI) to be functionalized.
A first mode of synthesis, corresponding to variant (c1), consists in using 25 formic acid as a carrier of CO and water and to use a catalyst based a strong acid; such a reaction is known in the prior art, cf. in particular the document New J. Chem., 1992, 16, 521-~24, the content of which is incorporated here by reference, but it has never been applied to a substrate having the structure of the compound monocarboxylic acid of formula (VI) in order to obtain the dicarboxylic acid of 30 formula (VII).
Another mode of synthesis, which is particularly interesting and corresponds to the variant (c '1) ~ consists in directly reacting the CO gas under pressure in the presence of the strong acid catalyst; such a reaction is also known in the prior art, see in particular Russian Chemical Reviews, 58 (2), 117-137 (1989) the content of which is wosslos83o ~21 7~1 8 lo PCT/FR94/01157 incorporated here also by reference, but again it has never been applied to a substrate having the structure of the carboxylic acid of formula (VI).
In the case of the variant (c'l), which is the most coll ~ a ~ ent implementation, ren ~ 1em ~ nt ~ molars excellent in dicarboxylic acid of formula (VII), compared to the monocarboxylic acid of formula (VI) involved, which can reach 85% and even exceed this value, are obtained by re~nt the reactions under the conditions advantageous 1 to 7 following which, so plcf ~ lellLielle, will be taken into account combination:
1. one operates in a suitable reactor with a large excess of CO, i.e. a amount greater than 2 moles of CO per mole of starting compound of formula (VI) at hydroxycarbonyl, the CO gas being charged at the desired pressure ranging from 1 MPa to 10 MPa;
2. we operate by ensuring that all the ingredients that are n ~ cess ~ ires are present in the reactor from the start of the reaction;
3. a strong mono- or polyacid, inorganic or organic, is used as catalyst, oxygenated or not, at least one of which has acid functions (when there are several) has an ionization constant in water, pKa, less than or equal to 3, as per example: among mineral acids, hydrochloric, sulfuric, orthophosphoric, pyrophosphoric; among the organic acids, the acids organosulphonics (in particular paratoluenesulfonic, meth ~ n ~ snlfonic, naphthalenesulfonic), organophosphonic acids (especially monoalkyl- or monoarylphosphonic acids such as methylphosphonic or benzene-phosphonic), strong halogenated polycarboxylic acids (such as dihalo- and trihalo-, in particular chloro- and fluoroacetic or propionic acids). A
strong acid which is particularly suitable is sulfuric acid;
4. the hydroxycarbonylation reaction is carried out in lltili ~ nt7 for each mole of acid starting carboxylic acid of formula (VI), 1 to 15 moles of water and 10 to 50 H+ ions;
5. the water and the strong acid which are necessary for the reaction are introduced together into the reaction medium in the form of a concentrated aqueous solution of strong acid whose concentration by weight of pure acid and the quantity are determined so as to supply the quantity of water and the number of H+ ions which are required;
6. a concentrated aqueous solution of strong acid is used whose concentration by weight pure acid is in the range of 90 to 98%;
7. the reaction temperature is in the range from room temperature (20C) to 100C and it is maintained until the moment when the absorption of C0 ceases.

wo 95/09830 ll 2 ~ ~ 3 ~1 8 PCT/FR94/01157 In the case of the other variant (cl), the reactions can be carried out in the advantageous conditions 1 to 6 below which, preferably, will be taken into account combination:
1. the operation is carried out by pouring formic acid (variant c1 1) or a mixture of formic acid with the starting carboxylic acid of formula (VI) (variant cl 2) into the reactor collLellall ~: in the case of the variant (cl 1). the strong acid catalyst and the acid starting carboxylic acid of formula (VI); or in the case of the variant (cl 2) ~ the strong acid catalyst alone;
2. a quantity of formic acid is used, expressed by the number of moles of this compound related to one mole of carboxylic acid of formula (VI), which is comprised between 1 and 4 moles;
3. the catalyst used is a compound corresponding to the definition given above in point 3 of the conditions under which the reactions of variant (c'1) are carried out;
4. the strong acid catalyst is used in pure form or in the form of an aqueous solution concentrate whose concentration by weight of pure acid is at least equal to 95 ~;
5. a quantity of strong acid catalyst is used, expressed as the number of H+ ions per mole of starting carboxylic acid of formula (VI), which is between 5 and 40 ions H+;
6. the reaction temperature is in the range from room temperature (20C) to 100C and it is maintained for a period of the order of 3 hours at 6 hours depending on the temperature value.
With regard to the practical way of implementing the reactions of hydroxycarbonylations, one can refer for more details to the books of reference in chemistry and also to the aforementioned documents Russian Chemical Reviews, 58 (2), 117-137 (1989) and New J. Chem., 1992, 1~. 521-524.

In step (d) of the process according to the invention, the cyclization of the dicarboxylic acid of formula (VII) to obtain the cyclopentanone of formula (I).
A first mode of synthesis, corresponding to the variant (dl), consists in 30 transform the diacid into a cyclic anhydride by reaction with an acid anhydride lower carboxylic acid which then loses CO2 during the reaction under the effect of temperature; such a reaction can be carried out in a known manner as indicated especially in the documents, Compt. render., 1~. 1084-1085 (1906) and Compt. render., 1~. 1356-1358 (1907) the contents of which are incorporated herein by reference.

wo 95109830~.~7 3~1~12 PCT/FR94101157 Another mode of synthesis, which is particularly used here and corresponds to the variant (of 1)- consists in subjecting the diacid to a pyrolysis reaction in the liquid phase or g ~ 7 ~ llse in the presence of a particular catalyst, such a reaction is known in the art earlier, cf. especially Bull. academic dry. USSR, class sci. chem., (29-40), 489493 (1947) and J. Org. Chem., ~, 1841-1844, (1960), but the particular catalyst used work in this memorandum is not described therein.
In the case of the variant (of 1) ~ excellent molar yields in desired cyclopentanone of formula (I), relative to the dicarboxylic acid of formula (VII) committed, which can reach 75% and even exceed this value, are obtained by re ~ c ~ nt the pyrolysis reaction under the following advantageous conditions 1 to 6 which, from manner l,re~lellLielle, will be taken in combination:
1. the cyclizing decarboxylation reaction is carried out in the liquid phase, i.e. in presence of a reaction solvent which is a solvent (or a mixture of solvents) organic(s) inert(s) with respect to the starting dicarboxylic acid and the cyclic ketone obtained, and each having a high boiling point of between 200C
and 500C. As specific examples of organic solvents which are suitable, mention will be made in particular of: paraffinic hydrocarbons such as decane, lln ~ l ~ c ~ n ~, dodecane or tetradec ~ do; aromatic hydrocarbons such as xylenes, cnmene, petroleum cuts consisting of mixtures of alkylbenzenes, in particular Solvesso type cups; heavy esters of mineral acids such as phosphate of tricresyl or carboxylic acids such as octyl phthalate; aromatic ethers such as biphenyl ether or benzyl ether; paraffin oils and/or naphthenics, petroleum distillation residues;
2. the concentration of the starting dicarboxylic acid of formula (VII) in the mass reaction, formed from the starting diacid, the catalyst and the solvent(s) organic (s), represents gener ~ LEMENT from 10 to 50% by weight of the reaction mass;
3. we use as catalyst:
- of type (i), rubidium, cesium, vanadium, molybdenum, boron, ~ ill"~, gallinm, in~ lm, th~llillm, tin, antimony or bismuth taken in the form:
a metal or metalloid; a single or double oxide or a single hydroxide or double; of a simple or double mineral salt such as for example a nitrate, a sulphate, oxysulfate, halide, oxyhalide, silicate, carbonate; or a salt simple or double organic such as for example an acetylacetonate, an alcoholate such as for example a methoxide or an ethylate, a carboxylate such as for example an acetate or an oxalate. Specific examples of suitable catalysts (i) include -~ W095/09830 13 ~ 3~1 ~ PCT/FR94/01157 in particular the following catalysts: sodium tetraborate or pot ~ sil ~ m; tin oxide; sodium or potassium st ~ nn ~ te; carbonate of bismuth, cesium or rubidium, molybdenum, all-minillm, indium or antimony oxide; eth-llillm acetate;
5 - of type (2i), a phosphate or a condensed phosphate, of the pyrophosphate type or polyphosphate, in the structure of which the cation is a cation derived not~mm~llt from a element of group la (except rubidium and cesium), 2a or 3b of Periodic clarification published in the Bulletin de la Société Chimique de France, No. 1 (1966) or an ammonium cation. As specific examples of catalysts (i) which 10 agree ~ nt, we will mention not ~ mm ~ - ~ t the following catalysts: phosphates, pyrophosphates, tripolyphosphates or pentapolyphosphate of sodium or potassium;
4. a quantity of catalyst is used, expressed in number of gram-atoms of cation metal per 100 moles of dicarboxylic acid, which is between 0.1 and 30% and more precisely between 5 and 20%;
5. the cyclizing decarboxylation reaction is carried out at a temperature between between 200C and 300C which can be chosen equal to the reflux temperature of the mixture reaction;
6. the cyclizing decarboxylation reaction is carried out in elimin ~ nt by ~ i ~ till ~ tion, at the as they are formed, the cyclic ketone, carbon dioxide and water formed;
in ~ m of reaction, the cyclic ketone is recovered from the distillate, according to the conventional techniques used in this technical field, not ~ mment by dec ~ nt ~ tion or by cri~t~ tion.
The following examples, given without limitation, illustrate the invention and 25 show how it can be put into practice.

F~Fl~IPT F.1 This example illustrates the implementation of step (a) of the method according to the invention.

In a stainless steel autoclave previously purged with nitrogen, one introduces in order:
- 93.6 mg of [Rh(cyclooctadiene-1,5yle) Cl]2, i.e. 3.8×104 gram-atoms of rhodium elementary, - 1.208 g (11.4.10-3 mole) of Na2CO3, WO 95/09830 14 PCT/FR94/OllS7 2173~i~

- 2.736 g of an aqueous solution containing 30% by weight of the sodium salt of the tri(sulfophenyl)phosphine of formula:

P~

SO3Na 3 i.e. 14.4. 10-4 mole of said phosphine, - 80 ml of distilled water degassed by nitrogen bubbling, - 34 g (0.50 mole) of freshly distilled isoprene, and - 71.8 g (0.62 mol) of methyl eto ~ cet ~ t ~.
After closing the autoclave, a pressure of 2.105 Pa of nitrogen is established and heated at 100C for 2 hours under autogenous pressure.
After cooling, the contents of the autoclave are transferred into a separatory funnel where an aqueous phase and an organic phase separate. The aqueous phase collected contains the catalyst and the catalyst-free upper organic phase lel ~ ln, e the desired adduct of formula (IV).
The separated organic phase is washed with 20 ml of salt water. The aqueous phase is extracted with 50 ml of ethyl acetate, then it is then washed with 20 ml of water salty. The organic phases are combined, then dried over anhydrous Na2SO4. After filtration of Na2SO4, ethyl acetate is removed by evaporation under reduced pressure and the crude product obtained is purified by distillation under reduced pressure (70-72C;
3.102 Pa) to lead to 91.14 g of a colorless liquid which contains, after analysis by NMR, mass spectrography, IR and determination by gas chromatography, 99% by weight of keto-ester of formula:

COOCH
<

which corresponds to a molar yield of 98%, with respect to the isoprene involved.

This example illustrates the implementation of step (b) of the method according to the invention.

WO 95/09830 1 5 PCT / 1 ~ 94 / OllS7 ~1~3618 In a 1 liter three-necked flask, previously purged with argon, equipped with a m ~ c ~ nic agitation, a tnermometer, a 250 ml dropping funnel and a distillation column, pouring 600 ml of m ~ th ~ nl ~ l anhydrous.
27.6 g (1.20 mol) of sodium, cut into thin strips, working gradually. When all the sodium has reacted, flows in about 10 minutes 179.2 g (0.974 mole) of the keto-ester prepared as indicated to Example 1, and the solution thus obtained is brought to the boil. met'Ayl acetate formed in situ is distilled as it is formed, along with part of the m ~ th ~ nol present in the reaction medium. This distillation operation requires 3 10 hour drive.
At the end of this time, one gradually adds 400 rnl of distilled water while contim- ~ nt the distillation operation in order to eliminate May ~ nalll the remaining methanol in the reaction medium.
When all the methanol is removed, the residual reaction mass is cooled and washed with 100 ml of cyclohexane. The aqueous phase ~ lecant ~ e is then acidi ~ lated to pH 2 using H2S04.
The expected carboxylic acid of formula (VI) decanted spont ~ nely. The sentence aqueous solution is extracted twice with 100 ml of CH2Cl2 each time. The phases organics are combined and dried over anhydrous Na2S04. After ~ltration of 20 Na2SO4, the CH2Cl2 is removed by evaporation under reduced pressure and the crude product obtained is purified by distillation under reduced pressure (70-74C; 3.102 Pa) to lead to 108.3 g of a colorless liquid which contains, after analysis by NMR, IR and determination by vapor phase chromatography, 95% by weight of carboxylic acid of formula:

fH3 which corresponds to a molar yield of 82.5%, with respect to the engaged keto-ester.

30 FXFl\~IPT F 3 This example illustrates the simple implementation of step (c) of the process according to the invention.

In a 250 ml three-necked flask, equipped with mechanical stirring, a thermometer and a 50 ml dropping funnel, 358.7 g of a solution 2~1 8 concentrated aqueous sulfuric acid containing 95% by weight of pure acid (i.e. 6.95 H+ ions and 0.997 mole of water).
Then pour slowly 32 g (0.25 mol) of the carboxylic acid prepared as indicated in Example 2, operating with stirring and mainllallt the 5 temperature at a value of about 5C. The solution thus obtained is transferred then in an autoclave with a tantalum jacket inside and this autoclave is stirred at L ~ ", pe, ambient dture (20C) under a CO pressure of 5 MPa.
After 23 hours of contact with CO, the reaction mass is poured slowly on 500 ml of water maintained around 10C. It precipitates a solid which is isolated by filtration, then washed with 50 ml of cold water. After drying, 39.2 g of a white solid are obtained which contains, after analysis by NMR, IR and determination by HPLC chromatography, 92.5% in weight of the dicarboxylic acid of formula:

~ I
HOOC ~--CH2 /CH
The residual filtrate is diluted with 1 liter of water and maintained for 12 hours at 4C: this makes it possible to isolate an additional 3.17 g of the desired dicarboxylic acid taken in the pure state.
Overall, the molar yield of dicarboxylic acid, relative to the committed monocarboxylic acid, stands at 90.8%.
F.XFl\IPT F.4 This example illustrates the implementation of step (d) of the method according to the invention.

In a 50 ml three-necked flask, equipped with a heating system, stirring mkc ~ nic, a Vigreux-type distillation column and a receiver cooled by dry ice, charge: 18.6 g of diphenyl ether (solvent), 5 g (28.7.10-3 mol) of 2,2-dimethyladipic acid prepared as indicated in Example 3, and 1.056 g of sodium tetraborate of formula Na2B4O7, 10H20 (i.e. 5.6.10-3 gram-atom of sodium cation).
By operating under stirring, the reaction mass is heated in 15 minutes until reaching the reflux temperature of the solvent used, which is equal to 250C. The temperature is then maintained at 250C while distilling, until exhaustion, the cyclic ketone formed in the receiver cooled by dry ice; the duration of the operation is 1 hour 35 minutes.

~ wo 9~/09830 17 2 a 7 3 ~ 1 8 PCT/FR94/OllS7 6.357 g of distillate are collected which ~ Ç ~ e the cyclic ketone formed from formula:

,JI,~ CH3 water and diphenyl ether. The water is absorbed on anhydrous disodium sulfate.
After filtration and rinsing with CH2C12, the ~ till ~ t is completed to 100 ml with CH2Cl2 and dimethylcyclopentanone is measured in this solution by chromatography in phase g ~ 7 ~ lce with use of an internal standard.
As for the pellet of li.ctill ~ tion, it is added with 20 ml of dichlorom ~ th ~ ns and extracted with 2 times 20 .ml of a mixture of water and sodium hydroxide (60/40 in volume); the untransformed dimethyladipic acid, which is contained in the aqueous phase, by HPLC chromatography.
The results obtained are as follows:
15 - molar yield of dimethylcyclopentanone, assayed by GPC, relative to the diacid carboxylic involved: 80%, - molar rate of transformation of the dicarboxylic acid involved: 87%, - molar yield of dimethylcyclopentanone, relative to the dicarboxylic acid processed: 92% .

Claims

1) Process for the preparation of mono- or di-substituted cyclopentanone in position 2 of formula:

(I) in which the symbol R1 represents: a hydrogen atom; an alkyl radical or linear or branched alkoxy having 1 to 4 carbon atoms; a radical of formula (R2)p-phenyl-(-CR3R4-)q- where R2 is a linear or branched alkyl radical having from 1 to 3 carbon atoms, R3 and R4, which may be the same or different, represent each a hydrogen atom or a linear or branched alkyl radical having from 1 to 3 carbon atoms and p and q are integers, which can be the same or different, ranging from 0 to 3;
said method being characterized in that it consists in carrying out successively the 4 steps (a) to (d) following which can be chained if necessary in the same reactor:
- step (a) which consists of:
* (a1) to submit 1,3-butadiene, optionally substituted in position 2, of formula:

(II) in which the symbol R1 has the meaning given above with regard to formula (I), to the action of a compound having an active methylene group of formula:

(III) in which the symbol X represents the radical R6 or OR6, the symbols R5 and R6, which may be identical or different, each representing a linear alkyl radical or branched chain having from 1 to 6 carbon atoms, this reaction being carried out in an aqueous medium and in the presence of a catalyst consisting on the one hand of at least one soluble phosphine in water and on the other hand by at least one rhodium compound, to produce a reaction product of formula:

(IV) in which the symbols R1, R5 and X have the meanings given above in connection formulas (I) and (III), * then (a2) to isolate the reaction product of formula (IV) which is in phase organic by separating the latter from the aqueous phase containing the catalyst by settling; and optionally subsequently subjecting the reaction product to a purification by extraction using a suitable solvent and/or by distillation;

- step (b) which consists in implementing the reaction product of formula (IV), taken in the form of the raw product obtained in the organic phase at the end of the aforementioned stage (a2) or as a pure product, and:
* (b1), in the case where a compound of formula (IV) is used in which the symbol X represents the radical R6, to subject this compound:
(b1.1) to a deacylation reaction by treatment known per se to using a solution of an alkali metal alkoxide in alcohol which gave it birth, to obtain a reaction product of formula:

(V) in which the symbols R1 and R5 have the meanings given above with regard to the formula (IV), (b1.2) this reaction being followed by a hydrolysis reaction alkaline of the ester group COOR5, then by an acidification reaction, these reactions being conducted in a manner known per se, operating in the same reaction medium, to obtain a product of formula:

(VI) in which the symbol R1 has the meaning given above with regard to formula (I), * drunk in the case where a compound of formula (IV) is used in which the symbol X represents the radical OR6, to submit this compound:
(b'1.1) to an alkaline hydrolysis reaction of ester groups COOR5 and COOR6, (b' 1.2) this reaction being followed by a decarboxylation reaction heat of one of the carboxylate groups formed, then by an acidification reaction, these reactions being carried out in a manner known per se, operating in the same medium reaction, to obtain a product of formula:

(VI) in which the symbol R1 has the meaning given above with regard to formula (I), * then (b2) to isolate the reaction product, the monocarboxylic acid of formula (VI), which is in the aqueous phase by separating the latter from the organic phase present, and optionally then subjecting the reaction product to a purification by extraction using a suitable solvent;

- step (c) which consists in using the acid of formula (VI), taken as form of the crude product obtained in the aqueous phase at the end of the aforementioned stage (b2) or under pure product form, and:
* (c1) subjecting this compound, according to a first possibility, to a hydroxycarbonylation reaction using formic acid as CO carrier and of water, and a catalyst based on a strong mineral or organic acid, to obtain a reaction product of formula:

(VII) in which the symbol R1 has the meanings given above with regard to the formula (I), * (c'1) to subject this compound, according to a second possibility, to a hydroxycarbonylation reaction using directly CO gas under a pressure of CO ranging from 1 MPa to 10 MPa, water and a catalyst based on a strong mineral acid or organic, to obtain a reaction product of formula:

(VII) in which the symbol R1 has the meanings given above with regard to the formula (I), * then (c2) to isolate the reaction product, the dicarboxylic acid of formula (VII), by causing this compound to precipitate by adding water to the medium reaction, and optionally then subjecting the diacid to purification by recrystallization;

- step (d) which consists in implementing the dicarboxylic acid of formula (VII), taken in the form of the crude product obtained after precipitation at the end of stage (c2) aforesaid or in the form of a pure product, and:
* (d1) subjecting this compound to a decarboxylation reaction cyclizing process carried out, according to a first possibility, by transforming the diacid into cyclic anhydride by reaction with a lower carboxylic acid anhydride which then loses CO2 during the reaction, to obtain the desired cyclopentanone from formula (I), * (d'1) to subject this compound to a decarboxylation reaction cyclizing carried out, according to a second possibility, by pyrolyzing in the liquid phase or gas the diacid in the presence of a catalyst based on:
(i) a metal or a metalloid or a derivative of this element chosen from: Rb, Cs, V, Mo, B, Al, Ga, In, Tl, Sn, Sb, Bi, or (2i) a derivative of phosphoric acid, the acid being condensed or not, the protons of which are substituted by a metal cation other than the metal or metalloid species mentioned under (i) or by an ammonium cation, to obtain the desired cyclopentanone of formula (I), * then (d2) to isolate the reaction product by an appropriate method.

2) Process according to claim 1, characterized in that it consists in successively carrying out the following 4 steps (a) to (d) which can be chained as needed in the same reactor:

- step (a) which consists of:
* (a1) to submit 1,3-butadiene, optionally substituted in position

2, of formula:

(II) in which the symbol R1 has the meaning given above with regard to formula (I), to the action of a compound having an active methylene group of formula:

(III) in which the symbol X represents the radical R6, the symbols R5 and R6, which can be identical or different, each representing a linear or branched alkyl radical having from 1 to 6 carbon atoms, this reaction being carried out in an aqueous medium and in presence of a catalyst consisting on the one hand of at least one phosphine soluble in water and on the other hand by at least one rhodium compound, to produce a product of reaction of formula:

(IV) in which the symbols R1, R5 and X have the meanings given above in connection formulas (I) and (III), * then (a2) to isolate the reaction product of formula (IV) which is in phase organic by separating the latter from the aqueous phase containing the catalyst by decantation, and optionally then subjecting the reaction product to a purification by extraction using a suitable solvent and/or by distillation;

- step (b) which consists in implementing the reaction product of formula (IV), taken in the form of the raw product obtained in the organic phase at the end of the aforementioned stage (a2) or as a pure product, and:
* (b1) to submit this compound:
(b1.1) to a deacylation reaction by treatment known per se to using a solution of an alkali metal alkoxide in alcohol which gave it birth, to obtain a reaction product of formula:

(V) in which the symbols R1 and R5 have the meanings given above with regard to the formula (IV), (b1.2) this reaction being followed by a hydrolysis reaction alkaline of the ester group COOR5, then by an acidification reaction, these reactions being conducted in a manner known per se, operating in the same reaction medium, to obtain a product of formula:

(VI) in which the symbol R1 has the meaning given above with regard to formula (I), * then (b2) to isolate the reaction product, the monocarboxylic acid of formula (VI), which is in the aqueous phase by separating the latter from the organic phase present, and optionally then subjecting the reaction product to a purification by extraction using a suitable solvent;

- step (c) which consists in using the acid of formula (VI), taken as form of the crude product obtained in the aqueous phase at the end of the aforementioned stage (b2) or under pure product form, and:
* (c'1) in subjecting this compound to a hydroxycarbonylation reaction in directly using CO gas under CO pressure ranging from 1 MPa to 10 MPa, from water and a catalyst based on a strong mineral or organic acid, to obtain a reaction product of formula:

(VII) in which the symbol R1 has the meanings given above with regard to the formula (I), * then (c2) to isolate the reaction product, the dicarboxylic acid of formula (VII), by causing this compound to precipitate by adding water to the medium reaction, and optionally then subjecting the diacid to purification by recrystallization;

- step (d) which consists in implementing the dicarboxylic acid of formula (VII), taken in the form of the crude product obtained after precipitation at the end of stage (c2) aforesaid or in the form of a pure product, and:
* (d'1) to subject this compound to a decarboxylation reaction cyclizing carried out by pyrolyzing in the liquid or gaseous phase the diacid in the presence of a catalyst based:
(i) a metal or a metalloid or a derivative of this element chosen from: Rb, Cs, V, Mo, B, Al, Ga, In, T1. Sn, Sb, Bi, or (2i) a derivative of phosphoric acid, the acid being condensed or not, the protons of which are substituted by a metal cation other than the metal or metalloid species mentioned under (i) or by an ammonium cation, to obtain the desired cyclopentanone of formula (1), * then (d2) to isolate the reaction product by an appropriate method.

3) Process according to claim 1 or 2, characterized in that the symbol R1 corresponds to the methyl radical, while the symbols R5 and R6. identical or different, correspond to the methyl and ethyl radicals.

4) Process according to claim 2 or 3, characterized in that in step (a) using 1 to 1.5 moles of compound with an active methylene group of formula (III) per mole of butadiene, optionally substituted, of formula (II).

5) Process according to any one of claims 2 to 4, characterized in that in step (a) is used, as soluble phosphine, a compound taken from the group formed by sodium, potassium, calcium, barium, ammonium, tetramethylammonium and tetraethylammonium of (sulfophenyl)diphenylphosphine, di(sulfophenyl)phenylphosphine and ki(sulfophenyl)phosphine.

6) Process according to any one of claims 2 to 5, characterized in that in step (a) using, as the rhodium compound, a water-soluble compound taken from the group formed by: rhodium oxide Rh2O3; rhodium chloride RhC13;
rhodium bromide RhBr3; rhodium sulfate Rh2(SO4)3; rhodium nitrate Rh(NO3)3; rhodium acetate Rh(CH3CO2)3; rhodium tetracarbonyl [Rh(CO)4]2; trivalent rhodium acetylacetonate; rhodium chloride cyclooctadien-1,5yl [Rh(C8H12)Cl]2; rhodium-dicarbonyl chloride [Rh(CO)2Cl]2.

7) Process according to any one of claims 2 to 6, characterized in that in step (a) using a quantity of rhodium compound. expressed by the number of gram-atoms of elemental rhodium per 100 moles of butadiene, which is comprised between 0.02 and 20.

8) Process according to any one of claims 2 to 7, characterized in that in step (a) a quantity of phosphine is used, expressed by the number of moles of this compound related to one gram-atom of elemental rhodium, which is between 1 and 10.

9) Process according to any one of claims 2 to 8, characterized in that in step (a) the reaction temperature is in the range from 50°C to 150°C.

10) Process according to any one of claims 2 to 9, characterized in that in step (b) is used, to carry out the deacylation reaction, alcoholates derived from alkali metals and linear or branched primary monoalcohols having 1 to 5 atoms of carbon.

11) Process according to any one of claims 2 to 10, characterized in that in step (b) is used, to carry out the deacylation reaction, 1 to 1.5 moles of base alcoholate per mole of starting keto-ester of formula (IV).

12) Process according to any one of claims 2 to 11, characterized in that in step (b) the deacylation reaction is carried out at a temperature which corresponds to the boiling temperature of the alcohol engaged, for a time sufficient to eliminate as it is formed in situ the compound R6-CO-G in the structure of which the symbol G represents the organic residue of the alkaline alkoxide used.

13) Process according to any one of claims 2 to 12, characterized in that in step (b) the alkaline hydrolysis reaction is carried out by adding to the medium reaction, after completing the deacylation reaction, water in quantity representing 10 to 30 moles of water per 1 mole of alkali metal alkoxide base.

14) Process according to any one of claims 2 to 13, characterized in that in step (b) the alkaline hydrolysis reaction is carried out at a temperature which corresponds at the reflux temperature of the reaction mixture.

15) Process according to any one of claims 2 to 14, characterized in that in step (c) a strong mono-or polyacid, inorganic or organic, is used as catalyst, oxygenated or not, at least one of which has acid functions (when there are several) has an ionization constant in water, pKa, less than or equal to 3.

16) Process according to any one of claims 2 to 15, characterized in that in step (c) the hydroxycarbonylation reaction is carried out using, for each mole of starting carboxylic acid of formula (VI), 1 to 15 moles of water and 10 to 50 H+ ions.

17) Process according to any one of claims 2 to 16, characterized in that in step (c) water and strong acid which are necessary for the hydroxycarbonylation reaction are introduced together into the reaction medium in the form of an aqueous solution concentrate of strong acid whose concentration by weight of pure acid and the quantity are determined in such a way as to provide the quantity of water and the number of H+ ions which are required.

18) Process according to claim 17, characterized in that one uses a solution aqueous concentrate of strong acid whose concentration by weight of pure acid is in the range of 90 to 98%.

19) Process according to any one of claims 2 to 18, characterized in that in step (c) the temperature of the hydroxycarbonylation reaction is in the range ranging from room temperature (20°C) to 100°C.

20) Process according to any one of claims 2 to 19, characterized in that in step (d) the cyclizing decarboxylation reaction is carried out in the liquid phase, i.e.
say in the presence of a reaction solvent which is a solvent or a mixture of solvents organic(s) inert(s) with respect to the starting dicarboxylic acid and the cyclic ketone obtained, and each having a high boiling point of between 200°C
and 500°C.

21) Process according to claim 20, characterized in that the reaction solvent is selected from the group formed by: paraffinic hydrocarbons such as decane, undecane, dodecane or tetradecane; aromatic hydrocarbons such as xylenes, cumene, petroleum cuts consisting of a mixture of alkylbenzenes; the heavy esters of mineral acids such as tricresyl phosphate or acids carboxylics such as octyl phthalate; aromatic ethers such as oxide of biphenyl or benzyl oxide; paraffinic and/or naphthenic oils, residues of petroleum distillation.

22) Process according to any one of claims 2 to 21, characterized in that in step (d) the concentration of the starting dicarboxylic acid of formula (VII) in the reaction mass, formed from the starting diacid, the catalyst and the solvent(s) organic(s), represents from 10 to 50% of the weight of the reaction mass.

23) Process according to any one of claims 2 to 22, characterized in that in step (d) is used as catalyst:
- of type (i), rubidium, cesium, vanadium, molybdenum, boron, aluminium, gallium, indium, thallium, tin, antimony or bismuth taken in the form:
a metal or a metalloid; a single or double oxide or a single hydroxide or double; of a simple or double mineral salt such as a nitrate, a sulphate, a oxysulfate, halide, oxyhalide, silicate, carbonate; or a salt single or double organic such as acetylacetonate, alcoholate, carboxylate;
- of type (2i), a phosphate or a condensed phosphate, of the pyrophosphate type or polyphosphate, in whose structure the cation is a cation derived from an element of group la (except rubidium and cesium), 2a or 3b of the Classification periodical published in the Bulletin de la Société Chimique de France, n°1 (1966) or well an ammonium cation.

24) Method according to any one of claims 2 to 23, characterized in that in step (d) a quantity of catalyst is used, expressed in number of gram-atoms metal cation per 100 moles of dicarboxylic acid, which is between 0.1 and 30%.

25) Process according to any one of claims 2 to 24, characterized in that in step (d) the cyclizing decarboxylation reaction is carried out:
- at a temperature, between 200°C and 300°C, equal to the reflux temperature of the reaction mixture, - by eliminating by distillation, as they form, the cyclic ketone, the carbon dioxide and water formed.

26) Process for the preparation of a dicarboxylic acid of formula:

(VII) in which the symbol R1 has the meaning given above, in claim 1 or

3, with regard to formula (I), characterized in that it consists of:
* to submit a monocarboxylic acid of formula:

(VI) in which the symbol R1 has the meaning given above, to a reaction of hydroxycarbonylation using CO gas directly under CO pressure ranging from 1 MPa to 10 MPa, water and a catalyst based on a strong mineral acid or organic, to obtain the reaction product of formula (VII);
* then in isolating the reaction product of formula (VII), by precipitating this compound by adding water to the reaction medium, and optionally by then subjecting the diacid to purification by recrystallization.