CA2280955A1 - Preparation du 4-cyano-4'-hydroxybiphenyle - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de préparation du 4-cyano-4'-hydroxybiphenyle, le procédé comprenant la protection de la fonction aldéhyde du 4-bromo-benzaldéhyde, la réaction du 4-bromo-benzaldehyde protège avec de l'halogènure de p-alcoxyphényle magnésium, la déprotection du radical formyl du 4-alcoxy-4'-formyl-biphényle protégé et conversion du groupe formyle en cyano et l'hydrolyse du groupe alcoxy du 4-alcoxy-4'-cyano-biphényle-résultant.
Description
PREPARATION DLI 4-CYANO-4'-HYDROXY BIPHENYLE
L'invention concerne un procédé de préparation du 4-cyano-4'-hydroxybiphenyle.
Ce composé est connu comme intermédiaire et utilisé, par exemple, dans la synthèse de monomères de polymères à cristaux liquides (GB 2002767) (J. Poiym. Sci., Part C : Polymer Letters, Vol. 28, 345-355 ( 1990) ; J. Mater, Chem., 1993, 3(6), 633-642) ou pour la formation de polysiloxanes spécifiques (US 5262052).
Lc 4-cyano-4'-hydroxy-biphenyle peut être préparé tel que décrit dans la demande EP 44759 ou dans J. Mater. Chem., 1933, 3(6), 633-642, par réaction du 4-bromo-4'-hydroxy-biphényle avec du cyanure de cuivre. Une autre méthode de préparation décrite dans le brevet US 5262052, consiste à faire réagir le di(4-méthoxyphényle)zinc avec le 4-bromobenzonitrile en présence de Ni(PPh3)ç. L'inconvénient de ces procédés est qu'ils mettent en oeuvre des agents toxiques tels que le cyanure de cuivre. L'invention a pour objet un procédé de préparation qui n'utilise pas d'agent toxique tel que le cyanure de cuivre ou qui utilise des agents moins toxiques que ceux décrits dans l'état de la technique.
1s L'invention concerne un procédé de préparation du 4-cyano-4'-hydroxybiphenyle, le procédé comprenant - la protection de la fonction aldéhyde du 4-bromo-benzaldéhyde, - la réaction du 4-bromo-benzaldéhyde protègé avec de l'halogènure de p-alcoxyphényle magnésium, 20 - la déprotection du radical formyl du 4-alcoxy-4'-formyl-biphényle protégé
et conversion du groupe formyle en cyano, et - l'hydrolyse du groupe alcoxy du 4-alcoxy 4'-cyano-biphényle résultant.
L'invention concerne un procédé de préparation du 4-cyano-4'-hydroxybiphenyle.
Ce composé est connu comme intermédiaire et utilisé, par exemple, dans la synthèse de monomères de polymères à cristaux liquides (GB 2002767) (J. Poiym. Sci., Part C : Polymer Letters, Vol. 28, 345-355 ( 1990) ; J. Mater, Chem., 1993, 3(6), 633-642) ou pour la formation de polysiloxanes spécifiques (US 5262052).
Lc 4-cyano-4'-hydroxy-biphenyle peut être préparé tel que décrit dans la demande EP 44759 ou dans J. Mater. Chem., 1933, 3(6), 633-642, par réaction du 4-bromo-4'-hydroxy-biphényle avec du cyanure de cuivre. Une autre méthode de préparation décrite dans le brevet US 5262052, consiste à faire réagir le di(4-méthoxyphényle)zinc avec le 4-bromobenzonitrile en présence de Ni(PPh3)ç. L'inconvénient de ces procédés est qu'ils mettent en oeuvre des agents toxiques tels que le cyanure de cuivre. L'invention a pour objet un procédé de préparation qui n'utilise pas d'agent toxique tel que le cyanure de cuivre ou qui utilise des agents moins toxiques que ceux décrits dans l'état de la technique.
1s L'invention concerne un procédé de préparation du 4-cyano-4'-hydroxybiphenyle, le procédé comprenant - la protection de la fonction aldéhyde du 4-bromo-benzaldéhyde, - la réaction du 4-bromo-benzaldéhyde protègé avec de l'halogènure de p-alcoxyphényle magnésium, 20 - la déprotection du radical formyl du 4-alcoxy-4'-formyl-biphényle protégé
et conversion du groupe formyle en cyano, et - l'hydrolyse du groupe alcoxy du 4-alcoxy 4'-cyano-biphényle résultant.
-2-Les réactions sont de préférence mises en oeuvre sous atmosphère inerte. Par exemple, les réactions peuvent être mises en oeuvre sous atmosphère d'azote.
La fonction aldéhyde peut être protégée par les méthodes classiques connues de l'homme de l'art. Ainsi, par exemple, la protection peut être mise en oeuvre en utilisant, en tant qu'agent, de l'éthylène glycol, du propylène glycol ou du diméthyle éther.
La réaction du 4-bromobenzaldéhyde protégé, avec le réactif de Grignard, peut être mise en oeuvre dans un solvant aprotique. Le groupe alkoxy de l'halogénure de p-alkoxyphényle magnésium est de préférence un alkoxy ayant au plus 5 atomes dc carbone ; le groupe alkoxy peut être, par exemple, un groupe méthoxy ou éthoxy et de préférence le groupe méthoxy et l'halogénure utilisé est de préférence le chlorure ou le bromure.
La nature de la réaction de déprotection dépend du réactif utilisé pour la réaction de protection. La déprotection peut être une hydrolyse. La conversion du groupe formyle en cyano peut être mise en oeuvre par les méthodes classiques connues de l'homme de ~5 l'art ; l'hydroxylamine peut être utilisé comme réactif.
L'hydrolyse du groupe alkoxy peut être mise en oeuvre sans l'hydrolyse du groupe cyano en utilisant un réactif approprié tel que le chlorure de pyridinium.
Les exemples suivants sont présentés pour illustrer les procédures ci-dessus et ne doivent en aucun cas être considérés comme une limite à la portée de l'invention.
2o Exemple 1 Préparation du 2-(4 bromophényle)-l, 3-dioxolane Dans un tricot de 2 1 muni d'un Dean-Stark, on introduit, sous azote, 40 g (216 mmol) de bromobenzaldéhyde, 39 ml (700 mmol) d'éthylène glycol, 1,6 g (9,3mmol) d'acide p-toluène sulfonique et 670 ml de toluène. Le mélange réactionnel est porté au reflux en 25 éliminant l'eau formée. Après 24 heures de reflux, le mélange réactionnel est hydrolisé
par une solution saturée de carbonate de sodium (240 ml). La phase organique est recueillie et lavée par deux fois avec une solution saturée de chlorure de sodium (2 x 160 _3_ ml), puis concentrée sous vide. Le produit brut obtenu est distillé sous 40 mm/Hg (150-156°C).
Exemple 2 Préparation du 2-[p-(4-méthoxyphényle)-phényl]-1,3-dioxolane Dans un tricot de 50 ml, sont introduits, sous azote, 0.8 g de magnésium, 1 ml de tétrahydrofurane (THF) et un grain d'iode. Le mélange réactionnel est chauffé
à 40°C et on coule 4,75 g de 4-bromoanisol en solution dans 2S ml de THF. Le mélange réactionnel est porté au reflux pendant 1 heure et demie.
Après retour à température ambiante, cette solution est coulée sur un mélange de 2-(4-bromophényl)-1,3-dioxolane (5 g) dans 50 ml de THF en présence d'un catalyseur (Pd, 0,25%) tout en maintenant la température à O°C. On laisse revenir le mélange réactionnel à température ambiante et on ajoute la seconde fraction du catalyseur (0,25 %). Le mélange réactionnel est alors chauffé à 40°C pendant 2 heures. Après hydrolyse par 40 ml d'eau, la phase aqueuse recueillie est extraite avec du toluène (2 x ~5 30 ml). Les phases organiques sont rassemblées et concentrées pour obtenir le produit désiré.
Exemple 3 Préparation du p-(4-méthoxyphényl)benzonitrile Dans un tricot de 100 ml, sont introduits, sous azote, 2,6 g de 2-[p-(4-méthoxy phényl)-2o phényl]-1,3-dioxolane, 0,917 g de chlorhydrate d'hydroxylamine, 40 ml d'éthanol chlorhydrique 1,8 M et 10 ml d'éthanol. Le mélange réactionnel est chauffé au reflux pendant 4 heures puis concentré sous vide. Le résidu est repris dans 30 ml d'eau puis on ajoute 220 ml de ter-butyl méthyl éther (MTBE). La phase organique est séparée et la phase aqueuse est extraite avec du MTBE (2 x 20 ml). Les phases organiques sont 25 rassemblées, lavées avec une solution saturée de chlorure de sodium, séchées sur sulfate de magnésium anhydre et concentrées sous vide (rendement : 75%).
Exemple 4 Préparation du 4-cyano-4'-hydroxy-biphényle Dans un bicot de 50 ml, sont introduits, sous azote, 1 g de 3o p-(4-méthoxyphényl)benzonitrile et 3 g de chlorure de pyridinium. Le mélange est chauffé à 200°C pendant 6 heures puis on le laisse se refroidir. A
110°C on coule 5 ml de pyridine et 5 ml d'acide chlorydrique 1 N. A température ambiante, le mélange réactionnel est extrait avec du chloroforme. Les phases organiques sont rassemblées et lavées avec de l'eau, (2 x 30 ml), séchées sur sulfate de magnésium anhydre et concentrées sous vide. Après recristallisation dans un mélange d'acétate éthyl /heptane, on obtient le produit recherché (rendement : 50%).
La fonction aldéhyde peut être protégée par les méthodes classiques connues de l'homme de l'art. Ainsi, par exemple, la protection peut être mise en oeuvre en utilisant, en tant qu'agent, de l'éthylène glycol, du propylène glycol ou du diméthyle éther.
La réaction du 4-bromobenzaldéhyde protégé, avec le réactif de Grignard, peut être mise en oeuvre dans un solvant aprotique. Le groupe alkoxy de l'halogénure de p-alkoxyphényle magnésium est de préférence un alkoxy ayant au plus 5 atomes dc carbone ; le groupe alkoxy peut être, par exemple, un groupe méthoxy ou éthoxy et de préférence le groupe méthoxy et l'halogénure utilisé est de préférence le chlorure ou le bromure.
La nature de la réaction de déprotection dépend du réactif utilisé pour la réaction de protection. La déprotection peut être une hydrolyse. La conversion du groupe formyle en cyano peut être mise en oeuvre par les méthodes classiques connues de l'homme de ~5 l'art ; l'hydroxylamine peut être utilisé comme réactif.
L'hydrolyse du groupe alkoxy peut être mise en oeuvre sans l'hydrolyse du groupe cyano en utilisant un réactif approprié tel que le chlorure de pyridinium.
Les exemples suivants sont présentés pour illustrer les procédures ci-dessus et ne doivent en aucun cas être considérés comme une limite à la portée de l'invention.
2o Exemple 1 Préparation du 2-(4 bromophényle)-l, 3-dioxolane Dans un tricot de 2 1 muni d'un Dean-Stark, on introduit, sous azote, 40 g (216 mmol) de bromobenzaldéhyde, 39 ml (700 mmol) d'éthylène glycol, 1,6 g (9,3mmol) d'acide p-toluène sulfonique et 670 ml de toluène. Le mélange réactionnel est porté au reflux en 25 éliminant l'eau formée. Après 24 heures de reflux, le mélange réactionnel est hydrolisé
par une solution saturée de carbonate de sodium (240 ml). La phase organique est recueillie et lavée par deux fois avec une solution saturée de chlorure de sodium (2 x 160 _3_ ml), puis concentrée sous vide. Le produit brut obtenu est distillé sous 40 mm/Hg (150-156°C).
Exemple 2 Préparation du 2-[p-(4-méthoxyphényle)-phényl]-1,3-dioxolane Dans un tricot de 50 ml, sont introduits, sous azote, 0.8 g de magnésium, 1 ml de tétrahydrofurane (THF) et un grain d'iode. Le mélange réactionnel est chauffé
à 40°C et on coule 4,75 g de 4-bromoanisol en solution dans 2S ml de THF. Le mélange réactionnel est porté au reflux pendant 1 heure et demie.
Après retour à température ambiante, cette solution est coulée sur un mélange de 2-(4-bromophényl)-1,3-dioxolane (5 g) dans 50 ml de THF en présence d'un catalyseur (Pd, 0,25%) tout en maintenant la température à O°C. On laisse revenir le mélange réactionnel à température ambiante et on ajoute la seconde fraction du catalyseur (0,25 %). Le mélange réactionnel est alors chauffé à 40°C pendant 2 heures. Après hydrolyse par 40 ml d'eau, la phase aqueuse recueillie est extraite avec du toluène (2 x ~5 30 ml). Les phases organiques sont rassemblées et concentrées pour obtenir le produit désiré.
Exemple 3 Préparation du p-(4-méthoxyphényl)benzonitrile Dans un tricot de 100 ml, sont introduits, sous azote, 2,6 g de 2-[p-(4-méthoxy phényl)-2o phényl]-1,3-dioxolane, 0,917 g de chlorhydrate d'hydroxylamine, 40 ml d'éthanol chlorhydrique 1,8 M et 10 ml d'éthanol. Le mélange réactionnel est chauffé au reflux pendant 4 heures puis concentré sous vide. Le résidu est repris dans 30 ml d'eau puis on ajoute 220 ml de ter-butyl méthyl éther (MTBE). La phase organique est séparée et la phase aqueuse est extraite avec du MTBE (2 x 20 ml). Les phases organiques sont 25 rassemblées, lavées avec une solution saturée de chlorure de sodium, séchées sur sulfate de magnésium anhydre et concentrées sous vide (rendement : 75%).
Exemple 4 Préparation du 4-cyano-4'-hydroxy-biphényle Dans un bicot de 50 ml, sont introduits, sous azote, 1 g de 3o p-(4-méthoxyphényl)benzonitrile et 3 g de chlorure de pyridinium. Le mélange est chauffé à 200°C pendant 6 heures puis on le laisse se refroidir. A
110°C on coule 5 ml de pyridine et 5 ml d'acide chlorydrique 1 N. A température ambiante, le mélange réactionnel est extrait avec du chloroforme. Les phases organiques sont rassemblées et lavées avec de l'eau, (2 x 30 ml), séchées sur sulfate de magnésium anhydre et concentrées sous vide. Après recristallisation dans un mélange d'acétate éthyl /heptane, on obtient le produit recherché (rendement : 50%).
Claims (6)
1. Un procédé de préparation du 4-cyano-4'-hydroxybiphenyle, le procédé
comprenant:
la protection de la fonction aldéhyde du 4-bromo-benzaldéhyde, - la réaction du 4-bromo-benzaldéhyde protègé avec de l'halogènure de p-alkoxyphényle magnésium, - la déprotection du radical formyl du 4-alkoxy-4'-formyl-biphényle protégé et conversion du groupe formyle en cyano, et - l'hydrolyse du groupe alkoxy du 4-alkoxy 4'-cyano-biphényle résultant.
comprenant:
la protection de la fonction aldéhyde du 4-bromo-benzaldéhyde, - la réaction du 4-bromo-benzaldéhyde protègé avec de l'halogènure de p-alkoxyphényle magnésium, - la déprotection du radical formyl du 4-alkoxy-4'-formyl-biphényle protégé et conversion du groupe formyle en cyano, et - l'hydrolyse du groupe alkoxy du 4-alkoxy 4'-cyano-biphényle résultant.
2. Un procédé selon la revendication 1, dans lequel la protection est mise en oeuvre en utilisant, en tant qu'agent, de l'éthylène glycol, du propylène glycol ou du diméthyle éther.
3. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel la réaction du 4-bromobenzaldéhyde protégé, avec le réactif de Grignard, est mise en oeuvre dans un solvant aprotique.
4. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le groupe alkoxy de l'halogénure de p-alkoxyphényl magnésium est de préférence un alkoxy ayant au plus 5 atomes de carbone et l'halogénure utilisé est de préférence le chlorure ou le bromure.
5. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la déprotection est une hydrolyse.
6. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'hydrolyse du groupe alkoxy est mise en oeuvre avec le chlorure de pyridinium.
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