CA2282680A1 - Procede d'acylation ou de sulfonylation d'un compose aromatique - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un procédé d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique. Plus particulièrement, l'invention a trait à un procédé d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique activé ou désactivé. L'invention s'applique à la préparation de cétones ou de sulfones aromatiques. Le procédé d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique qui consiste à faire réagir au moins un composé aromatique avec un agent d'acylation ou de sulfonylation, en présence d'un catalyseur de FriedelCrafts est caractérisé par le fait que l'on conduit la réaction d'acylation ou de sulfonylation, en phase liquide, sous irradiation de micro-ondes.
Description
PROCEDE D'ACYLATION OU DE Sl ll FONYLATION
D'UN COMPOSE AR MATIQUF
La présente invention a pour objet un procédé d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique.
Plus précisément, l'invention a trait à un procédé d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique activé ou désactivé.
Elle est particulièrement intéressante dans le cas où il est souhaité d'acyler ou de sulfonyler un composé aromatique désactivé.
L'invention s'applique à la préparation de cétones ou de sulfones aromatiques.
Dans l'exposé qui suit de la présente invention, on entend "par composé
aromatique", la notion classique d'aromaticité telle que définie dans la littérature, notamment par Jerry MARCH, Advanced Organic Chemistry, 4eme édition, John Wiley and Sons, 1992, pp. 40 et suivantes.
Par "composé aromatique désactivé", on définit un composé aromatique sans substituant, tel que par exemple le benzène ou un composé aromatique comportant un ou plusieurs substituants désactivant le noyau aromatique tels que des groupes électro-attracteurs.
Par "composé aromatique activé", on désigne un composé aromatique comportant un ou plusieurs substituants activant ie noyau aromatique tels que des groupes électro-donneurs.
Les notions de groupes électro-attracteurs et groupes électro-donneurs sont définies dans la littérature. On peut se référer entre autres, à l'ouvrage de Jerry MARCH - Advanced Organic Chemistry, 4ème édition, John Wiley and Sons, 1992, chapitre 9, pp. 273 - 292.
Un procédé classique de préparation de cétones aromatiques consiste à
faire réagir un composé aromatique et un agent d'acylation, selon une réaction d'acylation de type Friedel-Crafts.
II est donc connu de conduire ladite réaction, en présence de catalyseurs tels que : FeClg, Fe, ZnCl2, 12 [D. E. PEARSON, C. A. BUEHLER, Synthesis, 1972, p.533] ; les trifluorométhanesulfonates métalliques [A KAWADA et al J.
Chem. Soc. Chem. Commun. pp. 1157-1158 (1993) et Synlett pp.545-546 (1994)] ; les halogénures de bismuth ou précurseurs [EP-A-698 593].
D'UN COMPOSE AR MATIQUF
La présente invention a pour objet un procédé d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique.
Plus précisément, l'invention a trait à un procédé d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique activé ou désactivé.
Elle est particulièrement intéressante dans le cas où il est souhaité d'acyler ou de sulfonyler un composé aromatique désactivé.
L'invention s'applique à la préparation de cétones ou de sulfones aromatiques.
Dans l'exposé qui suit de la présente invention, on entend "par composé
aromatique", la notion classique d'aromaticité telle que définie dans la littérature, notamment par Jerry MARCH, Advanced Organic Chemistry, 4eme édition, John Wiley and Sons, 1992, pp. 40 et suivantes.
Par "composé aromatique désactivé", on définit un composé aromatique sans substituant, tel que par exemple le benzène ou un composé aromatique comportant un ou plusieurs substituants désactivant le noyau aromatique tels que des groupes électro-attracteurs.
Par "composé aromatique activé", on désigne un composé aromatique comportant un ou plusieurs substituants activant ie noyau aromatique tels que des groupes électro-donneurs.
Les notions de groupes électro-attracteurs et groupes électro-donneurs sont définies dans la littérature. On peut se référer entre autres, à l'ouvrage de Jerry MARCH - Advanced Organic Chemistry, 4ème édition, John Wiley and Sons, 1992, chapitre 9, pp. 273 - 292.
Un procédé classique de préparation de cétones aromatiques consiste à
faire réagir un composé aromatique et un agent d'acylation, selon une réaction d'acylation de type Friedel-Crafts.
II est donc connu de conduire ladite réaction, en présence de catalyseurs tels que : FeClg, Fe, ZnCl2, 12 [D. E. PEARSON, C. A. BUEHLER, Synthesis, 1972, p.533] ; les trifluorométhanesulfonates métalliques [A KAWADA et al J.
Chem. Soc. Chem. Commun. pp. 1157-1158 (1993) et Synlett pp.545-546 (1994)] ; les halogénures de bismuth ou précurseurs [EP-A-698 593].
2 Les réactions décrites sont limitées à des composés aromatiques activés, tels que l'anisole et nécessitent le plus souvent des temps de réaction très longs.
Dans le cas de substrats aromatiques désactivés tels que le benzène ou les halogénobenzènes, ces catalyseurs ne donnent pas satisfaction.
Toutefois, FeClg a été décrit pour effectuer la benzoylation du benzène (FR-A-2 534 905 et FR-A-2 534 906) mais les conditions expérimentales sont alors contraignantes. On conduit la réaction en autoclave, en présence de 8 % de FeCl3 : le rendement n'est que de 56 %, après 2 h de chauffage à
145°C.
D. E. PEARSON et al (op. cit.) rapportent quelques rares résultats d'acylation de composés aromatiques, en l'absence de catalyseurs, par simple effet thermique mais les temps de réaction sont très longs et les rendements restent faibles, en particulier dans le cas des composés aromatiques désactivés.
Ces dernières références, comme de nombreux catalyseurs décrits dans l'état de la technique, ne traitent pas d'une façon générale, le problème de l'acylation de substrats aromatiques aussi bien activés que désactivés et dans des conditions aisément mises en oeuvre.
La présente invention atteint cet objectif et fournit un procédé permettant d'obvier aux inconvénients précités.
II a maintenant été trouvé et c'est ce qui constitue l'objet de la présente invention, un procédé d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique qui consiste à faire réagir au moins un composé aromatique avec un agent d'acylation ou de sulfonylation, en présence d'un catalyseur de Friedel-Crafts caractérisé par le fait que l'on conduit la réaction d'acylation ou de sulfonylation, en phase liquide, sous irradiation de micro-ondes.
Conformément au procédé de l'invention, on effectue fa préparation d'une cétone ou sulfone aromatique, par la réaction de Friedel-Crafts, sous rayonnement de micro-ondes dans des conditions très améliorées, par rapport à
celles qui étaient connues.
I! est possible d'effectuer l'acylation ou la sulfonylation de composés aromatiques activés, non activés ou désactivés, en réacteur ouvert.
Les temps de réaction sont très courts, nettement inférieurs aux temps de réaction utilisés sous simple effet thermique, en présence des mêmes catalyseurs, et avec des rendements réactionnels souvent supérieurs.
II est également noté une consommation d'énergie électrique considérablement réduite par rapport à la mise en oeuvre d'un four électrique à
résistances, à la fois par la puissance demandée (60 à 300 watts au lieu de plusieurs kilowatts) et par les temps de réaction très raccourcis.
Dans le cas de substrats aromatiques désactivés tels que le benzène ou les halogénobenzènes, ces catalyseurs ne donnent pas satisfaction.
Toutefois, FeClg a été décrit pour effectuer la benzoylation du benzène (FR-A-2 534 905 et FR-A-2 534 906) mais les conditions expérimentales sont alors contraignantes. On conduit la réaction en autoclave, en présence de 8 % de FeCl3 : le rendement n'est que de 56 %, après 2 h de chauffage à
145°C.
D. E. PEARSON et al (op. cit.) rapportent quelques rares résultats d'acylation de composés aromatiques, en l'absence de catalyseurs, par simple effet thermique mais les temps de réaction sont très longs et les rendements restent faibles, en particulier dans le cas des composés aromatiques désactivés.
Ces dernières références, comme de nombreux catalyseurs décrits dans l'état de la technique, ne traitent pas d'une façon générale, le problème de l'acylation de substrats aromatiques aussi bien activés que désactivés et dans des conditions aisément mises en oeuvre.
La présente invention atteint cet objectif et fournit un procédé permettant d'obvier aux inconvénients précités.
II a maintenant été trouvé et c'est ce qui constitue l'objet de la présente invention, un procédé d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique qui consiste à faire réagir au moins un composé aromatique avec un agent d'acylation ou de sulfonylation, en présence d'un catalyseur de Friedel-Crafts caractérisé par le fait que l'on conduit la réaction d'acylation ou de sulfonylation, en phase liquide, sous irradiation de micro-ondes.
Conformément au procédé de l'invention, on effectue fa préparation d'une cétone ou sulfone aromatique, par la réaction de Friedel-Crafts, sous rayonnement de micro-ondes dans des conditions très améliorées, par rapport à
celles qui étaient connues.
I! est possible d'effectuer l'acylation ou la sulfonylation de composés aromatiques activés, non activés ou désactivés, en réacteur ouvert.
Les temps de réaction sont très courts, nettement inférieurs aux temps de réaction utilisés sous simple effet thermique, en présence des mêmes catalyseurs, et avec des rendements réactionnels souvent supérieurs.
II est également noté une consommation d'énergie électrique considérablement réduite par rapport à la mise en oeuvre d'un four électrique à
résistances, à la fois par la puissance demandée (60 à 300 watts au lieu de plusieurs kilowatts) et par les temps de réaction très raccourcis.
3 Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique répondant à la formule générale (I) (R)~
A (I) dans laquelle - A symbolise le reste d'un cycle formant tout ou partie d'un système carbocyclique ou hétérocyclique, aromatique, monocyclique ou polycyclique ledit reste cyclique pouvant porter un radical R représentant un atome d'hydrogène ou un ou plusieurs substituants, identiques ou différents, - n représente le nombre de substituants sur le cycle.
L'invention s'applique notamment aux composés aromatiques répondant à
la formule (I) dans laquelle A est le reste d'un composé cyclique, ayant de préférence, au moins 4 atomes dans le cycle, éventuellement substitué, et représentant au moins l'un des cycles suivants . un carbocycle aromatique, monocyclique ou polycyclique, . un hétérocycle aromatique, monocyclique ou polycyclique comportant au moins un des hétéroatomes O, N et S, On précisera, sans pour autant limiter la portée de l'invention, que le reste A
éventuellement substitué représente, le reste 1 ° - d'un composé carbocyciique aromatique, monocyclique ou polycyclique.
Par "composé carbocyclique polycyclique", on entend . un composé constitué par au moins 2 carbocycles aromatiques et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés, . un composé constitué par au moins 2 carbocycles dont l'un seul d'entre eux est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés.
2° - d'un composé hétérocyclique aromatique, monocyclique ou polycyclique.
Par "composé hétérocyclique polycyclique", on définit . un composé constitué par au moins 2 hétérocycles contenant au moins un hétéroatome dans chaque cycle dont au moins l'un des deux cycles est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés, . un composé constitué par au moins un cycle hydrocarboné et au moins un hétérocycle dont au moins l'un des cycles est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés.
A (I) dans laquelle - A symbolise le reste d'un cycle formant tout ou partie d'un système carbocyclique ou hétérocyclique, aromatique, monocyclique ou polycyclique ledit reste cyclique pouvant porter un radical R représentant un atome d'hydrogène ou un ou plusieurs substituants, identiques ou différents, - n représente le nombre de substituants sur le cycle.
L'invention s'applique notamment aux composés aromatiques répondant à
la formule (I) dans laquelle A est le reste d'un composé cyclique, ayant de préférence, au moins 4 atomes dans le cycle, éventuellement substitué, et représentant au moins l'un des cycles suivants . un carbocycle aromatique, monocyclique ou polycyclique, . un hétérocycle aromatique, monocyclique ou polycyclique comportant au moins un des hétéroatomes O, N et S, On précisera, sans pour autant limiter la portée de l'invention, que le reste A
éventuellement substitué représente, le reste 1 ° - d'un composé carbocyciique aromatique, monocyclique ou polycyclique.
Par "composé carbocyclique polycyclique", on entend . un composé constitué par au moins 2 carbocycles aromatiques et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés, . un composé constitué par au moins 2 carbocycles dont l'un seul d'entre eux est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés.
2° - d'un composé hétérocyclique aromatique, monocyclique ou polycyclique.
Par "composé hétérocyclique polycyclique", on définit . un composé constitué par au moins 2 hétérocycles contenant au moins un hétéroatome dans chaque cycle dont au moins l'un des deux cycles est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés, . un composé constitué par au moins un cycle hydrocarboné et au moins un hétérocycle dont au moins l'un des cycles est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés.
4 3° - d'un composé constitué par un enchaînement de cycles, tels que définis aux paragraphes 1 et/ou 2 liés entre eux . par un lien valentiel, . par un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence un radical méthylène ou isopropylidène, . par l'un des groupes suivants -O- , -CO- , -COO- , -OCOO--S- , -SO- , -S02- , -N-, -CO-N-, I I
RO RO
dans ces formules, RO représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical cyclohexyle ou phényle.
Plus particulièrement, le reste A éventuellement substitué représente, le reste - d'un composé monocyclique, carbocyclique, aromatique, tel que par exemple, le benzène, le toluène, l'isobutyibenzène, l'anisole, le thioanisole, le phénétole ou le vératrole, le gaïacol, le guétol, les mono- et dichlorobenzènes, le fluorobenzène, l'iodobenzène, - d'un composé polycyclique, condensé, aromatique, tel que par exemple, ie naphtalène, le 2-méthoxynaphtalène, le 3-méthoxynaphtalène, - d'un composé polycyclique, non condensé, carbocyclique, aromatique, tel que par exemple, le phénoxybenzène, - d'un composé polycyclique, condensé, carbocyclique, partiellement aromatique, tel que par exemple, le tétrahydronaphtalène, le 1,2-méthylène dioxybenzène, - d'un composé polycyclique, non condensé, carbocyclique, partiellement aromatique, tel que par exemple, le cyclohexylbenzène, - d'un composé monocyclique, hétérocyclique, aromatique, tel que par exemple, la pyridine, le furane, le thiophène, - d'un composé polycyclique, condensé, aromatique, partiellement hétérocyclique, tel que, par exemple, la quinoléïne, l'indole ou ie benzofurane, - d'un composé polycyclique, non condensé, aromatique, partiellement hétérocyclique, tel que, par exemple, les phénylpyridines, les naphtylpyridines, d'un composé polycyclique, condensé, partiellement aromatique, partiellement hétérocyclique, tel que par exemple, la tétrahydroquinoléïne, - d'un composé polycylique, non condensé, partiellement aromatique, partiellement hétérocyclique, tel que par exemple, la cyclohexylpyridine.
RO RO
dans ces formules, RO représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical cyclohexyle ou phényle.
Plus particulièrement, le reste A éventuellement substitué représente, le reste - d'un composé monocyclique, carbocyclique, aromatique, tel que par exemple, le benzène, le toluène, l'isobutyibenzène, l'anisole, le thioanisole, le phénétole ou le vératrole, le gaïacol, le guétol, les mono- et dichlorobenzènes, le fluorobenzène, l'iodobenzène, - d'un composé polycyclique, condensé, aromatique, tel que par exemple, ie naphtalène, le 2-méthoxynaphtalène, le 3-méthoxynaphtalène, - d'un composé polycyclique, non condensé, carbocyclique, aromatique, tel que par exemple, le phénoxybenzène, - d'un composé polycyclique, condensé, carbocyclique, partiellement aromatique, tel que par exemple, le tétrahydronaphtalène, le 1,2-méthylène dioxybenzène, - d'un composé polycyclique, non condensé, carbocyclique, partiellement aromatique, tel que par exemple, le cyclohexylbenzène, - d'un composé monocyclique, hétérocyclique, aromatique, tel que par exemple, la pyridine, le furane, le thiophène, - d'un composé polycyclique, condensé, aromatique, partiellement hétérocyclique, tel que, par exemple, la quinoléïne, l'indole ou ie benzofurane, - d'un composé polycyclique, non condensé, aromatique, partiellement hétérocyclique, tel que, par exemple, les phénylpyridines, les naphtylpyridines, d'un composé polycyclique, condensé, partiellement aromatique, partiellement hétérocyclique, tel que par exemple, la tétrahydroquinoléïne, - d'un composé polycylique, non condensé, partiellement aromatique, partiellement hétérocyclique, tel que par exemple, la cyclohexylpyridine.
5 Dans le procédé de l'invention, on met en oeuvre préférentiellement un composé aromatique de formule (I) dans laquelle A représente un noyau benzénique ou naphtalénique.
Le composé aromatique de formule (I) peut être porteur d'un ou plusieurs substituants.
Le nombre de substituants présents sur le cycle dépend de la condensation en carbone du cycle et de la présence ou non d'insaturations sur le cycle.
Le nombre maximum de substituants susceptibles d'être portés par un cycle, est aisément déterminé par l'Homme du Métier.
Dans le présent texte, on entend par "plusieurs", généralement, moins de 4 substituants sur un noyau aromatique. Des exemples de substituants sont donnés ci-dessous mais cette liste ne présente pas de caractère limitatif.
Comme mentionné précédemment, les substituants peuvent activer ou non le noyau aromatique.
Le reste A peut être éventuellement porteur d'un ou plusieurs substituants qui sont représentés dans la formule (I), par le symbole R et dont les significations préférées sont définies ci-après - le ou les radicaux R représentent l'un des groupes suivants . un atome d'hydrogène, . un radical alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un radical alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 2 à 4 atomes de carbone, tel que vinyle, allyle, . un radical alkoxy ou thioéther linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les radicaux méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, un radical alkényloxy, de préférence, un radical allyloxy ou un radical phénoxy, . un radical cyclohexyle, phényle, benzyle, . un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un radical de formule -R~-SH
-R~-COOR2
Le composé aromatique de formule (I) peut être porteur d'un ou plusieurs substituants.
Le nombre de substituants présents sur le cycle dépend de la condensation en carbone du cycle et de la présence ou non d'insaturations sur le cycle.
Le nombre maximum de substituants susceptibles d'être portés par un cycle, est aisément déterminé par l'Homme du Métier.
Dans le présent texte, on entend par "plusieurs", généralement, moins de 4 substituants sur un noyau aromatique. Des exemples de substituants sont donnés ci-dessous mais cette liste ne présente pas de caractère limitatif.
Comme mentionné précédemment, les substituants peuvent activer ou non le noyau aromatique.
Le reste A peut être éventuellement porteur d'un ou plusieurs substituants qui sont représentés dans la formule (I), par le symbole R et dont les significations préférées sont définies ci-après - le ou les radicaux R représentent l'un des groupes suivants . un atome d'hydrogène, . un radical alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un radical alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 2 à 4 atomes de carbone, tel que vinyle, allyle, . un radical alkoxy ou thioéther linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les radicaux méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, un radical alkényloxy, de préférence, un radical allyloxy ou un radical phénoxy, . un radical cyclohexyle, phényle, benzyle, . un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un radical de formule -R~-SH
-R~-COOR2
6 -R 1-N(R2)2 -R1-CO-N(R2)2 dans lesdites formules, R1 représente un lien valentiel ou un radical hydrocarboné divalent, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, ayant de 1 à
6 atomes de carbone tel que, par exemple, méthylène, éthylène, propylène, isopropylène, isopropylidène ; les radicaux R2 identiques ou différents représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle linéaire ou ramifié
ayant de 1 à 6 atomes de carbone ; X symbolise un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore, de brome ou de fluor.
Lorsque n est supérieur ou égal à 2, deux radicaux R et les 2 atomes successifs du cycle aromatique peuvent être liés entre eux par un radical alkylène, alcénylène ou alcénylidène ayant de 2 à 4 atomes de carbone pour former un hétérocycle saturé, insaturé ou aromatique ayant de 5 à 7 atomes de carbone. Un ou plusieurs atomes de carbone peuvent ëtre remplacés par un autre hétéroatome, de préférence l'oxygène ou le soufre. Ainsi, les radicaux R
peuvent représenter un radical méthylène dioxy ou éthylène dioxy ou un radical méthylène thio ou éthylène thio.
La présente invention s'applique tout particulièrement aux , composés aromatiques répondant à la formule (I) dans laquelle - le ou les radicaux R représentent l'un des groupes suivants . un atome d'hydrogène . un groupe OH, . un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, . un radical alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un radical alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, . un groupe -CHO, . un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un groupe -COOR2 où R2 a la signification donnée précédemment, . un groupe -N02, . un groupe -NH2, . un atome d'halogène, de préférence, de fluor, de chlore, de brome, . un groupe -CF3.
- n est un nombre égal à 0, 1, 2 ou 3.
6 atomes de carbone tel que, par exemple, méthylène, éthylène, propylène, isopropylène, isopropylidène ; les radicaux R2 identiques ou différents représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle linéaire ou ramifié
ayant de 1 à 6 atomes de carbone ; X symbolise un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore, de brome ou de fluor.
Lorsque n est supérieur ou égal à 2, deux radicaux R et les 2 atomes successifs du cycle aromatique peuvent être liés entre eux par un radical alkylène, alcénylène ou alcénylidène ayant de 2 à 4 atomes de carbone pour former un hétérocycle saturé, insaturé ou aromatique ayant de 5 à 7 atomes de carbone. Un ou plusieurs atomes de carbone peuvent ëtre remplacés par un autre hétéroatome, de préférence l'oxygène ou le soufre. Ainsi, les radicaux R
peuvent représenter un radical méthylène dioxy ou éthylène dioxy ou un radical méthylène thio ou éthylène thio.
La présente invention s'applique tout particulièrement aux , composés aromatiques répondant à la formule (I) dans laquelle - le ou les radicaux R représentent l'un des groupes suivants . un atome d'hydrogène . un groupe OH, . un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, . un radical alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un radical alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, . un groupe -CHO, . un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un groupe -COOR2 où R2 a la signification donnée précédemment, . un groupe -N02, . un groupe -NH2, . un atome d'halogène, de préférence, de fluor, de chlore, de brome, . un groupe -CF3.
- n est un nombre égal à 0, 1, 2 ou 3.
7 Parmi les composés de formule (I), on met en oeuvre plus particulièrement ceux répondant aux formules suivantes - un composé carbocycfique aromatique monocyclique ou polycyclique avec des cycles pouvant former entre eux un système orthocondensé répondant à la formule (la) (R)n (R)~
w ~m (la) dans ladite formule (la), m représente un nombre égal à 0, 1 ou 2 et les symboles R, identiques ou différents et n, ayant la signification donnée précédemment, - un composé constitué par un enchaînement de deux ou plusieurs carbocycles aromatiques monocycliques répondant à la formule (Ib) (R)~ ~ ~ (R)n " B
(Ib) dans ladite formule (Ib), les symboles R, identiques ou différents et n, ont la signification donnée précédemment, p est un nombre égal à 0, 1, 2 ou 3 et B
représente - un lien valentiel - un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence, un radical méthylène ou isopropylidène, - l'un des groupes suivants -O- , -CO- , -COO- , -OCOO--S- , -SO- , -S02- , -N-, -CO-N-, I I
RO RO
dans ces formules, RO représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical cyclohexyle ou phényle.
Les composés de formule (I) mis en oeuvre préférentiellement répondent aux formules (la) et (Ib) dans lesquelles - R représente un atome d'hydrogène, un groupe hydroxyle, un groupe thiol, un groupe _CHO, un groupe -N02, un groupe -NH2, un radical alkyle ou WO 98/40339 PCT/F'R98/00497
w ~m (la) dans ladite formule (la), m représente un nombre égal à 0, 1 ou 2 et les symboles R, identiques ou différents et n, ayant la signification donnée précédemment, - un composé constitué par un enchaînement de deux ou plusieurs carbocycles aromatiques monocycliques répondant à la formule (Ib) (R)~ ~ ~ (R)n " B
(Ib) dans ladite formule (Ib), les symboles R, identiques ou différents et n, ont la signification donnée précédemment, p est un nombre égal à 0, 1, 2 ou 3 et B
représente - un lien valentiel - un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence, un radical méthylène ou isopropylidène, - l'un des groupes suivants -O- , -CO- , -COO- , -OCOO--S- , -SO- , -S02- , -N-, -CO-N-, I I
RO RO
dans ces formules, RO représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical cyclohexyle ou phényle.
Les composés de formule (I) mis en oeuvre préférentiellement répondent aux formules (la) et (Ib) dans lesquelles - R représente un atome d'hydrogène, un groupe hydroxyle, un groupe thiol, un groupe _CHO, un groupe -N02, un groupe -NH2, un radical alkyle ou WO 98/40339 PCT/F'R98/00497
8 alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 1 à 4 atomes de carbone ou un atome d'halogène, - B symbolise un lien valentiel, un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone ou un atome d'oxygène, - m est égal à 0 ou 1, - n est égal à 0, 1 ou 2, -pestégalà0oul.
Encore plus préférentiellement, on choisit les composés de formule (I) dans laquelle R représente un atome d'hydrogène, un groupe hydroxyle, un radical méthyle, un radical méthoxy ou un atome d'halogène.
A titre illustratif de composés répondant à la formule (I), on peut mentionner plus particulièrement - des composés aromatiques halogénés ou non tels que le benzène, le toluène, le chlorobenzène, l'iodobenzène, les dichlorobenzènes, les trichlorobenzènes, le fluorobenzène, ies difluorobenzènes, les chlorofluorobenzènes, les chlorotoluènes, les fluorotoluènes, le bromobenzène, les dibromobenzènes, les bromofluorobenzènes, les bromochlorobenzènes, le trifluorométhylbenzène, le trifluorométhoxybenzène, le trichlorométhyl-benzène, le trichlorométhoxybenzène, le trifluorométhylthiobenzène, - des composés aromatiques aminés ou nitrés tels que l'aniline et le nitrobenzène, - des composés phénoliques tels que le phénol, l'o-crésol, le gaïacol, le fluorophénol, l'a-naphtol, le (3-naphtol, - des monoéthers tels que l'an isole, l'éthoxybenzène (phénétole), le butoxybenzène, l'isobutoxybenzène, le 2-chloroanisole, le 3-chloroanisole, le 2-bromoanisole, le 3-bromoanisole, le 2-méthylanisole, le 3-méthylanisole, le 2-éthylanisole, le 3-éthylanisoie, le 2-isopropylanisole, le 3-isopropylanisole, le 2-propylanisole, le 3-propylanisole, le 2-allylanisole, le 2-butylanisole, le 3-butylanisole, le 2-tert-butylanisole, le 3-tert-butylanisole, le 2-benzyianisole, le 2-cyclohexylanisole, le 1-bromo-2-éthoxybenzène, le 1-bromo-3 éthoxybenzène, le 1-chloro-2-éthoxybenzène, le 1-chloro-3-éthoxybenzène, le 1-éthoxy-2-éthylbenzène, le 1-éthoxy-3-éthylbenzène, le 2,3 diméthylanisole, le 2,5-diméthylanisole, le 1-méthoxynaphtalène, le 2 méthoxynaphtalène, - des diéthers comme le vératrole, le 1,3-diméthoxybenzène, le 1,2-diéthoxybenzène, le 1,3-diéthoxybenzène, le 1,2-dipropoxybenzène, le 1,3-
Encore plus préférentiellement, on choisit les composés de formule (I) dans laquelle R représente un atome d'hydrogène, un groupe hydroxyle, un radical méthyle, un radical méthoxy ou un atome d'halogène.
A titre illustratif de composés répondant à la formule (I), on peut mentionner plus particulièrement - des composés aromatiques halogénés ou non tels que le benzène, le toluène, le chlorobenzène, l'iodobenzène, les dichlorobenzènes, les trichlorobenzènes, le fluorobenzène, ies difluorobenzènes, les chlorofluorobenzènes, les chlorotoluènes, les fluorotoluènes, le bromobenzène, les dibromobenzènes, les bromofluorobenzènes, les bromochlorobenzènes, le trifluorométhylbenzène, le trifluorométhoxybenzène, le trichlorométhyl-benzène, le trichlorométhoxybenzène, le trifluorométhylthiobenzène, - des composés aromatiques aminés ou nitrés tels que l'aniline et le nitrobenzène, - des composés phénoliques tels que le phénol, l'o-crésol, le gaïacol, le fluorophénol, l'a-naphtol, le (3-naphtol, - des monoéthers tels que l'an isole, l'éthoxybenzène (phénétole), le butoxybenzène, l'isobutoxybenzène, le 2-chloroanisole, le 3-chloroanisole, le 2-bromoanisole, le 3-bromoanisole, le 2-méthylanisole, le 3-méthylanisole, le 2-éthylanisole, le 3-éthylanisoie, le 2-isopropylanisole, le 3-isopropylanisole, le 2-propylanisole, le 3-propylanisole, le 2-allylanisole, le 2-butylanisole, le 3-butylanisole, le 2-tert-butylanisole, le 3-tert-butylanisole, le 2-benzyianisole, le 2-cyclohexylanisole, le 1-bromo-2-éthoxybenzène, le 1-bromo-3 éthoxybenzène, le 1-chloro-2-éthoxybenzène, le 1-chloro-3-éthoxybenzène, le 1-éthoxy-2-éthylbenzène, le 1-éthoxy-3-éthylbenzène, le 2,3 diméthylanisole, le 2,5-diméthylanisole, le 1-méthoxynaphtalène, le 2 méthoxynaphtalène, - des diéthers comme le vératrole, le 1,3-diméthoxybenzène, le 1,2-diéthoxybenzène, le 1,3-diéthoxybenzène, le 1,2-dipropoxybenzène, le 1,3-
9 PCT/FR98/00497 dipropoxybenzène, le 1,2-méthylènedioxybenzène, le 1,2-èthylène-dioxybenzène, - des triéthers comme le 1,2,3-triméthoxybenzène, le 1,3,5-triméthoxybenzène, le 1,3,5-triéthoxybenzène, - des thioéthers tels que le thioanisole, l'o-thiocrésol, le m-thiocrésol, le p-thiocrésol, le 2-thioéthylnaphtalène, le S-phénylthioacétate, le 3-(méthylmercapto)aniline, le phénylthiopropionate.
Les composés auxquels s'applique de manière plus particulièrement intéressante le procédé selon l'invention sont le benzène, le toluène, les mono-et dichlorobenzènes, le fluorobenzène, l'iodobenzène, le phénol, le fluorophénol, l'anisole, le vératrole, le 1-méthoxynaphtalène, le 2-méthoxynaphtalène.
Pour ce qui est du réactif d'acylation, on fait appel aux acides carboxyliques et leurs dérivés, halogénures ou anhydrides, de préférence, anhydrides.
En ce qui concerne l'agent de sulfonylation, on met en oeuvre plus particulièrement les halogénures ou les anhydrides de sulfonyle ou d'aminosulfonyle.
Les réactifs d'acylation ou de sulfonylation répondent plus particulièrement aux formules suivantes O
Rs X. Rs~S~ iX, II
O (I!) ou O (111) . dans les formules (I!) ou (III) - R3 représente un radical aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié
ayant de 1 à 24 atomes de carbone ; un radical cycloaliphatique, saturé, insaturé ou aromatique, monocyclique ou polycyclique, ayant de 4 à 12 atomes de carbone ; un radical aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié, porteur d'un substituant cyclique, X' représente un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore ou de brome, . dans la formule (II) - X' représente un radical -O-CO-R4 avec R4, identique ou différent de R3, ayant la même signification que R3, . dans la formule (III) - X' représente un radical -O-S02-R4 avec R4, identique ou différent de Rg, ayant la même signification que R3, - Rg représente . un radical alkoxy R5-O- avec R5 ayant la même signification que R3, . un groupe amino (R~)(R~)-N- avec R6, identique ou différent de R~, ayant la même signification que R3.
Par substituant cyclique, on entend de préférence, un cycle carbocyclique saturé, insaturé ou aromatique, de préférence cycloaliphatique ou aromatique 5 notamment cycloaliphatique comprenant 6 atomes de carbone dans le cycle ou benzénique.
Plus préférentiellement, R3 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié
ayant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 1 à 6 atomes de carbone la chaîne hydrocarbonée pouvant être éventuellement interrompue par un
Les composés auxquels s'applique de manière plus particulièrement intéressante le procédé selon l'invention sont le benzène, le toluène, les mono-et dichlorobenzènes, le fluorobenzène, l'iodobenzène, le phénol, le fluorophénol, l'anisole, le vératrole, le 1-méthoxynaphtalène, le 2-méthoxynaphtalène.
Pour ce qui est du réactif d'acylation, on fait appel aux acides carboxyliques et leurs dérivés, halogénures ou anhydrides, de préférence, anhydrides.
En ce qui concerne l'agent de sulfonylation, on met en oeuvre plus particulièrement les halogénures ou les anhydrides de sulfonyle ou d'aminosulfonyle.
Les réactifs d'acylation ou de sulfonylation répondent plus particulièrement aux formules suivantes O
Rs X. Rs~S~ iX, II
O (I!) ou O (111) . dans les formules (I!) ou (III) - R3 représente un radical aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié
ayant de 1 à 24 atomes de carbone ; un radical cycloaliphatique, saturé, insaturé ou aromatique, monocyclique ou polycyclique, ayant de 4 à 12 atomes de carbone ; un radical aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié, porteur d'un substituant cyclique, X' représente un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore ou de brome, . dans la formule (II) - X' représente un radical -O-CO-R4 avec R4, identique ou différent de R3, ayant la même signification que R3, . dans la formule (III) - X' représente un radical -O-S02-R4 avec R4, identique ou différent de Rg, ayant la même signification que R3, - Rg représente . un radical alkoxy R5-O- avec R5 ayant la même signification que R3, . un groupe amino (R~)(R~)-N- avec R6, identique ou différent de R~, ayant la même signification que R3.
Par substituant cyclique, on entend de préférence, un cycle carbocyclique saturé, insaturé ou aromatique, de préférence cycloaliphatique ou aromatique 5 notamment cycloaliphatique comprenant 6 atomes de carbone dans le cycle ou benzénique.
Plus préférentiellement, R3 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié
ayant de 1 à 12 atomes de carbone, de préférence de 1 à 6 atomes de carbone la chaîne hydrocarbonée pouvant être éventuellement interrompue par un
10 hétéroatome (par exemple, l'oxygène), par un groupe fonctionnel (par exemple _CO_) etlou porteuse d'un substituant (par exemple, un halogène ou un groupe CF3).
R3 représente de préférence un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec butyle, tert-butyle.
Le radical R3 représente également d'une manière préférentielle un radical phényle qui peut être éventuellement substitué. II est nécessaire que ce radical soit plus désactivé que le composé aromatique car dans le cas contraire, on assisterait à l'acylation de l'agent d'acylation lui-même.
Comme exemples plus particuliers de substituants, on peut citer, notamment . un radical alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tei que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un radical alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les radicaux méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, . un groupe hydroxyle, . un atome d'halogène, de préférence un atome de fluor, chlore ou brome.
Les agents d'acylation préférés répondent à la formule (II) dans laquelle X' représente un atome de chlore et R3 représente un radical méthyle ou éthyle.
Lorsque l'agent d'acylation est un anhydride d'acide, les composés préférés répondent à la formule (II) dans laquelle R3 et R4 sont identiques et représentent un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone.
Pour ce qui est des agents de sulfonylation, ils répondent préférentiellement à la formule (III) dans laquelle X' représente un atome de chlore ou un radical -O-S02-R4 dans lequel R4 représente un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone et Rg représente un radical phényle ou naphtyle ou un radical R5-O- ou WO 9$/40339 PCT/FR98/00497
R3 représente de préférence un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec butyle, tert-butyle.
Le radical R3 représente également d'une manière préférentielle un radical phényle qui peut être éventuellement substitué. II est nécessaire que ce radical soit plus désactivé que le composé aromatique car dans le cas contraire, on assisterait à l'acylation de l'agent d'acylation lui-même.
Comme exemples plus particuliers de substituants, on peut citer, notamment . un radical alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tei que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un radical alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les radicaux méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, sec-butoxy, tert-butoxy, . un groupe hydroxyle, . un atome d'halogène, de préférence un atome de fluor, chlore ou brome.
Les agents d'acylation préférés répondent à la formule (II) dans laquelle X' représente un atome de chlore et R3 représente un radical méthyle ou éthyle.
Lorsque l'agent d'acylation est un anhydride d'acide, les composés préférés répondent à la formule (II) dans laquelle R3 et R4 sont identiques et représentent un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone.
Pour ce qui est des agents de sulfonylation, ils répondent préférentiellement à la formule (III) dans laquelle X' représente un atome de chlore ou un radical -O-S02-R4 dans lequel R4 représente un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone et Rg représente un radical phényle ou naphtyle ou un radical R5-O- ou WO 9$/40339 PCT/FR98/00497
11 (Rg)(R~)-N- dans lequel R5, Rg, et R~ représentent un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone.
A titre illustratif d'agents d'acylation répondant à la formule (II), on peut citer plus particulièrement - le chlorure d'acétyle, - le bromure d'acétyle, - le chlorure de monochloroacétyle, - le chlorure de dichloroacétyle, - le chlorure de propanoyle, - le chlorure d'isobutanoyle, le chlorure de pivaloyle, le chlorure de stéaroyle, - le chlorure de crotonyle, - le chlorure de benzoyle, - les chlorures de chlorobenzoyle, - le chlorure de p-nitrobenzoyle - le chlorure d'o-nitrobenzoyle - les chlorures de méthoxybenzoyle, - les chlorures de naphtoyle, - l'anhydride acétique, - l'anhydride isobutyrique, - l'anhydride trifluoroacétique, - l'anhydride benzoïque.
Comme exemples d'agents de sulfonylation répondant à la formule générale (ll), on peut mentionner entre autres - le chlorure de benzènesulfonyle, - le chlorure de p-chlorobenzènesulfonyle, - le chlorure de fluorobenzènesulfonyle, - le chlorure de nitrobenzènesulfonyle, - le chlorure de méthoxybenzènesulfonyle, - le chlorure de tosyle, - le chlorure de diméthylsulfamoyle, - le chlorure de méthoxysulfonyle, - l'anhydride benzènesulfonique, - l'anhydride p-toluènesulfonique.
Conformément au procédé de l'invention, on effectue la réaction d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique en présence d'un catalyseur, sous irradiation de micro-ondes.
A titre illustratif d'agents d'acylation répondant à la formule (II), on peut citer plus particulièrement - le chlorure d'acétyle, - le bromure d'acétyle, - le chlorure de monochloroacétyle, - le chlorure de dichloroacétyle, - le chlorure de propanoyle, - le chlorure d'isobutanoyle, le chlorure de pivaloyle, le chlorure de stéaroyle, - le chlorure de crotonyle, - le chlorure de benzoyle, - les chlorures de chlorobenzoyle, - le chlorure de p-nitrobenzoyle - le chlorure d'o-nitrobenzoyle - les chlorures de méthoxybenzoyle, - les chlorures de naphtoyle, - l'anhydride acétique, - l'anhydride isobutyrique, - l'anhydride trifluoroacétique, - l'anhydride benzoïque.
Comme exemples d'agents de sulfonylation répondant à la formule générale (ll), on peut mentionner entre autres - le chlorure de benzènesulfonyle, - le chlorure de p-chlorobenzènesulfonyle, - le chlorure de fluorobenzènesulfonyle, - le chlorure de nitrobenzènesulfonyle, - le chlorure de méthoxybenzènesulfonyle, - le chlorure de tosyle, - le chlorure de diméthylsulfamoyle, - le chlorure de méthoxysulfonyle, - l'anhydride benzènesulfonique, - l'anhydride p-toluènesulfonique.
Conformément au procédé de l'invention, on effectue la réaction d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique en présence d'un catalyseur, sous irradiation de micro-ondes.
12 Une caractéristique essentielle de l'invention consiste à faire réagir le substrat et l'agent d'acylation ou de sulfonylation, sous l'action de micro-ondes.
L'exposition du milieu réactionnel à l'action de micro-ondes permet d'activer le milieu, de manière comparable à la température au sein même de ce dernier.
II
est apparu que cette activation procure une amélioration remarquable de la cinétique de réaction.
Selon la puissance appliquée, le temps de réaction peut varier notamment de 30 s à 1 h, en particulier de 1 à 30 min.
II est difficile de définir une température d'un milieu pendant l'exposition au micro-ondes. On peut toutefois indiquer que la température à la surface du milieu réactionnel est avantageusement comprise 60°C et 350°C, de préférence entre 100°C et 200°C.
L'exposition du milieu réactionnel aux micro-ondes est avantageusement telle que le milieu soit soumis au rayonnement avec une énergie au moins égale à 10 W, de préférence, comprise entre 30 et 300 W.
Lorsqu'une des molécules à irradier est volatile, il est préconisé que l'énergie incidente soit avantageusement comprise entre 30 et 100 W.
La fréquence des micro-ondes utilisable est comprise entre environ 100 MHz et environ 10 GHz, avantageusement entre environ 300 MHz et 3 GHz.
La longueur d'onde des micro-ondes utilisable est généralement comprise entre 10 cm et 1 m dans l'air.
L'exposition aux micro-ondes peut se faire de manière continue, discontinue ou séquentielle avec des séquences par exemple de 15 s à 1 min.
Le catalyseur intervenant dans le procédé de l'invention est un catalyseur de type Friedel-Crafts.
Une première classe de catalyseurs convenant à l'invention sont les acides de Lewis.
Comme exemples de sels organiques, on peut citer notamment l'acétate, le propionate, le benzoate, le méthanesulfonate, le trifluorométhanesulfonate des éléments métalliques ou métalloïdiques des groupes (llla), (IVa), (V111), (Ilb), (Illb), (IVb), (Vb) et (Vlb) de la classification périodique des éléments.
En ce qui concerne les sels inorganiques, on peut citer les chlorure, bromure, iodure, sulfate, oxyde et produits analogues des éléments métalliques ou métalfoïdiques des groupes (IVa), (VIII), (Ilb), (Illb), (IVb), (Vb) et (Vlb) de la classification périodique des éléments.
Dans le présent texte, on se réfère ci-après à la Classification périodique des éléments publiée dans le Bulletin de la Société Chimique de France, n°1 (1966).
L'exposition du milieu réactionnel à l'action de micro-ondes permet d'activer le milieu, de manière comparable à la température au sein même de ce dernier.
II
est apparu que cette activation procure une amélioration remarquable de la cinétique de réaction.
Selon la puissance appliquée, le temps de réaction peut varier notamment de 30 s à 1 h, en particulier de 1 à 30 min.
II est difficile de définir une température d'un milieu pendant l'exposition au micro-ondes. On peut toutefois indiquer que la température à la surface du milieu réactionnel est avantageusement comprise 60°C et 350°C, de préférence entre 100°C et 200°C.
L'exposition du milieu réactionnel aux micro-ondes est avantageusement telle que le milieu soit soumis au rayonnement avec une énergie au moins égale à 10 W, de préférence, comprise entre 30 et 300 W.
Lorsqu'une des molécules à irradier est volatile, il est préconisé que l'énergie incidente soit avantageusement comprise entre 30 et 100 W.
La fréquence des micro-ondes utilisable est comprise entre environ 100 MHz et environ 10 GHz, avantageusement entre environ 300 MHz et 3 GHz.
La longueur d'onde des micro-ondes utilisable est généralement comprise entre 10 cm et 1 m dans l'air.
L'exposition aux micro-ondes peut se faire de manière continue, discontinue ou séquentielle avec des séquences par exemple de 15 s à 1 min.
Le catalyseur intervenant dans le procédé de l'invention est un catalyseur de type Friedel-Crafts.
Une première classe de catalyseurs convenant à l'invention sont les acides de Lewis.
Comme exemples de sels organiques, on peut citer notamment l'acétate, le propionate, le benzoate, le méthanesulfonate, le trifluorométhanesulfonate des éléments métalliques ou métalloïdiques des groupes (llla), (IVa), (V111), (Ilb), (Illb), (IVb), (Vb) et (Vlb) de la classification périodique des éléments.
En ce qui concerne les sels inorganiques, on peut citer les chlorure, bromure, iodure, sulfate, oxyde et produits analogues des éléments métalliques ou métalfoïdiques des groupes (IVa), (VIII), (Ilb), (Illb), (IVb), (Vb) et (Vlb) de la classification périodique des éléments.
Dans le présent texte, on se réfère ci-après à la Classification périodique des éléments publiée dans le Bulletin de la Société Chimique de France, n°1 (1966).
13 Les sels mis en oeuvre dans le procédé de l'invention sont plus particulièrement ceux des éléments du groupe (Illa) de la classification périodique de préférence, le scandium, l'yttrium et les lanthanides ; du groupe (IVa) de préférence, le titane, le zirconium ; du groupe (VIII) de préférence, le fer ; du groupe (Ilb) de préférence, le zinc ; du groupe (Illb) de préférence, le bore, l'aluminium, le gallium, l'indium ; du groupe (IVb) de préférence, l'étain ; du groupe (Vb) de préférence, le bismuth ; du groupe (Vlb) de préférence, le tellure.
Parmi les sels inorganiques, on peut citer les halogénures métalliques et préférentiellement le chlorure de zirconium, le chlorure ferrique, le chlorure de zinc, le chlorure d'aluminium, le bromure d'aluminium, le chlorure de gallium, le chlorure d'indium, le chlorure stannique, le chlorure de bismuth, le trifiuorure de bore ; l'oxyde ferreux, l'oxyde ferrique, l'oxyde de gallium ;
II est possible de générer un halogénure in situ et donc, mettre en oeuvre tout composé des éléments précités dans la mesure où il est associé à une source d'halogène.
Ainsi, on peut faire appel au métal ou sous n'importe quelle forme. On peut les apporter sous forme de métal ou d'oxyde ou sous forme saline, sel simple ou double, minéral ou organique.
Comme mentionné précédemment, les éléments précités peuvent être apportés sous forme d'un métal ou sous forme d'un oxyde ou d'un hydroxyde. II
est possible de faire appel à un sel minéral de préférence, nitrate, sulfate, oxysulfate, halogénure, oxyhalogénure, silicate, carbonate, oxalate ou à un sel organique de préférence, acétylacétonate ; alcoolate et encore plus préférentiellement méthylate ou éthylate ; carboxylate et encore plus préférentiellement acétate.
En ce qui concerne la source d'halogène, on peut faire appel à tout composé susceptible d'apporter des ions halogène permettant de générer in situ l'halogénure métallique ou métalloïdique.
Comme exemples de sources d'halogène, on peut faire appel à l'halogène sous forme moléculaire ; à tout halogénure d'acide minéral ou organique, et plus particulièrement des acides carboxyliques aliphatiques ; à tout sel métallique ou métalloïdique, minéral ou organique susceptible de générer une forme halogénée.
Comme exemples plus spécifiques, on peut mentionner entre autres, le chlore ou le brome : l'acide chlorhydrique, l'acide bromhydrique ; ie chlorure d'acétyle ; fe chlorure de silicium SiCl4, les halogénosilanes tels que MegSiCl, Me2SiCl2,~ MeSiClg, PhMe2SiCl, le chlorure de phosphore PC13, le chlorure de soufre SC12.
Parmi les sels inorganiques, on peut citer les halogénures métalliques et préférentiellement le chlorure de zirconium, le chlorure ferrique, le chlorure de zinc, le chlorure d'aluminium, le bromure d'aluminium, le chlorure de gallium, le chlorure d'indium, le chlorure stannique, le chlorure de bismuth, le trifiuorure de bore ; l'oxyde ferreux, l'oxyde ferrique, l'oxyde de gallium ;
II est possible de générer un halogénure in situ et donc, mettre en oeuvre tout composé des éléments précités dans la mesure où il est associé à une source d'halogène.
Ainsi, on peut faire appel au métal ou sous n'importe quelle forme. On peut les apporter sous forme de métal ou d'oxyde ou sous forme saline, sel simple ou double, minéral ou organique.
Comme mentionné précédemment, les éléments précités peuvent être apportés sous forme d'un métal ou sous forme d'un oxyde ou d'un hydroxyde. II
est possible de faire appel à un sel minéral de préférence, nitrate, sulfate, oxysulfate, halogénure, oxyhalogénure, silicate, carbonate, oxalate ou à un sel organique de préférence, acétylacétonate ; alcoolate et encore plus préférentiellement méthylate ou éthylate ; carboxylate et encore plus préférentiellement acétate.
En ce qui concerne la source d'halogène, on peut faire appel à tout composé susceptible d'apporter des ions halogène permettant de générer in situ l'halogénure métallique ou métalloïdique.
Comme exemples de sources d'halogène, on peut faire appel à l'halogène sous forme moléculaire ; à tout halogénure d'acide minéral ou organique, et plus particulièrement des acides carboxyliques aliphatiques ; à tout sel métallique ou métalloïdique, minéral ou organique susceptible de générer une forme halogénée.
Comme exemples plus spécifiques, on peut mentionner entre autres, le chlore ou le brome : l'acide chlorhydrique, l'acide bromhydrique ; ie chlorure d'acétyle ; fe chlorure de silicium SiCl4, les halogénosilanes tels que MegSiCl, Me2SiCl2,~ MeSiClg, PhMe2SiCl, le chlorure de phosphore PC13, le chlorure de soufre SC12.
14 En ce qui concerne les sels organiques, on met en oeuvre préférentiellement les sels de terres rares et/ou de bismuth de l'acide trifluorométhanesulfonique dénommé couramment "acide triflique".
Par "terre rare", on entend les lanthanides ayant un numéro atomique de 57 à 71 et l'yttrium ainsi que le scandium.
Concernant le triflate de terre rare mis en oeuvre comme catalyseur, il s'agit plus particulièrement d'une terre rare choisie parmi les lanthanides, l'yttrium le scandium et leurs mélanges, de préférence les lanthanides tels que le lanthane, le cérium, le praséodyme, le néodyme, le samarium, l'europium, le gadolinium, le terbium, le dysprosium, l'holmium, l'erbium, le thulium, l'ytterbium et le lutécium et leurs mélanges.
Dans le procédé de l'invention, on envisage plus particulièrement les terres rares suivantes : le lanthane, l'ytterbium, le lutécium et/ou le scandium.
Les triflates de terres rares sont des produits connus qui sont décrits dans la littérature, notamment dans US-A-3 615 169. Ils sont généralement obtenus par réaction de l'oxyde de terre rare et de l'acide trifluorométhanesulfonique.
Les sels de bismuth de l'acide triflique décrits dans la demande de brevet PCTlFR96/01488 peuvent être également mis en oeuvre dans le procédé de l'invention.
Une autre classe de catalyseurs convenant à l'invention sont les acides de Brénsted et l'on peut mentionner plus particulièrement l'acide sulfurique, l'acide fluorhydrique, l'acide chlorhydrique, les acides phosphoriques et ies acides polyphosphoriques, les acides sulfoniques et notamment l'acide trifiuorométhanesulfonique, l'acide perfluorosulfonique, l'acide trifluorosulfonique.
Dans le procédé de l'invention, on peut mettre en oeuvre un catalyseur massique tel que précité.
Selon une autre variante de mise en oeuvre, on peut utiliser un catalyseur sous forme supportée. A cet effet, le support peut être choisi parmi les oxydes de métaux, tels que les oxydes d'aluminium, de silicium et/ou de zirconium, les argiles et plus particulièrement, le kaolin, le talc ou la montmorillonite ou encore parmi les charbons éventuellement activés par un traitement bien connu à
l'acide nitrique, le noir d'acétylène, ou les résines.
Le support peut être sous une forme quelconque, par exemple, poudre, billes, granulés, extrudés...
Dans la description, on désignera par "catalyseur", aussi bien le catalyseur massique que le catalyseur supporté préparé selon des techniques connues de l'Homme du métier.
WO 98/40339 PCTlFR98/00497 Dans le catalyseur, la teneur en phase active représente de 5 à 100 ~o du poids du catalyseur.
Conformément au procédé de l'invention, la réaction entre le composé
aromatique et l'agent d'acylation ou de sulfonylation , est conduite en phase 5 liquide, en présence ou en l'absence d'un solvant organique : l'un des réactifs pouvant être utilisé comme solvant réactionnel.
Une variante préférée du procédé de l'invention consiste à conduire la réaction dans un solvant organique.
Plusieurs impératifs président au choix du solvant.
10 ~e solvant est choisi de telle sorte qu'il n'absorbe pas les micro-ondes.
II doit être inerte dans les conditions de l'invention, et présenter un point d'ébullition supérieur à la température de la réaction.
II est souhaitable que le solvant soit anhydre.
On fait appel de préférence, à un solvant organique, aprotique et peu
Par "terre rare", on entend les lanthanides ayant un numéro atomique de 57 à 71 et l'yttrium ainsi que le scandium.
Concernant le triflate de terre rare mis en oeuvre comme catalyseur, il s'agit plus particulièrement d'une terre rare choisie parmi les lanthanides, l'yttrium le scandium et leurs mélanges, de préférence les lanthanides tels que le lanthane, le cérium, le praséodyme, le néodyme, le samarium, l'europium, le gadolinium, le terbium, le dysprosium, l'holmium, l'erbium, le thulium, l'ytterbium et le lutécium et leurs mélanges.
Dans le procédé de l'invention, on envisage plus particulièrement les terres rares suivantes : le lanthane, l'ytterbium, le lutécium et/ou le scandium.
Les triflates de terres rares sont des produits connus qui sont décrits dans la littérature, notamment dans US-A-3 615 169. Ils sont généralement obtenus par réaction de l'oxyde de terre rare et de l'acide trifluorométhanesulfonique.
Les sels de bismuth de l'acide triflique décrits dans la demande de brevet PCTlFR96/01488 peuvent être également mis en oeuvre dans le procédé de l'invention.
Une autre classe de catalyseurs convenant à l'invention sont les acides de Brénsted et l'on peut mentionner plus particulièrement l'acide sulfurique, l'acide fluorhydrique, l'acide chlorhydrique, les acides phosphoriques et ies acides polyphosphoriques, les acides sulfoniques et notamment l'acide trifiuorométhanesulfonique, l'acide perfluorosulfonique, l'acide trifluorosulfonique.
Dans le procédé de l'invention, on peut mettre en oeuvre un catalyseur massique tel que précité.
Selon une autre variante de mise en oeuvre, on peut utiliser un catalyseur sous forme supportée. A cet effet, le support peut être choisi parmi les oxydes de métaux, tels que les oxydes d'aluminium, de silicium et/ou de zirconium, les argiles et plus particulièrement, le kaolin, le talc ou la montmorillonite ou encore parmi les charbons éventuellement activés par un traitement bien connu à
l'acide nitrique, le noir d'acétylène, ou les résines.
Le support peut être sous une forme quelconque, par exemple, poudre, billes, granulés, extrudés...
Dans la description, on désignera par "catalyseur", aussi bien le catalyseur massique que le catalyseur supporté préparé selon des techniques connues de l'Homme du métier.
WO 98/40339 PCTlFR98/00497 Dans le catalyseur, la teneur en phase active représente de 5 à 100 ~o du poids du catalyseur.
Conformément au procédé de l'invention, la réaction entre le composé
aromatique et l'agent d'acylation ou de sulfonylation , est conduite en phase 5 liquide, en présence ou en l'absence d'un solvant organique : l'un des réactifs pouvant être utilisé comme solvant réactionnel.
Une variante préférée du procédé de l'invention consiste à conduire la réaction dans un solvant organique.
Plusieurs impératifs président au choix du solvant.
10 ~e solvant est choisi de telle sorte qu'il n'absorbe pas les micro-ondes.
II doit être inerte dans les conditions de l'invention, et présenter un point d'ébullition supérieur à la température de la réaction.
II est souhaitable que le solvant soit anhydre.
On fait appel de préférence, à un solvant organique, aprotique et peu
15 polaire.
Comme exemples de solvants convenant à la présente invention, on peut citer en particulier les hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques, halogénés ou non.
A titre d'exemples d'hydrocarbures aliphatiques, on peut citer plus particulièrement les paraffines tels que notamment, l'hexane, l'heptane, l'octane, le nonane, le décape, le undécane, le dodécane, le tétradécane ou le cyclohexane et les hydrocarbures aromatiques et plus particulièrement les hydrocarbures aromatiques comme notamment le benzène, le toluène, les xylènes, le cumène, les coupes pétrolières constituées de mélange d'alkylbenzènes notamment les coupes de type Solvesso~.
En ce qui concerne les hydrocarbures halogénés aliphatiques ou aromatiques, on peut mentionner plus particulièrement, les hydrocarbures perchlorés tels que notamment le tétrachlorométhane, le tétrachloroéthylène, l'hexachloroéthane ; les hydrocarbures partiellement chlorés tels que le dichlorométhane, le chloroforme, le 1,2-dichloroéthane, le 1,1,1-trichloroéthane, le 1,1,2,2-tétrachloroéthane, le pentachloroéthane, le trichloroéthylène, le 1-chlorobutane, le 1,2-dichlorobutane ; le monochlorobenzène, le 1,2-dich lorobenzène, le 1,3-dichlorobenzène, le 1,4-dichlorobenzène , le 1,2,4-trichlorobenzène ou des mélanges de différents chlorobenzènes ; le bromoforme, le bromoéthane ou ie 1,2-dibromoéthane ; le monobromobenzène ou des mélanges de monobromobenzène avec un ou plusieurs dibromobenzènes ; le 1-bromonaphtalène.
On peut également utiliser un mélange de solvants organiques.
Comme exemples de solvants convenant à la présente invention, on peut citer en particulier les hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques, halogénés ou non.
A titre d'exemples d'hydrocarbures aliphatiques, on peut citer plus particulièrement les paraffines tels que notamment, l'hexane, l'heptane, l'octane, le nonane, le décape, le undécane, le dodécane, le tétradécane ou le cyclohexane et les hydrocarbures aromatiques et plus particulièrement les hydrocarbures aromatiques comme notamment le benzène, le toluène, les xylènes, le cumène, les coupes pétrolières constituées de mélange d'alkylbenzènes notamment les coupes de type Solvesso~.
En ce qui concerne les hydrocarbures halogénés aliphatiques ou aromatiques, on peut mentionner plus particulièrement, les hydrocarbures perchlorés tels que notamment le tétrachlorométhane, le tétrachloroéthylène, l'hexachloroéthane ; les hydrocarbures partiellement chlorés tels que le dichlorométhane, le chloroforme, le 1,2-dichloroéthane, le 1,1,1-trichloroéthane, le 1,1,2,2-tétrachloroéthane, le pentachloroéthane, le trichloroéthylène, le 1-chlorobutane, le 1,2-dichlorobutane ; le monochlorobenzène, le 1,2-dich lorobenzène, le 1,3-dichlorobenzène, le 1,4-dichlorobenzène , le 1,2,4-trichlorobenzène ou des mélanges de différents chlorobenzènes ; le bromoforme, le bromoéthane ou ie 1,2-dibromoéthane ; le monobromobenzène ou des mélanges de monobromobenzène avec un ou plusieurs dibromobenzènes ; le 1-bromonaphtalène.
On peut également utiliser un mélange de solvants organiques.
16 On préfère mettre en oeuvre un hydrocarbure halogéné ou non, lourd c'est-à-dire ayant un point d'ébullition d'au moins 150°C.
Les solvants préférés sont : l'o- et le m-dichiorobenzène.
Dans une première étape du procédé de l'invention, on effectue l'acylation ou la sulfonylation du composé aromatique. Dans une étape suivante, on conduit l'hydrolyse de la masse réactionnelle obtenue.
Le rapport entre le nombre de moles de composé aromatique et le nombre de moles d'agent d'acylation ou de sulfonylation peut varier car le substrat peut servir de solvant réactionnel. Ainsi, le rapport peut aller de 0,1 à 10, de préférence entre 1,0 et 4,0.
La quantité de catalyseur mis en oeuvre est déterminée de telle sorte que le rapport entre le nombre de moles de catalyseur et le nombre de moles d'agent d'acylation ou de sulfonylation est, de préférence, inférieur à 1,0 et varie, de préférence, entre 0,001 et 0,8, et encore plus préférentiellement entre 0,02 et 0,2.
Pour ce qui est de la quantité de solvant organique mis en oeuvre, elle est choisie généralement de telle sorte que le rapport entre le nombre de moles de solvant organique et le nombre de moles de composé aromatique varie, de préférence, entre 0 et 100 et encore plus préférentiellement entre 0 et 50.
La température à laquelle est mise en oeuvre la réaction d'acylation ou de sulfonylation dépend de la puissance du rayonnement micro-ondes.
Généralement, la réaction est conduite à pression atmosphérique mais des pressions plus faibles ou plus élevées peuvent également convenir.
D'un point de vue pratique, il n'y a pas de contraintes au niveau de la mise en oeuvre des réactifs. Ils peuvent être introduits dans un ordre quelconque.
Après mise en contact des réactifs, on soumet le mélange réactionnel au champ de micro-ondes.
L'application des micro-ondes au milieu réactionnel peut se faire par tout moyen connu en soi.
Avantageusement, l'applicateur de micro-ondes se présente sous la forme d'une cavité (réacteur) renfermant le milieu réactionnel. On peut également disposer à l'intérieur du réacteur des éléments internes fortement dissipatifs sous rayonnement de micro-ondes et transmettant l'énergie au milieu réactionnel.
La géométrie du dispositif sera avantageusement définie en fonction des caractéristiques de dissipation de l'énergie par le milieu réactionnel.
De préférence, on excitera un seul mode d'onde pour maîtriser au mieux la dissipation d'énergie. On préférera alors des réacteurs conçus pour des procédés en continu dont la géométrie simple (le plus souvent cylindrique) est
Les solvants préférés sont : l'o- et le m-dichiorobenzène.
Dans une première étape du procédé de l'invention, on effectue l'acylation ou la sulfonylation du composé aromatique. Dans une étape suivante, on conduit l'hydrolyse de la masse réactionnelle obtenue.
Le rapport entre le nombre de moles de composé aromatique et le nombre de moles d'agent d'acylation ou de sulfonylation peut varier car le substrat peut servir de solvant réactionnel. Ainsi, le rapport peut aller de 0,1 à 10, de préférence entre 1,0 et 4,0.
La quantité de catalyseur mis en oeuvre est déterminée de telle sorte que le rapport entre le nombre de moles de catalyseur et le nombre de moles d'agent d'acylation ou de sulfonylation est, de préférence, inférieur à 1,0 et varie, de préférence, entre 0,001 et 0,8, et encore plus préférentiellement entre 0,02 et 0,2.
Pour ce qui est de la quantité de solvant organique mis en oeuvre, elle est choisie généralement de telle sorte que le rapport entre le nombre de moles de solvant organique et le nombre de moles de composé aromatique varie, de préférence, entre 0 et 100 et encore plus préférentiellement entre 0 et 50.
La température à laquelle est mise en oeuvre la réaction d'acylation ou de sulfonylation dépend de la puissance du rayonnement micro-ondes.
Généralement, la réaction est conduite à pression atmosphérique mais des pressions plus faibles ou plus élevées peuvent également convenir.
D'un point de vue pratique, il n'y a pas de contraintes au niveau de la mise en oeuvre des réactifs. Ils peuvent être introduits dans un ordre quelconque.
Après mise en contact des réactifs, on soumet le mélange réactionnel au champ de micro-ondes.
L'application des micro-ondes au milieu réactionnel peut se faire par tout moyen connu en soi.
Avantageusement, l'applicateur de micro-ondes se présente sous la forme d'une cavité (réacteur) renfermant le milieu réactionnel. On peut également disposer à l'intérieur du réacteur des éléments internes fortement dissipatifs sous rayonnement de micro-ondes et transmettant l'énergie au milieu réactionnel.
La géométrie du dispositif sera avantageusement définie en fonction des caractéristiques de dissipation de l'énergie par le milieu réactionnel.
De préférence, on excitera un seul mode d'onde pour maîtriser au mieux la dissipation d'énergie. On préférera alors des réacteurs conçus pour des procédés en continu dont la géométrie simple (le plus souvent cylindrique) est
17 adaptée à la transmission monomode des ondes. Ces réacteurs continus peuvent fonctionner avec un recyclage du milieu réactionnel.
L'application peut notamment se présenter sous la forme d'un réacteur tubulaire disposé parallèlement à un guide d'ondes à fentes rayonnantes.
Néanmoins, des réacteurs de type "batch" pour procédés discontinus peuvent également être utilisés pour exposer le milieu réactionnel aux micro-ondes en monomode. L'homogénéité thermique du milieu réactionnel est avantageusement assurée par la rotation du réacteur et/ou par l'agitation du milieu à contre sens par un agitateur en verre à pales.
L'exposition aux micro-ondes pourra éventuellement ëtre couplée à un mode de chauffage classique.
Après l'irradiation, dans une étape suivante du procédé de l'invention, on effectue un traitement d'hydrolyse de la masse réactionnelle obtenue.
La quantité d'eau mise en oeuvre peut varier très largement. Le rapport entre le nombre de moles d'eau et le nombre de moles de composé aromatique peut varier, entre 10 et 100, et de préférence entre 20 et 30.
A cet effet, un mode préféré de réalisation de cette opération consiste à
ajouter la masse réactionnelle sur un pied d'eau portée à une température comprise entre 0°C et 100°C, de préférence entre 15°C et 30°C.
Une variante de l'invention consiste à remplacer l'eau par une solution basique, généralement de soude, carbonate ou hydrogénocarbonate de sodium ayant une concentration de 5 à 20 % en poids.
On sépare le catalyseur, de préférence par filtration. Le catalyseur peut ëtre recyclé après séchage.
En fin de réaction, on récupère le produit désiré à savoir la cétone ou la sulfone aromatique en phase organique.
On sépare les phases aqueuse et organique.
On lave une ou plusieurs fois, la phase organique, de préférence 2 fois, avec l'eau.
On sépare les phases aqueuse et organique.
On récupëre ensuite la cétone ou Ia sulfone aromatique à partir de la phase organique selon les techniques connues, par élimination du solvant organique par distillation ou par cristallisation.
Une autre variante de l'invention consiste à récupérer la cétone aromatique, directement, par distillation de la phase organique comprenant celle-ci et le catalyseur.
L'application peut notamment se présenter sous la forme d'un réacteur tubulaire disposé parallèlement à un guide d'ondes à fentes rayonnantes.
Néanmoins, des réacteurs de type "batch" pour procédés discontinus peuvent également être utilisés pour exposer le milieu réactionnel aux micro-ondes en monomode. L'homogénéité thermique du milieu réactionnel est avantageusement assurée par la rotation du réacteur et/ou par l'agitation du milieu à contre sens par un agitateur en verre à pales.
L'exposition aux micro-ondes pourra éventuellement ëtre couplée à un mode de chauffage classique.
Après l'irradiation, dans une étape suivante du procédé de l'invention, on effectue un traitement d'hydrolyse de la masse réactionnelle obtenue.
La quantité d'eau mise en oeuvre peut varier très largement. Le rapport entre le nombre de moles d'eau et le nombre de moles de composé aromatique peut varier, entre 10 et 100, et de préférence entre 20 et 30.
A cet effet, un mode préféré de réalisation de cette opération consiste à
ajouter la masse réactionnelle sur un pied d'eau portée à une température comprise entre 0°C et 100°C, de préférence entre 15°C et 30°C.
Une variante de l'invention consiste à remplacer l'eau par une solution basique, généralement de soude, carbonate ou hydrogénocarbonate de sodium ayant une concentration de 5 à 20 % en poids.
On sépare le catalyseur, de préférence par filtration. Le catalyseur peut ëtre recyclé après séchage.
En fin de réaction, on récupère le produit désiré à savoir la cétone ou la sulfone aromatique en phase organique.
On sépare les phases aqueuse et organique.
On lave une ou plusieurs fois, la phase organique, de préférence 2 fois, avec l'eau.
On sépare les phases aqueuse et organique.
On récupëre ensuite la cétone ou Ia sulfone aromatique à partir de la phase organique selon les techniques connues, par élimination du solvant organique par distillation ou par cristallisation.
Une autre variante de l'invention consiste à récupérer la cétone aromatique, directement, par distillation de la phase organique comprenant celle-ci et le catalyseur.
18 Conformément au procédé de l'invention, on obtient une cétone aromatique qui peut être représentée par la formule (IV) (R)n CO-R3 (IV) dans ladite formule (IV), A, R, R3 et n ont la signification donnée précédemment.
On peut également obtenir selon le procédé de l'invention à une sulfone aromatique répondant à la formule (V) (R)~ ~ S02 R3 (V) dans ladite formule (V), A, R, R3 et n ont la signification donnée précédemment.
Les exemples qui suivent, illustrent l'invention sans toutefois la limiter.
Dans les exemples, les rendements mentionnés correspondent à la définition suivante nombre de moles de cétone aromatique formées Rendement =
nombre de moles de réactant minoritaire On entend par "réactant minoritaire", soit le substrat aromatique, soit l'agent d'acylation ou de sulfonylation , selon les quantités relatives de chacun introduites.
xemales Dans les exemples, les réactions sont effectuées dans un four Synthewave~
402-230V commercialisé par la Société Prolabo, sous irradiation micro-onde monomode (TEto), à la fréquence de 2,45 GHz.
Le matras utilisé est celui fourni par la Société Prolabo, indifféremment en quartz ou en verre borosilicaté.
Le four est muni d'un système de rotation du matras, et d'un réfrigérant ou d'un doigt froid contenant un fluide à basse température, selon le point d'ébullition des produits à condenser, et d'un tube à desséchant (chlorure de calcium par exemple).
Les réactions sont conduites sous la pression atmosphérique.
Le mélange réactionnel est chauffé sous irradiation micro-onde, à une puissance déterminée, soit de manière continue, soit de manière discontinue.
La puissance rapportée dans le texte et dans les tableaux est la puissance incidente fournie par le magnétron, et indiquée par le watt-mètre du Synthewave. Les
On peut également obtenir selon le procédé de l'invention à une sulfone aromatique répondant à la formule (V) (R)~ ~ S02 R3 (V) dans ladite formule (V), A, R, R3 et n ont la signification donnée précédemment.
Les exemples qui suivent, illustrent l'invention sans toutefois la limiter.
Dans les exemples, les rendements mentionnés correspondent à la définition suivante nombre de moles de cétone aromatique formées Rendement =
nombre de moles de réactant minoritaire On entend par "réactant minoritaire", soit le substrat aromatique, soit l'agent d'acylation ou de sulfonylation , selon les quantités relatives de chacun introduites.
xemales Dans les exemples, les réactions sont effectuées dans un four Synthewave~
402-230V commercialisé par la Société Prolabo, sous irradiation micro-onde monomode (TEto), à la fréquence de 2,45 GHz.
Le matras utilisé est celui fourni par la Société Prolabo, indifféremment en quartz ou en verre borosilicaté.
Le four est muni d'un système de rotation du matras, et d'un réfrigérant ou d'un doigt froid contenant un fluide à basse température, selon le point d'ébullition des produits à condenser, et d'un tube à desséchant (chlorure de calcium par exemple).
Les réactions sont conduites sous la pression atmosphérique.
Le mélange réactionnel est chauffé sous irradiation micro-onde, à une puissance déterminée, soit de manière continue, soit de manière discontinue.
La puissance rapportée dans le texte et dans les tableaux est la puissance incidente fournie par le magnétron, et indiquée par le watt-mètre du Synthewave. Les
19 essais comparatifs d'un même groupe d'exemples ont été effectués avec les mêmes quantités de réactants. On pourra pour chaque groupe d'exemples, évaluer la puissance du rayonnement absorbé par unité de volume du milieu réactionnel.
Après refroidissement de la masse réactionnelle, celle-ci est traitée par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 10 % en poids.
La phase organique est extraite à l'aide d'un solvant approprié (tel que par exemple l'éther éthylique), séparée de la phase aqueuse et séchée sur sulfate de sodium.
Après évaporation du solvant, le produit de la réaction est analysé par chromatographie en phase gazeuse GC/spectrométrie de masse MS (Hewlett-Packard GC 5890-MS 5989) et pâr résonance magnétique nucléaire RMN
(Bruker AC 80 et AM 300).
On réalise les purifications par chromatographie sur colonne de gel de silice.
II est à noter que ies températures précisées dans les exemples, sont évaluées à l'aide d'un pyromètre infra-rouge incorporé à l'appareillage et couplé
à un enregistreur qui permet de visualiser les variations de température, sous irradiation micro-onde.
Les températures mesurées sont donc des températures de surface.
Les températures de coeur du milieu réactionnel mesurées immédiatement après la fin d'une irradiation, à l'aide d'un thermocouple, sont voisines dans la mesure où le milieu réactionnel est soumis à agitation. Dans le cas contraire, la température de coeur peut dépasser ia température affichée par le thermomètre infra-rouge de 10 à 30°C.
,~xem~PS 1 à 11 Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'uri tube à CaCl2, on charge - 4,32 g (40 mmol) d'anisole, - 1,40 g (10 mmol) de chlorure de benzoyle, - 10 % molaire, exprimé par rapport au chlorure de benzoyle d'un catalyseur dont la nature est précisée dans le tableau suivant I.
Le mélange réactionnel est chauffé sous irradiation micro-onde pendant 1 minute avec une puissance de 300 W.
En fin de réaction, la température du mélange réactionnel est mesurée à
l'aide d'un thermocouple et consignée dans le tableau suivant.
Après refroidissement, la masse réactionnelle est hydrolysée par une solution d'hydroxyde de sodium à 10 %. La phase organique est extraite à
l'éther, séparée de la phase aqueuse et séchée sur sulfate de sodium.
Le solvant est évaporé puis les produits sont analysés par GC, GC/MS et 5 RMN.
Les rendements en méthoxybenzophénone sont exprimés par rapport à une référence interne (dodécane) et sont relatifs au réactant minoritaire (PhCOCI).
N ex. Nature du Temprature Rendement Isomres catalyseur de (%) fin de raction ara/ortho (C) 1 FeCl3 160 86 9416 3 G aC l3 167 87 94/6 4 BiCl3 157 70 92/8 5 ZrCl4 153 77 95/5 6 InCl3 168 76 94/6 7 ZnCl2 142 66 93/7 8 SnC12,2H20 147 43 93/7 9 Fe203 164 78 93/7 10 Fe304 162 89 9317 11 Ga203 164 88 94/6 iples 12 à 16 On reproduit les exemples 1 à 11 à la différence que l'on charge - 4,32 g (40 mmol) d'anisole, - 1,40 g (10 mmol) de chlorure de benzoyle, - 2 % molaire, exprimé par rapport au chlorure de benzoyle d'un catalyseur dont la nature est précisée dans le tableau suivant II.
N ex. Nature du Temprature Rendement isomres catalyseur de (%) (%) fin de raction ara/ortho (C) 12 Ce(OTf)3 132 12 9/91 13 Yb(OTf)3 133 33 7/93 14 Sc(OTf)g 136 35 8/92 Sn(OTf)3 139 44 10/90 16 Bi(OTf)g 143 64 9191 Exemples 17 à 21 On opère selon le mode opératoire des exemples 1 à 11, sauf que l'on change la nature de l'agent d'acylation et les conditions d'irradiation.
Le rapport molaire entre les deux réactants est indiqué dans le tableau suivant et est tel que le volume réactionnel total soit de 5 ml.
La température maximum observée au cours des différents créneaux est mesurée à l'aide d'un thermomètre infra-rouge.
Les rendements en cétone aromatique sont exprimés par rapport au réactant minoritaire. L'isomère para est majoritaire (96 à 99 %) devant l'isomère ortho.
N Rapport Nature % molaire Nature de Conditions Rende-du :
ex. molaire catalyseurdu l'agent puissance ; ment anisole catalyseurd'acylation Tmax ; temps :
agent par rapport d'irradiation d'ac lation l'anisole Ot*
17 1 : 1 FeCl3 5 Chlorure 60 W ; 87C 77 ;
d'isobutano 8 x 15 s ;
le 45 s 18 1 : 2 FeCl3 10 Chlorure 60 W ; 93C 68 ;
d'act le 16x15s;45s 19 1 : 2 Fe304 3 Chlorure 60 W ; 84C 40 ;
d'act ie 32 x 15 s ;
45 s
Après refroidissement de la masse réactionnelle, celle-ci est traitée par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à 10 % en poids.
La phase organique est extraite à l'aide d'un solvant approprié (tel que par exemple l'éther éthylique), séparée de la phase aqueuse et séchée sur sulfate de sodium.
Après évaporation du solvant, le produit de la réaction est analysé par chromatographie en phase gazeuse GC/spectrométrie de masse MS (Hewlett-Packard GC 5890-MS 5989) et pâr résonance magnétique nucléaire RMN
(Bruker AC 80 et AM 300).
On réalise les purifications par chromatographie sur colonne de gel de silice.
II est à noter que ies températures précisées dans les exemples, sont évaluées à l'aide d'un pyromètre infra-rouge incorporé à l'appareillage et couplé
à un enregistreur qui permet de visualiser les variations de température, sous irradiation micro-onde.
Les températures mesurées sont donc des températures de surface.
Les températures de coeur du milieu réactionnel mesurées immédiatement après la fin d'une irradiation, à l'aide d'un thermocouple, sont voisines dans la mesure où le milieu réactionnel est soumis à agitation. Dans le cas contraire, la température de coeur peut dépasser ia température affichée par le thermomètre infra-rouge de 10 à 30°C.
,~xem~PS 1 à 11 Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'uri tube à CaCl2, on charge - 4,32 g (40 mmol) d'anisole, - 1,40 g (10 mmol) de chlorure de benzoyle, - 10 % molaire, exprimé par rapport au chlorure de benzoyle d'un catalyseur dont la nature est précisée dans le tableau suivant I.
Le mélange réactionnel est chauffé sous irradiation micro-onde pendant 1 minute avec une puissance de 300 W.
En fin de réaction, la température du mélange réactionnel est mesurée à
l'aide d'un thermocouple et consignée dans le tableau suivant.
Après refroidissement, la masse réactionnelle est hydrolysée par une solution d'hydroxyde de sodium à 10 %. La phase organique est extraite à
l'éther, séparée de la phase aqueuse et séchée sur sulfate de sodium.
Le solvant est évaporé puis les produits sont analysés par GC, GC/MS et 5 RMN.
Les rendements en méthoxybenzophénone sont exprimés par rapport à une référence interne (dodécane) et sont relatifs au réactant minoritaire (PhCOCI).
N ex. Nature du Temprature Rendement Isomres catalyseur de (%) fin de raction ara/ortho (C) 1 FeCl3 160 86 9416 3 G aC l3 167 87 94/6 4 BiCl3 157 70 92/8 5 ZrCl4 153 77 95/5 6 InCl3 168 76 94/6 7 ZnCl2 142 66 93/7 8 SnC12,2H20 147 43 93/7 9 Fe203 164 78 93/7 10 Fe304 162 89 9317 11 Ga203 164 88 94/6 iples 12 à 16 On reproduit les exemples 1 à 11 à la différence que l'on charge - 4,32 g (40 mmol) d'anisole, - 1,40 g (10 mmol) de chlorure de benzoyle, - 2 % molaire, exprimé par rapport au chlorure de benzoyle d'un catalyseur dont la nature est précisée dans le tableau suivant II.
N ex. Nature du Temprature Rendement isomres catalyseur de (%) (%) fin de raction ara/ortho (C) 12 Ce(OTf)3 132 12 9/91 13 Yb(OTf)3 133 33 7/93 14 Sc(OTf)g 136 35 8/92 Sn(OTf)3 139 44 10/90 16 Bi(OTf)g 143 64 9191 Exemples 17 à 21 On opère selon le mode opératoire des exemples 1 à 11, sauf que l'on change la nature de l'agent d'acylation et les conditions d'irradiation.
Le rapport molaire entre les deux réactants est indiqué dans le tableau suivant et est tel que le volume réactionnel total soit de 5 ml.
La température maximum observée au cours des différents créneaux est mesurée à l'aide d'un thermomètre infra-rouge.
Les rendements en cétone aromatique sont exprimés par rapport au réactant minoritaire. L'isomère para est majoritaire (96 à 99 %) devant l'isomère ortho.
N Rapport Nature % molaire Nature de Conditions Rende-du :
ex. molaire catalyseurdu l'agent puissance ; ment anisole catalyseurd'acylation Tmax ; temps :
agent par rapport d'irradiation d'ac lation l'anisole Ot*
17 1 : 1 FeCl3 5 Chlorure 60 W ; 87C 77 ;
d'isobutano 8 x 15 s ;
le 45 s 18 1 : 2 FeCl3 10 Chlorure 60 W ; 93C 68 ;
d'act le 16x15s;45s 19 1 : 2 Fe304 3 Chlorure 60 W ; 84C 40 ;
d'act ie 32 x 15 s ;
45 s
20 1 : 2 Fe304 3 Bromure 60 W ; 87C 37 ;
d'act le 32 x 15 s ;
45 s
d'act le 32 x 15 s ;
45 s
21 1 : 2 FeCl3 10 Anhydride 300 W ;158C 90 ;
acti ue 12x15s;45s * Intervalle entre deux irradiations successives.
Fxem~les 22 à 30 Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 3,68 g (40 mmol) de toluène, 1,40 g (10 mmol) de chlorure de benzoyle, - x % molaire exprimé par rapport au chlorure de benzoyle d'un catalyseur dont ia nature est précisée dans le tableau suivant.
Les conditions d'irradiation sont mentionnées dans le tableau IV.
La température maximum observée est, dans ces exemples, mesurée par thermocouple.
Après traitement selon l'exemple 1, les produits organiques sont analysés par GC, GCIMS et RMN.
Les rendements en méthylbenzophénone sont exprimés par rapport au chlorure de benzoyle. L'isomère para est majoritaire (81 à 90 %) devant l'isomère ortho (8 à 16 %) et l'isomère méta (0 à 5 %).
Tableau IV
N ex. Nature du % molaire du Conditions : Rendement catalyseur catalyseur puissance ; Tmax (~) par ;
rapport l'agenttemps d'irradiation d'ac lation Ot*
acti ue 12x15s;45s * Intervalle entre deux irradiations successives.
Fxem~les 22 à 30 Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 3,68 g (40 mmol) de toluène, 1,40 g (10 mmol) de chlorure de benzoyle, - x % molaire exprimé par rapport au chlorure de benzoyle d'un catalyseur dont ia nature est précisée dans le tableau suivant.
Les conditions d'irradiation sont mentionnées dans le tableau IV.
La température maximum observée est, dans ces exemples, mesurée par thermocouple.
Après traitement selon l'exemple 1, les produits organiques sont analysés par GC, GCIMS et RMN.
Les rendements en méthylbenzophénone sont exprimés par rapport au chlorure de benzoyle. L'isomère para est majoritaire (81 à 90 %) devant l'isomère ortho (8 à 16 %) et l'isomère méta (0 à 5 %).
Tableau IV
N ex. Nature du % molaire du Conditions : Rendement catalyseur catalyseur puissance ; Tmax (~) par ;
rapport l'agenttemps d'irradiation d'ac lation Ot*
22 FeCl3 10 120 W ; 118C ; 36 1 min ; irr. continue
23 FeCl3 5 300 W ; 121 C ; 90 15x20s; 1 min40s
24 GaCI3 10 120 W ; 116C ; 29 1 min ; irr. continue
25 GaCl3 10 120 W ; 125C ; 50 10 x 1 min ; 1 min
26 AIC13 10 120 W ; 117C ; 8 1 min ; irr. continue
27 AIC13 10 300 W ; 119C ; 12 15x20s;40s
28 AICIs 40 300 W ; 122C ; 43 15x20s;40s
29 ZrCl4 10 120 W ; 111 C ; 11 1 min ; irr. continue
30 ZrCl4 10 120 W ; 117C ; 21 10x1min;30s * Intervalle entre deux irradiations successives.
Exem_i les s 31 On opère selon le mode opératoire des exemples 22 à 30, sauf que l'on change le volume réactionnel (5 ml, comme pour ies exemples 17 à 21 ) en gardant toujours le même rapport molaire (4 : 1 ) entre le toluène et le chlorure de benzoyle.
Les résultats obtenus sont les suivants N ex. Nature du % molaire du Conditions : Rendement catalyseur catalyseur puissance : Tmax (%) par ;
rapport l'agenttemps d'irradiation d'ac lation Ot*
Exem_i les s 31 On opère selon le mode opératoire des exemples 22 à 30, sauf que l'on change le volume réactionnel (5 ml, comme pour ies exemples 17 à 21 ) en gardant toujours le même rapport molaire (4 : 1 ) entre le toluène et le chlorure de benzoyle.
Les résultats obtenus sont les suivants N ex. Nature du % molaire du Conditions : Rendement catalyseur catalyseur puissance : Tmax (%) par ;
rapport l'agenttemps d'irradiation d'ac lation Ot*
31 Fe304 10 300 W ; 93C ; 4fi 18x20s;40s * Intervalle entre deux irradiations successives.
Fx~DI .S '~~? à 35 Dans ces exemples, on met en évidence l'activation sous champ micro-onde de réactions d'acylation de substrat aromatique non activé tel que le benzène.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 40 mmol de benzène, - 10 mmol d'agent d'acylation, - x % molaire exprimé par rapport à l'agent d'acylation d'un catalyseur dont la nature est précisée dans le tableau suivant VI.
Le mélange réactionnel est chauffé sous champ micro-onde selon une durée mentionnée dans le tableau.
Après traitement selon l'exemple 1 (solvant d'extraction : CH2C12) et élimination du benzène, les produits organiques sont analysés par GC, GC/MS et RMN.
Les rendements en cétone aromatique sont exprimés en produit isolé et sont relatifs au réactant minoritaire (RCOCI).
Dans le cas de l'exemple 33, le rapport molaire entre le benzène et le chlorure de benzoyle n'est que de 2 : 1.
N ex. Nature % molaire Nature de Conditions : Rendement du du catalyseurcatalyseur l'agent puissance, Tmax (%) par rapport d'acylationtemps irradiation ;
l'agent ~t*
d'ac lation
Fx~DI .S '~~? à 35 Dans ces exemples, on met en évidence l'activation sous champ micro-onde de réactions d'acylation de substrat aromatique non activé tel que le benzène.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 40 mmol de benzène, - 10 mmol d'agent d'acylation, - x % molaire exprimé par rapport à l'agent d'acylation d'un catalyseur dont la nature est précisée dans le tableau suivant VI.
Le mélange réactionnel est chauffé sous champ micro-onde selon une durée mentionnée dans le tableau.
Après traitement selon l'exemple 1 (solvant d'extraction : CH2C12) et élimination du benzène, les produits organiques sont analysés par GC, GC/MS et RMN.
Les rendements en cétone aromatique sont exprimés en produit isolé et sont relatifs au réactant minoritaire (RCOCI).
Dans le cas de l'exemple 33, le rapport molaire entre le benzène et le chlorure de benzoyle n'est que de 2 : 1.
N ex. Nature % molaire Nature de Conditions : Rendement du du catalyseurcatalyseur l'agent puissance, Tmax (%) par rapport d'acylationtemps irradiation ;
l'agent ~t*
d'ac lation
32 GaCl3 10 Chlorure 120 W ; 96C ; 17 de benzo le 10 x 1 min ;
1 min
1 min
33 FeCl3 8 Chlorure 300 W ; 135C 61 de ;
benzo le 25 x 15 s ; 45 s
benzo le 25 x 15 s ; 45 s
34 FeCl3 8 Chlorure 300 W ; 109C 75 de ;
4-nitro- 4 x 1 min ; 1 min benzoyle + 10 x 30 s ;
30 s +12x15s;45s FeCl3 5 Chlorure 300 w ; 127C 83 de ;
2-chloro- 3 x 1 min ; 1 min benzoyle + 10 x 30 s ;
30 s +12x15s;45s * Intervalle entre deux irradiations successives.
- Dans fes exemples 34 et 35, trois séquences successives d'irradiation ont été
5 effectuées.
Exemples 36 à 38 Dans ces exemples, on met en évidence l'activation sous champ micro-onde de réactions d'acylation de substrat aromatique désactivé tel que le 10 chlorobenzène.
Les conditions des exemples 32 à 35 sont reproduites.
Le substrat aromatique est le chlorobenzène dans tous les exemples avec un rapport molaire par rapport à !'agent d'acylation de 1 : 1 pour les exemples 36 et 37 ; de 2 : 1 pour l'exemple 38.
15 L'isomère para de la cétone aromatique obtenue est majoritaire (94 à 99 %) devant l'isomère ortho.
Tableau VII
N ex. Nature % molaire Nature de Conditions : Rendement du du catalyseurcatalyseur l'agent puissance, Tmax (%) par rapport d'acylationtemps irradiation ;
l'agent Ot*
d'ac lation 36 FeCl3 10 Chlorure 300 W ; 246C 62 de ;
benzo le 15 x 30 s ; 30 s 37 FeCl3 5 Chlorure 300 W ; 198C 80 de ;
4-nitro- 1 x 3 min ; 1 min benzoyle + 8 x 30 s ;
30 s +12x15s;45s 38 FeCl3 5 Chlorure 300 W ; 176C 85 de ;
2-chloro- 1 x 5 min ; 1 min benzoyle + 3 x 1 min ;
1 min +10x30s;30s * Intervalle entre deux irradiations successives.
- Dans les exemples 37 et 38, trois séquences successives d'irradiation ont été
efifectuées.
F_xPmlales 39 à 41 Dans ces exemples, on change la nature du substrat aromatique désactivé.
Les conditions des exemples 32 à 35 sont reproduites.
Le substrat aromatique est le fluorobenzène dans tous les exemples.
L'isomère para de la cétone aromatique obtenue est majoritaire (95 à
100 %) devant l'isomère ortho.
N Nature % molaire Nature de Condition Rendement ex. du du catalyseurcatalyseur l'agent puissance, Tmax par ;
rapport d'acylationtemps irradiation ;
l'agent Ot*
d'ac lation 39 FeCl3 10 Chlorure 300 W ; 185C 57 de ;
benzoyle 1 x 1 min ;
1 min +2x30s;30s +19x15s;45s 40 FeCl3 10 Chlorure 300 W ; 90C 54 de ;
4-nitro- 1 x 3 min ;
1 min benzoyle + 2 x 2 min ; 1 min + 5 x 1 min ; 1 min +12x30s;30s 41 FeCl3 10 Chlorure 300 W ; 118C 85 de ;
2-chloro- 1 x 1,5 min ; 1 min benzoyle + 4 x 30 min ; 1 min +22x 15s; 1 min * Intervaüe entre deux irradiations successives.
- Dans les exemples 39 à 41, trois à quatre séquences successives d'irradiation ont été effectuées.
Exemples 42 à 44 Dans ces exemples, on met en évidence l'activation sous champ micro-onde de réactions d'acylation d'un substrat aromatique fortement désactivé tel que le 1,3-dichlororobenzène.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 20 mmol de 1,3-dichlorobenzène, - 10 mmol de l'agent d'acylation, - x % molaire exprimé par rapport à l'agent d'acylation d'un catalyseur dont la nature est précisée dans le tableau suivant IX.
Les conditions des exemples 32 à 35 sont ensuite reproduites.
Dans le cas de l'exemple 44, la phase organique est analysée par chromatographie sur colonne de Silicagel Merck 60. L'éiution au pentane permet d'extraire le 1,3-dichlorobenzène ; la cétone attendue étant éluée à un mélange pentane-éther (98 : 2).
N ex. Nature % molaire Nature de Conditions : Rendement du du catalyseurcatalyseur l'agent puissance ; Tmax(%) par ;
rapport d'acylationtemps irradiation ;
l'agent ~t*
d'ac lation 42 FeCl3 10 Chlorure 300 W ; 191C 40 de ;
benzoyle 1 x 2 min ; 1 min +13x1 min; 1 min 43 FeCi3 10 Chlorure 300 W ; 194C 59 de ;
4-nitro- 1 x 4 min ; 1 min benzoyle. + 4 x 1 min ;
1 min +4x30s;1 min 44 FeCl3 10 Chlorure 300 W ; 218C fi5 de ;
2-chloro- 1 x 4 min ; 1 min benzoyle + 1 x 2 min ;
1 min + 3 x 1 min ;
1 min +6x30s; 1 min * Intervalle entre deux irradiations successives.
- Dans les exemples 42 à 44, deux à quatre séquences successives d'irradiation ont été effectuées.
x mies 45 et 46 Dans ces exemples, on change la nature du substrat aromatique engagé.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 20 mmol de phénol (10 mmol pour le 4-fiuorophénol), - 10 mmol de chlorure de benzoyle, - x % molaire exprimé par rapport au chlorure de ~benzoyle d'un catalyseur dont la nature est précisée dans le tableau suivant X.
Les conditions des exemples 32 à 35 sont alors reproduites.
Les rendements en ester formé sont exprimés en produit isolé.
Dans le cas du phénol, le traitement de la phase aqueuse par une solution de HCI à 10 % suivi d'une extraction à l'éther conduit, après séparation de la phase organique, à l'isolement du produit de réarrangement de Fries (2-hydroxybenzophénone : rendement 7 %).
N Nature Nature % molaire Conditions : Rendement ex. du du substrat catalyseurdu puissance ; Tmax(96) :
aromatique catalyseurtemps irradiation ;
par rapportOt*
l'agent d'ac lation 45 Phnol FeCl3 10 150 W ; 222C 47 ;
1 x 1 min ; 1 min +20x30s;1 min 46 4-fluoro- FeCl3 10 150 w ; 161 c 91 ;
phnol 2 x 1 min ; 1 min +18x30s;1 min * Intervaüe entre deux irradiations successives.
- Dans les exemples 45 et 46, deux séquences successives d'irradiation ont été
effectuées.
Exemples 47 à 49 Dans ces exemples, on met en évidence l'acétylation du 2-méthoxynaphtalène sous champ micro-onde.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 1,58 g (10 mmol) de 2-méthoxynaphtalène, - 4,08 g (40 mmol) d'anhydride acétique, - x % molaire exprimé par rapport au 2-méthoxynaphtalène du catalyseur dont la nature est précisée dans le tableau suivant XI.
Les conditions d'irradiation micro-onde sont également consignées dans le tableau. La température maximale est relevée à l'aide d'un thermocouple.
Après refroidissement, la masse réactionnelle est hydrolysée par une solution de soude à 10 %. La phase organique est extraite au dichlorométhane séparée de la phase aqueuse et séchée sur sulfate de sodium, puis le solvant évaporé.
Les produits organiques sont alors extraits trois fois au pentane et une fois à l'éther. Les phases organiques sont regroupées et concentrées.
Les rendements en cétone aromatique sont calculés par GC.
Le pourcentage des deux isomères obtenus est de 95 % pour le 1-acétyl-2-méthoxynaphtalène et 5 % pour le 2-acétyl-6-méthoxynaphtalène après identification avec des échantillons purs des deux produits préparés selon S.
Pivsa-Art et al., J. Chern. Soc. Perkin Trans 1, (1994) p. 1703.
Les résultats obtenus sont les suivants 5 tableau XI
N ex. Nature % molaire du Conditions : Rendement du catalyseurcatalyseur par puissance ; Tmax (%) ;
rapport au 2- temps irradiation ;
mthoxy- ~t*
na htalne 47 AIC13 10 300 W ; 148C ; 4 2x1 min;30s +4x30s;30s 48 InCl3 10 120 W ; 141 C ; 56 10x1 min;30s 49 FeCl3 10 120 W ; 155C ; 69 s -~I
6x1 min;30 * Intervalle entre deux irradiations successives.
- Dans l'exemple 47, deux séquences successives d'irradiation ont été
effectuées.
Fxem~les 50 à 52 Dans ces exemples, on met en évidence la benzoylation du 2-méthoxynaphtalène sous champ micro-onde.
On opère selon le même mode opératoire des exemples 47 à 49 en introduisant pour ces exemples 1,40 g (10 mmol) de chlorure de benzoyle.
Dans le cas de l'exemple 50, la phase organique est analysée par chromatographie sur colonne de Silicagel Merck 60. L'élution à un mélange pentane-dichlorométhane (50/50) permet d'extraire dans un premier temps le 1-benzoyl-2-méthoxynaphtalène (1 ), puis le 2-benzoyl-6-méthoxynaphtalène (2).
Les isomères (1 ) et (2) sont identifiés par GCIMS et RMN à l'aide d'échantillons purs préparés selon S. Pivsa-Art et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans 1, (1994) p. 1703.
Dans le cas des exemples 51 et 52, les rendements sont calculés par GC et sont relatifs au réactant minoritaire.
N ex. Nature % molaire Conditions : Rendement % isomres du du catalyseurcatalyseur puissance, Tmax(~) 1 /2 par rapport temps irradiation ;
l'agent Ot*
d'ac lation 50 FeCl3 5 300 W ; 308C 63 24/76 3 min 51 InClg 5 300 W ; 330C 33 13/87 3 min 52 AIC13 10 300 W ; 306C 34 33/67 3 min * Intervalle entre deux irradiations successives.
~,.x.Pmples 53 à 55 Dans ces exemples, on met en évidence la possibilité d'effectuer la réaction d'acylation dans un solvant du type alcane, connu pour ne pas absorber l'énergie micro-onde.
On effectue la benzoylation de l'anisole dans le nonane (Eb. 151 °C).
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 10 mmol d'anisole, - 10 mmol de chlorure de benzoyle, - 10 % molaire ( 1 mmol) de FeCl3, - 40 mmol de nonane.
Les conditions d'irradiation micro-onde (300 W ; 1 min) et le traitement après réaction décrits dans les exemples 1 à 11 (Tableau I) sont reproduits.
La température finale après irradiation est de 142°C.
Le rendement en méthoxybenzophénone est de 53 % (para/ortho = 94/6).
Exemple 54 On effectue la benzoylation de l'anisole dans le undécane (Eb.
196°C), dans les mêmes conditions que ci-dessus (exemple 53).
La température finale après irradiation est de 169°C.
Le rendement en méthoxybenzophénone est de 83 % (paralortho = 96/4).
Exemple 55 On effectue la benzoylation du toluène dans le undécane.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 10 mmol de toluène, - 10 mmol de chlorure de benzoyle, - 10 % molaire (1 mmol) de FeCl3, - 40 mmol de undécane.
Les conditions d'irradiation micro-onde (300 W ; 1 min) et le traitement après réaction sont identiques à ceux des exemples 53 et 54.
La température finale après irradiation est de 150°C.
Le rendement en méthylbenzophénone est de 24 % (para/ortholméta 82/14/4).
FxPm~les 56 et 57 Dans ces exemples, on met en évidence la possibilité d'effectuer la réaction d'acylation d'un aromatique activé (anisole) en présence d'un aromatique peu activé ou désactivé servant ainsi de solvant.
Exemple 56 On effectue la benzoylation de l'anisole dans le toluène.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 20 mmol d'anisole, - 20 mmol de toluène, - 10 mmol de chlorure de benzoyle, - 1 mmol de FeCl3.
Les conditions d'irradiation micro-onde (300 W ; 1 rnin) et le traitement après réaction décrits dans les exemples 53 et 54 sont reproduits.
La température finale après irradiation est de 128°C.
Le rendement en méthoxybenzophénone (paralortho = 94/6) est de 90 par rapport au chlorure de benzoyle.
Exemple 57 On effectue la benzoylation de l'anisole dans l'o-dichlorobenzène.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 20 mmol d'anisole, 20 mmol d'o-dichlorobenzène, - 10 mmol de chlorure de benzoyle, - 1 mmol de FeCl3.
Les conditions d'irradiation micro-onde (300 W ; 1 min) et le traitement après réaction décrits dans l'exemple 55 sont reproduits.
La température finale après irradiation est de 158°C.
Le rendement en méthoxybenzophénone (paralortho = 95/5) est de 93 par rapport au chlorure de benzoyle.
Dans les exemples suivants 58 à 70, on conduit la réaction de sulfonylation de dififérents composés aromatiques selon le procédé de l'invention.
Les rendements donnés correspondent à la définition suivante nombre de moles de sulfone aromatique formées Rendement =
nombre de moles d'agent de sulfonylation introduites Exeml In e 58 Dans un matras en quartz équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 3,69 g (40 mmol) de toluène, - 3,53 g (20 mmol) de chlorure de benzènesulfonyle, - 162 mg (1 mmol), soit 5 % molaire par rapport au chlorure de benzènesulfonyle, de chlorure ferrique anhydre.
Une consigne de température maximale de 110°C est programmée au moyen du logiciel S402 de l'appareillage.
Le mélange réactionnel est chauffé sous irradiation micro-onde pendant 5 minutes.
Après refroidissement, la masse réactionnelle est hydrolysée par une solution d'hydroxyde de sodium à 10 % en poids.
La phase organique est extraite au dichlorométhane, séchée sur sulfate de sodium et concentrée sous pression réduite (élimination du dichlorométhane et du toluène en excès).
La phase solide obtenue est lavée au pentane et traitée sous pression réduite à la température ambiante.
Le rendement en méthyldiphénylsulfone isolée, relatif au réactif minoritaire (PhS02Cl), est de 98 %.
Les isomères sont dosés par CG : ortholméta/para : 3819/53.
CG/MS (m/z (pics d'intensité relative supérieure à 20 %)]
- 2-méthyldiphénylsulfone : 232 (M+, 31 ), 214 (53), 166 (94), 137 (43), 91 (48), 77 (100), 65 (89) ;
- 3-méthyldiphénylsulfone : 232 (M+, 42), 139 (51 ), 125 (100), 91 (37), 77 (49), 65 (48) ;
- 4-méthyldiphénylsulfone : 232 (M+, 68), 139 (96), 125 (71 ), 107 (100), 91 (56), 79 (26), 77 (84), 65 (60).
RMN (1 H, CDC13) : b 2,36 (singulet, para-Me), 2,42 (singulet, ortho-Me), 7,10-8,30 (massif des protons aromatiques).
Fx_P IPS 59 à 64 Dans ces exemples, on reproduit le mode opératoire de l'exemple 58.
L'irradiation est asservie à la température maximale indiquée dans le tableau XIII.
Dans l'exemple 62, il y a formation de p-chlorodiphénylsulfone (5 %).
N ex. Nature du Nature de Conditions Rendement :
compos l'agent de Puissance ; (%) aromatique sulfonylation T max et rapport temps d'isomres d'irradiation 59 benzne chlorure de 100 W ; 78C 39 benznesulfon le 20 min 60 fluorobenzne chlorure de 100 W ; 105C 73 benznesulfon le 20 min olml = 2/0/98 61 chlorobenzne chlorure de 100 W ; 144C 95 p-chlorobenzne- 20 min olm/p = 7/0/93 sulfon le 62 iodobenzne chlorure de 120 W ; 180C 72 p-chlorobenzne- 20 min o/m/p = 310/97 sulfon le 63 tolune chlorure de tosyle120 W ; 110C 85 5 min olml = 6/3/91 64 tolune anhydride 120 W ; 110C 76 -tolunesulfoni 10 min olml = 512/93 ue F:xem~,le 65 Dans un matras en quartz équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 4,50 g (40 mmol) de chlorobenzène, - 3,53 g (20 mmol) de chlorure de benzènesulfonyle, - 162 mg (1 mmop, soit 5 % molaire par rapport au chlorure de benzènesulfonyle, de chlorure ferrique anhydre.
L'irradiation micro-onde est effectuée en continu, pendant 4 minutes, avec une puissance incidente de 300 W.
5 La température atteinte par le milieu réactionnel est de 202°C.
Le traitement de ce milieu réactionnel est effectué comme dans l'exemple 58.
Le rendement en chlorodiphénylsulfone est de 74 % par rapport au chlorure de benzènesulfonyle.
10 Les isomères sont dosés par CG
Le rapport ortho/para est de 2/98.
Le point de fusion est de 95°C.
CG/MS [mlz (%) de la 4-chlorodiphénylsulfone : 252 (M+, 23), 159 (40), 125 (100), 111 (21 ), 97 (24), 77 (71 ), 75 (34).
Tableau XIV
N ex. Nature du Nature de Conditions Rendement :
compos l'agent de Puissance ; (%) aromatique sulfonylation T max et rapport tem s d'irradiationd'isomres 65 chlorobenzne chlorure de 300 W ; 202C 74 benznefulfon 4 min olml = 210/98 le Exemples 66 à 68 On reproduit le mode opératoire de l'exemple 65.
L'irradiation micro-onde est continue à la puissance indiquée.
Dans l'exemple 67, il y a formation de 5 % de diphénylsulfone.
Tableau XV
N ex. Nature du Nature de Conditions : Rendement (~) compos l'agent de Puissance ; et rapport aromatique sulfonylation T max d'isomres tem s d'irradiation 66 anisole chlorure de 300 W ; 248C 91 benznesulfon 1 min o/m/ = 45/0/55 le 67 iodobenzne chlorure de 300 W ; 197C 90 benznesulfon 2 min le 68 iodobenzne chlorure de 300 W ; 220C 82 p-chlorobenzne- 4 min olm/p = 1/0199 sulfon le Exemple 69 On conduit la réaction comme dans l'exemple 65 à la dififérence que l'on effectue une irradiation séquentielle de 6 fois 15 s, avec des intervalles de non-irradiation de 45 s.
Tableau XVI
N ex. Nature du Nature de Conditions : Rendernent (%) compos l'agent de Puissance ; et rapport aromatique sulfonylation T max d'isomres tem s d'irradiation 69 benzne chlorure de 300 W ; 160C 88 benznesulfon 6 x 15 s ; 45 le s Exemple 70 On conduit la réaction comme dans l'exemple 65 à la dififérence que l'on met en oeuvre l'anisole et le chlorure de dirnéthylsulfamoyle.
WO 98/40339 PCTlFR98/00497 Tableau XVI
N Nature du Nature de Conditions Rendement (%) ex. :
compos l'agent de Puissance et rapport ;
aromatique sulfonylation T max d'isomres temps d'irradiation 70 anisole chlorure de 300 W ; 270C 60 dimth Isulfamo 1 min o/m/ = 42/2/56 le
4-nitro- 4 x 1 min ; 1 min benzoyle + 10 x 30 s ;
30 s +12x15s;45s FeCl3 5 Chlorure 300 w ; 127C 83 de ;
2-chloro- 3 x 1 min ; 1 min benzoyle + 10 x 30 s ;
30 s +12x15s;45s * Intervalle entre deux irradiations successives.
- Dans fes exemples 34 et 35, trois séquences successives d'irradiation ont été
5 effectuées.
Exemples 36 à 38 Dans ces exemples, on met en évidence l'activation sous champ micro-onde de réactions d'acylation de substrat aromatique désactivé tel que le 10 chlorobenzène.
Les conditions des exemples 32 à 35 sont reproduites.
Le substrat aromatique est le chlorobenzène dans tous les exemples avec un rapport molaire par rapport à !'agent d'acylation de 1 : 1 pour les exemples 36 et 37 ; de 2 : 1 pour l'exemple 38.
15 L'isomère para de la cétone aromatique obtenue est majoritaire (94 à 99 %) devant l'isomère ortho.
Tableau VII
N ex. Nature % molaire Nature de Conditions : Rendement du du catalyseurcatalyseur l'agent puissance, Tmax (%) par rapport d'acylationtemps irradiation ;
l'agent Ot*
d'ac lation 36 FeCl3 10 Chlorure 300 W ; 246C 62 de ;
benzo le 15 x 30 s ; 30 s 37 FeCl3 5 Chlorure 300 W ; 198C 80 de ;
4-nitro- 1 x 3 min ; 1 min benzoyle + 8 x 30 s ;
30 s +12x15s;45s 38 FeCl3 5 Chlorure 300 W ; 176C 85 de ;
2-chloro- 1 x 5 min ; 1 min benzoyle + 3 x 1 min ;
1 min +10x30s;30s * Intervalle entre deux irradiations successives.
- Dans les exemples 37 et 38, trois séquences successives d'irradiation ont été
efifectuées.
F_xPmlales 39 à 41 Dans ces exemples, on change la nature du substrat aromatique désactivé.
Les conditions des exemples 32 à 35 sont reproduites.
Le substrat aromatique est le fluorobenzène dans tous les exemples.
L'isomère para de la cétone aromatique obtenue est majoritaire (95 à
100 %) devant l'isomère ortho.
N Nature % molaire Nature de Condition Rendement ex. du du catalyseurcatalyseur l'agent puissance, Tmax par ;
rapport d'acylationtemps irradiation ;
l'agent Ot*
d'ac lation 39 FeCl3 10 Chlorure 300 W ; 185C 57 de ;
benzoyle 1 x 1 min ;
1 min +2x30s;30s +19x15s;45s 40 FeCl3 10 Chlorure 300 W ; 90C 54 de ;
4-nitro- 1 x 3 min ;
1 min benzoyle + 2 x 2 min ; 1 min + 5 x 1 min ; 1 min +12x30s;30s 41 FeCl3 10 Chlorure 300 W ; 118C 85 de ;
2-chloro- 1 x 1,5 min ; 1 min benzoyle + 4 x 30 min ; 1 min +22x 15s; 1 min * Intervaüe entre deux irradiations successives.
- Dans les exemples 39 à 41, trois à quatre séquences successives d'irradiation ont été effectuées.
Exemples 42 à 44 Dans ces exemples, on met en évidence l'activation sous champ micro-onde de réactions d'acylation d'un substrat aromatique fortement désactivé tel que le 1,3-dichlororobenzène.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 20 mmol de 1,3-dichlorobenzène, - 10 mmol de l'agent d'acylation, - x % molaire exprimé par rapport à l'agent d'acylation d'un catalyseur dont la nature est précisée dans le tableau suivant IX.
Les conditions des exemples 32 à 35 sont ensuite reproduites.
Dans le cas de l'exemple 44, la phase organique est analysée par chromatographie sur colonne de Silicagel Merck 60. L'éiution au pentane permet d'extraire le 1,3-dichlorobenzène ; la cétone attendue étant éluée à un mélange pentane-éther (98 : 2).
N ex. Nature % molaire Nature de Conditions : Rendement du du catalyseurcatalyseur l'agent puissance ; Tmax(%) par ;
rapport d'acylationtemps irradiation ;
l'agent ~t*
d'ac lation 42 FeCl3 10 Chlorure 300 W ; 191C 40 de ;
benzoyle 1 x 2 min ; 1 min +13x1 min; 1 min 43 FeCi3 10 Chlorure 300 W ; 194C 59 de ;
4-nitro- 1 x 4 min ; 1 min benzoyle. + 4 x 1 min ;
1 min +4x30s;1 min 44 FeCl3 10 Chlorure 300 W ; 218C fi5 de ;
2-chloro- 1 x 4 min ; 1 min benzoyle + 1 x 2 min ;
1 min + 3 x 1 min ;
1 min +6x30s; 1 min * Intervalle entre deux irradiations successives.
- Dans les exemples 42 à 44, deux à quatre séquences successives d'irradiation ont été effectuées.
x mies 45 et 46 Dans ces exemples, on change la nature du substrat aromatique engagé.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 20 mmol de phénol (10 mmol pour le 4-fiuorophénol), - 10 mmol de chlorure de benzoyle, - x % molaire exprimé par rapport au chlorure de ~benzoyle d'un catalyseur dont la nature est précisée dans le tableau suivant X.
Les conditions des exemples 32 à 35 sont alors reproduites.
Les rendements en ester formé sont exprimés en produit isolé.
Dans le cas du phénol, le traitement de la phase aqueuse par une solution de HCI à 10 % suivi d'une extraction à l'éther conduit, après séparation de la phase organique, à l'isolement du produit de réarrangement de Fries (2-hydroxybenzophénone : rendement 7 %).
N Nature Nature % molaire Conditions : Rendement ex. du du substrat catalyseurdu puissance ; Tmax(96) :
aromatique catalyseurtemps irradiation ;
par rapportOt*
l'agent d'ac lation 45 Phnol FeCl3 10 150 W ; 222C 47 ;
1 x 1 min ; 1 min +20x30s;1 min 46 4-fluoro- FeCl3 10 150 w ; 161 c 91 ;
phnol 2 x 1 min ; 1 min +18x30s;1 min * Intervaüe entre deux irradiations successives.
- Dans les exemples 45 et 46, deux séquences successives d'irradiation ont été
effectuées.
Exemples 47 à 49 Dans ces exemples, on met en évidence l'acétylation du 2-méthoxynaphtalène sous champ micro-onde.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 1,58 g (10 mmol) de 2-méthoxynaphtalène, - 4,08 g (40 mmol) d'anhydride acétique, - x % molaire exprimé par rapport au 2-méthoxynaphtalène du catalyseur dont la nature est précisée dans le tableau suivant XI.
Les conditions d'irradiation micro-onde sont également consignées dans le tableau. La température maximale est relevée à l'aide d'un thermocouple.
Après refroidissement, la masse réactionnelle est hydrolysée par une solution de soude à 10 %. La phase organique est extraite au dichlorométhane séparée de la phase aqueuse et séchée sur sulfate de sodium, puis le solvant évaporé.
Les produits organiques sont alors extraits trois fois au pentane et une fois à l'éther. Les phases organiques sont regroupées et concentrées.
Les rendements en cétone aromatique sont calculés par GC.
Le pourcentage des deux isomères obtenus est de 95 % pour le 1-acétyl-2-méthoxynaphtalène et 5 % pour le 2-acétyl-6-méthoxynaphtalène après identification avec des échantillons purs des deux produits préparés selon S.
Pivsa-Art et al., J. Chern. Soc. Perkin Trans 1, (1994) p. 1703.
Les résultats obtenus sont les suivants 5 tableau XI
N ex. Nature % molaire du Conditions : Rendement du catalyseurcatalyseur par puissance ; Tmax (%) ;
rapport au 2- temps irradiation ;
mthoxy- ~t*
na htalne 47 AIC13 10 300 W ; 148C ; 4 2x1 min;30s +4x30s;30s 48 InCl3 10 120 W ; 141 C ; 56 10x1 min;30s 49 FeCl3 10 120 W ; 155C ; 69 s -~I
6x1 min;30 * Intervalle entre deux irradiations successives.
- Dans l'exemple 47, deux séquences successives d'irradiation ont été
effectuées.
Fxem~les 50 à 52 Dans ces exemples, on met en évidence la benzoylation du 2-méthoxynaphtalène sous champ micro-onde.
On opère selon le même mode opératoire des exemples 47 à 49 en introduisant pour ces exemples 1,40 g (10 mmol) de chlorure de benzoyle.
Dans le cas de l'exemple 50, la phase organique est analysée par chromatographie sur colonne de Silicagel Merck 60. L'élution à un mélange pentane-dichlorométhane (50/50) permet d'extraire dans un premier temps le 1-benzoyl-2-méthoxynaphtalène (1 ), puis le 2-benzoyl-6-méthoxynaphtalène (2).
Les isomères (1 ) et (2) sont identifiés par GCIMS et RMN à l'aide d'échantillons purs préparés selon S. Pivsa-Art et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans 1, (1994) p. 1703.
Dans le cas des exemples 51 et 52, les rendements sont calculés par GC et sont relatifs au réactant minoritaire.
N ex. Nature % molaire Conditions : Rendement % isomres du du catalyseurcatalyseur puissance, Tmax(~) 1 /2 par rapport temps irradiation ;
l'agent Ot*
d'ac lation 50 FeCl3 5 300 W ; 308C 63 24/76 3 min 51 InClg 5 300 W ; 330C 33 13/87 3 min 52 AIC13 10 300 W ; 306C 34 33/67 3 min * Intervalle entre deux irradiations successives.
~,.x.Pmples 53 à 55 Dans ces exemples, on met en évidence la possibilité d'effectuer la réaction d'acylation dans un solvant du type alcane, connu pour ne pas absorber l'énergie micro-onde.
On effectue la benzoylation de l'anisole dans le nonane (Eb. 151 °C).
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 10 mmol d'anisole, - 10 mmol de chlorure de benzoyle, - 10 % molaire ( 1 mmol) de FeCl3, - 40 mmol de nonane.
Les conditions d'irradiation micro-onde (300 W ; 1 min) et le traitement après réaction décrits dans les exemples 1 à 11 (Tableau I) sont reproduits.
La température finale après irradiation est de 142°C.
Le rendement en méthoxybenzophénone est de 53 % (para/ortho = 94/6).
Exemple 54 On effectue la benzoylation de l'anisole dans le undécane (Eb.
196°C), dans les mêmes conditions que ci-dessus (exemple 53).
La température finale après irradiation est de 169°C.
Le rendement en méthoxybenzophénone est de 83 % (paralortho = 96/4).
Exemple 55 On effectue la benzoylation du toluène dans le undécane.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 10 mmol de toluène, - 10 mmol de chlorure de benzoyle, - 10 % molaire (1 mmol) de FeCl3, - 40 mmol de undécane.
Les conditions d'irradiation micro-onde (300 W ; 1 min) et le traitement après réaction sont identiques à ceux des exemples 53 et 54.
La température finale après irradiation est de 150°C.
Le rendement en méthylbenzophénone est de 24 % (para/ortholméta 82/14/4).
FxPm~les 56 et 57 Dans ces exemples, on met en évidence la possibilité d'effectuer la réaction d'acylation d'un aromatique activé (anisole) en présence d'un aromatique peu activé ou désactivé servant ainsi de solvant.
Exemple 56 On effectue la benzoylation de l'anisole dans le toluène.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 20 mmol d'anisole, - 20 mmol de toluène, - 10 mmol de chlorure de benzoyle, - 1 mmol de FeCl3.
Les conditions d'irradiation micro-onde (300 W ; 1 rnin) et le traitement après réaction décrits dans les exemples 53 et 54 sont reproduits.
La température finale après irradiation est de 128°C.
Le rendement en méthoxybenzophénone (paralortho = 94/6) est de 90 par rapport au chlorure de benzoyle.
Exemple 57 On effectue la benzoylation de l'anisole dans l'o-dichlorobenzène.
Dans un matras équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 20 mmol d'anisole, 20 mmol d'o-dichlorobenzène, - 10 mmol de chlorure de benzoyle, - 1 mmol de FeCl3.
Les conditions d'irradiation micro-onde (300 W ; 1 min) et le traitement après réaction décrits dans l'exemple 55 sont reproduits.
La température finale après irradiation est de 158°C.
Le rendement en méthoxybenzophénone (paralortho = 95/5) est de 93 par rapport au chlorure de benzoyle.
Dans les exemples suivants 58 à 70, on conduit la réaction de sulfonylation de dififérents composés aromatiques selon le procédé de l'invention.
Les rendements donnés correspondent à la définition suivante nombre de moles de sulfone aromatique formées Rendement =
nombre de moles d'agent de sulfonylation introduites Exeml In e 58 Dans un matras en quartz équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 3,69 g (40 mmol) de toluène, - 3,53 g (20 mmol) de chlorure de benzènesulfonyle, - 162 mg (1 mmol), soit 5 % molaire par rapport au chlorure de benzènesulfonyle, de chlorure ferrique anhydre.
Une consigne de température maximale de 110°C est programmée au moyen du logiciel S402 de l'appareillage.
Le mélange réactionnel est chauffé sous irradiation micro-onde pendant 5 minutes.
Après refroidissement, la masse réactionnelle est hydrolysée par une solution d'hydroxyde de sodium à 10 % en poids.
La phase organique est extraite au dichlorométhane, séchée sur sulfate de sodium et concentrée sous pression réduite (élimination du dichlorométhane et du toluène en excès).
La phase solide obtenue est lavée au pentane et traitée sous pression réduite à la température ambiante.
Le rendement en méthyldiphénylsulfone isolée, relatif au réactif minoritaire (PhS02Cl), est de 98 %.
Les isomères sont dosés par CG : ortholméta/para : 3819/53.
CG/MS (m/z (pics d'intensité relative supérieure à 20 %)]
- 2-méthyldiphénylsulfone : 232 (M+, 31 ), 214 (53), 166 (94), 137 (43), 91 (48), 77 (100), 65 (89) ;
- 3-méthyldiphénylsulfone : 232 (M+, 42), 139 (51 ), 125 (100), 91 (37), 77 (49), 65 (48) ;
- 4-méthyldiphénylsulfone : 232 (M+, 68), 139 (96), 125 (71 ), 107 (100), 91 (56), 79 (26), 77 (84), 65 (60).
RMN (1 H, CDC13) : b 2,36 (singulet, para-Me), 2,42 (singulet, ortho-Me), 7,10-8,30 (massif des protons aromatiques).
Fx_P IPS 59 à 64 Dans ces exemples, on reproduit le mode opératoire de l'exemple 58.
L'irradiation est asservie à la température maximale indiquée dans le tableau XIII.
Dans l'exemple 62, il y a formation de p-chlorodiphénylsulfone (5 %).
N ex. Nature du Nature de Conditions Rendement :
compos l'agent de Puissance ; (%) aromatique sulfonylation T max et rapport temps d'isomres d'irradiation 59 benzne chlorure de 100 W ; 78C 39 benznesulfon le 20 min 60 fluorobenzne chlorure de 100 W ; 105C 73 benznesulfon le 20 min olml = 2/0/98 61 chlorobenzne chlorure de 100 W ; 144C 95 p-chlorobenzne- 20 min olm/p = 7/0/93 sulfon le 62 iodobenzne chlorure de 120 W ; 180C 72 p-chlorobenzne- 20 min o/m/p = 310/97 sulfon le 63 tolune chlorure de tosyle120 W ; 110C 85 5 min olml = 6/3/91 64 tolune anhydride 120 W ; 110C 76 -tolunesulfoni 10 min olml = 512/93 ue F:xem~,le 65 Dans un matras en quartz équipé d'un réfrigérant et d'un tube à CaCl2, on charge - 4,50 g (40 mmol) de chlorobenzène, - 3,53 g (20 mmol) de chlorure de benzènesulfonyle, - 162 mg (1 mmop, soit 5 % molaire par rapport au chlorure de benzènesulfonyle, de chlorure ferrique anhydre.
L'irradiation micro-onde est effectuée en continu, pendant 4 minutes, avec une puissance incidente de 300 W.
5 La température atteinte par le milieu réactionnel est de 202°C.
Le traitement de ce milieu réactionnel est effectué comme dans l'exemple 58.
Le rendement en chlorodiphénylsulfone est de 74 % par rapport au chlorure de benzènesulfonyle.
10 Les isomères sont dosés par CG
Le rapport ortho/para est de 2/98.
Le point de fusion est de 95°C.
CG/MS [mlz (%) de la 4-chlorodiphénylsulfone : 252 (M+, 23), 159 (40), 125 (100), 111 (21 ), 97 (24), 77 (71 ), 75 (34).
Tableau XIV
N ex. Nature du Nature de Conditions Rendement :
compos l'agent de Puissance ; (%) aromatique sulfonylation T max et rapport tem s d'irradiationd'isomres 65 chlorobenzne chlorure de 300 W ; 202C 74 benznefulfon 4 min olml = 210/98 le Exemples 66 à 68 On reproduit le mode opératoire de l'exemple 65.
L'irradiation micro-onde est continue à la puissance indiquée.
Dans l'exemple 67, il y a formation de 5 % de diphénylsulfone.
Tableau XV
N ex. Nature du Nature de Conditions : Rendement (~) compos l'agent de Puissance ; et rapport aromatique sulfonylation T max d'isomres tem s d'irradiation 66 anisole chlorure de 300 W ; 248C 91 benznesulfon 1 min o/m/ = 45/0/55 le 67 iodobenzne chlorure de 300 W ; 197C 90 benznesulfon 2 min le 68 iodobenzne chlorure de 300 W ; 220C 82 p-chlorobenzne- 4 min olm/p = 1/0199 sulfon le Exemple 69 On conduit la réaction comme dans l'exemple 65 à la dififérence que l'on effectue une irradiation séquentielle de 6 fois 15 s, avec des intervalles de non-irradiation de 45 s.
Tableau XVI
N ex. Nature du Nature de Conditions : Rendernent (%) compos l'agent de Puissance ; et rapport aromatique sulfonylation T max d'isomres tem s d'irradiation 69 benzne chlorure de 300 W ; 160C 88 benznesulfon 6 x 15 s ; 45 le s Exemple 70 On conduit la réaction comme dans l'exemple 65 à la dififérence que l'on met en oeuvre l'anisole et le chlorure de dirnéthylsulfamoyle.
WO 98/40339 PCTlFR98/00497 Tableau XVI
N Nature du Nature de Conditions Rendement (%) ex. :
compos l'agent de Puissance et rapport ;
aromatique sulfonylation T max d'isomres temps d'irradiation 70 anisole chlorure de 300 W ; 270C 60 dimth Isulfamo 1 min o/m/ = 42/2/56 le
Claims
REVENDICATIONS
1 - Procédé d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique qui consiste à faire réagir au moins un composé aromatique avec un agent d'acylation ou de sulfonylation, en présence d'un catalyseur de Friedel-Crafts caractérisé par le fait que l'on conduit la réaction d'acylation ou de sulfonylation , en phase liquide, sous irradiation de micro-ondes.
2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le composé
aromatique répond à la formule générale (I):
dans laquelle:
- A symbolise le reste d'un cycle formant tout ou partie d'un système carbocyclique ou hétérocyclique, aromatique, monocyclique ou polycyclique:
ledit reste cyclique pouvant porter un radical R représentant un atome d'hydrogène ou un ou plusieurs substituants, identiques ou différents, - n représente le nombre de substituants sur le cycle.
3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule générale (I) dans laquelle le reste A
éventuellement substitué représente, le reste:
1°- d'un composé carbocyclique aromatique, monocyclique ou polycyclique.
2° - d'un composé hétérocyclique aromatique, monocyclique ou polycyclique.
3° - d'un composé constitué par un enchaînement de cycles, tels que définis aux paragraphes 1 et/ou 2 liés entre eux:
. par un lien valentiel, . par un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence un radical méthylène ou isopropylidène, . par l'un des groupes suivants:
-O- , -CO- , -COO- , -OCOO--S- , -SO- , -SO2- , dans ces formules, R0 représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical cyclohexyle ou phényle.
4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule générale (I) dans laquelle le ou les radicaux R représentent l'un des groupes suivants . un atome d'hydrogène, . un radical alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un radical alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 2 à 4 atomes de carbone, tel que vinyle, allyle, . un radical alkoxy ou thioéther linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les radicaux méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, un radical alkényloxy, de préférence, un radical allyloxy ou un radical phénoxy, . un radical cyclohexyle, phényle, benzyle, . un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un radical de formule:
-R1-N(R2)2 -R1-CO-N(R2)2 dans lesdites formules, R1 représente un lien valentiel ou un radical hydrocarboné divalent, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, ayant de 1 à
6 atomes de carbone tel que, par exempte, méthylène, éthylène, propylène, isopropylène, isopropylidène ; les radicaux R2 identiques ou différents représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle linéaire ou ramifié
ayant de 1 à 6 atomes de carbone ; X symbolise un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore, de brome ou de fluor.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule générale (I) dans laquelle lorsque n est supérieur ou égal à 2, deux radicaux R et les 2 atomes successifs du cycle aromatique peuvent être liés entre eux par un radical alkylène, alcénylène ou alcénylidène ayant de 2 à 4 atomes de carbone pour former un hétérocycle saturé, insaturé ou aromatique ayant de 5 à 7 atomes de carbone : un ou plusieurs atomes de carbone pouvant être remplacés par un autre hétéroatome, de préférence l'oxygène ou le soufre.
6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule générale (I) dans laquelle - le ou les radicaux R représentent l'un des groupes suivants . un atome d'hydrogène . un groupe OH, . un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, . un radical alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un radical alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, . un groupe -CHO, . un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un groupe -COOR2 où R2 a la signification donnée précédemment, . un groupe -NO2, . un groupe -NH2, . un atome d'halogène, de préférence, de fluor, de chlore, de brome, . un groupe -CF3.
- n est un nombre égal à 0, 1, 2 ou 3.
7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que le composé aromatique répondant à la formule générale (I) est un composé
carbocyclique aromatique monocyclique ou polycyclique avec des cycles pouvant former entre eux un système orthocondensé répondant à la formule (Ia) dans ladite formule (Ia), m représente un nombre égal à 0, 1 ou 2 et les symboles R, identiques ou différents et n, ayant la signification donnée précédemment.
8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que le composé aromatique répondant à la formule générale (I) est un composé
constitué par un enchaînement de deux ou plusieurs carbocycles aromatiques monocycliques répondant à la formule (Ib) dans ladite formule (Ib), les symboles R, identiques ou différents et n, ont la signification donnée précédemment, p est un nombre égal à 0, 1, 2 ou 3 et B
représente:
- un lien valentiel - un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence, un radical méthylène ou isopropylidène, - l'un des groupes suivants:
-O- , -CO- , -COO- , -OCOO--S- , -SO- , -SO2- , dans ces formules, R0 représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical cyclohexyle ou phényle.
9 - Procédé selon l'une des revendications 7 et 8 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule (Ia) ou (Ib) dans laquelle:
- R représente un atome d'hydrogène, un groupe hydroxyle, un groupe thiol, _CHO, un groupe -NO2, un groupe -NH2, un radical alkyle ou alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 1 à 4 atomes de carbone ou un atome d'halogène, - B symbolise un lien valentiel, un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone ou un atome d'oxygène, -m est égal à 0 ou 1, - n est égal à 0, 1 ou 2, -p est égal à 0 ou 1.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule générale (I) dans laquelle R représente un atome d'hydrogène, un groupe hydroxyle, un radical méthyle, un radical méthoxy ou un atome d'halogène.
11 - Procédé selon ta revendication 1 et 2 caractérisé par le fait que le composé
aromatique est le benzène, le toluène, les mono- et dichlorobenzènes, le fluorobenzène, l'iodobenzène, le phénol, le fluorophénol, l'anisole, le vératrole, le 1-méthoxynaphtalène, le 2-méthoxynaphtalène.
12 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé par le fait que l'agent d'acylation est choisi parmi les acides carboxyliques et leurs dérivés, halogénures ou anhydrides et l'agent de sulfonylation parmi les halogénures ou les anhydrides de sulfonyle ou d'aminosulfonyle.
13 - Procédé selon la revendication 12 caractérisé par le fait que l'agent d'acylation ou de sulfonylation répond aux formule suivantes;
. dans les formules (II) ou (III):
- R3 représente un radical aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié
ayant de 1 à 24 atomes de carbone ; un radical cycloaliphatique, saturé, insaturé ou aromatique, monocyclique ou polycyclique, ayant de 4 à 12 atomes de carbone ; un radical aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié, porteur d'un substituant cyclique, X' représente un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore ou de brome, .dans la formule (II):
- X' représente un radical -O-CO-R4 avec R4, identique ou différent de R3, ayant la même signification que R3, . dans la formule (III):
- X' représente un radical -O-SO2-R4 avec R4, identique ou différent de R3, ayant la même signification que R3, - R3 représente:
. un radical alkoxy R5-O- avec R5 ayant la même signification que R3, . un groupe amino (R6)(R7)-N- avec R6, identique ou différent de R7, ayant la même signification que R3.
14 - Procédé selon la revendication 13 caractérisé par le fait que l'agent d'acylation répond à la formule (II) dans laquelle X' représente un atome de chlore et R3 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 12 atomes de carbone : la chaîne hydrocarbonée pouvant être éventuellement interrompue par un hétéroatome ou par un groupe fonctionnel ou porteuse d'un substituant ; R3 représente un radical phényle éventuellement substitué ; ou X' représente un radical -O-CO-R3. dans laquelle R3 et R4 sont identiques et représentent un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone et l'agent de sulfonylation répond à la formule (III) dans laquelle X' représente un atome de chlore ou un radical -O-SO2-R4 dans lequel R4 représente un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone et R3 représente un radical phényle ou naphtyle ou un radical R5-O- ou (R6)(R7)-N- dans lequel R5, R6, et R7 représentent un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone.
15 - Procédé selon la revendication 13 et 14 caractérisé par le fait que l'agent d'acylation est choisi parmi:
- le chlorure d'acétyle, - le bromure d'acétyle, - le chlorure de monochloroacétyle, - le chlorure de dichloroacétyle, - le chlorure de propanoyle, - le chlorure d'isobutanoyle, - le chlorure de pivaloyle, - le chlorure de stéaroyle, - le chlorure de crotonyle, - le chlorure de benzoyle, - les chlorures de chlorobenzoyle, - le chlorure de p-nitrobenzoyle - le chlorure d'o-nitrobenzoyle - les chlorures de méthoxybenzoyle, - les chlorures de naphtoyle, - l'anhydride acétique, - l'anhydride isobutyrique, - l'anhydride trifluoroacétique, - l'anhydride benzoïque.
et par le fait que l'agent de sulfonylation est choisi parmi :
- le chlorure de benzènesulfonyle, - le chlorure de p-chlorobenzènesulfonyle, - le chlorure de fluorobenzènesulfonyle, - le chlorure de nitrobenzènesulfonyle, - le chlorure de méthoxybenzènesulfonyle, - le chlorure de tosyle, - le chlorure de diméthylsulfamoyle, - le chlorure de méthoxysulfonyle, l'anhydride benzènesulfonique, - l'anhydride p-toluènesulfonique.
16 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisé par le fait que le catalyseur est un acide de Lewis.
17 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisé par le fait que le catalyseur est un sel organique, de préférence, l'acétate, le propionate, le benzoate, le méthanesulfonate, le trifluorométhanesulfonate des éléments métalliques ou métalloïdiques des groupes (IIIa), (IVa), (VIII), (IIb), (IIIb), (IVb), (Vb) et (VIb) de la classification périodique des éléments.
i8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisé par le fait que le catalyseur est un sel inorganique, de préférence, les chlorure, bromure, iodure, sulfate, oxyde et produits analogues des éléments métalliques ou métalloïdiques des groupes (IVa), (VIII), (IIb), (IIIb), (IVb), (Vb) et (VIb) de la classification périodique des éléments.
19 - Procédé selon l'une des revendications 17 et 18 caractérisé par le fait que le sel des éléments est choisi parmi :
- du groupe (IIIa) de la classification périodique est de préférence, le scandium, l'yttrium et les lanthanides ;
- du groupe (IVa), est de préférence, le titane, le zirconium ;
- du groupe (VIII) est de préférence, le fer ;
- du groupe (IIb) est de préférence, le zinc ;
- du groupe (IIIb) est de préférence, le bore, l'aluminium, le gallium, l'indium ;
- du groupe (IVb) est de préférence, l'étain ;
- du groupe (Vb) est de préférence, le bismuth ;
- du groupe (VIb) est de préférence, le tellure.
20 - Procédé selon la revendication 18 caractérisé par ie fait que le catalyseur est choisi parmi les halogénures métalliques et préférentiellement le chlorure d'aluminium, le bromure d'aluminium, le chlorure ferrique, le chlorure stannique, le trifluorure de bore.
21 - Procédé selon la revendications 20 caractérisé par le fait que le catalyseur est généré in situ par mise en oeuvre de tout composé métallique ou métalloïdique associé à une source d'halogène.
22 - Procédé selon la revendication 18 caractérisé par le fait que les éléments précités sont apportés sous forme d'un métal ou sous forme d'un oxyde ou d'un hydroxyde ; d'un sel minéral de préférence, nitrate, sulfate, oxysulfate, halogénure, oxyhalogénure, silicate, carbonate, oxalate ou d'un sel organique de préférence, acétylacétonate ; alcoolate et encore plus préférentiellement méthylate ou éthylate ; carboxylate et encore plus préférentiellement acétate.
23 - Procédé selon la revendication 20 caractérisé par le fait que la source d'halogène est l'halogène sous forme moléculaire ; tout halogénure d'acide minéral ou organique, et plus particulièrement des acides carboxyliques aliphatiques ; tout sel métallique ou métalloïdique, minéral ou organique susceptible de générer une forme halogénée.
24 - Procédé selon la revendication 20 caractérisé par le fait que la source d'halogène est le chlore ou le brome : l'acide chlorhydrique, l'acide bromhydrique ; le chlorure d'acétyle ; le chlorure de silicium SiCl4, les halogénosilanes tels que Me3SiCl, Me2SiCl2, MeSiCl3, PhMe2SiCl, le chlorure de phosphore PCl3, le chlorure de soufre SCl2.
25 - Procédé selon l'une des revendications 16 et 17 caractérisé par le fait que le catalyseur est un sel de terres rares et/ou de bismuth de l'acide trifluorométhane sulfonique.
26 - Procédé selon la revendication 25 caractérisé par le fait que le catalyseur est un trifluorométhanesuffonate de terre rare choisi parmi les lanthanides, dans ladite formule (Ia), m représente un nombre égal à 0, 1 ou 2 et les symboles R, identiques ou différents et n, ayant la signification donnée précédemment.
8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que le composé aromatique répondant à la formule générale (I) est un composé
constitué par un enchaînement de deux ou plusieurs carbocycles aromatiques monocycliques répondant à la formule (Ib) dans ladite formule (Ib), les symboles R, identiques ou différents et n, ont la signification donnée précédemment, p est un nombre égal à 0, 1, 2 ou 3 et B
représente:
- un lien valentiel - un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence, un radical méthylène ou isopropylidène, - l'un des groupes suivants:
-O- , -CO- , -COO- , -OCOO--S- , -SO- , -SO2- , dans ces formules, R0 représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical cyclohexyle ou phényle.
9 - Procédé selon l'une des revendications 7 et 8 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule (Ia) ou (Ib) dans laquelle:
- R représente un atome d'hydrogène, un groupe hydroxyle, un groupe thiol, _CHO, un groupe -NO2, un groupe -NH2, un radical alkyle ou alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 1 à 4 atomes de carbone ou un atome d'halogène, - B symbolise un lien valentiel, un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone ou un atome d'oxygène, -m est égal à 0 ou 1, - n est égal à 0, 1 ou 2, 34 - Procédé selon la revendication 33 caractérisé par le fait que le solvant organique est choisi parmi les hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques, halogénés ou non.
35 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisé par le fait que le rapport entre le nombre de moles de composé aromatique et le nombre de moles d'agent d'acylation ou de sulfonylation varie entre 0,1 et 10, de préférence entre 1,0 et 4,0.
36 - Procédé selon l'une des revendications 16 à 32 caractérisé par le fait que la quantité de catalyseur mis en oeuvre est telle que le rapport entre le nombre de moles de catalyseur et le nombre de moles d'agent d'acylation ou de sulfonylation est inférieur à 1,0 et varie, de préférence, entre 0,001 et 0,8, et encore plus préférentiellement entre 0,02 et 0,2.
37 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 36 caractérisé par le fait que la puissance de micro-ondes appliquée est d'au moins 10 W, de préférence, d'au moins 30 W.
38 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 36 caractérisé par le fait que la puissance de micro-ondes appliquée est d'au plus 300 W.
39 - Procédé selon l'une des revendications 37 et 38 caractérisé par le fait que la puissance de micro-ondes appliquée est comprise entre 30 et 100 W, pour les molécules volatiles.
40 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 39 caractérisé par le fait que la température à la surface du milieu réactionnel est avantageusement comprise entre 60°C et 350°C, de préférence entre 100°C et 200°C.
1 - Procédé d'acylation ou de sulfonylation d'un composé aromatique qui consiste à faire réagir au moins un composé aromatique avec un agent d'acylation ou de sulfonylation, en présence d'un catalyseur de Friedel-Crafts caractérisé par le fait que l'on conduit la réaction d'acylation ou de sulfonylation , en phase liquide, sous irradiation de micro-ondes.
2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le composé
aromatique répond à la formule générale (I):
dans laquelle:
- A symbolise le reste d'un cycle formant tout ou partie d'un système carbocyclique ou hétérocyclique, aromatique, monocyclique ou polycyclique:
ledit reste cyclique pouvant porter un radical R représentant un atome d'hydrogène ou un ou plusieurs substituants, identiques ou différents, - n représente le nombre de substituants sur le cycle.
3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule générale (I) dans laquelle le reste A
éventuellement substitué représente, le reste:
1°- d'un composé carbocyclique aromatique, monocyclique ou polycyclique.
2° - d'un composé hétérocyclique aromatique, monocyclique ou polycyclique.
3° - d'un composé constitué par un enchaînement de cycles, tels que définis aux paragraphes 1 et/ou 2 liés entre eux:
. par un lien valentiel, . par un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence un radical méthylène ou isopropylidène, . par l'un des groupes suivants:
-O- , -CO- , -COO- , -OCOO--S- , -SO- , -SO2- , dans ces formules, R0 représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical cyclohexyle ou phényle.
4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule générale (I) dans laquelle le ou les radicaux R représentent l'un des groupes suivants . un atome d'hydrogène, . un radical alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un radical alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 2 à 4 atomes de carbone, tel que vinyle, allyle, . un radical alkoxy ou thioéther linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les radicaux méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, un radical alkényloxy, de préférence, un radical allyloxy ou un radical phénoxy, . un radical cyclohexyle, phényle, benzyle, . un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un radical de formule:
-R1-N(R2)2 -R1-CO-N(R2)2 dans lesdites formules, R1 représente un lien valentiel ou un radical hydrocarboné divalent, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, ayant de 1 à
6 atomes de carbone tel que, par exempte, méthylène, éthylène, propylène, isopropylène, isopropylidène ; les radicaux R2 identiques ou différents représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle linéaire ou ramifié
ayant de 1 à 6 atomes de carbone ; X symbolise un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore, de brome ou de fluor.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule générale (I) dans laquelle lorsque n est supérieur ou égal à 2, deux radicaux R et les 2 atomes successifs du cycle aromatique peuvent être liés entre eux par un radical alkylène, alcénylène ou alcénylidène ayant de 2 à 4 atomes de carbone pour former un hétérocycle saturé, insaturé ou aromatique ayant de 5 à 7 atomes de carbone : un ou plusieurs atomes de carbone pouvant être remplacés par un autre hétéroatome, de préférence l'oxygène ou le soufre.
6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule générale (I) dans laquelle - le ou les radicaux R représentent l'un des groupes suivants . un atome d'hydrogène . un groupe OH, . un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, . un radical alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un radical alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, . un groupe -CHO, . un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un groupe -COOR2 où R2 a la signification donnée précédemment, . un groupe -NO2, . un groupe -NH2, . un atome d'halogène, de préférence, de fluor, de chlore, de brome, . un groupe -CF3.
- n est un nombre égal à 0, 1, 2 ou 3.
7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que le composé aromatique répondant à la formule générale (I) est un composé
carbocyclique aromatique monocyclique ou polycyclique avec des cycles pouvant former entre eux un système orthocondensé répondant à la formule (Ia) dans ladite formule (Ia), m représente un nombre égal à 0, 1 ou 2 et les symboles R, identiques ou différents et n, ayant la signification donnée précédemment.
8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que le composé aromatique répondant à la formule générale (I) est un composé
constitué par un enchaînement de deux ou plusieurs carbocycles aromatiques monocycliques répondant à la formule (Ib) dans ladite formule (Ib), les symboles R, identiques ou différents et n, ont la signification donnée précédemment, p est un nombre égal à 0, 1, 2 ou 3 et B
représente:
- un lien valentiel - un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence, un radical méthylène ou isopropylidène, - l'un des groupes suivants:
-O- , -CO- , -COO- , -OCOO--S- , -SO- , -SO2- , dans ces formules, R0 représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical cyclohexyle ou phényle.
9 - Procédé selon l'une des revendications 7 et 8 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule (Ia) ou (Ib) dans laquelle:
- R représente un atome d'hydrogène, un groupe hydroxyle, un groupe thiol, _CHO, un groupe -NO2, un groupe -NH2, un radical alkyle ou alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 1 à 4 atomes de carbone ou un atome d'halogène, - B symbolise un lien valentiel, un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone ou un atome d'oxygène, -m est égal à 0 ou 1, - n est égal à 0, 1 ou 2, -p est égal à 0 ou 1.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule générale (I) dans laquelle R représente un atome d'hydrogène, un groupe hydroxyle, un radical méthyle, un radical méthoxy ou un atome d'halogène.
11 - Procédé selon ta revendication 1 et 2 caractérisé par le fait que le composé
aromatique est le benzène, le toluène, les mono- et dichlorobenzènes, le fluorobenzène, l'iodobenzène, le phénol, le fluorophénol, l'anisole, le vératrole, le 1-méthoxynaphtalène, le 2-méthoxynaphtalène.
12 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé par le fait que l'agent d'acylation est choisi parmi les acides carboxyliques et leurs dérivés, halogénures ou anhydrides et l'agent de sulfonylation parmi les halogénures ou les anhydrides de sulfonyle ou d'aminosulfonyle.
13 - Procédé selon la revendication 12 caractérisé par le fait que l'agent d'acylation ou de sulfonylation répond aux formule suivantes;
. dans les formules (II) ou (III):
- R3 représente un radical aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié
ayant de 1 à 24 atomes de carbone ; un radical cycloaliphatique, saturé, insaturé ou aromatique, monocyclique ou polycyclique, ayant de 4 à 12 atomes de carbone ; un radical aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié, porteur d'un substituant cyclique, X' représente un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore ou de brome, .dans la formule (II):
- X' représente un radical -O-CO-R4 avec R4, identique ou différent de R3, ayant la même signification que R3, . dans la formule (III):
- X' représente un radical -O-SO2-R4 avec R4, identique ou différent de R3, ayant la même signification que R3, - R3 représente:
. un radical alkoxy R5-O- avec R5 ayant la même signification que R3, . un groupe amino (R6)(R7)-N- avec R6, identique ou différent de R7, ayant la même signification que R3.
14 - Procédé selon la revendication 13 caractérisé par le fait que l'agent d'acylation répond à la formule (II) dans laquelle X' représente un atome de chlore et R3 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 12 atomes de carbone : la chaîne hydrocarbonée pouvant être éventuellement interrompue par un hétéroatome ou par un groupe fonctionnel ou porteuse d'un substituant ; R3 représente un radical phényle éventuellement substitué ; ou X' représente un radical -O-CO-R3. dans laquelle R3 et R4 sont identiques et représentent un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone et l'agent de sulfonylation répond à la formule (III) dans laquelle X' représente un atome de chlore ou un radical -O-SO2-R4 dans lequel R4 représente un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone et R3 représente un radical phényle ou naphtyle ou un radical R5-O- ou (R6)(R7)-N- dans lequel R5, R6, et R7 représentent un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone.
15 - Procédé selon la revendication 13 et 14 caractérisé par le fait que l'agent d'acylation est choisi parmi:
- le chlorure d'acétyle, - le bromure d'acétyle, - le chlorure de monochloroacétyle, - le chlorure de dichloroacétyle, - le chlorure de propanoyle, - le chlorure d'isobutanoyle, - le chlorure de pivaloyle, - le chlorure de stéaroyle, - le chlorure de crotonyle, - le chlorure de benzoyle, - les chlorures de chlorobenzoyle, - le chlorure de p-nitrobenzoyle - le chlorure d'o-nitrobenzoyle - les chlorures de méthoxybenzoyle, - les chlorures de naphtoyle, - l'anhydride acétique, - l'anhydride isobutyrique, - l'anhydride trifluoroacétique, - l'anhydride benzoïque.
et par le fait que l'agent de sulfonylation est choisi parmi :
- le chlorure de benzènesulfonyle, - le chlorure de p-chlorobenzènesulfonyle, - le chlorure de fluorobenzènesulfonyle, - le chlorure de nitrobenzènesulfonyle, - le chlorure de méthoxybenzènesulfonyle, - le chlorure de tosyle, - le chlorure de diméthylsulfamoyle, - le chlorure de méthoxysulfonyle, l'anhydride benzènesulfonique, - l'anhydride p-toluènesulfonique.
16 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisé par le fait que le catalyseur est un acide de Lewis.
17 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisé par le fait que le catalyseur est un sel organique, de préférence, l'acétate, le propionate, le benzoate, le méthanesulfonate, le trifluorométhanesulfonate des éléments métalliques ou métalloïdiques des groupes (IIIa), (IVa), (VIII), (IIb), (IIIb), (IVb), (Vb) et (VIb) de la classification périodique des éléments.
i8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisé par le fait que le catalyseur est un sel inorganique, de préférence, les chlorure, bromure, iodure, sulfate, oxyde et produits analogues des éléments métalliques ou métalloïdiques des groupes (IVa), (VIII), (IIb), (IIIb), (IVb), (Vb) et (VIb) de la classification périodique des éléments.
19 - Procédé selon l'une des revendications 17 et 18 caractérisé par le fait que le sel des éléments est choisi parmi :
- du groupe (IIIa) de la classification périodique est de préférence, le scandium, l'yttrium et les lanthanides ;
- du groupe (IVa), est de préférence, le titane, le zirconium ;
- du groupe (VIII) est de préférence, le fer ;
- du groupe (IIb) est de préférence, le zinc ;
- du groupe (IIIb) est de préférence, le bore, l'aluminium, le gallium, l'indium ;
- du groupe (IVb) est de préférence, l'étain ;
- du groupe (Vb) est de préférence, le bismuth ;
- du groupe (VIb) est de préférence, le tellure.
20 - Procédé selon la revendication 18 caractérisé par ie fait que le catalyseur est choisi parmi les halogénures métalliques et préférentiellement le chlorure d'aluminium, le bromure d'aluminium, le chlorure ferrique, le chlorure stannique, le trifluorure de bore.
21 - Procédé selon la revendications 20 caractérisé par le fait que le catalyseur est généré in situ par mise en oeuvre de tout composé métallique ou métalloïdique associé à une source d'halogène.
22 - Procédé selon la revendication 18 caractérisé par le fait que les éléments précités sont apportés sous forme d'un métal ou sous forme d'un oxyde ou d'un hydroxyde ; d'un sel minéral de préférence, nitrate, sulfate, oxysulfate, halogénure, oxyhalogénure, silicate, carbonate, oxalate ou d'un sel organique de préférence, acétylacétonate ; alcoolate et encore plus préférentiellement méthylate ou éthylate ; carboxylate et encore plus préférentiellement acétate.
23 - Procédé selon la revendication 20 caractérisé par le fait que la source d'halogène est l'halogène sous forme moléculaire ; tout halogénure d'acide minéral ou organique, et plus particulièrement des acides carboxyliques aliphatiques ; tout sel métallique ou métalloïdique, minéral ou organique susceptible de générer une forme halogénée.
24 - Procédé selon la revendication 20 caractérisé par le fait que la source d'halogène est le chlore ou le brome : l'acide chlorhydrique, l'acide bromhydrique ; le chlorure d'acétyle ; le chlorure de silicium SiCl4, les halogénosilanes tels que Me3SiCl, Me2SiCl2, MeSiCl3, PhMe2SiCl, le chlorure de phosphore PCl3, le chlorure de soufre SCl2.
25 - Procédé selon l'une des revendications 16 et 17 caractérisé par le fait que le catalyseur est un sel de terres rares et/ou de bismuth de l'acide trifluorométhane sulfonique.
26 - Procédé selon la revendication 25 caractérisé par le fait que le catalyseur est un trifluorométhanesuffonate de terre rare choisi parmi les lanthanides, dans ladite formule (Ia), m représente un nombre égal à 0, 1 ou 2 et les symboles R, identiques ou différents et n, ayant la signification donnée précédemment.
8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que le composé aromatique répondant à la formule générale (I) est un composé
constitué par un enchaînement de deux ou plusieurs carbocycles aromatiques monocycliques répondant à la formule (Ib) dans ladite formule (Ib), les symboles R, identiques ou différents et n, ont la signification donnée précédemment, p est un nombre égal à 0, 1, 2 ou 3 et B
représente:
- un lien valentiel - un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence, un radical méthylène ou isopropylidène, - l'un des groupes suivants:
-O- , -CO- , -COO- , -OCOO--S- , -SO- , -SO2- , dans ces formules, R0 représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un radical cyclohexyle ou phényle.
9 - Procédé selon l'une des revendications 7 et 8 caractérisé par le fait que le composé aromatique répond à la formule (Ia) ou (Ib) dans laquelle:
- R représente un atome d'hydrogène, un groupe hydroxyle, un groupe thiol, _CHO, un groupe -NO2, un groupe -NH2, un radical alkyle ou alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 1 à 4 atomes de carbone ou un atome d'halogène, - B symbolise un lien valentiel, un radical alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone ou un atome d'oxygène, -m est égal à 0 ou 1, - n est égal à 0, 1 ou 2, 34 - Procédé selon la revendication 33 caractérisé par le fait que le solvant organique est choisi parmi les hydrocarbures aliphatiques ou aromatiques, halogénés ou non.
35 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisé par le fait que le rapport entre le nombre de moles de composé aromatique et le nombre de moles d'agent d'acylation ou de sulfonylation varie entre 0,1 et 10, de préférence entre 1,0 et 4,0.
36 - Procédé selon l'une des revendications 16 à 32 caractérisé par le fait que la quantité de catalyseur mis en oeuvre est telle que le rapport entre le nombre de moles de catalyseur et le nombre de moles d'agent d'acylation ou de sulfonylation est inférieur à 1,0 et varie, de préférence, entre 0,001 et 0,8, et encore plus préférentiellement entre 0,02 et 0,2.
37 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 36 caractérisé par le fait que la puissance de micro-ondes appliquée est d'au moins 10 W, de préférence, d'au moins 30 W.
38 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 36 caractérisé par le fait que la puissance de micro-ondes appliquée est d'au plus 300 W.
39 - Procédé selon l'une des revendications 37 et 38 caractérisé par le fait que la puissance de micro-ondes appliquée est comprise entre 30 et 100 W, pour les molécules volatiles.
40 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 39 caractérisé par le fait que la température à la surface du milieu réactionnel est avantageusement comprise entre 60°C et 350°C, de préférence entre 100°C et 200°C.
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