EP0005406A2 - Electrochemical catalytic system and process for the electrochemical selective dimerisation of conjugated diolefins - Google Patents

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EP0005406A2
EP0005406A2 EP79400285A EP79400285A EP0005406A2 EP 0005406 A2 EP0005406 A2 EP 0005406A2 EP 79400285 A EP79400285 A EP 79400285A EP 79400285 A EP79400285 A EP 79400285A EP 0005406 A2 EP0005406 A2 EP 0005406A2
Authority
EP
European Patent Office
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cathode
reference electrode
chloride
anode
iron
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EP79400285A
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German (de)
French (fr)
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EP0005406B1 (en
EP0005406A3 (en
Inventor
Francis Petit
Dominique Huchette
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Orkem SA
Original Assignee
Chimique des Charbonnages SA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/20Processes
    • C25B3/29Coupling reactions

Definitions

  • the present invention relates to a process for the selective dimerization of conjugated diolefins by electrochemical means.
  • the conjugated diolefins will exclusively give dimers with a cyclohexene structure.
  • 1,3-butadiene will lead only to vinyl-4-cyclohexene and isoprene to a mixture of isomers with a cyclohexene structure: limonenes (methyl-isopropenylcyclohexenes) and dimethylvinylcyclohexenes.
  • French patent n ° 1.502.141 teaches the use of a catalyst composed of a dinitrosylfer halide, a reducing agent (organo-magnesian, organo-aluminum) and a third component (arsine, stibine, phosphine, ether, sulfide, nitrogen derivative).
  • US Patents 3,655,793 and 3,767,593 describe as catalyst the dinitrosylfer halide / reducer couple (organo-aluminum, borohydride, aluminum hydride).
  • French Patent No. 2,225,401 describes the use of the dinitrosylfer halide / metal - carbonyl catalytic couple.
  • the reaction is carried out in the presence of an adequate solvent and optionally of a conductive salt and, if one operates on a concentrated solution of diolefin to be dimerized, the reaction mixture is separated into two phases, the upper phase not containing practically than the dimer sought.
  • the present invention also relates to a process for the selective dimerization of conjugated diolefins into dimers having a cyclohexene structure, characterized in that one operates electrochemically by bringing together in an electrochemical cell, comprising an anode, a cathode and an electrode of reference: an appropriate solvent, the diolefin to be dimerized, and a compound chosen between dinitrosylfer chloride and the mixture of iron chloride and nitrogen monoxide NO, then carrying the cathode, relative to the reference electrode, at a potential corresponding to the last reduction wave of said compound and by keeping this potential constant throughout the duration of the reaction.
  • the potential is kept constant by means of a potentiostat which automatically supplies the voltage and the current between anode and cathode.
  • a conductive salt can be used, if desired. (electrolyte) which allows to work, initially, with a lower voltage between anode and cathode.
  • the electrochemical cell therefore has 3 electrodes: a cathode, an anode and a reference electrode.
  • the cathode is made of a material inert with respect to the reaction medium; a platinum cathode is preferably used and better still the cathode is a grid of intertwined platinum wires.
  • the cathode can also be made of glassy carbon or iron.
  • the anode is made of oxidizable metal; aluminum was preferably chosen in the case of the use of dinitrosylfer chloride, and preferably iron in the case of the use of the iron chloride + NO mixture.
  • the anode is a hollow aluminum or iron cylinder and the cathode a cylindrical grid made of platinum wires external and concentric with the anode. We have noticed that it was useless to separate anode and cathode by compartmentalization.
  • the reference electrode can be chosen from known electrodes such as Ag / AgCl, Ag / Ag + , Hg / Hg 2 C1 2 (calomel) electrodes. It will preferably be placed near the cathode.
  • the electrochemical solvent must be inert both with respect to the reactants present and under the operating conditions adopted. It is preferable that it has a sufficiently high dielectric constant. Preference is given to propylene carbonate.
  • a conductive salt electrophilicity-sensitive organic compound
  • it must be soluble in the solvent used. It can be a lithium salt or a quaternary ammonium salt. Tetrabutylammonium perchlorate is ideal.
  • the Applicant has found that equally high yields can be obtained, in the case where the reaction medium does not contain conductive salt, by adding (except in the case of the calomel electrode) or not conductive salt in the liquid of junction of the reference electrode.
  • the general formula of the diolefin to be dimerized is: the radicals R, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 being all hydrogen or else partially hydrogen and partially alkyl radicals.
  • R, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 being all hydrogen or else partially hydrogen and partially alkyl radicals.
  • 1,3-butadiene, isoprene and piperylene are used. These products are pure or well included in a petrochemical fraction; for example butadiene-1,3 may be contained in a fraction called "C4 cut" from the steam cracking of naphtha. This C4 cut can be subjected as such to dimerization according to the method of the invention.
  • C4 cut can be subjected as such to dimerization according to the method of the invention.
  • butadiene will be dimerized, the other constituents remaining intact and being able to be separated at the end of the reaction, from vinylcyclohexene formed, for example by distill
  • Dinitrosylfer chloride is prepared by any known means, in particular according to the reaction: or by reaction of NO with the Fe + FeCl 3 mixture in tetrahydrofuran.
  • the product obtained can, if desired, be purified by a second sublimation.
  • the iron chloride is either ferrous chloride FeCl 2 or ferric chloride FeCl 3 ; if necessary, these products are dried before use.
  • NO nitrogen monoxide is preferably used in the gaseous state, obtained from liquefied gas commercially delivered in bottles. The Applicant has found that it is preferable to operate with reports between 2 and 12, the yields being improved in this case.
  • the potential of the cathode, relative to the reference must be from -100 to -400 mV; with an Ag / Ag reference electrode it must be from -1500 to -1800 mV and with a calomel reference electrode it must be from -700 to -1000 mV, always with Fe (NO) 2 Cl.
  • the potential of the cathode relative to said reference electrode will be between -600 and -1600 mV.
  • a potentiostat is used which, in a manner known per se, delivers a working voltage and current, between anode and cathode, functions of the chosen reference potential. and functions of the characteristics of the medium (dielectric constant of the solvent, resistivity of the reaction mixture).
  • the potentiostat generates, after the reference potential has been set, a current, between anode and cathode, which has been found to be a function of the concentration of iron compound.
  • a current between anode and cathode, which has been found to be a function of the concentration of iron compound.
  • dinitrosylfer chloride it is between 40 and 100 milliamps for concentrations of Fe (NO) 2 Cl between 5 and 40 millimoles per liter, under a voltage which has been found to be an inverse function of the concentration in conductive salt and close to 2 to 5 volts for tetrabutylammonium perchlorate concentrations close to 0.16 to 0.12 mol per liter of reaction mixture.
  • These intensity and voltage values correspond to a spacing between anode and cathode of approximately 1 cm.
  • the values of the intensity and of the working voltage decrease as a function of time, reaching in a few hours the respective values of a few hundred microamperes and a few millivolts, in the case of tests in the presence of salt. conductor, and a few milliamps and a few volts in the absence of conductive salt, the reference potential always being at its value imposed at the start.
  • the process is preferably carried out at room temperature and under the pressure corresponding to the vapor pressure of the reaction medium at the temperature considered. This pressure does not generally exceed 1 bar.
  • reaction medium must be constantly agitated so as to accelerate the diffusion phenomena.
  • the agitation can be produced mechanically, in a manner known per se. It is also possible to renew the liquid layer in contact with the working electrodes using a rotating anode and cathode.
  • the process is carried out in a glass electrochemical cell capable of working under a maximum pressure of 1 bar and which includes inlet and outlet pipes for the products, magnetic stirring, a hollow cylindrical anode with a diameter of approximately 2 cm and of height approximately 6cm, a cathode concentric with the anode of the same height and 4 cm in diameter, a reference electrode placed as close as possible to the cathode.
  • the raw material is cooled to -10 ° C before introducing it into the electrochemical cell.
  • the temperature of the reaction medium is then allowed to rise to ambient (about 20 ° C).
  • potentiostat Using the potentiostat, a potential of -100 mV is applied to the cathode, relative to the reference electrode.
  • the potentiostat automatically generates a voltage of 4 V and a current of 40 mA between anode and cathode. These values become, after 20 minutes: 2 V and 25 mA and after 3 hours a few tenths of a volt and 1 mA.
  • the electrochemical cell (Ag / Ag + reference electrode) is put in place:
  • a potential of -1500 mV is applied to the cathode relative to the reference electrode.
  • the potentiostat automatically maintains this constant potential throughout the duration of the test.
  • the working voltage is 2 V and the intensity of 40 mA.
  • the reaction is stopped after 5 hours.
  • the reaction medium forms two phases. Chromatographic analysis of the upper phase shows that it contains 17.3% by weight of butadiene and 82.7% by weight of vinylcyclohexene.
  • the lower phase contains, in addition to propylene carbonate and the conductive salt: 5.5% by weight of butadiene and 5.7% by weight of vinylcyclohexene.
  • the conversion rate of butadiene into vinylcyclohexene is 75%.
  • the reactor is cooled to -10 ° C, withdraw the upper phase, distill the butadiene and rectify the vinylcyclohexene formed. 36 g of chromatographically pure vinyl-4-cyclohexene are thus collected.
  • a potential of -750 mV is applied to the cathode relative to the reference electrode.
  • the potentiostat automatically generates, at time zero, a voltage between anode and cathode, of 2 V and a current of 80 mA.
  • the voltage has become negligible (the potential of the cathode relative to the reference electrode is always equal to -750 mV) and the current is approximately 2 mA.
  • a potential of -100 mV is applied to the cathode relative to the reference electrode.
  • the potentiostat generates between initial cathode and anode an initial current of approximately 100 mA under a voltage of approximately 5 V.
  • the reaction medium occurs in two phases.
  • the chromatographic analysis of these two phases shows that the isoprene is selectively transformed into its dimers with cyclohexenic structure (the product formed contains 88% of the two dimethylvinylcyclohexenes and 12% of the two limonenes) with a conversion rate of 50%.
  • the upper phase contains 15% isoprene and 85% dimers which can be purified by distillation and rectification.
  • Example 4 The conditions of Example 4 are repeated using 33.3 g (0.49 mole) of isoprene.
  • the working voltage is initially 3 V and the current 70 mA.
  • the conditions of example 4 are repeated, but by applying to the cathode a potential of +200 mV relative to the reference electrode Ag / AgCl.
  • This value corresponds to the first reduction wave that can be determined voltammetrically on the propylene carbonate + tetrabutylammonium perchlorate + Fe (NO) 2 Cl (reference electrode Ag / AgCl) mixture.
  • a potential of -100 mV relative to the reference electrode is imposed on the cathode, using the potentiostat.
  • the potentiostat generates an initial voltage and current of 35 V and 90 mA.
  • Example 7 The conditions of Example 7 are repeated without introducing tetrabutylammonium perchlorate into the reference electrode and using 144.7 mg (0.96 millimole) of Fe (NO) 2 Cl.
  • the voltage and current between anode and cathode are 30 V and 68 mA respectively.
  • the potentiostat After a potential of -100 mV relative to the reference electrode has been imposed on the cathode, the potentiostat generates an initial current between anode and cathode of 135 mA at an initial voltage of 34 V.
  • a potential of -100 mV is applied to the cathode relative to the reference electrode, using the potentiostat which automatically generates an initial current between anode and cathode of 44 mA at a voltage of 20 V.
  • the reaction is stopped after 3 h and the two liquid phases are separated.
  • the upper phase contains 92% by weight of vinyl-4-cyclohexene and 8% by weight of butadiene.
  • the lower phase contains, in addition to propylene carbonate, 12% of vinyl-4-cyclohexene and 3% butadiene.
  • the conversion rate of 1,3-butadiene to vinyl-4-cyclohexene is 90%.
  • the selectivity of this transformation is, as in all the other examples, 100%.
  • the solution of FeCl 3 in propylene carbonate was prepared in advance. This solution is put in place in the electrochemical cell, the diene (or the petrochemical cut containing it) is added; optionally, the electrolyte; the medium is purged with nitrogen then the nitrogen monoxide is introduced and the potentiostat is adjusted. We operate at room temperature.
  • the reaction is stopped after a time appearing in the table, time after which the corresponding degree of conversion into dimer is obtained (the selectivity is always 100%, which means that higher rates of conversion could be obtained in increasing the reaction time).

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Abstract

Le système catalytique électrochimique est composé de: - une anode comprenant un métal oxydable, - une cathode comprenant un composé choisi parmi le platine, le fer et le carbone vitreux, - un électrolyte comprenant d'une part un composé choisi parmi un chlorure de dinitrosylfer et un mélange de chlorure de fer et de monoxyde d'azote NO, et l'autre part un solvant électrochimique. Le procédé de dimérisation sélective des dioléfines conjuguées en dimères à structure cyclohexénique consiste à utiliser le système catalytique ci-dessus en mettant en présence dans une cellule électrochimique comprenant une anode, une cathode et une électrode de référence: un solvant approprié, la dioléfine à dimériser, et un composé choisi parmi le chlorure de dinitrosylfer et le mélange de chlorure de fer et de monoxyde d'azote NO, puis en portant la cathode, par rapport à l'électrode de référence, à un potentiel correspondant à la dernière vague de réduction dudit composé et en maintenant constant ce potentiel pendant toute la durée de la réaction (de préférence à l'aide d'un potentiostat qui fournit automatiquement la tension et le courant entre anode et cathode). L'anode est en aluminium ou en fer; on peut utiliser FeCl2 ou FeCl3 en association avec NO; le solvant est, de préférence, le carbonate de propylène. Ce procédé permet de préparer avec une sélectivité de 100% des diméres à structure cyclohexénique à partir de dioléfines conjuguées.The electrochemical catalytic system is composed of: - an anode comprising an oxidizable metal, - a cathode comprising a compound chosen from platinum, iron and vitreous carbon, - an electrolyte comprising on the one hand a compound chosen from dinitrosylfer chloride and a mixture of iron chloride and nitric oxide NO, and the other part an electrochemical solvent. The process for the selective dimerization of conjugated diolefins into dimers with a cyclohexene structure consists in using the above catalytic system by bringing together in an electrochemical cell comprising an anode, a cathode and a reference electrode: a suitable solvent, the diolefin to be dimerized , and a compound chosen from dinitrosylfer chloride and the mixture of iron chloride and nitric oxide NO, then by bringing the cathode, relative to the reference electrode, to a potential corresponding to the last reduction wave of said compound and keeping this potential constant throughout the duration of the reaction (preferably using a potentiostat which automatically supplies the voltage and current between anode and cathode). The anode is made of aluminum or iron; FeCl2 or FeCl3 can be used in combination with NO; the solvent is preferably propylene carbonate. This process makes it possible to prepare with a selectivity of 100% of the dimers with cyclohexene structure from conjugated diolefins.

Description

La présente invention concerne un procédé de dimérisation sélective des dioléfines conjuguées par voie électrochimique. A l'aide de ce procédé, les dioléfines conjuguées donneront exclusivement des dimères à structure cyclohexénique. Ainsi, le butadiène-1,3 conduira uniquement au vinyl-4-cyclohexène et l'isoprène à un mélange d'isomères à structure cyclohexénique : les limonènes (méthyl-isopropényl- cyclohexènes) et les diméthylvinylcyclohexènes.The present invention relates to a process for the selective dimerization of conjugated diolefins by electrochemical means. Using this process, the conjugated diolefins will exclusively give dimers with a cyclohexene structure. Thus, 1,3-butadiene will lead only to vinyl-4-cyclohexene and isoprene to a mixture of isomers with a cyclohexene structure: limonenes (methyl-isopropenylcyclohexenes) and dimethylvinylcyclohexenes.

Il est connu de dimériser sélectivement les dioléfines conjuguées par voie chimique, à l'aide de catalyseurs ou systèmes catalytiques basés par exemple sur le chlorure de dinitrosylfer. Ainsi, le brevet français n° 1.502.141 enseigne l'utilisation d'un catalyseur composé d'un halogénure de dinitrosylfer, d'un réducteur (organo-magnésien, organo-aluminique) et d'un troisième composant (arsine, stibine, phosphine, éther, sulfure, dérivé azoté). Les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 3.655.793 et 3.767.593 décrivent comme catalyseur le couple halogénure de dinitrosylfer/réducteur (organo-aluminique, borohydrure, aluminohydrure). Le brevet français n° 2.225.401 décrit l'utilisation du couple catalytique halogénure de dinitrosylfer/métal--carbonyle.It is known to selectively dimerize the conjugated diolefins chemically, using catalysts or catalytic systems based for example on dinitrosylfer chloride. Thus, French patent n ° 1.502.141 teaches the use of a catalyst composed of a dinitrosylfer halide, a reducing agent (organo-magnesian, organo-aluminum) and a third component (arsine, stibine, phosphine, ether, sulfide, nitrogen derivative). US Patents 3,655,793 and 3,767,593 describe as catalyst the dinitrosylfer halide / reducer couple (organo-aluminum, borohydride, aluminum hydride). French Patent No. 2,225,401 describes the use of the dinitrosylfer halide / metal - carbonyl catalytic couple.

Il est également connu, par le brevet français n° 2.080.556, que l'on peut trimériser le butadiène en cyclododécatriène-1,5,9 ou dimériser ce butadiène en cyclooctadiëne-1,5 et/ou en dimère linéaire, par voie électrochimique en formant in situ des complexes de métaux de transition et en opérant à tension et intensité d'électrolyse constantes. On n'enseigne pas de conditions électrochimiques permettant de dimériser sélectivement le butadiène en vinyl-4 cyclohexène.It is also known, from French Patent No. 2,080,556, that one can trimerize butadiene to 1,5,9-cyclododecatriene or dimerize this butadiene to 1,5-cyclooctadiene and / or in linear dimer, by electrochemical by forming transition metal complexes in situ and operating at constant voltage and electrolysis intensity. No electrochemical conditions are taught to selectively dimerize butadiene to 4-vinylcyclohexene.

Or, il peut être intéressant de disposer d'un procédé électrochimique de dimérisation qui évite la manipulation de composés, pour la plupart toxiques, qui demande peu d'énergie et qui conduise sélectivement au dimère de structure cyclohexénique cherché.However, it may be advantageous to have an electrochemical dimerization process which avoids the manipulation of compounds, mostly toxic, which requires little energy and which leads selectively to the dimer of cyclohexene structure sought.

La demanderesse a trouvé que ces buts pouvaient être atteints à condition de réaliser la dimérisation d'une dioléfine conjuguée dans une cellule électrochimique à potentiel imposé entre cathode et électrode de référence, déterminé comme on le verra dans la suite de la description, en présence de chlorure de dinitrosylfer en très faible quantité, ou en présence de chlorure de fer et de monoxyde d'azote N0, également en très faibles quantités.The Applicant has found that these aims could be achieved provided that the dimerization of a conjugated diolefin is achieved in an electrochemical cell with an imposed potential between cathode and reference electrode, determined as will be seen in the following description, in the presence of dinitrosylfer chloride in very small quantities, or in the presence of iron chloride and nitric oxide NO, also in very small quantities.

La réaction est conduite en présence d'un solvant adéquat et éventuellement d'un sel conducteur et, si l'on opère sur une solution concentrée en dioléfine à dimériser, on observe la séparation du mélange réactionnel en deux phases, la phase supérieure ne contenant pratiquement que le dimère cherché.The reaction is carried out in the presence of an adequate solvent and optionally of a conductive salt and, if one operates on a concentrated solution of diolefin to be dimerized, the reaction mixture is separated into two phases, the upper phase not containing practically than the dimer sought.

La présente invention a pour objet un système catalytique électrochimique caractérisé en ce qu'il comporte :

  • - une anode comprenant un métal oxydable
  • - une cathode comprenant un composé choisi parmi le platine, le fer et le carbone vitreux
  • - un électrolyte comprenant d'une part un composé choisi parmi un chlorure de dinitrosylfer et un mélange de chlorure de fer et de monoxyde d'azote N0, et d'autre part un solvant électrochimique.
The subject of the present invention is an electrochemical catalytic system characterized in that it comprises:
  • - an anode comprising an oxidizable metal
  • - a cathode comprising a compound chosen from platinum, iron and vitreous carbon
  • - An electrolyte comprising on the one hand a compound chosen from a dinitrosylfer chloride and a mixture of iron chloride and nitrogen monoxide NO, and on the other hand an electrochemical solvent.

La présente invention a également pour objet un procédé de dimérisation sélective des dioléfines conjuguées en dimères à structure cyclohexénique, caractérisé en ce qu'on opère par voie électrochimique en mettant en présence dans une cellule électrochimique, comprenant une anode, une cathode et une électrode de référence : un solvant approprié, la dioléfine à dimériser, et un composé choisi entre le chlorure de dinitrosylfer et le mélange de chlorure de fer et de monoxyde d'azote N0, puis en portant la cathode, par rapport à 1' électrode de référence, à un potentiel correspondant à la dernière vague de réduction dudit composé et en maintenant constant ce potentiel pendant toute la durée de la réaction.The present invention also relates to a process for the selective dimerization of conjugated diolefins into dimers having a cyclohexene structure, characterized in that one operates electrochemically by bringing together in an electrochemical cell, comprising an anode, a cathode and an electrode of reference: an appropriate solvent, the diolefin to be dimerized, and a compound chosen between dinitrosylfer chloride and the mixture of iron chloride and nitrogen monoxide NO, then carrying the cathode, relative to the reference electrode, at a potential corresponding to the last reduction wave of said compound and by keeping this potential constant throughout the duration of the reaction.

De préférence le potentiel est maintenu constant à l'aide d'un potentiostat qui fournit automatiquement la tension et le courant entre anode et cathode.Preferably the potential is kept constant by means of a potentiostat which automatically supplies the voltage and the current between anode and cathode.

On peut utiliser, si on le désire, un sel conducteur (électrolyte) qui permet de travailler, initialement, avec une tension entre anode et cathode plus faible.A conductive salt can be used, if desired. (electrolyte) which allows to work, initially, with a lower voltage between anode and cathode.

La cellule électrochimique comporte donc 3 électrodes : une cathode, une anode et une électrode de référence. La cathode est en matériau inerte vis-à-vis du milieu réactionnel ; on utilise de préférence une cathode en platine et mieux encore la cathode est une grille en fils de platine entrecroisés. La cathode peut également être en carbone vitreux ou en fer. L'anode est en métal oxydable ; on a choisi de préférence l'aluminium dans le cas de l'utilisation du chlorure de dinitrosylfer, et de préférence le fer dans le cas de l'utilisation du mélange chlorure de fer + N0. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'anode est un cylindre creux en aluminium ou en fer et la cathode une grille cylindrique en fils de platine extérieure et concentrique à l'anode. On a remarqué qu'il était inutile de séparer anode et cathode par un compartimentage.The electrochemical cell therefore has 3 electrodes: a cathode, an anode and a reference electrode. The cathode is made of a material inert with respect to the reaction medium; a platinum cathode is preferably used and better still the cathode is a grid of intertwined platinum wires. The cathode can also be made of glassy carbon or iron. The anode is made of oxidizable metal; aluminum was preferably chosen in the case of the use of dinitrosylfer chloride, and preferably iron in the case of the use of the iron chloride + NO mixture. According to a preferred embodiment of the invention, the anode is a hollow aluminum or iron cylinder and the cathode a cylindrical grid made of platinum wires external and concentric with the anode. We have noticed that it was useless to separate anode and cathode by compartmentalization.

L'électrode de référence peut être choisie parmi les électrodes connues comme les électrodes Ag/AgCl, Ag/Ag+, Hg/Hg2C12 (calomel). Elle sera de préférence placée à proximité de la cathode.The reference electrode can be chosen from known electrodes such as Ag / AgCl, Ag / Ag + , Hg / Hg 2 C1 2 (calomel) electrodes. It will preferably be placed near the cathode.

Le solvant électrochimique doit être inerte aussi bien vis-à-vis des réactifs en présence que dans les conditions opératoires retenues. Il est préférable qu'il ait une constante diélectrique suffisamment élevée. On donne la préférence au carbonate de propylène.The electrochemical solvent must be inert both with respect to the reactants present and under the operating conditions adopted. It is preferable that it has a sufficiently high dielectric constant. Preference is given to propylene carbonate.

Si on utilise un sel conducteur (électrolyte), il doit être soluble dans le solvant utilisé. Ce peut être un sel de lithium ou un sel d'ammonium quaternaire. Le perchlorate de tétrabutylammonium convient parfaitement. De préférence, et afin de minimiser le potentiel de jonction, on peut ajouter dans l'électrode de référence le même sel conducteur que celui qui est dissous dans le milieu réactionnel, et à la même concentration (sauf dans le cas de l'électrode au calomel qui sera utilisée telle quelle).If a conductive salt (electrolyte) is used, it must be soluble in the solvent used. It can be a lithium salt or a quaternary ammonium salt. Tetrabutylammonium perchlorate is ideal. Preferably, and in order to minimize the junction potential, it is possible to add to the reference electrode the same conducting salt as that which is dissolved in the reaction medium, and at the same concentration (except in the case of the electrode at calomel which will be used as is).

La demanderesse a constaté que des rendements également élevés peuvent être obtenus, dans le cas où le milieu réactionnel ne contient pas de sel conducteur, en ajoutant (sauf dans le cas de l'électrode au calomel) ou non du sel conducteur dans le liquide de jonction de l'électrode de référence.The Applicant has found that equally high yields can be obtained, in the case where the reaction medium does not contain conductive salt, by adding (except in the case of the calomel electrode) or not conductive salt in the liquid of junction of the reference electrode.

La dioléfine à dimériser a pour formule générale :

Figure imgb0001
les radicaux R, R1,R2 ,R3, R4 et R5 étant tous des hydrogènes ou bien partiellement des hydrogènes et partiellement des radicaux alkyle. On utilise par exemple le butadiène-1,3, l'isoprène, le pipérylène. Ces produits sont à l'état pur ou bien compris dans une fraction pétrochimique ; par exemple le butadiène-1,3 peut être contenu dans une fraction appelée "coupe C4" provenant du craquage à la vapeur de naphta. Cette coupe C4 peut être soumise telle quelle à dimérisation suivant le procédé de l'invention. Bien évidemment seul le butadiène sera dimé- risé, les autres constituants demeurant intacts et pouvant être séparés en fin de réaction, du vinylcyclohexène formé, par exemple par distillation.The general formula of the diolefin to be dimerized is:
Figure imgb0001
the radicals R, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 being all hydrogen or else partially hydrogen and partially alkyl radicals. For example, 1,3-butadiene, isoprene and piperylene are used. These products are pure or well included in a petrochemical fraction; for example butadiene-1,3 may be contained in a fraction called "C4 cut" from the steam cracking of naphtha. This C4 cut can be subjected as such to dimerization according to the method of the invention. Obviously only butadiene will be dimerized, the other constituents remaining intact and being able to be separated at the end of the reaction, from vinylcyclohexene formed, for example by distillation.

Le chlorure de dinitrosylfer est préparé par tout moyen connu, en particulier suivant la réaction :

Figure imgb0002
ou par réaction de NO sur le mélange Fe + FeCl3 dans le tétrahydro- furanne. Le produit obtenu peut, si on le désire, être purifié par une seconde sublimation.Dinitrosylfer chloride is prepared by any known means, in particular according to the reaction:
Figure imgb0002
or by reaction of NO with the Fe + FeCl 3 mixture in tetrahydrofuran. The product obtained can, if desired, be purified by a second sublimation.

Le chlorure de fer est soit le chlorure ferreux FeCl2 soit le chlorure ferrique FeCl3 ; si besoin est, ces produits sont séchés avant utilisation. Le monoxyde d'azote NO est de préférence utilisé à l'état gazeux, obtenu à partir du gaz liquéfié livré commercialement en bouteilles. La demanderesse a constaté qu'il était préférable d'opérer avec des rapports

Figure imgb0003
compris entre 2 et 12, les rendements étant améliorés dans ce cas.The iron chloride is either ferrous chloride FeCl 2 or ferric chloride FeCl 3 ; if necessary, these products are dried before use. NO nitrogen monoxide is preferably used in the gaseous state, obtained from liquefied gas commercially delivered in bottles. The Applicant has found that it is preferable to operate with reports
Figure imgb0003
between 2 and 12, the yields being improved in this case.

La demanderesse a constaté que n'importe quelle condition de tension et de courant d'électrolyse n'était pas utilisable avec succès. Ainsi, on décrira ci-dessous un exemple comparatif où le taux de transformation de l'isoprène en ses dimères à structure cyclohexénique (sélectivité : 100 %) n'est que de 3 % au bout de 5 heures. On s'est aperçu que, pour que le procédé suivant l'invention conduise à des rendements élevés il fallait que la dimérisation par voie électrochimique soit conduite à potentiel contrôlé. Le tracé de la courbe voltampérométrique du mélange solvant + chlorure de dinitrosylfer, ou solvant + chlorure de fer + N0, avec ou sans sel conducteur, à l'aide d'un appareillage classique, montre qu'il existe deux vagues de réduction dans le cas de Fe(NO)2Cl et FeCl2 + N0 et trois dans le cas de FeC13 + N0. Et on a constaté que l'on devait mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention en maintenant constant le potentiel de la cathode par rapport à l'électrode de référence à une valeur située sur le palier de la dernière vague de réduction, quelle que soit l'électrode de référence utilisée, étant bien entendu que l'électrode utilisée dans le procédé est de même nature que celle qui a servi à tracer la courbe de réduction.The Applicant has found that any condition of voltage and electrolysis current cannot be used successfully. Thus, a comparative example will be described below where the rate of conversion of isoprene into its dimers with cyclohexene structure (selectivity: 100%) is only 3% after 5 hours. It has been found that, for the process according to the invention to lead to high yields, the electrochemical dimerization had to be carried out at controlled potential. The plot of the voltammetric curve of the mixture solvent + dinitrosylfer chloride, or solvent + iron chloride + N0, with or without conductive salt, using of a conventional apparatus, shows that there are two waves of reduction in the case of Fe (NO) 2 Cl and FeCl 2 + N0 and three in the case of FeC1 3 + N0. And it was found that the method according to the invention had to be implemented while keeping the potential of the cathode constant with respect to the reference electrode at a value situated on the bearing of the last reduction wave, whatever or the reference electrode used, it being understood that the electrode used in the process is of the same nature as that which served to draw the reduction curve.

Ainsi, si on utilise Fe(NO)2Cl et une électrode de référence Ag/AgCl, le potentiel de la cathode, par rapport à la référence doit être de -100 à -400 mV ; avec une électrode de référence Ag/Ag il doit être de -1500 à -1800 mV et avec une électrode de référence au calomel il doit être de -700 à -1000 mV, toujours avec Fe(NO)2Cl.Thus, if Fe (NO) 2 Cl and an Ag / AgCl reference electrode are used, the potential of the cathode, relative to the reference, must be from -100 to -400 mV; with an Ag / Ag reference electrode it must be from -1500 to -1800 mV and with a calomel reference electrode it must be from -700 to -1000 mV, always with Fe (NO) 2 Cl.

Dans le cas de l'utilisation de l'électrode de référence Ag/AgCl avec le chlorure ferrique FeCl3 et N0, le potentiel de la cathode par rapport à ladite électrode de référence sera compris entre -600 et -1600 mV.In the case of using the Ag / AgCl reference electrode with ferric chloride FeCl 3 and N0, the potential of the cathode relative to said reference electrode will be between -600 and -1600 mV.

On utilise, pour maintenir constant le potentiel de la cathode par rapport à l'électrode de référence, un potentiostat qui, de manière connue en soi, délivre une tension et un courant de travail, entre anode et cathode, fonctions du potentiel de référence choisi et fonctions des caractéristiques du milieu (constante diélectrique du solvant, résistivité du mélange réactionnel).To keep the cathode potential constant with respect to the reference electrode, a potentiostat is used which, in a manner known per se, delivers a working voltage and current, between anode and cathode, functions of the chosen reference potential. and functions of the characteristics of the medium (dielectric constant of the solvent, resistivity of the reaction mixture).

Ainsi, en début de réaction, le potentiostat génère, après que l'on ait imposé le potentiel de référence, un courant, entre anode et cathode, que l'on a trouvé être fonction de la concentration en composé de fer. Dans le cas du chlorure de dinitrosylfer il est compris entre 40 et 100 milliampères pour des concentrations en Fe(NO)2Cl comprises entre 5 et 40 millimoles par litre, sous une tension que l'on a trouvé être fonction inverse de la concentration en sel conducteur et voisine de 2 à 5 volts pour des concentrations en perchlorate de tétrabutylammonium voisines de 0,16 à 0,12 mole par litre de mélange réactionnel. Ces valeurs d'intensité et de tension correspondent à un écartement entre anode et cathode d'environ 1 cm.Thus, at the start of the reaction, the potentiostat generates, after the reference potential has been set, a current, between anode and cathode, which has been found to be a function of the concentration of iron compound. In the case of dinitrosylfer chloride it is between 40 and 100 milliamps for concentrations of Fe (NO) 2 Cl between 5 and 40 millimoles per liter, under a voltage which has been found to be an inverse function of the concentration in conductive salt and close to 2 to 5 volts for tetrabutylammonium perchlorate concentrations close to 0.16 to 0.12 mol per liter of reaction mixture. These intensity and voltage values correspond to a spacing between anode and cathode of approximately 1 cm.

Il va se soi que l'on pourra, si on le désire , diminuer la concentration en sel conducteur. La tension entre anode et cathode aura une valeur plus élevée que celles indiquées ci-dessus. En absence de sel conducteur la tension de départ entre anode et cathode se situe vers 20 à 35 volts. Egalement, on pourra diminuer la concentration en Fe(NO)2Cl, ce qui aura pour conséquence de diminuer la valeur de l'intensité initiale. On préfère utiliser une concentration en Fe(NO)2C1 telle que l'on travaille au départ avec une intensité de 40 à 150 mA.It goes without saying that we can, if desired, reduce the concentration of conductive salt. The voltage between anode and cathode will have a higher value than those indicated above. In absence conductive salt the starting voltage between anode and cathode is around 20 to 35 volts. Also, the Fe (NO) 2 Cl concentration can be reduced, which will have the consequence of reducing the value of the initial intensity. It is preferred to use a concentration of Fe (NO) 2 C1 such that one works at the start with an intensity of 40 to 150 mA.

On pourra également, si on le désire, modifier la distance entre anode et cathode.It is also possible, if desired, to modify the distance between anode and cathode.

Dans tous les cas, les valeurs de l'intensité et de la tension de travail diminuent en fonction du temps pour atteindre en quelques heures des valeurs respectives de quelques centaines de microampères et de quelques millivolts, dans le cas d'essais en présence de sel conducteur, et de quelques milliampères et quelques volts en absence de sel conducteur, le potentiel de référence étant toujours à sa valeur imposée au départ.In all cases, the values of the intensity and of the working voltage decrease as a function of time, reaching in a few hours the respective values of a few hundred microamperes and a few millivolts, in the case of tests in the presence of salt. conductor, and a few milliamps and a few volts in the absence of conductive salt, the reference potential always being at its value imposed at the start.

Le procédé est mis en oeuvre de préférence à température ambiante et sous la pression correspondant à la tension de vapeur du milieu réactionnel à la température considérée. Cette pression n'excède pas, généralement, 1 bar.The process is preferably carried out at room temperature and under the pressure corresponding to the vapor pressure of the reaction medium at the temperature considered. This pressure does not generally exceed 1 bar.

On opère impérativement en absence d'oxygène.It is imperative to operate in the absence of oxygen.

Enfin, le milieu réactionnel doit être constamment agité de façon à accélérer les phénomènes de diffusion. L'agitation peut être produite mécaniquement, de façon connue en soi. Il est également possible de renouveler la couche liquide au contact des électrodes de travail en utilisant une anode et une cathode tournantes.Finally, the reaction medium must be constantly agitated so as to accelerate the diffusion phenomena. The agitation can be produced mechanically, in a manner known per se. It is also possible to renew the liquid layer in contact with the working electrodes using a rotating anode and cathode.

Les exemples non limitatifs ci-dessous ont pour but d'illustrer l'invention.The nonlimiting examples below are intended to illustrate the invention.

Le procédé est mis en oeuvre dans une cellule électrochimique en verre pouvant travailler sous une pression maximale de 1 bar et qui comprend des tubulures d'arrivée et de sortie des produits, une agitation magnétique, une anode creuse cylindrique de diamètre environ 2 cm et de hauteur environ 6cm, une cathode concentrique à l'anode de même hauteur et de 4 cm de diamètre, une électrode de référence disposée le plus près possible de la cathode.The process is carried out in a glass electrochemical cell capable of working under a maximum pressure of 1 bar and which includes inlet and outlet pipes for the products, magnetic stirring, a hollow cylindrical anode with a diameter of approximately 2 cm and of height approximately 6cm, a cathode concentric with the anode of the same height and 4 cm in diameter, a reference electrode placed as close as possible to the cathode.

Dans le cas du butadiène, on refroidit la matière première à -10°C avant de l'introduire dans la cellule électrochimique. On laisse ensuite la température du milieu réactionnel monter jusqu'à l'ambiante (environ 20°C).In the case of butadiene, the raw material is cooled to -10 ° C before introducing it into the electrochemical cell. The temperature of the reaction medium is then allowed to rise to ambient (about 20 ° C).

EXEMPLES 1 à 10 : Utilisation de Fe(NO)2Cl ; anode en aluminium ; cathode en platine (grille)EXAMPLES 1 to 10: Use of Fe (NO) 2 Cl; aluminum anode; platinum cathode (grid) EXEMPLE 1EXAMPLE 1

On met en place dans la cellule électrochimique (électrode de référence Ag/AgCl) :

Figure imgb0004
In the electrochemical cell (Ag / AgCl reference electrode):
Figure imgb0004

On applique, à l'aide du potentiostat, un potentiel de -100 mV à la cathode, par rapport à l'électrode de référence. Le potentiostat génère automatiquement une tension de 4 V et un courant de 40 mA entre anode et cathode. Ces valeurs deviennent, après 20 minutes : 2 V et 25 mA et après 3 heures quelques dixièmes de volt et 1 mA.Using the potentiostat, a potential of -100 mV is applied to the cathode, relative to the reference electrode. The potentiostat automatically generates a voltage of 4 V and a current of 40 mA between anode and cathode. These values become, after 20 minutes: 2 V and 25 mA and after 3 hours a few tenths of a volt and 1 mA.

Au bout de ces 3 heures, 85 % du butadiène de départ ont été transformés sélectivement en vinyl-4 cyclohexène (dosage chromatographique).At the end of these 3 hours, 85% of the starting butadiene was selectively transformed into vinyl-4 cyclohexene (chromatographic assay).

EXEMPLE 2EXAMPLE 2

On met en place dans la cellule électrochimique (électrode de référence Ag/Ag+) :

Figure imgb0005
The electrochemical cell (Ag / Ag + reference electrode) is put in place:
Figure imgb0005

On applique, à l'aide du potentiostat, un potentiel de -1500 mV à la cathode par rapport à l'électrode de référence. Le potentiostat maintient automatiquement ce potentiel constant pendant toute la durée de l'essai. Au départ, la tension de travail est de 2 V et l'intensité de 40 mA. On arrête la réaction au bout de 5 heures. Le milieu réactionnel forme deux phases. L'analyse chromatographique de la phase supérieure montre qu'elle contient 17,3 % en poids de butadiène et 82,7 % en poids de vinylcyclohexène.Using a potentiostat, a potential of -1500 mV is applied to the cathode relative to the reference electrode. The potentiostat automatically maintains this constant potential throughout the duration of the test. At the start, the working voltage is 2 V and the intensity of 40 mA. The reaction is stopped after 5 hours. The reaction medium forms two phases. Chromatographic analysis of the upper phase shows that it contains 17.3% by weight of butadiene and 82.7% by weight of vinylcyclohexene.

La phase inférieure contient, outre le carbonate de propylène et le sel conducteur : 5,5 % en poids de butadiène et 5,7 % en poids de vinylcyclohexène. Le taux de transformation du butadiène en vinylcyclohexène est de 75 %. On refroidit le réacteur à -10°C, soutire la phase supérieure, distille le butadiène et rectifie le vinylcyclohexène formé. On recueille ainsi 36 g de vinyl-4-cyclohexène chromatographiquement pur.The lower phase contains, in addition to propylene carbonate and the conductive salt: 5.5% by weight of butadiene and 5.7% by weight of vinylcyclohexene. The conversion rate of butadiene into vinylcyclohexene is 75%. The reactor is cooled to -10 ° C, withdraw the upper phase, distill the butadiene and rectify the vinylcyclohexene formed. 36 g of chromatographically pure vinyl-4-cyclohexene are thus collected.

EXEMPLE 3EXAMPLE 3

On met en place dans la cellule électrochimique (électrode de référence au calomel) :

Figure imgb0006
In the electrochemical cell (reference electrode to calomel):
Figure imgb0006

On applique, à l'aide du potentiostat, un potentiel de -750 mV à la cathode par rapport à l'électrode de référence. Le potentiostat génère automatiquement, au temps zéro, une tension entre anode et cathode, de 2 V et un courant de 80 mA.Using a potentiostat, a potential of -750 mV is applied to the cathode relative to the reference electrode. The potentiostat automatically generates, at time zero, a voltage between anode and cathode, of 2 V and a current of 80 mA.

Après 5 h de réaction, la tension est devenue négligeable (le potentiel de la cathode par rapport à l'électrode de référence étant toujours égal à -750 mV) et le courant est d'environ 2 mA.After 5 h of reaction, the voltage has become negligible (the potential of the cathode relative to the reference electrode is always equal to -750 mV) and the current is approximately 2 mA.

Une analyse chromatographique du milieu réactionnel montre qu'il contient 5,5 g de vinylcyclohexène et aucun autre produit formé.Chromatographic analysis of the reaction medium shows that it contains 5.5 g of vinylcyclohexene and no other product formed.

Dans ce cas, la dimérisation sélective du butadiène-1,3 s'est faite avec un taux de transformation du butadiène-1,3 de 55 X. Les autres constituants de la "coupe C4 sont inaltérés.In this case, the selective dimerization of 1,3-butadiene was carried out with a conversion rate of 1,3-butadiene of 55 X. The other constituents of the "C4 cut are unaltered.

EXEMPLE 4EXAMPLE 4

On met en place dans la cellule électrochimique (électrode de référence Ag/AgCl) :

Figure imgb0007
In the electrochemical cell (Ag / AgCl reference electrode) :
Figure imgb0007

On applique, à l'aide du potentiostat, un potentiel de -100 mV à la cathode par rapport à l'électrode de référence. Le potentiostat génère entre cathode et anode un courant initial d'environ 100 mA sous une tension d'environ 5 V.Using a potentiostat, a potential of -100 mV is applied to the cathode relative to the reference electrode. The potentiostat generates between initial cathode and anode an initial current of approximately 100 mA under a voltage of approximately 5 V.

Au bout de 5 h, on arrête la réaction. Le milieu réactionnel se présente en deux phases. L'analyse chromatographique de ces deux phases montre que l'isoprène s'est transformé sélectivement en ses dimères à structure cyclohexénique (le produit formé contient 88 % des deux diméthylvinylcyclohexènes et 12 % des deux limonènes) avec un taux de transformation de 50 %.After 5 h, the reaction is stopped. The reaction medium occurs in two phases. The chromatographic analysis of these two phases shows that the isoprene is selectively transformed into its dimers with cyclohexenic structure (the product formed contains 88% of the two dimethylvinylcyclohexenes and 12% of the two limonenes) with a conversion rate of 50%.

La phase supérieure contient 15 % d'isoprène et 85 % de dimères que l'on peut purifier par distillation et rectification.The upper phase contains 15% isoprene and 85% dimers which can be purified by distillation and rectification.

EXEMPLE 5EXAMPLE 5

On reprend les conditions de l'exemple 4 en utilisant 33,3 g (0,49 mole) d'isoprène.The conditions of Example 4 are repeated using 33.3 g (0.49 mole) of isoprene.

La tension de travail est, au départ, de 3 V et le courant de 70 mA.The working voltage is initially 3 V and the current 70 mA.

Au bout de 20 h, le taux de transformation de l'isoprène en ses dimères à structure cyclohexénique est de 67 %.After 20 h, the conversion rate of isoprene into its dimers with cyclohexene structure is 67%.

EXEMPLE 6 (comparatif)EXAMPLE 6 (comparative)

On reprend les conditions de l'exemple 4, mais en appliquant à la cathode un potentiel de +200 mV par rapport à l'électrode de référence Ag/AgCl. Cette valeur correspond à la première vague de réduction que l'on peut déterminer voltampérométriquement sur le mélange carbonate de propylène + perchlorate de tétrabutylammonium + Fe(NO)2Cl (électrode de référence Ag/AgCl).The conditions of example 4 are repeated, but by applying to the cathode a potential of +200 mV relative to the reference electrode Ag / AgCl. This value corresponds to the first reduction wave that can be determined voltammetrically on the propylene carbonate + tetrabutylammonium perchlorate + Fe (NO) 2 Cl (reference electrode Ag / AgCl) mixture.

Au bout de 5 h de réaction, le taux de transformation de l'isoprène en ses dimères est seulement de 3 %.After 5 h of reaction, the conversion rate of isoprene into its dimers is only 3%.

EXEMPLE 7EXAMPLE 7

On met en place dans la cellule électrochimique (électrode de référence Ag/AgCl dont le liquide de jonction contient 0,2 mole/ litre de perchlorate de tétrabutylammonium) :

Figure imgb0008
The following are placed in the electrochemical cell (Ag / AgCl reference electrode, the junction liquid of which contains 0.2 mole / liter of tetrabutylammonium perchlorate):
Figure imgb0008

On impose à la cathode, à l'aide du potentiostat, un potentiel de -100 mV par rapport à l'électrode de référence. Le potentiostat génère une tension et un courant initialement de 35 V et 90 mA. On observe, au bout de 1 h 30 min, l'apparition d'une deuxième phase liquide. On arrête la réaction au bout de 3 h et le taux de transformation de l'isoprène en ses dimères à structure cyclohexénique est de 99 %.A potential of -100 mV relative to the reference electrode is imposed on the cathode, using the potentiostat. The potentiostat generates an initial voltage and current of 35 V and 90 mA. We observe, after 1 h 30 min, the appearance of a second liquid phase. The reaction is stopped after 3 h and the conversion rate of isoprene into its dimers with cyclohexene structure is 99%.

EXEMPLE 8EXAMPLE 8

On reprend les conditions de l'exemple 7 sans introduire de perchlorate de tétrabutylammonium dans l'électrode de référence et en utilisant 144,7 mg (0,96 millimole) de Fe(NO)2Cl.The conditions of Example 7 are repeated without introducing tetrabutylammonium perchlorate into the reference electrode and using 144.7 mg (0.96 millimole) of Fe (NO) 2 Cl.

Initialement, la tension et le courant entre anode et cathode sont respectivement de 30 V et 68 mA.Initially, the voltage and current between anode and cathode are 30 V and 68 mA respectively.

Après 3 h de réaction, le taux de transformation de l'isoprène est de 97 %.After 3 h of reaction, the transformation rate of isoprene is 97%.

EXEMPLE 9EXAMPLE 9

On met en place dans la cellule électrochimique (électrode de référence Ag/AgCl ne contenant pas de perchlorate de tétrabutylammonium) :

Figure imgb0009
In the electrochemical cell (Ag / AgCl reference electrode not containing tetrabutylammonium perchlorate):
Figure imgb0009

Le mélange est, dès l'origine, hétérogène.From the outset, the mixture was heterogeneous.

Après que l'on a imposé à la cathode un potentiel de -100 mV par rapport à l'électrode de référence, le potentiostat génère un courant initial entre anode et cathode de 135 mA sous une tension initiale de 34 V.After a potential of -100 mV relative to the reference electrode has been imposed on the cathode, the potentiostat generates an initial current between anode and cathode of 135 mA at an initial voltage of 34 V.

La réaction est arrêtée après 15 h ; au bout de ce temps, le taux de transformation de l'isoprène est de 99 %.The reaction is stopped after 3 p.m. at the end of this time, the transformation rate of isoprene is 99%.

EXEMPLE 10EXAMPLE 10

On met en place dans la cellule électrochimique (électrode de référence Ag/AgCl ne contenant pas de perchlorate de tétrabutylammonium) :

Figure imgb0010
In the electrochemical cell (Ag / AgCl reference electrode not containing tetrabutylammonium perchlorate):
Figure imgb0010

On applique à la cathode un potentiel de -100 mV par rapport à l'électrode de référence, à l'aide du potentiostat qui génère automatiquement un courant initial entre anode et cathode de 44 mA sous une tension de 20 V.A potential of -100 mV is applied to the cathode relative to the reference electrode, using the potentiostat which automatically generates an initial current between anode and cathode of 44 mA at a voltage of 20 V.

Au bout de 1 h 30 min, on observe l'apparition d'une deuxième phase liquide. On arrête la réaction après 3 h et on sépare les deux phases liquides. La phase supérieure contient 92 % en poids de vinyl-4-cyclohexène et 8 % en poids de butadiène. La phase inférieure contient, outre le carbonate de propylène, 12 % de vinyl-4-cyclohexène et 3 % de butadiène.After 1 h 30 min, the appearance of a second liquid phase is observed. The reaction is stopped after 3 h and the two liquid phases are separated. The upper phase contains 92% by weight of vinyl-4-cyclohexene and 8% by weight of butadiene. The lower phase contains, in addition to propylene carbonate, 12% of vinyl-4-cyclohexene and 3% butadiene.

Le taux de transformation du butadiène-1,3 en vinyl-4-cyclohexène est de 90 %.The conversion rate of 1,3-butadiene to vinyl-4-cyclohexene is 90%.

La sélectivité de cette transformation est, comme dans tous les autres exemples, de 100 %.The selectivity of this transformation is, as in all the other examples, 100%.

EXEMPLES 11 à 22EXAMPLES 11 to 22

Dans tous les exemples figurant au tableau ci-après, on a utilisé : FeCl3 et le monoxyde d'azote, et une électrode de référence Ag/AgCl et on a porté la cathode, par rapport à ladite électrode de référence, à un potentiel de -700 mV maintenu constant à l'aide d'un potentiostat qui délivre le courant de travail sous la tension de travail entre anode et cathode, valeurs figurant au tableau ci-après. L'intensité en fin d'opération figure également dans ce tableau.In all the examples given in the table below, the following were used: FeCl 3 and nitric oxide, and a reference electrode Ag / AgCl and the cathode was brought, with respect to said reference electrode, to a potential of -700 mV kept constant by means of a potentiostat which delivers the working current under the working voltage between anode and cathode, values appearing in the table below. The intensity at the end of the operation is also shown in this table.

Dans tous ces exemples on a préparé à l'avance la solution de FeCl3 dans le carbonate de propylène. Cette solution est mise en place dans la cellule électrochimique, le diène(ou la coupe pétrochimique le contenant) est ajouté ; éventuellement, l'électrolyte ; le milieu est purgé à l'azote puis on introduit le monoxyde d'azote et règle le potentiostat. On opère à température ambiante.In all of these examples, the solution of FeCl 3 in propylene carbonate was prepared in advance. This solution is put in place in the electrochemical cell, the diene (or the petrochemical cut containing it) is added; optionally, the electrolyte; the medium is purged with nitrogen then the nitrogen monoxide is introduced and the potentiostat is adjusted. We operate at room temperature.

La réaction est arrêtée au bout d'un temps figurant au tableau, temps au bout duquel on obtient le taux de transformation correspondant en dimère (la sélectivité est toujours de 100 %, ce qui signifie que des taux de transformation plus élevés pourraient être obtenus en augmentant le temps de réaction).

Figure imgb0011
The reaction is stopped after a time appearing in the table, time after which the corresponding degree of conversion into dimer is obtained (the selectivity is always 100%, which means that higher rates of conversion could be obtained in increasing the reaction time).
Figure imgb0011

Claims (21)

1. Système catalytique électrochimique caractérisé en ce qu'il comporte : - une anode comprenant un métal oxydable - une cathode comprenant un composé choisi parmi le platine, le fer et le carbone vitreux - un électrolyte comprenant d'une part un composé choisi parmi un chlorure de dinitrosylfer et un mélange de chlorure de fer et de monoxyde d'azote N0, et d'autre part un solvant électrochimique. 1. Electrochemical catalytic system characterized in that it comprises: - an anode comprising an oxidizable metal - a cathode comprising a compound chosen from platinum, iron and vitreous carbon - An electrolyte comprising on the one hand a compound chosen from a dinitrosylfer chloride and a mixture of iron chloride and nitrogen monoxide NO, and on the other hand an electrochemical solvent. 2. Procédé de dimérisation sélective des dioléfines conjuguées en dimères à structure cyclohexénique, caractérisé en ce qu'on opère par voie électrochimique en mettant en présence dans une cellule électrochimique, comprenant une anode, une cathode et une électrode de référence : un solvant approprié, la dioléfine à dimériser, et un composé choisi entre le chlorure de dinitrosylfer et le mélange de chlorure de fer et de monoxyde d'azote N0, puis en portant la cathode,.par rapport à l'électrode de référence, a un potentiel correspondant à la dernière vague de réduction dudit composé et en maintenant constant ce potentiel pendant toute la durée de la réaction.2. A process for the selective dimerization of conjugated diolefins into dimers with a cyclohexenic structure, characterized in that the operation is carried out electrochemically by bringing into contact in an electrochemical cell, comprising an anode, a cathode and a reference electrode: an appropriate solvent, the diolefin to be dimerized, and a compound chosen between dinitrosylfer chloride and the mixture of iron chloride and nitrogen monoxide N0, then carrying the cathode,. relative to the reference electrode, has a potential corresponding to the last wave of reduction of said compound and keeping this potential constant throughout the duration of the reaction. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on utilise pour maintenir constant le potentiel de la cathode par rapport à l'électrode de référence, un potentiostat qui fournit automatiquement la tension et le courant entre anode et cathode.3. Method according to claim 2 characterized in that one uses to maintain constant the potential of the cathode relative to the reference electrode, a potentiostat which automatically supplies the voltage and current between anode and cathode. 4. Procédé selon la revendication 2, comportant l'utilisation du mélange de chlorure de fer et de monoxyde d'azote N0, caractérisé en ce que le rapport du nombre de moles de N0 au nombre d'atomes-gramme de Fe, provenant du chlorure de fer, présents dans le milieu réactionnel, est compris entre 2 et 12.4. Method according to claim 2, comprising the use of the mixture of iron chloride and nitrogen monoxide N0, characterized in that the ratio of the number of moles of N0 to the number of gram atoms of Fe, coming from iron chloride, present in the reaction medium, is between 2 and 12. 5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le chlorure de fer utilisé est le chlorure ferrique FeCl3.5. Method according to claim 2, characterized in that the iron chloride used is ferric chloride FeCl 3 . 6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le chlorure de fer utilisé est le chlorure ferreux FeCl2.6. Method according to claim 2, characterized in that the iron chloride used is ferrous chloride FeCl 2 . 7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que l'anode est en métal oxydable.7. Method according to one of claims 2 to 6 characterized in that the anode is made of oxidizable metal. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'anode est en aluminium.8. Method according to claim 7, characterized in that the anode is made of aluminum. 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'anode est en fer.9. Method according to claim 7, characterized in that the anode is of iron. 10. Procédé selon l'une des revendications 2 à 9 caractérisé en ce que la cathode est en platine.10. Method according to one of claims 2 to 9 characterized in that the cathode is made of platinum. 11. Procédé selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que la cathode est en fer.11. Method according to one of claims 2 to 9, characterized in that the cathode is of iron. 12. Procédé selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que la cathode est en carbone vitreux.12. Method according to one of claims 2 to 9, characterized in that the cathode is made of glassy carbon. 13. Procédé selon l'une des revendications 2 à 12, caractérisé en ce que le solvant électrochimique est le carbonate de propylène.13. Method according to one of claims 2 to 12, characterized in that the electrochemical solvent is propylene carbonate. 14. Procédé selon la revendication 2, comportant l'utilisation du chlorure de dinitrosylfer caractérisé en ce que l'électrode de référence est une électrode Ag/AgCl et le potentiel appliqué à la cathode, par rapport à ladite électrode de référence, est compris entre -100 et -400 mV.14. The method of claim 2, comprising the use of dinitrosylfer chloride characterized in that the reference electrode is an Ag / AgCl electrode and the potential applied to the cathode, relative to said reference electrode, is between -100 and -400 mV. 15. Procédé selon la revendication 2, comportant l'utilisation du chlorure de dinitrosylfer caractérisé en ce que l'électrode de référence est une électrode Ag/Ag et le potentiel appliqué à la cathode, par rapport à ladite électrode de référence, est compris entre -1500 et -1800 mV.15. The method of claim 2, comprising the use of dinitrosylfer chloride characterized in that the reference electrode is an Ag / Ag electrode and the potential applied to the cathode, relative to said reference electrode, is between -1500 and -1800 mV. 16. Procédé selon la revendication 2, comportant l'utilisation du chlorure de dinitrosylfer caractérisé en ce que l'électrode de référence est une électrode au calomel et le potentiel appliqué à la cathode, par rapport à ladite électrode de référence, est compris entre -700 et -1000 mV.16. The method of claim 2, comprising the use of dinitrosylfer chloride characterized in that the reference electrode is a calomel electrode and the potential applied to the cathode, relative to said reference electrode, is between - 700 and -1000 mV. 17. Procédé selon la revendication 2, comportant l'utilisation du mélange de chlorure ferrique et de monoxyde d'azote, caractérisé en ce que l'électrode de référence est une électrode Ag/AgCl et le potentiel appliqué à la cathode, par rapport à ladite électrode de référence, est compris entre -600 et -1600 mV.17. The method of claim 2, comprising the use of the mixture of ferric chloride and nitrogen monoxide, characterized in that the reference electrode is an Ag / AgCl electrode and the potential applied to the cathode, relative to said reference electrode is between -600 and -1600 mV. 18. Procédé selon l'une des revendications 2 à 17 caractérisé en ce que l'électrode de référence contient un sel conducteur.18. Method according to one of claims 2 to 17 characterized in that the reference electrode contains a conductive salt. 19. Procédé selon l'une des revendications 2 à 18 caractérisé en ce que le milieu réactionnel contient un sel conducteur.19. Method according to one of claims 2 to 18 characterized in that the reaction medium contains a conductive salt. 20. Procédé selon l'une des revendications 18 et 19 caractérisé en ce que le sel conducteur est le perchlorate de tétrabutylammonium.20. Method according to one of claims 18 and 19 characterized in that the conductive salt is tetrabutylammonium perchlorate. 21. Procédé selon l'une des revendications 2 à 20 caractérisé en ce que les quantités de solvant et de dioléfines utilisées sont telles qu'en début de réaction ladite dioléfine n'est pas entièrement solubilisée dans ledit solvant.21. Method according to one of claims 2 to 20 characterized in that the amounts of solvent and of diolefins used are such that at the start of the reaction said diolefin is not entirely dissolved in said solvent.
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