EP3765443A1 - Procede de preparation de s,s'-dialkyldithiocarbonate a partir de disulfure de dialkyle - Google Patents

Procede de preparation de s,s'-dialkyldithiocarbonate a partir de disulfure de dialkyle

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Publication number
EP3765443A1
EP3765443A1 EP19709511.0A EP19709511A EP3765443A1 EP 3765443 A1 EP3765443 A1 EP 3765443A1 EP 19709511 A EP19709511 A EP 19709511A EP 3765443 A1 EP3765443 A1 EP 3765443A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reaction
catalyst
diphenylphosphino
bis
mol
Prior art date
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Pending
Application number
EP19709511.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Paul-Guillaume Schmitt
Georges FRÉMY
Gilles-Olivier GRATIEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arkema France SA
Original Assignee
Arkema France SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Arkema France SA filed Critical Arkema France SA
Publication of EP3765443A1 publication Critical patent/EP3765443A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C315/00—Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides
    • C07C315/04—Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides by reactions not involving the formation of sulfone or sulfoxide groups
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/095—Sulfur, selenium, or tellurium compounds, e.g. thiols
    • A61K31/10—Sulfides; Sulfoxides; Sulfones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44—Palladium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C329/00—Thiocarbonic acids; Halides, esters or anhydrides thereof
    • C07C329/12—Dithiocarbonic acids; Derivatives thereof
    • C07C329/14—Esters of dithiocarbonic acids
    • C07C329/16—Esters of dithiocarbonic acids having sulfur atoms of dithiocarbonic groups bound to acyclic carbon atoms

Definitions

  • the present invention relates to a process for preparing an ⁇ ,--dialkyldithiocarbonate from a dialkyl disulfide and a particular metal catalyst in the presence of carbon monoxide.
  • the present invention also relates to the use of at least one S, N-dialkyldithiocarbonate as a reagent for the preparation of polycarbonates, urea and / or isocyanate compounds or compounds comprising at least one thioalkyl function.
  • Carbonyl dichloride or phosgene, is a compound commonly used by the chemical industry, particularly for the synthesis of isocyanates and polycarbonates.
  • At least one catalyst comprising at least one metal chosen from nickel, palladium, platinum, and
  • the Applicant has notably found that the process according to the invention makes it possible to obtain S, N'-dialkyldithiocarbonate by carbonylation of at least one dialkyl disulphide, with a better yield than the processes of the prior art.
  • the method according to the invention implements catalysts that are less toxic and can also be less expensive than those used in the processes of the prior art.
  • any range of values designated by the expression "between a and b" represents the range from a to b (i.e., including the strict limits a and b).
  • Step (a) of the preparation process according to the invention reacts at least one dialkyl disulphide.
  • the dialkyl disulfide or disulfides may be symmetrical or asymmetrical.
  • the two alkyl radicals of a dialkyl disulfide may be the same or different.
  • dialkyl disulfide or disulfides are chosen from dialkyl disulfides of formula (I) below, and mixtures thereof:
  • R 1 and R 2 which are identical or different, represent a linear or branched, C 1 -C 12 saturated hydrocarbon-based chain, more preferably C 1 -C 8 , still more preferably C 1 -C 4 ; optionally containing one or more heteroatoms, identical or different, preferably selected from O, N, and / or S.
  • Ri and R 2 are identical.
  • R 1 and R 2 are identical and represent a C 1 -C 4 hydrocarbon-based chain, such as a methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, sec-butyl, isobutyl or tert-butyl group.
  • R 1 and R 2 each represent a methyl group.
  • dialkyl disulfide or disulfides are chosen from dimethyl disulphide, diethyl disulphide, dipropyl disulphide and dibutyl disulphide, and mixtures thereof, more preferably from disulphide disulfide. dimethyl.
  • dialkyl disulfide or disulfides that can be used in the process according to the invention can be a mixture of organic disulphides or DSO ("DiSulfide Oils" in English), particularly from gas or oil extraction fields.
  • DSO DiSulfide Oils
  • DSOs DiSulfide Oils
  • mercaptans contained in petroleum fractions or liquefied gases by "Merox” type processes (see for example Catal. Sci Eng., 35 (4), (1993), 571-609).
  • Step (a) of the preparation process according to the invention reacts at least one catalyst comprising at least one transition metal chosen from nickel, palladium and platinum.
  • the catalyst or catalysts are in the form of pure metal or in the form of an organometallic complex.
  • the catalyst or catalysts are in the form of an organometallic complex.
  • the transition metal (s) are (are) covalently bound with one or more ligands.
  • said ligand or ligands are chosen from triphenylphosphine, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane (or
  • said phosphine ligand or ligands that may be used according to the invention, especially those chosen from triphenylphosphine, 1,2-bis (diphenylphosphino) ethane (or
  • the sulfonation-treated phosphine ligand or ligands comprise at least one sulphonate function.
  • the catalysts used in the process according to the invention may be soluble or insoluble in the dialkyl disulfide (s) used.
  • the catalysts that can be used in the process according to the invention can also be in solid form supported on a porous support chosen from SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , Al 2 O 3 / SiO 2 , ZrO 2 , zeolites, carbon materials, and mixtures thereof.
  • the catalyst (s) that can be used in the process according to the invention are soluble in the dialkyl disulfide (s) used.
  • the catalyst comprising at least one nickel atom is nickel tetracarbonyl.
  • the catalyst comprising at least one palladium atom is tetrakis (triphenylphosphine) palladium.
  • the catalyst or catalysts comprising at least one platinum atom are chosen from platinum in the form of pure metal, tetrakis (triphenylphosphine) platinum, and mixtures thereof.
  • the catalyst or catalysts that can be used in the process according to the invention are chosen from nickel tetracarbonyl, tetrakis (triphenylphosphine) palladium, platinum in the form of pure metal, and tetrakis (triphenylphosphine). ) platinium, and mixtures thereof.
  • the catalyst comprises palladium; more preferably the catalyst is tetrakis (triphenylphosphine) palladium.
  • the catalyst or catalysts that can be used in the process according to the invention have a degree of oxidation 0, or a degree of oxidation of +2 or (II).
  • the number of moles of catalyst (s) introduced into the reaction of step (a) is between 0.1 and 3 mol%, more preferably between 0.5 and 2.5 mol%, more preferably between 0.5 and 2 mol%, relative to total number of moles of dialkyl disulfide (s) introduced into the reaction of step (a).
  • the number of moles of catalyst is calculated by dividing the weight of the catalyst measured by weighing by the molar mass of the catalyst.
  • Step (a) of the preparation process according to the invention is carried out in the presence of carbon monoxide.
  • the reaction according to step (a) of the process according to the invention is carried out under a total pressure of carbon monoxide of between 1 and 20 MPa, more preferably between 3 and 15 MPa, more preferably still between 4 and 8. MPa.
  • Step (a) of the preparation process according to the invention may optionally comprise the addition to the reaction medium of at least one additional ligand.
  • an additional ligand is an organic molecule which, once introduced into the reaction medium of the reaction of step (a), may optionally bind covalently to a metal or to an organometallic complex.
  • the chemical structure of the additional ligand (s) may be identical to the chemical structure of the ligand (s) of the catalyst (s). It is also understood, within the meaning of the invention, that the additional ligand (s) are added to the reaction medium as reagents, distinct from the catalyst (s).
  • the additional ligand or ligands are chosen from triphenylphosphine, 1, 2-bis (diphenylphosphino) ethane (or “dppe"), 1,5-bis (diphenylphosphino) pentane (or “dpentane”), 1 , 1'-bis (diphenylphosphino) ferrocene (or “dppf”), 1,3-diisopropylimidazolium tetrafluoroborate (or “IiPr + .BF 4 "), 1,4-bis (diphenylphosphino) butane (or “dppb”) ), carbon monoxide, and mixtures thereof.
  • triphenylphosphine 1, 2-bis (diphenylphosphino) ethane (or “dppe"), 1,5-bis (diphenylphosphino) pentane (or “dpentane”), 1 , 1'-bis (diphenylphosphino)
  • the number of moles of ligand (s) added (s) introduced is between 0, 1 and 6% molar, more preferably between 0.3 and 5 mol%, more preferably still between 0.5 and 4 mol%, relative to the total number of moles of dialkyl disulfide (s) introduced into the reaction of the step (at).
  • a solvent or a mixture of solvents may optionally be used in the reaction according to step (a).
  • the reaction according to step (a) can be carried out in the dialkyl disulfide (s), such as dimethyldisulphide (DMDS), which will act both as a solvent for the reaction and reagent.
  • s dialkyl disulfide
  • DMDS dimethyldisulphide
  • the solvent or solvents may be chosen from aprotic solvents and / or protic solvents.
  • step (a) of the process according to the invention uses toluene or 2-ethylhexyl acetate as solvent for the reaction.
  • Step (a) according to the invention may be carried out at a temperature ranging from 70 to 200 ° C., preferably from 90 to 180 ° C., more preferably from 100 to 170 ° C., more preferably from 100 to 100 ° C. at 60 ° C.
  • the duration of step (a) varies from a few minutes to several hours, preferably from 5 minutes to 72 hours, more preferably from 10 minutes to 60 hours, even more preferably from 10 minutes to 45 hours.
  • the reaction can take place in tubular, multitubular, catalytically walled or fluidized bed micro-channel fixed bed reactors.
  • the invention also relates to the use of at least one S, N'-dialkyldithiocarbonate obtained by a process as described above, as a reagent for the preparation of polycarbonates or compounds comprising at least one urea and / or isocyanate function.
  • the invention relates to the use of at least one S, N'-dialkyldithiocarbonate obtained by a process as described above, as a reagent for the preparation of polycarbonates or compounds comprising at least one urea function and / or or isocyanate.
  • the subject of the invention is also the use of at least one S, N'-dialkyldithiocarbonate obtained by a process as described above, as a reagent for the preparation of compounds comprising at least one thioalkyl function (ie a function - S-alkyl, preferably C 1 -C 6 ), more preferably a thiomethyl function (ie a -S-CH 3 function ).
  • at least one thioalkyl function ie a function - S-alkyl, preferably C 1 -C 6
  • a thiomethyl function ie a -S-CH 3 function
  • the preparation of polycarbonates or compounds comprising at least one urea and / or isocyanate function according to the invention comprises:
  • step 2) a second step of preparing polycarbonates or compounds comprising at least one urea and / or isocyanate function, from S, N'-dialkyldithiocarbonate obtained by step 1) of preparation.
  • the second step described above for the preparation of compounds comprising at least one urea function from S, N'-dialkyldithiocarbonate may be identical to the preparations described in patent applications ITMI20042402, JP2007 / 191471 and WO2006.
  • these prior preparations are made from S, N'-dialkyldithiocarbonate obtained by a process different from the process according to the invention.
  • the preparation of compounds comprising at least one thioalkyl function, preferably thiomethyl, according to the invention comprises: 1) a first step of preparing at least one S, N'-dialkyldithiocarbonate according to the process of the invention as described above, and
  • the second step described above for the preparation of compounds comprising at least one thioalkyl function from S, N'-dialkyldithiocarbonate may be identical to the preparation described in patent application EP 0 063 327, to the difference that this prior preparation is made from S, ⁇ -dialkyldithiocarbonate obtained by a different process of the method according to the invention.
  • mercaptotriazines useful for example as herbicides, pesticides, in dyes, as pharmaceutical intermediates, oxidation inhibitors or additives for lubricants.
  • the one or more S, 5-dialkyldithiocarbonates used as a reagent can be prepared according to the process for the preparation of at least one S, N-dialkyldithiocarbonate as described above.
  • Catalysts comprising at least one transition metal are evaluated in a preparation reaction of dimethyldithiocarbonate from dimethyl disulfide in a reactor and under the following conditions:
  • a solution of dimethyl disulfide (22.43 mL, 250 mmol) was diluted in dry toluene (500 mL). After removing the air with a vacuum pump, the mixture was stirred at 200 rpm, heated to 160 ° C and pressurized with carbon monoxide (4 MPa) for 40 hours.
  • the yield of the dimethyldithiocarbonate produced was determined, for each example after 3 hours, 20 hours and 40 hours of reaction, by gas chromatography on an Agilent DB 1-ms column of 0.32 mm ⁇ 60 m ⁇ 5 ⁇ m.
  • the applied temperature gradient is 50 ° C for 3 minutes, then 10 ° C per minute up to 240 ° C, and 240 ° C for 8 minutes.
  • the detection was carried out by a thermal conductivity detector (TCD).
  • Carbon monoxide pressure 4 MPa.
  • the yield of the dimethyldithiocarbonate produced was determined, for each example after 3 hours, 20 hours and 40 hours of reaction, by gas chromatography on an Agilent DB 1-ms column of 0.32 mm ⁇ 60 m ⁇ 5 ⁇ m.
  • the applied temperature gradient is 50 ° C for 3 minutes, then 10 ° C per minute up to 240 ° C, and 240 ° C for 8 minutes.
  • the detection was carried out by a thermal conductivity detector (TCD).
  • the initial concentration of dimethyl disulfide is evaluated in a reaction of dimethyldithiocarbonate preparation and in the presence of tetrakis (triphenylphosphine) palladium oxidation degree (0) and 1,1'-bis (diphenylphosphino) ferrocene, in anhydrous toluene .
  • the reaction takes place in a reactor and under the following conditions:
  • yields of dimethyldithiocarbonate were determined by gas chromatography on an Agilent DB 1 -ms column of 0.32 mm x 60 m ⁇ 5 ⁇ m after 24, 42 and 70h.
  • the applied temperature gradient is 50 ° C for 3 minutes, then 10 ° C per minute up to 240 ° C, and 240 ° C for 8 minutes.
  • the detection was carried out by a thermal conductivity detector (TCD).

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de préparation d'un S, S ' -dialkyldithiocarbonate à partir d'un disulfure de dialkyle et d'un catalyseur métallique particulier, en présence de monoxyde de carbone. La présente invention porte également sur l'utilisation d' au moins un S, S ' -dialkyldithio carbonate en tant que réactif pour la préparation de polycarbonates ou de composés de type urée et/ou isocyanate, ou de composés comprenant au moins une fonction thioalkyle.

Description

PROCÉDÉ DE PRÉPARATION DE
S,S’-DIALKYLDITHIOCARBONATE À PARTIR DE DISULFURE
DE DIALKYLE
La présente invention concerne un procédé de préparation d’un S,S’-dialkyldithiocarbonate à partir d’un disulfure de dialkyle et d’un catalyseur métallique particulier, en présence de monoxyde de carbone.
La présente invention porte également sur l’utilisation d’au moins un S, S’-dialkyldithiocarbonate en tant que réactif pour la préparation de polycarbonates, de composés de type urée et/ou isocyanate ou de composés comprenant au moins une fonction thioalkyle.
Le dichlorure de carbonyle, ou phosgène, est un composé couramment utilisé par l’industrie chimique, notamment pour la synthèse des isocyanates et des polycarbonates.
Malgré ses propriétés chimiques intéressantes, l’utilisation du phosgène reste limitée en raison de sa haute toxicité. Gazeux à température ambiante et létal, même à faibles doses, son usage est aujourd’hui fortement réglementé. De nombreuses études cherchent donc à substituer le phosgène par d’autres composés moins toxiques et plus faciles à utiliser dans les procédés industriels.
Récemment, les S,S’-dialkyldithiocarbonates ont été étudiés pour leur capacité à pouvoir substituer le phosgène dans des procédés de préparation de dérivés urée. En effet, ce composé présente l’avantage d’être moins toxique et moins volatil que le phosgène. Cependant, la synthèse des S,S’-dialkyldithiocarbonates est particulièrement complexe.
Plusieurs publications scientifiques japonaises, en particulier
Arisawa et al. , Tetrahedron Letters, (2008), 49( 12), 1975-78, ont notamment décrit un procédé de synthèse de S, S’-dialkyldithio carbonates, à partir d’un disulfure de dialkyle et d’un catalyseur à base de sélénium ou de rhodium. Cependant, le sélénium est un catalyseur très toxique et les catalyseurs à base de rhodium possèdent un coût très élevé.
Ainsi, il existe donc un réel besoin de développer un procédé de préparation de S, S’-dialkyldithiocarbonate moins toxique pour l’homme et l’environnement, facilement industrialisable, et éventuellement moins coûteux par rapport aux procédés utilisant le rhodium.
Ces buts sont atteints en totalité ou au moins en partie avec la présente invention, qui a notamment pour objet un procédé de préparation d’au moins un S, S’-dialkyldithiocarbonate comprenant l’étape (a) suivante :
(a) faire réagir en présence de monoxyde de carbone :
- au moins un disulfure de dialkyle,
- au moins un catalyseur comprenant au moins un métal choisi parmi le nickel, le palladium, le platine, et
- éventuellement en présence d’un solvant ou d’un mélange de solvants.
La Demanderesse a notamment constaté que le procédé selon l’invention permet d’obtenir du S, S’-dialkyldithiocarbonate par carbonylation d’au moins un disulfure de dialkyle, avec un rendement meilleur que les procédés de l’art antérieur.
Il a également été constaté que le procédé selon l’invention met en œuvre des catalyseurs moins toxiques et pouvant être également moins coûteux, que ceux utilisés dans les procédés de l’art antérieur.
D’autres caractéristiques, aspects, objets et avantages de la présente invention apparaîtront encore plus clairement à la lecture de la description et des exemples qui suivent.
D'autre part, tout intervalle de valeurs désigné par l'expression "entre a et b" représente le domaine de valeurs allant de a jusqu'à b (c’est-à-dire incluant les bornes strictes a et b).
Tout au long du texte, les pressions sont exprimées en Mégapascals (MPa) absolus. Disulfure de dialkyle
L’étape (a) du procédé de préparation selon l’invention fait réagir au moins un disulfure de dialkyle.
Selon l’invention, le ou les disulfures de dialkyles peuvent être symétriques ou dissymétriques. Autrement dit, les deux radicaux alkyles d’un disulfure de dialkyle peuvent être identiques ou différents.
De préférence, le ou les disulfures de dialkyles sont choisis parmi les disulfures de dialkyles de formule (I) suivante, et leurs mélanges :
R1 -S-S-R2
dans laquelle :
Ri et R2, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée saturée, linéaire ou ramifiée, en C1 -C12, plus préférentiellement en Ci -C8, plus préférentiellement encore en C1 -C4 ; contenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes, identiques ou différents, de préférence choisis parmi O, N, et/ou S .
De préférence, Ri et R2 sont identiques.
Plus préférentiellement, Ri et R2 sont identiques et représentent une chaîne hydrocarbonée en C1 -C4, telle qu’un groupement méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, sec-butyle, iso-butyle, ou tert-butyle.
Par « identiques », on entend de même nombre d’atomes de carbone, et dans la même configuration stéréochimique.
Plus préférentiellement encore, Ri et R2 représentent chacun un groupement méthyle.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le ou les disulfures de dialkyles sont choisis parmi le disulfure de diméthyle, le disulfure de diéthyle, le disulfure de dipropyle, le disulfure de dibutyle, et leurs mélanges, plus préférentiellement parmi le disulfure de diméthyle.
À titre d’exemple, le ou les disulfures de dialkyles utilisables dans le procédé selon l’invention peuvent être un mélange de disulfures organiques ou DSO (« DiSulfide Oils » en langue anglaise) provenant notamment des champs d’extraction de gaz ou de pétrole.
Plus précisément, les DSO (« DiSulfide Oils » en langue anglaise) sont des mélanges de disulfures organiques produits lors du traitement des mercaptans contenus dans des coupes pétrolières ou des gaz liquéfiés par des procédés de type « Merox » (voir par exemple Catal. Review - Sci. Eng. , 35(4), ( 1993), 571 -609).
Catalyseurs
L’étape (a) du procédé de préparation selon l’invention fait réagir au moins un catalyseur comprenant un moins un métal de transition choisi parmi le nickel, le palladium, le platine.
Selon l’invention, le ou les catalyseurs sont sous forme de métal pur ou sous forme de complexe organométallique.
De préférence, le ou les catalyseurs sont sous forme de complexe organométallique.
Lorsque le ou les catalyseurs sont sous forme de complexe organométallique, le ou les métaux de transition sont liés de façon covalente avec un ou plusieurs ligands.
De préférence, le ou lesdits ligands sont choisis parmi la triphénylphosphine, le 1 ,2-bis(diphénylphosphino)éthane (ou
« dppe »), le 1 ,5-bis(diphénylphosphino)pentane (ou « dpppentane »), le 1 , 1’-bis(diphénylphosphino)ferrocène (ou « dppf »), le tétrafluoroborate de 1 ,3-diisopropylimidazolium (ou « IiPr+.BL4 »), la 1 ,4-bis(diphénylphosphino)butane (ou « dppb »), le monoxyde de carbone, et leurs mélanges.
Eventuellement, le ou lesdits ligands de type phosphine utilisables selon l’invention, notamment ceux choisis parmi la triphénylphosphine, le 1 ,2-bis(diphénylphosphino)éthane (ou
« dppe »), le 1 ,5-bis(diphénylphosphino)pentane (ou « dpppentane »), le 1 , 1’-bis(diphénylphosphino)ferrocène (ou « dppf »), la 1 ,4- bis(diphénylphosphino)butane (ou « dppb »), subissent une réaction de sulfonation. Le ou lesdits ligands de type phosphine traités par sulfonation comprennent au moins une fonction sulfonate. Les catalyseurs utilisables dans le procédé selon l’invention peuvent être solubles ou insolubles dans le ou les disulfures de dialkyles utilisés.
Les catalyseurs utilisables dans le procédé selon l’invention peuvent également être sous forme solide supportés par un support poreux choisi parmi du Si02, A1203, Ti02, Al203/Si02, Zr02, des zéolites, des matériaux carbonés, et leurs mélanges.
De préférence, le ou les catalyseurs utilisables dans le procédé selon l’invention sont solubles dans le ou les disulfures de dialkyles utilisés.
De préférence, le catalyseur comprenant au moins un atome de nickel est le tétracarbonyle de nickel.
De préférence, le catalyseur comprenant au moins un atome de palladium est le tétrakis(triphénylphosphine)palladium.
De préférence, le ou les catalyseurs comprenant au moins un atome de platine sont choisis parmi le platine sous forme de métal pur, le tétrakis(triphénylphosphine)platinium, et leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le ou les catalyseurs utilisables dans le procédé selon l’invention sont choisis parmi le tétracarbonyle de nickel, le tétrakis(triphénylphosphine) palladium, le platine sous forme de métal pur, le tétrakis (triphénylphosphine)platinium, et leurs mélanges.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l’invention, le catalyseur comprend du palladium ; plus préférentiellement le catalyseur est le tétrakis(triphénylphosphine) palladium.
De préférence, le ou les catalyseurs utilisables dans le procédé selon l’invention ont un degré d’oxydation 0, ou un degré d’oxydation +2 ou (II).
De préférence, le nombre de mole en catalyseur(s) introduit dans la réaction de l’étape (a) est compris entre 0, 1 et 3% molaire, plus préférentiellement entre 0,5 et 2,5% molaire, plus préférentiellement encore entre 0,5 et 2% molaire, par rapport au nombre de mole total de disulfure(s) de dialkyle(s) introduit dans la réaction de l’étape (a).
Le nombre de mole de catalyseur est calculé en divisant la masse du catalyseur mesurée par pesée par la masse molaire du catalyseur.
Monoxyde de carbone
L’étape (a) du procédé de préparation selon l’invention est mise en œuvre en présence de monoxyde de carbone.
De préférence, la réaction selon l’étape (a) du procédé selon l’invention est réalisée sous une pression totale de monoxyde de carbone comprise entre 1 et 20 MPa, plus préférentiellement entre 3 et 15 MPa, plus préférentiellement encore entre 4 et 8 MPa.
Ligand additionnel
L’étape (a) du procédé de préparation selon l’invention peut éventuellement comprendre l’ajout au milieu réactionnel, d’au moins un ligand additionnel.
Au sens de la présente invention, un ligand additionnel est une molécule organique qui, une fois introduite dans le milieu réactionnel de la réaction de l’étape (a), peut éventuellement se lier de façon covalente à un métal ou à un complexe organométallique.
Il est entendu, au sens de l’invention, que la structure chimique du ou des ligands additionnels peuvent être identiques à la structure chimique du ou des ligands du ou des catalyseurs. Il est également entendu, au sens de l’invention, que le ou les ligands additionnels sont ajoutés au milieu réactionnel en tant que réactifs, distincts du ou des catalyseurs.
De préférence, le ou les ligands additionnels sont choisis parmi la triphénylphosphine, le 1 ,2-bis(diphénylphosphino)éthane (ou « dppe »), le 1 ,5-bis(diphénylphosphino)pentane (ou « dpppentane »), le 1 , 1’-bis(diphénylphosphino)ferrocène (ou « dppf »), le tétrafluoroborate de 1 ,3-diisopropylimidazolium (ou « IiPr+.BF4 »), la 1 ,4-bis(diphénylphosphino)butane (ou « dppb »), le monoxyde de carbone, et leurs mélanges. De préférence, lorsque le ou les ligands additionnels sont mis en réaction dans l’étape (a) du procédé selon l’invention, le nombre de mole en ligand(s) additionnel(s) introduit est compris entre 0, 1 et 6% molaire, plus préférentiellement entre 0,3 et 5% molaire, plus préférentiellement encore entre 0,5 et 4% molaire, par rapport au nombre de mole total de disulfure(s) de dialkyle(s) introduit dans la réaction de l’étape (a).
Solvants
Un solvant ou un mélange de solvants peut éventuellement être utilisé dans la réaction selon l’étape (a).
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention, la réaction selon l’étape (a) peut être menée dans le ou les disulfures de dialkyle, tel que le diméthyldisulfure (DMDS), qui joueront à la fois le rôle de solvant de la réaction et de réactif.
A titre d’exemple, le ou les solvants peuvent être choisis parmi les solvants aprotiques et/ou les solvants protiques.
Selon un autre mode particulier de l’invention, l’étape (a) du procédé selon l’invention utilise le toluène ou l’acétate de 2-éthylhexyle comme solvant de la réaction.
Conditions de réaction
L’étape (a) selon l’invention peut s’effectuer à une température allant de 70 à 200°C, de préférence de 90 à l 80°C, plus préférentiellement de 100 à l 70°C, plus préférentiellement encore de 100 à l 60°C.
De préférence, la durée de l’étape (a) varie de quelques minutes à plusieurs heures, préférentiellement de 5 minutes à 72 heures, plus préférentiellement de 10 minutes à 60 heures, encore plus préférentiellement encore de 10 minutes à 45 heures.
A titre d’exemple, la réaction peut se dérouler dans des réacteurs à lit fixe tubulaire, multitubulaire, à micro-canaux à paroi catalytique ou à lit fluidisé.
L’invention a également pour obj et l’utilisation d’au moins un S,S’-dialkyldithiocarbonate obtenu par un procédé tel que décrit précédemment, en tant que réactif pour la préparation de polycarbonates ou de composés comprenant au moins une fonction urée et/ou isocyanate.
De préférence, l’invention concerne l’utilisation d’au moins un S,S’-dialkyldithiocarbonate obtenu par un procédé tel que décrit précédemment, en tant que réactif pour la préparation de polycarbonates ou de composés comprenant au moins une fonction urée et/ou isocyanate.
L’invention a également pour objet l’utilisation d’au moins un S,S’-dialkyldithiocarbonate obtenu par un procédé tel que décrit précédemment, en tant que réactif pour la préparation de composés comprenant au moins une fonction thioalkyle (i. e. une fonction -S-alkyle, de préférence en Ci -C6), plus préférentiellement une fonction thiométhyle (i. e. une fonction -S-CH3).
La préparation de polycarbonates ou de composés comprenant au moins une fonction urée et/ou isocyanate selon l’invention comprend :
1 ) une première étape de préparation d’au moins un S,S’-dialkyldithiocarbonate selon le procédé de l’invention tel que décrit précédemment, et
2) une deuxième étape de préparation de polycarbonates ou de composés comprenant au moins une fonction urée et/ou isocyanate, à partir de S, S’-dialkyldithiocarbonate obtenu par l’étape 1 ) de préparation.
À titre d’exemples, la deuxième étape décrite ci-dessus de préparation de composés comprenant au moins une fonction urée à partir de S, S’-dialkyldithiocarbonate peut être identique aux préparations décrites dans les demandes de brevet ITMI20042402, JP2007/191471 et W02006/004200 à la différence que ces préparations antérieures sont réalisées à partir de S, S’-dialkyldithiocarbonate obtenu par un procédé différent du procédé selon l’invention.
La préparation de composés comprenant au moins une fonction thioalkyle, de préférence thiométhyle, selon l’invention comprend: 1 ) une première étape de préparation d’au moins un S,S’-dialkyldithiocarbonate selon le procédé de l’invention tel que décrit précédemment, et
2) une deuxième étape de préparation de composés comprenant au moins une fonction thioalkyle, de préférence thiométhyle, à partir de
S, S’-dialkyldithiocarbonate obtenu par l’étape 1 ) de préparation.
À titre d’exemple, la deuxième étape décrite ci-dessus de préparation de composés comprenant au moins une fonction thioalkyle à partir de S, S’-dialkyldithiocarbonate peut être identique à la préparation décrite dans la demande de brevet EP 0 063 327, à la différence que cette préparation antérieure est réalisée à partir de S,S’- dialkyldithiocarbonate obtenu par un procédé différent du procédé selon l’invention. Ainsi, il est possible d’obtenir des mercaptotriazines, utiles par exemple en tant qu’herbicides, pesticides, dans les teintures, en tant qu’intermédiaires pharmaceutiques, inhibiteurs d’oxydation ou additifs pour les lubrifiants.
Le ou lesdits S, S’-dialkyldithiocarbonates utilisés en tant que réactif, peuvent être préparés selon le procédé de préparation d’au moins un S, S’-dialkyldithiocarbonate tel que décrit ci-avant.
La présente invention va être maintenant décrite dans les exemples ci-dessous, de tels exemples étant donnés à but uniquement illustratif, et bien évidemment non limitatif.
EXEMPLES :
Évaluation des catalyseurs
Les catalyseurs comprenant au moins un métal de transition sont évalués dans une réaction de préparation de diméthyldithiocarbonate à partir de disulfure de diméthyle dans un réacteur et dans les conditions suivantes :
Température : l 60°C,
Pression en monoxyde de carbone: 4 MPa. Exemple 1 :
Une solution de disulfure de diméthyle (22,43 mL ; 250 mmol) a été diluée dans du toluène anhydre (500 mL). Après élimination de l'air à l'aide d'une pompe à vide, le mélange a été agité à 200 tours/minute, porté à l 60°C et mis sous pression de monoxyde de carbone (4 MPa) pendant 40 heures.
Exemple 2 :
À une solution de disulfure de diméthyle (22,43 mL ; 250 mmol) diluée dans du toluène anhydre (500 mL), on a dilué le chlorotris(triphénylphosphine)rhodium (ou « RhCl(PPli3 ) 3 ») de degré d’oxydation (I) (2,813 g ; 3 ,0 mmol) et la triphénylphosphine ( l ,732g; 6,6mmo l). Après élimination de l’air à l’aide d’une pompe à vide, le mélange a été agité à 200 tours/minute, porté à l 60°C et mis sous pression de monoxyde de carbone (4 MPa) pendant 40 heures.
Exemple 3 :
À une solution de disulfure de diméthyle (22,43 mL ;
250 mmol) diluée dans du toluène anhydre (500 mL), on a dilué le chlorotris(triphénylphosphine)cobalt (ou « CoCl(PPh3 ) 3 ») de degré d’oxydation (I) (3 ,689 g; 4,2 mmol) et la triphénylphosphine ( 1 ,732 g ; 6,6mmol). Après élimination de l’air à l’aide d’une pompe à vide, le mélange a été agité à 200 tours/minute, porté à l 60°C et mis sous pression de monoxyde de carbone (4 MPa) pendant 40 heures.
Exemple 4 :
À une solution de disulfure de diméthyle (22,43 mLl ;
250 mmol) diluée dans du toluène anhydre (500 mL), on a dilué le tétrakis(triphénylphosphine)palladium (ou « Pd(PPh3)4 ») de degré d’oxydation (0) (3 ,5 13 g ; 3 ,0 mmol) et la triphénylphosphine ( 1 ,732 g ; 6,6 mmol). Après élimination de l’air à l’aide d’une pompe à vide, le mélange a été agité à 200 tours/minute, porté à l 60°C et mis sous pression de monoxyde de carbone (4 MPa) pendant 40 heures.
Le rendement du diméthyldithiocarbonate produit a été déterminé, pour chaque exemple après 3 heures, 20 heures et 40 heures de réaction, par chromatographie en phase gazeuse sur une colonne Agilent DB l -ms de 0,32 mm x 60 m x 5 pm. Le gradient de température appliqué est de 50°C pendant 3 minutes, puis l 0°C par minute jusqu’à 240°C, et 240°C pendant 8 minutes. La détection a été effectuée par un détecteur de conductivité thermique (TCD).
Les résultats obtenus figurent dans le tableau 1 ci-dessous.
Tableau 1 : Evaluation des catalyseurs
Les résultats présentés dans le tableau 1 montrent que le rendement de la réaction de carbonylation du disulfure de diméthyle est amélioré, lorsque le catalyseur est le tétrakis(triphényl- phosphinejpalladium de degré d’oxydation (0).
Evaluation des ligands additionnels
Les ligands additionnels 1 ,2-bis(diphénylphosphino)éthane (ou « dppe »), 1 ,5-bis(diphénylphosphino)pentane (ou « dpppentane »), et 1 , 1’-bis(diphénylphosphino)ferrocène (ou « dppf ») sont évalués dans une réaction de préparation de diméthyldithiocarbonate à partir de disulfure de diméthyle et de tétrakis(triphénylphosphine)palladium de degré d’oxydation (0) dans un réacteur et dans les conditions suivantes :
- Température : l 60°C,
Pression en monoxyde de carbone: 4 MPa.
Exemple 5 :
À une solution de disulfure de diméthyle (22,43 mL ; 250 mmol) diluée dans du toluène anhydre (500 mL), on a dilué le tétrakis(triphénylphosphine)palladium de degré d’oxydation (0) (3 ,5 13 g ; 3 ,0 mmol) et le 1 ,2-bis(diphénylphosphino)éthane (3 ,076 g ; 7,0 mmol). Après élimination de l'air à l'aide d'une pompe à vide, le mélange a été agité à 200 tours/minute, porté à l 60°C et mis sous pression de monoxyde de carbone (4 MPa) pendant
40 heures.
Exemple 6 :
À une solution de disulfure de diméthyle (22,43 mL ; 250 mmol) diluée dans du toluène anhydre (500 mL), on a dilué le tétrakis(triphénylphosphine)palladium de degré d’oxydation (0) (3 ,5 13 g ; 3 ,0 mmol) et le 1 ,5-bis(diphénylphosphino)pentane (2,782 g ; 7,0 mmol). Après élimination de l'air à l'aide d'une pompe à vide, le mélange a été agité à 200 tours/minute, porté à l 60°C et mis sous pression de monoxyde de carbone (4 MPa) pendant
40 heures.
Exemple 7 :
À une solution de disulfure de diméthyle (22,43 mL ; 250 mmol) diluée dans du toluène anhydre (500 mL), on a dilué le tétrakis(triphénylphosphine)palladium de degré d’oxydation (0) (3 ,5 13 g ; 3 ,0 mmol) et le 1 , 1’-bis(diphénylphosphino)ferrocène (3 ,871 g ; 7,0 mmol). Après élimination de l'air à l'aide d'une pompe à vide, le mélange a été agité à 200 tours/minute, porté à l 60°C et mis sous pression de monoxyde de carbone (4 MPa) pendant 40 heures.
Le rendement du diméthyldithiocarbonate produit a été déterminé, pour chaque exemple après 3 heures, 20 heures et 40 heures de réaction, par chromatographie en phase gazeuse sur une colonne Agilent DB l -ms de 0,32 mm x 60 m x 5 pm. Le gradient de température appliqué est de 50°C pendant 3 minutes, puis l 0°C par minute jusqu’à 240°C, et 240°C pendant 8 minutes. La détection a été effectuée par un détecteur de conductivité thermique (TCD).
Les résultats obtenus figurent dans le tableau 2 ci-dessous.
Tableau 2 : Evaluation des ligands additionnels
Evaluation de la concentration initiale en disulfure de diméthyle
La concentration initiale en disulfure de diméthyle est évaluée dans une réaction de préparation de diméthyldithiocarbonate et en présence de tétrakis(triphénylphosphine)palladium de degré d’oxydation (0) et du 1 , 1’-bis(diphénylphosphino)ferrocène, dans du toluène anhydre. La réaction a lieu dans un réacteur et dans les conditions suivantes :
Température : l 30°C,
Pression en monoxyde de carbone: 15 MPa. Exemple 8 :
À une solution de disulfure de diméthyle (26,7mL ; 300 mmol) diluée dans du toluène anhydre (complété à 60 mL), on a dilué le tétrakis(triphénylphosphine)palladium (ou «Pd(PPh3)4») de degré d’oxydation (0) (0,35g ; 0,3 1 mmol) et le 1 , 1’-bis(diphénylphosphino)- ferrocène (0,5 g ; 0,90 mmol). Après élimination de l’air à l’aide d’une pompe à vide, le mélange a été agité à 1200 tours/minutes, porté à l 30°C, et mis sous une pression de monoxyde de carbone ( 15 MPa) pendant 70 heures.
Exemple 9:
À une solution de disulfure de diméthyle (2,67 mL ; 30 mmol) diluée dans du toluène anhydre (complété à 60 mL), on a dilué le tétrakis(triphénylphosphine)palladium (ou «Pd(PPh3)4») de degré d’oxydation (0) (0,35g ; 0,3 1 mmol) et le 1 , 1’-bis(diphénylphosphino)- ferrocène (0,5 g ; 0,90 mmol). Après élimination de l’air à l’aide d’une pompe à vide, le mélange a été agité à 1200 tours/minutes, porté à l 30°C, et mis sous une pression de monoxyde de carbone ( 15 MPa) pendant 70 heures.
Pour ces exemples 8 et 9, les rendements en diméthyldithiocarbonate ont été déterminés par chromatographie en phase gazeuse sur une colonne Agilent DB l -ms de 0,32 mm x 60 m x 5 pm au bout de 24, 42 et 70h. Le gradient de température appliqué est de 50°C pendant 3 minutes, puis l 0°C par minute jusqu’à 240°C, et 240°C pendant 8 minutes. La détection a été effectuée par un détecteur de conductivité thermique (TCD).
Les résultats obtenus figurent dans le tableau 3 ci-après. Tableau 3 : Evaluation de la concentration initiale en disulfure de diméthyle

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de préparation d’au moins un S, S’-dialkyldithiocarbonate comprenant l’étape (a) suivante :
(a) faire réagir en présence de monoxyde de carbone :
- au moins un disulfure de dialkyle,
- au moins un catalyseur comprenant au moins un métal choisi parmi le nickel, le palladium, le platine, et
- éventuellement en présence d’un solvant ou d’un mélange de solvants.
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le ou les disulfures de dialkyles sont choisis parmi les disulfures de dialkyles de formule (I) suivante, et leurs mélanges :
R1 -S-S-R2
dans laquelle :
Ri et R2, identiques ou différents, représentent une chaîne hydrocarbonée saturée, linéaire ou ramifiée, en C1 -C1 2, de préférence en Ci -Cs, plus préférentiellement en C1 -C4 ; contenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes, identiques ou différents, de préférence choisis parmi O, N, et/ou S .
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que Ri et R2 sont identiques et représentent une chaîne hydrocarbonée en C1 -C4 ; de préférence Ri et R2 représentent chacun un groupement méthyle.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le catalyseur comprend du palladium ; de préférence le catalyseur est le tétrakis (triphénylphosphine)palladium.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre de mole en catalyseur(s) introduit dans la réaction de l’étape (a) est compris entre 0, 1 et 3 % molaire, de préférence entre 0,5 et 2,5% molaire, plus préférentiellement entre 0,5 et 2% molaire, par rapport au nombre de mole total de disulfure(s) de dialkyle(s) introduit dans la réaction de l’étape (a).
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réaction selon l’étape (a) est réalisée sous une pression totale de monoxyde de carbone comprise entre 1 et 20 MPa, de préférence entre 3 et 15 MPa, plus préférentiellement entre 4 et 8 MPa.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’étape (a) comprend l’ajout au milieu réactionnel, d’au moins un ligand additionnel.
8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le ou les ligands additionnels sont choisis parmi la triphénylphosphine, le 1 ,2-bis(diphénylphosphino)éthane, le 1 ,5- bis(diphénylphosphino)pentane, le 1 , 1’-bis(diphénylphosphino) ferrocène, le tétrafluoroborate de 1 ,3-diisopropylimidazolium, la 1 ,4- bis(diphénylphosphino)butane, le monoxyde de carbone, et leurs mélanges.
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le nombre de mole en ligand(s) additionnel(s) introduit est compris entre 0, 1 et 6% molaire, de préférence entre 0,3 et 5% molaire, plus préférentiellement entre 0,5 et 4% molaire, par rapport au nombre de mole total de disulfure(s) de dialkyle(s) introduit dans la réaction de l’étape (a).
10. Utilisation d’au moins un S, S’-dialkyldithiocarbonate obtenu par un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, en tant que réactif pour la préparation de polycarbonates, de composés comprenant au moins une fonction urée et/ou isocyanate, ou de composés comprenant au moins une fonction thioalkyle.
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