FR2629474A1 - Process for electrosynthesis of benzyl ketones - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé d'électrosynthese de cétones arylméthyliques
La présente invention concerne un procédé d'éleetrosynthèse de cétones arylméthyliques par électrolyse d'un mélange d'un composé hétéroatomique arylméthylique dans lequel le groupement arylméthyle est directement relié à un hétéroatome par une liaison- covalente simple et.d'un anhydride d'acide organique, procédé mis en oeuvre dans une cellule d'électrolyse en milieu solvant organique.Electrosynthesis method of aryl methyl ketones
The present invention relates to a method for the eletrosynthesis of arylmethyl ketones by electrolysis of a mixture of an arylmethyl heteroatom compound in which the arylmethyl group is directly attached to a heteroatom by a single covalent bond and an acid anhydride. organic process used in an electrolysis cell in an organic solvent medium.
On entend par groupement arylméthyle tout groupement monovalent arylméthylique de formule générale
dans laquelle Ar est un cycle ou hétérocycle aromatique et R1 et
R2 l'hydrogène ou des groupements hydrocarbonés.By arylmethyl group is meant any monovalent arylmethyl group of general formula
in which Ar is an aromatic ring or heterocycle and R1 and
R2 is hydrogen or hydrocarbon groups.
Les cétones arylméthyliques sont notamment des intermédiaires de synthèse très intéressants dans le domaine pharmaceutique, en particulier pour la synthèse d'amphétamines et de dérivés analogues
FR 2 579 626 dont la Demanderesse est titulaire décri+ entre autres l'électrosynthèse de cétones arylméthyliques par électrolyse d'un mélange d'un halogénure arylméthylique et d'un anhydride d'acide organique, en milieu solvant organique contenant un électrolyte support. L'anode, consommée au cours de la réaction électrochimique dont elle est le siège, est de préférence en zinc, aluminium ou magnésium.Arylmethyl ketones are particularly useful synthesis intermediates in the pharmaceutical field, in particular for the synthesis of amphetamines and analogous derivatives
FR 2 579 626, which the Applicant claims, inter alia describes the electrosynthesis of arylmethyl ketones by electrolysis of a mixture of an arylmethyl halide and an organic acid anhydride in an organic solvent medium containing a supporting electrolyte. The anode, consumed during the electrochemical reaction of which it is the seat, is preferably zinc, aluminum or magnesium.
Le procédé est mis en oeuvre de préférence dans une cellule non compartimentée. Bien que ce procédé soit simple et applicable à l'électrosynthèse de nombreuses cétones, il est en pratique fortement limité par la toxicité et/ou l'instabilité des halogénures organiques de départ ainsi que par les difficultés d'accès à ces composés.The process is preferably carried out in a non-compartmentalized cell. Although this process is simple and applicable to the electrosynthesis of many ketones, it is in practice greatly limited by the toxicity and / or instability of the starting organic halides as well as by the difficulties of access to these compounds.
La plupart des halogénures arylméthyliques sont lacrymogènes, irritants et corrosifs. Les plus réactifs sont particulièrement instables : le chlorure de paraméthoxyarylméthyle, les chlorométhyl et chloroéthyl thiophènes polymérisent spontanément à température ambiante avec un important dégagement gazeux d'acide chlorhydrique.Most arylmethyl halides are lachrymatory, irritant and corrosive. The most reactive are particularly unstable: paramethoxyarylmethyl chloride, chloromethyl and chloroethyl thiophenes spontaneously polymerize at room temperature with a large gas release of hydrochloric acid.
Les alpha arylchloroéthanes subissent souvent des réactions de déhydrochloration conduisant à des dérivés styréniques indésirables.Alpha arylchloroethanes often undergo dehydrochlorination reactions leading to undesirable styrenic derivatives.
Par ailleurs, l'accès aux halogénures arylméthyliques est difficile. La voie de synthèse la plus directe est la chlorométhylation de composés aromatiques ou hétérocycliques aromatiques (synthèse du chlorométhylthiophène, du chlorométhylnaphtalène).In addition, access to arylmethyl halides is difficult. The most direct route of synthesis is the chloromethylation of aromatic or aromatic heterocyclic compounds (synthesis of chloromethylthiophene, chloromethylnaphthalene).
La formation de sous-produits fortement cancérigènes en limite considérablement l'application.The formation of highly carcinogenic by-products considerably limits their application.
De façon générale, l'introduction d'un halogène dans une molécule organique nécessite l'utilisation d'un réactif dangereux et corrosif comme l'acide chlorhydrique, l'acide bromhydrique, le chlorure de thionyle, les chlorures de phosphore, le chlore, le brome. In general, the introduction of a halogen into an organic molecule requires the use of a dangerous and corrosive reagent such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, thionyl chloride, phosphorus chlorides, chlorine, bromine.
Le procédé selon l'invention permet, comparativement au procédé décrit dans FR 2 579 626, d'en conserver tous les avantages, et notamment ceux mentionnés dans FR 2 579 626, sans en avoir les inconvénients et notamment ceux précités liés à l'utilisation d'halogénures arylméthyliques. I1 permet également, dans la plupart des cas, de s'affranchir de l'ajout d'un électrolyte support, ce qui simplifie nettement sa mise en oeuvre.Selon l'invention, le procédé d'électrosynthèse d'une cétone arylméthylique par électrolyse d'un mélange d'un composé hétéroatomique arylméthylique dans lequel le groupement arylméthyle est directement relié à un hétéroatome et d'un anhydride d'acide organique, mis en oeuvre en milieu solvant organique dans une cellule d'électrolyse munie d'électrodes est caractérisé en ce que l'anode est en un métal choisi dan le groupe constitué par les métaux réducteurs et leurs alliages et en ce que le composé hétéroatomique arylméthylique est choisi dans le groupe constitué par les sels d' ammoniums quaternaires arylméthyliques, de sulfoniums arylméthyliques, de phosphoniums quaternaires arylméthyliques, les thiocyanates arylméthyliques, et les esters d'alcools arylméthyliques plus facilement électroréductibles que l'anhydride.L'anion des sels précités peut être quelconque. I1 est de préférence monovalent comme par exemple un halogénure, 1 'anion méthylsulfate ou l'anion tétrafluoroborate.The process according to the invention makes it possible, in comparison with the process described in FR 2 579 626, to retain all the advantages thereof, and in particular those mentioned in FR 2 579 626, without having the disadvantages thereof and in particular those mentioned above relating to the use arylmethyl halides. It also allows, in most cases, to overcome the addition of a supporting electrolyte, which greatly simplifies its implementation. According to the invention, the electrosynthesis method of an arylmethyl ketone by electrolysis of a mixture of an arylmethyl heteroatomic compound in which the arylmethyl group is directly connected to a heteroatom and of an organic acid anhydride, used in an organic solvent medium in an electrolysis cell provided with electrodes, is characterized in that the anode is a metal selected from the group consisting of reducing metals and their alloys and that the heteroatomic arylmethyl compound is selected from the group consisting of arylmethyl quaternary ammonium salts, arylmethyl sulfoniums, arylmethyl quaternary phosphoniums, arylmethyl thiocyanates, and arylmethyl alcohol esters more easily electroreducible than the The anion of the above-mentioned salts may be any. It is preferably monovalent, such as, for example, a halide, the methylsulfate anion or the tetrafluoroborate anion.
Dans le cadre de l'invention, seuls conviennent les esters d'alcools arylméthyliques plus facilement électroréductibles, dans les conditions de l'électrosynthèse, que l'anhydride d'acide organique.In the context of the invention, only the esters of arylmethyl alcohols that are more easily electroreducible, under the conditions of electrosynthesis, than the organic acid anhydride are suitable.
Pour ce faire l'ester d'alcool arylméthylique, que l'on peut représenter par la formule générale
arylméthyle, comporte en général un groupement activateur -A, facilitant la rupture entre le groupement arylméthyle et le groupement acyloxy
lors de l'électrosynthèse. Comme exemple de tels groupements activateurs, on peut citer les groupements aromatiques, trifluorométhyle et carbonylés tels que les esters, les amides et les cétones.To do this, the arylmethyl alcohol ester, which can be represented by the general formula
arylmethyl, generally comprises an activator group -A, facilitating the breakage between the arylmethyl group and the acyloxy group
during electrosynthesis. Examples of such activating groups include aromatic, trifluoromethyl and carbonyl groups such as esters, amides and ketones.
Un tel ester d'alcool arylméthylique ou un tel groupement acyloxy peut être qualifié "d'activé". Such an arylmethyl alcohol ester or such an acyloxy group may be termed "activated".
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le composé hétéroatomigue arylméthylique répond la formule générale
dans laquelle Ar représente un cycle ou hétérocyclique aromatique, substitué ou non substitué, de préférence un cycle phényle, thiophène, Nméthylpyrole, indole ou pyridine.According to a particular embodiment of the invention, the heteroatomic arylmethyl compound has the general formula
wherein Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic or heterocyclic ring, preferably a phenyl, thiophene, N-methylpyrole, indole or pyridine ring.
R1 et R2, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupement hydrocarboné, comportant de préférence 1 à 12 atomes de carbone, substitué ou non substitué. R1 and R2, identical or different, represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group, preferably containing 1 to 12 carbon atoms, substituted or unsubstituted.
De préférence R1 représente un atome d'hydrogène et R2 représente un atome d'hydrogène ou un groupement méthyle, éthyle ou isopropyle.Preferably R1 represents a hydrogen atom and R2 represents a hydrogen atom or a methyl, ethyl or isopropyl group.
De façon particulièrement préférée Ar représente un cycle phényle et R1 et R2 un atome d'hydrogène.In a particularly preferred manner Ar represents a phenyl ring and R1 and R2 a hydrogen atom.
Y Y est un groupement organique choisi dans le groupe constitué par les groupements monovalents de sels d'ammoniums quaternaires, de phosphoniums quaternaires et de sulfoniums dont la valence libre est située respectivement sur l'azote le phosphore et le soufre, ainsi que par les groupements thiocyanate (-SCN) et acyloxy activés
ayant la signification précitée).
YY is an organic group selected from the group consisting of monovalent groups of quaternary ammonium salts, quaternary phosphoniums and sulphoniums whose free valence is located respectively on nitrogen, phosphorus and sulfur, as well as by thiocyanate groups (-SCN) and activated acyloxy
having the above meaning).
Les groupements monovalents préférés de sels d'ammoniums quaternaires ont un cation répondant aux formules générales
dans laquelle Ra, Rb et Rc, identiques ou différents, sont des groupements hydrocarbonés aliphatiques, aromatiques ou hétérocycliques, substitués ou non substitués. Ils peuvent également former des cycles, entre eux ou avec R1, R2 ou Ar.The preferred monovalent groups of quaternary ammonium salts have a cation corresponding to the general formulas
in which Ra, Rb and Rc, which may be identical or different, are substituted or unsubstituted aliphatic, aromatic or heterocyclic hydrocarbon groups. They can also form cycles with each other or with R1, R2 or Ar.
Les groupements monovalents préférés de sels de sulfoniums ont un cation répondant å la formule générale
dans laquelle Ra et Rb, identiques ou différents, ont la signification précitée.The preferred monovalent sulfonium salt moieties have a cation corresponding to the general formula
in which Ra and Rb, identical or different, have the meaning mentioned above.
Les groupements monovalents préférés de sels de phosphoniums quaternaires ont un cation répondant à la formule générale
dans laquelle Ra, Rb, Rc, identiques ou différents, ont la signification précitée. De façon préférée Ra, Rb, Rc sont identiques et représentent un groupement phényle ou une chaîne alkyle ayant 3 à 8 atomes de carbone.The preferred monovalent groups of quaternary phosphonium salts have a cation corresponding to the general formula
in which Ra, Rb, Rc, identical or different, have the meaning mentioned above. Preferably Ra, Rb, Rc are identical and represent a phenyl group or an alkyl chain having 3 to 8 carbon atoms.
Les groupements acyloxy activés
préférés ont un groupesent activateur (-A) choisi dans le groupe constitué par les groupements aromatiques, phényle par exemple, subsbtitués ou non substitués, le groupement trifluorométhyle (-CF3) et les groupements carbonylés tels que les cétones
les amides
et les esters
Activated acyloxy groups
Preferred are an activating group (-A) selected from the group consisting of aromatic groups, for example phenyl, substituted or unsubstituted, trifluoromethyl (-CF3) and carbonyl groups such as ketones.
the amides
and esters
R étant un radical organique quelconque, aliphatique ou aromatique, substitué ou non substitué, de préférence une chaîne alkylecomportant de préférence 1 à 12 atomes de carbone, éventuellement substituée par un groupement aromatique.R being any organic radical, aliphatic or aromatic, substituted or unsubstituted, preferably an alkyl chain preferably having 1 to 12 carbon atoms, optionally substituted with an aromatic group.
Selon un autre mode particulier de l'invention, l'anhydride d'acide organique répond à la formule générale
dans laquelle
R3 représente - une chaîne aliphatique ou cycloaliphatique, substituée ou non substituée, saturée ou non saturée, - un groupement aryle, substitué ou non substitué, - un hétérocycle aromatique, substitué ou non substitué, comme par exemple le cycle furanne, thiophène ou pyridine et R4 représente - une chaîne aliphatique ou cycloaliphatique, substituée ou non substituée, saturée ou non saturée, - un groupement aryle, substitué ou non substitué, - un hétérocycle aromatique, substitué ou non substitué, comme par exemple le cycle furanne, thiophène ou pyridine, - un groupement -OR5 dans lequel R5 représente
* une chaine aliphatique ou cycloaliphatique, substituée ou non substituée, saturée ou non saturée,
* un groupement aryle, substitué ou non substitué,
* un hétérocycle aromatique, substitué ou non substitué, comme par exemple le cycle furanne, thiophène ou pyridine, ou bien encore R3 et R4 forment au moins un cycle, substitué ou non substitué, comme c'est le cas par exemple pour 1' anhydride phtalique ou pour l'anhydride succissique. According to another particular embodiment of the invention, the organic acid anhydride corresponds to the general formula
in which
R3 represents - a substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated aliphatic or cycloaliphatic chain, - a substituted or unsubstituted aryl group, - a substituted or unsubstituted aromatic heterocycle, for example the furan, thiophene or pyridine ring, and R4 represents - a substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated aliphatic or cycloaliphatic chain, - a substituted or unsubstituted aryl group, - a substituted or unsubstituted aromatic heterocycle, for example the furan, thiophene or pyridine ring, a group -OR5 in which R5 represents
an aliphatic or cycloaliphatic chain, substituted or unsubstituted, saturated or unsaturated,
an aryl group, substituted or unsubstituted,
a substituted or unsubstituted aromatic heterocycle, such as, for example, the furan, thiophene or pyridine ring, or else R 3 and R 4 form at least one ring, substituted or unsubstituted, as is the case, for example, for anhydride; phthalic or for succic anhydride.
Lorsque R4 représente un groupement OR5, les anhydrides correspondants sont alors des anhydrides mixtes d'acides carboxyliques et d'acide carbonique. When R4 represents a group OR5, the corresponding anhydrides are then mixed anhydrides of carboxylic acids and carbonic acid.
Dans tous les autres cas, ce sont des anhydrides d'acides carboxyliques.In all other cases, they are carboxylic acid anhydrides.
De façon préférée, R3 et R4 représentent une chaîne alkyle, linéaire ou ramifiée, comportant de préférence 1 à 12 atomes de carbone.Preferably, R3 and R4 represent a linear or branched alkyl chain, preferably containing 1 to 12 carbon atoms.
Selon une autre variante préférée, R3 et R4 sont identiques.According to another preferred variant, R3 and R4 are identical.
De façon particulièrement préférée, R3 et R4 sont identiques et représentent une chaîne alkyle linéaire ou ramifiée, comme c'est le cas par exemple pour l'anhydride acétique.In a particularly preferred manner, R3 and R4 are identical and represent a linear or branched alkyl chain, as is the case, for example, for acetic anhydride.
Lorsque le composé hétéroatomique arylméthylique répond à la formule générale
dans laquelle Ar, R1, R2 et Y ont la signification précitée et lorsque l'anhydride d'acide organique répond à la formule générale
dans laquelle R3 et R4 ont la signification précitée, on obtient une cétone arylméthylique de formule générale
Ar, R1, R2 et R3 ayant la signification précitée.When the heteroatomic arylmethyl compound meets the general formula
wherein Ar, R1, R2 and Y have the above meaning and when the organic acid anhydride has the general formula
in which R3 and R4 have the abovementioned meaning, an arylmethyl ketone of general formula is obtained
Ar, R1, R2 and R3 having the above meaning.
Dans le cas très particulier d'anhydrides dans lesquels R3 et R4 forment un cycle, anhydrides qu'on peut représenter par la formule
on obtient une cétone arylméthylique acide carboxylique de formule
In the very particular case of anhydrides in which R 3 and R 4 form a ring, anhydrides can be represented by the formula
an arylmethyl carboxylic acid ketone of formula
De façon générale, Ar, R1, R2, R3, R4 et R5 peuvent être porteurs de groupements fonctionnels non électroréductibles ou plus difficilement réductibles que la liaison C-Y du composé hétéroatomique arylméthylique, dans les conditions expérimentales de l'électrosynthèse, et aucune des fonctions portées par Ar, R1, R2, R3, R4 et R5 ne doit être plus électrophile que la fonction anhydride elle-même.In general, Ar, R1, R2, R3, R4 and R5 may carry functional groups that are not electroreducible or more difficult to reducible than the CY bond of the heteroatomic arylmethyl compound, under the experimental conditions of electrosynthesis, and none of the functions carried by Ar, R1, R2, R3, R4 and R5 must be more electrophilic than the anhydride function itself.
Comme exemples de groupements fonctionnels pouvant être portés par
Ar, R1, R2, R3, R4 et R5, on peut citer les groupements nitrile, amines tertiaires, amides, esters, éthers et le fluor.Examples of functional groups that can be worn by
Ar, R 1, R 2, R 3, R 4 and R 5 include nitrile groups, tertiary amines, amides, esters, ethers and fluorine.
Les composés hétéroatomiques arylméthyliques précités de formule générale
sont généralement facilement accessibles par les méthodes classiques de la chimie organique. Leur synthèse ne présente pas de difficulté particulière, même à l'échelle industrielle et peut souvent être mise en oeuvre sans passer par l'intermédiaire halogéné instable ou toxique. On peut par exemple réaliser la synthèse des sels d'ammoniums quaternaires arylméthyliques selon l'un des trois schémas réactionnels suivants
The aforementioned heteroatomic arylmethyl compounds of the general formula
are generally easily accessible by conventional methods of organic chemistry. Their synthesis does not present any particular difficulty, even on an industrial scale and can often be implemented without going through the unstable or toxic halogenated intermediate. For example, the synthesis of aryl methyl quaternary ammonium salts can be carried out according to one of the following three reaction schemes.
L'étape de quaternarisation peut éventuellement être conduite directement dans le solvant d'électrolyse, ce qui évite l'isolement du sel a d'ammonium quaternaire. The quaternization step can optionally be carried out directly in the electrolysis solvent, which avoids the isolation of the quaternary ammonium salt.
La synthèse des composés arylméthyliques, dans lesquels Y représente un groupement trifluoroacétate peut par exemple être réalisée par estérification de l'alcool arylméthylique
généralement stable et peu toxique.The synthesis of the arylmethyl compounds in which Y represents a trifluoroacetate group may for example be carried out by esterification of the arylmethyl alcohol.
generally stable and not very toxic.
Ar, R1, R2, Y, Ra, Rh, Rc ont la signification précitée et
présente un anion monovalent comme par exemple un anion halogénure, tosylate ou méthylsulfate.Ar, R 1, R 2, Y, Ra, Rh, Rc have the above meaning and
has a monovalent anion such as an anion halide, tosylate or methylsulfate.
Selon l'invention l'anode est en un métal choisi dans le groupe constitué par les métaux réducteurs et leurs alliages.According to the invention, the anode is made of a metal chosen from the group consisting of reducing metals and their alloys.
On entend par "leurs alliagesH tout alliage contenant au moins un métal réducteur.By their alloys is meant any alloy containing at least one reducing metal.
De façon préférée, l'anode est en un métal choisi dans le groupe constitué par le magnésium, l'aluminium, le zinc et leurs alliages.Preferably, the anode is a metal selected from the group consisting of magnesium, aluminum, zinc and their alloys.
Cette anode peut avoir une forme quelconque et notamment toutes les formes classiques d'électrodes métalliques : fil torsadé, barreau plat, barreau cylindrique, barreau de section carrée, plaque, lit renouvelable, toile, grille, ruban, billes, grenaille, poudre, etc.This anode may have any shape and in particular all the conventional forms of metal electrodes: twisted wire, flat bar, cylindrical bar, square section bar, plate, renewable bed, canvas, grid, ribbon, beads, shot, powder, etc. .
De façon préférée, on utilise un barreau cylindrique de diamètre adapté aux dimensions de la cellule.Preferably, a cylindrical bar of diameter adapted to the dimensions of the cell is used.
Avant utilisation, il est préférable de nettoyer, chimiquement ou mécaniquement, la surface de l'anode. Before use, it is best to clean the surface of the anode chemically or mechanically.
La pureté du métal ou de l'alliage constituant l'anode n'est pas un paramètre important et les qualités industrielles conviennent.The purity of the metal or alloy constituting the anode is not an important parameter and the industrial qualities are suitable.
Au cours de l'électrosynthèse, l'anode est consommée par la réaction électrochimique dont elle est le siège. Un tel procédé est couramment appelé "à anode soluble ou " anode consommable".During electrosynthesis, the anode is consumed by the electrochemical reaction of which it is the seat. Such a process is commonly referred to as "soluble anode" or "consumable anode".
La cathode est du graphite ou un métal quelconque tel que l'acier inoxydable, le nickel, le platine, l'or, le cuivre.The cathode is graphite or any metal such as stainless steel, nickel, platinum, gold, copper.
Elle est constituée, de façon préférée, par une grille ou une plaque cylindrique disposée concentriquement autour de l'anode.It is constituted, preferably, by a grid or a cylindrical plate disposed concentrically around the anode.
Les électrodes sont alimentées en courant continu par 1' intermédi- aire d'une alimentation stabilisée.The electrodes are supplied with direct current by means of a stabilized supply.
Les solvants organiques utilisés dans le cadre de la présente invention sont tous les solvants peu protiques usuellement utilisés en électrochimie organique. On peut citer par exemple l'hexaméthylphosphorotriamide (HMPT), le tétrahydrofuranne (THF), la Nméthylpyrrolidone (NMP), la tétraméthylurée (TMU), le diméthylformamide (DMF), l'acétonitrile, ainsi que les mélanges de ces solvants, par exemple les mélanges THF-HMPT. The organic solvents used in the context of the present invention are all the low protic solvents usually used in organic electrochemistry. Mention may be made, for example, of hexamethylphosphoric triamide (HMPT), tetrahydrofuran (THF), N-methylpyrrolidone (NMP), tetramethylurea (TMU), dimethylformamide (DMF), acetonitrile and mixtures of these solvents, for example THF-HMPT mixtures.
Les électrolytes supports utilisés pour rendre le milieu conducteur ou plus conducteur sont ceux habituellement utilisés en électrochimie organique. On peut citer par exemple les sels dont 1' anion est un halogénure, un carboxylate, un alcoolate, un perchlorate, un hexafluorophosphate, un fluoroborate et le cation un ammonium quaternaire, un phosphonium quaternaire, le lithium, le sodium, le potassium, le magnésium, le zinc, l'aluminium.The support electrolytes used to make the medium conductive or more conductive are those usually used in organic electrochemistry. There may be mentioned, for example, the salts whose anion is a halide, a carboxylate, an alcoholate, a perchlorate, a hexafluorophosphate, a fluoroborate and the cation a quaternary ammonium, a quaternary phosphonium, lithium, sodium, potassium, magnesium, zinc, aluminum.
Parmi ces sels, on peut notamment citer le tétrafluoroborate de tétraéthylammonium (BF4NBu4), le perchlorate de lithium (LiClO4), l'iodure de tétrabutylammonium (INBu4), le chlorure de tétraéthylammonium (ClNEt4), le perchlorate de tétrabutylammonium (Cl04NBu4), le bromure de tétrabutylammonium (BrNBu4 > . Among these salts, there may be mentioned tetraethylammonium tetrafluoroborate (BF4NBu4), lithium perchlorate (LiClO4), tetrabutylammonium iodide (INBu4), tetraethylammonium chloride (ClNEt4), tetrabutylammonium perchlorate (ClO4NBu4), tetrabutylammonium bromide (BrNBu4).
L'ajout d'un électrolyte support n'est pas nécessaire lorsque le composé hétéroatomique arylméthylique est lui-même ionique, comme c'est le cas lorsque ce composé est un sel d'ammonium quaternaire arylméthylique, de sulfonium arylméthylique ou de phosphonium quaternaire arylméthylique.The addition of a carrier electrolyte is not necessary when the heteroatomic arylmethyl compound is itself ionic, as is the case when this compound is an arylmethyl quaternary ammonium, arylmethylsulphonium or arylmethyl quaternary phosphonium salt. .
Lorsqu'on ajoute un électrolyte support, sa concentration dans le solvant organique est de préférence comprise entre 5 10'3ex et 5 10-2M. When a carrier electrolyte is added, its concentration in the organic solvent is preferably between 10 -3 and 10-2M.
La concentration dans le solvant organique du -composé hétéroato mique arylméthylique est de préférence comprise entre 0,01 M et 1 M.The concentration in the organic solvent of the heteroatomic compound arylmethyl is preferably between 0.01M and 1M.
Le rapport des concentrations dans le solvant organique entre l'anhydride d'acide organique et le composé hétéroatomique arylméthylique peut être quelconque mais on utilise de préférence un excès d'anhydride et notamment un rapport de concentrations compris entre 1,5 et 10.The ratio of the concentrations in the organic solvent between the organic acid anhydride and the heteroatomic arylmethyl compound may be arbitrary, but preferably an excess of anhydride and in particular a concentration ratio of between 1.5 and 10 is used.
Dans certains cas, l'anhydride peut jouer le rôle de cosolvant et se trouve alors en très large excès.In some cases, the anhydride can act as a cosolvent and is then in very large excess.
On a par ailleurs constaté, que de façon inattendue, on améliorait le rendement de la réaction en opérant en présence d'un catalyseur d'estérification, notamment en présence de pyridines aminées, par exemple de N,N'-diméthylaminopyridine. It has moreover been found that, unexpectedly, the efficiency of the reaction is improved by operating in the presence of an esterification catalyst, especially in the presence of aminated pyridines, for example N, N'-dimethylaminopyridine.
Cela permet également d'obtenir un rendement identique en ne mettant en oeuvre qu'une quantité de courant très nettement inférieure, ce qui présente un intérêt économique évident.This also makes it possible to obtain the same efficiency by only using a much lower amount of current, which is of obvious economic interest.
L'électrolyse est conduite de préférence dans une cellule non compartimentée, sous atmosphère inerte (azote, argon par exemple), après dégazage de la solution 1) à une température généralement comprise entre 0C et 800C, de préférence entre 15 et 30*C, pour des raisons pratiques de simplicité, 2) sous une densité de courant sur la cathode généralement comprise entre 10 et 80 mA/cm2.The electrolysis is preferably conducted in a non-compartmentalized cell, under an inert atmosphere (nitrogen, argon for example), after degassing of the solution 1) at a temperature generally between 0C and 800C, preferably between 15 and 30 * C, for practical reasons of simplicity, 2) under a current density on the cathode generally between 10 and 80 mA / cm 2.
On opère généralement à intensité constante, mais on peut également opérer à tension constante1 à potentiel contrôlé ou avec in tensité et potentiel variables 3) sous agitation de la solution, par exemple par l'intermédiaire d'un barreau aimanté.The operation is generally carried out at a constant intensity, but it is also possible to operate at constant voltage at controlled potential or with variable voltages and voltages, with stirring of the solution, for example by means of a magnetized bar.
Après électrolyse, les produits recherchés sont extraits, isolés, purifiés, identifiés et analysés de façon classique, par exemple comme indiqué dans FR 2 579 626 précité.After electrolysis, the desired products are extracted, isolated, purified, identified and analyzed in a conventional manner, for example as indicated in FR 2 579 626 mentioned above.
L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs qui suivent.The invention is illustrated by the following nonlimiting examples.
Pour réaliser ces exemples, on utilise une cellule électrolytique classique, ne comportant qu'un seul compartiment et équipée de tubulures permettant l'arrivée et la sortie du gaz inerte, les prélèvements éventuels de solution en cours d'électrolyse, ainsi que les passages électriques.To achieve these examples, using a conventional electrolytic cell, having only one compartment and equipped with pipes for the arrival and the exit of the inert gas, the possible samples of solution during electrolysis, as well as the electrical passages .
L'anode est formée par un barreau cylindrique de 1 cm de diamètre. Elle est introduite dans la cellule par une tubulure centrale et se trouve ainsi située approximativement en position axiale par rapport à la cellule.The anode is formed by a cylindrical bar 1 cm in diameter. It is introduced into the cell through a central tubing and is thus located approximately in axial position with respect to the cell.
La cathode est constituée par un feutre métallique cylindrique disposé concentriquement autour de l'anode. Sa surface de travail est de l'ordre de t dm2. The cathode is constituted by a cylindrical metal felt arranged concentrically around the anode. Its working surface is of the order of t dm2.
Tous ces essais ont été réalisés sous atmosphère d'argon.All these tests were carried out under an argon atmosphere.
Exemples 1 3 21 - Synthèse de diverses cétones arylméthyliques
On prépare dans une cellule d'électrolyse de 250 cm3 environ une solution de 10 g de composé hétéroatomique arylméthylique selon l'invention dans 60 cm3 de DMF et 60 cm3 d'anhydride acétique.Examples 1 3 21 - Synthesis of various arylmethyl ketones
Approximately 250 cm3 of a solution of 10 g of heteroatomic arylmethyl compound according to the invention are prepared in an electrolysis cell in 60 cm 3 of DMF and 60 cm 3 of acetic anhydride.
L'anode est en magnésium et la cathode en nickel.The anode is magnesium and the cathode is nickel.
Pour les exemples 14 et 18, on rend la solution conductrice par ajout de 2 g d'iodure de tétrabutylammonium.For Examples 14 and 18, the conductive solution is made by adding 2 g of tetrabutylammonium iodide.
La température est environ 30-C pour les exemples 1 à 10 et 14 à 19 et environ 60-C pour les exemples 11 à 13.The temperature is about 30 ° C for Examples 1 to 10 and 14 to 19 and about 60 ° C for Examples 11 to 13.
On conduit l'électrolyse sous un courant d'intensité constante de 2 A jusqu'à ce que la quantité d'électricité mise en oeuvre soit de 386 103 C (4 Faraday) par mole de composé arylméthylique.The electrolysis is conducted under a current of constant intensity of 2 A until the amount of electricity used is 386 103 C (4 Faraday) per mole of arylmethyl compound.
Après évaporation du solvant et hydrolyse avec 100 cm3 d'acide chlorhydrique à 18 %, on extrait à l'éther éthylique.After evaporation of the solvent and hydrolysis with 100 cm3 of 18% hydrochloric acid, the mixture is extracted with ethyl ether.
Après évaporation de l'éther, on dissout le résidu obtenu dans 50 cm3 d'éthanol.After evaporation of the ether, the residue obtained is dissolved in 50 cm 3 of ethanol.
On ajoute alors 10 cm3 d'acide chlorhydrique à 37 % puis on chauffe à reflux durant 1 h environ.Then add 10 cm3 of 37% hydrochloric acid and then heated at reflux for about 1 hour.
On extrait ensuite la cétone arylméthylique par l'éther éthylique puis on la purifie par chromatographie sur colonne de silice.The arylmethyl ketone is then extracted with ethyl ether and then purified by chromatography on a silica column.
Sa structure est déterminée par spectrométries de masse (SM), infra-rouge (IR) et résonance magnétique nucléaire (RMNl. Its structure is determined by mass spectrometry (MS), infra-red (IR) and nuclear magnetic resonance (NMR).
Sa pureté est vérifiée par chromatographie en phase gazeuse (CPG). Its purity is verified by gas chromatography (GC).
La nature du composé hétéroatomique arylméthylique de départ, celle de la cétone arylméthylique obtenue correspondante ainsi que le rendement en produit pur isolé exprimé par rapport au composé hétéroatomique arylméthylique figurent dans le tableau 1 suivant, pour chaque exemple
The nature of the starting heteroatomic arylmethyl compound, that of the corresponding arylmethyl ketone obtained as well as the yield of pure pure product expressed relative to the heteroatomic arylmethyl compound are shown in Table 1 below, for each example
EX <SEP> RENDE
N <SEP> COMPOSE <SEP> HETEROATOMIQUE <SEP> ARYLMETHYLIQUE <SEP> CETONE <SEP> ARYLMETHYLIQUE <SEP> OBTENUE <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 1 <SEP> # <SEP> # <SEP> 69
<tb> 2 <SEP> # <SEP> # <SEP> 78
<tb> 3 <SEP> # <SEP> # <SEP> 78
<tb> 4 <SEP> # <SEP> # <SEP> 61
<tb>
EX <SEP> RENDER
N <SEP> COMPOUND <SEP> HETEROATOMIC <SEP> ARYLMETHYLIC <SEP> KETONE <SEP> ARYLMETHYLIC <SEP> OBTAINED <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 1 <SEP>#<SEP>#<SEP> 69
<tb> 2 <SEP>#<SEP>#<SEP> 78
<tb> 3 <SEP>#<SEP>#<SEP> 78
<tb> 4 <SEP>#<SEP>#<SEP> 61
<Tb>
EX <SEP> RENDE
N <SEP> COMPOSE <SEP> HETEROATOMIQUE <SEP> ARYLMETHYLIQUE <SEP> CETONE <SEP> ARYLMETHYLIQUE <SEP> OBTENUE <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 5 <SEP> # <SEP> # <SEP> 64
<tb> 6 <SEP> # <SEP> # <SEP> 50
<tb> 7 <SEP> # <SEP> # <SEP> 50
<tb> 8 <SEP> # <SEP> # <SEP> 41
<tb>
EX <SEP> RENDER
N <SEP> COMPOUND <SEP> HETEROATOMIC <SEP> ARYLMETHYLIC <SEP> KETONE <SEP> ARYLMETHYLIC <SEP> OBTAINED <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 5 <SEP>#<SEP>#<SEP> 64
<tb> 6 <SEP>#<SEP>#<SEP> 50
<tb> 7 <SEP>#<SEP>#<SEP> 50
<tb> 8 <SEP>#<SEP>#<SEP> 41
<Tb>
EX <SEP> RENDE
N <SEP> COMPOSE <SEP> HETEROATOMIQUE <SEP> ARYLMETHYLIQUE <SEP> CETONE <SEP> ARYLMETHYLIQUE <SEP> OBTENUE <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> <SEP> 9 <SEP> # <SEP> # <SEP> 16
<tb> 10 <SEP> # <SEP> # <SEP> 80
<tb> 11 <SEP> # <SEP> # <SEP> 66
<tb> 12 <SEP> # <SEP> # <SEP> 78
<tb>
EX <SEP> RENDER
N <SEP> COMPOUND <SEP> HETEROATOMIC <SEP> ARYLMETHYLIC <SEP> KETONE <SEP> ARYLMETHYLIC <SEP> OBTAINED <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb><SEP> 9 <SEP>#<SEP>#<SEP> 16
<tb> 10 <SEP>#<SEP>#<SEP> 80
<tb> 11 <SEP>#<SEP>#<SEP> 66
<tb> 12 <SEP>#<SEP>#<SEP> 78
<Tb>
EX <SEP> RENDE
N <SEP> COMPOSE <SEP> HETEROATOMIQUE <SEP> ARYLMETHYLIQUE <SEP> CETONE <SEP> ARYLMETHYLIQUE <SEP> OBTENUE <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 13 <SEP> # <SEP> # <SEP> 82
<tb> 14 <SEP> # <SEP> # <SEP> 62
<tb> 15 <SEP> # <SEP> # <SEP> 55
<tb> 16 <SEP> # <SEP> # <SEP> 87
<tb>
EX <SEP> RENDER
N <SEP> COMPOUND <SEP> HETEROATOMIC <SEP> ARYLMETHYLIC <SEP> KETONE <SEP> ARYLMETHYLIC <SEP> OBTAINED <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 13 <SEP>#<SEP>#<SEP> 82
<tb> 14 <SEP>#<SEP>#<SEP> 62
<tb> 15 <SEP>#<SEP>#<SEP> 55
<tb> 16 <SEP>#<SEP>#<SEP> 87
<Tb>
EX <SEP> RENDE
N <SEP> COMPOSE <SEP> HETEROATOMIQUE <SEP> ARYLMETHYLIQUE <SEP> CETONE <SEP> ARYLMETHYLIQUE <SEP> OBTENUE <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 17 <SEP> # <SEP> # <SEP> 66
<tb> 18 <SEP> # <SEP> # <SEP> 88
<tb> 19 <SEP> # <SEP> # <SEP> 82
<tb> 20 <SEP> # <SEP> # <SEP> 78
<tb>
EX <SEP> RENDER
N <SEP> COMPOUND <SEP> HETEROATOMIC <SEP> ARYLMETHYLIC <SEP> KETONE <SEP> ARYLMETHYLIC <SEP> OBTAINED <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 17 <SEP>#<SEP>#<SEP> 66
<tb> 18 <SEP>#<SEP>#<SEP> 88
<tb> 19 <SEP>#<SEP>#<SEP> 82
<tb> 20 <SEP>#<SEP>#<SEP> 78
<Tb>
EX <SEP> RENDE
N <SEP> COMPOSE <SEP> HETEROATOMIQUE <SEP> ARYLMETHYLIQUE <SEP> CETONE <SEP> ARYLMETHYLIQUE <SEP> OBTENUE <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 21 <SEP> # <SEP> # <SEP> 20
<tb>
Exemple 22 - Synthèse de 3,4-diméthoxyphénylacétone
Le mode opératoire est le même que pour l'exemple 3 mais on utilise une cellule de 1500 cm3 avec une cathode en acier inoxydable. Les quantités de produits mis en oeuvre sont quintuplées.EX <SEP> RENDER
N <SEP> COMPOUND <SEP> HETEROATOMIC <SEP> ARYLMETHYLIC <SEP> KETONE <SEP> ARYLMETHYLIC <SEP> OBTAINED <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 21 <SEP>#<SEP>#<SEP> 20
<Tb>
Example 22 - Synthesis of 3,4-dimethoxyphenylacetone
The procedure is the same as for Example 3 but a 1500 cm3 cell with a stainless steel cathode is used. The quantities of products used are quintupled.
L'intensité du courant d'électrolyse est de 5 A.The intensity of the electrolysis current is 5 A.
Le rendement en diméthoxyphénylacétone pure isolée est de 80 %.The yield of isolated pure dimethoxyphenylacetone is 80%.
Exemple 23 - Synthèse de thiényl-2 acétone
Le mode opératoire est le même que pour 1' exemple 1 mais L'indure d'ammonium quaternaire benzylique est préparé in situ dans le DMF par mélange d'une quantité équimolaire d'iodure de méthyle et de diméthyl, thiénylméthyl amine.Example 23 Synthesis of 2-thienylacetone
The procedure is the same as for Example 1 but the benzyl quaternary ammonium indure is prepared in situ in DMF by mixing an equimolar amount of methyl iodide and dimethyl, thienylmethylamine.
Le rendement en thiényl-2 acétone pure isolée est de 72 t. The yield of isolated pure 2-thienylacetone is 72 t.
Exemple 24 - Synthèse du 3, 4-diméthoxyphénylbutanone
Le mode opératoire est le même que pour l'exemple 3, mais on remplace l'anhydride acétique par l'anhydride propionique.Example 24 - Synthesis of 3,4-dimethoxyphenylbutanone
The procedure is the same as for Example 3, but the acetic anhydride is replaced by propionic anhydride.
Le rendement en 3, 4-diméthoxyphénylbutanone de formule
pure isolée est de 72 t. The yield of 3, 4-dimethoxyphenylbutanone of formula
pure isolated is 72 t.
Exemple 25 - Synthèse de l'acide (trifluorométhyl-3-phényl)-5
oxo-4 pentanoïque
Le mode opératoire est le même que pour l'exemple 12 mais on remplace l'anhydride acétique par l'anhydride succinique. Example 25 Synthesis of (trifluoromethyl-3-phenyl) -5-acid
4-oxo-pentanoic
The procedure is the same as for Example 12 but the acetic anhydride is replaced by succinic anhydride.
Le rendement en acide (trifluorométhyl-3-phényl > -5 oxo-4 pentanoïque de formule
pur isolé est de 80 %.The yield of trifluoromethyl-3-phenyl-5-oxo-4-pentanoic acid of formula
pure isolated is 80%.
Exemple 26 - Synthèse de phénylacétone
Le mode opératoire est le même que pour l'exemple 19 mais l'anode est en aluminium.Example 26 - Synthesis of phenylacetone
The procedure is the same as for Example 19 but the anode is aluminum.
Le rendement en phénylacétone pure isolée est de 85 4. The yield of isolated pure phenylacetone is 85%.
Exemple 27 - Synthèse de phénylacétone
Le mode opératoire est le même que pour l'exemple 19 mais la quantité de courant mise en oeuvre est de 241 103 C (2,5 Faraday) au lieu de 386 103 C (4 Faraday).Example 27 - Synthesis of phenylacetone
The procedure is the same as for Example 19 but the amount of current used is 241 103 C (2.5 Faraday) instead of 386 103 C (4 Faraday).
Le rendement en phénylacétone pure isolée est de 65 %.The yield of isolated pure phenylacetone is 65%.
Exemple 28 - Synthèse de phénylacétone
Le mode opératoire est le même que pour l'exemple 27 mais on opère également en présence de 6 g de N,N-diméthylaninopyridine. Example 28 - Synthesis of phenylacetone
The procedure is the same as for Example 27 but it is also carried out in the presence of 6 g of N, N-dimethylaninopyridine.
Le rendement en phénylacétone pure isolée est de 84 %. The yield of isolated pure phenylacetone is 84%.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8804254A FR2629474B1 (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | PROCESS FOR THE ELECTROSYNTHESIS OF BENZYL KETONES |
Applications Claiming Priority (1)
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Citations (1)
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-
1988
- 1988-03-31 FR FR8804254A patent/FR2629474B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2579626A1 (en) * | 1985-03-29 | 1986-10-03 | Poudres & Explosifs Ste Nale | METHOD FOR ELECTROSYNTHESIS OF KETONES AND ALDEHYDES |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, vol. 99, no. 22, 26 octobre 1977, pages 7396-7397; T.SHONO et al.: "A novel acylation of some activated olefins by an electroreductive method" * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR2629474B1 (en) | 1991-04-12 |
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