FR2632978A1 - Process for electrosynthesis of benzyl carbinols - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé d'électrosynthèse de carbinols benzyliques
La présente invention concerne un procédé d'électrosynthèse de carbinols benzyliques par électrolyse d'un mélange d'un composé hétéroatomique benzylique dans lequel le groupement benzyle est directement relié à un hétéroatome par une liaison covalente simple et d'un composé carbonylé choisi dans le groupe constitué par les cétones et les aldéhydes, procédé mis en oeuvre dans une cellule d'électrolyse en milieu solvant organique.Electrosynthesis process of benzyl carbinols
The present invention relates to a method of electrosynthesis of benzylic carbinols by electrolysis of a mixture of a benzylic heteroatomic compound in which the benzyl group is directly connected to a heteroatom by a single covalent bond and a carbonyl compound selected from the group consisting of ketones and aldehydes, a process carried out in an electrolysis cell in an organic solvent medium.
On entend par groupement benzyle tout groupement monovalent arylméthylique de formule générale
dans laquelle Ar est un cycle ou hétérocycle aromatique, substitué ou non substitué, et R1 et R2, identiques ou différents, sont l'hydrogène ou des groupements hydrocarbonés.By benzyl group is meant any monovalent arylmethyl group of general formula
wherein Ar is a substituted or unsubstituted aromatic ring or heterocycle, and R1 and R2, which are the same or different, are hydrogen or hydrocarbon groups.
Les carbinols benzyliques sont notamment des intermédiaires de synthese tres intéressants dans le domaine pharmaceutique et en parfumerie.Benzyl carbinols are particularly useful synthesis intermediates in the pharmaceutical and perfume industries.
FR 2 579 627 décrit entre autres l'électrosynthèse de carbinols benzy9iques par électrolyse d'un mélange d'un halogénure benzy lique et d'une cétone ou d'un aldéhyde, en milieu solvant organique contenant un électrolyte support. L'anode, consommée au cours de la réaction dont elle est le siège, est en zinc, aluminium ou magnésium.FR 2,579,627 describes inter alia the electrosynthesis of benzylic carbinols by electrolysis of a mixture of a benzyl halide and a ketone or an aldehyde, in an organic solvent medium containing a supporting electrolyte. The anode, consumed during the reaction of which it is the seat, is in 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 nombreux alcools, 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 alcohols, it is in practice strongly 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 benzyliques sont lacrymogènes, irritants et corrosifs. Les plus réactifs sont particulièrement instables : le chlorure de paraméthoxybenzyle, les chlorométhyl et chloroéthyl thiophènes polymérisent spontanément à température ambiante avec un important dégagement gazeux d'acide chlorhydrique.Most benzyl halides are lachrymatory, irritating and corrosive. The most reactive are particularly unstable: paramethoxybenzyl chloride, chloromethyl and chloroethyl thiophenes polymerize spontaneously 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-benzyliques est difficile.In addition, access to benzyl halides is difficult.
La voie de synthèse la plus directe est la chlorométhylation de composés aromatiques ou hétérocycliques aromatiques (synthèse du chlorométhylthiophène, du chlorométhylnaphtalène).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 11 invention permet, comparativement au procédé décrit dans FR 2 579 627, d'en conserver tous les avantages, et notamment ceux mentionnés dans FR 2 579 627, sans en avoir les inconvénients -et. notamment ceux précités liés à l'utilisation d'ha logénures benzyliques. Il 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.The process according to the invention makes it possible, in comparison with the process described in FR 2 579 627, to retain all the advantages thereof, and in particular those mentioned in FR 2 579 627, without having the disadvantages thereof. especially those mentioned above related to the use of benzyl halides. It also allows, in most cases, to overcome the addition of a carrier electrolyte, which greatly simplifies its implementation.
Selon l'invention, le procédé d'électrosynthèse a' un carbinol benzylique par électrolyse d'un mélange d'un composé hétéroatomique benzylique dans lequel le groupement benzyle est directement relié à un hétéroatome et d'un composé carbonylé choisi dans le groupe constitué par les cétones et les aldéhydes, 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 dans le groupe constitué par les métaux réducteurs et leurs alliages et en ce que le composé hêtéroatomique benzylique est choisi dans le groupe constitué par les sels d'ammoniums quaternaires benzyliques, de sulfoniums benzyliques, de phosphoniums quaternaires benzyliques, les thiocyanates benzyliques, et les esters d'alcools benzyliques plus facilement électroréductibles que le composé carbonylé. L'anion des sels précités peut être quelcongue. Il est de préférence monovalent comme. par exemple un halogénure, l'anion méthylsulfate ou l'anion tétrafluoroborate.According to the invention, the electrosynthesis method has a benzylic carbinol by electrolysis of a mixture of a benzylic heteroatomic compound in which the benzyl group is directly attached to a heteroatom and a carbonyl compound selected from the group consisting of the ketones and the aldehydes, used in a solvent-organic medium in an electrolysis cell provided with electrodes, are characterized in that the anode is in a metal chosen from the group consisting of reducing metals and their alloys, and that the benzylic heteroatomic compound is selected from the group consisting of benzyl quaternary ammonium salts, benzylic sulfoniums, benzyl quaternary phosphoniums, benzyl thiocyanates, and esters of benzyl alcohols more easily electroreducible than the carbonyl compound. The anion of the above-mentioned salts may be some. It is preferably monovalent as. for example a halide, the methylsulfate anion or the tetrafluoroborate anion.
Dans le cadre de l'invention, seuls conviennent les esters d'alcools benzyliques plus facilement électroréductibles, dans les conditions de l'électrosynthèse, que le composé carbonylé choisi dans le groupe constitué par les cétones et les aldéhydes.In the context of the invention, only the esters of benzyl alcohols more easily electroreducible, under the conditions of electrosynthesis, than the carbonyl compound selected from the group consisting of ketones and aldehydes.
Pour ce faire l'ester d'alcool benzylique, que l'on peut~représen- ter par la formule générale
benzyle comporte en général un groupement activateur--A facilitant la rupture entre le groupement benzyle 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 esters1 les amides et les cétones.To do this, the benzyl alcohol ester, which can be represented by the general formula
benzyl generally comprises an activator-A group facilitating the rupture between the benzyl 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 benzylique ou un tel groupement acyloxy peut être qualifié "d'activé". Such a benzyl alcohol ester or such an acyloxy group may be termed "activated".
Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le composé hétéroatomique benzylique répond à la formule générale
dans laquelle . Ar représente un cycle ou hétérocyclique aromatique, substitué ou non substitué, de préférence un cycle phényle, thiophène, N méthylpyrrole, indole ou pyridine.According to a particular embodiment of the invention, the benzylic heteroatomic compound corresponds to the general formula
in which . Ar represents a substituted or unsubstituted aromatic or heterocyclic ring, preferably a phenyl, thiophene, N methylpyrrole, indole or pyridine ring.
. R1 et R21 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 R21, which may be identical or different, represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group, preferably containing 1 to 12 carbon atoms, which may be 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 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
-A ayant la signification précitée).. Y 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
-A having the above meaning).
Les groupements monovalents préférés de sels d'ammoniums quaternaires ont un cation répondant aux formules générales
dans lesquelles 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, 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 à la formule générale
dans laquelle Ra et Rb, identiques ou différents, ont la signification précitée.The preferred monovalent sulfonium salt moieties have a cation of 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 et 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 and 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 groupe ment 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, eg 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 alkyle comportant 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 by an aromatic group.
Selon un autre mode particulier de réalisation de l'invention, le composé carbonylé choisi dans le groupe constitué par les cétones et les aldéhydes répond à la formule générale
dans laquelle R3 et R4, identiques ou différents, représentent - un atome d'hydrogène - une chaîne aliphatique ou cycloaliphatique, saturée ou non saturée, non substituée ou substituée par des groupes aliphatiques ou aromatiques - 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 par la cyclohexanone.According to another particular embodiment of the invention, the carbonyl compound chosen from the group consisting of ketones and aldehydes corresponds to the general formula
in which R3 and R4, identical or different, represent - a hydrogen atom - an aliphatic or cycloaliphatic chain, saturated or unsaturated, unsubstituted or substituted by aliphatic or aromatic groups - an aryl group, substituted or unsubstituted - a substituted or unsubstituted aromatic heterocycle, such as, for example, the furan, thiophene or pyridine ring, or alternatively R3 and R4 form at least one ring, substituted or unsubstituted, as is the case for example with cyclohexanone.
De façon préférée, R3 et R4 représentent l'hydrogène ou une chaîne alkyle, linéaire ou ramifiée, comportant de préférence 1 à 12 atomes de carbone.Preferably, R 3 and R 4 represent hydrogen or 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 l'hydrogène ou une chaîne alkyle linéaire ou ramifiée comportant 1 à 12 atomes de carbone, comme c'est le cas par exemple pour l'acétone et le formaldéhyde. Particularly preferably, R 3 and R 4 are identical and represent hydrogen or a linear or branched alkyl chain containing 1 to 12 carbon atoms, as is the case, for example, for acetone and formaldehyde.
Le procédé selon i'invention peut être représenté par le schéma réactionnel suivant
The process according to the invention can be represented by the following reaction scheme
Ar, R1, R2, R31 R4 et Y ayant la signification précitée.Ar, R1, R2, R31 R4 and Y having the above meaning.
De façon particulièrement préférée, le dérivé carbonylé est une cétone, c'est-à-dire que R3 et R4- sont différents de l'hydrogène et on obtient alors des alcools tertiaires ou le dérivé carbonylé est le formaldéhyde c'est-à-dire que R3 et R4 représentent l'hydrogène et on obtient alors des -alcools primaires.In a particularly preferred manner, the carbonyl derivative is a ketone, that is to say that R3 and R4- are different from hydrogen and then tertiary alcohols are obtained or the carbonyl derivative is formaldehyde, that is to say say that R3 and R4 represent hydrogen and we then obtain primary alcohols.
Lorsque le dérivé carbonylé est un aldéhyde autre que le formaldéhyde on obtient des alcools secondaires.When the carbonyl derivative is an aldehyde other than formaldehyde, secondary alcohols are obtained.
De façon générale, Ar, R11 R2, R3 et R4 peuvent être porteurs de groupements fonctionnels non électroréductibles ou plus difficilement réductibles que la liaison C-Y du composé hétéroatomique benzylique, dans les conditions expérimentales de l'électrosynthèse, et aucune des fonctions portées par Ar, Art R2, R3-et R4 ne doit être plus electrophile que le groupement carbonyle de la cétone ou de l'aldéhyde.In general, Ar, R11, R2, R3 and R4 may carry functional groups that are not electroreducible or more difficult to reducible than the CY bond of the benzylic heteroatom compound, under the experimental conditions of electrosynthesis, and none of the functions carried by Ar, Art R2, R3 and R4 must be more electrophilic than the carbonyl group of the ketone or aldehyde.
Comme exemples de groupements fonctionnels pouvant être portés par
Ar, R1, R21 R3 et Ri, 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 and R 21, R 3 and R 1, include nitrile groups, tertiary amines, amides, esters, ethers and fluorine.
Les composés hétéroatomiques benzyliques précités de formule géné rale
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 rsans passer par l'intermédiaire halogéné instable ou toxique. On peut par exemple réaliser la synthèse des sels d'ammoniums quaternaires benzyliques selon l'un des trois schémas réactionnels suivants
The aforementioned benzyl heteroatomic 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 passing through the unstable or toxic halogenated intermediate. For example, the synthesis of benzyl 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 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 hétéroatomiques benzyliques, dans lesquels Y représente un groupement trifluoroacétate peut par exemple être réalisée par estérification de l'alcool benzylique
généralement stable et peu toxique.The synthesis of benzyl heteroatomic compounds, in which Y represents a trifluoroacetate group, may for example be carried out by esterification of benzyl alcohol.
generally stable and not very toxic.
Ar, R1, R2, Y, Ra, Rb, Rc ont la signification précitée et # re- présente un anion monovalent comme par exemple un anion halogé nure, tosylate ou méthylsulfate.Ar, R1, R2, Y, Ra, Rb, Rc have the above meaning and # represents a monovalent anion such as a halogenated anion, tosylate or methylsulfate.
Selon 11 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 a metal selected from the group consisting of reducing metals and their alloys.
On entend par "leurs alliages" 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.In a preferred manner, 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 industrial conditions 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 solubles ou "à 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" expendable 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 l'intermédiaire d'une alimentation stabilisée.The electrodes are fed with direct current through 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'hexa- méthylphosphorotriamide (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. For example, mention may be made 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 l'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 benzylique est lui-mêne ionique, comme c'est le cas lorsque ce composé est un sel d'ammonium quaternaire benzylique, de sulfonium benzylique ou de phosphonium quaternaire benzylique. The addition of a carrier electrolyte is not necessary when the benzylic heteroatomic compound is itself ionic, as is the case when this compound is a benzyl quaternary ammonium, benzylsulphonium or benzyl quaternary phosphonium salt. .
Lorsqu'on ajoute un électrolyte support, sa concentration dans le solvant organique est de préférence comprise entre 5 103M et 5 102M. When a carrier electrolyte is added, its concentration in the organic solvent is preferably between 5 103M and 5 102M.
La concentration dans le solvant organique du composé hétéroatomique benzylique est de préférence comprise entre 0,01 M et 1 M.The concentration in the organic solvent of the benzylic heteroatomic compound is preferably between 0.01 M and 1 M.
Le rapport des concentrations molaires dans le solvant organique entre le composé carbonylé et le composé hétéroatomique benzylique peut être quelconque mais on utilise de préférence un excès molaire du composé carbonylé et notamment un rapport de concentrations molaires compris entre 1,5 et 10.The ratio of the molar concentrations in the organic solvent between the carbonyl compound and the benzylic heteroatom compound may be arbitrary, but preferably a molar excess of the carbonyl compound and in particular a molar concentration ratio of between 1.5 and 10 is used.
Dans certains cas, le composé carbonylé peut jouer le rôle de cosolvant et se trouve-alors en très large excès.In some cases, the carbonyl compound can act as a cosolvent and is then in very large excess.
L'électrolyse est conduite de préférence dans une cellule ne comportant qu'un seul compartiment, sous atmosphère inerte (azote, argon par exemple), après dégazage de la solution :- 1) à une température généralement comprise entre 0 C et 1000C.The electrolysis is preferably conducted in a cell having only one compartment, under an inert atmosphere (nitrogen, argon for example), after degassing the solution: - 1) at a temperature generally between 0 C and 1000C.
2) sous une densité de courant sur la cathode généralement comprise entre 10 et eo mA/cm2. 2) under a current density on the cathode generally between 10 and eo mA / cm 2.
On opère généralement à intensité constante, mais on peut également opérer à tension constante, à potentiel controlé ou avec intensité et potentiel variables r 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 intensity and potential, and 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 2 579 627 précité.After electrolysis, the desired products are extracted, isolated, purified, identified and analyzed in a conventional manner, for example as indicated in FR 2 579 627 cited 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 què les passages électriques.To achieve these examples, using a conventional electrolytic cell, having only one compartment and equipped with tubings for the inlet and the outlet of the inert gas, the possible samples of solution during electrolysis, and 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 1 dm2.The cathode is constituted by a cylindrical metal felt arranged concentrically around the anode. Its working surface is of the order of 1 dm2.
Tous ces essais ont été réalisés sous atmosphère d'argon.All these tests were carried out under an argon atmosphere.
Exemples 1 à 11 - Synthèse de divers carbinols benzyliques ter
tiaires
Pour les exemples 1 et 3 à 6, on électrolyse une solution de 10 g du dérivé hétéroatomique benzylique dans 80 ml d'acétone et 50 ml de DMF, à 1pou. L'intensité du courant est 2A. L'anode est en aluminium et la cathode en nickel.Examples 1 to 11 - Synthesis of various benzyl carbinols ter
tiaries
For Examples 1 and 3 to 6, a solution of 10 g of the benzylic heteroatom derivative in 80 ml of acetone and 50 ml of DMF at 1 μl is electrolyzed. The intensity of the current is 2A. The anode is aluminum and the cathode is nickel.
On conduit l'électrolyse jusqu'à ce que la quantité d'électricité mise en oeuvre soit de 290 103C (3 Faraday) par mole de dérivé benzylique. The electrolysis is conducted until the amount of electricity used is 290 ° C. (3 Faraday) per mole of benzyl derivative.
On évapore alors le solvant, on hydrolyse le résidu par 100 ml d'acide chlorhydrique à 18 8 puis on extrait par 100 ml d'éther éthylique.The solvent is then evaporated off, the residue is hydrolyzed with 100 ml of 18% hydrochloric acid and then extracted with 100 ml of ethyl ether.
Après concentration de la phase organique on purifie le produit obtenu par chromatographie sur colonne de silice.After concentrating the organic phase, the product obtained is purified by chromatography on a silica column.
Pour l'exemple 6, on rend la solution conductrice par ajout de 2 g d'iodure de tétrabutylammonium.For example 6, the conductive solution is made by adding 2 g of tetrabutylammonium iodide.
Pour l'exemple 2, on opère comme pour l'exemple 1 mais l'anode est en magnésium et la quantité du dérivé hétéroatomique benzylique de 7 g.For Example 2, the procedure is as for Example 1 but the anode is magnesium and the amount of benzyl heteroatom derivative of 7 g.
Pour les exemples 7 et 8, on opère comme pour l'exemple 1 mais les quantités d'acétone et de DMF sont différentes à savoir qu'on utilise 15 g d'acétone et 95 g de DMF.For Examples 7 and 8, the procedure is as for Example 1 but the amounts of acetone and DMF are different namely that 15 g of acetone and 95 g of DMF are used.
Pour l'exemple 9, on opère comme pour l'exemple 7 mais la solution est rendue conductrice par l'ajout de 2 g d'iodure de tétrabutyl amm.onlum . For Example 9, the procedure is as for Example 7 but the solution is made conductive by the addition of 2 g of tetrabutyl amm.onlum iodide.
Four les exemples lu et 11, on opère comme pour -l'exemple 7 mals l'acétone est remplacé par la 3-pentanone.Examples 11 and 11 are carried out as in Example 7 but acetone is replaced by 3-pentanone.
La nature du dérivé hétéroatomicue benzylique et du compensé carbonylé de départ, celle du carbinol benzylique obtenu ainsi que son rendement en produit pur isolé, extrimé tar-rapport- au dérivé hétéroatomique benzylique, figurent dans le tableau 1 suivant, pour chaque exemple TABLEAU 1
SYNTHESE DE DIVERS CARBINOLS BENZYLIQUES TERTIAIRES
The nature of the benzyl heteroatomic derivative and of the starting carbonyl compound, that of the benzyl carbinol obtained as well as its yield of isolated pure product, relative to the benzylic heteroatomic derivative, are shown in Table 1 below, for each example. TABLE 1
SYNTHESIS OF VARIOUS TERTIARY BENZYLIC CARBINOLS
EX <SEP> RENDE
N <SEP> DERIVE <SEP> HETEROATOMIQUE <SEP> BENZYLIQUE <SEP> DERIVE <SEP> CARBONYLE <SEP> CARBINOL <SEP> BENZYLIQUE <SEP> OBTENU <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> <SEP> 1 <SEP> 70
<tb> <SEP> 2 <SEP> # <SEP> CH3COCH3 <SEP> # <SEP> 65
<tb> <SEP> 3 <SEP> # <SEP> CH3COCH3 <SEP> 40
<tb> <SEP> 4 <SEP> # <SEP> CH3COCH3 <SEP> # <SEP> 70
<tb> <SEP> 5 <SEP> # <SEP> CH3COCH3 <SEP> # <SEP> 53
<tb> TABLEAU 1 SUITE
SYNTHESE DE DIVERS CARBINOLS BENZYLIQUES TERTIAIRES
EX <SEP> RENDER
N <SEP> DERIVATIVE <SEP> HETEROATOMIC <SEP> BENZYLIC <SEP> DERIVATIVE <SEP> CARBONYL <SEP> CARBINOL <SEP> BENZYLIC <SEP> OBTAINED <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb><SEP> 1 <SEP> 70
<tb><SEP> 2 <SEP>#<SEP> CH3COCH3 <SEP>#<SEP> 65
<tb><SEP> 3 <SEP>#<SEP> CH3COCH3 <SEP> 40
<tb><SEP> 4 <SEP>#<SEP> CH3COCH3 <SEP>#<SEP> 70
<tb><SEP> 5 <SEP>#<SEP> CH3COCH3 <SEP>#<SEP> 53
<tb> TABLE 1 CONTINUATION
SYNTHESIS OF VARIOUS TERTIARY BENZYLIC CARBINOLS
EX <SEP> RENDE
N <SEP> DERIVE <SEP> HETEROATOMIQUE <SEP> BENZYLIQUE <SEP> DERIVE <SEP> CARBONYLE <SEP> CARBINOL <SEP> BENZYLIQUE <SEP> OBTENU <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> <SEP> 6 <SEP> # <SEP> CH3COCH3 <SEP> # <SEP> 50
<tb> <SEP> 7 <SEP> # <SEP> CH3COCH3 <SEP> # <SEP> 51
<tb> <SEP> 8 <SEP> # <SEP> CH3COCH3 <SEP> # <SEP> 62
<tb> <SEP> 9 <SEP> # <SEP> CH3COCH3 <SEP> # <SEP> 42,5
<tb> TABLEAU 1 SUITE
SYNTHESE DE DIVERS CARBINOLS BENZYLIQUES TERTIAIRES
EX <SEP> RENDER
N <SEP> DERIVATIVE <SEP> HETEROATOMIC <SEP> BENZYLIC <SEP> DERIVATIVE <SEP> CARBONYL <SEP> CARBINOL <SEP> BENZYLIC <SEP> OBTAINED <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb><SEP> 6 <SEP>#<SEP> CH3COCH3 <SEP>#<SEP> 50
<tb><SEP> 7 <SEP>#<SEP> CH3COCH3 <SEP>#<SEP> 51
<tb><SEP> 8 <SEP>#<SEP> CH3COCH3 <SEP>#<SEP> 62
<tb><SEP> 9 <SEP>#<SEP> CH3COCH3 <SEP>#<SEP> 42.5
<tb> TABLE 1 CONTINUATION
SYNTHESIS OF VARIOUS TERTIARY BENZYLIC CARBINOLS
EX <SEP> RENDE
N <SEP> DERIVE <SEP> HETEROATOMIQUE <SEP> BENZYLIQUE <SEP> DERIVE <SEP> CARBONYLE <SEP> CARBINOL <SEP> BENZYLIQUE <SEP> OBTENU <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 10 <SEP> # <SEP> 54
<tb> 11 <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> 49,5
<tb>
Exemples 12 et 13 - Synthèse de carbinols benzyliques secondaires
Pour l'exemple 12, on électrolyse une solution de 10 g du dérivé hétéroatomique benzylique et de 50 g de benzaldéhyde dans 60 g de
DMF, à 240C.EX <SEP> RENDER
N <SEP> DERIVATIVE <SEP> HETEROATOMIC <SEP> BENZYLIC <SEP> DERIVATIVE <SEP> CARBONYL <SEP> CARBINOL <SEP> BENZYLIC <SEP> OBTAINED <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 10 <SEP>#<SEP> 54
<tb> 11 <SEP>#<SEP>#<SEP>#<SEP> 49.5
<Tb>
Examples 12 and 13 - Synthesis of secondary benzyl carbinols
For example 12, a solution of 10 g of the benzylic heteroatomic derivative and 50 g of benzaldehyde in 60 g of electrolysis is electrolyzed.
DMF at 240C.
Ltintensité du courant est 2A. L'anode est en aluminium et la cathode en nickel.The intensity of the current is 2A. The anode is aluminum and the cathode is nickel.
On conduit l'électrolyse jusqu'à ce que la quantité d'électricité mise en oeuvre soit de 290 103C (3 Faraday) par mole de dérivé benzylique.The electrolysis is conducted until the amount of electricity used is 290 ° C. (3 Faraday) per mole of benzyl derivative.
On évapore alors le DMF puis on hydrolyse le résidu par l'acide chlorhydrique à 18 % puis on extrait à l'éther éthylique.The DMF is then evaporated and then the residue is hydrolysed with 18% hydrochloric acid and then extracted with ethyl ether.
Après concentration de la phase organique, on purifie le produit obtenu par chromatographie sur colonne de silice.After concentration of the organic phase, the product obtained is purified by chromatography on a silica column.
Pour l'exemple 13 on opère comme pour l'exemple 12 mais le benzaldéhyde est remplacé par le butyraldéhyde (15 g). For Example 13 the procedure is as for Example 12 but the benzaldehyde is replaced by butyraldehyde (15 g).
La nature du dérivé hétéroatomique benzylique et du composé carbonylé de départ, celle du carbinol benzylique obtenu ainsi que son rendement en produit pur isolé, exprimé par rapport au dérivé hétéroatomique benzylique, figurent dans le tableau 2- suivant, pour chaque exemple. The nature of the benzyl heteroatomic derivative and of the starting carbonyl compound, that of the benzyl carbinol obtained as well as its yield of pure pure product, expressed relative to the benzylic heteroatomic derivative, are shown in Table 2 below, for each example.
TABLEAU 2
SYNTHESE DE CARBINOLS BENZYLIQUES SECONDAIRES
TABLE 2
SYNTHESIS OF BENZYL SECONDARY CARBINOLS
EX <SEP> RENDE
N <SEP> DERIVE <SEP> HETEROATOMIQUE <SEP> BENZYLIQUE <SEP> DERIVE <SEP> CARBONYLE <SEP> CARBINOL <SEP> BENZYLIQUE <SEP> OBTENU <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 12 <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> 58
<tb> 13 <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> 43
<tb>
Exemples 14 et 15 - Synthèse de carbinols benzyliques primaires
On électrolyse une solution de 10 g du dérivé hétéroatomique benzylique, de 9 g de paraformaldéhyde, (HCHO)n, et de 3 g d'iodure de tétrabutylammonium dans 110 ml de DMF, à 75C. EX <SEP> RENDER
N <SEP> DERIVATIVE <SEP> HETEROATOMIC <SEP> BENZYLIC <SEP> DERIVATIVE <SEP> CARBONYL <SEP> CARBINOL <SEP> BENZYLIC <SEP> OBTAINED <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 12 <SEP>#<SEP>#<SEP>#<SEP> 58
<tb> 13 <SEP>#<SEP>#<SEP>#<SEP> 43
<Tb>
Examples 14 and 15 - Synthesis of primary benzyl carbinols
A solution of 10 g of the benzylic heteroatom derivative, 9 g of paraformaldehyde (HCHO) n and 3 g of tetrabutylammonium iodide in 110 ml of DMF was electrolyzed at 75 ° C.
L'intensité du courant est 2A. L'anode est'en aluminium et la Ca- thode en nickel.The intensity of the current is 2A. The anode is aluminum and the cathode is nickel.
On conduit l'électrolyse jusqu'ira ce que la quantité d'électricité mise en oeuvre soit de 290 103C (3 Faraday) par mole de dérivé benzylique.The electrolysis is carried out until the amount of electricity used is 290 ° C. (3 Faraday) per mole of benzyl derivative.
On évapore alors le DMF puis on hydrolyse le résidu par l'acide chlorhydrique à 18 % puis on extrait par l'éther éthylique.The DMF is then evaporated and then the residue is hydrolyzed with 18% hydrochloric acid and then extracted with ethyl ether.
Après concentration de la phase organique, on purifie le produit obtenu par chromatographie sur colonne de silice.After concentration of the organic phase, the product obtained is purified by chromatography on a silica column.
La nature du dérivé -hétéroatomique benzylique et du composé carbonylé de départ, celle du carbinol benzylique obtenu ainsi que son rendement en produit pur isolé, exprimé par rapport au dérivé hétéroatomique benzylique, figurent dans le tableau 3 suivant, pour chaque exemple TABLEAU 3
SYNTHESE DE CARBINOLS BENZYLIQUES PRIMAIRES
The nature of the benzyl heteroatomic derivative and of the starting carbonyl compound, that of the benzyl carbinol obtained as well as its yield of pure pure product, expressed relative to the benzylic heteroatomic derivative, are shown in the following table 3, for each example. TABLE 3
SYNTHESIS OF PRIMARY BENZYLIC CARBINOLS
EX <SEP> RENDE
N <SEP> DERIVE <SEP> HETEROATOMIQUE <SEP> BENZYLIQUE <SEP> DERIVE <SEP> CARBONYLE <SEP> CARBINOL <SEP> BENZYLIQUE <SEP> OBTENU <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 14 <SEP> # <SEP> HCHO <SEP> # <SEP> 72
<tb> 15 <SEP> # <SEP> HCHO <SEP> # <SEP> 80
<tb> EX <SEP> RENDER
N <SEP> DERIVATIVE <SEP> HETEROATOMIC <SEP> BENZYLIC <SEP> DERIVATIVE <SEP> CARBONYL <SEP> CARBINOL <SEP> BENZYLIC <SEP> OBTAINED <SEP> MENT <SEP> (%)
<tb> 14 <SEP>#<SEP> HCHO <SEP>#<SEP> 72
<tb> 15 <SEP>#<SEP> HCHO <SEP>#<SEP> 80
<Tb>
Claims (9)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
FR8808106A FR2632978B1 (en) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | PROCESS FOR THE ELECTROSYNTHESIS OF BENZYL CARBINOLS |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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FR8808106A Expired - Lifetime FR2632978B1 (en) | 1988-06-17 | 1988-06-17 | PROCESS FOR THE ELECTROSYNTHESIS OF BENZYL CARBINOLS |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115125553A (en) * | 2022-04-26 | 2022-09-30 | 绍兴久孚新材料科技有限公司 | Electrochemical synthesis method of alcohol |
CN115125553B (en) * | 2022-04-26 | 2023-12-22 | 绍兴久孚新材料科技有限公司 | Electrochemical synthesis method of alcohol |
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FR2632978B1 (en) | 1990-09-28 |
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