FR2725446A1 - Oxydation d'heterocycles de l'azote et n-oxydes heterocycliques produits par cette oxydation - Google Patents

Abstract

On fournit un procédé pour la production de N-oxydes hétérocycliques aromatiques par réaction entre un composé aromatique comprenant un atome d'azote hétérocyclique et du peroxyde d'hydrogène en présence d'un catalyseur de porphyrine de manganèse. Le catalyseur de porphyrine de manganèse est substitué par un groupe aromatique à chaque position méso, les noyaux aromatiques des substituants aromatiques étant substitués par un ou plusieurs groupes attracteurs d'électrons et/ou comprenant un hétéroatome d'ammonium quaternaire aromatique dans le noyau aromatique. De préférence, le catalyseur de porphyrine de manganèse est le chlorure de tétrakis(2,6-dichlorophényl)porphyrine de manganèse, le chlorure de tétrakis(2,6-dichlorophényl-4-acide sulfonique)porphyrine de manganèse, le chlorure de tétrakis(4-méthylpyridinium)porphyrine de manganèse ou le chlorure de tétrakis(pentafluorophényl)porphyrine de manganèse.

Description

Oxydation d'hétérocycles de l'azote et N-oxydes hétérocycliques produits

par cette oxydation La présente invention concerne un procédé pour l'oxydation de composés

aromatiques comprenant des atomes d'azote hétérocycliques. Plus spécifiquement.

cette invention concerne l'oxydation catalysée par le peroxyde d'hydrogène de composés aromatiques comprenant des atomes d'azote hétérocycliques de façon à produire des N-oxydes hétérocycliques, et les N-oxydes hétérocycliques produits

par cette oxydation.

Les N-oxydes hétérocycliques sont largement employés, comme intermédiaires ou comme produits finis dans l'industrie chimique, particulièrement dans les industries agrochimiques et pharmaceutiques. Les N-oxydes hétérocycliques

peuvent être produits d'une manière classique par l'oxydation du compose aroma-

tique hétérocyclique correspondant. Cette oxydation peut être réalisée grâce à l'utilisation de composés peroxygénés. Les réactifs qui peuvent être employés avec

succès pour la production de N-oxydes hétérocycliques comprennent l'acide pera-

cétique et l'acide méta-chloroperbenzoïque. Bien qu'efficaces, ces réactifs sont relativement chers et peuvent causer des problèmes dus au résidu organique restant après leur utilisation. En outre, le produit N-oxyde est obtenu sous forme d'un sel, qui peut rendre difficile la mise en oeuvre du mélange réactionnel. Afin d'éviter de tels problèmes, il serait souhaitable d'employer le peroxyde d'hydrogène comme

oxydant, ce qui laisse uniquement de l'eau comme résidu après l'oxydation.

Cependant, le peroxyde d'hydrogène en lui-même est relativement inerte vis-à-vis des atomes d'azote hétérocycliques aromatiques. La réactivité du peroxyde d'hydrogène vis-à-vis des atomes d'azote hétérocycliques aromatiques peut être

accrue par l'utilisation de catalyseurs de métaux de transition, tels que les molyb-

dates ou les tungstates, par exemple, les procédés décrits par Syper et coil., Synthesis Communications, 1979, pages 521-2. Ces procédés présentent souvent le désavantage qu'ils nécessitent toujours des conditions relativement poussées, par

exemple, une température élevée et/ou un temps de réaction long.

-2- Un objectif de la présente invention est de fournir un procédé supplémentaire pour la production de N-oxydes hétérocycliques par l'oxydation avec le peroxyde

d'hydrogène de composés aromatiques comprenant des atomes d'azote hétéro-

cycliques. Conformément à la présente invention, on fournit un procédé pour la

production de N-oxydes hétérocycliques par réaction entre un composé aroma-

tique comprenant un atome d'azote hétérocyclique et le peroxyde d'hydrogène en présence d'un catalyseur, caractérisé en ce que le catalyseur comprend une porphyrine de manganèse portant un substituant aromatique à chaque position méso, le noyau aromatique des substituants aromatiques étant substitué par un ou plusieurs groupes attracteurs d'électrons et/ou comprenant un hétéroatome

d'ammonium quaternaire aromatique dans le noyau aromatique.

Des composés aromatiques comprenant des atomes d'azote hétérocycliques qui peuvent être oxydés par le procédé conforme à la présente invention,

comprennent un ou plusieurs atomes d'azote hétérocycliques dans le noyau aroma-

tique. Le noyau aromatique peut être substitué par un ou plusieurs substituants.

Le procédé conforme à la présente invention est particulièrement adapté pour

l'oxydation de composés aromatiques comprenant des atomes d'azote hétéro-

cycliques, qui ne sont pas substantiellement désactives à l'oxydation de l'azote. On reconnaîtra qu'une telle désactivation peut se produire par l'un ou les deux effets électroniques, causés par la présence de substituants attracteurs d'électrons, tels que les groupes nitro, et des effets stériques réduisant l'accessibilité de l'atome d'azote hétérocyclique à l'oxydation, tels que la présence de substituants

encombrants à l'une ou aux deux positions adjacentes à l'atome d'azote hétérocy-

clique. Des composés aromatiques comprenant des atomes d'azote hétérocycliques qui ne sont pas substantiellement désactives pour l'oxydation de l'azote, comprennent des composés non-substitués et les composés substitués par un ou plusieurs groupes donneurs d'électrons et de groupes neutres, tels que des groupes hydroxyles, des groupes alcoxy, des groupes alkyles, particulièrement ceux à

courte chaîne, par exemple des groupes alkyles en C 1 à C4, et des groupes amino.

On reconnaîtra que les noyaux aromatiques comprenant l'atome d'azote hétérocy-

clique peuvent être substitués par un ou plusieurs autres noyaux aromatiques, qui eux-mêmes peuvent comprendre des hétéroatomes. Des exemples de composés hétérocycliques qui peuvent être oxydés par le procédé conforme à la présente

invention, comprennent la pyridine; les alkylpyridines, par exemple, la 2-méthyl-

-3 -

pyridine, la 4-méthylpyridine, la 2-éthyl-5-méthylpyridine; les hydroxyalkyl-

pyridines, par exemple, la 4-hydroxyméthylpyridine; et les quinolines, par exemple,

la quinoline et l'isoquinoline.

Le catalyseur employé dans le procédé conforme à la présente invention comprend une porphyrine de manganèse portant des substituants aromatiques à chaque position méso, les noyaux aromatiques des substituants aromatiques étant substitués par un ou plusieurs groupes attracteurs d'électrons et/ou comprenant un hétéroatome d'ammonium quaternaire aromatique dans le noyau aromatique. Les substituants aux positions méso peuvent être des substituants différents, mais dans de nombreuses formes de réalisation, les substituants seront les mêmes à chaque

position méso. On reconnaîtra que le noyau de porphyrine est lui-même poten-

tiellement oxydé et dégradé par oxydation. Sans vouloir être lié par n'importe quelle théorie, on pense que, dans de nombreuses formes de réalisation, la sélection

des catalyseurs de la présente invention accroît la résistance de la porphyrine elle-

même à l'oxydation sans réduire son activité comme catalyseur dans le présent procédé. Les substituants aromatiques aux positions méso des porphyrines peuvent comprendre un ou plusieurs noyaux aromatiques, généralement à 6 membres, mais comprennent normalement un seul de ces noyaux aromatiques. De préférence, le noyau aromatique est un noyau de benzène ou un noyau de pyridinium. Lorsque le noyau aromatique du substituant ne comprend pas un hétéroatome d'ammonium quaternaire, des substituants attracteurs d'électrons sont présents sur le noyau et comprennent un ou plusieurs groupes halogènes, tels que les groupes fluoro, chloro et bromo, particulièrement les groupes chloro, les groupes nitro, les groupes acide sulfonique, les groupes alkylcarboxyles et les groupes ammonium quaternaire. Les substituants attracteurs d'électrons peuvent être présents à n'importe quelle position sur le noyau aromatique du substituant, mais se situeront de la manière la plus générale à une ou plusieurs des positions ortho ou para, par rapport à la liaison à la position méso. Lorsque le noyau aromatique comprend un

hétérodatome d'ammonium quatemrnaire, il n'est pas nécessaire que le noyau aroma-

tique soit substitué par un substituant attracteur d'électrons. Cependant, les substi-

tuants attracteurs d'électrons peuvent être présents si on le souhaite. Le noyau

aromatique comprenant un hétéroatome d'ammonium quaternaire peut être facul-

tativement substitué par un ou plusieurs substituants neutres, tels que les groupes alkyles, particulièrement ceux à courte chaîne, par exemple des groupes alkyles en -4- C I à C4. L'hétéroatome d'ammonium quaternaire peu! être présent a n'importe quelle position dans le noyau aromatique, mais il se situera de la manière la plus générale à une des positions ortho ou para par rapport à la liaison à la position méso. En plus des substituants aux positions méso, les porphyrines de manganèse peuvent en outre être substituées à une ou plusieurs des positions bêta. Les porphyrines de manganèse conformes à la présente invention sont généralement

employées comme sels, y compris les halogénures, les carboxylates et les méthane-

sulfonates, les chlorures étant préférés. Des exemples de catalyseurs appropriés comprennent le chlorure de tétrakis(2,6dichlorophényl)porphyrine de manganèse, le chlorure de tétrakis(2,6dichlorophényl-4-acide sulfonique)porphyrine de manganèse, le chlorure de tétrakis(4-méthylpyridinium)porphyrine de manganèse et

le chlorure de tétrakis(pentafluorophényl)porphyrine de manganèse.

Le rapport molaire des composés aromatiques du substrat représentant un rapport atome d'azote hétérocyclique: catalyseur de porphyrine de manganèse,

sera choisi par exemple sur base de la réactivité du substrat et de l'activité du cata-

lyseur, et ce rapport sera souvent choisi de manière à se situer dans la gamme de : 1 à 1000: 1. Dans certaines formes de réalisation de la présente invention, de bons résultats ont été obtenus en employant un rapport molaire du composé

aromatique du substrat représentant un rapport atome d'azote hétéro-

cyclique: catalyseur de porphyrine de manganèse situé dans la gamme de 100: 1 à

600: 1.

En plus du catalyseur de porphyrine de manganèse, dans certaines formes de réalisation de la présente invention, il est souhaitable d'employer un ou plusieurs co-catalyseurs. Sans vouloir être lié par n'importe quelle théorie, on pense que le procédé d'oxydation conforme à la présente invention s'effectue via la formation d'une espèce manganèse- oxo réactive de manière sélective par clivage homolytique

d'une espèce manganèse-hydroperoxy, le groupe sortant étant un groupe hydro-

xyde. Il est pour cette raison souhaitable de favoriser une telle fission homolytique

par rapport à un clivage hétérolytique, vu que ce dernier produit des espèces radi-

calaires non-sélectives qui peuvent oxyder et dégrader la porphyrine et/ou décom-

poser rapidement le peroxyde d'hydrogène. On pense que la fonction du cocata-

lyseur dans le procédé conforme à la présente invention est de promouvoir le clivage homolytique. Ceci peut être atteint soit par un, soit par les deux effets de liaison partielle ou complète au complexe de la porphyrine de manganèse, donnant ainsi effectivement des électrons au métal, soit par une activité acide-base facilitant -5- le départ du groupe hydroxyde. Des exemples de co-catalyseurs appropriés comprennent les carboxylates d'ammonium, particulièrement l'acétate d'ammonium, l'imidazole, des N-oxydes aliphatiques, tels que le N-oxyde de triéthylamine et les

acides carboxyliques, tels que l'acide benzoïque et l'acide laurique.

Le rapport molaire du catalyseur de porphyrine de manganèse au cocatalyseur variera en fonction des activités des catalyseurs et de la réactivité du substrat, et ce

rapport est souvent choisi de façon à se situer dans la gamme de 1: à 1 à: 100.

Dans certaines formes de réalisation, de bons résultats ont été obtenus en

employant un rapport molaire de catalyseur de porphyrine de manganèse au co-

catalyseur situé dans la gamme de I: 5 à I: 50.

Le procédé conforme à la présente invention peut être effectué soit dans un système à une phase, soit dans un système à deux phases. Lorsqu'un système à deux phases est employé, un catalyseur de transfert de phase tel qu'un halogénure d'ammonium quaternaire peut être employé. De préférence, le procédé conforme à la présente invention est effectué dans un système à une phase. Bien que le composé aromatique comprenant un atome d'azote hetérocyclique puisse être capable de servir comme son propre solvant, il est souvent souhaitable ou nécessaire d'employer un ou plusieurs solvants supplémentaires. Dans de nombreuses formes de réalisation de la présente invention, le composé aromatique

comprenant un atome d'azote hétérocyclique sera soluble dans des solvants hydro-

phobes, mais uniquement partiellement soluble dans l'eau, alors que le peroxyde d'hydrogène sera essentiellement insoluble dans les solvants hydrophobes. Pour cette raison il est souhaitable d'employer un mélange d'un solvant hydrophobe et d'un solvant hydrophile à des rapports appropriés pour produire un système à une

seule phase lorsque ceux-ci sont mélangés. Les solvants choisis devraient de préfé-

rence être essentiellement résistants à l'oxydation dans les conditions de réaction employées. Des exemples de solvants hydrophobes appropriés comprennent des composés aliphatiques chlorés en C 1 à C4, particulièrement le dichlorométhane, le chloroforme et le 1,2dichloréthane, le dichlorométhane étant préféré. Des

exemples de solvants hydrophiles comprennent les nitriles à faible poids molé-

culaire, tels que l'acétonitrile, des alcools résistants à l'oxydation, tels que le méthanol et le t-butanol, les lactames N-alkylées, telles que la N-méthylpyrrolidone et les urées cycliques N-alkylées, telles que la N,N'-diméthylimidazolidinone. Le

solvant hydrophile le plus préféré est l'acétonitrile.

-6- Sans préjudice à la généralité du paragraphe précédent, dans certaines formes de réalisation de la présente invention, lorsqu'un catalyseur de porphyrine de manganèse soluble dans l'eau est employé et que le composé aromatique comprenant un atome d'azote hetérocyclique est au moins partiellement soluble dans l'eau, I'eau peut représenter au moins une partie du solvant. Dans un tel cas, le pH du mélange réactionnel est de préférence autour du pH neutre, tel que de

pH 6 à environ pH 8.

Lorsqu'une combinaison d'un solvant hydrophobe et d'un solvant hydrophile est employée, le rapport massique du solvant hydrophobe au solvant hydrophile sera souvent situé dans la gamme d'environ 10: 1 à 1: 10, bien que des rapports massiques hors de cette gamme puissent être employés si nécessaire pour atteindre la solubilité souhaitée. Dans de nombreuses formes de réalisation, le rapport massique de solvant hydrophobe au solvant hydrophile se situe dans la gamme

d'environ 3: 1 à 1: 3.

Le peroxyde d'hydrogène est employé de manière pratique dans le procédé conforme à la présente invention, soit sous forme d'une solution aqueuse, soit sous forme d'une solution aqueuse diluée par un solvant organique hydrophile. Des solvants hydrophiles appropriés sont ceux discutés cidessus comme solvants

supplémentaires. De préférence, lorsque la solution aqueuse de peroxyde d'hydro-

gène est diluée par un solvant hydrophile et lorsqu'un solvant hydrophile est

employé comme solvant supplémentaire, le même solvant hydrophile est employé.

La concentration de peroxyde d'hydrogène dans la solution aqueuse, lorsque celle-

ci n'est pas diluée davantage par un solvant organique hydrophile, se situe géné-

ralement dans la gamme d'environ 20 % à environ 90 % en poids, avec des concen-

trations dans la gamme d'environ 25 % à environ 75 % en poids, la gamme d'environ 28 % à environ 55 % en poids étant particulièrement préférée. Lorsque le peroxyde d'hydrogène est employé sous la forme d'une solution aqueuse diluée par un solvant organique hydrophile, la concentration du peroxyde d'hydrogène basée sur la solution diluée se situe souvent dans la gamme de I % à 15 % en poids. Dans certaines formes de réalisation de la présente invention, de bons résultats ont été obtenus avec des concentrations de peroxyde d'hydrogène situées dans la gamme de 1 % à environ 7 % en poids. De préférence, le peroxyde d'hydrogène est introduit dans un mélange réactionnel qui contient tant le composé hétérocyclique que le catalyseur et d'une manière particulièrement préférée il est -7introduit progressivement, par exemple au cours d'une période de 15 minutes à

6 heures, tel que par petits incréments ou par alimentation continue.

Le rapport molaire de peroxyde d'hydrogène à l'atome d'azote héterocyclique oxydable peut varier dans une large gamme. Bien que le rapport molaire de peroxyde d'hydrogène à l'atome d'azote hétérocyclique oxydable soit souvent stoechiométrique, c'est-à-dire 1: 1, ou supérieur, on reconnaîtra que des rapports molaires inférieurs à la stoechiométrie peuvent être employés, par exemple lorsque

le substrat contient d'autres groupes fonctionnels qui sont sensibles à l'oxydation.

Dans de nombreuses formes de réalisation, il est préféré d'employer un rapport molaire supérieur à la stoechiométrie pour compenser la décomposition du peroxyde d'hydrogène qui peut se produire. Le rapport molaire de peroxyde d'hydrogène à l'atome d'azote hétérocyclique oxydable se situe généralement dans

la gamme de 1: 1 à 10: 1 et particulièrement de 2: 1 à 6 1.

Le procédé conforme à la présente invention est souvent effectué à une tempé-

rature située dans la gamme d'environ température ambiante, par exemple de 15 à C, à environ 75 C, et elle est généralement inférieure à 60 C. La réaction entre le peroxyde d'hydrogène et le substrat est normalement continuée jusqu'à ce que le degré requis de réaction soit atteint. La durée de la réaction dépendra des autres conditions de réaction, particulièrement de la température de réaction. Dans de nombreuses formes de réalisation, le temps de réaction se situera dans la gamme

de 2 heures à 24 heures.

Après l'achèvement de la réaction, le catalyseur de porphyrine de manganèse peut être isolé du mélange réactionnel par des techniques classiques, telles que l'évaporation des solvants et la distillation des produits. Le catalyseur peut ensuite

être employé dans des oxydations ultérieures.

Conformément à un aspect préféré de la présente invention, on fournit un procédé pour la production de N-oxydes hétérocycliques par réaction entre un composé aromatique comprenant un atome d'azote hétérocyclique et le peroxyde

d'hydrogène en présence d'un catalyseur, d'un co-catalyseur et d'un solvant orga-

nique, caractérisé en ce que le catalyseur comprend une porphyrine de manganèse

choisie parmi le groupe constitué du chlorure de tétrakis(2,6-dichloro-

phényl)porphyrine de manganèse, du chlorure de tétrakis(2,6dichlorophényl-4-

acide sulfonique)porphyrine de manganèse, et du chlorure de tétrakis(4-

méthylpyridinium)porphyrine de manganèse, que le co-catalyseur est l'acétate

d'ammonium et que le solvant est un mélange de dichlorométhane et d'acétonitrile.

Ayant décrit l'invention en termes généraux, des formes de réalisation spéci-

fiques de celle-ci seront décrites plus en détail par voie d'exemple uniquement.

Exemple 1: Préparation de N-oxyde de pyridine Du chlorure de tétrakis(2, 6-dichlorophényl)porphyrine de manganèse (Mn(TDCPP)CI) (0,05 mmole), de l'acétate d'ammonium (0,5 mmole) et de la pyridine (12,5 mmoles) ont été dissous dans 21 ml d'un mélange 1: 1 v/v de dichlorométhane et d'acétonitrile. A cette solution on a ajouté, sous agitation à température ambiante, une solution de peroxyde d'hydrogène à 3 % produite en diluant du peroxyde d'hydrogène aqueux à 30 % en poids (w/w) 10 fois avec de l'acétonitrile. Le peroxyde d'hydrogène a été ajouté pendant 6 heures par une pompe péristaltique. Après achèvement de l'addition du peroxyde d'hydrogène, le mélange réactionnel a été agité pendant une nuit. Le solvant a ensuite été évaporé sous pression réduite et le résidu a été lyophilisé. Le résidu a été purifié par chromatographie en utilisant du gel de silice (70-230 mesh ASTM) disponible dans le commerce auprès de MERCK sous la dénomination commerciale Kieselgel SI60 avec un éluant de chloroforme/méthanol (95/5). Le catalyseur a été récupéré essentiellement intact et le N-oxyde de pyridine a été obtenu avec un rendement de 87%. Exemple 2: Préparation de N-oxyde d'isoquinoline La procédure générale de l'Exemple I a été suivie, sauf qu'on a utilisé 2 mmoles de Mn(TDCPP)CI, 22 mmoles d'acétate d'ammonium, 3 mmoles de peroxyde d'hydrogène, 1 mmole d'isoquinoline et 1,7 ml d'un mélange 1: 1 v/v de dichlorométhane et d'acétonitrile. Après lyophilisation du résidu, celui-ci a été dissous dans du D20 et analysé par RMN des protons avec du méthanol comme standard interne. On a converti 81 % de l'isoquinoline, avec un rendement de

N-oxyde d'isoquinoline de 72 %.

Comparaisons 3 et 4 et Exemples 5 à 23 Dans ces Comparaisons et Exemples, la procédure générale de l'Exemple 2 a été suivie, mais le temps d'addition de la solution de peroxyde d'hydrogène était de 3 heures. Le substrat, le catalyseur de porphyrine de manganèse et le rapport molaire de peroxyde d'hydrogène au substrat et le % de rendement de N- oxyde (basé sur la quantité de matière de départ) obtenus sont donnés dans le Tableau I ci-dessous. Dans le Tableau 1, la présence ou l'absence de co-catalyseur d'acétate d'ammonium est indiquée par "oui" ou "non", n/d indique que le rendement du

produit, s'il existait, était trop faible pour ètre quantifié.

-9-

Tableau I

Exemple/ Substrat Catalyseur Co-catalyseur Rapport % rendement Comp. porphyrine de molaire H202: Mn substrat 3 pyridine Mn(TPP)CI non 3,0 n/d 4 pyridine Mn(TPP)CI oui 3,0 n/d pyridine Mn(TDCPP)CI non 3,0 84 6 pyridine Mn(TDCPP)CI oui 3,0 88 7 pyridine Mn(TFPP)CI oui 3,0 48 8 isoquinoline Mn(TDCPP)CI non 3,0 89 9 isoquinoline Mn(TDCPP)CI oui 3,0 94 isoquinoline Mn(TFPP)CI oui 3,0 39 11 quinoxaline Mn(TDCPP)Cl oui 3,0 27 12 isoquinoline Mn(TDCPP)CI oui 2,5 94 13 quinoline Mn(TDCPP)CI oui 4,0 86 14 2-picoline Mn(TDCPP)CI oui 2,0 81 2-éthyl-5- Mn(TDCPP)CI oui 3,0 87 méthyl-pyridine 16 4-hydroxy - Mn(TDCPP)CI oui 2,0 85 methyl-pyridine 17 quinoxaline Mn(TDCPP)CI oui 5,0 33 18 pyridine Mn(TDCPP)CI oui 1,5 82 19 isoquinoline Mn(TDCPP)CI oui 2,0 87 isoquinoline Mn(TDCPP)CI oui 2,5 95 21 2-picoline Mn(TDCPP)CI oui 3,0 83 22 4-picoline Mn(TDCPP)CI oui 2,0 86 23 4- chloropyridineMn(TDCPP)CI oui 5,0 33 Dans le Tableau 1 ci-dessus, les détails des catalyseurs sont les suivants Mn(TPP)CI représente le chlorure de tetraphénylporphyrine de manganèse, Mn(TDCPP)CI représente le chlorure de tétrakis(2,6- dichlorophényl)porphyrine de manganese, - 10- Mn(TFPP)CI représente le chlorure de tétrakis(pentafiuorophényl)porphyrine de manganèse. Les résultats dans le Tableau 1 démontrent que le procédé conforme à la présente invention peut être utilisé avec succès pour produire des N- oxydes d'une gamme de composés aromatiques hétérocycliques comprenant un atome d'azote hétérocyclique. Les résultats des Comparaisons 3 et 4 montrent que lorsqu'un catalyseur de porphyrine de manganèse non conforme à la présente invention, est employé, même en présence d'un co- catalyseur, le rendement de N-oxyde, s'il

existe, était trop faible pour être quantifié. Dans les Exemples 5 et 6, qui corres-

pondent aux Comparaisons 3 et 4, l'utilisation d'un catalyseur de porphyrine de manganèse conforme à la présente invention, donna de bons rendements de N-oxyde, particulièrement lorsque l'acétate d'ammonium a eété employé comme co-catalyseur. Exemples 24 et 25: Utilisation de l'eau comme solvant Dans ces Exemples, la pyridine et la 4- picoline (250 mmoles) ont été oxydées

à pH 7 et 7,4 respectivement, en présence de chlorure de tétrakis(2,6dichloro-

phényl-4-acide sulfonique)porphyrine de manganèse (2 mmoles), d'acétate d'ammonium (22 mmoles) dans de l'eau (2 ml) à température ambiante par l'addition, sous agitation, de peroxyde d'hydrogène (1000 mmoles) sous forme d'une solution de peroxyde d'hydrogène à 3 % produite en diluant du peroxyde d'hydrogène aqueux à 30% en poids (w/w) 10 fois avec de l'acétonitrile. Le

peroxyde d'hydrogène a été ajouté pendant 6 heures par une pompe péristaltique.

Après achèvement de l'addition de peroxyde d'hydrogène, le mélange réactionnel a été agité pendant une nuit. Le mélange a ensuite été extrait avec du chloroforme deutéré (2 x 1 ml) et le rendement de N- oxyde a été calculé par RMN H1 par rapport au 1,1,2,2-tétrachloréthane comme standard interne. Les rendements de N-oxyde obtenus basés sur la quantité de matière de départ ont été de 21 % et de

28 % respectivement.

Les résultats de ces Exemples démontrent que l'eau peut être utilisée comme

solvant.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1 - Procédé pour la production de N-oxydes hétérocycliques par réaction entre

un composé aromatique comprenant un atome d'azote hétérocyclique et le pero-

xyde d'hydrogène en présence d'un catalyseur, caractérisé en ce que le catalyseur comprend une porphyrine de manganèse portant un substituant aromatique à chaque position méso, le noyau aromatique des substituants aromatiques étant substitué par un ou plusieurs groupes attracteurs d'électrons et/ou comprenant un

hétéroatome d'ammonium quaternaire aromatique dans le noyau aromatique.

2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les groupes attracteurs d'électrons sont choisis parmi les groupes halogènes, les groupes nitro, les groupes acide sulfonique, les groupes alkylcarboxyles et les groupes ammonium quaternaires.

3 - Procédé selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé

en ce que le catalyseur de porphyrine de manganèse est choisi parmi le groupe constitué des sels de la tétrakis(2,6-dichlorophényl)porphyrine de manganèse, de la tétrakis(2,6-dichlorophényl-4-acide sulfonique)porphyrine de manganèse et de la

tétrakis(4-méthylpyridinium)porphyrine de manganèse.

4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le catalyseur de porphyrine de manganèse est choisi parmi le groupe constitué du chlorure de

tétrakis(2,6-dichlorophényl)porphyrine de manganèse, du chlorure de tétrakis-

(2,6-dichlorophényl-4-acide sulfonique)porphyrine de manganèse et du chlorure de

tétrakis(4-méthylpyridinium)porphyrine de manganèse.

- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé

en ce que le procédé utilise de l'acétate d'ammonium comme co-catalyseur.

6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport molaire

de catalyseur de porphyrine de manganèse au co-catalyseur vaut de 1 1 à 1: 100.

7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le rapport molaire

de catalyseur de porphyrine de manganèse au co-catalyseur vaut de 1: 5 a 1: 50.

- 12 -

8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé

en ce que le procédé utilise un mélange d'un solvant hydrophobe et d'un solvant hydrophile.

9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le solvant hydro-

phobe est le dichlorométhane et le solvant hydrophile est l'acétonitrile.

- Procédé selon les revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le rapport

massique de solvant hydrophobe au solvant hydrophile se situe dans la gamme de

: 1 à 1: 10.

1 1 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté-

risé en ce que le composé aromatique comprenant un atome d'azote hétérocyclique est non-substitué ou substitué par un ou plusieurs groupes hydroxyles, alcoxy,

alkyles et amino.

12 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac-

térise en ce que le rapport molaire de peroxyde d'hydrogène à l'atome d'azote hété-

rocyclique oxydable se situe dans la gamme de 1: 1 ià 10: 1.

13 - Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le rapport molaire de peroxyde d'hydrogène à l'atome d'azote hétérocyclique oxydable se

situe dans la gamme de 2: 1 à 6: 1.

14 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac-

térisé en ce que le rapport molaire du composé aromatique représentant le rapport atome d'azote hétérocyclique: catalyseur de porphyrine de manganèse, est choisi

de façon à se situer dans la gamme de 1 0: 1 àI 1000: 1.

- Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le rapport

molaire du composé aromatique représentant le rapport atome d'azote hétéro-

cyclique: catalyseur de porphyrine de manganèse, est choisi de façon à se situer

dans la gamme de 100: 1 à 600: 1.

- 13 -

16 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté-

risé en ce que le procédé est effectué à une température s'étendant de la tempé-

rature ambiante à 75 OC.

17 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté-

risé en ce que le peroxyde d'hydrogène est employé sous forme d'une solution

aqueuse diluée avec un solvant organique hydrophile.

18 - Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que le solvant orga-

nique hydrophile est l'acétonitrile.

19 - Procédé pour la production de N-oxydes hétérocycliques par réaction entre un composé aromatique comprenant un atome d'azote hétérocyclique et le peroxyde d'hydrogène en présence d'un catalyseur, d'un co- catalyseur et d'un solvant organique, caractérisé en ce que le catalyseur comprend une porphyrine de

manganèse choisie parmi le groupe constitué du chlorure de tétrakis(2,6dichloro-

phényl)porphyrine de manganèse, du chlorure de tétrakis(2,6dichlorophényl-4-

acide sulfonique)porphyrine de manganèse, et du chlorure de tétrakis(4méthylpyridinium)porphyrine de manganèse, que le co-catalyseur est l'acétate

d'ammonium et que le solvant est un mélange de dichlorométhane et d'acétonitrile.

- N-oxydes hétérocycliques, lorsque ceux-ci sont produits par un procédé

conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.