FR2804956A1 - Procede de preparation d'un compose polyaromatique - Google Patents

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un composé polyaromatique comprenant au moins un enchaînement de deux cycles aromatiques. Le procédé de préparation d'un composé aromatique polycyclique comprenant au moins un enchaînement de deux cycles aromatiques selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il consiste à faire réagir un composé aromatique porteur d'un groupe partant et un composé organométallique alcalin, en présence d'une quantité efficace d'un catalyseur au nickel, ledit élément étant éventuellement complexé avec au moins un agent de coordination ou ligand.

Description

PROCEDE DE PREPARATION D'UN COMPOSE POLYAROMATIQUE. La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un composé polyaromatique.
L'invention vise en particulier un composé de type biphényle.
Dans l'exposé qui suit de la présente invention, on entend "par composé aromatique polycyclique", un composé comprenant au moins un enchaînement de deux cycles aromatiques, carbocycliques et/ou hétérocycliques.
Par "composé aromatique", on entend la notion classique d'aromaticité telle que définie dans la littérature, notamment par Jerry MARCH, Advanced Organic Chemistry, 4ème édition, John Wiley and Sons, 1992, pp. 40 et suivantes.
D'une manière simplifiée, on désignera par l'expression "aryle" et symbolisera par "Ar", tous les composés aromatiques que ce soient des composés aromatiques carbocycliques ou des composés aromatiques hétérocycliques.
Des structures de type biaryle se rencontrent dans de nombreuses molécules utilisées dans le domaine agrochimique notamment dans des herbicides, pesticides ou dans le domaine pharmaceutique. En particulier, les biaryles non symétriques (Ar - Ar') constituent une classe importante de composés organiques possédant une activité biologique.
Présentes dans de nombreuses molécules naturelles, les structures de type biaryle sont donc des cibles très recherchées lors de l'élaboration de synthèse totale.
Par ailleurs, elles présentent un intérêt accru en rapport avec le développement de nouveaux matériaux organiques tels que les semi- conducteurs organiques ou des cristaux liquides qui possèdent des unités polyfontionnelles de type biaryle.
La synthèse de biaryles non symétriques est plus délicate que celle des biaryles symétriques.
Une voie d'accès classique consiste à effectuer le couplage d'un halogénure d'aryle ou d'un sulfonate d'aryle et d'un dérivé organométallique d'aryle, la réaction étant catalysée par un catalyseur au palladium [S. P. Stanforth, Tetrahedron 54, pp. 263 - 303 (1998)]. L'objectif de la présente invention est de fournir un autre procédé économiquement intéressant permettant notamment d'accéder à des biaryles asymétriques.
II a maintenant été trouvé et c'est ce qui constitue l'objet de la présente invention un procédé de préparation d'un composé aromatique polycyclique comprenant au moins un enchaînement de deux cycles aromatiques caractérisé par le fait qu'il consiste à faire réagir un composé aromatique porteur d'un groupe partant et un composé organométallique alcalin, en présence d'une quantité efficace d'un catalyseur au nickel, ledit élément étant éventuellement complexé avec au moins un agent de coordination ou ligand.
Conformément au procédé de l'invention, on a trouvé que la mise en oeuvre de ce procédé était intéressant car il fait intervenir un catalyseur à base de nickel, relativement peu coûteux par rapport aux catalyseurs à base de palladium, classiquement utilisés.
Du fait du choix du catalyseur selon l'invention, il est possible de mettre en oeuvre à titre de composés halogénoaromatiques, un composé chloroaromatique qui est un composé plus accessible et moins cher qu'un composé bromoaromatique.
Plus précisément, le composé aromatique porteur d'au moins un groupe partant désigné par la suite "composé halogénoaromatique" répond à la formule générale (I)
Figure img00020010

dans laquelle - A symbolise le reste d'un cycle formant tout ou partie d'un système carbocyclique ou hétérocyclique, aromatique, monocyclique ou polycyclique, - R, identiques ou différents, représentent des substituants sur le cycle, - Y représente un groupe partant, de préférence, un atome d'halogène ou un groupe ester sulfonique de formule - OSO2 - Z, dans lequel Zest un groupe hydrocarboné, - n représente le nombre de substituants sur le cycle.
Dans la formule du groupe ester sulfonique, ;Z est un groupe hydrocarboné d'une nature quelconque. Toutefois, étant donné que Y est un groupe partant, il est intéressant d'un point de vue économique que ;? soit d'une nature simple, et représente plus particulièrement un groupe alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence, un groupe méthyle ou éthyle mais il peut également représenter par exemple un groupe phényle ou tolyle ou un groupe trifluorométhyle. Parmi les groupes Y, le groupe préféré est un groupe triflate ce qui correspond à un groupe ;?représentant un groupe trifluorométhyle.
Comme groupes partants préférés, on choisit de préférence, un atome de brome ou de chlore.
L'invention s'applique notamment aux composés halogénoaromatiques répondant à la formule (I) dans laquelle A est le reste d'un composé cyclique, ayant de préférence, au moins 4 atomes dans le cycle, de préférence, 5 ou 6, éventuellement substitué, et représentant au moins l'un des cycles suivants . un carbocycle aromatique, monocyclique ou polycyclique, . un hétérocycle aromatique, monocyclique ou polycyclique comportant au moins un des hétéroatomes O, N et S.
On précisera, sans pour autant limiter la portée de l'invention, que le reste A éventuellement substitué représente, le reste 1 - d'un composé carbocyclique aromatique, monocyclique ou polycyclique. Par "composé carbocyclique polycyclique", on entend . un composé constitué par au moins 2 carbocycles aromatiques et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés, . un composé constitué par au moins 2 carbocycles dont l'un seul d'entre eux est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés.
2 - d'un composé hétérocyclique aromatique, monocyclique ou polycyclique. Par "composé hétérocyclique polycyclique", on définit . un composé constitué par au moins 2 hétérocycles contenant au moins un hétéroatome dans chaque cycle dont au moins l'un des deux cycles est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés, . un composé constitué par au moins un carbocycle et au moins un hétérocycle dont au moins l'un des cycles est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés.
Plus particulièrement, le reste A éventuellement substitué représente, l'un des cycles suivants - un carbocycle aromatique
Figure img00040002

- un bicycle aromatique comprenant deux carbocycles aromatiques
Figure img00040004

- un bicycle partiellement aromatique comprenant deux carbocycles dont l'un deux est aromatique
Figure img00040006

- un hétérocycle aromatique
Figure img00040007

- un bicycle aromatique comprenant un carbocycle aromatique et un hétérocycle aromatique
Figure img00050002

- un bicycle partiellement aromatique comprenant un carbocycle aromatique et un hétérocycle
Figure img00050004

- un bicycle aromatique comprenant deux hétérocycles aromatiques
Figure img00050006

- un bicycle partiellement aromatique comprenant un carbocycle et un hétérocycle aromatique
Figure img00050008

- un tricycle comprenant au moins un carbocycle ou un hétérocycle aromatique
Figure img00050010

Dans le procédé de l'invention, on met en oeuvre préférentiellement un composé halogénoaromatique de formule (I) dans laquelle A représente un noyau aromatique, de préférence un noyau benzénique ou naphtalénique.
Le composé aromatique de formule (I) peut être porteur d'un ou plusieurs substituants.
Le nombre de substituants présents sur le cycle dépend de la condensation en carbone du cycle et de la présence ou non d'insaturations sur le cycle.
Le nombre maximum de substituants susceptibles d'être portés par un cycle, est aisément déterminé par l'Homme du Métier.
Dans le présent texte, on entend par "plusieurs", généralement, moins de 4 substituants sur un noyau aromatique.
Des exemples de substituants sont donnés ci-dessous mais cette liste ne présente pas de caractère limitatif.
Le ou les groupes R, identiques ou différents, représentent préférentiellement l'un des groupes suivants . un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un groupe alcényle ou âlcynyle, linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 2 à 4 atomes de carbone, tel que vinyle, allyle, . un groupe alkoxy ou thioéther linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les groupes méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, un groupe alkényloxy, de préférence, un groupe allyloxy ou un groupe phénoxy, . un groupe cyclohexyle, phényle ou benzyle, . un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un groupe de formule -R1-OH -R1-SH -R1-COOR2 -R 1-CO-R2 -R1-CHO -R1-CN -R1-N(R2)2 -R l -CO-N (R2)2 -R1-S03Z -R1-S02Z -R1-X -R1-CF3 dans lesdites formules, R1 représente un lien valentiel ou un groupe hydrocarboné divalent, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, ayant de 1 à 6 atomes de carbone tel que, par exemple, méthylène, éthylène, propylène, isopropylène, isopropylidène ; les groupes R2 identiques ou différents représentent un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone ou phényle ; Z représente un atome d'hydrogène, un métal alcalin de préférence, le sodium ou un groupe R2; X symbolise un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore, de brome ou de fluor.
La présente invention s'applique tout particulièrement aux composés ha logé noaromatiques répondant à la formule (I) dans laquelle le ou les groupes R représentent . un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un groupe alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 2 à 4 atomes de carbone, tel que vinyle, allyle, . un groupe alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les groupes méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, un groupe alkényloxy, de préférence, un groupe allyloxy ou un groupe phénoxy, . un groupe de formule -R1-OH -R1-N-(R2)2 -R1-S03Z dans lesdites formules, R1 représente un lien valentiel ou un groupe hydrocarboné divalent, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, ayant de 1 à 6 atomes de carbone tel que, par exemple, méthylène, éthylène, propylène, isopropylène, isopropylidène ; les groupes R2, identiques ou différents représentent un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone ou phényle ; Z représente un atome d'hydrogène ou un atome de sodium.
Dans la formule (I), n est un nombre inférieur ou égal à 4, de préférence, égal à 1 ou 2. Comme exemples de composés répondant à la formule (I), on peut citer notamment le p-chlorotoluène, le p-bromoanisole, le p-bromotrifluorobenzène.
Selon l'invention, le composé halogénoaromatique de formule (I) réagit avec un composé organométallique qui répond à la formule
Figure img00080005

dans laquelle - B symbolise le reste d'un cycle formant tout ou partie d'un système carbocyclique ou hétérocyclique, aromatique, monocyclique ou polycyclique, - R', identiques ou différents, représentent des substituants sur le cycle, - M représente au moins un élément métallique du groupe IA de la classification périodique, - m représente le nombre de substituants sur le cycle.
Pour la définition des éléments, on se réfère ci-après à la Classification périodique des éléments publiée dans le Bulletin de la Société Chimique de France, n 1 (1966).
Parmi les composés de formule (II), ceux préférés répondent à la formule (II) dans laquelle M représente le lithium, le sodium, le potassium ou leurs mélanges, de préférence le lithium. Ainsi, on désignera d'une manière simplifiée, par "composé organolithien", tous les composés répondant à la formule (II).
Plus précisément, le composé organolithien répond à la formule (II) dans laquelle B représente le reste d'un système carbocyclique ou hétérocyclique aromatique. Ainsi, B peut prendre les significations données précédemment pour A. Toutefois, B représente plus particulièrement le reste d'un carbocycle tel que benzène ou naphtalène ou d'un hétérocycle tel que pyrrole, pyridine, pyrimidine, pyridazine, pyrazine, pyrazole, 1,3-thiazole, 1,3,4-thiadiazole ou thiofène, triazole, oxadiazole, pyridazolinone.
Le cycle aromatique peut être également substitué. Le nombre de substituants m est généralement au plus de 4 par cycle mais le plus souvent égal à 0 ou 1. On peut se référer à la définition de R pour des exemples de substituants.
Les substituants préférés sont les groupes alkyle ou alkoxy ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un groupe amino, un groupe cyano, un atome d'halogène ou un groupe trifluorométhyle.
B représente préférentiellement le reste d'un noyau benzénique. Comme exemples plus particuliers de composés de formule (II), on peut citer notamment le phényllithium.
Les composés répondant à la formule (II) sont des produits qui peuvent être obtenus selon les procédés décrits dans la littérature en particulier par réaction du métal alcalin ou un alkyllithien, de préférence le butyllithium, avec un halogénure d'aryle [(Modern Synthetic Methods de Manfred Schlosser, p. 233 (1992) Editor Rolf Scheffold)].
La quantité des réactifs mis en oeuvre est telle que le rapport molaire composé organolithien I composé halogénoaromatique est avantageusement compris entre 0,01 et 3, de préférence, entre 0,75 et 2.
Intervient dans le procédé de l'invention, un catalyseur au nickel qui peut être également sous la forme d'un complexe.
Le nickel est présent à un degré d'oxydation 0. II peut être à un degré d'oxydation supérieur dans la mesure où il est associé à un métal réducteur tel que par exemple, le zinc, le manganèse et/ou le magnésium.
On peut également utiliser le nickel de Raney comme réducteur.
Dans le cas où le nickel est mis en oeuvre en quantité catalytique c'est-à- dire inférieure à la quantité stoechiométrique, il importe de le régénérer au cours de la réaction, en l'associant également à un métal réducteur.
II est à noter également que la présence d'un excès du composé organolithien permet également d'effectuer sa réduction.
Comme exemples spécifiques de dérivés du nickel, on peut citer les halogénures de nickel (II), tels que chlorure, bromure ou iodure de nickel (II) ; le sulfate de nickel (II) ; le carbonate de nickel (Il) ; les sels d'acides organiques comprenant de 1 à 18 atomes de carbone tels que notamment acétate, propionate ; les complexes de nickel (II) tels que acétylacétonate de nickel (II), dichloro-bis-(triphénylphosphine) de nickel (II), le dibromo-bis(bipyridine) de nickel (il) ; les complexes de nickel (0) tels que le bis-(cycloocta-1,5-diène) de nickel (0), le bis-diphénylphosphinoéthane de nickel (0).
Le nickel peut être déposé sur un support.
Le support est choisi de telle sorte qu'il soit inerte dans les conditions de la réaction.
Comme exemples de supports, on peut faire appel à un support minéral ou organique tel que notamment le charbon, le charbon activé, le noir d'acétylène, la silice, l'alumine, les argiles et plus particulièrement, la montmorillonite ou des matériaux équivalents ou bien encore une résine polymérique par exemple un polystyrène. Généralement, le métal est déposé à raison de 0,5 % à 95 %, de préférence de 1 % à 5 % du poids du catalyseur.
Le catalyseur peut être mis en oeuvre sous forme d'une poudre, de pellets ou bien de granulés.
On peut également utiliser des complexes des sels minéraux ou organiques du nickel. Dans ces complexes, les ligands ou agents de coordination sont avantageusement des dérivés hydrocarbonés des éléments de la colonne V.
Lesdits dérivés hydrocarbonés des éléments de la colonne V dérivent de l'état de valence III de l'azote telles les amines ou les hétérocycles azotés, du phosphore telles les phosphines, de l'arsenic telles les arsines et de l'antimoine telles les stilbines.
Ils sont avantageusement choisis parmi les dérivés hydrocarbonés des éléments de la colonne VB de préférence de période supérieure à la 2e, de l'azote tels que par exemple, la bipyridine, la bisoxazoline ; du phosphore tels que les phosphines.
Dans ce dernier cas, ce complexe est généralement réalisé in situ entre le dérivé du nickel et la phosphine présente. Mais on peut également préparer ledit complexe extemporanément et l'introduire dans le milieu réactionnel. On peut alors rajouter ou non une quantité supplémentaire de phosphine libre.
On fait appel avantageusement à des phosphines aliphatiques, cycloaliphatiques, arylaliphatiques ou aromatiques ou à des phosphines mixtes, aliphatiques et/ou cycloaliphatiques et/ou arylaliphatiques et/ou aromatiques.
Ces phosphines sont notamment celles qui répondent à la formule générale (III)
Figure img00100009

- les groupes R3, R4, R5, R6, identiques ou différents, représentent - un radical alkyle ayant de 1 à 12 atomes de carbone, - un radical cycloalkyle ayant de 5 ou 6 atomes de carbone, - un radical cycloalkyle ayant de 5 ou 6 atomes de carbone, substitué par un ou plusieurs radicaux alkyle ayant 1 à 4 atomes de carbone, alkoxy ayant 1 ou 4 atomes de carbone, - un radical phénylalkyle dont la partie aliphatique comporte de 1 à 6 atomes de carbone, - un radical phényle, - un radical phényle substitué par un ou plusieurs radicaux alkyle ayant 1 à 4 atomes de carbone ou alkoxy ayant de 1 à 4 atomes de carbone.
- R7 représente un lien valentiel ou un groupe hydrocarboné divalent, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, - q est égal à 0 ou 1.
A titres d'exemples de telles phosphines, on peut citer non limitativement la tricyclohexylphosphine, la triméthylphosphine, la triéthylphosphine, la tri-n- butylphosphine, la triisobutylphosphine, la tri-tert-butylphosphine, la tribenzylphosphine, la dicyclohexylphénylphosphine, la triphénylphosphine, la diméthylphénylphosphine, la diéthylphénylphosphine, la di-tert- butylphénylphosphine.
On met en oeuvre préférentiellement, le tétrakis-(triphénylphosphine) de nickel (0).
Pour ce qui est des proportions de catalyseur, de ligand et éventuellement de métal réducteur, on précise à titre indicatif que la quantité de catalyseur au nickel exprimée par le rapport molaire entre le nickel (exprimé en élément métallique) et le composé organolithien varie entre 5.10-6 et 0,1, de préférence, entre 5.10-6 et 0,05.
La quantité de ligand, de préférence, une phosphine mise en oeuvre représente de 100 à 500 % de la quantité stoechiométrique en nickel.
La quantité de métal réducteur mise en oeuvre représente la quantité stoechiométrique nécessaire pour réduire Ni++ en Nio jusqu'à un excès représentant de 100 % à 500 % de la quantité stoechiométrique.
La température réactionnelle est avantageusement comprise entre 70 C et 150 C, et de préférence voisine de 80 C.
Généralement, la réaction est conduite sous pression autogène des réactifs.
Selon une variante préférée du procédé de l'invention, on conduit le procédé de l'invention, sous atmosphère contrôlée de gaz inertes. On peut établir une atmosphère de gaz rares, de préférence l'argon mais il est plus économique de faire appel à l'azote.
Le procédé selon l'invention est conduit en phase liquide.
On peut faire appel à un solvant inerte dans les conditions de la réaction de l'invention. On met en oeuvre avantageusement un solvant polaire ou apolaire aprotique.
Comme exemples de solvants organiques convenant à l'invention, on peut citer plus particulièrement les hydrocarbures aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromatiques, plus particulièrement l'éther de pétrole, le pentane, le méthylcyclohexane, le toluène, les xylènes ; les éther-oxydes aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromatiques, plus particulièrement, l'éther isopropylique, l'anisole, le dioxane, le tétrahydrofurane, Les solvants préférés sont : le toluène, les xylènes et le méthylcyclohexane.
On peut également utiliser un mélange de solvants organiques.
La concentration des composés de formule (I) ou (II) mis en oeuvre dans le solvant peut varier dans de très larges limites. Généralement, elle varie entre 0,1 et 4 mol/l.
D'un point de vue pratique, le procédé est simple à mettre en oeuvre.
Un mode préféré de mise en oeuvre du procédé de l'invention, consiste à charger le solvant organique, le composé halogénoaromatique, le catalyseur au nickel, le ligand et à ajouter progressivement, par exemple par coulée, le composé organolithien en solution ou non dans un solvant organique.
On chauffe le mélange réactionnel, maintenu sous agitation à la température réactionnelle.
On laisse sous agitation jusqu'à consommation complète des réactifs qui peut être suivie par méthode analytique, par exemple chromatographie en phase gazeuse.
On sépare tout ce qui est insoluble (catalyseur au nickel, sels de zinc et zinc) selon une technique de séparation solide/liquide de préférence, par filtration.
On traite ensuite la masse réactionnelle d'une manière classique. On additionne de l'eau, on évapore si présent, le solvant réactionnel et l'on récupère le composé polyaromatique par exemple, par distillation ou cristallisation dans un solvant adéquat, par exemple un alcool, notamment le méthanol, un ester tel que l'acétate d'isopropyle ou l'eau ou un mélange de ces derniers.
Le produit obtenu répond avantageusement à la formule (IV)
Figure img00120014

dans ladite formule, R , R', A, B, n et m ont la signification donnée précédemment.
Le composé préféré répond à la formule (IV) dans laquelle A représente le reste d'un noyau benzénique.
On donne ci-après des exemples de réalisation de l'invention. Dans les exemples, les abréviations signifient: CPG pour chromatographie en phase gazeuse et MS pour spectrométrie de masse.
Le taux de transformation (TT) correspond au rapport entre le nombre de substrat transformées et le nombre de moles de substrat engagées.
Le rendement (RR) correspond au rapport entre le nombre de moles de produit formées et le nombre de moles de substrat (composé halogénoaromatique) engagées.
<U>Exemple comparatif 1</U> <U>Synthèse du</U> 4-méthylbiphényle Dans un réacteur de 100 ml muni d'un barreau magnétique, équipé d'un réfrigérant, d'un thermocontact, et maintenu sous atmosphère d'azote, on charge 0,266 g (2,1.10-3 mol, 1 éq.) de p-chlorotoluène dans 30 ml de benzène anhydre.
Le mélange est porté à 65 C sous agitation magnétique (600 tours/min). On ajoute en 20 min, à 65 C et sous azote, 1,75 ml (3,15.10-3 mol. 1,5 éq.) d'une solution commerciale de phényllithium 1,8 M (dans le mélange cyclohexane 70 % I éther 30 %).
Le milieu réactionnel est maintenu à 65 C, sous agitation magnétique et sous azote pendant 48 h.
Le mélange est alors ramené<B>à</B> '250C. 50 ml d'eau et 25 ml d'éther sont ajoutés au milieu réactionnel, et celui-ci est ensuite neutralisé à pH 6-7 avec une solution d'acide chlorhydrique 0,1N.
La phase organique est séparée, la phase aqueuse est extraite avec trois fois 75 ml d'éther.
Les phases organiques rassemblées sont lavées avec une solution saturée de chlorure de sodium, séchées sur sulfate de magnésium anhydre, filtrées et évaporées.
Les composés sont identifiés en CPGIMS et en CPG par coinjection avec un échantillon étalon de 4-méthylbiphényle.
Le résidu est dosé en chromatographie en phase gazeuse avec comme étalon le naphtalène.
Le 4-méthylbiphényle est obtenu avec un rendement de 24 %. Le 3- méthylbiphényle est obtenu avec un rendement de 3 %.
<U>Exemple 2</U> <U>Synthèse du</U> 4-méthylbiphényle Dans un réacteur de 100 ml muni d'un barreau magnétique, équipé d'un réfrigérant, d'un thermocontact et maintenu sous atmosphère d'azote, on charge 55,9 mg (8,55.10'5 mol, 0,04 éq.) de dichloro-bis-(triphénylphosphine) nickel (II) dans 30 ml de benzène anhydre.
On ajoute à 25 C et sous azote, 0,27 g (2,14.10-3 mol, 1 éq.) de p- chlorotoluène.
Le mélange est porté à 65 C sous agitation magnétique (600 tours/min). On ajoute en 20 min, à 65 C et sous azote, 1,88 ml (3,21.10-3 mol, 1,5 éq.) d'une solution commerciale de phényllitium 1,7 M (dans le mélange cyclohexane 70 % I éther 30 %).
Le milieu réactionnel est laissé à 65 C, sous agitation magnétique et sous azote pendant 3 h.
Le mélange est alors ramené à 25 C. 50 ml d'eau et 25 ml d'éther sont ajoutés au milieu réactionnel, et celui-ci est ensuite neutralisé à pH 6-7 avec une solution d'acide chlorhydrique 0,1 N.
La phase organique est séparée, la phase aqueuse est extraite avec trois fois 75 ml d'éther.
Les phases organiques rassemblées sont lavées avec une solution saturée de chlorure de sodium, séchées sur sulfate de magnésium anhydre, filtrées et évaporées.
Le composé est identifié en CPG/MS et en CPG par coinjection avec un échantillon étalon de 4-méthylbiphényle.
Le résidu est dosé en chromatographie en phase gazeuse avec comme étalon le naphtalène.
Le 4-méthylbiphényle est obtenu avec un rendement de 55 %. <U>Exemple 3</U> <U>Synthèse du</U> 4-méthylbiphényle Dans un réacteur de 100 ml muni d'un barreau magnétique, équipé d'un réfrigérant, d'un thermocontact, et maintenu sous atmosphère d'azote, on charge 68,6 mg (1,29.-4 mol, 0,04 éq.) de dibromo-bis-(bipyridine) nickel (II) dans 25 ml de benzène anhydre.
On ajoute à 25 C et sous azote, 0,408 g (3,23.10"3 mol, 1 éq.) de p- chlorotoluène.
Le mélange est porté à 65 C sous agitation magnétique (600 tours/min). On ajoute en 20 min, à 65 C et sous azote, 2,7 ml (4,85.10-3 mol, 1,5 éq.) d'une solution commerciale de phényllithium 1,8 M (dans le mélange cyclohexane 70 %<B>1</B> éther 30 %). Le milieu réactionnel est laissé à 65 C, sous agitation magnétique et sous azote pendant 3 h.
Le mélange est alors ramené à 25 C. 50 ml d'eau et 25 ml d'éther sont ajoutés au milieu réactionnel, et celui-ci est ensuite neutralisé à pH 6-7 avec une solution d'acide chlorohydrique 0,1N.
La phase organique est séparée, la phase aqueuse est extraite avec trois fois 75 ml d'éther.
Les phases organiques rassemblées sont lavées avec une solution saturée de chlorure de sodium, séchées sur sulfate de sodium anhydre, filtrées et évaporées.
Le composé est identifié en CPGIMS et en CPG par coinjection avec un échantillon étalon de 4-méthybiphényle.
Le résidu est dosé en chromatographie en phase gazeuse avec comme étalon le naphtalène.
Le 4-méthylbiphényle est obtenu avec un rendement de 41 %. <U>Exemple 4</U> <U>Synthèse du</U> 4-méthylbiphényle Dans un réacteur de 100 ml muni d'un barreau magnétique, équipé d'un réfrigérant, d'un thermocontact, et maintenu sous atmosphère d'azote, on charge 56,7 mg<B>(7,63. 10-5</B> mol, 0,04 éq.) de dibromo-bis-(triphénylphosphine) nickel (II) dans 25 ml de benzène anhydre.
On ajoute sous azote et à 25 C, 0,245 g (1,9.10-3 mol, 1 éq.) de p- chlorotoluène.
Le mélange est porté à 65 C sous agitation magnétique (500 tourslmin). On ajoute en 20 min. à 65 C et sous azote, 1,6 ml (2,86.103 mol, 1,5 éq.) d'une solution de phényllithium 1,8 M (dans le mélange cyclohexane 70 % I éther 30 %).
Le milieu réactionnel est laissé à 65 C, sous agitation magnétique et sous azote pendant 3 h.
Le mélange est alors ramené à 25 C. 75 ml d'eau et 50 ml d'éther sont ajoutés au milieu réactionnel, et celui-ci est ensuite neutralisé à pH 6-7 avec une solution d'acide chlorohydrique 0,1 N.
La phase organique est séparée, la phase aqueuse est extraite avec trois fois 75 ml d'éther.
Les phases organiques rassemblées sont lavées avec une solution saturée de chlorure de sodium, séchées sur sulfate de magnésium anhydre, filtrées et évaporées. Le composé est identifié en CPGIMS et en CPG par coinjection avec un échantillon étalon de 4-méthylbiphényle.
Le résidu est dosé en chromatographie en phase gazeuse avec comme étalon le naphtalène.
Le 4-méthylbiphényle est obtenu avec un rendement de 73 %. <U>Exemple 5</U> <U>Synthèse du</U> 4-méthylbiphényle Dans un réacteur de 100 ml muni d'un barreau magnétique, équipé d'un réfrigérant, d'un thermocontact, et maintenu sous atmosphère d'azote, on charge 16,5 mg (2,22.105 mol, 0,008 éq.) de dibromo-bis-(triphénylphosphine) nickel (II) dans 25 ml de benzène anhydre.
On ajoute à 25 C et sous azote, 0,347 g (2,75.10-3 mol, 1 éq.) de p- chlorotoluène.
Le mélange est porté à 65 C sous agitation magnétique (600 tours/min). On ajoute en 20 min. à 65 C et sous azote, 2,31 ml (4,15.10-3 mol, 1,5 éq.) d'une solution de phényllithium 1,8 M (dans le mélange cyclohexane 70 % l éther 30 %).
Le milieu réactionnel est laissé à 65 C, sous agitation magnétique et sous azote pendant 3 h.
Le mélange est alors ramené à 25 C, 50 ml d'eau et 50 ml d'éther sont ajoutés au milieu réactionnel, et celui-ci est ensuite neutralisé à pH 6-7 avec une solution d'acide chlorohydrique 0,1 N.
La phase organique est séparée, la phase aqueuse est extraite avec trois fois 50 ml d'éther.
Les phases organiques rassemblées sont lavées avec une solution saturée de chlorure de sodium, séchées sur sulfate de sodium anhydre, filtrées et évaporées.
Le composé est identifié en CPGIMS et en CPG par coinjection avec un échantillon étalon de 4-méthylbiphényle.
Un aliquote du résidu est dosé en chromatographie en phase gazeuse avec comme étalon le naphtalène.
Le 4-méthylbiphényle est obtenu avec un rendement de 75 %. <U>Exemple 6</U> <U>Synthèse du</U> 4-méthoxybiphényle Dans un réacteur de 250 ml muni d'un barreau magnétique, équipé d'un réfrigérant, d'un thermocontact, et maintenu sous atmosphère d'azote, on charge 197 mg (2,65.10-4 mol, 0,04 éq.) de dibromo-bis-(triphénylphosphine) nickel (II) dans 40 ml de benzène anhydre.
On ajoute à 25 C et sous azote, 0,83 g (6.63.10"3 mol, 1 éq.) de p- bromoanisole.
Le mélange est porté à 65 C sous agitation magnétique (600 tours/min). On ajoute en 20 min. à 65 C et sous azote, 6,3 ml (1,13.10-Z mol, 1,7 éq.) d'une solution commerciale de phényllithium 1,8 M (dans le mélange cyclohexane 70 % I éther 30 %).
Le milieu réactionnel est laissé à 65 C, sous agitation magnétique et sous azote pendant 2 h.
Le mélange est alors ramené à 25 C, 100 ml d'eau sont ajoutés au milieu réactionnel, et celui-ci est ensuite neutralisé à pH 6-7 avec une solution d'acide chlorohydrique 0,1N.
La phase organique est séparée, la phase aqueuse est extraite avec trois fois 100 ml d'éther.
Les phases organiques rassemblées sont lavées avec une solution saturée de chlorure de sodium, séchées sur sulfate de magnésium anhydre, filtrées et évaporées.
Le résidu est purifié par chromatographie sur colonne de silice (éluant hexane).
Le 4-méthoxybiphényle est obtenu avec un rendement isolé de 56 %. <U>Exemple 7</U> <U>Synthèse du</U> 4-trifluorométhylbiphényle Dans un réacteur de 250 ml muni d'un barreau magnétique, équipé d'un réfrigérant, d'un thermocontact, et maintenu sous atmosphère d'azote, on charge 198,6 mg (2,67.10-4 mol, 0,04 éq.) de dibromo-bis-(triphénylphosphine) nickel (II) dans 40 ml de benzène anhydre.
On ajoute à 25 C sous azote, 0,94 ml (6,69.10-3 mol, 1 éq.) de p- bromotrifluorométhylbenzène.
Le mélange est porté à 65 C sous agitation magnétique (600 tourslmin). On ajoute en 30 min sous azote et à 65 C, 6,3 ml (1,14.10-Z mol, 1,7 éq.) d'une solution commerciale de phényllithium 1,8 M (dans le mélange cyclohexane 70 % l éther 30 %).
Le milieu réactionnel est laissé à 65 C, sous agitation magnétique et sous azote pendant 2 h.
Le mélange est alors ramené à 25 C. 150 ml d'eau sont ajoutés au milieu réactionnel, et celui-ci est ensuite neutralisé à pH 6-7 avec une solution d'acide chlorohydrique 0,1N. La phase organique est séparée, la phase aqueuse est extraite avec trois fois 100 ml d'éther.
Les phases organiques rassemblées sont lavées avec une solution saturée de chlorure de sodium, séchées sur sulfate de magnésium anhydre, filtrées et évaporées.
Le composé est identifié en CPGIMS et en CPG par coinjection avec un échantillon étalon de 4-trifluorométhylbiphényle.
Le 4-trifluorométhylbiphényle est obtenu avec un rendement de 90 % par dosage en CPG (TF = 95 % par dosage en RMN '9 F).
Une chromatographie sur colonne de silice (éluant : hexane) permet d'obtenir le composé avec un rendement isolé de 7 %.

Claims (5)

  1. <U>REVENDICATIONS</U> 1 - Procédé de préparation d'un composé aromatique polycyclique comprenant au moins un enchaînement de deux cycles aromatiques caractérisé par le fait qu'il consiste à faire réagir un composé aromatique porteur d'un groupe partant et un composé organométallique alcalin, en présence d'une quantité efficace d'un catalyseur au nickel, ledit élément étant éventuellement complexé avec au moins un agent de coordination ou ligand.
  2. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le composé halogénoaromatique répond â la formule générale (I)
    Figure img00190004
    dans laquelle - A symbolise le reste d'un cycle formant tout ou partie d'un système carbocyclique ou hétérocyclique, aromatique, monocyclique ou polycyclique, - R, identiques ou différents; représentent des substituants sur le cycle, - Y représente un groupe partant, de préférence, un atome d'halogène ou un groupe ester sulfonique de formule - OS02 - @, dans lequel Zest un groupe hydrocarboné, - n représente le nombre de substituants sur le cycle.
  3. 3 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé par le fait que le composé halogénoaromatique répond à la formule (I) dans laquelle Y est un atome de brome ou de chlore ou un ester sulfonique de formule - OS02 - ;?, dans lequel Zest un groupe alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence, un groupe méthyle ou éthyle, un groupe phényle ou tolyle ou un groupe trifluorométhyle.
  4. 4 - Procédé selon l'une des revendications 2 et 3 caractérisé par le fait que le composé halogénoaromatique répond à la formule (I) dans laquelle A est le reste d'un composé cyclique, ayant de préférence, au moins 4 atomes dans le cycle, de préférence, 5 ou 6, éventuellement substitué, et représentant au moins l'un des cycles suivants . un carbocycle aromatique, monocyclique ou polycyclique, . un hétérocycle aromatique, monocyclique ou polycyclique comportant au moins un des hétéroatomes O, N et S.
  5. 5 - Procédé selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé par le fait que le composé halogénoaromatique répond à la formule (I) dans laquelle le reste A éventuellement substitué représente un carbocycle aromatique, un bicycle aromatique comprenant deux carbocycles aromatiques, un bicycle partiellement aromatique comprenant deux carbocycles dont l'un deux est aromatique, un hétérocycle aromatique, un bicycle aromatique comprenant un carbocycle aromatique et un hétérocycle aromatique, un bicycle partiellement aromatique comprenant un carbocycle aromatique et un hétérocycle, un bicycle aromatique comprenant deux hétérocycles aromatiques, un bicycle partiellement aromatique comprenant un carbocycle et un hétérocycle aromatique, un tricycle comprenant au moins un carbocycle ou un hétérocycle aromatique: 6 - Procédé selon l'une des revendications 2 à 4 caractérisé par le fait que le composé halogénoaromatique répond à la formule (I) dans laquelle A représente un noyau benzénique ou naphtalénique. 7 - Procédé selon l'une des revendications 2 à 6 caractérisé par le fait que le composé halogénoaromatique de formule (I) porte un ou plusieurs substituants tels que . un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, . un groupe alcényle ou alcynyle, linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 2 à 4 atomes de carbone, tel que vinyle, allyle, . un groupe alkoxy ou thioéther linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les groupes méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, un groupe alkényloxy, de préférence, un groupe allyloxy ou un groupe phénoxy, . un groupe cyclohexyle, phényle ou benzyle, . un groupe acyle ayant de 2 à 6 atomes de carbone, . un groupe de formule -R1-OH -R1-SH -R1-COOR2 -R1-CO-R2 -R1-CHO -R1-CN -R1-N(R2)2 -R1-CO-N(R2)2 -R1-S03Z -R 1-S02Z -R1-X -R1-CF3 dans lesdites formules, R1 représente un lien valentiel ou un groupe hydrocarboné divalent, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, ayant de 1 à 6 atomes de carbone tel que, par exemple, méthylène, éthylène, propylène, isopropylène, isopropylidène ; les groupes R2 identiques ou différents représentent un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone ou phényle ; Z représente un atome d'hydrogène, un métal alcalin de préférence, le sodium ou un groupe R2; X symbolise un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore, de brome ou de fluor. 8 - Procédé selon l'une des revendications 2 à 7 caractérisé par le fait que le composé halogénoaromatique répond à la formule (I) dans laquelle n est un nombre inférieur ou égal à 4, de préférence, égal à 1 ou 2. 9 - Procédé selon l'une des revendications 2 à 8 caractérisé par le fait que le composé halogénoaromatique de formule (I) est choisi parmi : le p- chlorotoluène, le p-bromoanisole, le p-bromotrifluorobenzène. 10 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le composé organométallique alcalin répond à la formule (II)
    Figure img00210019
    dans laquelle - B symbolise le reste d'un cycle formant tout ou partie d'un système carbocyclique ou hétérocyclique, aromatique, monocyclique ou polycyclique, - R', identiques ou différents, représentent des substituants sur le cycle, - M représente au moins un élément métallique du groupe IA de la classification périodique, - m représente le nombre de substituants sur le cycle. 11 - Procédé selon la revendication 10 caractérisé par le fait que le composé organométallique alcalin répond à la formule (II) dans laquelle M représente le lithium. 12 - Procédé selon la revendication 10 caractérisé par le fait que le composé organométallique alcalin répond à la formule (II) dans lequelle B représente le reste d'un carbocycle tel que benzène ou naphtalène ou d'un hétérocycle tel que pyrrole, pyridine, pyrimidine, pyridazine, pyrazine, pyrazole, 1,3-thiazole, 1,3,4- thiadiazole ou thiofène, triazole, oxadiazole, pyridazolinone. 13 - Procédé selon l'une des revendications 10 à 12 caractérisé par le fait que le composé organométallique alcalin présente un cycle aromatique porteur d'au moins un substituant choisi parmi les groupes alkyle ou alkoxy ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un groupe amino, un groupe cyano, un atome d'halogène ou un groupe trifluorométhyle. 14 - Procédé selon la revendication 10 caractérisé par le fait que le composé organométallique alcalin répond à la formule (II) dans laquelle m est un nombre inférieur ou égal à 4, de préférence, égal à 0 ou 1. 15 - Procédé selon l'une des revendications 10 à 14 caractérisé par le fait que le composé organométallique alcalin est le phényllithium. 16 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisé par le fait que la quantité des réactifs mis en oeuvre est telle que le rapport molaire composé organométallique alcalin I composé halogénoaromatique est compris entre 0,01 et 3, de préférence, entre 0,75 et 2. 17 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisé par le fait que le catalyseur au nickel comprend du nickel à un degré d'oxydation 0 ou du nickel à un degré d'oxydation supérieur associé à un métal réducteur de préférence, le zinc, le manganèse et/ou le magnésium ou bien le nickel de Raney. 18 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 17 caractérisé par le fait que le catalyseur au nickel est choisi parmi les halogénures de nickel (II), tels que chlorure, bromure ou iodure de nickel (II) ; le sulfate de nickel (II) ; le carbonate de nickel (II) ; les sels d'acides organiques comprenant de 1 à 18 atomes de carbone tels que notamment acétate, propionate ; les complexes de nickel (II) tels que acétylacétonate de nickel (II), dichloro-bis-(triphénylphosphine) de nickel (Il), le dibromo-bis(bipyridine) de nickel (II) ; les complexes de nickel (0) tels que le bis-(cycloocta-1,5-diène) de nickel (0), le bis-diphénylphosphinoéthane de nickel (0). 19 - Procédé selon la revendication 18 caractérisé par le fait que le catalyseur au nickel est le chlorure de nickel (II) associé à un agent réducteur, de préférence, le zinc. 20 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 19 caractérisé par le fait que le nickel est sous forme de complexes dans lesquels le ligand est un dérivé hydrocarboné des éléments de la colonne V dérivé de l'état de valence III de l'azote, du phosphore, de l'arsenic ou de l'antimoine. 21 - Procédé selon la revendication 20 caractérisé par le fait que le ligand est une phosphine aliphatique, cycloaliphatique, arylaliphatique ou aromatique ou à une phosphine mixte, aliphatique et/ou cycloaliphatique et/ou arylaliphatique et/ou aromatique. 22 - Procédé selon la revendication 21 caractérisé par le fait que la phosphine utilisée est choisie parmi la tricyclohexylphosphine, la thméthylphosphine, la triéthylphosphine, la tri-n-butylphosphine, la triisobutylphosphine, la tri-tert- butylphosphine, la tribenzylphosphine, la dicyclohexylphénylphosphine, la triphénylphosphine, la diméthylphénylphosphine, la diéthylphénylphosphine, la di-terf-butylphénylphosphine. 23 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 22 caractérisé par le fait que la quantité de catalyseur au nickel exprimée par le rapport molaire entre le nickel et le composé organométallique alcalin varie entre 5.10-6 et 0,1, de préférence, entre 5.10-6 et 0,05. 24 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 23 caractérisé par le fait que la quantité de ligand, de préférence, une phosphine mise en oeuvre représente de 100 à 500 % de la quantité stoechiométrique en nickel. 25 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 24 caractérisé par le fait que la quantité de métal réducteur mise en oeuvre représente la quantité stoechiométrique nécessaire pour réduire Ni++ en Nip jusqu'à un excès représentant de 100 % à 500 % de la quantité stoechiométrique. 26 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 25 caractérisé par le fait que la température réactionnelle est comprise entre 70 C et 150 C, et de préférence voisine de 80 C. 27 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 26 caractérisé par le fait que la réaction est conduite dans un solvant polaire ou apolaire aprotique choisi de préférence, parmi les hydrocarbures aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromatiques, plus préférentiellement, l'éther de pétrole, le pentane, le méthylcyclohexane, le toluène, les xylènes ; les éther-oxydes aliphatiques, cycloaliphatiques ou aromatiques, plus préférentiellement, l'éther isopropylique, l'anisole, le dioxane, le tétrahydrofurane. 28 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 27 caractérisé par le fait que le produit obtenu répond avantageusement à la formule (IV)
    Figure img00240019
    dans ladite formule, R , R', A, B, n et m ont la signification donnée précédemment dans l'une des revendications 2 à 8 et 10 à 14. 29 - Procédé selon la revendication 28 caractérisé par le fait que le composé de formule (IV) est le 4-méthylbiphényle, le 4-méthoxybiphényle, le 4- trifluorométhylbiphényle.
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