WO2003022789A2 - Method for transforming a 1,2-disubstituted epoxide cycle into its alpha-diketone derivative - Google Patents

Method for transforming a 1,2-disubstituted epoxide cycle into its alpha-diketone derivative Download PDF

Info

Publication number
WO2003022789A2
WO2003022789A2 PCT/FR2002/003117 FR0203117W WO03022789A2 WO 2003022789 A2 WO2003022789 A2 WO 2003022789A2 FR 0203117 W FR0203117 W FR 0203117W WO 03022789 A2 WO03022789 A2 WO 03022789A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bismuth
activator
group
cycle
acid
Prior art date
Application number
PCT/FR2002/003117
Other languages
French (fr)
Other versions
WO2003022789A3 (en
Inventor
Isabel Dunach-Clinet
Original Assignee
Rhodia Chimie
Antoniotti, Sylvain
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Chimie, Antoniotti, Sylvain filed Critical Rhodia Chimie
Priority to AU2002339049A priority Critical patent/AU2002339049A1/en
Publication of WO2003022789A2 publication Critical patent/WO2003022789A2/en
Publication of WO2003022789A3 publication Critical patent/WO2003022789A3/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C49/00—Ketones; Ketenes; Dimeric ketenes; Ketonic chelates
    • C07C49/587—Unsaturated compounds containing a keto groups being part of a ring
    • C07C49/647—Unsaturated compounds containing a keto groups being part of a ring having unsaturation outside the ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/56—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds from heterocyclic compounds
    • C07C45/57—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds from heterocyclic compounds with oxygen as the only heteroatom
    • C07C45/58—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds from heterocyclic compounds with oxygen as the only heteroatom in three-membered rings

Definitions

  • the main object of the present invention is a process which is useful for opening a 1, 2-disubstituted, linear or cyclic epoxy cycle and more particularly for transforming such a cycle directly into its ⁇ -diketone derivative.
  • Epoxides represent particularly interesting synthesis intermediates, taking into account the possibilities offered by the opening of their oxirane cycle.
  • the opening of this cycle can be directed so as to access different compounds.
  • the carbon-carbon bond can be broken, in particular for the terminal epoxides, to form the carboxylic acids in the presence of Bi (III) / ⁇ 2, or the corresponding aldehydes and ketones in the presence ammonium nitrate and cerium (IV).
  • these ⁇ -diketone derivatives are obtained either by oxidation of vicinal diols, ⁇ -functionalized ketones or alkynes.
  • these methods are not entirely satisfactory insofar as they often use salts, metallic oxides or their derivatives, of the KMn0 4 , Mn0 2 , Cr 2 ⁇ 3 , HgO type, which generate waste. embarrassing metal.
  • the object of the present invention is precisely to propose a new access route to ⁇ -diketones via the opening of a disubstituted 1,2 epoxy ring.
  • the present invention mainly relates to a process for directly transforming a disubstituted epoxy ring 1, 2 into its ⁇ -diketone derivative characterized in that said cycle is oxidized in the presence of at least an effective amount of a bismuth salt and / or any compound capable of generating it in situ and of an activator for opening said cycle.
  • the claimed process made it possible to selectively transform the treated epoxide ring into its ⁇ -diketonic derivative.
  • the reaction conditions adopted within the framework of the claimed process make it possible to avoid the phenomenon of overoxidation which one might have expected.
  • the transformation carried out in the context of the invention is said to be direct in the sense that it is carried out in a single step.
  • the active species of bismuth it comprises at least one bismuth III salt.
  • salts of mineral hydracids such as: chloride, bromide, iodide, sulfide, selenide, bismuth tellurium and the salts of aliphatic or aromatic organic acids such as: acetate, propionate, benzoate, salicylate, oxalate, tartrate, lactate, citrate and bismuth mandelate as well as bismuth trifluoromethanesulfonate.
  • the bismuth derivatives which are very particularly suitable for the invention are: bismuth halides and more particularly bismuth chloride, bismuth bi 2 0 mandelate (C 8 H 7 0 3 ) 4 and bismuth trifluoromethanesulfonate (triflate).
  • the bismuth salt is generated in situ within the reaction medium by oxidation of metallic bismuth.
  • This embodiment is particularly advantageous in terms of costs, insofar as the bismuth salts have to be prepared and stored in anhydrous form, which is not the case for metallic bismuth.
  • the generation of the bismuth salt can in particular be visualized during the oxidation reaction through the progressive dissolution of the metallic bismuth.
  • This oxidation of metallic bismuth is preferably carried out using molecular oxygen or a gas containing it.
  • the amount of bismuth introduced is variable depending on whether said compound is used in the form of a metal or in the form of a salt in the oxidation state III, such as for example in the form of bismuth mandelate III.
  • this bismuth salt is generated in situ from metallic bismuth, the latter is advantageously introduced at a rate of 5 to 15% and preferably about 8% to 10 mol% relative to the epoxide cycle.
  • the activator is generally chosen from Lewis acids and protic acids. It is preferably a Lewis acid. It may especially be a metal salt, of the halide, perchlorate, ether, trifluoromethanesulfonate or triflate type, of an alumina or zeolite.
  • M n + OR F
  • M n + M n + (NR F 2)
  • M ⁇ + being a metal, preferably alkaline , alkaline earth or transition, and RF representing a halogen atom; a perhalogenated alkyl group optionally interrupted by an oxygen or sulfur atom; a radical chosen from the radicals RA-CF2-, R A -CF 2 -CF 2 -, R A -CF 2 -CF (CF 3 ) - and CF 3 -C (R A ) F-, with R A representing a hydrogen atom or an alkyl group.
  • the halogens present are fluorine atoms and the perhalogenated chains, perfluorinated chains.
  • these metal salts mention may more specifically be made of copper triflate II.
  • the use of bismuth triflate is advantageous in that it makes it possible to dispense with additional activator.
  • the activators assimilable to Lewis acids with an acid strength assimilable to that of copper triflate II prove to be more particularly advantageous for transforming epoxides present in cyclic structures having at most 6 members.
  • the use of an activator having a higher acid strength and in particular like that triflic acid is more advantageous.
  • the activator can be used at a rate of 1 to 30 mol% and preferably at a rate of 2 to 25 mol% relative to the epoxy cycle.
  • this amount of activator is also capable of being adjusted as a function of the acid strength of the activator considered.
  • a so-called strong acid activator like triflic acid it is advantageous not to exceed 3 moles of activator per bismuth atom.
  • the epoxy substrate to be transformed it is an epoxy ring present in a linear, branched aliphatic hydrocarbon derivative or present in a hydrocarbon ring.
  • this epoxy cycle corresponds to the formula:
  • - Ri and R 2 identical or different, represent: (1) an alkyl group
  • alkyl group is intended to cover a linear or branched saturated hydrocarbon radical which may optionally include one or more saturated aliphatic ring (s).
  • the alkyl groups can have up to 25 carbon atoms. They preferably contain from 1 to 12 carbon atoms, and advantageously from 1 to 6 carbon atoms.
  • alkyl groups are the methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl, pentyl, isopentyl, neopentyl, 2-methylbutyl, 1-ethylpropyl, hexyl, isohexyl, neohexyl radicals.
  • methylpentyle 3-methylpentyle, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1-methyl-1-ethylpropyl, heptyl, 1-methylhexyl, 1-propylbutyl, 4,4-dimethylpentyl, octyl, 1 - methylheptyl, 2-ethylhexyl, 5,5-dimethylhexyl, nonyl, decyl, 1-methylnonyl, 3,7-dimethyloctyl and 7,7-dimethyloctyl.
  • an alkyl group can also denote, within the meaning of the invention, a cycloalkyl group, condensed or not, that is to say a cyclic saturated hydrocarbon radical, preferably having 3 to 10 carbon atoms, such as, for example, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl or cyclooctyle.
  • the alkenyl groups of the invention can have up to 25 carbon atoms. They include preferably from 2 to 12 carbon atoms, and advantageously from 2 to 6 carbon atoms.
  • alkynyl group means an unsaturated, linear or branched hydrocarbon radical having at least one C ⁇ C triple bond, it being understood that the triple bond (s) present do not form part of a true acetylenic group C ⁇ CH.
  • the alkynyl groups of the invention may, as a general rule, have up to 25 carbon atoms, and they preferably comprise from 3 to 15 carbon atoms, and advantageously from 3 to 6 carbon atoms.
  • an "aryl” group is, for the purposes of the invention, a mono- or polycyclic aromatic group generally having from 5 to 20 carbon atoms, and preferably from 6 to 10 carbon atoms. Thus, it may for example be a phenyl group, or alternatively 1- or 2-naphthyl.
  • an "aryl” group within the meaning of the invention can integrate one or more heteroatoms such as sulfur, oxygen, or nitrogen.
  • the group “aryl” within the meaning of the invention designates a heteroaromatic mono- or polycyclic group.
  • arylalkyl alkyl, aryl or alkynyl chains substituted by an aryl group as defined above.
  • these are groups of the Ar-Ra- type, where Ar represents an aryl group and where Ra represents an alkylene, alkenylene or alkynylene chain.
  • the “arylalkynyl” groups of the invention do not have true C ⁇ CH acetylenic groups.
  • the various alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, arylalkyl, arylalkenyl or arylalkynyl radicals present in the compounds used according to the invention can optionally be interrupted by heteroatoms or groups -S0 2 -, -SO-, or by secondary or tertiary amines, or substituted by any type of group which is not susceptible to interfere with the opening reaction of the epoxide ring implemented, and in particular by halogen atoms, or by silylated groups.
  • these are saturated or unsaturated chains which preferably contain from 3 to 15 carbon atoms, and which can also be substituted or incorporate heteroatoms or groups of type -S0 2 -, -SO-, or secondary or tertiary amines.
  • heteroatoms or groups of type -S0 2 -, -SO-, or secondary or tertiary amines are chosen so as to ensure that they do not interfere in the opening reaction considered.
  • This remark is also valid for the substituents possibly present, and very particularly with regard to the amines or alcohols possibly present, which can advantageously be, if necessary, in a protected form so as to guarantee their non-reactivity.
  • the groups Ri and R 2 present in the compounds of formula (I) preferentially used must be inert under the reaction conditions.
  • the claimed process is particularly advantageous for preparing linear or branched aliphatic ⁇ -diketones such as 2,3-butanedione, 2,3-pentanedione, 2,3-hexanedione and 3,4-hexanedione.
  • cyclic epoxides of general formula I in which R 1 and R 2 are linked together so as to form a hydrocarbon chain, linear or branched, saturated or unsaturated.
  • This hydrocarbon chain can also be part of a saturated or unsaturated hydrocarbon cycle, condensed or not.
  • the ⁇ -diketones obtained according to the invention can be in the form of enol.
  • the epoxide is present in a cycle of 5 to 13, and preferably of 5, 6 or 12 links.
  • this type of substrate mention may more particularly be made of the compounds appearing in Table I below.
  • the substrate is brought into contact in a solubilized form with the bismuth salt and the activator considered.
  • the oxidation of the epoxide function to its ⁇ -diketone derivative is favored and the manifestation of the polymerization of this substrate is prevented.
  • the pre-solubilization and the subsequent transformation of the epoxide cycle is generally carried out in a solvent sufficiently polar to allow the solubilization of the active species Bi III, generated or not in situ.
  • DMSO dimethylsulfoxide
  • a polar aprotic solvent with a boiling point above 80 ° C. associated, if necessary, with an oxygen transfer agent ( example N-oxides).
  • N-oxides oxygen transfer agent
  • the reaction is carried out under anhydrous conditions and more generally in the absence of any trace of undesirable nucleophilic agent capable of affecting the smooth running of the reaction. For this reason, the entire reaction medium is generally first purged using an inert gas before being placed under an oxygen atmosphere or a gas containing it.
  • the transformation is carried out at a temperature above room temperature, generally between 60 ° C and 120 ° C and preferably of the order of 100 ° C. It is of course, adjusted so as to favor the kinetics of reaction while preserving the stability of the reactants brought into contact as well as that of the ⁇ -diketone derivative formed during the reaction. Likewise, it is adjusted so as to prevent the manifestation of polymerization of the substrate.
  • the claimed process can in particular be composed of the following stages: mixing of the bismuth salt or of the bismuth metal with the activator in the solvent considered, preferably DMSO under an inert atmosphere, - placed in the presence of the whole with oxygen molecular or any gas containing it, heating of the whole to the reaction temperature, introduction into said medium of the epoxide cycle in a solubilized form, - conservation of the whole with stirring and heating until formation of the expected ⁇ -diketone derivative , and recovery of the ⁇ -diketone derivative.
  • the solvent considered preferably DMSO under an inert atmosphere
  • the diketonic derivative is recovered and purified at the end of the reaction according to conventional techniques which fall within the competence of those skilled in the art.
  • the invention also extends to the compounds capable of being obtained by the claimed process.
  • Bismuth commercial (Aldrich). Copper (II) triflate Cu (OTf) 2 , handled under nitrogen flow.
  • DMSO dimethyl sulfoxide distilled on CaH 2 and handled under a nitrogen flow.
  • Cyclohexene oxide 1a commercial (Aldrich), distilled before use.
  • reaction crude is poured into 50 ml of water saturated with sodium chloride before extracting three times with 50 ml of diethyl ether.
  • organic phases are combined, dried over magnesium sulfate for 1 hour, and the solvent is evaporated on a rotary evaporator.
  • the residue is a yellow oil containing cyclohexan-1, 2-dione and the part of DMSO extracted, c) Purification and analyzes
  • the residue is purified by chromatography on silica gel using dichloromethane as eluent.
  • Cyclohexane-1, 2-dione 1b is characterized by CG-SM (gas chromatography coupled to the mass spectrometer) and proton NMR, by comparison with a commercial sample (Aldrich). The yield in 1 b is 74% (414 mg; 3.7 mmol).
  • 4-nonene oxide 4a is used, prepared by epoxidation of 4-nonene. It is in the form of a mixture of two cis and trans isomers. The operating conditions used are those described in Example 1. Nonane-4,5-dione 4b is obtained, characterized by CG-SM and proton and carbon 13 NMR, by comparison with data from the literature. The yield in 4b is 83%.
  • the oxidation of the unsaturated epoxides 2a and 3a indicates that the olefin functions are not modified by the system.
  • the 5- and 6-membered cyclic ⁇ -diketones were mainly observed in their enolized form during the analysis by proton NMR (in CDCI 3 at 20 ° C). Particularly in the case of entry 3, only the form 1, 2-dihydroxybenzene was observed.
  • the diketones 4b and 5b showed a weak enolization (respectively 36 and 30%) under the same analytical conditions.
  • the assembly After having introduced 15 ml of DMSO by a syringe through the septum, the assembly is purged three times, by compensating each time for the depression with the oxygen in the balloon by means of the three-way valve. The mixture is then heated with stirring to 100 ° C and kept for 10 minutes. Cyclohexene oxide 1a (490 mg; 5 mmol) dissolved in 5 ml of DMSO is then introduced by means of a syringe through the septum, and allowed to stir at this temperature until the reaction is complete (3 h).
  • the reaction crude is poured into 50 ml of water saturated with sodium chloride before extracting three times with 50 ml of diethyl ether.
  • the organic phases are combined, dried over magnesium sulfate for 1 hour, and the solvent is evaporated on a rotary evaporator.
  • the residue is a yellow oil containing cyclohexan-1, 2-dione and the part of DMSO extracted.
  • This test is also repeated on cyclooctene oxide with bismuth (III) trichloride (50 mol%) as bismuth salt and in the presence of copper (II) acetate (5 mol%).
  • the whole is heated for 73 hours at 100 ° C. under an atmosphere of 0. A 80% conversion is observed and the corresponding diketone is obtained with a yield of 32%.
  • Bismuth powder commercial (Aldrich). Triflic acid: Rhodia.
  • DMSO dimethyl sulfoxide distilled on CaH 2 and handled under a nitrogen flow.
  • 2-pentene oxide prepared by epoxidation of commercial 2-pentene by mCPBA (mixture of the two cis and trans isomers in equivalent proportions).
  • the 2-pentene oxide (430 mg; 5 mmol) dissolved in 5 ml of DMSO is then introduced during a slow addition (duration: 1 hour) by means of a syringe driver through the septum, and left stirred at this temperature for 8 hours.
  • the consumption of the epoxide is followed by the CPV analysis of aliquot samples of the solution.
  • the reaction crude is cooled to -20 ° C. in a freezer.
  • the DMSO is solidified, the whole is placed in an ice bath.
  • the solid, yellow in color is triturated in 50 ml of pentane and then filtered.
  • the yellow filtrate composes the first organic fraction.
  • the yellow solid taken in the filter is then dissolved in 50 ml of water saturated with sodium chloride.
  • the aqueous solution thus obtained is extracted three times with 50 ml of diethyl ether.
  • the organic phases are dried over magnesium sulfate for 1 hour, and the solvent is evaporated to the rotary evaporator.
  • the residues of the two fractions are oily in nature, yellow in color, and contain the 2,3-pentanedione and the part of DMSO extracted, as well as some secondary products.
  • 2,3-pentanedione is characterized by CG-SM and proton NMR, by comparison with data from the literature.
  • the overall pentanedione yield is 38% (190 mg; 1.9 mmol), mixed with the epoxide isomerization products of 3-pentanone and 2-pentanone, obtained overall with a yield of 5 % (21 mg; 0.25 mmol).
  • 3-hexene oxide is prepared by epoxidation of commercial 3-hexene by mCPBA (mixture of the two cis and trans isomers in equivalent proportions).
  • the experimental conditions of Example 1 are reproduced, but using 6 mol% of copper triflate.
  • the reaction time is 8.75 h.
  • the corresponding diketone (3,4-hexanedione) is recovered according to the conditions described in Example 1 with a yield of 30%.
  • the stilbene oxide used is the mixture of commercially available trans and cis isomers.
  • Example 1 The experimental conditions of Example 1 are reproduced, but using 3 mol% of copper triflate.
  • the reaction time is 2.75 h.
  • the bismuth triflate (164 mg; 0.25 mmol) is dissolved in 15 ml of DMSO under an oxygen atmosphere. The whole is heated with stirring to 100 ° C., then the cyclohexene oxide (490 mg; 5 mmol) in 5 ml of DMSO is introduced into the reaction medium by means of a syringe through the septum. The mixture is stirred at 100 ° C for 1, 3 hours.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

The invention concerns a method for transforming a 1,2-disubstituted epoxide cycle into its alpha -diketone derivative, characterized in that it consists in oxidizing said cycle in the presence of at least an efficient amount of a bismuth salt and/or any compound capable of generating same in situ and of an activator for opening said cycle.

Description

PROCEDE POUR TRANSFORMER UN CYCLE EPOXYDE 1 ,2 DISUBSTITUE EN SON DERIVE ALPHA-DICETONE PROCESS FOR TRANSFORMING A 1, 2 DISUBSTITUTED EPOXIDE CYCLE INTO ALPHA-DICETONE DERIVATIVE THEREOF
La présente invention a pour objet principal un procédé utile pour réaliser l'ouverture d'un cycle époxyde 1 ,2-disubstitué, linéaire ou cyclique et plus particulièrement pour transformer un tel cycle directement en son dérivé α-dicétone.The main object of the present invention is a process which is useful for opening a 1, 2-disubstituted, linear or cyclic epoxy cycle and more particularly for transforming such a cycle directly into its α-diketone derivative.
Les époxydes représentent des intermédiaires de synthèse particulièrement intéressants compte tenu des possibilités offertes par l'ouverture de leur cycle oxirane.Epoxides represent particularly interesting synthesis intermediates, taking into account the possibilities offered by the opening of their oxirane cycle.
En l'occurrence, selon les conditions d'oxydation retenues, on peut diriger l'ouverture de ce cycle de manière à accéder à différents composés.In this case, depending on the oxidation conditions adopted, the opening of this cycle can be directed so as to access different compounds.
C'est ainsi que l'utilisation du DMSO en tant qu'oxydant conduit par catalyse acide directement à la formation d' -cétols ou, en présence de chlorure d'oxalyle, à un dérivé α-chlorocétone.Thus the use of DMSO as an oxidant leads by acid catalysis directly to the formation of ketols or, in the presence of oxalyl chloride, to an α-chloroketone derivative.
En revanche, dans des conditions d'oxydation différentes, on peut rompre la liaison carbone-carbone, en particulier pour les époxydes terminaux, pour former les acides carboxyliques en présence de Bi(lll)/θ2, ou les aldéhydes et cétones correspondants en présence de nitrate d'ammonium et de cérium (IV).On the other hand, under different oxidation conditions, the carbon-carbon bond can be broken, in particular for the terminal epoxides, to form the carboxylic acids in the presence of Bi (III) / θ2, or the corresponding aldehydes and ketones in the presence ammonium nitrate and cerium (IV).
Toutefois, à ce jour il n'existe pas d'exemples de transformation directe d'époxydes en dérivés α-dicétones.However, to date there are no examples of direct transformation of epoxides into α-diketone derivatives.
De manière générale, ces dérivés α-dicétones sont obtenus soit par oxydation de diols vicinaux, de cétones α-fonctionnalisées ou d'alcynes. En fait, ces procédés ne donnent pas entière satisfaction dans la mesure où ils font souvent appel à des sels, des oxydes métalliques ou à leurs dérivés, de type KMn04, Mn02, Cr2θ3, HgO, qui sont générateurs de déchets métalliques embarrassants.Generally, these α-diketone derivatives are obtained either by oxidation of vicinal diols, α-functionalized ketones or alkynes. In fact, these methods are not entirely satisfactory insofar as they often use salts, metallic oxides or their derivatives, of the KMn0 4 , Mn0 2 , Cr 2 θ 3 , HgO type, which generate waste. embarrassing metal.
Il est clair que la synthèse de molécules à visée thérapeutique ou alimentaire proscrit l'utilisation de certains métaux dans la mesure où on ne peut pas exclure avec certitude le risque que ces métaux subsistent même à l'état de traces dans les produits destinés à être consommés.It is clear that the synthesis of molecules with therapeutic or food aims prohibits the use of certain metals insofar as one does not cannot exclude with certainty the risk that these metals will remain even in trace amounts in products intended for consumption.
Enfin, l'utilisation de tels réactifs ne conduit pas toujours à une grande sélectivité au niveau des produits d'oxydation. C'est ainsi que les alcanes, oxydés par le permanganate de potassium sur alumine, conduisent à un mélange monocétone/dicétone. Cette dernière étant obtenue avec de faibles rendements.Finally, the use of such reagents does not always lead to high selectivity in terms of oxidation products. This is how the alkanes, oxidized by potassium permanganate on alumina, lead to a monoketone / diketone mixture. The latter being obtained with low yields.
Pour sa part, le traitement des oléfines par divers systèmes oxydants mène quant à lui préférentiellement aux monocétones. En l'occurrence, la présente invention a précisément pour objet de proposer une nouvelle voie d'accès à des α-dicétones via l'ouverture d'un cycle époxyde 1,2 disubstitué.For its part, the treatment of olefins with various oxidizing systems leads preferentially to monoketones. In this case, the object of the present invention is precisely to propose a new access route to α-diketones via the opening of a disubstituted 1,2 epoxy ring.
Plus précisément, la présente invention vise principalement un procédé pour transformer directement un cycle époxyde 1 ,2 disubstitué en son dérivé α-dicétone caractérisé en ce que ledit cycle est oxydé en présence d'au moins une quantité efficace d'un sel de bismuth et/ou tout composé susceptible de le générer in situ et d'un activateur d'ouverture dudit cycle.More specifically, the present invention mainly relates to a process for directly transforming a disubstituted epoxy ring 1, 2 into its α-diketone derivative characterized in that said cycle is oxidized in the presence of at least an effective amount of a bismuth salt and / or any compound capable of generating it in situ and of an activator for opening said cycle.
Les inventeurs ont noté que le procédé revendiqué permettait de conduire sélectivement à la transformation du cycle époxyde traité en son dérivé α-dicétonique. Avantageusement, les conditions réactionnelles retenues dans le cadre du procédé revendiqué permettent d'éviter le phénomène de suroxydation auquel on aurait pu s'attendre. La transformation réalisée dans le cadre de l'invention est dite directe au sens qu'elle est réalisée en une seule étape.The inventors have noted that the claimed process made it possible to selectively transform the treated epoxide ring into its α-diketonic derivative. Advantageously, the reaction conditions adopted within the framework of the claimed process make it possible to avoid the phenomenon of overoxidation which one might have expected. The transformation carried out in the context of the invention is said to be direct in the sense that it is carried out in a single step.
En ce qui concerne l'espèce active de bismuth, elle comprend au moins un sel de bismuth III.As regards the active species of bismuth, it comprises at least one bismuth III salt.
A titre illustratif des sels susceptibles d'être mis en œuvre dans le cadre de la présente invention, on peut notamment citer ceux choisis parmi les sels d'hydracides minéraux tels que : chlorure, bromure, iodure, sulfure, séléniure, tellure de bismuth et les sels d'acides organiques aliphatiques ou aromatiques tels que : acétate, propionate, benzoate, salicylate, oxalate, tartrate, lactate, citrate et mandelate de bismuth ainsi que le trifluorométhanesulfonate de bismuth. Les dérivés du bismuth convenant tout particulièrement à l'invention sont : les halogénures de bismuth et plus particulièrement le chlorure de bismuth, le mandelate de bismuth Bi20(C8H703)4 et le trifluorométhanesulfonate (triflate) de bismuth.By way of illustration of the salts capable of being used in the context of the present invention, mention may in particular be made of those chosen from the salts of mineral hydracids such as: chloride, bromide, iodide, sulfide, selenide, bismuth tellurium and the salts of aliphatic or aromatic organic acids such as: acetate, propionate, benzoate, salicylate, oxalate, tartrate, lactate, citrate and bismuth mandelate as well as bismuth trifluoromethanesulfonate. The bismuth derivatives which are very particularly suitable for the invention are: bismuth halides and more particularly bismuth chloride, bismuth bi 2 0 mandelate (C 8 H 7 0 3 ) 4 and bismuth trifluoromethanesulfonate (triflate).
Comme évoqué précédemment, on peut également envisager de générer in situ cette espèce active de bismuth à partir d'un dérivé organique de bismuth ou de bismuth métallique.As mentioned above, it is also possible to envisage generating in situ this active species of bismuth from an organic derivative of bismuth or of metallic bismuth.
Selon un mode préféré de l'invention, le sel de bismuth est généré in situ au sein du milieu réactionnel par oxydation de bismuth métallique. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux en terme de coûts, dans la mesure où les sels de bismuth devant être préparés et conservés sous forme anhydre, ce qui n'est pas le cas pour le bismuth métallique.According to a preferred embodiment of the invention, the bismuth salt is generated in situ within the reaction medium by oxidation of metallic bismuth. This embodiment is particularly advantageous in terms of costs, insofar as the bismuth salts have to be prepared and stored in anhydrous form, which is not the case for metallic bismuth.
La génération du sel de bismuth peut notamment être visualisée au cours de la réaction d'oxydation à travers la dissolution progressive du bismuth métallique. Cette oxydation du bismuth métallique est de préférence conduite à l'aide d'oxygène moléculaire ou d'un gaz en contenant.The generation of the bismuth salt can in particular be visualized during the oxidation reaction through the progressive dissolution of the metallic bismuth. This oxidation of metallic bismuth is preferably carried out using molecular oxygen or a gas containing it.
Dans le cas d'un gaz, ce dernier est bien entendu choisi de manière à ce que ses autres constituants demeurent inertes lors de la réaction d'oxydation considérée. Il peut aussi s'agir de l'air sous réserve que celui-ci soit débarrassé de toute trace d'humidité. Comme évoqué précédemment, la quantité de bismuth introduite est variable selon que ledit composé est utilisé sous la forme d'un métal ou à l'état de sel à l'état d'oxydation III, comme par exemple sous la forme de mandelate de bismuth III.In the case of a gas, the latter is of course chosen so that its other constituents remain inert during the oxidation reaction considered. It can also be air provided that it is free of all traces of moisture. As mentioned above, the amount of bismuth introduced is variable depending on whether said compound is used in the form of a metal or in the form of a salt in the oxidation state III, such as for example in the form of bismuth mandelate III.
De manière générale, il est présent à raison d'au plus 55 % molaire par rapport au cycle époxyde. Toutefois, lorsque ce sel de bismuth est généré in situ à partir du bismuth métallique, ce dernier est introduit avantageusement à raison de 5 à 15 % et de préférence d'environ 8 % à 10 % molaire par rapport au cycle époxyde.In general, it is present at a rate of at most 55 mol% relative to the epoxy cycle. However, when this bismuth salt is generated in situ from metallic bismuth, the latter is advantageously introduced at a rate of 5 to 15% and preferably about 8% to 10 mol% relative to the epoxide cycle.
En ce qui concerne plus particulièrement l'activateur, il est généralement choisi parmi les acides de Lewis et les acides protiques. Il s'agit de préférence d'un acide de Lewis. Il peut notamment s'agir d'un sel métallique, de type halogénure, perchlorate, éther, trifluorométhanesulfonate ou encore triflate, d'une alumine ou zéolithe.As regards more particularly the activator, it is generally chosen from Lewis acids and protic acids. It is preferably a Lewis acid. It may especially be a metal salt, of the halide, perchlorate, ether, trifluoromethanesulfonate or triflate type, of an alumina or zeolite.
Conviennent tout particulièrement les dérivés choisis parmi l'acide trifluorométhanesulfonique ou encore acide triflique et les sels métalliques de type Mn+(ORF)" n ou Mn+(NRF2)"n avec Mπ+ étant un métal, de préférence alcalin, alcalinoterreux ou de transition, et RF représentant un atome d'halogène ; un groupe alkyle perhalogéné éventuellement interrompu par un atome d'oxygène ou de soufre ; un radical choisi parmi les radicaux RA-CF2-, RA-CF2-CF2-, RA-CF2-CF(CF3)- et CF3-C(RA)F-, avec RA figurant un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle. Avantageusement les halogènes présents sont des atomes de fluor et les chaînes perhalogénées, des chaînes perfluorées. A titre représentatif et non limitatif de ces sels métalliques on peut plus spécifiquement citer le triflate de cuivre II. L'utilisation du triflate de bismuth est avantageuse en ce qu'elle permet de s'affranchir d'activateur supplémentaire.Particularly suitable are the derivatives chosen from trifluoromethanesulfonic acid or triflic acid and metal salts of type M n + (OR F ) " n or M n + (NR F 2) " n with M π + being a metal, preferably alkaline , alkaline earth or transition, and RF representing a halogen atom; a perhalogenated alkyl group optionally interrupted by an oxygen or sulfur atom; a radical chosen from the radicals RA-CF2-, R A -CF 2 -CF 2 -, R A -CF 2 -CF (CF 3 ) - and CF 3 -C (R A ) F-, with R A representing a hydrogen atom or an alkyl group. Advantageously, the halogens present are fluorine atoms and the perhalogenated chains, perfluorinated chains. As a representative and non-limiting example of these metal salts, mention may more specifically be made of copper triflate II. The use of bismuth triflate is advantageous in that it makes it possible to dispense with additional activator.
Dans le cadre de la présente invention, il s'avère avantageux d'ajuster la force acide de l'activateur en fonction de la tension du cycle époxyde 1 ,2 disubstitué à transformer.In the context of the present invention, it turns out to be advantageous to adjust the acid strength of the activator as a function of the voltage of the disubstituted epoxy cycle 1, 2 to be transformed.
En l'occurrence, les activateurs assimilables à des acides de Lewis de force acide assimilable à celle du triflate de cuivre II s'avèrent plus particulièrement avantageux pour transformer des époxydes présents dans des structures cycliques possédant au plus 6 chaînons. En revanche, dans le cas d'époxydes présents dans une structure cyclique possédant plus de 6 chaînons comme le cyclododecène ou dans une structure linéaire, l'emploi d'un activateur possédant une force d'acide supérieure et notamment à l'image de celle de l'acide triflique s'avère plus avantageux.In this case, the activators assimilable to Lewis acids with an acid strength assimilable to that of copper triflate II prove to be more particularly advantageous for transforming epoxides present in cyclic structures having at most 6 members. On the other hand, in the case of epoxides present in a cyclic structure having more than 6 links like cyclododecene or in a linear structure, the use of an activator having a higher acid strength and in particular like that triflic acid is more advantageous.
L'activateur peut être utilisé à raison de 1 à 30 % molaire et de préférence à raison de 2 à 25 % molaire par rapport au cycle époxyde.The activator can be used at a rate of 1 to 30 mol% and preferably at a rate of 2 to 25 mol% relative to the epoxy cycle.
En fait cette quantité en activateur est également susceptible d'être ajustée en fonction de la force acide de l'activateur considéré. En l'occurrence, dans le cas d'un activateur dit acide fort à l'image de l'acide triflique, il est avantageux de ne pas dépasser 3 moles d'activateur par atome de bismuth.In fact, this amount of activator is also capable of being adjusted as a function of the acid strength of the activator considered. In this case, in the case of a so-called strong acid activator like triflic acid, it is advantageous not to exceed 3 moles of activator per bismuth atom.
En ce qui concerne le substrat époxyde à transformer, il s'agit un cycle époxyde présent dans un dérivé hydrocarboné aliphatique linéaire, ramifié ou présent dans un cycle hydrocarboné.As regards the epoxy substrate to be transformed, it is an epoxy ring present in a linear, branched aliphatic hydrocarbon derivative or present in a hydrocarbon ring.
Plus préférentiellement, ce cycle époxyde répond à la formule :More preferably, this epoxy cycle corresponds to the formula:
O R1^ Λ^R2O R1 ^ Λ ^ R2
dans laquelle :in which :
- Ri et R2 identiques ou différents, représentent : (1) un groupe alkyle ;- Ri and R 2, identical or different, represent: (1) an alkyl group;
(2) un groupe alcényle non conjugué avec l'époxyde;(2) an alkenyl group not conjugated with the epoxide;
(3) un groupe alcynyle non conjugué avec l'époxyde, à l'exception d'un groupe alcynyle présentant un groupement acétylénique vrai -C≡C-H ;(3) an alkynyl group not conjugated with the epoxide, with the exception of an alkynyl group having a true acetylenic group -C≡C-H;
(4) un groupe aryle; (5) un groupe arylalkyle ;(4) an aryl group; (5) an arylalkyl group;
(6) un groupe arylalcényle ; ou (7) un groupe arylalcynyle ; ou bien les deux groupements Ri et R2 sont liés entre eux de manière à former une chaîne hydrocarbonée, linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée. La formule générale I couvre bien entendu les différentes formes stéréochimiques des composés considérés.(6) an arylalkenyl group; or (7) an arylalkynyl group; or else the two groups R 1 and R 2 are linked together so as to form a hydrocarbon chain, linear or branched, saturated or unsaturated. The general formula I naturally covers the different stereochemical forms of the compounds considered.
Par ailleurs, dans le cadre de l'invention, on entend couvrir par le terme "groupe alkyle" un radical hydrocarboné saturé linéaire ou ramifié pouvant éventuellement inclure un ou plusieurs cycle(s) aliphatique(s) saturé(s). Au sens de l'invention, les groupes alkyles peuvent présenter jusqu'à 25 atomes de carbone. Ils contiennent de préférence de 1 à 12 atomes de carbone, et avantageusement de 1 à 6 atomes de carbone. Ainsi, des exemples non limitatifs de groupes alkyles sont les radicaux méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, t-butyle, pentyle, isopentyle, néopentyle, 2-méthylbutyle, 1-éthylpropyle, hexyle, isohexyle, néohexyle, 1- méthylpentyle, 3-méthylpentyle, 1 ,1-diméthylbutyle, 1 ,3-diméthylbutyle, 2- éthylbutyle, 1-méthyl-1-éthylpropyle, heptyle, 1-méthylhexyle, 1-propylbutyle, 4,4-diméthylpentyle, octyle, 1 -méthylheptyle, 2-éthylhexyle, 5,5- diméthylhexyle, nonyle, décyle, 1-méthylnonyle, 3,7-diméthyloctyle et 7,7- diméthyloctyle.Furthermore, in the context of the invention, the term "alkyl group" is intended to cover a linear or branched saturated hydrocarbon radical which may optionally include one or more saturated aliphatic ring (s). Within the meaning of the invention, the alkyl groups can have up to 25 carbon atoms. They preferably contain from 1 to 12 carbon atoms, and advantageously from 1 to 6 carbon atoms. Thus, nonlimiting examples of alkyl groups are the methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl, pentyl, isopentyl, neopentyl, 2-methylbutyl, 1-ethylpropyl, hexyl, isohexyl, neohexyl radicals. methylpentyle, 3-methylpentyle, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1-methyl-1-ethylpropyl, heptyl, 1-methylhexyl, 1-propylbutyl, 4,4-dimethylpentyl, octyl, 1 - methylheptyl, 2-ethylhexyl, 5,5-dimethylhexyl, nonyl, decyl, 1-methylnonyl, 3,7-dimethyloctyl and 7,7-dimethyloctyl.
De façon particulière, un groupe alkyle peut également désigner, au sens de l'invention, un groupe cycloalkyle condensé ou non, c'est-à-dire un radical hydrocarboné saturé cyclique, présentant de préférence de 3 à 10 atomes de carbone, tels que, par exemple, le cyclopentyle, le cyclohexyle, le cycloheptyle ou le cyclooctyle.In particular, an alkyl group can also denote, within the meaning of the invention, a cycloalkyl group, condensed or not, that is to say a cyclic saturated hydrocarbon radical, preferably having 3 to 10 carbon atoms, such as, for example, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl or cyclooctyle.
Par ailleurs, on entend par "groupe alcényle" au sens de la présente description, un radical hydrocarboné insaturé, linéaire ou ramifié, présentant au moins une double liaison C=C. Les groupes alcényles de l'invention peuvent présenter jusqu'à 25 atomes de carbone. Ils comprennent de préférence de 2 à 12 atomes de carbone, et avantageusement de 2 à 6 atomes de carbone.Furthermore, the term "alkenyl group" within the meaning of the present description means an unsaturated hydrocarbon radical, linear or branched, having at least one C = C double bond. The alkenyl groups of the invention can have up to 25 carbon atoms. They include preferably from 2 to 12 carbon atoms, and advantageously from 2 to 6 carbon atoms.
De même, on entend par "groupe alcynyle" un radical hydrocarboné insaturé, linéaire ou ramifié et présentant au moins une triple liaison C≡C, étant entendu que la ou les triple(s) liaison(s) présente(s) ne font pas partie d'un groupement acétylénique vrai C≡CH. Les groupes alcynyles de l'invention peuvent, en règle générale, présenter jusqu'à 25 atomes de carbone, et ils comprennent de préférence de 3 à 15 atomes de carbone, et avantageusement de 3 à 6 atomes de carbone. Un groupe "aryle" est quant à lui, au sens de l'invention, un groupe aromatique mono- ou polycyclique possédant généralement de 5 à 20 atomes de carbone, et de préférence de 6 à 10 atomes de carbone. Ainsi, il peut par exemple s'agir d'un groupe phényle, ou encore 1- ou 2- naphtyle.Likewise, the term “alkynyl group” means an unsaturated, linear or branched hydrocarbon radical having at least one C≡C triple bond, it being understood that the triple bond (s) present do not form part of a true acetylenic group C≡CH. The alkynyl groups of the invention may, as a general rule, have up to 25 carbon atoms, and they preferably comprise from 3 to 15 carbon atoms, and advantageously from 3 to 6 carbon atoms. For its part, an "aryl" group is, for the purposes of the invention, a mono- or polycyclic aromatic group generally having from 5 to 20 carbon atoms, and preferably from 6 to 10 carbon atoms. Thus, it may for example be a phenyl group, or alternatively 1- or 2-naphthyl.
Selon une variante particulière un groupe "aryle" au sens de l'invention peut intégrer un ou plusieurs hétéroatomes tels que le soufre, l'oxygène, ou l'azote. Dans ce cas particulier, le groupe "aryle" au sens de l'invention désigne un groupement hétéroaromatique mono- ou polycyclique.According to a particular variant, an "aryl" group within the meaning of the invention can integrate one or more heteroatoms such as sulfur, oxygen, or nitrogen. In this particular case, the group "aryl" within the meaning of the invention designates a heteroaromatic mono- or polycyclic group.
Les groupes "arylalkyles", "arylalcényles" et "arylalcynyles" au sens de l'invention sont des chaînes alkyles, aryles ou alcynyles substituées par un groupement aryle tel que défini ci-dessus. En d'autres termes, il s'agit de groupements de type Ar-Ra-, où Ar représente un groupement aryle et où Ra représente une chaîne alkylène, alcénylène ou alcynylène. Les groupes "arylalcynyles" de l'invention ne présentent pas de groupements acétyléniques vrais C≡CH. Les différents radicaux alkyles, alcényles, alcynyles, aryles, arylalkyles, arylalcényles ou arylalcynyles présents dans les composés mis en œuvre selon l'invention, peuvent éventuellement être interrompus par des hétéroatomes ou des groupes -S02-, -SO-, ou par des aminés secondaires ou tertiaires, ou substitués par tout type de groupements non susceptible d'interférer avec la réaction d'ouverture du cycle époxyde mise en œuvre, et notamment par des atomes d'halogène, ou par des groupements silylés.The “arylalkyl”, “arylalkenyl” and “arylalkynyl” groups within the meaning of the invention are alkyl, aryl or alkynyl chains substituted by an aryl group as defined above. In other words, these are groups of the Ar-Ra- type, where Ar represents an aryl group and where Ra represents an alkylene, alkenylene or alkynylene chain. The “arylalkynyl” groups of the invention do not have true C≡CH acetylenic groups. The various alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, arylalkyl, arylalkenyl or arylalkynyl radicals present in the compounds used according to the invention can optionally be interrupted by heteroatoms or groups -S0 2 -, -SO-, or by secondary or tertiary amines, or substituted by any type of group which is not susceptible to interfere with the opening reaction of the epoxide ring implemented, and in particular by halogen atoms, or by silylated groups.
En ce qui concerne les chaînes carbonées citées dans les définitions données dans la présente description, il s'agit de chaînes saturées ou insaturées qui contiennent de préférence de 3 à 15 atomes de carbone, et qui peuvent également être substituées ou incorporer des hétéroatomes ou des groupes de type -S02-, -SO-, ou aminés secondaires ou tertiaires. Bien entendu, dans le cas général, le choix des différents hétéroatomes présents est effectué de manière à s'assurer de leur non-interférence dans la réaction d'ouverture considérée. Cette remarque est également valable pour les substituants éventuellement présents, et tout particulièrement en ce qui concerne les aminés ou alcools éventuellement présents, qui peuvent avantageusement être, le cas échéant, sous une forme protégée de manière à garantir leur non réactivité. De même, il est à souligner que, quelle que soit leur nature exacte, les groupements Ri et R2 présents dans les composés de formule (I) préférentiellement mis en œuvre doivent être inertes dans les conditions de réaction.As regards the carbon chains mentioned in the definitions given in the present description, these are saturated or unsaturated chains which preferably contain from 3 to 15 carbon atoms, and which can also be substituted or incorporate heteroatoms or groups of type -S0 2 -, -SO-, or secondary or tertiary amines. Of course, in the general case, the choice of the different heteroatoms present is made so as to ensure that they do not interfere in the opening reaction considered. This remark is also valid for the substituents possibly present, and very particularly with regard to the amines or alcohols possibly present, which can advantageously be, if necessary, in a protected form so as to guarantee their non-reactivity. Likewise, it should be emphasized that, whatever their exact nature, the groups Ri and R 2 present in the compounds of formula (I) preferentially used must be inert under the reaction conditions.
L'ensemble de ces groupements peuvent être substitués sous réserve que les substituants demeurent inertes lors de la réaction de transformation. Il peut notamment s'agir de groupements alkyle ou alcényle.All of these groups can be substituted provided that the substituents remain inert during the transformation reaction. They may especially be alkyl or alkenyl groups.
Le procédé revendiqué est particulièrement intéressant pour préparer des α-dicétones aliphatiques linéaires ou ramifiées à l'image notamment des 2,3-butanedione, 2,3-pentanedione, 2,3-hexanedione et 3,4-hexanedione. De même, il s'avère avantageux pour l'oxydation d'époxydes cycliques de formule générale I dans laquelle Ri et R2 sont liés entre eux de manière à former une chaîne hydrocarbonée, linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée. Cette chaîne hydrocarbonée peut également faire partie d'un cycle hydrocarboné saturé ou insaturé, condensé ou non. Il est entendu que les α-dicétones obtenues selon l'invention peuvent se présenter sous la forme d'énol.The claimed process is particularly advantageous for preparing linear or branched aliphatic α-diketones such as 2,3-butanedione, 2,3-pentanedione, 2,3-hexanedione and 3,4-hexanedione. Likewise, it proves advantageous for the oxidation of cyclic epoxides of general formula I in which R 1 and R 2 are linked together so as to form a hydrocarbon chain, linear or branched, saturated or unsaturated. This hydrocarbon chain can also be part of a saturated or unsaturated hydrocarbon cycle, condensed or not. It is understood that the α-diketones obtained according to the invention can be in the form of enol.
Avantageusement, l'époxyde est présent dans un cycle de 5 à 13, et de préférence de 5, 6 ou 12 chaînons. A titre illustratif de ce type de substrats on peut plus particulièrement citer les composés figurant en tableau I ci-après.Advantageously, the epoxide is present in a cycle of 5 to 13, and preferably of 5, 6 or 12 links. As an illustration of this type of substrate, mention may more particularly be made of the compounds appearing in Table I below.
Selon un mode de réalisation privilégié de l'invention, le substrat est mis en présence sous une forme solubilisée avec le sel de bismuth et l'activateur considérés. De cette manière, on privilégie l'oxydation de la fonction époxyde en son dérivé α-dicétone et l'on prévient la manifestation de la polymérisation de ce substrat.According to a preferred embodiment of the invention, the substrate is brought into contact in a solubilized form with the bismuth salt and the activator considered. In this way, the oxidation of the epoxide function to its α-diketone derivative is favored and the manifestation of the polymerization of this substrate is prevented.
La pré-solubilisation et la transformation consécutive du cycle époxyde est généralement conduite dans un solvant suffisamment polaire pour permettre la solubilisation de l'espèce active Bi III, générée ou non in situ.The pre-solubilization and the subsequent transformation of the epoxide cycle is generally carried out in a solvent sufficiently polar to allow the solubilization of the active species Bi III, generated or not in situ.
Selon un mode préféré de l'invention, il s'agit du diméthylsulfoxyde (DMSO) ou analogue, tel un solvant polaire aprotique à point d'ébullition supérieur à 80 °C associé, si nécessaire, à un agent de transfert d'oxygène (exemple N-oxydes). Le DMSO est particulièrement intéressant pour ses propriétés oxydantes et polaires simultanées.According to a preferred embodiment of the invention, it is dimethylsulfoxide (DMSO) or the like, such as a polar aprotic solvent with a boiling point above 80 ° C. associated, if necessary, with an oxygen transfer agent ( example N-oxides). DMSO is particularly interesting for its simultaneous oxidizing and polar properties.
La réaction est conduite dans des conditions anhydres et plus généralement en absence de toute trace d'agent nucléophile indésirable susceptible d'affecter le bon déroulement de la réaction. Pour cette raison, l'ensemble du milieu réactionnel est généralement au préalable, purgé à l'aide d'un gaz inerte avant d'être placé sous atmosphère d'oxygène ou d'un gaz en contenant. Selon un mode préféré de l'invention, la transformation est réalisée à une température supérieure à la température ambiante, généralement comprise entre 60°C et 120°C et de préférence de l'ordre de 100°C. Elle est bien entendu, ajustée de manière à privilégier la cinétique de réaction tout en préservant la stabilité des réactifs mis en présence ainsi que celle du dérivé α-dicétone formé en cours de réaction. De même, elle est ajustée de manière à prévenir la manifestation d'une polymérisation du substrat. Le procédé revendiqué peut notamment être composé des étapes suivantes : mélange du sel de bismuth ou du bismuth métal avec l'activateur dans le solvant considéré, de préférence le DMSO sous atmosphère inerte, - mis en présence de l'ensemble avec de l'oxygène moléculaire ou tout gaz en contenant, chauffage de l'ensemble à la température de réaction, introduction dans ledit milieu du cycle époxyde sous une forme solubilisée, - conservation de l'ensemble sous agitation et chauffage jusqu'à formation du dérivé α-dicétone attendu, et récupération du dérivé α-dicétone.The reaction is carried out under anhydrous conditions and more generally in the absence of any trace of undesirable nucleophilic agent capable of affecting the smooth running of the reaction. For this reason, the entire reaction medium is generally first purged using an inert gas before being placed under an oxygen atmosphere or a gas containing it. According to a preferred embodiment of the invention, the transformation is carried out at a temperature above room temperature, generally between 60 ° C and 120 ° C and preferably of the order of 100 ° C. It is of course, adjusted so as to favor the kinetics of reaction while preserving the stability of the reactants brought into contact as well as that of the α-diketone derivative formed during the reaction. Likewise, it is adjusted so as to prevent the manifestation of polymerization of the substrate. The claimed process can in particular be composed of the following stages: mixing of the bismuth salt or of the bismuth metal with the activator in the solvent considered, preferably DMSO under an inert atmosphere, - placed in the presence of the whole with oxygen molecular or any gas containing it, heating of the whole to the reaction temperature, introduction into said medium of the epoxide cycle in a solubilized form, - conservation of the whole with stirring and heating until formation of the expected α-diketone derivative , and recovery of the α-diketone derivative.
Le dérivé dicétonique est récupéré et purifié à la fin de la réaction selon des techniques conventionnelles qui relèvent des compétences de l'homme de l'art.The diketonic derivative is recovered and purified at the end of the reaction according to conventional techniques which fall within the competence of those skilled in the art.
L'invention s'étend également aux composés susceptibles d'être obtenus par le procédé revendiqué.The invention also extends to the compounds capable of being obtained by the claimed process.
En l'occurrence, est également revendiquée dans le cadre de l'invention la 4-éthénylcyclohexan-1 ,2-dione.In this case, is also claimed in the context of the invention 4-ethenylcyclohexan-1, 2-dione.
Les exemples figurant ci-après sont présentés à titre illustratif et non limitatif de la présente invention. EXEMPLE 1.The examples given below are presented by way of illustration and without implied limitation of the present invention. EXAMPLE 1.
Oxydation de l'oxyde de cyclohexène par le système Bi/Q?/DMSO en présence de triflate de cuiyreOxidation of cyclohexene oxide by the Bi / Q? / DMSO system in the presence of copper triflate
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000012_0001
a) réactifsa) reagents
Bismuth : commercial (Aldrich). Triflate de cuivre (II) Cu(OTf)2, manipulé sous flux d'azote.Bismuth: commercial (Aldrich). Copper (II) triflate Cu (OTf) 2 , handled under nitrogen flow.
Diméthylsulfoxyde DMSO : distillé sur CaH2 et manipulé sous flux d'azote. Oxyde de cyclohexène 1a : commercial (Aldrich), distillé avant usage.DMSO dimethyl sulfoxide: distilled on CaH 2 and handled under a nitrogen flow. Cyclohexene oxide 1a: commercial (Aldrich), distilled before use.
b) Protocole expérimental Dans un ballon de type Schlenk bicol, équipé d'un sérum cap, le bismuth métallique (83,6 mg ; 0,4 mmol) et un barreau aimanté sont introduits. Le ballon est bouché, purgé trois fois, placé sous atmosphère d'azote puis taré. Le triflate de cuivre (II) (45 mg ; 0,125 mmol) est ensuite introduit sous flux d'azote. Le bicol est connecté à un réfrigérant surmonté d'un robinet trois voies, relié à un ballon d'oxygène d'un part, et à une pompe mécanique d'autre part. Après avoir introduit 15 ml de DMSO par une seringue au travers du septum, le montage est purgé trois fois, en compensant à chaque fois la dépression par l'oxygène du ballon au moyen du robinet trois voies. Le mélange est alors chauffé sous agitation jusqu'à 100 °C et maintenu 10 minutes. L'oxyde de cyclohexène 1a (490 mg ; 5 mmol) solubilisé dans 5 ml de DMSO est ensuite introduit au moyen d'une seringue au travers du septum, et laissé agiter à cette température durant 2 heures. La consommation de l'époxyde est suivie par l'analyse en CPV de prélèvements d'aliquots de la solution, ce qui permet également d'observer l'apparition, puis la disparition de la 2-hydroxycyclohexanone formée en intermédiaire, indiquant la fin de la réaction.b) Experimental protocol In a Schlenk bicol type flask, equipped with a cap serum, metallic bismuth (83.6 mg; 0.4 mmol) and a magnetic bar are introduced. The flask is capped, purged three times, placed under a nitrogen atmosphere and then tared. The copper (II) triflate (45 mg; 0.125 mmol) is then introduced under a stream of nitrogen. The bicol is connected to a refrigerant surmounted by a three-way valve, connected to an oxygen tank on the one hand, and to a mechanical pump on the other. After having introduced 15 ml of DMSO through a syringe through the septum, the assembly is purged three times, each time compensating for the depression with oxygen from the balloon by means of the three-way valve. The mixture is then heated with stirring to 100 ° C and kept for 10 minutes. Cyclohexene oxide 1a (490 mg; 5 mmol) dissolved in 5 ml of DMSO is then introduced using a syringe through the septum, and let stir at this temperature for 2 hours. The consumption of the epoxide is followed by analysis by CPV of samples of aliquots of the solution, which also makes it possible to observe the appearance, then the disappearance of the 2-hydroxycyclohexanone formed as an intermediate, indicating the end of the reaction.
Le brut réactionnel est versé dans 50 ml d'eau saturée en chlorure de sodium avant d'extraire à trois reprises par 50 ml d'éther de diéthyle. Les phases organiques sont réunies, séchées sur sulfate de magnésium pendant 1 heure, et le solvant est évaporé à l'évaporateur rotatif. Le résidu est une huile jaune contenant la cyclohexan-1 ,2-dione et la part de DMSO extraite, c) Purification et analysesThe reaction crude is poured into 50 ml of water saturated with sodium chloride before extracting three times with 50 ml of diethyl ether. The organic phases are combined, dried over magnesium sulfate for 1 hour, and the solvent is evaporated on a rotary evaporator. The residue is a yellow oil containing cyclohexan-1, 2-dione and the part of DMSO extracted, c) Purification and analyzes
Le résidu est purifié par chromatographie sur gel de silice en utilisant le dichlorométhane comme éluant.The residue is purified by chromatography on silica gel using dichloromethane as eluent.
La cyclohexane-1 ,2-dione 1b est caractérisée par CG-SM (chromatographie en phase gazeuse couplée au spectromètre de masse) et RMN du proton, par comparaison avec un échantillon commercial (Aldrich). Le rendement en 1 b est de 74% (414 mg ; 3,7 mmol).Cyclohexane-1, 2-dione 1b is characterized by CG-SM (gas chromatography coupled to the mass spectrometer) and proton NMR, by comparison with a commercial sample (Aldrich). The yield in 1 b is 74% (414 mg; 3.7 mmol).
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
Oxydation de l'oxyde de 4-nonène par le système Bi/Q?/DMSO en présence d'acide trifliqueOxidation of 4-nonene oxide by the Bi / Q? / DMSO system in the presence of triflic acid
Bi° 10%Bi ° 10%
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0001
On utilise de l'oxyde de 4-nonène 4a préparé par époxydation du 4- nonène. Il se présente sous forme d'un mélange de deux isomères cis et trans. Les conditions opératoires retenues sont celles décrites en exemple 1. On obtient la nonane-4,5-dione 4b, caractérisée par CG-SM et RMN du proton et du carbone 13, par comparaison avec les données de la littérature. Le rendement en 4b est de 83%.4-nonene oxide 4a is used, prepared by epoxidation of 4-nonene. It is in the form of a mixture of two cis and trans isomers. The operating conditions used are those described in Example 1. Nonane-4,5-dione 4b is obtained, characterized by CG-SM and proton and carbon 13 NMR, by comparison with data from the literature. The yield in 4b is 83%.
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
Oxydation de différents époxydes 1 ,2-disubstitués. L'ensemble des réactions est réalisé dans le DMSO à 100°C sous pression atmosphérique d'oxygène. En tableau 1 , sont précisées la proportion en bismuth métallique mis en œuvre par rapport au substrat, la nature de l'additif utilisé, à savoir le triflate de cuivre Cu(OTf)2 dit "A" ou l'acide triflique TfOH dit "B", ainsi que leurs quantités catalytiques correspondantes.Oxidation of different 1, 2-disubstituted epoxides. All the reactions are carried out in DMSO at 100 ° C. under atmospheric oxygen pressure. In Table 1, the proportion of metallic bismuth used relative to the substrate is specified, the nature of the additive used, namely copper triflate Cu (OTf) 2 called "A" or triflic acid TfOH said " B ", as well as their corresponding catalytic quantities.
Dans ce tableau, les temps réactionnels sont également précisés. Ce tableau rend également compte de la nature du produit obtenu ainsi que du rendement correspondant. In this table, the reaction times are also specified. This table also gives an account of the nature of the product obtained as well as the corresponding yield.
TABLEAU 1TABLE 1
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
De ces résultats, il ressort que l'ensemble des époxydes mène aux α- dicétones correspondantes avec de bons rendements.From these results, it appears that all of the epoxides lead to the α- corresponding diketones with good yields.
Dans le cas des époxydes cycliques à 5 ou 6 chaînons (entrées 1-3, 6), l'utilisation de Cu(OTf)2 (2,5-8 %mol) comme additif a mené aux meilleurs résultats, en comparaison avec d'autres acides de Lewis tels que BiCI3, Li(NTf2) ou l'acide protique TfOH. Ainsi, l'époxyde 1a a été oxydé en 1 ,2- cyclohexanedione 1 b avec 74% de rendement (entrée 1). D'autre part, pour les cycles de taille supérieure (n=12, 5a) ou pour les époxydes linéaires tel que 4a, la tension sur le cycle oxirane étant plus faible, l'utilisation de l'acide triflique TfOH à la place de Cu(OTf)2 permet les meilleurs résultats (entrées 4, 5). Le principal produit secondaire dans l'oxydation de 4a et 5a a été la monocétone correspondante, issue de l'isomérisation de l'époxyde en milieu acide.In the case of 5- or 6-membered cyclic epoxides (entries 1-3, 6), the use of Cu (OTf) 2 (2.5-8% mol) as an additive led to the best results, in comparison with d other Lewis acids such as BiCI 3 , Li (NTf 2 ) or protic acid TfOH. Thus, the epoxide 1a was oxidized to 1,2-cyclohexanedione 1b with 74% yield (entry 1). On the other hand, for larger cycles (n = 12.5a) or for linear epoxides such as 4a, the tension on the oxirane ring being lower, the use of triflic acid TfOH in place of Cu (OTf) 2 provides the best results (inputs 4, 5). The main secondary product in the oxidation of 4a and 5a was the corresponding monoketone, resulting from the isomerization of the epoxide in an acid medium.
L'oxydation des époxydes insaturés 2a et 3a indique que les fonctions oléfines ne sont pas modifiées par le système. Les α-dicétones cycliques à 5 et 6 chaînons ont été principalement observées sous leur forme énolisée lors de l'analyse par RMN du proton (dans le CDCI3 à 20 °C). Particulièrement dans le cas de l'entrée 3, seule la forme 1 ,2-dihydroxybenzène a été observée. De la même manière, les dicétones 4b et 5b ont présenté une faible énolisation (respectivement 36 et 30%) dans les mêmes conditions analytiques.The oxidation of the unsaturated epoxides 2a and 3a indicates that the olefin functions are not modified by the system. The 5- and 6-membered cyclic α-diketones were mainly observed in their enolized form during the analysis by proton NMR (in CDCI 3 at 20 ° C). Particularly in the case of entry 3, only the form 1, 2-dihydroxybenzene was observed. In the same way, the diketones 4b and 5b showed a weak enolization (respectively 36 and 30%) under the same analytical conditions.
EXEMPLE 4EXAMPLE 4
Dans un ballon de type Schlenk bicol contenant un barreau aimanté, équipé d'un sérum cap, bouché, purgé trois fois, placé sous atmosphère d'oxygène puis taré, le mandelate de bismuth (III), (mand)2 BiOBi (mand)2 (0,25 mmol) est introduit sous flux d'azote. Le triflate de cuivre (II) (6% molaire) est ensuite introduit sous flux d'azote. Le bicol est connecté à un réfrigérant surmonté d'un robinet trois voies, relié à un ballon d'oxygène d'un part, et à une pompe mécanique d'autre part. Après avoir introduit 15 ml de DMSO par une seringue au travers du septum, le montage est purgé trois fois, en compensant à chaque fois la dépression par l'oxygène du ballon au moyen du robinet trois voies. Le mélange est alors chauffé sous agitation jusqu'à 100 °C et maintenu 10 minutes. L'oxyde de cyclohexène 1a (490 mg ; 5 mmol) solubilisé dans 5 ml de DMSO est ensuite introduit au moyen d'une seringue au travers du septum, et laissé agiter à cette température jusqu'à ce que la réaction soit totale (3 h). La consommation de l'époxyde est suivie par l'analyse en CPV de prélèvements d'aliquots de la solution, ce qui permet également d'observer l'apparition, puis la disparition de la 2- hydroxycyclohexanone formée en intermédiaire, indiquant la fin de la réaction.In a Schlenk bicol type flask containing a magnetic bar, equipped with a cap serum, stoppered, purged three times, placed under an atmosphere of oxygen then tared, the bismuth mandelate (III), (mand) 2 BiOBi (mand) 2 (0.25 mmol) is introduced under a stream of nitrogen. The copper (II) triflate (6 mol%) is then introduced under a stream of nitrogen. The bicol is connected to a refrigerant surmounted by a three-way valve, connected to an oxygen tank on the one hand, and to a mechanical pump on the other. After having introduced 15 ml of DMSO by a syringe through the septum, the assembly is purged three times, by compensating each time for the depression with the oxygen in the balloon by means of the three-way valve. The mixture is then heated with stirring to 100 ° C and kept for 10 minutes. Cyclohexene oxide 1a (490 mg; 5 mmol) dissolved in 5 ml of DMSO is then introduced by means of a syringe through the septum, and allowed to stir at this temperature until the reaction is complete (3 h). The consumption of the epoxide is followed by analysis by CPV of samples of aliquots of the solution, which also makes it possible to observe the appearance, then the disappearance of the 2-hydroxycyclohexanone formed as an intermediate, indicating the end of the reaction.
Le brut réactionnel est versé dans 50 ml d'eau saturée en chlorure de sodium avant d'extraire à trois reprises par 50 ml d'éther de diéthyle. Les phases organiques sont réunies, séchées sur sulfate de magnésium pendant 1 heure, et le solvant est évaporé à l'évaporateur rotatif. Le résidu est une huile jaune contenant la cyclohexan-1 ,2-dione et la part de DMSO extraite. Cet essai est également répété sur de l'oxyde de cyclooctène avec à titre de sel de bismuth le trichlorure de bismuth (III) (50 % molaire) et en présence d'acétate de cuivre (II) (5 % molaire). L'ensemble est chauffé 73 heures à 100°C sous atmosphère d'0 . On observe une conversion de 80 % et la dicétone correspondante est obtenue avec un rendement de 32 %.The reaction crude is poured into 50 ml of water saturated with sodium chloride before extracting three times with 50 ml of diethyl ether. The organic phases are combined, dried over magnesium sulfate for 1 hour, and the solvent is evaporated on a rotary evaporator. The residue is a yellow oil containing cyclohexan-1, 2-dione and the part of DMSO extracted. This test is also repeated on cyclooctene oxide with bismuth (III) trichloride (50 mol%) as bismuth salt and in the presence of copper (II) acetate (5 mol%). The whole is heated for 73 hours at 100 ° C. under an atmosphere of 0. A 80% conversion is observed and the corresponding diketone is obtained with a yield of 32%.
EXEMPLE 5EXAMPLE 5
Oxydation de l'oxyde de 2-pentène par le système Bi/Q?/DMSO en présence d'acide trifliqueOxidation of 2-pentene oxide by the Bi / Q? / DMSO system in the presence of triflic acid
Bi° 5%Bi ° 5%
Figure imgf000017_0001
a) réactifs
Figure imgf000017_0001
a) reagents
Bismuth en poudre : commercial (Aldrich). Acide triflique : Rhodia.Bismuth powder: commercial (Aldrich). Triflic acid: Rhodia.
Diméthylsulfoxyde DMSO : distillé sur CaH2 et manipulé sous flux d'azote. Oxyde de 2-pentène : préparé par époxydation du 2-pentène commercial par mCPBA (mélange des deux isomères cis et trans en proportions équivalentes).DMSO dimethyl sulfoxide: distilled on CaH 2 and handled under a nitrogen flow. 2-pentene oxide: prepared by epoxidation of commercial 2-pentene by mCPBA (mixture of the two cis and trans isomers in equivalent proportions).
b) Protocole expérimental Dans un ballon de type Schlenk bicol, équipé d'un sérum cap, le bismuth métallique (53 mg ; 0,25 mmol) et un barreau aimanté sont introduits. Le ballon est bouché, purgé trois fois, placé sous atmosphère d'azote, taré, puis l'acide triflique (112 mg ; 0,75 mmol) est introduit, toujours sous flux d'azote. Le bicol est connecté à un réfrigérant surmonté d'un robinet trois voies, relié à un ballon d'oxygène d'un part, et à une pompe mécanique d'autre part. Le mélange alors chauffé sous agitation jusqu'à 100 °C est maintenu 10 minutes. L'oxyde de 2-pentène (430 mg ; 5 mmol) solubilisé dans 5 ml de DMSO est ensuite introduit lors d'une addition lente (durée : 1 heure) au moyen d'un pousse-seringue au travers le septum, et laissé agité à cette température durant 8 heures. La consommation de l'époxyde est suivie par l'analyse en CPV de prélèvements d'aliquots de la solution.b) Experimental protocol In a Schlenk bicol type flask, equipped with a cap serum, metallic bismuth (53 mg; 0.25 mmol) and a magnetic bar are introduced. The flask is capped, purged three times, placed under a nitrogen atmosphere, tared, then the triflic acid (112 mg; 0.75 mmol) is introduced, still under a flow of nitrogen. The bicol is connected to a refrigerant surmounted by a three-way valve, connected to an oxygen tank on the one hand, and to a mechanical pump on the other. The mixture then heated with stirring to 100 ° C is kept for 10 minutes. The 2-pentene oxide (430 mg; 5 mmol) dissolved in 5 ml of DMSO is then introduced during a slow addition (duration: 1 hour) by means of a syringe driver through the septum, and left stirred at this temperature for 8 hours. The consumption of the epoxide is followed by the CPV analysis of aliquot samples of the solution.
En fin de réaction, le brut réactionnel est refroidi à -20 °C dans un congélateur. Lorsque le DMSO est solidifié, l'ensemble est placé dans un bain de glace. Le solide, de couleur jaune, est trituré dans 50 ml de pentane puis filtré. Le filtrat jaune compose la première fraction organique. Le solide jaune pris dans le filtre est ensuite dissout dans 50 ml d'eau saturée en chlorure de sodium. La solution aqueuse ainsi obtenue est extraite à trois reprises par 50 ml d'éther de diéthyle. Les phases organiques sont séchées sur sulfate de magnésium pendant 1 heure, et le solvant est évaporé à l'évaporateur rotatif. Les résidus des deux fractions sont de nature huileuse, de couleur jaune, et contiennent la 2,3-pentanedione et la part de DMSO extraite, ainsi que quelques produits secondaires.At the end of the reaction, the reaction crude is cooled to -20 ° C. in a freezer. When the DMSO is solidified, the whole is placed in an ice bath. The solid, yellow in color, is triturated in 50 ml of pentane and then filtered. The yellow filtrate composes the first organic fraction. The yellow solid taken in the filter is then dissolved in 50 ml of water saturated with sodium chloride. The aqueous solution thus obtained is extracted three times with 50 ml of diethyl ether. The organic phases are dried over magnesium sulfate for 1 hour, and the solvent is evaporated to the rotary evaporator. The residues of the two fractions are oily in nature, yellow in color, and contain the 2,3-pentanedione and the part of DMSO extracted, as well as some secondary products.
c) Analysesc) Analysis
La 2,3-pentanedione est caractérisée par CG-SM et RMN du proton, par comparaison avec les données de la littérature. Le rendement global en pentanedione est de 38% (190 mg ; 1 ,9 mmol), en mélange avec les produits d'isomérisation de l'époxyde que sont la 3-pentanone et la 2-pentanone, obtenus globalement avec un rendement de 5% (21 mg ; 0,25 mmol).2,3-pentanedione is characterized by CG-SM and proton NMR, by comparison with data from the literature. The overall pentanedione yield is 38% (190 mg; 1.9 mmol), mixed with the epoxide isomerization products of 3-pentanone and 2-pentanone, obtained overall with a yield of 5 % (21 mg; 0.25 mmol).
Cet exemple montre que même des époxydes substitués par des groupements de petite taille, lesquels ont une tendance prononcée à la coupure oxydante et sont particulièrement volatils, peuvent être transformés en dicétones avec un rendement correct.This example shows that even epoxides substituted by small groups, which have a pronounced tendency to oxidative cleavage and are particularly volatile, can be transformed into diketones with a correct yield.
EXEMPLE 6 Oxydation de l'oxyde de 3-hexène par le système Bi/09/DMSO en présence de triflate de i cuivreEXAMPLE 6 Oxidation of 3-hexene oxide by the Bi / 09 / DMSO system in the presence of copper triflate
Bi° 5%Bi ° 5%
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000019_0001
L'oxyde de 3-hexène est préparé par époxydation du 3-hexène commercial par mCPBA (mélange des deux isomères cis et trans en proportions équivalentes). Les conditions expérimentales de l'exemple 1 sont reproduites, mais en utilisant 6 % en moles de triflate de cuivre. Le temps de réaction est de 8,75 h. A l'issue de la réaction, on récupère selon les conditions décrites à l'exemple 1 la dicétone correspondante (3,4-hexanedione) avec un rendement de 30 %.3-hexene oxide is prepared by epoxidation of commercial 3-hexene by mCPBA (mixture of the two cis and trans isomers in equivalent proportions). The experimental conditions of Example 1 are reproduced, but using 6 mol% of copper triflate. The reaction time is 8.75 h. At the end of the reaction, the corresponding diketone (3,4-hexanedione) is recovered according to the conditions described in Example 1 with a yield of 30%.
EXEMPLE 7EXAMPLE 7
Oxydation de l'oxyde de stilbène par le système Bi°/Q?/DMSO en présence de triflate de cuiyre :Oxidation of stilbene oxide by the Bi ° / Q? / DMSO system in the presence of copper triflate:
Bi° 5%Bi ° 5%
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0001
L'oxyde de stilbène utilisé est le mélange d'isomères trans et cis disponible dans le commerce.The stilbene oxide used is the mixture of commercially available trans and cis isomers.
Les conditions expérimentales de l'exemple 1 sont reproduites, mais en utilisant 3 % en moles de triflate de cuivre. Le temps de réaction est de 2,75 h.The experimental conditions of Example 1 are reproduced, but using 3 mol% of copper triflate. The reaction time is 2.75 h.
A l'issue de la réaction, on récupère selon l'exemple 1 la dicétone correspondante, le benzyl (1 ,2-diphényléthanedione) avec un rendement de 31 %.At the end of the reaction, the corresponding diketone, benzyl (1,2-diphenylethanedione) is recovered according to Example 1, with a yield of 31%.
On constate que même une faible quantité d'additif permet l'obtention d'un rendement correct.It is found that even a small amount of additive allows a correct yield to be obtained.
EXEMPLE 8EXAMPLE 8
Oxydation de l'oxyde de cyclohexène par le système BKOTfWOg/DMSOOxidation of cyclohexene oxide by the BKOTfWOg / DMSO system
Les conditions expérimentales décrites en exemple 4 sont reproduites mais en utilisant du triflate de bismuth (III) préparé selon la procédure décrite dans la littérature (M. Labrouillère, C. Le Roux, H. Gaspard, A. Laporterie, J. Dubac, J.R. Desmurs, Tetrahedron Lett. 1999, 40, 285-6).The experimental conditions described in example 4 are reproduced but using bismuth (III) triflate prepared according to the procedure described in the literature (M. Labrouillère, C. Le Roux, H. Gaspard, A. Laporterie, J. Dubac, JR Desmurs, Tetrahedron Lett. 1999, 40, 285-6).
Le triflate de bismuth (164 mg ; 0.25 mmol) est solubilisé dans 15 ml de DMSO sous atmosphère d'oxygène. L'ensemble est chauffé sous agitation jusqu'à 100°C, puis l'oxyde de cyclohexène (490 mg ; 5 mmole) dans 5ml de DMSO est introduit dans le milieu reactionnel au moyen d'une seringue au travers du septum. Le mélange est agité à 100 °C durant 1 ,3 heures.The bismuth triflate (164 mg; 0.25 mmol) is dissolved in 15 ml of DMSO under an oxygen atmosphere. The whole is heated with stirring to 100 ° C., then the cyclohexene oxide (490 mg; 5 mmol) in 5 ml of DMSO is introduced into the reaction medium by means of a syringe through the septum. The mixture is stirred at 100 ° C for 1, 3 hours.
Le traitement en fin de réaction est identique à celui de l'exemple 1. On récupère la dicétone correspondante 1b avec un rendement deThe treatment at the end of the reaction is identical to that of Example 1. The corresponding diketone 1b is recovered with a yield of
51%. 51%.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour transformer directement un cycle époxyde 1 ,2 disubstitué en son dérivé α-dicétone caractérisé en ce que ledit cycle est oxydé en présence d'au moins une quantité efficace d'un sel de bismuth et/ou tout composé susceptible de le générer in situ et d'un activateur d'ouverture dudit cycle.1. A method for directly transforming a disubstituted epoxy ring 1, 2 into its α-diketone derivative characterized in that said cycle is oxidized in the presence of at least an effective amount of a bismuth salt and / or any compound capable of generate in situ and an activator for opening said cycle.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'espèce active de bismuth comprend au moins un sel de bismuth III.2. Method according to claim 1, characterized in that the active species of bismuth comprises at least one bismuth III salt.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le sel de bismuth est choisi parmi le mandelate de bismuth, le chlorure de bismuth ou le triflate de bismuth.3. Method according to claim 2, characterized in that the bismuth salt is chosen from bismuth mandelate, bismuth chloride or bismuth triflate.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'espèce active de bismuth est générée in situ à partir de bismuth métallique.4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the active species of bismuth is generated in situ from metallic bismuth.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité en sel de bismuth ou bismuth métal est ajustée de manière à ce que le métal soit présent à raison d'au plus 55 % molaire par rapport au cycle époxyde 1 ,2 disubstitué.5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the amount of bismuth or bismuth metal salt is adjusted so that the metal is present at a rate of at most 55 mol% relative to the epoxy ring 1 , 2 disubstituted.
6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bismuth métallique est utilisé à raison de 5 à 15 % et de préférence 8 % molaire par rapport au cycle époxyde 1 ,2 disubstitué.6. Method according to claim 4, characterized in that the metallic bismuth is used at a rate of 5 to 15% and preferably 8 mol% relative to the disubstituted epoxy ring 1, 2.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'activateur est un acide de Lewis ou un acide protique. 7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the activator is a Lewis acid or a protic acid.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'acide de Lewis est choisi parmi les sels métalliques de type halogénure, perchlorates, éther, triflate, les alumines et zéolithes.8. Method according to claim 7, characterized in that the Lewis acid is chosen from metal salts of the halide, perchlorates, ether, triflate, aluminas and zeolites type.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'activateur est de préférence un dérivé choisi parmi l'acide triflique et les sels métalliques de type Mn+(ORF)" n ou Mn+(NRF2)"n avec Mn+ étant un métal et RF représentant un atome d'halogène; un groupe alkyle perhalogéné éventuellement interrompu par un atome d'oxygène ou de soufre ; un radical choisi parmi les radicaux RA-CF2-, RA- CF2-CF2-, RA-CF2-CF(CF3)- et CF3-C(RA)F-, avec RA figurant un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle.9. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the activator is preferably a derivative chosen from triflic acid and metal salts of type M n + (OR F ) " n or M n + (NR F2 ) " n with M n + being a metal and RF representing a halogen atom; a perhalogenated alkyl group optionally interrupted by an oxygen or sulfur atom; a radical chosen from the radicals RA-CF 2 -, RA- CF 2 -CF 2 -, R A -CF 2 -CF (CF 3 ) - and CF 3 -C (R A ) F-, with R A representing a hydrogen atom or an alkyl group.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il s'agit de l'acide triflique, du triflate de cuivre II ou du triflate de bismuth III.10. Method according to claim 9, characterized in that it is triflic acid, copper triflate II or bismuth III triflate.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'activateur est présent à raison de 1 à 30 % molaire par rapport au cycle époxyde.11. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the activator is present in an amount of 1 to 30 mol% relative to the epoxy cycle.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réaction d'oxydation est réalisée sous atmosphère d'oxygène ou d 'un gaz en contenant.12. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the oxidation reaction is carried out under an atmosphere of oxygen or of a gas containing it.
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'oxydation est réalisée dans un solvant polaire aprotique à point d'ébullition supérieur à 80 °C associé, si nécessaire, à un agent de transfert d'oxygène.13. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the oxidation is carried out in a polar aprotic solvent with a boiling point greater than 80 ° C associated, if necessary, with an oxygen transfer agent.
14. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'oxydation est réalisée dans du DMSO. 14. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the oxidation is carried out in DMSO.
15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réaction est réalisée de préférence à une température comprise entre 60 et 120°C, et de préférence de l'ordre de 100°C.15. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reaction is preferably carried out at a temperature between 60 and 120 ° C, and preferably of the order of 100 ° C.
16. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cycle époxyde répond à la formule :16. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the epoxy cycle corresponds to the formula:
dans laquelle :in which :
- Ri, et R2 identiques ou différents, représentent : (1) un groupe alkyle ; (2) un groupe alcényle non conjugué avec l'époxyde ;- Ri, and R 2, identical or different, represent: (1) an alkyl group; (2) an alkenyl group not conjugated with the epoxide;
(3) un groupe alcynyle non conjugué avec l'époxyde, à l'exception d'un groupe alcynyle présentant un groupement acétylénique vrai -C≡C-H ;(3) an alkynyl group not conjugated with the epoxide, with the exception of an alkynyl group having a true acetylenic group -C≡C-H;
(4) un groupe aryle ; (5) un groupe arylalkyle ;(4) an aryl group; (5) an arylalkyl group;
(6) un groupe arylalcényle ; ou(6) an arylalkenyl group; or
(7) un groupe arylalcynyle ; ou bien les deux groupements Ri et R2 sont liés entre eux de manière à former une chaîne hydrocarbonée, linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée.(7) an arylalkynyl group; or else the two groups R 1 and R 2 are linked together so as to form a hydrocarbon chain, linear or branched, saturated or unsaturated.
17. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cycle époxyde est présent dans un dérivé hydrocarboné aliphatique linéaire ou ramifié. 17. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the epoxide ring is present in a linear or branched aliphatic hydrocarbon derivative.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il s'agit de la 2-pentène.18. The method of claim 17, characterized in that it is 2-pentene.
19. Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le cycle époxyde est présent dans un cycle hydrocarboné de 5 à 13, et de préférence de 5, 6 ou 12 chaînons.19. Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that the epoxy ring is present in a hydrocarbon cycle of 5 to 13, and preferably of 5, 6 or 12 links.
20. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16 et 19, caractérisé en ce que pour la transformation d'un cycle époxyde présent dans une structure cyclique possédant au plus 6 chaînons on utilise à titre d'activateur un acide de Lewis de force acide assimilable à celle du triflate de cuivre II.20. Method according to one of claims 1 to 16 and 19, characterized in that for the transformation of an epoxy ring present in a cyclic structure having at most 6 members, a Lewis acid of force is used as activator acid similar to that of copper triflate II.
21. Procédé selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que pour la transformation d'un cycle époxyde présent dans une structure cyclique possédant plus de 6 chaînons ou dans une structure linéaire, on utilise à titre d'activateur un activateur de type acide fort et de préférence l'acide triflique.21. Method according to one of claims 1 to 19, characterized in that for the transformation of an epoxy ring present in a cyclic structure having more than 6 links or in a linear structure, an activator is used as activator of strong acid type and preferably triflic acid.
22. Procédé selon la revendication 21 , caractérisé en ce que la quantité en bismuth est ajustée à au plus 3 moles d'activateur par atome de bismuth.22. The method of claim 21, characterized in that the amount of bismuth is adjusted to at most 3 moles of activator per atom of bismuth.
23. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que qu'il comprend les étapes consistant à :23. Method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises the steps consisting in:
- mélanger le sel de bismuth ou le bismuth métal avec l'activateur dans le solvant considéré sous atmosphère inerte ;- Mix the bismuth salt or the bismuth metal with the activator in the solvent considered under an inert atmosphere;
- mettre en présence ledit mélange avec de l'oxygène moléculaire ou un gaz en contenant; - chauffer l'ensemble jusqu'à la température de réaction ;- bringing said mixture into contact with molecular oxygen or a gas containing it; - heat the assembly to the reaction temperature;
- introduire dans ledit mélange le cycle époxyde sous une forme solubilisée ; - maintenir l'ensemble sous agitation, et chauffage jusqu'à formation du dérivé α-dicétone attendu ; et- Introducing into said mixture the epoxy ring in a solubilized form; - keep the whole under agitation, and heating until formation of the expected α-diketone derivative; and
- isoler ledit dérivé α-dicétone.- isolating said α-diketone derivative.
24. Composé susceptible d'être obtenu par le procédé tel que défini en revendication 1 à 23.24. Compound capable of being obtained by the process as defined in claim 1 to 23.
25. Composé selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il s'agit de la 4-éthénylcyclohexane-1 ,2-dione ou de la nonane-4,5-dione. 25. Compound according to claim 24, characterized in that it is 4-ethenylcyclohexane-1, 2-dione or nonane-4,5-dione.
PCT/FR2002/003117 2001-09-12 2002-09-12 Method for transforming a 1,2-disubstituted epoxide cycle into its alpha-diketone derivative WO2003022789A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2002339049A AU2002339049A1 (en) 2001-09-12 2002-09-12 Method for transforming a 1,2-disubstituted epoxide cycle into its alpha-diketone derivative

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0111813 2001-09-12
FR0111813A FR2829490A1 (en) 2001-09-12 2001-09-12 Conversion of 1,2-disubstituted epoxides to their alpha-diketone derivatives, useful as synthetic intermediates, involves oxidation in the presence of a bismuth salt

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2003022789A2 true WO2003022789A2 (en) 2003-03-20
WO2003022789A3 WO2003022789A3 (en) 2003-11-27

Family

ID=8867224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2002/003117 WO2003022789A2 (en) 2001-09-12 2002-09-12 Method for transforming a 1,2-disubstituted epoxide cycle into its alpha-diketone derivative

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2002339049A1 (en)
FR (1) FR2829490A1 (en)
WO (1) WO2003022789A2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112012026205A2 (en) 2010-04-14 2015-11-03 Strategic Enzyme Applic Inc process for enzymatic production of a phosphinothricin product or a precursor thereof

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LE BOISSELIER, VERONIQUE ET AL: "BiBr3-catalyzed formation of cyclic carbonates from epoxides and DMF: a new oxidation reaction with molecular oxygen" CHEM. COMMUN. (CAMBRIDGE) (1997), (1), 95-96, XP002198771 *
TROST, BARRY M. ET AL: "Studies directed toward taxanes. Preparation of.alpha.-ketols by oxidative ring-opening of epoxides" TETRAHEDRON LETT. (1988), 29(18), 2163-6, XP002198772 *
ZEVACO, THOMAS ET AL: "Bismuth (III)-mandelate/DMSO: a new oxidizing system for the catalyzed carbon-carbon cleavage of epoxides" TETRAHEDRON LETT. (1993), 34(16), 2601-4, XP002198770 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2829490A1 (en) 2003-03-14
WO2003022789A3 (en) 2003-11-27
AU2002339049A1 (en) 2003-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0877726B1 (en) Aromatic compound acylation method
EP0240431B1 (en) Process for the preparation of ethylenic carbonyl compounds
EP3841089B1 (en) Method for synthesising vitamin a
EP0030528B1 (en) Process for the introduction of alkyl, aralkyl or cycloalkyl groups onto a functional group-substituted carbon chain
WO2003022789A2 (en) Method for transforming a 1,2-disubstituted epoxide cycle into its alpha-diketone derivative
WO2020038858A1 (en) Method for vitamin a synthesis
CA1077952A (en) Process for the preparation of acetal halides from esters
EP0318394B1 (en) Process for the alkylthiolation of phenols and its application in the synthesis of 4-acyl-2-alkylthiophenols
EP0323332B1 (en) Production of secondary and tertiary alcohols by the reaction of a halogenated organic compound and manganese with a carbonyl compound
EP0260472B1 (en) Method for the production of cycloaliphatic ketones
EP0146439B1 (en) Process for the preparation of acetylenic derivatives, acetylenic compounds thus obtained and their use
EP0373993B1 (en) Process for the preparation of enolic compounds, and products obtained
CH618423A5 (en)
EP0070995B1 (en) Process for the preparation of cycloaliphatic unsaturated ketones
WO2003064363A1 (en) Method for the preparation of an aromatic aldehyde
FR2617163A1 (en) Process for preparing the lactone 2-ethylidene-6-hepten-5-olide by telomerisation of butadiene and carbon dioxide
CA2251024A1 (en) Method for preparing substituted anthraquinone and application to the preparation of rheins
CH516494A (en) Olefinic alcohols prodn - by rearrangement of olefinic ethers
EP0112785B1 (en) Process for the preparation of 2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-hydroxy benzofuran
FR2486525A1 (en) Selective 4-addn. of active cpds. to 2-hydrocarbyl-1,3-butadiene(s) - using water-soluble rhodium cpd.-phosphine catalyst in aq. soln. to produce vitamin and perfume intermediates
FR2458529A1 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF 3,3-DIMETHYL-ALLYL ALCOHOL
CH616138A5 (en) Process for the preparation of ketones containing a secondary or tertiary aliphatic carbon atom in at least one of the positions alpha to the carbonyl group
FR2787787A1 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF DIPHENYL AROMATIC THIOETHERS
EP0606182A1 (en) Process for the preparation of an aromatic o-dihydroxylated compound
FR2784986A1 (en) Preparation of indanone and thioindanone phytosanitary agents by cyclizing substituted aromatic compound in fluorinated organic sulfonic acid

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TN TR TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DK EE ES FI FR GB GR IE IT LU MC PT SE SK TR BF BJ CF CG CI GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP