PROCEDE DE PREPARATION D'UN ALCOOL A PARTIR D'UN COMPOSE HALOGENOAROMATIQUE ET D'UN ALDEHYDE.
La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un alcool à partir d'un composé halogénoaromatique et d'un aldéhyde conduisant à un composé α-hydroxyalkylaromatique.
La réaction de couplage direct entre un halogénure aromatique et un aldéhyde a été décrit par Y. Ogawa et al [J. Org. Chem., 2000, 65, 1031]. En fait, il s'agit de la réaction d'un composé organozincique issu de la réaction d'un iodure aromatique et d'un aldéhyde, en présence de chlorure de chrome, de triméthylchlorosilane et en milieu 1 ,1 ,3,3-tétraméthylurée. L'inconvénient dont souffre ce procédé est de faire appel à un sel de chrome trivalent qui présente une toxicité élevée et qui est mis en œuvre en quantités très importantes, quantités stoechiométriques voire supérieures à la stoechiométrie. Pour pallier cet inconvénient, il a été proposé par M. Durandetti et al [Org. Lett, 2001 , 13, 2073] de réaliser ce couplage par éléctrosynthèse mais en utilisant des quantités catalytiques de sel de chrome. Toutefois, un tel procédé est difficilement transposable à l'échelle industrielle. L'appareillage est relativement coûteux et le problème de la passivation des électrodes est récurrent. La présente invention a pour objectif de fournir un procédé remédiant aux inconvénients précités.
Il a maintenant été trouvé et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé de préparation d'un composé α-hydroxyalkylaromatique caractérisé par le fait qu'il comprend une étape de préparation d'un composé organozincique aromatique par réaction d'un halogénure aromatique avec du zinc, en présence d'un sel de cobalt, puis la réaction sans séparation dudit organozincique obtenu avec un aldéhyde éventuellement en présence d'un acide de Lewis.
Par "composé aromatique", on entend la notion classique d'aromaticité telle que définie dans la littérature, notamment par Jerry March, Advanced Organic Chemistry, 4e édition, John Wiley and Sons, 1992, pp. 40 et suivantes.
Selon une première variante de l'invention, on conduit l'addition sur un aldéhyde, d'un composé organozincique aromatique porteur d'un groupe électro- attracteur, en présence d'un acide de Lewis. Selon une autre variante de l'invention, on conduit l'addition sur un aldéhyde, d'un composé organozincique aromatique porteur d'un groupe électro-- donneur, en l'absence d'un acide de Lewis.
Conformément au procédé de l'invention, on fait réagir un composé organozincique aromatique avec un aldéhyde. Ainsi, dans un premier temps, on prépare un composé organozincique aromatique à partir d'un composé aromatique porteur d'au moins un atome d'halogène et de zinc métallique, en présence d'un catalyseur au cobalt, dans un milieu comprenant un solvant organique. Selon un aspect préféré, le composé aromatique porteur d'au moins un atome d'halogène dénommé par la suite par « halogénure aromatique » répond à la formule (I) suivante :
(B)"-0 0) dans ladite formule (I) : - A symbolise le reste d'un cycle formant tout ou partie d'un système carbocyclique ou hétérocyclique, aromatique, monocyclique ou polycyclique, où, dans ce dernier cas, au moins un groupe est aromatique ; - B, identiques ou différents, représentent tout substituant n'interférant pas avec la réaction, de préférence tout substituant électro-attracteur n'interférant pas avec la réaction. - X représente un atome de chlore, brome ou iode, de préférence un atome de brome ou d'iode, - n, nombre de substituants B sur le cycle A, représente de préférence un entier compris entre 0 et 4. L'invention s'applique notamment aux composés aromatiques répondant à la formule (I) dans laquelle A est le reste d'un composé cyclique, ayant de préférence, au moins 4 atomes dans le cycle, de préférence, 5 ou 6, éventuellement substitué, et représentant au moins l'un des cycles suivants : - un carbocycle aromatique, monocydique ou polycyclique, - un hétérocycle aromatique, monocyclique ou polycyclique comportant au moins un des hétéroatomes O, N et S,
On précisera, sans pour autant limiter la portée de l'invention, que le reste
A éventuellement substitué représente, le reste :
1° - d'un composé carbocyclique aromatique, monocyclique ou polycyclique. Par "composé carbocyclique polycyclique", on entend : . un composé constitué par au moins 2 carbocycles aromatiques et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés, . un composé constitué par au moins 2 carbocycles dont l'un seul d'entre eux est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés. 2° - d'un composé hétérocyclique aromatique, monocyclique ou polycyclique. Par "composé hétérocyclique polycyclique", on définit : . un composé constitué par au moins 2 hétérocycles contenant au moins un hétéroatome dans chaque cycle dont au moins l'un des deux cycles est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés, . un composé constitué par au moins un carbocycle et au moins un hétérocycle dont au moins l'un des cycles est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés, 3° - d'un composé constitué par un enchaînement de cycles, tels que définis aux paragraphes 1 et/ou 2 liés entre eux : . par un lien valentiel, . par un groupe alkylène ou alkylidène ayant de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence un groupe méthylène ou isopropylidène, . par l'un des groupes suivants : -O- , -CO- , -COO- , -OCOO- ; -S- , -SO- , -S02- ,-N- , -CO-N- , I I Ro Ro dans ces formules, Ro représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle, alkényle, cycloalkyle, aryle, aralkyle. On précisera, sans pour autant limiter la portée de l'invention, que le reste
A éventuellement substitué représente, le reste : - d'un composé monocyclique, carbocyclique, aromatique, tel que, par exemple, le benzène ou le toluène, - d'un composé polycyclique, condensé, aromatique, tel que par exemple, le naphtalène, - d'un composé polycyclique, non condensé, carbocyclique, aromatique, tel que par exemple, l'o-, le p- ou le m-phénoxybenzène, - d'un composé polycyclique, condensé, carbocyclique, partiellement aromatique, tel que par exemple, la tétraline,
- d'un composé polycyclique, non condensé, carbocyclique, partiellement aromatique, tel que par exemple, l'o-, le p- ou le m-cyclohexylbenzène, - d'un composé monocyclique, hétérocyclique, aromatique, tel que par exemple, la pyridine, le furane, le thiophène, le pyrrole, l'imidazole, le pirazole, la pyrazine, la pyrimidine ; - d'un composé polycyclique, condensé, aromatique, partiellement hétérocyclique, tel que, par exemple, la quinoléine, l'indole, ou la purine. - d'un composé polycyclique, non condensé, aromatique, partiellement hétérocyclique, tel que, par exemple, les phénylpyridines, les naphtylpyridines, - d'un composé polycyclique, condensé, partiellement aromatique, partiellement hétérocyclique, tel que par exemple, la tétrahydroquinoléine, - d'un composé polycyclique, non condensé, partiellement aromatique, partiellement hétérocyclique, tel que par exemple, l'o-, m- et p-cyclo- hexylpyridine. Dans le procédé de l'invention, on met en oeuvre préférentiellement un composé aromatique de formule (I) dans laquelle A représente un noyau benzénique ou naphtalénique, plus préférentiellement le benzène. Le composé aromatique de formule (I) peut être porteur d'un ou plusieurs substituants. Le nombre de substituants présents sur le cycle dépend de la condensation en carbone du cycle et de la présence ou non d'insaturations sur le cycle. Le nombre maximum de substituants susceptibles d'être portés par un cycle, est aisément déterminé par l'Homme du Métier. Dans le présent texte, on entend par "plusieurs", généralement, moins de 4 substituants sur un noyau aromatique, n est égal de préférence à 0 ou 1. La nature du ou des substituants symbolisés par B peut être très variée. Dans certains cas, il peut être nécessaire de protéger les groupes fonctionnels réactifs, par exemple les groupes hydroxy, amino, imino, thio, carboxy, lorsqu'ils sont souhaités dans le produit final, pour éviter leur participation indésirable dans les réactions. Les groupes de protection traditionnels peuvent être utilisés conformément à la pratique standard, pour des exemples voir T.W. Green et P. G. M. Wuts dans Protective Groups in Organic Chemistry , John Wiley and Sons, 1991 ; J.F.W. McOmie in Protective Groups in
Organic Chemistry, Plénum Press, 1973. Le noyau aromatique peut porter des groupes de type électro-donneurs X-] ou de groupes de type électro-attracteur X2.
On entend par « groupe électro-donneur » ou « groupe électro-attracteur », des groupes tels que définis par H.C. BROWN dans l'ouvrage de Jerry MARCH - Advanced Organic Chemistry, 4eme édition, John Wiley and Sons, 1992, chapitre 9, pp. 273 - 292. Comme exemples de groupes électro-donneurs susceptibles d'être présents dans l'halogénure aromatique de départ, on peut citer notamment : - un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, - un groupe alcényle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 6 atomes de carbone, de préférence, de 2 à 4 atomes de carbone, tel que vinyle, allyle, - un groupe alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone tel que les groupes méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, un groupe 2-oxy propionique, - un groupe cycloalkyle ayant de 3 à 8 atomes de carbone, de préférence un groupe cyclohexyle, - un groupe benzyle, - un groupe phényle, - un groupe de formule : -R2-OCOR3 -R2-N(R3)2 dans lesdites formules, . R2 représente un lien valentiel ou un groupe hydrocarboné divalent, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, ayant de 1 à 6 atomes de carbone tel que, de préférence, méthylène, éthylène, propylène, isopropylène, isopropylidène ; . les groupes R3, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, un groupe alkyle, alkényle, cycloalkyle, aryle, aralkyle. Parmi les groupes précités, B est plus particulièrement un groupe alkyle ou alkoxy ayant de préférence de 1 à 4 atomes de carbone ou un groupe amino substitué par un ou deux groupes alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone. A titre d'exemples de groupes électro-attracteurs susceptibles d'être présents dans l'halogénure aromatique de départ, on peut mentionner entre autres : - un groupe de formule :
-R2-COOR3 -R2-CO-R -R2-CO-N(R3)2 -R2-N02 -R2-CN -R2-N=C(R3)2 -R2-NH-CO-R3 -R2-N+(R3)3 -R2-Si(R3)3 -R2-S03R4 -R2-S0 R -R2-SO R4 -R2-S-CF3 -R2-Z -R2-CF3 -R2-Cp F2p + 1 . dans lesdites formules, . R2 représente un lien valentiel ou un groupe hydrocarboné divalent, linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence méthylène, éthylène, propylène, isopropylène, isopropylidène ; . les groupes R3, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, un groupe alkyle, alkényle, cycloalkyle, aryle, aralkyle ; . R4 a la signification donnée pour R3 et représente également un groupe alkyle, cycloalkyle, aryle substitué par un ou plusieurs atomes de fluor ; . Z symbolise un atome de fluor ou de chlore ; . p représente un nombre allant de 1 à 10. Selon un aspect préféré de la présente invention, les composés mise en œuvre préférentiellement répondent à la formule (I) dans laquelle B représente un groupe choisi parmi les groupes de formule -COR4, -CN, -S02R4, -COOR3, perfluoroalkyle, -F, -N02 où R3 et R4 représentent un groupe alkyle et R représentant également un groupe alkyle perhalogéné, de préférence perfluoré. De façon encore plus préférentielle, B est choisi parmi les groupes -CN,
-COMe, - COOMe, -COOEt. Dans la formule (I), X représente préférentiellement un atome de brome ou d'iode.
Dans le cadre de l'invention, on entend par « alkyle », une chaîne hydrocarbonée linéaire ou ramifiée ayant de 1 à 15 atomes de carbone et de préférence de 1 ou 2 à 10 atomes de carbone. Des exemples de groupes alkyle préférés sont notamment méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, t-butyle. Par « alcényle », on entend un groupe hydrocarboné, linéaire ou ramifié ayant de 2 à 15 atomes de carbone, comprenant une ou plusieurs doubles liaisons, de préférence, 1 à 2 doubles liaisons. Par « cycloalkyle », on entend un groupe hydrocarboné cyclique, monocyclique comprenant de 3 à 8 atomes de carbone, de préférence, un groupe cyclopentyle ou cyclohexyle ou polycyclique (bi- ou tricyclique) comprenant de 4 à 18 atomes de carbone, notamment adamantyle ou norbomyle. Par « aryle », on entend un groupe mono- ou polycyclique aromatique, de préférence, mono- ou bicyclique comprenant de 6 à 20 atomes de carbone, de préférence, phényle ou naphtyle. Lorsque le groupe est polycyclique c'est-à-dire qu'il comprend plus d'un noyau cyclique, les noyaux cycliques peuvent être condensés deux à deux ou rattachés deux à deux par des liaisons σ. Des exemples de groupes (C
6-Cι
8)aryle sont notamment phényle, naphtyle, anthryle et phénanthryle. Par « arylalkyle », on entend un groupe hydrocarboné, linéaire ou ramifié porteur d'un cycle aromatique monocyclique et comprenant de 7 à 12 atomes de carbone, de préférence, benzyle. Conformément à l'invention, on effectue la préparation d'un composé organozincique aromatique par réaction d'un halogénure aromatique avec du zinc en présence d'un sel de cobalt. Le procédé selon l'invention est mis en œuvre en présence de cobalt ou de ses dérivés. Le cobalt ou ses dérivés peuvent être introduits dans le milieu réactionnel de différentes manières et sous différentes formes, mais il est préférable qu'il soit introduit sous la forme d'un sel, de préférence d'un sel cobalteux. On préfère notamment CoCl
2 ou CoBr
2. De préférence, on opère en présence de CoBr
2. Pour être efficace, il est souhaitable que le cobalt soit présent en une concentration minimale, au moins égale à 10
"3 mol/litre. Pour être économique, il est préférable que le cobalt ne soit pas trop concentré, aussi préfère-t-on que la teneur en cobalt soit au plus égale à 0,2 mol/litre.
Généralement, on opère en présence de 0,05 à 0,5 équivalent molaire de Co par rapport au composé (I) de départ, de préférence de 0,1 à 0,33 équivalent, et plus avantageusement 0,10 à 0,15 équivalent. Le procédé selon l'invention est mis en œuvre en présence d'un réducteur. De préférence, on utilise le zinc, tel que sous forme métallique. De préférence, le zinc métallique est mis en œuvre sous forme finement divisée, par exemple sous forme de poudre. Le zinc métallique est de préférence compris entre 1 ,5 et 3,5 équivalents molaires par rapport au composé de formule (I) de départ. Avantageusement, on opère en présence de 1 ,95 à 3,33 équivalents de zinc en poudre. Lorsque le zinc est mis en œuvre sous forme métallique, on préfère effectuer la réaction en présence d'acide. Parmi les acides convenables, on préfère notamment les acides organosolubles, notamment les acides carboxyliques, les acides gras ou acides halogènes ou perhalogénés. Les acides perfluorés présentent un intérêt particulier en raison de leur solubilité dans la phase organique et de leur forte acidité. On préfère notamment l'acide trifluoroacétique ou l'acide acétique. La concentration en acide est avantageusement comprise entre 10
"3 mol/litre et 10
"2 mol/litre, de préférence 5 x 10
"3 mol/litre. La valeur supérieure est essentiellement limitée par la quantité de zinc métallique dans le milieu. La quantité d'acide doit être inférieure à celle qui est nécessaire pour dissoudre la totalité du zinc métallique et laisser suffisamment de zinc métallique pour la réaction. Selon la présente invention, il a également été possible de remplacer l'acide dans des quantités équivalentes (exprimées en moles) par de l'iode (l
2). En général, que ce soit de l'iode ou des acides, il est préférable de se placer à un niveau relativement faible pour éviter les réactions parasites, notamment la formation de l'hydrocarbure en lieu et place du composé organozincique désiré. Aussi, généralement utilise-t-on des quantités d'acide ou d'iode inférieures à 10 % de l'halogénure aromatique constituant le substrat précurseur de l'organozincique exprimé en moles, avantageusement au plus égal à 5 %. Selon un autre mode de réalisation, du zinc peut être présent en outre sous forme de sels. Les sels de zinc peuvent être utiles au démarrage de la réaction. Aussi est-il préférable d'ajouter des sels de zinc au milieu réactionnel initial. Ces sels de zinc peuvent être de toutes sortes, mais il est souvent plus pratique de les introduire sous forme d'halogénures, notamment de bromures.
La quantité de sels de zinc mis en œuvre ne présente pas de maximum particulier, mais il est préférable de faire en sorte que les sels de zinc, après la fin de réaction, ne dépassent pas la solubilité dudit sel de zinc dans les milieux. Il est possible de se passer de sels de zinc mais la réaction, en tout cas dans ses débuts, deviendra auto-catalytique, les sels de zinc étant formés au cours de la réaction. Il est ainsi préférable d'avoir une concentration en sels de zinc comprise entre 10
"3 mol/litre et 10
"2 mol/litre. De préférence, on met en œuvre de 0,1 à 0,2 équivalent de zinc sous forme de sel par rapport au composé de formule (I) de départ. Le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre en présence d'agents adjuvants potentialisant la réaction. De préférence, ces agents sont choisis parmi les dérivés répondant à la formule suivante : D-Y (III) dans ladite formule : - D représente un groupe alkyle, alkényle, aryle, aralkyle ; - Y représente un atome d'halogène. De préférence, D représente le groupe phényle ou le groupe allyle. Dans la formule (III), Y représente un atome d'halogène, de préférence choisi parmi le chlore ou le brome. De préférence, le composé de formule (III) est choisi parmi le chlorure d'allyle ou le bromure de phényle. La concentration de l'adjuvant peut être très faible, mais il est préférable qu'elle soit au moins égale à 10
"3 mol/litre. Il est également préférable que sa concentration soit au plus égale à celle du cobalt. En effet, si elle est supérieure à celle du cobalt, on peut constater la présence d'un composé organozincique dérivé de l'adjuvant qui peuvent constituer une impureté vis-à-vis du composé organozincique désiré. Lorsque l'adjuvant reste inférieur à la quantité de cobalt présent, l'organozincique intermédiaire éventuel se retrouve essentiellement transformé en dérivé hydrogéné. De préférence, on met en œuvre de 0,1 à 0,5 équivalent d'adjuvant par rapport au composé de formule (I) ; plus préférentiellement, environ 0,3 équivalent dans le cas d'un dérivé allylique et 0,1 équivalent dans le cas d'un halogénobenzène. Le procédé selon l'invention est mis en œuvre dans un milieu solvant comprenant un solvant organique qui est de préférence de type nitrile. Les solvants mis en œuvre peuvent être du type mono- ou polynitrile. On peut également utiliser un mélange de solvants.
Comme exemples de solvants mis en oeuvre, on peut citer les nitriles alphatiques ou aromatiques de préférence l'acétonitrile, le propionitrile, le butanenitrile, l'isobutanenitrile, le pentanenitrile, le 2-méthylglutaronitrile, l'adiponitrile, le benzonitrile, les tolunitrile, le malonitrile, le 1 ,4-benzonitrile. La quantité de solvant organique à mettre en œuvre est déterminée de telle sorte que la concentration du composé organozincique formé dans le solvant organique soit de préférence comprise entre 1 et 2 mol/litre de solvant organique. Conformément au procédé de l'invention, on fait réagir le composé organozincique aromatique obtenu avec un aldéhyde éventuellement en présence d'un acide de Lewis. L'aldéhyde intervenant dans le procédé de l'invention peut être représenté par la formule suivante : R - CHO (II) dans ladite formule : - R représente un groupe hydrocarboné ayant de 1 à 20 atomes de carbone. R est un groupe hydrocarboné d'une nature quelconque. On précisera dans le présent texte, des significations préférées de R mais sans aucun caractère limitatif. Plus précisément, R représente un groupe hydrocarboné ayant de 1 à 20 atomes de carbone qui peut être un groupe aliphatique acyclique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié ; un groupe carbocyclique ou hétérocyclique saturé, insaturé ou aromatique, monocyclique ou polycyclique ; un groupe aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié, porteur d'un substituant cyclique. R représente préférentiellement un groupe aliphatique acyclique linéaire ou ramifié ayant de préférence de 1 à 12 atomes de carbone, saturé L'invention n'exclut pas la présence d'une autre insaturation sur la chaîne hydrocarbonée telle qu'une ou plusieurs doubles liaisons qui peuvent être conjuguées ou non ou bien une triple liaison. La chaîne hydrocarbonée peut être éventuellement interrompue par un hétéroatome (par exemple, oxygène ou soufre) ou par un groupe fonctionnel dans la mesure où celui-ci ne réagit pas et l'on peut citer en particulier un groupe tel que notamment -CO-. La chaîne hydrocarbonée peut être éventuellement porteuse d'un ou plusieurs substituants dans la mesure où ils ne réagissent pas dans les
conditions réactionnelles et l'on peut mentionner notamment un atome d'halogène, un groupe nitrile ou un groupe trifluorométhyle. Le groupe aliphatique acyclique, saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié peut être éventuellement porteur d'un substituant cyclique. Par cycle, on entend un cycle carbocyclique ou hétérocyclique, saturé, insaturé ou aromatique. Le groupe aliphatique acyclique peut être relié au cycle par un lien valentiel, un hétéroatome ou un groupe fonctionnel tels que oxy, carbonyle, carboxy, sulfonyle etc.. Comme exemples de substituants cycliques, on peut envisager des substituants cycloaliphatiques, aromatiques ou hétérocycliques, notamment cycloaliphatiques comprenant 6 atomes de carbone dans le cycle ou benzéniques, ces substituants cycliques étant eux-mêmes éventuellement porteurs d'un substituant quelconque dans la mesure où ils ne gênent pas les réactions intervenant dans le procédé de l'invention. On peut mentionner en particulier, les groupes alkyle ou alkoxy ayant de 1 à 4 atomes de carbone. Parmi les groupes aliphatiques linéaires ou ramifiés, on vise en particulier les groupes alkyle ayant de 1 à 10 atomes de carbone. Parmi les groupes aliphatiques porteurs d'un substituant cyclique, on envisage plus particulièrement les groupes aralkyle ayant de 7 à 12 atomes de carbone, notamment benzyle ou phényléthyle. Dans la formule générale (II), R peut représenter un groupe carbocyclique, monocyclique. Le nombre d'atomes de carbone dans le cycle peut varier largement de 3 à 8 atomes de carbone mais il est de préférence égal à 5 ou 6 atomes de carbone. Le carbocycle peut être saturé ou comprenant 1 ou 2 insaturations dans le cycle, de préférence de 1 à 2 doubles liaisons. Comme exemples préférés de groupes R, on peut citer les groupes cyclohexyle ou cyclohexène-yle. Dans le cas où R représente un groupe carbocyclique, monocyclique, saturé ou insaturé, il est possible que l'un ou plusieurs des atomes du carbone du cycle soient remplacés par un hétéroatome, de préférence, oxygène, azote ou soufre ou par un groupe fonctionnel, de préférence carbonyle ou ester, conduisant ainsi à un composé hétérocyclique, monocyclique. Le nombre d'atomes dans le cycle peut varier largement de 3 à 8 mais il est de préférence égal à 5 ou 6 atomes. R peut être également hétérocyclique, polycyclique, de préférence bicyclique ce qui signifie qu'au moins deux cycles ont deux atomes en commun.
Dans ce cas, le nombre d'atomes dans chaque cycle varie entre 3 et 6 et est plus préférentiellement égal à 5 ou 6. R peut représenter un groupe carbocyclique aromatique, et notamment benzénique. R peut également représenter un groupe carbocyclique aromatique polycyclique ; les cycles pouvant former entre eux des systèmes orthocondensés, ortho- et péri-condensés. On peut citer plus particulièrement, un groupe naphtalénique. Dans la formule générale (II), R peut également représenter un groupe hétérocyclique aromatique, comportant notamment 5 ou 6 atomes dans le cycle dont 1 ou 2 hétéroatomes tels que les atomes d'azote, de soufre et d'oxygène. R peut aussi représenter un groupe hétérocyclique aromatique polycyclique défini comme étant soit un groupe constitué par au moins 2 hétérocycles aromatiques ou non contenant au moins un hétéroatome dans chaque cycle et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés ou soit un groupe constitué par au moins un cycle hydrocarboné aromatique ou non et au moins un hétérocycle aromatique ou non formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés. Il est à noter que si le groupe R comprend un cycle quelconque, il est possible que ce cycle porte un substituant. La nature du substituant est quelconque dans la mesure où il n'interfère pas au niveau du produit désiré. Les substituants portés le plus souvent par le cycle sont un ou plusieurs groupes alkyle ou alkoxy ayant de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, de préférence méthyle ou méthoxy, un groupe alcényle, de préférence un groupe isopropène- yle, un atome d'halogène, de préférence chlore ou brome, un groupe trihalogénométhyle, de préférence trifluorométhyle et des groupes fonctionnels plus particulièrement nitrile ou ester (de préférence d'alkyle inférieurs Cι-C ). Parmi tous les groupes R précités, R représente préférentiellement un groupe alkyle, linéaire ou ramifié ayant de 1 à 12 atomes de carbone ou un groupe phényle éventuellement porteur d'un groupe alkyle ou alkoxy ayant de 1 à 4 atomes de carbone, un groupe trifluorométhyle ou un groupe nitrile ou ester. Comme pour le composé de formule (I), il y a lieu si nécessaire de protéger les groupes fonctionnels réactifs. Pour ce qui est de la quantité d'aldéhyde mis en œuvre, elle est telle que généralement, le rapport molaire entre l'aldéhyde et le composé organozincique aromatique varie de 1 à 2, et se situe plus préférentiellement entre 1 ,1 et 1 ,3. Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, il a été trouvé qu'il était intéressant d'ajouter un acide de Lewis comprenant un cation dur, dans le but
d'augmenter le rendement réactionnel, lorsque l'halogénure aromatique porte un substituant électro-attracteur sur le cycle aromatique. Dans le présent texte, « acide de Lewis » signifie un composé comprenant un cation métallique ou métalloïdique accepteur de doublets électroniques. Pour le choix du cation métallique ou métalloïdique, on se réfère à la classification « dureté (hard) et mollesse (soft) » définie par R. PEARSON dans Journal of Chem. Ed. 45, pages 581 - 587 (1968). On fait appel à des cations métalliques ou métalloïdiques « durs » : le terme « dur » ayant la signification du terme "dur" utilisé dans cette référence. Par « cation dur », on définit un atome accepteur d'électrons, de petite ou de grande taille et de forte charge positive qui ne contient pas d'électrons non appariés sur l'orbitale de valence. Il s'agit généralement de petits cations de fort degré d'oxydation qui ne possèdent pas d'électrons facilement arrachables. Comme exemples de cations durs, on peut citer B
3+, Mg
2+, Al
3+, Si
4+, Ti
4+, Mn
2+, Fe
3+, Zr
4+, La
3+. Pour ce qui est des anions liés à ces cations, leur nature peut être variée. Comme exemples plus spécifiques d'anions, on peut mentionner notamment les anions organiques tels que l'acétate, le propionate, le benzoate, le méthanesulfonate, le trifluorométhanesulfonate. En ce qui concerne les anions inorganiques, on peut citer notamment les chlorure, bromure, iodure, sulfate, sulfonate, nitrate. Parmi les anions précités ; on choisit de préférence CI
" ou Br
". On fait appel préférentiellement à titre d'acides de Lewis, aux composés suivants : le chlorure de titane TiCI , les halogénosilanes tels que MesSiCI, Me
2SiCI
2l ι MeSiCI
3. Le chlorure de titane est l'acide de Lewis choisi préférentiellement. La quantité d'acide de Lewis que l'on met en œuvre est généralement la quantité stoechiométrique définie par rapport au composé organozincique aromatique. Elle peut également être excédentaire par rapport à la stoechiométrie. Ainsi, l'acide de Lewis peut représenter de 100 à 120 % du poids du composé organozincique. Selon un mode de réalisation pratique de l'invention, on prépare le composé organozincique aromatique puis sans séparation du milieu réactionnel, on fait ensuite réagir l'aldéhyde éventuellement en présence d'un acide de Lewis.
La préparation du composé organozincique a lieu à température ambiante ou jusqu'à une température inférieure à la température d'ébullition du solvant. De préférence, on opère à température comprise entre la température ambiante (le plus souvent entre 15°C et 25°C) et 60°C, de préférence à la température ambiante. Selon un mode de réalisation préféré du procédé de l'invention, on effectue un préconditionnement de la solution de catalyseur ce qui permet d'obtenir un rendement réactionnel plus élevé. Pour cela, on met en œuvre le zinc, le dérivé de cobalt, le solvant, l'acide et éventuellement l'adjuvant, de préférence à température ambiante. Par la suite, on ajoute l'halogénure aromatique de formule (I). Le mélange est ensuite maintenu à la température définie ci-dessus. L'avancement de la réaction peut être suivi par toute méthode connue en soi, par exemple par chromatographie, telle que la chromatographie en phase gazeuse (CPG). Pour cela, un agent témoin de chromatographie en phase gazeuse tel que le dodécane peut être ajouté au mélange réactionnel. La présence d'un organométallique peut être notamment mise en évidence en identifiant l'aromatique iodé sur les chromatogrammes de prélèvement iodolysé, par les méthodes connues en soi. Selon l'invention, des conversions aussi élevées que 100 % peuvent être atteintes. La réaction est mise en œuvre pendant une durée telle qu'un degré d'avancement satisfaisant est atteint. De préférence, la réaction est mise en œuvre pendant une durée de 5 minutes à 24 heures, de préférence de 15 minutes à 5 heures. On obtient à la fin de cette étape un composé organozincique aromatique que l'on peut représenter par la formule suivante donnée à titre indicatif et sans caractère limitatif :
dans ladite formule, A, B, X et n ont la signification donnée précédemment. Dans une étape suivante, on additionne l'aldéhyde et éventuellement l'acide de Lewis. Conformément au procédé de l'invention, la présence d'un acide de Lewis s'avère intéressante dans le cas où l'halogénure aromatique représenté par la formule (I) comprend un substituant de type électro-attracteur.
La réaction d'addition du composé organozincique sur l'aldéhyde a lieu à une température qui est déterminée avantageusement en fonction de la nature du composé de formule (l). Ainsi, si l'halogénure aromatique comprend un substituant de type électro- donneur, l'addition a lieu à une température avantageusement située entre -10°C et la température ambiante (le plus souvent entre 15°C et 25°C).On opère de préférence à la température ambiante. Dans le cas où l'halogénure aromatique comprend un substituant de type électro-attracteur, la température est choisie entre -10°C et 0°C, de préférence aux environs de 0°C. Si nécessaire, il y a lieu de refroidir le mélange réactionnel. La réaction est généralement mise en œuvre sous pression atmosphérique. D'un point de vue pratique, on additionne l'aldéhyde dans le milieu réactionnel comprenant le composé organozincique aromatique ou inversement. La réaction étant exothermique, il est préférable d'ajouter l'aldéhyde progressivement. D'une manière avantageuse, on ajoute également l'acide de Lewis dans le cas où l'halogénure aromatique comprend un substituant de type électro- attracteur en même temps que l'aldéhyde. On poursuit la réaction jusqu'à disparation complète du composé organozincique aromatique. Généralement, la réaction dure de 1 à 4 heures. Ensuite, on sépare le produit formé. On commence par effectuer une hydrolyse à l'aide d'un acide. Comme exemples d'acides, on peut citer l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique. De préférence, on choisit l'acide chlorhydrique. On fait appel de préférence à une solution aqueuse diluée (par exemple 1 ou 2 N). La quantité d'acide mise en œuvre est égale à au moins un équivalent par rapport à l'alcool formé jusqu'à un excès pouvant atteindre 20 %. On récupère ensuite le produit formé qui peut être symbolisé par la formule suivante :
dans ladite formule, A, B, R et n ont la signification donnée précédemment.
Le composé ainsi préparé peut être récupéré à partir du mélange de la réaction par les moyens traditionnels. Par exemple, les composés peuvent être récupérés soit par distillation, soit par recristallisation ou par extraction à l'aide d'un solvant organique (par exemple l'éther éthylique, le trichloroéthylène ou l'acétate d'éthyle). En outre, le produit peut, si on le souhaite, être encore purifié par diverses techniques, notamment la chromatographie sur colonne ou la chromatographie en couche mince préparative. Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif et non limitatif de la présente invention. Le rendement donné dans les exemples correspond au rapport entre le nombre de moles de produit formées et le nombre de moles de substrat engagées.
Exemples. Avant de détailler les exemples, on précise les modes opératoires mis en œuvre. Mode opératoire A : Couplage de bromures aromatiques porteurs d'un groupement électrodonneur avec divers aldéhydes. Dans un ballon de 50 mL, 10 mL d'acétonitrile sont introduits ainsi que
4,5 mmol (400 μL) de chlorure d'allyle, 1 ,5 mmol (333 mg) de CoBr2, 23 mmol (1 ,5 g) de poudre de zinc, et 1 ,3 mmol (100 μL) d'acide trifluoroacétique. Le milieu réactionnel est laissé à température ambiante pendant 10 minutes (réaction exothermique). Ensuite, 7,5 mmol de bromure aromatique puis 10 mmol d'aldéhyde sont ajoutés au mélange à température ambiante. La réaction est poursuivie jusqu'à la disparition du zincique aromatique, réactif limitant au bout d'environ 3 heures. L'évolution de la réaction est suivie par analyse CPG après iodolyse des prélèvements effectués à intervalles réguliers.
Mode opératoire B : Couplage de bromures aromatigues porteurs d'un groupement électro- attracteur avec divers aldéhydes. Dans un ballon de 50 mL, 10 mL d'acétonitrile sont introduits ainsi que
4,5 mmol (400 μL) de chlorure d'allyle, 1,5 mmol (333 mg) de CoBr2ι 23 mmol (1 ,5 g) de poudre de zinc et 1 ,3 mmol (100 μL) d'acide trifluoroacétique.
Le milieu réactionnel est laissé à température ambiante pendant 10 minutes (réaction exothermique). Ensuite, 7,5 mmol de bromure aromatique sont additionnées. L'évolution de la réaction est suivie par analyse CPG après iodolyse des prélèvements effectués à intervalles réguliers. La réaction est poursuivie jusqu'à la disparition de l'halogénure dosé par CPG qui est alors transformé en organozincique. Le mélange réactionnel est alors refroidi à 0°C. Puis 10 mmol d'aldéhyde et 7,5 mmol d'acide de Lewis (TiCI4) sont ajoutés au milieu réactionnel. On laisse la température remonter à l'ambiante. La réaction est poursuivie jusqu'à la disparition du zincique aromatique.
Exemple 1 : Préparation de 4-[hvdroxy-(4-diméthylaminophényl)méthyll-benzoate de méthyle.
Elle est effectuée selon le mode opératoire A à partir du bromure de 4- diméthylaminophényle et de 4-acétoxybenzaldéhyde. Le produit obtenu a une masse molaire de 285 g. mol
"1. La purification est faite sur chromatographie sur colonne (gel de silice) avec un éluant qui est un mélange 80/20 de pentane/éther. Le rendement obtenu est de 75 %. Le produit obtenu est caractérisé par RMN : - RMN
1H, δ (ppm) : 2,82 (s, 3 H
i2 et 3 H
12>), 3,15 (s, H de OH), 3,80 (s, 3 Hi), 5,63 (s, H
7), 6,58 (d, H
10 et H
ισ), 7,07 (d, H
9 et H*), 7,35 (d, H
5 et H
5.), 7,88 (d, H
4 et H
4-). - RMN
13C, δ (ppm) : 40,44 (C
12 et C
12.), 53,30 (d), 75,67 (C
7), 112,51 (C
10 et C
10-), 126,08-127,83-128,71-129,70-131 ,37 (C
3, C
4, C
4', C
5, C
5-, C
8, C
9 et C
9.), 149,49-150,27 (C
6 et Cn), 167,08 (C
2).
Exemple 2 : Préparation du (4-diméthylaminophényl)-4(cvanophényl)-méthanol.
Elle est effectuée selon le mode opératoire A à partir du bromure de 4- diméthylaminophényle et de 4-cyanobenzaldéhyde. Le produit obtenu a une masse molaire de 252 g. mol
"1. La purification est faite sur chromatographie sur colonne (gel de silice) avec un éluant qui est un mélange 80/20 de pentane/éther. Le rendement obtenu est de 60 %. Le produit obtenu est caractérisé par RMN : - RMN
1H, δ en ppm : 2,22 (s,H de OH) ; 2,85 (s, 3Hnet 3Hn' ; 5,68 (s, H
6), 6,60 (d, H
9 et H
9') ; 7,05 (d,H
8 et H
8 ) ; 7,42 (d, H
5 et H
5) ; 7,51 (d, H
4 et H
4'). - RMN 13C, δ en ppm : 40,33 (C
6) ; 75,21-77,52 (Cn et Cn') ; 112,31 (C
7 et C
2) ; 118,81 (Ci) ; 126,65-131,8 (C
8, C
8' et C
4, C
4) ; 149,46 (C
5) ; 150,148
Exemple 3 : Préparation du 1-(4-méthoxyphényl)-heptan-1-ol.
Elle est effectuée selon le mode opératoire A à partir de bromure de 4- méthoxyphényle et d'heptanal. Le produit obtenu a une masse molaire de 250 g. mol"1. La purification est faite sur chromatographie sur colonne (gel de silice) avec un éluant qui est un mélange 98/2 puis 90/10 de pentane/éther. Le rendement obtenu est de 64 %. Le produit obtenu est caractérisé par RMN : - RMN 1H, δ en ppm : 0,80 (t, 3H ; 1 ,08-1 ,21 (m, 2H2, 2H3, 2H4, 2H5) ; 1 ,41 (s, H de OH) ; 2,10-2,27 (m, 2H6) ; 3,69 (s et t, H7 et 3H12) ; 6,75-6,84 (m, H10 et Hι0') ; 7,04-7,18 (m, H9 et H9'). - RMN 13C, δ en ppm : 13,88 (d) ; 22,23 (C2 et C5) ; 28,79-31 ,71 (C3 et C4) ; 40,00 (C6) ; 49,85 (C12) ; 75,72 (C7) ; 113,58 (C10 et C10') ; 128,72 (C9 et C9') ; 135,14 (C8) ; 158,77 (Cn).
Exemple 4 : Préparation de (4-trifluorométhylphényl)-(3-méthoxyphényl)-méthanol.
Elle est effectuée selon le mode opératoire A à partir de bromure de 3- méthoxyphényle et de 4-trifluorométhylbenzaldéhyde. Le rendement obtenu est de 45 % Le produit obtenu est caractérisé par RMN : - RMN
1H, δ (ppm) : 3.76 (s, 3 H
13), 4.12 (s, H de OH), 5.72 (s, H
6), 6.93- 6.97 (m, H
8, H
10 et H
12), 7.25-7.36 (m, Hn et H
i2), 7.48-7.51 (m, H
4 et H
4>), 7.59-7.63 (m, H
3 et H ). - RMN
13C, δ (ppm) : 55.14(Cι
3), 75.52 (C
6), 112.32-113.18 (C
8 et C
10), 118.92 (C^, 121.44 (C
12), 125.27 (C
3 et C
3.), 126.63-129.25 (C
2, C
4 et C
4 , 129.83 (Cn), 144.73 (C
7), 147.39 (C
5), 159.80 (C
9).
Exemple 5 : Préparation de (4-trifluorométhylphényl)-(3-méthoxyphényl)-méthanol
Elle est effectuée selon le mode opératoire A à partir de bromure de 4- méthoxyphényle et de 4-trifluorométhylbenzaldéhyde. Le rendement obtenu est de 64 % Le produit obtenu est caractérisé par RMN : - RMN
1H, δ (ppm) : 2.19 (s, H de OH), 3.72 (s, 3 H-n), 5.77 (s, H
6), 6.80 (m, H
9 et H
9.), 7.18 (m, H
8 et H
8.), 7.42 (dd, H
4 et H
4>), 7.51 (dd, H
3 et H
3). - RMN
13C, δ (ppm) : 55.01 (Cn), 75.00 (C
6), 113.91 (C
9 et C
9.), 121.44 (Ci), 125.14 (C
3 et C
3.), 127.94-128.93 (C
4, C
4s C
8 et C
8.), 129.57 (C
2), 135.34 (C
7), 147.79 (C
5), 159.14 (C
10).
Exemple 6 : Préparation de (4-trifluorométhylphényl)-(2-méthoxyphényl)-méthanol.
Elle est effectuée selon le mode opératoire A à partir de bromure de 2- méthoxyphényle et de 4-trifluorométhylbenzaldéhyde. Le rendement obtenu est de 36 % Le produit obtenu est caractérisé par RMN : - RMN
1H, δ (ppm) : 3.62 (s, 3 H
13), 4.05 (s, H de OH), 5.97 (s, H
6), 6.74- 6.92 (m, H
9 et Hn), 7.15-7.26 (m, H
10 et Hι
2), 7.37-7.49 (m, H
4, H
4',H
3 et H
3>). - RMN
13C, δ (ppm) : 55.10(C
13), 71.33 (C
6), 110.62 (C
9), 120.73 (d), 124.77 (Cn), 126.50 (C
3 et Cy), 127.48 (C
10), 128.66 (C
2), 128.87 (C
4 et C '), 129.30 (C
7), 131.05 (C
12), 147.26 (C
5), 156.32 (C
8).
Exemple 7 Préparation du 4-éthoxycarbonylphénylH4-méthoxycarbonylphényl)- méthanol.
Elle est effectuée selon le mode opératoire B à partir du bromure de 4- éthoxycarbonylphényle et de 4-méthoxycarbonylbenzaldéhyde. Le produit obtenu a une masse molaire de 314 g. mol
"1. La purification est faite sur chromatographie sur colonne (gel de silice) avec un éluant qui est un mélange 80/20 de pentane/éther. Le rendement obtenu est de 67 %. Le produit obtenu est caractérisé par RMN : - RMN
1H, δ en ppm : 1 ,28 (t, 3H
14) ; 3,04 (s, H de OH) ; 3,80 (S, 3H ; 4,25 (q, 2HI
3) ! 5,81 (s, H
7) ; 7,34 (d, H
5, H
5', H
9, H
9') ; 7,88 (d, H
4, H
4 , H
10,
- RMN 13C, δ en ppm : 13,60 (C14) ; 50,00 (Ci) ; 60,90 (C13) ; 75,71 (C7) ; 126,19-129,30-129,67-129,85 (C3, C4, C4\ C5', C9, C9', C10, C10', Cn) ; 148,00 (C6 et C8), 166,24 (C2 et C12).
Exemple 8 : Préparation du 4-(hydroxy-heptyl)-benzoate de méthyle.
Elle est effectuée selon le mode opératoire B à partir du bromure de 4- éthoxycarbonylphényle et de heptanal. Le produit obtenu a une masse molaire de 264 g. mol
"1. La purification est faite sur chromatographie sur colonne (gel de silice) avec un éluant qui est un mélange 98/2 de pentane/éther. Le rendement obtenu est de 59 %. Le produit obtenu est caractérisé par RMN : - RMN
1H, δ en ppm : 0,77 (t, 3H ; 1 ,06-1 ,34 (m, 2H
2, 2H
3, 2H
4, 2H
5) ; 1 ,29 (t, 3H
14) ; 1 ,26 (m,2H
6) ; 2,88 (s, H de OH) ; 4,25 (q, 2H
13) ; 4,59 (t, H
7), 7,28 (d, H
9 et H
9') ; 7,87 (d, H
10 et H
10'). - RMN 13C, δ en ppm : 13,96 (d et C
14) ; 22,50-25,52 (C
2 et C
5), 29,09- 31 ,67 (C
3 et C
4) ; 39,10 (C
6) ; 60,87 (C
13) ; 73,98 (C
7) 125,64-129,26- 129,45-129,68 (C
9, C
9', C
10> do" et d-,) ; 150,19 (C
8) ; 166,57 (C
12).
Exemple 9 : Préparation du 4-(hydroxy-nonyl)-benzoate de méthyle.
Elle est effectuée selon le mode opératoire B à partir du bromure de 4- éthoxycarbonylphényle et du nonal. .Le produit obtenu a une masse molaire de 292 g. mol
"1. La purification est faite sur chromatographie sur colonne (gel de silice) avec un éluant qui est un mélange 98/2 de pentane/éther. Le rendement obtenu est de 74 %. Le produit obtenu est caractérisé par RMN : - RMN
1H, δ en ppm : 0,79 (t, 3H ; 1 ,12-1 ,19 (m, 2H
2, 2H
3, 2H
4, 2H
5, 2H
6, 2H
7) ; 1 ,28 (m, 2H
8) ; 2,85 (s, H de OH) ; 3,99 (q, 2H
15) ; 4,61 (t, H
9) , 7,30 (d, H
12 et H
12')
> 7,89 (d, H
11 et H
11').
- RMN 13C, δ en ppm : 13,72 (d et C
14) ; 20,73-25,31 (C
2 et C
7) ; 28,92- 31 ,52 (C
3 et C
6) ; 38,90 (C
8) ; 60,08-60,56 (C
4 et C
5) ; 125,39-129,42 (C
9, C
9', C10, C
10' et di) ; 150,1 (C
8) ; 166,26 (C
12).
Exemple 10 : Préparation du (4-méthoxycarbonylphényl)-(4-cvanophényl)méthanol.
Elle est effectuée selon le mode opératoire B à partir du bromure de 4- méthoxycarbonylphényle et de 4-cyanobenzaldéhyde. Le produit obtenu a une masse molaire de 267 g. mol
"1. La purification est faite sur chromatographie sur colonne (gel de silice) avec un éluant qui est un mélange 70/30 de pentane/éther. Le rendement obtenu est de 75 % Le produit obtenu est caractérisé par RMN : - RMN
1H, δ en ppm : 3,89 (s, 3Hι) ; 3,92 (S, H de OH) ; 5,82 (s, H
7) ; 7,15- 7,30 (m, H
4 et H
4', H
5 et H
5' H
9 et H
9') ; 7,91 (d, H
10 et H
10')- - RMN 13C, δ en ppm : 50,00 (d) ; 76,18 (C
7) ; 126,11-132,05 (C
3, C
4, C
4\ C
5', C
9, C
9-, C
10, C
10', C
11) ; 147,50-148,17 (C
6 et C
8), 166,24 (C
2 et C
i2).