FR2871801A1 - Procede de preparation d'arylboronates cycliques - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet un nouveau procédé de préparation d'arylboronates cycliques.Elle concerne plus particulièrement la préparation d'arylboronates portant un groupe électro-attracteur sur le cycle aromatique.Dans une variante préférée, le procédé comprend la réaction d'un halogénure aromatique et d'un cycloboronate halogéné, en présence de zinc métallique et d'un sel de cobalt.

Description

PROCEDE DE PREPARATION D'ARYLBORONATES CYCLIQUES.

La présente invention a pour objet un nouveau procédé de préparation 5 d'arylboronates cycliques.

Elle concerne plus particulièrement la préparation d'arylboronates portant un groupe électro-attracteur sur le cycle aromatique.

Des structures comprenant un enchaînement de cycles aromatiques en particulier de type biaryle se rencontrent dans de nombreuses molécules utilisées dans le domaine agrochimique notamment dans des herbicides, pesticides ou dans le domaine pharmaceutique. En particulier, on recherche un procédé de préparation de composés de type alkylbiphényle ou cyanobiphényle.

Présentes dans de nombreuses molécules naturelles, les structures de type biaryle sont donc des cibles très recherchées lors de l'élaboration de synthèse totale.

Par ailleurs, elles présentent un intérêt accru en rapport avec le développement de nouveaux matériaux organiques tels que les semiconducteurs organiques ou des cristaux liquides qui possèdent des unités polyfonctionnelles de type biaryle.

Une voie d'accès classique consiste à effectuer la préparation des composés de type biaryle selon la réaction de Suzuki aussi nommé couplage de Suzuki ou couplage Suzuki-Miyaura qui consiste à faire intervenir une réaction entre un halogénure d'aryle et un acide arylboronique en présence d'un catalyseur au palladium ou au nickel, en milieu basique.

Ainsi, la réaction peut être représentée ainsi: R R' B(OH)2 + X Les esters arylboroniques notamment les esters pinacolboroniques, ci-après représentés, sont également utilisés dans la réaction de Suzuki.

L'intérêt de tels composés est qu'ils sont plus stables et peuvent être isolés. Une nouvelle voie de synthèse desdits esters boroniques a été proposée par C. Laza et al (Adv. Synth Catal 2003, 345, 580-583).

2871801 2 II s'agit d'une réaction de couplage électrochimique entre un halogénure d'aryle et un pinacolborane. Le meilleur rendement (81 %) est obtenu en utilisant une cathode en nickel, une anode en magnésium, en présence de THF et de lithium bis(trifluorométhanesulphonyl)imide.

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.

Il a maintenant été trouvé et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé de préparation d'un arylboronate cyclique caractérisé par le fait qu'il comprend la préparation d'un composé organozincique aromatique obtenu à partir d'un halogénure aromatique, de zinc métallique et en présence d'un sel de cobalt et sa réaction avec un cycloboronate halogéné.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, on prépare le composé organozincique par réaction d'un halogénure aromatique, du zinc métallique et en présence d'un sel de cobalt, puis l'on fait réagir sans séparation ledit organozincique obtenu avec un cycloboronate halogéné.

Selon un mode de réalisation préférée, on fait réagir en même temps, l'halogénure aromatique, le cycloboronate halogéné, le zinc métallique et le sel de cobalt.

Selon une autre variante encore plus préférée, on ajoute un adjuvant potentialisant l'activité du catalyseur avant la réaction de l'halogénure aromatique et du cycloboronate halogéné.

D'une manière simplifiée, on désignera dans le présent texte, par l'expression "aryle", tous les composés aromatiques que ce soient des composés aromatiques carbocycliques ou des composés aromatiques hétérocycliques.

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.

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 puis l'on fait réagir sans séparation ledit organozincique obtenu avec un cycloboronate halogéné.

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: 2871801 3 (C)n) X (I) 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; - C, 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, - n, nombre de substituants C 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, monocyclique ou polycyclique, - un hétérocycle aromatique, monocyclique ou polycyclique comportant au moins un des hétéroatomes O, N et S, On précisera, sans pour autant limiter la portée de l'invention, que le reste A éventuellement substitué représente, le reste: 1 - d'un composé carbocyclique aromatique, monocyclique ou polycyclique. Par "composé carbocyclique polycyclique", on entend: un composé constitué par au moins 2 carbocycles aromatiques et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés, un composé constitué par au moins 2 carbocycles dont l'un seul d'entre eux est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés.

2 - d'un composé hétérocyclique aromatique, monocyclique ou polycyclique.

Par "composé hétérocyclique polycyclique", on définit: un composé constitué par au moins 2 hétérocycles contenant au moins un hétéroatome dans chaque cycle dont au moins l'un des deux cycles est aromatique et formant entre eux des systèmes ortho- ou ortho- et péricondensés, 2871801 4 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: -0- , -CO- , -COO- , -0000- ; -S- , -SO- , -SO2- ,-N- , -CO-N- , 1 Ro Ro dans ces formules, Ro représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle, alkényle, cycloalkyle, aryle, araikyle.

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- cyclohexylpyridine.

2871801 5 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 5 substituants symbolisés par C. 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 C 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, Plenum 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, 2871801 6 - 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 - R2-CO-N(R3)2 dans lesdites formules, 10. 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, C 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-R4 -R2-CN - R2-N=C(R3)2 R2-NH-CO-R3 - R2-N+(R3)3 - R2-Si(R3)3 - R2-S03R4 - R2-S02R4 - R2-SO R4 -R2-S-CF3 -R2-Z - R2-CF3 - R2-Cp F2p + 1 dans lesdites formules, 30 35 2871801 7 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; 5. 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; 10. 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 oeuvre préférentiellement répondent à la formule (I) dans laquelle C représente un groupe choisi parmi les groupes de formule -COR4, -CN, S02R4, -COOR3, perfluoroalkyle, -F, où R3 et R4 représentent un groupe alkyle et R4 représentant également un groupe alkyle perhalogéné, de préférence perfluoré.

De façon encore plus préférentielle, C 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 norbornyle.

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 a.

2871801 8 Des exemples de groupes (C6-C18)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 5 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 métallique en présence d'un sel de cobalt.

Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en présence de cobalt ou de 10 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 CoCl2 ou CoBr2.

De préférence, on opère en présence de CoBr2.

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 0,10 à 0,33 équivalent, et plus avantageusement 0,10 à 0,15 équivalent.

Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre en présence de zinc sous forme métallique. De préférence, le zinc métallique est mis en oeuvre sous forme 25 finement divisée, par exemple sous forme de poudre.

Le zinc métallique est de préférence compris entre 1,0 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.

Selon une variante préférée, on active le zinc sous forme métallique, à 30 l'aide d'un acide.

Parmi les acides convenables, on préfère notamment les acides organosolubles, notamment les acides carboxyliques, les acides gras ou acides halogénés 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 2871801 9 quantité d'acide doit être inférieure à celle qui est nécessaire pour activer 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 (12).

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, il est possible d'introduire le zinc sous forme de sels. 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. Cette variante n'est pas préférée car dans ce cas, il y a lieu d'introduire également un métal réducteur par exemple le manganèse ou le magnésium en une quantité au moins stoechiométrique.

Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre 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 2871801 10 présent, l'organozincique intermédiaire éventuel se retrouve essentiellement transformé en dérivé hydrogéné.

De préférence, on met en oeuvre 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 oeuvre dans un milieu solvant comprenant un solvant organique qui est de préférence de type nitrile.

Les solvants mis en oeuvre 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 2méthylgiutaronitrile, l'adiponitrile, le benzonitrile, les tolunitrile, le malonitrile, le 1,4-benzonitrile.

La quantité de solvant organique à mettre en oeuvre est déterminée de telle sorte que la concentration du composé organozincique formé dans le solvant organique soit de préférence comprise entre 1 et 2 molllitre de solvant organique.

Conformément au procédé de l'invention, on fait réagir le composé organozincique aromatique obtenu avec un cycloboronate halogéné.

Le cycloboronate halogéné intervenant dans le procédé de l'invention peut être représenté par la formule suivante: X B 7 O dans ladite formule: - W représente un groupe divalent, substitué ou non, comprenant un enchaînement linéaire d'atomes en un nombre suffisant pour former le cycloboronate désiré, - X représente un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore ou de brome.

D'une manière gobale, le groupe W présente une condensation totale en carbone pouvant varier de 2 atomes de carbone jusqu'à un nombre pouvant s'élever à 12 atomes de carbone lorsqu'il y a présence de substituants et ledit groupe comprend le plus souvent un enchaînement linéaire de 2 à 6, de préférence 2 ou 3 atomes qui intervient ensuite dans le cycle obtenu.

Comme mentionné précédemment, le groupe W divalent peut être substitué c'est-à-dire que les atomes d'hydrogène de la chaîne hydrocarbonée peuvent 2871801 11 être remplacés par un groupe ou une fonction organique. N'importe quels substituants peuvent être présents dans la mesure où ceux-ci n'interfèrent pas au niveau de la réaction de cyclisation. En particulier, la chaîne hydrocarbonée peut porter des chaînes latérales ou ramifications qui peuvent être constituées de préférence par des groupes alkyle qui, généralement, ont de 1 à 4 atomes de carbone. II s'agit préférentiellement des groupes méthyle. Les ramifications se situent le plus souvent sur un ou les deux atomes de carbone en position a ou R des atomes d'oxygène.

Dans la formule (II), W représente, de préférence, un groupe divalent 10 aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié.

Plus précisément, W représente un groupe aliphatique saturé linéaire ou ramifié ayant de préférence de 2 à 12 atomes de carbone ou un groupe insaturé, linéaire ou ramifié, comprenant généralement une insaturation qui peut être de préférence, une double liaison.

Conviennent tout particulièrement bien à la mise en oeuvre du procédé de l'invention, les cycloboronates halogénés de formule générale (Il) dans laquelle le groupe aliphatique W est un groupe alkylène linéaire ou ramifié ayant de 2 à 12 atomes de carbone qui comprend un enchaînement linéaire de 2 à 3 atomes de carbone entre les deux atomes d'oxygène.

II est également possible de faire appel dans le procédé de l'invention, à un cycloboronate halogéné de formule (II) dans laquelle W représente un groupe aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié dans lequel deux atomes de carbone vicinaux peuvent former un cycle.

Par cycle, on entend un cycle carbocyclique ou hétérocyclique, saturé, 25 insaturé ou aromatique.

Comme exemples de cycles, on peut envisager des cycles cycloaliphatiques, aromatiques ou hétérocycliques, notamment cycloalkyles comprenant 6 atomes de carbone dans le cycle ou benzéniques, ces cycles pouvant être eux-mêmes éventuellement porteurs de un ou plusieurs substituants dans la mesure où ils n'interfèrent pas avec la réaction de cyclisation.

Comme exemples de tels groupes W, on peut mentionner, entre autres, les groupes suivants: Dans la formule (I), X représente préférentiellement un atome de chlore ou de brome.

2871801 12 D'une manière préférée, on choisit un cycloboronate bromé lorsqu'il est mis en réaction avec un halogénure aromatique (ou un composé organozincique qui en dérive) porteur d'un groupe électro- attracteur sur le cycle aromatique.

Dans le cas où le cycle aromatique porte un groupe électro-donneur, il est préférable de faire appel à un cycloboronate chloré.

A titre de cycloboronates halogénés de formule (II) convenant à la présente invention, on fait appel plus particulièrement aux composés suivants: - le bromocatécholborane, - le chlorocatécholborane, Pour ce qui est de la quantité de cycloboronate halogéné mis en oeuvre, elle est telle que généralement, le rapport molaire entre le cycloboronate halogéné 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 pratique de l'invention, on prépare le 15 composé organozincique aromatique puis sans séparation du milieu réactionnel, on fait ensuite réagir avec un cycloboronate halogéné.

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 car il permet d'éviter les réactions secondaires de réduction de l'halogénure aromatique.

Pour cela, on met en oeuvre le zinc métallique, le dérivé de cobalt, le solvant, l'acide (ou l'iode), éventuellement un 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 l'alcane (par exemple 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.

2871801 13 Selon l'invention, des conversions aussi élevées que 100 % peuvent être atteintes.

La réaction est mise en oeuvre pendant une durée telle qu'un degré d'avancement satisfaisant est atteint. De préférence, la réaction est mise en oeuvre 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, C, X et n ont la signification donnée précédemment.

Dans une étape suivante, on fait réagir sans séparation ledit organozincique obtenu avec un cycloboronate halogéné.

La réaction du composé organozincique et du cycloboronate halogéné a 15 lieu de préférence à la température ambiante.

La réaction est généralement mise en oeuvre sous pression atmosphérique.

D'un point de vue pratique, on additionne le cycloboronate halogéné dansle milieu réactionnel comprenant le composé organozincique aromatique ou inversement.

On poursuit la réaction jusqu'à disparation complète du composé organozincique aromatique. Généralement, la réaction dure de 1 à 4 heures. On obtient le composé arylboronate cyclique attendu.

Selon un mode de réalisation préférée, on fait réagir en même temps, l'halogénure aromatique, le cycloboronate halogéné, le zinc métallique et le sel 25 de cobalt.

En effet, il a été constaté que ce mode de mise en oeuvre était avantageux car il évite la formation du produit d'homocouplage du composé organozincique aromatique.

Selon une autre variante encore plus préférée, on ajoute un adjuvant 30 potentialisant l'activité du catalyseur avant la réaction de l'halogénure aromatique et du cycloboronate halogéné.

Ainsi, dans un premier temps, on charge le solvant organique, le sel de cobalt, le zinc métallique, l'acide (ou l'iode), éventuellement l'adjuvant potentialisant la réaction (par exemple chlorure d'allyle ou chlorobenzène) puis l'on ajoute ensemble l'halogénure aromatique et le cycloboronate halogéné.

2871801 14 Dans un mode préféré, l'on charge le solvant organique, le sel de cobalt, le zinc métallique, l'acide, l'adjuvant potentialisant la réaction puis l'on ajoute ensemble l'halogénure aromatique et le cycloboronate halogéné.

Ce mode de réalisation de l'invention est particulièrement préféré car il permet d'éviter les réactions secondaires de réduction et d'homocouplage.

La réction est poursuivie jusqu'à disparation de l'halogénure aromatique. On obtient le composé arylboronate cyclique.

Ensuite, on effectue la séparation du produit formé.

On commence par effectuer une hydrolyse à l'aide d'un acide. Comme 10 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 oeuvre est égale à au moins un équivalent par 15 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: O (IV) dans ladite formule, A, C, W 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 trichioroéthylène 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.

Dans le cas où l'on souhaite isoler le composé de formule (IV) sous une forme stable et permettant ainsi le stockage du produit, une variante consiste à effectuer une transestérification à l'aide du pinacol.

Cette opération est effectuée avant l'étape d'hydrolyse.

On met alors en oeuvre une quantité de pinacol généralement au moins égale à la stoechiométrie mais qui également peut être supérieure par exemple jusqu'à un excès de 20 %.

On ajoute donc le pinacol dans le milieu réactionnel comprenant le 35 composé de formule (IV).

2871801 15 La réaction a lieu à une température avantageusement choisie entre 20 C et 60 C, de préférence 50 C.

On obtient ainsi un pinacolborane qui peut être représenté par la formule suivante: (V) dans ladite formule, A, C et n ont la signification donnée précédemment.

Ainsi, le procédé de l'invention met à disposition des arylboronates présentant un groupe électro-attracteur sur le cycle aromatique, difficilement accessibles par les méthodes classiques de préparation.

Les arylboronates cycliques obtenus selon le procédé de l'invention peuvent être utilisés dans les réactions classiques de couplage Suzuki ou Suzuki-Miyaura conduites généralement en présence d'un catalyseur au palladium ou au nickel.

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 préférés mis en oeuvre.

Mode opératoire A: Couplaqe de bromures aromatiques porteurs d'un groupe électro-donneur avec le chlorocatécholborane.

Dans un ballon de 50 mL, 10 mL d'acétonitrile sont introduits ainsi 4,5 mmol (400 pi) de chlorure d'allyle, 1,5 mmol (330 mg) de CoBr2, 16 mmol (1,5 g) de poudre de zinc et 1,3 mmol (100 pl) d'acide trifluoroacétique.

Un changement de couleur est observé et le milieu réactionnel est laissé à température ambiante pendant 5 minutes (réaction exothermique).

Ensuite 7,5 mmol de bromure aromatique et 7,5 mmol de chlorocatécholborane sont ajoutés au mélange à la température ambiante.

L'évolution de la réaction est suivie par analyse chromatographique en phase gazeuse après iodolyse des prélèvements effectués à intervalles réguliers. OMe 0

+ Cl B 0 Br Le rendement en produit obtenu dosé par CPG est de 80 %.

La réaction est poursuivie jusqu'à la disparition du bromure aromatique.

Mode opératoire B: Couplage de bromures aromatiques porteurs d'un groupe électro-attracteur 5 avec le bromocatécholborane.

Dans un ballon de 50 mL, 10 mL d'acétonitrile sont introduits ainsi 4,5 mmol (400 l) de chlorure d'allyle, 1,5 mmol (330 mg) de CoBr2, 16 mmol (1,5 g) de poudre de zinc et 1,3 mmol (100 pi) d'acide trifluoroacétique.

Un changement de couleur est observé et le milieu réactionnel est laissé à 10 température ambiante pendant 5 minutes (réaction exothermique).

Ensuite, 7,5 mmol de bromure aromatique et 7,5 mmol de bromocatécholborane sont ajoutés au mélange à la température ambiante.

L'évolution de la réaction est suivie par analyse chromatographique en phase gazeuse (CPG) après iodolyse des prélèvements effectués à intervalles réguliers.

La réaction est poursuivie jusqu'à la disparition du bromure aromatique.

Exemple 1:

On conduit la réaction suivante en reproduisant le mode opératoire A: CH3O CI K0 + - - CH3O Br Le rendement en produit obtenu dosé par CPG est de 90 %.

Exemple 2:

On conduit la réaction suivante en reproduisant le mode opératoire A: OMe

Exemple 3:

On conduit la réaction suivante en reproduisant le mode opératoire B: EtOOC Br Le rendement en produit obtenu dosé par CPG est de 70 %. EtOOC

Exemple 4:

On conduit la même réaction mais en reproduisant le mode opératoire A: EtOOC

Exemple 5:

On conduit la réaction suivante en reproduisant le mode opératoire B: MeOC Br Le rendement en produit obtenu dosé par CPG est de 72 %. 15 Exemple 6: On conduit la réaction suivante en reproduisant le mode opératoire B: + Br B(O NC B O 0 Br Le rendement en produit obtenu dosé par CPG est de 70 %.

Exemple 7:

Les produits obtenus sont stabilisés en les transformant en pinacolborane par transestérification (réf: Masuda et al. J. Org. Chem.2000, 65, 164168) On ajoute 7 mmol de pinacol dans le milieu réactionnel contenant le catécholborane à 50 C.

B

Le rendement en produit obtenu dosé par CPG est plus faible. Il est de 50 %. EtOOC

+ Br B(00 r B(O MeOC

B

NC

2871801 18

Exemple 8

Comme dans l'exemple précédent, on introduit du pinacol dans le milieu réactionnel obtenu selon l'exemple 5. EtOOC â + Br B EtOOC

B CH3O

B CH3O

OT

Le rendement en produit isolé est de 60 % par rapport au 4-bromoanisole.

BO EtOOC /O

Le rendement en produit isolé est de 60 % par rapport à l'halogénure bromé de départ.

Claims (6)

19 REVENDICATIONS

1 - Procédé de préparation d'un arylboronate cyclique caractérisé par le fait qu'il comprend la préparation d'un composé organozincique aromatique obtenu à partir d'un halogénure aromatique, de zinc métallique et en présence d'un sel de cobalt et sa réaction avec un cycloboronate halogéné.

2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on ajoute ensemble l'halogénure aromatique et le cycloboronate halogéné.

3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé par le fait que l'halogénure aromatique répond à la formule (I) suivante: (C)n X 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; - C, identiques ou différents, représentent tout substituant n'interférant pas 20 avec la réaction, de préférence tout substituant électro-attracteur n'interférant pas avec la réaction.

- X représente un atome de chlore, brome ou iode, - n, nombre de substituants C sur le cycle A, représente de préférence un entier compris entre 0 et 4.

4 - Procédé selon la revendication 3 caractérisé par le fait que l'halogénure aromatique répond à la formule (I) dans laquelle A est le reste d'un composé cyclique, ayant de préférence, au moins 4 atomes dans le cycle, de préférence, 5 ou 6, éventuellement substitué, et représentant au moins l'un des cycles suivants: - un carbocycle aromatique, monocyclique ou polycyclique, - un hétérocycle aromatique, monocyclique ou polycyclique comportant au moins un des hétéroatomes O, N et S, 2871801 20 - Procédé selon la revendication 3 caractérisé par le fait que l'halogénure aromatique répond à la formule (I) dans laquelle A est le reste d'un composé benzénique.

6 - Procédé selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé par le fait que l'halogénure aromatique répond à la formule (I) dans laquelle C représente un groupe électro-donneur XI tel que: - un groupe alkyle, linéaire ou ramifié, ayant de 1 à 6 atomes de carbone, de préférence de 1 à 4 atomes de carbone, tel que méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle, - un groupe alcényle 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 -R2-CO-N (R3)2 dans lesdites formules, 25. 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.

7 - Procédé selon la revendication 6 caractérisé par le fait que l'halogénure aromatique répond à la formule (I) dans laquelle C est 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.

2871801 21 8 - Procédé selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé par le fait que l'halogénure aromatique répond à la formule (I) dans laquelle C représente un groupe électro-attracteur X2 tel que: - un groupe de formule: -R2-COOR3 - R2-CO-R4 - R2-CN - R2-N=C(R3)2 - R2-NH-CO-R3 R2-N+(R3)3 -R2-Si(R3)3 - R2-S03R4 - R2-S02R4 -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; 30. p représente un nombre allant de 1 à 10.

9 - Procédé selon la revendication 8 caractérisé par le fait que l'halogénure aromatique répond à la formule (I) dans laquelle C représente un groupe choisi parmi les groupes de formule -COR4, -CN, - S02R4, -COOR3, perfluoroalkyle, -F, où R3 et R4 représentent un groupe alkyle et R4 représentant également un groupe alkyle perhalogéné, de préférence perfluoré. 10 15

2871801 22 - Procédé selon l'une des revendications 3 à 9 caractérisé par le fait que l'halogénure aromatique répond à la formule (I) dans laquelle n est égal à 0 ou 1.

11 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le cobalt est mis 5 en oeuvre sous forme d'un sel cobalteux.

12 - Procédé selon la revendication 11 caractérisé par le fait que le cobalt est mis en oeuvre sous forme de CoCl2 ou CoBr2, de préférence sous forme CoBr2.

13 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé par le fait que le zinc est sous forme métallique ou de sels de zinc, de préférence ZnBr2 associé à un métal réducteur, de préférence le manganèse ou le magnésium.

14 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 13 caractérisé par le fait que le 15 zinc métallique est mis en oeuvre à raison de de 1,0 à 3,5 équivalents molaires de zinc par rapport au composé de formule (I).

- Procédé selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisé par le fait que le cobalt est mis en oeuvre à raison de 0,05 à 0,5, de préférence, 0, 10 à 0,33 et encore plus préférentiellement de 0,10 à 0,15 équivalentmolaire de cobalt par rapport au composé de formule (I).

16 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisé par le fait que l'on ajoute un adjuvant de formule (III) : D-Y (III) dans ladite formule: - D représente un groupe alkyle, alkényle, aryle, aralkyle; - Y représente un atome d'Halogène.

17 - Procédé selon la revendication 16, caractérisé par le fait que D représente le groupe phényle ou le groupe allyle.

18 - Procédé selon l'une des revendication 16 et 17, caractérisé par le fait que Y est choisi parmi le chlore ou le brome.

19 - Procédé selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé par le fait que l'adjuvant de formule (III) est choisi parmi le chlorure d'allyle ou le bromure de phényle.

2871801 23 - Procédé selon l'une des revendications 16 à 19 caractérisé par le fait que l'on met en oeuvre de 0,1 à 0,5 équivalent d'adjuvant par rapport au composé de formule (I).

21 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 20 caractérisé par le fait que le procédé selon l'invention est effectué en présence d'acide ou d'iode moléculaire.

22 - Procédé selon la revendication 21 caractérisé par le fait que ledit acide est 10 choisi parmi l'acide trifluoroacétique et l'acide acétique.

23 - Procédé selon l'une des revendications 21 et 22 caractérisé par le fait que l'acide est présent à une concentration inférieure à 10% de celle du composé de formule (I).

24 - Procédé selon l'une des revendication 1 à 23 caractérisé par le fait que l'on met en oeuvre un solvant organique de type nitrile, de préférence l'acétonitrile.

- Procédé selon l'une des revendications 1 à 24 caractérisé par le fait que le 20 cycloboronate halogéné répondant à la formule: O X B

O

dans ladite formule: - W représente un groupe divalent, substitué ou non, comprenant un enchaînement linéaire d'atomes en un nombre suffisant pour former le 25 cycloboronate désiré, - X représente un atome d'halogène, de préférence un atome de chlore ou de brome.

26 - Procédé selon la revendication 25 caractérisé par le fait que le cycloboronate halogéné mis en oeuvre répond à la formule (II) dans laquelle le groupe W présente une condensation totale en carbone variant de 2 à 12 atomes de carbone.

27 - Procédé selon l'une des revendications 25 et 26 caractérisé par le fait que le 35 cycloboronate halogéné mis en oeuvre répond à la formule (Il) dans laquelle le 2871801 24 groupe W présente un enchaînement linéaire de 2 à 6, de préférence 2 ou 3 atomes qui intervient ensuite dans le cycle obtenu.

28 - Procédé selon l'une des revendications 25 à 27 caractérisé par le fait que le cycloboronate halogéné mis en oeuvre répond à la formule (Il) dans laquelle le groupe W divalent est substitué de telle sorte que la chaîne hydrocarbonée porte des chaînes latérales ou ramifications qui peuvent être constituées de préférence par des groupes alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone; lesdites ramifications se situant de préférence sur un ou les deux atomes de carbone en position a ou f3 des atomes d'oxygène.

29 - Procédé selon l'une des revendications 25 à 28 caractérisé par le fait que le cycloboronate halogéné mis en oeuvre répond à la formule (Il) dans laquelle le groupe W représente un groupe alkylène linéaire ou ramifié ayant de 2 à 12 atomes de carbone qui comprend un enchaînement linéaire de 2 ou 3 atomes entre les deux atomes d'oxygène.

- Procédé selon l'une des revendications 25 à 27 caractérisé par le fait que le cycloboronate halogéné mis en oeuvre répond à la formule (II) dans laquelle W représente un groupe aliphatique saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié dans lequel deux atomes de carbone vicinaux peuvent former un cycle.

31 - Procédé selon la revendication 30 caractérisé par le fait que le cycle est un noyau benzénique.

32 - Procédé selon l'une des revendications 25 à 31 caractérisé par le fait que le cycloboronate halogéné mis en oeuvre répond à la formule (Il) dans laquelle X représente un atome de chlore ou de brome.

33 - Procédé selon l'une des revendications 25 à 32 caractérisé par le fait que l'on choisit un cycloboronate bromé lorsqu'il est mis en réaction avec un halogénure aromatique (ou un composé organozincique qui en dérive) porteur d'un groupe électro-attracteur sur le cycle aromatique.

34 - Procédé selon l'une des revendications 25 à 32 caractérisé par le fait que l'on choisit un cycloboronate chloré lorsqu'il est mis en réaction avec un halogénure aromatique (ou un composé organozincique qui en dérive) porteur d'un groupe électro-donneur sur le cycle aromatique.

2871801 25 - Procédé selon l'une des revendications 25 à 32 caractérisé par le fait que le cycloboronate halogéné est: - le bromocatécholborane, le chlorocatécholborane.

36 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 35 caractérisé par le fait que la quantité de cycloboronate halogéné mis en oeuvre, elle est telle que généralement, le rapport molaire entre le cycloboronate halogéné et le composé organozincique aromatique varie de 1 à 2, et se situe plus préférentiellement entre 1,1 et 1, 3.

37 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 36 caractérisé par le fait que que l'on prépare le composé organozincique à une température comprise entre la température ambiante et 60 C, de préférence à la température ambiante.

38 - Procédé selon la revendication 37 caractérisé par le fait que l'on effectue un préconditionnement de la solution de catalyseur par mélange du zinc métallique, du dérivé de cobalt, du solvant, de l'acide (ou l'iode) et éventuellement l'adjuvant.

39 - Procédé selon la revendication 37 caractérisé par le fait que la réaction du composé organozincique et du cycloboronate halogéné a lieu à la température ambiante.

40 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 35 caractérisé par le fait que, on fait réagir en même temps, l'halogénure aromatique, le cycloboronate halogéné, le zinc métallique et le sel de cobalt.

41 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 35 caractérisé par le fait que l'on charge le solvant organique, le sel de cobalt, le zinc métallique, l'acide (ou l'iode) éventuellement l'adjuvant potentialisant la réaction puis l'on ajoute ensemble l'halogénure aromatique et le cycloboronate halogéné.

42 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 35 caractérisé par le fait que l'on charge le solvant organique, le sel de cobalt, le zinc métallique, l'acide (ou l'iode), l'adjuvant potentialisant la réaction puis l'on ajoute ensemble l'halogénure aromatique et le cycloboronate halogéné.

2871801 26 43 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 42 caractérisé par le fait que l'on effectue en fin de réaction une hydrolyse à l'aide d'un acide, de préférence, l'acide chlorhydrique.

44 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 43 caractérisé par le fait que l'on récupère un arylboronate cyclique symbolisé par la formule: vO (C)n B v 0 (IV) dans ladite formule, A, C, W et n ont la signification donnée précédemment dans l'une des revendications 3 à 10, 25 à 31.