FR3018076A1 - Procede de preparation de derives de l'acide 11-aminoundecanoique et de l'acide 12-aminododecanoique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de préparation d'un dérivé d'acide 11-aminoundécanoïque ou 12-aminododécanoïque, ou d'un ester de celui-ci, de formule R-NH-(CH2)n-COOR', dans laquelle n vaut 10 ou 11, R représente un groupement alkyle, fluoroalkyle, benzyle ou alkylbenzyle, et R' représente un atome d'hydrogène ou un groupement alkyle, le procédé comprenant : - la réaction du composé de départ de formule NH2-(CH2)n-COOR' avec l'aldéhyde de formule R=O dans un solvant halogéné, pour former un composé imine de formule R=N-(CH2)n-COOR' ; et - la réduction du composé imine.
Description
PROCEDE DE PREPARATION DE DERIVES DE L'ACIDE 11- AMINOUNDECANOIQUE ET DE L'ACIDE 12-AMINODODECANOIQUE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de préparation de dérivés de l'acide 11-aminoundécanoïque ou de l'acide 12-aminododécanoïque, et par exemple d'acides N-alky1-11-aminoundécandiques.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUE Parmi les polyamides, le polyamide 11 (polyundécanamide) est un produit particulièrement utile pour une multitude d'applications en raison d'une combinaison unique de propriétés intéressantes (résistance chimique, résistance à la corrosion, résistance à l'abrasion, résistance aux chocs, faible coefficient de friction...). Il est également connu de préparer des copolyamides dérivés du polyamide 11, et notamment des copolyam ides préparés à partir de polyamide 11 et d'un acide N-alkyl-11-aminoundécanoïque, tel que l'acide Nhepty1-11-aminoundécandique. De tels copolyam ides sont qualifiables de copolyamides plastifiés internes. Ils présentent des propriétés combinées de souplesse et de transparence ainsi que d'excellentes propriétés électriques indépendantes de l'humidité du milieu. Ces copolyamides peuvent être mis en oeuvre par moulage ou par extrusion simple et ils possèdent généralement les propriétés mécaniques avantageuses du polyamide 11 mentionnées ci-dessus. Ainsi, ils forment des matériaux idéaux par exemple pour la fabrication de cathéters dans le milieu médical. A ce jour, le monomère acide N-hepty1-11-aminoundécanoïque est fabriqué en faisant réagir l'acide 11-bromo-undécanoïque avec la Nheptylamine, elle-même synthétisée par amination réductrice à partir de l'heptanal. Toutefois, ce procédé de fabrication comporte de nombreuses étapes de synthèse et purification, entraînant un coût de production élevé.
Le document BE 897566 décrit des dérivés d'acides w-aminés et divers procédés d'obtention. Il existe un besoin de mettre au point un procédé de synthèse simplifié et plus économique des acides N-alkyl-11-aminoundécanoïques tels que l'acide N-heptyl-11-aminoundécanoïque, et plus généralement des dérivés de l'acide 11-aminoundécanoïque ou de l'acide 12-aminododécanoïque. RESUME DE L'INVENTION L'invention concerne en premier lieu un procédé de préparation d'un dérivé d'acide 11-aminoundécanoïque ou 12-aminododécanoïque, de formule R-NH-(CH2),-COOR', dans laquelle n vaut 10 ou 11, R représente un groupement alkyle, fluoroalkyle, benzyle ou alkylbenzyle, et R' représente un atome d'hydrogène ou un groupement alkyle, le procédé comprenant : - la réaction du composé de départ de formule NH2-(CH2),-COOR' avec l'aldéhyde de formule R=0 dans un solvant halogéné, pour former un composé imine de formule R=N-(CH2),-COOR' ; et - la réduction du composé imine. Selon un mode de réalisation, R représente un groupement alkyle comportant de 1 à 20 atomes de carbone, de préférence de 3 à 15 atomes de carbone, de manière plus particulièrement préférée de 5 à 10 atomes de carbone ; et idéalement est un groupement heptyle. Selon un mode de réalisation, la réduction du composé imine est également mise en oeuvre dans un solvant halogéné, et, de préférence, dans le même solvant que la réaction du composé de départ avec l'aldéhyde ; et, de préférence, la réaction du composé de départ de formule NH2-(CH2),-COOR' avec l'aldéhyde et la réduction du composé imine sont mises en oeuvre de façon monotope ; et, de manière plus particulièrement préférée, l'ensemble des étapes de réaction sont mises en oeuvre de façon monotope.
Selon un mode de réalisation, le solvant halogéné est un solvant fluoré, de préférence comprend un alcool fluoré, et de manière plus particulièrement préférée comprend du 2,2,2-trifluoroéthanol. Selon un mode de réalisation, le solvant halogéné comporte au moins 50 % de 2,2,2-trifluoroéthanol, de préférence au moins 75 % de 2,2,2- trifluoroéthanol, de manière plus particulièrement au moins 90 % de 2,2,2- trifluoroéthanol, et idéalement au moins 95 % de 2,2,2-trifluoroéthanol, en masse.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend l'ajout d'un catalyseur pour catalyser la réduction du composé imine, et, de préférence : - le composé de départ de formule NH2-(CH2),-COOR' est mis en présence de l'aldéhyde de formule R=0 puis le catalyseur est ajouté ; ou - le composé de départ de formule NH2-(CH2),-COOR' est mis en présence du catalyseur, puis l'aldéhyde est ajouté de façon progressive ; ou - le composé de départ de formule NH2-(CH2),-COOR' réagit avec l'aldéhyde de formule R=0 pour former le composé imine, puis le catalyseur est ajouté. Dans un premier aspect du procédé, R' représente un atome d'hydrogène, le procédé comprenant : - la salification du composé de départ par réaction avec un acide, avant la réaction avec l'aldéhyde ; et le dérivé d'acide 11-aminoundécanoïque ou 12- aminododécanoïque est obtenu sous forme salifiée à l'issue de la réaction avec l'aldéhyde. Selon un mode de réalisation du premier aspect, le procédé comprend : - la neutralisation du dérivé d'acide 11-aminoundécanoïque ou 12- aminododécanoïque sous forme salifiée, pour récupérer le dérivé d'acide 11-aminoundécanoïque ou 12-aminododécanoïque sous forme neutre.
Selon un mode de réalisation du premier aspect, le composé de départ est salifié sous forme d'un chlorhydrate, ou d'un sel d'acide phosphorique ou d'un sel d'acide paratoluènesulfonique, et de préférence sous forme d'un chlorhydrate. Dans un deuxième aspect du procédé, R' représente un groupement alkyle ou aryle, de préférence choisi parmi les groupements méthyle, éthyle, propyle, butyle et benzyle, et qui est de manière plus particulièrement préférée un groupement méthyle. Selon un mode de réalisation du deuxième aspect, le procédé comprend : - à titre préliminaire, l'estérification de l'acide 11- aminoundécanoïque ou 12-aminododécanoïque en l'ester de formule NH2-(CH2)n-COOR', de préférence par réaction de l'acide 11-aminoundécanoïque ou 12-aminododécanoïque avec l'alcool de formule R'-OH, de manière plus particulièrement préférée en présence d'un acide tel que l'acide chlorhydrique. Selon un mode de réalisation du deuxième aspect, le procédé comprend une étape de purification de l'ester R-NH-(CH2),,,-COOR' par conversion en sel, de préférence par ajout d'acide chlorhydrique ou d'acide trifluoroacétique, puis filtration, lavage et neutralisation, de préférence avec une solution de carbonate de sodium. Dans un troisième aspect du procédé, R' représente un atome d'hydrogène, et la réaction du composé de départ de formule NH2-(CH2),-,- COOH avec l'aldéhyde de formule R=0 est effectuée en présence d'acide formique. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un polyamide, comprenant (1) la fabrication du dérivé de l'acide 11- aminoundécanoïque ou 12-aminododécanoïque de formule R-NH-(CH2),,- COOR', comme décrit ci-dessus ; et (2) la polycondensation dudit dérivé de l'acide 11-aminoundécanoïque ou 12-aminododécanoïque. Selon un mode de réalisation, ce procédé est pour la fabrication d'un copolyamide, dans lequel l'étape (2) est une étape de polycondensation du dérivé de l'acide 11-aminoundécanoïque ou 12-aminododécanoïque avec un ou plusieurs autres aminoacides, aminoesters, diamines, diacides et/ou lactames, et de préférence avec l'acide 11-am inoundécanoïque. La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Elle fournit plus particulièrement un procédé de synthèse simplifié et plus économique des acides N-alky1-11-aminoundécanoïques tels que l'acide N-heptyl-11-aminoundécanoïque (en abrégé HAU), et plus généralement des dérivés de l'acide 11-am inoundécanoïque. Cela est accompli en utilisant un procédé comportant deux étapes de synthèse : la formation d'une imine par réaction d'un aldéhyde (tel que l'heptanal) avec l'acide 11-aminoundécandique (ou un ester de celui-ci) ; puis l'hydrogénation (réduction) de l'imine pour former l'amine secondaire recherchée, notamment un acide N-alky1-11-aminoundécanoïque ou un ester de ceux-ci. Selon un aspect particulièrement avantageux de l'invention, il a été découvert que les solvants halogénés et tout particulièrement le 2,2,2- trifluoroéthanol sont des solvants particulièrement efficaces pour solubiliser par exemple l'acide 11-aminoundécandique (ou ses dérivés). Ils permettent donc de produire les produits recherchés avec un excellent rendement.
L'utilisation du 2,2,2-trifluoroéthanol (ou d'un solvant halogéné analogue) permet notamment de mettre en oeuvre directement une réaction entre l'acide 11-aminoundécandique et un aldéhyde (tel que l'heptanal). D'autres solvants ayant un moindre pouvoir solubilisant vis-à-vis de 5 l'acide 11-aminoundécanoïque peuvent également être utilisés dans l'invention. Dans ce cas, il est avantageux de prévoir une salification préalable de l'acide 11-aminoundécanoïque, ou une estérification préalable de l'acide 11-aminoundécanoïque, afin d'améliorer la solubilité du composé et de produire les produits recherchés avec un bon rendement. 10 Par ailleurs, l'invention s'applique de manière analogue aux dérivés de l'acide 12-aminododécanoïque. DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non 15 limitative dans la description qui suit. Les proportions indiquées dans la demande sont des proportions massiques sauf mention contraire. L'ensemble de la description qui suit est effectué en prenant l'exemple de la préparation de dérivés de l'acide 11-aminoundécanoïque. Toutefois, 20 cette description s'applique de manière analogue aux dérivés de l'acide 12- aminododécanoïque. On peut donc également remplacer par analogie dans l'ensemble ce qui suit « acide 11-aminoundécandique » par « acide 12- am inododécanoïque ». Le procédé de l'invention repose sur une amination réductrice, à 25 savoir la réaction de l'acide 11-aminoundécanoïque NH2-(CH2)10-COOH (ci- après désigné A11), ou d'un ester de celui-ci, avec un aldéhyde de formule R=O. Dans cette formule, R représente de préférence un groupement alkyle linéaire ou ramifié, de préférence linéaire, comportant de 1 à 20 atomes de 30 carbone, de préférence de 3 à 15 atomes de carbone, de manière plus particulièrement préférée de 5 à 10 atomes de carbone ; et idéalement est un groupement heptyle. Avantageusement, ce groupement alkyle n'est pas substitué. Alternativement, ce groupement alkyle peut être substitué. Il peut 35 notamment s'agir d'un fluoroalkyle. L'aldéhyde peut alors obéir à la formule Cml-lpF,ICH=0, avec m, p et q des nombres entiers vérifiant p+q=2m+1. Parmi ces aldéhydes, le trifluoroacétaldéhyde est préféré. 30180 76 6 Alternativement encore, R représente un groupement benzyle ou alkylbenzyle. L'ensemble de la description qui suit est effectué en prenant l'exemple d'un groupement R alkyle. Toutefois, cette description s'applique de manière analogue aux autres groupements R envisagés ci-dessus. La réaction de l'A11 (ou ester d'Ai 1 ) avec l'aldéhyde conduit à la formation d'un composé imine. Puis ce composé imine est réduit. Le procédé peut être mis en oeuvre selon plusieurs voies possibles.
Réaction directe Selon une première voie, on fait directement réagir l'A11 (sans salification préalable) avec l'aldéhyde. Il convient de choisir dans ce cas un bon solvant pour l'A11, et plus particulièrement un solvant halogéné. Par « solvant halogéné », on entend un solvant comprenant au moins un hydrocarbure halogéné (c'est-à-dire un hydrocarbure comportant un ou plusieurs substituants halogènes). Le solvant halogéné peut par exemple comprendre au moins 50 % en masse d'hydrocarbure(s) halogéné(s) ; ou au moins 60 % en masse d'hydrocarbure(s) halogéné(s) ; ou au moins 70 OA en masse d'hydrocarbure(s) halogéné(s) ou au moins 80 OA en masse d'hydrocarbure(s) halogéné(s) ou au moins 90 OA en masse d'hydrocarbure(s) halogéné(s) ou au moins 95 OA en masse d'hydrocarbure(s) halogéné(s) ou au moins 98 OA en masse d'hydrocarbure(s) halogéné(s) , ou au moins 99 OA en masse 25 d'hydrocarbure(s) halogéné(s). Le solvant halogéné est de préférence un solvant fluoré, c'est-à-dire un solvant comprenant au moins un hydrocarbure fluoré (c'est-à-dire un hydrocarbure comportant un ou plusieurs substituants fluor). Le solvant halogéné peut par exemple comprendre au moins 50 % en 30 masse d'hydrocarbure(s) fluoré(s) ; ou au moins 60 % en masse d'hydrocarbure(s) fluoré(s) ; ou au moins 70 % en masse d'hydrocarbure(s) fluoré(s) ; ou au moins 80 % en masse d'hydrocarbure(s) fluoré(s) ; ou au moins 90 % en masse d'hydrocarbure(s) fluoré(s) ; ou au moins 95 % en masse d'hydrocarbure(s) fluoré(s) ; ou au moins 98 % en masse 35 d'hydrocarbure(s) fluoré(s) ; ou au moins 99 % en masse d'hydrocarbure(s) fluoré(s).20 A titre d'hydrocarbure fluoré, on peut notamment choisir un alcool fluoré, c'est à dire un hydrocarbure ayant au moins une fonction -OH et au moins un substituant -F. Un alcool fluoré préféré est le trifluoroéthanol (TFE). Par « trifluoroéthanol » on entend dans la présente demande plus particulièrement le 2,2,2-trifluoroéthanol. Un solvant halogéné avantageux peut donc être un solvant mixte comprenant du TFE en mélange avec un solvant aqueux et/ou d'autres composés organiques.
Selon un mode de réalisation, le solvant halogéné comprend au moins 50 % en masse de TFE ; ou au moins 60 % en masse de TFE ; ou au moins 70 % en masse de TFE ; ou au moins 80 % en masse de TFE ; ou au moins 90 % en masse de TFE ; ou au moins 95 % en masse de TFE ; ou au moins 98 % en masse de TFE ; ou au moins 99 % en masse de TFE.
Selon un mode de réalisation, le solvant halogéné consiste essentiellement en du TFE ou est du TFE. L'A11 et l'aldéhyde sont introduits de préférence dans un rapport molaire A11 / aldéhyde de 7:1 à 1:1, de préférence de 3:1 à 1,5:1, et idéalement d'environ 2:1.
La réaction d'amination réductrice est de préférence effectuée à une température de 0 à 100 °C, et plus particulièrement de 20 à 50°C. Les deux étapes de l'amination réductrice peuvent être mises en oeuvre de façon monotope (« one-pot », dans un même réacteur). L'amination réductrice est de préférence effectuée sous atmosphère de dihydrogène et plus particulièrement sous pression de dihydrogène. L'amination réductrice est de préférence une réaction catalytique hétérogène. Le catalyseur utilisé est de préférence du palladium supporté sur du charbon, ou un catalyseur de Wilkinson, ou du nickel de Raney. Les métaux du groupe du platine, en particulier le platine, le palladium, le rhodium et le ruthénium sont des catalyseurs particulièrement actifs, et qui agissent à basse température et faible pression en H2. La proportion massique de catalyseur par rapport à l'aldéhyde est de préférence de 2 à 100 %, notamment de 10 à 80 %, plus particulièrement de 20 à 50 %, et idéalement de 30 à 40 %. Une proportion massique d'environ 35 % peut être citée en exemple. Le catalyseur permettant de catalyser l'étape de réduction de l'imine, il peut être ajouté dans le milieu réactionnel après la réaction avec l'aldéhyde formant le composé imine. Alternativement, le catalyseur peut être présent dans le milieu réactionnel dès le début de l'amination réductrice. Selon un mode de réalisation, l'aldéhyde est introduit progressivement dans le milieu réactionnel qui contient la totalité de l'Al 1 . On peut ainsi effectuer un ajout au goutte à goutte, par exemple sur un temps d'addition variant de 7 à 14 h. Avantageusement on utilise un tamis moléculaire pour la mise en oeuvre de la réaction, afin d'éliminer l'eau et d'améliorer ainsi la conversion.
Salification préalable Dans cette voie, on utilise l'Al 1 sous forme protonée, en formant un sel par réaction avec un acide. Ainsi, de préférence, le procédé comprend une étape de réaction avec de l'acide chlorhydrique, pour former du chlorhydrate d'acide 11- aminoundécanoïque (en abrégé Al 1HCI), selon le schéma : HO N1-12 O HCI y HO NH3 O O CI A la place d'un chlorhydrate, on peut également utiliser un sel d'acide phosphorique (H3PO4) ou d'acide paratoluènesulfonique (APTS).
L'Al 1 et l'acide chlorhydrique (ou autre) sont utilisés de préférence dans un rapport molaire A11 / acide chlorhydrique (ou autre) de 0.5:1 à 5:1, de préférence de 0,75:1 à 2:1, et idéalement d'environ 1:1. Cette réaction de salification est de préférence effectuée à une température de 0 à 100°C, et plus particulièrement de 10 à 30°C.
La réaction de salification peut être effectuée dans un solvant, de préférence un solvant comportant un hétéroatome, de préférence un alcool, et de manière plus particulièrement préférée un alcool tel que le TFE. On peut également utiliser plus généralement un solvant halogéné comme décrit en détail ci-dessus en relation avec la « réaction directe ». On peut encore citer les solvants suivants : isopropanol, propanol, cyclohexanol, butanol, tétrahydrofurane (THF), terbutanol.
Le solvant peut comporter de l'eau. S'il contient à la fois de l'eau et un alcool, le rapport alcool / eau dans le solvant peut être de 1:1 à 20:1, de préférence de 5:1 à 15:1, et par exemple d'environ 12:1. Il a été observé que l'utilisation de TFE (sans eau) donne des résultats particulièrement bons. Ensuite, le sel d'acide 11-aminoundécanoïque réagit avec l'aldéhyde de formule R=O, de sorte à former le composé imine de formule R=N(CH2)10-COOR', ce dernier étant réduit en le produit recherché de formule RNH-(CH2)10-COOH. Il faut noter que le produit R-NH-(CH2)10-COOH est lui aussi obtenu sous forme de sel, par exemple de chlorhydrate. Le composé (intermédiaire) imine, pour sa part, peut être obtenu avec un équilibre entre une forme salifiée et une forme non salifiée. La réaction répond ainsi au schéma suivant (dans le cas particulier d'une réaction avec l'heptanal, permettant d'obtenir du chlorhydrate d'acide N-heptyl 11 - aminoundécanoïque, en abrégé HAUHCI) : _.o NH3 6 H2 ; catalyseur Cl La réaction est effectuée dans un solvant, de préférence un solvant comportant un hétéroatome, de préférence un alcool, et de manière plus particulièrement préférée un alcool tel que le trifluoroéthanol (TFE). On peut aussi citer les solvants suivants : isopropanol, propanol, cyclohexanol, butanol, tétrahydrofurane (THF), terbutanol, hexafuoroisopropanol (HFIP). Le solvant peut contenir de l'eau. S'il contient à la fois de l'eau et de l'alcool, le rapport alcool / eau dans le solvant peut être de 1:1 à 20:1, de préférence de 5:1 à 15:1, et par exemple d'environ 12:1. Selon un mode de réalisation, on utilise le même solvant que pour l'étape de salification. L'amination réductrice est de préférence effectuée sous atmosphère de dihydrogène, notamment sous pression de dihydrogène. L'amination réductrice est de préférence une réaction catalytique hétérogène. Le catalyseur utilisé est de préférence du palladium supporté sur du charbon, ou un catalyseur de Wilkinson, ou du nickel de Raney. Les métaux du groupe du platine, en particulier le platine, le palladium, le rhodium et le ruthénium sont des catalyseurs particulièrement actifs, et qui agissent à basse température et faible pression en H2. HO o HO c)H2 o CI La proportion massique de catalyseur par rapport à l'aldéhyde est de préférence de 2 à 100 %, notamment de 10 à 80 %, plus particulièrement de 20 à 50 %, et idéalement de 30 à 40 %. Une proportion massique d'environ 35 % peut être citée en exemple.
Le catalyseur permettant de catalyser l'étape de réduction de l'imine, il peut être ajouté dans le milieu réactionnel après la réaction avec l'aldéhyde. Alternativement, le catalyseur peut être présent dans le milieu réactionnel dès le début de l'amination réductrice (voire dès le début de la salification). Le sel d'Ai 1 et l'aldéhyde sont introduits de préférence dans un rapport molaire sel d'Ai 1 / aldéhyde de 7:1 à 1:1, de préférence de 3:1 à 1,5:1, et idéalement d'environ 2:1 La réaction d'amination réductrice est de préférence effectuée à une température de 0 à 100 °C, et plus particulièrement de 20 à 50°C. Les deux étapes de l'amination réductrice peuvent être mises en oeuvre de façon monotope (« one-pot », dans un même réacteur). Selon un mode de réalisation, à la fois l'étape de salification et les deux étapes de l'amination réductrice peuvent être mises en oeuvre de façon monotope (« one-pot »). Alternativement, le sel d'Ai 1 peut être purifié avant la réaction avec l'aldéhyde. Selon un mode de réalisation alternatif, le sel d'Ai 1 est préparé à partir de l'A11 puis l'aldéhyde est directement ajouté dans le milieu réactionnel. Dans un cas comme dans l'autre, de préférence, l'aldéhyde est introduit progressivement dans le milieu réactionnel qui contient la totalité de l'A1 1. On peut ainsi effectuer un ajout au goutte à goutte, par exemple sur un temps d'addition variant de 7 à 24 h, par exemple de 7 à 14 h. Le chlorhydrate (ou autre sel) de l'acide N-alkyl 11- aminoundécanoïque qui est obtenu peut ensuite être neutralisé. La neutralisation peut être effectuée par ajout de soude ou d'une autre base (par exemple le carbonate de calcium CaCO3, la chaux Ca(OH)2 ou le carbonate de sodium Na2CO3) soit directement dans le milieu réactionnel à la fin de l'amination réductrice (et donc avant purification du produit recherché, l'acide N-alkyl 11-aminoundécanoïque) ; soit après purification du chlorhydrate (ou autre sel) de l'acide N-alkyl 11-aminoundécanoïque, par mise en contact ultérieure de la soude ou autre base avec ce chlorhydrate (ou autre sel) purifié. La neutralisation avant purification a pour avantage d'éliminer une partie des produits secondaires (produits d'estérification avec l'alcool du solvant), par réaction de saponification. La purification de l'acide N-alkyl 11-aminoundécanoïque (ou du chlorhydrate ou autre sel de celui-ci) peut être effectuée par lavage avec un solvant, qui peut être par exemple le tert-butyl méthyl éther (TBME) ou de l'isopropanol et filtration. Alternativement, afin de purifier le produit R-NH-(CH2)10-COOR', on peut évaporer le solvant, puis triturer le produit dans un premier solvant et procéder à une filtration pour éliminer l'A11 ; puis évaporer le premier solvant, et triturer le produit dans un deuxième solvant et procéder à une autre filtration pour récupérer le produit recherché. Le premier solvant peut être par exemple le dichlorométhane et le deuxième solvant peut par exemple être le tert-butyl méthyl éther.
Estérification préalable Dans cette voie, on utilise un ester de l'A11 (noté AE11) en tant que réactif de départ, à savoir le composé de formule NH2-(CH2)10-COOR', dans laquelle R' représente un groupement alkyle. Le groupement R' peut être linéaire ou ramifié, de préférence linéaire. Le groupement R' comporte avantageusement de 1 à 10 atomes de carbone, plus particulièrement de 1 à 3 atomes de carbone. De préférence, R' est le groupement méthyle, et le composé de départ AE11 est donc le 11-aminoundécanoate de méthyle. R' peut également être un groupement aryle, et notamment un groupement benzyle.
La forme ester présente l'avantage d'être plus soluble que la forme acide. L'AE11 peut être préparé par réaction de l'A11 avec l'alcool de formule R'-OH (par exemple le méthanol). Par exemple, on peut ajouter de l'acide chlorhydrique à l'A11 dans l'alcool, qui sert à la fois de réactif et de solvant (en combinaison éventuellement avec de l'eau). Le mélange est porté à reflux. Après refroidissement et concentration sous vide on peut récupérer le chlorhydrate de l'AE11. On peut ensuite prévoir une neutralisation, par exemple par la soude ou une autre base, puis une extraction liquide-liquide de l'AE11.
A la place de l'acide chlorhydrique, on peut avantageusement utiliser du chlorure de thionyle (SOC12) afin d'éviter l'introduction d'eau qui a tendance à équilibrer la réaction. On peut aussi utiliser un acide moins fort, comme l'acide phosphorique (H3PO4) ou l'acide paratoluènesulfonique (APTS). A la place de la soude, on peut par exemple utiliser du carbonate de calcium, de la chaux ou du carbonate de sodium.
La réaction de l'Al 1 avec l'alcool peut être effectuée de préférence à une température de 0 à 100°C, de préférence de 10 à 70°C et notamment de 20 à 60°C. La durée de la réaction peut être par exemple de 5 minutes à 20 heures, notamment de 10 minutes à 10 heures, de préférence de 20 minutes à 5 heures.
Le rapport molaire acide / A11 peut être par exemple de 1:10 à 10:1, notamment de 1:2 à 6:1, et plus particulièrement de 1:1 à 5:1. L'alcool est utilisé en large excès. A titre de solvant d'extraction on peut utiliser par exemple de l'acétate d'éthyle. La phase organique peut être lavée par exemple avec une solution de carbonate de sodium, ou encore avec une solution aqueuse saturée en NaCI (saumure). Le procédé de l'invention prévoit ensuite la mise en présence de l'AE11 avec l'aldéhyde de formule R=0 dans un solvant approprié, par exemple un alcane, qui peut être notamment l'heptane. D'autres solvants possibles sont par exemple le pentane, l'hexane, le cyclohexane. Les autres solvants mentionnés ci-dessus en relation avec les voies précédentes sont aussi envisageables. On obtient ainsi dans une première étape l'imine R=N-(CH2)10-COOR' sous forme ester, puis dans une deuxième étape le composé N-alkyl aminoester de formule R-NH-(CH2)10-COOR'. L'utilisation d'un solvant non alcoolique permet d'éviter certaines réactions secondaires d'estérification et d'acétalisation que l'on rencontre avec la forme salifiée de l'Al 1. Ces deux étapes de l'amination réductrice de l'AE11 peuvent être mises en oeuvre de façon monotope (« one-pot »). L'amination réductrice est de préférence effectuée sous atmosphère de dihydrogène, notamment sous pression de dihydrogène. L'amination réductrice est de préférence une réaction catalytique hétérogène. Le catalyseur utilisé est de préférence du palladium supporté sur du charbon. Le catalyseur utilisé est de préférence du palladium supporté sur du charbon, le catalyseur de Wilkinson, du nickel de Raney. Les métaux du groupe du platine, en particulier le platine, le palladium, le rhodium et le ruthénium sont des catalyseurs particulièrement actifs, et qui agissent à basse température et faible pression en H2. La proportion massique de catalyseur par rapport à l'aldéhyde est de préférence de 1 à 90 %, notamment de 3 à 60 %, plus particulièrement de 5 à 25 %, et idéalement de 10 à 20 %. Une proportion massique d'environ 14 % peut être citée en exemple. L'AE11 et l'aldéhyde sont introduits de préférence dans un rapport molaire d'AE11 / aldéhyde de 5:1 à 1:5, de préférence de 2:1 à 1:2 et idéalement d'environ 1:1.
La réaction d'amination réductrice est de préférence effectuée à une température de 0 à 100 °C, et plus particulièrement de 20 à 50°C. Dans cette voie, de préférence, l'aldéhyde et l'AE11 sont introduits séquentiellement (sans addition lente ou progressive de l'aldéhyde). Par exemple, on peut introduire la totalité de l'aldéhyde dans le milieu réactionnel qui contient la totalité de l'AE11. Afin de purifier le produit R-NH-(CH2)10-COOR', on peut le convertir en sel, par exemple par ajout d'acide chlorhydrique ou d'acide trifluoroacétique, toujours dans le solvant de la réaction, à hauteur par exemple d'un équivalent.
Après filtration du solvant et lavage du sel avec le solvant (par exemple heptane) on récupère le sel par filtration. Le sel peut ensuite être neutralisé pour récupérer le produit R-NH- (CH2)10-COOR', par exemple par ajout de carbonate de sodium ou de soude ou de chaux, puis extrait, séché et concentré.
Réaction de Leuckart-Wallach Une quatrième voie prévoit d'utiliser un schéma réactionnel dit de Leuckart-Wallach. On utilise l'acide 11-aminoundécanoïque (A11) comme réactif de départ, et on le fait réagir avec l'aldéhyde de formule R=O, ainsi qu'avec de l'acide formique en excès. On obtient ainsi dans une première étape l'imine R=N-(CH2)10-COOH sous forme acide, puis dans une deuxième étape le composé de formule R-NH-(CH2)10-COOH recherché.
Ces deux étapes peuvent être mises en oeuvre de façon monotope (« one-pot »). La réaction peut être mise en oeuvre dans un solvant tel que le trifluoroéthanol (TFE). On peut également utiliser plus généralement un solvant halogéné comme décrit en détail ci-dessus en relation avec la « réaction directe ». On peut aussi citer les solvants suivants : isopropanol, propanol, cyclohexanol, butanol, tétrahydrofurane (THF), terbutanol. Le rapport molaire acide formique : A11 est de préférence choisi de 1:5 à 5:1, notamment de 1:2 à 2:1 et par exemple d'environ 1:1. Le rapport molaire aldéhyde : A11 est de préférence choisi de 1:10 à 2:1, notamment de 1:5 à 1:1, et par exemple d'environ 1:2. La réaction est de préférence une réaction catalytique homogène. Le catalyseur utilisé est de préférence le [RhCpCl2]2.
La concentration massique en catalyseur dans le milieu réactionnel peut être par exemple de 0,1 à 25 %, de préférence de 0,2 à 5 %, plus particulièrement de 0,3 à 1 %. La réaction est de préférence effectuée à une température de 0 à 100°C, et plus particulièrement de 40 à 90°C, par exemple de 60 à 80°C.
L'ordre d'addition préféré est le suivant : A11, puis acide formique, puis aldéhyde, puis catalyseur. La durée de la réaction peut être de 5 minutes à 20 heures, par exemple de 1 à 15 heures, notamment de 3 à 10 heures. Afin de purifier le produit R-NH-(CH2)10-COOR', on peut évaporer le solvant, puis triturer le produit dans un premier solvant et procéder à une filtration pour éliminer l'A11 ; puis évaporer le premier solvant, et triturer le produit dans un deuxième solvant et procéder à une autre filtration pour récupérer le produit recherché. Le premier solvant peut être par exemple le dichlorométhane et le deuxième solvant peut par exemple être le tert-butyl méthyl éther. Polymérisation Le produit R-NH-(CH2)10-COOR' (sous forme acide ou ester) peut être polycondensé pour former un polyamide. Avantageusement, il est polycondensé avec un autre aminoacide (pouvant éventuellement être sous forme estérifiée), et tout particulièrement avec l'acide 11-aminoundécandique, pour former un copolyamide. Alternativement, il peut être polycondensé avec des diamines, diacides et/ou lactames.
A titre d'exemple, la réaction de polymérisation peut être effectuée avec les paramètres suivants : - rapport molaire A11/HAU : de 6:1 à 2:1, par exemple environ 4:1 ; - catalyseur : acide phosphorique, de préférence en quantité massique de 1000 à 5000 ppm, par exemple environ 2000 ppm ; - température de réaction de 200 à 300°C, par exemple d'environ 250°C ; - inertage par balayage à l'azote puis sous vide, par exemple environ 60 min de balayage d'azote puis 120 min sous un vide de 250 mbar. Les paramètres ci-dessus ont permis d'obtenir un copolymère présentant une viscosité inhérente de l'ordre de 1,3-1,4.
EXEMPLES Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter. Dans ces exemples, le taux de conversion et les rendements sont exprimés relativement à l'heptanal utilisé (réactif limitant). Le taux de conversion prend en compte l'ensemble des produits de la réaction de l'Ail (ou dérivé) et de l'heptanal. Exemple 1 - synthèse de l'HAUHCI à partir d'Ai 1 Dans un bicol de 250 mL, le solvant (rapport isopropanol:H20 de 46,2:1 en volume) est introduit, puis l'A11 (10,2 g ; 50 mmol ; 2 éq.). Le bicol est placé dans un bain d'huile à 55°C, à pression atmosphérique et sous agitation maximale avec un barreau aimanté. De l'acide chlorhydrique à 36 % (4,4 mL ; 50 mmol ; 2 éq.) est alors introduit. En tenant compte de l'eau contenue dans l'acide chlorhydrique, le solvant atteint un rapport iPrOH:H20 de 12:1 en volume. Le mélange est laissé dans ces conditions pendant 4 heures, le temps que son pH se stabilise. La solution devient incolore et homogène. Le catalyseur Pd/C à 10 %s' (0,83 g ; 7 % en masse d'Ai 1HCI théoriquement formé) est alors mouillé avec quelques gouttes de solvant puis introduit dans le bicol. Grâce à un adaptateur deux voies, un ballon de baudruche rempli d'H2, sous 1 atm., est alors connecté tandis que la seconde voie est reliée à une trompe à eau. 3 purges H2/vide sont réalisées. Le bicol est ensuite laissé sous atmosphère d'H2 et la température est réglée à 30 °C. Une fois cette température atteinte, l'heptanal (3,6 mL ; 25 mmol ; 1 éq.) est alors ajouté à l'aide d'un pousse seringue à un débit de 0,2 mL.h-1.
L'ajout dure 18 heures, au bout desquelles la réaction est laissée 1 heure 30 minutes supplémentaires. L'arrivée d'H2 est alors coupée et le bicol est ouvert à pression atmosphérique pour redescendre à température ambiante. Le mélange réactionnel est ensuite filtré sur Büchner surmonté de 4 filtres standards afin d'éliminer toutes traces de catalyseur. Ce dernier est récupéré pour être lavé à l'éthanol puis séché, en vue d'être réutilisé, tandis que le filtrat est concentré à l'évaporateur rotatif. Le solide blanc obtenu est trituré avec du TBME et filtré sur fritté n°3 surmonté d'un filtre 8 A. Cette opération est répétée deux fois. Le filtrat est ensuite concentré à l'évaporateur rotatif pour obtenir 0,9 g d'une huile jaune orangée. Le solide est récupéré et séché une nuit à l'étuve à 60°C pour obtenir 11,6 g d'un solide blanc, avec un rendement de 22,5 %. Composition massique du solide blanc (analyse par chromatographie en phase gazeuse ou GPC, après silylation des produits avec du triméthylchlorosilane) : 1,09 % d'Ai 1HCI isopropylester, 81,38 % d'Ai 1HCI, 0,15 % d'HAU isopropylester, 16,69 % d'HAUHCI, 0,69 % d'Ai 1HCIR2. La notation Al1HCIR2 désigne l'acide di-N-hepty1-11-aminoundécandique, qui est le produit d'une réaction secondaire. Les formes isopropylesters des différents composés sont obtenues par réaction avec le solvant. Exemple 2 - synthèse de l'A11HCI à partir d'Ai 1 Dans un flacon de 11_, de l'eau distillée (488,12 mL) est introduite. L'A11 (105,84 g ; 0,53 mol ; 1 éq.) est ensuite ajouté ainsi que de l'acide chlorhydrique à 36 % (44,74 mL ; 0,53 mol ; 1 éq.). Le flacon est ensuite placé dans un bain d'eau chauffé à environ 60°C, grâce à un banc chauffant. Le mélange réactionnel est laissé à cette température, à pression atmosphérique et sous agitation maximale pendant 4 heures 30 minutes, jusqu'à dissolution complète de l'A1 1. Cette solution est ensuite concentrée à l'évaporateur rotatif. Le produit est séché une nuit à l'étuve à 75°C pour obtenir 124,2 g d'un solide blanc, avec un rendement de 99,4 %. Composition massique du solide blanc (GPC) : 100 % d'Ai 1HCI. Exemple 3 - synthèse de l'HAUHCI à partir d'Ai 1HCI Dans un bicol de 250 mL, de l'A11HCI (11,9 g ; 50 mmol ; 2 éq.) est dissout dans 50 mL de solvant (iPrOH :H2O ; 12:1 en volume), à 55 °C, à pression atmosphérique et sous agitation maximale avec un barreau aimanté. La solution devient incolore et homogène. Le catalyseur Pd/C 10 %s' (0,83 g ; 7 % en masse d'Ai 1HCI) est alors mouillé avec quelques gouttes de solvant puis introduit dans le bicol. Grâce à un adaptateur 2 voies, un ballon de baudruche rempli d'H2, sous 1 atm, est alors connecté tandis que la seconde voie est reliée à une trompe à eau. Trois purges H2/vide sont réalisées. Le bicol est ensuite laissé sous atmosphère d'H2 et la température est réglée à 30°C. Une fois cette température atteinte, l'heptanal (3,6 mL ; 25 mmol ; 1 éq.) est alors ajouté à l'aide d'un pousse seringue à un débit de 0,2 mL.h-1. L'ajout dure 18 heures, au bout desquelles la réaction est laissée 1 heure 30 minutes supplémentaires. L'arrivée d'H2 est alors coupée et le bicol est ouvert à pression atmosphérique pour redescendre à température ambiante. Le mélange réactionnel est ensuite filtré sur Büchner surmonté de 4 filtres standards afin d'éliminer toutes traces de catalyseur. Ce dernier est récupéré pour être lavé à l'éthanol puis séché, en vue d'être réutilisé ultérieurement, tandis que le filtrat est concentré à l'évaporateur rotatif. Le solide blanc obtenu est trituré avec du TBME et filtré sur fritté n°3 surmonté d'un filtre 8A. Cette opération est répétée deux fois. Le filtrat est ensuite concentré à l'évaporateur rotatif pour obtenir 1,1 g d'huile orangée. Le solide est récupéré et séché une nuit à l'étuve à 60 °C pour obtenir 12,2 g d'un solide blanc, avec un rendement de 51,5 %.
Composition massique du solide blanc (analyse GPC) : 0,05 % d'A11HCI isopropylester, 69,39 % d'Ai 1HCI, 28,29 % d'HAUHCI, 2,27 % d'Ai 1HCIR2. Exemple 4 - synthèse de l'HAUHCI à partir d'Ai 1HCI Dans un réacteur calorimétrique de Mettler Toledo RC 1 de 2 L, on introduit l'A11HCI (118,9 g ; 0,5 mol ; 2 éq.). Un catalyseur Pd/C à 10 /0 °- --sec (8,32 g ; 7 % en masse d'Ai 1HCI), mis en suspension dans de l'eau distillée (38,5 g ; 38,5 mL), est ensuite ajouté puis le tout est rincé avec de l'iPrOH (361,9 g ; 461 mL). Le réacteur est fermé. Pour dissoudre l'A11HCI, le réacteur est porté à 60 °C pendant 30 minutes à 1000 tours/minute d'agitation, sous pression atmosphérique. La température est ensuite redescendue à 33 °C pour effectuer une première calibration de 33°C à 30°C, sur 1 heure 10 minutes. L'agitation est ensuite arrêtée pour permettre de faire 3 purges au N2. En parallèle, un flacon contenant plus d'heptanal que nécessaire (28,55 g ; 35,24 mL ; 0,25 mol ; 1 éq.) est amorcé sur une pompe ProMinent beta/4, réglée à 10 % de sa course pour permettre l'ajout d'heptanal en 12 heures. Trois purges à l'H2 sont ensuite réalisées. Le réacteur est laissé à 30°C, sous atmosphère d'H2 à 1 bar, puis l'agitation est relancée à 1000 tours/minute et l'ajout d'heptanal est démarré. 1 heure 30 minutes après la fin de l'ajout, une seconde calibration d'1 heure 10 minutes est réalisée ainsi que trois purges à l'azote à pression atmosphérique. Le réacteur est ensuite ouvert et vidé. Avec le nettoyage, 1050 mL de solution sont récupérés dont seulement 100 mL sont traités. Ce prélèvement est filtré sur Büchner surmonté de 4 filtres standards afin d'éliminer toutes traces de catalyseur. Ce dernier est récupéré pour être lavé à l'éthanol puis séché, en vue d'être réutilisé ultérieurement, tandis que le filtrat est concentré à l'évaporateur rotatif. Le solide blanc obtenu est trituré avec du TBME et filtré sur fritté n°3 surmonté d'un filtre à 8 A. Cette opération est répétée deux fois. Le filtrat est ensuite concentré à l'évaporateur rotatif pour obtenir 0,6 g d'huile jaune orangée. Le solide est récupéré et séché une nuit à l'étuve à 60°C pour obtenir 12,8 g d'un solide blanc, avec un rendement de 63,9 %. Composition massique du solide blanc (GPC) : 0,24 % d'A11HCI isopropylester, 57,73 % d'Ai 1HCI, 0,24 % d'HAU isopropylester, 39,89 % d'HAUHCI, 0,14 % d'A11HCIR2 isopropylester et 1,76 % d'A11HCIR2. Cette composition est celle obtenue en sortie de réacteur. Exemple 5 - synthèse du chlorhydrate de l'aminoundécanoate de méthyle Le schéma de la réaction est le suivant : l 0 Me0H 10 H2NCO2H + SOCl2 Cl- +H31\1"' PCO2Me 0°C à ta., 3h Dans un ballon monocol placé dans un bain de glace, surmonté par une ampoule de coulée et une garde à CaCl2 et contenant 1 L de méthanol, est ajouté goutte à goutte du SOCl2 (32 mL, 440 mmol, 1,1 éq. par rapport à l'aminoacide) via l'ampoule de coulée puis l'acide aminoundécanoïque 1 (80,6 g, 401 mmol). Le système forme un mélange blanc opaque, il est alors agité 3 heures à température ambiante. On obtient une solution limpide jaune pale. Le méthanol est ensuite évaporé à l'évaporateur rotatif, on obtient un solide blanc. 200 mL d'éther sont ajoutés au solide pour dissoudre l'acide restant provenant du SOCl2. Le mélange est alors filtré sur Büchner et lavé 2 fois à l'éther (2x50 mL) pour obtenir le chlorhydrate sous forme d'un solide cristallin blanc (98,8 g, 393 mmol). Le rendement est de 98 % (analyses en RMN du 1H et du 13C, en spectrographie infrarouge et en spectrographie de masse). Exemple 6 - neutralisation du chlorhydrate de l'aminoundécanoate de méthyle Le schéma de la réaction est le suivant :35 1,, o 1) Na2CO3 aq Cl- +H31\n ,NCO2Me 10 H21\n ,NCO2Me 2) Extraction Le chlorhydrate de l'exemple précédent est dilué dans 200 mL d'eau distillée puis une solution de Na2CO3 (42,19 g, 398 mmol, dans 200 mL d'eau, 1 éq par rapport au chlorhydrate) est ajoutée et le tout est agité à température ambiante pendant 30 minutes. Le mélange est ensuite extrait à l'acétate d'éthyle et lavé à l'aide d'une solution de Na2CO3 jusqu'à obtention d'une phase organique limpide (utilisation de 200 mL d'une solution à 200g/L soit 377 mmol de Na2CO3 ajoutés, en tout 2 éq par rapport au chlorhydrate). La phase organique est ensuite séchée sur MgSO4, filtrée et concentrée sous vide. L'aminoundécanoate de méthyle est obtenu sous forme d'une huile incolore (81,9 g, 381 mmol). Le rendement global (synthèse du chlorhydrate puis neutralisation) est de 97% (analyses en RMN du 'H et du 13C, en spectrographie infrarouge et en spectrographie de masse).
Exemple 7 - synthèse de l'ester d'HAU La synthèse répond aux schémas suivants : 10 heptane io L, C6H13 N-(1CO2Me + H20 H2N CO2Me + 06n1 3 0 t.a., 3h 10 H2, 3% Pd/C io RN/.)CO2Me N CO2Me H Dans un schlenk contenant une solution d'aminoundécanoate de méthyle issu de l'exemple précédent (11,00 g, 51 mmol) dans 100 mL d'heptane est ajouté 1 équivalent d'heptanal (6,85 mL, 51 mmol). On observe la formation d'un précipité blanc qui se dissout en quelque minutes pour 25 mener à une solution légèrement trouble. Le mélange est agité 3 h à température ambiante. On obtient l'imine en solution dans l'heptane. Dans un second temps, dans le schlenck contenant l'imine, 800 mg de palladium sur charbon (10% en masse) sont introduits. Le schlenk est mis sous vide puis sous pression d'hydrogène et agité pendant 18 h, il est 30 ensuite ouvert à l'air et le palladium sur charbon est retiré du milieu réactionnel par filtration sur frité et lavage au pentane. Le N-hepty1-11- aminoundécanoate de méthyle est obtenu en solution dans l'heptane. heptane t.a., 1 nuit Exemple 8 - purification de l'ester d'HAU La purification de l'ester d'HAU répond aux schémas suivants : io TFA N CO2Me H t.a. 10 N1 CO2Me , TFA- H2 io 1) Na2CO3 aq io N CO2Me , TFA- > R^N*CO2Me H2 2) Extraction H Dans un premier temps, au filtrat contenant le N-hepty1-11- aminoundécanoate de méthyle (voir exemple précédent) est ajouté 1 équivalent de TFA (3,9 mL, 51 mmol), on observe la formation d'un précipité blanc correspondant au sel de TFA. Celui-ci est récupéré par filtration sur Buchner, et est lavé à l'heptane puis séché à la pompe à vide. On obtient le trifluoroacétate de N-hepty1-11-aminoundécanoate de méthyle sous forme d'un solide blanc. Dans un deuxième temps, le trifluoroacétate est dilué dans 50 mL d'eau distillée puis une solution de Na2CO3 (5,4 g, 51 mmol, dans 50 mL d'eau, 1 éq par rapport au sel de TFA) est ajoutée et le tout est agité à température ambiante 30 minutes. Le mélange est ensuite extrait à l'acétate d'éthyle et lavé à l'aide d'une solution de Na2CO3 jusqu'à obtention d'une phase organique limpide (utilisation de 16 mL d'une solution à 200 g/L soit 30 mmol de Na2CO3 ajoutés, en tout 1,6 éq par rapport au chlorhydrate). La phase organique est séchée sur MgSO4, filtrée et concentrée sous vide pour donner le N-heptylaminoundécanoate de méthyle sous forme d'un solide blanc (14,8 g, 47 mmol). Le rendement global de la synthèse de l'HAU ester est de 93 % (analyses en RMN du 1H et du 13C, en spectrographie infrarouge et en spectrographie de masse).
Exemple 9 - synthèse d'HAU La synthèse répond au schéma suivant : (:) 1 équiv. HCOOH (2 équiv.), [RhCpCl2]2 (0.5%) TFE, 7h, 70°C CO2H 2 équiv. H2 wN e 8 HCOO On dissout 2 g d'Ail (10 mmol) dans 10 mL de TFE, dans un monocol de 25 mL. Puis on ajoute 0,38 mL (10 mmol) d'acide formique, et ensuite 0,7 mL (5 mmol) d'heptanal.
A température ambiante, on ajoute 16 mg de catalyseur [RhCpCl2]2 (soit 0,5 mol.% par rapport à l'aldéhyde). On maintient le milieu réactionnel à 70°C pendant 7 heures sous agitation. Le solvant est ensuite évaporé. Le produit brut est trituré dans du dichlorométhane, puis filtré sur fritté de sorte à éliminer l'A1 1 non réagi. Le filtrat est évaporé, puis le produit résultant est trituré dans du TBME puis filtré sur fritté de sorte à récupérer le composé mono-alkylé. Le filtrat est évaporé. Le rendement en composé mono-alkylé est de 26 % et le rendement en composé bis-alkylé est de 54 %. Le taux de conversion est de 82 %.
Exemple 10 - synthèse d'HAU La synthèse répond au schéma suivant : 1.2 équiv. H 02H CO2H 8 Pd/C (10%); H2, Tamis 3A TFE, 14h, ut Dans un monocol de 25 mL sous argon, on dissout 1,01 g d'Ai 1 (5 mmol) dans du TFE (10 mL, 0.5 M). On ajoute un tamis moléculaire à 3 A, puis on ajoute 0,85 mL d'heptanal (6 mmol). On ajoute enfin 100 mg de catalyseur Pd/C (15 % massique / aldéhyde), puis on met sous vide et sous H2. On agite à température ambiante pendant 14 heures. On filtre sur papier filtre puis on évapore le filtrat. Le brut obtenu représente environ 80 % du produit de départ. Exemple 11 - synthèse d'HAU Dans cette synthèse, on pré-forme l'imine puis on procède à l'hydrogénation. La synthèse répond au schéma suivant : 7-N7-N7-y0 CO2H 1 équiv. H Tamis 3A, TFE, 2h, rt H2N 1 équiv. CO>H H CO2H Pd/C (10%); 1-12, rt, 12h Dans un monocol de 25 mL sous argon, on dissout 1,01 g d'Ai 1 (5 mmol) dans du TFE (5 mL, 1M) et on ajoute 0,7 mL d'heptanal (5 mmol). On ajout un tamis moléculaire à 3 A. Après 2 h d'agitation à température ambiante pour former l'imine, on ajoute 100 mg de Pd/C (17% massique / aldéhyde), puis on met sous vide puis sous H2. 1 équiv.
On agite à température ambiante pendant 12 h. On filtre sur célite puis on évapore le filtrat. Le brut obtenu représente environ 80 % du produit de départ.
Exemple 12 - synthèse d'HAU Dans cette synthèse, on procède à un ajout progressif d'aldéhyde dans du TFE. On teste différentes conditions expérimentales. La synthèse répond au schéma suivant : 1) H2 1 equiv. H2 N COZH 0 8 catalyseur; H2, Solvant, temps, T° n equiv. 2) HCI conc. equiv ), 5min, rt La synthèse est réalisée sur 2,5 g à 50 g d'Ai 1. L'Al 1 est dissout dans le solvant, on procède à un chauffage éventuel selon la température de réaction. On ajoute le catalyseur, on met sous vide puis sous H2. On procède ensuite à une addition lente de l'aldéhyde sur 7 h ou 14 h. On filtre sur célite, on ajoute optionnellement de l'HCI concentré au filtrat, pour former un chlorhydrate, puis on évapore le filtrat. Sous forme chlorhydrate, la purification est effectuée par trituration du brut dans le CH2Cl2, récupération de l'Ail insoluble par filtration sur fritté de porosité 2, évaporation du filtrat ; puis trituration du filtrat dans le TBME, récupération du N-heptylaminoacide insoluble par filtration sur fritté de porosité 4, le N,N-diheptylaminoacide protoné restant dans le filtrat. Sous forme zwiterion, la purification est effectuée par trituration du brut dans le TBME, récupération du N-heptylaminoacide et de l'Ail insoluble par filtration sur fritté de porosité 3, le N,N-diheptylaminoacide restant dans le filtrat. Sous forme zwiterion le N-heptylaminoacide et l'A1 1 ne sont pas séparés. Les résultats obtenus en faisant varier les conditions expérimentales sont résumés dans le tableau ci-dessous.
La quantité de catalyseur est indiquée par rapport à l'heptanal. Le Pd/C (10%) est indiqué en pourcentage massique par rapport à l'heptanal. Le catalyseur d'Adam (Pt02) est indiqué en pourcentage molaire par rapport à l'heptanal. Lorsque les produits sont purifiés sous forme neutre, des légères fluctuations de rendement peuvent s'expliquer par la précision de l'estimation du nombre de moles de N-heptylaminoacide (voir procédure plus bas). Cette mesure se fait par intégration des pics en RMN du chlorhydrate. Quantité d'Ail Catalyseur Solvant Temp. Durée Conv. Rend. Rend. bis mono 1 2 eq. 35 % Pd/C TFE / 20°C 14 h 100 % (2 20 g) 52 % 56 (5,03 g) (503 mg) IPA , (3:2) 2 2eq. 35 % Pd/C TFE 40°C 14 h 100 % 93 % 10 (5,03 g) (503 mg) (30 mL) (3,91 g) 3 2eq. 35 % Pd/C TFE 40°C (15 14 h 100 % 84% 18 % (5,03 g) (503 mg) (30 mL) min) (3,53 g) puis 20°C 4 2eq. 18 % Pd/C TFE 40°C 14h 90% 76 % 8% (5,03 g) (250 mg) (30 mL) (3,18 g) 2 eq. 35 % Pd/C TFE / 40°C 14 h 100 % 65 % 32 % (5,03 g) (503 mg) IPA (2,75 g) (1:1) 6 1'5 eq. 26 % Pd/C TFE 40°C 14h 84% 76 % 12% (3,77 g) (377 mg) (23 mL) (3,21 g) 7 2 eq. 1 % Pt0 mg)2 (57 FE mL) 40°C 7 h 65 % 37 % - (2 50 g) (15 8 2eq. 25 % Pd/C TFE 40°C 7 h 74 % 68 % 10 % (5,03 g) (357 mg) (31 mL) 5 Dans ce tableau, « Temp. » désigne la température, « Conv. » désigne le taux de conversion, « Rend. mono » désigne le rendement en composé mono-alkylé et « Rend. bis » désigne le rendement en composé bis-alkylé. « Durée » désigne la durée de l'addition d'aldéhyde. « IPA » désigne l'isopropanol.
Dans tous les essais du tableau ci-dessus, la purification est effectuée sous forme chlorhydrate.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1. Procédé de préparation d'un dérivé d'acide 11- aminoundécanoïque ou 12-aminododécanoïque, de formule R-NH-(CH2),-COOR', dans laquelle n vaut 10 ou 11, R représente un groupement alkyle, fluoroalkyle, benzyle ou alkylbenzyle, et R' représente un atome d'hydrogène ou un groupement alkyle, le procédé comprenant : - la réaction du composé de départ de formule NH2-(CH2),-COOR' avec l'aldéhyde de formule R=0 dans un solvant halogéné, pour former un composé imine de formule R=N-(CH2)n-COOR' ; et - la réduction du composé imine.
- 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel R représente un groupement alkyle comportant de 1 à 20 atomes de carbone, de préférence de 3 à 15 atomes de carbone, de manière plus particulièrement préférée de 5 à 10 atomes de carbone ; et idéalement est un groupement heptyle.
- 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la réduction du composé imine est également mise en oeuvre dans un solvant halogéné, et, de préférence, dans le même solvant que la réaction du composé de départ avec l'aldéhyde ; et dans lequel, de préférence, la réaction du composé de départ de formule NH2-(CH2),-COOR' avec l'aldéhyde et la réduction du composé imine sont mises en oeuvre de façon monotope ; et, de manière plus particulièrement préférée, l'ensemble des étapes de réaction sont mises en oeuvre de façon monotope.
- 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le solvant halogéné est un solvant fluoré, de préférence comprend un alcool fluoré, et de manière plus particulièrement préférée comprend du 2,2,2-trifluoroéthanol.
- 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le solvant halogéné comporte au moins 50 % de 2,2,2-trifluoroéthanol, depréférence au moins 75 % de 2,2,2-trifluoroéthanol, de manière plus particulièrement au moins 90 % de 2,2,2-trifluoroéthanol, et idéalement au moins 95 % de 2,2,2-trifluoroéthanol, en masse.
- 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant l'ajout d'un catalyseur pour catalyser la réduction du composé imine, et dans lequel, de préférence : - le composé de départ de formule NH2-(CH2)n-COOR' est mis en présence de l'aldéhyde de formule R=0 puis le catalyseur est ajouté ; ou - le composé de départ de formule NH2-(CH2)n-COOR' est mis en présence du catalyseur, puis l'aldéhyde est ajouté de façon progressive ; ou - le composé de départ de formule NH2-(CH2)n-COOR' réagit avec l'aldéhyde de formule R=0 pour former le composé imine, puis le catalyseur est ajouté.
- 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel R' représente un atome d'hydrogène, le procédé comprenant : - la salification du composé de départ par réaction avec un acide, avant la réaction avec l'aldéhyde ; et dans lequel le dérivé d'acide 11-aminoundécandique ou 12- aminododécanoïque est obtenu sous forme salifiée à l'issue de la réaction avec l'aldéhyde.
- 8. Procédé selon la revendication 7, comprenant : - la neutralisation du dérivé d'acide 11-aminoundécanoïque ou 12-aminododécanoïque sous forme salifiée, pour récupérer le dérivé d'acide 11-aminoundécanoïque ou 12- am inododécanoïque sous forme neutre.
- 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le composé de départ est salifié sous forme d'un chlorhydrate, ou d'un sel d'acide phosphorique ou d'un sel d'acide paratoluènesulfonique, et de préférence sous forme d'un chlorhydrate.
- 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel R' représente un groupement alkyle ou aryle, de préférence choisi parmi les groupements méthyle, éthyle, propyle, butyle et benzyle, et qui est de manière plus particulièrement préférée un groupement méthyle.
- 11. Procédé selon la revendication 10, comprenant : à titre préliminaire, l'estérification de l'acide 11- aminoundécanoïque ou
- 12-aminododécanoïque en l'ester de formule NH2-(CH2)n-COOR', de préférence par réaction de l'acide 11-aminoundécanoïque ou 12- aminododécanoïque avec l'alcool de formule R'-OH, de manière plus particulièrement préférée en présence d'un acide tel que l'acide chlorhydrique. 12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, comprenant une étape de purification de l'ester R-NH-(CH2),-COOR' par conversion en sel, de préférence par ajout d'acide chlorhydrique ou d'acide trifluoroacétique, puis filtration, lavage et neutralisation, de préférence avec une solution de carbonate de sodium.
- 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel R' représente un atome d'hydrogène, et dans lequel la réaction du composé de départ de formule NH2-(CH2)n-COOH avec l'aldéhyde de formule R=0 est effectuée en présence d'acide formique.
- 14. Procédé de fabrication d'un polyamide, comprenant (1) la fabrication du dérivé de l'acide 11-aminoundécanoïque ou 12- am inododécanoïque de formule R-NH-(CH2),-COOR', selon l'une des revendications 1 à 13 ; et (2) la polycondensation dudit dérivé de l'acide 11-am inoundécanoïque ou 12-am inododécanoïque.
- 15. Procédé selon la revendication 14, pour la fabrication d'un copolyamide, dans lequel l'étape (2) est une étape de polycondensation du dérivé de l'acide 11-aminoundécandique ou 12-aminododécanoïque avec un ou plusieurs autresaminoacides, aminoesters, diamines, diacides et/ou lactames, et de préférence avec l'acide 11-am inoundécanoïque.
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|---|---|---|---|---|
| BE897566A (fr) * | 1982-08-20 | 1983-12-16 | Midit | Derives d'acides w-amines, leur preparation et utilisation ainsi que les compositions contenant ces derives. |
| US20110183099A1 (en) * | 2008-10-06 | 2011-07-28 | Frederic Malet | Block copolymer derived from renewable materials and method for making such block copolymer |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015132519A1 (fr) | 2015-09-11 |
| FR3018076B1 (fr) | 2016-02-19 |
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