Brevet FR2037063A1 — publié le 19701231

La présente invention concerne de nouveaux cétonitriles et leur procédé de préparation.» Il s ' agit de cétonitriles de formule générale s Bo H R, 5 IV^a-Ovi I . iti - fi - o ' 0-0 - (0Ho)„ - OU, 1 il ^ CH„ - 0/ i 2 n 0 ' * \ dans laquelle R^ et Rg représentent des groupes alcoyles de 1 à 4 atomes de carbone, R^ et R^ représentent des atomes d'hydrogène 10 ou des groupes alcoyles de 1 à 4 atomes de carbone et dans laquelle, R^ et R^ peuvent également former, ensemble, un noyau" ayant, de préférence, 5 ou 6 atomes de carbone, tandis que n peut être un des nombres zéro, un ou deux. Dans ce cas, on mentionnera, en particulier, les cétonitriles des formules s 15 0HX H CH, | ^CH2 - Os. ( l 5 OH, - 0 ~ 0 ^ J/0-C-0Ho-CHo-CN 3 H GH^ - O | 2 2 25 0 2 0H. 3 et 20 0H, H OHp - 0H, I " 0 x. \ I * 0H- - 0 - 0 0 - 0 - CH. - 0Bo - OU 3 I! l 2 2 O * CH2 - CH2 - GH2 - CH5 Suivant l'invention, la préparation de ces cétonitriles a lidu par condensation de diols de formule générale : f2 CH2 OH ' R1 - 0 0 ^ 30 q GH2 OH avec des cyanaldébydes de formule générale : ? ?5 0 = 0-0- (ch0) - osr | dH 35 en présence de catalyseurs fortement acidesc La préparation des diols a lieu, par exemple, par la condensation connue de formal-déhyde avec ces cétones aliphatiques qui, en .plus du groupe céto, contiennent un groupe méthylène, par exémple la méthyléthylcétone, la diéthylcétone ou la méthylisobutylcétone, en présence de cata-40 lyseurs alcalins» Toutefois, la préparation à l'état pur des 70 03582 2 2037063 diols présente de sensibles difficultés, car la préparation des produits bruts, qui sont obtenus sous forme d'un liquide de haute viscosité sillonné de cristaux, ne peut être effectuée que par recristallisation multiple« 5 C'est pourquoi, il a été surprenant de constater que l,on ait pu obtenir les cétonitriles suivant l'invention avec de bons rendements et une pureté suffisante, même en employant ces produits bruts très visqueux cristallisés pour une faible part seulement et comportant des impuretés. 10 Parmi les cyanaldéhydes appropriés, il y a, par exemple, le cyanacét aldéhyde, le 3-*cyanopropionaldéhyde, le 4—cyafiobutyraldé-. hyde, le 2,2-diméthyl-4—cyanobutyraldéhyde, le 2 ,2—diéth.yl-4-cyanobutyraldéhyde, le 2-éthyl-2-isopropyl-4—cyanobutylraldéhyde, le 2-éthyl-2-n-butyl-4—cyanobutyr aldéhyde, le 1 - (b et a-cyané thyl ) — 15 cyclohexén-(3)~aldéhyde et le 1-(bêta-cyanéthyl)-cyclohexyl-aldé-liyde. La condensation des cétodiols avec les cyanaldéhydes est effectuée, par exemple, de la manière suivante : on chauffe les composants, éventuellement dans tin solvant inerte, par exemple dan 20 un hydrocarbure aromatique tel que le benzène, le toluène ou le ' xylène^ ou dans un hydrocarbure chloré tel que le chloroforme, le tétrachlorure de carbone, le 1,2-dichloréthane ou le trichloréthy-lène, en présence de catalyseurs fortement acides tels que, par exemple, l'acide phénol-suifonique, l'acide benzène-suifonique, 25 l'acide toluène-suifohique ou l'acide chlorhydrique, puis on élimine l'eau formée du mélange réactionnel sous forme d'un asJéotro-pe. Par suite de la disposition axiale ou équatoriale possible des substituants sur les atomes et 0^ du noyau de 1,3-dioxane, 30 les produits suivant l'invention se présentent sous forme d'un mélangç d'isomères. A partir du cétonitrile préparé par condensation de 2-méth.yl—2—acétyl-1,3-propanediol avec du 2,2-dimé thyl—4— cyano-butyraldéhyde, par exemple, par cristallisation fractionnée^ on a pu séparer, du mélange, un composant d'un point de fusion de 35 67-68°C, qui est manifestement un des isomères possibles ayant un point de fusion inférieur d'environ 10~15°C La température de la réaction n'est pas critique et, lorsqu'on emploie un agent d1 entraînement pour éliminer l'eau, elle dépend de son point d'ébullition "ou plutôt du point d'ébullition 40 de l'azéotrope agent d'entraînement/eau» La réaction a déjà lieu 70 03582 3 v:* 2037063 à des températures inférieures à 80°C. De préférence, on emploie des agents d'entraînement sous forme de solvants inertes dont les points d'ébullition se situent dans l'intervalle de 80 à 160°0. Les cétonitriles suivant l'invention sont des herbicides in 5 téressants, des produits synergiques avec d'autres herbicides et également des produits intermédiaires pour la formation d'autres composés» L'invention est illustrée par les exemples suivants : •EXEMPLE 1 10 Dans un ballon de 1 litre à deux tubulures, muni d'un sépa rateur d'eau, d'un réfrigérant à reflux et d'un agitateur magnétique, on a chauffé 132 g de 2,2-diméthylol—butanone—(3)- sous forme d'une bouillie cristalline brute, 125 g de 2,2-diméthyl-4-cyanobutyraldéhyde, 200 ml de xylène et 2 g d'acide p-toluène-15 suifonique, jusqu'à ce que l'eau de la réaction puisse être entraînée sous forma d'un afcéotrope avec le xylène en ébuUition. Dans ce cas, la température du bain était d'environ 165-170°C<> Après 60 et 120 minutes, on a à nouveau accéléré la séparation d'eau diminuant d'ixtensité en ajoutant chaque fois 2 g d'acide 20 p-toluène-sulfonique« Après 180 minutes, il s'était séparé 18 ml d'eau et ainsi, la réaction était terminées On a soumis le xylène à une distillation poussée» On a essoré le précipité ainsi formé, on a fait réagir le filtrat avec 200 ml de toluène, on l'a lavé convenablement avec une solution 25 de KgOO^ à 10 % en poids, puis avec une solution saturée de ÏTaCl et l'on a séché la phase organique sur du KgOO^. Après filtration du KgCOj, au moyen d'une colonne de Vigreux de 4-0 cm, on a tout d'abord séparé le solvant et l'on a distillé le résidu de 210 g sous vide» -- 30 Après une tête de 15g, on a obtenu, à un point d'ébullition A * i 135-147°C, un liquide i&colore qui s'est solidifié dans u «n l'installation et qui a fondu sans netteté entre 40 et 45°0. Rendement : 177,5 g - 74- % de 2- (1,1-diméthyl-3-cyano)-propyl -5-méthyl-5-aeétyl-dioxanne-(1t3). 35 Le composé se présente sous forme d'un mélange d'isomères,, Par cristallisation fractionnée dans de l'éther de pétrole d'un point d'ébullition de 40-60°0, on peut séparer un composant que l'on considère comme un isomère>pur' et que l'on peut distinguer nettement, par la forme de cristaux (triangles plats) et par 40 le point de fusion (67-68°G) du reste du mélange (aiguilles d'un 70 03582 4 2037063 point de fusioijéans netteté, pouvant varier d'environ 50 à 59°0) 0 H lî Analyse ï pour C^H^NO^ calculé s 65,23 % i 8,84 % ; 5*85 % j Isomère pur d'un point de fusion 5 de 67-68°, trouvé : 65,62 % ; 8,72 % ; 5*82 % j Mélange d'xui point de fusion de 58-59°, trouvé : 65,49 % \ 9,00 % \ 5,95 %• EXEMPLE 2 Dans tin "ballon de 1 litre à deux tubulures, muni d'un séparateur d'eau, d'un réfrigérant à reflux et d'un agitateur magné— '10 tique, on a chauffé 95 g de 2,2-diméthylol-butanone-(3) sous forme d'une bouillie cristalline brute, 130 g de 2-éthyl-2—n-butyl— 4-cyanobutyraldéhyde, 400 ml de benzène et 2,5 g d'acide p-toluè-ne-sulfonique. A une température de bain d'environ 120°0, l'eau de la réaction a été entraînée avec le benzène en ébullition. Après 150 minutes, la quantité d'eau calculée (13 ml) s'était séparée o On a soumis le benzène à une distillation poussée, on a fil tré le mélange réactionnel troublé à chaud, on a libéré le filtist du solvant résiduel sous le vide de la trompe, puis on l'a distillé. Après une tête de 49 g, contenant, en partie, la matière première n'ayant pas réagi, à un point d'ébullition q ^ de 150-170°C, on a obtenu 136 g de 2- (1-éthyl-1-n-butyl—3-cyano)-pro-pyl -5-méthyl-5-acétyl-dioxanne-(1,3) (=64 % de la théorie) sous forme d'un liquide huileux incolore. Lors de la purification par 25 1 ^ une nouvelle distillation, la quantité principale est passée, à un point d'ébullition Q ^ de 145-152*0, par n20 : 1,4716. Le mélange des isomères n'a pas été séparé,, C H IT Analyse pour C^H^t-NO, calculé : 69,11 % î 9,90 % j 4,74 % ; xn ' I y 9U trouvé î 68,79 % ; 9,95 % ï 4,96 % . 20 70 0358i s 2037063 BETENDICAflOIS 1o Cétonitriles de formule générale : Ho H R, iV®2-o\i r 5 R,. - C - G c - G - (CH3)_ - CF, dans laquelle R^ et Rg représentent des groupes alcoyles de 1 à 4 atomes de carbone, R^ et R^ représentent de l'hydrogène ou des 10 groupes alcoyles de 1 à 4 atomes de carbone, R^ et R^ pouvant ê- tre, ensemble, des membres d'un noyau contenant, de préférence, 5 ou 6 atomes de carbone, tandis que n est un des nombres 0,1 ou 2. 2. Cétonitrile suivant la revendication 1, caractérisé en 15 ce qu'il répond à la formule : OH, H GH, | ^ CHp - 0 ^ i ! 3 CH_ - C - C ^ G - C - CH0 - 0Ho - CM" O w \ m _ n / i *= d 20 gh5 3. Cétonitrile suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il répond à la formule : ' ®H3 / 0Ho - 0 v ^2 " CH3 25 CH, — Q - G \ N C - CHQ - CHd - CH il \CH - O^ 1 g u±i2 U CHg - CH2 - CH2 - CH; 40 Procédé de préparation de cétonitriles suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on condense des diols de formula 30 générale 1 t> - r^CHp OH R - C - C "T 1 || x GHP 0H 0 avec des cyanaldéhydes de formule générale : 35 H R5 O = C - C ~ (GH~) - CÎT i n *4 en présence de catalyseurs fortement acides. 5„ Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce 40 que l'on utilise les diols sous forme de produits bruts que l'on 70 03582 6 2037063 obtient directement lors de la condensation connue de formaldé-hyd» avec des cétones alipliatiquês qui, en plus d'un groupe céto, contiennent un groupe méthylène, en présence de catalyseurs alcalins o 5 6. Procédé suivant l'une des revendications 4 et 5» carac térisé en ce qu'on effectue la réaction dans un solvant inerte. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'on utilise le solvant inerte comme agent d'entraînement pour l'élimination de l'eau»