Brevet FR2128334A1 — publié le 19721020

Des orthoborates B(OR)^ d'alcools monovalents et de phénols, dans lesquels R est un radical alcoyle, aryle ou alcoyle ou aryle substitué, ont été préparés par des réactions de transestérification entre un orthoborate, et un alcool ou un 5 phénol correspondant à 1'orthoborate souhaité, suivant la réaction 3 R'OH + (RO)^ B r-à 3 ROH - (R '0) ^B . (l) Lorsque l'on utile dans ces réactions de transestérification le triméthoxy-borane, l'orthoborate le meilleur marché et celui 10 dont on dispose le plus facilement, les produits que l'on peut tirer de la réaction sont des azéotropes secondaires ou ternaires des borates et des alcools présents dans le système réactionnel. Suivant la présente invention, on prépare des orthoborates d'un phénol monovalent, ou d'un alcool monovalent 15 comportant trois atomes de carbone ou plus, en mettant en contact du triméthoxy-borane avec un phénol ou un alcool en présence de tamis moléculaires ayant des ouvertures de pores assez grandes pour leur permettre d'absorber le méthanol, et assez petites pour les empêcher d'absorber l'alcool ou le phénol réagissant. On 20 préfère actuellement utiliser, pour diluer le mélange réactionnel un solvant organique inerte. Cette invention convient à la production de n'importe quel orthoborate d'un phénol monovalent -ou d'un alcool monovalent. Ces orthoborates ont la formule B(0R)^, dans laquelle 25 R est un radical aryle ou un radical arylè substitué, ou un radical al coyl e comportant plus de trois atomes de carbone ou un radical alcoyle substitué comportant plus de trois atomes de carbone. Ces esters comprennent les trialcoxy-boranes, par exemple les tri-n-propoxy-borane, tri-iso-butoxy-borane, tributoxy-borane 30 secondaire, tri-tertiobutoxy-borane, tri-n-pentoxy-borane, tri-iso-pentoxy-borane. tri-n-hexoxy-borane, tri-n-heptoxy-borane, tri-n-octoxy-borane, tri-n-nonoxy-borane, tri-n-décoxy-boran^, tri-n-dodécoxv-borane, tri-n-octyldécoxy-borane ; des trihalo-alcoxy-boranes comme le tri-3-chloro- n-propoxy-borane, le tri-1-35 chloro-2,2,3.3•3-pentafluoro-propoxy-borane : des esters cycliques, par exemple le tricyclohexyloxy-borane et des triaryloxy-boranes, par exemple les triphénoxy-boranes, tri-(1-biphénoxy)-borane, tritolyloxy-borane, tri-(para-tertiobutylphénoxy)-borane et tri-(orthocyclohexylphénoxy)-borane). 40 Le triméthoxy-borane et un phénol ou un alcool, ROH,-dans lequel R correspond au R de 1'orthoborate à préparer, 72 05316 2 2128334 sont mis en contact en phase liquide, soit seuls, soit en solution dans un solvant organique liquide , en présence de tamis moléculaires qui absorberont le méthanol mais n'absorberont pas l'alcool ou le phénol réagissant. Les tamis moléculaires sont 5 des zéolites ou des matériaux analogues, dont les atomes sont arrangés suivant un réseau cristallin de façon telle qu'ils comprennent un grand nombre de petites cavités, réunies par des petites ouvertures ou des pores d'une taille uniforme et précise. Des tamis moléculaires pouvant convenir comprennent des alumino-10 silicates synthétiques bien connus et disponibles dans le commerce, désignés sous le nom de tamis moléculaires type A, ou type X, O et ayant des diamètres de pores d'approximativement 4 A ou plus ; les tamis moléculaires 4A ont des diamètres de pores d'environ O 4 A, les tamis moléculaires 5A ont des diamètres de pores d'en- O 15 viron 5 A, et les tamis moléculaires de type X ont des diamètres O de pores d'environ 9 à 10 A. Les tamis moléculaires 3A, ayant O des diamètres de pores d'environ 3 A, ne conviennent pas à cette utilisation parce qu'ils n'absorbent pas le méthanol. Les tamis moléculaires qu'on utilise dans une certaine réaction particuliè-20 re devraient avoir une taille de pore inférieure au diamètre effectif de la molécule d'alcool ou de phénol réagissant, de façon que l'alcool, ou le phénol, ne soit pas absorbé par ces tamis moléculaires ; par exemple les tamis moléculaires 4A n'absorberont pas les phénols ou les alcools comportant trois 25 atomes de carbone ou plus ; les tamis moléculaires 5A n'absorberont pas les phénols, les isoalcools ou les alcools contenant quatre ou plus de quatre atomes de carbone ; les tamis de type X conviennent généralement à l'utilisation avec des alcools ou O phénols ayant des diamètres effectifs supérieurs à 10 A. 30 On préfère utiliser une quantité de tamis molé culaires qui puisse absorber complètement tout le méthanol que produira la réaction de tout le triméthoxy-borane, auquel cas la réaction de transestérification (1) va sensiblement jusqu'à son achèvement vers la droite. A la pression atmosphérique et à la 35 température ambiante ordinaire, cette quantité préférée de tamis moléculaires du commerce disponibles actuellement est d'environ six parties en poids de tamis moléculaires pour chaque partie en poids de triméthoxy-borane, bien qu'il faille reconnaître que la capacité des tamis moléculaires varie lors des changements de 40 température et de pression, et que la quantité de tamis molécu- . laires utilisée devrait être réglée en conséquence. On reconnaî 72 05316 3 2128334 tra donc que l'on peut utiliser- des quantités plus faibles ou plus importantes de tamis moléculaires si on le désire ; n'importe quelle quantité de tamis moléculaire sera utile à la réaction, mais l'utilisation de quantités inférieures aux quantités préfé-5 rées ne donnera, en général, pas de bons rendements ; on ne pourra éviter des pertes par formation d'azéotropes binaires ou ternaires et l'utilisation de quantités supérieures aux quantités préférées ne procurera, en général, qu'une augmentation minime de rendement. 10 On préfère, maintenant, diluer la réaction avecun solvant organique inerte et cela pour créer un volume liquide plus important, qui puisse être mieux mis en contact avec les tamis moléculaires ; pour procurer un puits thermique pour la chaleur de l'absorption du méthanol par les tamis moléculaires ; et pour 15 réduire la quantité d'orthoborate subsistant dans la quantité de liquide normalement retenue à la surface des tamis moléculaires (à distinguer de celle qui est absorbée sélectivement dans les cavités des cristaux). Le produit d'orthoborate peut être séparé en 20 totalité des tamis moléculaires par un lavage classique au solvant organique, ou en épuisant le tamis moléculaire par un gaz inerte - dans le cas où le produit d'orthoborate est volatil. Les orthoborates préparés suivant la présente invention sont généralement solubles en toutes proportions dans les solvants, 25 aliphatiques ou aromatiques. Pour chaque réaction particulière, il est souhaitable de choisir un solvant qui puisse être facilement séparé de 1'orthoborate, par exemple par distillation ou par évaporation. Le pentane et le benzène sont des exemples de bons solvants à utiliser lorsque l'on prépare des orthoborates 30 solides ou à haut point d'ébullition. D'autres exemples de solvants inertes sont le toluène, le xylène et le mésitylène. On reconnaîtra facilement quand, chimiquement inertes aux composants du système réactionnel, les solvants sont aussi inertes aux tamis moléculaires, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas absorbés par 35 les tamis moléculaires. On peut éliminer le méthanol des tamis moléculaires, par des moyens classiques tels que le chauffage ou le traitement sous vide, pour régénérer les tamis moléculaires en vue de leur réutilisation. 40 L'invention sera mieux comprise à l'aide des 72 05316 2128334 exemples suivants, donnés à titre d'illustration seulement : EXEMPLE 1 : 50 ml de n-pentane sont ajoutés à 63)1 g de tamis moléculaires 4A. Il se produit un léger dégagement de chaleur, à cause du dégagement de l'azote contenu dans les tamis 5 moléculaires. Aussitôt que le mélange s'est refroidi à la température ambiante, on introduit 10,35 g de triméthoxy-borane et 22,2 g de butanol secondaire. La chaleur dégagée par l'adsorption rapide du méthanol provoque le reflux du pentane par le mélange. Après que le mélange s'est refroidi à la température ambiante, 10 on place le flacon dans un agitateur à secousses et l'on poursuit une agitation modérée pendant 30 minutes. La solution est alors filtrée pour la séparer des tamis moléculaires, et on lave trois fois les tamis moléculaires avec 40 ml de n-pentane. Le pentane est alors distillé très rapidement d'avec le produit. Le produit 15 liquide obtenu est identifié comme étant du tri-II-sec-butoxy-bo-rane pur, par analyse à l'infrarouge, par son indice de réfraction (l, 3885 à 24,5° C), et par l'analyse du bore (trouvé 4,84 %, théorie 4,72 %). EXEMPLE 2 : 60 ml de benzène sont ajoutés à 63,1 g de tamis molé-20 culaires 5A, puis on introduit 10,34 g de trimétho xy-borane et 30,2 g de cyclohexanol. Il se dégage immédiatement de la chaleur et de l'azote gazeux déplacé des pores du 5A par le méthanol. On agite modérément le mélange réactionnel sur un agitateur à secousses pendant deux heures. La solution est alors 25 séparée des tamis moléculaires par filtration, et les tamis moléculaires sont lavés trois fois par 35 ml de benzène. Le benzène est ensuite distillé rapidement et il reste un produit solide blanc. Les dernières traces de benzène sont enlevées par pompage sous vide du produit. Les 28,9 g de produit (rendement 30 94, 2 %) sont identifiés comme étant du borate de tricyclohexyle par l'analyse infrarouge et par analyse du bore (trouvé 3148 %, calculé 3,50 %). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits , à par-35 tir desquels on pourra prévoir d'autres variantes, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 72 05316 5 2128334 REVENDICATIONS 1°) Procédé de préparation d'un orthoborate d'un alcool monovalent ou d'un phénol monovalent, caractérisé en ce que l'on met en contact en phase liquide du triméthoxy-bo 5 rane et un phénol monovalent ou un alcool monovalent comportant trois ou plus de trois atomes de carbone, en présence de tamis moléculaires qui absorberont le méthanol et qui ont des ouvertu res de pores plus petites que le diamètre effectif dudit alcool ou dudit phénol, et en ce xjue l'on extrait 1 'orthoborate formé. 10 2°) Procédé suivant la revendication 1, carac térisé en ce que la réaction est effectuée en présence d'un solvant organique inerte. 3°) Procédé suivant la revendication 2, ôarac térisé en ce que le solvant est sensiblement plus volatif que 15 le produit d'orthoborate. 4°) Procédé suivant la revendication 1, carac térisé en- ce que l'on utilise environ six parties en poids de tamis moléculaire pour chaque partie de triméthoxyborane. 5°) Procédé suivant la revendication 4:, carac 20 térisé en ce que la réaction est effectuée en présence d'un solvant organique inerte.