Brevet FR2245629A1 — publié le 19750425

On sait que les dérivés indoliques jouent un rele important dans les pro cessus vitaux et que certains d'entre eux ont des propriétés utilisables en pharmacie malheureusement, les méthodes de synthèse de ces composés sont sou vent coûteuses ou ne donnent pas de bons rendements ; on peu utiliser par exemple des agents déshydrogénants chimiques pour transformer les indolines en indoles, en particulier des quinones à potentiel d'oxydation élevé. ( chloranile, 2,3 dichloro 4,5 dicyano p. benzoquinone, etc.. l'acétate mercurique, certains oxydes métalliques ( oxyde de nickel, oxyde de manganèse ;. On peut également pratiQuer une déshydrogénation catalytique en présance de catalyseurs classiques de déshydrogénation tels que nickel de Raney, noir de palladium ou palladium sur charbon, chromiste de nickel, etc ..., i est souvent avantageux, dans ce cas, d'opérer en présence d'un accepteur d'hydrogène ( nitrobenzène, acide cinnamique, anhydride maléique, etc... ). On peut aussi effectuer la réaction en phase va peur ; I'indoline est déshydrogénée en indole à 600-670 C sur un catalyseur au chrome ou chrome et cuivre sur charbon actif.Ces méthodes sont coûteuses ou de rendement insatisfaisant. L'objet de la présente invention est de décrire une nouvelle synthèse de l'indole et de ses dérivés par déshydrogenation des indolines correspondantes en présence d'un catalyseur obtenu par mise en contact, dans un ordre quelconque, d'un support avec un composé le métal de transition et un agent réducteur orga nométallique. Bien-que l'emploi de ce type de catalyseurs en déshydrogénation ne soit pas nouveau en so, il n'avait pas, Jusqu'à present, donné lieu à une réalisa tion satisfaisante - Par exemple, selon le brevet des Etats-Unîs d'Amérique N 3,536,632, quand en cliercp à déshydrogéner le butane, on n'obtient que de faibles conversions et sélectivités en butènes, le catalyseur ayant une activité de craquage considérable. il est donc partlculièremenc surprenant qu'un tel catalyseur permette de convertir les indolines en indoles avec une sélectivité et une conversion éle uvées, sans craquage appréciable. La réaction est effectuée de préf--arence dans la phase vapeur à une tempé rature comprise entre 300 et 6000 C pour une V.V.H. comprise, par exemple, en tre 1 et 20, l'indoline esc introduite de préférence en présence d'un gaz por teur inerte ou d'hydrogène, la pression totale est de préférence inférieure à 10 bars. Dans ces conditions, on peut obtenir un rendement supérieur à 90% avec une sélectivité elle-mee supérieure à 90%.Le catalyseur peur être utilisé en lit fixe ou fluidisé Les catalyseurs sont préparés par mise en corcact d'un support avec un ou plusieurs composés de métaux de transition réduits par tn réducteur organome- talîlque. On opère sous atmosphère inerte ou scs hydrogène et on peut stabili ser le catalyseur par chauffage. I1 est possible d'employer différentes techniques d'imprégnation ; par exemple l) Le support est imprégné avec une solution non aqueuse de réducteur, on ajoute ensuite la solution non aqueuse du sel métallique. 2) On peut opérer en ordre inverse, imprégnation du sel métallique puis addition du réducteur. 3) On peut encore préparer la solution homogène du métal réduit par mélange des deux solutions non aqueuses et imprégner ensuite le support. Comme supports,on peut utiliser des solides minéraux ou organiques. Les supports qui conviennent tout particulièrement dans le cadre de la présente invention sont les oxydes de métaux tels que le magnésium, l'aluminium, le titane, le zirconium, le thorium ou le silicium pris seuls ou en association entre eux ou avec d'autres éléments de la classification périodique ; on peut également utiliser du carbone activé. Quelle que soit la technique d'imprégnation choisie, le support est calciné afin de réduire sa teneur en eau. La surface du support n'est pas critique ; on a obtenu des résultats identiques avec des alumines à 5 m2/g et des alumines à 200 m2/g. Comme métaux présents dans le composé de métal de transition, on peut utiliser ceux dont les numéros atomiques vont de 22 à 29, de 40 à 47, de 72 à 79 et également les éléments 90 et 92. Les métaux préférés sont ceux du groupe VIII comme le fer, le cobalt et le nickel. La partie anionique du composé du métal de transition n'est pas critique, le plus important semble que ce composé soit soluble en milieu non aqueux. On peut utiliser par exemple des halogénures, des sels organiques d'acides faibles, par exemple des acétates, propionates, butyrates, valérates,octoates, stéarates,etc on peut également utiliser des chélates par exemple les acetylacétonates ; cette liste n'est d'ailleurs pas limitative. Comme réducteurs, on peut employer les métaux du groupe Ia ou leurs dérivés tels que ceux obtenus par action sur un hydrocarbure aromatique tel que le naphtalène, les dérivés des hydrocarbures saturés tels que le butyllithium, les hydrures mixtes avec les métaux du groupe IIIb comme le bore et l'aluminium et leurs dérivés de substitution par les alcools, notamment les alcoxyalanates, par exemple Na A1H2 (OR) (OR') où R et R' sont des radicaux hydrocarbyl. On préfère toujours utiliser les organométalliques solubles dans les hydrocarbures, ou leurs dérivés éthérés, par exemple les organolithiens, les organosodés, les organomagnésiens, les organozinciques et les organoaluminiques ; ces derniers de formule A1R3 où R est un radical hydrocarboné,sont employés de préférence le triéthylaluminium est d'usage courant. La méthode utilisée pour déposer le métal de transition sur le support est importante pour l'activité du catalyseur obtenu. Les méthodes préférées sont les suivantes 1) On imprègne le support avec la solution non aqueuse du métal de transition sous atmosphère inerte ; à ce stade, le solvant peut être chassé par chauffage sous pression normale, on réduit alors à une température de 100 à 2000 C, au moyen d'un réducteur tel que défini ci-dessus ; on peut également conserver le solvant ; on ajoute alors la solution non aqueuse du réducteur à une température pouvant atteindre 1500C ; après réduction, l'excès de solvant est éliminé ainsi que l'excès éventuel de réducteur Le catalyseur est alors chauffé à une température de 100 à 600"C sous atmosphère inerte, sous vide ou sous hydrogène, il est alors prêt à l'emploi. 2) On prépare la solution catalytique en mélangeant le réducteur et le sel métallique sous atmosphère inerte à une température comprise entre 100 et 2000C. L'imprégnation est alors effectuée à une température comprise entre 100 et 2000C avec la solution précédente aussi diluée que possible (lo à 10 6 atome gramme de métal de transition par litre ) soit par voie sèchè soit par voie humide soit par circulation sur le support placé en lit fixe dans le réacteur. Le catalyseur est alors chauffé à une température de 100 à 600"C sous atmosphère inerte, sous hydrogène ou sous vide, il est alors prêt à l'emploi. La mise en oeuvre du catalyseur peut s'effectuer en lit fixe ou fluidisé. On introduit la charge d'indoline avec de l'hydrogène, le rapport molaire hydro gène/Indoline est aussi faible que possible, généralement voisin de 1 ; la pression totale est inférieure à 10 bars et la température est comprise entre 300 et 6000 C. Les exemples ci-dessous sont donnés à titre dillustration et ne sont pas limitatifs du procédé. Exemple N01 On introduit dans un réacteur de type lit fluidisé, 10 cm d'un cataly- seur préparé de la manière suivante ; on imprègne 10 cm3 d'alumine en poudre avec une solution chaude de 1 mmole d'octoate de nickel dans la décaline, on ajoute à chaud une solution de 4 mmoles de triethylaluminium dans l'heptane après décoloration de la solution, on décante le liquide surnageant et on sèche la poudre obtenue à 1500C sous atmosphère inerte. L'indoline est introduite à un débit de 30 cclh simultanément avec de l'hydrogène (lo l/h),la pression est normale et la température 450"C. On obtient un rende ment en indole de 91% pour une sélectivité de 93%. A 4O00C, le rendement est 85% et la sélectivité 95%. Exemple N02 On opère dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1 en utilisant à la place de l'alumine un charbon activé. Le résultat obtenu est identique à celui de l'exemple 1. Exemple N03 On opère dans les mêmes conditions que dans exemple 1 en introduisant de la 2-3 dimethyl-indoline-à un débit de 30cc/h. A 4500C, on obtient un rendement en 2-3 dimethylindole de 85% pour une sélectivité de 90%. Exemple N04 On opère comme dans l'exemple 1. en remplaçant le nickel par du cobalt introduit sous forme de stéarate. Le rendement obtenu avec 1'indoline à 4500C est de 87% pour une sélectivité de 92%. Exemple N05 On prépare le catalyseur de la.manière suivante : la solution catalytique est préparée séparément par mélange à chaud de la solution dans la décaline de une millimole d'octoate de nickel et de la solution de 4 mmoles de triethylaluminium dans ltheptane ; on dbtient une solution noire d'apparence homogène 3 qui est transférée sur 10 cm d'alumine enpoudre chaude (2000C);après décolo- ration, l'excès de liquide est éliminé par chauffage sous vide à 1500C environ. On opère ensuite comme dans l'exemple 1, les résultats obtenus sont comparables à ceux obtenus dans ledit exemple. REVENDICATIONS 1)- Procédé de fabrication de l'indole et de ses dérivés par déshydrogénation des indolines correspondantes, caractérisé en ce que l'on opère en présence d'un catalyseur obtenu par mise en contact-d'un support avec un compose de métal de transition et un agent réducteur organométallique. 2)- Procédé selon la rev.l, dans lequel on opère en présence d'hydrogène. 3)- Procédé selon Ia rev.l, dans lequel, lors de la préparation du catalyseur, on mélange d'abord entre 100 et 2000C une solution d'un composé de métal de transition et une solution de composé organométallique puis on imprègne le support entre 1:00 et 2000C avec la solution résultante. 4)- Procédé selon l'une des rev. 1 à 3, dans lequel le composé de métal est un composé de nickel ou de cobalt.