Brevet FR2342266A1 — publié le 19770923

La présente invention,à laquelle a participé M. Jean-Pierre DECOR, concerne un nouveau procédé de préparation d'halogénoacétals d'aldéhydes éthy @é@iques de formule générale : dans laquelle X représente un atome d'halogène, en particulier de clore ou de brome, R1, R2, R3, R4 et R5, identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alcoyle contenant l à 6 atomes de carbone en channe droite ou ramifiée, en particulier un radical méthyle ou éthyle, ou alcenyle contenant 3 à 6 atomes de carbone en channe droite ou ramifiée et dont la double liaison est en position autre que 1-2, n est égal à 0, 1, 2, 3 ou 4, étant entendu que losrsque n est supérieur à 1, les différents symboles R4 peuvent être identiques ou différents et R6 représente un radical alcoyle contenant 1 à 6 atomes de carbone en channe droite ou ramifiée, en particulier uri radical méthyle ou éthyle. Les halogenoacétals d'aldéhydes éthyléniques sont des composés organiques particulièrement utiles comme intermédiaires en synthèse organique. C'est airsi qu'ils peuvent être utilisés pour introduire un motif aldéhydique &alpha;,ss-éthylenique sur un reste mono ou polyénique par réaction avec une sulfone polyénique en présence d'un agent alcalin selon le procédé décrit dans le brevet belge 794 872, la sulfone résultant de cette condensation étant ensuite désul fonée avec formation d'une double liaison supplémentaire. En particulier,le rétinal (aldéhyde la vitamine A) peut être préparé par action du bromo-1 méthyl-2 diéthoxy-4,4 butène-2 sur la phényl (triméthyl-2,6,6 cyclohexèn-1 yl)-5-methyl-3 pentadien-2,4 yl sulfone puis désulfonation du phénylsulfonyl-5 (triméthyl-2,6,6 cyclohezène-1 yl)-9 diéthoxy1,1 diméthyl-3,7 nonatriène-2,6,8 ainsi obtenu en rétinal. Il est connu que les y-halogénoacétals d'aldéhydes a, ss-éthyléniques peuvent etre préparés par halogéno-alcoxylation d'un alcoyloxy-1 diène-1,3 par action d'un N-halogénosuccinimide en présence d'un alcool suivant le procédé décrit par S.M. MAKIN et coll., J.Gen. Chem. U.R.S.S., 32, 1088 (1962). Hais ce procédé a pour inconvenient la difficulté d'accès aux éthers diéthyléniques de départ ; ceux-ci sont en effet généralement préparés par traitement d'acétals å'aldér.ydes a, - ou ss, y-éthyléniques à haute température en présence de catalyseurs, les matières premières utilisées étant elles-mêmes de synthèse difficile.Bien que la méthode de MAKIN- soit également applicable à la synthèse d'u-halogénoacétals d'aldéhydes comportant un système de doubles liaisons con jugulées, la préparation de tels produits par cette méthode présente de très glandes difficultés du fait de l'accès difficile aux matières premières nécessaires. Le procédé selon l'invention permet de surmonter ces difficultés et conduit aux halogénoacétals d'aldéhydes insaturés avec de bons rendements à partir de matières premières facilement accessibles. Il a en effet été trouvé que l'on peut préparer les halogénoacétals d'aldéhydes éthyléniques de formule générale (I) par action d'un agent d'halogénation choisi parmi les N-halogénosuccinimides et les hypohalogénites d'alcools tertiaire s aliphatiques saturés sur un énoxysilane de formule générale dans laquelle A représente un radical de formule générale dans laquelle R1, R2, R3, R4, R5 et n sont définis comme précédemment, R représente un radical alcoyle, contenant 1 à 12 atomes de carbone en chaîne droite ou ramifiée, tel que méthyle et éthyle, cycloalcoyle contenant 3 à 6 atomes de carbone, phényle, alcoylphényle dont la portion alcoyle contient 1 à ou 6 atomes de carbone / phénylalcoyle dont la portion alcoyle contient 1 à 6 atomes de carbone et Rl est identique à R ou représente un radical de formule générale dans laquelle R et A sont définis comme précédemment, en présence d'un alcool aliphatique primaire de formule générale R6OH dans laquelle R6 est défini cozr.e précédemment. Les N-halogénosuccinimides et les hypohalogénites d'alcools terti aires aliphatiques utilisés dans le procédé selon la présente invention sont de préférence les dérivés bromés ou chlorés. Cormne hypohalogénites d'alcools tertaires aliphatiques saturés, on utilise généralement, pour des raisons de commodité d'accès, les hypohalogénites dérivés du t-butanol ; cependant les hypohalogénites dérivés des alcools supérieurs contenant jusqu'à 13 atomes de carbone conviennent également. Lorsque l'agent dthalogénation est un hypohalogénite d'alcool tertiaire aliphatique saturé, on utilise généralement celui-ci sous forme d'une solution dans un solvant organique inerte dans les conditions opératoires, tel qu'un hydrocarbure aliphatique liquide inférieur , par exemple le pentane, un hydrocarbure aromatique , par -exemple le benzène, le toluène, les xylènes, ou un hydrocarbure aliphatique ou aromatique halogéné. La température de la réaction n'est pas critique et peut etre comprise par exemple entre -40 et + 800C. lorsque l'agent dthalogénation est un hypophalogénite, on opère généralement à une température inférieure à 0 C, par et du produit exemple à -20 C environ, pour éviter une décomposition appréciable du réactif/. D'une manière générale les quantités respectives d'agent d'halogé- nation et d'énoxysilane de formule générale (II) sont voisines de la stoechiométrie, mais on peut sans inconvénient utiliser un excès de l'un ou de l'autre de ces réactifs. Généralement il est suffisant d'utiliser la quantité stoechiométrique d'alcool de formule générale R60H; il est cependant préférable d'utiliser un excès de ce réactif qui sert alors de milieu réactionnel. Afin d'accélérer la vitesse de la réaction il est avantageux d'opérer en présence d'une quantité catalytique dtun acide minéral fort connu comme catalyseur d'acétalisation,tel que l'acide chlorhydrique ou l'acide sulfurique ; cet acide peut être introduit dans le mélange réactionnel dès le début de la réaction ou seulement après la réaction de agent d'halogénation sur lténoxysilane. Le procédé selon l'invention convient particulierement bien pour la préparation du diméthoxy-l,l méthyl-3 chloro-4 butène-2 par réaction du trimé thylsilyloxy-l méthyl-3 butadiène-1,3 sur l'hypochlorite de t-butyle en présence de méthanol. Cette réaction peut être représentée par le schéma suivant Les énoxysilanes de formule générale (II) dans laquelle R' est identique à R utiiisés comme matières premières peuvent être préparés par application de la méthode décrite dans le brevet belge 670 769 qui consiste à faire réagir l'aldéhyde énolisable correspondant au radical A sur un haFgéno- silane de formule générale Hal-Si (R)3 dans laquelle Hal représente un atome d'haLogène et R est défini comme précédermnent. Les énoxysilanes de formule générale (II) dans laquelle R' représente un radical peuvent être préparés selon la même méthode par action de l'aldéhyde correspondant au radical A sur ùn dihalogénosilane de formule générale Les exemples suivants,donnés à titre non limitatif, montrent comment l'invention peut eAtre mise en pratique. Exemple 1. A une solution de 9, 36 g (6.10 mole) de triméthylsilyloxy-1 méthyl-3 butadiène-1,3 dans 50 cm3 de méthanol refroidie à -200C, on ajoute en 90 minutes 26,5 cm3 d'une solution pentanique 2, 25 molaire d'hypochlorite de t-butyle. A la fin de 11 addition on ajoute une goutte d'acide chlorhydrique concentré, puis laisse remonter la température à 200C environ. On ajoute alors 80 cm3 d'eau et transvase le mélange en décanteur ; le ballon réactionnel est rincé par 25 cm3 de pentane que l'on ajoute au contenu du décanteur ; la phase aqueuse est séparée puis extraite 3 fois par 75 cm3 de pentene au total,que l'on réunit à la phase organique décantée. Les extraits organiques sont lavés 2 fois par 50 cm3 d'eau au total.Après sèchage sur sulfate de sodium et filtration,la solution est amenée à 250 cm3 par addition de pentane. Une portion aliquote de 25 cm3 est concentrée à sec sous pression réduite (20 mm dé mercure) à 200C environ. On obtient ainsi un résidu pesant 1,1403 g et dans lequel on dose par RMN 73,7 % en poids de diméthoxy-l, 1 méthyl-3 chloro-4 butène-2 cis ettrans,ce qui correspond à un rendement de 85,1 % par rapport au triméthylsilyloxy-l méthyl-3 butadiène-1,3 de départ. La solution pentanique d' hypochlorite de t-butyle peut être préparée de la manière suivante A 190 cm 3 d'une solution aqueuse d'hypochlorite de sodium contenant 0,148 mole de NaOCl, on ajoute à 20cet en 5 minutes un mélange de 10,95 g (0,148 mole) de t-butanol et de 9,80 g (0,163 mole) d'acide acétique. Après la fin de l'addition, le mélange réactionnel est maintenu à 20C sous agitation pendant 10 minutes. Après addition de 20 cm3 de pentane, la phase organique est décantée, lavée par 20 cm3 d'une solution aqueuse de bicarbonate de sodium puis par 20 cm3 d'eau, séchée sur chlorure de calcium puis amenée à 50 cm3 par addition de pentane. On obtient ainsi 50 cm3 d'une solution pentanique 2,25 mo zaïre d'hypochlorite de t-butyle. Exemple 2. A une solution de 8,52 g (6.10-2 mole ) de triméthylsilyloxy-1 buta diene-l,3 dans 50 cm3 de méthanol refroidie à -200C, on ajoute en 90 minutes 25,8 cm3 d'une solution pentanique 2,32 molaire d'hypochlorite de t-butyle. A la fin de l'addition, on ajoute une goute d'acide chlorhydrique concentré,puis laisse remonter la température à 200C en 40 minutes. On ajoute alors 20 cm3 d'une solution aqueuse saturée de bicarbonate de sodium et 80 cm d'eau. La puis phase aqueuse est décantée, / extraite 3 fois par 75 cm3 de pantane au total que l'on réunit à la phase organique. Les extraits organiques sont lavés par 25 cm3 d'eau puis 25 cm3 de solution aqueuse saturée de bicarbonate de sodium. Après concentration à sec sous pression réduite (20 mm de mercure) à 200C environ, on obtient un résidu pesant 10,09 g dans lequel on dose par RMN 70,7 5 de chloro-4 diméthoxy-i,l butène-2 trans, 25,4 7. d'hexaméthyldisiloxane et 4% de pentane.Le rendement en chloro-4 diméthoxy-i,l butène-2 dosé est de 79 %. Par distillation sous pression réduite on obtient le produit pur de PE0,3 = 25 C. Le triméthylsilyloxy-1 butadiène-1,3 de départ peut être préparé selon le procédé décrit dans le brevet belge 670 769. Le produit obtenu est un mélange constitué de 20 % d'isomère cis et de 80 % d'isomère trans. Exemple 3. -2 A une solution de 8,1 g (3.10 mole) de tétraméthyl di(butadien-i,3) yl-l disiloxane dans 50 cm3 de méthanol refroidie à -200C, on ajoute en 90 minutes 24 cm3 d'une solution pentanique 2,5 molaire d'hypochlorite de t-butyle A la fin de 1' addition on ajoute 1 goutte d'acide chlorhydrique concentré puis laisse la température remonter à 200C environ. Après les traitements décrits à l'exemple 1 et distillation sous pression réduite on obtient 6,42 g de diméthoxy-1,1 méthyl-3 chloro-4 butène-2 trans de PE0,5=28-30 C Le tétraméthyl di(butadien-1,3)yl-1 disiloxane de départ (PE2.5=87 C peut être préparé par application de la méthode décrite dans le brevet belge 670 769 par action de tétraméthyl dichloro disiloxane sur le crotonaldéhyde. Exemple 4. A une solution de 11,2 g(5.10 2 mole) de diméthyl-3,7 triméthylsilyloxy-i octatriène-1,3,6et de méthyl-7 méthylène-3 triméthylsilyloxy-l octadiène-1,6 dans 50 cm3 de méthanol refroidie à -200C, on ajoute en 90 minutes 19,7 cm3 d'une solution pentanioue 2ss54 molaire d'hypochlorite de t-butyle. A la fin de l'addition on ajoute une goutte d'acide chlorhydrique concentré puis laisse remonter la température à 2O0C environ. Après les traitements décrits à l'exemple 1, et distillation sous pression réduite, on obtient 9,15 d'un liquide incolore (PE0,4-0,5= 85-87,5 C) identifié par RMN et spectrographie de masse comme étant un mélange de chloro-4 diméthyl-3,7 diméthoxy-1,1 octadiène-2,6 et de chlorométhyl-3 méthyl-7 diméthoxy-t,l octadiène-2,6 séparables par distillation sous pression réduite. REVENDICATIONS 1 - Procédé de préparation d'halogénoacétals d'aldéhydes éthyléniques de formule générale dans laquelle X représente un atome d'halogène, R1, R2, R3, R4, R5 identiques ou différents, représentent un atome dthydrogène ou un radical alcoyle 1 à 6 atomes de carbone en chaîne droite ou ramifiée, ou alcényle contenant 3 à 6 atomes de carbone en channe droite ou ramifiée et dont la double liaison est en position autre que 1-2, n est égal à 0, 1, 2, 3 ou4,étant entendu que lorsque n est supérieur à 1, les différents symboles R4 peuvent être identiques ou différents et R6 représente un radical alcoyle contenant 1 à 6 atomes de carbone en channe droite ou ramifiée, caractérisé en ce que l'on fait réagir un agent d'halogénation choisi parmi les N-halogénosuccinimides et les hypohalogénites d'alcools tertiaires aliphatiques saturés sur un énoxysilane de formule générale dans laquelle A représente un radical de formule générale dans laquelle R1, R2, R3, R4, R5 et n sont définis comme précédemment R représente un radical alcoyle contenant 1 à 12 atomes de carbone en chaîne droite ou ramifiée, cycloalcoyle contenant 3 à 6 atomes de carbone, phényle, alcoylphényle dont la portion alcoyle contient 1 à 6 atomes de carbone ou phénylalcoyle dont la portion alcoyle contient 1 à 6 atomes de carbone et Rt est identique à R ou représente un radical de formule générale dans laquelle R et A sont définis comme précédemment, en présence d'un alcool primaire de formule générale R6OH dans laquelle R6 est défini comme précédemment. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on opère en pré sence d'une quantité catalytique d'un acide minéral fort. 3 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'agent d'halogénation est choisi parmi les hypobromites et hypochlorites d'alcools tertiaires aliphatiques saturés contenant jusqu'à 13 atomes de carbone. 4 - Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce quejltagent d'halo- génation est utilisé en solution dans un solvant organique inerte. 5 - Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'agent dshalogé- nation est l'hypochlorite de t-butyle0 6 - Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'énoxysilane de départ est le triméthylsilyloxy-l méthyl-3 butadiène-1,3.