Brevet FR2546881A1 — publié le 19841207

ta -présente invention a pour objet un procédé de préparation de produits de transposition du groupement acyle d'un ester, à l'aide d'un dérivé organo-chromique, et la transformation du dérivé organo-chromique obtenu en composé cétonique ou en composé furannique. L'invention a également pour objet les nouveaux dérivés organochromiques obtenus. L'invention a plus précisément pour objet un procédé de transposition du groupement acyle d'un ester caractérisé par le fait que l'on fait réagir un composé de formule partielle II dans laquelle X est un groupement partant nucléofuge et R1 et R représentent indépendamment un atome d'hydrogène ou un groupement hydrocarboné éventuellement substitué, avec des ions chromeux en milieu aprotique, pour former un composé correspondant de formule partielle III que l'on hydrolyse, si désiré, le composé de formule III en composé correspondant de formule partielle IV ou que l'on soumet, si désiré, le composé III à l'action d'un acide de Lewis pour obtenir un composé furannique correspondant de formule partielle L'invention a en particulier pour objet un procédé tel que défini ci-dessus dans lequel on utilise comme produit de départ un composé de formule II A dans laquelle R"et R"' représentent un atome d'hydrogène ou un groupement hydrocarboné ou bien R" et R"' représentent ensemble le reste d'un groupement cyclique éventuellement substitué, et X, R1 et R sont définis comme précédemment. R" et R"' peuvent notamment représenter ensemble, avec les deux atomes de carbone auxquels ils sont respectivement attachés, le reste d'un cycle aromatique hétéroaromatique tel que par exemple le reste d'un cycle benzénique, naphtalénique ou thiophànique, lesdits cycles étant éventuéllement substitués. On citera notamment comme produit de départ les composés de formule II' R@ dans laquelle R, X et R sont définis comme précédemment, et R, R , R4 et R5 représentent indépendamment un atome d'hydrogène ou un substituant choisi par exemple dans le grpupe constitué par des groupements halogène, cyano, trifluorométhyle, -R6, -OR6 et -O-CO-R6, R6 ayant la même définition que R (R6 étant notamment un alkyle ou un aryle), étant entendu que les valeurs de R6 et de R sont indépendantes. De préférence, les substituants R1 à R6 ne comportent pas de groupement (tel que -NO2) plus réductible que le groupement -CH-X. Le groupement nucléofuge est par exemple un atome d'halogène choisi parmi le chlore, le brome et l'iode, ou un groupement -O-SO2-R7 (R7 étant un groupement alkyle ou aryle), ou un groupement -O-S02-CF3. On a représenté à la figure l les produits ou obtenus aux divers stades du procédé de l'invention dans le cas particulier où l'on utilise comme produit de départ les produits de formule II'. On voit sur la figure 1 que le procédé de l'invention permet notamment d'accéder aux cétones de formule IV, et en particulier aux ortho-hydroxybenzylcétones de formule IV' dont le présent procédé constitue la premiere méthode générale de synthèse. On sait que les ortho-hydroxybenzylcétones sont notamment des intermédiaires dans la préparation des benzo (b) furannes qui ont de nombreuses applications pratiques ; une revue de ces applications a été publiée par - R. ROYER, Act. Chim, Thér., 3ème série, 3, 1975. Certaines caractéristiques du procédé de la présente demande sont décrites plus en détail ci-apràs. Les produits de départ de formule II, Il A ou II' peuvent être préparés selon les méthodes usuelles de la chimie organique. Par exemple, les esters d'orthocrésyle peuvent être soumis à une bromuration directe par l'action de la N-bromosuccinimide, en présence de peroxyde, ou peuvent être soumis à la photobromuration directe, voir par exemple - M. LE CORRE, A. HERCOUET et B. BEGASSE, Brevet français ANVAR 77.26686 - A. HERCOUET et M. LE CORRE, Tetrahedron, 37, 2867, 1981 et réf. citées - A. SINGH, L.J. ANDREWS et R. M. KEEFER, J. amer. chem. Soc., 84, 1179, 1962. Pour d'autres méthodes de préparation des composés II ou analogues, on peut citer - M. WAKSELbtAN et M. VILKAS, Comptes-rendus Acad. Sci., 259 (23), 4294, 1964. - D.L. FIELDS, J.B. MILLER et D.D. REYNOLDS, J. Org. Chem., 29, 2640, 1964. Comme source d'ions chromeux on peut utiliser les sels chromeux du commerce par exemple le chlorure chromeux anhydre commercial (commercialisé par MERK) le bromure chromeux anhydre préparé à partir de poudre de chrome et d'acide bromhydrique aqueux selon la methode décrite par - F. HEIN et D. TILLE, Zeitschrift für anorg. und allgem. Chem., 329,72, 1964. et - V.S. HERZOG et W. KALIES, ibid., 329,83, 1964 On peut aussi utiliser comme source d'ions chromeux le réactif obtenu par réduction du chlorure chromique anhydre par l'hydrure de lithium aluminium dans le THF ; Y.OKUDE, S.HIRANO, T.HIYAMA et H.NOZAKI, J. amer. chem. Soc., 99,3179, 1977. L'anion lié au cation chromeux utilisé dans le procédé de la présente demande n'intervenant pas dans les réactions, il est évident que tout anion inerte chimiquement vis à vis des réactifs peut être utilisé. Pour cette raison, dans les formules des composes organo-métalliques décrites dans la présente demande, on n'a pas fait figurer l'anion qui accompagne évidemment les molécules chargées positivement de façon à assurer la neutralité électrique du composé. I1 peut s'agir par exemple d'un anion halogénure. La première étape du procédé de l'invention comporte la réduction du composé de formule II par les ions chromeux avec formation d'un dérivé de formule II": Lorsque le produit de départ répond à la formule II A, le dérivé organo-chromique correspondant répond à la formule II"A Lorsque le produit de départ répond à la formule II', le dérivé organo-chromique correspondant répond à la formule II"B Les formules II", II"A et II"B sont des formules supposées qui ont été établies en raison du fait que par exemple le produit II"B fournit par hydrolyse le produit de réduction VII de la figure 1 et aussi par le fait que dans certaines conditions, il est possible d'obtenir le produit de duplication représenté par la formule VI sur la figure 1. La réaction de réduction des produits de départ par les ions chromeux est effectuée sous atmosphère inerte, par exemple sous atmosphère d'azote, généralement à température ambiante, bien que l'on puisse aussi chauffer. On peut opérer à une température allant de O à 2000 C. De préférence, on introduit lentement une solution du composé de départ de formule II dans une solution ou suspension d'ions chromeux de façon à limiter la formation d'un composé analogue au composé de duplication VI lorsque celui-ci a tendance à se former. Le solvant est un solvant aprotique tel que par exemple un éther, une amine tertiaire, un amide N-substitué ou le diméthylsulfoxyde. Le solvant est par exemple le tétrahydrcfuranne, un dialkyléther tel que l'éther diméthylique ou diéthylique, le monoglyme, le diglyme, la pyridine, la N-méthyl-morpholine, le diméthylformamide ou l'hexaméthylphosphotriamide, ou encore des mélanges de ces solvants. En suivant la réaction par chromatographie sur couche mince, on observe que la réduction du produit de départ (tel que II' de la figure 1) en organochromique non transposé (tel que II"B de la figure 1) est généralement très rapide. La réaction évolue ensuite plus lentement, toujours dans les mêmes conditions de température, vers la formation d'une proportion croissante de composé III. Cette évolution peut être facilement caractérisée par chromatographie sur plaque du fait qu'en présence d'eau, le composé organochromique non transposé tel que II"B donne un dérivé tel que VII (voir figure 1) tandis que le composé III donne un composé IV. Il est possible d'augmenter le rendement de la réaction en opérant en présence d'un acide de Lewis tel que par exemple le chlorure d'aluminium. On laisse donc évoluer la réaction jusqu a ce qu'une quantité estimée suffisante de produit III soit obtenue. On peut alors, si désiré, hydrolyser le produit III en produit IV. Cette hydrolyse peut être réalisée soit en versant le mélange réactionnel dans l'eau ou dans une solution aqueuse légèrement acide, par exemple une solution aqueuse de chlorure d'ammonium, apres quoi on extrait le produit IV à l'aide d'un solvant approprié, soit en évaporant le mélange réactionnel à sec et en le reprenant par l'eau, de préférence légèrement acidulée (par exemple par NH4Cl). S'il s'est formé un peu de produit de réduction tel que VII ou de duplication tel que VI, il est possible, selon les cas - soit, dans le cas où le produit IV est un phénol, d'extraire le mélange réactionnel à plusieurs reprises avec une solution aqueuse diluée alcaline, par exemple une solution aqueuse diluée de soude car dans ce cas le composé IV donne le sel de sodium correspondant et passe dans la phase aqueuse d'où il peut ensuite -être précipité par acidification - soit de séparer le composé IV des composés analogues à VI ou VII par chromatographie, par exemple sur colonne de silice. La structure du composé III a été établie par le fait que ce composé III peut être transformé en composé IV ou V. La structure des composés IV a été établie soit par comparaison avec les indications de la littérature lorsqu'il s'agissait de produits connus, soit par les spectres infrarouge et RES et par la cyclisation en composé furannique par déshydratation. En RMN H, en solution dans CCl4 ou CDC13, seule la forme ouverte hydroxycétone est décelable ; il est possible, comme cela a été montré dans quelques cas particuliers, -que la forme fermee (forme dihydro-2,3 furanol-2), soit présente en plus grande quantité dans d'autres solvants ou à l'état non dissous. L'addition d'un acide de Lewis tel que par exemple le trifluorure de bore, le chlorure d'aluminium, etc... au composé III permet sa transformation directe en composé V. Toutefois, lorsque l'on veut obtenir le composé V, il est plus rapide d'ajouter des le départ l'acide de Lewis qui semble favoriser la réduction du composé de départ par les ions chromeux. Généralement la transformation du composé III en composé V est favorisée et accélérée par chauffage à température généralement inférieure à 200"C. En pratique, on opere à la température de reflux du solvant. Comme précédemment la réaction peut être facilement suivie en chromatographie sur couche mince. Par contre, si on souhaite diriger la réaction vers la formation de la cétone IV, il est préférable de ne pas mettre d'acide de Lewis dans le milieu réactionnel, et si un tel acide est présent, il convient alors de ne pas chauffer fortement de fanon à éviter la transformation directe de III en V. On peut par ailleurs obtenir les composés V par déshydratation du composé IV. La réaction est généralement effectuez par chauffage en présence d'un acide. On peut opérer par exemple dans une solution d'acide chlorhydrique dans un solvant comme l'acide acétique ou l'Ether ou dans une solution éthéree de chlorure d'aluminium ou de BF3. La transformation de IV en V se fait même parfois de façon spontanée à température ambiante, par exemple dans l'éther. La réaction est toutefois accélérée par chauffage à température inférieure à 2000 C. L'invention a également pour objet les composés correspondant aux formules III, III A et III' donnés ci-dessus. L'invention a également pour objet, à titre de composes intermédiaires, les composés de formules générales II", II" A et II" B données ci-dessus. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter : Exemples 1 à 5 Le traitement sous azote pendant 1 h à 200C d'une solution de II'a* dans le TUF par une solution de CrCl2 dans THF + HMPT (pour 1 mole de II'a, 2,5 moles de CrCl2 et 7,5 moles de HMPT) conduit à la formation du produit correspondant IVaX (rdt 50%). En suivant la réaction en CCM, on observe qu'il y a d'abord une réduction très rapide de II'a en II"Ba* (formation de VIIa* par protonolyse avec H20 lors du dépôt sur la couche mince), puis avec le temps, évolution de II"Ba* avec formation d'une proportion croissante de IV'a*. Le signe * signifie que pour tous ces produits : R = R = R = R4 = R5 = H et R = CH3. R = C2H5) conduit au produit correspondant IV'b. Avec le produit de départ II'e (R1 = R3 = R4 = R5 = H, R = C6H5 et R2 = -0-CO-C6H5) on obtient très facilement de façon analogue le produit IV'e correspondant (rendement 70 %). Traité de façon analogue, le composé II'c (R = R2 = R3 = R4 = R5 = H et R = C6H5) conduit surtout au produit de duplication VIc correspondant. Toutefois, en additionnant très lentement une solution de II'c dans le THF dans une solution d'ions chromeux, on obtient le produit IV'c correspondant avec un rendement de 40 %, apres séparation de VIc par extraction à la soude. En utilisant comme produit de départ le produit II'd (R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = H et R = p-méthoxyphényle) , en opérant en présence d'un équivalent de AlCl3 (ou de AlClH2 obtenu par réduction de AlCl3) par LiAlH4), on obtient le prodùit correspondant IV'd avec un rendement de 30 à 35 %. Les produits IV'a, b, c, d, e ont été facilement cyclisés en composés V' correspondants par chauffage à reflux de leur solution dans l'acide acétique en présence de quelques gouttes d'acide chlorhydrique concentré. Les caractéristiques des produits obtenus sont résumées dans les tableaux I à IV ci-apres. TABLEAU EX. Dérivé R R Rdt %. F C Massth. IR cm-1 C=O 1 IV'a Me H 50* 62,5-64 150,0684 3590 et3280-3330 150,0680 1695 2 IV'b Et H 62 48-50 164,0843 3590 et3320-3400 164,0837 1710 3 IV'c Ph H 40 133-4 212,0843 3610 et 3350 212,0837 1667 4 IV'd p-MeO-Ph H 32,5** 137-8 3510 et3340-3380 1555 5 IV'e Ph Ph-CO-O 70 132-4 332,1045 3580 et3300-3400 332,1048 1730 et 1640-90 * 65% avec le réactif de HIYAMA. **avec AlCl3. Ph = phényle ; Me = méthyle; Et = éthyle TABLEAU Il RMN 1H des dérivés IV' # en 10-6 / TMS; solvant, A=Ccl4, B=CDCl3 Solv. Dérivé CH2-CO OH@ Ar-H Autres B IV'a 3,71 (s, 2H) 7,20 (s, 1H) 6,80-7,26 (m, 4H) CH3 2,23 (s,3H) A IV'b 3,58 (s, 2H) 7,51 (s, 1H) 6,58-7,15 (m, 4H) CH2 2,34 (q,2H) B IV'c 4,26 (s, 2H) 7,63 (s, 1H) 7,0-7,6-8,1 (3m, 9H) B IV'd 4,22 (s, 2H) 8,20 (s, 1H) 7,08 et 8,11 (2m, 8H) CH2 3,37 (s,3H) B IV'e 4,26 (s, 2H) 7,88 (s, 1H) 6,85-7,41-8,13 (3m, 13H TABLEAU III DERIVES V' RMN 1H, # en 10-6/TMS Dérivé Rdt% F C =C-H Ar-H Autres So V'a 74,5 liq. 6,27(s*,1H) 7,21(m,4H) CH3 2,43(s*,3H) C@ V'b 85 liq. 6,27(s,1H) 7,21(m,4H) CH2 2,72(q,2H) CH3 1,31(t,3H) C@ V'c 65 120-1 7,01(s,1H) 7,4-7,8(m,9H) CDC V'd 90 152 6,90(s,1H) 7,4(m,8H) CH3 3,86(s,3H) CDC V'e 83 130,5-1,5 6,93(s,1H) 7,45 et 3,3 CDC (2m,13H) *Constante de couplage 4@ très faible. TABLEAU IV RMNIH, # en 10-6/TMS, CDCl Produit Rdt% F C IR,C=O CH2 Ar-H AUtres VIc 72 119-21 1740 2,90(s,4H) 7,15-7,6-8,2 (3m,28H) VId 34 148-9 1735 2,87(s,4H) 7,10-8,1 CH3 3,89 (2m,16H) (s,6H) Exemple 6 A 7 mmoles d'ions Cr2+ sous forme de CrCl2 anhydre dans 15 ml de THF, porté à reflux (bain 90 C) et sous azote, on ajoute sous agitation en 5 heures une solution de 0,650 g de II'c (R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = H et R = C6H5), (2.3 mmole) dans 10 ml de THF.Après filtration sur laine de verre et lavage à l'éther, le filtrat est concentré sous vide, repris à l'éther et une sulution aqueuse saturée de NH4Cl. Après lavages à l'eau, on extrait à la soude diluée l'hydroxycétone correspondante qu'on reprécipite par HCl dilué à 00. Rdt 0,390 g (80 %) en IV' (R1 = R2 = R3 = R = R5 = H et R = C6H5). Exemple 7 A 7 mmoles d'ions Cr2+, sous forme de CrCl2 anhydre, dans 15 ml de THF à reflux (bain à 90 C), sous azote, on ajoute 1 ml d'éthérate de trifluorure de bore (8 mmole) puis sous bonne agitation en 4 heures 0,720 g de II'd (R1 = R2 = R3 = R = R5 = H, R = p-méthoxyphényle) (2,30 mmole) en solution dans 10 ml de THF. Après filtration sur laine de verre, lavage de l'insoluble à l'éther, et évaporation des solvants, on reprend au CH2Cl2 et avec une solution aqueuse de NH4Cl. Après lavage et séchage (Na2S04), par évaporation, on recueille un produit brut dans lequel le composé formé V'd n'est souillé que de traces du dimère correspondant. Par recristallisation dans l'alcool, on obtient 0,350 g (70 %) de composé correspondant V'd. Exemples 8 à 13 De façon analogue à celle- décrite respectivement aux exemples 6 et 7, on a préparé les produits IV' et V' suivants : (avec R1 = R2 = R3 = R -= R5 = H) EXEMPLE R 8 n-pentyle 9 p-chlorophényle 10 p-cyanophényle 11 &alpha;-thiényle 12 isopropyle 13 t-butyle Exemple 14 De façon analogue on a préparé le produit V' avec R = R = CH3 et R2 = R3 = R4 = R5 = H. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de produits de transposition du groupement acyle d'un ester, caractérisé par le fait que l'on fait réagir un composé de formule partielle II dans laquelle X est un groupement partant nucléofuge et R1 et R représentent indépendamment un atome d'hydrogène ou un groupement hydrocarboné éventuellement substitué, avec des ions chromeux en milieu aprotique, pour former un composé correspondant de formule partielle III que l'on hydrolyse, si désiré, le composé de formule III en composé correspondant de formule partielle IV ou que l'on soumet, si désiré, le composé III à l'action d'un acide de Lewis pour obtenir un composé furannique correspondant de formule partielle 2.Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise comme produit de départ un composé de formule II A dans laquelle R" et R"' représentent un atome d'hydrogène ou un groupement hydrocarboné ou bien R" et R"' représentent ensemble le reste d'un groupement cyclique éventuellement substitué, et X, R1 et R sont définis comme précédemment. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que R" et R"' représentent ensemble, avec les deus atomes de carbone auxquels ils sont respectivement attachés, le reste d'un cycle aromatique ou hetéroaromatique tel qu'un cycle benzénique, naphtalénique ou thiophénique éventuellement substitué. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on utilise comme produit de départ un composé de formule II' dans laquelle R, X et R sont définis comme précédemment, et R, R , R4 et R5 représentent indépendamment un atome d'hydrogène ou un substituant choisi dans le groupe constitué par des groupements halogène, cyano, trifluorométhyle -R6, -OR6 et -O-CO-R6, R6 ayant, indépendamment des valeurs de R, la même définition que R. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit groupement nucléofuge est un atome d'ahlogène choisi parmi le chlore, le brome et l'iode, ou un groupement -O-SO2-R7 (R7 étant un groupement alkyle on aryle), ou un groupement -O-SO2-CF3. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit milieu aprotique est un éther, une amine tertiaire, un amide N-substitué ou le diméthylsulfoxyde. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que ledit milieu aprotique est choisi parmi le tétrahydrofuranne, un dialkyléther tel que l'éther diméthylique ou diéthylique, le monoglyme, le diglyme, la pyridine, la N-méthyl-morpholine, le diméthylformamide, et l'hexaméthylphosphotriamide. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par Je fait que l'on fait réagir le produit de formule II avec les ions chromeux en présence d'un acide de Lewis pour obtenir directement la transformation du composé intermédiaire III en composé de formule V. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, earactérisé par le fait que l'on soumet en outre le composé de formule IV à une déshydratation pour obtenir le composé furannique correspondant de formule V. 10. Les composés de formules III, III A ou III' dans lequelles R, R", R"', R1, R2, R3, R4, et R5 sont définis comme précédemment. 11. A titre de produits intermédiaires, les composés de formule générale ou : R, R, R, R , R4 et R5 étant définits comme précédemment.