Brevet FR2539428A1 — publié le 19840720

La présente invention concerne un procédé de récupération du chrome hexacarbonyle h partir des produits de réaction d'arenes chrome tricarbonyle substitués ou non substitués avec un nucléophile. Il est connu, en particulier d'apres M F. SEMMELHACK, Ann. N.Y. Acad. Sci., 225, 36-51 (1977), que les arènes chrome tricarbonyle sont des intermédiaires particulièrement utiles en syntiièse organique. En effet, les arènes chrome tricarbonyle peuvent réagir avec les réactifs nucléophiles pour donner des produits substitués, la substitution pouvant résulter d'une addition suivie d'une élimination selon le schéma suivant Généralement, les arènes chrome tricarbonyle sont obtenus selon les méthodes connues par action du chrome hexacarbonyle Cr(CO)6 sur un composé aromatique dans un solvant organique ou un mélange de solvants organiques à la température de reflux du mélange réactionnel. Il est possible d'obtenir des arènes chrome tricarbonyle à partir de composés aromatiques substitués (M.F. SEMMELACK, précité) ou condensés tels que les dérivés de l'indole LA.F SEMMELHACK et coll., J. Organometallic Chemistry, 240, C5-c10(1982)2 ou de l'indane gJ.C. BOUTONNET et coll., J. Organometallic Chemistry, 221, 147-156 (1981)3. Bes arènes chrome tricarbonyle sont d'autant plus intéressants qu'ils permettent de réaliser des substitutions nucléophiles sélectives, l'addition d'un nucléophile sur un arène chrome carbonyle correspondant à une addition du nucléophile sur un carbone éclipsé par une liaison Cr-CO du conformère le plus stable. D'une maniére générale, des substituants électrodonneurs, tels que les atomes d'halogène ou les radicaux méthyles, méthoxy, diméthylamino ou diéthylamino, orientent la substitution en méta tandis que les substituants électroattracteurs orientent la substitution en ortho et/ou en para. Les arènes chrome carbonyle convenablement substitués peuvent etre avantageusement utilisés pour la synthèse de produits thérapeutiquement actifs et, plus particulièrement des antiinflammatoires possédant un motif tels que le kétoprofène, l'ibuprofène, le fenbufène, par exemple par l'introduction d'un groupement nucléophile arène convenablement substitués. sur un Selon les méthodes connues, l'élimination du ligand de l'arène chrome carbonyle substitué par le substituant nucléophile s'effectue par oxydation douce au moyen d'une solution aqueuse de cérium tiv)ou d'iode à une température voisine de 250C. Ces méthodes présentent l'inconvénient de ne pas permettre le recyclage du chrome hexacarbonyle ce qui nuit à l'intérêt de la mise en oeuvre industrielle du procédé. I1 å maintenant été trouvé, et c'est ce qui fait ltobjet de la présente invention que l'élimination du ligand peut etre réalisée avec régénération du chrome hexacarbonyle dans des conditions douces par action du monoxyde de carbone en milieu acide. Généralement, l'arène chrome tricarbonyle est traité dans un solvant organique, tel que le tétrahydrofuranne, par du monoxyde de carbone en présence d'un acide fort, tel que l'acide trifluoroacétique à une température comprise entre OOC et -1000C. Le déroulement de la réaction est suivi par l'absorption du monoxyde de carbone. Pour accélérer la réaction, il peut être avantageux d'opérer dans une atmosphère de monoxyde de carbone sous une pression qui peut atteindre 100 bars. Dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, la récupération dol chrome hexacarbonyle steffectue avec un rendement au moins égal à 7D-2 lors du traitement par le monoxyde de carbone, l'ardue chrome tricarbonyle substitué ou non substitué est transformé en diene substitué qui peut être réaromatisé par traitement au moyen de dichlorodicyanoquinone (DDQ3 dans un solvant organique tel que le benzène à la température de reflux du mélange réactionnel. Lorsque le nucléophile porte une fonction nitrile, il peut y avoir complexation de la fonction nitrile par le chrome en donnant alors lutermédiairement un complexe pentacarbonylé du chrome Le traitement d'un tel complexe sous pression de monoxyde de carbone libère le chrome hexacarbonyle de la partie organique de la molécule. Les exemples suivants, donnés à titre non limitatif, montrent comment l'invention peut être mise en pratique. EXEMPLE 1 A une solution de 1,03 cm3 de diisopropylamine (7,243 m.moles) dans 7 cm3 de tétrahydrofuranne anhydre, on ajoute, à -50C, 5,1 cm3 d'une solution de n.butyllithium 1,SM (7,243 m.moles) dans l'hexane. Après 20 minutes d'agitation, le mélange réactionnel est reroidi à -780C puis on ajoute 7 cm3 d'hexaméthylphosphotriamide et 1,086 cm3 de propionate de t.butyle (7,243 m.moles). On agite pendant 30 minutes à -70tC puis on ajoute 2,158 g de m.diisopropylbenzènechrometricarbonyle (7,243 m.moles) en solution dans 4 cm3 de tétrahydrofuranne anhydre. Le mélange réactionnel est agité pendant 3 heures puis placé sous atmosphère de monoxyde de carbone puis il est versé, sous atmosphère de monoxyde de carbone, dans une solution à -780C de 2 cm3 d'acide trifluoroacétique (36,2 m.moles) dans 3 cm3 de tétrahydrofuranne anhydre. le mélange réactionnel est agité pendant 25 heures dans une atmosphère de monoxyde de carbone puis est transvasé dans un autoclave pendant 96-heures sous une pression de 80 bars de monoxyde de carbone.Te mélange réactionnel est dilué par 200 cm3 d'éther, puis extrait par 6 fois 25 cm3 d'acide chlorhydrique 1N, par 25 cm3 d'une solution saturée de bicarbonate de sodium, puis par 25 cm3 d'eau et enfin séché sur sulfate de sodium. Après évaporation du solvant à froid sous pression réduite, le produit brut est chromatographié sur une colonne de silice (hauteur : 0,5 m ; diamètre : 30 cm). Après solution par 500 cm3 de pentane et évaporation du solvant, on obtient 1,250 g de chrome hexacarbonyle avec un rendement de 78,4 Z. Après élution par 700 cm3 d'un mélange pentane-éther (90-10 en volumes), on obtent, après évaporation de l'éluant, 1,750 g de diène-ester avec un rendement de 83,3 %. On dissout 1 g de diène-ester (3,42 m.moles) dans 100 cm3 de benzène puis on ajoute 2 g de dichlorodicyanoquinone (8,8 m.moles). Le mélange réactionnel est chauffé au reflux pendant 1 heure. Après refroidissement, le mélange réactionnel est lavé par 2 fois 30 cm3 d'une solution aqueuse de soude å 15 %, 30 cm3 d'eau et 30 cm3 d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 10 %. La phase organique est séchée sur sulfate de sodium. Après filtration et concentration à sec, on obtient un résidu qui est chromatographié sur une colonne de silice (hauteur : 0,5 m ; diamètre : 30 cm). Après élution par 700 cm3 d'un mélange éther de pétrole (P.E. inférieur à 700 c) - éther (98-2 en volumes) on obtient 665 mg de(diisopropyl-3,5 phényl-l)-2 propionate de t.butyle, avec un rendement de 70 E, dont la structure est confirmée par le spectre de résonance magnétique nucléaire. Le m.diisopropylbenzènechrometricarbonyle peut être préparé de la manière suivante On chauffe au reflux pendant 69 heures, sous atmosphère d'azote, une solution de 7,8 g de m.diisopopylbenzène (0,08 mole) et de 8,8 g de chrome hexacarbonyle (0,040 mole) dans un mélange de 1501 cm3 de di-n.butyléther et de 15 cm3 de tétrahydrofuranne. Après refroidissement, la solution est filtrée en présence d'un agent de filtration (célite). Le filtrat est concentré sous pression réduite (15 mm de mercure ; 1,397 kPa). On obtient ainsi une huile jaune orange. Après addition de 2 cm3 d'acétone et de 50 cm3 de pentane, des cristaux apparaissent. Après 6 heures à une température de OOC, les cristaux sont séparés par filtration et séchés. On obtient ainsi 9,71 g de m. diis opropylbenzènechrome tri carbonyle, fondant à 790C, avec un rendement de 80 %. EXEMPLE 2 A une solution de 2,85 cm3 de diisopropylamine (20 m.moles) dans 20 cm3 de tétrahydrofuranne maintenue à -5 C, on ajoute sous azote 13,75 cm3 d'une solution de n.butyllithium l,6M (22 m.moles) dans l'hexane. Après 30 minutes d'agitation, le mélange réactionnel est refroidi à -780C. On ajoute alors successivement 1,4 cm3 de propionitrile (20 m.moles) et 4,28 g de benzènechrometricarbonyle (20 m.moles) en solution dans 35 cm3 de tétrahydrofuranne. Le mélange réactionnel, sous atmosphère de monoxyde de carbone, est versé dans une solution de 5,9 cm3 d'acide trifluoroacétique (80 m.moles) dans 10 cm3 de tétrahydrofuranne. Le mélange réactionnel est agité pendant 72 heures puis est dégazé à l'azote et est traité par du bicarbonate de sodium et extrait par 3 fois 50 cm3 d'éther.La phase organique est lavée 2 fois avec 25 cm3 d'eau puis séchée sur sulfate de sodium. Après évaporation sous pression réduite (15 mm de mercure 1 1,397 kPa) à OOC. le produit brut obtenu(6,55 g)qui est est essentiellement le cyclohexadiènyl-2-propionitrile-chrome pentacarbonyle dissous dans 70 cm3 de tétrahydrofuranne puis est placé dans un autoclave sous une pression de monoxyde de carbone de 80 bars. Après 120 heures la solution contient les cristaux de chrome hexacarbonyle. Le solvant est évaporé à froid sous pression réduite (15 mm de mercure ; 1,397 kPa) et le produit brut obtenu (6,814 g) est chromatographié sur une colonne de silice (hauteur: 0,5 m diamètre: 30 cm). Après élution par 800 cm3 de pentane et évaporation du solvant, on obtient 3,300 g de chrome hexacarbonyle avec un rendement de 75 %. Après élution par 900 cm3 d'un mélange de pétrole (P.E. inférieur à 70 C) 700 c) - éther (90-10 en volumes), on obtient, après évaporation de l'éluant les cyclohexadiènes-nitriles avec un rendement de 85 %. Après élution par 400 cm3 d'un mélange éther de pétrole (P.E; inférieur à 700C) - éther (80-20 en volumes), on obtient après évaporation de l'éluant 0,391 g de benzène-chrometricarbonyle avec un rendement de 9,1 Z. La réaromatisation des diènes-nitriles s'effectue da la même manière que celle décrite dans l'exemple 1 avec un rendement de 85 %. EXEtEJE 3 A une solution de 1,03 cm3 de diisopropylamine (7,243 m.moles) dans 7 cm3 de tétrahydrofuranne sec, on ajoute, à -50C, 5,1 cm3 d'une solution de n.butyllithium 1,5M (7,243 m.moles) dans 1'hexane. Après 20 minutes d'agitation, le mélange réactionnel est refroidi à -780C, puis on ajoute 7 cm3 d'hexaméthylphosphotriamide et 1,086 cm3 de propionate de t.butyle (7,243 m.moles). On agite pendant 30 minutes à -70 C puis on ajoute 1,555 g de benzène-chrome-tricarbonyle (7,243 m.moles) en solution dans 4 cm3 de tétrahydrofuranne sec. Le mélange réactionnel est agité pendant 3 heures à -78 C sous atmosphère de monoxyde de carbone puis pendant 64 heures à une température voisine de 20"C. Après traitement du milieu réactionnel dans les conditions habituelles, le produit brut est chromatographié sur une colonne de silice (hauteur : 0,5 m ; diamètre : 30 cm). Après élution par 400 cm3 de pentane et évaporation du solvant, on obtient 0,956 g de chrome hexacarbonyle avec un rendement de 60 %. Après élution par 600 cm3 d'un mélange pentane-éther (90-10 en volumes) on obtient, après évaporation de l'éluant, 1,295 g de diène-ester avec un rendement de 86 %. Traité dans les conditions de l'exemple 1 le diène-ester est aromatisé avec un rendement de 85 %. BEVENDICATIONS 1 - Procédé de récupération du chrome hexacarbonyle à partir du produit de réaction d'un arène chrome tricarbonyle substitue ou non avec un nucléophile caractérisé en ce que l'on traite ledit produit par du monoxyde de carbone an milieu; acide. 2 - Procéde selon la revendication l caractérisé en ce que l'on opère à une température comprise entre O et -100C. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'on opère an présence d'acide trifluoroacétique. 4 - Procédé selon l'une des revendications l, 2 ou 3 caractérisé en ce que l'on opère en présence de monoxyde de carbone sous pression. 5 - Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que la pression peut atteindre 100 bars.