Brevet FR2578837A1 — publié le 19860919

La présente invention concerne un procédé de dimérisation d'un diène conjugué choisi parmi le pipérylène et l'isoprène. Un but de la présente invention consiste à dimériser ces diènes conjugués avec une vitesse et une sélectivité nettement supérieure à celles connues jusqu'alors. Pour atteindre les buts précités, le demandeur a mis au point un procédé de dimérisation d'un diène conjugué choisi parmi le pipérylêne et l'isoprène en présence d'un catalyseur renfermant du nickel zérovalent et un composé de phosphore, caractérisé en ce que ledit catalyseur est obtenu par mise en présence de (A) au moins un complexe de nickel de formule NiZq dans laquelle q est le degré de coordination du nickel et Z est au moins un ligand capable de complexer le nickel et (B) au moins un ligand phosphoré de formule générale dans laquelle :: - R1 est choisi parmi l'atome d'hydrogène et les radicaux hydrocarbonés, - R2 et R3, identiques ou différents, sont choisis parmi l'atome d'hydrogè ne et les radicaux hydrocarbonés éventuellement porteurs d'au moins une fonction choisie parmi les fonctions alcool, thiol, thioether, amine, imi ne, acide, ester, amide et ether, et - m est supérieur ou égal à 1. Ainsi la caractéristique du procédé selon l'invention réside dans la présence d'une quantité catalytique d'au moins un ligand L, chélate essentiellement monodenté de la famille des aminophosphinites. Ces ligands et leur mode de préparation ont été décrits dans le brevet français n" 2.550.201. Parmi les ligands Z couramment utilisables on peut citer le monoxyde de carbone, les halogènes, les oléfines, les diènes, le carbonate, les carboxylates et l'acétylacétone. Le degré de coordination q peut être couramment compris entre 2 et 4 inclusivement selon le ligand utilisé. Lorsque le ligand Z est ionique (cas des halogènes, carboxylates, de l'acétylacétone et du carbonate), la réaction de dimérisation selon l'invention peut être avantageusement effectuée en présence de (C) au moins un activateur organométallique. L'activateur (C) peut être choisi parmi les dérivés aluminiques de formule A1RnX3,n, dans laquelle 1 n 4 3, X est un atome d'halogène et R est un radical alkyle ayant de 1 à 12 atomes de carbone, les dérivés métalliques de formule MRp dans laquelle M est choisi parmi lithium, magnésium et zinc, R est un radical alkyle ou aryle ayant de 1 à 12 atomes de carbone et p est la valence du métal M, le borohydrure de sodium NaBH4 et l'hydrure de lithium et aluminium. Les constituants (A) et (C) sont généralement dans un rapport molaire (C)/(A) compris entre 0,01 et 10. Le procédé de dimérisation selon l'invention peut être avantageusement mis en oeuvre à une température comprise entre 0 et 1200C, sous une pression comprise entre 1 et 15 bars pendant une durée comprise entre 30 et 400 minutes et le cas échéant en présence d'un solvant tel que, par exemple, le toluène. La proportion molaire de chaque composant (A) et (B) du catalyseur utilisé selon l'invention est avantageusement comprise entre 0,01 et 3 % par rapport au diène conjugué. Pour une meilleure compréhension de l'invention, il convient de noter que par mise en présence des composants (A) et (B) du catalyseur il se forme un complexe de nickel de formule NiZqrLr dans laquelle Z, L et q ont les mêmes significations que précedemment et r est égal à 1 ou 2. Un tel complexe est identifiable à l'aide de son spectre de résonance magnétique nucléaire du phosphore 31. Les exemples ci-après sont donnés à titre illustratif et non limitatif de Ta présente invention. Exemple 1- synthèse d'un ligand On fait réagir dans le benzène sec sous atmosphère d'azote 1 mole de diméthylaminodiphénylphosphine avec 1 mole d'éphédrine (rendue anhydre par distillation azéotropique de l'eau par le benzène). Après dégagement de la diméthylamine, on évapore le benzène sous vide et l'on récupère 0,8 mole de phényl-1-(oxydiphénylphosphino)-1-(N-méthylamino)-2-méthyl-2-éthane de pureté chimique évaluée à 90 %. Exemple 2 Dans un tube en verre on introduit sous azote 2,5 millimole du ligand préparé à l'exemple 1 et 2,5 millimole de bis (cyclooctadiène-1,5) nickel. On ajoute une solution contenant 125 millimoles de pentadiène-1,3 (mélange à 28 % de l'isomère cis et 72.% de l'isomère trans) dans 10 cm3 de toluène. On ferme le tube réactionnel et on le place dans un bain thermostaté à 400C, l'agitation étant assurée magnétiquement. Après une durée de réaction de 45 minutes, le contenu du tube est filtré sur silice. On récupère une solution limpide et incolore. Le taux de conversion est égal à 75 %. L'analyse des produits formés révèle des sélectivités de 70% en diméthyl-4,5-octatriène (isomère 1,3 trans,6 trans) et de 21 % en diméthyl -4,5- octatriène (isomère 1,3 cis, 6 trans). Les autres isomères formés, soit 9%, n'ont pu être identifiés en raison de la proportion trop faible de chacun d'eux. Exemple 3 Dans un tube en verre on introduit sous azote 2,9 millimoles d'acétylacétonate de nickel anhydre et 5 cm3 de toluène. Dans cette solution on introduit une solution contenant 5,8 mil.limoles de triéthylaluminium dans 5 cm3 de toluène. On introduit ensuite 2,9 millimoles du ligand préparé à l'exemple 1 et 250 millimoles de pentadiène-1,3 (mélange à 28 % de l'isomère cis et 72 % de l'isomère trans). On ferme le tube réactionnel et on le place dans un bain thermostaté agité à 40"C. Après une durée due réaction de 240 minutes, le contenu du tube est traité comme dans l'exemple 2. Le taux de conversion est égal à 85 %.L'analyse des produits formés révèle des sélectivités de 51 % en dimEthyl-4,5-octatrièneisomère 1,3 trans, 6 trans) et de 35 % en diméthyl-4,5-octatriène (isomère 1,3 cis, 6 trans). Les autres isomères formés, soit 14 %, n'ont pu être identifiés en raison de la proportion trop faible de chacun d'eux. Exemple 4 Dans un autoclave en acier inoxydable on introduit sous flux d'azote une solution contenant 2,5 millimoles du ligand de l'exemple 1 et 2,5 millimoles de bis(cyclooctadiène-1s5) nickel dans 10 cm3 de toluène. On ajoute ensuite 125 millimoles d'isoprène. Le réacteur est fermé et placé sur un agitateur magnétique, l'agitation étant assurée par un barreau aimanté. Une double enveloppe placée au tour de l'autoclave permet de stabiliser la température réactionnelle à l'aide d'un bain thermostaté fixé à 60 C. Après une durée de réaction de 360 minutes, le contenu du réacteur est filtré sur silice. On récupère une solution limpide et incolore. Le taux de conversion est égal à 94 %. L'analyse des produits formés révèle les sélectivités suivantes limonène : 5,5 % diméthyl-2,4-vinyl-4 cyclohexène et diméthyl-1,4-vinyl-4 cyclohexène : 12,5 % dimêthyl-1,4-cyclooctadiène-1,5 et diméthyl-1,5-cyclooctadiene-1,5 : 20,5 % diméthyl-2,7-octatriene-1,3,6 : 3,5 % diméthyl-2,7-octatrîène-2,4,6 : 58 X REVENDICATIONS 1. Procédé de dimérisation d'un diène conjugue choisi parmi l'isoprène et le pipérylène en présence d'un catalyseur renfermant du nickel zérovalent et un composé de phosphore, caractérisé en ce que ledit catalyseur est obtenu par mise en présence de (A) au moins un complexe de nickel de formule NiZq dans laquelle q est le degré de coordination du nickel et Z est au moins un ligand capable de complexer le nickel et (B) au moins un ligand phosphoré de formule générale dans laquelle - R1 est choisi parmi l'atome d'hydrogène et les radicaux hydrocarbonés, - R2 et R3 sont-choisis parmi l'atome d'hydrogène et les radicaux hydro carbonés éventuellement porteurs d'au moins une fonction choisie parmi les fonctions alcool, thiol, thioether, amine, imine, acide, ester, amide et ether, et - m est supérieur ou égal à 1. 2. Procédé selon revendication 1 caractérisé en ce que Z est choisi parmi le monoxyde de carbone, les halogènes, les diènes, le carbonate, les carboxylates et l'acétylacétone. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que q est compris entre 2 et 4 inclusivement. 4. Procédé selon llune des revendications 1 a 3, le ligand Z étant ionique, caractérisé en ce que la dimérisation est effectuée en présence de (C) au moins un activateur organométallique. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le rapport molaire (C)/(A3 est compris entre 0,01 et 10. 6. Procédé selon l'une des revendications 1à 5, caractérisé en ce que la dimérisation est effectuée a une température comprise entre 0' et 120'C. 7. Procédé selon l'une des revendications i a 6, caractérisé en ce que la dimérisation est effectuée sous une pression comprise entre 1 et 15 bars. 8. Procédé selon l'une des revendications la 7, caractérisé en ce que la dimérisation est effectuée pendant une durée comprise entre 30 et 400 minutes. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la dimérisation est effectuée en présence d'un solvant. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la proportion molaire de chaque composant (A) et (B) du catalyseur est comprise entre 0,01 et 3 % par rapport au diène conjugué.