Brevet FR2585017A1 — publié le 19870123

PRQCEDED'OBENTION D'UN DERIVE DU NAPHTALEZE La présente invention se rapporte à un nouveau procédé pour l'obtention d'un dérivé du naphtalène présentant un "composé HPN"). Le composé HPN, qui est obtenu conformément à la présente invention, peut être facilement converti en un composé utile comme matière première pour matières plastiques, en particulier comme matière première pour des matières plastiques industrielles, par exemple, le naphtalènediol-2,6. Récemment, divers polymères ont été développés comme matières plastiques industrielles, et parmi eux, des polyesters aromatiques, qui ont été obtenus par l'utilisation de dérivés du naphtalène, présentant un première des polyesters aromatiques. Etant donné que le dérivé du naphtalène présentant un (ou des) groupe(s) hydroxy ou un (ou des) groupe(s) carboxyle peut être facilement obtenu à partir du composé HPN-par exemple, le naphtalènediol-2,6 peut être facilement obtenu, avec un rendement élevé, par oxydation du di HPN comme matière première intermédiaire a été augmentée. Comme procédé pour convertir un groupe isopropyle lié à un noyau naphtalène en un groupe hydroxy-2 propyle-2 par oxydation, on a proposé un procédé qui consiste en une oxydation par de l'oxygène moléculaire en présence d'une solution alcaline aqueuse, par exemple, Publication du Brevet Japonais n 39-21242 (1964), et comme procédé pour convertir un groupe isopropyle lié à un noyau benzénique en le groupe hydroxy-2 propyle-2, on a proposé un procédé dans la Publication de Brevet Japonais n 39-19355 (1964>, la Demande de Brevet Japonais Mise à la Disposition du Public (KOKAI) n 58-162539 agent oxydant. Comme cela a été décrit ci-dessus, en l'occurrence,il n'y a pas de procédé avantageux sur le plan industriel pour l'obtention du composé HPN qui ait été établi, et il existe très peu de rapports de recherche sur un tel procédé, malgré l'utilité industrielle accrue du composé HPN. Les présents inventeurs ont effectué des études qui leur ont permis de découvrir que (1) un dérivé du naphtalène, présentant un (ou des) groupe(s) isopropyle sur le noyau naphtalène (dérivé d'isopropylnaphtalène) peut être facilement oxydé en le composé HPN, en présence de - peroxodisulfate, dans un solvant mixte d'eau et d'un solvant organique polaire, (2) le rendement en composé HPN peut être augmenté dans le cas o l'oxydation est effectuée en présence d'un sel de fer (II) et/ou d'un chlorure, et (3), dans le cas o un dérivé du naphtalène présentant deux groupes isopropyle, ou davantage, sur le noyau naphtalène est utilisé comme matière de départ, on peut obtenir, de façon sélective, un produit d'oxydation d'un stade d'oxydation différent, en choisissant des conditions de réaction appropriées, et, sur la base de ces découvertes, les présents inventeurs ont réalisé la présente invention. La présente invention se rapporte à un procédé pour oxyder un groupe isopropyle lié à un noyau naphtalène en un groupe hydroxy-2 propyle-2, en présence de peroxodisulfate, dans un solvant mixte d'un solvant organique polaire et d'eau, et,de façon plus détaillée, la présente invention se rapporte à (1) un procédé pour obtenir le composé (hydroxy-2 propyl-2>) naphtalène (HPN> par oxydation d'un composé isopropylnaphtalène (ci-après désigné par l'expression: "composé IPN"), en présence de peroxodisulfate, dans un solvant mixte d'un solvant organique polaire et d'eau, et (2) un procédé dans lequel l'oxydation pair des ions peroxodisulfate est effectuée en présence d'un sel de fer (II) et/ou d'un chlorure. Le composé. isopropylnaphtalène (IPN), qui est utilisé dans la présente invention comme matière de départ, est un dérivé du naphtalène, possédant au moins un groupe isopropyle sur le noyau naphtalène, et le composé IPN peut avoir une pluralité de groupes isopropyle et/ou un (ou une pluralité de) substituant(s) autre(s) que le groupe isopropyle, par exemple CH3* COOH, -COCH:e, -C-CHz, et -CH - OH l l O O CH3 On peut mentionner, à titre d'exemples d'un tel composé IPN conforme à la présente invention, le monoiso- propylnaphtalène, le diisopropylnaphtalène et l'acide isopropylnaphtalènecarboxylique. Le solvant organique polaire, utilisé dans la présente invention, peut être un solvant organique polaire qui dissout le composé IPN comme matière de départ, et qui est miscible à l'eau, et il peut être choisi dans une grande variété de solvants, tels que les nitriles, les cétones, les aldéhydes, les acides carboxyliques, les alcools, les esters, les amides, les éthers, les sulfoxydes et les fluorocarbures; cependant, l'acétonitrile, l'acétone et l'acide acétique sont particulièrement préférés. Conformément à la présente invention, le composé IPN, comme matière de départ, est dissous dans un solvant mixte du solvant organique polaire et d'eau, et, après avoir ajouté le peroxodisulfate dans la solution ainsi formée, le composé IPN du mélange est soumis à l'oxydation, sous agitation énergique du mélange. Comme peroxodisulfate, on peut utiliser le peroxodisulfate d'ammonium, le peroxodisulfate de sodium, le peroxodisulfate de potassium, etc, et une solution aqueuse du peroxodisulfate est ajoutée à la solution du composé IPN ou bien le peroxodisulfate est dissous à l'avance dans le solvant mixte. Le rapport de la quantité d'eau à la quantité du solvant organique polaire dans le solvant mixte n'est pas particulièrement limité pour autant que le composé IPN et le peroxodisulfate y soient dissous; cependant, en-règle générale, ce rapport va, de préférence, de 1:1 à 1:10. La concentration du composé IPN dans le système réactionnel n'est pas particulièrement limitée; cependant, - ordinairement, l'oxydation est effectuée à une concentration du composé IPN se situant dans une plage allant de 0,01 à % en poids, de préférence allant de 0,1 à 20% en poids. Le peroxodisulfate peut être utilisé en une quantité allant de 0,05 à 10 moles, de préférence allant de 0,1 à 5 moles par mole du groupe isopropyle dans le système réactionnel. Comme cela a été décrit ci-dessus, on peut obtenir le composé HPN. en soumettant le composé IPN à une oxydation en présence de p roxodisulfate dans un solvant mixte d'un solvant organique polaire et d'eau, et, dans la présente invention, il est possible d'améliorer la conversion de la matière de départ, le composé IPN, et le rendement du composé HPN, en effectuant l'oxydation en présence d'un sel de fer (II) et/ou d'un chlorure. A Comme sel de fer (II), on peut citer, A titre d'exemple, le sulfate de fer (II) heptahydraté et le chlorure de fer (II), et, comme chlorure, on peut citer le chlorure de sodium. La quantité ajoutée de sel de fer (II) n'est pas inférieure à 0,001 mole par mole du groupe isopropyle du composé IPN, et elle se situe, de préférence, entre 0,01 et 6 moles, et la quantité ajoutée du chlorure n'est pas inférieure à 0,01 mole, exprimée en ion chlorure, et elle se situe, de préférence, entre 0,1 et 25 moles par mole du groupe isopropyle du composé IPN. Egalement, dans le cas o le sel de fer (II) et/ou le chlorure sont utilisés pour autant que le solvant mixte puisse dissoudre le composé IPN, le peroxodisulfate, le sel de fer (II) et/ou le chlorure, le rapport de la quantité d'eau à la quantité de solvant organique polaire dans le solvant mixte n'est pas particulièrement limité; cependant, il est préférable que le rapport mentionné ci-dessus aille de 1:0,1 à 1:10. En outre, étant donné que les ions Fe (II) dans le système réactionnel sont, en partie, oxydés en ions Fe (III) par les ions peroxodisulfate, la présence antérieure des ions Fe (III> dans le système réactionnel n'affecte pas la réaction. En ce qui concerne les conditions de la réaction dans le procédé conforme à la présente invention, en règle générale, la température de réaction peut être choisie dans la plage allant de 0 à 120 C, le temps de réaction peut être choisi dans la plage allant de une minute à 50 heures, et le solvant mixte peut être, de préférence, utilisé en une quantité qui est suffisante pour dissoudre les quantités totales du composé IPN, du peroxodisulfate, de même que le sel de fer (II) et/ou le chlorure. Y Dans le cas o un dérivé du naphtalène possédant deux groupes isopropyle, ou davantage, est utilisé comme matière de départ, plusieurs sortes de produits d'oxydation de stades d'oxydation différents sont obtenus; cependant, en choisissant convenablement les conditions de réaction, il est possible d'obtenir sélectivement le produit d'oxydation désiré. Par exemple, dans le cas o le diisopropyl-2,6 naphtalène est utilisé comme matière de départ, 1' sont nécessaires. En outre, pour mettre en oeuvre le procédé de la présente invention, la réaction peut être effectuée dans une atmosphère d'oxygène la cristallisation dans un solvant organique. Conformément à la présente invention, en effectuant l'oxydation du composé IPN en présence du peroxodisulfate dans un solvant mixte d'eau et d'un solvant organique polaire, comme cela sera montré dans les Exemples, le composé HPN peut être obtenu à partir du composé IPN, et, en particulier, par l'utilisation du sel de fer (II> et/ou du chlorure, il est possible d'augmenter la conversion du composé IPN. Il en résulte que le composé HPN peut être obtenu avec un rendement plus élevé par comparaison avec le cas o le sel de fer (II) et le chlorure ne sont pas utilisés. En conséquence, il est possible, conformément à la présente invention, d'obtenir le composé HPN industriellement et de façon avantageuse. A ce propos, comme cela sera montré dans les Exemples Comparatifs, dans le cas o le composé IPN est soumis à une oxydation par les ions peroxodisulfate avec utilisation de l'eau seule comme milieu, le composé HPN n'est obtenu qu'en très faibles quantités. La présente invention sera expliquée plus précisément en référence aux Exemples et Exemples Comparatifs non limitatifs, de la façon suivante. EXEMPLE 1: Dans un ballon d'une capacité-de 500 ml, équipé d'un agitateur, on introduit 1,7 g (0,01 mol> d'iso-propyl-2 naphtalène, 100 ml d'eau et 100 ml d'acétonitrile, et, après avoir chauffé le contenu du ballon à 77 C, 20 ml d'une solution aqueuse renfermant, à l'état dissous, 4,6 g (0,02 mol> de peroxodisulfate d'ammonium, sont ajoutés dans le ballon, sur une période de temps de 5 minutes, sous agitation énergique du contenu dans une atmosphère d'air. Après avoir chauffé le mélange réactionnel à 77'C pendant 120 minutes, sous agitation, le mélange réactionnel est soumis à une analyse par chromatographie liquide haute performance (HPLC>. Les résultats sont présentés dans le Tableau 1. EXEMPLE2: Dans un ballon d'une capacité de 500 ml, équipé d'un agitateur, on introduit 5,3 g (0,025 mol> de diisopropyl-2,6 naphtalène, 60 ml d'eau et 120 ml d'acétonitrile, et, après avoir chauffé le contenu du ballon à 75'C, 60 ml d'une solution aqueuse renfermant, à l'état dissous, 17,1 g (0,075 mol> de peroxidisulfate d'ammonium f sont ajoutés au ballon, à partir d'une ampoule à décanter, sur une période de 60 minutes, sous agitation énergique du contenu du flacon dans une atmosphère d'air. Ensuite, le mélange réactionnel est soumis à une analyse par HPLC, les résultats de l'analyse étant présentés dans le Tableau 2. Les composés HPNs obtenus dans la réaction sont les suivants. (1) (hydroxy-2 propyl-2)-2 isopropyl-6 naphtalène représenté par formule: CH3 H CO H3C (2) di H3C OH HO-C H3C et (3) (hydroxy-2 propyl-2)-2 acétyl-6 naphtalène représenté par la formule: CH3 l Dans un ballon d'une capacité de 1 litre, équipé d'un agitateur, on introduit 5,3 g (0,025 mol) de diisopropyl-2,6 naphtalène, 200 ml d'eau, 200 ml d'acétonitrile et 34,2 g agitation énergique, dans une atmosphère d'air. Ensuite, le mélange réactionnel est soumis à une analyse par HPLC, les résultats étant présentés également dans le Tableau 2. EXEMPLE 4.: Dans un ballon d'une capacité de 1 litre, équipé d'un agitateur, on introduit 5,3 g (0,025 mol> de diisopropyl-2,6 naphtalène, 50 ml d'eau, 100 ml d'acétonitrile et 5,8 g (0,1 mol) de chlorure de sodium, et après avoir chauffé le contenu du ballon à 70 C, & la fois ml d'une solution aqueuse renfermant, à l'état dissous, 34,2 g (0,15 mol) de peroxodisulfate d'ammonium et 200 ml d'une solution aqueuse renfermant, à l'état dissous, 27,8 g (0,1 mol) de sulfate de fer (II) heptahydraté, sont ajoutés au ballon à partir d'une ampoule de décantation, sur une période de temps de 50 minutes, sous agitation énergique, dans une atmosphère d'air. Ensuite, le mélange réactionnel est soumis à une analyse par HPLC, les résultats étant- présentés également dans le Tableau 2. EXEMPLE 5 Dans un ballon d'une capacité de 1 litre,équipé d'un agitateur, on introduit 5,3 g (0,025 mol) de disopropyl-2,6 naphtalène, 100 ml d'eau, 100 ml d'acétonitrile, 34,2 g (0,15 mol) de peroxodisulfate d'ammonium et 5,8 g atmosphère d'air. Ensuite, le mélange réactionnel est soumis à une analyse par HPLC, les résultats étant également présentés dans le Tableau 2. EXEMPLE 6: Dans un ballon d'une capacité de 1 litre, équipé d'un agitateur, on introduit 10,6 g (0,05 mol) de diisopropyl-2,6 naphtalène, 200 ml d'eau, 200 ml d'acétonitrile, 54,8 g (0,24 mol) de peroxodisulfate d'ammonium et 11,7 g (0,2 mol> de chlorure de sodium, et, après avoir chauffé le contenu du ballon à 65'C, 45 ml d'une solution aqueuse renfermant, à l'état dissous, 6,3 g (0,02S mol) de sulfate de fer (II) heptahydraté sont ajoutés au ballon, sur une période de temps de 45 minutes, sous agitation énergique, dans une atmosphère'd'air. Ensuite, le mélange réactionnel est soumis à une analyse par HPLC, les résultats étant également présentés dans le Tableau 2. EXEMPLE 7: De la même manière qu'à l'Exemple 6, excepté que l'on utilise 57,1 g (0, 24 mol) de peroxodisulfate de sodium à la place des 54,8 g (0,24 mol) de peroxodisulfate d'ammonium de l'Exemple 6, on soumet à une réaction la même quantité de diisopropyl-2,6 naphtalène qu'à l'Exemple 6. Les résultats sont également présentés dans le Tableau 2. EXEMPLE 8_: Dans un ballon d'une capacité de 1 litre, équipé d'un agitateur, on introduit 10,6 g heptahydraté sont ajoutés au ballon à partir d'une ampoule de décantation, sur une période temps de 55 minutes, sous agitation énergique, dans une atmosphère d'air. Ensuite, le mélange réactionnel est soumis à une analyse par HPLC. Les résultats sont présentés également dans le Tableau 2. EXEMPLE 9_: Dans un ballon d'une capacité de 1 litre, équipé d'un agitateur, on introduit 5,3 g (0,025 mol> de diisopropyl-2,6 naphtalène, 200 ml d'eau, 200 ml d'acétonitrile, 34,2 g (0,15 mol) de peroxodisulfate d'ammonium et 5,8 g (0,1 mol> de chlorure de sodium, et, après avoir chauffé le contenu du flacon à 65 C, on le maintient, pendant 25 minutes, à cette température, sous agitation énergique, dans une atmosphère d'air. Ensuite, le mélange réactionnel est analysé par HPLC, les résultats étant également présentés dans le Tableau 2. EXENFLE 10: Après avoir introduit 5,3 g de diisopropyl-2,6 naphtalène, 200 ml d'eau, 200 ml d'acétonitrile, 34,2 g (0,15 mol) de peroxodisulfate d'ammonium, et 5,8 g (0,1 mol) de chlorure de sodium dans un ballon d'un capacité de i litre, équipé d'un agitateur, et après avoir chauffé les substances ainsi introduites à 65'C, ml d'une solution aqueuse renfermant, à l'état dissous, 7,0 g (0,025 mol) de sulfate de fer (II) heptahydraté sont ajoutés au ballon à partir d'une ampoule de décantation, sur une période de temps de 25 minutes, sous agitation énergique, dans une atmosphère d'air. Ensuite, le mélange réactionnel est soumis à une analyse par HPLC, les résultats étant également présentés dans le Tableau 2. En comparant les résultats de l'Exemple 10 avec ceux de l'Exemple 9, on voit clairement que-la présence d'ions Fe (II) montre un effet remarquable dans l'amélioration du rendement du produit attendu E(HPN). EXEM4PLE 11l Après avoir introduit 5,3 g (0,025 mol) de diisopropyl-2,6 naphtalène, 200 ml d'eau, 200 ml d'acétonitrile et 34,2 g (0,15 mol> de peroxodisulfate d'ammonium dans un ballon d'une capacité de 2 litres, équipé d'un agitateur, et après avoir chauffé le contenu du ballon à 55'C, 250 ml d'une solution aqueuse renfermant, à l'état dissous, 34,8 g présentés dans le Tableau 2. EXEPLE_ 12: De la même manière qu'à l'Exemple 11, excepté que l'on introduit en plus 5,8 g (0,1 mol) de chlorure de sodium dans le ballon, la même quantité de diisopropyl-2,6 naphtalène qu'à l'Exemple 11 est soumise à une réaction, les résultats étant présentés également dans le Tableau 2. Si l'on compare les résultats de l'Exemple 12 avec ceux de l'Exemple 11, on voit clairement que la présence d'ions chlorure dans le système réactionnel montre un effet remarquable dans l'amélioration du rendement du produit attendu (HPN). Les Exemples Comparatifis suivants montrent les cas de la réaction du composé IPN sans utilisation de solvant organique polaire. EXEMPLE COMPARATIF 1: Après avoir introduit 5,3 g (0,025 mol) de diisopropyl-2,6 naphtalène, 400 ml d'eau, 34,2 g (0,15 mol) de peroxodisulfate d'ammonium et 5,8 g (0, 1 mol) de chlorure de sodium dans un ballon d'une capacité de 1 litre, équipé d'un agitateur, et après avoir chauffé le contenu du ballon à 70'C, 200 ml d'une solution aqueuse renfermant, à l'état dissous, 27,8 g (0,1 mol) de sulfate de fer (II) heptahydraté sont ajoutés au ballon,, à partir d'une ampoule de décantation, sur une période de temps de 100 minutes, sous agitation énergique, dans une atmosphère d'air. Ensuite, le mélange réactionnel est soumis à une analyse par HPLC, pour trouver que seul l' EXEMPLE COMPARATIF2: Après avoir introduit 5,3 g étant présentés également dans le Tableau 2. En comparant les résultats des Exemples Comparatifs 1 et 2 avec ceux des Exemples, on voit clairement que l'acétonitrile montre un effet on ne peut plus remarquable pour améliorer le rendement du produit attendu. EXEMPLE 13_: Apres avoir introduit 1,1 g atmosphère d'air. Ensuite, le mélange réactionnel a été soumis à une analyse par HPLC, les résultats étant également présentés dans le Tableau 2. EXEMPLE 14 Après avoir introduit 1,1 g (0,005 mol) de diisopropyl-2,6 naphtalène, 50 ml d'eau, 50 ml d'acide acétique, 6,8 g (0,03 mol) de peroxodisulfate d'ammonium et 1,2 g dans le Tableau 2. EXEMPLE 15 Après avoir introduit 1,1 g également présentés dans le Tableau 3. Tableau 1 Fn ' Note: Sélectivité =:les moles de 1' (hydroxy-2 propyl-2)-2 naphtalène Produit les moles de l'isopropyl-2 naphtalène mis à réagir x 100 NI Ln oo CO Ln o4 NI Tenpé- Solvant CH Rende rature orga- Uti- Uti- S ment de nique lisa- lisa Conversion de Sélectivite de C-OH réac- polaire tion tion ( T l C C? tion de de, 3. CH3 (co) 3 3. (Ca Fe 2+ C- (isopropyl-2 naphtalène) lhydroxy-2 propyl-2)-2 (%). naphtalène) (%) 1 77 CH3CN non non 80 82 66 Tableau 2 Sélectivité (%) A (hydroxy-2 pro- pyl-2)-2 iso- propyl-6 naphtalène B di(hydro-, xy-2 pro- pyl-2) -2,6 naphtalène T I $ -. 70. C (hydroxy-2 propyl-2)-2 ac tyl-6 naphtalène o 3, o Eb0emple_....... mpara- 70 non utilis oui oui 7.0 O 7 1 tif 1_........_ _ aon utilis non non 14 13 O o. 13 2 tif 2 ___ _ _ i,,_ _ te Selectivité = les moles de chacun des HPNs produits -x 100 ote: &lectvt = les moles du diisopropyl-2, 6 naphtalène 00 mis à réagir Tençé- rature de réac- tion (co) Solvant organi- que polaire Utili- sation de Fe2+. Utili- sation de Cl- Conversia du diisopro- pyl-2,6 naphta- lène Exemple il * A + B c - 57 CH 3CN C3C CH3CN CH3CN CH3CN C 3CN CH3CH CO3CK CS3 C113CN CH3CN CH 3COCH3 C3C non non oui oui oui oui * oui * non oui oui oui oui oui non notn oui oui oui oui oui oui oui non oui, oui oui Rende-, zoment,' de A+B+c {t) 1O' tn U'l Ul -*à IIII t 1 _ w - - - Tablea u 3 les moles de l'acide (hydroxy-2-propyl-2) -2 Note: Sélectivité = naphtalène carboxYlicue-6 produit les moles de l'acide isopropyl-2 carboxylique-6 nmis à réagir naphtalène Uti- Uti- H3 -ende- Excern-'erné- solvantUt-Ui ovrso. rature isat lis Conversion de Sélectivité* de O3e-0H(%- orga- ple de nique H.C réac-poare totinOC3 de de HOOC 3 tion Fe2+ Cl C1570 CH3CN Fe oui.81 _ _ 3 1570C83CN 81 65 53 j-. -J x 100 n on Co Ln I4 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour l'obtention d'un composé (hydroxy-2 propyl-2>-naphtalène, caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape consistant à oxyder un dérivé du naphtalène présentant un (ou des) groupe(s) isopropyle sur le noyau naphtalène, en présence de peroxodisulfate, dans un solvant mixte d'eau et d'un solvant organique polaire. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on effectue l'oxydation en présence d'un sel de fer 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le solvant organique polaire est l'acétonitrile, l'acétone ou l'acide acétique. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le peroxodisulfate est le peroxodisulfate d'ammonium, le peroxodisulfate de sodium ou le peroxodisulfate de potassium. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le sel de fer (II) est le sulfate de fer (II) heptahydraté ou le chlorure de fer (II). 6 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le chlorure est le chlorure de sodium. 7 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise le peroxodisulfat en une quantité allant de 0,05 à 10 moles par mole du groupe isopropyle. 8 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on utilise le sel de fer (II) en une quantité non inférieure à 0,001 mole par mole du groupe isopropyle. 9 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on utilise le chlorure en une quantité non inférieure à 0,01 mole d'ion chlorure par mole du groupe isopropyle.