Brevet FR2834287A1 — publié le 20030704

La présente invention se rapporte au domaine des catalyseurs organométalliques, notamment utiles pour réaliser des époxydations d'oléfines et des oxydations de sulfures en sulfoxydes. Plus précisément, elle concerne le domaine des catalyseurs du type des dioxo-complexes de Mo (VI) à l'image du MoOacac) ;,. Ces complexes organométalliques sont notamment proposés comme catalyseurs pour époxyder des oléfines ou oxyder des sulfures par des peroxydes. Ce type de catalyseur est avantageux dans la mesure où il est actif à température ambiante et conduit à des taux de conversion élevés. Toutefois, compte tenu de sa faible liaison métal-ligand, il s'avère inefficace pour réaliser des oxydations énantiosélectives. La présente invention a précisément pour objet de proposer une nouvelle famille de ligands pour métaux conduisant à des catalyseurs particulièrement avantageux pour réaliser des oxydations énantiosélectives d'oléfines et de sulfures. Plus précisément, la présente invention a pour premier objet des composés de formule générale (1) : dans laquelle : a B et C représentent, indépendamment l'un de l'autre : - CH,-, - CHAr,-, - CAr1Ar2-, - CAr1R3-, avec Ar, et Ar2 représentant, indépendamment l'un de l'autre, un groupe aryle, substitué ou non, condensé ou non et comprenant le cas échéant un ou plusieurs hétéroatomes, et R3 représente : - un groupe alkyle, - un groupe alcényle, - un groupe arylalkyl, ou - un groupe arylalcényle ; ou B peut être lié avec R2 et/ou C avec R1, de manière à constituer avec les atomes de carbone qui les portent un radical cycloalkyl, saturé, insaturé ou aromatique ; ou e lorsque n ou n'est égal à 2, la liaison figurée par les deux motifs B et/ou la liaison figurée par les deux motifs C peut être une liaison éthylénique, le cas échéant présente dans un cycle, insaturé ou aromatique, condensé ou non pouvant contenir un ou plusieurs hétéroatomes et/ou être - substitué par un cycle aromatique, ladite liaison pouvant être substituée par au moins un groupe Ar1 et/ou Ru, sous réserve que B et C ne figurent pas simultanément une double liaison présente dans un cycle phényle non substitué ; . R1 et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou répondent à la définition proposée pour Rg, g, A figure un hétérocycle, insaturé ou aromatique, monocyclique ou polycyclique, pouvant incorporer outre l'atome d'azote, un ou plusieurs autres hétéroatomes, et e n et n'ont pour valeurs, indépendamment l'un de l'autre, 1 ou 2, et leurs dérivés. De préférence, lorsque n et n'représentent tous deux 2 et A un cycle pyridinique, alors B et C ne figurent pas simultanément un groupe - CH2-C (Ph) 2- avec C (Ph) 2 situé en a de la fonction OH. La présente invention s'étend aux formes énantiomères et aux mélanges racémiques desdits composés revendiqués. Selon un mode préférentiel de l'invention, les ligands revendiqués possèdent au moins un centre de chiralité au niveau de leur structure. Dans le cadre de l'invention, on entend couvrir par le terme"groupe alkyle" un radical hydrocarboné saturé linéaire ou ramifié pouvant éventuellement inclure un ou plusieurs cycle (s) aliphatique (s) saturé (s). Au sens de l'invention, les groupes alkyles peuvent présenter jusqu'à 25 atomes de carbone. Ils contiennent de préférence de 1 à 12 atomes de carbone, et avantageusement de 1 à 6 atomes de carbone. Ainsi, des exemples non limitatifs de groupes alkyles sont les radicaux méthyle, éthyle, propyle, isopropyl, butyle, isobutyle, t-butyle, pentyl, isopentyl, néopentyle, 2méthylbutyle, 1-éthylpropyle, hexyle, isohexyl, néohexyle, 1-méthylpentyle, 3-méthylpentyle, 1, 1-giméthylbutyle ! 1, 3-diméthylbutyle, 2-éthylbutyle, 1- méthyl-1-éthylpropyle, heptyle, 1-méthylhexyle, 1-propylbutyle, 4, 4diméthylpentyle, octyle, 1-méthylheptyle, 2-éthylhexyle, 5, 5-diméthylhexyle, nonyle, décyle, 1-méthylnonyle, 3, 7-diméthyloctyle et 7, 7-diméthyloctyle. De façon particulière, un groupe alkyle peut également désigner, au sens de l'invention, un groupe cycloalkyl, c'est-à-dire un radical hydrocarboné saturé cyclique, présentant de préférence de 3 à 10 atomes de carbone, tels que, par exemple, le cyclopentyle, le cyclohexyle, le cycloheptyl ou le cyclooctyl. Par ailleurs, on entend par"groupe alcényle"au sens de la présente description, un radical hydrocarboné insaturé, linéaire ou ramifié, présentant au moins une double liaison C=C. Les groupes alcényles de l'invention peuvent présenter jusqu'à 25 atomes de carbone. Elles comprennent de préférence de 2 à 12 atomes de carbone, et avantageusement de 2 à 6 atomes de carbone. Un groupe "aryle" est quant à lui, au sens de l'invention, un groupe aromatique mono-ou poly-cyclique possédant généralement de 5 à 20 atomes de carbone, et de préférence de 6 à 10 atomes de carbone. Selon une variante particulière un groupe"aryle"au sens de l'invention peut intégrer un ou plusieurs hétéroatomes tels que le soufre, l'oxygène, ou l'azote. Dans ce cas particulier, le groupe"aryle"au sens de l'invention désigne un groupement hétéroaromatique mono-ou polycyclique. Les groupes"arylalkyles"et"arylalcényles"au sens de l'invention sont des chaînes alkyles, aryles ou alcényles substituées par un groupement aryle tel que défini ci-dessus. En d'autres termes, il s'agit de groupements de type Ar,-Ra-, où Ar,-représente un groupement aryle et où-Ra-représente une chaîne alkylène ou alcénylène. En ce qui concerne la double liaison figurée par les deux motifs B et/ou les deux motifs C, elle peut être présente dans un cycle aromatique. En l'occurrence, il peut s'agir d'un cycle phényle, ou naphtyl le cas échéant lui-même substitué par un second cycle aromatique identique ou différent. A titre illustratif de ce type de composés, on peut notamment citer les biphényles et binaphtyles. Dans l'exposé qui suit de la présente invention, on entend par "aromatique" ! a notion classique d'aromaticité telle que définie dans la littérature, notamment par J. March Advanced Organic Chemistry , 4ème ed., John Wiley & Sons, 1992, pp 40 et suivantes. Dans la formule générale (1), A peut représenter : - un groupe hétérocyclique monocyclique, aromatique, comportant notamment 5 ou 6 atomes dans le cycle dont un ou deux hétéroatomes tels que les atomes d'azote, de soufre et d'oxygène ; les atomes de carbone de cet hétérocycle peuvent également être substitués. Comme exemples de tels cycles, on peut notamment mentionner le groupe pyridyl ; - un groupe constitué par au moins deux hétérocycles aromatiques contenant au moins un hétéroatome dans chaque cycle et formant entre eux des systèmes ortho-ou ortho-et péri-condensés ; et - un groupe condensé comprenant au moins un cycle hydrocarboné aromatique ou non et au moins un hétérocycle aromatique ou non formant entre eux des systèmes ortho-ou ortho-et péri-condensés avec l'un des deux cycles étant aromatique et les atomes de carbone desdits cycles pouvant éventuellement être substitués. A titre d'exemple de ce type d'aromatique hétérocyclique, on peut citer entre autres, les dérivés pyrrolyle, isoxazolyle, furazannyle, isothiazolyle, imidazolyle, pyrazolyle, pyridyle, pyridazinile, pyrimidinyle, pyrannyle et les dérivés quinolyle, naphtyridinyle, benzopyrannyle, benzofurannyle et indolyle. En ce qui concerne les substituant le cas échéant présents au niveau du composé de formule générale (1), il peut notamment s'agir de groupements hydroxyle, ester et/ou d'atome (s) d'halogène. S'avèrent particulièrement avantageux les composés de formule générale (1), dans laquelle au moins l'un des deux paramètres n ou n'est égal à 2, et plus préférentiellement n et n'sont tous deux égaux à 2. Selon une variante préférée de l'invention, les groupes A, R1, R, B, C et n et n'sont choisis de manière à ce que le composé de formule générale (1) comprenne au moins 2 et de préférence 3 noyaux aromatiques. Les ligands selon l'invention peuvent notamment répondre à la sous- formule générale (il) : avec R, B, C, n et n'étant tels que définis en formule générale (1) ci-dessus. Sont plus particulièrement revendiqués dans le cadre de la présente invention les ligands suivants : La préparation de ces ligands fait appel à des étapes de synthèse relevant de la compétence de l'homme de l'art. Les composés revendiqués s'avèrent particulièrement intéressants à titre de ligands pour complexes métalliques, notamment pour des dérivés du molybdène, Mo (VI). La présente invention a pour second objet l'utilisation d'au moins un composé revendiqué à titre de ligand dans un complexe métallique. Les exemples figurant ci-après sont présentés à titre illustratif et non limitatif du domaine de l'invention. MATERIE ET METHODE Synthèse des ligands Pour la synthèse des ligands L, L1, L3 et Lu, il a été procédé au préalable à la synthèse du synthon A selon le protocole reporté par Sharpless in Inorg. Chem., 25, 1501 (1986) et représenté ci-dessous. 1) nBuLi, TIIF, -78OC A tTt Ho ph j) j j j 31 BrNBr l) nBuU, THF,-78 C OH A N OH A 2) PhCHO [0] v Ph N () 0 EXEMPLE 1 : Synthèse des ligands L, H, Lg, Lg. Avec R représentant Et (pour L,) ; phényle (pour L1) ; 3,5diméthylphényle (pour L) ; ou 2,4, 6-triméthylphényle (pour L3) a) Préparation du ligand Lg (R = éthyle). L'éthyle MgBr (3 M dans EtO, 1.46 ml, 4.38 mmol) est additionné goutte-à-goutte à une solution du dicétone (503 mg, 1.75 mmol) dans 15 ml de THF anhydre à-78 C sous une atmosphère d'argon (solution bleue intense). Après agitation pendant environ 30 min, l'eau est ajoutée et le mélange réchauffé à température ambiante. Le mélange est extrait avec de l'EtOAc et les phases organiques lavées avec de la saumure puis séchées sur MUS04 anhydre. Après élimination du solvant sous vide, on obtient le produit brut sous forme d'une houille marron qui est purifiée par colonne chromatographique de gel de silice (EtOAc/hexane : 1/9). On obtient 203 mg (0,58 mmol, 33 %) de produit sous forme d'un solide blanc. Il s'agit d'un mélange de deux diastéroisomères. Par HPLC, on vérifie que Lg est obtenu sous la forme d'un mélange de diastéréoisomères méso (ligand R, S) et racémique (ligand R, R et S, S). Le méso possède un temps de rétention intermédiaire aux deux énantiomères. La résolution par HLCP chirale (Chiralpak AD, 3% isopropanol dans l'hexane) du ligand L. conduit à l'unique formation de l'énantiomère plus po) aire Lsa. L5a, plus polaire [a]D = + 115, 4 (c 0.021, DCM) b) Préparation du ligand L1 (R = phényle). Le phénylmagnésiumbromure (1 M dans le THF, 1.91 ml, 1.91 mmol) est additionné goutte-à-goutte à une solution de dicétone (250 mg, 0,87 mmol) dans de l'éther sec à température ambiante et sous une atmosphère d'argon. La couleur du mélange réactionnel évolue du lilas au noir, puis au vert. Après agitation à température ambiante pendant environ 1 H 40, de la glace est ajoutée et la phase aqueuse est extraite avec de l'EtOAc. Les phases organiques sont lavées avec de la saumure puis séchées sur MUS04 anhydre. Après élimination du solvant sous vide, on obtient le produit brut sous forme d'une huile marron qui est purifiée par colonne chromatographique de gel de silice (EtOAc/hexane : 10/90). On obtient 306 mg (0, 69 mmol, 79 %) de produit sous forme d'une mousse incolore. c) Préparation du ligand L3 (R = 2, 4, 6-triméthylphényle). Le mésytile MgBr (1 M dans l'Et20, 12, 6 ml, 12, 6 mmol) est additionné goutte-à-goutte à une solution de dicétone (1,20 g, 4,19 mmol) dans 20 ml de THF sec à température ambiante et sous une atmosphère d'argon (solution bleue intense). Après agitation pendant environ 30 min, une deuxième portion (4 ml, 4 mmol) de réactif de Grignard est additionnée. Après 30 min d'agitation supplémentaires, le mélange réactionnel est transféré dans la glace et enfin extrait avec de l'AcOEt. Les phases organiques sont lavées avec de la saumure puis séchées sur ivtgSO anhydre. Après élimination du solvant sous vide, on obtient le produit brut sous forme d'un solide jaune qui est purifié par colonne chromatographique de gel de silice (EtOAc/hexane : 3/97). On obtient 1,27 g (2,41 mmol, 57 %) de produit sous forme d'un solide blanc. Le ligand L3 est synthétisé seulement sous sa forme racémique. La résolution des ligands racémiques est effectuée par préparation HPLC chirale (Chiralpak AD, 3 % isopropanol dans l'hexane). Ont également été obtenus les ligands chiraux suivants (leur configuration absolue est caractérisée par analyse RX des cristaux du L3b) : OH OH OH oR OH OH h OH OH 0 H op (R, R) L3a, moin polaire (S, S) b, plus polaire, [a] = + 185 (c 510-3, DCM) [a] =-185 (c 510-3, DCM) d) Préparation du ligand L (R = 3, 5 diméthylphényle). Il est préparé selon le protocole décrit pour la préparation du ligand L3 en substituant le 3,5 diméthylphényle au 2,4, 6 triméthylphényle. Par HPLC chiral, on note que L est obtenu sous forme d'un mélange de diastéroisomères méso (ligand R, S) et racémique (ligand R, R et S, S). Le méso-possède un temps de rétention intermédiaire aux deux énantiomères. EXEMPLE 2 : Synthèse du ligand L2. Il est préparé selon le schéma de synthèse suivant : ÇCÀ 1) BuLi (2 equ), Ac20 (3 equ), Etc 2) NaOCH3 (4 equ) oÔ/- oÔ/OH 10 % OH 0 Dans un tricol de 250 ml placé dans un bain de carboglace et isopropanol et muni d'un agitateur magnétique, on introduit, sous atmosphère d'argon, 20 ml de nBuLi (1,6 N dans de l'hexane, 32 mmol, 2 éq. ). On additionne goutte-à-goutte une solution de 3,95 g de 8-hydroxy-2méthylquinoléine (16 mmol, 1 éq. ) dans 100 ml d'éther anhydre. On agite la solution pendant quelques minutes. Le bain de carboglace est ensuite ôté et le ballon laissé revenir à température ambiante (solution jaune). La solution est de teinte rouge brique. On additionne très lentement la solution à un ballon placé dans un bain de carboglace et d'isopropanol qui contient 4,9 g de Ac2O (48 mmol, 3 éq. ) dissous dans 50 ml d'éther anhydre. La solution est agitée pendant une heure à-78 C puis trois heures à température ambiante. Ensuite, on additionne très lentement la solution à un ballon placé sur un bain à-78 C et qui contient 2,56 g de NaH (64 mmol, 60 %, 4 éq.) dissous dans 100 ml de CH3OH. La solution est agitée toute une nuit. Elle prend une teinte brune. On ajoute alors 4,32 g de AcONH4 (56 mmol, 3,5 éq. ) et le solvant est distillé sous pression réduite. On verse 300 mi d'eau sur le distillat puis on sépare les phases. La phase aqueuse est extraite avec de l'éther (2 x 200 mi) puis avec du CH2CI2 (2 x 200 mi). Les phases organiques sont réunies, séchées sur NaS04 anhydre et les solvants éliminés sous pression réduite. Le produit brut obtenu est purifié par chromatographie sur colonne de silice en utilisant comme éluant pour la première fraction un mélange EP/AcOEt 5/1. On obtient ainsi le réactif de départ. La deuxième fraction est éluée par un mélange EP/AcOEt 2/1 pour obtenir le produit attendu sous la forme d'un solide jaune. Le produit est ensuite purifié par chromatographie sur colonne de silice et élué par un mélange EP/AcOEt 1/1. On obtient le produit purifié toujours sous forme d'un solide jaune (rendement de 10 %). REVENDICATIONS 1. Composé caractérisé en ce qu'il répond à la formule générale (1) dans laquelle : e B et C représentent, indépendamment l'un de l'autre : - CH-, - CHAr1-, CAr, Ar,-, - CAr1R3-, avec Ar1 et Ar, représentant, indépendamment l'un de l'autre, un groupe aryle, substitué ou non, condensé ou non et comprenant le cas échéant un ou plusieurs hétéroatomes, et R3 représente : - un groupe alkyle, - un groupe alcényle, - un groupe arylalkyle, ou - un groupe arylalcényle ; ou B peut être lié avec R2 et/ou C avec R1, de manière à constituer avec les atomes de carbone qui les portent un radical cycloalkyle, saturé, insaturé ou aromatique ; ou . lorsque n ou n'est égal à 2, B et/ou C peuvent figurer une liaison éthylénique, le cas échéant présente dans un cycle, insaturé ou aromatique, condensé ou non, pouvant contenir un ou plusieurs hétéroatomes et/ou être substitué par un cycle aromatique, ladite liaison pouvant être substituée par au moins un groupe Ar1 et/ou R3, sous réserve que B et C ne figurent pas simultanément une double liaison présente dans un cycle phényle non substitué ; e R1 et R2 représentent, indépendamment l'un de l'autre, un atome d'hydrogène ou répondent à la définition proposée pour R3, # A figure un hétérocycle, insaturé ou aromatique, monocyclique ou polycyclique, pouvant incorporer outre l'atome d'azote, un ou plusieurs autres hétéroatomes, et a n et n'ont pour valeurs, indépendamment l'un de l'autre, 1 ou 2, et leurs dérivés. 2. Composé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il répond à la formule générale ())) : avec R2, B, C, n et n'étant tels que définis en revendication 1. 3. Composé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il s'agit d'un composé choisi parmi : 4. Utilisation d'un composé selon l'une des revendications 1 à 3 à titre de ligand dans un complexe métallique.