PROCEDE DE METATHESE D'OLEFINES A L'AIDE D'UN CATALYSEUR

ACTIVE PAR UN ACIDE

OBJET DE L’INVENTION

La présente invention concerne un procédé de métathèse d’oléfines utilisant un catalyseur de métathèse particulier, activé par un acide.

ARRIERE-PLAN DE L’INVENTION

Les motifs oléfiniques, ou doubles liaisons carbone-carbone, sont présents dans de nombreux composés chimiques d’intérêt, tels que les composés pharmaceutiques, les arômes, les parfums ou encore les polymères. Le développement de nouvelles réactions permettant de former ces motifs est donc crucial pour l’accès à de nouvelles voies de synthèse de ces composés. Parmi les grandes réactions développées au cours des dernières années, la métathèse d’oléfïnes fait partie de celles les plus exploitées par l’industrie chimique. Cette réaction consiste à couper une double liaison carbone-carbone d’une oléfïne et à redistribuer les deux fragments alkylidènes obtenus, avec ceux d’une autre oléfïne qui subit la même réaction. On comprend ainsi que si les deux doubles liaisons sont sur la même molécule, un composé cyclique pourra résulter de cette réaction.

Cette réaction étant métallo-catalysée, le développement de catalyseurs de métathèse toujours plus efficaces et sélectifs s’est retrouvé au centre de l’attention des chimistes, et l’est encore aujourd’hui.

Des catalyseurs à base de tungstène, de molybdène ou de ruthénium, coordinés par un ligand de type alkylidène, ont notamment été mis au point. Les catalyseurs au tungstène et au molybdène étant très sensibles à l’humidité, ceux à base de ruthénium ont toutefois été favorisés. On peut citer, par exemple, les catalyseurs de Grubbs de première et seconde génération, de formule :

Grubbs I Grubbs II En plus du ligand alkylidène, les complexes de ruthénium utilisés en métathèse possèdent généralement deux ligands neutres, et deux ligands anioniques tels que des chlorures. En particulier, il a été démontré que les ligands neutres de type diaminocarbène N-hétérocyclique ou NHC (pour "N-Heterocyclic Carbene" en anglais), tel que celui présent sur le complexe de Grubbs II, conféraient aux complexes de ruthénium des propriétés catalytiques intéressantes. La demande de brevet W02014/091157 décrit notamment des complexes de ruthénium alkylidène coordinés par un ou deux ligands NHC insaturés et dissymétriques. Il a été observé que le nombre de ligands NHC coordinés au ruthénium influençait fortement les performances catalytiques du complexe en métathèse d’oléfines. En particulier, l’accès à de hautes conversions avec un complexe portant deux ligands de type NHC insaturés dissymétriques nécessitait de longs temps de réaction (voir WO 2014/091157, Figure 7). Une solution proposée dans ce document consiste à augmenter fortement la température afin d’activer thermiquement le catalyseur (voir WO 2014/091157, Figures 8-9).

Un article de Rouen et al. {Chem. Eur. J. 2014, 20, 13716-13721) décrit d'autres complexes de ruthénium cationiques coordinés par deux ligands NHC insaturés dissymétriques. Ces complexes comprennent en outre un ligand bidenté de type 2-isopropoxyphénylméthylène répondant à la formule suivante :

L’activation acide de ce complexe cationique entraîne la décoordination d’un ligand NHC et la formation d’une espèce s’apparentant à un complexe de type Hoveyda-Grubbs II, efficace en métathèse cyclisante. Par ailleurs, la publication de Benjamin J. Keitz et al. dans ./. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8498- 8501 décrit un procédé d'activation acide de catalyseurs latents de métathèse comprenant un ligand de type NHC saturé symétrique et un ligand de type carbène mésoionique (MIC), dans des procédés de métathèse cyclisante et de polymérisation par métathèse avec ouverture de cycle. Les auteurs de cette publication déconseillent l’application de ce procédé d'activation aux catalyseurs latents comportant deux ligands NHC saturés symétriques, qui ne permettent pas d'atteindre un taux de conversion satisfaisant.

RESUME DE L’INVENTION

La Demanderesse a démontré, contre toute attente, que l’activation acide de complexes coordinés par deux ligands NHC insaturés, dont au moins l’un est dissymétrique, et un ligand alkylidène monodenté, générait des catalyseurs efficaces en métathèse, conduisant à un rendement plus élevé en produit recherché, par rapport à des catalyseurs identiques activés thermiquement. Ces produits sont également obtenus avec une excellente sélectivité, en ce sens que la formation de produits d'isomérisation est très réduite voire supprimée, ce qui constitue un atout majeur de ces catalyseurs activés.

L’invention a ainsi pour objet un procédé de métathèse d’oléfines, comprenant la mise en contact de :

au moins une oléfine,

au moins un catalyseur de métathèse choisi parmi les complexes de ruthénium alkylidène comprenant deux ligands imidazoline-2-ylidène, dont au moins l’un est un l-aryl-3- cycloalkyl-imidazoline-2-ylidène, et un ligand alkylidène monodenté,

et au moins un acide,

ladite métathèse d’oléfines n’étant pas une polymérisation par métathèse avec ouverture de cycle.

DESCRIPTION DETAILLEE

Définitions

Par "halogène", on entend le fluor, le chlore, le brome ou l’iode.

Par "cycloalkyle", on entend un groupement hydrocarboné aliphatique cyclique, qui peut être monocyclique ou polycyclique. Lorsque le groupe est polycyclique, c'est-à-dire qu'il comprend plus d'un noyau cyclique, les noyaux cycliques peuvent avantageusement être condensés deux à deux ou rattachés deux à deux par des liaisons. Le groupement cycloalkyle est de préférence un groupe hydrocarboné monocyclique ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 2, de préférence de 3 à 24, de manière plus préférée de 4 à 12, ou un groupe polycyclique (bi- ou tricyclique) ayant un nombre d'atomes de carbone supérieur à 4, de préférence de 6 à 18, tel que par exemple les groupes norbomyle ou isopinocamphéyle. Par "alkyle", on entend un groupe hydrocarboné aliphatique saturé, linéaire ou ramifié, renfermant de 1 à 12 atomes de carbone, notamment un groupe méthyle, éthyle, isobutyle, octyle ou dodécyle. Le groupe alkyle ayant de préférence de 1 à 10 atomes de carbone, et encore plus préférentiellement de 1 à 4 atomes de carbone. Des exemples de groupements alkyles préférés sont notamment les groupements méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle et tert-butyle.

Par groupement "hétéroalkyle", on entend une chaîne hydrocarbonée linéaire ou ramifiée ayant de 2 à 15 atomes de carbone interrompue par un ou plusieurs hétéroatomes tels que N, S ou O. Le groupement hétéroalkyle peut en particulier être choisi parmi les groupes polyalkylèneoxy, les groupes alcoxy et les groupes alkylamino.

Par "alcényle", on entend un groupe hydrocarboné alicyclique insaturé, linéaire ou ramifié, renfermant de 2 à 14 atomes de carbone, notamment un groupe éthényle, vinyle, isopropényle ou butényle.

Par "aryle", on entend un groupe carbocyclique de 6 à 20 chaînons, mono- ou polycyclique, renfermant des doubles liaisons conjuguées. Des exemples de groupements aryles sont le phényle et le naphtyle.

Par "hétéroaryle", on entend un groupe mono- ou polycyclique renfermant des doubles liaisons conjuguées, dont chaque cycle renferme de 3 à 6 chaînons et dont au moins un chaînon renferme un hétéroatome, notamment un groupe thiophényle, pyridinyle, pyrrolyle, furanyle, indolyle, thiophényle, benzofuranyle, benzothiophényle, imidazolyle, oxazolyle, thiazolyle, pyrazolyle, isoxazolyle, isothiazolyle, quinolinyle, isoquinolinyle.

Par "carbocycle", on entend un groupe hydrocarboné mono- ou polycyclique éventuellement insaturé, aliphatique ou aromatique, renfermant de 5 à 20 atomes de carbone, en particulier un groupe indényle.

Le procédé selon l’invention est un procédé de métathèse d’oléfïnes, comprenant la mise en contact de :

au moins une oléfïne,

au moins un catalyseur de métathèse choisi parmi les complexes de ruthénium alkylidène comprenant deux ligands imidazoline-2-ylidène, dont au moins l'un est un l-aryl-3- cycloalkyl-imidazoline-2-ylidène, et un ligand alkylidène monodenté,

et au moins un acide,

ladite métathèse d’oléfînes n’étant pas une polymérisation par métathèse avec ouverture de cycle. Par oléfïne, on entend un composé possédant au moins une double liaison carbone-carbone. Dans la suite de cette description, et sauf indication contraire, le terme "oléfïne" est utilisé pour désigner aussi bien une oléfïne unique qu'un mélange de plusieurs oléfïnes différentes. Il doit donc être compris comme équivalant à "une ou plusieurs oléfïnes".

Par acide, on entend aussi bien les acides de Lewis que les acides de Bronsted. L’acide peut être un monoacide ou un polyacide. Dans la suite de cette description, sauf indication contraire, le terme "acide" est utilisé pour désigner aussi bien un acide unique qu'un mélange de plusieurs acides différents.

On entend par "complexe de ruthénium alkylidène" un complexe de ruthénium pentacoordonné comprenant un ligand alkylidène. Le complexe de ruthénium selon l’invention comprend en outre deux ligands imidazoline-2-ylidène, dont au moins l’un est un l-aryl-3-cycloalkyl- imidazoline-2-ylidène, coordinés à l’atome de ruthénium. Dans une forme d’exécution préférée de l'invention, les deux ligands imidazoline-2-ylidène sont deux ligands l-aryl-3-cycloalkyl- imidazoline-2-ylidène identiques ou différents. Dans une autre forme d’exécution de l’invention, les deux ligands imidazoline-2-ylidène sont constitués d'un ligand l-aryl-3-cycloalkyl- imidazoline-2-ylidène et d’un ligand l,3-diaryl- imidazoline-2-ylidène. Il est bien entendu que les groupes aryle et cycloalkyle des ligands imidazoline-2-ylidène peuvent éventuellement être substitués. Dans le cas du ligand l,3-diaryl- imidazoline-2-ylidène, les substituants portés par les deux groupes aryle peuvent être identiques ou différents et sont de préférence identiques, de sorte que le ligand est symétrique. Par ailleurs, le complexe de ruthénium utilisé selon l’invention ne comprend pas de ligand bidenté. En particulier, le ligand alkylidène est monodenté. Ses ligands additionnels peuvent par exemple être choisis dans le groupe constitué des ligands anioniques, tels que les halogénures, en particulier les chlorures.

Le complexe de ruthénium peut ainsi comprendre deux ligands anioniques, en plus du ligand alkylidène monodenté et des deux ligands imidazoline-2-ylidène. Avantageusement, il ne renferme pas d’autre ligand.

Le complexe de ruthénium utilisé selon l’invention répond ainsi de préférence à la formule (1) ci-dessous :

dans laquelle :

X désigne un atome d'hydrogène ou d'halogène ou un groupe alkyle ou aryle,

Y désigne un atome d'halogène, tel que le chlore, le fluor, le brome ou l'iode,

B désigne un groupe cycloalkyle,

Ar représente un groupe aryle éventuellement substitué par au moins un substituant choisi parmi : les atomes d'halogène, et en particulier le chlore ou le fluor, les groupes trifluorométhyle, nitro, alkyle, hétéroalkyle ou alkylammonium et les groupes aryle non substitués ou substitués par un ou plusieurs groupes alkyles,

Al représente un atome d'hydrogène,

A2 représente un groupe alkyle ou alcényle, un groupe aryle ou un groupe hétéroaryle, ou bien Al et A2 forment ensemble un carbocycle éventuellement substitué par au moins un groupement choisi parmi les groupes alkyle, hétéroalkyle et aryle. Dans un mode de réalisation de l'invention, A2 représente un groupe vinyle, méthyle, thiophényle ou phényle. Dans un mode de réalisation préféré, Al et A2 forment ensemble un groupe indényle éventuellement substitué.

De façon préférentielle, le complexe de formule (1) répond à la formule (lb) suivante :

dans laquelle B est un groupement cycloalkyle ; Ar est un groupement aryle non substitué ou substitué par au moins un groupe choisi parmi les atomes d'halogène et les groupes trifluorométhyle, nitro, alkyle, hétéroalkyle, alkylammonium et aryle non substitué ou substitué par un ou plusieurs groupes alkyle ; les groupements X sont choisis indépendamment dans le groupe constitué d'un atome d'hydrogène, d'un atome d'halogène, d’un groupement aryle et d'un groupement alkyle ; a, b, c, d, e et f sont choisis indépendamment les uns des autres dans le groupe constitué d'un atome d'hydrogène, d'un groupement alkyle, d'un groupement hétéroalkyle et d’un groupement phényle, ou a et b peuvent former ensemble un cycle hydrocarboné.

Selon l'invention, on préfère que B soit choisi dans le groupe constitué du cyclopropyle, du cyclobutyle, du cyclopentyle, du cyclohexyle, du cycloheptyle, du cyclooctyle, du cyclodécyle, du cyclododécyle et du cyclopentadécyle. Plus préférentiellement, B est le cyclohexyle.

En outre, on préfère que Ar soit un groupe phényle substitué par au moins un groupement choisi parmi les atomes d'halogène, et en particulier le chlore ou le fluor, et les groupes trifluorométhyle, nitro, alkyle, en particulier méthyle ou isopropyle, et alkoxy. Plus préférentiellement, Ar est choisi dans le groupe constitué du 2,4,6-triméthylphényle, du 2,6- diisopropylphényle, du 2,4,6-tris(trifluorométhyl)phényle, du 2,4,6-trichlorophényle et de l’hexafluorophényle. Mieux, Ar est le 2,4,6-triméthylphényle, encore désigné par "mésityle".

De leur côté, les groupements X représentent de préférence chacun un atome d'hydrogène. Par ailleurs, on préfère que a, c, d, e et f représentent un atome d'hydrogène et b un groupement phényle.

Les catalyseurs utilisés selon l’invention présentent l’avantage d’être moins coûteux à fabriquer que leurs homologues ne renfermant qu'un ligand NHC et d'être hautement stables, en ce sens qu'ils peuvent être conservés plusieurs années à l'air sans se dégrader.

Des exemples préférés de catalyseurs pouvant être utilisés selon l'invention sont illustrés ci- dessous.

935

Le complexe de ruthénium mis en œuvre selon l’invention peut notamment être préparé suivant le procédé décrit dans la demande de brevet W02014/091157, à partir d'un sel d'imidazolium l,3-disubstitué et d'un complexe de ruthénium précurseur, tel que les complexes (A), (B) ou (C) représentés ci-dessous.

La synthèse du sel d'imidazolium peut elle-même être effectuée comme décrit dans la demande W02014/091156, par mise en contact d'une aniline Ar-NH2 avec une amine B-NH2 en présence d’un acide de Bronsted tel que l’acide acétique, puis ajout de ce mélange à une solution renfermant un composé dicarbonyle, à une température de 80°C, suivi de l’ajout d'un sel inorganique, notamment un sel de tétrafluoroborate, et d’un solvant tel que le dichlorométhane, d'une extraction à l'aide d'eau / solvant organique, de l'évaporation du solvant organique puis de la précipitation du sel d'imidazolium par un solvant organique polaire.

Dans la suite de la description, le « catalyseur » peut désigner un ou plusieurs complexes tels que définis précédemment. Le catalyseur utilisé dans le procédé de métathèse selon l’invention peut être mis en œuvre en l’absence ou en présence d’un solvant qui peut être tout solvant organique, tel que les hydrocarbures aliphatiques, en particulier le n-hexane et la paraffine liquide ; les hydrocarbures alicycliques, tels que le cyclohexane ou le diméthylcyclohexane ; les hydrocarbures aromatiques tels que le benzène, le toluène et le xylène ; les composés azotés tels que l’acétonitrile ; les composés oxygénés, en particulier les alcools tels que le méthanol et l’éthanol, les cétones telles que l’acétone, les éthers tels que le diéthyléther, les esters tels que l’acétate d’éthyle, le carbonate de diméthyle et les hétérocycles oxygénés tels que le tétrahydrofurane ou le dioxane ; les composés halogénés tels que le dichlorométhane, notamment perfluorés, tels que l'hexafluorobenzène et l'hexafluorotoluène ; et leurs mélanges.

Dans une forme d’exécution préférée de l’invention, le catalyseur est solubilisé dans un solvant organique. La concentration du catalyseur dans le solvant peut être comprise entre 0,005 mol/l et 1 mol/l, de préférence entre 0,01 et 0,5 mol/l, mieux, entre 0,01 et 0,1 mol/l.

Dans le procédé selon l'invention, le catalyseur est activé à l'aide d'au moins un acide qui peut être un acide de Lewis ou un acide de Bronsted ou encore une résine acide. Des exemples d’acides de Lewis sont notamment les halogénures de cuivre, d’argent, de manganèse, de fer, de ruthénium, de magnésium ou d'aluminium ou les composés de formule ZnR ₂ , SnR ₂ , SnR ₄ et SiR ₄ OÙ les groupements R désignent, indépendamment les uns des autres, un atome d'halogène ou un groupe alkyle, cycloalkyle, alcényle, phényle ou benzyle. Des exemples d'acides de Bronsted sont notamment des acides organiques ou inorganiques, tels que l’acide trifluoroacétique, l'acide chlorhydrique, l'acide bromhydrique, l'acide iodhydrique, l'acide fluorhydrique, l'acide sulfurique, l'acide nitrique, l’acide iodique, l'acide périodique, l’acide tétrafluoroborique, l’acide hexafluorophosphorique, les acides sulfoniques tels que l'acide méthanesulfonique, les acides mono- et polycarboxyliques ; et leurs mélanges. Ces acides peuvent être utilisés purs, ou bien en suspension ou solution dans un solvant tel qu’un solvant organique tel que ceux décrits précédemment, ou dans l’eau. En variante, l’acide peut être une résine acide échangeuse de protons, à groupements acides forts, notamment acide sulfonique, qui peuvent être greffés sur du polystyrène ou un copolymère de styrène éventuellement réticulé par du divinylbenzène, telle que la résine Amberlyst-l5 ou d'une manière générale les résines Amberlyst ^® et Nation ^® .

Dans une forme d'exécution préférée de l'invention, l'acide de Lewis est choisi parmi : les chlorures de cuivre, de zinc, d'aluminium et de bore et leurs mélanges, de préférence CuCl. Dans une autre forme d’exécution préférée de l’invention, l’acide de Bronsted est l’acide chlorhydrique, de préférence en solution dans un solvant organique.

Le rapport molaire de l’acide au catalyseur est avantageusement compris entre 1 : 1 et 500: 1, de préférence entre 2,5 : 1 et 250: 1. En tout état de cause, l’homme du métier saura ajuster la quantité d'acide utilisée en fonction de la nature de l'acide. Par exemple, dans le cas d'un acide de Lewis, le rapport molaire de l'acide au catalyseur peut être compris entre 1 : 1 et 5 : 1 , tandis qu'il peut aller de 5: 1 à 500: 1 dans le cas d'un acide de Bronsted.

Le catalyseur ainsi activé est mis en contact avec au moins une oléfine éventuellement fonctionnalisée. On préfère qu'aucune des oléfines ne comprenne de double liaison conjuguée, en particulier une fonction oxo conjuguée à une double liaison. On préfère en particulier que l'oléfîne soit distincte d'une cétone ou d'un aldéhyde a,b-insaturés. Ainsi, l'oléfïne est avantageusement distincte de l'acroléine ou du crotonaldéhyde, par exemple.

Dans le cas d'un procédé d'homométathèse, on utilise une seule oléfïne terminale (ou a-oléfïne), ou un mélange d'oléfines terminales telles que celles issues du procédé Fischer-Tropsch. On préfère ainsi que la réaction de métathèse soit appliquée à des a -oléfines linéaires ayant de 3 à 20 atomes de carbone, de préférence de 4 à 14 atomes de carbone et de manière encore préférée de 5 à 10 atomes de carbone. On citera par exemple le pentène-l, l’hexène-l, heptène-l, l’octène-l , le nonène-l ou le décène- 1. Ces oléfines peuvent être transformées par métathèse en oléfines plus lourdes utilisables notamment dans la fabrication de plastifiants ou de lubrifiants.

Dans le cas d'une réaction de métathèse croisée, on utilise deux oléfines, qui sont indépendamment choisies parmi des oléfines terminales et internes et avantageusement constituées de deux oléfines terminales. Cette réaction consiste en une transalkylidénation des deux oléfines qui est notamment utile dans la synthèse de céramides, de phéromones ou d’intermédiaires pharmaceutiques. Dans le cas particulier de l’éthénolyse, une oléfïne interne, généralement fonctionnalisée, telle que l’oléate de méthyle, est mise à réagir avec de l’éthylène pour former des oléfines terminales. Cette dernière réaction, qui est généralement conduite sous pression, présente un grand intérêt dans l’industrie oléochimique car elle permet de valoriser la biomasse (huile de graines végétales) par métathèse. Il est ainsi possible d'obtenir des produits utiles dans la fabrication de tensioactifs ou de polyamides, par exemple. Chacune des oléfines ainsi produites peut ensuite éventuellement être soumise à un procédé de métathèse croisée.

Le procédé selon l’invention peut également être appliqué à la métathèse d’oléfines avec fermeture de cycle, ou métathèse cyclisante, qui consiste à former un alcène cyclique à partir d'une molécule comportant deux groupes vinyliques terminaux ou internes. Il est également possible suivant cette réaction de préparer des composés polycycliques ou hétérocycliques (comprenant un ou plusieurs atomes d'oxygène, d'azote, de soufre ou de phosphore dans leur(s) cycle(s)), éventuellement fonctionnalisés par un ou plusieurs groupements époxy, alcool, ester, cétone, amide ou amine. Les composés obtenus trouvent notamment une application comme actifs pharmaceutiques ou comme molécules parfumantes. L'un des avantages de la présente invention est de réduire au minimum, voire de supprimer, la formation de produits d'isomérisation lors des réactions précitées. La séparation des produits de la réaction se trouve ainsi facilitée et l’économie globale du procédé est améliorée.

Le rapport molaire de ladite oléfïne ou de chacune desdites oléfines audit catalyseur est avantageusement compris entre 15.000: 1 et 50: 1, de préférence entre 10.000: 1 et 100: 1, plus préférentiellement entre 3.000: 1 et 500:1. En tout état de cause, l’homme du métier saura ajuster la charge catalytique en fonction du type de réaction qui est mis en œuvre et des réactifs impliqués.

Le mélange réactionnel peut contenir, outre le solvant éventuellement présent dans la solution de catalyseur lorsque ce dernier est utilisé sous cette forme, et/ou le solvant mélangé à l'acide, le cas échéant, au moins un solvant de réaction. Ce solvant peut être choisi parmi les solvants organiques listés précédemment. On préfère dans cette invention utiliser un solvant oxygéné, plus particulièrement l’acétate d’éthyle, ou en variante un hydrocarbure, préférentiellement le toluène. Toutefois, la présence d'un solvant de réaction n'est pas indispensable dans la mesure où l'une des oléfines peut jouer ce rôle.

Le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre à pression atmosphérique ou, plus particulièrement dans le cas de l'éthénolyse, sous pression.

Dans le procédé selon l’invention, le catalyseur, l’acide et l’oléfine sont mis en contact simultanément ou successivement. De manière préférée, le catalyseur et l’oléfine sont mis en contact jusqu’à homogénéisation du système, puis l’acide est ajouté. Dans une autre forme d'exécution, le catalyseur est ajouté au mélange de l'acide avec l'oléfine.

La mise en contact du catalyseur, de l’oléfine et de l’acide s'effectue généralement sous agitation jusqu'à obtenir un mélange homogène qui est ensuite chauffé. La réaction peut être effectuée à une température de 20 à l90°C, de préférence de 60 à 1 l0°C. Lorsqu'un solvant de réaction est présent, on préfère que la réaction soit conduite à reflux de ce solvant. La durée de la réaction peut être comprise entre environ 1 minute et lOh, de préférence entre 1 min et 5h, par exemple entre 2h et 5h. Dans le procédé selon l’invention, la métathèse d’oléfînes est préférablement choisie parmi la métathèse croisée d’oléfînes, la métathèse cyclisante d’oléfînes et l’homométathèse d’oléfînes terminales. En tout état de cause, il ne s'agit pas d'une réaction de polymérisation par métathèse avec ouverture de cycle (ou ROMP pour "Ring-Opening Polymerization Metathesis").

EXEMPLES

L’invention sera mieux comprise à la lumière des exemples suivants, qui sont donnés à titre purement illustratif et n’ont pas pour but de limiter la portée de l’invention, définie par les revendications annexées.

Solvants et réactifs

Sauf indication contraire, toutes les réactions ont été réalisées en l'absence d'air dans de la verrerie sèche, en utilisant des techniques de Schlenk standard. La chromatographie sur colonne a été effectuée avec du gel de silice (taille de particules sphériques de 40 mhi, neutre). L’acétate d’éthyle a été séché sur du Cabb, distillé et dégazé sous vide par cycles de gel-dégel. Le CH2CI2 a été purifié en utilisant un système de purification de solvant MBraun MB-SPS-5 et dégazé sous vide par cycles de gel-dégel). Le CDCb a été utilisé tel quel. Les solvants de purification ont été utilisés tels quels. Le l-dodécène a été séché sur du sodium et distillé avant utilisation. Le 1 -décène et l'acétate de 3-butènyle (3-4Ac) ont été filtrés sur de l'alumine basique avant utilisation. L'oléate de méthyle (99%) a été chauffé à l85°C sous vide pendant 2 heures avant utilisation. Le DEDAM (DiEthyl DiAllylMalonate) a été utilisé tel quel. Le l,7-octadiène a été distillé sur Cabb.

Préparation des catalyseurs

Catalyseurs à deux NHC identiques

La préparation de ces catalyseurs a été effectuée de la manière suivante.

On a introduit un sel d’ImesC6.HBL4 (3 mmoles, 3 éq.) dans un tube de Schlenk en boîte à gants, puis on y a ajouté 1 mL de toluène suivi de 6 mL d’hexaméthyldisilazane de potassium (0.5M, 3 mmoles, 3 éq.). Le mélange a ensuite été laissé sous agitation pendant 30 minutes puis 0.92 g de complexe de ruthénium précurseur (A), (B) ou (C) illustrés ci-dessous ; 1.0 mmole, 1 éq.) a été ajouté en une fois. Le tube de Schlenk a ensuite été fermé, puis placé à 40°C en dehors de la boîte à gants. Après 2h de réaction, le milieu réactionnel a été concentré sous vide puis purifié par chromatographie sur gel de silice.

(A) (B) (C)

Catalyseurs à deux NHC différents

Ces catalyseurs peuvent être préparés de manière analogue au catalyseur C935, obtenu comme décrit ci-dessous.

935

On a introduit 1,08 g d'IMes.HPF6 (2,37 mmoles, 1,2 équiv.) dans un ballon sous argon, puis on y a ajouté 7 mL de toluène suivi de 3,0 mL d’hexaméthyldisilazane de potassium (0.5M, 1,2 mmoles, 1,2 équiv.). Le mélange a ensuite été laissé sous agitation pendant 30 minutes puis a été ajouté, sous argon, sur 2,09 g de dichloro(3-phenyl-lH-inden-l- ylidene)bis(triphenylphosphine)ruthenium(II) (pureté 80%). Le mélange a été agité à 40°C pendant 2h puis concentré sous pression réduite. Le produit brut a été purifié par flash chromatographie sur gel de silice avec comme éluant Et20/pentane en gradient 1/9 puis 1/1. 1,50 g (82%) de complexe (IMes)(PPh3)Cl2Ru(Ind) a été obtenu. On a introduit 267 mg d'IMesC6.HBF4 (0,75 mmoles, 1,5 équiv.) dans un ballon sous argon, puis on y a ajouté 1,0 mL de toluène suivi de 0,9 mL d’hexaméthyldisilazane de potassium (0.5M, 0,75 mmoles, 1,5 équiv.). Le mélange a ensuite été laissé sous agitation pendant 15 minutes puis a été ajouté, sous argon, sur 465 mg du complexe (IMes)(PPh3)Cl2Ru(Ind) préparé ci-dessus. Le mélange a été agité à l00°C pendant 30 min puis concentré sous pression réduite. Le produit brut a été purifié par flash chromatographie sur gel de silice avec comme éluant Et20/pentane en gradient 1/9 puis 2/8 puis 3/7. 352 mg (75%) de complexe 935 a été obtenu.

Méthodes de chromatographie en phase gazeuse (CPG)

Méthode 1 :

Colonne de CPG : TR5, 25 m x 0.25 mm x 0.25 pm.

Conditions de CPG et de colonne : Température d'injection : 250°C, Détecteur à ionisation de flamme (DIF) : 250°C.

Température du four : Température de départ : 60°C, temps de rétention : 5 minutes.

Vitesse de chauffe : 2°C/min jusqu'à l20°C, temps de rétention : 0 min.

5°C/min jusqu'à l80°C, temps de rétention : 0 min. l0°C/min jusqu'à l80°C, temps de rétention : 0 min. l5°C/min jusqu'à 340°C, temps de rétention : 9 min.

Gaz vecteur : Hélium, u = 40 cm/sec.

Volume d'injection : 1 mΐ.

Ratio de division : 20:1.

Durée de fonctionnement : 70 minutes.

Méthode 2 :

Colonne de CPG : DB23, 60 m x 0.25 mm x 0.25 pm.

Conditions de CPG et de colonne : Température d'injection : 270°C, DIF : 280°C.

Température du four : Température de départ : 80°C, temps de rétention : 2 minutes.

Vitesse de chauffe : l°C/min jusqu'à l40°C, temps de rétention : 2 min. Gaz vecteur : Hélium, u = 40 cm/sec.

Volume d'injection : 1 pl.

Ratio de division : 50:1.

Durée de fonctionnement : 64 minutes.

Méthode 3 :

Colonne de CPG : TR5, 30 m x 0.25 mm x 0.25 pm.

Conditions de CPG et de colonne : Température d'injection : 270°C, DIF : 280°C.

Température du four : Température de départ : 80°C, temps de rétention : 2 minutes.

Vitesse de chauffe : 4°C/min jusqu'à 240°C, temps de rétention : 5 min. Gaz vecteur : Hélium, u = 40 cm/sec.

Volume d’injection : 1 pl.

Ratio de division : 50: 1.

Durée de fonctionnement : 47 minutes.

Méthode 4 :

Colonne de CPG : TR5, 30 m x 0.25 mm x 0.25 pm.

Conditions de CPG et de colonne : Température d’injection : 280°C, DIF : 340°C.

Température du four : Température de départ : l00°C, temps de rétention : 0 minute.

Vitesse de chauffe : l0°C/min jusqu'à 200°C, temps de rétention : 10 min.

l0°C/min jusqu'à 300°C, temps de rétention : 2 min.

Gaz vecteur : Hélium, u = 40 cm/sec.

Volume d'injection : 1 pl.

Ratio de division : 20: 1.

Durée de fonctionnement : 32 minutes.

Les conversions et rendements ont été calculés à partir des valeurs des intégrations obtenues sur les chromatogrammes GC, par étalonnage interne ou externe des différents composés.

Exemple 1 : Réactions d'homométathèse

308.59 g/mol

. , ,

On a préparé une solution de Bis-IMesC ₆ (5.0 mg dans 1000 pL de CH2CI2). On a introduit dans un Schlenk sec du l-dodécène (0.1 mL, 0.45 mmol, 1 équiv.) dans EtOAc (4.5 mL). Une portion (8.1 pL, 0.045 x 10 ³ mmol, 0.0001 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis- IMesCe a ensuite été ajoutée. On a laissé agiter le mélange résultant dans un bain d'huile porté à 1 l0°C pour porter le mélange à reflux pendant 5 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l'éthyl vinyl éther.

Le produit a été obtenu avec un rendement de 6% et contenait moins de 1% de produits d'isomérisation (en utilisant la méthode 1 de CPG avec le /z-tctradécanc comme étalon interne). Exemple 1.2 - Complexe Bis-IMesCe activé par HCl.

Bis-IMesC ₆ (100 ppm)

mol

. , ,

On a préparé une solution de Bis-IMesC ₆ (5.0 mg dans 1000 pL de CH2CI2). On a introduit dans un Schlenk sec du l-dodécène (0.1 mL, 0.45 mmol, 1 équiv.) dans EtOAc (4.5 mL). Une portion (8.1 pL, 0.045 x 10 ³ mmol, 0.0001 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis- IMesCe a ensuite été ajoutée, suivie de l'ajout d'une solution de HCl 1M dans EtOAc (11.3 pL, 0.0113 mmol, 0.025 équiv.). On a laissé agiter le mélange résultant dans un bain d’huile porté à 1 l0°C pour porter le mélange à reflux pendant 5 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l’éthyl vinyl éther.

Le produit a été obtenu avec un rendement de 67% et contenait moins de 1% de produits d'isomérisation (en utilisant la méthode 1 de CPG avec le //-tctradécanc comme étalon interne). Par comparaison avec l'Exemple 1.1, cet exemple démontre que l'ajout d'un acide de Bronsted au mélange réactionnel permet d'augmenter significativement le rendement.

mol

. , ,

On a préparé une solution de Bis-IMesCs (5.0 mg dans 1000 pL de CH2CI2). On a introduit dans un Schlenk sec du l-dodécène (0.1 mL, 0.45 mmol, 1 équiv.) dans EtOAc (4.5 mL). Une portion (8.6 pL, 0.045 x 10 ³ mmol, 0.0001 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis- IMesCs a ensuite été ajoutée, suivie de l’ajout d’une solution de HCl 1M dans EtOAc (11.3 pL, 0.0113 mmol, 0.025 équiv.). On a laissé agiter le mélange résultant dans un bain d'huile porté à 1 l0°C pour porter le mélange à reflux pendant 5 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l'éthyl vinyl éther.

Le produit a été obtenu avec un rendement de 80% et contenait moins de 1% de produits d'isomérisation (en utilisant la méthode 1 de CPG avec le //-tctradécanc comme étalon interne). Par comparaison avec l'Exemple 1-1, cet exemple démontre que l'ajout d'un acide de Bronsted au mélange réactionnel permet d'augmenter significativement le rendement.

Exemple 1.4 - Exemple de référence sans activation acide

308.59 g/mol

On a introduit sous argon du l-dodécène (1 mL, 4.5 mmol, 1 équiv.) dans un Schlenk sec contenant un complexe solide de Bis-IMesC ₆ (4,76 mg, 0.0053 mmol, 0.001 équiv.). On a laissé agiter le mélange résultant à 60°C pendant 3 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l'éthyl vinyl éther.

Le produit a été obtenu avec un rendement de 2% et contenait moins de 1% de produits d'isomérisation (en utilisant la méthode 1 de CPG avec le //-tctradécanc comme étalon interne).

308.59 g/mol

, ,

On a introduit sous argon du l-dodécène (2 mL, 9.0 mmol, 1 équiv.) dans un Schlenk sec contenant un complexe solide de Bis-IMesC ₆ (8.1 mg, 0.009 mmol, 0.001 équiv.). La réaction a été amorcée par ajout de CuCl (2.2 mg, 0.0225 mmol, 0.0025 equiv.). On a laissé agiter le mélange résultant à 60°C pendant 3 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l'éthyl vinyl éther.

Le produit a été obtenu avec un rendement de 75% et ne contenait que 2% de produits d'isomérisation (en utilisant la méthode 1 de CPG avec le //-tctradécanc comme étalon interne). Par comparaison avec l'Exemple 1.4, cet exemple démontre que l'ajout d'un acide de Lewis au mélange réactionnel permet d'augmenter significativement le rendement. Exemple 1.6 - Complexe Bis-IMesCe activé par différents acides de Lewis.

BisIMesC _g (1000 ppm)

On a préparé une solution de Bis-IMesCe (50 mg dans 1 mL de CH2CI2). On a introduit dans un tube pour carrousel un acide de Lewis (0.0225 mmol, 0.0025 equiv.) et du l-dodécène (2 mL, 9.0 mmol, 1 equiv.). Une portion de la solution de catalyseur (162 pL) a ensuite été ajoutée et on a laissé agiter le mélange résultant à 60°C pendant 3 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l'éthyl vinyl éther.

L'expérience a été reproduite avec différents acides de Lewis.

Les taux d'isomérisation et rendements ont été calculés à partir des valeurs des intégrations obtenues sur les spectres GC, par étalonnage interne des différents composés en utilisant la méthode 1 avec le //-tctradécanc comme étalon interne. Les résultats sont présentés dans le Tableau ci-dessous.

Comme il ressort de ce tableau, l'utilisation d'un acide de Lewis permet d'augmenter signifîcativement le rendement sans générer pour autant de produits d'isomérisation. Le chlorure de Cuivre (I) est particulièrement efficace. Exemple 2 : Réactions de métathèse croisée

Exemple 2.1 - Exemple de référence sans activation acide.

(

On a préparé une solution de Bis-IMesCs (5.0 mg dans 1000 pL de CH2CI2). On a introduit dans un Schlenk sec, sous argon, du 1 -décène (379 pL, 2 mmol, 5 équiv.), du 3-4Ac (51 pL, 0.4 mmol, 1 équiv.) et EtOAc (4 mL). Une portion (35 pL, 0.0002 mmol, 0.0005 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis-IMesCs a ensuite été ajoutée. On a laissé agiter le mélange résultant dans un bain d'huile porté à 1 l0°C pour porter le mélange à reflux pendant 3 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l'éthyl vinyl éther.

Le produit a été obtenu avec un rendement en 3-12Ac de 13% (en utilisant la méthode 2 de CPG avec le //-dodécanc comme étalon interne).

Exemple 2.2 - Complexe Bis-IMesCs activé par HCl.

(

On a préparé une solution de Bis-IMesCs (5.0 mg dans 1000 pL de CH2CI2). On a introduit dans un Schlenk sec, sous argon, du 1 -décène (379 pL, 2 mmol, 5 équiv.), du 3-4Ac (51 pL, 0.4 mmol, 1 équiv.) et EtOAc (4 mL). Une portion (35 pL, 0.0002 mmol, 0.0005 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis-IMesCs a ensuite été ajoutée, suivie de l'ajout d'une solution de HCl 1M dans EtOAc (10 pL, 0.010 mmol, 0.025 équiv.). On a laissé agiter le mélange résultant dans un bain d’huile porté à 1 l0°C pour porter le mélange à reflux pendant 3 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l’éthyl vinyl éther.

Le produit a été obtenu avec un rendement en 3-12Ac de 76% et contenait 1% seulement de produits d'isomérisation (en utilisant la méthode 2 de CPG avec le /z-dodécanc comme étalon interne). Par comparaison avec l'Exemple 2.1, cet exemple démontre que l'ajout d'un acide de Bronsted au mélange réactionnel permet d'augmenter signifîcativement le rendement.

Exemple 2.3 - Exemple de référence sans activation acide.

(

On a préparé une solution de Bis-IMesCi ₂ (5.0 mg dans 1000 pL de CH2CI2). On a introduit dans un Schlenk sec, sous argon, du 1 -décène (379 pL, 2 mmol, 5 équiv.), du 3-4Ac (51 pL, 0.4 mmol, 1 équiv.) et EtOAc (4 mL). Une portion (43 pL, 0.0002 mmol, 0.0005 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis-IMesCi ₂ a ensuite été ajoutée. On a laissé agiter le mélange résultant dans un bain d'huile porté à 1 l0°C pour porter le mélange à reflux pendant 3 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l'éthyl vinyl éther. Le produit a été obtenu avec un rendement en 3-12Ac de 16% (en utilisant la méthode 2 de CPG avec le /z-dodécanc comme étalon interne).

Exemple 2.4 - Complexe Bis-IMesCn activé par HCl.

(

On a préparé une solution de Bis-IMesCi ₂ (5.0 mg dans 1000 pL de CH2CI2). On a introduit dans un Schlenk sec, sous argon, du 1 -décène (379 pL, 2 mmol, 5 équiv.), du 3-4Ac (51 pL, 0.4 mmol, 1 équiv.) et EtOAc (4 mL). Une portion (43 pL, 0.0002 mmol, 0.0005 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis-IMesCi ₂ a ensuite été ajoutée, suivie de l’ajout d’une solution de HCl 1M dans EtOAc (10 pL, 0.010 mmol, 0.025 équiv.). On a laissé agiter le mélange résultant dans un bain d'huile porté à 1 l0°C pour porter le mélange à reflux pendant 3 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l'éthyl vinyl éther. Le produit a été obtenu avec un rendement en 3-12Ac de 81% et contenait 1% seulement de produits d'isomérisation (en utilisant la méthode 2 de CPG avec le //-dodécanc comme étalon interne). Par comparaison avec l'Exemple 2.3, cet exemple démontre que l'ajout d'un acide de Bronsted au mélange réactionnel permet d'augmenter signifîcativement le rendement.

Exemple 2.5 - Exemple de référence sans activation acide.

(

On a préparé une solution de Bis-IMesCs (5.0 mg dans 1000 pL de CH2CI2). On a introduit dans un Schlenk sec, sous argon, du 1 -décène (379 pL, 2 mmol, 5 équiv.), du 3-4Ac (51 pL, 0.4 mmol, 1 équiv.) et EtOAc (4 mL). Une portion (70 pL, 0.0004 mmol, 0.001 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis-IMesCs a ensuite été ajoutée. On a laissé agiter le mélange résultant dans un bain d'huile porté à 1 l0°C pour porter le mélange à reflux pendant 3 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l'éthyl vinyl éther.

Le produit a été obtenu avec un rendement en 3-12Ac de 9% (en utilisant la méthode 2 de CPG avec le /z-dodécanc comme étalon interne).

Exemple 2.6 - Complexe Bis-IMesCs activé par CuCl.

(

On a mélangé dans un schlenk sec du Bis-IMesCs (3.5 mg, 0.004 mmol, 0.001 équiv.), du 1- décène (3.8 mL, 20 mmol, 5 équiv.), du 3-4Ac (511 pL, 4 mmol, 1 équiv.) et EtOAc (40 mL). On a ensuite ajouté du CuCl (1 mg, 0.01 mmol, 0.0025 équiv.) et on a laissé agiter le mélange résultant dans un bain d'huile porté à 1 l0°C pour porter le mélange à reflux pendant 3 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l'éthyl vinyl éther. Le produit a été obtenu avec un rendement en 3-12Ac de 54% (en utilisant la méthode 2 de CPG avec le /z-dodécanc comme étalon interne). Par comparaison avec l'Exemple 2.5, cet exemple démontre que l'ajout d'un acide de Lewis au mélange réactionnel permet d'augmenter signifîcativement le rendement.

Exemple 3 : Réactions d'éthénolyse

Exemple 3.1 - Exemple de référence sans activation acide.

Me-oleate 9DA 1-decene

On a préparé une solution de Bis-IMesC ₆ (5.0 mg dans 300 pL de CH2CI2). On a introduit dans un autoclave, sous un flux d’éthylène, de l’oléate de méthyle prétraité (1 mL, 2.95 mmol, 1 équiv.), puis l’autoclave a été refroidi à 0°C. Une portion (162 pL, 0.00295 mmol, 0.001 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis-IMesCe a ensuite été ajoutée, sous un flux d’éthylène. On a laissé agiter le mélange résultant sous une pression de 30 bars à 50°C pendant 2 heures. Après refroidissement à 0°C, la pression a été ramenée à 1 bar.

Le produit a été obtenu avec un rendement en 1-décène de 1% et en 9- DA de 1%, les autres produits n'étant pas identifiés dans le mélange obtenu (en utilisant la méthode 3 avec étalonnage externe). Aucun produit d'isomérisation n'a été identifié.

Exemple 3.2 - Complexe Bis-IMesCe activé par HCl.

Me-oleate 9DA 1-decene

On a préparé une solution de Bis-IMesCe (5.0 mg dans 300 pL de CH2CI2). On a introduit dans un autoclave, sous un flux d’éthylène, de l’oléate de méthyle prétraité (1 mL, 2.95 mmol, 1 équiv.), puis l’autoclave a été refroidi à 0°C. Une portion (162 pL, 0.00295 mmol, 0.001 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis-IMesCe a ensuite été ajoutée, sous un flux d'éthylène, suivie de l'ajout d'une solution de HCl 1M dans EtOAc (74 pL, 0.074 mmol, 0.025 équiv.). On a laissé agiter le mélange résultant sous une pression de 30 bars à 50°C pendant 2 heures. Après refroidissement à 0°C, la pression a été ramenée à 1 bar.

Le produit a été obtenu avec un rendement en 1-décène de 50% et en 9-DA de 65%, en utilisant la méthode 3 avec étalonnage externe. Il contenait 4% de produits d'isomérisation. Par comparaison avec l'Exemple 3.1, cet exemple démontre que l'ajout d'un acide de Bronsted au mélange réactionnel permet d’augmenter significativement le rendement.

Exemple 3.3 - Complexe Bis-IMesCe activé par BCh

Me-oleate 9DA 1-decene On a préparé une solution de Bis-IMesC ₆ (10.0 mg dans 200 pL de CH2CI2). On a introduit dans un autoclave, sous un flux d'éthylène, de l'oléate de méthyle prétraité (2 mL, 5.90 mmol, 1 équiv.), puis l'autoclave a été refroidi à 0°C. Une portion (106 pL, 0.0059 mmol, 0.001 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis-IMesCe a ensuite été ajoutée, sous un flux d'éthylène, suivie de l'ajout d'une solution de BCb 1M dans CH2CI2 (15 pL, 0.015 mmol, 0.0025 équiv.). On a laissé agiter le mélange résultant sous une pression de 30 bars à 50°C pendant 2 heures. Après refroidissement à 0°C, la pression a été ramenée à 1 bar.

Le produit a été obtenu avec un rendement en 1-décène de 50% et en 9-DA de 55%, en utilisant la méthode 3 avec étalonnage externe. Il contenait 4% de produits d'isomérisation. Par comparaison avec l'Exemple 3.1, cet exemple démontre que l'ajout d'un acide de Lewis au mélange réactionnel permet d’augmenter significativement le rendement. Exemple 4 : Réactions de métathèse cyclisante

Exemple 4.1 - Exemple de référence sans activation acide.

On a préparé une solution de Bis-IMesCe (5.0 mg dans 1000 pL de CH2CI2). On a introduit dans un Schlenk sec l'ester (28 mg, 0.1 mmol, 1 équiv.) et EtOAc (10 mL). Une portion (18 pL, 0.0001 mmol, 0.001 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis-IMesCe a ensuite été ajoutée. On a laissé agiter le mélange résultant à reflux pendant 4 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l’éthyl vinyl éther.

Après évaporation du solvant, le produit brut a été purifié par chromatographie sur silice en utilisant comme éluant un mélange pentane / diéthyléther (98/2). Le produit a été isolé avec un rendement de 6% (1,6 mg) et contenait moins de 1% de produits d'isomérisation (en utilisant la méthode 4 de CPG).

Exemple 4.2 - Complexe Bis-IMesCe activé par HCl.

On a préparé une solution de Bis-IMesC ₆ (5.0 mg dans 1000 pL de CH2CI2). On a introduit dans un Schlenk sec l'ester (28 mg, 0.1 mmol, 1 équiv.) et EtOAc (10 mL). Une portion (18 pL, 0.0001 mmol, 0.001 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis-IMesCe a ensuite été ajoutée, suivie de l'ajout d'une solution de HCl 1M dans EtOAc (5 pL, 0.005 mmol, 0.05 équiv.). On a laissé agiter le mélange résultant à reflux pendant 4 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l’éthyl vinyl éther.

Après évaporation du solvant, le produit brut a été purifié par chromatographie sur silice en utilisant comme éluant un mélange pentane / diéthyléther (98/2). Le produit a été isolé avec un rendement de 60% ( 15 , 1 mg) et contenait 1 % seulement de produits d'isomérisation (en utilisant la méthode 4 de CPG). Par comparaison avec l’Exemple 4.1, cet exemple démontre que l’ajout d’un acide de Bronsted au mélange réactionnel permet d’augmenter significativement le rendement.

Exemple 4.3 - Exemple de référence sans activation acide.

On a préparé une solution de Bis-IMesCe (5.0 mg dans 1000 pL de CH2CI2). On a introduit dans un Schlenk sec l'amide (26.5 mg, 0.1 mmol, 1 équiv.) et EtOAc (10 mL). Une portion (45 pL, 0.00025 mmol, 0.0025 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis-IMesCe a ensuite été ajoutée. On a laissé agiter le mélange résultant à reflux pendant 4 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l’éthyl vinyl éther.

Il n’y a pas de produit récupéré.

Exemple 4.4 - Complexe Bis-IMesCe activé par HCl.

On a préparé une solution de Bis-IMesCe (5.0 mg dans 1000 pL de CH2CI2). On a introduit dans un Schlenk sec l'amide (26.5 mg, 0.1 mmol, 1 équiv.) et EtOAc (10 mL). Une portion (45 pL, 0.00025 mmol, 0.0025 équiv.) de la solution fraîchement préparée de Bis-IMesCe a ensuite été ajoutée, suivie de l'ajout d'une solution de HCl 1M dans EtOAc (12.5 pL, 0.0125 mmol, 0.125 équiv.). On a laissé agiter le mélange résultant à reflux pendant 4 heures. La réaction a ensuite été interrompue avec de l’éthyl vinyl éther.

Après évaporation du solvant, le produit brut a été purifié par chromatographie sur silice en utilisant comme éluant un mélange pentane / acétate d’éthyle (60/40 à 50/50). Le produit a été isolé avec un rendement de 70% (16,7 mg) et contenait 1% seulement de produits d'isomérisation (en utilisant la méthode 4 de CPG). Par comparaison avec l'Exemple 4.3, cet exemple démontre que l'ajout d'un acide de Bronsted au mélange réactionnel permet d'augmenter significativement le rendement.

Exemple 4.5 - Cyclisation du DEDAM sans activation acide.

toluene, dO Ό

E = C0 ₂ Et

On a préparé une solution de Bis-IMesCe (5.0 mg dans 1000 pL de toluène).

On a introduit dans un schlenk du DEDAM (48.6 pL, 0.2 mmol, 1 équiv.), du mésitylène (9.3 pL, 0.0667 mmol, 1/3 équiv., référence interne) et du toluène (1.64 mL). Un spectre RMN ¹ H a été enregistré à t=0. Une portion (360 pL, 0.002 mmol, 0.01 équiv.) de la solution de catalyseur a été ajoutée. On a laissé agiter le mélange résultant à 80°C.

Des prélèvements ont été effectués et traités par de l'éthyl vinyl éther pour interrompre la réaction. Du CDCb a été ajouté et les spectres RMN ¹ H ont été enregistrés pour mesurer la conversion (calculée à partir des valeurs d'intégration par rapport à la référence interne).

toluene, dO Ό

E = C0 ₂ Et

On a préparé une solution de Bis-IMesC ₆ (5.0 mg dans 1000 pL de toluène).

On a introduit dans un schlenk du DEDAM (48.6 pL, 0.2 mmol, 1 équiv.), du mésitylène (9.3 pL, 0.0667 mmol, 1/3 équiv., référence interne) et du toluène (1.64 mL). Un spectre RMN a été enregistré à t=0. Une portion (360 pL, 0.002 mmol, 0.01 équiv.) de la solution de catalyseur a été ajoutée, suivie de l’ajout d’une solution de HCl 1M dans EtOAc (10 pL, 0.01 mmol, 0.05 equiv.). On a laissé agiter le mélange résultant à 80°C.

Des prélèvements ont été effectués et traités par de l'éthyl vinyl éther pour interrompre la réaction. Du CDCb a été ajouté et les spectres RMN ¹ H ont été enregistrés pour mesurer la conversion (calculée à partir des valeurs d'intégration par rapport à la référence interne). Les résultats des deux précédentes expériences sont rassemblés dans le tableau ci-dessous.

Il ressort de ce tableau qu'en présence de HCl une conversion totale est obtenue au bout de 20 minutes. L'essai de référence, réalisé sans ajout de HCl, n'a pas permis d'atteindre une conversion complète et la conversion maximale (98%) n'a été obtenue qu'au bout de 3 heures. Par ailleurs, on a observé qu'après ajout de CuCl (5 mol%), une conversion totale a été obtenue au bout de 15 minutes seulement. L'ajout d'un acide de Bronsted ou d'un acide de Lewis au milieu réactionnel augmente ainsi significativement le taux de conversion lors des premières minutes de la réaction.

Exemple 4.7 - Cyclisation du 1,7-octadiène sans activation acide.

Bi IM C 1 l%

On a préparé une solution de Bis-IMesCe (5.0 mg dans 1000 pL de toluène).

On a introduit dans un schlenk du l,7-octadiène (29.5 pL, 0.2 mmol, 1 équiv.), du mésitylène (9.3 pL, 0.0667 mmol, 1/3 équiv., référence interne) et du toluène (1.64 mL). Un spectre RMN 'H a été enregistré à t=0. Une portion (360 pL, 0.002 mmol, 0.01 équiv.) de la solution de catalyseur a été ajoutée. On a laissé agiter le mélange résultant à 80°C.

Des prélèvements ont été effectués et traités par de l'éthyl vinyl éther pour interrompre la réaction. Du CDCb a été ajouté et les spectres RMN ¹ H ont été enregistrés pour mesurer la conversion.

Exemple 4.8 - Complexe Bis-IMesCr, activé par HCl.

Bis-IMesC 1 mol%

On a préparé une solution de Bis-IMesCe (5.0 mg dans 1000 pL de toluène).

On a introduit dans un schlenk du l,7-octadiène (29.5 pL, 0.2 mmol, 1 équiv.), du mésitylène (9.3 pL, 0.0667 mmol, 1/3 équiv., référence interne) et du toluène (1.64 mL). Un spectre RMN 'H a été enregistré à t=0. Une portion (360 pL, 0.002 mmol, 0.01 équiv.) de la solution de catalyseur a été ajoutée, suivie de l’ajout d’une solution de HCl 1M dans EtOAc (10 pL, 0.01 mmol, 0.05 équiv.). On a laissé agiter le mélange résultant à 80°C.

Des prélèvements ont été effectués et traités par de l'éthyl vinyl éther pour interrompre la réaction. Du CDCb a été ajouté et les spectres RMN ' H ont été enregistrés pour mesurer la conversion.

Les résultats des deux précédentes expériences sont rassemblés dans le tableau ci-dessous.

Il ressort de ce tableau qu'en présence de HCl une conversion totale est obtenue au bout de 5 minutes. L'essai de référence réalisé sans ajout de HCl n'a permis d'atteindre un taux de conversion de 100% qu'au bout de 30 minutes. Par ailleurs, on a observé un taux de conversion de 100% a été obtenu après ajout de CuCl (5 mol%) au bout 2 minutes seulement. L'ajout d'un acide de Bronsted ou d'un acide de Lewis au milieu réactionnel augmente ainsi signifîcativement le taux de conversion lors des premières minutes de la réaction.

Exemple 4.9 - Cyclisation du DEDAM sans activation acide.

On a préparé une solution de catalyseur 935 (5.0 mg dans 1000 pL de toluène).

On a introduit dans un schlenk du DEDAM (48.6 pL, 0.2 mmol, 1 équiv.), du mésitylène (9.3 pL, 0.00667 mmol, 1/3 équiv., référence interne) et du toluène (1.61 mL). Un spectre RMN a été enregistré à t=0. Une portion (390 pL, 0.002 mmol, 0.01 équiv.) de la solution de catalyseur a été ajoutée. On a laissé agiter le mélange résultant à 80 °C.

Des prélèvements ont été effectués et traités par de l’éthyl vinyl éther pour interrompre la réaction. Du CDCb a été ajouté et les spectres RMN ¹ H ont été enregistrés pour mesurer la conversion (calculée à partir des valeurs d’intégration par rapport à la référence interne).

Exemple 4.10 - Complexe 935 activé par CuCl.

On a préparé une solution de catalyseur 935 (19.5 mg dans 2000 pL de toluène).

On a introduit dans un schlenk du DEDAM (0.49 mL, 2 mmol, 1 équiv.), du mésitylène (93 pL, 0.00667 mmol, 1/3 équiv., référence interne) et du toluène (18 mL). Un spectre RMN ¹ H a été enregistré à t=0. La totalité (0.2 mL, 0.02 mmol, 0.01 équiv.) de la solution de catalyseur a été ajoutée, puis le CuCl (10 mg, 0,10 mmol, 0,05 équiv.) a été ajouté. On a laissé agiter le mélange résultant à 80 °C.

Des prélèvements ont été effectués et traités par de l’éthyl vinyl éther pour interrompre la réaction. Du CDCb a été ajouté et les spectres RMN ¹ H ont été enregistrés pour mesurer la conversion (calculée à partir des valeurs d’intégration par rapport à la référence interne).

Les résultats des deux précédentes expériences sont rassemblés dans le tableau ci-dessous.

Il ressort de ce tableau qu'en présence de CuCl une conversion totale est obtenue au bout de 5 minutes. L'essai de référence réalisé sans ajout de CuCl n'a permis d'ateindre un taux de conversion de plus de 95% qu' après 4h. L'ajout d'un acide de Lewis au milieu réactionnel augmente ainsi significativement la vitesse de la réaction.