La présente invention a pour objet un procédé de synthèse de composé aryle vinylique ou allylique à partir d'une réaction de couplage hétérogène par voie de type électrolytique entre des composés aryliques et des composés vinyliques ou des composés allyliques.

Elle vise plus particulièrement l'utilisation des sels de cobalt, notamment cobalteux, comme catalyseurs du couplage électrochimique entre un dérivé arylique et un dérivé vinylique en présence d'un métal à l'état métallique, ou élémentaire.

Le couplage entre dérivés vinyliques et les dérivés aryliques pour donner des dérivés aryles vinyliques n'est quasiment pas décrit. Le seul document qui en fasse état est la communication publiée dans le Tetrahedron, volume 48, n° 4, pages 719 à 726, où une réaction de ce type est décrite en présence de sels de palladium Il supportés sur une montmorillonite silylée. Aucun mécanisme n'est proposé, et l'absence d'éléments décrits ci-dessus ne permet pas de proposer même une équation réactionnelle équilibrée car toutes les équations réactionnelles proposées, dès lors qu'on les complète, conduisent à des apories.

Ces réactions permettraient toutefois des accès faciles et particulièrement intéressants à des dérivés complexes utiles, notamment dans les activités de pharmacie et d'agrochimie.

C'est pourquoi un des buts de la présente invention est de fournir un procédé de couplage entre dérivés vinyliques et dérivés aryliques qui ne nécessite pas l'utilisation de catalyseurs coûteux. Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé du type précédent qui donne de bons rendements.

Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé du type précédent qui soit doublement ipso, la liaison entre la molécule vinylique et la

molécule arylique étant réalisée à l'endroit où se trouvaient les deux groupes partants.

Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui donne peu de réactions parasites ; notamment une réaction qui donne peu de couplage symétrique et qui donne peu de réductions pour conduire à des composés hydrogénés en lieu et place des groupes partants.

Le couplage entre dérivés allyliques et les dérivés aryliques pour donner des dérivés aryles allyliques, quant à lui, n'est quasiment pas décrit.

Ces réactions permettraient toutefois des accès faciles et particulièrement intéressants à des dérivés complexes utiles, notamment dans les activités de pharmacie et d'agrochimie.

C'est pourquoi un autre but de la présente invention est de fournir un procédé de couplage entre dérivés allyliques et dérivés aryliques qui ne nécessite pas l'utilisation de catalyseurs coûteux. Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé du type précédent qui donne de bons rendements.

Un-autre but de la présente invention est de fournir un procédé du type précédent qui soit doublement ipso (ici, l'ablatif du latin"ipse"est utilisé pour indiquer que la fonctionnalisation se fait sur le même carbone que celui qui portait le groupe partant), la liaison entre la molécule porteuse de l'insaturation, notamment allylique, voire homoallylique, et la molécule arylique étant réalisée à l'endroit où se trouvaient les deux groupes partants.

Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui donne peu de réactions parasites ; notamment une réaction qui donne peu de couplage symétrique et qui donne peu de réduction pour conduire à des composés hydrogénés en lieu et place des groupes partants.

Un autre but de la présente invention est de fournir une réaction qui puisse être facilement réalisée à grande échelle et qui ne nécessite pas l'utilisation de courant électrique ni une technique électrolytique stricto sensu.

Ces buts, et d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints au moyen d'un procédé d'hétérocouplage, entre un (pseudo) halogénure d'aryle et un porteur d'une insaturation éthylénique et d'un groupe partant, avantageusement un ester, voire un éther, notamment d'allyle et de vinyle, qui consiste à

soumettre les deux substrats à une réduction au moyen d'un métal à l'état élémentaire en présence de cobalt cobalteux.

Quoiqu'une explication possible de cette réaction soit une réaction mettant en jeu une micropile sur une particule de métal réducteur, elle a lieu sans apport de courrant extérieur, et ne peut donc être une réaction d'électrolyse. Compte tenu de ce qui précède, les conditions opératoires sont considérées comme non électrolytiques.

Le métal à l'état élémentaire peut être un alliage à condition que l'alliage soit suffisamment électroréducteur.

Le potentiel redox dudit métal est tel que ce dernier soit aussi ou plus réducteur que le zinc.

II n'est pas toujours facile trouver des tables de potentiel rédox pour certain solvant non aqueux. Aussi convient-il de mentionner que l'on pourra en première approximation pour l'ordre de pouvoir réducteur des métaux et alliage, se reporter aux échelles pouvoir réducteur établies à partir de valeurs de potentiel de réduction standard. (Pour ces échelles on pourra se référer aux diverses éditions du « handbook of chemistry and physics »).

Le potentiel rédox du zinc est donné comme 0,76 volt [plus précisément -0, 7628 volt pour la réaction de réduction de l'ion zincique (Zn++ + 2 e~---Zn°)] par rapport à l'électrode à l'hydrogène. On considérera comme entrant dans le domaine de l'invention les métaux et alliage plus réducteur que l'hydrogène et dont le potentiel (mesuré dans l'eau) en valeur absolue est au moins égal à 0,7.

Les métaux et alliages plus réducteur que le zinc ont un potentiel au moins égal à 0, 8volt en valeur absolue.

Le zinc lui-même peut être utilisé notamment pour la copulation avec les dérivés allyliques, mais, notamment pour la copulation avec les dérivés vinyliques il est préférable d'utiliser des métaux plus réducteurs (potentiel en valeur absolue au moins égal à 0,8, avantageusement à 0,9, de préférence à 1V). Lorsqu'ils sont plus réducteurs que le manganèse (~l1 l V), ces métaux ou alliages sont avantageusement utilisé en présence de sels manganeux (Mn++), ces derniers étant avantageusement en concentration choisie dans le même domaine de concentration que celui défini ci-après pour le cobalt, de préférence en quantité molaire au moins égale à celle des sels cobalteux.

Les métaux très électroréducteurs comme le magnésium (-12, 3751 V), et l'aluminium sont à éviter seul ; la présence d'ion manganeux réduit leurs inconvénients ; il est toutefois préférable de les éviter ainsi que les autres métaux très réducteurs (c'est-à-dire au moins aussi réducteurs que l'un au moins de ces éléments) tels que les alcalins et les autres alcalino-terreux.

On peut utiliser le manganèse comme métal, au quel cas le métal en se dissolvant au cours de la réaction assurera une bonne stabilité du potentiel au voisinage de la surface métallique et il sera de peu d'intérêt d'ajouter des ions manganeux au mélange réactionnel.

Ainsi lorsque le métal est choisi parmi les métaux (ou les alliages) plus électroréducteurs que le manganèse, il est avantageux que le milieu contienne des ions manganeux, avantageusement à une concentration comprise entre 2 x 10-3 et 10-1 M (bornes comprises).

La quantité de métal à utiliser est avantageusement au moins égal à la quantité stoechiométrique, de préférence au moins à 1,5 fois et même à 2 fois.

Le métal est avantageusement sous une forme divisée grenaille tournure et surtout poudre.

II est préférable de prévoir un réactif réputé dépassivant le métal (iode ou acide voir infra).

Selon un autre aspect de l'invention, il a également été. montré que la présence d'acide, avantageusement organosoluble, permettait l'amélioration significative des rendements.

Ces acides peuvent notamment être des acides carboxyliques, acides gras ou acides halogénés, et même perhalogénés. Les acides perfluorés présentent un intérêt particulier en raison de leur solubilité dans les phases organiques et de leur acidité relativement forte.

S'il y a besoin d'acidité, il convient alors d'en maîtriser la quantité utilisant les acides que l'on a mentionnés ci-dessus, et notamment les acides carboxyliques tels que l'acide trifluoroacétique et l'acide acétique lui-même. Les acides gras peuvent également être utilisés, qu'ils soient perhalogénés (en général perfluorés) ou non sur le carbone porteur de la fonction carboxylique.

La concentration en acide est avantageusement au moins égale à 10-3 M, avantageusement 5 x 10'3 M. La valeur supérieure est essentiellement limitée

par la quantité de métal ou de l'alliage métallique dans le milieu. La quantité d'acide doit être métal ou de l'alliage, inférieure à celle qui est nécessaire pour dissoudre la totalité du métal ou de l'alliage métallique du et laisser suffisamment de métal ou de l'alliage métallique pour la réaction.

Selon la présente invention, il a été possible de remplacer en des quantités équivalentes (exprimées en mole) par de l'iode (is).

En général, que ce soit de l'iode ou des acides, il est préférable de se placer à un niveau relativement faible pour éviter les réactions parasites, notamment la formation de l'hydrocarbure en lieu et place du produit de couplage désiré. Aussi généralement utilise-t-on des quantités d'acide ou d'iode inférieures à 10%, de l'aromatique constituant l'un des substrats précurseur du produit de couplage exprimé en mole, avantageusement au plus égales à 5%.

Bien que la forme du cobalt au voisinage du métal à l'état élémentaire n'ait pas été complètement élucidée, on a pu montrer que la présence d'agents coordinants du cobalt se révélait importante et permettait de modifier très significativement les rendements. Il se pourrait que cette présence puisse avoir un rôle sur l'éventuelle coordination entre l'insaturation éthyléniques et le cobalt.

En rappelant qu'un ester est défini comme le produit de condensation entre un porteur d'une fonction hydroxyle et un acide de Bronstedt c'est à dire un porteur d'un hydrogène acide avec élimination d'eau, on en déduit que les ester visé peuvent être des halogénures (surtout plus lourds que les fluorures), des sulfates, des sulfonates, des phosphates, des phosphonates et des carboxylates, ces derniers sont préférés.

L'insaturation est avantageusement proche de l'atome qui fut porteur de l'hydrogène acide, c'est-à-dire que ledit atome porteur est avantageusement en position vinylique (L n'est alors d'une liaison simple), allylique (L est un maillon méthylène, éventuellement substitué), ou même homoallylique (L est un maillon éthylène, éventuellement substitué) ; de préférence en position vinylique ou allylique.

La réaction peut être écrite grossièrement de la manière ci-après :

Les électrons sont ici fournis par le métal ou l'alliage utilisé.

Formules dans laquelle L représente un bras divalent assurant le lien entre l'insaturation vinylique et le reste de l'acide (noté ici Y) après avoir ignoré l'hydrogène. Ainsi lorsque l'ester est vinylique, L est un néant,-L-symbolisant alors la liaison simple liant Y et l'insaturation vinylique. Lorsque-L-représente autre chose q'une liaison simple, avantageusement L est un groupe alcoylène ; de préférence éthylène ou méthylène, plus préférentiellement méthylène. Dans ce dernier cas l'ester est allylique.

Formules dans laquelle Y correspond à un groupe partant susceptible d'exister sous la forme Y'tel que phénate, voire alcoolate, mais avantageusement choisi parmi les halogènes et les. carboxylates lato sensu et les pseudohalogènes il est souhaitable qu'il soit tel que l'acide YH présente un pKa (mesuré dans l'eau) au plus égal à 9, avantageusement à 7, de préférence à 5. Il est avantageusement choisi parmi les halogènes et les carboxylates lato sensu et les (pseudo) halogènes.

Le cas où Y est tel qu'il forme un éther avec les composés porteurs d'une double-liaison éthylénique n'est guère à considérer que lorsque l'on vise le couplage aryle-allyle.

On entend désigner par pseudohalogène, un groupement dont le départ conduit à un anion oxygéné, la charge anionique étant portée par l'atome de chalcogène (en général oxygène) et dont l'acidité est au moins égale à celle de l'acide acétique, avantageusement à la seconde acidité de l'acide sulfurique et de préférence à celle de l'acide trifluoroacétique. Pour se placer sur l'échelle des acidités, il convient de faire référence aux pKa pour les acidités moyennes à fortes depuis les acides carboxyliques jusqu'à l'acide acétique et de se placer sur l'échelle des constantes de Hammett à partir de l'acide trifluoroacétique.

Par carboxylate lato sensu il faut entendre tout radical tel que sa forme anionique comporte la séquence atomique-CO-O' ; ainsi sont visées non

seulement les fonctions carboxylates liées à un atome de carbone (ces derniers sont toutefois préférés), mais aussi les acides carbamiques et les alcoylcarbonates. Les plus couramment utilisés sont les acides à radical arylique (tel que l'acide benzoïque) ou les acides à radical aliphatique (c'est-à-dire dont la fonction carboxylique est portée par un carbone d'hybridation sp3, avantageusement lequel carbone n'est lui-même relié qu'à des carbones ou des hydrogènes, comme c'est le cas dans les acides alcanoïques). II est à noter que la fonction acide peut être fournie par le porteur d'une insaturation et former ainsi un dérivé cyclique tel que les lactones vinyliques ou allyliques.

II est préférable que les groupes (Y ou X) partant, lorsqu'ils sont organiques, présentent au plus de 10 atomes de carbones, de préférence au plus 4.

Si l'on veut éviter toute réaction parasite, il est préférable d'éviter que les substituants comportent des hydrogènes réactifs tels que les hydrogènes sur les amides (qui sont donc avantageusement protégés ou peralcoylés) ou sur un oxygène.

Formules dans lesquelles R1, R2 et R3, différents ou non, sont choisis parmi l'hydrogène, les fonctions plus difficilement réductibles que la fonction Y et parmi les radicaux hydrocarbonés en particulier alcoyles et aryles.

Ainsi, parmi les fonctions plus difficilement réductibles que Y, l'on peut citer, lorsque Y forme un ester, les fonctions éther, les fonctions carboxyliques (reliées ou non au reste de la molécule par le carbone), les fonctions parmi lesquelles Y est choisi à la condition que ces fonctions soient moins réductibles que Y.

L'ordre de réductibilité peut être aisément déterminé dans les conditions opératoires par des expériences de routine. A titre purement indicatif, l'on peut relever que pour ce qui concerne les halogénures, plus le nombre atomique est élevé, plus l'halogénure est réductible et d'une manière plus générale (et plus grossière), plus l'acide correspondant au groupe partant est fort, plus l'ester de vinyle correspondant est réductible, (il faut toutefois faire attention au fait que les anions peuvent être eux-mêmes réduits et occasionner des réactions parasites).

Parmi les groupes relativement réductibles pour lesquels il convient de faire attention, on peut citer les groupes perfluorés ; une des solutions est de jouer sur la densité de courant et donc ici sur le potentiel du métal ou alliage utilisé.

Les radicaux hydrocarbonés sont de préférence, soit de nature aromatique, soit de nature aliphatique, c'est-à-dire que le carbone assurant le lien avec le reste de la molécule est d'hybridation sp3 ; ces radicaux aliphatiques sont en général des alcoyles (alcoyle est pris dans son sens étymologique d'un alcool dont on a enlevé la fonction OH), y compris aralcoyles. II convient de signaler que les radicaux hydrocarbonés présentant une double-liaison conjuguée avec la double-liaison ne donnent que des résultats fort médiocres.

Pour être efficace, il est souhaitable que le cobalt soit présent à une concentration minimale d'au moins 10-3 M.

Pour être économique, il est préférable que le cobalt ne soit point trop concentré, aussi préfère-t-on que la teneur en cobalt soit au plus égale à 0,2 M.

Le milieu réactionnel comporte avantageusement un solvant, ce solvant doit être suffisamment polaire pour dissoudre les métaux ou plus exactement les sels de métaux utilisés, et il doit être suffisamment lipophile pour dissoudre, au moins en partie, les substrats dont on veut former l'aryle vinylique.

Il est préférable d'utiliser des solvants qui soient suffisamment peu acides, pour que les réactions avec l'hydrogène soient aussi peu marquées que possible. Ainsi, les alcools primaires sont trop acides.

Plus spécifiquement, on préférera les solvants dits aprotiques polaires tels que par exemple, seuls ou en mélange : les solvants purement oxygénés en particulier les éthers, de préférence les polyéthers tels que le diméthoxy-1, 2-éthane ou des éthers cycliques tels que le THF ou dioxane ; 'des amides ou des urées (DMF, N-méthylpyrrolidone-2, imidazolidone, tétraméthylurée, diméthoxypropylène-urée, etc. ) ; des sulfones (par exemple sulfolan) ou des sulfoxydes (tels que le DMSO) ; et, dans la mesure où ils sont liquides dans les conditions opératoires, des dérivés azotés, hétérocycles azotés, notamment pyridine et des composés à fonction nitrile (pour ceux qui sont préférés, voir ci-après) ; et, dans la mesure où ils sont liquides dans les conditions opératoires, des agents complexants (éther couronne, HMPT, tris- (dioxa-3, 6-heptyl) amine (TDA-1)) qui améliorent la bonne marche de la réaction par l'augmentation de

la conductivité, l'augmentation de la réactivité de l'anion, la prévention du dépôt métallique à la cathode.

Sans que cette explication soit limitative, il semblerait que ces phénomènes avantageux soient corrélés à l'aptitude à complexer les cations métalliques ou en mélange.

Comme on l'a indiqué précédemment, les solvants utilisés peuvent eux-mêmes jouer le rôle de complexants ou de coordinants. Ils peuvent notamment, et cela est avantageux, présenter une ou plusieurs des fonctions de coordination mentionnées ci-dessus.

Le solvant peut être un mélange d'un solvant apolare et d'un solvant polaire tel que défini ci dessus par l'indice donneur.

Pour faciliter la séparation des produits d'avec les milieux réactionnels, il est préférable que ledit solvant présente un point d'ébullition sensiblement différent du composé à synthétiser et du composé de départ.

Usuellement pour faciliter la réaction et améliorer la conductivité du milieu, on utilise en général des électrolytes salins parfois appelés sels de fond, éventuellement modifiés par la présence d'agents complexants. Ces électrolytes sont choisis de manière à ne pas perturber les réactions à l'anode et à la cathode. Cette dernière est avantageusement inerte. Toutefois, dans la présente invention, compte tenu fait que la réaction semble se passer par la formation de pile microscopique au voisinage de la surface du métal, la présence de sel de fond n'apporte pas d'avantages marqués tout en rendant plus lourds le traitement du mélange réactionnel.

Aussi selon l'une des mises en oeuvre les plus économiques de la présente invention, on utilise comme sel de fond, les sels formés par la dissolution des métaux utilisés.

Les anions introduit dans le mélange réactionnel (notamment avec les sels de cobalt et ou de manganèse) peuvent être des anions usuels pour les électrolytes indifférents, mais il est préférable qu'ils soient choisis parmi ceux dégagés par la réaction, essentiellement des halogénures, soit par exemple par des anions complexes de type BF4, PF6-, Cl04. Parmi les anions préférés, on peut citer ceux qui sont issus des acides fluorés ou leurs imides (TFSI, triflate, etc. ). A titre indicatif, il convient de signaler que le DMF, utilisé avec comme sel

de fond le tétrafluoroborate de tétrabutylammonium à la concentration de 0,01 M, a donné de bons résultats.

Ladite réaction peut être menée à de nombreuses températures, mais il est préférable de mener cette électrolyse à une température au plus égale à 100° et au plus égale à la température d'ébullition du solvant.

Un intervalle donnant de bons résultats est l'intervalle entre 0 et 50°C ; il s'agit d'intervalle fermé, c'est-à-dire comportant les bornes.

La pression à peu d'importance sur la réaction, sauf si l'un des réactifs ou le solvant présentent des points d'ébullition particulièrement bas.

Toutefois, pour des raisons pratiques, on préfère se placer à la pression atmosphérique du lieu où l'on se trouve.

Dans le cas mentionné ci-dessus où l'un des constituants du milieu réactionnel est particulièrement volatil et où l'on désire maintenir ce constituant dans le milieu réactionnel, il est alors possible d'augmenter la pression ; cette pression est en général alors une pression autogène résultant de la réaction dans une enceinte fermée.

Les substrats aryliques (Ar-X) susceptibles d'être copulés avec les composés porteurs d'une insaturation éthylénique selon la présente invention représentent une large palette de composés. Les halogénures sont en général des halogénures correspondant aux halogènes relativement lourds, c'est-à-dire aux halogènes plus lourds que le fluor (iodure, bromure chlorure).

On peut également donner comme indication que lorsque l'halogène est lié à un noyau aromatique appauvri en électrons, il est préférable d'utiliser comme halogène des bromes ou des chlores, les chlores étant réservés aux noyaux particulièrement appauvris en électrons. La condition est quasiment toujours remplie par les hétérocycles à six chaînons ; mais dans le cas des substrats hexacycliques aryliques homocycliques, pour utiliser un chlorure, il est préférable que la somme des constantes de Hammett ap (sigma p) des substituants (compte non tenu d'halogénure partant) soit au moins égale à 0,4, de préférence à 0,5. En revanche, les noyaux particulièrement enrichis en électrons peuvent utiliser comme halogénure, de l'iode.

Les meilleurs résultats sont ceux obtenus à partir d'aromatiques chlorés (X est chlore) déprimé en électrons.

Pour plus de détails sur les constantes de Hammett, on peut par exemple se référer à la troisième édition du manuel écrit par monsieur le professeur Jerry March"Advanced organic chemistry" (pages 242 à 250) et édité par John Wiley and sons.

Les hétérocycles à cinq chaînons et comportant comme hétéroatome un chalcogène (tel le furanne et le thiophène), donnent également des résultats acceptables.

Ainsi que cela a été évoqué précédemment, l'appauvrissement en électrons du noyau peut être dû, soit à la présence de groupes électroattracteurs comme substituants (notamment ceux qui sont désignée par R, RI', R2', R3') dans les formules données ci après), soit, dans le cas des noyaux à six chaînons, par le remplacement d'un carbone par un hétéroatome. En d'autres termes, le noyau appauvri en électrons peut être un noyau hétérocyclique à six chaînons, notamment les noyaux hétérocycliques présentant un atome de la colonne de l'azote et plus particulièrement l'azote.

Parmi les groupes électroattracteurs (notamment ceux qui peuvent être désignés par R, RI', R2', R3'dans les formules données ci après) conduisant à de bons résultats, il convient de citer les groupements acyles, les groupements nitriles, les groupements sulfones, les groupements carboxylates, les groupements trifluorométhyles ou plus généralement les groupements perfluoroalcoyles et les halogènes de rang moins élevé que l'halogénure, qui sera remplacé par le radical allylique.

Parmi les groupes donneurs (notamment ceux qui peuvent être désignés par R, RI', R2', R3'dans les formules données ci après), c'est-à-dire donnant des résultats médiocres avec le chlore mais bons avec le brome, on peut citer les groupements alcoyloxyles, les groupements alcoyles, les groupements amines et dialcoylamines.

Les substituants aryliques (notamment ceux qui peuvent être désignés par R, RI', R2', R3'dans les formules données ci-après) sont faiblement électro- attracteurs et ne modifient pas significativement les propriétés du radical arylique.

Le dérivé aromatique substrat du présent procédé répond avantageusement à la formule suivante :

où : - Z représente un chaînon trivalent choisi parmi un maillon de formule-C (R1) =, et un atome de la colonne V, avantageusement un azote ; - R représente un éventuel substituant quelconque dont les valeurs sont détaillées ultérieurement ; - X représente l'halogène, voire le pseudohalogène (à condition que son acidité sur l'échelle de Hammett soit au mois égale à celle du chlore) partant ; - A représente, soit un maillon divalent choisi soit parmi les groupes ZH, soit parmi les chalcogènes avantageusement d'un rang au moins égal à celui du soufre, soit parmi les groupes insaturés divalents à deux chaînons -C R2=CR3-, N=CR2-;-CR2=N-.

Dans la mesure où ils sont portés par des atomes contigus, deux des radicaux R, Ri', R2', R3'peuvent être reliés pour former des cycles.

Ainsi les aryles peuvent être notamment de formule : où : - Zi est choisi parmi les mêmes significations que celles données pour Z ; - les radicaux R, R1', R2', R3'sont choisis parmi l'hydrogène et les substituants mentionnés ci-dessus et notamment : les groupes électro-attracteurs, en particulier les groupements acyles, les groupements nitriles, les groupements sulfones, les groupements carboxylates, les groupements trifluorométhyles, ou plus généralement les groupements perfluoroalcoyles et les halogènes de rang moins élevé que l'halogénure qui sera transformé en produit de couplage ; les groupes donneurs, notamment les groupements aryloxyles, alcoyloxyles, les groupements hydrocarbyles tels qu'aryle et alcoyle (ce

dernier mot étant pris dans son acception étymologique), les groupements amines, y compris les mono et disubstitués par des groupes hydrocarbonés alcoylamines.

II est souhaitable que les substrats Ar-X présentent au plus 50 atomes de carbone, avantageusement au plus 30 atomes de carbone, de préférence au plus 20 atomes de carbone. II en va de même avec les substrats présentant ladite double liaison.

Parmi les substrats particulièrement intéressants figurent les halogénures, de préférence chlorures d'aryles, portant notamment en position méta, un carbone aliphatique (c'est à dire sp) portant au moins deux fluors. Par exemple les halogénures, de préférence chlorures de trifluorométhylaryles.

II est préférable que le cobalt soit coordiné, toutefois les conditions optimales de coordination sont un peu différentes pour les esters de vinyle d'une part et pour les autres esters, notamment d'allyle, d'autre part.

La présente description s'intéresse maintenant plus spécifiquement a la mise en oeuvre dans laquelle l'ester est vinylique ; dans ce cas, L est un néant et donc-L-est une liaison simple : l'équation ci dessus devient alors : <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> R2\/R1 R2/1 <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Ar-X + R2 Rl <BR> <BR> R3 Y R3 Ar Le vinyle siège de la réaction ne donne que des résultats fort médiocres lorsqu'il est conjugué avec une double-liaison éthylénique (voire acétylènique ; l'effet négatif est bien moindre pour une conjugaison avec un noyau aromatique) pour donner un squelette butadiène.

En général, le nombre de carbones du dérivé vinylique est inférieur à cinquante, avantageusement à trente.

En effet, au cours d'études qui ont mené à la présente invention, il a été montré qu'en présence de cobalt, le couplage ci-dessus avait lieu avec de bons rendements.

Bien que la forme du cobalt au voisinage du métal à l'état élémentaire n'ait pas été complètement clarifiée, on a pu montrer que la présence d'agents coordinants du cobalt se révélait importante et permettait d'augmenter très

significativement les rendements. II se pourrait que cette présence puisse avoir un rôle sur l'éventuelle coordination entre l'insaturation éthyléniques et le cobalt.

Quoiqu'un effet puisse être mis en évidence lorsqu'on utilise des solvants ayant la propriété de coordonner le cobalt, il est préférable d'utiliser des agents de coordination spécifiques.

Si l'on revient sur les agents ou agents de solvatation qui permettent d'améliorer significativement le rendement, on peut indiquer que l'on peut utiliser des composés présentant un indice donneur élevé. Plus précisément, on peut indiquer qu'il est préférable que l'indice donneur D de ces solvants, ou de ces agents de solvatation, soit supérieur ou égal à 10, de préférence inférieur ou égal à 30, avantageusement compris entre 20 et 30, les bornes étant comprises.

Ledit indice donneur correspond au AH (variation d'enthalpie) exprimé en kilocalories de l'association dudit solvant aprotique polaire ou dudit coordinant avec le pentachlorure d'antimoine.

Ceci est décrit plus précisément dans l'ouvrage de Christian Reichardt : « Solvents and Solvent effects in organic chemistry »-VCH, page 19,1988. A cette page, on trouve la définition de l'indice donneur exprimé en termes anglo- saxons par « donor number ».

Les résultats sont meilleurs si l'atome coordinant le cobalt dans ledit solvant ou agent de solvatation est un atome de la colonne de l'azote, et avantageusement l'azote lui-même.

Lorsqu'on utilise un agent de coordination spécifique, qui ne joue pas le rôle de solvant, on peut citer les fonctions, ou groupement, pyridine, nitrile, phosphine, stibine et imine.

Pour être efficace, il est souhaitable que le cobalt soit présent à une concentration minimale d'au moins 10-3 M.

Pour être économique, il est préférable que le cobalt ne soit point trop concentré, aussi préfère-t-on que la teneur en cobalt soit au plus égale à 0,2 M.

Le milieu réactionnel comporte avantageusement un solvant, ce solvant doit être suffisamment polaire pour dissoudre les métaux ou plus exactement les sels de métaux utilisés, et il doit être suffisamment lipophile pour dissoudre, au moins en partie, les substrats dont on veut former l'aryle vinylique.

Il est préférable d'utiliser des solvants qui soient suffisamment peu acides, pour que les réactions avec l'hydrogène soient aussi peu marquées que possible. Ainsi, les alcools primaires sont trop acides.

Plus spécifiquement, on préférera les solvants dits aprotiques polaires tels que par exemple, seuls ou en mélange : les solvants purement oxygénés en particulier les éthers, de préférence les polyéthers tels que le diméthoxy-1,2-éthane ou des éthers cycliques tels que le THF ou dioxane ; des amides ou des urées (DMF, N-méthylpyrrolidone-2, imidazolidone, tétraméthylurée, diméthoxypropylène-urée, etc. ) ; des sulfones (par exemple sulfolan) ou des sulfoxydes (tels que le DMSO) ; et, dans la mesure où ils sont liquides dans les conditions opératoires, des dérivés azotés, hétérocycles azotés, notamment pyridine et des composés à fonction nitrile (pour ceux qui sont préférés, voir ci-après) ; et, dans la mesure où ils sont liquides dans les conditions opératoires, des agents complexants (éther couronne, HMPT, tris-(dioxa-3, 6-heptyl) amine (TDA-1)) qui améliorent la bonne marche de la réaction par l'augmentation de la conductivité, l'augmentation de la réactivité de l'anion, la prévention du dépôt métallique à la cathode.

Sans que cette explication soit limitative, il semblerait que ces phénomènes avantageux soient corrélés à l'aptitude à complexer les cations métalliques ou en mélange.

Comme on l'a indiqué précédemment, les solvants utilisés peuvent eux-mêmes jouer le rôle de complexants ou de coordinants. Ils peuvent notamment, et cela est avantageux, présenter une ou plusieurs des fonctions de coordination mentionnées ci-dessus.

Le solvant peut être un mélange d'un solvant apolare et d'un solvant polaire tel que défini ci dessus par l'indice donneur.

Lorsque le solvant n'est pas en lui-même un complexant du cobalt suffisamment fort pour obtenir des résultats optimaux, il est alors souhaitable d'utiliser un des complexants spécifiques du cobalt, avantageusement polydentés, le plus souvent bidentés. Comme fonctions jouant le rôle de dents, il

convient de citer les nitriles (de préférence aromatiques et/ou bidentés) ou bien les pyridines et les dérivés du noyau pyridine, tels que la quinoléine.

Ainsi les bipyridyles (o, o'), étant bidentés, donnent également de très bons résultats comme coordinant distinct du solvant. Les complexants préférés sont ceux qui ne portent pas de charge, surtout négative, sur l'atome, ou les atomes porteurs de la liaison, coordinant le cobalt ; il est également préférable que lorsque ledit complexant porte une charge, celle-ci soit située par la voie la plus courte à au moins 4, et même avantageusement à au moins 5 atomes, de préférence 6, surtout lorsque ladite charge est négative. Ainsi les cyanures ne sont pas souhaitables comme complexant du cobalt.

Pour obtenir des résultats et des rendements améliorés, il est préférable que le rapport (coordinant (s)/cobalt) entre coordinant (s), exprimé en mole pour les monodentés et en équivalent pour les polydentés et les ions cobalt (exprimé en moles) soit au moins égal à 0,5 ; avantageusement à 1, de préférence à 2, plus préférentiellement à 4.

Pour faciliter la séparation des produits d'avec les milieux réactionnels, il est préférable que ledit solvant présente un point d'ébullition sensiblement différent du composé à synthétiser et du composé de départ.

Ladite électrolyse peut être menée à de nombreuses températures, mais il est préférable de mener cette réaction à une température au plus égale à 100° et au plus égale à la température d'ébullition du solvant.

Un intervalle donnant de bons résultats est l'intervalle entre 0 et 50°C ; il s'agit d'intervalle fermé, c'est-à-dire comportant les bornes.

La pression à peu d'importance sur la réaction, sauf si l'un des réactifs ou le solvant présentent des points d'ébullition particulièrement bas.

Toutefois, pour des raisons pratiques, on préfère se placer à la pression atmosphérique du lieu où l'on se trouve.

Dans le cas mentionné ci-dessus où l'un des constituants du milieu réactionnel est particulièrement volatil et où l'on désire maintenir ce constituant dans le milieu réactionnel, il est alors possible d'augmenter la pression ; cette pression est en général alors une pression autogène résultant de la réaction dans une enceinte fermée.

Avantageusement l'ester de vinyle est de formule (II) suivante :

(Form u le I I) Un autre but de la présente invention est de fournir un milieu utilisable pour réaliser l'électrolyse et conduisant à des hétérocouplages. Ce but a été atteint au moyen d'une composition, comportant au moins : un sel de cobalt, un solvant conducteur, ou rendu conducteur, et 'un coordinant du cobalt, un ester de vinyle.

Le solvant et l'agent coordinant du cobalt peuvent constituer une seule et même entité, et même un seul composé lorsque le solvant est un composé unique.

La teneur en cobalt est avantageusement comprise entre et 2. 10-3 et 10-1 M, de préférence entre 5. 10-3 et 5. 10-2 M (intervalle fermé, c'est-à-dire comportant les bornes). Lorsque l'on utilise des anodes solubles en cobalt, les valeurs supérieures limites peuvent être dépassées.

Ladite composition comporte en outre un halogénure d'aryle, dont les caractéristiques chimiques préférées seront détaillées ultérieurement.

Cet halogénure d'aryle est avantageusement présent à une concentration de 0,1 à1 M.

II est souhaitable que le rapport molaire (espèces dissoutes) cobalt sur ester vinylique aille de 10-2 à 1/2, de préférence de 0,05 à 0,2 (intervalle fermé, c'est-à-dire comportant les bornes). Les valeurs limites importantes sont les valeurs minimales. En cas d'utilisation d'anode soluble en cobalt, ces valeurs peuvent être dépassées.

Il est également avisé que le rapport molaire (bien entendu espèces) ester de vinyle sur halogénure arylique soit au moins égal à 1 et avantageusement à 1,5, de préférence à 2 et soit au plus égal à5, avantageusement à 4, de préférence à 3. Ainsi, il convient usuellement, de manière que ce rapport aille de 1 à 5 (intervalle fermé, c'est-à-dire comportant les bornes). L'homme du métier optimisera ce paramètre, notamment en fonction de la nature de Y et de l'aromatique avec lequel on veut condenser le vinylique.

Les substrats aryliques susceptibles d'être couplés avec les vinyles selon la présente invention représentent une large palette de composés. Les halogénures sont en général des halogénures correspondant aux halogènes relativement lourds, c'est-à-dire aux halogènes plus lourds que le fluor ; ces substrats sont notés par la formule (I) : Ar-X (Formule I) On peut également donner comme indication que lorsque l'halogène est lié à un noyau aromatique appauvri en électrons, il est préférable d'utiliser comme halogène des bromes ou des chlores, les chlores étant réservés aux noyaux particulièrement appauvris en électrons. La condition est quasiment toujours remplie par les hétérocycles à six chaînons ; mais dans le cas des substrats hexacycliques aryliques homocycliques, pour utiliser un chlorure, il est préférable que la somme des constantes de Hammett ap des substituants (compte non tenu d'halogénure partant) soit au moins égale à 0,4, de préférence à 0,5.

En revanche, les noyaux particulièrement enrichis en électrons peuvent utiliser comme halogénure, de l'iode.

Pour plus de détails sur les constantes de Hammett, on peut par exemple se référer à la troisième édition du manuel écrit par monsieur le professeur Jerry March'Advanced organic chemistry" (pages 242 à 250) et édité par John Wiley and sons.

Les hétérocycles à cinq chaînons et comportant comme hétéroatome un chalcogène (tel le furanne et le thiophène), donnent également des résultats acceptables.

Ainsi que cela a été évoqué précédemment, l'appauvrissement en électrons du noyau peut être dû, soit à la présence de groupes électroattracteurs comme substituants, soit, dans le cas des noyaux à six chaînons, par le remplacement d'un carbone par un hétéroatome. En d'autres termes, le noyau appauvri en électrons peut être un noyau hétérocyclique à six chaînons, notamment les noyaux hétérocycliques présentant un atome de la colonne de l'azote et plus particulièrement l'azote.

Parmi les groupes électroattracteurs conduisant à de bons résultats, il convient de citer les groupements acyles, les groupements nitriles, les groupements sulfones, les groupements carboxylates, les groupements

trifluorométhyles ou plus généralement les groupements perfluoroalcoyles et les halogènes de rang moins élevé que l'halogénure, qui sera remplacé par le radical vinylique.

Parmi les groupes donneurs, c'est-à-dire donnant des résultats médiocres avec le chlore mais bons avec le brome, on peut citer les groupements alcoyloxyles, les groupements alcoyles, les groupements amines et dialcoylamines. formule l' Le dérivé aromatique substrat du présent procédé répond avantageusement à la formule suivante : où : - Z représente un chaînon trivalent-C (Ri') =, un atome de la colonne V, avantageusement un azote ; - X représente l'halogène partant ; - A représente, soit un maillon choisi soit parmi les groupes ZH, soit parmi les chalcogènes avantageusement d'un rang au moins égal à celui du soufre, soit parmi les groupes insaturés divalents à deux chaînons CR2'=CRS', N=CR2' CR2=N.

Dans la mesure où ils sont portés par des atomes contigus, deux des radicaux R, R1, R2, R3 peuvent être reliés pour former des cycles.

Les substituants R, Ri', R2', R3'sont indépendamment choisis parmi l'hydrogène et les substituants mentionnés ci-dessus dans les passages relatifs à AR-X. En particulier, ils peuvent être choisis parmi les groupes donneurs, parmi lesquels on peut citer en particulier les groupements alcoylchalcogényles (tels que alcoyloxyles et le dérivé soufré, voire sélenié correspondant), les groupements alcoyles, les groupements amines, et dialcoylamines, Parmi les groupes ayant une action relativement faible sur la richesse électronique du noyau considéré, notamment parmi les groupements aryles, acylchalcogenyle (tels que acyloxyles [-CO-O-] et les dérivés soufrés [-CO-S-], voire séleniés [-CO-Se-] correspondants), et les halogènes (ces derniers étant

de préférence de période, et donc de masse atomique, moins élevés que l'halogénure, qui sera remplacé par le radical vinylique).

Parmi les groupements électro-attracteurs forts [c'est-à-dire dont la constante de Hammett op (sigma p) est au moins égale à 0,4], notamment les groupements acyles, les groupements nitriles, les groupements sulfones, les groupements carboxylates, les groupements trifluorométhyles, ou plus généralement les groupements perfluoroalcoyles, voire les ammoniums quaternaires et groupe nitro (ces derniers ont toutefois une propension à faire des réactions parasites).

Ainsi les composés aryliques peuvent être notamment choisis parmi ceux de formules suivantes : (formule l'A) (formule l'B) (formule l'C) OÙ : - Zi est choisi parmi les mêmes significations que celles données pour Z ; -les radicaux R1, R2, R3 sont choisis parmi les substituants mentionnés ci-dessus et notamment : les groupes électro-attracteurs, en particulier les groupements acyles, les groupements nitriles, les groupements sulfones, les groupements carboxylates, les groupements trifluorométhyles, ou plus généralement les groupements perfluoroalcoyles et les halogènes de rang moins élevé que l'halogénure qui sera transformé en produit de couplage ; les groupes donneurs, notamment les groupements aryloxyles, alcoyloxyles, les groupements hydrocarbyles tels qu'aryle et alcoyle (ce dernier mot étant pris dans son acception étymologique), les groupements amines, y compris les mono-et di-substitués par des groupes hydrocarbonés alcoylamines.

II est souhaitable que les substrats présentent au plus 50 atomes de carbone, avantageusement au plus 30 atomes de carbone, de préférence au plus 20 atomes de carbone.

Parmi les substrats particulièrement intéressants figurent les halogénures, de préférence chlorures d'aryles, portant notamment en position méta, un carbone aliphatique (c'est à dire sup3) portant au moins deux fluors. Par exemple les halogénures, de préférence chlorures de trifluorométhylaryles.

Un des avantages de la présente invention est de ne nécessiter que des complexants, ou coordinants, faciles d'accès, tels que les nitriles (de préférence aromatiques ou bidentés) ou bien les pyridines et les dérivés du noyau pyridine, tels que la quinoléine. Par ailleurs, les bipyridyles étant bidentés, donnent également de bons résultats comme coordinant distinct du solvant.

La présente description traite maintenant de la mise en oeuvre de l'hétérocouplage entre un (pseudo) halogénure d'aryle et un ester, voire un éther, d'allyle qui consiste à soumettre les deux substrats à une réduction cathodique en présence de cobalt cobalteux.

La réaction peut être écrite grossièrement de la manière ci-après : <BR> <BR> <BR> <BR> R2 R1 R2 R1<BR> Ar#X + C=C + 2e # C=C + Y- + X-<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> R3 Ra C-Y R3 Ra C-Ar <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Rb Rb formule dans laquelle Y correspond à un groupe partant susceptible d'exister sous la forme Y-, tel que phénate, voire alcoolate, mais avantageusement choisi parmi les halogènes et les carboxylates lato sensu et les pseudohalogènes.

Ra et Rb qui peuvent être identiques ou différents sont choisis parmi les hydrocarbyles (c'est-à-dire les groupes dont la liaison ouverte est portée par un carbone et qui comporte à la fois de l'hydrogène et de l'oxygène) et les hydrogènes. II est souhaitable pour éviter des problèmes d'encombrement stérique qu'au moins un, de préférence deux, des Ra et Rb soit l'hydrogène.

On entend désigner par pseudohalogène, un groupement dont le départ conduit à un anion oxygéné, la charge anionique étant portée par l'atome de chalcogène et dont l'acidité est le plus souvent au moins égale à celle de l'acide acétique, avantageusement à la seconde acidité de l'acide sulfurique et de préférence à celle de l'acide trifluoroacétique. Pour se placer sur l'échelle des acidités, il convient de faire référence aux pKa pour les acidités moyennes à fortes depuis les acides carboxyliques jusqu'à l'acide trifluoroacétique et de se

placer sur l'échelle des constantes de Hammett à partir de l'acide trifluoroacétique.

Par carboxylate lato sensu il faut entendre tout radical tel que sa forme anionique comporte la séquence atomique-CO-O- ; ainsi sont visés, non seulement les fonctions carboxylates liées à un atome de carbone, mais aussi les acides carbamiques et les alcoylcarbonates.

Si l'on veut éviter toute réaction parasite, il est préférable d'éviter que les substituants comportent des hydrogènes réactifs tels que les hydrogènes sur les amides (qui sont donc avantageusement protégés ou peralcoylés) ou sur un oxygène.

Formules dans lesquelles Ri, R2 et R3, différents ou non, sont choisis parmi l'hydrogène, les fonctions plus difficilement réductibles que la fonction Y et parmi les radicaux hydrocarbonés, parfois désignés dans la présente demande par le terme « hydrocarbyles » en particulier alcoyles et aryles ; alcoyles étant pris dans son sens étymologique d'un alcool dont on a enlevé la fonction OH, et comporte bien entendu les aralcoyles.

Ainsi, parmi les fonctions plus difficilement réductibles que Y, l'on peut citer les fonctions éther, carboxylique, les fonctions parmi lesquelles Y est choisi à la condition que ces fonctions soient moins réductibles que Y. L'ordre de réductibilité peut être aisément déterminé dans les conditions opératoires par des expériences de routine. A titre indicatif, l'on peut indiquer que pour ce qui concerne les halogénures, plus le nombre atomique est élevé, plus l'halogénure est réductible et d'une manière plus générale (et plus grossière), plus l'acide correspondant au groupe partant est fort, plus l'ester d'allyle correspondant est réductible, (il faut toutefois faire attention au fait que les anions peuvent être eux-mêmes réduits et occasionner des réactions parasites).

Parmi les groupes relativement réductibles pour lesquels il convient de faire attention, on peut citer les groupes perfluorés ; une des solutions est de jouer sur la densité de courant.

Les radicaux hydrocarbonés sont de préférence, soit de nature aromatique, soit de nature aliphatique, c'est-à-dire que le carbone assurant le lien avec le reste de la molécule est d'hybridation sp3 ; ces radicaux aliphatiques sont en général des alcoyles (alcoyle est pris dans son sens étymologique d'un alcool

dont on a enlevé la fonction OH), y compris aralcoyles. II convient de signaler que les radicaux hydrocarbonés présentant une double liaison conjuguée avec l'allyle siège de la réaction ne donnent que des résultats fort médiocres.

En général, le nombre de carbones du dérivé allylique est inférieur à 50, avantageusement à 30.

En effet, au cours d'études qui ont mené à la présente invention, il a été montré qu'en présence de cobalt, le couplage ci-dessus avait lieu avec de bons rendements.

La réaction est bien une réaction ipso (ici, l'ablatif du latin"ipse"est utilisé pour indiquer que la fonctionnalisation se fait sur le même carbone que celui qui portait l'halogénure ou pseudohalogénure partant), mais dans certains cas, bien entendu quand le groupe allyle n'est pas palindrome, on a pu observer des petites quantités de produit correspondant à une SN'2.

Bien que la forme du cobalt au voisinage du métal à l'état élémentaire n'ait pas été complètement élucidée, on a pu montrer que la présence d'agents coordinants du cobalt se révélait importante et permettait lorsqu'ils étaient peu complexants d'augmenter très significativement les rendements. En revanche les coordinants forts et surtout les bidentés forts sont susceptibles d'amoindrir le rendement. Par bidenté fort il convient d'entendre les bidentés dont une des dents est au moins aussi complexant vis-à-vis du cobalt que la pyridine. La pyridine elle-même lorsqu'elle n'est pas engagée dans un bidenté donne d'excellents résultats. Lorsque l'on se réfère à la notion de bidenté, bien entendu, l'on entend que la géométrie de la molécule permette aux deux dents de coopérer et donc de former un cycle à au plus de, avantageusement à moins de 7 centres avec le cobalt.

Quoiqu'un effet puisse être mis en évidence lorsqu'on utilise des solvants ayant la propriété de coordonner le cobalt, il est parfois préférable d'utiliser des agents de coordination spécifiques.

Si l'on revient sur les agents ou agents de solvatation qui permettent d'améliorer significativement le rendement, on peut indiquer que l'on peut utiliser des composés présentant un indice donneur élevé. Plus précisément, on peut indiquer qu'il est préférable que l'indice donneur D de ces solvants, ou de ces agents de solvatation, soit supérieur ou égal à 10, de préférence inférieur ou

égal à 30, avantageusement compris entre 20 et 30, les bornes étant comprises.

Ledit indice donneur correspond au AH (variation d'enthalpie) exprimé en kilocalories de l'association dudit solvant aprotique polaire ou dudit coordinant avec le pentachlorure d'antimoine.

Ceci est décrit plus précisément dans l'ouvrage de Christian Reichardt : « Solvents and Solvent effects in organic chemistry »-VCH, page 19,1988. A cette page, on trouve la définition de l'indice donneur exprimé en termes anglo- saxons par « donor number ».

Les résultats sont meilleurs si l'atome coordinant le cobalt dans ledit solvant ou agent de solvatation est un atome de la colonne de l'azote, et avantageusement l'azote lui-même.

Lorsqu'on utilise un agent de coordination spécifique, qui ne joue pas le rôle de solvant, on peut citer les fonctions, ou groupement, pyridine, nitrile, phosphine, stibine et imine.

Pour être efficace, il est souhaitable que le cobalt soit présent à une concentration minimale d'au moins 10-3 M. Sauf dans le cas des bidentés forts, il est préférable que le rapport entre les coordinants et le cobalt exprimé en mole (coordinant (s) /Co) soit au mois égal à 1, avantageusement à 2, de préférence à 5.

Pour être économique, il est préférable que le cobalt ne soit point trop concentré, aussi préfère-t-on que la teneur en cobalt soit au plus égale à 0,2 M.

Le milieu réactionnel comporte avantageusement un solvant, ce solvant doit être suffisamment polaire pour dissoudre les métaux ou plus exactement les sels de métaux utilisés, et il doit être suffisamment lipophile pour dissoudre, au moins en partie, les substrats dont on veut former l'aryle allylique.

Il est préférable d'utiliser des solvants qui soient suffisamment peu acides, pour que les réactions avec l'hydrogène soient aussi peu marquées que possible. Ainsi, les alcools primaires sont trop acides.

Plus spécifiquement, on préférera les solvants dits aprotiques polaires tels que par exemple, seuls ou en mélange : les solvants purement oxygénés en particulier les éthers, de préférence les polyéthers tels que le diméthoxy-1,2-éthane ou des éthers cycliques tels que le THF ou dioxane ;

'des amides ou des urées (DMF, N-méthylpyrrolidone-2, imidazolidone, tétraméthylurée, diméthoxypropylène-urée, etc. ) ; des sulfones (par exemple sulfolan) ou des sulfoxydes (tel que le DMSO) ; et, dans la mesure où ils sont liquides dans les conditions opératoires, des dérivés azotés, hétérocycles azotés, notamment pyridine et des composés à fonction nitrile (pour ceux qui sont préférés, voir ci-après) ; et, dans la mesure où ils sont liquides dans les conditions opératoires, des agents complexants (éther couronne, HMPT), qui améliorent la bonne marche de la réaction par l'augmentation de la conductivité, l'augmentation de la réactivité de l'anion, la prévention du dépôt métallique à la cathode.

Sans que cette explication soit limitative, il semblerait que ces phénomènes avantageux soient corrélés à l'aptitude à complexer les cations métalliques ou en mélange.

Comme on l'a indiqué précédemment, les solvants utilisés peuvent eux-mêmes jouer le rôle de complexants ou de coordinants. Ils peuvent notamment, présenter une ou plusieurs des fonctions de coordination mentionnées ci-dessus.

Le solvant peut être un mélange d'un solvant apolare et d'un solvant polaire tel que défini ci dessus par l'indice donneur.

Lorsque le solvant n'est pas en lui-même un complexant du cobalt suffisamment fort pour obtenir des résultats optimaux, il est alors souhaitable d'utiliser un des complexants spécifiques du cobalt, avantageusement non polydentés, et même non bidentés, surtout quand l'une des dents est une fonction pyridine. Comme fonctions jouant le rôle de dents, il convient de citer les nitriles (de préférence aromatiques et/ou bidentés) ou bien les pyridines et les dérivés du noyau pyridine, tels que la quinoléine. Seuls, les dinitriles donnent de très bons résultats.

Ainsi les bipyridyles, étant bidentés, donnent des résultats médiocres comme complexants distincts du solvant. Il est préférable que les complexants du cobalt bidenté comportant au moins comme dent une pyridine soit en quantité inférieure à celle du cobalt (exprimé en mole par litre).

Plus précisément, selon la présente invention, lorsque l'on ne traite pas des composé vinylique, il est préférable que les complexants de nature pyridinique

exprimés en équivalent de fonction pyridinique ou forte soient inférieurs à deux fois la quantité exprimée en mole de sels de cobalt, de préférence inférieure à une fois.

II est également souhaitable que les mêmes règles s'appliquent aux complexants forts du cobalt, tels que les amines et les phosphines éventuellement bidentées.

Les complexants préférés sont ceux qui ne portent pas de charge, surtout négative, sur l'atome, ou sur les atomes porteurs de la liaison coordinant le cobalt ; il est également préférable que lorsque ledit complexant porte une charge, celle-ci soit située par la voie la plus courte à au moins 4, et même avantageusement à au moins 5 atomes, de préférence 6, surtout lorsque ladite charge est négative. Ainsi les cyanures ne sont pas souhaitables comme complexants du cobalt.

Pour faciliter la séparation des produits d'avec les milieux réactionnels, il est préférable que ledit solvant présente un point d'ébullition sensiblement différent du composé à synthétiser et du composé de départ.

Ladite réaction peut être menée à de nombreuses températures, mais il est préférable de mener cette réaction à une température au plus égale à 100 et au plus égale à la température d'ébullition du solvant.

Un intervalle donnant de bons résultats est l'intervalle entre 0 et 50°C ; il s'agit d'intervalle fermé, c'est-à-dire comportant les bornes.

La pression à peu d'importance sur la réaction, sauf si l'un des réactifs ou le solvant présentent des points d'ébullition particulièrement bas. Toutefois, pour des raisons pratiques, on préfère se placer à la pression atmosphérique du lieu où l'on se trouve.

Dans le cas mentionné ci-dessus où l'un des constituants du milieu réactionnel est particulièrement volatil et où l'on désire maintenir ce constituant dans le milieu réactionnel, il est alors possible d'augmenter la pression ; cette pression est en général alors une pression autogène résultant de la réaction dans une enceinte fermée.

Un autre but de la présente invention est de fournir un milieu utilisable pour réaliser la réaction (probablement une micropile électrolytique) et conduisant à

des hétérocouplages. Ce but a été atteint au moyen d'une composition, comportant au moins : un sel de cobalt, 'un solvant éventuellement conducteur, ou rendu conducteur, et 'un coordinant du cobalt, un ester ou un éther d'allyle, voire d'homoallyle ; Le solvant et l'agent coordinant du cobalt peuvent constituer une seule et même entité, et même un seul composé lorsque le solvant est un composé unique.

La teneur en cobalt est avantageusement comprise entre 2. 10-3 et 10''M, de préférence entre 5. 10-3 et 5. 10-2 M (intervalle fermé, c'est-à-dire comportant les bornes). Lorsque l'on utilise des anodes solubles en cobalt, les valeurs supérieures limites peuvent être dépassées.

Le cobalt peut être potentialisé par le fer ferreux. Ce dernier peut être présent à un niveau tel que le rapport Co/Fe aille de 1/10 à 10/1 avantageusement de 1/5 à 5/1.

Cette potentialisation est particulièrement intéressante lorsque l'on accouple un chlorure d'aryle avec un ester ou un éther d'allyle, voire d'homoallyle Ladite composition comporte en outre un halogénure d'aryle (Ar-X) dont les caractéristiques chimiques préférées seront détaillées ultérieurement. Cet halogénure d'aryle est avantageusement présent à une concentration d'au moins 0, 01 M, de préférence de 0, 1 à 1 M.

Il est souhaitable que l'ester ou l'éther allylique soit au moins à une concentration (dissous) de 0,01 M.

II est souhaitable que le rapport molaire (espèces dissoutes) cobalt sur ester allylique aille de 10-2 à 1/2, de préférence de 0,05 à 0,2 (intervalle fermé, c'est-à-dire comportant les bornes). Les valeurs limites importantes sont les valeurs minimales. En cas d'utilisation d'anode soluble en cobalt, ces valeurs peuvent être dépassées.

Il est également avisé que le rapport molaire (bien entendu espèces) ester, ou éther, d'allyle sur halogénure arylique soit au moins égal à 1 et avantageusement à 1,5, de préférence à 2 et soit au plus égal à 5,

avantageusement à 4, de préférence à 3. Ainsi, il convient usuellement, de manière que ce rapport aille de 1 à 5 (intervalle fermé, c'est-à-dire comportant les bornes). L'homme du métier optimisera ce paramètre, notamment en fonction de la nature de Y et de l'aromatique avec lequel on veut condenser l'allylique.

Selon une mise en oeuvre de l'invention l'intensité et la surface de l'électrode réactive, plus exactement de l'électrode où a lieu la réaction, de manière que la densité de courantj est avantageusement au moins égale à entre 5 et avantageusement au plus égale à 5, 102A/m2, de préférence entre 20 et 200 A/m2 (intervalle fermé, c'est-à-dire comportant les bornes). Toutefois dans le cas des micropiles, la mesure et la maîtrise de l'intensité ne peuvent se faire aisément. Ces valeurs montrent surtout que le domaine est large. on peut toutefois jouer sur le potentiel de l'alliage ou du métal et sur sa surface spécifique (facteurs qui influent sur la densité de courant) pour optimiser la sélectivité et le rendement sans pour cela mesurer la densité de courant.

Par des essais de routine, l'homme du métier peut déterminer le potentiel de réduction du cobalt dans le milieu réactionnel et celui de l'halogénure arylique. Cette détermination faite, il se placera de préférence entre le potentiel de réduction du cobalt et celui de l'halogénure arylique. Dans le cadre de la présente invention ce potentiel est le potentiel de dissolution, dans le milieu réactionnel, de l'alliage ou du métal utilisé comme réducteur.

Dans le cas des dérivés allyliques, le zinc donne de bons résultats notamment dans l'hétérocouplage avec les halogénures lourds d'aryle (bromures ou iodures).

Les substrats aryliques (Ar-X) susceptibles d'être couplés avec les allyles selon la présente invention représentent une large palette de composés. Les halogénures sont en général des halogénures correspondant aux halogènes relativement lourds, c'est-à-dire aux halogènes plus lourds que le fluor.

On peut également donner comme indication que lorsque l'halogène est lié à un noyau aromatique appauvri en électrons, il est préférable d'utiliser comme halogène des bromes ou des chlores, les chlores étant réservés aux noyaux particulièrement appauvris en électrons. La condition est quasiment toujours remplie par les hétérocycles à six chaînons ; mais dans le cas des substrats

hexacycliques aryliques homocycliques, pour utiliser un chlorure, il est préférable que la somme des constantes de Hammett op des substituants (compte non tenu d'halogénure partant) soit au moins égale à 0, 4, de préférence à 0,5. En revanche, les noyaux particulièrement enrichis en électrons peuvent utiliser comme halogénure, de l'iode.

Pour plus de détails sur les constantes de Hammett, on peut par exemple se référer à la troisième édition du manuel écrit par monsieur le professeur Jerry March'Advanced organic chemistry" (pages 242 à 250) et édité par John Wiley and sons.

Les hétérocycles à cinq chaînons et comportant comme hétéroatome un chalcogène (tel le furanne et le thiophène), donnent également des résultats acceptables.

Ainsi que cela a été évoqué précédemment, l'appauvrissement en électrons du noyau peut être dû, soit à la présence de groupes électroattracteurs comme substituants, soit, dans le cas des noyaux à six chaînons, par le remplacement d'un carbone par un hétéroatome. En d'autres termes, le noyau appauvri en électrons peut être un noyau hétérocyclique à six chaînons, notamment les noyaux hétérocycliques présentant un atome de la colonne de l'azote et plus particulièrement l'azote.

Parmi les groupes électroattracteurs conduisant à de bons résultats, il convient de citer les groupements acyles, les groupements nitriles, les groupements sulfones, les groupements carboxylates, les groupements trifluorométhyles ou plus généralement les groupements perfluoroalcoyles et les halogènes de rang moins élevé que l'halogénure, qui sera remplacé par le radical allylique.

Parmi les groupes donneurs, c'est-à-dire donnant des résultats médiocres avec le chlore mais bons avec le brome, on peut citer les groupements alcoyloxyles, les groupements alcoyles, les groupements amines et dialcoylamines.

Le dérivé aromatique substrat du présent procédé répond avantageusement à la formule suivante :

où : - Z représente un chaînon trivalent-C (Ri) =, un atome de la colonne V, avantageusement un azote ; - X représente l'halogène (voire le pseudohalogène) partant ; - A représente, soit un maillon choisi soit parmi les groupes ZH, soit parmi les chalcogènes avantageusement d'un rang au moins égal à celui du soufre, soit parmi les groupes insaturés divalents à deux chaînons C R2=CR3, N=CR2 CR2=N.

Dans la mesure où ils sont portés par des atomes contigus, deux des radicaux R, R1, R2, R3 peuvent être reliés pour former des cycles.

Ainsi les aryles peuvent être notamment de formules : où : - Z1 est choisi parmi les mêmes significations que celles données pour Z ; - les radicaux R, Ri, R2, R3 sont choisis parmi les substituants mentionnés ci-dessus et notamment : les groupes électroattracteurs, en particulier les groupements acyles, les groupements nitriles, les groupements sulfones, les groupements carboxylates, les groupements trifluorométhyles, ou plus généralement les groupements perfluoroalcoyles et les halogènes de rang moins élevé que l'halogénure qui sera transformé en produit de couplage. les groupes donneurs, notamment les groupements aryloxyles, alcoyloxyles, les groupements hydrocarbyles tels qu'aryle et alcoyle (ce dernier mot étant pris dans son acception étymologique), les groupements amines, y compris les mono et disubstitués par des groupes hydrocarbonés alcoylamines.

Il est souhaitable que les substrats présentent au plus 50 atomes de carbone, avantageusement au plus 30 atomes de carbone, de préférence au plus 20 atomes de carbone.

Parmi les substrats particulièrement intéressants figurent les halogénures, de préférence chlorures d'aryles, portant notamment en position méta, un carbone aliphatique (c'est à dire sup3) portant au moins deux fluors. Par exemple les halogénures, de préférence chlorures de trifluorométhylaryles.

Un des avantages de la présente invention est de ne nécessiter que des complexants, ou coordinants, faciles d'accès, tels que les nitriles (de préférence aromatiques ou bidentés) ou bien les pyridines et les dérivés du noyau pyridine, tels que la quinoléine. Par ailleurs les bipyridyles étant bidentés, donnent également de bons résultats comme coordinant distinct du solvant.

Les FG ou GF des formules des exemples constituent des exemples de valeurs de R dans les formules développées de Ar-X.

Les exemples non limitatifs suivants illustrent l'invention.

Exemples visant le couplage aryle-allyle Mode opératoire de la vinylation chimique de chlorures aromatiques : 5 mmol 1 Ommol Rdt = 80% Solvants : DMF (15 ml) + pyridine (2 ml) MeOCO-Ph-CI : 5 millimoles Acetate d'Isopropenyle : 10 millimoles CoBr2 : 0.5 millimole (1 0%/ArCI) 2, 2'-bipyridine : 0.5 millimole (10%/ArCI) Poudre de Manganèse : 50 millimoles (cette quantité peut être diminuée) 0. 1 ml de CF3COOH Température : 50°C Temps de réaction : 1 h30 à 2h Exemple 2

i : X=Br : MeCN, CoBr2 cata, Zn, RT FG signifie groupe fonctionnel (c'est-à-dire un substituant) non touché lors de la réaction.

On a formé une solution d'acétonitrile par addition successive à 20 mi d'acétonitrile d'une poudre de zinc (3,25 g, 50 mmol), de bromure cobalteux CoBr2 (0, 657 g, 3 mmol), de bromure de zinc ZnBr2 (0, 338 g, 1,5 mmol) de bromobenzène (0, 16g, 1, 5 mmol). Le réactif est activé par un ajout d'acide acétique (0,024 g, 4. 10-4 mmol) On agite alors pendant 30 minutes à température ambiante (23°C) ; il y a disparition du bromobenzène. De l'acétate d'Allyle (3, 03 g, 30 mmol) et de p-bromobenzoate d'éthyle (2,427 g, 15 mmol) sont alors introduits dans la solution. Après agitation de 3 heures à l'ambiante. Le mélange réactionnel est jeté dans une solution of 2M HCI (40 ml) et le tout est soumis à une extraction liquide-liquide au moyen d'éther éthylique (3 x 40 ml). La phase organique est séchée sur MgS04 évaporé et enfin purifié sur une colonne de chromatographie de gel de silice (éluant pentane/éther, 99/1) elle donne 1,852 g (65%) de p- (2- propenyl) benzoate d'éthyle sous la forme d'huile incolore.

La réaction est réalisée de la même façon sur différents bromures allyliques. Tableau 1. Allylation de Bromures Aryliques par Acétate d'Allyle avec le couple Co-Zn test test ETOOC ArH 20% 1 p-COOEt 65 2 p-CN 2 75 ArH p 3 ars 27% 4 p-OMe 60 ArAr ArH 36% 5 m-COOEt 51 ArAr13% EtOOC ArH 54% 6 m-CF3 31 ArAr15% F3C ArH 34% cI, cl /==\ 29% 8 CN CN 9t 9 ara 15% u s i uan u Produit Hen emen, a rdt en produit isolé pur t Ici le bromo benzène est utilisé à la fois comme activateur et comme substrat.

Exemple 3-Alylation de chlorure d'aryle L'acétate d'Allyle (10 mmol) et le chlorure d'aryle (5 mmol) sont introduits à une solution acétonitrile pyridine (AN = 20 ml/Py = 2 ml) contenant de la poussière de manganèse (50 mmol) du bromure de cobalt (2 mmol) et du bromure ferreux (5 mmol). Le mélange réactionnel est porté à 50°C et est agité jusqu'à disparition complète du chlorure d'aryle (non décelable en CPG). MeCN/pyridine (2,/2) /=\ CoB2mmoi./\ OAC \ _ FG 5 5mmo) oU

CoBr2 2 mmol-7Table 2. Allylation de chlorures d'Aryle par Acétate d'Allyle (avec Co-Fe-Zn) Substituant Autres produits test du benzène ='ArH 10 p-COOMe MeOOC<X= ArAr /=\ ArH 14% 11 p-CN 83 ArH 17% ArH ArH 14% 12 CN 13 p-CF3 F3C 3 ArH 48% 10 Rendement, aa rdt en produit isolé pur. b rdt mesuré en chromatographie gazeuse Exemple 4-Synthèse du para-acétyloxystyrène Réaction :

Mode opératoire : Dans un réacteur verre de 200 ml sous argon, on introduit successivement : 4,30 g (50 mmole) d'acétate de vinyle, 75 ml de DMF sec, 5,37 g (25 mmole) de p-Br-Ph-OAc, 13, 750 g (250 mmole) de Mn, 10 ml de pyridine, 0, 273 g (1, 25 mmole) de CoBr2, 0, 195g (1,25 mmole) de 2, 2'-bipyridine et 0, 5 Pl de CF3COOH. On porte cette masse réactionnelle à 50°C. Après 30 mn, une analyse par chromatographie gazeuse montre que le taux de transformation en de p-Br-Ph-OAc est complet. On laisse refroidir à la température ambiante et on filtre sur un mélange de Noir (4s) et de Célite et repris par 120 ml d'acétate d'éthyle. La phase organique est lavée avec 60 ml d'une solution de HCI à 2N.

La phase aqueuse est extraite deux fois par 60 ml d'acétate d'éthyle. Les phases organiques sont rassemblées et lavées par 60 ml d'une solution saturée de NaCI. On obtient 146 g de phase organique qui est séchée sur MgS04. Après évaporation on obtient 8 g d'une huile incolore qui contient majoritairement du dérivé p-AcOPh-Vi.

Exemple 5-Couplage du p-chlorobenzoate de méthyle avec l'acétate de cyclopentényle DMF/pyr : 15/2 MeO, : 0, 25 0 5 mmoles 10 mmoles E : : 89% E T= 50 Rdt isolé : 73%

metExemple 6-Couplage de ArCI avec l'acétate de vinyle DMF/pyr : 15/2 mL CoBr2 : 0, 25 mmole cri + OAc/ GF : 0, 25 5 mmoles 10 mmoles Mn mmoles e CF3CO21-I, T= 50°C Entrée Groupe Temps Rdt CPG Rdt isolé Fonctionnel final % 1 p-MeOCO 2h00 82 81 2 p-MeCO 1 h30 48 28 Exemple 7-Cas du 3-bromothiophène (hétérocycle à cing chainonsz riche en électrons) DMF/pyr : 15/2 mL CoBr2 : 2 /''/\oAc BpY : 2 mmoles 5 Mn : 50 s CF3CO2H, T= 50°C

Les hétérocycles à cinq chaînons sont considérés comme riches en électrons, l'on a donc utilisé le bromure. Exemple 8-Autre Ar Br Réaction : DMF/pyr : 15/2 mL Br : 0, 25 mmole OAc GF : 0, 25 mmole Mn 5 mmoles 10 mmoles e CF3CO2H, T= 50°C Entrée GF Temps Rdt CPG Rdt isolé final (%) (% p-MeO 3h40 84 78 2 p-CF3 3h10 60 3 p-AcO 1h30 89 74

Exemple 9 DMF/pyr : 15/2 CI j'oa GF _ : 0, 25 mariole 5 mmoles 10 e CF3COzEv T= 50°C Entrée GF Temps Rdt CPG Rdt isolé fina (%) (%) 1 p-MeOCO 3h30 86 75 2 p-CN 1 h30 84 76 3 p-CF3 8h00 72 35 4 o-CF3 18h (nuit) 15 5 p-MeCO 2h30 80 65 6 o-MeCO 2h30 53 7 o-CN 4h 94 69