THIOLACTONES OBTENUES PAR LEDIT PROCÉDÉ ET UTILISATIONS

La présente invention est relative au domaine des thiolactones.

Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de préparation de thiolactones substituées de formule (I), de thiolactones substituées de formule (Γ) susceptibles d'être obtenues par la mise en œuvre de ce procédé, l'utilisation de thiolactones substituées de formule (I) ou de formule (Γ) pour la préparation de polymères ou pour la fonctionnalisation de particules, de surfaces planes ou de polymères.

Les thiolactones sont des composés hétérocycliques analogues des lactones, dans lesquelles un atome d'oxygène est remplacé par un atome de soufre. L'atome de soufre se situe dans le cycle et est adjacent à un groupe carbonyle. L'hétérocycle des thiolactones peut être substitué par au moins un groupement chimique, en particulier par un groupement alkyle ou aryle.

Plusieurs procédés de synthèse de thiolactones ont déjà été proposés.

Korte et al. [Chem. Ber. , 1961, 94, 1966-1976] ont par exemple proposé soit de réaliser une cyclisation thermique d'un acide mercaptocarboxylique portant un substituant alkyle, soit de substituer directement une thiolactone par un radical alkyle en présence d'un groupement halogénure d'alkyle (R-X) et d'un dialkylamide de lithium (LiNR' ₂ ). Ces deux voies de synthèse peuvent être représentées par le schéma réactionnel (1) suivant :

Synthèse

multi-étapes

Réactifs

de départ

R = Alkyle

Schéma réactionnel (1)

Selon la voie de synthèse par cyclisation thermique, seule la dernière étape de cyclisation est générale, les étapes précédentes conduisant à l'acide mercaptocarboxylique et les réactifs mis en œuvre étant spécifiques au type de groupement R que l'on souhaite introduire sur l'hétérocycle. De plus, ces deux voies de synthèse ne permettent pas l'introduction de substituants autres que des groupements alkyle.

Un procédé de synthèse plus récent permet d'accéder à des thiolactones possédant des groupements alkyle ou aryle (Filippi et al., Tet. Lett. , 2006, 47, 6067-6070). Ce procédé est basé sur un processus d'isomérisation catalytique d'une thionolactone vers une thiolactone en présence de trifluorure de bore (BF ₃ ) et d'éther diéthylique (Et ₂ 0) dans un solvant organique tel que le toluène au reflux selon le schéma réactionnel (2) suivant :

R = alkyle, phényle

Schéma réactionnel (2)

Cependant, ce procédé utilise un catalyseur de type acide de Lewis (e.g . trifluorure de bore) et ne peut pas être facilement utilisé pour la synthèse de thiolactones portant des substituants autres que des groupements alkyle ou phényle, tels que des fonctions organiques complexes et/ou incompatibles avec ce type de catalyseur. De plus, les rendements isolés des thiolactones sont souvent faibles. Enfin, ce procédé nécessite la synthèse des thionolactones de départ à partir des lactones correspondantes.

II existe donc un besoin pour un procédé qui permette de synthétiser des thiolactones substituées par des groupements fonctionnels variés de façon souple et simple, et selon un procédé qui soit à la fois efficace et économique.

La présente invention a donc pour premier objet un procédé de préparation de thiolactones substituées de formule (I) suivante : dans laquelle :

- R ¹ , R ² , R ³ et R ⁴ , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe choisi parmi les groupes alkyle, acyle, aryle, hétéroaryle, cycloalkyle saturé ou insaturé, et hétérocycloalkyle saturé ou insaturé, les radicaux R ¹ , R ² , R ³ et R ⁴ pouvant également former ensemble un groupement cycloalkyle ou hétérocycloalkyle saturé ou insaturé ou un groupement aryle ou hétéroaryle ; et

- R ⁵ , R ⁶ et R ⁷ , identiques ou différents, sont :

(a) choisis parmi un atome d'hydrogène, un groupe cyano (CN), un groupe alkyle, un groupe acyle, un groupe aryle, un groupe hétéroaryle, un groupe aralkyle, un groupe cycloalkyle saturé ou insaturé, un groupe hétérocycloalkyle saturé ou insaturé, et un groupe phthalimido, lesdits groupes alkyle, acyle, aryle, hétéroaryle, aralkyle, cycloalkyle saturé ou insaturé, hétérocycloalkyle saturé ou insaturé et phthalimido pouvant être substitués par un groupe X choisi parmi les groupes suivants : P(0)(OR ⁸ )(OR ^8' ) dans lequel les radicaux R ⁸ et R ^8' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ; C _n F ₂ n+i dans lequel n est un nombre entier allant de 1 à 20 ; SiR ⁹ _p (OR ¹⁰ )3 _-p dans lequel les radicaux R ⁹ et R ¹⁰ , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle et p est un nombre entier égal à 0, 1 ou 2 ; BF ₃ M ⁺ dans lequel M = K ou Na ; B(OR ⁿ ) ₂ dans lequel les deux radicaux R ¹¹ , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, un radical alkyle ou forment un cycle carboné avec les deux atomes d'oxygène auxquels ils sont liés ; OR ¹² dans lequel R ¹² représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; 0(C=0)R ¹³ dans lequel R ¹³ représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; 0(C=0)OR ¹⁴ dans lequel R ¹⁴ représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; N ⁺ R ¹⁵ R ¹⁵ R ^15" A ^" dans lequel les radicaux R ¹⁵ , R ^15' et R ^{15 "} , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle et A représente un atome de chlore ou de brome ; NR ¹⁶ (C=0)R ^16' dans lequel les radicaux R ¹⁶ et R ^16' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ou aryle ou sont reliés entre eux et forment un cycle tel qu'un cycle pyrrolidone ou caprolactame ; NR ¹⁷ (C=0)OR ^17' dans lequel R ¹⁷ et R ^17' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; CN ; un atome d'halogène choisi parmi Cl, F et Br ; NCS ; OCH ₂ -époxy ; COOR ¹⁸ dans lequel R ¹⁸ représente un atome d'hydrogène, un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; CONR ¹⁹ R ^19' dans lequel R ¹⁹ et R ^19' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ou aryle ; S0 ₂ R ²⁰ dans lequel R ²⁰ représente un radical alkyle ou aryle ; azoture (N ₃ ) et alcyne ; ou

(b) tels qu'ils forment ensemble une chaîne de polymère P ¹ ; ou

(c) tels que R ⁵ est différent des deux autres groupes R ⁶ et R ⁷ , R ⁶ et R ⁷ ont la même définition que dans l'alternative (a), et R ⁵ est un radical thiolactone de formule suivante :

dans laquelle R ¹ , R ² , R ³ , et R ⁴ ont la même signification que dans la formule (I) ci-dessus, R ⁶ et R ⁷ ont la même définition que dans l'alternative (a), Z représente un groupement divalent choisi parmi un groupe carbonyle, un groupe carbonate, un groupe alkylène et un groupe arylène, et le signe # représente le point d'accroché du radical thiolactone au radical -CR ⁶ R ⁷ CH ₂ - thiolactone du composé de formule (I) ;

ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : 1) une étape au cours de laquelle on fait réagir, en présence d'un amorceur radicalaire, un xanthate de formule (II) suivante :

(H)

dans laquelle :

- R ²¹ , R ²² , R ²³ et R ²⁴ , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe choisi parmi les groupes alkyle, acyle, aryle, hétéroaryle, alcène, alcyne, cycloalkyle saturé ou insaturé, et hétérocycloalkyle saturé ou insaturé ¹ , les radicaux R ²¹ , R ²² , R ²³ et R ²⁴ pouvant également former ensemble un groupement cycloalkyle ou hétérocycloalkyle saturé ou insaturé ou un groupement aryle ou hétéroaryle ; et

- R ^5a , R ⁶ et R ⁷ , identiques ou différents, sont :

(a') choisis parmi un atome d'hydrogène, un groupe cyano (CN), un groupe alkyle, un groupe acyle, un groupe aryle, un groupe hétéroaryle, un groupe aralkyle, un groupe cycloalkyle saturé ou insaturé, un groupe hétérocycloalkyle saturé ou insaturé et un groupe phthalimido, lesdits groupes alkyle, acyle, aryle, hétéroaryle, aralkyle, cycloalkyle saturé ou insaturé, hétérocycloalkyle saturé ou insaturé et phthalimido pouvant être substitués par un groupe X choisi parmi les groupes suivants : P(0)(OR ⁸ )(OR ⁸ ) dans lequel les radicaux R ⁸ et R ^8' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ; C _n F ₂ n+i dans lequel n est un nombre entier allant de 1 à 20 ; SiR ⁹ _p (OR ¹⁰ )3 _-p dans lequel les radicaux R ⁹ et R ¹⁰ , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle et p est un nombre entier égal à 0, 1 ou 2 ; BF ₃ M ⁺ dans lequel M = K ou Na ; B(OR ⁿ ) ₂ dans lequel les deux radicaux R ¹¹ , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, un radical alkyle ou forment un cycle carboné avec les deux atomes d'oxygène auxquels ils sont liés ; OR ¹² dans lequel R ¹² représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; 0(C=0)R ¹³ dans lequel R ¹³ représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; 0(C=0)OR ¹⁴ dans lequel R ¹⁴ représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; N ⁺ R ¹⁵ R ¹⁵ R ^15" A ^" dans lequel les radicaux R ¹⁵ , R ^15' et R ^{15 "} , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle et A représente un atome de chlore ou de brome ; NR ¹⁶ (C=0)R ^16' dans lequel les radicaux R ¹⁶ et R ^16' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ou aryle ou sont reliés entre eux et forment un cycle tel qu'un cycle pyrrolidone ou caprolactame ; NR ¹⁷ (C=0)OR ^17' dans lequel R ¹⁷ et R ^17' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; CN ; un atome d'halogène choisi parmi Cl, F et Br ; NCS ; OCH ₂ -époxy ; COOR ¹⁸ dans lequel R ¹⁸ représente un atome d'hydrogène, un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; CONR ¹⁹ R ^19' dans lequel R ¹⁹ et R ^19' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ou aryle ; S0 ₂ R ²⁰ dans lequel R ²⁰ représente un radical alkyle ou aryle ; azoture (N ₃ ) et alcyne ; ou

(b') tels qu'ils forment ensemble une chaîne de polymère P ¹ ; ou (c') tels que R ^5a est différent des deux autres groupes R ⁶ et R ⁷ , R ⁶ et R ⁷ ont la même définition que dans l'alternative (a') et R ^5a est un radical xanthate de formule :

dans laquelle R ²¹ , R ²² , R ²³ et R ²⁴ ont la même signification que dans la formule (II) ci-dessus, R ⁶ et R ⁷ ont la même définition que dans l'alternative (a'), Z représente un groupement divalent choisi parmi un groupe carbonyle, un groupe carbonate, un groupe alkylène et un groupe arylène, et le signe # représente le point d'accroché du radical xanthate au radical -CR ⁶ R ⁷ -xanthate du composé de formule (II) ;

avec un monomère comportant au moins une insaturation éthylénique de formule (III) suivante :

(III) dans laquelle :

- R ²⁵ représente un groupe choisi parmi les groupes alkyle, acyle, aryle, hétéroaryle, aralkyle, cycloalkyle saturé ou insaturé et hétérocycloalkyle saturé ou insaturé ;

- Y est un atome d'oxygène ou un radical NR ²⁶ dans lequel R ²⁶ représente un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle, et de préférence un atome d'oxygène ; et

- R ¹ , R ² , R ³ et R ⁴ ont la même signification que dans la formule (I) ci-dessus ;

pour former un mono-adduit de formule (IV) suivante :

(IV) dans laquelle :

- R ¹ , R ² , R ³ et R ⁴ ont la même signification que dans la formule (I) ci- dessus ;

- R ²¹ , R ²² , R ²³ et R ²⁴ ont la même signification que dans la formule (II) ci-dessus ; et - R ²⁵ a la même signification que dans la formule (III) ci-dessus ; et

- R ^5b , R ⁶ et R ⁷ , identiques ou différents, sont :

(a") choisis parmi un atome d'hydrogène, un groupe cyano (CN), un groupe alkyle, un groupe acyle, un groupe aryle, un groupe hétéroaryle, un groupe aralkyle, un groupe cycloalkyle saturé ou insaturé, un groupe hétérocycloalkyle saturé ou insaturé et un groupe phthalimido, lesdits groupes alkyle, acyle, aryle, hétéroaryle, aralkyle, cycloalkyle saturé ou insaturé, hétérocycloalkyle saturé ou insaturé et phthalimido pouvant être substitués par un groupe X choisi parmi les groupes suivants : P(0)(OR ⁸ )(OR ⁸ ) dans lequel les radicaux R ⁸ et R ^8' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ; C _n F ₂ n+i dans lequel n est un nombre entier allant de 1 à 20 ; SiR ⁹ _p (OR ¹⁰ )3 _-p dans lequel les radicaux R ⁹ et R ¹⁰ , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle et p est un nombre entier égal à 0, 1 ou 2 ; BF ₃ M ⁺ dans lequel M = K ou Na ; B(OR ⁿ ) ₂ dans lequel les deux radicaux R ¹¹ , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, un radical alkyle ou forment un cycle carboné avec les deux atomes d'oxygène auxquels ils sont liés ; OR ¹² dans lequel R ¹² représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; 0(C=0)R ¹³ dans lequel R ¹³ représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; 0(C=0)OR ¹⁴ dans lequel R ¹⁴ représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; N ⁺ R ¹⁵ R ¹⁵ R ^15" A ^" dans lequel les radicaux R ¹⁵ , R ^15' et R ^{15 "} , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle et A représente un atome de chlore ou de brome ; NR ¹⁶ (C=0)R ^16' dans lequel les radicaux R ¹⁶ et R ^16' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ou aryle ou sont reliés entre eux et forment un cycle tel qu'un cycle pyrrolidone ou caprolactame ; NR ¹⁷ (C=0)OR ^17' dans lequel R ¹⁷ et R ^17' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; CN ; un atome d'halogène choisi parmi Cl, F et Br ; NCS ; OCH ₂ -époxy ; COOR ¹⁸ dans lequel R ¹⁸ représente un atome d'hydrogène, un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; CONR ¹⁹ R ^19' dans lequel R ¹⁹ et R ^19' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ou aryle ; S0 ₂ R ² ° dans lequel R ²⁰ représente un radical alkyle ou aryle ; azoture (N ₃ ) et alcyne ; ou

(b") tels qu'ils forment ensemble une chaîne de polymère P ¹ ; ou

(c") tels que R ^5b est différent des deux autres groupes R ⁶ et R ⁷ , R ⁶ et R ⁷ ont la même définition que dans l'alternative (a") et R ^5b est un radical mono-adduit de formule suivante :

dans laquelle R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ²¹ , R ²² , R ²³ , R ²⁴ , Y et R ²⁵ ont la même signification que dans la formule (IV) ci-dessus, R ⁶ et R ⁷ ont la même définition que dans l'alternative (a"), Z représente un groupement divalent choisi parmi un groupe carbonyle, un groupe carbonate, un groupe alkylène et un groupe arylène, et le signe # représente le point d'accroché du radical mono-adduit au radical - CR ⁶ R ⁷ -monoadduit du composé de formule (IV) ; puis

2) une étape de thermolyse du mono-adduit de formule (IV) obtenu ci-dessus à l'étape précédente pour former une thiolactone substituée de formule (I) correspondante.

Le procédé de préparation des thiolactones substituées de formule (I) conforme à l'invention peut être représenté par le schéma réactionnel (3) suivant :

Schéma réactionnel (3)

Grâce au procédé conforme à la présente invention et tel que décrit ci-dessus, il est désormais possible d'accéder de façon simple, rapide et avec un bon rendement à des thiolactones substituées par des groupements organiques variés.

En particulier, le procédé de l'invention permet, lors de l'étape 2) de thermolyse, d'accéder de façon simple en une seule étape à une thiolactone substituée. La thermolyse 2) met en œuvre des conditions moins agressives que les conditions généralement employées dans l'art antérieur telles que les conditions acido-basiques qui emploient des réactifs acides et/ou basiques dans plusieurs étapes. Ces conditions acido-basiques ne sont pas souhaitées car elles ne permettent pas d'obtenir des thiolactones substituées possédant des groupements chimiques fragiles tels que des groupes cyano ; par ailleurs elles entraînent très souvent des mauvais rendements de par la formation de sous-produits.

Dans le procédé de l'invention, le simple chauffage favorise la cyclisation et ainsi l'obtention d'une thiolactone substituée avec des rendements acceptables. Les radicaux alkyle mentionnés pour R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , n 5 n 5a n 5b n6 p 7 p 8 p8' p 9 p lO p l l p l2 p l3 p l4 p l5 ρ 15' p l5" p l6 p l6' v _/ v _f Γ\ , Γ , Γ , Γ , Γ , Γ , Γ , r\ _f Γ\ , Γ , \ , Γ , rv _/ rv _/

R ¹⁷ , R ¹⁷ , R ¹⁸ , R ¹⁹ , R ^19' , R ²⁰ , R ²¹ , R ²² , R ²³ , R ²⁴ et R ²⁵ peuvent être linéaires ou ramifiés, substitués ou non substitués, et peuvent comporter de 1 à 12 atomes de carbone, et de préférence de 1 à 6 atomes de carbone. Ils sont de préférence choisis parmi les radicaux méthyle, éthyle, r?-propyle, /so-propyle, r?-butyle, 2-butyle, /so-butyle, tert-butyle, r?-pentyle, /so-pentyle, néo-pentyle, tert-pentyle, hexyle, r?-octyle, / ^' so-octyle, 2-éthyl-l-hexyle, 2,2,4- triméthylpentyle, nonyle, décyle, dodécyle et benzyle. Parmi de tels radicaux, on préfère tout particulièrement l'un quelconque des radicaux méthyle, éthyle, r?-propyle, / ^' so-propyle ou n-butyle.

Les radicaux alkyle mentionnés pour R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ^5a , R ^5b , R ⁶ , R ⁷ ,

R ²⁰ , R ²¹ , R ²² , R ²³ , R ²⁴ et R ²⁵ peuvent être fluorés ou perfluorés.

Au sens de la présente invention, un groupe acyle désigne un groupement de formule -C(=0)-D, dans lequel D désigne un atome d'hydrogène ou une chaîne hydrocarbonée linéaire ou ramifiée, saturée ou insaturée, pouvant comportant de 1 à 12 atomes de carbone, et de préférence de 1 à 6 atomes de carbone. Parmi de tels groupes acyle mentionnés pour R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ^5a , R ^5b , R ⁶ , R ⁷ , R ²¹ , R ²² , R ²³ , R ²⁴ et R ²⁵ , on peut notamment citer les groupements formyle, acétyle, propanoyle ou pivaloyle.

Au sens de la présente invention, on entend par groupe aryle, un groupement hydrocarboné aromatique monocyclique ou polycyclique éventuellement mono ou polysubstitué, comportant de 3 à 10 atomes de carbone, et de préférence de 3 à 6 atomes de carbone. À titre de radical aryle mentionné pour R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ^5a , R ^5b , R ⁶ , R ⁷ , R ¹² , R ¹³ , R ¹⁴ , R ¹⁵ , R ^15' , R ^15" , R ¹⁶ , R ^16' , R ¹⁷ , R ^17' , R ¹⁸ , R ¹⁹ , R ^19' , R ²⁰ , R ²¹ , R ²² , R ²³ , R ²⁴ et R ²⁵ , on peut en particulier citer les groupements naphtyle, anthranyle, phénantryle, o-tolyle, p-tolyle, xylyle, éthylphényle, mésityle et phényle. Parmi de tels groupements, le groupement phényle est particulièrement préféré. Au sens de la présente invention, le groupe cycloalkyle est un groupement cyclique comportant de 3 à 10 atomes de carbone, et de préférence de 3 à 7 atomes de carbone. Le groupe cycloalkyle est de préférence saturé. Parmi de tels groupes cycloalkyle mentionnés pour R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ^5a , R ^5b , R ⁶ , R ⁷ , R ²¹ , R ²² , R ²³ , R ²⁴ et R ²⁵ , on peut en particulier citer les groupes cyclopropyle, cyclobutyle, cyclopentyle, cyclohexyle ou cycloheptyle.

Les groupes cycloalkyle mentionnés pour R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ^5a , R ^5b , R ⁶ , R ⁷ , R ²¹ , R ²² , R ²³ , R ²⁴ et R ²⁵ peuvent être fluorés ou perfluorés.

Toujours au sens de la présente invention, un groupe hétérocycloalkyle est un groupement cyclique comportant de 3 à 10 atomes de carbone, et de préférence de 3 à 6 atomes de carbone, et au moins un hétéroatome choisi parmi N, O, P, Si et S. Le groupe hétérocycloalkyle est de préférence saturé. Parmi de tels groupes hétérocycloalkyles mentionnés pour R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ^5a , R ^5b , R ⁶ , R ⁷ , R ²¹ , R ²² , R ²³ , R ²⁴ et R ²⁵ , on peut en particulier citer les groupes oxacyclopropanyle, azacyclopropanyle, thiacyclopropanyle, tetrahydrofuranyle, pyrrolidinyle, tetrahydrothiophényle, tetrahydropyranyle, pipéridinyle, pipérazinyle ou thiacyclohexane.

Les groupes hétérocycloalkyle mentionnés pour R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ^5a , R ^5b , R ⁶ , R ⁷ , R ²¹ , R ²² ' R ²³ , R ²⁴ et R ²⁵ peuvent être fluorés ou perfluorés.

Un groupe hétéroaryle, au sens de la présente invention, est un groupement aromatique monocyclique ou polycyclique, éventuellement mono ou polysubstitué, comportant de 3 à 10 atomes de carbone, et de préférence de 5 à 6 atomes de carbone, et au moins un hétéroatome choisi parmi N, O, P, Si et S. Parmi de tels groupes hétéroaryles mentionnés pour R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ^5a , R ^5b , R ⁶ , R ⁷ , R ²¹ , R ²² , R ²³ , R ²⁴ et R ²⁵ , on peut en particulier citer les groupes furanyle, thiophényle, pyrrolyle, pyridinyle, pyranyle, oxazinyle, thazinyle, pyrimidinyle, pipérazinyle ou thiinyle.

Un groupe aralkyle, au sens de la présente invention, est un groupe comprenant au moins un radical alkyle et au moins un radical aryle, lesdits radicaux alkyle et aryle étant reliés par une liaison carbone-carbone, et lesdits radicaux alkyle et aryle ayant la même définition que celle donnée pour les radicaux alkyle et aryle ci-dessus. À titre de groupe aralkyle, on peut en particulier citer le groupe benzyle.

Un groupe alkylène, au sens de la présente invention, peut être linéaire ou ramifié, substitué ou non substitué, et peut comporter de 1 à 12 atomes de carbone, et de préférence de 1 à 6 atomes de carbone.

Un groupe arylène, au sens de la présente invention, peut être mono ou polysubstitué, et peut comporter de 10 à 30 atomes de carbone, et de préférence de 10 à 20 atomes de carbone.

Selon l'alternative (b) pour la formule (I), les radicaux R ⁵ , R ⁶ et R ⁷ sont choisis de manière à ce que le groupe -CR ⁵ R ⁶ R ⁷ forme une chaîne de polymère P ¹ ; selon l'alternative (b') pour la formule (II), les radicaux R ^5a , R ⁶ et R ⁷ sont choisis de manière à ce que le groupe -CR ^5a R ⁶ R ⁷ forme une chaîne de polymère P ¹ ; et selon l'alternative (b") pour la formule (IV), les radicaux R ^5b , R ⁶ et R ⁷ sont choisis de manière à ce que le groupe -CR ^5b R ⁶ R ⁷ forme une chaîne de polymère P ¹ .

Selon la présente invention, on entend par chaîne de polymère P ¹ pour les groupes -CR ⁵ R ⁶ R ⁷ , -CR ^5a R ⁶ R ⁷ , et -CR ^5b R ⁶ R ⁷ , tout enchaînement d'unités monomères obtenu par un procédé de polymérisation radicalaire contrôlée par addition-fragmentation réversible (i.e. procédé également dénommé RAFT/MADIX) tel que le procédé RAFT/MADIX décrit par exemple par Moad et al. [Aust. J. Chem. , 2012, 65(8), 985-1076] ou par Destarac et al. [ACS Symposium Séries, vol. 854, American Chemical Society, 2003. Matyjaszewski, K., Ed. Advances in Controlled / Living Radical Polymerization, page 536] ou par transfert d'atome tel que le procédé ATRP de l'expression anglophone « Atom Transfer Radical Polymerization » décrit par exemple par Matyjaszewski et al. [Chem. Rev., 2001, 101 (9), 2921-2990] mis en œuvre de telle sorte que l'unité monomère terminale connectée respectivement à l'atome de soufre du groupement thiocarbonylthio (RAFT/MADIX) ou halogène (Cl, Br) pour l'ATRP soit de type acrylate, par exemple acrylate de méthyle, ou acrylamido comme le N-isopropylacrylamide. La chaîne de polymère P ¹ peut également résulter de la transformation d'un polymère présentant au moins un -OH ou au moins un -NH ₂ terminal en une extrémité xanthate appropriée.

La chaîne de polymère P ¹ peut être choisie parmi un polydiméthylsiloxane, un copolymère statistique ou à blocs à base d'unités diméthylsiloxane, un polyoxyde d'éthylène, un polyoxyde de propylène, un copolymère statistique ou à blocs à base d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de propylène, un poly(oxyde de butylène), un copolymère statistique ou à blocs à base d'oxyde d'éthylène et d'oxyde de butylène, un polyoxyde de tétraméthylène (poly(tétrahydrofurane)), un polylactide, un polycaprolactone, un polyester, un polyéthylène, un poly(éthylène-co-butylène) (ou polybutadiène hydrogéné), un polypropylène, un oligopeptide, un polypeptide, un polyamide, un polyuréthane, un polystyrène et un polymère synthétisé par polymérisation radicalaire contrôlée de monomères insaturés selon des techniques connus dans l'état de l'art tels que l'ATRP, NMP (bien connue sous l'angliscisme « nitroxide mediated polymerization ») décrit par exemple par Hawker et al. [Chem. Rev. , 2001, 101, 3661-3688], RAFT/MADIX, OHMRP (bien connue sous l'angliscisme « organoheteroatom mediated living radical polymerization ») décrit par exemple par Yamago et al. [Chem. Rev. , 2009, 109, 5051-5068] etc....

De préférence, au moins l'un des groupes R ²¹ ou R ²² est différent d'un atome d'hydrogène.

Dans un mode de réalisation particulier, R ²¹ , R ²² , R ²³ et R ²⁴ représentent un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle.

R ²¹ (respectivement R ²² ) peut être un groupe alkyle, notamment un groupe méthyle, et R ²² (respectivement R ²¹ ) peut être un atome d'hydrogène.

De préférence, au moins un des groupes R ²³ et R ²⁴ est différent d'un atome d'hydrogène.

De préférence encore, R ²³ (respectivement R ²⁴ ) est un groupe alkyle, notamment un groupe méthyle, et R ²⁴ (respectivement R ²³ ) est un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle, notamment un groupe méthyle. De préférence, le groupe R ⁵ est différent d'un atome d'hydrogène.

Selon une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, R ⁵ est un groupe cyano ou un groupe phthalimido.

Dans un mode de réalisation préféré, au moins l'un des groupes R ⁶ ou R ⁷ est un atome d'hydrogène et avantageusement, les deux groupes R ⁶ et R ⁷ sont des atomes d'hydrogène.

Dans un mode de réalisation particulier, R ²⁵ est un groupe alkyle, en particulier un groupe méthyle.

Dans un mode de réalisation particulier, R ¹ , R ² , R ³ et R ⁴ représentent un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle.

De préférence, R ¹ (respectivement R ² ) est un groupe alkyle, notamment un groupe méthyle, et R ² (respectivement R ¹ ) est un atome d'hydrogène.

De préférence, au moins l'un des groupes R ³ ou R ⁴ est un atome d'hydrogène et de préférence encore les deux groupes R ³ et R ⁴ sont des atomes d'hydrogène.

Le groupe R ²⁶ est de préférence un groupe méthyle.

Dans la formule (I) telle que définie ci-dessus, les alternatives (a) et (b) sont préférées, et l'alternative (a) est encore plus préférée.

Dans la formule (II) telle que définie ci-dessus, les alternatives (a') et

(b') sont préférées, et l'alternative (a') est encore plus préférée.

Dans la formule (IV) telle que définie ci-dessus, les alternatives (a") et (b") sont préférées, et l'alternative (a") est encore plus préférée.

Selon une forme de réalisation particulièrement avantageuse, le procédé de l'invention conduit à la formation d'une thiolactone de formule (I) choisie parmi :

- le 3-(4-méthyl-5-oxotétrahydrothiophèn-2-yl)propanenitrile (TL1), et - la 2-(2-(4-méthyl-5-oxotétrahydrothiophèn-2-yl)éthyl)isoind oline- l,3 (TL2) .

Lorsqu'ils ne sont pas commerciaux, les xanthates de formule (II) :

(H)

peuvent être obtenus selon un procédé analogue à celui utilisé dans la demande internationale WO 2004/024681. En particulier, ils peuvent être obtenus selon un procédé comprenant les étapes suivantes : a) faire réagir, dans un solvant organique, un alcool de formule (VI) suivante :

(VI)

dans laquelle les radicaux R , R , R et R ont la même signification que dans les xanthates de formule (II) ci-dessus, avec du disulfure de carbone (CS ₂ ) en présence d'une base pour obtenir un sel de formule (VII) suivante :

(VU)

dans laquelle les radicaux R ²¹ , R ²² , R ²³ et R ²⁴ ont la même signification que les xanthates de formule (II) ci-dessus et J ⁺ est un cation choisi parmi les cations de métaux alcalins tels qu'un cation K ⁺ ou Na ⁺ , puis b) faire réagir le composé de formule (VII) obtenu à l'étape a) ci-dessus avec un composé de formule (VIII) suivante :

dans laquelle R ^5a , R ⁶ et R ⁷ ont la même signification que dans le xanthate de formule (II) ci-dessus, pour obtenir un xanthate de formule (II) correspondant. La première étape a) de préparation d'un sel de formule (VII) est de préférence réalisée à température ambiante, en particulier dans un solvant organique tel que le tétrahydrofurane et en utilisant notamment une base forte, de préférence la potasse. La durée de l'étape a) est généralement de 20 à 24 heures environ.

La deuxième étape b) de préparation d'un xanthate de formule (II) est de préférence réalisée dans un solvant organique tel que l'acétone et en particulier dans un bain de glace, la réaction d'addition du composé de formule (VIII) étant fortement exothermique. Une fois l'addition du composé de formule (VIII) terminée, la réaction est de préférence conduite à température ambiante, en particulier pendant une durée de 2 à 4 heures environ. Lorsque la réaction est terminée, le xanthate de formule (II) ainsi obtenu peut être filtré, puis le filtrat est de préférence concentré sous vide. Le xanthate de formule (II) peut ensuite être engagé dans le procédé conforme à la présente invention sans purification supplémentaire.

Lorsque le groupe -CR ^5a R ⁶ R ⁷ est une chaîne de polymère P ¹ , le xanthate de formule (II) peut être obtenu par polymérisation RAFT/MADIX de monomères ou par synthèse organique d'un polymère-xanthate selon le schéma réactionnel (4) suivant :

polymère-OH, ou

polymère-NH ₂

(ll-b)

Schéma réactionnel (4)

Selon un mode de réalisation de l'invention, le xanthate de formule (II) est le S-(cyanométhyl)-0-(3-méthylbutan-2-yl) carbonodithioate (XAl) et le S-((l,3-dioxoisoindolin-2-yl)méthyl)-0-(3-méthylbutan-2-yl ) carbonodithioate (XA2).

L'étape 1) de préparation du mono-adduit de formule (IV) du procédé conforme à l'invention peut être réalisée sans solvant, dans de l'eau ou dans un solvant organique. Elle est de préférence réalisée dans un solvant organique ou dans de l'eau, et encore plus préférentiellement dans un solvant organique. Le solvant organique utilisable lors de cette étape 1) est alors de préférence choisi parmi le toluène, le tétrahydrofurane (THF), l'acétate d'éthyle et le 1,4-dioxane. Parmi de tels solvants organiques, le toluène est particulièrement préféré.

Au sens de la présente invention, on entend par amorceur radicalaire, une espèce chimique capable de former des radicaux libres c'est-à-dire une espèce chimique possédant un ou plusieurs électrons non appariés sur sa couche externe.

Selon le procédé conforme à l'invention, l'amorceur radicalaire utilisé lors de l'étape 1) est de préférence choisi parmi les peroxydes organiques, les dérivés azoïques et les systèmes redox.

Parmi les peroxydes organiques, on peut en particulier mentionner le peroxyde de dilauroyle (LPO), le peroxyacétate t-butyle, le peroxybenzoate de t-butyle, le peroxyoctoate de t-butyle, le peroxydodécanoate de t-butyle, le peroxyisobutyrate de t-butyle, le peroxypyvalate de t-amyle, le peroxypyvalate de t-butyle, le peroxydicarbonate de di-isopropyle, le peroxydicarbonate de dicyclohexyle, le peroxyde de dicumyle, le peroxyde de dibenzoyie, le peroxydisulfate de potassium, le peroxydisulfate de sodium et le peroxydisulfate d'ammonium . Parmi ces peroxydes organiques, le LPO est particulièrement préféré.

Parmi les dérivés azoïques, on peut en particulier mentionner le 2,2'-azobis(isobutyronitrile), le 2,2'-azobis(2-cyano-2-butane), le diméthyl— 2,2'-azobisdiméthylisobutyrate, le 4,4'-azobis-(acide 4-cyanopentanoique), le l,l'-azobis-(cyclohexanecarbonitrile), le 2-(t-butylazo)-2-cyanopropane, le 2,2'-azobis-[2-méthyl-N(l, l)-bis (hydroxyméthyl)-2-hydroxyéthyl] propanamide, le 2,2'-azobis-[2-méthyl-N-hydroxyéthyl]-propanamide, le dichlorhydrate de 2,2'-azobis-(N,N'-diméthylèneisobutyramidine), le dichlorhydrate de 2,2'-azobis-(2-amidinopropane), le 2,2'-azobis-(N,N'- diméthylène isobutyramine), le 2,2'-azobis-(2-méthyl-N-[l, lbis- (hydroxyméthyl)-2-hydroxyéthyl]propionamide), le 2,2'-azobis-(2-méthyl-N- [l, l-bis-(hydroxyméthyl)propionamide], le 2,2'-azobis-[2-méthyl-N-(2- hydroxyéthyl)propionamide], le 2,2'-azobis-(isobutyramide)dihydrate, le 2,2'- azobis-(2,2,4-triméthylpentane) et le 2,2'-azobis-(2-méthylpropane).

Les systèmes redox sont par exemple choisis parmi les systèmes comportant des combinaisons telles que les combinaisons suivantes :

- les mélanges de peroxyde d'hydrogène, d'un peroxyde de dialkyle, d'hydroperoxyde, d'un perester, d'un percarbonate ou composés similaires, avec un sel de fer, un sel de titane, un sel de formaldéhyde sulfoxylate de zinc ou un sel de formaldéhyde sulfoxylate de sodium,

- les mélanges de peroxyde d'hydrogène, d'un peroxyde de dialkyle, d'hydroperoxyde, d'un perester, d'un percarbonate ou composés similaires, avec un acide organique comme l'acide ascorbique ou l'acide érythorbique,

- les mélanges d'un persulfate, perborate ou perchlorate de métal alcalin ou d'ammonium avec un bisulfite de métal alcalin, tel que le métabisulfite de sodium, - les mélanges d'un persulfate, perborate ou perchlorate de métal alcalin ou d'ammonium avec un acide organique comme l'acide ascorbique ou l'acide érythorbique, ou

- les mélanges d'un persulfate de métal alcalin avec un acide arylphosphinique, tel que l'acide benzène phosphonique ou composés similaires.

Parmi de tels systèmes redox, on préfère tout particulièrement l'association de persulfate d'ammonium et de formaldéhyde sulfoxylate de sodium .

Par ailleurs, lors de l'étape 1), l'amorceur radicalaire peut être rajouté au milieu réactionnel en une fois ou en plusieurs fois, c'est-à-dire par portions.

Selon une forme de réalisation préférée du procédé de l'invention, l'amorceur radicalaire est ajouté au milieu réactionnel par portions.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le mono-adduit de formule (IV) tel qu'obtenu à l'issue de l'étape 1) est choisi parmi le méthyl 6- cyano-2-méthyl-4-((((3-méthylbutan-2-yl)oxy)carbonothioyl) thio)hexanoate (XA1CN) et le méthyl 6-(l,3-dioxoisoindolin-2-yl)-2-méthyl-4-((((3- méthylbutan-2-yl)oxy)carbonothioyl)thio)hexanoate (XA2PH).

Les monomères de formule (III) sont de préférence choisis parmi les composés qui sont des monomères peu ou pas polymérisables dans les conditions de température et de pression utilisées lors de l'étape 1) du procédé conforme à l'invention, c'est-à-dire qui conduisent à un mono-adduit de formule (IV) sans présence notable de diadduit, triadduit, etc.. Parmi de tels monomères de formule (III), on peut en particulier mentionner le méthyl- 4-penténoate de méthyle (Al).

Les monomères de formules (III) sont généralement disponibles dans le commerce. Lorsqu'ils ne sont pas disponibles dans le commerce, ils peuvent être obtenus facilement par des voies de synthèse bien connues de l'homme du métier. L'étape 1) du procédé conforme à l'invention est généralement réalisée à une température variant de 10 à 140°C environ, et de préférence de 40 à 110°C environ, et encore plus préférentiellement entre 65 et 90°C environ.

La durée de ladite étape 1) varie généralement de 3 à 48 heures environ, et encore plus préférentiellement de 4 à 24 heures environ.

Selon une forme de réalisation particulière et préférée de l'invention, le mono-adduit de formule (IV) obtenu à l'issue de l'étape 1) est purifié, par exemple par chromatographie sur gel de silice, avant d'être engagé dans la deuxième étape de thermolyse.

L'étape 2) de thermolyse du procédé conforme à la présente invention peut être réalisée avec ou sans solvant. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, l'étape 2) de thermolyse est réalisée sans solvant. La température de l'étape 2) de thermolyse est généralement comprise entre 40 et 210°C environ, de préférence entre 100 et 200°C environ et plus particulièrement entre 160 et 190°C environ.

L'étape 2) de thermolyse est généralement effectuée à une température suffisante pour décomposer le mono-adduit de formule (IV).

Dans la présente invention, l'expression « thermolyse » signifie une décomposition thermique. C'est une réaction de décomposition chimique causée par la chaleur. Dans le cas présent, l'action de la chaleur conduit à la décomposition du mono-adduit de formule (IV), permettant la formation de la thiolactone de formule (I).

En d'autres termes, l'étape 2) du procédé de l'invention ne met pas en œuvre de base(s) et/ou d'acide(s), et de préférence ne met pas en œuvre d'autres réactifs que le mono-adduit de formule (IV) issu de l'étape 1). En d'autres termes, seule l'action de la chaleur permet de conduire aux thiolactones de formule (I).

De façon surprenante, le mono-adduit de formule (IV) obtenu à l'étape 1) a une structure chimique appropriée, notamment de par la définition des groupes R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ^5b , R ⁶ , R ⁷ , R ²¹ , R ²² , R ²³ , R ²⁴ et R ²⁵ , pour permettre la formation d'une thiolactone substituée de formule (I) par thermolyse. En d'autres termes, la cyclisation en thiolactone (I) est favorisée.

Lorsque l'étape 2) de thermolyse est réalisée dans un solvant, alors ledit solvant est de préférence choisi parmi les solvants de haut point d'ébullition (c'est-à-dire ayant un point d'ébullition supérieur ou égale à la température de thermolyse), tels que par exemple le 1,2-dichlorobenzène.

Par ailleurs, l'étape 2) de thermolyse peut être effectuée à pression atmosphérique ou sous vide, notamment dans ce dernier cas, pour éliminer les sous-produits volatiles éventuellement formés en cours de réaction.

Selon un mode de réalisation particulier, l'étape 2) de thermolyse est effectuée dans un contenant fermé (e.g . tube de schlenk), et de préférence sous vide.

Selon une forme particulière et préférée de l'invention, l'étape 2) de thermolyse est réalisée sans solvant et sous vide.

A la fin de l'étape 2) de thermolyse, la thiolactone de formule (I) est de préférence purifiée, par exemple par chromatographie sur colonne de silice.

Certaines des thiolactones substituées de formule (I) directement obtenues en mettant en œuvre le procédé de préparation conforme au premier objet de l'invention sont nouvelles en soi et constituent à ce titre le deuxième objet de l'invention.

La présente invention a donc également pour objet des thiolactones substituées de formule (Γ) suivante :

dans laquelle : - R ^1' , R ^2' , R ^3' et R ^4' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un groupe choisi parmi les groupes alkyle, acyle, aryle, hétéroaryle, cycloalkyle saturé ou insaturé, et hétérocycloalkyle saturé ou insaturé, les radicaux R ^1' , R ^2' , R ^3' et R ^4' pouvant également former ensemble un groupement cycloalkyle ou hétérocycloalkyle saturé ou insaturé ou un groupement aryle ou hétéroaryle ; et

- R ^5' , R ^6' et R ^7' sont définis selon l'une des deux options (i) ou (ii) suivantes :

(i)

* R ^5' est choisi parmi un groupe cyano et un groupe phthalimido ; et

* R ^6' et R ^7' , identiques ou différents, sont choisis parmi un atome d'hydrogène, un groupe alkyle, un groupe acyle, un groupe aryle, un groupe hétéroaryle, un groupe aralkyle, un groupe cycloalkyle saturé ou insaturé et un groupe hétérocycloalkyle saturé ou insaturé, lesdits groupes alkyle, acyle, aryle, hétéroaryle, aralkyle, cycloalkyle saturé ou insaturé et hétérocycloalkyle saturé ou insaturé pouvant être substitués par un groupe X choisi parmi les groupes suivants : P(0)(OR ⁸ )(OR ^8' ) dans lequel les radicaux R ⁸ et R ^8' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ; C _n F ₂ n+i dans lequel n est un nombre entier allant de 1 à 20 ; SiR ⁹ p(OR ¹⁰ )3 _-p dans lequel les radicaux R ⁹ et R ¹⁰ , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle et p est un nombre entier égal à 0, 1 ou 2 ; BF ₃ M ⁺ dans lequel M = K ou Na ; B(OR ⁿ ) ₂ dans lequel les deux radicaux R ¹¹ , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène, un radical alkyle ou forment un cycle carboné avec les deux atomes d'oxygène auxquels ils sont liés ; OR ¹² dans lequel R ¹² représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; 0(C=0)R ¹³ dans lequel R ¹³ représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; 0(C=0)OR ¹⁴ dans lequel R ¹⁴ représente un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; N ⁺ R ¹⁵ R ¹⁵ R ^15" A ^" dans lequel les radicaux R ¹⁵ , R ^15' et R ^{15 "} , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle et A représente un atome de chlore ou de brome ; NR ¹⁶ (C=0)R ^16' dans lequel les radicaux R ¹⁶ et R ^16' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ou aryle ou sont reliés entre eux et forment un cycle tel qu'un cycle pyrrolidone ou caprolactame ; NR ¹⁷ (C=0)OR ^17' dans lequel R ¹⁷ et R ^17' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; CN ; un atome d'halogène choisi parmi Cl, F et Br ; NCS ; OCH ₂ -époxy ; COOR ¹⁸ dans lequel R ¹⁸ représente un atome d'hydrogène, un radical alkyle, aryle ou aralkyle ; CONR ¹⁹ R ^19' dans lequel R ¹⁹ et R ^19' , identiques ou différents, représentent un atome d'hydrogène ou un radical alkyle ou aryle ; S0 ₂ R ²⁰ dans lequel R ²⁰ représente un radical alkyle ou aryle ; azoture (N ₃ ) et alcyne ; ou

(ii) R ^5' , R ^6' et R ^7' sont tels qu'ils forment ensemble une chaîne de polymère P ¹ .

L'option (i) est préférée.

Dans un mode de réalisation particulier, R ^1' , R ^2' , R ^3' et R ^4' représentent un atome d'hydrogène ou un groupe alkyle.

De préférence, R ^1' (respectivement R ^2' ) est un groupe alkyle, notamment un groupe méthyle, et R ^2' (respectivement R ^1' ) est un atome d'hydrogène.

De préférence, au moins l'un des groupes R ^3' ou R ^4' est un atome d'hydrogène et de préférence encore les deux groupes R ^3' et R ^4' sont des atomes d'hydrogène.

De préférence, au moins l'un des groupes R ^6' ou R ^7' est un atome d'hydrogène, et de préférence encore les deux groupes R ^6' et R ^7' sont des atomes d'hydrogène.

Parmi les thiolactones substituées de formule (Γ) ci-dessus, on peut notamment citer :

- le 3-(4-méthyl-5-oxotétrahydrothiophèn-2-yl)propanenitrile (TL1), et

- la 2-(2-(4-méthyl-5-oxotétrahydrothiophèn-2-yl)éthyl)isoind oline-l,3- dione (TL2). Les thiolactones substituées de formule (I) susceptibles d'être obtenues par la mise en œuvre du procédé conforme à la présente invention, et en particulier, les thiolactones de formule (Γ) conformes au deuxième objet de la présente invention peuvent avantageusement être utilisées pour la synthèse de polymères ou pour la fonctionnalisation de particules, de surfaces planes de type métal, verre, céramique, ou de polymères.

Ainsi la présente invention a donc également pour troisième objet l'utilisation d'au moins une thiolactone substituée de formule (Γ), pour la synthèse de polymères ou pour la fonctionnalisation de particules, de surfaces planes de type métal, verre, céramique, ou de polymères.

En ce qui concerne la préparation de polymères, les thiolactones de formule (I), et en particulier de formule (Γ) peuvent être engagées dans une réaction de polymérisation comprenant au moins une étape de réaction d'une thiolactone de formule (I), en particulier de formule (Γ) avec un composé nucléophile permettant d'ouvrir le cycle de la thiolactone et d'obtenir un thiol qui peut ensuite être engagé dans un processus de polymérisation par addition ou condensation avec par exemple un monomère de type diacrylate tel que décrit dans la référence par Yu et al. [Polym. Chem. , 2015, 6, 1527-1532] .

En ce qui concerne la fonctionnalisation de surface ou de polymères, il est ainsi possible :

- selon une première forme de réalisation, d'effectuer le greffage de thiolactones substituées de formule (I) (respectivement de formule (Γ)), sur une surface solide ou sur un polymère à l'état liquide, ladite surface ou ledit polymère comportant des fonctions chimiques aptes à réagir avec l'un des groupements R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ⁶ ou R ⁷ (respectivement R ^1' , R ^2' , R ^3' , R ^4' , R ⁵ , R ⁶ ou R ^7' ) des thiolactones de formule (I) (respectivement (Γ)), afin de former une liaison covalente, ou des interactions fortes de type liaison hydrogène. À titre d'exemple, il est ainsi possible de greffer une thiolactone comportant un groupement phosphonate à titre de substituant X de R ⁶ ou R ⁷ sur une surface métallique. Selon cette première forme de réalisation, après fonctionnalisation, l'intégrité du cycle thiolactone est préservée. - selon une deuxième forme de réalisation, d'effectuer le greffage de la thiolactone substituée par ouverture du cycle thiolactone sur une surface solide ou sur un polymère à l'état liquide et mise en réaction avec toute substance réactive avec les thiols tels les acrylates ou les halogénures d'alkyle par exemple.

En fonction de la nature des groupes R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ⁶ ou R ⁷ (respectivement R ^1' , R ^2' , R ^3' , R ^4' , R ^5' , R ^6' ou R ^7' ), il devient alors possible de conférer à un matériau ou à un polymère les propriétés correspondant au type de groupement R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ⁶ ou R ⁷ (respectivement R ^1' , R ^2' , R ^3' , R ^4' , R ⁵ , R ^6' ou R ^7' ) greffés, par exemple des propriétés antiadhésives lorsque que les groupes R ¹ , R ² , R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ⁶ ou R ⁷ (respectivement R ^1' , R ^2' , R ^3' , R ^4' , R ⁵ , R ^6' ou R ^7' ) sont des groupes perfluorés. Il est aussi possible d'introduire une fonction supplémentaire lors de la mise en réaction du thiol obtenu par ouverture de la thiolactone avec un composé fonctionnel réactif avec les thiols.

La présente invention est illustrée par les exemples de réalisation suivants, auxquels elle n'est cependant pas limitée.

EXEMPLES

Exemple 1 : Synthèse du 3-(4-méthyl-5-oxotétrahvdrothiophèn-2- vnpropanenitrile (TLD selon le procédé conforme à l'invention Dans cet exemple, on a préparé la thiolactone de formule suivante (TL1) :

TL1

11 Première étape : préparation du S-(cyanométhy0-CH3- méthylbutan-2-νΠ carbonodithioate (Xanthate de formule (II) ; (XAIH

XA1 1_._1J S jjjs-_étap_e _ι_ g répa ra tip_n_ d_e_ ί'0-_(_1_, 2-z.

XAO

On a placé en suspension dans 500 ml_ de tetrahydrofurane (THF, Sigma-AIdrich), 100 g (1, 13 moles) de 3-méthylbutan-2-ol (Alfa Aesar), 63,65 g de potasse (KOH, Sigma-AIdrich) et 90,7 g (1, 19 moles) de disulfure de carbone (CS ₂ , Sigma-AIdrich) à température ambiante pendant 24 heures.

Après totale dissolution de KOH, l'émulsion jaune a été concentrée sous pression réduite, puis triturée avec du pentane (Sigma-AIdrich) et finalement filtrée pour obtenir 185 g du produit attendu XAO sous la forme d'un solide jaune (185 g, rendement 80 %).

RMN *H (300, 13 MHz, D ₂ 0, 298K) δ : 5,31 (p, ³ J _H/H = 6,4 Hz, 1H, (CH ₃ ) ₂ CHCH(0)CH ₃ ) ; 2,07-1,84 (m, 1H, (CH ₃ ) ₂ CHCH(0)CH ₃ ) ; 1,27 (d, ³ J _H/H = 6,4 Hz, 3H, (CH ₃ ) ₂ CHCH(0)CH ₃ ) ; 0,96 (d, ³ J _H , _H = 6,9 Hz, 6H, (CH ₃ ) ₂ CHCH(0)CH ₃ ) ppm .

RMN "C^H} (75,47 MHz, D ₂ 0, 298K) δ : 232,6 (Ç=S) ; 86,3 ((CH ₃ ) ₂ CHÇH(0)CH ₃ ) ; 32,8 ((CH ₃ ) ₂ ÇHCH(0)CH ₃ ) ; 17,7 ((ÇH ₃ ) ₂ CHCH(0)CH ₃ ) ; 17,6 ((ÇH ₃ ) ₂ CHCH(0)CH ₃ ) ; 15,8 ((CH ₃ ) ₂ CHCH(0)ÇH ₃ ) ppm.

1_._2J_ _ _ _S_Qus_iét_aj)e 2_: p_r_ép_a ratj g n_ _ _ d_u_ _ _ _S-_tcy_a_ n om éthy DrÇ)_-X3_- méthyibuta n- 2-yiX çarbpn_o_d ithioate IXA1J

0,025 mole (5,05 g) de 2-bromoacétonitrile (Sigma-AIdrich) a été ajouté à une solution de 3, 11 g (0,026 mole) du composé XAO obtenu ci- dessus à l'étape 1.1) précédente dans 25 ml de THF (Sigma-AIdrich), dans un bain de glace (réaction très exothermique). Une fois l'ajout terminé, le milieu réactionnel a été agité à température ambiante pendant 16 heures puis filtré. Le filtrat a été concentré sous vide et le brut réactionnel a été purifié par chromatographie sur silice (éluant éther de pétrole/acétate d'éthyle : 80 : 20, v:v) pour récupérer le xanthate XA1 sous la forme d'une huile jaune (3,58 g, rendement 71%).

2) Deuxième étape : préparation du méthyl 6-cyano-2-méthyl-4-((((3- méthylbutan-2-yDoxy)carbonothioyDthio)hexanoate (mono-adduit de formule ÎIV) : XAlCIvn

.2._1J_ _ _S_oy Siéta pe_ _ 1_ ι _ _prépa rati p_n_ _ _d y _ _ 2z Ul éthyL-_4. ^_ J?e.Qté n gâte _ _ de méthy]e_(Al.)

0,075 mole (10,6 g) de 2-méthyl-4-penténoate d'éthyle (Sigma-AIdrich), 120 ml de méthanol (Sigma-AIdrich) et 0,0038 mole (0,369 g) d'acide sulfurique 97% (Sigma-AIdrich) ont été portées à reflux pendant 24 heures. Le mélange réactionnel a ensuite été refroidi, dilué avec 100 ml d'éther diéthlylique (Sigma-AIdrich) et extrait à la saumure jusqu'à atteindre un pH neutre. La phase organique a été séchée sur du sulfate de magnésium (Sigma-AIdrich) et évaporé sous vide. Le 2-méthyl-4-penténoate de méthyle (Al) a été obtenue sous la forme d'un liquide incolore (7, 15 g, rendement 75%).

.2._2J_ S_o_u s-jétape _2 _:_ prépara rtio n _d u_ m ét h y l_ 6_- cy ano -_2 - mAt y! z zi(H3 . méthyjb uta n - 2-yiloxylca rbo n gth i_oyl_)th loJLhexa n ate_(XA 1 Ç ) 3,45 g (0, 17 mmole) du xanthate XA1 obtenu ci-dessus à la sous- étape 1.2) précédente, 2,01 g (0,016 mmole) de 2-méthyl-4-penténoate de méthyle Al obtenu ci-dessus à la sous-étape 2.1) précédente, 0,90 g (0,0023 mmole) de peroxyde de dilauroyle (LPO : amorceur radicalaire) et 3,5 ml de toluène ont été mélangés dans un tube de Schlenk. Le mélange a ensuite été dégazé par 3 congélations sous vide. Après 16 heures de chauffage à une température de 90°C, le brut réactionnel a été purifié par chromatographie sur silice (éluant acétate d'éthyle/hexane (2 :8, v:v)) pour récupérer le mono-adduit XA1CN (3,96 g, rendement 79%, huile jaune).

RMN *H (300, 13 MHz, CDCI ₃ , 298K) δ (ppm) : 5,59 - 5,47 (m, 1H, (CH ₃ ) ₂ CHCH(0)CH ₃ ), 3,94 - 3,74 (m, 1H, SCH(CO)CH), 3,67 - 3,66 (m, 3H, C(0)CH ₃ ), 2,76 - 2,60 (m, 1H, SCH ₂ CH(CH ₃ )), 2,54 - 2,45 (m, 2H, SCH ₂ CH ₂ CN), 2, 19 - 1,93 (m, 4H, SCH(CH ₂ CH ₂ CN)CH ₂ CH(CH ₃ )), 1,78 - 1,52 (m, 1H, (CH ₃ ) ₂ CHCH(0)CH ₃ ), 1,31 - 1,27 (m, 3H, CH(0)CH ₃ ), 1,20 - 1, 18 (d, 3H, SCH ₂ CH(CH ₃ )), 0,95 - 0,94 (m, 6H, (CH ₃ } ₂ CHCH(0)CH ₃ ).

RMN ^C^H} (75,47 MHz, CDCI ₃ , 298K) δ (ppm) : 212,40 (Ç=S), 176,12 (Ç0 ₂ CH ₃ ), 119,10 (ÇN), 86,47 ((CH ₃ ) ₂ CHÇ_H(0)CH ₃ ), 51,94 (C0 ₂ Ç_H ₃ ), 48,35 - 47,56 (SÇ_HCH ₂ CH ₂ N), 37,72 (SCHÇ_H ₂ CH ₂ CN), 37,06 (SCHCH ₂ ÇH(CH ₃ )), 32,70 ((CH ₃ ) ₂ ÇHCH(0)CH ₃ ), 31,62 - 30,90 (SCH(ÇH ₂ CH(CH3)), 18,28 - 15,75 ((ÇH ₃ ) ₂ CHCH(0)ÇH ₃ ) et SCHCH ₂ CH(ÇH ₃ )), 14,78 (SCH ₂ ÇH ₂ CN).

IR : 2971, 2876, 2247, 1734, 1460, 1237, 1044 cm ^"1 .

Masse molaire : IC(CH ₄ ), MH ⁺ :

Trouvé : 332, 1369 g/mol,

Calculé : 332, 1354 g/mol .

3) Troisième étape : préparation du 3-(4-méthyl-5- oxotétrahydrothiophèn-2-ynpropanenitrile (thiolactone de formule (I) : TLD

2,05 g (0,0062 mole) de XA1CN obtenu ci-dessus à la sous-étape 2.2) précédente ont été placés dans un tube de Schlenk fermé sous vide et portés à une température de 190°C pendant 24 heures. Le mélange réactionnel a ensuite été refroidi à température ambiante et les composés volatils formés ont été éliminés sous vide. La thiolactone TL1 ainsi obtenue sous la forme d'une huile incolore a ensuite été purifiée sur une colonne chromatographique de silice (éluant hexane/acétate d'éthyle : 6:4 (v:v)) (0,42 g, rendement 40%). RMN *H (300, 13 MHz, CDCI ₃ , 298K) δ (ppm) : 3,87 - 3,73 (m, 1H, CH(CH ₂ ) ₂ CN), 3,69 - 1,39 (m, 7H, C(0)CH(CH ₃ )CH2CH(CH ₂ ) ₂ ), 1, 10 - 1,07 (m, 3H, CHCH ₃ ).

RMN ^C^H} (75,47 MHz, CDCI ₃ , 298K) δ (ppm) : 209,06 - 207,98 (Ç=0), 118,76 (ÇN), 48,69 (Ç_HCH ₃ ), 45,46 - 44,88 (£H(CH ₂ ) ₂ CN), 40,30 - 38,74 (CH(CH ₃ )ÇH ₂ CH), 32,09 - 31,67 (CH(ÇH ₂ CH ₂ CN), 16, 10 - 15,06 (CH(CH ₂ Ç_H ₂ CN), 15, 12 - 14,34 (CHÇ_H ₃ ).

IR : 2970, 2875, 2247, 1701, 1453, 756 cm ^"1 .

Masse molaire : IC(CH ₄ ), MH ⁺ :

Trouvé : 170,0643 g/mol,

Calculé : 170,0640 g/mol .

Exemple 2 : Synthèse de la 2-(2-(4-méthyl-5-oxotétrahvdrothiophèn- 2-vnéthvnisoindoline-l,3-dione (TL2) selon le procédé conforme à l'invention Dans cet exemple, on a préparé la thiolactone de formule suivante (TL2) :

1) Première étape : Préparation du S-((l,3-dioxoisoindolin-2- yl)méthyn-0-(3-méthylbutan-2-yn carbonodithioate (Xanthate de formule fin : ΓΧΑ2Ή

XA2

0,021 mole (4,99 g) de 2-(bromométhyl)-.?H-isoindole-l,3(2H)-dione (Sigma-AIdrich) a été ajoutée à une solution de 4,04 g (0,020 mole) du composé XAO obtenu à la sous-étape 1.1) de l'exemple 1 dans 35 ml d'acétone (Sigma-Aldrich), dans un bain de glace (réaction très exothermique). Une fois l'ajout terminé, le milieu réactionnel a été agité à température ambiante pendant 3 heures puis filtré. Le filtrat a été concentré sous vide afin d'obtenir le produit attendu XA2 sous la forme d'une huile jaune (5,84 g, rendement 91%) qui sera utilisé dans l'étape suivante sans purification .

2) Deuxième étape : préparation du méthyl 6-( l ,3-dioxoisoindolin-2- yl)-2-méthyl-4-((((3-méthylbutan-2-v0oxy)carbonothiov0thio )hexanoate (mono-adduit de formule (IV) : XA2PH)

XA2PH

3,82 g (0,012 mole) du xanthate XA2 obtenu ci-dessus à l'étape 1) précédente, 1,38 g (0,012 mole) de 2-méthyl-4-penténoate de méthyle Al obtenu ci-dessus à l'étape 2.1) de l'exemple 1, et 0,64 g (0,0016 mole) de peroxyde de dilauroyle (LPO : amorceur radicalaire) ont été mélangés dans un tube de Schlenk. Le mélange a ensuite été dégazé par 3 congélations sous vide. Après 16 heures de chauffage à une température de 90°C, le brut réactionnel a été purifié par chromatographie sur silice (éluant acétate d'éthyle/hexane (2 : 8, v: v)) pour récupérer le xanthate XA2 n'ayant pas réagi d'une part, et le mono-adduit XA2PH d'autre part ( 1,9 g, rendement 91%, huile jaune).

RMN ^ (300, 13 M Hz, CDCI ₃ , 298K) δ (ppm) : 7,86 - 7,67 (m, 4H, H _ar ), 5,56 - 5,40 (m, 1 H, (CH ₃ ) ₂ CHCH(0)CH ₃ ), 5,22 - 4,07 (m, 1 H, SCH(CO)CH), 3,86 - 3,70 (m, 3H, SCHCH ₂ CH ₂ N), 3,67 - 3,62 (m, 3H, C(0)CH ₃ ), 2,80 - 2,60 (m, 1 H, SCHCH ₂ CH(CH ₃ )), 2,26 - 1,26 (m, 5H, SCH(CH ₂ CH ₂ N-)CH ₂ CH(CH ₃ )), 1,29 - 1, 15 (m, 6H, CH(0)CH ₃ et SCH ₂ CH(CH ₃ )), 0,92 - 0,86 (m, 6H, (CH ₃ ) ₂ CHCH(0)CH ₃ ) . RMN ^C^H} (75,47 MHz, CDCI ₃ , 298K) δ (ppm) : 213,17 (C=S), 176,41 (ÇO ₂ CH ₃ ), 168,22 (Ç(O)NÇ(O), 133,90 - 123,24 (Ç_ _ar ), 85,75 ((CH ₃ ) ₂ CHÇH(0)CH ₃ ), 51,77 (C0 ₂ Ç_H ₃ ), 46,87 - 46,17 (SÇ_HCH ₂ CH ₂ N), 37,18 (SCHCH ₂ ÇH(CH ₃ )), 37,91 - 33,56 (SCH(ÇH ₂ ) ₂ N)ÇH ₂ CH(CH ₃ )), 32,69 ((CH ₃ ) ₂ ÇHCH(0)CH ₃ ), 18,26 - 15,77 ((Ç_H ₃ ) ₂ CHCH(0)ÇH ₃ ) et SCHCH ₂ CH(ÇH ₃ )).

IR : 2970, 1773, 1714, 1398, 1234, 1046, 721 cm ^"1 .

Masse molaire : IC(CH ₄ ), MH ⁺ :

Trouvé : 452,1572 g/mol, Calculé : 452,1565 g/mol.

31 Troisième étape : préparation de la 2-(2-(4-méthyl-5- oxotétrahydrothiophèn-2-ynéthynisoindoline-l,3-dione (thiolactone de formule (1) : TL2)

1,67 g (0,0037 mole) de XA2PH obtenu ci-dessus à l'étape 2) précédente ont été placés dans un tube de Schlenk fermé sous vide et portés à une température de 190°C pendant 24 heures. Le mélange réactionnel a ensuite été dissous dans 3 ml d'acétate d'éthyle puis précipité dans 200 ml d'hexane. Le solide blanc obtenu a été filtré sur Buchner. La thiolactone TL2 a ainsi été obtenue sous la forme d'un solide blanc (0,310 g, rendement 30%). RMN ^ (300,13 MHz, CDCI ₃ , 298K) δ (ppm) : 7,77 - 7,64 (m, 4H,

H _ar ), 3,80 - 3,61 (m, 3H, CH(CH ₂ CH ₂ N), 2,68 - 1,40 (m, 5H, C(0)CH(CH ₃ )CH ₂ CH(CH ₂ CH ₂ N) 1.11 - 1.06 (m, 3H, CHCH ₃ ).

RMN ^C^H} (75,47 MHz, CDCI ₃ , 298K) δ (ppm) : 210,0 - 209,0 (Ç(O)S), 168,19 (N(Ç(0)CH) ₂ ), 134,17 - 123,33 (Ç _ar ), 48,33 (CH(CH ₃ )), 45,00 - 44,56 (CH ₂ ÇH(CH ₂ CH ₂ N)), 40,87 - 39,15 (CH ₂ CH(CH ₂ Ç_H ₂ N)), 36,47 - 35,40 (ÇH ₂ CH(ÇH ₂ CH ₂ N)), 15,20 - 14,38 (CH(Ç_H ₃ )).

IR : 2936, 1705, 1699, 1399, 1370, 724 cm ^"1 .

Masse molaire : IC(CH ₄ ), MH ⁺ :

Trouvé : 289,0782 g/mol, Calculé : 289,0773 g/mol.