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Title:
ACTIVE UNSATURATED ESTERS, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF, AND USE OF THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/080312
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a compound of formula (I) wherein X represents an activating radical such as a chlorine atom or imidazoyl, Y represents a saturated aliphatic C6-C20 radical, and Z represents an aliphatic C2-C10 radical. The invention also relates to a method for synthesising the compound of formula (I), according to which the compound of formula (II) is formed by the reaction between an alcohol and an acid anhydride, and by the activation of the carbonyl function. Furthermore, the invention relates to the use of the compound of formula (I) for increasing the hydrophobic character of polymers comprising amine and/or hydroxyl functions by means of grafting, and to a support based on natural textile fibres onto which the compound of formula (I) is grafted.

Inventors:
FERRUCIO LAURENCE (FR)
IERNO HELENE (FR)
Application Number:
PCT/FR2005/000123
Publication Date:
September 01, 2005
Filing Date:
January 20, 2005
Export Citation:
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Assignee:
ISOCHEM SA (FR)
FERRUCIO LAURENCE (FR)
IERNO HELENE (FR)
International Classes:
C07C69/716; D06M13/188; D06M14/02; (IPC1-7): C07C69/716; D06M13/188
Foreign References:
US4992292A1991-02-12
US5830835A1998-11-03
US5649979A1997-07-22
US20020112641A12002-08-22
EP0619293A11994-10-12
FR693803A1930-11-25
US2986445A1961-05-30
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 06 28 June 1996 (1996-06-28)
DATABASE CHEMABS CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE, COLUMBUS, OHIO, US; S. DAD ET AL.: "Preparation and cyclo-depolymerization of some olefin-containing polyesters via olefin metathesis", XP002297549, Database accession no. 2000:208252
E. BALAUX ET AL.: "Synthesis of succinic diesters via reductive coupling of alpha-haloesters using samarium (II) iodide and HMPA", TETRAHEDRON LETTERS, vol. 37, no. 6, 1996, pages 801 - 804, XP002297546
K. NAGAI ET AL.: "Polymerization of surface-active monomers.", POLYMER, vol. 33, no. 24, 1992, pages 5303 - 5308, XP002297547
A.LEYDET ET AL.: "Polyanion inhibitors of human immunodeficiency virus and other viruses.", JOURNAL OF MEDICINAL CHEMISTRY, vol. 38, 1995, pages 2433 - 2440, XP002297548
G.W.DAWSON ET AL.: "Structure activity studies on aphid alarm pheromone derivatives and their field use against transmission of barley yellow dwarf virus", PESTICIDE SCIENCE, vol. 22, no. 1, 1988, pages 17 - 30, XP002297551
Attorney, Agent or Firm:
Martin, Jean-jacques (20 rue de Chazelles, Paris Cedex 17, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Composé de formule (I) dans laquelle X représente un groupement activant la fonction carbonyle située en alpha ; Y représente un radical aliphatique en C6C20 saturé, linéaire ou ramifié, éventuellement substitué par un ou plusieurs radicaux alcoxy en CiCjo ; et Z représente un radical aliphatique en C2Clo linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé.
2. Composé selon la revendication 1, caractérisé en ce que X représente un atome de chlore, de brome ou de fluor, avantageusement le chlore.
3. Composé selon la revendication 1, caractérisé en ce que X représente un groupement activant choisi dans le groupe constitué par un radical hétérocycle azoté, un radical R C (O)O, et un radical ROC (O)O, dans lequel R représente un radical alkyle linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé en ClC6.
4. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que Z représente un radical aliphatique choisi dans le groupe constitué par (CH2) 2, (CH2) 3, CH2CH (CH3)CH2 etCH2C (CH3) 2CH2.
5. Composé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que Z représente le radical aliphatique (CH2) 3 et Y représente le radical octanediyle, de formule(CH2) 8.
6. Procédé de synthèse du composé de formule (I) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : a) formation d'un acide de formule (II) _/ par réaction d'acylation d'un alcool de formule (III) H2C=CHYCH2OH (III) avec un anhydride d'acide de formule (IV) dans lesquelles Z, Y et n ont les mme significations que celles données pour la formule (I) ; b) formation du produit de formule (I) par substitution du radicalOH de l'acide de formule (II) par un radical X, où X a le mme signification que celle donnée pour la formule (I).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la réaction de synthèse de l'étape a) est réalisée par mélange à une température comprise entre 80 et 120°C de l'anhydride d'acide de formule (IV) et de l'alcool de formule (III).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que suite audit mélange de l'anhydride d'acide de formule (IV) et de l'alcool de formule (III), la température du milieu réactionnel est maintenue à une température comprise entre 70 et 120°C.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que l'anhydride d'acide de formule (IV) est choisi dans le groupe constitué par l'anhydride succinique, l'anhydride glutarique, l'anhydride 3méthylglutarique et l'anhydride 3,3 diméthylglutarique.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que X représente le chlore.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que à l'étape b), on utilise un agent de chloruration choisi dans le groupe constitué par le phosgène, le diphosgène, le triphosgène, le chlorure de thionyle et le chlorure d'oxalyle.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que lorsque l'agent de chloruration est le phosgène, le diphosgène ou le triphosgène, on utilise un catalyseur choisi dans le groupe constitué par les amides N, Nalkyldisubstituées.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendication 6 à 9, caractérisé en ce que X représente un groupement activant choisi dans le groupe constitué par un radical hétérocycle azoté, un radical RC (O)O, et un radical ROC (O)O, dans lequel R représente un radical alkyle linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé en ClC6.
14. Utilisation d'un composé de formule (I) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour augmenter le caractère hydrophobe de polymères comportant des fonctions amines par réaction desdites fonctions amines avec ledit composé de formule (I) pour former une liaison amide.
15. Utilisation selon la revendication 14, pour imperméabiliser à l'eau et/ou perméabiliser à la vapeur d'eau des fibres textiles naturelles, notamment des fibres de laine ou de soie.
16. Utilisation d'un composé de formule (I) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour augmenter le caractère hydrophobe de polymères comportant des fonctions hydroxyles par réaction desdites fonctions hydroxyles avec ledit composé de formule (I) pour former une liaison ester.
17. Utilisation d'un composé de formule (I) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, pour modifier la réactivité d'oligosaccharides par greffage dudit composé de formule (I) au niveau d'au moins une fonction hydroxyle dudit saccharose par formation d'une liaison ester.
18. Support à base de fibres textiles naturelles comportant des fonctions hydroxyles et/ou amines sur lequel est greffé au moins un composé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 par formation d'une liaison ester et/ou amide avec lesdites fonctions hydroxyles et/ou amines dudit support, à l'exception des supports à base de fibres cellulosiques.
19. Support selon la revendication 18, caractérisé en ce que les fibres textiles naturelles sont des fibres de soie ou de laine.
Description:
Esters insaturés activés, procédé de fabrication et utilisation La présente invention concerne de nouveaux esters insaturés activés qui par greffage permettent notamment une augmentation du caractère hydrophobe de polymères fonctionnels.

Les polymères ne possèdent pas toujours des propriétés de surface idéalement adaptées à leur utilisation finale (domaine biomédical, adhésion, techniques séparatives, etc..). Le greffage est une technique permettant de fixer, directement ou indirectement, par liaison covalente à la surface d'un polymère, une ou plusieurs molécules choisies pour leurs propriétés spécifiques. Le greffage modifie donc la chimie de surface du polymère et par là mme son comportement de surface. Le polymère possède ainsi de nouvelles propriétés mieux adaptées.

Il est connu que les propriétés physico-chimiques des polymères fonctionnels peuvent tre modifiées par greffage sur ces polymères de molécules chimiques. En fonction de la nature de la molécule greffée, les propriétés hydrophiles ou hydrophobes du polymère vont tre modifiées, de plus la réactivité du polymère greffé peut également tre modifiée si ladite molécule chimique présente des groupements fonctionnels susceptibles de réagir.

L'homme du métier est toujours à la recherche de nouvelles molécules, susceptibles d'tre greffées sur un polymère fonctionnel, pour modifier son caractère hydrophobe et/ou sa réactivité.

La présente invention concerne des composés de formule (I) dans laquelle X représente un groupement activant la fonction carbonyle située en alpha ; Y représente un radical aliphatique saturé en C6-C20, linéaire ou ramifié, éventuellement substitué par un ou plusieurs radicaux alcoxy en Cl-calo ; et Z représente un radical aliphatique en Cs-Cio linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé.

Au sens de la présente invention, on entend par groupement activant un groupement électroattracteur ou un groupement électronégatif ayant un effet inductif attracteur et/ou un effet mésomère attracteur. Ce groupement électroattracteur ou électronégatif permet ainsi d'accroître le caractère électrophile du groupement carbonyle, situé en alpha. Ce groupement activant permet d'une part d'augmenter l'électrophilie du carbonyle, donc sa réactivité, et d'autre part de stabiliser l'anion obtenu par départ de ce groupe. Le groupement activant est en général également un bon groupe partant.

Comme exemple de groupement activant, on peut notamment citer les halogènes (on aura alors un halogénure d'acide), les carboxylates (on aura alors un anhydride d'acide), les phénols éventuellement substitués par un ou plusieurs groupes électroattracteur, les hydroxylamines substituées ou les hétérocycles azotés tels que l'imidazole ou le tétrazole. Par contre, dans le cadre de la présente invention, les radicaux alkoxy ne sont pas des groupements activants.

Dans le cadre de la présente invention, on désignera par l'expression « fonction carbonyle activée » la fonction carbonyle du composé de formule (I) située en alpha du groupement activant.

Au sens de la présente invention, on entend par l'expression « radical aliphatique insaturé » de préférence un radical alcényle.

Selon une variante de l'invention, X représente un atome d'halogène, en particulier de chlore, de brome ou de fluor, encore plus avantageusement un atome de chlore. En raison de l'instabilité des iodures d'acides, on préfère ne pas utiliser de composés dans lesquels X représente un atome d'iode. Lorsque X représente un atome de chlore, de brome ou de fluor, il active la fonction carbonyle située en alpha par un effet inductif attracteur.

Selon une autre variante de l'invention, X représente un groupement activant choisi dans le groupe constitué par un radical hétérocyclique azoté conjugué, tel que le radical imidazolyle, un radical R-C (O)-O-, tel que le radical pivaloyloxy, un radical R-O-C (O) - O-, dans lequel R représente un radical alkyle linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé en Cl-C6, tel que le radical tertiobutyle, isobutyle, isopropényle, néopentyle.

Y représente avantageusement un radical- (CH2) n dans lequel n vaut 6 à 20, avantageusement 6 à 15. Dans le cadre de la présente invention, Z représente avantageusement un radical aliphatique en C2-C6, encore plus avantageusement un radical aliphatique choisi dans le groupe constitué par les radicaux-(CH2) 2-,-(CH2) 3-,-

CH2-CH (CH3)-CH2- et-CH2-C (CH3) 2-CH2-. Un composé avantageux selon la présente invention est un composé pour lequel Z représente le radical aliphatique- (CH2) 3- et Y représente le radical octanediyle, de formule- (CH2) s-. Le composé préféré selon la présente invention est l'acide pentanedioïque monoundec-10-ényl ester monochlorure, encore dénommé le monoundec-10-ényl ester, monochlorure de l'acide pentandioïque de formule :

Le composé selon l'invention, de formule (I), est particulièrement intéressant du fait que ses deux extrémités sont ensuite susceptibles de réagir avec des composés fonctionnels.

En effet, la fonction carbonyle activée et la liaison vinylique sont très réactives.

La présente invention concerne également, en tant que produits intermédiaires, des composés de formule (II)

dans laquelle Y représente un radical aliphatique saturé en C6-C20, linéaire ou ramifié, éventuellement substitué par un ou plusieurs radicaux alcoxy en Cl-calo ; et Z représente un radical aliphatique en Cz-Cio linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé.

Y représente avantageusement un radical- (CH2) n dans lequel n vaut 6 à 20, avantageusement 6 à 15. Dans le cadre de la présente invention, Z représente avantageusement un radical aliphatique en C2-C6, encore plus avantageusement un radical aliphatique choisi dans le groupe constitué par les radicaux- (CH2) 2-,- (CH2) 3',- CH2-CH (CH3)-CH2- et-CH2-C (CH3) 2-CH2-. Un composé avantageux selon la présente invention est un composé pour lequel Z représente le radical aliphatique- (CH2) 3- et Y représente le radical octanediyle, de formule- (CH2) 8-.

Les composés de formule (II) sont utilisés en tant que produits intermédiaires, pour la fabrication des composés de formule (I). La fonction acide carboxylique, qui n'est pas suffisamment réactive pour réagir notamment avec des fonctions amines et/ou hydroxyles de polymères par exemple, est ensuite activée.

La présente invention concerne également un procédé de synthèse du composé de formule (I) selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes : a) formation d'un acide de formule (II) par réaction d'acylation d'un alcool de formule (III) H2C=CHYCH2OH (III) avec un anhydride d'acide de formule (IV) dans lesquelles Y, Z et n ont les mme significations que celles données pour la formule (I) ; b) formation du produit de formule (I) par substitution du radical-OH de l'acide de formule (II) par un radical X, où X a le mme signification que celle donnée pour la formule (I).

La réaction de synthèse de l'étape a) est avantageusement réalisée par mélange de l'anhydride d'acide de formule (IV) et de l'alcool de formule (III) à une température comprise entre 80 et 120°C. Suite à ce mélange, le milieu réactionnel est avantageusement maintenu à une température comprise entre 70 et 120°C pendant une période de temps variant généralement de 30 minutes à 5 heures.

L'anhydride d'acide de formule (IV) est avantageusement choisi dans le groupe constitué par l'anhydride succinique, l'anhydride glutarique, l'anhydride 3-méthyl-glutarique et l'anhydride 3,3-diméthyl-glutarique.

Selon une variante de l'invention, X représente un atome d'halogène, de préférence de chlore, de brome ou de fluor, encore plus avantageusement un atome de chlore. Lorsque X représente un atome de chlore, on utilise avantageusement à l'étape b) un agent de chloruration choisi dans le groupe constitué par le phosgène, le diphosgène, le triphosgène, le chlorure de thionyle et le chlorure d'oxalyle. Lorsque l'agent de chloruration est le phosgène, le disphogène ou le triphosgène, on utilise un catalyseur

choisi dans le groupe constitué par les amides N, N-alkyldisubstitués tels que la diméthylformamide, et de préférence la diisobutylformamide ou la dibutylformamide.

Selon une autre variante de l'invention, X représente un groupement activant choisi dans le groupe constitué par un radical hétérocyclique azoté conjugué, tel que le radical imidazolyle, un radical R-C (O)-O-, tel que le radical pivaloyloxy, un radical R-O-C (O) - O-, dans lequel R représente un radical alkyle linéaire ou ramifié, saturé ou insaturé en Cl-C6, tel que le radical tertiobutyle, isobutyle, isopropényle, néopentyle. Lorsque X représente un tel groupement, le radical hydroxyle de l'acide de formule (II) peut tre substitué lors de l'étape b) par réaction avec un chlorure d'acide ou un chloroformiate ou par réaction avec le carbonyldiimidazole dans le cas où X représente le radical imidazolyle.

La présente invention concerne aussi l'utilisation de composés de formule (I), pour augmenter le caractère hydrophobe de polymères comportant des fonctions amines par réaction desdites fonctions amines avec la fonction carbonyle activée des composés de formule (I) pour former des liaisons amides. On obtient alors un polymère partiellement ou totalement greffé dont l'hydrophobie est augmentée. La liaison vinylique peut ensuite réagir avec un autre composé mono ou polyfonctionnel.

Le composé de formule (I) peut ainsi tre utilisé pour imperméabiliser à l'eau et/ou perméabiliser à la vapeur d'eau des fibres textiles naturelles, notamment des fibres de laine ou de soie, comportant des fonctions amines par formation de liaisons amides entre lesdites fonctions amines des fibres textiles naturelles avec la fonction carbonyle activée du composé de formule (I).

Le greffage, du composé de formule (I), peut tre effectué selon des techniques connues, par exemple par trempage.

En parallèle ou conjointement, la présente invention concerne aussi l'utilisation d'un composé de formule (I), pour augmenter le caractère hydrophobe de polymères comportant des fonctions hydroxyles par réaction desdites fonctions hydroxyles avec la fonction carbonyle activée dudit composé de formule (I) pour former une liaison ester.

On obtient alors un polymère partiellement ou totalement greffé dont l'hydrophobie est

augmentée. La liaison vinylique peut ensuite éventuellement réagir avec un autre composé mono ou polyfonctionnel.

Le greffage, du composé de formule (I), peut tre effectué selon des techniques classiques.

Ainsi, le composé de formule (I) peut tre utilisé pour modifier la réactivité d'oligosaccharides par greffage. Par exemple, on peut modifier le motif saccharose, de formule : par réaction partielle en milieux aqueux du composé de formule (I), notamment de l'acide pentanedioïque monoundec-10-ényl ester monochlorure, avec le motif saccharose, dont les fonctions hydroxyles ne sont pas protégées, suivi d'un greffage par réaction avec la liaison vinylique de silanes comportant au moins une fonction-Si-H pour conduire à des tensioactifs imperméabilisants.

Notamment, le saccharose, dont les fonctions hydroxyles ne sont pas protégées, peut tre estérifié par ajout du composé de formule (I), par exemple de l'acide pentanedioïque monoundec-10-ényl ester monochlorure, sous agitation, à une solution aqueuse de saccharose, avantageusement à 60 % en poids de saccharose par rapport au poids total du mélange, ajustée à un pH basique, avantageusement d'environ 10, par ajout d'une solution de soude.

La présente invention concerne enfin un support à base de fibres textiles naturelles comportant des fonctions hydroxyles et/ou amines sur lequel est greffé au moins un composé de formule (I) selon l'invention, par formation d'une liaison ester et/ou amide avec lesdites fonctions hydroxyles et/ou amines dudit support, à l'exception des supports à base de fibres cellulosiques. Les fibres textiles naturelles sont avantageusement des fibres de soie ou de laine.

Le composé de formule (I) peut tre greffé sur ledit support par toute technique de greffage connue de l'homme de métier, telle que par exemple le greffage par solvant ou par trempage. Par exemple, si ledit support est une matière textile, le brevet FR 693 803

décrit un procédé dans lequel on immerge cette matière textile dans une solution comprenant un agent estérifiant, dans un solvant apolaire neutre vis-à-vis de la matière textile, puis on la presse, on la sèche et enfin on la soumet pendant environ 6 heures à une température supérieure à 35 °C, de préférence à une température comprise entre 70 et 100°C.

L'exemple suivant illustre la présente invention sans toutefois en limiter la portée.

Exemple : Procédé de synthèse de l'acide pentanedioïque monoundec-10-ényl ester monochlorure 1 mol d'anhydride glutarique (CrH603, M=114, 1 g/mol) est chargée à température ambiante, c'est-à-dire environ 25°C, dans un réacteur. Cet anhydride glutarique est chauffé jusqu'à une température de 95°C puis on ajoute rapidement, à cette température d'environ 95°C, une mole d'undécénol (CllH22O, M=170,3 g/mol). Lors de l'addition de l'undécénol, la température du mélange chute jusqu'à environ 75°C. Le mélange est ensuite chauffé jusqu'à une température de 110°C. Au début du chauffage, on observe une forte exothermie, il faut veiller à ce que la température du mélange ne dépasse pas 120°C. Le mélange est maintenu lh30 à la température de 110°C.

On obtient ainsi l'acide de formule : Cet acide est ensuite transformé en chlorure d'acyle par phosgénation.

On ajoute dans le mélange obtenu précédemment, toujours maintenu à une température de 110°C, 0,07% en mole du catalyseur diisobutylfonnamide puis 1,5 équivalents molaire de phosgène. Le mélange ainsi obtenu est ensuite maintenu à une température de 110°C jusqu'à la fin du dégagement gazeux d'acide chlorhydrique, soit environ pendant lh30.

Ce mélange est ensuite refroidi jusqu'à une température de 40-45°C puis il subit un dégazage de l'azote à une température de 40-45°C. Enfin, le mélange dégazé est refroidi jusqu'à une température de 20-25°C.

On obtient l'acide pentanedioïque monoundéc-10-ényl ester monochlorure avec un rendement molaire de 98%. Le composé ainsi obtenu est un liquide de coloration marron.

La conformité de la structure du composé obtenu est confirmée par identification par spectroscopie RMNIH. La pureté du composé, mesurée par argentimétrie, est de 97,7% p/p.