Nouveau procédé de synthèse d' aminés tertiaires dissymétriques

La présente invention concerne un nouveau procédé de synthèse d' aminés tertiaires dissymétriques utilisant un alcool et une imine, ainsi que de nouvelles aminés tertiaires. La mise au point de réactions simples pour la formation de liaisons C-N représente un défi important pour les chimistes. Les aminés substituées ont de larges applications dans la synthèse des médicaments, colorants, détergents, parfums, produits pharmaceutiques, émulsifiants, agents de protection des cultures, etc.

Parmi les différentes stratégies de synthèse d' aminés, le développement de réactions d' animation directe d'alcools permettant la génération rapide d'aminés secondaires ou tertiaires, à partir de matériaux de départ simples et facilement disponibles, est à la pointe de la synthèse chimique fine et implique un fort potentiel de développement industriel.

Parmi ces méthodes, l' animation directe des alcools par emprunt d'hydrogène (ou transfert d'hydrogène) a été reconnue comme l'une des plus pratiques pour la production industrielle d'alkylamines t isubstituées. Cette réaction économe en atome ainsi que la large disponibilité des alcools, combinée avec le fait que l'eau est le seul sous-produit de ces réactions, répondant aux principes généraux de la chimie verte, sont les raisons de son utilisation à grande échelle.

Cette animation a pour la première fois été réalisée avec des métaux de transition tardifs de deuxième et troisième périodes, qui ont été suivis rapidement par des complexes bien plus élaborés (Ru, Rh, Ir, Os). La tendance actuelle est de remplacer ces éléments nobles par des métaux de transition de la première période moins coûteux et plus abondants. A cet égard, des améliorations significatives ont été récemment réalisées en utilisant des catalyseurs de manganèse, de fer ou de cobalt. Cependant, il existe encore un besoin important de catalyseurs encore plus actifs qui travaillent dans des conditions plus douces, qui permettent une plus grande tolérance fonctionnelle du substrat et qui améliorent la sélectivité et le TON (Turn-Over Number).

Si l'on souhaite accéder à la synthèse d'amines tertiaires par cette stratégie, on peut avoir accès uniquement à des aminés trisubstituées avec 1 ou 2 groupements différenciés. En revanche, il n'existe pas de méthodes d'aniination directe pour l'accès aux aminés tertiaires possédant 3 substituants différents. La transformation directe d' aminés primaires via la synthèse d'imines en aminés tertiaires portant trois substituants différents est ainsi inconnue à ce jour.

L'un des buts de l'invention est la mise à disposition d'un nouveau procédé de synthèse d' aminés tertiaires trisubstituées dissymétriques simple à mettre en œuvre, rapide et applicable à une large variété de substrats.

L'un des autres buts de l'invention est la possibilité d'utiliser un catalyseur dérivé d'un métal abondant et peu coûteux et permettant de travailler dans des conditions douces.

L'un des autres buts de l'invention est la possibilité d'accéder à la synthèse d'une large variété d'amines tertiaires, et ce de façon simple.

Ce nouveau procédé présente les avantages d'être simple à mettre en œuvre, rapide, applicable à une large variété de substrats, d'utiliser un catalyseur dérivé d'un métal abondant et peu coûteux et permettant de travailler dans des conditions douces.

La présente invention concerne l'utilisation d'un alcool, notamment primaire ou secondaire, à l'exception du méthanol, et d'une imine dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d'amines tertiaires.

Au sens de l'invention, l'expression «alcool primaire» désigne un composé de formule R-O-H pour lequel l'atome de carbone portant le groupement hydroxyle porte également deux atomes d'hydrogène.

Au sens de l'invention, l'expression «alcool secondaire» désigne un composé de formule R- O-H pour lequel l'atome de carbone portant le groupement hydroxyle porte un seul atome d'hydrogène.

Au sens de l'invention, l'expression «aminé tertiaire» désigne un composé de formule N-R ₃ pour lequel R n'est pas un atome d'hydrogène.

La présente invention concerne également l'utilisation d'un alcool, notamment primaire ou secondaire, à l'exception du méthanol, et d'une imine dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d'amines tertiaires, portant notamment trois substituants différents.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne l'utilisation d'un alcool, notamment primaire ou secondaire, à l'exception du métlianol, et d'une imine dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d'amines tertiaires, dans laquelle l'aminé tertiaire préparée porte trois substituants tous différents entre eux et différents d'un atome d'hydrogène.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne l'utilisation d'un alcool de formule

(O

(C) R ₄ OH

dans laquelle R4 représente un alkyle en C ₂ à C] ₀ , ou un cycloalkyle en C ₃ à Qo et d'une imine de formule (D) dans laquelle Ri et R ₂ représentent un hydrogène, aryle, allyle, alkyle en Ci à C ₁₀ , ou cycloalkyle en C ₃ à Cio,

R3 représente un aiyle, allyle, alkyle en Ci à C , cycloalkyle en C ₃ à C _10l un dérivé carbonylé en Ci à C ₁₀ , ou un formiate en C3 à C1 ₀ , dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E)

dans laquelle R _1} R ₂ , R _3j R4 sont tels que définis ci-dessus.

Au sens de l'invention, l'expression «alkyle en C _\ à C ₁₀ » désigne une chaîne carbonée acyciique, saturée, linéaire ou ramifiée, comprenant 1 à 10 atomes de carbone. Des exemples d'alkyles en Ci à CJO incluent les groupes méthyle, éthyle, propyle, butyle, pentyle, hexyle ou heptyle.

Au sens de l'invention, l'expression «alkyle en C ₂ à Cio» désigne une chaîne carbonée acyciique, saturée, linéaire ou ramifiée, comprenant 2 à 10 atomes de carbone. Des exemples d'alkyles en C ₂ à C ₁₀ incluent les groupes éthyle, propyle, butyle, pentyle, hexyle ou heptyle. La définition de propyle, butyle, pentyle, hexyle ou heptyle inclut tous les isomères possibles. Par exemple, le terme butyle comprend n-butyle, iso-butyle, sec-butyle et tert-butyle. L' alkyle peut être substitué à différentes positions par un ou plusieurs groupements fonctionnels tels que halogène, alcoxyle, amino, nitro, cyano, trifluorométhyle ou ester carboxylique.

Au sens de la présente invention, l'expression «cycloalkyle en C ₃ à do» désigne un mono-, bi- ou tri-cycle saturé ou partiellement saturé, comprenant de 3 à 10 atomes de carbone.

Au sens de l'invention, l'expression «dérivé carbonylé en d à do» désigne un composé comprenant 1 à 10 atomes de carbone et comportant une double liaison entre un atome de carbone et un atome d'oxygène.

Au sens de l'invention, l'expression «formiate en C ₃ à do» désigne un composé de formule HCOOR comprenant 3 à 10 atomes de carbone.

Selon le mode de réalisation ci-dessus, l'invention concerne l'utilisation d'un alcool de formule (C) pouvant être un alcool primaire ou secondaire et d'une imine de fonnule (D) pouvant être une aldimine ou une cétimine.

Au sens de l'invention, l'expression «aldimine» désigne une imine de formule (D)

pour laquelle R ₂ représente un hydrogène.

Au sens de l'invention, l'expression «cétimine» désigne une imine de formule (D) pour laquelle R ₂ n'est pas un atome d'hydrogène.

Selon un mode de réalisation particulier, l'invention concerne l'utilisation d'un alcool primaire de formule (C)

(C) R ₄ OH

dans laquelle R4 représente un alkyle en C ₂ à C10 et d'une imine de fonnule (D)

dans laquelle i représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à C ₁₀ , ou cycloalkyle en C ₃ à do _, R ₂ représente un hydrogène,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à Cio, cycloalkyle en C ₃ à Cio, un dérivé carbonylé en Ci à Cio, ou un formiate en C ₃ à Cio, dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E)

H

R4 dans laquelle Rj, R ₂ , R _3j 4 sont tels que définis ci-dessus.

Selon un autre mode de réalisation particulier, l'invention concerne l'utilisation d'un alcool primaire de formule (C) (C) R4OH

dans laquelle R4 représente un alkyle en C ₂ à C ₁₀ , et d'une imine de formule (D)

dans laquelle Ri et R ₂ représentent un aryle, allyle, alkyle en Ci à C10, ou cycloalkyle en C ₃ à Cm,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à C ₁₀ , cycloalkyle en C ₃ à C10, un dérivé carbonylé en Ci à CJO, ou un formiate en C ₃ à C _10, dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E)

H

I

R ₄ dans laquelle R] , R _2î R ₃₎ R4 sont tels que définis ci-dessus. Selon un autre mode de réalisation particulier, l'invention concerne l'utilisation d'un alcool secondaire de formule (C)

(C) R ₄ OH

dans laquelle R4 représente un alkyle en C à C _10, ou un cycloalkyle en C ₃ à C ₁₀ et d'une imine de formule (D)

dans laquelle ¾ représente un aryle, allyle, alkyle en Cj à Ci ₀ , ou cycloalkyle en C ₃ à Cio, R ₂ représente un hydrogène,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à Qo, cycloalkyle en C à Cm _, un dérivé carbonylé en C _\ à Cio, ou un formiate en C ₃ à C _10> dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E)

dans laquelle R _ls R ₂ , _3> 4 sont tels que définis ci-dessus.

Selon un autre mode de réalisation particulier, l'invention concerne l'utilisation d'un alcool secondaire de formule (C)

(C) R4OH dans laquelle ^ représente un alkyle en C ₂ à C ₁₀ , ou un cycloalkyle en C ₃ à C _Qt et d'une imine de formule (D) dans laquelle Ri et R ₂ représentent un aryle, allyle, alkyle en Ci à C _{] 0} , ou cycloalkyle en C ₃ à

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à C ₁₀ , cycloalkyle en C ₃ à Cio _, un dérivé carbonylé en Cj à CJO, ou un formiate en C ₃ à Cio _, dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E)

dans laquelle R _1; R _¾3 R _3> R4 sont tels que définis ci-dessus.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne l'utilisation d'un alcool, notamment primaire ou secondaire et d'une imine dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d'amines tertiaires dans laquelle la préparation d'amines tertiaires est réalisée en présence d'un catalyseur comprenant un complexe de Fer(0).

Au sens de l'invention, l'expression «catalyseur» désigne un composé qui permet une réaction chimique ou en augmente la vitesse.

Au sens de l'invention, l'expression « complexe de Fer(0) » désigne un édifice chimique où un atome de Fer au degré d'oxydation 0 est lié à plusieurs ligands.

En effet, les Inventeurs sont parvenus à aller au-delà de la réactivité classique des alcools en utilisant des catalyseurs de Fer(O) pouvant catalyser l'addition d'alcools primaires et secondaires sur des imines par N-alkylation. Ce procédé n'a aucun précédent dans la littérature et permet de synthétiser des aminés trisubstituées avec trois groupements différents inaccessibles par des méthodes conventionnelles.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne l'utilisation d'un alcool, notamment primaire ou secondaire et d'une imine dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d'amines tertiaires dans laquelle la préparation d'amines tertiaires est réalisée en présence d'un catalyseur comprenant un complexe de Fer(O), choisi parmi les formules suivantes :

R _t = Ph, tBu X = CH ₂ C(C0 ₂ e), O, NTs, S0 ₂ Ph,

R ₂ = Ph, TMS, TBDMS, TIPS

n = 0, 1 , 2, 3

Ts =

TMS

TBD

T!PS

dans lesquelles et de préférence répondant à la formule (B) suivante :

dans laquelle

Le catalyseur utilisé est soit le catalyseur de formule (B) préparé préalablement à la préparation des aminés tertiaires, soit le catalyseur formé in situ pendant cette préparation via l'ajout d'oxyde de triméthylamine sur le complexe de formule (A) :

Ce catalyseur de type cyclopentadiènone-tricarbonyl de formule (A) doit préalablement être activé par ajout d'un additif, l'oxyde de triméthylamine, afin d'éliminer un ligand de type CO, ce qui le rend actif mais cette étape nécessite l'utilisation d'une boîte à gant. Les Inventeurs ont démontré que le catalyseur préformé de formule (B), par stabilisation d'un ligand acétonitrile, était manipuiable à l'air ambiant et était tout aussi actif en catalyse.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne l'utilisation d'un alcool, notamment primaire ou secondaire et d'une imine dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d'amines tertiaires dans laquelle la préparation d'amines tertiaires est réalisée en présence d'un catalyseur comprenant un complexe de Fer(O), choisi parmi les formules suivantes :

R ₁ = Ph, tBu X = CH _2i C(C0 ₂ Me), O, NTs, S0 ₂ Ph,

R ₂ = Ph, TMS, TBDMS, TIPS

n = 0, 1 , 2, 3

Ts = tosyle

.Si

TMS = triméthylsilyle V

TBDMS = tert-butyldiméihylsilyie S

TI PS = triisopropylsilyle ^ sf

dans lesquelles et de préférence répondant à la formule (B) suivante

dans laquelle

D'autres exemples de catalyseurs pouvant être utilisés sont les suivants ;

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne l'utilisation d'un alcool, notamment primaire ou secondaire et d'une imine dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d ⁵ aminés tertiaires dans laquelle la préparation d' aminés tertiaires est réalisée en présence d'un catalyseur comprenant un complexe de Fer(0), dans laquelle le catalyseur utilisé est soit le complexe de formule (B) formé préalablement à la préparation des aminés tertiaires, soit le catalyseur formé in situ pendant ladite préparation des aminés tertiaires par ajout d'oxyde de tfiméthylamine sur le complexe de formule (A) :

Selon un mode de réalisation particulier, l'invention concerne l'utilisation d'un alcool, notamment primaire ou secondaire et d'une imine dans la mise en œuvre d'un procédé de préparation d'aminés tertiaires, dans laquelle l'alcool de formule (C) est choisi parmi l'étlianol, le n-propanol, i'isopropanol, le n-butanol, le sec-butanol, l'isobutanol, l'alcool amylique, Pisopentanol, l'alcool néonpentylique, le méthyl-n-propylcarbinol, l'hexan-l-ol, l'heptan-l-ol, Poctan-l-ol, le nonan-l-ol, le décan-l-ol, l'éthylène glycol.

Selon un autre mode de réalisation particulier, l'imine précitée est choisie parmi

dans laquelle Ri et R ₂ représentent un hydrogène, aryle, allyle, alkyie en Ci à Cio, ou cycloalkyle enC ₃ à Cio,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyie en Ci à C ₁₀ , cycloalkyle en C ₃ à Cio _, un dérivé carbonylé en Ci à Cio, ou un formiate en C ₃ à Ci _0> R4 représente un alkyie en C ₂ à C _Î O, ou un cycloalkyle en C ₃ à Cjo, la dite aminé tertiaire de formule (E) portant notamment trois substituants différents entre eux et différents d'un atome d'hydrogène ; comprenant une étape d'alkylation d'un alcool de formule (C)

dans laquelle R4 est tel que défini ci-dessus,

sur une imine de formule (D)

dans laquelle i, R ₂ et R ₃ sont tels que définis ci-dessus,

pour obtenir le composé de formule (E) tel que défini ci -dessus.

Selon le mode de réalisation ci-dessus, l'invention concerne un procédé de préparation d' aminés tertiaires de formule (E) comprenant une étape d'alkylation d'un alcool de formule (C) pouvant être un alcool primaire ou secondaire sur une imine de formule (D) pouvant être une aldimine ou une cétimine.

Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E)

dans laquelle R[ représente un aryle, allyle, alkyie en Ci à Ci _0> ou cycloalkyle e C ₃ à Cio _, R ₂ représente un hydrogène,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyie en Ci à Cio, cycloalkyle en C ₃ à C _10j un dérivé carbonylé en Ci à Cio, ou un formiate en C ₃ à Cio, R4 représente un alkyle en C ₂ à C _I0 ; comprenant une étape d'alkylation d'un alcool de formule (C)

(C) R ₄ OH

dans laquelle R4 est tel que défini ci- dessus,

sur une imine de formule (D)

dans laquelle R _l5 R ₂ et R3 sont tels que définis ci-dessus, pour obtenir le composé de formule (E) tel que défini ci-dessus.

Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E)

dans laquelle Rj et R ₂ représentent un aryle, allyle, alkyle en Ci à C ₁₀ , ou cycloalkyle en C ₃ à R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à C _10s cycloalkyle en C ₃ à C _10l un dérivé carbonylé en Ci à C10, ou un formiate en C ₃ à C _10>

^■ R4 représente un alkyle en C ₂ à Cm; comprenant une étape d'alkylation d'un alcool de formule (C)

(C) R ₄ OH

dans laquelle R4 est tel que défini ci-dessus,

sur une imine de fomiule (D)

dans laquelle Ri, R ₂ et R ₃ sont tels que définis ci-dessus, pour obtenir le composé de formule (E) tel que défini ci-dessus.

Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé de préparation d' aminés tertiaires de formule (E)

dans laquelle Ri représente un aryle, alîyle, alkyle en Ci à Ci ₀ , ou cycloalkyle en C ₃ à Cio _, R ₂ représente un hydrogène,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à Cio, cycloalkyle en C ₃ à C _10; un dérivé carbonylé en Ci à Ci ₀ , ou un formiate en C ₃ à Cio _, R4 représente un alkyle en C ₂ à C10, ou un cycloalkyle en C ₃ à C ₁₀ ; comprenant une étape d'alkylation d'un alcool de formule (C)

dans laquelle R4 est tel que défini ci-dessus,

sur une imine de formule (D)

dans laquelle Ri, R ₂ et R ₃ sont tels que définis ci-dessus, pour obtenir le composé de formule (E) tel que défini ci-dessus.

Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé de préparation d' aminés tertiaires de formule (E)

dans laquelle ¾ et R ₂ représentent un aryle, allyle, alkyie en Ci à Cio, ou cycloalkyle en C ₃ à 3 représente un aryle, allyle, alkyie en Ci à Cio, cycloalkyle en C ₃ à C _10> un dérivé carbonylé en Ci à C ₁ 0, ou un formiate en C ₃ à Cio, i représente un alkyie en C ₂ à Ci ₀ , ou un cycloalkyle en C ₃ à C10 ; comprenant une étape d'alkylation d'un alcool de formule (C)

(C) R ₄ OH dans laquelle R4 est tel que défini ci-dessus,

sur une imine de formule (D)

dans laquelle R _ls R ₂ et R ₃ sont tels que définis ci-dessus, pour obtenir le composé de formule (E) tel que défini ci-dessus.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E)

dans laquelle l'aminé tertiaire de formule (E) porte trois substituants tous différents entre eux et dans laquelle K _\ et R ₂ représentent un hydrogène, aryle, allyle, alkyie en Ci à C10, ou cycloalkyle en C ₃ à C10,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyie en Ci à CJO, cycloalkyle en C ₃ à C10 _, un dérivé carbonylé en Ci à C10, ou un formiate en C ₃ à C10,

R4 représente un alkyie en C ₂ à C10, ou un cycloalkyle en C ₃ à C ₁₀ . Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d' aminés tertiaires de formule (E), dans lequel l'alcool de formule (C) est choisi parmi l'éthanol, le n- propanol, l'isopropanoi, le n-butanol, le sec-butanol, l'isobutanol, l'alcool amylique, l'isopentanol, l'alcool néonpentyiique, le méthyl-n-propylcarbinol, Phexan-l-ol, l'heptan- 1 - ol, l'octan-l-ol, le nonan-l-ol, le décan-l-ol, l'éthylène glycol.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d' minés tertiaires de formule (E), dans lequel l'étape d'aikylation est catalysée par un complexe de Fer(0). Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d' aminés tertiaires de formule (E), dans lequel l'étape d'aikylation est catalysée, notamment par un complexe de Fer(0), choisi parmi les formules suivantes :

Rï = Ph, tBu X - CH ₂ _ C(C0 ₂ Me), O, NTs, S0 ₂ Ph,

R ₂ = Ph, TMS, TBDMS, TiPS

n = 0, 1 , 2, 3

dans lesquelles et de préférence répondant à la formule (B) suivante

S ⁱ /

dans laquelle

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), dans lequel l'étape d'alkylation est catalysée par le complexe de formule (B).

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), dans lequel l'étape d'alkylation est catalysée soit par le complexe de formule (B) formé préalablement à la préparation des aminés tertiaires, soit par le catalyseur formé in situ pendant ladite préparation des aminés tertiaires par ajout d'oxyde de triméthylamine sur le complexe de formule (A),

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de foi-mule (E), dans lequel l'étape d'alkylation est effectuée à une température de 80 °C à 130 °C, et de préférence à 110 °C.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), dans lequel l'étape d'alkylation est effectuée dans un solvant organique.

Ce dit solvant organique peut être :

- un solvant unique choisi parmi l'éthanol, l'éthylène glycol, le tétrahydrofurane, le dichloroéthane, le toluène, le méthoxycyclopentane, le diéthyléther.

- un mélange de solvants choisis parmi les solvants précités ou

- l'alcool de formule (C) utilisé comme solvant et comme réactif dans le procédé de préparation des aminés tertiaires de formule (E).

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), dans lequel l'étape d'alkylation est effectuée dans l'éthanol ou l'éthylène glycol utilisé comme solvant et comme réactif, ou dans un mélange de solvants composé notamment de THF et d'éthanol ou d'éthylène glycol, l'éthanol ou l'éthylène glycol étant alors utilisé comme solvant et comme réactif. L'utilisation de l'éthanol, et plus généralement de l'alcool de formule (C), à la fois comme solvant et comme réactif dans ce procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E) permet de réaliser la réaction en présence d'un large excès de l'un des deux réactifs, ce qui favorise la réaction. Le second intérêt est de s'affranchir de l'utilisation d'un autre solvant, ce qui rend la réaction plus simple à mettre en œuvre et plus économique. Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), dans lequel l'alcool primaire de formule (C), notamment l'éthanol ou l'éthylène glycol est également utilisé comme solvant de l'étape d'alkylation, notamment à un nombre d'équivalents supérieur à 10 équivalents, et de préférence 85 équivalents. L'utilisation d'un solvant composé de l'alcool primaire de formule (C) en mélange avec un autre solvant dans le procédé de préparation d' aminés tertiaires de formule (E) peut se faire selon les proportions solvant/alcool primaire (C) allant de 1/1 à 13/1.

Lorsque l'alcool primaire de formule (C) est utilisé à la fois comme solvant et comme réactif dans le procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), au moins 10 équivalents d'alcool primaire de formule (C) sont utilisés, et de préférence 85 équivalents.

Lorsqu'un solvant organique autre que l'alcool primaire de formule (C) est utilisé, 3 équivalents d'alcool primaire de formule (C) sont utilisés en tant que réactif.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), dans lequel la concentration en imine de formule (D) est comprise de 0.05 M à 0.4 M, en particulier de 0.1 M, 0.2 M, 0.3 M, 0.4 M, et est de préférence de 0.2 M.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de foimule (E), dans lequel la quantité en catalyseur est comprise de 1 à 20 mol%, en particulier de 1 à 5 mol%, 5 à 10 mol%, 10 à 15 mol%, 15 à 20 mol%, et est de préférence de 5 mol%, par rapport à la quantité molaire d'imine.

Selon un mode de réalisation préféré, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), dans lequel l'étape d'alkylation est effectuée à une température de 110°C pendant 24 heures dans Péthanol avec une concentration en imine de formule (D) de 0.2 M et une quantité de catalyseur de 5 mol%.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), dans lequel Pimine de formule (D) est soit formée préalablement à la préparation des aminés tertiaires, soit formée in situ pendant ladite préparation des aminés tertiaires par un procédé comprenant la mise en contact d'un aldéhyde ou d'une cétone de formule (F)

(F)

dans laquelle Ri _; R ₂ représentent un hydrogène, aryle, allyle, alkyle en Ci à C ₁₀₅ ou cycloalkyle en C ₃ à Qo _,

et d'une aminé de formule (G)

(G) R ₃ — NH ₂ dans laquelle R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à CJO, cycloalkyle en C ₃ à Cio _, un dérivé carbonylé en C] à Ci ₀ , ou un formiate en C ₃ à C _S o.

Selon le mode de réalisation ci-dessus, l'invention concerne un procédé de préparation d' aminés tertiaires de formule (E), comprenant une étape de préparation d' aminés tertiaires de formule (E) comprenant une étape d'alkylation d'un alcool de formule (C) sur une imine de formule (D) dans lequel l'imine de formule (D) est soit formée préalablement à la préparation des aminés tertiaires, soit formée in situ pendant ladite préparation des aminés tertiaires par un procédé comprenant la mise en contact d'un aldéhyde ou d'une cétone de formule (F), et d'une aminé de formule (G), l'étape d'alkylation étant réalisée en présence d'un catalyseur de formule (B) soit déjà formé, soit formé in situ dans une première étape préalable à l'étape d'alkylation.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), comprenant une étape de préparation d'amines tertiaires de formule (E)

dans laquelle Ri et R ₂ représentent un hydrogène, aryle, allyle, alkyle en Ci à Cio, ou cycloalkyle en C3 à C1 ₀ ,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en C _\ à Cio, cycloalkyle en C ₃ à Cio _, un dérivé carbonylé en C] à C ₁₀₃ ou un formiate en C ₃ à C| _0>

4 représente un alkyle en C ₂ à Cio, ou un cycloalkyle en C3 à C ₁₀ ;

comprenant une étape d'alkylation d'un alcool de formule (C)

(C) R ₄ OH dans laquelle R4 est tel que défini ci-dessus,

sur une imine de formule (D) dans laquelle R _ls R ₂ et 3 sont tels que définis ci-dessus,

en présence d'un catalyseur de formule (B)

pour obtenir le composé de formule (E) tel que défini ci-dessus, ou

comprenant une première étape de préparation du catalyseur comprenant une étape d'ajout d'oxyde de triméthylamine sur le complexe de formule (A)

et une seconde étape d'alkyîation d'un alcool de formule (C)

dans laquelle R4 représente un alkyle en C ₂ à do, ou un cycloalkyle enC ₃ à Cio _> sur une imine de formule (D) dans laquelle Ri et R ₂ représentent un hydrogène, aryle, allyle, alkyle en Ci à Cio, ou cycloalkyle e C ₃ à C| ₀ ,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à C _10j cycloalkyle en C ₃ à Cio _, un dérivé carbonylé en Ci à C ₁₀ , ou un formiate en C ₃ à Cio, en présence d'un catalyseur de formule (B) préparé à l'étape précédente et tel que défini ci-dessus, pour obtenir le composé de formule (E)

dans laquelle Ri, R ₂ , R ₃ et R4 sont tels que définis ci-dessus,

comprenant une première étape de préparation d'imines de formule (D)

dans laquelle Ri et R ₂ représentent un hydrogène, aryle, allyle, alkyle en Ci à Cio, ou cycloalkyle en C ₃ à Cio,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à CJO, cycloalkyle en C ₃ à Cio _, un dérivé carbonylé en Ci à CJO, ou un formiate en C ₃ à Cio _, comprenant une étape de mise en contact d'un aldéhyde ou d'une cétone de formule (F) dans laquelle Ri et R ₂ sont tels que définis ci-dessus _, et d'une aminé de formule (G)

(G) R ₃ -NH ₂ dans laquelle R3 est tel que défini ci-dessus,

pour obtenir l'imine de formule (D) telle que défini ci-dessus ;

et une seconde étape d'alkylation d'un alcool de formule (C)

(C) R ₄ OH

dans laquelle R4 représente un alkyle en C ₂ à C ₁₀ , ou un cycloalkyle enC ₃ à Ci _0> sur une imine de formule (D) préparé à l'étape précédente et telle que définie ci-dessus, en présence d'un catalyseur de formule (B)

pour obtenir le composé de formule (E)

dans laquelle Ri, R ₂ , R3 et R4 sont tels que définis ci-dessus, ou

comprenant une étape préalable de préparation d'imines de formule (D)

R ₂

R-i N ³ dans laquelle Rs et R ₂ représentent un hydrogène, aryle, allyle, alkyle en Ci à Cio, ou cycloalkyle en C ₃ à Cio,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à CIQ _} cycloalkyle en C ₃ à Cio _, un dérivé carbonylé en C] à C ₁₀ , ou un formiate en C ₃ à Cio,

comprenant une étape de mise en contact d'un aldéhyde ou une cétone de formule (F)

dans laquelle Ri etR ₂ sont tels que définis ci-dessus,

et d'une aminé de formule (G)

(G) R ₃ -NH ₂

dans laquelle R ₃ est tel que défini ci-dessus,

pour obtenir rimine de formule de formule (D) telle que défini ci-dessus ;

une étape préalable de préparation du catalyseur

comprenant une étape d'ajout d'oxyde de triméthylamine sur le complexe de formule (A) :

les deux susdites étapes préalables pouvant intervenir dans un ordre quelconque,

et une étape d'alkylation d'un alcool de formule (C)

(C) R ₄ OH dans laquelle R4 représente un alkyle en C ₂ à C ₁₀ , ou cycloalkyle en C ₃ à Cio _,

sur une imine de formule (D) préparée à l'étape précédente

dans laquelle R _1; R ₂ et R ₃ sont tels que définis ci-dessus,

en présence du catalyseur de formule (B) préparé à l'étape précédente et tel que

dessus, pour obtenir le composé de formule (E)

dans laquelle Ri, R ₂ , R ₃ et R4 sont tels que définis ci-dessus.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), comprenant une étape de préparation d'amines tertiaires de formule

(E)

dans laquelle Ri et R ₂ représentent un hydrogène, aryie, allyle, alkyle en C[ à Cio, ou cycloalkyle en C ₃ à Qo,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à C ₁₀ , cycloalkyle en C ₃ à C _10, un dérivé carbonylé en Ci à C ₁₀ , ou un formiate en C ₃ à Ci ₀₎

R4 représente un alkyle en C ₂ à C10, ou un cycloalkyle en C ₃ à C10 ;

comprenant une étape d'alkylation d'un alcool de formule (C)

(C) R4OH dans laquelle R4 est tel que défini ci-dessus,

sur une imine de formule (D)

R ₂

^(D) R dans laquelle R _ls R ₂ et R ₃ sont tels que définis ci-dessus,

en présence d'un catalyseur de formule (B)

pour obtenir le composé de formule (E) tel que défini ci-dessus.

Selon un mode préféré, l'invention concerne un procédé de préparation d'aminés tertiaires de formule (E), comprenant une étape d'alkylation d'un alcool primaire de formule (C) sur une imine de formule (D) en présence d'un catalyseur de formule (B) formé préalablement à la préparation des aminés tertiaires.

Selon un mode préféré, l'invention concerne un procédé de préparation d'aminés tertiaires de fonnule (E), comprenant une étape d'alkylation d'un alcool primaire de formule (C) sur une imine de formule (D) en présence d'un catalyseur de formule (B), Γ imine de formule (D) et le catalyseur de formule (B) étant formés préalablement à la préparation des aminés tertiaires.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), comprenant une première étape de préparation du catalyseur, comprenant une étape d'ajout d'oxyde de triméthyl aminé sur le complexe de formule (A)

et une seconde étape d'alkylation d'un alcool de formule (C) (C) R ₄ OH dans laquelle R4 représente un alkyle en C ₂ à do, ou un cycloalkyle en C ₃ à o,

sur une imine de formule ( )

dans laquelle R et R ₂ représentent un hydrogène, aryle, allyle, alkyle en d à C ₁₀ , ou cycloalkyle en C ₃ à d ₀ ,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à do, cycloalkyle en C ₃ à do, un dérivé carbonylé en Ci à C10, ou un formiate en C ₃ à do, en présence d'un catalyseur de formule (B) préparé à l'étape précédente et tel que défini ci-dessus, pour obtenir le composé de formule (E)

dans laquelle R _ls R ₂ , R ₃ et R4 sont tels que définis ci-dessus.

Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d'amines tertiaires de formule (E), comprenant une première étape de préparation d'imines de formule

(D) dans laquelle R[ et R ₂ représentent un hydrogène, aryle, allyle, alkyle en d à o, ou cycloalkyle en C ₃ à do,

R ₃ représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à C ₁₀ , cycloalkyle en C ₃ à C10 _, un dérivé carbonylé en Ci à o, ou un formiate en C ₃ à do, comprenant une étape de mise en contact d'un aldéhyde ou d'une cétone de formule (F)

IF\ ⁰

R-i Λ R ₂ dans laquelle R[ etR ₂ sont tels que définis ci-dessus _,

et d'une aminé de formule (G)

(G) R ₃ -NH ₂ dans laquelle R ₃ est tel que défini ci-dessus,

pour- obtenir l'imine de formule (D) telle que défini ci-dessus ;

et une seconde étape d'alkylation d'un alcool de formule (C)

(C) R ₄ OH

dans laquelle R représente un alkyle en C ₂ à C10, ou un cycloalkyle en C ₃ à Ci ₀ sur une imine de formule (D) préparé à l'étape précédente et telle que définie ci-dessus, en présence d'un catalyseur de formule (B)

pour obtenir le composé de formule (E)

dans laquelle Ri, R ₂ , R ₃ et R4 sont tels que définis ci-dessus. Selon un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de préparation d' aminés tertiaires de formule (E), comprenant une étape préalable de préparation d'imines de formule

(D) dans laquelle Ri et R ₂ représentent un hydrogène, aryle, allyle, alkyle en Ci à C ₁₀ , ou cycloalkyle en C ₃ à Qo,

R représente un aryle, allyle, alkyle en Ci à C ₁₀ , cycloalkyle en C ₃ à Cio _, un dérivé carbonylé en Ci à CJO, ou un formiate en C ₃ à Cio,

comprenant une étape de mise en contact d'un aldéhyde ou une cétone de formule (F)

dans laquelle R ₃ est tel que défini ci-dessus,

pour obtenir l'imine de formule de formule (D) telle que défini ci-dessus ;

une étape préalable de préparation du catalyseur,

comprenant une étape d'ajout d'oxyde de triméthylamine sur le complexe de formule (A) :

les deux susdites étapes préalables pouvant intervenir dans un ordre quelconque,

et une étape d'alkylation d'un alcool primaire ou secondaire de formule (C) {C) R ₄ OH dans laquelle R représente un alkyle en C ₂ à C ₁₀ , ou cycloalkyle en C ₃ à C ₁₀

sur une imine de formule (D) préparée à l'étape précédente

dans laquelle R _J} R ₂ et R ₃ sont tels que définis ci-dessus,

en présence du catalyseur de formule (B) préparé à l'étape précédente et tel que défini ci- dessus, pour obtenir le composé de formule (E)

dans laquelle R _1} R _2î R3 et R4 sont tels que définis ci-dessus.

Selon un mode préféré de l'invention, l'imine de formule (D) est choisie parmi :

La présente invention concerne également de nouvelles aminés tertiaires répondant à l'une des formules suivantes :

Les aminés à longue chaînes carbonées, notamment tertiaires, présentent un grand intérêt industriel. Elles sont utilisées dans la synthèse de composés chimiques, en tant que surfactants (agents anticorrosion, détergents, agents de flottaison, adoucissants, assouplissants, antistatiques, germicides, insecticides, dispersant, antiagglomérants, émulsifiants, lubrifiants, agents de traitement de l'eau, additifs alimentaires, cosmétiques, etc.).

Les aminés à longue chaînes carbonées, notamment allyliques, sont des éléments fondamentaux de la chimie organique et leur synthèse est un objectif industriel et synthétique important. Le fragment allylamine peut être rencontré dans des produits naturels, mais souvent, l'allylamine est transformée en une gamme de produits par fonctionnalisation, réduction ou oxydation de l 'insaturation. Ainsi, les aminés peuvent être utilisées comme matières premières pour la synthèse de nombreux composés tels que les acides aminées, les alcaloïdes, et les dérivés de giucidiques.

Les aminés tertiaires constituent des intermédiaires importants pour la préparation de sels d'ammonium quaternaire dissymétrique de formule

, R-,≠ R ₂ ≠ R ₃ ≠ R = atkyi, phenyl

allyl en Ci à C ₁₀ ou cycioalkySe C ₃ à C ₀

x ^" X = Cl, Br, I, BF ₄ SbF ₆ , PF ₆ , CI0 ₄

afin d'accéder à des agents actifs que ce soit pour des usages pharmaceutiques ou cosmétiques. Ils sont utilisés en tant que tensioactifs, biocides pour le traitement de l'eau, agent de flottation, détergent à essence, inhibiteurs de la corrosion, additifs de traitement du caoutchouc ou émulsifiants pour herbicides.

Exemples :

Exemple 1 : Étude du catalyseur

Tableau 1. Tests avec différents catalyseurs de Fe

Ratio GC

Catalyseur. Additif Rendement [%]

(départ/réduction/alkylation)

A Me ₃ NO 0/0/100 97

B - 0/0/100 99

Exemple 2 : Étude du solvant

Tableau 2. Tests avec différents solvants

Température Ratio GC

Solvant

m (départ/réduction/alkylation/dialkylation)

DCE/EtOH (svt/3 éq) 80 18/72/10/0

THF/EtOH (svt 3 éq) 80 27/65/8/0

THF/EtOH (l/l) 80 15/1/79/5

THF/EtOH (1/1) 110 23/5/72/0

CPME/EtOH (1/2) 1 10 73/18/9/0

Exemple 3 : Étude de l'alcool

Tableau 3. Etude de divers alcools comme agents alkylants

Ratio GC

Catalyseur Alcool (départ/réduction/alkylation/ Rendement [%] dialkylation)

B éthylène glycol 0/0/100/0 18

B éthanol 0/0/100/0 99 Exemple 4 : Imines aromatiques

Tableau 4. Exemplification avec divers aldéhydes aromatiques substitués en position para

Tableau 5. Exemplification cn'ec divers aldéhydes aromatiques

Exemple 5 : Imines allylées

Tableau 6. Exemplification avec divers aldéhydes conjugués

Exemple 6 : Imines aikylées

Tableau 7. Exemplification avec divers aldéhydes aliphatiques

„ , , , _ Ratio GC (départ/réduction/ Rendement

Produit Catalyseur

alkylation/dialkylation) alkylation [%] A/Me ₃ NO 52

B 0/0/78/22 54

A/Me ₃ NO

B 0/40/17/43 14

Exemple 7 : Imines aromatiques

Tableau 8. Exempliflcation avec diverses aminés aromatiques

Tableau 9. Exempliflcation avec diverses amitiés alip atiqties

Exemple 8 : Imines allylées

Tableau 10. Exempliflcathn avec diverses aminés aromatiques substituées

Tableati 11. Exemplification avec diverses aminés allyliques ou aliphatiques Ratio GC (départ/réduction/

Produit Catalyseur Rendement alkylation [%] alkylation/dialkylation)

B 0/0/100/0 22

Exemple 9 : Autres imines

Tableau 12. Exemplification avec diverses imines

Cond A: [Fe] (5 mol%), Me ₃ NO (5 mol%), EtOH 110 ^* C

Cond B: [FG][MeCN] (5 mol%), EtOH 110°C

Exemple 10 : Version intermoléculaire

Tableau 13. Optimisation sur les substrats modèles en version intermolécnlaire _■ , .. .„ _m - Ratio GC(depart/reduction/ _{^ r} „, .

Catalyseur Additif Température f°C] „ , . , , Rendement [%]

^J alkylation/dialkylat on)

B 110 0/0/68/32 65

Tableau 14. Exempiification de la réaction en version intermoléculaire

Réactions d'alkylations des imines (Conditions A)

Dans la boîte à gants, le catalyseur A (0.05 équiv), l'oxyde de triméthylamine (0.05 équiv), de l'éthanol préalablement distillé puis dégazé (0.05 M) sont introduits dans un tube équipé d'un agitateur magnétique. Le mélange réactionnel est agité à température ambiante pendant 30 minutes. Le substrat (50 mg, 1 équiv) est ensuite ajouté, le tube est scellé avec un bouchon en téflon et sorti de boîte à gants. Par la suite, le tube réactionnel est immergé dans un bain préalablement chauffé à 110 °C et agité pendant 24 heures. Après un retour à température ambiante, la réaction est stoppée par l'ajout de méthanol (1 ml) et d'hydroxyde de sodium (1 ml, 1 M). Les phases organiques sont extraites avec 3 x 5 ml d'éther diéthylique, lavées avec une solution saturée de chlorure de sodium (5 ml), puis séchées sur du sulfate de magnésium et concentrées sous pression réduite. Le produit brut est purifié par chromatographie sur colonne de gel de silice (12 g de Si0 ₂ déjà traité par 5% de triéthylamine, cyclohexane/acétate d'éthyle, 95/5) afin d'obtenir l'alkyle aminé désirée, Réactions d'alkylations des imines (Conditions B)

Dans un tube de catalyse (10 ml), équipé d'un agitateur magnétique, le substrat (50 mg, 1 équiv), le catalyseur B (0.05 équiv) et de l'éthanol préalablement distillé puis dégazé (0.05 M) sont introduits. Le tube est mis sous argon puis scellé avec un bouchon en téflon. Par la suite, le tube réactionnel est immergé dans un bain préalablement chauffé à 110 °C et agité pendant 24 heures. Après un retour à température ambiante, la réaction est stoppée par l'ajout de méthanol (1 ml) et d'hydroxyde de sodium (1 ml, 1 M). Les phases organiques sont extraites avec 3 ^χ 5 ml d'éther diéthylique, lavées avec une solution saturée de chlorure de sodium (5 ml), puis séchées sur du sulfate de magnésium et concentrées sous pression réduite. Le produit brut est purifié par chromatographie sur colonne de gel de silice (12 g de Si0 ₂ déjà traité par 5% de triéthylamine, cyclohexane/acétate d'éthyle, 95/5) afin d'obtenir l'alkyie aminé désirée.