FR3080851A1 - Procede de synthese de molecules aromatiques fluorees en presence d'un photocatalyseur - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un procédé de synthèse de molécules aromatiques fluorées de formule (I) Ar2-A-B (I) dans laquelle Ar2 représente un (hétéro)aryle; A représente un atome du 16ème groupe du tableau périodique ; B représente un groupement (C1-C6)fluoroalkyle comprenant la réaction d'un sel de diazonium de formule (II) : Ar2-NΞN+ X- avec un composé de formule (III) en présence d'un photocatalyseur activé par de la lumière.
Description
PROCEDE DE SYNTHESE DE MOLECULES AROMATIQUES FLUOREES EN PRESENCE D’UN PHOTOCATALYSEUR
L’invention concerne la synthèse de molécules fluorées. Le procédé selon l’invention permet d’accéder à un grand nombre de composés aromatiques fluorés dans des conditions douces et économiques. En particulier, l’emploi de catalyseurs métalliques n’est pas requis.
Les molécules fluorées présentent des propriétés intéressantes, qui peuvent notamment être recherchées dans des applications dans le domaine de la science de la vie, de l’agrochimie ou dans le domaine des matériaux. Une des propriétés visées dans cette gamme de molécules est la lipophilie permettant une meilleure biodisponibilité. Ce paramètre est d’autant plus marqué lorsque le groupement fluoré, par exemple un groupement trifluorométhyle, est associé à un chalcogène.
Or, l’ajout de groupements OCF3, SCF3, SeCF3 n’est pas toujours aisé.
En particulier, les méthodes actuelles permettant la formation de liaisons C(sp2)SeCF3 font appel à des métaux de transition nobles, chers et toxiques, tels que Ni ou Pd, associés à des ligands sophistiqués également onéreux (A. Tlili, E. Ismalaj, Q. Glenadel, C. Ghiazza, T. Billard, Chem. Eur. J. 2018, 24, 3659-3670.).
D’une manière surprenante, les inventeurs ont constaté que l’activation d’un photocatalyseur par la lumière permet de s’affranchir des métaux et ligands évoqués cidessus.
BREVE PRESENTATION DE L’INVENTION
L’invention a pour objet un procédé de synthèse de molécules aromatiques fluorées de formule (I)
Αι^-Α-Β (I) dans laquelle
Ar2 représente :
- un aryle substitué ou non substitué ; ou
- un hétéroaryle substitué ou non substitué ;
A représente un atome du I6eme groupe du tableau périodique, en particulier Se, S ou O ;
B représente un groupement (Ci-C6)fluoroalkyle pouvant être substitué caractérisé en ce qu’il comprend la réaction d’un sel de diazonium de formule (II)
Αγ2-ΝξΝ+X' (II) dans laquelle
Ai^est tel que défini dans la formule (I)
X' est un anion qui est un contre-ion du sel de diazonium avec un composé de formule (III)
dans laquelle A et B sont tels que définis dans la formule (I) en présence d’un photocatalyseur activé par de la lumière.
Un grand avantage du procédé selon l’invention est que la réaction peut être conduite en l’absence de catalyseur comprenant un métal et un ligand.
Avantageusement, le procédé comprend les deux étapes suivantes :
a) Mélange d’un composé de formule (II), d’un composé de formule (III) et d’un photocatalyseur ;
b) Activation du photocatalyseur par de la lumière.
La réaction a avantageusement lieu à température ambiante.
Dans un mode de réalisation, le photocatalyseur est activé par de la lumière blanche artificielle.
Dans le procédé selon l’invention, le composé (III) est avantageusement en excès molaire par rapport au composé (II).
La réaction peut être conduite dans un solvant organique, en particulier un solvant organique polaire protique ou un solvant organique polaire aprotique.
On peut également ajouter une base lors de la réaction.
Dans la formule (I), B avantageusement représente un groupement (Ci-C6)fluoroalkyle non substitué.
Dans un mode de réalisation, B représente un groupe -CF3, CF2CF3, CF2CF2CF3.
Dans un autre mode de réalisation, B représente un groupement (Ci-C6)fluoroalkyle substitué par au moins :
- un halogène ;
- un groupe de formule -COORi, où représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Ci0)alcynyle ;
- un groupe de formule -S(O)(O)R2, où R2 représente un groupement (Cr Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Ci0)alcynyle, un aryle substitué ou non substitué, un hétéroaryle substitué ou non substitué.
Dans la formule (I), Ar2 représente avantageusement un (hétéro)aryle non substitué ou substitué par au moins :
• un halogène ;
• un groupement (Ci-Cio)alkyle, • un groupement (C2-Ci0)alcényle, • un groupement (C2-Ci0)alcynyle, • un groupement (Ci-Cio)halogénoalkyle, • un groupement (Ci-Cio)alcoxy, • un groupement (C2-Ci0)alcénoxy, • un groupement (Ci-Cio)thioalcoxy, • un groupement (Ci-Cio)halogénoalcoxy, • un groupe de formule -COORi, où Rt représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2Cio)alcényle ou (C2-Ci0)alcynyle, • un groupe de formule -CONR3, où R3 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2Cio)alcényle ou (C2-Ci0)alcynyle, • un groupe de formule -NHCOR4, où R4 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2Cio)alcényle ou (C2-Ci0)alcynyle, • un groupe de formule -COR5, où R5 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2Cio)alcényle ou (C2-Ci0)alcynyle, • un groupe de formule -NO2 ;
• un groupe de formule -CN ;
• les groupes pré-cités, en particulier deux d’entre eux, peuvent être reliés entre eux pour former ensemble un carbocycle.
Le photocatalyseur est avantageusement un photocatalyseur organique, en particulier l’Eosine Y.
L’invention a également pour objet l’utilisation d’un composé de formule (III)
où
A représente un atome du I6eme groupe du tableau périodique, en particulier Se, S ou O,
B représente un groupement (Ci-C6)fluoroalkyle pouvant être substitué pour la création de liaisons C(sp2)-A par réaction activée par un photocatalyseur à partir d’un composé aromatique comprenant une liaison C(sp2)-NEN+.
DEFINITIONS
Par « atome d’halogène », on entend, au sens de la présente invention, les atomes de fluor, de chlore, de brome et d’iode.
Par groupement « (Ci-Cio)alkyle », on entend, au sens de la présente invention, une chaîne hydrocarbonée monovalente saturée, linéaire ou ramifiée, comportant 1 à 10, de préférence 1 à 6, de préférence 1 à 4, atomes de carbone. A titre d’exemple, on peut citer les groupes méthyle, éthyle, propyle, isopropyle, butyle, isobutyle, sec-butyle, terf-butyle, pentyle ou encore hexyle.
Par groupement « (C2-Ci0)alcényle », on entend, au sens de la présente invention, une chaîne hydrocarbonée monovalente, linéaire ou ramifiée, comportant au moins une double liaison et comportant 2 à 10 atomes de carbone, de préférence 2 à 6 atomes de carbone. A titre d’exemple, on peut citer les groupes éthényle ou allyle.
Par groupement « (C2-Ci0)alcynyle », on entend, au sens de la présente invention, une chaîne hydrocarbonée monovalente, linéaire ou ramifiée, comportant au moins une triple liaison et comportant 2 à 10 atomes de carbone, de préférence 2 à 6 atomes de carbone. A titre d’exemple, on peut citer les groupes éthynyle ou propynyle.
Par « (Ci-Cio)halogénoalkyle », on entend, au sens de la présente invention, un groupe (Ci-Cio)alkyle, tel que défini ci-dessus, pour lequel un ou plusieurs atomes d’hydrogène ont été remplacés par un atome d’halogène tel que défini ci-dessus. Dans le cas d’un « fluoroalkyle », l’atome d’halogène est le fluor. Il peut s’agir en particulier d’un groupe CF3, CF2CF3, CF2CF2CF3.
Par groupement « (Ci-Cio)alcoxy », on entend, au sens de la présente invention, un groupe (Ci-Cio)alkyle tel que défini ci-dessus, lié au reste de la molécule par l’intermédiaire d’un atome d’oxygène. A titre d’exemple, on peut citer les groupes méthoxy, éthoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy ou encore tert-butoxy.
Par groupement « (C2-Ci0)alcénoxy », on entend, au sens de la présente invention, un groupe (C2-Ci0)alcényle, tel que défini ci-dessus, lié au reste de la molécule par l’intermédiaire d’un atome d’oxygène. A titre d’exemple, on peut citer le groupe OCH2CH=CH2.
Par groupement « (Ci-Cio)thioalcoxy », on entend, au sens de la présente invention, un groupe (Ci-Cio)alkyle, tel que défini ci-dessus, lié au reste de la molécule par l’intermédiaire d’un atome de soufre. A titre d’exemple, on peut citer les groupes thiométhoxy, thioéthoxy, thiopropoxy, ou encore thiobutoxy.
Par « (Ci-Cio)halogénoalcoxy », on entend, au sens de la présente invention, un groupe (Ci-Cio)halogénoalkyle, tel que défini ci-dessus, lié au reste de la molécule par l’intermédiaire d’un atome d’oxygène.
Par « aryle », on entend, au sens de la présente invention, un groupement hydrocarboné aromatique, comportant de préférence de 6 à 14 atomes de carbone, de préférence de 6 à 10 atomes de carbone, et comprenant un ou plusieurs cycles accolés, comme par exemple un groupement phényle ou naphtyle. Avantageusement, il s’agit du phényle.
Par « hétéroaryle » ou « hétéroaromatique », on entend, au sens de la présente invention, un groupe aromatique comprenant un ou plusieurs, notamment 1 ou 2, cycles hydrocarbonés accolés, dans lequel un ou plusieurs atomes de carbone, avantageusement 1 à 4 et encore plus avantageusement 1 ou 2, sont chacun remplacés par un hétéroatome tels que par exemple un atome de soufre, d’azote ou d’oxygène. Des exemples de groupes hétéroaryle sont les groupes furyle, thiényle, pyrrolyle, pyridinyle, pyrimidinyle, pyrazolyle, imidazolyle, oxazolyle, isoxazolyle, oxadiazolyle, triazolyle, tétrazolyle ou encore indyle.
Par « carbocycle », on entend, au sens de la présente invention, un système monocyclique ou polycyclique hydrocarboné, saturé, insaturé ou aromatique, comprenant de 3 à 12 atomes de carbone Le système polycyclique comprend au moins 2, notamment 2 ou 3, cycles accolés ou pontés. Chaque cycle du système monocyclique ou polycyclique comprend avantageusement 3 à 8, notamment 4 à 7, en particulier 5 ou 6, atomes de carbone. A titre d’exemple on peut citer un groupe adamantyle, cyclohexyle, cyclopentyle, cyclopropyle, cyclohexényle, phényle, naphtyle.
Par « chalcogène », on entend, au sens de la présente invention, un atome du 16e groupe du tableau périodique, en particulier l’oxygène, le soufre ou le sélénium, de préférence le sélénium.
Par « température ambiante », on entend, au sens de la présente invention, une température comprise entre 15 et 40°C, de préférence entre 20 et 30°C, notamment d’environ 25°C.
Par « photocatalyseur », on entend, au sens de la présente invention, un composé capable d’initier une réaction chimique grâce à l’action de la lumière sans se dégrader luimême. La photocatalyse repose sur le principe d'activation d'un tel composé à l'aide de l'énergie apportée par la lumière : absorption de photons.
Par « lumière », on entend, au sens de la présente invention, un rayonnement électromagnétique source de photons. Le rayonnement électromagnétique est constitué d’ondes électromagnétiques de longueurs d’ondes variables, généralement allant dans le vide de 380 nm à 780 nm. La combinaison de toutes les couleurs spectrales du domaine visible produit la lumière blanche, comme celle provenant du soleil ou de la plupart des sources de lumière artificielle. Au sens de l’invention, la lumière peut être de toute origine, avantageusement il s’agit d’une irradiation artificielle avec une lampe standard du commerce. La source de lumière, et le cas échéant sa longueur d’onde, sera choisie en fonction du photocatalyseur retenu.
Par « base », on entend, au sens de la présente invention, un produit chimique qui est capable de capturer un ou plusieurs protons ou, réciproquement, de fournir des électrons. Ainsi, une base désigne tout autant une base selon la théorie de BnanstedLowry ou la définition de Lewis.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
L’invention a pour objet un procédé de synthèse de molécules aromatiques fluorées de formule (I)
Αι^-Α-Β (I) dans laquelle
Ar2 représente :
- un aryle substitué ou non substitué ; ou
- un hétéroaryle substitué ou non substitué ;
A représente un atome du I6eme groupe du tableau périodique, en particulier Se, S ou O ;
B représente un groupement (Ci-C6)fluoroalkyle pouvant être substitué caractérisé en ce qu’il comprend la réaction d’un sel de diazonium de formule (II)
Αι^-ΝΞΝΓΧ· (II) dans laquelle
Ai^est tel que défini dans la formule (I)
X' est un anion qui est un contre-ion du sel de diazonium avec un composé de formule (III)
dans laquelle A et B sont tels que définis dans la formule (I) en présence d’un photocatalyseur activé par de la lumière.
L’activation par la lumière du photocatalyseur permet de s’affranchir des métaux et ligands utilisés dans les procédés connus.
Ainsi, avantageusement la réaction est conduite en l’absence de catalyseur comprenant un métal, en particulier Ni ou Pd, et un ligand. Le procédé selon l’invention est donc bien moins onéreux.
Sans vouloir se limiter, les inventeurs pensent que l’activation du photocatalyseur permet de générer une espèce radical aryle par transfert mono-électronique sur le sel de diazonium. L’espèce ainsi formée peut réagir avec le composé de formule (III) pour donner accès à toute une gamme de composés aromatiques substitués par le groupement -A-B.
Le procédé selon l’invention comprend avantageusement les deux étapes suivantes :
a) Mélange d’un composé de formule (II), d’un composé de formule (III) et d’un photocatalyseur ;
b) Activation du photocatalyseur par de la lumière.
Selon le procédé de l’invention, la réaction a avantageusement lieu à température ambiante. Ainsi, ces étapes a) et b) sont avantageusement conduites à température ambiante.
Le photocatalyseur peut par exemple être activé par de la lumière blanche artificielle.
Pour assurer un rendement optimal, le composé (III) est avantageusement en excès molaire par rapport au composé (II). On peut ainsi ajouter 1 à 5, avantageusement 2 à 3, équivalents molaires du composé (III) pour 1 équivalent molaire de composé (II)
Le photocatalyseur est lui utilisé en une quantité faible, avantageusement inférieure à 10% molaire, plus avantageusement de 1 à 8% molaire, encore plus avantageusement de 1 à 6% molaire, par rapport à la quantité molaire de composé (II).
La réaction est avantageusement conduite dans un solvant organique. Ainsi, lors de l’étape (a) les composés sont avantageusement dans un solvant organique.
Le solvant organique est avantageusement un solvant organique polaire. Ce solvant organique polaire peut être protique ou aprotique.
A titre de solvant organique, on pourra notamment citer le diméthylsulfoxyde (DMSO) ; les carboxamides linéaires ou cycliques tels que diméthylformamide (DMF), le diméthylformamide diméthyl acétal (DMF-DMA), le N-diméthylacétamide (DMAC), le 1méthyl-2-pyrrolidinone (NMP) ; le tétrahydrofurane (THF) ; l’acétonitrile ; les alcools tels que l’éthanol. On pourra bien entendu utiliser ces solvants seuls ou en mélange. On utilisera de préférence des solvants anhydres.
On utilisera de préférence un solvant favorisant la solvatation des espèces réductibles et/ou la différence de potentiels d’oxydo-réduction entre les composés de formule (III) et le photocatalyseur.
Au besoin, on pourra ajouter une base telle que l’acétate de potassium, le carbonate de césium, la triéthylamine, le tripotassium phosphate.
La réaction, en particulier l’étape b), sera avantageusement conduite sous agitation.
La réaction, en particulier l’étape b), sera avantageusement conduite sous atmosphère inerte.
Composé de formule (I)
Le procédé selon l’invention permet d’accéder à un grand nombre de molécules aromatiques substituées par le groupement -A-B.
A est un chalcogène, avantageusement un atome d’oxygène (O), de soufre (S) ou de sélénium (Se), plus avantageusement un atome de sélénium (Se).
B est un groupement (Ci-C6)fluoroalkyle pouvant être non substitué ou substitué.
Dans ce groupement (Ci-C6)fluoroalkyle un ou plusieurs atomes d’hydrogène peuvent être remplacés par l’halogène fluor. Dans une variante, tous les hydrogènes ont été remplacés par des atomes de fluor. Dans une autre variante, seulement une partie des atomes d’hydrogène ont été remplacés par des atomes de fluor.
Le groupement (Ci-C6)fluoroalkyle est avantageusement linéaire.
Le groupement (Ci-C6)fluoroalkyle peut particulièrement être un groupement en Ci, en C2 ou en C3.
Dans une variante, le groupement (Ci-C6)fluoroalkyle n’est pas substitué. Avantageusement B représente un groupe -CF3, CF2CF3, CF2CF2CF3.
Dans une autre variante, le groupement (Ci-C6)fluoroalkyle est substitué par au moins :
- un halogène ;
- un groupe de formule -COORi, où F/ représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Ci0)alcynyle ;
- un groupe de formule -S(O)(O)R2, où R2 représente un groupement (Cr Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Ci0)alcynyle, un aryle substitué ou non substitué, un hétéroaryle substitué ou non substitué.
Le noyau aromatique, Ar2, peut être n’importe quel noyau aromatique, aryle ou hétéroaryle, comprenant des cycles simples ou fusionnés, non substitué ou substitué.
En particulier, Ar2 peut être un phényle, un thiényle, un furanyle, un pyrrolyle, un imidazolyle, un pyrazolyle, un oxazolyle, un isoxazolyle, un thiazolyle, un benzothiényle, un benzofuranyle, un indolyle, un benzoimidazolyle, un indazolyle, un benzoxazolyle, un benzoisoxazolyle, un benzothiazolyle, un pyridinyle, un pyrazinyle, un pzrimidinyle, un pyridazinyle, un triazinyle, un napthalènyle, un anthracènyle, un (iso)quinoléinyle, un quinoxalinyle, un acridinyle, un quinazolinyle.
Cet (hétéro)aryle peut être non substitué ou substitué par au moins :
• un halogène ;
• un groupement (Ci-Cio)alkyle, avantageusement un groupement (Cr C6)alkyle, • un groupement (C2-Ci0)alcényle, avantageusement un groupement (C2-C6)alcényle, • un groupement (C2-Ci0)alcynyle, avantageusement un groupement (C2-C6)alcynyle ;
• un groupement (Ci-Cio)halogénoalkyle, avantageusement un groupement (Ci-C6)halogénoalkyle ;
• un groupement (Ci-Cio)alcoxy, avantageusement un groupement (Cr C6)alcoxy ;
• un groupement (C2-Ci0)alcénoxy, avantageusement un groupement (C2-C6)alcénoxy ;
• un groupement (Ci-Cio)thioalcoxy, avantageusement un groupement (Ci-C6)thioalcoxy ;
• un groupement (Ci-Cio)halogénoalcoxy, avantageusement un groupement (Ci-C6)halogénoalcoxy ;
• un groupe de formule -COORi, où représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Cio)alcynyle, avantageusement F^ représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-C6)alkyle, (C2-C6)alcényle ou (C2C6)alcynyle ;
• un groupe de formule -CONR3, où R3 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Cio)alcynyle, avantageusement R3 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-C6)alkyle, (C2-C6)alcényle ou (C2C6)alcynyle ;
• un groupe de formule -NHCOR4, où R4 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Cio)alcynyle, avantageusement R4 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-C6)alkyle, (C2-C6)alcényle ou (C2C6)alcynyle ;
• un groupe de formule -COR5, où R5 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Cio)alcynyle, avantageusement R5 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-C6)alkyle, (C2-C6)alcényle ou (C2C6)alcynyle ;
• un groupe de formule -NO2 ;
• un groupe de formule -CN ;
• les groupes pré-cités, en particulier deux d’entre eux, peuvent être reliés entre eux pour former ensemble un carbocycle.
L’(hétéro)aryle peut comprendre un ou plusieurs de ces substituants. Sur un cycle en à 6 atomes, ces substituants peuvent être en position -ortho, -méta ou -para du groupement A-B, particulièrement en position -ortho ou -para.
De manière intéressante, le procédé selon l’invention peut également être mise en œuvre avec des composés de formules II portant des fonctions -COOH, -OH, -CO-NH2, -NH-CO, qui sont pourtant les plus sensibles à des réactions secondaires. Malgré la présence de telles fonctions sur le cycle aromatique, la réaction entre le diazonium et le chalcogène reste sélective. Ainsi, une large variété de substituants du cycle aromatique peut être envisagée.
Composés de formule (II)
Les composés de formule (II) sont des sels d’aryle diazonium connus de l’homme du métier et largement accessibles.
L’anion X' peut être tout contre-ion, tel que par exemple BF4, Cl·, Br, HSO4', PF6', NO3', ch3co2 _.
Les composés de formule (II) peuvent être préparés à partir des anilines correspondantes suivant des protocoles connus (M. C. D. Fûrst, L. R. Bock, M. R. Heinrich, J. Org. Chem. 2016, 81, 5752-5758, G. F. Kolar, in Zeitschrift für Naturforschung B, Vol. 27, 1972, p. 1183).
Composés de formule (III)
Les composés de formule (III) pour lesquels A = Se peuvent être préparés à partir de sels sodiques de sulfinate et de CISe-B en suivant par exemple les protocoles décrits dans : Q. Glenadel et al., Adv. Synth. Catal., 2017, 359, 3414-3420.
Les composés de formule (III) pour lesquels A = S peuvent être préparés par Y. Li, G. Qiu, H. Wang, J. Sheng, Tetrahedron Lett. 2017, 58, 690-693.
Les composés de formule (III) pour lesquels A = O peuvent être préparés par R. Koller, Q. Huchet, P. Battaglia, J. M. Welch, A. Togni, Chem. Commun. 2009, 5993-5995.
Photocatalyseurs
Tout type de photocatalyseur peut être utilisé.
On peut notamment citer les photocatalyseurs organiques, tels que le triphénylpyrylium, la fluoresceine, l’Eosine Y, le Rose bengal, la tétraiodofluoresceine, le rhodamine B, la rhodamine 6G, le p-tertphenyl, le 9-Mesityl-2,7,10-méthylacridinium, le 9-mesityl-2,710 diméthyl-10-phenylacridinium.
Les photocatalyseurs peuvent ainsi être des composés répondant aux formules suivantes :
R, = H; R2 = Et; Rhodamine B
R, = Et; R2 = H; Rhodamine 6G
p-terphenyl
On pourrait également envisager des photocatalyseurs organo-métalliques tels que ceux à base de ruthénium, d’iridium ou de cuivre.
Les photocatalyseurs peuvent ainsi être des composés répondant aux formules suivantes :
Le composé obtenu par le procédé selon l’invention pourra être séparé du milieu réactionnel par des méthodes bien connues de l’homme du métier, comme par exemple par extraction, évaporation du solvant ou encore par précipitation et filtration.
Le composé pourra être par ailleurs purifié si nécessaire par des techniques bien connues de l’homme du métier, comme par recristallisation si le composé est cristallin, par distillation, par chromatographie sur colonne sur gel de silice ou encore par chromatographie liquide haute performance (HPLC).
Dans le procédé selon l’invention, la réaction entre le diazonium et le chalcogène est sélective. Elle le reste même lorsque le groupement aromatique portant le sel de diazonium est substitué. La nature du cycle aromatique ne semble pas non plus avoir d’influence sur la réaction. Le procédé selon l’invention permet ainsi d’accéder à une grande variété de molécules aromatiques substituées par un groupe chalcogène portant un groupement (Ci-C6)fluoroalkyle dans des conditions douces. En effet, la réaction a lieu à température ambiante. Mais bien plus intéressant, la réaction ne nécessite pas de catalyseur métallique et de ligands, rendant ainsi le procédé très avantageux sur le plan économique.
L’invention a également pour objet l’utilisation d’un composé de formule (III)
où
A représente un atome du I6eme groupe du tableau périodique, en particulier Se, S ou O,
B représente un groupement (Ci-C6)fluoroalkyle pouvant être substitué pour la création de liaisons C(sp2)-A par réaction activée par un photocatalyseur à partir d’un composé aromatique comprenant une liaison C(sp2)-NEN+.
Le composé de formule (III) et le photocatalyseur sont tels que décrits précédemment.
Le composé aromatique comprenant une liaison C(sp2)-NEN+ est le composé de formule (II) décrit précédemment.
La réaction a lieu en suivant les conditions opératoires décrites précédemment.
EXEMPLES
Informations générales :
Les réactifs commerciaux ont été utilisés tels que fournis. Les dérivés fluoroalkyle séléniure de benzyle A ont été synthétisés en suivant les procédures décrites dans la littérature (T. Billard, S. Large, B. R. Langlois, Tetrahedron Lett. 1997, 38, 65-68. Et Q. Glenadel, E. Ismalaj, T. Billard, J. Org. Chem. 2016, 81, 8268-8275). Les solvants anhydres ont été utilisés tels que fournis. Les spectres RMN ont été enregistrés sur un spectromètre Bruker AV500 à 500 MHz (RMN 1H), 126 MHz (RMN 13C), 471 MHz (RMN 19F), un spectromètre Bruker AV 400 à 400 MHz (RMN 1H), 101 MHz (RMN 13C), 376 MHz (RMN 19F) ou sur un spectromètre Bruker AV 300 à 300 MHz (RMN 1H), 282 MHz (19F RMN). Les multiplicités sont indiquées comme suit: s (singulet), d (doublet), t (triplet), q (quadruplet), p (quintet), sext (sextet), m (multiplet), b (large). Toutes les constantes de couplage ont été rapportées en Hz. Les points de fusion ont été déterminés en utilisant un appareil de banc Kofler (les substances d'étalonnage ont été spécifiées). L'analyse par chromatographie en phase gazeuse a été réalisée sur un instrument Agilent HP-5890 avec un détecteur sélectif de masse Agilent HP-5973 (El, 70 eV) et une colonne capillaire HP-5 (polydiméthylsiloxane avec 5% de groupes phényle, 30 m, 0,25 mm Épaisseur de film de 0,25 pm) en utilisant un gaz vecteur d'hélium. Les mesures HR-MS ont été effectuées sur un spectromètre de masse Bruker MicrOTOFQ II (ESI) et un spectromètre de masse Agilent 7200 GC / Q-TOF (El). Les ratios des solvants utilisés pour la chromatographie flash sont des ratios volumiques.
ta = température ambiante
Synthèse des composés de formule (III)
Schéma général :
SeRF
1) SO2C12 (1 équiv.), THF, 25°C
2) TsNa (1,1 équiv.), DCM, -78°C
IIIA Rf = CF3
IIIB Rf = CF2CF3
IIIC Rf = (CF2)5CF3
Synthèse du 1-méthyl-4-{f(trifluorométhyl)selanyl1sulfonyl}benzene (IIIA)
Dans un ballon équipé d'un barreau d'agitation magnétique, on ajoute le benzyle trifluorométhyle séléniure A (16 mmol, 1,0 équiv.), le chlorure de sulfuryle (16 mmol, 1,0 équiv.) et le THF anhydre (5 mL). La réaction est agitée à 25 ° C pendant 10 minutes puis refroidie à -78°C. Du DCM anhydre (27 ml) est ajouté suivi par un ajout de ptoluènesulfinate de sodium (17,7 mmol, 1,1 équiv.). La réaction est agitée jusqu'à conversion complète du réactif actif CI-SeCF3 à -78°C (environ 15 minutes, caractérisé par un changement de couleur du jaune à incolore). Le mélange réactionnel est ensuite filtré sur un tampon de silice (rincé au DCM) et le filtrat est concentré à sec. Il convient de noter que la filtration doit être traitée rapidement en raison de la formation de NaCI probablement nuisible à la stabilité du réactif. Le résidu brut est purifié par chromatographie (cyclohexane / toluène : 80/20 : v/v) pour donner le produit souhaité IIIA (liquide jaune, 2,82 g, rendement de 58%).
1H NMR (400 MHz, CDCI3) δ = 7.84 (m, 2H), 7.38 (m, 2H), 2.48 (s, 3H).
13C NMR (101 MHz, CDCI3) δ = 146.6, 144.4, 130.2, 127.4, 123.0 (q, 1J(C,F) = 336 Hz), 21.9.
19F NMR (376 MHz, CDCi3) δ = -32.39 (s, 3F).
HRMS (ESi) : caic. pour [C8H7F3NaO2SSe] 326.9176, mesuré 326.9167.
Synthèse du 1-méthyl-4-CT(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)selanyl1sulfonyl}benzene (IIIB)
Dans un ballon équipé d'un barreau d'agitation magnétique, on ajoute le dérivé de benzyle fluoroalkyle séléniure B (3,4 mmol, 1,0 équiv.), le chlorure de sulfuryle (3,4 mmol,
1,0 équiv.) et le THF anhydre (3,5 mL). La réaction est agitée à 25 ° C pendant 50 minutes puis refroidie à -78°C. Du DCM anhydre (7,5 ml) est ajouté suivi par un ajout de p-toluènesulfinate de sodium (3,8 mmol, 1,1 équiv.). La réaction est agitée jusqu'à conversion complète du réactif actif CI-SeCF2CF3 à -78°C (environ 15 minutes, caractérisé par un changement de couleur du jaune à incolore). Le mélange réactionnel est ensuite filtré sur un tampon de silice (rincé au DCM) et le filtrat est concentré à sec. Il convient de noter que la filtration doit être traitée rapidement en raison de la formation de NaCI probablement nuisible à la stabilité du réactif. Le résidu brut est purifié par chromatographie (cyclohexane / toluène : 80/20 : v/v et cyclohexane / EtOAc : 98/2 à 95/5 : v/v) pour donner le produit souhaité 111B (liquide jaune, 463 mg, rendement 38%).
1H NMR (400 MHz, CDCI3) δ = 7.85 (m, 2H), 7.38 (m, 2H), 2.48 (s, 3H).
13C NMR (101 MHz, CDCI3) δ= 146.8, 144.6, 130.3, 127.5, 118.3 (qt, 1J(C,F) = 286 Hz, 2J(C,F) = 33 Hz), 117.5 (tq, 1 J(C,F) = 310 Hz, 2J(C,F) = 44 Hz), 22.0.
19F NMR (376 MHz, CDCI3) δ = -83.26 (t, 3J(F,F) = 4.2 Hz, 3F), -89.59 (q, 3J(F,F) = 4.2 Hz). HRMS (ESi) : caic. pour [CgHyFsNaC^SSe] 376.9144, mesuré 376.9137.
Synthèse du 1-méthyl-4-{[(1111212131314141515161616-tridécafluorohexvl)selanyl] sulfonyl} benzene (HIC)
Dans un ballon équipé d'un barreau d'agitation magnétique, on ajoute le dérivé de benzyle fluoroalkyle séléniure C (2,0 mmol, 1,0 équiv.), le chlorure de sulfuryle (2,0 mmol, 1,0 équiv.) et le THF anhydre (2 mL). La réaction est agitée à 25 ° C pendant 15 minutes puis refroidie à 0°C. Du DCM anhydre (6,5 ml) est ajouté suivi par un ajout de ptoluènesulfinate de sodium (2,2 mmol, 1,1 équiv.). La réaction est agitée jusqu'à conversion complète du réactif actif CI-SeRf à 0°C (environ 30 minutes, caractérisé par un changement de couleur de l'orange à l'incolore). Le mélange réactionnel est ensuite filtré sur un tampon de silice (rincé au DCM) et le filtrat est concentré à sec. Il convient de noter que la filtration doit être traitée rapidement en raison de la formation de NaCI probablement délétère à la stabilité du réactif. Le résidu brut est purifié par chromatographie (cyclohexane / toluène : 80/20 v/v) pour donner le produit souhaité HIC (445 mg, rendement de 40%).
Solide blanc cassé (point de fusion <50 ° C, substance d'étalonnage : azobenzole à 68,0°C).
RMN 1H (400 MHz, CDCI3) δ = 7,85 (m, 2H), 7,39 (m, 2H), 2,49 (s, 3H).
RMN 13C (101 MHz, CDCI3) δ= 146,6, 144,4, 130,1, 127,3, 21,8.
RMN 19F (376 MHz, CDCI3) δ =-80,76 (m, 3F), -84,43 (m, 2F), -117,96 (m, 2F), -121,54 (m, 2F), -122,75 (m, 2F) -126,13 (m, 2F).
La chaîne perfluoroalkyle ne peut pas être observée en RMN 13C en raison de sa forte multiplicité.
Synthèse des composés de formule (II)
Mode opératoire A: Dans un ballon à fond rond de 25 ml, on ajoute de l'aniline (10 mmol) et du HBF4 aqueux à 48% (20 mmol, 2,6 ml) dans du EtOH absolu (3 ml). Le mélange est agité jusqu'à totale homogénéité et refroidi à 0°C. Du t-BuONO à 90% (20 mmol, 2,7 ml) est ajouté goutte à goutte à la solution. La réaction est agitée à température ambiante pendant 30 minutes. Et2O (10 ml) est ensuite ajouté pour précipiter le sel. Le solide est ensuite filtré et lavé 3 fois avec Et2O et séché sous pression réduite pour obtenir le produit désiré.
Mode opératoire B pour le matériau de départ (llm) : Dans un flacon à fond rond de 25 ml, on ajoute de l'aniline (10 mmoles) et du HBF4 aqueux 48% (20 mmol, 2,6 ml). Le mélange est agité jusqu'à homogénéité totale et refroidi à 0°C. NaONO (20 mmol, 1,38 mg) dissout dans l'eau (2 mL) est ajouté goutte à goutte à la solution. La réaction est agitée à température ambiante pendant 30 minutes. Et2O (10 ml) est ensuite ajouté pour précipiter le sel. Le solide est ensuite filtré et lavé 3 fois avec de l'Et2O et séché sous pression réduite pour obtenir le produit désiré.
Exemple 1 : Synthèse des composés de formule (I)
Dans un ballon séché à la flamme sous atmosphère d'azote équipé d'une barre d'agitation magnétique sont ajoutés le composé IIIA, IIIB ou IIIC (0,6 mmol, 3 équiv.), le sel d'aryldiazonium II (0,2 mmol, 1,0 équiv.), l'éosine Y (0,01 mmol, 5 mol%) et le diméthylsulfoxyde anhydre (2 ml). La réaction est agitée à 25°C sous irradiation blanche pendant 16 heures. La conversion est vérifiée par RMN 19F avec PhOCF3 comme standard interne. Le mélange réactionnel est partagé entre Et2O et de l'eau. La phase aqueuse est extraite avec Et2O et les phases organiques combinées sont séchées sur
MgSO4, filtrées et concentrées à siccité. Le résidu brut est purifié par chromatographie pour donner le produit désiré.
N2BF4
Eosine Y (5 mol%)
DMSO (2 mL)
Led blanche, ta, 16h
l-a, 67 % (83 %) l-b, 55 % l-c, 44 % (56 %) l-d, 54 % (59 %)
l-e, 43 % (49 %) l-h, 70 % (75 %) l-g, 52 % (78 %) l-f, 40 % (65 %)
l-i, 77 % (83 %) l-j, 77% (79 %) l-k, 64 % (65 %) l-l, 70 % (77 %)
MeO2C.^ g
F 3CSe l-p, (45 %)
l-r, 48 % (62 %)
Synthèse du 1-méthyl-4-[(trifluorométhyl)selanyl]benzene (l-a)
Eluant pour la chromatographie flash : n-pentane 100% 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 7.63 (m, 2H), 7.20 (m, 1 H), 2.39 (s, 3H).
19F NMR (282 MHz, CDCI3) δ= -36.52 (s, 3F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature
Synthèse du 1-méthoxy-4-[(trifluorométhyl)selanyl]benzene (l-b)
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane/EtOAc : 95/5 : v/v 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 7.66 (m, 2H), 6.91 (m, 2H), 3.84 (s, 3H).
19F NMR (282 MHz, CDCI3) δ = -37.18 (s, 3F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature.
Synthèse du 1-méthoxy-2-[(trifluorométhyl)selanyl]benzene (l-c)
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane/EtOAc : 95/5 v/v 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 7.67 (dd, J= 7.9, 1.1 Hz, 1H), 7.42 (m, 1H), 7.00-6.95 (m, 2H), 3.90 (s, 3H).
19F NMR (282 MHz, CDCI3) δ = -35.24 (s, 3F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature.
Synthèse du 1,3,5-triméthyl-2-[(trifluorométhyl)selanyl]benzene (l-d)
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane 100% 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 7.01 (s, 2H), 2.56 (s, 6H), 2.30 (s, 3H).
19F NMR (282 MHz, CDCI3) δ = -35.16 (s, 3F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature.
Synthèse du 1-(méthylsulfanyl)-2-[(trifluorométhyl)selanyl]benzene (l-e)
Solide blanc (point de fusion : 58-60°C, substance d’étalonnage : Azobenzole à 68.0°C)
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane 100% 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 7.70 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.42 (m, 1H), 7.25 (m, 1H), 7.15 (td, J= 7.6, 1.4 Hz, 1H), 2.47 (s, 3H).
13C NMR (101 MHz, CDCI3) δ= 145.0, 137.8, 131.1, 126.3, 125.9, 123.1 (q, 3J(C,F) = 1 Hz), 122.8 (q, 1J(C,F) = 334 Hz), 16.8.
19F NMR (376 MHz, CDCI3) δ = -35.25 (s, 3F).
MS (El) : m/z(%), 271.9 (58), 202.9 (41), 108.0 (30), 91.1 (100).
HRMS (El) : cale, for [Cl5H7F3SSe] 271.9380, mesuré 271.9388.
Synthèse du 1-iodo-4-[(trifluorométhyl)selanyl]benzene (l-f)
Eluant pour la chromatographie flash : n-pentane 100% 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 7.73 (m, 2H), 7.45 (m, 1 H).
19F NMR (282 MHz, CDCI3) 6 = -35.93 (s, 3F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature.
Synthèse du 1-fluoro-4-[(trifluorométhyl)selanyl]benzene (l-g)
Eluant pour la chromatographie flash : n-pentane 100% 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 7.73 (m, 2H), 7.09 (m, 2H).
19F NMR (282 MHz, CDCI3) δ = -36.60 (s, 3F), -109.49 (tt, J= 8.5, 5.3 Hz, 1F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature.
Synthèse du 4-[(trifluorométhyl)selanyl]benzonitrile (l-h)
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane/Et2O : 100/0 à 95/5 à 90/10 v/v 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 7.86 (m, 2H), 7.68 (m, 2H).
19F NMR (282 MHz, CDCI3) 0 = -34.86 (s, 3F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature.
Synthèse du 1-nitro-4-[(trifluorométhyl)selanyl]benzene (l-i)
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane/EtOAc : 95/5 v/v 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 8.24 (m, 2H), 7.92 (m, 2H).
19F NMR (282 MHz, CDCI3) 6 = -34.70 (s, 3F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature.
Synthèse du ethyl 4-[(trifluorométhyl)selanyl]benzoate (l-j)
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane/EtOAc : 95/5 à 90/10 v/v 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 8.05 (m, 2H), 7.80 (m, 2H), 4.40 (q, J= 7.1 Hz, 2H), 1.40 (t, J= 7.1 Hz, 3H).
19F NMR (282 MHz, CDCI3) δ = -35.26 (s, 3F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature.
Synthèse du 1-[(trifluorométhyl)selanyl]-9,10-dihydroanthracene-9,10-dione (l-k)
Solide orange (point de fusion : 188-190°C, substance d’étalonnage : Salophen à 191.0 °C)
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane/EtOAc : 90/10 v/v 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 8.33-8.27 (m, 3H), 8.08 (d, J= 8.2 Hz, 1H), 7.86-7.75 (m, 4H).
13C NMR (101 MHz, CDCI3) δ= 184.6, 182.3, 135.6, 134.9, 134.7, 134.4, 133.6, 132.82, 132.8, 130.3, 127.7, 127.5, 127.4, 126.3, 123.9 (q, 1J(C,F) = 338 Hz).
19F NMR (376 MHz, CDCI3) δ = -37.65 (s, 3F).
MS (El) : m/z(%), 355.9 (5), 287.0 (100), 230.9 (7), 151.0 (19), 139.0 (12).
HRMS (El) : cale, pour [C15H7F3O2Se] 355.9558, mesuré 355.9562.
Synthèse du 3-méthyl-4-[(trifluorométhyl)selanyl]benzoique acide (l-l)
Solide blanc (point de fusion : 176-178°C, substance d’étalonnage : Benzanilide à 163.0 °C)
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane/EtOAc/AcOH : 70/30/1 to 50/50/1 v/v/v 1H NMR (500 MHz, CD3CN) δ = 9.58 (bs, 1H), 8.35 (d, J= 1.7 Hz, 1H), 8.03 (dd, J = 8.0, 1.7 Hz, 1H), 7.54 (d, J= 8.0 Hz, 1H), 2.61 (s, 3H).
13C NMR (126 MHz, CD3CN) δ = 166.5, 150.1, 140.6, 133.1, 132.0, 130.0, 124.9 (q, 3J(C,F) = 1 Hz), 123.9 (q, 1J(C,F) = 332 Hz), 23.8.
19F NMR (471 MHz, CD3CN) δ = -36.84 (s, 3F).
Synthèse du 4-[(trifluorométhyl)selanyl]phenol (l-m)
Huile orange
Eluant pour la chromatographie flash : n-pentane/Et2O : 80/20 à 70/30 v/v 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 7.62 (m, 2H), 6.84 (m, 2H), 5.08 (bs, 1 H).
13C NMR (101 MHz, CDCI3) δ= 157.7, 139.4, 122.4 (q, 1J(C,F) = 334 Hz), 116.8, 113.3 (q, 3J(C,F) = 1 Hz).
19F NMR (376 MHz, CDCI3) δ = -37.16 (s, 3F).
MS (El) : m/z (%), 241.9 (100), 172.9 (99), 143.0 (36).
HRMS (ESI) : cale, for [C7H4F3OSe] 240.9385, mesuré 240.9374.
Synthèse du N-{4-[(trifluorométhyl)selanyl]phenyl}acetamide (l-n)
Eluant pour la chromatographie flash : CH2CI2/EtOAc/toluene : 4/4/2 v/v/v 1H NMR (300 MHz, DMSO) δ= 10.21 (s, 1H), 7.68 (m, 4H), 2.07 (s, 3H).
19F NMR (282 MHz, DMSO) δ = -36.63 (s, 3F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature.
Synthèse du 3-méthyl-4-[(trifluorométhyl)selanyl]benzamide (l-o)
Solide blanc (point de fusion : 104-106°C, substance d’étalonnage : Acetanilide à 114.5 °C)
Eluant pour la chromatographie flash : CH2CI2/MeOH : 97/3 v/v 1H NMR (300 MHz, DMSO) δ = 9.23 (t, J = 5.5 Hz, 1 H), 8.34 (d, J = 1.7 Hz, 1 H), 8.00 (dd, J = 8.0, 1.7 Hz, 1H), 7.55 (d, J =8.0 Hz, 1H), 4.86 (t, J= 5.5 Hz, 1H), 2.55 (s, 3H).
13C NMR (126 MHz, DMSO) δ= 165.0, 146.7, 137.6, 132.6, 130.6, 130.1, 124.0 (q, 3J(C,F) = 1 Hz), 123.1 (q, 1J(C,F) = 334 Hz), 23.0.
19F NMR (282 MHz, DMSO) 0 = -35.54 (s, 3F).
MS (El) : m/z (%), 282.9 (100), 266.9 (92), 197.9 (20), 168.9 (28), 159.0 (25), 89.0 (32).
Synthèse du 8-[(trifluorométhyl)selanyl]quinoline (l-q)
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane/EtOAc : 100/0 à 95/5 v/v 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 8.91 (dd, J= 4.3, 1.6 Hz, 1H), 8.19 (dd, J= 8.3, 1.6 Hz, 1H), 8.01 (d, J = 7.4 Hz, 1H), 7.80 (dd, J = 8.3, 1.0 Hz, 1H), 7.55 (m, 1H), 7.49 (dd, J = 8.3, 4.3
Hz, 1H).
19F NMR (282 MHz, CDCI3) δ = -34.81 (s, 3F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature.
Synthèse du 3-[(trifluorométhyl)selanyl]quinoline (l-r)
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane/EtOAc : 90/10 v/v 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ = 9.13 (s, 1H), 8.62 (d, J= 1.6 Hz, 1H), 8.17 (d, J= 8.5
Hz, 1H), 7.88-7.81 (m, 2H), 7.65 (m, 1H).
19F NMR (282 MHz, CDCI3) δ = -35.50 (s, 3F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature.
D’autres composés de formule (I) ont été synthétisés en suivant le même protocole mais à partir de composés de formule 111B ou HIC.
Le schéma réactionnel est rappelé ci-après :
DMSO(2mL) Led blanche, ta, 16h
IIIB ou HIC
Eosine Y (5 mol%)
MeO
l-aa, 38 % (49 %)
l-dd, 56 %
SeCF gGF 3
l-ff, 56 % (63 %) l-ee, 42 % (46 %)
l-gg, 38 % (47 %)
Synthèse du 1-méthoxy-4-[(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)selanyl]benzene (l-aa)
Huile jaune
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane 100% 1H NMR (400 MHz, CDCI3) δ = 7.64 (m, 2H), 6.90 (m, 2H), 3.83 (s, 3H).
13C NMR (101 MHz, CDCI3) δ= 161.7, 139.8, 115.2, 111.9 (t, 3J(C,F) = 3 Hz), 55.5.
19F NMR (376 MHz, CDCI3) δ = -82.75 (t, 3J(F,F) = 4.1 Hz, 3F), -92.59 (q, 3J(F,F) = 4.1 Hz, 2F).
MS (El) : m/z(%), 305.9 (58), 186.9 (100), 171.9 (22), 143.9 (14), 63.0 (14).
HRMS (El) : cale, for [C9H7F5OSe] 305.9577, mesuré 305.9580.
La chaîne perfluoroalkyle ne peut pas être observée en RMN 13C en raison de la multiplicité élevée.
Synthèse du éthyl 4-((1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)selanyl]benzoate (l-bb)
Huile jaune
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane/EtOAc : 98/2 v/v 1H NMR (400 MHz, CDCI3) δ = 8.04 (m, 2H), 7.81 (m, 2H), 4.40 (q, J = 7.1 Hz, 2H), 1.40 (t, J = 7.1 Hz, 3H).
13C NMR (101 MHz, CDCI3) δ= 165.8, 137.7, 132.6, 130.5, 126.7 (t, 3J(C,F) = 3 Hz),
118.9 (qt, 1J(C,F) = 285 Hz, 2J(C,F) = 34 Hz), 115.9 (tq, 1J = 305 Hz, 2J(C,F) = 42 Hz), 61.6, 14.4.
19F NMR (282 MHz, CDCI3) δ = -82.78 (t, 3J(F,F) = 4.1 Hz, 3F), -90.90 (q, 3J(F,F) = 4.1 Hz, 2F).
MS (El) : m/z (%), 347.9 (77), 319.9 (46), 302.9 (100), 228.9 (19), 200.9 (28), 183.9 (75),
155.9 (35).
HRMS (ESI) : cale, for [CUHl0F5O2Se] 348.9761, mesuré 348.9762.
Synthèse du 3-méthyl-4-[(1,1,2,2,2-pentafluoroéthyl)selanyl]benzoique acide (l-cc)
Solide blanc (point de fusion : 166-168°C, substance d’étalonnage : Benzanilide à 163.0 °C)
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane/EtOAc/toluene/AcOH : 80/10/10/1 v/v/v/v 1H NMR (400 MHz, CD3CN) δ = 8.33 (d, J = 1.6 Hz, 1H), 8.03 (dd, J = 8.0, 1.6 Hz,
1H), 7.53 (d, J =8.0 Hz, 1H), 2.61 (s, 3H).
13C NMR (101 MHz, CD3CN) δ= 166.9, 150.4, 141.3, 133.3, 131.9, 130.4, 119.8 (qt, 1J(C,F) = 285 Hz, 2J(C,F) = 35 Hz), 117.1 (tq, 1J(C,F) = 304 Hz, 2J(C,F) = 42 Hz), 23.8.
19F NMR (376 MHz, CD3CN) δ = -83.85 (t, 3J(F,F) = 4.1 Hz, 3F), -92.21 (q, 3J(F,F) = 4.1 Hz, 2F).
Synthèse du 3-[(1,1,2,2,2-pentafluoroéthyl)selanyl]quinoline (l-dd)
Eluant pour la chromatographie flash : n-pentane/Et2O : 100/0 à 90/10 1H NMR (300 MHz, CDCI3) δ=9.10 (d, J = 1.5 Hz, 1H), 8.61 (s, 1H), 8.16 (d, J = 8.5
Hz, 1H), 7.88-7.81 (m, 2H), 7.65 (t, J =7.5 Hz, 1H).
19F NMR (282 MHz, CDCI3) δ = -82.69 (t, 3J(F,F) = 4.0 Hz, 3F), -90.90 (q, 3J(F,F) = 4.0 Hz, 2F).
Les données de caractérisation correspondent à celles rapportées dans la littérature.
Synthèse du 1-[(1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropyl)selanyl]-4-méthoxybenzene (l-ee)
Huile jaune
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane 100% 1H NMR (400 MHz, CDCI3) δ = 7.65 (m, 2H), 6.90 (m, 2H), 3.84 (s, 3H).
13CNMR(101 MHz, CDCI3) δ= 161.7, 139.9, 115.2, 111.8 (t, 3J(C,F) = 4 Hz), 55.5.
19F NMR (376 MHz, CDCI3) δ =-79.87 (t, 3J(F,F) = 9.3 Hz, 3F), -88.46 (m, 2F), -122.44 (t, 3J(F,F) = 3.4 Hz, 2F).
MS (El) : m/z (%), 355.9 (53), 257.0 (13), 187.0 (100), 171.9 (18), 143.9 (12).
HRMS (El) : cale, pour [ClOH7F7OSe] 355.9545, mesuré 355.9532.
La chaîne perfluoroalkyle ne peut pas être observée en RMN 13C en raison de la multiplicité élevée.
Synthèse du éthyl 4-[(1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropyl)selanyl]benzoate (l-ff)
Huile jaune
Eluant pour la chromatographie flash : cyclohexane/EtOAc : 98/2 v/v 1H NMR (400 MHz, CDCI3) δ = 8.05 (m, 2H), 7.82 (m, 2H), 4.40 (q, J= 7.1 Hz, 2H), 1.40 (t, J= 7.1 Hz, 3H).
13C NMR (101 MHz, CDCI3) δ= 165.8, 137.8, 132.6, 130.5, 126.7 (t, 3J(C,F) = 3 Hz), 61.6,
14.4.
19F NMR (376 MHz, CDCI3) 6 = -79.83 (t, 3J(F,F) = 9.2 Hz, 3F), -86.78 (m, 2F), -122.21 (t, 3J(F,F) = 3.3 Hz, 2F).
MS (El) : m/z (%), 397.9 (78), 369.9 (40), 352.9 (94), 228.9 (33), 200.9 (39), 183.9 (100), 155.9 (47).
HRMS (ESI) : cale, pour [Cl2Hl0F7O2Se] 398.9729, mesuré 398.9711.
La chaîne perfluoroalkyle ne peut pas être observée en RMN 13C en raison de la multiplicité élevée.
Synthèse du 3-méthyl-4-[(1,1,2,2,3,3,3-heptafluoropropyl)selanyl]benzoique acide (Igg)
Huile jaune
Eluant pour la chromatographie flash : CH2CI2/EtOAc/MeOH : 5/5/0 à 6/3/1 v/v/v 1H NMR (400 MHz, CDCI3) δ = 8.46 (d, J= 1.4 Hz, 1H), 8.07 (dd, J= 8.0, 1.4 Hz, 1H), 7.44 (d, J =8.0 Hz, 1H), 2.62 (s, 3H).
13C NMR (101 MHz, CDCI3) δ= 168.6, 149.8, 141.4, 132.6, 130.7, 129.1, 122.7 (bs), 23.9. 19F NMR (376 MHz, CDCI3) δ = -79.80 (t, 3J(F,F) = 9.2 Hz, 3F), -86.52 (m, 2F), 122.47 (t, 3J(F,F) = 3.2 Hz, 2F).
HRMS (El) : cale, pour [C11 H7F7O2Se] 383.9494, mesuré 383.9492.
La chaîne perfluoroalkyle ne peut pas être observée en RMN 13C en raison de la multiplicité élevée.
Exemple 2 : déviations dans les conditions opératoires de l’exemple 1
Diverses variations, par rapport aux conditions opératoires de l’exemple 1 (à savoir 3 équivalents molaires de composé de formule III pour 1 équivalent molaire de composé de formule II, 5% molaire d’Eosin Y par rapport au composé de formule II, dans un solvant qui est le DMSO, à température ambiante pendant 16 heures sous des conditions inertes 10 et avec un éclairage à la lumière blanche) ont été testées. Elles sont rapportées, avec le résultat, dans le tableau suivant. La teneur en base ajoutée, dans certains cas, est exprimée en pourcentage molaire par rapport au composé de formule II.
Le composé II utilisé est le composé ll-a.
Le composé III utilisé est le composé II IA.
| Essai | Déviation par rapport aux conditions opératoires de l’exemple 1 | Rendement molaire) | (% |
| 1 | Aucune | 77 | |
| 2 | DMF au lieu de DMSO | 42 | |
| 3 | DMF au lieu de DMSO Ajout d’une base : KOAc (20 mol%) | 37 | |
| 4 | THF au lieu de DMSO | < 5 | |
| 5 | THF au lieu de DMSO Ajout d’une base : KOAc (20 mol%) | 45 | |
| 6 | Acétonitrile au lieu de DMSO | < 5 | |
| 7 | Acétonitrile au lieu de DMSO Ajout d’une base : KOAc (20 mol%) | 34 | |
| 8 | Ethanol au lieu de DMSO | 54 | |
| 9 | Ethanol au lieu de DMSO Ajout d’une base : KOAc (20 mol%) | 66 | |
| 10 | Ajout d’une base : KOAc (20 mol%) | 79 | |
| 11 | Ajout d’une base : NEt3 (20 mol%) | 75 | |
| 12 | Ajout d’une base : Cs2CO3 (20 mol%) | 76 | |
| 13 | Ajout d’une base : K3PO4 (20 mol%) | 73 | |
| 14 | Pas de photocatalyseur | 0 |
| Essai | Déviation par rapport aux conditions opératoires de l’exemple 1 | Rendement molaire) | (% |
| 15 | Pas de lumière | 0 | |
| 16 | Pas de photocatalyseur ni de lumière | 0 | |
| 17 | Eosin Y à 2,5% mol | 67 | |
| 18 | Eosin Y à 1% mol | 18 | |
| 19 | Eosin Y à 0,1% mol | < 1 | |
| 20 | Eosin Y à 0,01% mol | < 1 |
Tableau 1
Ces variations confirment que le photocatalyseur activé par la lumière est nécessaire à la conduite de la réaction. Pour le couple composé ll-a/composé 1111, la teneur molaire en 5 Eosin Y semble devoir être d’au moins 1% molaire pour permettre des rendements satisfaisants.
Le choix du solvant peut être large : l’ajout d’une base peut permettre d’améliorer le rendement dans certains solvants. Dans les solvants permettant à eux seuls de bons rendements, tels que le DMSO, l’ajout d’une base n’altère pas la réaction.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Procédé de synthèse de molécules aromatiques fluorées de formule (I) Αι^-Α-Β (I) dans laquelleAr2 représente :- un aryle substitué ou non substitué ; ou- un hétéroaryle substitué ou non substitué ;A représente un atome du I6eme groupe du tableau périodique, en particulier Se, S ou O ;B représente un groupement (Ci-C6)fluoroalkyle pouvant être substitué caractérisé en ce qu’il comprend la réaction d’un sel de diazonium de formule (II)Αγ2-ΝξΝ+Χ’ (II) dans laquelleAi^est tel que défini dans la formule (I)X' est un anion qui est un contre-ion du sel de diazonium avec un composé de formule (III)BO dans laquelle A et B sont tels que définis dans la formule (I) en présence d’un photocatalyseur activé par de la lumière.
- 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réaction est conduite en l’absence de catalyseur comprenant un métal et un ligand.
- 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend les deux étapes suivantes :c) Mélange d’un composé de formule (II), d’un composé de formule (III) et d’un photocatalyseur ;d) Activation du photocatalyseur par de la lumière.
- 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réaction a lieu à température ambiante.
- 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le photocatalyseur est activé par de la lumière blanche artificielle.
- 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le composé (III) est en excès molaire par rapport au composé (II).
- 7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réaction est conduite dans un solvant organique, en particulier un solvant organique polaire protique ou un solvant organique polaire aprotique.
- 8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’une base est également ajoutée lors de la réaction.
- 9. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que B représente un groupement (Ci-C6)fluoroalkyle non substitué.
- 10. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que B représente un groupe -CF3, CF2CF3, CF2CF2CF3.
- 11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que B représente un groupement (Ci-C6)fluoroalkyle substitué par au moins :- un halogène ;- un groupe de formule -COORi, où Rt représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Ci0)alcynyle ;- un groupe de formule -S(O)(O)R2, où R2 représente un groupement (Cr Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Ci0)alcynyle, un aryle substitué ou non substitué, un hétéroaryle substitué ou non substitué.
- 12. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que Ar2 représente un (hétéro)aryle non substitué ou substitué par au moins :i. un halogène ;ii. un groupement (Ci-Cio)alkyle, iii. un groupement (C2-Ci0)alcényle, iv. un groupement (C2-Ci0)alcynyle,v. un groupement (Ci-Cio)halogénoalkyle, vi. un groupement (Ci-Cio)alcoxy, vii. un groupement (C2-Ci0)alcénoxy, viii. un groupement (Ci-Cio)thioalcoxy, ix. un groupement (Ci-Cio)halogénoalcoxy,x. un groupe de formule -COORi, où Rt représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Cio)alcynyle, xi. un groupe de formule -CONR3, où R3 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Cio)alcynyle, xii. un groupe de formule -NHCOR4, où R4 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Cio)alcynyle, xiii. un groupe de formule -COR5, où R5 représente un atome d’hydrogène ou un groupement (Ci-Cio)alkyle, (C2-Ci0)alcényle ou (C2-Cio)alcynyle, xiv. un groupe de formule -NO2 ;xv. un groupe de formule -CN ;xvi. les groupes pré-cités, en particulier deux d’entre eux, peuvent être reliés entre eux pour former ensemble un carbocycle.
- 13. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le photocatalyseur est un photocatalyseur organique, en particulier l’Eosine Y.
- 14. Utilisation d’un composé de formule (III)
oùA représente un atome du I6eme groupe du tableau périodique, en particulierSe, S ou O,B représente un groupement (Ci-C6)fluoroalkyle pouvant être substitué pour la création de liaisons C(sp2)-A par réaction activée par un photocatalyseur à partir d’un composé aromatique comprenant une liaison C(sp2)-NEN+.
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| CHRISTIAN MATHEIS ET AL: "Sandmeyer-Type Trifluoromethylthiolation and Trifluoromethylselenolation of (Hetero)Aromatic Amines Catalyzed by Copper", CHEMISTRY - A EUROPEAN JOURNAL, vol. 22, no. 1, 4 January 2016 (2016-01-04), DE, pages 79 - 82, XP055526867, ISSN: 0947-6539, DOI: 10.1002/chem.201503524 * |
| CLÉMENT GHIAZZA ET AL: "Electrophilic trifluoromethylselenolation of terminal alkynes with Se -(trifluoromethyl) 4-methylbenzenesulfonoselenoate", BEILSTEIN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, vol. 13, 7 December 2017 (2017-12-07), pages 2626 - 2630, XP055526806, DOI: 10.3762/bjoc.13.260 * |
| VISHAL SRIVASTAVA ET AL: "Eosin Y catalysed photoredox synthesis: a review", RSC ADVANCES, vol. 7, no. 50, 2017, pages 31377 - 31392, XP055526881, DOI: 10.1039/C7RA05444K * |
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