WO2001043874A1 - Supports polymeriques organiques possedant des ligands mono- ou bi-dentates et leur utilisation en catalyse supportee - Google Patents

Supports polymeriques organiques possedant des ligands mono- ou bi-dentates et leur utilisation en catalyse supportee Download PDF

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WO2001043874A1
WO2001043874A1 PCT/FR2000/003495 FR0003495W WO0143874A1 WO 2001043874 A1 WO2001043874 A1 WO 2001043874A1 FR 0003495 W FR0003495 W FR 0003495W WO 0143874 A1 WO0143874 A1 WO 0143874A1
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expansin
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resin
ira
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PCT/FR2000/003495
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Ghenwa Bouhadir
Bernard Meunier
Jean-Bernard Cazaux
Original Assignee
Societe D'expansion Scientifique Expansia
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/40—Introducing phosphorus atoms or phosphorus-containing groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/165—Polymer immobilised coordination complexes, e.g. organometallic complexes
    • B01J31/1658—Polymer immobilised coordination complexes, e.g. organometallic complexes immobilised by covalent linkages, i.e. pendant complexes with optional linking groups, e.g. on Wang or Merrifield resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/24—Phosphines, i.e. phosphorus bonded to only carbon atoms, or to both carbon and hydrogen atoms, including e.g. sp2-hybridised phosphorus compounds such as phosphabenzene, phosphole or anionic phospholide ligands
    • B01J31/2404—Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, the phosphine-P atom being a ring member or a substituent on the ring
    • B01J31/2409—Cyclic ligands, including e.g. non-condensed polycyclic ligands, the phosphine-P atom being a ring member or a substituent on the ring with more than one complexing phosphine-P atom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00—Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/40—Substitution reactions at carbon centres, e.g. C-C or C-X, i.e. carbon-hetero atom, cross-coupling, C-H activation or ring-opening reactions
    • B01J2231/42—Catalytic cross-coupling, i.e. connection of previously not connected C-atoms or C- and X-atoms without rearrangement
    • B01J2231/4205—C-C cross-coupling, e.g. metal catalyzed or Friedel-Crafts type
    • B01J2231/4211—Suzuki-type, i.e. RY + R'B(OR)2, in which R, R' are optionally substituted alkyl, alkenyl, aryl, acyl and Y is the leaving group
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    • B01J2231/42—Catalytic cross-coupling, i.e. connection of previously not connected C-atoms or C- and X-atoms without rearrangement
    • B01J2231/4205—C-C cross-coupling, e.g. metal catalyzed or Friedel-Crafts type
    • B01J2231/4261—Heck-type, i.e. RY + C=C, in which R is aryl
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80—Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82—Metals of the platinum group
    • B01J2531/824—Palladium

Definitions

  • the invention relates to solid organic polymeric supports comprising phosphorous mono- or bi-dentate ligands.
  • the invention also relates to their use in supported catalysis and more particularly for the coupling reaction such as the Heck or Suzuki reaction.
  • R aryl, vinyl
  • Suzuki coupling which involves an aryl halide and a generally aromatic organoborate (Miyaura, ⁇ ., Suzuki, N., Chem. Rev. 1995, 95, 2475).
  • the major advantage of this reaction is that it allows access to bisaryl compounds which are difficult to access by other routes. The latter find interesting applications in fine chemistry and pharmaceutical chemistry.
  • R aryl, vinyl
  • the modulation of the reactivity in both cases requires the use of variously modified phosphines (mono- versus di-phosphines, aryl- versus alkylphosphines, ).
  • the invention therefore provides new supports which are particularly useful as a support in catalysis.
  • the major advantage of this invention is that on the one hand, the recycling of these supported catalysts does not require any particular treatment and on the other hand, it takes place without loss of catalytic activity.
  • the subject of the invention is therefore solid polymeric organic supports, of acrylic or amberlite type, and comprising phosphorous mono- or bi-dentate ligands.
  • a solid polymeric support can be an amberlite type resin (Académie Press, New York 1956; John Wiley, New York 1958; Pergamon Press, 1970).
  • the invention more particularly relates to a solid polymeric support of acrylic type.
  • a solid polymeric support of acrylic type can be an acrylic copolymer as defined in patent EP 79 842.
  • Such a copolymer consists of:
  • a first monomer (I) defined as being the mesh of the support and which consists of an N- (met) acrylylpolymethyleneimine of formula:
  • R represents the hydrogen atom or the methyl radical
  • X O or -N (CH 3 ) -; or an N- (met) acrylyldialcoylamide of formula
  • R j has the meaning given above
  • R 2 and R ' 2 represent, independently, the methyl or ethyl radical
  • a second monomer (II) defined as being the crosslinking agent and which consists of an N, N'-bis (met) acrylyldiaminoalkane of formula
  • n 2 1 or 2;
  • a third monomer (III) defined as being the functionalizing agent and which consists of an N- (met) acrylylamino acid or ester of formula
  • R j has the meaning indicated above;
  • R 3 represents the hydrogen atom or the methyl radical
  • n 3 1, 2, 3 or 5; or an asymmetric N- (met) acrylylamino acid (or ester) of series L, of formula
  • R j and R 3 have the meaning indicated above
  • R 4 represents the methyl, isopropyl, isobutyl, benzyl, 4-methoxybenzyl, methylthioethyl, aminobutyl radical;
  • the subject of the invention is a solid polymeric support of acrylic type which is an acrylic copolymer as defined above.
  • the acrylic copolymer as defined above consists of 70 to 90% of the monomer (I), from 3 to 10% of the monomer (II) and from 10 to 20% of the monomer (III).
  • this copolymer consists of the compound (1) for the monomer (I) and of the compound (4) for the monomer (III), ie the Met-Expansin resin.
  • the support can be optionally functionalized and / or include the attachment of a spacer arm.
  • the spacer arm can make it possible to distance, if necessary, the point of attachment of the catalyst from the surface of the polymeric support and therefore to make the catalyst more accessible for the substrate subject to catalysis.
  • the introduction of one or more functional groups can for example facilitate the attachment of the catalyst to the latter.
  • the invention therefore also relates to an acrylic support as defined above, support which can be optionally functionalized and / or comprise the fixing of a spacer arm.
  • the introduction of one or more functions and / or of a spacer arm can be done by addition of any corresponding compound, containing for example one (s) atom (s) of phosphorus and / or nitrogen and / or oxygen and / or halogen and capable of reacting on the acid or ester function of the functionalizing agent III.
  • the elongation or functionalization reaction is carried out by reaction on the acid function of ⁇ -alanine.
  • a support according to the invention can be a copolymer as defined in EP 79841 and functionalized using ethylenediamine. Such copolymers are described in patent EP 81408.
  • the invention more particularly relates to a support corresponding to the Met-Expansin-NH 2 resin, Met-Expansin resin functionalized with ethylenediamine.
  • the solid polymeric supports as defined above are particularly advantageous as a support in catalysis.
  • the invention therefore also relates to the use of such supports as a catalytic support and the catalysts thus formed.
  • Such supported catalysts are preferably complexes of transition metals on a support as defined above.
  • the transition metal is palladium.
  • the invention finally relates to the use of supported catalysts as defined above, for coupling reactions and in particular for the Heck or Suzuki reaction.
  • TPPS phosphorus monodentate
  • PPS bidentate
  • TPPS sodium salt of tris (3-sulfonatophenyl) phosphine
  • TPP (S) S sodium salt of tris (3-sulfonatophenyl) thiophosphine
  • TPP (S) S-C1 tris (3-chlorosulfonylphenyl) thiophosphine
  • TPP (S) S-Met-Expansin-NH 2 TPP (S) S-C1 fixed on Met-Expansin-NH 2 ,
  • TPP (S) S-IRA-NH 2 TPP (S) S-C1 fixed on the amberlite IRA 93
  • TPP (SMe) S-Met-Expansin-NH 2 tris (3-sulfonylphenyl) -methylthiophosphonium fixed on Met -Expansin-NH 2 ,
  • TPP S-IRA-NH 2 : tris (3-sulfonylphenyl) -methylthiophosphonium fixed on IRA 93,
  • TPPS-Met-Expansin-NH 2 tris (3-sulfonylphenyl) phosphine attached to Met-Expansin-
  • TPPS-IRA-NH 2 tris (3-sulfonylphenyl) phosphine fixed on IRA 93,
  • Pd7TPPS-IRA-NH 2 bis [tris (3-sulfonylphenyl) phosphine] palladium fixed on IRA 93,
  • PPS sodium salt of 1,2-bis (di-4-sulfonatophenyl-phosphino) benzene
  • PP (S) S sodium salt of 1,2-bis (di-4-sulfonatophenyl-thiophosphino) benzene
  • PPS-Met-Expansin-NH 2 1,2-bis (di-4-sulfonylphenylphosphino) benzene attached to
  • the yield of the first two stages is estimated at 60%.
  • TPP (S) S-C1 To the TPP (S) S-C1 are added the Met-Expansin-NH 2 resin (1 g; 0.7 mmol NH 2 ) and 10 ml of pyridine. Instantly a yellow coloration appears. The solution is brought to reflux of pyridine (115 ° C) for 24 hours. The suspension is filtered. The solid is washed successively with toluene (3 times 10 ml), ethanol (3 times 10 ml), water (3 times 10 ml) and dichloromethane (3 times 10 ml). The 31 phosphorus NMR of the filtrate and the combined and concentrated washing supernatants reveals the presence of traces of TPP (S) S. TPP (S) S-Met-Expansin-NH 2 resin is isolated in the form of a brown powder. The sulfonyl chloride / amino function ratio of the resin is approximately 1/7.
  • the nitrogen atoms of the sulfonamide links as well as the free amino functions of the resin may be alkylated during this step.
  • TPP resin (SMe) S-Met-Expansin-NH 2 obtained is suspended in freshly distilled and degassed dichloromethane (10 ml), then the tris (dimethylamino) phosphine (1 ml; 5.502 mmol) is added at room temperature . The suspension is left under magnetic stirring for 3 hours. The phosphine supported on the resin is isolated after filtration, washing with dichloromethane (3 times 10 ml) and drying under vacuum (0.01 mm Hg).
  • NMR of phosphorus 31 of the filtrate and of the washing supernatant reveals the presence of tris (dimethylamino) methylthiophosphonium [(Me 2 N) 3 PSMe] + at 67 ppm and tris (dimethylamino) phosphonium [(Me 2 N) 3 PH] + at 21 ppm.
  • the yield of these last two stages is approximately 85%, ie a total yield of 50%.
  • TPPS-Met-Expansin-NH 2 is suspended in distilled tetrahydrofuran (15 ml), then the tris (dibenzylidene-acetone) dipalladium complex (20 mg; 0.022 mmol) is added. A purple coloration appears instantly and then disappears in favor of a yellow-green color.
  • the suspension is brought to reflux of tetrahydrofuran (67 ° C) for 12 hours.
  • the palladium catalyst is obtained after filtration and washing with tetrahydrofuran.
  • the phosphorus 31 NMR of the filtrate and the washing supernatant did not reveal the presence of any trace of phosphorus product.
  • the catalyst is dried under vacuum (0.01 mm Hg) and is kept under an argon atmosphere. The palladium charge is estimated at 0.02 mmol per gram of polymer.
  • the yield of the first two stages is estimated at 85%.
  • PP (S) S-Met-Expa ⁇ sin-NH 2 To compound PP (S) S-C1, under argon, are added the resin Expansin- Met-NH 2 (1 g; 0.7 mmol NH 2) and 10 ml of pyridine. Instantly a yellow coloration appears. The solution is brought to reflux of pyridine (115 ° C) for 24 hours. The suspension is filtered. The solid is washed successively with toluene (3 times 10 ml), ethanol (3 times 10 ml), water (3 times 10 ml) and dichloromethane (3 times 10 ml). The PP (S) S-Met-Expansin-NH 2 resin is isolated in the form of a brown powder. The sulfonyl chloride / amino function ratio of the resin is 1/7. I - B - 4 - Preparation of the PP resin (SMe) S-Met-Expansin-NH 2. '
  • the resin previously prepared is suspended, under an argon atmosphere, in dichloromethane (10 ml). Then, methyl triflate (1.8 ml; 16 mmol) is added at room temperature. The suspension is heated at reflux of dichloromethane (40 ° C) for 12 hours.
  • the PP resin (SMe) S-Met-Expansin-NH 2 is isolated after filtration, washing with tetrahydrofuran (3 times 10 ml) and drying under vacuum (0.01 mm Hg).
  • the nitrogen atoms of the sulfonamide links as well as the free amino functions of the resin may be alkylated during this step.
  • the PP resin (SMe) S-Met-Expansin-NH 2 is suspended, under an argon atmosphere, in freshly distilled and degassed dichloromethane, then the tris (dimethylamino) phosphine (2 ml; 11 mmol) is added to ambient temperature. The suspension is left under stirring for 3 hours. The phosphine supported on the resin is isolated after filtration, washing with dichloromethane (3 times 10 ml) and drying under vacuum (0.01 mm Hg).
  • the PPS-Met-Expansin-NH 2 resin is suspended, under an argon atmosphere, in distilled tetrahydrofuran (15 ml), then the tris (dibenzylidene-acetone) dipalladium complex (20 mg; 0.022 mmol) is added. . A purple coloration appears instantly and then disappears in favor of a yellow-green coloration.
  • the suspension is brought to reflux of tetrahydrofuran (67 ° C) for 12 hours.
  • the palladium catalyst is obtained after filtration and washing with tetrahydrofuran (3 times 10 ml). It is dried under vacuum (0.01 mm Hg).
  • the phosphorus 31 NMR of the filtrate and the washing supernatant did not reveal the presence of any trace of phosphorus product.
  • the catalyst is kept under an argon atmosphere. Microanalysis made it possible to determine that the real charge of the support thus prepared is 0.028 mmol of palladium per gram of polymer.
  • TPP (S) S is isolated in the form of a white powder (Yield: see below).
  • TPP (S) S previously prepared in dichloromethane (3 ml), under an argon atmosphere, are added 6 equivalents of oxalyl chloride (90 ⁇ l; 1 mmol) in the presence of a catalytic amount dimethylformamide (one drop). A gas evolution (CO 2 ) is observed, and the solution becomes homogeneous. The reaction medium is stirred for one hour at room temperature. The phosphorus 31 NMR reveals the presence of a single product resonating at 40 ppm.
  • the TPP (S) S-C1 compound is isolated in the form of a pale yellow powder after evaporation of the solvent under vacuum (0.01 mm Hg).
  • the yield of the first two stages is estimated at 60%.
  • TPP (S) S-C1 compound under an argon atmosphere, are added the IRA-NH resin (0.375 mg; 1.575 mmol NH 2 ) and 10 ml of pyridine. The solution is brought to reflux of pyridine (115 ° C) for 36 hours. The supernatant is removed. The resin beads are washed successively with stirring with toluene (3 times 10 ml), ethanol (3 times 10 ml), water (3 times 10 ml) and dichloromethane (3 times 10 ml). The 31 phosphorus NMR of the filtrate and the combined and concentrated washing supernatants reveals the presence of traces of TPP (S) S-C1. The TPP (S) S-IRA-NH 2 resin is isolated in the form of dark beige beads. The sulfonyl chloride / amino function ratio of the resin is 1/15.
  • TPP (S) S-IRA-NH 2
  • TPP (SMe) S-IRA-NH 2
  • the resin previously prepared is suspended, under an argon atmosphere, in dichloromethane (2 ml). Then methyl triflate (0.5 ml; 4.418 mmol) is added at room temperature. The suspension is heated at reflux of dichloromethane (40 ° C) for 20 hours.
  • the TPP (SMe) S-IRA-NH 2 is isolated after separation of the supernatant, washing with tetrahydrofuran (3 times 10 ml) and drying under vacuum (0.01 mm Hg).
  • the phosphorus 31 NMR of the combined filtrate and of the washing supernatant does not reveal the presence of any phosphorus product.
  • the nitrogen atoms of the sulfonamide links as well as the free amino functions of the resin may be alkylated during this step.
  • TPP resin (SMe) S-IRA-NH 2 is suspended, under an argon atmosphere, in freshly distilled and degassed dichloromethane (2 ml), then the tris (dimethylamino) phosphine (2 ml; 11 mmol) is added at room temperature. The color of the beads becomes lighter as the addition takes place. The suspension is left at room temperature for 4 hours. The phosphine supported on the resin is isolated after filtration, washing with dichloromethane (3 times 10 ml) and drying under vacuum (0.01 mm Hg).
  • NMR of phosphorus 31 of the filtrate and of the washing supernatant reveals the presence of tris (dimethylamino) methylthiophosphonium [(Me 2 N) 3 PSMe] + at 67 ppm and tris (dimethylamino) phosphonium [(Me 2 N) 3 PH] + at 21 ppm.
  • the yield of these last two stages is approximately 85%, ie a total yield of 50%.
  • the TPPS-IRA-NH 2 resin is suspended, under an argon atmosphere, in distilled tetrahydrofuran (3 ml), then the tris (dibenzylidene-acetone) dipalladium complex (20 mg; 0.022 mmol) is added. A purple coloration appears instantly and then disappears very slowly.
  • the suspension is brought to reflux of tetrahydrofuran (67 ° C) for 18 hours. A black deposit of palladium is observed.
  • the palladium catalyst is obtained after filtration and washing with tetrahydrofuran (3 times 10 ml) (the black palladium remains attached to the frit). It is dried under vacuum (0.01 mm Hg).
  • the IRA-NH 2 resin (0.375 g; 1.575 mmol NH 2 ) and 10 ml of pyridine.
  • the mixture is brought to reflux of the pyridine (115 ° C.) for 64 hours.
  • the suspension is filtered.
  • the beads are washed successively, with stirring, with toluene (3 times 10 ml), ethanol (3 times 10 ml), water (3 times 10 ml) and dichloromethane (3 times 10 ml).
  • the PP (S) S-IRA-NH 2 resin is isolated in the form of dark beige beads.
  • the sulfonyl chloride / amino function ratio of the resin is 1/16.
  • the resin previously prepared is suspended, under an argon atmosphere, in dichloromethane (2 ml). Then methyl triflate (0.5 ml; 4.420 mmol) is added at room temperature. The suspension is heated at reflux of dichloromethane (40 ° C) for 20 hours.
  • the PP resin (SMe) S-IRA-NH 2 is isolated after filtration, washing with tetrahydrofuran (3 times 10 ml) and drying under vacuum (0.01 mm Hg).
  • the PP resin (SMe) S-IRA-NH 2 (obtained previously) is suspended, under an argon atmosphere, in freshly distilled and degassed dichloromethane (2 ml), then the tris (dimethylamino) phosphine (2 ml; 11 mmol) is added at room temperature, the color of the beads becomes lighter as the addition takes place. The suspension is left at room temperature for 4 hours.
  • the diphosphine supported on the resin is isolated after filtration, washing with dichloromethane (3 times 10 ml) and drying under vacuum (0.01 mm Hg).
  • the yield of the last two stages is approximately 85%, ie a total yield of 75%.
  • the PPS-IRA-NH 2 resin is suspended, under an argon atmosphere, in distilled tetrahydrofuran (3 ml), then the tris (dibenzylidene-acetone) dipalladium complex (20 mg; 0.022 mmol) is added. A purple coloration appears instantly and then slowly disappears.
  • the suspension is brought to reflux of tetrahydrofuran (67 ° C) for 18 hours. A black deposit of palladium is observed.
  • the palladium catalyst is obtained after filtration and washing with stirring with tetrahydrofuran (3 times 10 ml) (the black palladium remains attached to the frit).
  • the phosphorus 31 NMR of the filtrate and the washing supernatant did not reveal the presence of any trace of phosphorus product.
  • the catalyst is dried under vacuum (0.01 mm Hg) and kept under argon atmosphere. Microanalysis made it possible to determine that the real charge of the support thus prepared is 0.036 mmol of palladium (ie 0.09 mmol per gram of polymer).
  • the reagents chosen for the Heck coupling reaction are methyl acrylate AM as the olefin and iodobenzene IB as the halogenated aromatic. Triethylamine was used as the base.
  • the treatment consists in filtering the reaction mixture under an argon atmosphere, and in washing the support with toluene (4 times 20 ml) and dichloromethane (3 times 10 ml). The washing supernatants are combined and concentrated in vacuo (20 mm Hg). The residue is purified by chromatography on silica gel (eluent: pentane / ethyl acetate, 96/4). The coupling product is isolated in the form of a white solid.
  • the polymeric support is dried under vacuum (0.01 mm Hg) and kept under an argon atmosphere. In order to verify that the palladium support does not lose catalytic activity, it is reused in a second Heck coupling reaction under the same operating conditions as above.
  • Example 1 2 ml of distilled toluene are added to Pd 2 (dba) 3 (9 mg, 0.01 mmol) under argon. Then are added in order triphenylphosphine (10.5 mg, 0.04 mmol), AM (180 ⁇ l, 2 mmol), triethylamine (279 ⁇ l, 2 mmol) and finally IB (112 ⁇ l, 1 mmol). The reaction medium is heated to toluene reflux (110 ° C) for 24 hours. The yield of isolated coupling product after purification is 80%.
  • Example 2 2 ml of distilled toluene are added to the catalyst supported under argon. Then are added in order AM (180 ⁇ l, 2 mmol), triethylamine (279 ⁇ l, 2 mmol) and finally IB (112 ⁇ l, 1 mmol). The reaction medium is heated to reflux of toluene (110 ° C) for 96 hours. The yield of isolated coupling product after purification is 70%.
  • Example 3 same conditions as Example 2 with the supported catalyst recovered from Example 2. The yield of isolated coupling product after purification is 70%.
  • Example 4 3 ml of distilled THF are added to Pd 2 (dba) 3 (20 mg, 0.02 mmol) under argon. Then 1,2-di (biphenylphosphino) ethane (DPPE) (16 mg, 0.04 mmol) is added. The purple solution is brought to reflux of THF (67 ° C) for 12 hours. The light yellow solution obtained is concentrated under vacuum (0.01 mm Hg). 2 ml of distilled toluene are added to the residue. Then are added in order AM (180 ⁇ l, 2 mmol), triethylamine (279 ⁇ l, 2 mmol) and finally IB (112 ⁇ l, 1 mmol). The reaction medium is heated to toluene reflux (110 ° C) for 24 hours. The yield of isolated coupling product after purification is 82%.
  • DPPE 1,2-di (biphenylphosphino) ethane
  • Example 5 2 ml of distilled toluene are added to the catalyst supported under argon. Then AM is added in order (180 ⁇ l, 2 mmol), triethylamine (279 ⁇ l, 2 mmol) and finally the IB (112 ⁇ l, 1 mmol). The reaction medium is heated to reflux of toluene (110 ° C) for 96 hours. The yield of isolated coupling product after purification is 92%.
  • Example 6 same conditions as Example 5 with the supported catalyst recovered from Example 5. The yield of isolated coupling product after purification is 92%.
  • Example 7 same conditions as Example 6 with the supported catalyst recovered from Example 6, but with an equivalent of AM (90 ⁇ l, 1 mmol). The yield of isolated coupling product after purification is 72%.
  • Example 8 same conditions as Example 6 with the supported catalyst recovered from Example 7. The yield of isolated coupling product after purification is 92%.
  • Example 9 same conditions as Example 8: 2 ml of distilled toluene are added to the catalyst supported under argon. Then are added in order AM (180 ⁇ l, 2 mmol), triethylamine (279 ⁇ l, 2 mmol) and finally IB (112 ⁇ l, 1 mmol). The reaction medium is heated to reflux of toluene (110 ° C) for 96 hours. The yield of isolated coupling product after purification is 95%.
  • Example 10 same conditions as Example 9 with the supported catalyst recovered from Example 9. The yield of isolated coupling product after purification is 65%.
  • Example 11 same operating conditions as Example 10 with the supported catalyst recovered from Example 10, but with an equivalent of AM (90 ⁇ l, 1 mmol). The yield of isolated coupling product after purification is 38%.
  • Example 12 same conditions as Example 10 with the supported catalyst recovered from Example 11. The yield of isolated coupling product after purification is 72%.
  • Example 13 2 ml of distilled toluene are added to the catalyst supported under argon. Then AM is added in order (180 ⁇ l, 2 mmol), triethylamine (279 ⁇ l, 2 mmol) and finally the IB (112 ⁇ l, 1 mmol). The reaction medium is heated to reflux of toluene (110 ° C) for 96 hours. The yield of isolated coupling product after purification is 88%.
  • Example 14 same conditions as Example 13 with the supported catalyst recovered from Example 13. The yield of isolated coupling product after purification is 92%.
  • Example 15 same conditions as Example 13 with the supported catalyst recovered from Example 14, but with an equivalent and a half of AM (135 ⁇ l, 1.5 mmol). The yield of isolated coupling product after purification is 90%.
  • Example 16 same conditions as Example 13 with the supported catalyst recovered from Example 15. The yield of isolated coupling product after purification is 92%.
  • Table 1 catalytic activity of palladium complexes comprising a mono or diphosphine ligand supported on Met-Expansin-NH 2 or on amberlite IRA 93.
  • n eq of AM equivalent number of methyl acrylate
  • cat ex. x catalyst recovered from Example No. x
  • TPPS supported monophosphine
  • DPPE 1,2-di (biphenylphosphino) ethane
  • IRA-NH 2 amberlite IRA 93.
  • the Suzuki coupling reaction involves the following reagents: phenylboronic acid APB as aromatic and para-iodoanisol IA as aromatic halogen in a 1/1 stoichiometry. It takes place in the presence of two equivalents of cesium dicarbonate as a base in a DME / water mixture (6/1; v / v) at 90 ° C.
  • the treatment consists in filtering the reaction mixture and washing the support with DME (4 times 20 ml), water (3 times 10 ml) and dichloromethane (3 times 10 ml). The washing supernatants are combined and concentrated in vacuo (20 mm Hg). The residue is purified by chromatography on silica gel (eluent: pentane / ethyl acetate, 98/2). The coupling product is isolated in the form of a white solid.
  • the supported catalyst is dried under vacuum (0.01 mm Hg).
  • Example 17 the APB (121 mg, 1 mmol) is dissolved in 6 ml of DME, the DPPE (12 mg, 0.03 mmol) is added. Then are added in order, cesium dicarbonate (652 mg, 2 mmol) dissolved in 1 ml of water, AI (234 mg, 1 mmol) and finally Pd 2 (dba) 3 (14 mg, 0.015 mmol). The reaction medium is heated at 90 ° C for 24 hours. The reaction is followed by thin layer chromatography. The yield in coupling product isolated after purification is 80%.
  • Example 18 6 ml of DME are added to the supported catalyst. Then are added in order the PDB (121 mg, 1 mmol), cesium dicarbonate (652 mg, 2 mmol) solubilized in 1 ml of water and finally the AI (234 mg, 1 mmol). The reaction medium is heated at reflux at 90 ° C for 96 hours. The reaction is followed by thin layer chromatography. The yield of isolated coupling product after purification is 60%.
  • Example 19 6 ml of DME are added to the supported catalyst. Then are added in order the PDB (121 mg, 1 mmol), cesium dicarbonate (652 mg, 2 mmol) solubilized in 1 ml of water and finally the AI (234 mg, 1 mmol). The reaction medium is heated at reflux at 90 ° C for 96 hours. The reaction is followed by thin layer chromatography. The yield of isolated coupling product after purification is 90%.
  • Example 20 same conditions as Example 19 with the supported catalyst recovered from Example 19. The yield of isolated coupling product after purification is 92%.
  • Table 2 catalytic activity of palladium complexes comprising a diphosphine ligand supported on Met-Expansin-NH-, or on amberlite IRA 93.
  • PPS supported diphosphine
  • DPPE 1,2-di (biphenylphosphino) ethane
  • IRA-NH 2 amberlite IRA 93
  • cat ex. 19 catalyst recovered from Example No. 19.

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Abstract

L'invention concerne des supports solides organiques polymériques caractérisés en ce qu'ils comprennent des ligands phosphorés mono- ou bi-dentates. L'invention concerne également leur utilisation en catalyse supportée et plus particulièrement pour la réaction de couplage comme la réaction de Heck ou de Suzuki.

Description

Supports polymériques organiques possédant des ligands mono- ou bi-dentates et leur utilisation en catalyse supportée
L'invention concerne des supports solides organiques polymériques et comprenant des ligands phosphores mono- ou bi-dentates. L'invention concerne également leur utilisation en catalyse supportée et plus particulièrement pour la réaction de couplage comme la réaction de Heck ou de Suzuki.
La réaction de Heck, découverte dans les années 1970, permet de réaliser formellement une substitution électrophile sur un alcène, une transformation impossible en chimie organique classique. Cette réaction, catalysée par des complexes de palladium(O) en présence d'une base, a été réalisée avec une grande variété d'oléfines et d'halogénures vinyliques ou aromatiques (Meijere, N. L, Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 1994, 33, 2379). Elle présente un grand intérêt d'un point de vue synthétique et a été en particulier utilisée pour préparer des alcaloïdes (Jin, J., Weinreb, S. M., J. Am. Chem. Soc, 1991, 119, 2050). Z 2Pd<0> z
R-X + >= >=< + Base +x"
H \ Base RX \
R = aryle, vinyle
X = halogenure, triflate
Une variante très intéressante de cette réaction est le couplage de Suzuki qui met en jeu un halogenure arylique et un organoborate généralement aromatique (Miyaura, Ν., Suzuki, N., Chem. Rev. 1995, 95, 2475). L'avantage majeur de cette réaction est qu'elle permet l'accès à des composés bisaryliques difficilement accessibles par d'autres voies. Ces derniers trouvent des applications intéressantes en chimie fine et en chimie pharmaceutique.
Figure imgf000002_0001
R = aryle, vinyle
X = halogenure, triflate
Le champ d'application de la réaction de Heck et du couplage de Suzuki à l'échelle industrielle serait largement étendu si des versions efficaces de ces réactions étaient disponibles en catalyse supportée. Deux exemples viennent d'être récemment publiés : l'un concerne l'utilisation de zéolites (réaction de Heck) (Djakovitch, L., Heise, H., Kohler J. Organomet. Chem., 1999, 584, 16), et l'autre met en jeu une silice modifiée avec un ligand soufré (couplage de Suzuki) (Zhang, T.Y., Allen, M.J., Tetrahedron Lett. 1999, 40, 5813). Toutefois, la modulation de la réactivité dans les deux cas (réaction de Heck et couplage de Suzuki) passe par l'utilisation de phosphines diversement modifiées (mono- versus di-phosphines, aryl- versus alkylphosphines, ...). L'invention propose donc de nouveaux supports particulièrement utiles en tant que support en catalyse. L'intérêt majeur de cette invention est que d'une part, le recyclage de ces catalyseurs supportés ne demande aucun traitement particulier et d'autre part, il se fait sans perte d'activité catalytique.
L'invention a ainsi pour objet des supports solides organiques polymériques, de type acrylique ou amberlite, et comprenant des ligands phosphores mono- ou bi-dentates.
Selon l'invention, un support solide polymérique peut être une résine de type amberlite (Académie Press, New York 1956 ; John Wiley, New York 1958 ; Pergamon Press, 1970).
L'invention a plus particulièrement pour objet un support solide polymérique de type acrylique.
Un support solide polymérique de type acrylique peut être un copolymère acrylique tel que défini dans le brevet EP 79 842. Un tel copolymère se compose de :
- 30 à 90 %, en poids, d'un premier monomère (I) défini comme étant la maille du support et qui consiste en une N-(mét)acrylylpolyméthylèneimine de formule :
Figure imgf000003_0001
dans laquelle
R, représente l'atome d'hydrogène ou le radical méthyle ;
Z représente le radical -(CH2)n,- avec n; = 4, 5 ou 6, ou -(CH2)2-X-(CH2)2- avec
X = O ou -N(CH3)- ; ou une N-(mét)acrylyldialcoylamide de formule
Figure imgf000004_0001
dans laquelle
Rj a la signification indiquée ci-dessus
R2 et R'2 représentent, indépendamment, le radical méthyle ou éthyle ;
- 2 à 50 %, en poids, d'un second monomère (II) défini comme étant l'agent de réticulation et qui consiste en un N,N'-bis(mét)acrylyldiaminoalcane de formule
Figure imgf000004_0002
avec n2 = 1 ou 2 ;
- 2 à 65 %, en poids, d'un troisième monomère (III) défini comme étant l'agent de fonctionnalisation et qui consiste en une N-(mét)acrylylaminoacide ou ester de formule
Figure imgf000004_0003
dans laquelle
Rj a la signification indiquée ci-dessus ;
R3 représente l'atome d'hydrogène ou le radical méthyle ;
n3 = 1, 2, 3 ou 5 ; ou une N-(mét)acrylylaminoacide (ou ester) asymétrique de série L, de formule
Figure imgf000005_0001
dans laquelle
Rj et R3 ont la signification indiquée ci-dessus
R4 représente le radical méthyle, isopropyle, isobutyle, benzyle, 4-méthoxybenzyle, méthylthioéthyle, aminobutyle ;
ou encore la N-(mét)acrylyl(L)proline (ou son ester méthylique) de formule
Figure imgf000005_0002
dans laquelle R et R3 ont la signification indiquée ci-dessus.
De préférence, l'invention a pour objet un support solide polymérique de type acrylique qui est un copolymère acrylique tel que défini ci-dessus. De préférence, le copolymère acrylique tel que défini ci-dessus se compose de 70 à 90 % du monomère (I), de 3 à 10 % du monomère (II) et de 10 à 20 % du monomère (III). De manière très préférentielle, ce copolymère est constitué du composé (1) pour le monomère (I) et du composé (4) pour le monomère (III), soit la résine Met-Expansin.
Le support peut être optionnellement fonctionnalisé et/ou comprendre la fixation d'un bras espaceur. Le bras espaceur peut permettre d'éloigner, si nécessaire, le point de fixation du catalyseur de la surface du support polymérique et donc de rendre le catalyseur plus accessible pour le substrat sujet à catalyse. L'introduction d'un ou plusieurs groupes fonctionnels peut par exemple faciliter la fixation du catalyseur sur ce dernier.
L'invention a donc également pour objet un support acrylique tel que défini ci-dessus, support qui peut être optionnellement fonctionnalisé et/ou comprendre la fixation d'un bras espaceur. Pour les polyacrylamides tels que définis ci-dessus, l'introduction d'une ou plusieurs fonctions et/ou d'un bras espaceur peut se faire par addition de tout composé correspondant, contenant par exemple un (des) atome(s) de phosphore et/ou d'azote et/ou d'oxygène et/ou d'halogène et susceptible de réagir sur la fonction acide ou ester de l'agent de fonctionnalisation III. Plus particulièrement, pour la résine Met-Expansin, la réaction d'allongement ou de fonctionnalisation se fait par réaction sur la fonction acide de la β-alanine.
Ainsi un support selon l'invention peut être un copolymère tel que défini dans EP 79841 et fonctionnalisé à l'aide de l'éthylènediamine. De tels copolymères sont décrits dans le brevet EP 81408. L'invention a plus particulièrement pour objet un support correspondant à la résine Met-Expansin-NH2, résine Met-Expansin fonctionnalisée avec 1 ' éthylènediamine.
Les supports solides polymériques tels que définis ci-dessus sont particulièrement intéressants en tant que support en catalyse. L'invention a donc également pour objet l'utilisation de tels supports comme support catalytique et les catalyseurs ainsi formés. De tels catalyseurs supportés sont de préférence des complexes de métaux de transition sur un support tel que défini ci-dessus. De manière préférentielle, le métal de transition est le palladium.
L'invention a enfin pour objet l'utilisation de catalyseurs supportés tels que définis ci- dessus, pour des réactions de couplage et en particulier pour la réaction de Heck ou Suzuki.
Dans la partie expérimentale est présentée la synthèse et l'utilisation de supports polymériques organiques porteurs de phosphines liées de manière covalentes. Ces supports peuvent être utilisés sous forme de poudre fine (résine de type Met-Expansin) ou de billes (résine de type amberlite).
Les ligands phosphores monodentates (TPPS) et bidentates (PPS) sont tout d'abord fixés sur un support polymérique acrylique : Met-Expansin-NH2 à terminaisons aminés primaires. Ce support est obtenu en deux étapes : préparation du copolymère précurseur (Met-Expansin), suivie de la fonctionnalisation par une diamine.
Figure imgf000007_0001
polyméri
Figure imgf000007_0002
Figure imgf000007_0003
Met-Expansin
Met-Expansin- NH2
Ce sont des liaisons covalentes de type sulfonamides qui sont choisies comme mode de liaison ligand/Met-Expansin-NH2. L'approche ainsi développée consiste à : - protéger une phosphine possédant une fonction sulfonate sous forme thiophosphine,
- préparer la chlorosulfonylthiophosphine nécessaire pour la fixation sur Met- Expansin-NH2,
- fixer la thiophosphine sur Met-Expansin-NH2, - déprotéger la phosphine en deux étapes,
- ajouter le palladium (0) sous forme de Pd2(dba)3 pour former le complexe sur Met-Expansin,
- réaliser la réaction de Heck, et
- récupérer, par filtration, le catalyseur fixé sur Met-Expansin.
Ensuite, les mêmes ligands phosphores sont fixés, selon le schéma réactionnel décrit ci-dessus, sur un support de type amberlite (par exemple l'IRA 93) possédant des terminaisons NH2. L'avantage majeur de la méthode décrite ici est la possibilité de récupérer la totalité du catalyseur par simple filtration, et de l'utiliser plusieurs fois sans perte d'activité catalytique.
A moins qu'ils ne soient définis d'une autre manière, tous les termes techniques et scientifiques utilisés dans le présent texte, ont la même signification que celle couramment comprise par l'homme de l'art. Toutes les références mentionnées dans le présent texte (publications, demandes de brevet ou brevets) sont incorporées par référence. Les exemples suivants sont présentés pour illustrer les procédures ci-dessus et ne doivent en aucun cas être considérés comme une limite à la portée de l'invention.
Partie expérimentale :
Les abréviations utilisées sont les suivantes : TPPS : sel de sodium de la tris(3-sulfonatophényl)phosphine,
TPP(S)S : sel de sodium de la tris(3-sulfonatophényl)thiophosphine,
TPP(S)S-C1 : tris(3-chlorosulfonylphényl)thiophosphine,
TPP(S)S-Met-Expansin-NH2 : TPP(S)S-C1 fixée sur Met-Expansin-NH2,
TPP(S)S-IRA-NH2 : TPP(S)S-C1 fixée sur l'amberlite IRA 93, TPP(SMe)S-Met-Expansin-NH2 : tris(3-sulfonylphényl)-méthylthiophosphonium fixée sur Met-Expansin-NH2,
TPP(SMe)S-IRA-NH2 : tris(3-sulfonylphényl)-méthylthiophosphonium fixée sur IRA 93,
TPPS-Met-Expansin-NH2 : tris(3-sulfonylphényl)phosphine fixée sur Met-Expansin-
NH2, TPPS-IRA-NH2 : tris(3-sulfonylphényl)phosphine fixée sur IRA 93,
Pd/TPPS-Met-Expansin-NH2 : bis[tris(3-sulfonylphényl)phosphine]palladium fixée sur
Met-Expansin-NH2,
Pd7TPPS-IRA-NH2 : bis[tris(3-sulfonylphényl)phosphine]palladium fixée sur IRA 93,
PPS : sel de sodium de la l,2-bis(di-4-sulfonatophényl-phosphino)benzène, PP(S)S : sel de sodium de la l,2-bis(di-4-sulfonatophényl-thiophosphino)benzène,
PP(S)S-C1 : 1 ,2-bis(di-4-chlorosulfonylphényl-thiophosphino)benzène
PP(S)S-Met-Expansin-NH2 : PP(S)S-C1 fixée sur Met-Expansin-NH2,
PP(S)S-IRA-NH2 : PP(S)S-C1 fixée sur IRA 93,
PP(SMe)S-Met-Expansin-NH2 : 1 ,2-bis(di-4-sulfonylphényl-méthylthiophosphonium) benzène fixé sur Met-Expansin-NH2,
PP(SMe)S-IRA-NH2 : l,2-bis(di-4-sulfonylphényl-méthylthiophosphonium)benzène fixé sur IRA 93,
PPS-Met-Expansin-NH2 : l,2-bis(di-4-sulfonylphénylphosphino)benzène fixée sur
Met-Expansin-NH2, PPS-IRA-NH2 : 1 ,2-bis(di-4-sulfonylphénylphosphino)benzène fixée sur IRA 93,
Pd/PPS-Met-Expansin-NH2 : [l,2-bis(di-4-sulfonylphénylphosphino)benzène] /palladium fixée sur Met-Expansin-NH2,
Pd/PPS-IRA-NH2 : [l,2-bis(di-4-sulfonylphénylphosphino)benzène]palladium fixée sur
IRA 93. THF : tétrahydrofurane ; DME : diméthoxyéthane
I - Préparation des catalyseurs supportés
I - A - Préparation du catalyseur Pd/TPPS-Met-Expansin-NH2
(Pd/monophosphine)
I - A - 1 - Préparation du composé TPP(S)S :
Figure imgf000009_0001
TPPS TPP(S)S
A une solution de TPPS (100 mg ; 0,175 mmol) dans le diméthylformamide (2 ml) est ajouté un excès de soufre élémentaire (56 mg ; 1,750 mmol) à température ambiante. Le mélange réactionnel est chauffé à 40° C pendant 15 minutes. La RMN du phosphore 31 révèle la présence d'un seul produit résonnant à 42 ppm
Figure imgf000009_0002
= -5 ppm). La solution est ensuite filtrée pour éliminer l'excès de soufre qui n'a pas réagi. Le filtrat est évaporé sous vide (0,01 mm Hg). La TPP(S)S est isolée sous la forme d'une poudre blanche (Rendement : voir ci-après).
I - A - 2 - Préparation du composé TPP(S)S-C1
Figure imgf000009_0003
A une suspension de TPP(S)S (précédemment préparée) dans du dichlorométhane (3 ml) sous atmosphère d'argon sont ajoutés 6 équivalents de chlorure d'oxalyle (90 μl ; 1 mmol) en présence d'une quantité catalytique de diméthylformamide (une goutte). Un dégagement gazeux (CO2) est observé, et la solution devient homogène. Le milieu réactionnel est agité pendant une heure à température ambiante. La RMN du phosphore 31 révèle la présence d'un seul produit résonnant à 40 ppm attribué à la TPP(S)S-C1. Enfin le produit est isolé sous la forme d'une poudre jaune pâle après évaporation du solvant sous vide (0,01 mm Hg).
Le rendement des deux premières étapes est estimé à 60 %.
I - A - 3 - Préparation de la résine TPP(S)S-Met-Expansin-NH :
Figure imgf000010_0001
TPP(S)S-CI TPP(S)S-Met-Expansin-NH2
A la TPP(S)S-C1 sont ajoutés la résine Met-Expansin-NH2 (1 g ; 0,7 mmol NH2) et 10 ml de pyridine. Instantanément une coloration jaune apparaît. La solution est portée à reflux de la pyridine (115° C) pendant 24 heures. La suspension est filtrée. Le solide est lavé successivement avec du toluène (3 fois 10 ml), de l'éthanol (3 fois 10 ml), de l'eau (3 fois 10 ml) et du dichlorométhane (3 fois 10 ml). La RMN du phosphore 31 du filtrat et des surnageants de lavage rassemblés et concentrés révèle la présence des traces de TPP(S)S. La résine TPP(S)S-Met-Expansin-NH2 est isolée sous forme d'une poudre marron. Le rapport chlorure de sulfonyle/fonction aminé de la résine est d'environ 1/7.
I - A - 4 - Préparation de la résine TPP(SMe S-Met-Expansin-N . :
Figure imgf000010_0002
TPP(S)S-Met-Expansin-NH2 TPP(S e)S-Met-Expansin-NH2
La résine précédemment préparée est mise en suspension dans du dichlorométhane
(10 ml). Ensuite, du triflate de méthyle (1 ml ; 8,836 mmol) est ajouté à température ambiante. La suspension est chauffée à reflux du dichlorométhane (40° C) pendant 12 heures. La résine TPP(SMe)S-Met-Expansin-NH2 est isolée après filtration, lavage au tétrahydrofurane (3 fois 10 ml) et séchage sous vide (0,01 mm Hg). La RMN du phosphore 31 du filtrat et du surnageant de lavage rassemblés et concentrés ne révèle la présence d'aucun produit phosphore.
Les atomes d'azote des liens sulfonamides ainsi que les fonctions aminés libres de la résine sont susceptibles d'être alkylés au cours de cette étape.
I - A - 5 - Préparation de la TPPS-Met-Expansin-NH, :
Figure imgf000011_0001
TPP(S e)S-Met-Expansin-NH2 TPPS- et-Expansin-NH2
La résine TPP(SMe)S-Met-Expansin-NH2 obtenue est mise en suspension dans du dichlorométhane fraîchement distillé et dégazé (10 ml), puis la tris(diméthylamino)phosphine (1 ml ; 5,502 mmol) est ajoutée à température ambiante. La suspension est laissée sous agitation magnétique pendant 3 heures. La phosphine supportée sur la résine est isolée après filtration, lavage au dichlorométhane (3 fois 10 ml) et séchage sous vide (0,01 mm Hg).
La RMN du phosphore 31 du filtrat et du surnageant de lavage révèle la présence du tris(diméthylamino)méthylthiophosphonium [(Me2N)3PSMe]+ à 67 ppm et du tris(diméthylamino) phosphonium [(Me2N)3PH]+ à 21 ppm.
Le rendement de ces deux dernières étapes est d'environ 85 %, soit un rendement total de 50 %.
I - A - 6 - Préparation du catalyseur Pd/TPPS-Met-Expansin-NH. :
Figure imgf000012_0002
TPPS-Mθt-Expansin-NH2
Figure imgf000012_0001
Pd/TPPS- et-Expansin-NH2
La TPPS-Met-Expansin-NH2 est mise en suspension dans du tétrahydrofurane distillé (15 ml), puis le complexe de tris(dibenzylidène-acétone)dipalladium (20 mg ; 0,022 mmol) est ajouté. Une coloration pourpre apparaît instantanément et disparaît ensuite au profit d'une couleur jaune-vert. La suspension est portée à reflux du tétrahydrofurane (67° C) pendant 12 heures. Le catalyseur au palladium est obtenu après filtration et lavage au tétrahydrofurane. La RMN du phosphore 31 du filtrat et du surnageant de lavage ne révèle la présence d'aucune trace de produit phosphore. Le catalyseur est séché sous vide (0,01 mm Hg) et est gardé sous atmosphère d'argon. La charge du palladium est estimée à 0,02 mmol par gramme de polymère.
I - B - Préparation du catalyseur Pd/PPS-Met-Expansin-NH2 (Pd/diphosphine)
I - B - 1 - Préparation du composé PP(S S :
Figure imgf000012_0003
A une solution de PPS (50 mg ; 0,058 mmol) dans du diméthylformamide (2 ml) est ajouté un excès de soufre élémentaire (56 mg ; 1,750 mmol) à température ambiante. Le mélange réactionnel est chauffé à 40° C pendant 15 minutes. La solution est ensuite filtrée pour éliminer l'excès de soufre qui n'a pas réagi. Le filtrat est évaporé sous vide (0,01 mm Hg). La PP(S)S est isolée sous la forme d'une poudre blanche (Rendement : voir ci- après).
I - B - 2 - Préparation du composé PP(S)S-C1 :
Figure imgf000013_0001
A une suspension de PP(S)S (précédemment préparée) dans du dichlorométhane (3 ml), sous atmosphère d'argon, sont ajoutés 4 équivalents de chlorure d'oxalyle (40 μl ; 0,468 mmol) en présence d'une quantité catalytique de diméthylformamide (une goutte). Un dégagement gazeux (CO2) est observé, et la solution devient homogène. Le milieu réactionnel est agité pendant une heure à température ambiante. Le composé PP(S)S-C1 est isolé sous la forme d'une poudre jaune pâle après évaporation du solvant sous vide (0,01 mm Hg).
Le rendement des deux premières étapes est estimé à 85 %.
I - B - 3 - Préparation de la résine PP(S)S-Met-Expansin-NH;. :
Figure imgf000013_0002
PP(S)S-Met-Expaπsin-NH2 Au composé PP(S)S-C1, sous atmosphère d'argon, sont ajoutés la résine Met-Expansin- NH2 (1 g ; 0,7 mmol NH2) et 10 ml de pyridine. Instantanément une coloration jaune apparaît. La solution est portée à reflux de la pyridine (115° C) pendant 24 heures. La suspension est filtrée. Le solide est lavé successivement avec du toluène (3 fois 10 ml), de l'éthanol (3 fois 10 ml), de l'eau (3 fois 10 ml) et du dichlorométhane (3 fois 10 ml). La résine PP(S)S-Met-Expansin-NH2 est isolée sous forme d'une poudre marron. Le rapport chlorure de sulfonyle/fonction aminé de la résine est de 1/7. I - B - 4 - Préparation de la résine PP(SMe)S-Met-Expansin-NH 2. '
Figure imgf000014_0001
La résine précédemment préparée est mise, sous atmosphère d'argon, en suspension dans du dichlorométhane (10 ml). Ensuite, du triflate de méthyle (1,8 ml ; 16 mmol) est ajouté à température ambiante. La suspension est chauffée à reflux du dichlorométhane (40° C) pendant 12 heures. La résine PP(SMe)S-Met-Expansin-NH2 est isolée après filtration, lavage au tétrahydrofurane (3 fois 10 ml) et séchage sous vide (0,01 mm Hg).
Les atomes d'azote des liens sulfonamides ainsi que les fonctions aminés libres de la résine sont susceptibles d'être alkylés au cours de cette étape.
I - B - 5 - Préparation de la résine PPS-Met-Expansin-NH- :
Figure imgf000014_0002
PP(SMe)S-Met-Expansiπ-NH2 PPS-Met-Expaπsiπ-NH2
La résine PP(SMe)S-Met-Expansin-NH2 est mise en suspension, sous atmosphère d'argon, dans du dichlorométhane fraîchement distillé et dégazé, puis la tris(diméthylamino)phosphine (2 ml ; 11 mmol) est ajoutée à température ambiante. La suspension est laissée sous agitation pendant 3 heures. La phosphine supportée sur la résine est isolée après filtration, lavage au dichlorométhane (3 fois 10 ml) et séchage sous vide (0,01 mm Hg).
Le rendement des deux dernières étapes est d'environ 85 %, soit un rendement total de 75 %. I - B - 6 - Préparation du catalyseur Pd/PPS-Met-Expansin-NH2
Figure imgf000015_0001
La résine PPS-Met-Expansin-NH2 est mise en suspension, sous atmosphère d'argon, dans le tétrahydrofurane distillé (15 ml), puis le complexe de tris(dibenzylidène- acétone)dipalladium (20 mg ; 0,022 mmol) est ajouté. Une coloration pourpre apparaît instantanément et disparaît ensuite au profit d'une coloration jaune-verte. La suspension est portée à reflux du tétrahydrofurane (67° C) pendant 12 heures. Le catalyseur au palladium est obtenu après filtration et lavage au tétrahydrofurane (3 fois 10 ml). Il est séché sous vide (0,01 mm Hg). La RMN du phosphore 31 du filtrat et du surnageant de lavage ne révèle la présence d'aucune trace de produit phosphore. Le catalyseur est gardé sous atmosphère d'argon. La microanalyse a permis de déterminer que la charge réelle du support ainsi préparé est de 0,028 mmol de palladium par gramme de polymère.
I - C - Préparation de Pd/TPPS-IRA-NH2 (Pd/monophosphine)
I - C - 1 - Préparation du composé TPP(S S : comme décrit dans I - A - 1
Figure imgf000015_0002
A une solution de TPPS (100 mg ; 0,175 mmol) dans le diméthylformamide (2 ml) est ajouté un excès de soufre élémentaire (56 mg ; 1,750 mmol) à température ambiante. Le mélange réactionnel est chauffé à 40° C pendant 15 minutes. La RMN du phosphore 31 révèle la présence d'un seul produit résonnant à 42 ppm. La solution est ensuite filtrée pour éliminer l'excès de soufre qui n'a pas réagi. Le filtrat est évaporé sous vide (0,01 mm Hg). La TPP(S)S est isolée sous la forme d'une poudre blanche (Rendement : voir ci- après). I - C - 2 - Préparation du composé TPP(S)S-C1 : comme décrit dans I - A - 2
Figure imgf000016_0001
TPP(S)S TPP(S)S-CI
A une suspension de TPP(S)S (précédemment préparée) dans du dichlorométhane (3 ml), sous atmosphère d'argon, sont ajoutés 6 équivalents de chlorure d'oxalyle (90 μl ; 1 mmol) en présence d'une quantité catalytique de diméthylformamide (une goutte). Un dégagement gazeux (CO2) est observé, et la solution devient homogène. Le milieu réactionnel est agité pendant une heure à température ambiante. La RMN du phosphore 31 révèle la présence d'un seul produit résonnant à 40 ppm. Le composé TPP(S)S-C1 est isolé sous la forme d'une poudre jaune pâle après évaporation du solvant sous vide (0,01 mm Hg).
Le rendement des deux premières étapes est estimé à 60 %.
I - C - 3 - Préparation de la résine TPPfSVS-IRA-NH
Figure imgf000016_0002
TPP(S)S-CI TPP(S)S-IRA-NH2
Au composé TPP(S)S-C1, sous atmosphère d'argon, sont ajoutés la résine IRA-NH, (0,375 mg ; 1,575 mmol NH2) et 10 ml de pyridine. La solution est portée à reflux de la pyridine (115° C) pendant 36 heures. Le surnageant est enlevé. Les billes de la résine sont lavées successivement sous agitation avec du toluène (3 fois 10 ml), éthanol (3 fois 10 ml), eau (3 fois 10 ml) et dichlorométhane (3 fois 10 ml). La RMN du phosphore 31 du filtrat et des surnageants de lavage rassemblés et concentrés révèle la présence des traces de TPP(S)S-C1. La résine TPP(S)S-IRA-NH2 est isolée sous forme de billes de couleur beige foncé. Le rapport chlorure de sulfonyle/f onction aminé de la résine est de 1/15.
I - C - 4 - Préparation de la résine TPP(SMe)S-IRA-NH: :
MθOTf
Figure imgf000017_0001
Figure imgf000017_0002
TPP(S)S-IRA-NH2 TPP(SMe)S-IRA-NH2
La résine précédemment préparée est mise, sous atmosphère d'argon, en suspension dans du dichlorométhane (2 ml). Ensuite du triflate de méthyle (0,5 ml ; 4,418 mmol) est ajouté à température ambiante. La suspension est chauffée à reflux du dichlorométhane (40° C) pendant 20 heures. La TPP(SMe)S-IRA-NH2 est isolée après séparation du surnageant, lavage au tétrahydrofurane (3 fois 10 ml) et séchage sous vide (0,01 mm Hg). La RMN du phosphore 31 du filtrat et du surnageant de lavage rassemblés et concentrés ne révèle la présence d'aucun produit phosphore.
Les atomes d'azote des liens sulfonamides ainsi que les fonctions aminés libres de la résine sont susceptibles d'être alkylés au cours de cette étape.
I - C - 5 - Préparation de la résine TPPS-IRA-NH. :
Figure imgf000017_0003
TPP(SMe)S-IRA-NH2 TPPS-Met-IRA-NH2
La résine TPP(SMe)S-IRA-NH2 est mise, sous atmosphère d'argon, en suspension dans du dichlorométhane fraîchement distillé et dégazé (2 ml), puis la tris(diméthylamino)phosphine (2 ml ; 11 mmol) est ajoutée à température ambiante. La couleur des billes s'éclaircit au fur et à mesure de l'addition. La suspension est laissée à température ambiante pendant 4 heures. La phosphine supportée sur la résine est isolée après filtration, lavage au dichlorométhane (3 fois 10 ml) et séchage sous vide (0,01 mm Hg).
La RMN du phosphore 31 du filtrat et du surnageant de lavage révèle la présence du tris(diméthylamino)méthylthiophosphonium [(Me2N)3PSMe]+ à 67 ppm et du tris(diméthylamino) phosphonium [(Me2N)3PH]+ à 21 ppm.
Le rendement de ces deux dernières étapes est d'environ 85 %, soit un rendement total de 50 %.
I - C - 6 - Préparation du catalyseur Pd/TPPS-IRA-NH,
Figure imgf000018_0001
Pd/TPPS-IRA-NH2
La résine TPPS-IRA-NH2 est mise en suspension, sous atmosphère d'argon, dans le tétrahydrofurane distillé (3 ml), ensuite le complexe de tris(dibenzylidène- acétone)dipalladium (20 mg ; 0,022 mmol) est ajouté. Une coloration pourpre apparaît instantanément et disparaît ensuite très lentement. La suspension est portée à reflux du tétrahydrofurane (67° C) pendant 18 heures. Un dépôt noir de palladium est observé. Le catalyseur au palladium est obtenu après filtration et lavage au tétrahydrofurane (3 fois 10 ml) (le palladium noir reste accroché au fritte). Il est séché sous vide (0,01 mm Hg). La RMN du phosphore 31 du filtrat et du surnageant de lavage ne révèle la présence d'aucune trace de produit phosphore. Le catalyseur est gardé sous atmosphère d'argon. La charge du palladium est estimée à 0,02 mmol (soit 0,06 mmol par gramme de polymère). I - D - Préparation du catalyseur Pd/PPS-IRA-NH2 (Pd/diphosphine)
I - D - 1 - Préparation du composé PP(S)S : comme décrit dans I - B - 1
Figure imgf000019_0001
A une solution de PPS (50 mg ; 0,058 mmol) dans le diméthylformamide (2 ml) est ajouté un excès de soufre élémentaire (40 mg ; 1,750 mmol) à température ambiante. Le mélange réactionnel est chauffé à 40° C pendant 15 minutes. La solution est ensuite filtrée pour éliminer l'excès de soufre qui n'a pas réagi. Le filtrat est évaporé sous vide (0,01 mm Hg). Le composé PP(S)S est isolé sous la forme d'une poudre blanche (Rendement : voir ci-après).
I - D - 2 - Préparation du composé PP(S)S-C1 : comme décrit I - B - 1
Figure imgf000019_0002
A une suspension de PP(S)S (précédemment préparée) dans du dichlorométhane (3 ml) sont ajoutés, sous atmosphère d'argon, 8,8 équivalents de chlorure d'oxalyle (45 μl ; 0,516 mmol) en présence d'une quantité catalytique de diméthylformamide (une goutte). Un dégagement gazeux (CO2) est observé et le milieu réactionnel devient homogène. La solution est agitée pendant une heure à température ambiante. Le composé PP(S)S-C1 est isolé sous la forme d'une poudre jaune pâle après évaporation du solvant sous vide (0,01 mm Hg).
Le rendement des deux premières étapes est d'environ 85 %. I - D - 3 - Préparation de la résine PP(S)S-IRA-NK. :
Figure imgf000020_0001
Au composé PP(S)S-C1 sont ajoutés, sous atmosphère d'argon, la résine IRA-NH2 (0,375 g ; 1,575 mmol NH2) et 10 ml de pyridine. Le mélange est porté à reflux de la pyridine (115° C) pendant 64 heures. La suspension est filtrée. Les billes sont lavés successivement, sous agitation, avec du toluène (3 fois 10 ml), de l'éthanol (3 fois 10 ml), de l'eau (3 fois 10 ml) et du dichlorométhane (3 fois 10 ml). La résine PP(S)S-IRA-NH2 est isolée sous forme de billes de couleur beige foncé. Le rapport chlorure de sulfonyle/f onction aminé de la résine est de 1/16.
I - D - 4 - Préparation de la résine PPrSMe S-IRA- T.
Figure imgf000020_0002
La résine précédemment préparée est mise en suspension, sous atmosphère d'argon, dans du dichlorométhane (2 ml). Ensuite du triflate de méthyle (0,5 ml ; 4,420 mmol) est ajouté à température ambiante. La suspension est chauffée à reflux du dichlorométhane (40° C) pendant 20 heures. La résine PP(SMe)S-IRA-NH2 est isolée après filtration, lavage au tétrahydrofurane (3 fois 10 ml) et séchage sous vide (0,01 mm Hg).
Les atomes d'azote des liens sulfonamides ainsi que les fonctions aminés libres de la résine sont susceptibles d'être alkylés au cours de cette étape. I - D - 5 - Préparation de la résine PPS-Met-IR A-NH: :
Figure imgf000021_0001
La résine PP(SMe)S-IRA-NH2 (obtenue précédemment) est mise en suspension, sous atmosphère d'argon, dans du dichlorométhane fraîchement distillé et dégazé (2 ml), puis la tris(diméthylamino)phosphine (2 ml ; 11 mmol) est ajouté à température ambiante, la couleur des billes s'éclaircit au fur et à mesure de l'addition. La suspension est laissée à température ambiante pendant 4 heures. La diphosphine supportée sur la résine est isolée après filtration, lavage au dichlorométhane (3 fois 10 ml) et séchage sous vide (0,01 mm Hg).
Le rendement des deux dernières étapes est d'environ 85 %, soit un rendement total de 75 %.
I - D - 6 - Préparation du catalyseur Pd/PPS-IRA-NH. :
Figure imgf000021_0002
La résine PPS-IRA-NH2 est mise en suspension, sous atmosphère d'argon, dans le tétrahydrofurane distillé (3 ml), puis le complexe de tris(dibenzylidène- acétone)dipalladium (20 mg ; 0,022 mmol) est ajouté. Une coloration pourpre apparaît instantanément et disparaît lentement ensuite. La suspension est portée à reflux du tétrahydrofurane (67° C) pendant 18 heures. Un dépôt noir de palladium est observé. Le catalyseur au palladium est obtenu après filtration et lavage sous agitation au tétrahydrofurane (3 fois 10 ml) (le palladium noir reste accroché au fritte). La RMN du phosphore 31 du filtrat et du surnageant de lavage ne révèle la présence d'aucune trace de produit phosphore. Le catalyseur est séché sous vide (0,01 mm Hg) et gardé sous atmosphère d'argon. La microanalyse a permis de déterminer que la charge réelle du support ainsi préparé est de 0,036 mmol de palladium (soit 0,09 mmol par gramme de polymère).
II - Procédure générale de catalyse pour la réaction de Heck
Les réactifs choisis pour la réaction de couplage de Heck sont l'acrylate de méthyle AM comme oléfine et l'iodobenzène IB comme aromatique halogène. La triéthylamine a été utilisée comme base.
Figure imgf000022_0001
Les premières expériences d'optimisation de la réaction ont permis d'une part de choisir le toluène comme solvant et d'autre part de travailler avec la stœchiométrie suivante : deux équivalents d'AM pour un équivalent d'IB en présence de deux équivalents de triéthylamine. Des réactions avec un ou un-demi équivalent d'IB ont également été effectuées par la suite.
Dans une procédure générale de catalyse, 2 ml de toluène distillé sont ajoutés sur le catalyseur supporté sous argon. Ensuite sont additionnés dans l'ordre l'AM (90 μl, 2 mmol), la triéthylamine (279 μl, 2 mmol) et enfin l'IB (112 μl, 1 mmol). Le milieu réactionnel est chauffé à reflux de toluène (110° C) pendant 96 heures. La réaction est suivie par chromatographie sur couche mince.
Le traitement consiste à filtrer le mélange réactionnel sous atmosphère d'argon, et à laver le support avec du toluène (4 fois 20 ml) et du dichlorométhane (3 fois 10 ml). Les surnageants de lavage sont rassemblés et concentrés sous vide (20 mm Hg). Le résidu est purifié par chromatographie sur gel de silice (éluant : pentane/acétate d'éthyle, 96/4). Le produit de couplage est isolé sous forme d'un solide blanc.
Le support polymérique est séché sous vide (0,01 mm Hg) et gardé sous atmosphère d'argon. Afin de vérifier que le support palladié ne perd pas en activité catalytique, il est réutilisé dans une seconde réaction de couplage de Heck dans les mêmes conditions opératoires que ci-dessus. II - A - Application de Pd/monophosphine fixé sur Met-Expansin-NH2 comme catalyseur supporté
Un protocole est tout d'abord établi pour la réaction de Heck en phase homogène avec PPh3, monophosphine, voir exemple 1 ci-dessous.
Exemple 1 : 2 ml de toluène distillé sont ajoutés sur le Pd2(dba)3 (9 mg, 0,01 mmol) sous argon. Ensuite sont additionnés dans l'ordre la triphénylphosphine (10,5 mg, 0,04 mmol), l'AM (180 μl, 2 mmol), la triéthylamine (279 μl, 2 mmol) et enfin l'IB (112 μl, 1 mmol). Le milieu réactionnel est chauffé à reflux de toluène (110° C) pendant 24 heures. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 80 %.
Exemple 2 : 2 ml de toluène distillé sont ajoutés sur le catalyseur supporté sous argon. Ensuite sont additionnés dans l'ordre l'AM (180 μl, 2 mmol), la triéthylamine (279 μl, 2 mmol) et enfin l'IB (112 μl, 1 mmol). Le milieu réactionnel est chauffé à reflux de toluène (110° C) pendant 96 heures. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 70 %.
Exemple 3 : mêmes conditions que l'exemple 2 avec le catalyseur supporté récupéré de l'exemple 2. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 70 %.
II - B - Application de Pd/diphosphine fixé sur Met-Expansin-NH2 comme catalyseur supporté
Un protocole est tout d'abord établi pour la réaction de Heck en phase homogène avec Ph2P-CH2-CH2-PPh2, diphosphine, voir exemple 4 ci-dessous.
Exemple 4 : 3 ml de THF distillé sont ajoutés sur le Pd2(dba)3 (20 mg, 0,02 mmol) sous argon. Ensuite la l,2-di(biphénylphosphino)éthane (DPPE) (16 mg, 0,04 mmol) est ajoutée. La solution pourpre est portée à reflux du THF (67° C) pendant 12 heures. La solution jaune claire obtenue est concentrée sous vide (0,01 mm Hg). 2 ml de toluène distillé sont ajoutés sur le résidu. Ensuite sont additionnés dans l'ordre l'AM (180 μl, 2 mmol), la triéthylamine (279 μl, 2 mmol) et enfin l'IB (112 μl, 1 mmol). Le milieu réactionnel est chauffé à reflux de toluène (110° C) pendant 24 heures. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 82 %.
Exemple 5 : 2 ml de toluène distillé sont ajoutés sur le catalyseur supporté sous argon. Ensuite sont additionnés dans l'ordre l'AM (180 μl, 2 mmol), la triéthylamine (279 μl, 2 mmol) et enfin l'IB (112 μl, 1 mmol). Le milieu réactionnel est chauffé à reflux de toluène (110° C) pendant 96 heures. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 92 %.
Exemple 6 : mêmes conditions que l'exemple 5 avec le catalyseur supporté récupéré de l'exemple 5. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 92 %.
Exemple 7 : mêmes conditions que l'exemple 6 avec le catalyseur supporté récupéré de l'exemple 6, mais avec un équivalent d'AM (90 μl, 1 mmol). Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 72 %.
Exemple 8 : mêmes conditions que l'exemple 6 avec le catalyseur supporté récupéré de l'exemple 7. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 92 %.
II - C - Application de Pd/monophosphine fixé sur IRA-NH2 comme catalyseur supporté
Exemple 9 : mêmes conditions que l'exemple 8 : 2 ml de toluène distillé sont ajoutés sur le catalyseur supporté sous argon. Ensuite sont additionnés dans l'ordre l'AM (180 μl, 2 mmol), la triéthylamine (279 μl, 2 mmol) et enfin l'IB (112 μl, 1 mmol). Le milieu réactionnel est chauffé à reflux de toluène (110° C) pendant 96 heures. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 95 %.
Exemple 10 : mêmes conditions que l'exemple 9 avec le catalyseur supporté récupéré de l'exemple 9. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 65 %.
Exemple 11 : mêmes conditions opératoires que l'exemple 10 avec le catalyseur supporté récupéré de l'exemple 10, mais avec un équivalent d'AM (90 μl, 1 mmol). Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 38 %.
Exemple 12 : mêmes conditions que l'exemple 10 avec le catalyseur supporté récupéré de l'exemple 11. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 72 %.
II - D - Application de Pd/diphosphine fixé sur IRA-NH2 comme catalyseur supporté
Exemple 13 : 2 ml de toluène distillé sont ajoutés sur le catalyseur supporté sous argon. Ensuite sont additionnés dans l'ordre l'AM (180 μl, 2 mmol), la triéthylamine (279 μl, 2 mmol) et enfin l'IB (112 μl, 1 mmol). Le miheu réactionnel est chauffé à reflux de toluène (110° C) pendant 96 heures. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 88 %.
Exemple 14 : mêmes conditions que l'exemple 13 avec le catalyseur supporté récupéré de l'exemple 13. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 92 %.
Exemple 15 : mêmes conditions que l'exemple 13 avec le catalyseur supporté récupéré de l'exemple 14, mais avec un équivalent et demi d'AM (135 μl, 1,5 mmol). Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 90 %.
Exemple 16 : mêmes conditions que l'exemple 13 avec le catalyseur supporté récupéré de l'exemple 15. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 92 %.
Les résultats des essais catalytiques avec les différents ligands et supports sont résumés dans le tableau 1 ci-dessous.
Tableau 1 : activité catalytique des complexes de palladium comportant un ligand mono ou diphosphine supporté sur Met-Expansin-NH2 ou sur amberlite IRA 93.
Ex Catalyseur Ligand Support n éq d'AM Rdt
1 cata neuf PPh3 2 80 %
2 cata neuf TPPS Met-Expansin-NH2 2 70 %
3 cata ex. 2 TPPS Met-Expansin-NH, 2 70 %
cata neuf DPPE 82 %
5 cata neuf PPS Met -Expansin- NH2 2 92 %
6 cata ex. 5 PPS Met -Expansin- NH2 2 92 %
7 cata ex. 6 PPS Met -Expansin- NH2 1 72 %
8 cata ex. 7 PPS Met -Expansin- NH, 2 92 %
9 cata neuf TPPS IRA-NH2 2 95 %
10 cata ex. 9 TPPS IRA-NH2 2 65 %
11 cata ex. 10 TPPS IRA-NH2 1 38 %
12 cata ex. 11 TPPS IRA-NH, 2 72 %
13 cata neuf PPS IRA-NH2 2 88 %
14 cata ex. 13 PPS IRA-NH2 2 92 %
15 cata ex. 14 PPS IRA-NH2 1,5 90 %
16 cata ex. 15 PPS IRA-NH, 2 92 %
n éq d'AM : nombre d'équivalent de l'acrylate de méthyle ; cata ex. x : catalyseur récupéré de l'exemple n° x ; TPPS : monophosphine supportée ; PPS diphosphine supportée ; DPPE : l,2-di(biphénylphosphino)éthane ; IRA-NH2 : amberlite IRA 93.
III - Procédure générale de catalyse pour la réaction de Suzuki
La réaction de couplage de Suzuki met en jeu les réactifs suivants : l'acide phénylboronique APB comme aromatique et le para-iodoanisol IA comme aromatique halogène dans une stœchiométrie 1/1. Elle a lieu en présence de deux équivalents de dicarbonate de césium comme base dans un mélange DME/eau (6/1 ; v/v) à 90° C.
Figure imgf000027_0001
IA APB
Dans une procédure générale de catalyse, 6 ml de DME sont ajoutés sur le catalyseur supporté. Ensuite sont additionnés dans l'ordre l'APB (121 mg, 1 mmol), le dicarbonate de césium (652 mg, 2 mmol) solubilisé dans 1 ml d'eau et enfin l'IA (234 mg, 1 mmol). Le milieu réactionnel est chauffé à reflux à 90° C pendant 96 heures. La réaction est suivie par chromatographie sur couche mince.
Le traitement consiste à filtrer le mélange réactionnel et à laver le support avec du DME (4 fois 20 ml), de l'eau (3 fois 10 ml) et du dichlorométhane (3 fois 10 ml). Les surnageants de lavage sont rassemblés et concentrés sous vide (20 mm Hg). Le résidu est purifié par chromatographie sur gel de silice (éluant : pentane/acétate d'éthyle, 98/2). Le produit de couplage est isolé sous forme d'un solide blanc.
Le catalyseur supporté est séché sous vide (0,01 mm Hg).
III - A - Application de Pd/diphosphine fixé sur Met-Expansin-NH2 comme catalyseur supporté
Nous avons tout d'abord établi un protocole pour la réaction de Suzuki en phase homogène avec Ph2P-CH2-CH2-PPh2, diphosphine, voir exemple 1 ci-dessous.
Exemple 17 : l'APB (121 mg, 1 mmol) est solubilisé dans 6 ml de DME, la DPPE (12 mg, 0,03 mmol) est ajoutée. Ensuite sont additionnés dans l'ordre, le dicarbonate de césium (652 mg, 2 mmol) solubilisé dans 1 ml d'eau, l'IA (234 mg, 1 mmol) et enfin le Pd2(dba)3 (14 mg, 0,015 mmol). Le milieu réactionnel est chauffé à 90° C pendant 24 heures. La réaction est suivie par chromatographie sur couche mince. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 80 %.
Exemple 18 : 6 ml de DME sont ajoutés sur le catalyseur supporté. Ensuite sont additionnés dans l'ordre l'APB (121 mg, 1 mmol), le dicarbonate de césium (652 mg, 2 mmol) solubilisé dans 1 ml d'eau et enfin l'IA (234 mg, 1 mmol). Le milieu réactionnel est chauffé à reflux à 90° C pendant 96 heures. La réaction est suivie par chromatographie sur couche mince. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 60 %.
III - B - Application de Pd/diphosphine fixé sur IRA-NH2 comme catalyseur supporté
Exemple 19 : 6 ml de DME sont ajoutés sur le catalyseur supporté. Ensuite sont additionnés dans l'ordre l'APB (121 mg, 1 mmol), le dicarbonate de césium (652 mg, 2 mmol) solubilisé dans 1 ml d'eau et enfin l'IA (234 mg, 1 mmol). Le milieu réactionnel est chauffé à reflux à 90° C pendant 96 heures. La réaction est suivie par chromatographie sur couche mince. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 90 %.
Exemple 20 : mêmes conditions que l'exemple 19 avec le catalyseur supporté récupéré de l'exemple 19. Le rendement en produit de couplage isolé après purification est de 92 %.
Les résultats des essais catalytiques avec les différents ligands et supports sont résumés dans le tableau 2 ci-dessous.
Tableau 2 : activité catalytique des complexes de palladium comportant un ligand diphosphine supporté sur Met-Expansin-NH-, ou sur amberlite IRA 93.
Ex Catalyseur Ligand Support Rdt
17 Pd 1 DPPE - 80 %
18 cata neuf PPS Met-Expansin-NH, 60 %
19 cata neuf PPS IRA-NH2 90 %
20 cata ex. 19 PPS IRA-NH, 92 %
PPS : diphosphine supportée ; DPPE : l,2-di(biphénylphosphino)éthane ; IRA-NH2 : amberlite IRA 93 ; cata ex. 19 : catalyseur récupéré de l'exemple n° 19.
Ces résines se sont révélées être de bons catalyseurs de la réaction de Heck et de Suzuki (les rendements obtenus en produits de couplage sont du même ordre de grandeur ou même supérieurs à ceux obtenus en catalyse homogène). Les résines possédant les diphosphines sont extrêmement performantes (grâce à l'effet chélate des ligands bidentates).

Claims

REVENDICATIONS
1. Supports solides organiques polymériques, de type acrylique ou de type amberlite, et comprenant des ligands phosphores mono- ou bi-dentates.
2. Supports solides organiques polymériques selon la revendication 1 caractérisés en ce qu'ils sont de type acrylique.
3. Supports solides organiques polymériques selon la revendication 2 caractérisés en ce qu'ils se composent de :
- 30 à 90 %, en poids, d'un premier monomère (I) défini comme étant la maille du support et qui consiste en une N-(mét)acrylylpolyméthylèneimine de formule :
Figure imgf000030_0001
dans laquelle
Rt représente l'atome d'hydrogène ou le radical méthyle ;
Z représente le radical -(CH2)nr avec n! = 4, 5 ou 6, ou -(CH2)2-X-(CH2)2- avec X = O ou -N(CH3)- ;
ou une N-(mét)acrylyldialcoylamide de formule
Figure imgf000030_0002
dans laquelle
R! a la signification indiquée ci-dessus ;
R2 et R'2 représentent, indépendamment, le radical méthyle ou éthyle ; - 2 à 50 %, en poids, d'un second monomère (II) défini comme étant l'agent de réticulation et qui consiste en un N,N'-bis(mét)acrylyldiaminoalcane de formule
Figure imgf000031_0001
avec n, = 1 ou 2 ;
- 2 à 65 %, en poids, d'un troisième monomère (III) défini comme étant l'agent de fonctionnalisation et qui consiste en une N-(mét)acrylylaminoacide ou ester de formule
Figure imgf000031_0002
dans laquelle
Rj a la signification indiquée ci-dessus ;
R3 représente l'atome d'hydrogène ou le radical méthyle ;
n3 = 1, 2, 3 ou 5 ;
ou une N-(mét)acrylylaminoacide (ou ester) asymétrique de série L, de formule
Figure imgf000031_0003
dans laquelle
Rj et R3 ont la signification indiquée ci-dessus
R4 représente le radical méthyle, isopropyle, isobutyle, benzyle, 4-méthoxybenzyle, méthylthioéthyle, aminobutyle ; ou encore la N-(mét)acrylyl(L)proline (ou son ester méthylique) de formule
Figure imgf000032_0001
dans laquelle R: et R3 ont la signification indiquée ci-dessus.
4. Supports solides organiques polymériques selon la revendication 3 caractérisés en ce qu'ils se composent de 70 à 90 % du monomère (I), de 3 à 10 % du monomère (II) et de
10 à 20 % du monomère (III).
5. Supports solides organiques polymériques selon la revendication 4 caractérisés en ce que le support polymérique est la résine Met-Expansin.
6. Supports solides organiques polymériques selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisés en ce qu'ils peuvent être optionnellement fonctionnalisés et/ou comprendre la fixation d'un bras espaceur.
7. Supports solides organiques polymériques selon la revendication 6 caractérisés en ce que le support polymérique est la résine Met-Expansin-NH2.
8. Utilisation de supports tels que définis à l'une des revendications 1 à 7, comme support catalytique.
9. Catalyseurs supportés caractérisés en ce que le support est tel que défini à l'une des revendications 1 à 7.
10. Catalyseurs supportés tels que définis à la revendication 9, caractérisés en ce qu'ils sont des complexes de métaux de transition sur support polymérique.
11. Catalyseurs supportés tels que définis à la revendication 10, caractérisés en ce que le métal de transition est le palladium.
12. Utilisation de catalyseurs supportés tels que définis à l'une des revendications 10 à
11. pour des réactions de couplage et en particulier pour la réaction de Heck ou Suzuki.
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