WO2017174953A1 - Alkylation method - Google Patents

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Publication number
WO2017174953A1
WO2017174953A1 PCT/FR2017/050844 FR2017050844W WO2017174953A1 WO 2017174953 A1 WO2017174953 A1 WO 2017174953A1 FR 2017050844 W FR2017050844 W FR 2017050844W WO 2017174953 A1 WO2017174953 A1 WO 2017174953A1
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WO
WIPO (PCT)
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alcohol
phosphate
catalyst
otf
process according
Prior art date
Application number
PCT/FR2017/050844
Other languages
French (fr)
Inventor
Marc Lemaire
Marie-Christine Duclos
Estelle MÉTAY
Original Assignee
Pivert
Centre National De La Recherche Scientifique
Université Claude Bernard Lyon 1 (Ucbl1)
Institut National Des Sciences Appliquées De Lyon (Insa)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pivert, Centre National De La Recherche Scientifique, Université Claude Bernard Lyon 1 (Ucbl1), Institut National Des Sciences Appliquées De Lyon (Insa) filed Critical Pivert
Publication of WO2017174953A1 publication Critical patent/WO2017174953A1/en

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C41/00—Preparation of ethers; Preparation of compounds having groups, groups or groups
    • C07C41/01—Preparation of ethers
    • C07C41/16—Preparation of ethers by reaction of esters of mineral or organic acids with hydroxy or O-metal groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/30—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
    • C07C67/31—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by introduction of functional groups containing oxygen only in singly bound form

Definitions

  • the present invention is concerned with the field of alkylation, in particular the alkylation of various substrates, under catalytic conditions ensuring the safety of the reaction, at the industrial level, and a satisfactory yield.
  • methyl methanesulfonate iodomethane
  • diazomethane dimethyl sulfate
  • methylfluorosulfonate methylfluorosulfonate
  • Other less toxic methylating agents such as dimethyl carbonate, methanol, and dimethyl sulfite, are less reactive, even at very high temperatures.
  • methylation is often carried out with methyl chloride, which is a very toxic gas.
  • the objective of the Applicant was also to find a reaction that can be effective on a large number of substrates and which can in particular enable the functionalization of biosourced synthons.
  • An example of these biosourced synthons can be especially glycerol. Glycerol being unstable at temperatures above 160 ° C, the Applicant has again encountered the technical problem related to the reaction temperature.
  • Tiers et al. (Acta Chemica Scandinavica, 1998, 52, 1223-1233), discloses direct methylation of primary and secondary alcohols by trimethylphosphate. However, the reaction of Tiers et al. is far from satisfactory: the reaction temperature is 180-190 ° C, which does not ensure perfectly the constraints of industrial safety or ensure a wide variety of substrates.
  • the present invention therefore seeks to solve the problems encountered in the prior art, and to propose an alkylation reaction carried out at moderate temperature, with an alkylating agent with little or no toxicity, in the presence of a catalyst, which can be work on a wide variety of substrates.
  • the subject of the invention is a process for the alkylation of a substrate, comprising a step of reacting said substrate with an alkylating agent, especially a trialkylphosphate, in the presence of an acid catalyst, preferably recyclable, at a temperature less than 130 ° C in the absence of solvent.
  • an alkylating agent especially a trialkylphosphate
  • the invention also relates to an alcohol alkylation process comprising a step of reacting the alcohol with trialkyl phosphate in the presence of an acid catalyst at a temperature ranging from 0 ° C. to 130 ° C. , preferentially from 25 ° C to 130 ° C, in the absence of solvent.
  • the alcohol used in the process of the invention is a monoalcohol, a polyol or a hydroxy acid ester.
  • the invention also relates to the use of an alkylating agent, preferably a trialkylphosphate, in a process according to the invention, to obtain a 1,2,3-trialkoxypropane, from glycerol in a single step.
  • an alkylating agent preferably a trialkylphosphate
  • the alkylating agent is trimethylphosphate and its use in a process of the invention allows 1,2,3-trimethoxypropane to be obtained from glycerol in a single step.
  • the alkylating agent is tri (ethylhexyl) phosphate and its use in a process of the invention makes it possible to obtain 1,2,3-tri (ethylhexyloxy) propane from glycerol in one form. only step.
  • Alcohol relates to an organic compound of which one of the carbons is linked to a hydroxyl group -OH.
  • “alcohol” relates to an organic compound in which one of the Cs P 3 tetrahedral carbons is linked to a hydroxyl-OH group.
  • the definition of alcohol therefore does not include phenols and hydroxy heteroaryl derivatives.
  • An alcohol is said primary, when the hydroxyl group -OH is carried by a primary carbon atom, that is to say linked to a single other carbon atom.
  • An alcohol is said to be secondary, when the hydroxyl group -OH is carried by a secondary carbon, that is to say linked to two other carbons.
  • An alcohol is tertiary when the hydroxyl group -OH is carried by a tertiary carbon atom, that is to say linked to three carbon atoms.
  • Alkoxy relates to an O-alkyl group, the alkyl group being as defined below.
  • Alkyl relates to any linear saturated hydrocarbon chain, from 1 to 20 carbon atoms, preferably from 1 to 10 carbon atoms, such as for example methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl isobutyl, tert-butyl, pentyl and isomers thereof (eg n-pentyl, iso-pentyl), hexyl and isomers thereof (eg n-hexyl, isohexyl), heptyl and isomers thereof (eg n-heptyl, iso-heptyl ), octyl and its isomers (eg n-octyl, isooctyl, ethylhexyl), nonyl and its isomers (eg n-oc
  • Alkylaryl relates to a group having an aryl group as defined below covalently bonded to an alkyl group as defined above and connected by the aryl group.
  • Al aluminum atoms relates to the minerals of the group of silicates in which some Si silicon atoms are replaced by Al aluminum atoms.
  • Amberlyst® refers to highly acidic ion exchange resins in the form of pearls, which are not soluble in organic liquids or aqueous solutions. These polymeric and heterogeneous acidic catalysts are sold by Rohm and Haas of the Dow Group.
  • Aryl relates to a mono- or polycyclic system of 5 to 20, preferably 6 to 12, carbon atoms having one or more aromatic rings (when there are two rings, it is referred to as a biaryl) among which mention may be made of the phenyl group, the biphenyl group, the 1-naphthyl group, the 2-naphthyl group, the tetrahydronaphthyl group, the indanyl group, and the binaphthyl group.
  • Arylalkyl relates to a group comprising an alkyl group as defined above covalently linked to an aryl group as defined above and connected by the alkyl group.
  • Cycloalkyl relates to a cyclic or polycyclic alkyl group; preferably a cyclopropyl, cyclopentyl or cyclohexyl group. "About”: placed in front of a number, means plus or minus 10% of the nominal value of that number.
  • Heteroaryl relates but is not limited to aromatic rings of 5 to 12 carbon atoms which are fused or covalently bound, typically containing 5 to 6 atoms; at least one of the aromatic carbons in at least one of the rings is replaced by oxygen, nitrogen or sulfur, the nitrogen and the sulfur can potentially be oxidized and the nitrogen potentially in quaternary form. Such rings may be fused with aryl, cycloalkyl, heteroaryl or heterocycle.
  • Non-limiting examples of these rings include pyrrolyl, furanyl, thiophenyl, pyrazolyl, imidazolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, triazolyl, oxadiazolyl, thiadiazolyl, tetrazolyl, oxatriazolyl, thiatriazolyl, pyridinyl, pyrimidyl, pyrazinylpyridazinyl, oxazinyl, dioxinyl, thiazinyl, triazinyl, imidazo [2,1b] [1,3] thiazolyl, thieno [3,2-b] furanyl, thieno [3,2-b] thiophenyl, thieno [2,3-d] [1, 3] thiazolyl, thieno [2,3-d] imidazolyl, tetrazolo [
  • Heterocycle means a non-aromatic, fully saturated or partially unsaturated group (for example, a cyclic compound having 3 to 7 atoms, a bicyclic compound having 7 to 11 atoms) which has at least one heteroatom on one of the carbon cycles.
  • Each hetero ring containing heterocycle ring may have 1, 2, 3 or 4 heteroatoms selected from nitrogen, oxygen and / or sulfur, optionally substituted sulfur and nitrogen atoms, and potentially quaternary nitrogen.
  • the cycles of polycyclic heterocycles can be fused, bridged and / or linked by one or several spiro atoms.
  • Non-limiting examples of these rings include aziridinyl, oxiranyl, thioranyl, piperidinyl, azetidinyl, 2-imidazolinyl, pyrazolidinyl, imidazolidinyl, isoxazolinyl, oxazolidinyl, isoxazolidinyl, thiazolidinyl, isothiazolidinyl, piperidinyl, succinimidyl, 3H-indolyl, indolinyl, isoindolinyl groups.
  • “Monoalcohol” relates to an alcohol whose molecule has only one hydroxyl function -OH.
  • Nefion® relates to fluorinated polymeric composites of CAS number 66796-30-3 and of formula:
  • x represents a value ranging from 6 to 10
  • y represents a value equal to 1
  • z represents a value equal to 2.
  • Hydroxylated Polymer relates to a polymer whose corresponding monomer has a hydroxyl function.
  • Polyol relates to an organic compound of which several of the Cs P 3 tetrahedral carbons are linked to a hydroxyl group -OH.
  • Trialkylphosphate relates to an organic compound according to the following formula wherein R ', R “and R'” are alkyls as defined above.
  • Zerolite or zeolite refers to a crystal formed of a microporous aluminosilicate skeleton, whose associated voids are initially occupied by cations and water molecules.
  • the present invention relates to a method of alkylating a substrate comprising a step of reacting the substrate with a trialkyl phosphate in the presence of an acid catalyst at a temperature ranging from 0 ° C to 150 ° C, preferably in a range from 0 ° C to 130 ° C, more preferably in a range of 25 ° C to 130 ° C and in the absence of solvent.
  • the substrate is an alcohol, particularly a monoalcohol, a polyol, or a hydroxy acid ester.
  • the substrate is an alcohol, in particular a monoalcohol of formula RI-OH in which RI represents a group selected from alkyl, cycloalkyl and heterocycle groups which is unsubstituted or substituted by one or more groups selected from alkyl , alkoxy, heterocyl, heteroaryl, aryl, alkylphenyl and phenylalkyl, the groups may themselves be substituted by one or more groups selected from alkyl and alkoxy groups.
  • RI represents a group selected from alkyl, cycloalkyl and heterocycle groups which is unsubstituted or substituted by one or more groups selected from alkyl , alkoxy, heterocyl, heteroaryl, aryl, alkylphenyl and phenylalkyl, the groups may themselves be substituted by one or more groups selected from alkyl and alkoxy groups.
  • the alcohol is a primary alcohol. In another embodiment, the alcohol is a secondary alcohol. According to another embodiment, the alcohol is a tertiary alcohol. According to one embodiment, the group RI represents a heterocycle whose heteroatom is oxygen.
  • the alcohol of formula R 1 -OH is chosen from octan-1-ol, octan-2-ol, 2-ethyl-1-hexanol, nonan-1-ol, decan-1-ol, undecanol, dodecan-ol, lauryl alcohol, tetradecanol, myristyl alcohol, hexadecanol, cetyl alcohol, octadecanol, stearyl alcohol, docosanol , policosanol, triacontanol and myricylic alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 2-tetrahydropyranol, 3-tetrahydropyranol, 4-tetrahydropyranol, 2-tetrahydrofuranol, and 3-tetrahydrofuranol.
  • the alcohols of formula R1 -OH are chosen from the following alcohols:
  • the substrate is a polyol of formula R2-OH.
  • the group R2 represents a group selected from alkyl, cycloalkyl and heterocycle groups which is substituted by one or more groups chosen from hydroxyl, alkyl, alkoxy, heterocyl, heteroaryl, aryl, alkylphenyl and phenylalkyl, the groups being able to themselves be substituted by one or more groups selected from hydroxyl, alkyl and alkoxy groups, wherein the R2 group must have at least one hydroxyl function.
  • the group R2 is substituted by an alkoxy group itself to be substituted by at least one hydroxyl group.
  • the group R2 represents the following formula (I): such that R3 represents hydrogen or the group R4 of formula (II) below:
  • n between 0 and 10.
  • n is in a range from 0 to 5, preferably in a range from 0 to 3. According to one embodiment, n is equal to 0, 1, 2 or 3.
  • the polyol of formula R 2 -OH is a sugar derivative, preferably chosen from erythriol, glycerol, erythritol, threitol, arabitol, ribitol, xylitol, mannitol and sorbitol. , galactitol, fucitol, iditol, inositol, volemitol, isomaltol, maltitol, lactitol, maltotriitol, maltotetraitol, polyglycitol, isosorbide and its isomers (eg isomannide, isoidide).
  • the polyol of the invention is chosen from glycerol and erythriol.
  • the alcohol is glycerol.
  • the polyol of formula R2-OH is a hydroxylated polymer, preferably chosen from polyglycerol and polyvinyl alcohol. According to one embodiment, the polyols of formula R2-OH are chosen from the following polyols:
  • only the primary alcohol functions are alkylated.
  • only the secondary alcohol functions are alkylated.
  • only the primary alcohol and secondary alcohol functions are alkylated.
  • all the alcohol functions are alkylated.
  • the substrate is a hydroxy acid ester of formula (III)
  • R5 represents a linear or branched alkyl group composed of 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, even more preferably 1 to 3 carbon atoms.
  • R6 represents
  • R7 represents a linear or branched alkyl group composed of 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, even more preferably from 1 to
  • R8, R9 and R10 may be the same or different and each represents
  • a hydroxyl group an alkyl group which is unsubstituted or substituted with one or more groups chosen from hydroxyl, alkyl, alkoxy, heterocyl, heteroaryl, aryl, alkylphenyl and phenylalkyl, the groups which may themselves be substituted by one or more groups chosen from hydroxyl, alkyl and alkoxy groups, or
  • R 11 represents a linear or branched alkyl group composed of 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, even more preferably 1 to 3 carbon atoms.
  • R8, R9 and R10 may be identical or different and each represents a hydrogen, a hydroxyl group or a C1-C10 alkyl group which is unsubstituted or substituted with one or more groups chosen from hydroxyl, alkyl, alkoxy and heterocyl groups. , heteroaryl, aryl, alkylphenyl and phenylalkyl, the groups which may themselves be substituted with one or more groups chosen from hydroxyl, alkyl and alkoxy groups, or an ester group of formula COOR11 as defined above.
  • at least one of R8, R9 and R10 represents hydrogen.
  • at least one of R8, R9 and R10 represents an ester group of formula COOR1 1, Ri 1 being as defined above.
  • at least one of R8, R9 and R10 represents a hydroxyl group.
  • the hydroxy acids corresponding to the hydroxy acid esters useful in the invention are chosen from malic acid, lactic acid, glycolic acid, tartaric acid, glyceric acid, citric acid and tartronic acid.
  • the groups R 5, R 7 and R 11 are methyl, ethyl, n-propyl or iso-propyl groups. According to a preferred embodiment, the groups R 5, R 7 and R 1 are methyl groups.
  • the hydroxy acid esters are chosen from the following compounds:
  • the substrate is chosen from tartaric acid, tartronic acid and glyceric acid. Even more preferably, the substrate is tartaric acid.
  • the trialkyl phosphate is selected from trimethyl phosphate, triethyl phosphate, the tripropylphosphate the triz 'sopropylphosphate, tributyl phosphate, the tritertbutylphosphate the triz' sobutylphosphate the tripentylphosphate the trihexylphosphate, the triheptylphosphate, trioctyl phosphate, tri (ethylhexyl) phosphate, trinonylphosphate, tridecylphosphate, triundecylphosphate and tridocecylphosphate.
  • the trialkyl phosphate is selected from trimethyl phosphate, triethyl phosphate, the triz 'sopropylphosphate, tributyl phosphate, tris (ethylhexyl) phosphate, and trioctyl phosphate.
  • the trialkyl phosphate is selected from trimethyl phosphate, triethyl phosphate, the triz 'sopropylphosphate, and tributyl phosphate.
  • the trialkylphosphate is trimethylphosphate.
  • the ratio of trialkyl phosphate relative to the number of hydroxyl functional groups carried by the alcohol is in a range from 0.3 to 3, preferably from 0.3 to 2, even more preferably from 0, 3 to 1.5.
  • the trialkyl phosphate is added in stoichiometric proportions or in excess relative to the number of hydroxyl functions carried by the alcohol.
  • the ratio of trialkyl phosphate relative to the number of hydroxyl functions carried by the alcohol is in a range from 1 to 3, preferably from 1 to 2, even more preferably from 1 to 1.5.
  • the dialkyl phosphate obtained after the alkylation reaction of the alcohol is regenerated to trialkyl phosphate by alkylation.
  • Regeneration of trialkylphosphate can be carried out according to the procedure described by Yoshino et al, (Yoshino et al., Tetrahedron, 2006, 62, 1309-1317).
  • the trialkylphosphate thus regenerated can be used again in an alkylation reaction of the alcohols according to the process of the invention.
  • the acid catalyst is a Lewis acid, a Bronsted acid or an acidic solid; preferably a Lewis acid selected from halides or triflates of aluminum, iron, tin, zinc, boron, titanium, vanadium, bismuth, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium , promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium; or a Bronsted acid selected from perchloric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, ion exchange acidic resins known as Amberlyst®, trifluoromethanesulfonic acid, fluorinated polymeric composites known as Nafion®, hydroiodic acid, hydrobromic acid and nitric acid; or an acid solid selected from aluminosilicates; more preferably a Lewis acid selected from a
  • the acid catalyst is a Lewis acid.
  • the acid catalyst is a Bronsted acid; preferably, the acidic catalyst has a pKa of less than 1.
  • the acidic catalyst is a heterogeneous catalyst; preferably the heterogeneous acidic catalyst is selected from the fluorinated polymer composites known as Nafion®, ion exchange acidic resins known as Amberlyst®; even more preferably, the heterogeneous acidic catalyst is selected from Nafion®, Amberlyst® 15, Amberlyst® 35 and Amberlyst® 36.
  • the amount of catalyst is in a range from 2 to 100 mol%.
  • the amount of homogeneous catalyst is in a range from 2 to 30 mol%, preferably in a range from 2 to 20 mol%, more preferably in a range of 2 to 10 mol% of catalyst per mole of hydroxide function present in the substrate.
  • the catalyst is recyclable.
  • the amount of heterogeneous catalyst is in a range from 2 to 100 mol%, preferably in a range from 50 to 100 mol%, even more preferably in a range from 75 to 100 mol%.
  • the process is carried out at a temperature ranging from 0 ° C to 150 ° C, preferably in a range from 25 ° C to 150 ° C, more preferably in a range from 50 ° C to 140 ° C, even more preferably in a range of 50 ° C to 110 ° C.
  • the process is carried out at a temperature ranging from 0 ° C. to 130 ° C., preferably in a range from 0 ° C. to 120 ° C., more preferably in a range of from from 25 ° C to 120 ° C, even more preferably in a range from 50 ° C to 120 ° C.
  • the method of the invention is implemented for a duration in a range from 20 minutes to 24 hours, preferably for a duration in a range from 2 hours to 24 hours, more preferably for a period of time. in a range from 2h to 12h, even more preferably for a duration in a range from 2h to 5h.
  • the method of the invention is implemented for a duration in a range from 3h to 4h.
  • the process is carried out in an open reactor by following a continuous process.
  • the process is carried out in a closed reactor by following a batch batch process.
  • the process comprises a further step of distillation of the reaction medium to isolate the final product.
  • the distillation of the reaction medium is carried out under reduced pressure, that is to say in a pressure range of between 0.1 mbar and 10 mbar, preferably in a pressure range of between 4 and 7 mbar, even more preferably in a pressure range of between 4.5 and 6 mbar. According to one embodiment, the distillation of the reaction medium is carried out under a pressure range of between 4.5 and 6 mbar.
  • the process comprises an additional step of recycling the catalyst, if necessary before the distillation step.
  • this recycling step comprises a step of filtration of the heterogeneous catalyst followed by a step of drying the catalyst.
  • the catalyst is sintered and then dried under vacuum at a pressure ranging from 10 -1 mbar to 10 mbar for a period of time ranging from 60 to 3600 minutes at a temperature in the range a range from 50 ° C. to 150 ° C.
  • the catalyst is sintered and then dried under vacuum at a pressure ranging from 10 -1 mbar to 1 mbar for a period of time in the range between 60 and 240 minutes at room temperature.
  • the process comprises an additional step of recycling the alkyl phosphates, if appropriate after the distillation step.
  • Regeneration of trialkylphosphate can be carried out according to the procedure described by Yoshino et al., (Yoshino et al, Tetrahedron, 2006, 62, 1309-1317).
  • the alkylation of the substrate according to the process of the invention is carried out by recycled trialkylphosphate or in the presence of a recycled heterogeneous acid catalyst. According to one embodiment, the alkylation of the substrate according to the process of the invention is carried out by recycled trialkylphosphate and in the presence of a recycled heterogeneous acid catalyst.
  • the subject of the invention is the use of an alkylating agent in a process according to the invention.
  • the alkylating agent is selected from trimethyl phosphate, triethyl phosphate, the triz 'sopropylphosphate, tributyl phosphate and tri (ethylhexyl) phosphate, preferably from trimethyl phosphate, triethyl phosphate, the triz' sopropylphosphate, and tributyl phosphate .
  • the invention relates to the use of trimethylphosphate for the manufacture of 1,2,3-trimethoxypropane from glycerol in a single step according to the method of the invention.
  • the manufacture of 1,2,3-trimethoxypropane from glycerol is carried out in the presence of an acid catalyst, in the absence of a solvent and at a temperature ranging from 0 ° C. to 150 ° C. C, preferably in a range from 50 to 110 ° C.
  • the manufacture of 1,2,3-trimethoxypropane from glycerol is carried out in the presence of an acid catalyst, in the absence of a solvent and at a temperature ranging from 0 ° C. to 130 ° C. ° C, preferably in a range from 25 to 130 ° C, more preferably in a range of 25 ° C to 120 ° C, and even more preferably in a range of 50 ° C to 120 ° C.
  • the invention relates to the use of tri (ethylhexyl) phosphate for the manufacture of 1,2,3-tri (ethylhexyloxy) propane from glycerol in a single step according to the process of the invention.
  • the manufacture of 1,2,3-tri (ethylhexyloxy) propane from glycerol is carried out in the presence of an acid catalyst, in the absence of a solvent and at a temperature in a range of 0 ° C at 150 ° C, preferably in a range from 50 to 110 ° C.
  • the manufacture of 1,2,3-tri (ethylhexyloxy) propane from glycerol is carried out in the presence of an acid catalyst, in the absence of a solvent and at a temperature in a range of 0 ° C at 130 ° C, preferably in a range from 25 to 130 ° C, more preferably in a range of 25 ° C to 120 ° C, and even more preferably in a range of 50 ° C to 120 ° C.
  • the amount of acid catalyst is in a range of 6 to 10 mol%, preferably about 8 mol% of catalyst per mole of glycerol.
  • This alkylation process makes it possible to reduce the production costs by allowing the methylation of glycerol in one step while three steps are currently required with current processes (Garcia et al., Green Chemistry, 2014, 16, 1007-1033). by allowing the recycling of the catalyst as well as trialkylphosphate and reducing the process temperature of the process. This process is also more respectful of sustainable development through the use of alkylating agents that are less toxic or even little or no toxic and that allow the valorization of bio-sourced synthons. In addition, this process makes it possible to obtain a very large variety of substrates. Thus even substrates sensitive to high temperatures can be alkylated without risk of degradation or explosion as it has been the case so far.
  • the reaction of the alcohol with the trialkylphosphate is carried out in the presence of microwave irradiation.
  • reaction of the alcohol with the trialkylphosphate is carried out in the absence of microwave irradiation.
  • the reaction of the alcohol with trialkylphosphate is carried out in the absence of halogenated reagent.
  • the reaction of the alcohol with the trialkylphosphate is carried out in the absence of sulfates.
  • reaction of the alcohol with trialkylphosphate is carried out in the absence of polyphosphoric acid.
  • the reaction of the alcohol with the trialkylphosphate is carried out in the absence of a base.
  • the alcohol is not a phenol, substituted or unsubstituted.
  • the spray gas flow is at 0.6 bar and the capillary voltage is 4.5 kV.
  • the solutions were injected at 180 rpm in a solvent mixture (methanol / dichloromethane / water 45/40/15).
  • the mass range of the assay is 50-1000 m / z and calibration was performed with sodium formate.
  • GC analyzes were performed on a GC-2025 shimadzu device containing a ZB-5-MS column (30.0 mx 0.25 mm x 0.25 ⁇ ).
  • the carrier gas used is nitrogen with a flow rate 1.27 mL / min.
  • the program used is as follows: 70 ° C for 2 minutes, then increasing the temperature from 15 ° C / min to 280 ° C which is maintained for 15 minutes.
  • the injector temperature is 250 ° C with a FID detection mode at 280 ° C. Results
  • Trimethylphosphate has a lack of reactivity with octanol at a temperature below 160 ° C (entry 1).
  • various acids have therefore been added to the solution.
  • the addition of an acid catalyst makes it possible to drastically increase the yield of methyl ether. In fact, the yields obtained are all greater than 55%, and a majority of the yields are even greater than 70%.
  • the use of bismuth triflate and iron triflate (entries 3 and 13) makes it possible to obtain a conversion to ether greater than 90%.
  • Example 2 Catalyst Ratio
  • the amount of catalyst was then optimized. Increasing the amount of catalyst relative to the number of hydroxyl functional groups makes it possible to increase the yield (inlet 2 and 3). However, this increase is not significant compared to the additional cost generated by the increase in the amount of catalyst involved in the reaction, the optimized ratio of catalyst corresponds to a ratio of 4 mol% of catalyst per mole of hydroxyl function ( entry 1).
  • the trimethylphosphate and the substrate are heated to boiling in the presence of catalyst for 24 hours.
  • the product is then isolated by distillation of the reaction medium.
  • the gas chromatography analyzes of the reaction medium show a conversion of 97% of the octanol to 1-methoxyoctane.
  • the catalyst was then filtered on a frit and then dried under vacuum at a pressure of 10 -1 mbar for 120 minutes at room temperature. The catalyst thus dried is then reintroduced in reaction.
  • the gas chromatographic analyzes of the reaction medium then show a 95% conversion of octanol to 1-methoxyoctane.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

The invention relates to alkylation and, in particular, to the alkylation of diverse substrates, under catalytic conditions that guarantee the safety of the reaction, at industrial level, and a satisfactory yield. More specifically, the invention relates to an alcohol alkylation method comprising a step of reacting alcohol with trialkyl phosphate in the presence of an acid catalyst and at a temperature within the range from 0°C to 130°C in the absence of solvent. The invention also relates to the use of trialkyl phosphate for the production of 1,2,3-trialkoxypropane from glycerol using the method of the invention.

Description

PROCÉDÉ D'ALKYLATION  ALKYLATION PROCESS
DOMAINE DE L'INVENTION FIELD OF THE INVENTION
La présente invention s'intéresse au domaine de l'alkylation, en particulier de l'alkylation de substrats variés, dans des conditions catalytiques assurant la sécurité de la réaction, au niveau industriel, et un rendement satisfaisant. The present invention is concerned with the field of alkylation, in particular the alkylation of various substrates, under catalytic conditions ensuring the safety of the reaction, at the industrial level, and a satisfactory yield.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE STATE OF THE ART
Les agents méthylants existant tels que le méthanesulfonate de méthyle, l'iodométhane, le diazométhane, le sulfate de diméthyle et le méthylfluorosulfonate sont très performants mais sont également très toxiques. D'autres agents méthylants moins toxiques, tels que le carbonate de diméthyle, le méthanol, et le sulfite de diméthyle, sont moins réactifs, même à très haute température. Existing methylating agents such as methyl methanesulfonate, iodomethane, diazomethane, dimethyl sulfate and methylfluorosulfonate are very effective but are also very toxic. Other less toxic methylating agents, such as dimethyl carbonate, methanol, and dimethyl sulfite, are less reactive, even at very high temperatures.
Au niveau industriel, la méthylation est souvent réalisée avec du chlorure de méthyle, qui est un gaz très toxique. At the industrial level, methylation is often carried out with methyl chloride, which is a very toxic gas.
Il existe donc un besoin d'identifier de nouvelles solutions, utilisant des réactifs peu ou pas toxiques. There is therefore a need to identify new solutions, using little or no toxic reagents.
La Demanderesse s'est intéressée au développement de nouvelles méthodes d'alkylation, et a commencé à s'intéresser aux trialkylphosphates, notamment au triméthylphosphate. Très rapidement, elle s'est confrontée à un problème technique et de sécurité : le résidu de distillation à pression atmosphérique à grande échelle de triméthylphosphate explose à 200°C (Toy et al, J. Am. Chem. Soc, 1944, 66, 499). Par ailleurs, la réactivité du triméthylphosphate sur les alcools, par exemple, étaient peu performante. L'utilisation de triméthylphosphate était donc rendue dissuasive. Au-delà du fait d'utiliser des réactifs peu ou pas toxiques, il existe donc également un besoin d'utiliser une réaction qui puisse être mise en œuvre au niveau industriel, en toute sécurité. L'objectif de la Demanderesse était également, de trouver une réaction qui puisse être efficace sur un grand nombre de substrats et qui puisse notamment permettre la fonctionnalisation de synthons biosourcés. Un exemple de ces synthons biosourcés peut être notamment le glycérol. Le glycérol étant instable à des températures supérieures à 160°C, la Demanderesse s'est à nouveau confrontée au problème technique lié à la température de réaction. The Applicant has been interested in the development of new alkylation methods, and has begun to focus on trialkylphosphates, especially trimethylphosphate. Very quickly, it faced a technical and safety problem: the large-scale atmospheric distillation residue of trimethylphosphate explodes at 200 ° C. (Toy et al., J. Am. Chem. Soc., 1944, 66, 499). Moreover, the reactivity of trimethylphosphate on alcohols, for example, was poor. The use of trimethylphosphate was therefore dissuasive. Beyond the fact of using little or no toxic reagents, there is also a need to use a reaction that can be implemented at the industrial level, safely. The objective of the Applicant was also to find a reaction that can be effective on a large number of substrates and which can in particular enable the functionalization of biosourced synthons. An example of these biosourced synthons can be especially glycerol. Glycerol being unstable at temperatures above 160 ° C, the Applicant has again encountered the technical problem related to the reaction temperature.
Malgré le préjugé de l'homme du métier, la Demanderesse a voulu continuer à s'intéresser aux trialkylphosphates, moins toxiques que tous les réactifs employés actuellement, et a commencé des travaux de recherche sur la catalyse de réactions d'alkylation faisant intervenir des trialkylphosphates. Despite the prejudice of the skilled person, the Applicant has wanted to continue to be interested in trialkylphosphates, less toxic than all the reagents currently used, and began research on the catalysis of alkylation reactions involving trialkylphosphates .
Tiers et al., (Acta Chemica Scandinavica, 1998, 52, 1223-1233), décrit une méthylation directe d'alcools primaires et secondaires par le triméthylphosphate. Toutefois, la réaction de Tiers et al. est loin d'être satisfaisante : la température de réaction est de 180-190°C, ce qui ne permet pas d'assurer parfaitement les contraintes de sécurité industrielle ni d'assurer une grande variété de substrats. Tiers et al., (Acta Chemica Scandinavica, 1998, 52, 1223-1233), discloses direct methylation of primary and secondary alcohols by trimethylphosphate. However, the reaction of Tiers et al. is far from satisfactory: the reaction temperature is 180-190 ° C, which does not ensure perfectly the constraints of industrial safety or ensure a wide variety of substrates.
La présente invention cherche donc à résoudre les problèmes rencontrés dans l'art antérieur, et à proposer une réaction d'alkylation réalisée à température modérée, avec un agent alkylant peu ou pas toxique, en présence d'un catalyseur, qui puisse être mise en œuvre sur une grande variété de substrats. The present invention therefore seeks to solve the problems encountered in the prior art, and to propose an alkylation reaction carried out at moderate temperature, with an alkylating agent with little or no toxicity, in the presence of a catalyst, which can be work on a wide variety of substrates.
RÉSUMÉ ABSTRACT
En particulier, l'invention a pour objet un procédé d'alkylation d'un substrat, comprenant une étape de réaction dudit substrat avec un agent alkylant, notamment un trialkylphosphate, en présence d'un catalyseur acide, de préférence recyclable, à une température inférieure à 130°C en absence de solvant. In particular, the subject of the invention is a process for the alkylation of a substrate, comprising a step of reacting said substrate with an alkylating agent, especially a trialkylphosphate, in the presence of an acid catalyst, preferably recyclable, at a temperature less than 130 ° C in the absence of solvent.
L'invention a également pour objet un procédé d'alkylation d'alcool comprenant une étape de réaction de l'alcool avec du trialkylphosphate en présence d'un catalyseur acide à une température comprise dans une gamme allant de 0°C à 130°C, préférentiellement de 25°C à 130°C, en absence de solvant. Selon un mode de réalisation, l'alcool mis en œuvre dans le procédé de l'invention, est un monoalcool, un polyol ou un ester d'hydroxy acide. The invention also relates to an alcohol alkylation process comprising a step of reacting the alcohol with trialkyl phosphate in the presence of an acid catalyst at a temperature ranging from 0 ° C. to 130 ° C. , preferentially from 25 ° C to 130 ° C, in the absence of solvent. According to one embodiment, the alcohol used in the process of the invention is a monoalcohol, a polyol or a hydroxy acid ester.
L'invention a également pour objet l'utilisation d'un agent alkylant, de préférence un trialkylphosphate, dans un procédé selon l'invention, pour obtenir un 1,2,3- trialcoxypropane, à partir de glycérol en une seule étape. The invention also relates to the use of an alkylating agent, preferably a trialkylphosphate, in a process according to the invention, to obtain a 1,2,3-trialkoxypropane, from glycerol in a single step.
Dans un mode de réalisation, l'agent alkylant est le triméthylphosphate et son utilisation dans un procédé de l'invention permet d'obtenir le 1,2,3-triméthoxypropane à partir de glycérol en une seule étape. Dans un second mode de réalisation, l'agent alkylant est le tri(éthylhexyl)phosphate et son utilisation dans un procédé de l'invention permet d'obtenir le 1,2,3- tri(éthylhexyloxy)propane à partir de glycérol en une seule étape. In one embodiment, the alkylating agent is trimethylphosphate and its use in a process of the invention allows 1,2,3-trimethoxypropane to be obtained from glycerol in a single step. In a second embodiment, the alkylating agent is tri (ethylhexyl) phosphate and its use in a process of the invention makes it possible to obtain 1,2,3-tri (ethylhexyloxy) propane from glycerol in one form. only step.
DÉFINITIONS Dans la présente invention, les termes ci-dessous sont définis de la manière suivante : DEFINITIONS In the present invention, the terms below are defined as follows:
« alcool » : concerne un composé organique dont l'un des carbones est lié à un groupe hydroxyle -OH. Dans un mode de réalisation, « alcool » concerne un composé organique dont l'un des carbones tétraédriques CsP3 est lié à un groupe hydroxyle - OH. Dans ce mode de réalisation, la définition d'alcool ne comprend donc pas les phénols et les dérivés hydroxy d'hétéroaryles. Un alcool est dit primaire, lorsque le groupe hydroxyle -OH est porté par un atome de carbone primaire, c'est-à-dire lié à un seul autre atome de carbone. Un alcool est dit secondaire, lorsque le groupe hydroxyle -OH est porté par un carbone secondaire, c'est-à-dire lié à deux autres carbones. Un alcool est dit tertiaire lorsque le groupe hydroxyle -OH est porté par un atome de carbone tertiaire, c'est-à-dire lié à trois atomes de carbone. "Alcohol": relates to an organic compound of which one of the carbons is linked to a hydroxyl group -OH. In one embodiment, "alcohol" relates to an organic compound in which one of the Cs P 3 tetrahedral carbons is linked to a hydroxyl-OH group. In this embodiment, the definition of alcohol therefore does not include phenols and hydroxy heteroaryl derivatives. An alcohol is said primary, when the hydroxyl group -OH is carried by a primary carbon atom, that is to say linked to a single other carbon atom. An alcohol is said to be secondary, when the hydroxyl group -OH is carried by a secondary carbon, that is to say linked to two other carbons. An alcohol is tertiary when the hydroxyl group -OH is carried by a tertiary carbon atom, that is to say linked to three carbon atoms.
« alcoxy » : concerne un groupement O-alkyle, le groupement alkyle étant tel que défini ci-dessous. « alkyle » : concerne toute chaîne hydrocarbonée linéaire saturée, de 1 à 20 atomes de carbone, de préférence de 1 à 10 atomes de carbone, tel que par exemple méthyle, éthyle, n-propyle, isopropyle, n-butyle, sec-butyle, isobutyle, tertio-butyle, pentyle et ses isomères (e.g. n-pentyle, iso-pentyle), hexyle et ses isomères (e.g. n-hexyle, iso- hexyle), heptyle et ses isomères (e.g. n-heptyle, iso-heptyle), octyle et ses isomères (e.g. n-octyle, iso-octyle, ethylhexyle), nonyle et ses isomères (e.g. n-nonyle, iso- nonyle), decyle et ses isomères (e.g. n-decyle, iso-decyle) et de manière encore plus préférentielle de 1 à 5 carbones, tel que par exemple méthyle, éthyle, n-propyle, isopropyle, n-butyle, sec-butyle, isobutyle, tertio-butyle et pentyle et ses isomères (e.g. n-pentyle, iso-pentyle). Selon un mode de réalisation préférentiel, alkyle concerne un groupement éthyle, n-propyle ou isopropyle. "Alkoxy" relates to an O-alkyl group, the alkyl group being as defined below. "Alkyl": relates to any linear saturated hydrocarbon chain, from 1 to 20 carbon atoms, preferably from 1 to 10 carbon atoms, such as for example methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl isobutyl, tert-butyl, pentyl and isomers thereof (eg n-pentyl, iso-pentyl), hexyl and isomers thereof (eg n-hexyl, isohexyl), heptyl and isomers thereof (eg n-heptyl, iso-heptyl ), octyl and its isomers (eg n-octyl, isooctyl, ethylhexyl), nonyl and its isomers (eg n-nonyl, isonyl), decyl and its isomers (eg n-decyl, iso-decyl) and even more preferably from 1 to 5 carbons, such as, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl and pentyl and its isomers (eg n-pentyl, isopropyl). pentyl). According to a preferred embodiment, alkyl relates to an ethyl, n-propyl or isopropyl group.
« alkylaryle » : concerne un groupement comportant un groupement aryle tel de défini ci-dessous lié de manière covalente à un groupement alkyle tel que défini ci- dessus et relié par le groupement aryle. "Alkylaryl": relates to a group having an aryl group as defined below covalently bonded to an alkyl group as defined above and connected by the aryl group.
« aluminosilicates » : concerne les minéraux du groupe des silicates dans lesquels certains atomes de silicium Si sont remplacés par des atomes d'aluminium Al. "Aluminosilicates": relates to the minerals of the group of silicates in which some Si silicon atoms are replaced by Al aluminum atoms.
« Amberlyst® » : concerne des résines échangeuses d'ions fortement acides sous forme de perle, non soluble dans les liquides organiques ou les solutions aqueuses. Ces catalyseurs acides polymériques et hétérogènes sont vendus par Rohm and Haas du groupe Dow. "Amberlyst®" refers to highly acidic ion exchange resins in the form of pearls, which are not soluble in organic liquids or aqueous solutions. These polymeric and heterogeneous acidic catalysts are sold by Rohm and Haas of the Dow Group.
« aryle » : concerne un système mono- ou polycyclique de 5 à 20, de préférence de 6 à 12, atomes de carbone possédant un ou plusieurs noyaux aromatiques (quand il y a deux noyaux, il est fait référence à un biaryle) parmi lesquels on peut citer le groupe phényle, le groupe biphényle, le groupe 1-naphtyle, le groupe 2-naphtyle, le groupe tétrahydronaphtyle, le groupe indanyle, et le groupe binaphtyle. "Aryl": relates to a mono- or polycyclic system of 5 to 20, preferably 6 to 12, carbon atoms having one or more aromatic rings (when there are two rings, it is referred to as a biaryl) among which mention may be made of the phenyl group, the biphenyl group, the 1-naphthyl group, the 2-naphthyl group, the tetrahydronaphthyl group, the indanyl group, and the binaphthyl group.
« arylalkyle » : concerne un groupement comportant un groupement alkyle tel de défini ci-dessus lié de manière covalente à un groupement aryle tel que défini ci- dessus et relié par le groupement alkyle. "Arylalkyl" relates to a group comprising an alkyl group as defined above covalently linked to an aryl group as defined above and connected by the alkyl group.
« cycloalkyle » : concerne un groupement alkyle cyclique ou polycyclique; de préférence un groupement cyclopropyle, cyclopentyle ou cyclohexyle. « environ » : placé devant un nombre, signifie plus ou moins 10% de la valeur nominale de ce nombre. "Cycloalkyl": relates to a cyclic or polycyclic alkyl group; preferably a cyclopropyl, cyclopentyl or cyclohexyl group. "About": placed in front of a number, means plus or minus 10% of the nominal value of that number.
« hétéroaryle » : concerne mais n'est pas limité à des cycles aromatiques de 5 à 12 atomes de carbone qui sont fusionnés ou liés de manière covalente, typiquement contenant 5 à 6 atomes; au moins un des carbones aromatiques dans au moins un des cycles est remplacé par l'oxygène, l'azote ou le soufre, l'azote et le soufre peuvent potentiellement être oxydés et l'azote potentiellement sous forme quaternaire. De tels cycles peuvent être fusionnés avec un aryle, cycloalkyle, hétéroaryle ou hétérocycle. Des exemples non-limitatifs de ces cycles comprennent les groupes pyrrolyle, furanyle, thiophenyle, pyrazolyle, imidazolyle, oxazolyle, isoxazolyle, thiazolyle, isothiazolyle, triazolyle, oxadiazolyle, thiadiazolyle, tetrazolyle, oxatriazolyle, thiatriazolyle, pyridinyle, pyrimidyle, pyrazinyle pyridazinyle, oxazinyle, dioxinyle, thiazinyle, triazinyle, imidazo[2,l-b][l,3]thiazolyle, thieno [3, 2-b] furanyle, thieno[3,2-b]thiophenyle, thieno[2,3-d][l,3]thiazolyle, thieno[2,3-d]imidazolyle, tetrazolo[l,5-a]pyridinyle, indolyle, indolizinyle, isoindolyle, benzofuranyle, isobenzofuranyle, benzothiophenyle, isobenzothiophenyle, indazolyle, benzimidazolyle, 1,3-benzoxazolyle, 1 ,2-benzisoxazolyle, 2,1-benzisoxazolyle, 1,3- benzothiazolyle, 1,2-benzoisothiazolyle, 2,1-benzoisothiazolyle, benzotriazolyle, 1,2,3-benzoxadiazolyle, 2,1,3-benzoxadiazolyle, 1,2,3-benzothiadiazolyle, 2,1,3- benzothiadiazolyle, thienopyridinyle, purinyle, imidazo[l,2-a]pyridinyle, 6-oxo- pyridazin-l(6H)-yle, 2-oxopyridin-l(2H)-yle, 6-oxo-pyrudazin-l(6H)-yle, 2- oxopyridin-l(2H)-yle, 1,3- benzodioxolyle, quinolinyle, isoquinolinyle, cinnolinyle, quinazolinyle, quinoxalinyle. "Heteroaryl": relates but is not limited to aromatic rings of 5 to 12 carbon atoms which are fused or covalently bound, typically containing 5 to 6 atoms; at least one of the aromatic carbons in at least one of the rings is replaced by oxygen, nitrogen or sulfur, the nitrogen and the sulfur can potentially be oxidized and the nitrogen potentially in quaternary form. Such rings may be fused with aryl, cycloalkyl, heteroaryl or heterocycle. Non-limiting examples of these rings include pyrrolyl, furanyl, thiophenyl, pyrazolyl, imidazolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, triazolyl, oxadiazolyl, thiadiazolyl, tetrazolyl, oxatriazolyl, thiatriazolyl, pyridinyl, pyrimidyl, pyrazinylpyridazinyl, oxazinyl, dioxinyl, thiazinyl, triazinyl, imidazo [2,1b] [1,3] thiazolyl, thieno [3,2-b] furanyl, thieno [3,2-b] thiophenyl, thieno [2,3-d] [1, 3] thiazolyl, thieno [2,3-d] imidazolyl, tetrazolo [1,5-a] pyridinyl, indolyl, indolizinyl, isoindolyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, benzothiophenyl, isobenzothiophenyl, indazolyl, benzimidazolyl, 1,3-benzoxazolyl, 1, 2-benzisoxazolyl, 2,1-benzisoxazolyl, 1,3-benzothiazolyl, 1,2-benzoisothiazolyl, 2,1-benzoisothiazolyl, benzotriazolyl, 1,2,3-benzoxadiazolyl, 2,1,3-benzoxadiazolyl, 1,2, 3-benzothiadiazolyl, 2,1,3-benzothiadiazolyl, thienopyridinyl, purinyl, imidazo [1,2-a] pyridinyl, 6-oxopyridazin-1 (6H) -yl, 2-oxopy Ridin-1 (2H) -yl, 6-oxo-pyrudazin-1 (6H) -yl, 2-oxopyridin-1 (2H) -yl, 1,3-benzodioxolyl, quinolinyl, isoquinolinyl, cinnolinyl, quinazolinyl, quinoxalinyl.
« hétérocycle » : concerne un groupement non aromatique, complètement saturé ou partiellement insaturé (par exemple, un composé cyclique comportant de 3 à 7 atomes, un composé bicyclique comportant de 7 à 11 atomes) qui possède au moins un hétéroatome sur l'un des cycles carbonés. Chaque cycle du groupement hétérocycle contenant un hétéroatome peut avoir 1, 2, 3 ou 4 hétéroatomes sélectionné parmi l'azote, l'oxygène et/ou le soufre, les atomes de soufre et d'azote pouvant être optionnellement oxydés et l'atome d'azote potentiellement quaternaire. Les cycles des hétérocycles polycycliques peuvent être fusionnés, pontés et / ou reliés par un ou plusieurs atomes spiro. Des exemples non-limitatifs de ces cycles comprennent les groupes aziridinyle, oxiranyle, thioranyle, piperidinyle, azetidinyle, 2-imidazolinyle, pyrazolidinyle, imidazolidinyle, isoxazolinyle, oxazolidinyle, isoxazolidinyle, thiazolidinyle, isothiazolidinyle, piperidinyle, succinimidyle, 3H-indolyle, indolinyle, isoindolinyle, 2H-pyrrolyle, 1-pyrrolinyle, 2-pyrrolinyle, 3-pyrrolinyle, pyrrolidinyle, 4H-quinolizinyle, 2-oxopiperazinyle, piperazinyle, homopiperazinyle, 2-pyrazolinyle, 3-pyrazolinyle, tetrahydro-2H-pyranyle, 2H-pyranyle, 4H-pyranyle, 3,4-dihydro-2H-pyranyle, oxetanyle, thietanyle, 3-dioxolanyle, 1,4-dioxanyle, 2,5- dioximidazolidinyle, 2-oxopiperidinyle, 2-oxopyrrolodinyle, indolinyle, tetrahydropyranyle, tetrahydrofuranyle, tetrahydrothiophenyle, tetrahydroquinolinyle, tetrahydroisoquinolin- 1 -yle, tetrahydroisoquinolin-2-yle, tetrahydroisoquinolin-3-yle, tetrahydroisoquinolin-4-yle, thiomorpholin-4-yle, thiomorpholin-4-ylsulfoxide, thiomorpholin-4-ylsulfone, 1,3-dioxolanyl, 1,4- oxathianyle, 1 ,4-dithianyl, 1,3,5-trioxanyle, lH-pyrrolizinyle, tetrahydro-1,1- dioxothiophenyle, N-formylpiperazinyle, and morpholin-4-yle. "Heterocycle" means a non-aromatic, fully saturated or partially unsaturated group (for example, a cyclic compound having 3 to 7 atoms, a bicyclic compound having 7 to 11 atoms) which has at least one heteroatom on one of the carbon cycles. Each hetero ring containing heterocycle ring may have 1, 2, 3 or 4 heteroatoms selected from nitrogen, oxygen and / or sulfur, optionally substituted sulfur and nitrogen atoms, and potentially quaternary nitrogen. The cycles of polycyclic heterocycles can be fused, bridged and / or linked by one or several spiro atoms. Non-limiting examples of these rings include aziridinyl, oxiranyl, thioranyl, piperidinyl, azetidinyl, 2-imidazolinyl, pyrazolidinyl, imidazolidinyl, isoxazolinyl, oxazolidinyl, isoxazolidinyl, thiazolidinyl, isothiazolidinyl, piperidinyl, succinimidyl, 3H-indolyl, indolinyl, isoindolinyl groups. , 2H-pyrrolyl, 1-pyrrolinyl, 2-pyrrolinyl, 3-pyrrolinyl, pyrrolidinyl, 4H-quinolizinyl, 2-oxopiperazinyl, piperazinyl, homopiperazinyl, 2-pyrazolinyl, 3-pyrazolinyl, tetrahydro-2H-pyranyl, 2H-pyranyl, 4H pyranyl, 3,4-dihydro-2H-pyranyl, oxetanyl, thietanyl, 3-dioxolanyl, 1,4-dioxanyl, 2,5-dioximidazolidinyl, 2-oxopiperidinyl, 2-oxopyrrolidinyl, indolinyl, tetrahydropyranyl, tetrahydrofuranyl, tetrahydrothiophenyl, tetrahydroquinolinyl , tetrahydroisoquinolin-1-yl, tetrahydroisoquinolin-2-yl, tetrahydroisoquinolin-3-yl, tetrahydroisoquinolin-4-yl, thiomorpholin-4-yl, thiomorpholin-4-ylsulfoxide, thiomorpholin-4-ylsulfone, 1,3-dioxo lanyl, 1,4-oxathianyl, 1,4-dithianyl, 1,3,5-trioxanyl, 1H-pyrrolizinyl, tetrahydro-1,1-dioxothiophenyl, N-formylpiperazinyl, and morpholin-4-yl.
« monoalcool » : concerne un alcool dont la molécule ne possède qu'une seule fonction hydroxyle -OH. "Monoalcohol": relates to an alcohol whose molecule has only one hydroxyl function -OH.
« Nafion® » : concerne des composites polymères fluorés de numéro CAS 66796-30-3 et de formule : "Nafion®": relates to fluorinated polymeric composites of CAS number 66796-30-3 and of formula:
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dans laquelle x représente une valeur allant de 6 à 10, y représente une valeur égale à 1 et z représente une valeur égale à 2. where x represents a value ranging from 6 to 10, y represents a value equal to 1 and z represents a value equal to 2.
« polymère hydroxylé » : concerne un polymère dont le monomère correspondant possède une fonction hydroxyle. « polyol » : concerne un composé organique dont plusieurs des carbones tétraédriques CsP3 sont liés à un groupe hydroxyle -OH. "Hydroxylated Polymer" relates to a polymer whose corresponding monomer has a hydroxyl function. "Polyol": relates to an organic compound of which several of the Cs P 3 tetrahedral carbons are linked to a hydroxyl group -OH.
« trialkylphosphate » : concerne un composé organique selon la formule suivante dans laquelle R', R" et R'", sont des alkyles tel que défini ci-dessus.
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"Trialkylphosphate" relates to an organic compound according to the following formula wherein R ', R "and R'" are alkyls as defined above.
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« zéolite » : ou zéolithe, concerne un cristal formé d'un squelette microporeux d'aluminosilicate, dont les espaces vides connexes sont initialement occupés par des cations et des molécules d'eau.  "Zeolite" or zeolite refers to a crystal formed of a microporous aluminosilicate skeleton, whose associated voids are initially occupied by cations and water molecules.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DETAILED DESCRIPTION
Ainsi, dans un premier aspect, la présente invention concerne un procédé d'alkylation d'un substrat comprenant une étape de réaction du substrat avec un trialkylphosphate en présence d'un catalyseur acide à une température comprise dans une gamme allant de 0°C à 150°C, préférentiellement dans une gamme allant de 0°C à 130°C, plus préférentiellement dans une gamme allant de 25°C à 130°C et en absence de solvant. Thus, in a first aspect, the present invention relates to a method of alkylating a substrate comprising a step of reacting the substrate with a trialkyl phosphate in the presence of an acid catalyst at a temperature ranging from 0 ° C to 150 ° C, preferably in a range from 0 ° C to 130 ° C, more preferably in a range of 25 ° C to 130 ° C and in the absence of solvent.
De préférence, le substrat est un alcool, en particulier un monoalcool, un polyol, ou un ester d'hydroxy acides. Preferably, the substrate is an alcohol, particularly a monoalcohol, a polyol, or a hydroxy acid ester.
Selon un mode de réalisation, le substrat est un alcool, en particulier un monoalcool de formule RI -OH dans laquelle RI représente un groupe sélectionné parmi les groupes alkyle, cycloalkyle et héterocycle qui est non substitué ou substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi alkyle, alcoxy, héterocyle, héteroaryle, aryle, alkylphenyle et phénylalkyle, les groupes pouvant eux-mêmes être substitués par un ou plusieurs groupes choisis parmi les groupes alkyle et alcoxy. According to one embodiment, the substrate is an alcohol, in particular a monoalcohol of formula RI-OH in which RI represents a group selected from alkyl, cycloalkyl and heterocycle groups which is unsubstituted or substituted by one or more groups selected from alkyl , alkoxy, heterocyl, heteroaryl, aryl, alkylphenyl and phenylalkyl, the groups may themselves be substituted by one or more groups selected from alkyl and alkoxy groups.
Selon un mode de réalisation, l'alcool est un alcool primaire. Selon un autre mode de réalisation, l'alcool est un alcool secondaire. Selon un autre mode de réalisation, l'alcool est un alcool tertiaire. Selon un mode de réalisation, le groupe RI représente un héterocycle dont l'hétéroatome est l'oxygène. According to one embodiment, the alcohol is a primary alcohol. In another embodiment, the alcohol is a secondary alcohol. According to another embodiment, the alcohol is a tertiary alcohol. According to one embodiment, the group RI represents a heterocycle whose heteroatom is oxygen.
Selon un mode de réalisation, l'alcool de formule RI -OH est choisi parmi l'octan-l-ol, l'octan-2-ol, le 2-éthyl-l-hexanol, le nonan-l-ol, le décan-l-ol, l'undécanol, le dodécan- l-ol, l'alcool laurylique, le tétradécanol, l'alcool myristylique, l'hexadécanol, l'alcool cétylique, l'octadécanol, l'alcool stéarylique, le docosanol, le policosanol, le triacontanol et l'alcool myricylique, le cyclopentanol, le cyclohexanol, 2-tetrahydropyranol, 3- tetrahydropyranol, 4-tetrahydropyranol, 2-tetrahydrofuranol, et 3-tetrahydrofuranol. According to one embodiment, the alcohol of formula R 1 -OH is chosen from octan-1-ol, octan-2-ol, 2-ethyl-1-hexanol, nonan-1-ol, decan-1-ol, undecanol, dodecan-ol, lauryl alcohol, tetradecanol, myristyl alcohol, hexadecanol, cetyl alcohol, octadecanol, stearyl alcohol, docosanol , policosanol, triacontanol and myricylic alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol, 2-tetrahydropyranol, 3-tetrahydropyranol, 4-tetrahydropyranol, 2-tetrahydrofuranol, and 3-tetrahydrofuranol.
Selon un mode de réalisation, les alcools de formule RI -OH sont choisis parmi les alcools suivants : According to one embodiment, the alcohols of formula R1 -OH are chosen from the following alcohols:
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Selon un mode de réalisation, le substrat est un polyol de formule R2-OH. According to one embodiment, the substrate is a polyol of formula R2-OH.
Selon un mode de réalisation le groupement R2 représente un groupe sélectionné parmi les groupes alkyle, cycloalkyle et héterocycle qui est substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi hydroxyle, alkyle, alcoxy, héterocyle, héteroaryle, aryle, alkylphenyle et phénylalkyle, les groupes pouvant eux-mêmes être substitués par un ou plusieurs groupes choisis parmi les groupes hydroxyle, alkyle et alcoxy, sachant que le groupement R2 doit comporter au moins une fonction hydroxyle. Selon un mode de réalisation, le groupement R2 est substitué par un groupement alcoxy lui-même être substitué par au moins un groupement hydroxyle. According to one embodiment, the group R2 represents a group selected from alkyl, cycloalkyl and heterocycle groups which is substituted by one or more groups chosen from hydroxyl, alkyl, alkoxy, heterocyl, heteroaryl, aryl, alkylphenyl and phenylalkyl, the groups being able to themselves be substituted by one or more groups selected from hydroxyl, alkyl and alkoxy groups, wherein the R2 group must have at least one hydroxyl function. According to one embodiment, the group R2 is substituted by an alkoxy group itself to be substituted by at least one hydroxyl group.
Selon un mode de réalisation, le groupement R2 représente la formule (I) suivante :
Figure imgf000010_0001
tel que R3 représente un hydrogène ou le groupement R4 de formule (II) suivante :
Figure imgf000010_0002
According to one embodiment, the group R2 represents the following formula (I):
Figure imgf000010_0001
such that R3 represents hydrogen or the group R4 of formula (II) below:
Figure imgf000010_0002
avec n compris entre 0 et 10.  with n between 0 and 10.
Selon un mode de réalisation, n est compris dans une gamme allant de 0 à 5, préférentiellement dans une gamme allant de 0 à 3. Selon un mode de réalisation, n est égal à 0, 1, 2 ou 3. According to one embodiment, n is in a range from 0 to 5, preferably in a range from 0 to 3. According to one embodiment, n is equal to 0, 1, 2 or 3.
Selon un autre mode de réalisation le polyol de formule R2-OH est un dérivé de sucre, de préférence choisi parmi érythriol, le glycérol, l'érythritol, le threitol, l'arabitol, le ribitol, le xylitol, le mannitol, le sorbitol, le galactitol, le fucitol, l'iditol, l'inositol, le volemitol, l'isomaltol, le maltitol, le lactitol, le maltotriitol, le maltotetraitol, le polyglycitol, l'isosorbide et ses isomères (e.g. isomannide, isoidide). Selon un mode de réalisation, le polyol de l'invention est choisi parmi le glycérol, et l'érythriol. Selon un mode de réalisation préféré, l'alcool est le glycérol. According to another embodiment, the polyol of formula R 2 -OH is a sugar derivative, preferably chosen from erythriol, glycerol, erythritol, threitol, arabitol, ribitol, xylitol, mannitol and sorbitol. , galactitol, fucitol, iditol, inositol, volemitol, isomaltol, maltitol, lactitol, maltotriitol, maltotetraitol, polyglycitol, isosorbide and its isomers (eg isomannide, isoidide). According to one embodiment, the polyol of the invention is chosen from glycerol and erythriol. According to a preferred embodiment, the alcohol is glycerol.
Selon un autre mode de réalisation, le polyol de formule R2-OH est un polymère hydroxylé, préférentiellement choisi parmi le polyglycérol et l'alcool polyvinylique. Selon un mode de réalisation, les polyols de formule R2-OH sont choisis parmi les polyols suivants :
Figure imgf000011_0001
According to another embodiment, the polyol of formula R2-OH is a hydroxylated polymer, preferably chosen from polyglycerol and polyvinyl alcohol. According to one embodiment, the polyols of formula R2-OH are chosen from the following polyols:
Figure imgf000011_0001
Selon un mode de réalisation, seules les fonctions alcool primaire sont alkylées. Selon un autre mode de réalisation, seules les fonctions alcool secondaire sont alkylées. Selon un troisième mode de réalisation, seules les fonctions alcool primaire et alcool secondaire sont alkylées. Selon un dernier mode de réalisation, toutes les fonctions alcools sont alkylées. According to one embodiment, only the primary alcohol functions are alkylated. According to another embodiment, only the secondary alcohol functions are alkylated. According to a third embodiment, only the primary alcohol and secondary alcohol functions are alkylated. According to a last embodiment, all the alcohol functions are alkylated.
Selon un mode de réalisation, le substrat est un ester d'hydroxy acide de formule (III) According to one embodiment, the substrate is a hydroxy acid ester of formula (III)
R6^COOR5 R 6 ^ COOR 5
OH (m) dans laquelle  OH (m) in which
R5 représente un groupement alkyle linéaire ou ramifié composé de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 1 à 5 atomes de carbone, de manière encore plus préférentielle de 1 à 3 atomes de carbone. R6 représente R5 represents a linear or branched alkyl group composed of 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, even more preferably 1 to 3 carbon atoms. R6 represents
■ un hydrogène, ■ hydrogen,
■ un groupe ester COOR7, tel que R7 représente un groupement alkyle linéaire ou ramifié composé de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 1 à 5 atomes de carbone, de manière encore plus préférentielle de 1 à ■ an ester group -COOR 7, such that R7 represents a linear or branched alkyl group composed of 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, even more preferably from 1 to
3 atomes de carbone, 3 carbon atoms,
■ ou un groupe de formule (IV) : ■ or a group of formula (IV):
Figure imgf000012_0001
dans laquelle R8, R9 et RIO peuvent être identiques ou différents et représentent chacun
Figure imgf000012_0001
wherein R8, R9 and R10 may be the same or different and each represents
• un hydrogène,  • a hydrogen,
• un groupe hydroxyle, un groupe alkyle non substitué ou substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi hydroxyle, alkyle, alcoxy, héterocyle, héteroaryle, aryle, alkylphenyle et phénylalkyle, les groupes pouvant eux-mêmes être substitués par un ou plusieurs groupes choisis parmi les groupes hydroxyle, alkyle et alcoxy, ou A hydroxyl group, an alkyl group which is unsubstituted or substituted with one or more groups chosen from hydroxyl, alkyl, alkoxy, heterocyl, heteroaryl, aryl, alkylphenyl and phenylalkyl, the groups which may themselves be substituted by one or more groups chosen from hydroxyl, alkyl and alkoxy groups, or
• un groupe ester de formule COOR11 tel que Rl l représente un groupement alkyle linéaire ou ramifié composé de 1 à 10 atomes de carbone, de préférence de 1 à 5 atomes de carbone, de manière encore plus préférentielle de 1 à 3 atomes de carbone. An ester group of formula COOR 11 such that R 11 represents a linear or branched alkyl group composed of 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 5 carbon atoms, even more preferably 1 to 3 carbon atoms.
Selon un mode de réalisation, R8, R9 et RIO peuvent être identiques ou différents et représentent chacun un hydrogène, un groupe hydroxyle, un groupe alkyle Cl -C10 non substitué ou substitué par un ou plusieurs groupes choisis parmi hydroxyle, alkyle, alcoxy, héterocyle, héteroaryle, aryle, alkylphenyle et phénylalkyle, les groupes pouvant eux-mêmes être substitués par un ou plusieurs groupes choisis parmi les groupes hydroxyle, alkyle et alcoxy, ou un groupe ester de formule COOR11 tel que défini ci- dessus. Selon un mode de réalisation préféré, au moins un des groupements parmi R8, R9 et RIO représente un hydrogène. Selon un mode de réalisation, au moins un des groupements parmi R8, R9 et RIO représente un groupement ester de formule COORl 1, RI 1 étant tel que défini ci-dessus. Selon un mode de réalisation, au moins un des groupements parmi R8, R9 et RIO représente un groupe hydroxyle. According to one embodiment, R8, R9 and R10 may be identical or different and each represents a hydrogen, a hydroxyl group or a C1-C10 alkyl group which is unsubstituted or substituted with one or more groups chosen from hydroxyl, alkyl, alkoxy and heterocyl groups. , heteroaryl, aryl, alkylphenyl and phenylalkyl, the groups which may themselves be substituted with one or more groups chosen from hydroxyl, alkyl and alkoxy groups, or an ester group of formula COOR11 as defined above. According to a preferred embodiment, at least one of R8, R9 and R10 represents hydrogen. According to one embodiment, at least one of R8, R9 and R10 represents an ester group of formula COOR1 1, Ri 1 being as defined above. According to one embodiment, at least one of R8, R9 and R10 represents a hydroxyl group.
Selon un mode de réalisation, les hydroxy acides correspondants aux esters d'hydroxy acides utiles dans l'invention sont choisis parmi l'acide malique, l'acide lactique, l'acide glycolique, l'acide tartrique, l'acide glycérique, l'acide citrique et l'acide tartronique. According to one embodiment, the hydroxy acids corresponding to the hydroxy acid esters useful in the invention are chosen from malic acid, lactic acid, glycolic acid, tartaric acid, glyceric acid, citric acid and tartronic acid.
Selon un mode de réalisation, les groupements R5, R7 et Rl l sont des groupements méthyle, éthyle, n-propyle ou iso-propyle. Selon un mode de réalisation préféré, les groupements R5, R7 et RI 1 sont des groupements méthyle. According to one embodiment, the groups R 5, R 7 and R 11 are methyl, ethyl, n-propyl or iso-propyl groups. According to a preferred embodiment, the groups R 5, R 7 and R 1 are methyl groups.
Selon un mode de réalisation, les esters d'hydroxy acides sont choisis parmi les composés suivants : According to one embodiment, the hydroxy acid esters are chosen from the following compounds:
Figure imgf000013_0001
Selon un mode de réalisation préféré, le substrat est choisi parmi l'acide tartrique, l'acide tartronique et l'acide glycérique. De manière encore plus préférentielle, le substrat est l'acide tartrique.
Figure imgf000013_0001
According to a preferred embodiment, the substrate is chosen from tartaric acid, tartronic acid and glyceric acid. Even more preferably, the substrate is tartaric acid.
Selon un mode de réalisation, le trialkylphosphate est choisi parmi le triméthylphosphate, le triéthylphosphate, le tripropylphosphate, le triz'sopropylphosphate, le tributylphosphate, le tritertbutylphosphate, le triz'sobutylphosphate, le tripentylphosphate, le trihexylphosphate, le triheptylphosphate, le trioctylphosphate, le tri(éthylhexyl)phosphate, le trinonylphosphate, le tridécylphosphate, le triundécylphosphate et le tridocécylphosphate. Selon un mode de réalisation, le trialkylphosphate est choisi parmi le triméthylphosphate, le triéthylphosphate, le triz'sopropylphosphate, le tributylphosphate, le tri(éthylhexyl)phosphate, et le trioctylphosphate. Selon un mode de réalisation, le trialkylphosphate est choisi parmi le triméthylphosphate, le triéthylphosphate, le triz'sopropylphosphate, et le tributylphosphate. Selon un mode de réalisation préféré, le trialkylphosphate est le triméthylphosphate. According to one embodiment, the trialkyl phosphate is selected from trimethyl phosphate, triethyl phosphate, the tripropylphosphate the triz 'sopropylphosphate, tributyl phosphate, the tritertbutylphosphate the triz' sobutylphosphate the tripentylphosphate the trihexylphosphate, the triheptylphosphate, trioctyl phosphate, tri (ethylhexyl) phosphate, trinonylphosphate, tridecylphosphate, triundecylphosphate and tridocecylphosphate. According to one embodiment, the trialkyl phosphate is selected from trimethyl phosphate, triethyl phosphate, the triz 'sopropylphosphate, tributyl phosphate, tris (ethylhexyl) phosphate, and trioctyl phosphate. According to one embodiment, the trialkyl phosphate is selected from trimethyl phosphate, triethyl phosphate, the triz 'sopropylphosphate, and tributyl phosphate. According to a preferred embodiment, the trialkylphosphate is trimethylphosphate.
Selon un mode de réalisation le ratio de trialkylphosphate par rapport au nombre de fonctions hydroxyles portées par l'alcool est compris dans une gamme allant de 0,3 à 3, préférentiellement de 0,3 à 2, de manière encore plus préférentielle de 0,3 à 1,5. According to one embodiment, the ratio of trialkyl phosphate relative to the number of hydroxyl functional groups carried by the alcohol is in a range from 0.3 to 3, preferably from 0.3 to 2, even more preferably from 0, 3 to 1.5.
Selon un mode de réalisation, le trialkylphosphate est ajouté dans des proportions stœchiométriques ou en excès par rapport aux nombres de fonctions hydroxyles portées par l'alcool. Selon un mode de réalisation le ratio de trialkylphosphate par rapport au nombre de fonctions hydroxyles portées par l'alcool est compris dans une gamme allant de 1 à 3, préférentiellement de 1 à 2, de manière encore plus préférentielle de 1 à 1,5. According to one embodiment, the trialkyl phosphate is added in stoichiometric proportions or in excess relative to the number of hydroxyl functions carried by the alcohol. According to one embodiment, the ratio of trialkyl phosphate relative to the number of hydroxyl functions carried by the alcohol is in a range from 1 to 3, preferably from 1 to 2, even more preferably from 1 to 1.5.
Selon un mode de réalisation, le dialkylphosphate obtenu à l'issue de réaction d'alkylation de l'alcool est régénéré en trialkylphosphate par alkylation. La régénération du trialkylphosphate peut être réalisée selon la procédure décrite par Yoshino et al, (Yoshino et al., Tetrahedron, 2006, 62, 1309-1317). Le trialkylphosphate ainsi régénéré peut être utilisé à nouveau dans une réaction d'alkylation des alcools selon le procédé de l'invention. Selon un mode de réalisation, le catalyseur acide est un acide de Lewis, un acide de Bronsted ou un solide acide ; de préférence un acide de Lewis choisi parmi les halogénures ou les triflates d'aluminium, de fer, d'étain, de zinc, de bore, de titane, de vanadium, de bismuth, de lanthane, de cérium, de praséodyme, de néodyme, de prométhium, de samarium, d'europium, de gadolinium, de terbium, de dysprosium, d'holmium, d'erbium, de thulium, d'ytterbium et de lutécium ; ou un acide de Bronsted choisi parmi acide perchlorique, l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique, des résines acides échangeuses d'ions connues sous le nom d'Amberlyst®, l'acide trifluoromethane sulfonique, des composites polymères fluorés connus sous le nom de Nafïon®, l'acide iodhydrique, l'acide bromydrique et l'acide nitrique ; ou un solide acide choisi parmi les aluminosilicates; plus préférentiellement un acide de Lewis choisi parmi Bi(OTf)3, La(OTf)2, Fe(OTf)2, Ce(OTf , Y(OTf , et Fe(OTf)3 ou un acide de Bronsted choisi parmi H2SO4, Amberlyst®, CF3SO3H et Nafïon® ou un solide acide choisi parmi les zéolites; de manière encore plus préférentielle un acide de Lewis choisi parmi Bi(OTf)3 et Fe(OTf)2, ou un acide de choisi Bronsted parmi Nafïon®, Amberlyst® 15 sec, l'Amberlyst® 35 sec et l'Amberlyst® 36 sec. According to one embodiment, the dialkyl phosphate obtained after the alkylation reaction of the alcohol is regenerated to trialkyl phosphate by alkylation. Regeneration of trialkylphosphate can be carried out according to the procedure described by Yoshino et al, (Yoshino et al., Tetrahedron, 2006, 62, 1309-1317). The trialkylphosphate thus regenerated can be used again in an alkylation reaction of the alcohols according to the process of the invention. According to one embodiment, the acid catalyst is a Lewis acid, a Bronsted acid or an acidic solid; preferably a Lewis acid selected from halides or triflates of aluminum, iron, tin, zinc, boron, titanium, vanadium, bismuth, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium , promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium; or a Bronsted acid selected from perchloric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, ion exchange acidic resins known as Amberlyst®, trifluoromethanesulfonic acid, fluorinated polymeric composites known as Nafion®, hydroiodic acid, hydrobromic acid and nitric acid; or an acid solid selected from aluminosilicates; more preferably a Lewis acid selected from Bi (OTf) 3, La (OTf) 2 , Fe (OTf) 2 , Ce (OTf, Y (OTf, and Fe (OTf) 3 or a Bronsted acid selected from H2SO4, Amberlyst ®, CF3SO3H and Nafion® or an acidic solid selected from zeolites, even more preferably a Lewis acid selected from Bi (OTf) 3 and Fe (OTf) 2, or an acid of Bronsted selected from Nafion®, Amberlyst® 15 sec, Amberlyst® 35 dry and Amberlyst® 36 sec.
Selon un mode de réalisation, le catalyseur acide est un acide de Lewis. Selon un mode de réalisation, le catalyseur acide est un acide de Bronsted ; préférentiellement le catalyseur acide possède un pKa inférieur à 1. Selon un mode de réalisation, le catalyseur acide est un catalyseur hétérogène ; de préférence le catalyseur acide hétérogène est choisi parmi les composites polymères fluorés connus sous le nom de Nafïon®, des résines acides échangeuses d'ions connues sous le nom d'Amberlyst® ; de manière encore plus préférentielle, le catalyseur acide hétérogène est choisi parmi le Nafïon®, l'Amberlyst® 15, l'Amberlyst® 35 et l'Amberlyst® 36. According to one embodiment, the acid catalyst is a Lewis acid. According to one embodiment, the acid catalyst is a Bronsted acid; preferably, the acidic catalyst has a pKa of less than 1. According to one embodiment, the acidic catalyst is a heterogeneous catalyst; preferably the heterogeneous acidic catalyst is selected from the fluorinated polymer composites known as Nafion®, ion exchange acidic resins known as Amberlyst®; even more preferably, the heterogeneous acidic catalyst is selected from Nafion®, Amberlyst® 15, Amberlyst® 35 and Amberlyst® 36.
Selon un mode de réalisation la quantité de catalyseur est comprise dans une gamme allant de 2 à l00 mol%. According to one embodiment, the amount of catalyst is in a range from 2 to 100 mol%.
Selon un mode de réalisation, la quantité de catalyseur homogène est comprise dans une gamme allant de 2 à 30 mol%, préférentiellement comprise dans une gamme allant de 2 à 20 mol%, plus préférentiellement comprise dans une gamme allant de 2 à 10 mol% de catalyseur par mole de fonction hydroxyde présente dans le substrat. According to one embodiment, the amount of homogeneous catalyst is in a range from 2 to 30 mol%, preferably in a range from 2 to 20 mol%, more preferably in a range of 2 to 10 mol% of catalyst per mole of hydroxide function present in the substrate.
De manière préférentielle la quantité de catalyseur est d'environ (4+2m) mol% de catalyseur par mol de substrat, sachant que : m = (nombre de fonction hydroxyle dans le substrat) - 1. Preferably the amount of catalyst is about (4 + 2m) mol% of catalyst per mol of substrate, knowing that: m = (number of hydroxyl function in the substrate) - 1.
Selon un mode de réalisation préféré, le catalyseur est recyclable. According to a preferred embodiment, the catalyst is recyclable.
Selon un mode de réalisation, la quantité de catalyseur hétérogène est comprise dans une gamme allant de 2 à 100 mol%, préférentiellement dans une gamme allant de 50 à 100 mol%, encore plus préférentiellement dans une gamme allant de 75 à 100 mol%. Selon un mode de réalisation, le procédé est mis en œuvre à une température comprise dans une gamme allant de 0°C à 150°C, préférentiellement dans une gamme allant de 25°C à 150°C, plus préférentiellement dans une gamme allant de 50°C à 140°C, de manière encore plus préférentielle dans une gamme allant de 50°C à 110°C. According to one embodiment, the amount of heterogeneous catalyst is in a range from 2 to 100 mol%, preferably in a range from 50 to 100 mol%, even more preferably in a range from 75 to 100 mol%. According to one embodiment, the process is carried out at a temperature ranging from 0 ° C to 150 ° C, preferably in a range from 25 ° C to 150 ° C, more preferably in a range from 50 ° C to 140 ° C, even more preferably in a range of 50 ° C to 110 ° C.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé est mis en œuvre à une température comprise dans une gamme allant de 0°C à 130°C, préférentiellement dans une gamme allant de 0°C à 120°C, plus préférentiellement dans une gamme allant de 25°C à 120°C, encore plus préférentiellement dans une gamme allant de 50°C à 120°C. According to another embodiment, the process is carried out at a temperature ranging from 0 ° C. to 130 ° C., preferably in a range from 0 ° C. to 120 ° C., more preferably in a range of from from 25 ° C to 120 ° C, even more preferably in a range from 50 ° C to 120 ° C.
Selon un mode de réalisation, le procédé de l'invention est mis en œuvre pour une durée comprise dans une gamme allant de 20 minutes à 24h, préférentiellement pour une durée comprise dans une gamme allant de 2h à 24h, plus préférentiellement pour une durée comprise dans une gamme allant de 2h à 12h, encore plus préférentiellement pour une durée comprise dans une gamme allant de 2h à 5h. Selon un mode de réalisation préférentiel le procédé de l'invention est mis en œuvre pour une durée comprise dans une gamme allant de 3h à 4h. Selon un mode de réalisation, le procédé est mis en œuvre dans un réacteur ouvert en suivant un procédé continu. Selon un autre mode de réalisation, le procédé est mis en œuvre dans un réacteur fermé en suivant un procédé discontinu par lots. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape supplémentaire de distillation du milieu réactionnel pour isoler le produit final. Selon un mode de réalisation, la distillation du milieu réactionnel est réalisée sous pression réduite, c'est-à-dire dans une gamme de pression comprise entre 0.1 mBar et 10 mBar, préférentiellement dans une gamme de pression comprise entre 4 et 7 mBar, de manière encore plus préférentielle dans une gamme de pression comprise entre 4,5 et 6 mBar. Selon un mode de réalisation, la distillation du milieu réactionnel est réalisée sous gamme de pression comprise entre 4,5 et 6 mBar. According to one embodiment, the method of the invention is implemented for a duration in a range from 20 minutes to 24 hours, preferably for a duration in a range from 2 hours to 24 hours, more preferably for a period of time. in a range from 2h to 12h, even more preferably for a duration in a range from 2h to 5h. According to a preferred embodiment, the method of the invention is implemented for a duration in a range from 3h to 4h. According to one embodiment, the process is carried out in an open reactor by following a continuous process. According to another embodiment, the process is carried out in a closed reactor by following a batch batch process. According to one embodiment, the process comprises a further step of distillation of the reaction medium to isolate the final product. According to one embodiment, the distillation of the reaction medium is carried out under reduced pressure, that is to say in a pressure range of between 0.1 mbar and 10 mbar, preferably in a pressure range of between 4 and 7 mbar, even more preferably in a pressure range of between 4.5 and 6 mbar. According to one embodiment, the distillation of the reaction medium is carried out under a pressure range of between 4.5 and 6 mbar.
Selon un mode de réalisation le procédé comprend une étape supplémentaire de recyclage du catalyseur, le cas échéant avant l'étape de distillation. Selon un mode de réalisation, cette étape de recyclage comprend une étape de fïltration du catalyseur hétérogène suivi d'une étape de séchage du catalyseur. Selon un mode de réalisation, le catalyseur est filtré sur fritté puis séché sous vide à une pression comprise dans une gamme allant entre 10"1 mbar et 10 mbar pendant une durée comprise dans la gamme allant entre 60 et 3600 minutes à une température comprise dans une gamme allant de 50°C à 150°C. De manière préférentielle, le catalyseur est filtré sur fritté puis séché sous vide à une pression comprise dans une gamme allant entre 10"1 mbar à 1 mbar pendant une durée comprise dans la gamme allant entre 60 et 240 minutes à température ambiante. According to one embodiment, the process comprises an additional step of recycling the catalyst, if necessary before the distillation step. According to one embodiment, this recycling step comprises a step of filtration of the heterogeneous catalyst followed by a step of drying the catalyst. According to one embodiment, the catalyst is sintered and then dried under vacuum at a pressure ranging from 10 -1 mbar to 10 mbar for a period of time ranging from 60 to 3600 minutes at a temperature in the range a range from 50 ° C. to 150 ° C. Preferably, the catalyst is sintered and then dried under vacuum at a pressure ranging from 10 -1 mbar to 1 mbar for a period of time in the range between 60 and 240 minutes at room temperature.
Selon un mode de réalisation le procédé comprend une étape supplémentaire de recyclage des alkyles phosphates, le cas échéant après l'étape de distillation. La régénération du trialkylphosphate peut être réalisée selon la procédure décrite par Yoshino et al., (Yoshino et al, Tetrahedron, 2006, 62, 1309-1317). According to one embodiment, the process comprises an additional step of recycling the alkyl phosphates, if appropriate after the distillation step. Regeneration of trialkylphosphate can be carried out according to the procedure described by Yoshino et al., (Yoshino et al, Tetrahedron, 2006, 62, 1309-1317).
Selon un mode de réalisation, l'alkylation du substrat selon le procédé de l'invention est réalisée par du trialkylphosphate recyclé ou en présence d'un catalyseur acide hétérogène recyclé. Selon un mode de réalisation, l'alkylation du substrat selon le procédé de l'invention est réalisée par du trialkylphosphate recyclé et en présence d'un catalyseur acide hétérogène recyclé. According to one embodiment, the alkylation of the substrate according to the process of the invention is carried out by recycled trialkylphosphate or in the presence of a recycled heterogeneous acid catalyst. According to one embodiment, the alkylation of the substrate according to the process of the invention is carried out by recycled trialkylphosphate and in the presence of a recycled heterogeneous acid catalyst.
Dans un second aspect, l'invention a pour objet l'utilisation d'un agent alkylant, dans un procédé selon l'invention. Selon un mode de réalisation, l'agent alkylant est choisi parmi le triméthylphosphate, le triéthylphosphate, le triz'sopropylphosphate, le tributylphosphate et le tri(éthylhexyl)phosphate, préférentiellement parmi le triméthylphosphate, le triéthylphosphate, le triz'sopropylphosphate, et le tributylphosphate. Selon un mode de réalisation, l'invention concerne l'utilisation du triméthylphosphate pour la fabrication du 1,2,3-trimethoxypropane à partir de glycérol en une seule étape selon le procédé de l'invention. In a second aspect, the subject of the invention is the use of an alkylating agent in a process according to the invention. According to one embodiment, the alkylating agent is selected from trimethyl phosphate, triethyl phosphate, the triz 'sopropylphosphate, tributyl phosphate and tri (ethylhexyl) phosphate, preferably from trimethyl phosphate, triethyl phosphate, the triz' sopropylphosphate, and tributyl phosphate . According to one embodiment, the invention relates to the use of trimethylphosphate for the manufacture of 1,2,3-trimethoxypropane from glycerol in a single step according to the method of the invention.
Selon un mode de réalisation, la fabrication du 1,2,3-trimethoxypropane à partir de glycérol est réalisée en présence d'un catalyseur acide, en absence de solvant et à une température comprise dans une gamme allant de 0°C à 150°C, préférentiellement dans une gamme allant de 50 à 110°C. According to one embodiment, the manufacture of 1,2,3-trimethoxypropane from glycerol is carried out in the presence of an acid catalyst, in the absence of a solvent and at a temperature ranging from 0 ° C. to 150 ° C. C, preferably in a range from 50 to 110 ° C.
Selon un autre mode de réalisation, la fabrication du 1,2,3-trimethoxypropane à partir de glycérol est réalisée en présence d'un catalyseur acide, en absence de solvant et à une température comprise dans une gamme allant de 0°C à 130°C, préférentiellement dans une gamme allant de 25 à 130°C, plus préférentiellement dans une gamme allant de 25°C à 120°C, et de manière encore plus préférentielle dans une gamme allant de 50°C à 120°C. According to another embodiment, the manufacture of 1,2,3-trimethoxypropane from glycerol is carried out in the presence of an acid catalyst, in the absence of a solvent and at a temperature ranging from 0 ° C. to 130 ° C. ° C, preferably in a range from 25 to 130 ° C, more preferably in a range of 25 ° C to 120 ° C, and even more preferably in a range of 50 ° C to 120 ° C.
Selon un mode de réalisation, l'invention concerne l'utilisation du tri(éthylhexyl)phosphate pour la fabrication du l,2,3-tri(éthylhexyloxy)propane à partir de glycérol en une seule étape selon le procédé de l'invention. Selon un mode de réalisation, la fabrication du l,2,3-tri(éthylhexyloxy)propane à partir de glycérol est réalisée en présence d'un catalyseur acide, en absence de solvant et à une température comprise dans une gamme allant de 0°C à 150°C, préférentiellement dans une gamme allant de 50 à 110°C. According to one embodiment, the invention relates to the use of tri (ethylhexyl) phosphate for the manufacture of 1,2,3-tri (ethylhexyloxy) propane from glycerol in a single step according to the process of the invention. According to one embodiment, the manufacture of 1,2,3-tri (ethylhexyloxy) propane from glycerol is carried out in the presence of an acid catalyst, in the absence of a solvent and at a temperature in a range of 0 ° C at 150 ° C, preferably in a range from 50 to 110 ° C.
Selon un mode de réalisation, la fabrication du l,2,3-tri(éthylhexyloxy)propane à partir de glycérol est réalisée en présence d'un catalyseur acide, en absence de solvant et à une température comprise dans une gamme allant de 0°C à 130°C, préférentiellement dans une gamme allant de 25 à 130°C, plus préférentiellement dans une gamme allant de 25°C à 120°C, et de manière encore plus préférentielle dans une gamme allant de 50°C à 120°C. Selon un mode de réalisation, la quantité de catalyseur acide est comprise dans une gamme de 6 à 10 mol%, préférentiellement d'environ 8 mol% de catalyseur par mole de glycérol. According to one embodiment, the manufacture of 1,2,3-tri (ethylhexyloxy) propane from glycerol is carried out in the presence of an acid catalyst, in the absence of a solvent and at a temperature in a range of 0 ° C at 130 ° C, preferably in a range from 25 to 130 ° C, more preferably in a range of 25 ° C to 120 ° C, and even more preferably in a range of 50 ° C to 120 ° C. According to one embodiment, the amount of acid catalyst is in a range of 6 to 10 mol%, preferably about 8 mol% of catalyst per mole of glycerol.
AVANTAGES La méthode développée par la Demanderesse présente de nombreux avantages. Ce procédé d'alkylation permet en effet de réduire les coûts de production en permettant la méthylation du glycérol en une étape alors que trois étapes sont actuellement nécessaires avec les procédés actuels (Garcia et al, Green Chemistry, 2014, 16, 1007-1033), en permettant le recyclage du catalyseur ainsi que du trialkylphosphate et en réduisant la température de mise en œuvre du procédé. Ce procédé est également plus respectueux du développement durable par l'utilisation d'agents alkylants moins toxique voire peu ou pas toxique et en permettant la valorisation de synthons bio sourcés. De plus ce procédé permet l'obtention d'une très grande variété de substrats. Ainsi même des substrats sensibles à de hautes températures peuvent être alkylés sans risque de dégradation ou d'explosion comme c'était le cas jusqu'à présent. ADVANTAGES The method developed by the Applicant has many advantages. This alkylation process makes it possible to reduce the production costs by allowing the methylation of glycerol in one step while three steps are currently required with current processes (Garcia et al., Green Chemistry, 2014, 16, 1007-1033). by allowing the recycling of the catalyst as well as trialkylphosphate and reducing the process temperature of the process. This process is also more respectful of sustainable development through the use of alkylating agents that are less toxic or even little or no toxic and that allow the valorization of bio-sourced synthons. In addition, this process makes it possible to obtain a very large variety of substrates. Thus even substrates sensitive to high temperatures can be alkylated without risk of degradation or explosion as it has been the case so far.
Selon un mode de réalisation, la réaction de l'alcool avec le trialkylphosphate est réalisée en présence d'irradiation micro-ondes. According to one embodiment, the reaction of the alcohol with the trialkylphosphate is carried out in the presence of microwave irradiation.
Selon un second mode de réalisation, la réaction de l'alcool avec le trialkylphosphate est réalisée en absence d'irradiation micro-ondes.  According to a second embodiment, the reaction of the alcohol with the trialkylphosphate is carried out in the absence of microwave irradiation.
Selon un mode de réalisation, la réaction de l'alcool avec le trialkylphosphate est réalisée en absence de réactif halogéné. According to one embodiment, the reaction of the alcohol with trialkylphosphate is carried out in the absence of halogenated reagent.
Selon un mode de réalisation, la réaction de l'alcool avec le trialkylphosphate est réalisée en absence de sulfates.  According to one embodiment, the reaction of the alcohol with the trialkylphosphate is carried out in the absence of sulfates.
Selon un mode de réalisation, la réaction de l'alcool avec le trialkylphosphate est réalisée en absence d'acide polyphosphorique.  According to one embodiment, the reaction of the alcohol with trialkylphosphate is carried out in the absence of polyphosphoric acid.
Selon un mode de réalisation, la réaction de l'alcool avec le trialkylphosphate est réalisée en absence de base.  According to one embodiment, the reaction of the alcohol with the trialkylphosphate is carried out in the absence of a base.
Selon un mode de réalisation, l'alcool n'est pas un phénol, substitué ou non. EXEMPLES According to one embodiment, the alcohol is not a phenol, substituted or unsubstituted. EXAMPLES
La présente invention se comprendra mieux à la lecture des exemples suivants qui illustrent non-limitativement l'invention. The present invention will be better understood on reading the following examples which illustrate the invention in a nonlimiting manner.
Abréviations TMP : triméthylphosphate TMP abbreviations: trimethylphosphate
min : minute min: minute
Matériel et Méthodes Material and methods
Matériel Equipment
Tous les réactifs sont utilisés comme réceptionnés au laboratoire sans purification préalable en provenance de chez Acros, Sigma- Aldrich, Alfa Aesar et TCI. Le glycerol, 99%, Reagentplus® provient de chez Sigma- Aldrich, le diglycerol 80% de chez TCI. Les différents catalyseurs sont fournis par Strem Chemicals. Les Amberlyst® 15 sec, Amberlyst® 36 sec and Amberlyst® 35 sec, ont été achetées chez Rohm et Haas. Les réactions ont été suivies par chromatographie sur couche mince en utilisant un gel de silice sur des plaques d'aluminium (60F254). Les spectres RMN ¾ et 13C ont été enregistrés sur un appareil BRUKER DRX 300 or BRUKER ALS 300 (1H 300 MHz, 13C 75 MHz) dans le CDCh (sauf si mentionné) et les déplacements chimiques sont donnés en partie par million. Les abbréviations sont défmiées ci-après : « br » singulet élargi, « s » singulet, « d » doublet, « dd » doublet of doublets, « t » triplet, « q » quadruplet, « m » multiplet or massif. Les constantes de couplage sont exprimées en Hertz (Hz). Les spectres de masse ont été acquis en mode ions positifs en utilisant un spectromètre (MicroTOFQ-II, BrukerDaltonics, Bremen) avec une ionisation électrospray (Electro Spray Ionization ESI). Le flux de gaz de pulvérisation est à 0,6 bar et la tension capillaire est de 4,5 kV. Les solutions ont été injectées à 180 iL I h dans un mélange de solvants (méthanol / dichlorométhane / eau 45/40/15). La plage de masse de l'analyse est 50-1000 m / z et l'étalonnage a été effectué avec du formiate de sodium. Les analyses GC ont été réalisées sur un appareil shimadzu GC-2025 contenant une colonne ZB-5-MS (30,0 m x 0,25 mm x 0.25 μιη). Le gaz vecteur utilisé est l'azote avec un débit de 1,27 mL/min. Le programme utilisé est le suivant : 70°C pendant 2 minutes, puis augmentation de la température de 15 °C/min jusqu'à 280°C qui est maintenu pendant 15 minutes. La température de l'injecteur est de 250°C avec un mode de détection FID à 280°C. Résultats All reagents are used as received in the laboratory without prior purification from Acros, Sigma-Aldrich, Alfa Aesar and TCI. Glycerol, 99%, Reagentplus® comes from Sigma-Aldrich, diglycerol 80% from TCI. The various catalysts are provided by Strem Chemicals. Amberlyst® 15 sec, Amberlyst® 36 sec and Amberlyst® 35 sec, were purchased from Rohm and Haas. Reactions were followed by thin layer chromatography using silica gel on aluminum plates (60F254). ¹ and 13 C NMR spectra were recorded on BRUKER DRX 300 or BRUKER ALS 300 (1H 300 MHz, 13C 75 MHz) in CDCH (unless mentioned) and chemical shifts are given in part per million. The abbreviations are defined below: "br" extended singlet, "s" singlet, "d" doublet, "dd" doublet of doublets, "t" triplet, "q" quadruplet, "m" multiplet solid gold. The coupling constants are expressed in Hertz (Hz). The mass spectra were acquired in positive ion mode using a spectrometer (MicroTOFQ-II, BrukerDaltonics, Bremen) with electrospray ionization (ESI). The spray gas flow is at 0.6 bar and the capillary voltage is 4.5 kV. The solutions were injected at 180 rpm in a solvent mixture (methanol / dichloromethane / water 45/40/15). The mass range of the assay is 50-1000 m / z and calibration was performed with sodium formate. GC analyzes were performed on a GC-2025 shimadzu device containing a ZB-5-MS column (30.0 mx 0.25 mm x 0.25 μιη). The carrier gas used is nitrogen with a flow rate 1.27 mL / min. The program used is as follows: 70 ° C for 2 minutes, then increasing the temperature from 15 ° C / min to 280 ° C which is maintained for 15 minutes. The injector temperature is 250 ° C with a FID detection mode at 280 ° C. Results
Exemple 1 : Nature du catalyseur
Figure imgf000021_0001
Example 1: Nature of the catalyst
Figure imgf000021_0001
1 equiv. 1 equiv.  1 equiv. 1 equiv.
Figure imgf000021_0002
Figure imgf000021_0002
Le triméthylphosphate présente un manque de réactivité avec l'octanol à une température inférieure à 160°C (entrée 1). Afin d'augmenter la réactivité du triméthylphosphate, différents acides ont donc été ajoutés à la solution. L'ajout d'un catalyseur acide permet d'augmenter drastiquement le rendement en éther méthylique. En effet les rendements obtenus sont tous supérieurs à 55%, et une majorité des rendements est même supérieure à 70%. L'utilisation du triflate de bismuth et du triflate de fer (entrées 3 et 13) permet d'obtenir une conversion en éther supérieure à 90%>. Exemple 2 : Ratio de catalyseur Trimethylphosphate has a lack of reactivity with octanol at a temperature below 160 ° C (entry 1). In order to increase the reactivity of trimethylphosphate, various acids have therefore been added to the solution. The addition of an acid catalyst makes it possible to drastically increase the yield of methyl ether. In fact, the yields obtained are all greater than 55%, and a majority of the yields are even greater than 70%. The use of bismuth triflate and iron triflate (entries 3 and 13) makes it possible to obtain a conversion to ether greater than 90%. Example 2: Catalyst Ratio
O O
I I Cat. I Cat.
100°C  100 ° C
1 equiv. 1 equiv.  1 equiv. 1 equiv.
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000022_0001
La quantité de catalyseur a ensuite été optimisée. Augmenter la quantité de catalyseur par rapport au nombre de fonction hydroxyle permet d'augmenter le rendement (entrée 2 et 3). Cependant, cette augmentation n'étant pas significative par rapport au surcoût engendré par l'augmentation de la quantité de catalyseur mise enjeu dans la réaction, le ratio optimisé de catalyseur correspond à un ratio de 4 mol% de catalyseur par mole de fonction hydroxyle (entrée 1). The amount of catalyst was then optimized. Increasing the amount of catalyst relative to the number of hydroxyl functional groups makes it possible to increase the yield (inlet 2 and 3). However, this increase is not significant compared to the additional cost generated by the increase in the amount of catalyst involved in the reaction, the optimized ratio of catalyst corresponds to a ratio of 4 mol% of catalyst per mole of hydroxyl function ( entry 1).
Exemple 3 : Ratio de triméthylphosphate Example 3: Trimethylphosphate ratio
O O
I I Fe(OTf)2 (4 mol%) II Fe (OTf) 2 (4 mol%)
100°C 24h  100 ° C 24h
4 mmol  4 mmol
Figure imgf000022_0002
Figure imgf000022_0002
Une quantité stœchiométrique ou un excès de TMP permet d'obtenir des rendements supérieurs à 90% (entrées 3, 4 et 5). Cependant seul un ratio triméthylphosphate / alcool de 1,5 conduit à rendement supérieur à 95% (entrée 5). Exemple 4 : Nature de l 'agent alkylanî A stoichiometric amount or an excess of TMP makes it possible to obtain yields greater than 90% (entries 3, 4 and 5). However, only a trimethylphosphate / alcohol ratio of 1.5 leads to a yield greater than 95% (entry 5). Example 4 Nature of the Alkyl Agent
Différents trialkylphosphates ont également été testés. Different trialkylphosphates were also tested.
1 équiv.
Figure imgf000023_0001
1 equiv.
Figure imgf000023_0001
1 équiv.
Figure imgf000023_0003
1 equiv.
Figure imgf000023_0003
Les meilleurs résultats sont obtenus en utilisant le tributylphosphate (entrée 4). Cependant les 4 trialkylphosphates testés conduisent tous à des rendements satisfaisants. The best results are obtained using tributyl phosphate (entry 4). However the 4 trialkylphosphates tested all lead to satisfactory yields.
Exemple 5 : Nature du substrat Example 5 Nature of the Substrate
Figure imgf000023_0002
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000023_0002
Figure imgf000024_0001
Procédure générale General procedure
Le triméthylphosphate et le substrat (ratio TMP/fonction hydroxyle = 1,5) sont chauffés à ébullition en présence de catalyseur pendant 24 heures. Le produit est ensuite isolé par distillation du milieu réactionnel. Le milieu réactionnel est ensuite distillé sous pression réduite (5 mbar, T= 48°C), pour conduire au produit purifié. The trimethylphosphate and the substrate (ratio TMP / hydroxyl function = 1.5) are heated to boiling in the presence of catalyst for 24 hours. The product is then isolated by distillation of the reaction medium. The reaction medium is then distilled under reduced pressure (5 mbar, T = 48 ° C.) to give the purified product.
1- méthoxy octane [929-56-6] 1-methoxy octane [929-56-6]
Rendement : 78%, lU NMR: δ = 3,36 (t, 2H, J= 6.7Hz), 3,33 (s, 3H), 1,50-1,65 (m 2H) 1,2-1,4 (m, 10H), 0,88 (t, 3H, J= 6,6 Hz). Yield: 78%, the U NMR: δ = 3.36 (t, 2H, J = 6.7Hz), 3.33 (s, 3H), 1.50-1.65 (m 2H) 1.2 to 1 , 4 (m, 10H), 0.88 (t, 3H, J = 6.6 Hz).
2- méthoxyoctane [1541-09-9] Rendement : 77%, lU NMR: δ = 3,27-3,31 (m, 4H), 1,25-1,65 (m, 10H) 1,12 (d, 3H, J= 6,1 Hz) 0,88 (t, 3H, J= 6,6 Hz). 1 ,2-diméthoxyoctane [ 54583-18-5] 2-Methoxyoctane [1541-09-9] Yield: 77%, 1 U NMR: δ = 3.27-3.31 (m, 4H), 1.25-1.65 (m, 10H) 1.12 ( d, 3H, J = 6.1 Hz) 0.88 (t, 3H, J = 6.6 Hz). 1,2-dimethoxyoctane [54583-18-5]
Rendement : 47%, ¾ NMR: δ = 2,25-3,45 (m, 9H), 1,44-1,55 (m, 2H), 1,20-1,40 (m, 8H), 0,88 (t, 3H, J= 6,6 Hz). Yield: 47%, λ NMR: δ = 2.25-3.45 (m, 9H), 1.44-1.55 (m, 2H), 1.20-1.40 (m, 8H), 0 , 88 (t, 3H, J = 6.6 Hz).
1,2, 3-trimethoxypropane [20637-49-4] Rendement : 67%, lU NMR: δ = 3.37 (s, 6H), 3.42-3.52 (m, 8H). l-(2, 3-diméthoxypropoxy) -2, 3-dim éthoxypropan e [82169-99- 1 ] 1,2, 3-trimethoxypropane [20637-49-4] Yield: 67%, the U NMR: δ = 3.37 (s, 6H), 3.42-3.52 (m, 8H). 1- (2,3-Dimethoxypropoxy) -2,3-dimethoxypropane [82169-99-1]
Rendement : 48%, ¾ NMR: δ = 3.32 (m, 6H), 3.39-3.64 (m, 16H). Yield: 48%, λ NMR: δ = 3.32 (m, 6H), 3.39-3.64 (m, 16H).
Diméthylisosorbide [ 5306-55-4] Dimethylisosorbide [5306-55-4]
Rendement : 54%, lU NMR (300 MHz, CDCls): δ = 4.64 (t, IH), 4.50 (d, IH), 3.88-3.99 (m, 4H), 3.85 (m, IH), 3.53-3.61 (m, IH), 3.45 (s, 3H), 3.36 ppm (s, 3H). Yield: 54%, the U NMR (300 MHz, CDCl): δ = 4.64 (t, IH), 4.50 (d, IH), 3.88-3.99 (m, 4H), 3.85 (m, IH), 3.53-3.61 (m, 1H), 3.45 (s, 3H), 3.36 ppm (s, 3H).
Diméthyl 2, 3-diméthoxysuccinate [72719-00- 7] Dimethyl 2,3-dimethoxysuccinate [72719-00-7]
Rendement : 52%, ¾H NMR (CDCls, 300 MHz): ô = 4.23 (s, 2 H), 3.80 (s, 6 H), 3.46 (s, 6 H) ppm. Ï 3C NMR (CDCls, 75 Hz): δ = 169.7, 81 .2, 59.7, 52.3 ppm. Yield: 52%, ¾ H NMR (CDCl, 300 MHz): delta = 4.23 (s, 2H), 3.80 (s, 6H), 3.46 (s, 6H) ppm. Ï 3 C NMR (CDCl, 75 Hz): δ = 169.7, 81 .2, 59.7, 52.3 ppm.
Méthyl 4- ( 3- (hexyloxy)-2-hydroxypropoxy)pentanoate Rendement : 58%, ' \ \ NMR (CDCls, 300 MHz): δ ------ 0.86 (t, 3H), 1.13 (d, 3H), 1.23-1.35Methyl 4- (3- (hexyloxy) -2-hydroxypropoxy) pentanoate Yield: 58% '\ \ NMR (CDCl, 300 MHz): δ ------ 0.86 (t, 3H), 1.13 (d, 3H ), 1.23-1.35
(m, 6H), 1.50-1.59 (m, 2H), 1.74-1.82 (m, 2H), 2.37 (t, 2H), 2.54 (br, IH), 3.26-3.37 (m, I H), 3.37-3.40 (m, I H), 3.41-3.44 (m, 3H), 3.45-3.48 (m, IH), 3.50-3.60 (m, IH), 3.65 (s, 3H), 3.82-3.90 (m, IH) ppm. 13C NMR (CDCb, 75 Hz): S = 174.5, 75.1, 71.8, 70.0, 69.9, 69.7, 51.7, 31.9, 31.8, 30.5, 29.7, 25.9, 22.7, 19.4, 14.1 , 11.1 ppm. Ethyl 3-(3-(hexyloxy)-2-méthoxypropoxy)butanoate (m, 6H), 1.50-1.59 (m, 2H), 1.74-1.82 (m, 2H), 2.37 (t, 2H), 2.54 (br, 1H), 3.26-3.37 (m, 1H), 3.37-3.40; (m, 1H), 3.41-3.44 (m, 3H), 3.45-3.48 (m, 1H), 3.50-3.60 (m, 1H), 3.65 (s, 3H), 3.82-3.90 (m, 1H) ppm. 13 C NMR (CDCl, 75 Hz): S = 174.5, 75.1, 71.8, 70.0, 69.9, 69.7, 51.7, 31.9, 31.8, 30.5, 29.7, 25.9, 22.7, 19.4, 14.1, 11.1 ppm. Ethyl 3- (3- (hexyloxy) -2-methoxypropoxy) butanoate
Rendement : 58%, ¾ NMR (CDCb, 300 MHz): δ = 0.86 (t, 3H), 1.20 (t, 3H), 1.24 (d, 3H), 1.27-1.35 (m, 6H), 1.50-1.59 (m, 2H), 2.30-2.37 (dd, I H), 2.53-2.61 (dd, IH), 3.39- 3.41 (m, 2H), 3.42-3.43 (m, 4H), 3.44-3.46 (m, 2H), 3.48-3.60 (m, 2H), 3.81-3.92 (m, Π Ι 4.12 (q, 2H) ppm. 13C NMR (CDCb, 75 Hz): δ = 171.6, 79.5, 73.1 , 71.8, 70.5, 68.5, 60.4, 58.0, 42.1, 31.8, 29.7, 25.9, 22.7, 19.8, 14.3, 14.1 , 11.2 ppm. Yield: 58%, λ NMR (CDCl 3, 300 MHz): δ = 0.86 (t, 3H), 1.20 (t, 3H), 1.24 (d, 3H), 1.27-1.35 (m, 6H), 1.50-1.59 ( m, 2H), 2.30-2.37 (dd, 1H), 2.53-2.61 (dd, 1H), 3.39- 3.41 (m, 2H), 3.42-3.43 (m, 4H), 3.44-3.46 (m, 2H), 3.48-3.60 (m, 2H), 3.81-3.92 (m, Π Ι 4.12 (q, 2H) ppm. 13 C NMR (CDCb, 75 Hz): δ = 171.6, 79.5, 73.1, 71.8, 70.5, 68.5, 60.4, 58.0, 42.1, 31.8, 29.7, 25.9, 22.7, 19.8, 14.3, 14.1, 11.2 ppm.
Méthyl 4-(3-((2-éthylhexyl)oxy)-2-méthoxypropoxy)pentanoate Methyl 4- (3 - ((2-ethylhexyl) oxy) -2-methoxypropoxy pentanoate
Rendement : 78%, ¾ NMR (CDCb, 300 MHz): δ = 0.80 (t, 3H), 0.82 (t, 3H), 1.08 (d, 3 H), 1.19-1.31 (m, 8H), 1.43-1.47 (m, 1H), 1.69-1.76 (m, 2H), 2,31 -2,38 (m, 2H), 3.24- 3.26 (m, 2H), 3.28-3.37 (m, 3H), 3.38 (s, 3H), 3.39-3.58 (m, 3H), 3.60 (s, 3H) ppm. °C NMR (CDCb, 75 Hz); Ô = 174.2, 79.6, 75.0, 74.5, 70.6, 68.1, 57,9, 51.4, 39.6, 31.6, 30.5, 30.1 , 29.1 , 23.8, 23.1, 19.4, 14.1, 11.0 ppm. Yield: 78%, λ NMR (CDCl 3, 300 MHz): δ = 0.80 (t, 3H), 0.82 (t, 3H), 1.08 (d, 3H), 1.19-1.31 (m, 8H), 1.43-1.47 (m, 1H), 1.69-1.76 (m, 2H), 2.31 - 2.38 (m, 2H), 3.24- 3.26 (m, 2H), 3.28-3.37 (m, 3H), 3.38 (s, 3H), 3.39-3.58 (m, 3H), 3.60 (s, 3H) ppm. NMR (CDCl3, 75 Hz); Δ = 174.2, 79.6, 75.0, 74.5, 70.6, 68.1, 57.9, 51.4, 39.6, 31.6, 30.5, 30.1, 29.1, 23.8, 23.1, 19.4, 14.1, 11.0 ppm.
Ethyl 3-(3-((2-éthylhexyl)oxy)-2-méthoxypropoxy)butanoate Rendement : 38%, "Ή NMR (CDCb, 300 MHz): δ = 0.83-0.90 (m, 6H), 1.22 (t, 3H), 1.23- 1.37 (m, 11H), 1.46-1.52 (m, 1H), 2.32 2.39 (dd, 1H), 2.55-2.63 (dd, 1H), 3.29-3.31 (d, 2H), 3.44 (s, 3H), 3.44-3.47 (m, 3H), 3.47-3.55 (m, 1H), 3.55-3.67 (m, 1 H), 4.13 (q, 2H) ppm. 13C NMR (CDCb, 75 Hz): δ = 171.6, 79.6, 74.6, 73.0, 70.8, 68.6, 60.5, 58.1, 42.1, 39.7, 30.7, 29.2, 23.9, 23.2, 19.8, 14.3, 14.2, 11.2 ppm. Exemple 6 : Evaluation du recyclage d'un catalyseur hétérogène Ethyl 3- (3 - ((2-ethylhexyl) oxy) -2-methoxypropoxy) butanoate Yield: 38%, "Ή NMR (CDCl, 300 MHz): δ = 0.83-0.90 (m, 6H), 1.22 (t, 3H), 1.23-1.37 (m, 11H), 1.46-1.52 (m, 1H), 2.32 2.39 (dd, 1H), 2.55-2.63 (dd, 1H), 3.29-3.31 (d, 2H), 3.44 (s). , 3H), 3.44-3.47 (m, 3H), 3.47-3.55 (m, 1H), 3.55-3.67 (m, 1H), 4.13 (q, 2H) ppm, 13 NMR (CDCl 3, 75 Hz): δ = 171.6, 79.6, 74.6, 73.0, 70.8, 68.6, 60.5, 58.1, 42.1, 39.7, 30.7, 29.2, 23.9, 23.2, 19.8, 14.3, 14.2, 11.2 ppm Example 6: Evaluation of the recycling of a heterogeneous catalyst
Le triméthylphosphate et l'octanol (ratio TMP/fonction hydroxyle = 1,5) sont chauffés à 100°C en présence de Nafïon® (4 mol%) pendant 4 heures. Les analyses de chromatographie en phase gaz du milieu réactionnel montrent une conversion de 97% de l'octanol en 1-méthoxyoctane. Le catalyseur est ensuite filtré sur fritté puis séché sous vide à une pression de 10_1mbar pendant 120 minutes à température ambiante. Le catalyseur ainsi séché est ensuite réintroduit en réaction. Du triméthylphosphate et de l'octanol (ratio TMP/fonction hydroxyle = 1,5) sont ainsi chauffés à 100°C en présence du Nafïon® recyclé (4 mol%) pendant 4 heures. Les analyses de chromatographie en phase gaz du milieu réactionnel montrent alors une conversion de 95% de l'octanol en 1- méthoxyoctane. Trimethylphosphate and octanol (ratio TMP / hydroxyl function = 1.5) are heated at 100 ° C in the presence of Nafion® (4 mol%) for 4 hours. The gas chromatography analyzes of the reaction medium show a conversion of 97% of the octanol to 1-methoxyoctane. The catalyst was then filtered on a frit and then dried under vacuum at a pressure of 10 -1 mbar for 120 minutes at room temperature. The catalyst thus dried is then reintroduced in reaction. Trimethylphosphate and octanol (TMP ratio / hydroxyl function = 1.5) are thus heated at 100 ° C. in the presence of recycled Nafion® (4 mol%) for 4 hours. The gas chromatographic analyzes of the reaction medium then show a 95% conversion of octanol to 1-methoxyoctane.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé d'alkylation d'alcool comprenant une étape de réaction de l'alcool avec du trialkylphosphate en présence d'un catalyseur acide à une température comprise dans une gamme allant de 0°C à 130°C en absence de solvant. A process for the alkylation of alcohol comprising a step of reacting the alcohol with trialkyl phosphate in the presence of an acid catalyst at a temperature ranging from 0 ° C to 130 ° C in the absence of solvent.
Procédé d'alkylation d'alcool selon la revendication 1, dans lequel l'alcool est un monoalcool, un polyol ou un ester d'hydroxy acide. An alcohol alkylation process according to claim 1, wherein the alcohol is a monohydric alcohol, a polyol or a hydroxy acid ester.
Procédé d'alkylation d'alcool selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le trialkylphosphate est choisi parmi le triméthylphosphate, le triéthylphosphate, le triisopropylphosphate, le tributylphosphate et le trioctylphosphate. An alkylation process of alcohol according to one of claims 1 or 2, wherein the trialkyl phosphate is selected from trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triisopropyl phosphate, tributyl phosphate and trioctyl phosphate.
Procédé d'alkylation d'alcool selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le catalyseur est choisi parmi H2SO4, Bi(OTf)3, des résines échangeuses d'ions fortement acides sous forme de perle connues sous le nom d* « Amberlyst® », CF3SO3H, La(OTf)2, Fe(OTf)2, Ce(OTf , Y(OTf)3, Fe(OTf)3 ou des composés polymères fluorés de formule : An alcohol alkylation process according to any one of claims 1 to 3, wherein the catalyst is selected from H2SO4, Bi (OTf) 3, strongly acid ion exchange resins in pearl form known as * "Amberlyst", CF3SO3H, La (OTf) 2, Fe (OTf) 2, Ce (OTf, Y (OTf) 3, Fe (OTf) 3 or fluoropolymers compounds of formula:
Figure imgf000027_0001
dans laquelle x représente une valeur allant de 6 à 10, y représente une valeur égale à 1 et z représente une valeur égale à 2.
Figure imgf000027_0001
where x represents a value ranging from 6 to 10, y represents a value equal to 1 and z represents a value equal to 2.
Procédé d'alkylation d'alcool selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans
Figure imgf000027_0002
lequel la quantité de catalyseur est comprise dans une gamme allant de 2 à Alcohol alkylation process according to one of Claims 1 to 4, in which
Figure imgf000027_0002
which the amount of catalyst is in a range from 2 to
100 mol% par fonction hydroxyle portée par l'alcool.  100 mol% per hydroxyl function carried by the alcohol.
Procédé d'alkylation d'alcool selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le ratio de trialkylphosphate par rapport au nombre de fonctions hydroxyles portées par l'alcool est compris dans une gamme allant de 0,3 à 3, préférentiellement de 0,3 à 2. An alcohol alkylation process according to any one of claims 1 to 5, wherein the ratio of trialkyl phosphate to the number of hydroxyl functions carried by the alcohol is in a range from 0.3 to 3, preferably from 0.3 to 2.
Procédé d'alkylation d'alcool selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le procédé comprend une étape supplémentaire de distillation du milieu réactionnel pour isoler le produit final. An alcohol alkylation process according to any one of claims 1 to 6, wherein the process comprises a further step of distilling the reaction medium to isolate the final product.
Procédé d'alkylation d'alcool selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le procédé comprend une étape supplémentaire de recyclage du catalyseur, le cas échéant avant l'étape de distillation. An alcohol alkylation process according to any one of claims 1 to 7, wherein the process comprises a further step of recycling the catalyst, optionally before the distillation step.
Procédé d'alkylation d'alcool selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le procédé comprend une étape supplémentaire de recyclage du trialkylphosphate, le cas échéant après l'étape de distillation. An alcohol alkylation process according to any one of claims 1 to 8, wherein the process comprises an additional step of recycling the trialkyl phosphate, optionally after the distillation step.
Utilisation du trialkylphosphate pour la fabrication du 1,2,3-trialcoxypropane à partir de glycérol, selon le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. Use of the trialkyl phosphate for the manufacture of 1,2,3-trialkoxypropane from glycerol according to the process according to any of claims 1 to 9.
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