7-1) Réaction d’hydroformylation/Wittig/hydroformylation du composé II-S-28

La première étape est la réaction d’hydroformylation de l’oléfine II-S-28 en présence d’un complexe du rhodium sous pression de CO/H2, pour former l’aldéhyde II-P-37a. Ce dernier

est ensuite transformé en produit oléfinique II-P-60 par réaction avec l’ylure de méthyltriphénylphosphonium dans le mélange réactionnel après dépressurisation du réacteur (en absence de CO/H2) pour contrôler la sélectivité de la réaction. Une fois la nouvelle oléfine

II-P-60 formée in situ, nous pressurisons à nouveau le mélange réactionnel pour la deuxième

hydroformylation pour obtenir les aldéhydes II-P-60a-b tout en gardant la même charge catalytique de départ (schéma II-75).

Schéma II-75 : réaction d’hydroformylation/Wittig/hydroformylation du composé II-S-28

Des essais préliminaires ont été conduits dans les conditions opératoires décrites précédemment pour l’hydroformylation du composé II-S-28 avec [Rh(acac)(CO)2]/PPh3 (P/Rh=4) et un équivalent d’ylure de phosphore, le méthyltriphénylphosphonium. Nous avons choisi les temps de réaction suivants:16 h pour la 1ère réaction d’hydroformylation, 4 h pour la réaction de Wittig puis 6 h pour la 2ème _{hydroformylation.}

L’analyse du mélange réactionnel par chromatographie en phase gazeuse montre la présence de quatre composés, l’aldéhyde II-P-37a formé par la première hydroformylation du produit de départ, le produit oléfinique II-P-60 formé par la réaction de Wittig et les deux aldéhydes linéaires II-P-61a et ramifié II-P-61b issus de l’hydroformylation de l’intermédiaire II-P-60. Des produits secondaires difficilement identifiables sont observés. Dans ces conditions la réaction donne une conversion de 84 % et une chimiosélectivité de 49 % en aldéhydes II-P-

Afin d’améliorer cette sélectivité, nous avons modifié certains paramètres de la réaction tels que le solvant et la quantité de l’ylure. Les résultats obtenus sont regroupés dans le tableau II- 21.

Au vu des résultats, nous remarquons que la nature du solvant affecte à la fois le taux de conversion et la sélectivité de la réaction. En effet, le changement du toluène par le THF entraine une diminution de la conversion qui passe de 84% à 20% (E1 vs E2) et permet d’obtenir le produit oléfinique II-P-60 à hauteur de 94%. Des traces de l’aldéhyde II-P-37a ont pu être détectées par GC. Par contre aucune formation des aldéhydes II-P-61a-b n’est observée (E2). Des résultats similaires sont obtenus dans le cas de CH2Cl2 avec une légère augmentation du taux de conversion pour atteindre 40%. La sélectivité reste toujours en faveur du produit oléfinique (E3).

Tableau II-21: réaction d’hydroformylation-Wittig-hydroformylationdu composé

Essai Solvant Ylure (éq)

T.C (%)b

Produits

II-P-37a b _II-P-60 b _II-P-61a-b b _l/rb secondairesb E1 Toluène 1 84 17 33 1 49 69/31 E2 THF 1 20 5 1 94 0 0 E3 CH2Cl2 1 40 12 5 83 0 0 E4 Toluène 1,2 83 18 16 2 64 70/30 E5 1,5 83 19 4 1 76 69/31

Conditions de la réaction: [Rh(acac)(CO)2]/Substrat=1000, PPh3/Rh= 4 ; T(°C)= 80 ; P(CO/H2) = 40 (1 :1)

bar ; toluène (30 mL), Le temps de la réaction :(HF1)= 16 h; (W)= 4 h; (HF2)= 6 h. b _{Conversion, sélectivité en}

aldéhydes ; le rapport ramifié/linaire (r/l) et les produits secondaires ont été déterminés par GC

Ces résultats peuvent être expliqués par le fait que la réaction de Wittig est plus facile dans les solvants polaires comme le THF et CH2Cl2. Par contre la solvatation de l’ylure perturbe fortement la réaction de carbonylation puisque seuls 20 à 40 % de conversion sont obtenus après la 1ère réaction d’hydroformylation et ensuite la 2ème ne fonctionne pas. Pourtant cette réaction domino est décrite dans la bibliographie pouvant être menée dans le toluène ou le THF117_.

Par conséquent, nous avons décidé de conserver le toluène comme solvant et de faire varier le rapport ylure/substrat. L’augmentation de ce rapport à 1,2 et 1,5 favorise considérablement la formation des aldéhydes II-P-61a-b avec une chimiosélectivité de 64 à 76% respectivement (E4-E5). Il ne reste que 4% de l’aldéhyde II-P-37a avec le rapport de 1,5 (E5). Par contre, les

taux de conversion ne sont pas modifiés ainsi que le pourcentage des produits secondaires (E1 vs E4-E5).

Dans ces conditions optimisées, nous avons testé différents ligands phosphines afin d’améliorer la réactivité et la chimiosélectivité de la réaction en aldéhydes II-P-61a-b et de diminuer les produits secondaires. Les résultats obtenus sont regroupés dans le tableau suivant.

Tableau II-22 : l’effet des ligands sur la réaction

d’hydroformylation/Wittig/hydroformylation du composé

Essai _ligand T.C

(%)b _secondairesProduits b II-P-37ab II-P-60b II-P-61b l/r b

E5 PPh3 84 19 4 1 76 69/31 E6 II-L-41b 82 15 4 2 79 70/30 E7 II-L-39a 86 14 3 1 82 70/30 E8 II-L-39ac _{84 15 5 1 79 69/31} E9 II-L-39b 79 16 2 1 81 70/30 E10 II-L-21a 85 15 5 2 78 68/32

Conditions de la réaction: [Rh(acac)(CO)2]/Substrat=1000, PPh3/Rh= 4 ; T(°C)= 80 ; P(CO/H2) = 40 (1 :1)

bar ; toluène (30 mL), Le temps de la réaction :(HF1)= 16 h; (W)= 4 h; (HF2)= 6 h. b _{Conversion, sélectivité en}

aldéhydes ; le rapport ramifié/linaire (r/l) et les produits secondaires ont été déterminés par GC. C _{rapport P/Rh=}

2.

Les systèmes catalytiques formés in situ avec les différents ligands conduisent majoritairement à la formation des aldéhydes II-P-61a-b, les conversions s’échelonnant de 74% à 86% selon le ligand utilisé.

En comparant les essais E5 et E6, l’utilisation du ligand triphénylphosphite II-L-41b par rapport à PPh3 entraine une légère diminution des produits secondaires ainsi qu’une légère augmentation de la sélectivité en faveur des aldéhydes de 79% avec un rapport l/r= 70/30. Les ligands dibenzophospholes tels que DBP II-L-39a et DBP-F II-L-39b offrent des systèmes catalytiques plus sélectifs que celui formé avec PPh3 (E5 vs E7-E9) en particulier DBP II-L-39a qui permet d’augmenter la chimiosélectivité de 82% avec une conversion de 86% (E7). Nous avons aussi diminué le rapport P/Rh de 4 à 2 pour tester les limites du système catalytique avec le DBP II-L-39a. Nous notons une légère diminution de la conversion et de la sélectivité (E8). Le groupement attracteur fluoré dans le ligand DBP-F II-

L-39b n’a aucun effet sur la sélectivité, par contre une légère baisse de la conversion est

observée (E9). L’utilisation de TPP II-L-21a donne des résultats similaires à ceux obtenus avec PPh3.

Il est à signaler que l’effet stérique et électronique des ligands n’a aucun effet sur la régiosélectivité de la réaction puisque dans tous les cas le rapport des deux aldéhydes II-P-

60a/II-P-61b est d’environ 70/30. Cette série d’expériences confirme que les ligands

phospholes sont des ligands plus sélectifs que PPh3, en particulier le DBP II-L-39a qui

s’avére le meilleur des trois ligands testés.

Les deux aldéhydes II-P-61a et -II-P-61-b ont été séparés par chromatographie sur colonne de gel de silice. Comme nous l’avons déjà signalé, l’aldéhyde linéaire II-P-61a est obtenu sous forme de deux diastéréoisomères dû à la formation d’un nouveau carbone asymétrique. Quant à l’aldéhyde ramifié II-P-61b, il se forme avec création de deux nouveaux carbones asymétriques. Malheureusement, nous ne sommes pas arrivés à séparer les diastéréoisomères de l’aldéhyde linéaire II-P-61a et de l’aldéhyde ramifié II-P-61b par chromatographie sur colonne. Ces deux mélanges de diastéréoisomères ont été caractérisés par les techniques usuelles : spectrométrie de masse, Infrarouge, RMN (1D et 2D) et IR.

IV-7-2)- Réactions d’hydroformylation des alcools homo-et allyliques dérivés des