Brevet FR2027220A1 — publié le 19700925

La présente invention concerne un procédé nouveau et extrêmement rapide pour préparer des 2 . 4~dichloro-6-am±no-s-triazines ayant un substituant sur le groupe ami.no, avec taie très grande pureté et des rendements très élevés, procédé 5 selon lequel on fait réagir le chlorure de cyanuryle avec une aminé primaire n'ayant pas d'empêchement stérique, réaction qui se fait dans des conditions adiabatiques et en un laps de temps relativement court,au sein d'un milieu hydro-organique à deux phases. 10 Les produits qui sont obtenus par ce procédé, c'est- à-dire les 2.4—dichloro-6-amino-s-triazines ayant un substituant sur le groupe amino, constituent des produits intermédiaires qui servent à préparer des diamino-chloro-s-triazines, substances qui sont utilisées pour empêcher la croissance de plantes ad-15 ventices et le développement delà végétation nuisible et qui ont donc tua très grand intérêt économique comme substances herbicides. Les composés diaminés du commerce qui se sont avérés particulièrement intéressants et lui sont utilisés comme herbicides sont par exemple l'atrazine ou 2-chl oro-4—éthy 1— 20 amino-6-isopropylamino-s-triazine, la propazine ou 2-chloro-4.6-bis-isopropylamino-s—triazine,atc.cescomposés diaminés peuvent être utilisés aussi bien comme herbicides sélectifs pour combattre des plantes adventices parmi des plantes cultivées que pour stérilier les sols en vue d'une destruction 25 totale de la végétation nuisible. La transformation des 2.4-,-dichloro—6-amino—s-triazines ayant un substituant sur le groupe amino, qui sont obtenues selon cette invention, en composés diaminés d'importance économique qui viennent d'être indiqués,se fait par réaction avec 30 une quantité équivalente de la même ou d'une autre aminé primaire ou d'une aminé secondaire. Ainsi, on fait réagir les produits obtenus selon l'invention, c'est-à-dire les 2.4— dichloro-6-amino-s-triazines ayant le substituant sur le groupe amino, avec des aminés comme 1'éthylamine, l'isopropylamine ou 35 une autre aminé,pour obtenir les composés diaminés herbicides dont il vient d'être question. Un mode d'exécution typique du procédé selon cette invention consiste à faire réagir le chlorure de cyanuryle, dans des conditions adiabatiques, au sein d'un milieu hydro-40 organique à deux phases, avec une aminé primaire n'ayant pas 69 45060 2027220 d'empêchement stérique, par exemple 1'isopropylamine pour former la 2.4-dichloro-6-isopropylamino-s-triazine. Les 2.4-dichloro-amino-s-triazines ayant un substituant sur le groupe amino,qui sont des substances connues, 5 sont ordinairement préparées par réaction du chlorure de cyanuryle avec des aminés primaires à des températures basses et en présence d'un solvant. Dans ce procédé, il est nécessaire, d'après la littérature,de neutraliser l'acide, chlorhydrique HC1 formé par la réaction, ceci soit avec un excès de l'aminé 10 .utilisée soit avec un agent liant les acides comme 1 'hydroxyde ou le carbonate de sodium par exemple. Mais cette neutralisation de l'acide chlorhydrique avec un excès de l'aminé ou avec un agent liant les acides rend naturellement plus difficile la séparation de 11 amino-s-triazine recherchée et, de plus, rend le 15 procédé plus coûteux. Par contre, si on ne neutralise pas l'acide, les rendements en amino-s-triazines sont beaucoup plus bas. Une autre possibilité pour éliminer l'acide chlorhydrique consiste à procéder à une distillation à des températures élevées mais une telle manière de faire n'est pas recomiiandable 20 non plus car cela introduit une opération supplémentaire dans la préparation des produits cherchés. Le brevet américain 3 328 -399 décrit un procédé de préparation d'amino-s-triazines sans neutralisation de l'acide chlrohydrique formé mais ce brevet ne concerne toutefois que 25 la réaction du chlorure de cyanuryle avec des aminés secondaires dans un milieu anhydre et l'acide chlorhydrique est éliminé du mélange de réaction par distillation. Par ailleurs, des travaux de laboratoire antérieure ont montré que dans les réactions des chlorhydrates de méthyl-30 aminé ou d'éthylamine avec le chlorure de cyanuryle en milieu anhydre, la réaction ne se faisait qu'à des températures extrêmement élevées ,de l'ordre de 200°C et plus et il se forme alors, à côté de la 2.4-dichloro-6—amino-s-triazine portant le substituant sur le groupe amino, une grande quantitêt 35 de sous-produits inconnus. Conformément à la présente invention, on obtient les 2.4-dichloro-6-amino-s-triazines ayant un substituant sur le groupe amino avec des rendements élevés et une pureté remarquable et en un temps très -court en faisant réagir le 40 chlorure de cyanuryle, dans des conditions adiabatiques et 69 45060 2027220 au sein d'un milieu hydro-organique à deux phases, avec une aminé primaire n'ayant pas d'empêchement stérique. De cette manière, la formation simultanée de sous-produits gênants est réduite au minimum ou même le plus souvent à peu près totalement 5 supprimée. La mono-amino-dichloro-triazine obtenue peut ensuite être convertie en diamino-chloro-s-triazines utilisables comme herbicides. La réaction entre le chlorure de cyanuryle et l'aminé dépourvue d'empêchement stérique est exécutée dans un milieu 10 hydro-organique à deux phases, dans des conditions adiabatiques. Le procédé selon la présente invention procure des avantages importants par rapportaux procédés qui étaient utilisés jusqu'ici pour préparer les 2.4-dichloro-6-amino-s-triazines à substituant sur le groupe amino. En premier lieu, la réaction est extrêmement 15 rapide et le produit cherché est obtenu en quelques minutes, parfois même en me à deux minutes. De plus, les produits obtenus sont extrêmement purs, c'est-à-dire que leur pureté est de l'ordre de 99% et ceci avec des rendements atteignant 99»6% Dans ce procédé, il ne se forme que de petites quantités de sous-20 produits,de sorte qu'il n'est plus nécessaire de les séparer comme c'était le cas auparavent, ce qui exigeait des opérations coûteuses et compliquées. Suivant un mode d'exécution préféré de l'invention, on fait réagir le chlorure de cyanuryle avec une ami,rie primaire 25 sans empêchement stérique, dans des conditions adiabatiques, au sein d'un milieu organique aqueux à deux phases, ce qui conduit à la formation de la 2.4-dichloro-6-amino-s-triazine à l'état très pur et avec un très bon rendement. La réaction, oui est très rapide, est terminée en quelques minutes, en gé-30 néral en line à deux minutes. Les produits obtenus se caractérisent par une pureté d'environ 99% et les rendements s'élèvent jusqu'à 99,6%. Les triazines que l'on obtient par le procédé selon, l'invention peuvent être représentées par la formule suivante 35 Cl—-SX > Cl N E 69 45060 4 2027220 dans laquelle le symbole S représente un radical alkyle inférieur, un radical alcényle inférieur ou tin radical cyclo-alkyle pouvant avoir jusqu'à 6 atomes de carbone. Des exemples caractéristiques de groupes alkyles 5 sont les groupes propyle,isopropyle, butyle, isobutyle, amyle, hexyle,etc., des exemples de groupes alcényles sont les groupes propényle £>utényle etc.efc des représentants de groupes cycloalkyles sont les groupes cyclopropyle, cyclobutyle et cyclohexyle . 10 L'aminé primaire sans empêchement stérique est une aminé de formule RÏÏHg, E ayant la signification ci-dessus. Une application particulièrement importante du procédé selon l'invention est la préparation de la 2.4-dichloro-6-isopropylamino-s-triazine par réaction du chlorure de cyanuryle 15 avec l'isopropylamine dans des conditions adiabatiques au sein d'un milieu hydro-organique à deux phases. De préférence, le chlorure de cyanuryle est ajouté au mélange dans un solvant organique inerte, solvant qui non seulement doit être inerte, c'est-à-dire non réactif mais qui doit aussi ne pas empêcher 20 ou influencer défavorablement le cours de la réaction. Une autre condition imposée au solvant est d'être facile à éliminer, par exemple Par évaporation. Des solvants appropriés sont par exemple le toluène, le benzène, le xylène, l'acétone, la méthyl-éthyl-cétone etc. 25 Comme agents destinés à lier l'acide, on peut utiliser 1'aminé elle-même ou bien les hydroxydes ou les carbonates de métaux alcalins,etc., par exemple les hydroxydes de sodium et de potassium ou les carbonates de sodium et de potassium* On utilisera en général des solutions aqueuses de ces agents 30 alcalins, ordinairement une solution à 50% d'hydroxyde de sodium, bien qu'on puisse naturellement utiliser aussi des solutions plus concentrées ou moins concentrées en agents alcalins. A En règle générale on fera réagir des proportiçns 35 stoechiométriques des réactifs, c'est-à-dire environ 1 mole de 1'aminé avec environ 1 mole de chlorure de cyanuryle, en présence d'environ 1 mole du composé du métal alcalin destiné à lier l'acide. Naturellement, si l'on utilise 1'aminé elle-même pour fixer l'acide, il faudra en ajouter deux moles environ 40 par mole de chlorure de cyanuryle. 69 45060 2027220 Dans un mode d'exécution du présent procédé, on fait réagir le chlorure de cyanuryle avec l'iso-propylamine dans des conditions adiabatiques, dans un appareil de réaction qui travaille en continu. On peut par exemple mé-5 langer dans un réservoir de l'eau avec une solution à 50 % d'hydroxyde de sodium et 1'isopropylamine et envoyer le mélange au réacteur continu, en même temps qu'une solution de chlorure de cyanuryle dans du toluène. La réaction conduit à la 2.4-dichloro-6-isopropylamino-s-triazine cherchée en un temps 10 relativement court, qui est de l'ordre de 1 à 2 minutes. Cette réaction est poursuivie d'une manière continue, c'est-à-dire que les réactifs sont envoyés pratiquement en continu au réacteur et que la triazine amino-substituée que l'on cherche à obtenir, par exemple la 2.4-dichloro-6-isopropylamino-s-15 triazine, est retirée du réacteur d'une manière pratiquement continue. Comme il a déjà été dit, la réaction donne la 2.^-dichloro-6-amino-s-triazine amino-substituée en un temps extrêmement court de quelques minutes, c'est-à-dire de 1 à 20 2 minutes. Le réacteur qui est utilisé dans ce procédé est un appareil de petit volume travaillant en continu. Dans un tel réacteur, les réactifs sont introduits assez rapidement, la réaction se fait en un temps très court et les produits formés sont soutirés du réacteur. Il est ainsi possible, 25 avec un appareil de ce genre, de conduire la réaction en continu dans des conditions adiabatiques et d'obtenir très rapidement le produit cherché. Malgré la petitesse du réacteur, la facilité et l'efficacité avec lesquelles se fait la réaction permet donc des cadences de production très élevées. 30 Par exemple, dans un réacteur d'un volume de 7,4 litres, on introduit l'eau par une conduite, 1'isopropy1-amine (IPA), qui joue en même temps le rôle d'accepteur d'acides, par une autre conduite et le toluène qui contient en solution le chlorure de cyanuryle (CC) par une troisième conduite, 35 en réglant les débits des diverses conduites de manière à faire arriver des proportions pratiquement stoechiométriques des divers réactifs. La surveillance des proportions respectives de chlorure de cyanuryle et d'isopropylamine est 69 45060 6 2027220 particulièrement importante pour assurer la formation de la 2.4-dichloro-6-isopropylamino-s-triazine recherchée. Au bout d'environ 1 à 2 minutes, la réaction est terminée. La triazine formée est alors envoyée dans une cuve de décantation et de là 5 dans un réacteur de préparation de l'atrazine, où elle est convertie en 2-chloro-4-éthylamino-6-isopropylamino-s-triazine. Les sous-produits de la réaction passent de la cuve de décantation dans un séparateur. Selon une variante on introduit un "courant 10 d'eau, un courant d'hydroxyde de sodium et un courant d'iso-propylamine dans un réservoir de mélange dans lequel se fait le mélange de ces matières, mélange qui est ensuite envoyé dans le réacteur continu, en même temps qu'un courant de toluène contenant le chlorure de cyanuryle en solution. Le 15 produit formé, c'est-à-dire la 2.4-dichloro-6-isopropylamino-s-triazine, passe du réacteur dans une cuve de décantation et de là dans le réacteur de préparation de l'atrazine. Les débits des divers courants sont de nouveau réglés de manière à mettre en contact des proportions des réactifs pratiquement 20 stoechiométriques. Le contrôle des proportions mutuelles de chlorure de cyanuryle, d'isopropylamine et d'hydroxyde de sodium (ou d'un autre hydroxyle de métal alcalin ou d'un carbonate de métal alcalin) est également important pour assurer la formation du produit intermédiaire 2.4-dichloré 25 recherché et celle du produit diaminé, avec un rendement élevé et une grande pureté. Les exemples suivants, qui ne sont nullement limitatifs de la portée de l'invention, décrivent celle-ci plus en détail. 30 EXEMPLE 1 : A une solution de 92,2 g (0,5 mole) de chlorure de cyanuryle dans 500 g de toluène à la température de 24°C, solution qui a été placée dans un ballon à fond rond à quatre cols, muni d'une ampoule d'addition goutte à goutte, d'un agitateur, 35 d'un réfrigérant et d'un thermomètre, on ajoute en 10 secondes, tout en agitant, une solution de 29,6 g (0,5 mole) d'isopropyl-amine et de 20 g (0,5 mole) d'hydroxyde de sodium dans 500 g d'eau à 24°C. La température du mélange de réaction s'élève à 80°C en moins de 30 secondes. Après exactement une minute, 40 l'analyse du produit formé donne 99,8 % de 2.4-dichloro-6-iso- 69 45060 ? 2027220 propylamino-s—triazine, 0,2% de 2.4—bis-isopropylamino—6-chloro-s—triazine et des traces de chlorure de cyanuryle. EXEMPLE 2 î On fait arriver par des conduites séparées, dans un 5 réservoir de mélange, 26,8 kg par heure (1 mole) d'isopropyla-mine, 37,2 kg par heure (1,02 mole) d'une solution à 50% d'hydroxyde de sodium et 163 kg par heure d'eau puis on envoie le mélange dans un réacteur opérant en continu, d'une capacité de 4-, 15 litres, en même temps qu'on envoie 558 kg par heure 10 d'une solution toluéniqiue à 15% de chlorure de cyanuryle, l'ensemble du mélange de réaction traversant le réacteur d'une manière continue. On commence la réaction à une température de 31°C dans des eonditions adiabatiques et la température de sortie du mélange est de 80°C. L'analyse indique que la réac-15 tion s'est faite à raison de 99,5% et que le rendement est de 98,5% en 2.4~dichloro-6-isopropylamino-s-triazine à 99,0% de pureté. EXEMPLE 3 î La réaction est effectuée en continu dans un réacteur 20 ayant une capacité de 7,5 litres, avec des débits des réactifs de 53, 6 kg/h d'isopropylamine (2 moles), 174- kg/h pour l'eau et 558 kg/h pour une solution toluénique à 15% de chlorure de cyanuryle. La température du mélange de réaction à l'entrée dans le réacteur est de 30°0 et la température est de 80°C 25 à la sortie du réacteur. Le degré de réaction est de 99,5% et le rendement est de 99,5% en 2.4—dichloro-6-isopropylamino-s-triazine à 99»0% de pureté. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, 30 notamment par substitution de moyens techniques équivalents sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. 69 45060 8 2027220 HEVENDICAHONS 1.- Un procédé de préparation de 2 »4-dichloro-6-amino-s-triazines ayant un substituant sur le.groupe amino et répondant à la formule dans laquelle 10; le symbole R représente un groupe alkyle inférieur, un groupe alcényle inférieur ou un groupe cyclo-alkyle, procédé caractérisé en ce qu'on fait réagir une aminé ENH2 sans empêchement stérique avec le chlorure de cyanuryle dans 15 des conditions adiabatiques, pendant un laps de temps relativement court, au sein d'un milieu hydro-organique à deux pha.ses. 2.-Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réaction est effectuée en présence d'un composé de métal alcalin basique destiné à lier l'acide chlorhydrique 20 formé» 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réaction est effectuée à une température comprise entre 0 et 100°C, de préférence entre 30 et 86fC. 4-.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en 25 ce qu'on fait réagir des proportions sensiblement stoechiométriques des réactifs» 5»- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute le chlorure de cyanuryle au mélange de réaction après l'avcor dissous dans un solvant organique inerte. 30 6.- Procédé selon la revendication 5> caractérisé eh ce que le solvant choisi est le toluène, le benzène, le xylène, l'acétone ou la méthyl-éthyl-cétone» 7*- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on mélange d'abord 1'aminé avec l'agent destiné à 35 1ier 11 acide, avant de la faire réagir avec le chlorure de cyanuryle. 8é«> Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise nomme agent pour lier l'acide tm hydroxyde 45060 2027220 ' ou un carbonate de métal alcalin. 9*- Procédé selon la revendication 1T appliqué à la préparation de la 2.4-dichloro-6-isopropylamino-s-triazine, caractérisé en ce qu'on fait réagir une solution de chlorure 5 de cyanuryle dans du toluène avec l'isopropylamine dans un milieu hydro-organique à deux phases, qui contient un hydroxy-de ou un carbonate de métal alcalin pour lier l'acide chlorhydrique formé. 10.- Procédé selon la revendication 9» caractérisé 10 en ce que l'hydroxyde de métal alcalin est l'hydroxyde de sodium. 11.- Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'on mélange d'abord l'isopropylamine avec le composé de métal alcalin et l'eau puis on fait réagir le mélange avec le 15 chlorure de cyanuryle. 12.- Procédé selon la revendication 9> caractérisé en oe qu'on utilise des proportions stoechiométriques des réactifs.