Brevet FR2028757A1 — publié le 19701016

ê9 44847 2028757 La présente invention visa le trifluoracétate de thallium et ses applications. On prépare le trifluoracétate de thallium (l) par réaction de l'oxyde thallique sur l'acide trifluoracétique. 5 TI(OCOCF3)3 (l) On dissout l'oxyde thallique dans l'acide trifluoracétique.sous reflux et on obtient le produit en évaporant la matière solide sous pression réduite. Le produit est incolore et hygroscopique et peut être emmagasiné dans un flacon bouché à température ambiante ou 1O sur P205. • Ce composé est utile pour la préparation d'une grande variété de composés aromatiques substitués. Le trifluoracétate de thallium est un agent hautement efficace pour la thallation directe de composés aromatiques qui peuvent être 15 ultérieurement convertis en composés aromatiques connus et utiles. La réaction d'un substrat aromatique avec du trifluoracétate de thallium permet d'obtenir un produit intermédiaire qui est un di-trifluoracétate d'aryl-thallium (il). Ar-Tl ( OCOCFj ) ^ H> Ar-Tl(X>2 Ar-X 20 (II) (XIX) (IV) Les groupes trifluoracétate sont facilement déplacés, de manière à obtenir des composés aryl-thalliques substitués (lit) qui subissent une décomposition avec perte d'un composé de thallium, de sorte qu'on obtient des composés aromatiques substitués (iv). Le 25 déplacement peut avoir lieu avec divers anions, y compris les a-nions iodure, chlorure et cyanure. La réaction avec l'iodure est la plus efficace car les di-iodures.d'aryl-thallium résultants se décomposent spontanément de manière à fournir, avec un rendement élevé, l'iodure aromatique correspondant. . 30 Les composés aromatiques de thallium (ill), que l'on prépare en utilisant du trifluoracétate de thallium, constituent des produits intermédiaires servant à la préparation d'une grande variété de composés organiques. Cependant, les techniques de synthèse que l'on utilise couramment pour aboutir à de tels composés sont d'une 35 mise en oeuvre laborieuse et comportent plusieurs étapes. On voit donc que le composé selon l'invention apporte une contribution importante à l'arsenal dont dispose le chimiste organicien qui désire effectuer la préparation d'autres composés recherchés. On peut 69 44847 2*. 2028757 utiliser le trifluoracétate thallique sous forme solide ou dans des solvants variés» y compris l'acide trifluoracétique. Pour le préparer, on soumet au reflux l'oxyde thallique dans de l'acide trifluoracétique pendant environ une à cent heures. La durée du 5 traitement sous reflux n'est pas critique mais on préfère qu'elle soit comprise entre cinq et cinquante heures. Une solution de trifluoracétate de thallium dans de l'acide trifluoracétique est déjà un agent de thallation puissant. La réaction du trifluoracétate de thallium avec des substrats qui sont activés dans le sens d'une 10 substitution électrophile est en général achevée en quelques minutes à la température ambiante. La thallation de substrats légèrement désactivés tels que des halobenzènes, nécessite trente minutes à la température de reflux (70°C); la thallation de substrats désactivés comme l'acide benzoïque et 1' ^ , & , oC -trifluoroto-15 luène nécessite vingt-et-une à quatre-vingt-dix-huit heures, respectivement. En général, le produit intermédiaire, c'est-à-dire le di-trifluoracétate d'aryl-thallium cristallise dans le mélange de réaction. On traite ce produit intermédiaire avec une source appropriée 20 d'un agent nùcléophile tel que l'iodure de potassium ou l'iode pour obtenir un composé aromatique iodé ou autrement substitué. Dans le cas de substrats aromatiques sensibles aux acides, comme le thiophène, on a intérêt d'utiliser du trifluoracétate de thallium solide pendant le stade de thallation afin d'éviter une • 25 décomposition poussée de la matière première. La conversion du dérivé de thallium en produit désiré s'effectue de la façon décrite plus haut. On peut substituer des substrats aromatiques extrêmement variés en utilisant du trifluoracétate thallique. Parmi ces substrats, 30 on mentionnera le benzène; les benzènes substitués tels que le fluorobenzène, le chlorobenzènê, le toluène, 1'éthylbenzène, le m-xylène, l'anisole, le mésitylène, l'acide benzoïque et 1* 69 44847 3- 2028757 pour la préparation de médicaments possédant des propriétés hypo-cholestérémiantes. Le trifluoracétate de thallium est également utile pour la préparation du thiophénol, produit chimique bien connu dans 1'in-5 dustrie en sa qualité d'activateur de polymérisation, d1 anti-oxydant, de catalyseur, d'agent de flottation, et aussi de solvant dans l'industrie textile» On laisse au repos pendant seize heures à température ambiante une solution de trifluoracétate thallique dans un solvant (de préférence l'acide trifluoracétique), avec une 10 proportion ^quimolaire de benzène. Après malaxage, on obtient du di-trifluoracétate de phényl-thallium. Si l'on traite ce composé avec du N,N-diméthyldithiocarbamate de sodium, on obtient du di-(N,N-diméthyldithiocarbamate ) de phényl-thallium, et lorsqu'on soumet ce dernier produit à une irradiation par des rayons ultra-vio-15 lets, on obtient du disulfure de diphényle. On réduit aisément ce dernier composé en thiophénol, avec des rendements quantitatifs comme le décrit le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 2 402 186. Les exemples suivants, dans lesquels les parties et les pourcentages sont en poids, sauf indication contraire, servent à illus-20 trer l'invention sans aucunement en limiter la portée. On nàtera qu'on peut également utiliser des halo-alcanoates thalliques inférieurs, comme par exemple les trichloracétate, dibromacétate, tri-chloropropionate, fluoracétate et difluoracétate thalliques. On prépare ces produits de remplacement par une technique analogue à 25 celle de la préparation du trifluoracétate de thallium, c'est-à-dire en chauffant l'oxyde thallique et l'acide halo-alcanoxque approprié. On les utilise de la même façon que le trifluoracétate de thallium. EXEMPLE 1. - Trifluoracétate de thallium. 30 On chauffe sous reflux pendant sept heures, une suspension bien agitée de 20 g d'oxyde thallique dans 100 ml d'acide trifluoracétique. Après refroidissement, on filtre la suspension à travers un disque fritté et on débarrasse le filtrat du solvant sous pression réduite à 40°C. On sèche le résidu sous vide sur du Pg0^ • 35 et on obtient ainsi 17»6 g de trifluoracétate thallique sous formé d'un corps solide blanc et amorphe, dont le point de fusion est de 190-195°C (déc.). Le spectre dans 1'infra-rouge de ce composé (KBr) montre une absorption à 1670 (forte, fine), à 1^30 (moyenne, fine) à 1050-1270 (forte^ large), à 835 (forte, fine)r à 805 (for-40 te, fine) et à 722 cm"^ (forte, fine). 69 44847 h. 2028757 Un mélange de thallation commode est une solution du trifluoracétate thallique non-isolé dans de l'acide trifluoracétique, que l'on prépare de la façon suivante : On agite 50 g d'axyde thallique et on le soumet au reflux dans 5 200 ml d'acide trifluoracétique pendant vingt-six heures. On filtre le mélange de réaction chaud à travers de la Célite et on dilue le filtrat jusqu'à 250 ml avec de l'acide trifluoracétique. On détermine par titrage la quantité de sel et pour cela on fait réagir tin excès de 5 ml de benzène avec 20 ml du mélange de thallation, on 10 traite le mélange résultant, avec une solution de KX, comme on le décrira dans l'exemple 2, et on isole 1'iodobenzène ainsi formé. On obtient ainsi une valeur minimum de la quantité de trifluoracétate thallique présent (moles d*iodobenzène = moles de sel dans 20 ml de solution). On prépare également la solution en dissolvant du tri-15 fluoracét^te thallique dans de l'acide trifluoracétique. Le point de fusion du trifluoracétate thallique, de même que celui de nombreux autres composés, n'est pas net et dépend des conditions dans lesquelles on le détermine. Quand on introduit le tube contenant le produit dont on désire déterminer le point de fusion 20 dans l'appareil de détermination à la température ambiante et qu'ensuite on élève progressivement la température, le composé se ramollit à une température d'environ 100 à 110°C mais sa couleur demeure presque blanche jusqu'à une température d'environ 180-182°C, après quoi le mélange vire au brun et commence à se rétracter. A' 25 la température de 190-191°C, la rétraction est bien marquée et lorsque la température atteint une valeur de 195 à 197°C, le produit, étant prequ'entièrement noir, commence à fondre. Quand on introduit l'échantillon dans un bain préchauffé à 185°C, la fusion est immédiate et il ne reste plus qu'un liquide 30 noir. Quand on introduit l'échantillon dans un bain préchauffé à 175°C, le composé devient légèrement brun, se rétracte un peu mais ne fond pas avant une température d'environ 190°C. Dans tous les cas, la fusion est complète à une température 35 inférieure à 200°C. On peut également identifier le produit par la formation d'une couleur jaune lorsqu'on/mélange une solution dans l'acide trifluoracétique avec du benzène. 69 44847 5- 2028757 EXEMPLE 2. - lodomésitylène. A une solution de 20 ml de trifluoracétate de tha;lium dans de l'acide trifluoracétique (solution obtenue selon l'exemple l), on ajoute 0,86 g (0,0072 mole) de mésitylène et on laisse le mélange 5 de réaction au repos à la température ambiante pendant une heure. On ajoute ensuite une solution de 8,3 g de KE dans 25 ml d'eau, on agite le mélange à la température ambiante pendant quinze minutes, on ajoute environ 1 g de NagS^O^ et on agite le mélange pendant quelques minutes jusqu'à ce que sa couleur vire d'un bleu-noir au 10 jaune. On refroidit le mélange, on l'alcalinise avec une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium et on extrait avec de l!éther. On sèche les extraits éthérés, on élimine le solvant sous pression réduite et on obtient ainsi 1,66 g (rendement 9^ $) d'iodomésitylène pur sous forme d'un corps solide incolore dont le point de fusion 15 est de 29 à 30°C. EXEMPLE 3. On applique le procédé de l'exemple 2 aux .substrats suivants, dans des conditions de thallation indiquées et on obtient ainsi les produits qui figurent dans la dernière colonne du tableau. Substrat Durée (n) Temp. ( °c ) Rendement $ et Produit(s) Benzène 16 " 22 96 Xodobenzène Fluorobenzène 16 22 70 Fluoriodobenzène (89 % p; 11 56 0) Chlorobenzène 0,5 70 80 Chloriodobenzène (77 $ Pî 23 1* 0) Toluène 1 22 69 Xodotoluène (91 $ P>9$ 0) Ethylbenzène 0,8 22 86 + Ethyliodobenzène (95 i° P5 '5 i> 0) m-xylène 0,8 22 100 * 4—iodo-m-xylène Anisole 0,25 22 75 56 Xodo-anisole (83 $ p; 17 1» 0) Acide benzoïque 21 70 7 6 * Acide iodo-benzoïque (95 $ 0; 5 56 m) 0C, oC, d -tri- fluor o toluène 98 70 5h 56 Xodo- °(, oC t CL -trifluoro-toluène (81 $ m; 16 $ p; 3 # 0) 2-bromothiophène 0,33 22 81 56 2—bromo-5-iodothiophène» 69 44847 6. 2028757 EXEMPLE 4 > - Thiophénol. Di-trifluoracétate de phényl-thalliumî On laisse au repos pendant seize heures à température ambiante et avec agitation, une solution de 19,5 ml (0,22 mole) de ben-5 zène dans 250 ml d'acide trifluoracétique contenant 119»1 S (0,219 mole) de trifluoracétate thallique. On élimine par évapora-tion l'excès d'acide trifluoracétique sous pressien réduite, on dissout le résidu dans sue petite quantité d'éther diéthylique et on ajoute 25 ml de 1,2-dichloréthane. On évapore le mélange à sic-10 cité sous pression réduite et on répète ce processus deux fois pour garantir l'élimination de l'excès d'acide trifluoracétique. On recristallise le corps solide incolore résiduel dans du 1,2-dichlor-éthane et on obtient ainsi 81,8 g (rendement 1/h $>) de di-trifluor-acétate de phényl-thallium, dont le point de fusion est de 203 à 15 204°C (déç.), après séchage sous vide pendant vingt-quatre heures à 67°C. Thiophénol: Le traitement de 3 » 0 g de di-trifluoracétate de phényl-thal-lium dans 50 ml d'eau avec 2,8 g (excès de 30 $) de N,N-diméthyl-20 dithiocarbamate de sodium di-hydraté provoque une séparation immédiate de 3»0 g (rendement 97 $) de cristaux jaunes de di-(N,N-diméthyldithiocarbamate) de phényl-thallium. La recristallisation dans un mélange de méthanol et de chloroforme permet d'obtenir des prismes jaunes robustes, dont le point de fusion est de 176-184°C. 25 On irradie pendant quatre heures (Réacteur "Rayonet", lampes dé 253 millimicrons) une solution de 4,5 g de di-(N,N-diméthyldithio-carbamate) de phényl-thallitun dans 450 ml d'acétone. Pendant toute la durée de l'irradiation, la température du mélange de réaction reste entre 45 et 50°C. On filtre le mélange pour enlever 1,9 g 30 d'un précipité gris (N,N-diméthyldithiocarbamate thalleux) et on concentre le filtrat sous pression réduite pour obtenir ainsi une huile brune. On dissout cette huile dans une petite quantité de chloroforme, on filtre pour séparer une nouvelle quantité de 0,7 g de N,N-diméthyldithiocarbamate thalleUx, on évapore le filtrat une 35 fois de plus et on le soumet à une chromatographie sur une colonne de gel de silice en utilisant à titre d^éluant un mélange de chloroforme et d'hexane (3 ' 7). L'évaporation de 1■éluat permet d'obtenir 600 mg (64 $) de disulfure de diphényle sous forme d'une huile qui se solidifie quand on la laisse au repos, le point de fu-40 sion étant de 58,5 à 59»5°C; l'identité du produit est confirmée 69 44847 7. 2028757 par une comparaison avec un échantillon authentique de disulfure de diphényle. La réduction quantitative de cette matière en benzène-thiol est effectuée de la façon décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 2 k02 186. 69 44847 s. 2028757 - revendications. - 1 - A titre de produit industriel nouveau, le trifluoracétate thallique. 2 - Composé caractérisé en ce qu'il répond à la formule 5 ti(ococf3)3. 3 - Produit selon la revendication 1, caractérisé ©n ce qu'il est un trifluoracétate thallique sensiblement pur, fondant en dessous de 200°C avec décomposition, ayant des pics d'absorption dans 11infra-rouge (KBr) apparaissant à 16?0 (fort, fin), à 1430 (moyen, 10 fin),à 1050-1260 (fort, fin), à 835 (fort, fin), à 805 (fort, fin) et à 722 cm-1 (fort, fin), et, en solution dans de l'acide trifluoracétique et mélangé à du benzène, il fait virer la solution au jaune. 4 - Solution du composé selon la revendication 1, c'est-à- 15 dire du trifluoracétate thallique, caractérisée en ce qu'on l'obtient en chauffant de l'oxyde thallique dans de l'acide trifluoracétique. 5 - Procédé de .préparation de trifluoracétate thallique, caractérisé en-ce qu'on chauffe de l'oxyde thallique dans de l'acide 20 trifluoracétique.