Brevet FR2460286A1 — publié le 19810123

L'invention concerne la préparation d'acides D-phénoxy-2 propioniques, de forrmule générale: e- O - CH - COOH (formule I) Xn CH3 dans laquelle: - X représente un atome d'halogène ou un radical méthyle - n est un nombre entier de 1 à 5 (1 substituants X peuvent être identiques ou différents. Il est connu que les acides selon la formule I tels que l'acide (méthyl-2chloro-4-phénoxy)2-propionique, l'acide (dichloro-2,4 phénoxy)-2propionique, l'acide (trichloro-2,4,5 phénoxy)-2 propionique, l'acide (méthyl- 2 phénoxy)-2 propionique présentent d'intéressantes propriétés herbicides. Il est connu par ailleurs que, pour chacun de ces acides, l'isomère de configuration D présente une activité herbicide sensiblement supérieure à celle du racémique correspondant. Il est donc souhaitable de préparer les composés selon la formule I sous forme de leur isomère de configuration D. Il a déjà été proposé (brevet français 1 479 271) de préparer l'isomère D des acides selon la formule I, en faisant réagir un sel alcalin, dextrogyre dans l'eau, de l'acide chloro-2 propionique sur un sel alcalin d'un phénol de formule: OH (formule II) Xn dans laquelle: X et n ont la même signification que dans la formule I, - et le sel acalin ainsi obtenu est ensuite acidifié par un acide fort, HCl par exemple, pour donner enfin l'acide selon la formule I. Selon ce brevet français 1 479 271, la réaction du sel alcalin de l'acide chloro-2 propionique sur le sel acalin du phénol de formule II s'effectue en présence d'un solvant organique inerte, de. point d'ébul- lition élevé, tel qu'un hydrocarbure aromatique, (toluène ou xylène notamment), à la température d'ébul- lition du solvant. Le procédé revendiqué par ce brevet français permet d'obtenir avec un bon rendement des acides D- phénoxy-2 propioniques de pureté optique très élevée (la pureté optique est définie comme étant le % de l'isomère optique considéré, ici l'isomère D, dans le composé obtenu). Sur un plan pratique, selon la technique décrite dans ce brevet, il est préféré d'utiliser des réactifs anhydres et/ou d'éliminer l'eau présente dans le mélange réactionnel, avant le début de la réaction, par entraînement azéotropique. Industriellement, l'utilisation de réactifs anhydres présente de sérieux inconvénients. Elle est onéreuse puisqu'elle implique une déshydratation préala- ble des réactifs. De plus certains réactifs, et en particulier le chloro2 propionate de-sodium, sont difficiles à préparer à l'état anhydre. Enfin, plusieurs de ces réactifs anhvdres sont des solides dont la mise en oeuvre est difficile et qui conduisent à des mélanges réactionnels hétéro- gènes, difficiles à agiter et de ce fait peu réactifs. Par ailleurs enfin, l'élimination de l'eau par entraîne- ment azéotropique nécessite l'utilisation d'un solvant auxiliaire qu'il est ensuite nécessaire de récupérer et recycler. La présente invention se propose de remédier à ces inconvénients: - un premier but de l'invention est de permettre la préparation d'acides Dphénoxy-2-propioniques de pureté optique élevée, à partir d'une solution aqueuse ou hydroalcoolique d'un sel alcalin, dextrogyre dans l'eau, de l'acide chloro-2 propionique et d'une so- lution aqueuse d'un sel alcalin du phénol selon la formule II (donc sans avoir à utiliser des réactifs de départ anhydres) - un autre but de l'invention est de permettre la préparation d'acides D-phénoxy-2 propioniques avec un rendement amélioré, à partir d'un sel alcalin, dextro- gyre dans l'eau, de l'acide chloro-2 propionique. Le procédé selon l'invention concerne donc la préparation de l'acide selon la formule I, par réaction d'un sel alcalin, dextrogyre dans l'eau, de l'acide chloro-2-propionique sur un sel alcalin du phénol selon la formule II, puis traitement du sel alcalin obtenu au moyen d'un acide fort, ledit procédé étant caracté- risé en ce que l'on fait réagir une solution aqueuse ou hydroalcoolique du sel alcalin de l'acide chloro-2 propionique sur une solution aqueuse du sel alcalin du phénol de formule II, à une température élevée, sous une pression inférieure à- la pression de vapeur de l'eau à la température de la réaction. Avantageusement les conditions utilisées pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention sont les suivantes: a) la réaction entre le sel alcalin de l'acide chloro-2 propionique et le sel alcalin du phénol de formule II est effectuée à une température comprise entre 70 et C. b) cette réaction est effectuée sous une pression infé- rieure ou au plus égale à 1 bar, (et de plus, comme indiqué précédemment, inférieure à la pression de vapeur de l'eau à la température de la réaction). De préférence la pression utilisée est inférieure à la moitié de la pression de vapeur de l'eau à la température de la réaction et est comprise entre 0,1 et 1 bar. c) cette réaction est effectuée en utilisant comme sels alcalins le sel de sodium de l'acide chloro-2 propio- nique et le sel de sodium du phénol de formule II. d) la solution aqueuse ou hydroalcoolique du sel alcalin de l'acide chloro-2 propionique comprend au moins % en poids de chloro-2 propionate de sodium, le complément étant constitué par de l'eau et éventuel- lement par un alcool, alcanol inférieur par exemple. La limite supérieure de la quantité de chloro-2 propionate de sodium présente dans la solution correspond à la limite de saturation en chloro-2 propionate de sodium de la solution, dans les condi- tions de températuree zpression utilisées. De préfé- rence cette solution comprend de 20 à 50 % en poids de chloro-2 propionate de sodium. Elle peut être pré- parée par saponification d'un chloro-2 propionate d'alcoyle inférieur, lévogyre (mesure effectuée sans solvant), par une solution aqueuse de soude industriel- le contenant de 20 à 30 % en poids de soude. e) la solution aqueuse du sel alcalin du phénol de for- mule II comprend au moins 50 % en poids de sel de sodium de ce phénol, le comulément étant constitué -jar de l'eau. La limite supérieure de la quantité de ce sel de sodium présente dans la solution corres- pond à la limite de saturation en ce sel de cette solution aqueuse, dans les conditions de température et pression utilisées. De préférence on utilise une solution conte- nant de 50 à 80 % en poids de sel de sodium du phénol selon la formule II. Elle peut être préparée par saponification du phénol selon la formule II par une solution aqueuse de soude industrielle. Cette solu- tion est de préférence concentrée jusqu'au voisinage de sa limite de saturation, par un chauffage effectué à une température comprise entre 70 et 160'C, sous de/ une pression inférieure à la pression vapeur de l'eau à cette température. Avantageusement ce chauffage est effectué en utilisant les mêmes conditions de température et pression que pour la réaction selon l'invention. f) le sel alcalin, dextrogyre dans l'eau, de l'acide chloro-2 propionique est composé pour au moins 90 % en poids par l'isomère optique de configuration L, et pour le complément par l'isomère de configura- tion D. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre de façon discontinue, par exemple en coulant graduellement une solution aqueuse ou hydroalcoolique d'un chloro-2 propionate de sodium, dextrogyre dans l'eau, dans une solution aqueuse du sel alcalin du phénol de formule II, selon les conditions de températu- re et pression indiquées précédemment, en ayant au préalable chauffé cette dernière solution selon les mêmes conditions de température et pression. Il peut également être mis en oeuvre en continu en introduisant en parallèle les deux solutions dans un réacteur, en opérant selon les conditions indiquées précédemment. Des résultats tout particulièrement avantageux ont été obtenus en effectuant la réaction selon l'inven- tion soit à une température comprise entre 120 et 160 C, sous une pression de 1 bar, soit, de préférence en opérant entre 80 C et 110 C sous une pression de 0,2 à 0,5 bar (152 à 380 mm Hg). Les exemples suivants, décrits à titre non limitatif montrent comment l'invention peut être mise en oeuvre. Exemple 1 On utilise un réacteur de 500 ml équipé d'une agitation et d'un tube de dégagement prolongé par un réfrigérant (et permettant ainsi de condenser les vapeurs dégagées), l'ensemble étant relié à un système permettant d'opérer sous pression réduite. Dans ce réacteur on introduit 171 g (1,2 mole) de méthyl-2-chloro-4 phénol et 92 g d'une solution aqueuse de soude comprenant 44 g de soude et 48 g d'eau et on chauffe le mélange, avec agitation, à 90 C, sous 0,25 bar (190 mm Hg) pendant 15 minutes. On coule alors dans ce mélange, en 2 heures minutes, avec un débit constant, 200 ml d'une solu- tion aqueuse comprenant 130,5 g (1 mole) de chloro-2 propionate de sodium de pouvoir rotatoire [] 20=+390 (C = 10, eau), et 125 g d'eau, tout en maintenant la température à 90 C et la pression à 0,25 bar. Une fois la coulée terminée, le mélange réactionnel est maintenu pendant 15 minutes, sous agitation, à 90 C et sous 0,25 bar. On coule alors ce mélange dans 550 ml d'eau, puis on l'acidifie par HC1 ION de façon à l'amener à pH = 6. Il est ensuite lavé par 4 x 200 ml de perchlor- éthylène puis décanté. La phase aqueuse est amenée à pH = 0,5 et l'acide (méthyl-2chloro-4 phénoxy)-2 propionique est reprécipité puis extrait par 2 x 300 ml de perchloréthylène. La phase organique est recueillie puis distillée sous pression réduite et on obtient 199,5 g d'acide (méthyl-2 chloro-4 phénoxy)-2 propioni- que (0,93 mole), de titre alcalimétrique = 100 %, soit un rendement de 93 % par rapport au chloro-2 propionate de sodium. Dans la phase aqueuse, on récupère 9,6 g d'acide, ce qui porte le rendement total à 97 %. L'acide obtenu présente un pouvoir rotatoire [tJ 20 = + 25,86 (C = 10, acétone). Compte-tenu du D pouvoir rotatoire théorique de l'acide D (méthyl-2 chloro-4 phénoxy)2 propionique optiquement pur, mesuré D selon les mêmes conditions rot] 20 = + 28,15 , l'acide obtenu est composé pour 95,9 % par de l'isomère D, et pour le complément par de l'isomère L et sa pureté optique est donc de 95,9 %. Compte-tenu du pouvoir rotatoire théorique du L chloro-2 propionate de sodium optiquement pur [] 20 = + 40 (C = 10, eau), le chloro-2 propionate D de sodium utilisé comme matière de départ était constitué pour 98 % par de l'isomère L (et-pour le complément par l'isomère D) et sa pureté optique était donc de 98 %. Essai comparatif On effectue l'essai décrit dans l'exemple 1, en utilisant les mêmes quantités des mêmes réactifs et en opérant selon les mêmes conditions, si ce n'est que au lieu d'opérer sous 0,25 bar, on utilise une pression de 1 bar (760 mm Hg), supérieure à la pression de vapeur de l'eau à 90 C (525 mm Hg). Dans ces condi- tions le rendement total en acide (méthyl-2 chloro-4 phénoxy)-2 propionique est de 92 % et son pouvoir rota- toire est ["] 20 = + 20,8 (C = 10, acétone), soit une D pureté optique de 87 %. 8' Exemple 2 On opère selon les conditions décrites à l'exemple 1, avec toutefois les seules différences sui- vantes: la température est de 150 C (au lieu de 90 C) et la pression de 1 bar (760 mm Hg) au lieu de 0,25 bar. On obtient ainsi 205 g d'acide (méthyl-2 chloro-4 phénoxy) 2 propionique de titre alcalimétrique 100 % et on récu- père de plus 2 g d'acide dans la phase aqueuse, soit un rendement total de 96,5 %. Pouvoir rotatoire [c] 20 = + 24,8 (C = 10, acétone), soit une pureté D optique de 94 %. Exemple 3 On opère comme selon les conditions décrites dans l'exemple 2, avec toutefois la seule différence suivante: la température est de 130 C, au lieu de C. On obtient ainsi 200 g d'acide (méthyl-2 chloro- 4 phénoxy)-2 propionique-et on récupère de plus 9,5 g de cet acide dans la phase aqueuse, soit un rendement total de 97,6 %. Pouvoir rotatoire [] 20 = + 24,52 (C = 10, acetone), soit une pureté optique de 93,5 %. Exemple 4 On opère selon les conditions décrites à l'exemple 1 avec toutefois les seules différences suivantes: - la pression est de 0,26 bar (au lieu de 0, 25 bar) - la solution aqueuse de chloro-2 propionate de sodium est remplacée par une solution hydroxyméthanolique constituée par: ,5 g de chloro-2 propionate de sodium (l mole) 42,0 g de méthanol 93,0 g d'eau. On obtient ainsi 206 g d'acide (méthyl-2 chloro-4 phénoxy)-2 propionique et on récupère de plus 2,4 g de cet acide dans la phase aqueuse soit un rende- ment total de 97,2 %. = + 24,63 (C = 10, acétone), soit une pureté D optique de 93,7 %. La solution hydroxyméthanolique de départ a été préparée dans une opération séparée en traitant 122,5 g de chloro-2 propionate de méthyle [ 20 =- 24,85 (sans solvant) par 133 g d'une D solution aqueuse de soude à 30 % (1 mole) et 10 g de méthanol, à une température inférieure à 35 C, sous pression normale. Compte-tenu du pouvoir rotatoire théorique du L chloro-2 propionate de méthyle optiquement pur = - 27,8 (sans solvant), le chloro-2 propiona- E-] D te de méthyle utilisé comme matière de départ était constitué pour 94,7 % par de l'isomère L (pureté optique 94,7 %). Exemple 5 On opère selon les conditions décrites à l'exemple 4, avec toutefois les différences suivantes: - la température est de 135 C (au lieu de 90 C) - la pression est de 1 bar (au lieu de 0,26 bar). On obtient au total 208,4 g d'acide (méthyl-2 chloro-4 phénoxy)-2 propionique (rendement total 97,1 %), de pouvoir rotatoire []20 = + 24,0 (C = 10, acétone), iqe- D soit une pureté optique de 92,7 %. REVENDICATIONS 1) Procédé de préparation d'un acide D phénoxy-2- propionique de formule X O - CH - COOH Xn CH3 dans laquelle X représente un atome d'halogène ou un radical méthyle et n est un nombre entier de 1 à 5, sous réserve que lorsque n est différent de 1 les substituants X sont identiques ou différents, par action d'un sel alcalin, dextrogyre dans l'eau, de l'acide chloro-2 propionique sur un sel alcalin d'un phénol de formule P OH Xn dans laquelle X et n ont la même signification que précédemment, puis acidification du sel alcalin ainsi obtenu, par un acide fort, ledit procédé étant caractérisé en ce que le sel alcalin de l'acide D phénoxy-2 propionique est préparé en faisant réagir une solution aqueuse ou hydroalcoolique du sel alcalin de l'acide chloro-2 propionique, sur une so- lution aqueuse du sel alcalin du phénol, à une tem- pérature élevée, sous une pression inférieure à la pression de vapeur de l'eau à la température de la réaction. 2) Procédé selon la revendication 1) caractérisé en ce que la réaction est effectuée à une température comprise entre 70 et 160'C. 3) Procédé selon la revendication 2) caractérisé en ce que la réaction est effectuée sous une pression inférieure ou au plus égale à 1 bar. 4) Procédé selon la revendication 3) caractérisé en ce que le sel alcalin de l'acide chloro-2 propionique et le sel alcalin du phénol sont des sels de sodium. ) Procédé selon la revendication 4) caractérisé en ce que la solution aqueuse ou hydroalcoolique de chloro- 2 propionatè de sodium comprend en poids au moins 20 % de ce composé et en ce que la solution aqueuse du sel de sodium du phénol comprend en poids au moins 50 % de ce sel. 6) Procédé selon la revendication 5) caractérisé en ce que la réaction est effectuée sous une pression in- férieure à la moitié de la pression de vapeur de l'eau à la température de la réaction. 7) Procédé selon la revendication 6) caractérisé en ce que la réaction est effectuée à une température comprise entre 120 et 1600C sous une pression de 1 bar. 8) Procédé selon la revendication 6) caractérisé en ce que la réaction est effectuée à une température comprise entre 80'C et 1100C sous une pression com- prise entre 0,2 et 0,5 bar.