Brevet FR2525589A1 — publié le 19831028

PR()CEI)E DE PREPA MTION DI E TRIFLU(l OO Mi T'IIOXY OU TRIFLUOR Oi-'d TIIYLTIIIOI'U El NYLCETONEIS " -La présente invention a pour objet un procédé de préparation de trifluorométhoxy ou trifluorométhylthiophénylcétones. On connait dans l'art antérieur des documents décrivant la pré- paration de-composés de ce type. * 5 On petit citer, notamment, la demande de brevet français publiée sous le numéro 2272079 qui décrit en particulier la préparation de l'isopropyl p-trifluorométhoxyphénylcétone selon laquelle on prépare un réactif de Grignard à partir d'oxyde de p-bromophényle et de tri- fluorométhyle et de magnésium On le fait réagir avec de l'isobuty- ronitrile à reflux Le produit est hydrolysé pour donner la cétone recherchée On peut encore citer la demande de brevet français pu- bliée sous le numéro 2194422 qui décrit un procédé analogue. Ce type de procédé présente de sérieux inconvénients qui ne le tendent pas attractif au plan industriel En effet, les étapes sont nombreuses et les temps de réaction sont longs De plus, les rende- ments sont médiocres puisqu'ils n'atteignent que 30 à 40 % D'autre part, et cela n'est surement pas le moins important, la mise en oeuvre d'un organomagnésium et des solvants qui l'accompagnent est dangereuse pour l'environnement: il est nécessaire de prendre des -précautions au plan technique ce qui alourdit l'économie du procéde. : On connait encore dans l'art antérieur des documents (voir par exemple OLAH, "Friedel-Crafts and Related Reactions III Part I - I 964 Interscience Publishers" pages 8 et suivantes) qui décrivent l Vacylation de substrats aromatiques (autres que les trifluoro- m 6thoxybenzènes ou trifluorométhylthiobenz nes) en présence de catalyseurs de Friedel et Crafts comme Al Cl 3. 3 ' Les expériences de la demanderesse ont montré que les cataly- seurs de Friedel et Crafts comme Al C 13 sont inefficaces lorsque le composé aromatique de départ comporte un groupement OCF 3 ou SCF 3. Ces derniers sont meme dégradés. En présence d'acide sulfurique, autre catalyseur classique, les groupements OCF 3 et SCF sont de même dégradés. 3 3 La demanderesse a maintenant découvert un nouveau procédé per- -mettant d'obtenir des triflluoromethoxy ou trifluoro'néthyltlthiophlényl- cétones à partir des trihalogénométhoxy ou trihalogénométhylthio- 1 1 _ 1 - 1 e Z 525589 A.IIl 2 benz mes, corrs:eoiudants, ce qui n'avait pu être obtenu dans l'art antdrieur. La présente invention a pour objet un procédé de préparation de trifluoroinmthouxy ou trifluorométhyltliophlénylcétones caractérisé en ce que, dans une première étape, on fait réagir un trihalogéno- méthoxyl)'nzèiie C ou un trihalogénoinéthylthiobenzene avec un composé aromatique ou aliphatique trihalogénométhylé en présence de tri- fluorure de bore en quantité telle que la pression absolte de tri- fluorure de bore d(ans l'enceinte réactionnelle soit supérieure à 1 bar et en présence d'acide fluorhydrique comme solvant et en ce que, dans une deuxième étape, on hydrolyse Ie produit résultant. On entend au sens de la présente invention par trihalogéno- méthoxy benzène ou trihalugénométhylthiobenzène d'une part, ces produits proprement dits et, d'autre part, leurs homologues corres- pondant à la présence d'un ou plusieurs radicaux substituant le noyau benzénique. Plus particulièrement, les trihalogénométhoxybenzènes ou tri- halogénométhylthiobenzènes concernés par la présente invention ont pour formule générale: Ah-CX 1 X 2 X 3 dans laquelle X 1, X 2 et X 3 identiques ou différents représentent-Cl, Br, I ou F, A représente O ou S et R représente au moins un élément choisi parmi le groupe comprenant l'hydrogène et les radicaux alkyle et alkloxy ayant de I à 6 atomes de carbone, les radicaux phényle et phénoxy substitués par au moins un groupement plus désactivant que le groupement A-CX 1 X 2 X 3, OH, Cl, Br, I et F. Les radicaux R 1 phényle et phénoxy doivent être substitués par des groupements plus désactivants que le groupement A-CX 1 X 2 X 3 pour que la réaction se fasse sur le noyau benzénique porteur du grou- pemnent A-CX 1 X 2 X 3 Dans le cas contraire la réaction se ferait sur le radical phényle ou phénoxy On peut citer comme exemples de groupements plus désactivants que le groupement A-CX 1 X 2 X 3, les grouperasnts C 0011, CN, NO 2, CX 1 X 2 X 3 et cétones. A.III. Les composés de formule I dans laquelle X X et X sont iden- i 2 3 tiques sont encore plus particulièrement concernés par la présente invention On préfère mettre en oeuvre parmi ceux-ci les composés dans lesquels X 1 X 2 et'X 3 représentent le fluor. On peut citer comme exemples de tels composés, les composés suivants: le trifluorométhoxybenzène, le trifluorométhylthio- benzène, l'o-, m et p-chlorotrifluorométhoxybenzène, l'o-,m-, et p-chlorotrifluorométhylthiobenzène, l'o-,m et p-bromotrifluoromé- thylthiobenzène, l'o-,m et p-bromotrifluorométhoxybenzène, l'o-,m- et p-méthyltrifluorométhoxybenzène, l'o-,m et p-méthyltrifluoromé- thylthiobenzène, l'o-,m et p-méthoxytrifluorométhoxybenzène, l'o-,m et p-méthoxytrifluorométhylthiobenzène, l'o-,m et p-hydro- xytrifluorométhoxybenzène, l'o-,m et p-hydroxytrifluorométhylthio- benzène, le trifluorométhyl-4 trifluorométhoxy-4 ' biphényle, le ni- tro-3 trifluorométhoxy-4 ' diphényle oxyde. On peut également citer comme exemples de composés pour lesquels X 1 X 2 et X 3 sont identiques, les homologues chlorés, bromés ou iodés des composés ci-dessus. Des exemples de composés pour lesquels X 1 X 2 et X ne sont pas identiques sont le difluorobromométhoxybenzène, le difluorobromo- -' méthylthiobenzène, le dichlorofluorométhoxybenzène, le dichlorofluo- rométhyithiobenzène, le difluorochlorométhoxybenzène, le difluoro- chlorométhylthiobenzène. On entepd, au sens de la présente invention, par composé aro- matique ou aliphatique trihalogénométhylé, un composé de formule: > R 2-CX 4 X 5 X 6 (II) dans laquelle: R 2 représente un radical aliphatique ou aromatique et X 4 X 5 et X 6 identiques ou différents représentent Cl Br ou F. L'invention est particulièrement bien adaptée à la mise en oeuvre d'un composé de formule II dans laquelle R 2 représente un radical alkyle, phényle, alkylphényle, phénylalkyle ou'phényle com- portant au moins un substituant comme, par exemple, un halogène, NO 2, CN, NR 2 COOH. -35 Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, X 4 X 5 ' et X 6 sont identiques Encore plus particulièrement, on mettra en oeuvre un composé de formule II dans laquelle X 4 X 5 et X 6 représen- A.III 4 tent C 1. On peut citer comme exemples de composés II, les composés suivants: trichloro-l,l,1 éthane, trichlorométhylbenzène, tfrifluoro- méthylbenzene, parafluorotrichlorométhylbenzne, paracillorotrifluoro- méthylbenzene, parachlorotrichlorométhylbenzène, orthochlorotrichlo- rométhylbenzène, métanitrotrichlorométhylbenzène, dichloro-3,4 tri- chlorométhylbenzène. La première étape est mise en oeuvre, de préférence, en utilisant une quantité d'acide fluorhydrique telle que le rapport molaire de l'acide fluorhydrique au trihalogénométhoxybenzène ou au trihalogénométhylthiobenzène est compris entre 5 et 50 Encore plus préférentiellement, ce rapport est compris entre 10 et 30. L'acide fluorhydrique mis en oeuvre est de préférence anhydre. La mise en oeuvre d'acide fluorhydrique aqueux entrainerait une consommation inutile de trifluorure de -bore sous forme de HF, BF 3, H 20 (H 30 BF 4). Le trihalogénométhoxybenzène ou trihalogénométhylthiobenzèhe et le composé de formule II sont utilisés en quantité sensiblement équimolaires Un excès du second peut cependant être souhaitable afin de minimiser la formation des composés de polycondensation. On préfère plus particulièrement utiliser une quantité de trifluorure de bore telle que la pression absolue initiale de BF 3 dans l'enceinte réactionnelle soit comprise entre 6 et 20 bars Plus la pression sera élevée, plus la vitesse de réaction augmentera Une pression supérieure à 20 bars n'est pas exclue du domaine de l'inven- tion, mais n'apporte pas d'avantage particulier L'homme de l'art adaptera donc la pression à l'économie du procéde. Lorsque l'on met en oeuvre comme composé I ou II un dérivé trichlorométhylé, on observe une élévation de la pression due à l'échange C 1-F. La première étape est de préférence mise en oeuvre à une température comprise entre -20 C et 150 'C. Les temps de réaction sont généralement compris entre quelques minutes et plusieurs heures. La deuxième étape est une hydrolyse qgi peut être conduite en milieu acide ou basique comme cela est classique. Une manière pratique de mettre en oeuvre le procédé selon A 1 TI 5 l'invention ost d'effectuer l'hydrolyse sur le Mn&lange brut ou partiellement débarrasse d u solvant IIF issu de la première étape. On si,ra do Inc en présence d'I donc en milieu 'acide. L'élimination totale de l'1 IF antérieurement à la deuxième ftape permnet d'opérer soit en milieu basique soit en milieu acide. L'hydrolyse se fait de préférence, à une température comprise entre O et 80 'C. Le proc 3 dé selon l'invention peut ftre schémts de la fa çonl sulvante Axi XX 3 lACF 3 52 F 3 5 il 0 COR Lors de la premiàre étape qui s'effectue en milieu HF, les groupements AC Ol AC Br ACI ACF Br AC Ol F ACF Cl etc se trans- 3 3 3 2 2 2 -forment en A-CF. La position du groupement -COR 2 par rapport aux groupements A-CF 3 et R 1 obéit aux règles de substitution bien connues du chimiste ôrganiiiien Les cétones obtenues pa Lr le procédé de l'invention sont utiles, notamment, commeà intermédiaires de synthèse de composés ayant une activité pharmaceutique ou phytosanitaire. On peut citer comme exemples de composés pouvant etre préparés par le procédés selon l'invention trifluoroinéthoxy-4 chloro-2 ' benzophénone, trifluorornithoxy-4 chloro-4 'benzophénone, trifluoro- m 6 tlioxy-4 benzophénoiie, trif luorommmé thoxy-4 acétophénone, trifluoro- m 6 éthoxy-4 f luoro-4 ' benizophenone, trifluoromé 5thoxy-4 trifluorométhyl- 4 ' benzophénone, tri fluoroinéthoxy-4 tri fluoroié tliyl-2 ' benzophénonce, -35 trifluoroniethoxy-4 chloro-2 nitro-4 ' benzophénone, trîfluoroinetlhxy-2 mnthyl -5 amino-Vi benzoplméinotie, triflutoroinétloxy-2 chlioro-11 f luoro-4 ' benz;hcra, tifluronth;y-3 hydr emy-4 cyianio 3 ' honzophion L-. z 5 5589 A.III. On peut également citer les composés homologues trifluorométhylthio. L'invention va être maintenant plus complëteminent décrite à l'aide des exemples qui vont suivre Ceux-ci ne sauraient être con- sidérés comme limitant de façon quelconque l'invention. Exemple 1 Dans un réacteur inox de 250 ml muni d'un système d'agitation magnétique, on introduit aux environs de O>C, 100 ml d'HF anhydre, 42,7 g ( 0,2 mole) de p-fluorotrichlorométhylbenzène et 32,4 g ( 0,2 mole) de trifluorométhloxybeuzène. O Le réacteur est fermé puis on introduit du trifluorure de bore gazeux jusqu'à la pression constante de 6 bars On laisse alors réagir sous agitation pendant 3 heures à la température ambiante. Apres réaction, on décomprime le réacteur jusqu'à pression atmos- phérique puis on coule le mélange réactionnel sur 200 g de glace pilée Apres réchauffement à température ambiante, le mélange hété- r rogène ainsi obtenu est agité pendant une à deux heures, puis extrait par trois fois 200 cm 3 de chlorure de méthylène Les phases organi- ques sont lavées par trois fois 200 cm 3 d'eau, une fois 200 cm 3 d'une solution aqueuse à 3 % de potasse et deux fois 200 cm 3 d'une solution aqueuse à 3 % de potasse et deux fois 200 cm 3 d'eau La phase orga- nique ainsi traitée est séchée sur sulfate de magnésium et le solvant est éliminé par distillation sous pression réduite On recueille ainsi 51,9 g (rendement: 76,6 Z) de trifluorométhoxy-4 fluoro-4 ' benzophénone brute. Exemple 2 On procède comme à l'exemple 1 avec les composés et conditions suivants: Acide fluorhydrique anhydre Trichloro-1,l,l éthane Trifluorométhoxybenzène: Trifluorure de bore Température Durée On recueille 16 g (rendement: 78,4 %) acétophénone brute. Exemple 3 On procède comme à l'exemple 1 avec les g ,5 g 0,3 mole 16,2 g 0,1 mole 6 bars à 200 C C heures de p-trifluorométhoxy- s composés et conditions -suivants Acide fluorhydrique anhydre pchlorotrichlorométhylbenzène Trichlorométhoxybenzène Trifluorure de bore Température Durée, On recueille 47,6 g (rendement 67 chloro-4 ' beniophénone brute. Exemple 4 On procède comme à l'exemple i avec 1 suivants -Acide fluorhydrique anhydre -. Triclhlorométhylbenzène Trifluorom 6thoxybenzène Trifluorure de bore Température -Duré e On recueille 26 g (rendement 97,7 benzophênone brute. Exemple 5 On procède comme à l'exemple i avec i suivants -Acide fluorhydrique anhydre. -Trichlorométhylbenzène D ifluorobromom 6thoxy benzène Trifluorure de bore -Température Durée On recueille 28,3 g (rendement 71 benzoph 6 none brute. *Exemple 6 On procède comme à l'exemple 1 avec i suivants Acide fluorhydrique anhydre p-chlor otrichlorométhylbenzè Irifluoromi&hylthiobenzène ne g 46 g 0,2 mole 42,3 g 0,2 mole 6 bars à 20 'C heures %) de trifluorométhoxy-4 es composés et conditions g 19,6 g 0,1 mole 16,2 g -0,1 mole 6 bars à 20 'C 400 C 4 heures %) de trîf luorométhoxy-4 es composes et conditions g 29,3 g 0,15 mole 33,5 g 0,15 mole 8 bars à 2000 800 C 4 heures %) de trif luo-rométhoxy-4 es composés et conditions g 46 g 0,2 mole ,6 g'O,2 mole g Trifluorure de bore- Temp 6 rature Drmir U On recueille 42,7 g (rendement thio-4 chloro-4 ' benzoph 6 none brute. bars à 20 'C 400 C 8 heures 67,5 %) -de trifluoro#xêthyl- ziienTisqtis un stqow ne ju Lziodwoz) aj ugid rio ajk>tjej Xv -qd Iiil(ugild -I XIV la Ixupnd lejkj IL IL-D-1 pel un;alll"aada 1 Yi '41 I ali,W OJ (: SUVP Olib ai ua es Tagizeau D ç UOTIVUTP Ua Aaa el uolas apg,30 ad 9 -a no ig ID zualuaszdai szuaaggj Tp no sanb Tzua_p T 91 la ç x IVX Uo le anbllvmoat no anb Tlvqd T Iu azsai un aquasqadax Zx no 9 ç x x xa Id vlnmoj el k, puodai a I Xqzemouagoleq Tl'z anb Tiuqd T Ie no anblzumoie esodtuov al anb ai ua siaquap -9-a-aid suo Tzt>D Tpua Aai sep anbuo Dlenb aunj uolas a Ifflo-id ç -aonlj el -4 ua Zuesead-aa-úx:le x 41 X anb ai ua gs Ti-C-4 zuiez ú uo Tie D Tpua,&aa el uolas ap 9 oozd T sanb T Zuep T zuos úX la z X X II alnmioj ul 5 i Z suvp anb av ue Z uo Tirz Tpua Aai el uolas apgzoad -C z T q le I 4 'q la 4 HO 6 x X XD-V zuamadnoa 2 al anb zuu AT 4 ous 9 p sn Id Zuem;adnoa 2 un su Tom ne aud san Z-p-zsqns Xxouaqd la elxuaqd xnu D Tpva sel luoi T Aua auoqau D ap semolu 9 Q 1 ap:JU Lxv úxojlt, je a I Xillu xnu D Tpui sel la au 2 oipúqj jueuaadmov adnoa 2 el Tmavd Is Toqz, 'OZ zuama Ie un Su Tom nu a-4 uasaidax TU la S no ( aluasaad-al no lag 'ID zuazuasazdax 94 uaaaljip no sanb Tiuep T E: x zx IX ellonbu T suup cx x T X 13-Y a In UMOIF inod e auazuaqo Tqzl Xqzgmouvgoluq Ta 4 al no auzuaq Xxoqlguioua 2 ol-eq-,a'4 al anb ai ua 1 UOT:I-e Dlpua Aal el uolas apgzoal -Z 01 -4 uellnsgi i Tnpoad al asúlo:tp - q uo ladvig ama Txnap aun suvp anb ai ua la zut-Ajos ammoi -anb Tapxq -ionlj ?p Toup avu-asaad ua la aeq 1 eanaliadns i Tos alleuuo T 4 z)v-gz azulvzuà,l suvp aioq ap aanaon Tj Tai ap enjosqe uo Tssaid el anb aller 9-4-rzuenb ua ajoq ap ainionlj-ra-4 ap;Duasaid ua; 31 xtl:lgtuoupzol Lq T; anb Tirq(ille no anbliewoau esodmo D un za Au auazuoqo Tq-4 l Xiq:igtuoua 2 ' un no aujzuaq xoq-jmoui,2 o Iuqjiz un a- r 2 uai:l Tug uo, ladu-49 1 a.i Qlwi id aun suvp)nb ai ua as Tipi Duiez sauo 4 g-jl uaqdo-rtllrçq 749 M -o.ion Ij Ti-4 no xoql Dwoion Ij Ta-4 ap uo T-4 L-a L>r Jaid ap qp:)o J( 1 Il SNOIJ VDI(INUAZU 68 sq 2 sz Z 5 L 5589 halogène, NO 2, CN, Ni 12, COO It. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications pré dentes caractéris 6 en ce que on utilise une quantité d'acide fluo- rhydrique telle que le rapport molaire de l'acide fluorhydrique au trihalog 6 nométhoxybenzène ou au trihalog 6 nométhylthiobenzène est compris entre 5 et 50. 8 Procfde selon l'une quelconque des revendications précé- dentes caractérisé en ce que l'acide fluorhydrique mis en oeuvre est de l'acide fluorhydrique anhydre. 9 Procédé selon l'une quelconque des revendications préecé- dentes caractérisé en ce que le trihalogénométhoxybenzène ou tri- halogénométhylthiobenzène et le composé de formule II sont utilisés en quantité sensiblement équimolaires. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes caractérisé en ce que on utilise une quantité de trifluorure de bore telle que la pression absolue de BF 3 dans l'enceinte réac- tionnelle soit comprise entre 6 et 20 bars. 11 Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes caractérisé en ce que, dans la première étape, on opère f une température comprise entre -20 "C et 150 C. 12 Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes caractérisé en ce que, dans la deuxième étape, on opère à une température comprise entre O et 80 C et en milieu acide ou ba- sique.