Brevet FR2525588A1 — publié le 19831028

PROCEDE DE PREPARATION DE PHENYLCETONES A PARTIR D'HALOGENO OU TRIHALOGENOMETHYLBENZENES ET DE COMPOSES ALIPHATIQUES OU AROMATIQUES TRIHALOGENOMETHYLES La présente invention a pour objet un procédé de préparation de phényldétones à partir d'halogéno ou trihalogénomfthylbenzènes et de composés aliphatiques ou aromatiques trihalogénométhylés. On connait dans l'art antérieur des procédés de préparation de - 5 ce type. -C'est ainsi que G OLAHI décrit dans "Friedel-Crafts and Related Reaction III -Part I 1964 Interscience Publishers" la réaction d'un dérivé aliphatique ou aromatique trihalogénométhylé - > avec un halogéno ou trihalogénométhylbenzène en présence de cataly- seurs comme A 1 C 13, Al Br 3, Fe C 13, Sb C 15 en milieu solvant organique, le substrat pouvant être également le solvant, le produit obtenu étant ensuite hydrolysé, pour obtenir la cétone recherchée. Ces procédés présentent des inconvénients qui tiennent essen- tiellement à la nature du catalyseur En effet, il est nécessaire d'utiliser une quantité importante de ce catalyseur car ce dernier se complexe avec le groupement trihalogénométhyl du composé aroma- -tique ou aliphatique et avec le produit résultant de la première étape Cette quantité importante d'Al C 13 entraîne la mise en oeuvre d'une grande quantité d'eau pour son élimination De plus sa récu- pération est impossible industriellement. * La demanderesse a maintenant découvert un procédé palliant les inconvénients des procédés de l'art antérieur. La présente invention concerne un procédé de préparation de phénylcétones caractérisé en ce que, dans une première étape, on fait réagir un halogéno ou trihalogénométhylbenzène avec un composé aliphatique ou aromatique trihalogénométhylé en présence de trifluo- rure de bore en quantité telle que la pression absolue de trifluo- rure de bore dans l'enceinte réactionnelle soit supérieure à 1 bar et en présence d'acide fluorhydrique comme solvant et, en ce que, dans une deuxième Xtape, on hydrolyse le produit résultant. On entend au sens de la présente invention par halogénobenzène ou trihalogénom&thylbenzène d'une part ces produits proprement dits -et d'autre part leurs homologues correspondant à la présence d'un ou plusieuars radicaux substitueant le noyau benzénique. 1 Plus particulièrement encore, l'invention concerne la réaction des composés de formule: Cn X 1 (X 2)n (X 3)n (I) Ri o: N est un nombre entier égal à O ou 1. X 1, X 2 et X 3 identiques ou différents représentent le chlore, le brome, l'iode ou le fluor et R 1 représente au moins un élément choisi parmi le groupe comprenant l'hydrogène, les radicaux alkyle et alkoxy ayant de 1 à 6 atomes de carbone, les radicaux phényle et phénoxy substitués par au moins un groupement plus désactivant que le groupement Cn X 1 (X 2)n(X 3) n, OH, Cl, Br, I et F. Les radicaux R 1 phényle et phénoxy doivent être substitués par des groupements plus désactivants que le groupement Cn Xt(X 2)(X 3) pour que la réaction d'acylation-intervienne sur le noyau beuzénique porteur du groupement Cn X 1 (X 2) (X 3)n Dans le cas contraire, la réaction d'acylation se ferait sur le radical phényle ou phénoxy On peut citer comme exemples de groupements plus désactivants que le groupement Cn Xi(X 2)n(X 3)n, les groupements NO 2, COOR, CN et cétones. Quand N = 1, on préfère mettre en oeuvre des composés de formule I pour lesquels X 1 X 2 et X 3 sont identiques Parmi ces derniers, on préfère ceux pour lesquels X 1 X 2 et X 3 représentent le fluor. On peut citer comme exemples de composés (I): le chlorobenzène, le fluorobenzène, le bromobenzène, l'iodobenzène, le trifluorométhyl- benzène, le difluorobromométhylbenzène, le trichlorométhylbenzène, le dichlorofluorométhylbenzène, le tribromométhylbenzène, le dibromo- fluorométhylbenzène, le triodométhylbenzène, l'o-,m et p fluoro- toluène, l'o-,m et p-dichlorobenzène, l'o-,m et p-fluorophénol, l'o-,m et p-fluorochlorobenzène, l'o-, m et p-fluoroanisole, l'o-, m et pdifluorobenzène, l'o-,m et p-chlorotoluène, l'o-,m et p-chloroanisole, le trifluorométhyl-4 chloro-4 ' biphényle, le tri- fluorométhyl-4 dichloro-2,4 ' diphényle oxyde. On entend au sens de la présente invention par composé alipha- tique ou aromatique trihalogénométhylé, un composé de formule: A IV R 2-CX 4 X 5 X 6 (II) o R 2 est un radical aliphatique ou aromatique. et X 4 X 5 et X 6, identiques ou différents représentent Br, C 1 ou F. ' L'invention est particulièrement bien adaptée à la mise en oeuvre d'un composé de formule TI dans laquelle R 2 représente un radical alkyle, phényle, alkylphényle, phénylalkyle ou phényle coinm- portant au moins un substituant, comme par exemple, un halogène, N 02,'CN, NH 2, COOH. O 10 On peut citer comme exemples de composés de formule II: tri- chloro-l,l,1 éthane, trichlorométhylbenzène, trifluorométhylbenzène, parafluorotrichlorométhylbenzène, parachlorotrifluorométlylbenzène, parachlorotrichlorométhylbenzène, orthochlorotrichlorométhylbenzène, métanitrotrichlorométhylbenzène, dichloro-3,4 trichlorométhylbenzène. La première étape du procédé selon l'invention est mis en oeu- vre de préférence en utilisant une quantité d'acide fluorhydrique telle que le rapport molaire de l'acide fluorhydrique à l'halogéno ou trihalogénométhylbenzène 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 HF, BF 3, H 20 (M 30 BF 4-). L'haiogéno ou trihalogénométhylbenzène et les composés de for- mule 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 initiale absolue de BF 3 dans l'enceinte réactionnelle soit comprise entre 6 et 20 bars Une pression supérieure à 20 bars n'est pas exclue de ltinvention mais n'apporte pas d'avantages particuliers Plus la pression sera élevée, plus la vitesse de réaction augmentera L'homme de l'art adaptera donc la pression à l'économie du procédé. Lorsque l'on met en oeuvre un composé I ou II trichlorométhylé on observe une augmentation de pression due à l'échange C 1-F. La première étape du procédé de l'invention est de préférence AIV 4 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 qui peut être conduite en milieu acide ou basique comme cela est classique. l Une manière pratique de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention est d'effectuer l'hydrolyse sur le mélange brut ou partiellement débarrassé du solvant HF issu de la première étape. On sera donc en présence d'HF donc en milieu acide. L'élimination totale d'HF antérieurement à la deuxième étape permet d'opérer soit en milieu basique soit en milieu acide. L'hydrolyse se fait de préférence, à une température comprise entre O C et 80 C. Le procédé selon l'invention peut être schématisé de la façon suivante. Quand = N = 1 cx x x C + R 2 CX 4 x 5 x 6BF 3 CX 4 X 5 r 2 HF C Fh R 1 H 20 OR CR Quand N O x R X XX BF x x x S Rj 2 % cx x 565 2 Ri HO COR 2 R 1 a Les groupements CC 13, C Br 3, CI 3, CF 2 Br, CC 12 F, C Br 2 F, etc CC 3, C 3, C 3 $ C 2 r CC 2 2 se transforment en CF 3 lors de la réaction en milieu IIF, les substi- tuants Cl Br et I pour leur part ne s'échangeant pas. La position du groupement COR 2 par rapport aux groupements CF 3 X 1 et R 1 obéit aux règles de substitution bien connues du chimiste organicien-. Les phénylcétones obtenues selon le procédé de l'invention sont utiles comme intermédiaires de synthèse de composés ayant une acti- vité pharmaceutique ou phytosanitaire. On peut citer comme exemples de composés pouvant être préparés par le procédé selon l'invention: fluoro-4 acétophénone, chloro-4 acétophénone, fluoro-2 méthyl-5 benzophénone, fluoro-3 méthyl-6 benzophénone, dichloro2,4 benzophénone, dichloro-2,4 'benzophénone, chloro-4 bromo-4 benzophénone, fluoro-4 bromo-4 benzophénone, difluoro-4,4 ' benzophénone, trifluorométhyl-4 fluoro-4 ' benzophénone, difluoro-4,4 ' méthyl-3 benzophénone, difluoro-4-4 ' méthoxy-3 benzophénone, fluoro-2 chloro-2 ' méthyl-5 benzophénone, fluoro-3 chloro-2 ' méthyl-6 benzophénone, fluoro2 chloro-4 'méthyl-5 benzophénone, fluoro-3 chloro-4 ' méthyl-6 benzophénone, fluoro-4 chloro-4 ' méthyl-3 benzophénone, trifluorométhyl2 fluoro-2 ' méthyl-5 benzophénone, trifluorométhyl-2 fluoro-3 ' méthyl-6 ' benzo- phénone. L'invention va être maintenant plus complètement décrite à l'aide des exemples qui vont suivre. Ceux-ci ne sauraient être considérés comme limitant de façon quelconque l'invention. Exquple 1 Dans un réacteur inox de 250 ml muni d'un système d'agitation magnmtique, on introduit aux environs de O C, 100 ml d'HF anhydre, 42,7 g ( 0,2 mole) de p-fluorotrichlorométhylbenzène et 22 g ( 0,2 mo- le) d'orthofluorotoluène. Le réacteur est fermé puis on introduit du trifluorure de bore gazeux jusqu'à-la pression constante de 6 bars On laisse alors réa- gir'sous agitation pendant 3 heures à la température ambiante Après réaction, on décomprime le réacteur jusqu' pression atmosphérique puis on coule le mélange réactionnel sur 200 g de glace pilée Apres réchauffement à température ambiante, le mélange hlétérognec ainsi 1 î Il :\. î DOZ k, saeq 6 ajoq op vanzon Tg Tal - aiom l'O 2 Z,11 au Dzuaqoaolqo - l O 2 cz auazuaql Xq;nzmoaolqzlaqoaolq D-d çe 2 00 T aip Xque ?nb Tap tlionlj ap Iz V - SZUVA Tns suo Tz Tpuoz la sasodmo D sa T za Av 1 aldwaxall awoez api Doid uo -ajdmaxâ -ainiq auouaqdozuaq I-oiojqzip la lt,&Z-oi OC -olq D Tp op a 2 uelgiu unp (% 66 S: uamapuai) 2 IZ ajj TanzaL uo saineil ç 1 aparia - 0108 aanlviadmal - DOZ Q sauq 9 aaoq op ainaonlg Tal aloui 140 2 Z 61 T auazuaqoio Tilo çz alota Vo 2 8 T au 2 zuaq Túq 4 ewojon Ij Tazojolq D-d - à 001 aip Xquv anb Tap Xqaon Tj ap TDV - : szuv A Tns SUOT 4 TPUOO la sasodmo D Sa T Da Ar 1 e Tdmaxa T k ammo D ap 2 v O id UO aldtua X 21 OZ -e 4 naq auouaqd -0 zuaq -oionjj op (y SIZ 6 4 uem?puai) 2 ç'SI a IT-ranz)ai uo sainaq il apan(j - D'os aan-4 E,:zgdmaj, - DOZ j^sivq 9 aioq op ainaon Ig Tal - a Tom T'O 2 946 au-,zuqoion Tj - a Tom T'O 2 9,61 auazuaq T Xq-gmoaolqz Til - 2 Ool aip Kilut;anblap Xiiionlg epi:-j V - slue A Tns SUOIZIPUOD la sasodmoz sol Da Av 1 aldaloxa'T aumoz) op-Z)0 id U O Z azniq euouaildozuaq W-0 a O n Tj Tp op (% ç'jg: juatuapuaz) ú%ú TSUIV a Tllan Dai UO -az Tnpgj o Tssaid snos uo Tiv Illis Tp ard aulmllg isa jur A Tas el la mn Tsoit 2 atu op a-4 ej Ins ans z>aq Das zsa a Dz-i L>a:l -psu-f L> anb Tu e 2 ao asvqd vl -nvep Etuz OOZ s Toj xnap la assuiod op % asnanbu uoyinjos -aunp úuiz) OOZ sjoj aun Inuap úutz OOZ s Toj s Toaz aud svv &u T luos s,)nb-fu T-,'i 3 io sasvqd saq -aua I Xql Ctu op a-in-iolq-a op Cvi D (OZ s Toj s Toil aud q Tejlxa s Ind 4 sainaq xnop aun -4 imptiod o 4-12 L, isa niiolqo Température: 80 C Durée: 18 heures On recueille 20,2 g (rendement: 86 %) d'un mélange de dichloro- 2,4 ' et de dichloro-4,4 ' benzophénone brute. Exemple 5 On procède comme à l'exemple 1 avec les composés et conditions suivants: Acqide fluorhydrique anhydre: 100 g p-fluorotrichlorométhylbenzène: 21,4 g 0,1 mole Fluorobenzène: 9,6 g 0,1 mole Trifluorure de bore: 10 bars à 20 ?C Température: 100 C Durée: 8 heures On recueille 19,2 g (rendement: 88 %) d'un mélange de difluo- to-4,4 ' et difluoro-2,4 ' benzophénone brute. Exemple 6. On procède comme à l'exemple 1 avec les composés et conditions suivants: Acide fluorhydrique anhydre: 100 g Trifluorométhylbenzène: 29,2 g 0,2 mole Bromobenzène 31,4 g 0,2 mole Trifluorure de bore: 10 bars à 20 C Température: 50 C Durée: 4 heures On recueille 49 g (rendement: 93,8 %) de bromo-4 benzophénone brpte. Exemple 7 On procède comme à l'exemple 1 avec les composés et conditions suivants': Acide fluorhydrique anhydre: 100 g Trifluorométhylbenzène: 14,6 g 0,1 mole o-dichlorobenzène: 22 g 0,15 mole Trifluorure de bore: 10 bars à 20 %C Température: 60 C Durée: 4 heures On recueille 24,9 g (rendement: 99,2 %) d'un mélange de di- chloro-2,3 et dichloro-3,4 benzophénone brute. A IV Exemple 8 On procède comme à l'exemple 1 avec les-composés et conditions suivants: Acide fluorhydrique anhydre: 100 g Trifluorométhylbenzène 29,2 g 0,2 mole Trifluorure de bore: 10 bars à 20 C Température: 80 C Durée: 6 heures On recueille 27 g (rendement: 54 %) de trifluorométhyl-3 benzo- phénone brute - Exemple 9 On procède comme à l'exemple 1 avec les composés et conditions suivants: Acide fluorhydrique anhydre: 100 g Trichloro-l,l,1 éthane: 27 g 0,2 mole 0 rthodichlorobenzene: 14,7 g 0,1 mole Trifluorure de bore: 6 bars à 20 C Température: 80 C Durée 24 heures On recueille 8,2 g (rendement: 43 %) d'un mélange de dichloro- 2,3 et dichloro-3,4 acétophénone brute. A.IV 9 REVENDICATIONS 1 Procédé de préparat'ion de phlénylcétonies caractérisé en ce que, dans une première étape, on fait réagir un halogéno ou trihalo- genométhylbenzane avec un composé aliphatique ou aromatique trihalo- génométhylé en présence de trifluorure de bore en quautité telle que la pression absolue de trifluorure de bore dans l'enceinte réac- tionnelle soit supérieure à 1 bar et en présence d'acide fluorhy- drique comme solvant et, en ce que, dans une deuxième étape, on hy- drolyse le produit résultant. 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'halogénobenzène ou le trihalogénomnéthylbenzène a pour formule gnérale: - Cn X 1 (x)l (x 3)n R 1 (i) o: N est un nombre entier égal à O ou 1. X 1, X 2 et X 3 identiques ou différents représentent le chlore, le brome, l'iode ou le fluor et R 1 représente au moins un élément choisi parmi le groupe comprenant l'hydrogène, les radicaux alkyle et alkoxy ayant de 1 à 6 atomes de carbone, les radicaux phényle et phénoxy substitués par au moins un groupement plus désactivant que le groupement Cn X 1 (X 2)n (X 3) , OH, CI, Br, I et F. * 3 Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes caractérisé en ce que le composé aliphatique ou aromatique trihalogénométhylé a pour formule générale: R 2-CX X X (Il) 2 456 o R 2 représente un radical aromatique ou aliphatique et X X X 6 identiques ou différents représentent Br C 1 r F. 4 Procédé selon la revendication 3 caractérisé en ce que R 2 renésente un radical alkyle, phényle, alkylphényle, phénylalkyle ou phényle comportant au moins un substituant halogène, NO 2, CN, NU 2, C 00, i - 1 1 1 D,08 Za O aa Zua as Tidmoz> ain-4 ei-,3 dma Z eun e anblsvq no ap Tzu na TITM ue ade-49 ama Txnop 'el anziajga uol anb a-J ua OST 19-4 zi? 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