Brevet FR2566769A1 — publié le 19860103

- 1 - La présente invention a pour objet une nouvelle classe d'agents de fluoration de composés organiques, notamment de composés acétyléniques, leur procédé de préparation et leur utilisation dans les réactions d'addition ou de substitution nucléophile. Les composés organo-fluorés présentent un grand intérêt notamment les composés fluorovinyliques dont certains tels que le fluorofumarate et ses dérivés qui manifestent d'intéressantes propriétés fongicides. Par ailleurs, les composés fluorovinyliques constituent des intermédiaires pricpieux susceptibles de constituer des produits de départ pour diverses synthèses notamment pour la synthèse de polymères fluorés. Les préparations jusqu'ici proposées de composés fluorovinyliques sont particulièrement longues et de ce fait peu économiques. A ce jour, aucun agent de fluoration n'a été décrit comme susceptible d'additionner HF à des composés acétylèniques et ainsi conduire uniquement à des fluoro-oléfines. En effet, les agents de fluoration connus tels que le fluorure d'hydrogène (HF) liquide dont la mise en oeuvre est d'ailleurs particulièrement délicate ainsi que d'autre réactifs tels que le réactif de G.A.OLAH (pyridine, 10 HF) J.Org. Chem. (1979),44 (22) 3872 dont la réactivité est très similaire à celle de HF liquide, conduit à des dérivés fluorés saturés qui proviennent de la bis-addition de HF. Il a également été proposé par ZUPAN et al Journal of Fluorine Chemistry, 24 (1984) 291-302, l'utilisation de résines porteuses de HF comme agents de fluoration. De telles résines sont particulièrement difficiles à mettre en oeuvre car leur préparation nécessite l'emploi de HF liquide et ces résines lorsqu'elles sont appliquées à des composés acétyléniques ne conduisent pas aux composés fluorovinyliques. A la suite de travaux sur les ions hydrogènofluorures on a constaté que les ions du type [F-,nHF] avec n c 2 que l'on désignera ci-après par l'expression "anion dihydrogènotrifluorure" ou "H2 F3-" apparaissaient comme une bonne source de HF. Les études réalisées ont en effet permis de montrer que les anions dihydrogènotrifluorures permettaient l'addition de HF à des triples liaisons bi-activées ou mono-activées conduisant ainsi à des composés mono-fluorés éthylèniques avec de bons rendements et qu'ils pouvaient également conduire à des réactions de substitution nucléophile. Par ailleurs de façon assez surprenante et inattendue on a constaté que par rapport à certains agents de fluoration connus, les anions dihydro- gènotrifluorures ne conduisaient pas à l'addition de HF sur les composés éthyléniques activés ou non activés. - 2 - La présente invention a pour objet à titre de produit industriel nouveau un agent de fluoration, notamment de composés acétyléniques, ledit agent de fluoration correspondant à la formule générale suivante: Q+ [Fe, n HF] (I) dans laquelle: Q représente s6it: (i) un cation de formule: R1 R -N+_-4 R 1 R2 dans laquelle: R1 R2 R3 et R4, identiques ou différents, représentent un radical alkyle ayant de 1 à 20 atomes de carbone, un radical aryle ou un radical aralkyle, le nombre d'atomes de carbone dans R1+R2+R3+R4 étant au moins égal à 13 et de préférence compris entre 15 et 22, soit: (ii) une matrice polymérique porteuse de fonctions de formule: R5 - CHr- N - R7 R6 dans laquelle: - R R6 et R7, identiques ou différents, représentent un radical alkyle inférieur ayant de 1 à 6 atomes de carbone, et n est une valeur moyenne comprise entre 1,5 et 2,5 de préférence entre 1,8 et 2,1. Comme on peut le constater d'après la formule ci-dessus le nombre "n" des composés de formule (I) est voisin de 2 de telle sorte que par mesure de simplification ces composés seront désignés ci-après par l'expression "dihydrogénotrifluorures". Les "dihydrogénotrifluorures" tels que définis ci-dessus présentent l'avantage par rapport aux agents connus de permettre l'addition de HF à des triples liaisons activées et conduire ainsi de façon simple et économique à des composés fluorovinyliques. Cette sélectivité vis à vis des liaisons acétyléniques est tout à fait remarquable et permet ainsi d'accéder à différents composes fluorovinyliques qui jusqu'à présent ne pouvaient être obtenus qu'au prix de synthèses particulièrement longues et avec un rendement peu élevé. - 3 - Par ailleurs, par rapport aux agents de fluoration connus, les agents selon l'invention sont facilement obtenus sans avoir recours à l'utilisation de fluorure d'hydrogène (HF) liquide, ce qui est particulièrement appréciable compte tenu du danger et des conditions particulières de manipulation de ce composé. Selon une première forme de réalisation de l'invention, l'agent de fluoration peut être représenté par la formule suivante: Ri F41 3] (IH) R2 dans laquelle: R1, R2, R3 et R4 identiques ou différents, représentent un radical alkyle ayant de 1 à 20 atomes de carbone, un radical phényle ou un radical benzyle, le nombre total d'atomes de carbone des radicaux R 1+R2+R3+R4 étant au moins égal à 13 et de préférence compris entre 15 et 22, et n est compris entre 1,5 et 2,5 et de préférence entre 1,8 et 2,1. Parmi les dihydrogènotrifluorures correspondant à la formule (II) cidessus susceptibles d'être utilisés comme agents de fluoration, notamment de composés acétyléniques, on peut en particulier citer sans que cette énumération soit limitative: le dihydrogènotrifluorure de tétrabutylammonium, le dihydrogènotrifluorure de tétrapentylammonium, le dihydrogènotrifluorure de tétrahéxylammonium, le dihydrogènotrifluorure d'hexadécyltriméthylammonium, et le dihydrogànotrifluorure de benzyltriéthylammonium. Des résultats particulièrement intéressants ont été observés lorsque l'agent de fluoration est le dihydrogènotrifluorure de tétrabutylammonium. Les différents dihydrogénotrifluorures d'ammonium de formule (II) présentent une bonne solubilité en milieu organique peu polaire notamment dans les solvants chlorés tels que le chloroforme, le tétrachlorure de carbone, le dichloromtIbne ou le dichloro-1,2 éthane, ce qui facilite leur emploi non seulement dans les réactions d'addition mais également de substitution nucléophile. Comme ceci ressort de la formule (II) donnée ci-dessus, le nombre d'atomes de carbone du cation doit être suffisamment élevé de façon à obtenir une bonne solubilité dans les solvants organiques. En effet, on a observé que l'orsque le nombre d'atomes de carbone était inférieur à environ 13, les composés présentaient une certaine -4 solubilité dans l'eau et une mauvaise solubilité dans les solvants peu polaires ou moyennement polaires. Selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, l'agent de fluoration selon l'invention peut être représenté par la formule suivante: 15 P- CHf' Nt-R4[Fn] (III)- I R6 dans laquelle: R4, R5 et R6, identiques ou différents, représentent un radical alkyle inférieur ayant de 1 à 6 atomes de carbone et P représente une matrice polymérique notamment du type polystyrènedivinylbenzène, et n est compris entre 1,5 et 2,5, de préférence entre 1,8 et 2,1. - Les matrices polymériques du type polystyrène divinylbenzène se rencontrent notamment dans des résines échangeuses d'anions. On peut à cet égard citer comme résines de ce type, les résines Amberlyst A 26 et Amberlite IRA 900. Les différentes études réalisées à l'aide de ces résines porteuses d'anions dihydrogénotrifluorures ont permis de montrer qu'elles étaient susceptibles de conduire à des résultats tout à fait comparables aux composés de formule (II) et qu'elles présentaient par ailleurs le grand intérêt de pouvoir être facilement éliminées par- filtration après réaction et être recyclées. La présente invention a également pour objet le procédé de préparation des dihydrogénotrifluorures d'ammonium de formule (II). Ce procédé qui est réalisé selon la technique de transfert de phase consiste à faire réagir une phase organique, constituée d'un solvant moyennement polaire tel que le dichlorométhane ou le dichloro-1,2 éthane contenant un fluorure d'ammonium de formule: R1 R4-N R3, F - I 3 en présence d'une phase aqueuse saturée d'un mélange de fluorure d'hydrogène aqueux et d'un fluorure alcalin ou d'un hydrogènodifluorure alcalin, le rapport molaire des constituants de la phase aqueuse par rapport au fluorure d'ammonium étant compris entre environ 4 et 6. -5- La concentration du fluorure d'ammonium dans la phase organique revêt une importance particulière ceci de façon à ce que le nombre n reste compris dans les valeurs mentionnées ci-dessus c'est à dire entre 1,5 et 2,5 et de préférence entre 1,8 et 2,1. De préférence la concentration du fluorure d'ammonium doit être comprise entre 0,08 et 0,12 mole par litre de solvant. Les sels alcalins de la phase aqueuse sont de préférence ceux de potassium ou de sodium. On peut également remplacer l'hydrogénodifluorure alcalin par l'hydrogénodifluorure d'ammonium. Comme ceci a été mentionné précédemment, ce procédé par rapport aux procédés connus présente le grand avantage de ne pas nécessiter l'utilisation de HF liquide particulièrement délicat et dangereux à manipuler mais d'une solution aqueuse de HF de préférence à 50%. Le temps de réaction est généralement compris entre environ 1 et 3 heures puis l'on décante la phase aqueuse et l'on récupère la phase organique qui est alors chauffée sous pression ambiante de façon à éliminer l'eau qu'elle contient par distillation de l'azéotrope "eau - solvant organique". Le produit obtenu se présente le plus souvent sous forme visqueuse contenant une certaine proportion de solvant mais qui n'est pas nuisible pour les réactions de fluoration ultérieures. Les fluorures d'ammonium de départ peuvent être préparés selon la méthode décrite par H. KOBLER et al. Liebigs Ann. Chem. (1978) 1937 selon le schéma réactionnel suivant: 1R R4 R3 Br BF3 (CH3)20 R4-N- R3 BF4 (+CH3Br) |1N BBFCH3 CN - B R2 2 KF R1 eau-méthanol R4- R3, F (+ KB F4) Le procédé de préparation des résines porteuses d'anions dihydrogénotrifluorures consiste à traiter une résine échangeuse d'ions telles qu'une résine Amberlyst A 26 ou Amberlite IRAI 900 sous forme C1 à l'aide de soude puis à l'aide d'une solution aqueuse de HF en vue de la mettre sous forme F. La résine sous forme F est alors traitée comme décrit ci-dessus et -6- dans le même rapport molaire par une solution aqueuse saturée d'un mélange de fluorure d'hydrogène aqueux et d'un fluorure alcalin ou d'un hydrogénodifluorure alcalin ou d'ammonium. Après agitation à la température ambiante pendant un temps d'environ 5 à 8 heures, la résine est filtrée puis lavée. La présente invention a également pour objet un procédé de préparation de composés fluorovinyliques à partir de composés acétyléniques mono-activés ou biactivés selon le schéma réactionnel suivant: A-C-C-A A H A A \C = C/ + \C = C F/ \A F/ \H (Z) (E) (II) ou (III) /\ /? oRH R A R-CYC-A \C = C + \C C F N XA F/ H (Z) (E) A = représentant une fonction activante et R = alkyle, aryle ou aralkyle. Ce procédé consiste à mettre en contact un composé acétylénique mono ou bi-activé en présence d'un agent de fluoration tel que défini ci-dessus à une température comprise entre la température ambiante et environ 120 C et pendant un temps compris entre environ 3 et 50 heures. L'agent de fluoration est généralement utilisé en excès molaire d'environ 1,5 à 3 et de préférence d'environ 2 par rapport au composé acétylénique. De préférence, la réaction est effectuée en -présence d'un solvant organique peu polaire ou moyennement polaire en vue de solubiliser le composé acétylénique mais peut être réalisée éventuellement sans solvant lorsque l'agent de fluoration est un dihydrogénotrifluorure d'ammonium de formule (II). Comme solvant inerte vis à vis de l'agent de fluoration et du substrat acétylénique, on utilise préférentiellement un solvant chloré tel que le dichlorométhane, le dichloro-1,2 éthane, le tétrachlorure de carbone ou le chloroforme, ou un hydrocarbure aliphatique tel que le n-octane. Apres la fin de la réaction et refroidissement éventuel, le milieu réactionnel est traité à l'eau et extrait à l'éther ou tout simplement soumis -7- à une filtration lorsque l'agent de fluoration est une résine porteuse d'anions dihydrogénotrifluorures. Comme ceci a été indiqué précédemment, l'addition de HF s'arrête au stade éthylénique, le mélange éventuel des stéréo-isomères (Z) et (E) étant fonction de l'agent de fluoration et du substrat acétylénique de départ. Par rapport aux dihydrogénotrifluorures d'ammonium (II), l'utilisation des résines porteuses d'anions dihydrogénotrifluorures semble favoriser plus nettement le syn-addition de HF. Le tableau suivant permet de mettre en évidence cette propriété lorsque l'on utilise d'une part le dihydrogénotrifluorure de tétrabutyl- ammonium (C4H9) N+, H2F3 et d'autre part, une résine Amberlyst A 26 porteuse d'anions H2F3-. 1Composés fluorés (C4H9)4N+H2F3 Amberlyst A26 H2F3 isomère Z isomère E isomère Z isomère E CH302C-CF=CH-CO 2CH3 100 O 81 19 NC-CF=CH-CN 63 37 68 32 C7H15-CF=CH-CN 70 30 33 67 C6H -CF=CH-CN 80 20 72 28 C4H9-CF=CH-CO2CH3 42 58 35 65 C H -CF=CH-C0 CH 95 5 88 12 6 5 2 3 C6H5-CF=CH-CH=0 91 9 83 17 On doit par ailleurs noter que l'on n'a observé aucune différence notable dans les rendements entre l'utilisation de ces deux types d'agent de fluoration. Bien qu'il ait été fait plus particulièrement référence aux propriétés d'addition de HF sur des acétyléniques, les agents de fluoration selon l'invention constituent également des composés particulièrement précieux pour accéder à des composés organo-fluorés par substitution nucléophile par l'anion F sur carbone sp3. En particulier les résines porteuses d'anions H2F3 se sont avérées 2 3 8tre de bons agents de fluoration d'a-bromo cétones et d'a-bromo esters, les taux de substitution sont en général très bons et obtenus dans des conditions douces. Des réactions tout à fait similaires ont été également observées à l'aide de composés non activés. -8- On va maintenant donner à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif plusieurs exemples de préparation des agents de fluoration selon l'invention ainsi que des exemples de fluoration de composés ac6tylîniques. PARTIE EXPERIMENTALE A. PREPARATION DU DIHYDROGENOTRIFLUORURE DE TETRABUTYLAMMONIUM (C4H9)4e, H2F3 1 ) Préparation du fluorure de t6trabutylammonium (C4H9)4N F A 9,9 g (0,03 mole) de (C4H9)4N+BF4, préparé selon H.KOBLER et al., Liebigs Ann. Chem. (1978), 1937, dissous dans 20 ml de méthanol, on ajoute 1,8 g (0, 031 mole) de KF dissous dans 6 ml d'eau. Tous les ions BF4 sont entratnés dans KBF4 qui précipite que l'on filtre puis lave avec un peu de méthanol. La majeure partie du méthanol et de l'eau est ensuite éliminée par évaporation sous vide de la trompe à 40 C pendant environ une demi heure. On obtient un résidu liquide un peu visqueux, du produit attendu, accompagné d'un peu d'eau et de méthanol qui est utilisé tel quel pour la réaction suivante de transfert de phase. I1 n'est pas souhaitable d'éliminer totalement l'eau résiduelle car ceci peut entratner une décomposition du produit. 2 ) Préparation du dihydrogènotrifluorure de t6trabutylammonium: (C4g)N+, H 2F 2o 0,03 mole de (C4H9)4 N F tel que préparé ci-dessus est dissous dans 300 ml dichloro-1,2 éthane (DCE). A cette solution organique contenue dans un flacon en polyethylene, on ajoute un solution aqueuse saturée soit d'un mélange HF-KF dans les proportions de 12 g HF aqueux à 50% (0,3 mole) + 8,7 g de KF (0,15 mole) et 23 ml d'eau, soit d'un mélange HF-KHF dans les proportions 6 g HF aqueux à 50% (0,15 mole) + 11, 7 g de KHF2 (0,15 mole) et ml d'eau. Le mélange h6térogène de ces deux phases organique et aqueuse est laissé sous agitation à temp6rature ambiante pendant environ deux heures. Apres décantation de la phase aqueuse, la phase organique récupérée est chauffée sous pression ambiante de façon à éliminer l'eau qu'elle contient par distillation de l'azéotrope (eau - DCE), puis la majeure partie du DCE restant est finalement évaporée sous vide. Le résidu visqueux obtenu de dihydrogènotrifluorure de tétrabutyl- ammonium contient environ 15% en poids de DCE dont la présence ne constitue aucune gêne pour les réactions de fluoration. Par évaporation pouss6e du DCE, on obtient un échantillon de dihydrogànotrifluorure de t6trabutylammonium dont l'analyse élémentaire conduit au résultat suivant: - 9 - Cal.: C%63,74 H%12,7 N%4,65 F%18,91 Tr. 61,56 12,13 4,42 18,64 Dosage acido-basique Le dosage du résidu effectué par de la soude en présence de phénol-phtaléine permet de déduire le nombre n de mole de HF fixées par mole de (C4H9)4 N+F. Ce nombre est en moyenne compris entre 1,9 et 2,1 (ce calcul tenant compte de la quantité résiduelle de DCE difficile à éliminer totalement et évaluée par RMN H). Spectre de RMN En RMN 1H le spectre d'un échantillon du résidu obtenu dissous dans CDCl3 fournit en plus des signaux caractéristiques du groupement (C4H9)4N: - Un singulet très fin à S = 3,8 ppm attribuable au DCE, - Un singulet moyennement large (Aàd mi-hauteuro-5H) dans la région des champs faibles qui, quel que soit l'échantillon, se carac- térise par une intensité moyenne de 1,9-2,1 noyaux de H et par un déplacement chimique moyen S = 12,9 ppm (concentrationC 1,5-2 mol.-1). En RMN 19F on note un singulet à c = -167 ppm (mesuré par rapport à CFCl3). Spectre Infrarouge Le spectre IR présente des bandes d'absorption attribuables respec- tivement aux vibrations de combinaison (2560cm et 2320cm 1) d'élongation (1800cm 1) et de déformation (1155cm 1, 1115cm-1 et 1060-1050cm -1) caracté- ristiques de l'anion H2F3-. PREPARATION DE COMPOSES FLUOROVINYLIQUES A PARTIR DE COMPOSES ACETYLENIQUES MONO ET BI-ACTIVES A L'AIDE DU DIHYDROGENOTRIFLUORURE DE TETRABUTYLAMMONIUM (C4H9) 4N H2F3 1 ) Acétyléniques mono-activés Mode opératoire général Dans un ballon de 50ml on ajoute 0,015 mole du composé acétylénique et 0,03 mole de dihydrogènotrifluorure de tétrabutylammonium. Le ballon est bouché, le mélange réactionnel est chauffé, sous agitation, au bain d'huile thermostaté à 110 ou 120 C selon les cas. Le milieu réactionnel est ensuite traité à l'eau, extrait à l'éther puis la phase étherée est lavée à l'eau et séchée sur sulfate de sodium anhydre. Après évaporation de l'éther, le résidu est purifié par distillation. On obtient ainsi l'adduit ou un mélange d'adduits stéréo-isomères (Z) et (E). Selon le mode opératoire décrit ci-dessus on a ainsi traité les composés acétyléniques suivants: C7H15-C-C-CN (1) C6H5-C;C-CN (2) C4H9 -CgC-CO2CH3(3) -10- -o10- 2566769 c6H5-Cc-C 02CH3 (4) C6H 5-C=C-CO2C2H5(5) C6H5-C-C-COC6H5 (6) C6H -C-C-CH=O (7) Les résultats obtenus en composés fluorovinyliques sont rassemblés dans le tableau suivant: Tempé- Taux Proportions relatives rature Durée global de en stéréoisomères COMPOSES OBTENUS ( C) de ré- transfor- action mation (h) () z E (1')C7H15-CF=CH-CN 110 7 95 70 30 (2')C6H5-CF=CH-CN 110 8 80 80 20 (3')C4H9-CF=CH-COCH 120 24 90 42 58 (4')C6H5-CF=CH-CO2CH3 120 21 75 95 5 (5')C6H5-CF=CH-C02C2H5 120 24 45 82 18 (6')C6H5-CF=CH-CO-C6H5 110 50 53 100 O (7')C6H5-CF=CH-CHO 100 4,5 75 91 9 Les caractéristiques des composés fluorovinyliques obtenus 1' à 7' sont donnés ci-après: - (1') Fluoro - 3 décène - 2 nitrile (Z+E) Eb20 =113 - 133 C - Rdt 84%. Analyse: CH1016 FN Calc: C% 70,97 H% 9,53 F% 11,23 N% 8,28 Tr. 70,99 9,54 10,79 7,91 - (2') Fluoro - 3 phényl - 3 propane - nitrile (Z + E) Ebl10 = 100 - 128 C - Rdt 70%. Analyse: C9H6 FN Calc: C% 73,46 H% 4,11 F% 12,91 N% 9,52 Tr.: 73,26 4,16 12,79 9,66 - (3') Mélange de fluoro - 3 heptène - 2 oate de méthyle C4H9CF=CH-CO2CH3 (Z+E) et de fluoro - 3 heptène - 3 oate de méthyle C3H7-CH=CF-CH2-CO2CH3(Z+E) (prop. relatives 5/3): Eb21 = 67 - 84 C. Spectre de masse: C8 H13FO2 - (M): Calc: 160,089950 Tr.: 160,0894 -(4') Fluoro - 3 ph6nyl - 3 propénoate de méthyle (Z+E) Eb 113 - 116 C Rdt 67%. Eb,5 - 1l - Spectre de masse: C10H9F02 (M): Calc: 180,058652 Tr.: 180,0588 -(5') Fluoro - 3 phényl - 3 propénoate d'éthyle (Z+E) (caractérisé par IR et RMN, mais non isolé) -(6') Diphényl - 1,3 fluoro - 3 propénone (Z) F = 61 C Ce stéréo-isomère Z a été obtenu pur après chromatographie du mélange réactionnel sur gel de silice (éluant: Hexane - Benzène (70/30)). Analyse: C15HllF0 - Calc: C% 79,63 H% 4,90 Tr.: 79,57 4,98 -(7') Fluoro 3 phényl - 3 propénal (Z+E) Eb0,7 = 83 C - Rdt 61% A partir de ce mélange distillé, le stéréo-isomère (Z) a été obtenu pur par lavage au pentane du mélange (Z+E): on récupère ainsi un solide bien cristallisé F = 32 C Spectre de masse:C9H7FO (M): Calc.: 150,048089 Tr.: 150,0482 Ce dernier composé est facilement oxydable en acide fluoro - 3 phényl - 3 propénoIque C6H5- CF = CH - COOH, qui a été caractérisé en spectrométrie de masse: C7H7FO2: (M - H): Calc: 165,0334 Tr.: 165,0352 2 ) Acétyléniques bi-activés Les composés acétyléniques suivants: CH302C-CGC-CO2CH3 (8) C6H5 CO-CrC-COC6H5 (9) CN-C-C-CN (10) traités dans les conditions telles que définies ci-après ont conduit aux résultats suivants en composés fluorovinyliques: Tempé- Durée de Taux gloProportions COMPOSES OBTENUS rature Réaction bal de relatives en ( C) transfor- stéréoisomères (heures) mation Z E (8') CH302C-CF=CH-CO2CH3 60 9 90 100 O (9') C6H5-CO-CF=CH-CO-C6H 60 24 57 100 O (10') NC-CF=CH-CN 25 3 85 6.5 35 - 12 - Préparation du composé de formule: CH302C-CF=CH-CO2CH3 (8') A 0,03 mole de dihydrogènotrifluorure de tétrabutylammonium on ajoute, dans un ballon de 50ml, 0,015 mole d'acétylène dicarboxylate de méthyle (8). Le ballon contenant ce mélange qui forme une solution homogène est bouché et chauffé sous agitation magnétique au bain d'huile thermostats à 60 C. On observe un noircissement rapide du milieu réactionnel dès la formation du mélange. Des prélèvements analysés en RMN 1H, permettent de suivre le cours de la réaction. Au bout de 9 heures de chauffage à 60 C, la fixation d'un équivalent de HF à la liaison acétylànique apparatt quasi- totale et la réaction n'évolue plus. Apres refroidissement, le milieu réactionnel est traité à l'eau et extrait à l'éther. La phase éthérée est lavée plusieurs fois à l'eau jusqu'à pH environ 5-6 et séchée sur sulfate de sodium anhydre. Apres évaporation de l'éther, on récupère le fluorofumarate de méthyle (Z) (8') qui est purifié par distillation (Eb10o11=92 C) ou par recristallisation dans un mélange éther-éther de pétrole (point de fusion 46 C) Rendement = 75%. Analyse élémentaire C6H 7FO4 Calc: C% 44,45 H% 4,35 F% 11,71 Tr. 44,52 4, 36 10,76 2 ) Préparation du composé de formule: C6H 5-CO-CF-CH-CO-C6H5 (9') A 0,015 mole de dicétone acétylénique (9) dissoute dans 15 ml de dichloro-1,2 éthane, on ajoute 0,03 mole de dihydrogànotrifluorure de tétrabutylammonium. Ce mélange homogène est chauffé sous agitation dans un ballon de 50 ml, équipé d'un réfrigérant à reflux surmonté d'un tube à chlorure de calcium, durant 24 heures, au bain d'huile thermostaté à 60 C. Apres refroidissement le mélange est d'abord extrait à l'éther, puis lavé à l'eau et séché sur sulfate de sodium anhydre. Apres évaporation des solvants, on récupère un mélange de dicétone initiale (9) et de l'adduit attendu. La séparation de ces deux composés ne peut être obtenue que par chromatographie sur silice (gluant: hexane-dichlorométhane dans les proportions 80/20). On obtient ainsi la dicétone fluorée attendue sous la forme d'un solide jaune pâle de point de fusion: 62 C. Analyse élémentaire: C16H11FO2 Calc.: C% 75,58 HZ 4,36 F% 7,47 Tr.: 75,55 4,45 7,00 3 ) Préparation du composé de formule: NC-CF=CH-CN (10') 1 g (0, 013 mole) d'acétylène dinitrile (10) est dissous dans 20 ml de dichloro-1, 2 éthane. On ajoute à cette solution à température ambiante 0,026 mole de dihydrogènotrifluorure de tétrabutylammonium en une seule fois. - 13 - - 13 - 2566769 Le mélange réactionnel noircit aussitSt et s'échauffe nettement (la température atteint environ 40 C). Ce mélange est ensuite laissé sous agitation à température ambiante durant 3 heures. Puis comme précedemment, on traite à l'éther puis à l'eau et la phase éthérée est lavée à l'eau et séchée sur sulfate de sodium anhydre. Apres évaporation des solvants, on récupère un résidu dans lequel sont parfaitement caractérisés les adduits stéréoisomères (Z) et (E) par spectrométrie de masse et par RMN. Spectre de masse: C4HFN2-(M+): Calc.: 96,012374 Tr.: 96,0126 B- PREPARATION DES RESINES AMBERLYST A 26 ET AMBERLITE IRA 900 PORTEUSES D'ANIONS H2F3 2 3 Les résines du commerce Amberlyst A 26 ou Amberlite IRA 900 se présentent sous forme Cl-. Dans une première étape elles sont transformées sous forme F selon la méthode décrite par Colonna et al. J. Chem. Soc. Perkin I, (1979), 2248, c'est à dire par deux lavages successifs le premier à la soude diluée (0_1N) puis la seconde par une solution aqueuse de HF (1iN). g de résine Amberlyst A26 ou Amberlite IRA 900 sous forme F ce qui correspond à environ 0,1 mole d'anion, sont ajoutés dans un récipient en polyéthylene à une solution aqueuse constituée soit de 20g d'une solution aqueuse de HF à 50% (0,5 mole) + 39 g (0,5 mole) de K HF2 + 115 ml d'eau, soit de 40 g d'une solution aqueuse de HF à 50% (1 mole) + 29 g (0,5 Mole) de KF + ml d'eau. Après mélange à température ambiante pendant 8 heures, on filtre et on lave la résine par de l'acétone pour éliminer la majeure partie de l'eau qu'elle contient puis à l'éther. La résine sèche obtenue contient encore un peu d'eau et est ajoutée à 400 ml de dichloro-1,2 éthane (DCE). L'eau restante est alors éliminée par distillation de l'azéotrope eau + DCE. Apres filtration et séchage à l'air, la résine est finalement récupérée et utilisée telle quelle dans les réactions ultérieures. Caractéristiques des résines obtenues La capacité d'échange ionique de ces résines en matière sèche vaut -1 en moyenne selon la littérature 3,8 meq g1 sous forme C1-. Afin d'évaluer le nombre n de moles de HF transférées on a tout d'abord déterminé d'après G.Cainelli et al. Synthesis (1976) 472, la capacité d'échange de ces résines (matière sèche) sous forme OH par un dosage acido-basique à l'acide sulfurique. Ensuite à l'issue du traitement de la forme F pour accéder à la forme (F, n-HF) on a dosé l'acidité de cette dernière forme par la soude en présence du phénol phtaléine. - 14 - - 14 - 2566769 Les résultats obtenus ont été les suivants: Résine Forme OH Forme [F-, nHF] nombre de nombre de -1 -1 meq g meq g n Amberlyst A 26 4,0 - 4,1 6,7 - 6,9 1,95 - 2,04 Amberlite IRA 900 4,0 - 4,2 6,9 - 7,2 1,95 - 2,05 On détermine la valeur du nombre n en fonction des considérations suivantes: a) à partir des résultats issus des dosages de résines sous forme OH on peut déduire pour chaque résine une masse molaire associée à un équivalent d'ion OH. On trouve ainsi M = 233-236 g pour la résine Amberlyst A 26 et M = 221-233 g pour la résine Amberlite IRA 900. b) on admet que la forme OH- est ensuite entièrement neutralisée par HF, de sorte que le dosage des formes IF-, n HF] puisse être exploité en utilisant les valeurs des masses molaires fictives trouvées ci-dessus. On arrive ainsi à une estimation convenable et très reproductible, du nombre n cherché qui vaut en moyenne pour ces résines de 1,9 à 2,1. PREPARATION DE COMPOSES FLUOROVINYLIQUES A PARTIR DE COMPOSES ACETYLENIQUES MONO ET BI-ACTIVES A L'AIDE DE RESINES AMBERLYST A 26 ET AMBERLITE IRA 900 D'ANIONS H2F3-. 1o) Acétyléniques mono-activés Mode opératoire général Dans un ballon de 50 ml contenant 0,015 mole de composé acétylénique dissous dans 20 ml de n -octane, on ajoute 9 g de résine Amberlyst A 26 ou Amberlite IRA 900 porteuse d'anions H2F3 telles qu'obtenues ci-dessus. Le ballon est équipé d'un réfrigérant à reflux surmonté d'un tube à chlorure de calcium et le milieu réactionnel est chauffé sous agitation au bain d'huile thermostaté à 110-120 . Après refroidissement du milieu réactionnel la résine est filtrée et lavée à l'éther. Après évaporation des solvants, le résidu est analysé en RMN1H pour déterminer le rendement global de l'addition de HF ainsi que les porportions relatives des stéréoisomères. Ensuite les composés fluorovinyliques obtenus sont purifiés par distillation du résidu. Les composés fluorovinyliques sont parfaitement identifiés par leurs constantes physiques et leurs paramètres spectroscopiques par comparaison avec les valeurs trouvées précédemment à l'issue des réactions avec le dihydrogènotrifluorure de tétrabutylammonium. -15- - 15 - 2566769 Selon le mode opératoire décrit ci-dessus on a ainsi traité les composés acétyléniques suivants: *C7 H15- C C - CN (1) C H5 - C C -C CN (2) C4 H9 - G C - C02CH3 (3) C6 H5 - C C - C02CH3 (4) C6 H - C - C C- CH = O (7) Les résultats obtenus en composés fluorovinyliques sont rassemblés dans le tableau suivant: Durée de Taux glo- Proportions COMPOSES OBTENUS Temp. réaction bal de relatives en ( C) (heures) transfor- Stéréoisomères mation % Z E (1')C7H15-CF=CH-CN 110 30 95 33 67 (2')C6H5-CF=CH-CN 110 20 88 72 28 (3')C4H9-CF=CH-CO2CH3110 16 78 35 65 (4')C6Hs-CF=CH-CO 2CH3120 24 85 88 12 652 24 3581 (7')C6H -CF=CH-CH=0 110 4 62 83 17 6 2 ) Acétyléniques bi-activés Les composés acétyléniques suivants: CH3 02C-C C - C02 CH3 (8) CN - C C - CN (10) traités dans les conditions telles que décrites ci-après ont conduit aux résultats suivants en composés fluorovinyliques: COMPOSES OBTENUS Temp. Durée de taux glo- ( C) réaction bal de Stéréoisomères (heures) transfor- mation % Z E (8')CH302C-CF=CH-C02CH360 30 80 81 19 (10')NC-CF=CH-CN 25 7 87 68 32 Préparation du composé de formule: CH302C-CF=CH-CO 2CH3 Dans un ballon de 50 ml, on ajoute successivement 0,015 mole (2,1g) d'acétylène dicarboxylate de méthyle, 8,8 g de résine Amberlyst A 26 porteuse - 16- - 16 - 2566769 d'anions H2F3 telle qu'obtenue ci-dessus (ce qui équivaut à environ 0,03 mole 2 3 de H2F3) et 10 ml de tétrachlorure de carbone. Le ballon est équipé d'un réfrigérant à reflux surmonté d'un tube à C12 Ca et le milieu réactionnel est chauffé au bain d'huile thermostaté à 60 C. La réaction est suivie par l'analyse de prélèvements en RMN H. Lorsque la réaction est terminée, on filtre la résine on la lave à l'éther et on évapore les solvants pour récupérer le produit attendu (1,7 soit un rendement de 70%). SPECTRE RMN du stéréoisomêre (E) i En RMN: = CH: d= 6,09 (d) - JHF = 16, OHz X 3 19F: = CF: d= -109,4 (d) - JHF = 15,7 Hz Préparation du composé de formule: NC-CF=CH-CN i g (0,013 mole d'acétylène dinitrile est dissous dans 20ml de tétrachlorure de carbone. A cette solution dans un ballon de 50ml on ajoute 7,7 g de résine Amberlyst A 26 porteuse d'anions H2F3. Le ballon est bouché puis le mélange est laissé sous agitation à température ambiante durant 7 heures. La résine est lavée puis filtrée à l'éther et les solvants sont évaporés. On récupère ainsi un résidu contenant un mélange des stéréoisomères (E) et (Z) parfaitement caractérisés par leurs spectres RMN. - 17 - REVENDICATIONS 1. Agent de fluoration, notamment de composés acétyléniques, caractérisé par le fait qu'il répond à la formule générale suivante: Q+ EF-, n HF] (I) dans laquelle: Q représente soit: (i) un cation de formule: R1 R4-_ N_ R3 R2 dans laquelle: R1, R2, R3 et R4, identiques ou différents, représentent un radical alkyle ayant de 1 à 20 atomes de carbone, un radical aryle ou un radical aralkyle, le nombre d'atomes de carbone dans R1+R2+R3+R4 étant au moins égal à 13 et de préférence compris entre 15 et 22, soit: (ii) une matrice polymérique porteuse de fonctions de formule: R5 + - CH2- N- R7 dans laquelle: R5, R6 et R7,identiques ou différents, représentent un radical alkyle inférieur ayant de 1 à 6 atomes de carbone, et n est une valeur moyenne comprise entre 1,5 et 2,5 de préférence entre 1,8 et 2,1. 2. Agent de fluoration selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il répond à la formule suivante: R1 R4-F n 3[ F] (II) R2 dans laquelle: R1, R2, R3 et R4, identiques ou différents, représentent un radical alkyle ayant de 1 à 20 atomes de carbone, un radical phényle ou un radical be,;zyle, le nombre total d'atomes de carbone des radicaux Ri+R2+R3+R4 étant au moins égal à 13 et de préférence compris entre 15 et 22, - 18 - et n est compris entre 1,5 et 2,5 et de préférence entre 1,8 et 2,1. 3. Agent de fluoration selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il est: le dihydrogènotrifluorure de tétrabutylammonium, le dihydrogènotrifluorure de tétrapentylammonium, le dihydrogènotrifluorure de tétrahéxylammonium, le dihydrogènotrifluorure d'hexadécyltriméthylammonium, le dihydrogènotrifluorure de benzyltriéthylammonium. - 4. Agent de fluoration selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'agent de fluoration est le dihydrogénotrifluorure de tétrabutylammonium. 5. Agent de fluoration selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il répond à la formule suivante: R5 P- CH2- N -- R4F HF (III) R6 dans laquelle R4, R5 et R6, identiques ou différents, représentent un radical alkyle inférieur ayant de 1 à 6 atomes de carbone et P représente une matrice polymérique, et n est compris entre 1,5 et 2,5 de préférence entre 1,8 et 2,1. 6. Agent de fluoration selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la matrice polymérique est du type polystyrène-divinylbenzène. 7. Procédé de préparation de l'agent de fluoration selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il consiste à mettre en contact un fluorure de formule: Q F dans laquelle Q est tel que défini à la revendication 1, en présence d'une solution aqueuse saturée d'un mélange de fluorure d'hydrogène aqueux et d'un fluorure alcalin ou d'un hydro- génodifluorure alcalin ou d'ammonium, le rapport molaire des constituants de la solution aqueuse par rapport au fluorure Q F étant compris entre environ 4 et 6. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il est réalisé selon la technique de transfert de phase et consiste à faire réagir une phase organique constituée d'un solvant moyennement polaire contenant un fluorure d'ammonium de formule: R4- N R3, F R2 - 19 - - 19 - 2566769 dans laquelle: R1, R2, R3 et R4 ont les mêmes significations que celles données à la revendication 1, en présence d'une phase aqueuse saturée d'un mélange de fluorure d'hydrogène aqueux et d'un fluorure alcalin ou d'un hydrogénodifluorure alcalin ou d'ammonium. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la concentration du fluorure d'ammonium dans la phase organique est comprise entre 0,08 et 0,12 mole/l de solvant. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé par le fait que la réaction est effectuée à température ambiante pendant un temps compris entre environ 1 et 8 heures. 11. Procédé de préparation de composés fluorovinyliques à partir de composés acétyléniques, caractérisé par le fait qu'il consiste à mettre en contact un composé acétylénique mono ou bi-activé en présence d'un agent de fluoration tel que revendiqué selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 ou préparé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'il est réalisé à une température comprise entre la température ambiante et environ 120 C pendant un temps compris entre environ 3 et 50 heures. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé par le fait que la réaction est effectuée en présence d'un solvant organique peu polaire ou moyennement polaire pris dans le groupe constitué par le dichlorométhane, le dichloro-1,2 éthane, le tétrachlorure de carbone, le chloroforme et le n-octane. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendication 11 à 13, caractérisé par le fait que l'agent de fluoration est utilisé en excès molaire d'environ 1,5 à 3 et de préférence d'environ 2 par rapport au composé acétylénique. 15. Utilisation de l'agent de fluoration selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ou préparé selon l'une quelconque des revendication 7 à 11, pour l'obtention de composés organofluorés par substitution nucléophile.