Brevet FR2599363A1 — publié le 19871204

PROCEDE DE PREPARATION DU PARANITROPHENOL La présente invention concerne un procédé de préparation du paranitrophenol. Elle concerne plus particulièrement un procéde de préparation du paranitrophénol à partir d'esters minéraux de phényle. La nitration directe du phénol est industriellement non rentable car on obtient un mélange d'isomères ortho et para o l'isomère ortho est prédominant et difficilement séparable de 1 'isomère para. Pour éviter cet inconvénient, divers procédés ont été proposés notamment des 10 procédes partant de carbonate de diphényle qui est nitré puis hydrolysé pour donner le paranitrophénol. Ainsi il a aussi été proposé dans le brevet allemand publie sous le n 2 557 614 un procédé de nitration directe de carbonate de biphényle caractérise par le fait que la concentration de l'acide nitrique mis à l'origine dans le milieu réactionnel est inférieure à 85 % et la concentration de l'acide nitrique introduit ensuite est superieure à 95 %. Les rendements en carbonate de bis (nitro-4 phényle) ne dépassent jamais 78 % car la répartition isomérique entre les dérivés ortho et para substitués n'est pas optimale et ne dépasse jamais 80 % en isomère para. 20 Il est également connu d'après le brevet français n 76/33148 de procéder à la nitration de carbonate de diphényle dans l'acide sulfurique concentre. Ce procedé permet d'obtenir des rendements d'environ 80 % en carbonate de bis (nitro-4 phényle) la répartition isomérique entre les dérivés ortho et para substitué étant meilleure que 25 dans le brevet précédent. Les procédés utilisant l'acide sulfurique comme solvant présentent cependant quelques inconvénients car l'acide sulfurique est un composé très oxydant, dont la viscosité est élevée ce qui entraîne pour l'utilisateur des problèmes d'agitation. D'autre part le fait que l'acide 30 sulfurique ait un point d'ébullition elevé empche un recyclage aisé de ce dernier et par conséquent entraîne alors une élimination difficile des effluents que sont les sulfates. La presente invention a permis d'éviter l'emploi d'acide sulfurique et donc les problèmes de nuisance liés à son utilisation. Elle 35 concerne un procéd de préparation de paranitrophénol, caractérisf en ce qu'on met en presence dans l'acide fluorhydrique liquide un ester min*ral de phenyle avec un agent de nitration et en ce qu'on realise simultanement ou sucoessivement une hydrolyse du produit obtenu. Les esters min'raux de phçnyle pouvant être mis en oeuvre dans 05 le cadre de la pr*sente invention sont choisis parmi les borates de phenyle, les phosphates de phenyle, les sulfates de phçnyle, les carbonates de phenyle, l'arseniate de phenyle, les antimoniates de ph*nyle, l'orthosilicate de phenyle, le sélniate de monophenyle. Cn pr*fère cependant utiliser le carbonate de diphenyle ou le 10 phosphate de triphenyle. L'agent de nitration peut être choisi parmi les acides nitriques disponibles couramment tels que l'acide nitrique fumant, l'acide nitrique à 65 %, les sels alcalins de l'acide nitrique tels que notamment les nitrates de sodium ou de potassium et les sels de nitronium 15 tels que le tçtrafluoroborate de nitronium. On prefère tout particulièrement utiliser les acides nitriques du commerce présentant une concentration supérieure à 65 %. L'acide fluorhydrique utilis' cormme solvant est de pr*ffrence anhydre bien que l'eau ne soit pas néfaste à la réaction car elle est 20 dejà apportée en partie par l'acide nitrique. Des solvants inertes autre que l'acide fluorhydrique peuvent, être utilises, dans le cas o l'on part de matières premières très fragiles telles que notamment le phosphate de triphenyle. Parmi les solvants utilisables on peut citer le chlorure de méthylène, le tStrachlorure de carbone, le trifluoro 1,1,2-trichloro 1,2,2-&thane, le trichloro 1,l,l1thane. on pr*fère cependant travailler en l'absence de tout solvant autre que l'acide fluorhydrique. Pour une meilleure mise en oeuvre de l'invention on prefère travailler avec un rapport molaire acide nitrique au nombre d'$quivalent 30 de radicaux ph*nyle dans l'ester compris entre 1 et et 1,5 et prefentiellement compris entre 1 et 1,2 L'acide fluorhydrique Étant utilise comme solvant on peut faire varier le rapport molaire ester de phenyle à l'acide fluorhydrique dans de larges limites. D'un point de vue industriel il est -cependant 35 préférable de conserver ledit rapport molaire compris entre 5 et 50 et encore plus préférentiellement entre 5 et 20. L'acide fluorhydrique ayant un point d'ébullition bas sera aisément récupéré par distillation et sera recyclé vers une nouvelle opération laissant un produit réactionnel exempt de solvant. La température réactionnelle est située notamment entre -20 et C. on préfére cependant lorsque l'on utilise cormmne matière première le carbonate de biphényle avoir une température rêactionnelle comprise entre 20 et 100 et lorsqu'on utilise le phosphate de triphényle avoir une température réactionnelle comprise entre 0 C et 50 C. La pression réactionnelle peut varier dans de larges limites, par contre lorsque la température réactionnelle est supérieure à 20 C on travaillera de préférence sous une pression supérieure à la pression atmosphérique de façon à conserver l'acide fluorhydrique sous forme liquide. L'hydrolyse du nitrophenyl ester de l'acide minéral a lieu en fonction de la température réactionnelle en même temps que la nitration ou successivement. Lorsque l'on utilise le phosphate de triphçnyle l'hydrolyse de l'ester nitré a au moins lieu en partie de manière concommittante avec la réaction de nitration. Par contre lorsque l'on 20 part de carbonate de diphényle; on peut isoler le carbonate de dinitrodiphényle aisément, car il est stable, puis procéder ensuite de manière connue par tout homne de l'art à l'hydrolyse ou procéder à l'hydrolyse directement dans le milieu réactionnel en chauffant. Lorsque la réaction est terminée on peut éliminer l'acide fluorhydrique par distillation puis récupérer le mlange brut réactionnel à partir duquel est extrait par un solvant tel que le chlorure de méthylène l'ester de nitrophényle recherché. Le paranitrophçnol est utilisé comne intermédiaire de synthèse dans l'industrie pharmaceutique. La présente invention va être plus complètement décrite à l'aide des exemples suivants qui ne doivent pas être considérés conmme limitatifs de l'invention. EXEMPLE 1 Nitration du carbonate de phényle Dans un réacteur inox de 250 ml agité par barreau aimanté, on introduit sucessivement 100 g (5 moles) d'acide fluorhydrique anhydre, 05 21,4 g (0,1 mole) de carbonate de phényle et 14, 5 g (0,22 mole) d'acide nitrique 98 %. Le réacteur est fermé puis porté, sous agitation, à la température de 50 C pendant 3 h 45. Après refroidissement aux environs de 0 C, le réacteur est ouvert et le mélange brut réactionnel coulé sur g de glace pilée. Le mélange héterogène obtenu est extrait par 10 2 x 100 cm3 de chlorure-de méthylène. Les phases organiques sont rassemblées, lavées par 2 x 100 cm3 d'eau et séchées. Après évaporation, on récupère 26,7 g d'un compose essentiellement constitué de carbonate de nitrophényle (Analyse infrarouge). Après hydrolyse en milieu alcalin et analyse par chromatographie liquide, on observe un rapport isomérique 15 p-nitrophénol/o-nitrophenol d'environ 85/15. EXEMPLE 2 Nitration du phosphate de phçnyle On opère de manière analogue (mise en oeuvre, traitements) à 20 l'essai 1, avec les composés et conditions suivants: - HF: 100 g (5 moles) - Phosphate de phényle: 32,6 g (0,1 mole) - HNO3 98 %: 24 g (0,36 mole) - Durée: 2 h. 50 minutes On récupère 42 g d'un mélange constitué (Analyses par chromatographie liquide haute performance) de: - Phosphate de phényle: 0 % - Phosphate de nitrophényle: 0 % - Benzoquinone: 0,2 % - Phénol: 6,9 % - p-nitrophenol: 24,4 % - onitrophénol:11,8 % - m-nitrophénol: 0,1 % - 2,4 dinitrophénol:50,5 % Inconnus: 6,1 % EXEMPLE 3 Nitration du phosphate de phényle en solution dans CH2C12 On opère de manière analogue (mise en oeuvre) à l'essai 1, avec les composés et conditions suivants (le chlorure de méthylène est 05 introduit en premier) : - CH2Cl220 3 -CH2ci2: 200 cm3 -HF:20 g (1 mole) - Phosphate de phényle:15 g (0,046 mole) - HNO3 98 % 9,5 g (0,15 mole) Température:environ 10 C - Durée:environ 1 heure Après réaction, une partie aliquote (30 cm3) de la phase inférieure qui décante (solution de couleur marron) est traitée par 10 g de NaF, puis filtrée. Par analyse par chromatographie liquide haute 15 performance on met en évidence: phosphate de phenyle: 5,9 % - phosphate de nitrophényle -: 55,2 % - pnitrophénol: 25,9 % - Divers: 13 % Le reste du mélange rçactionnel (complément biphasique des 30 cm3 précédent) est traité de manière analogue à l'essai 2. On récupère ainsi 17,5 g d'un composé constitué de (Analyse par chromatographie liquide haute performance) - Inconnus: 13,6 % - p-nitrophenol: 70,5 % - o-nitrophenol: 11,0 % - Phosphate de phényle: 3 % REVENDICATIONS 1) Procédé de préparation de paranitrophenol, caractérisé en ce qu'on met en présence dans l'acide fluorhydrique liquide un ester 05 minéral de phényle avec un agent de nitration et en ce qu'on réalise simultanément ou successivement une hydrolyse du produit obtenu. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ester minéral de phényle est choisi parmi les carbonates et les 10 phosphates de phényle. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ester minéral de phényle est un phosphate de triphényle. 4) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ester minéral de phényle est un carbonate de phényle. ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent de nitration est choisi parmi les acides nitriques présentent une 20 concentration de 65 % minimum, les sels alcalins de l'acide nitrique et les sels de nitronium. 6) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acide fluorhydrique est anhydre 25 7) Procéde selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport molaire de l'agent de nitration à l'ester minéral de phényle est compris entre la stoechiométrie et 1,5 la stoéchiométrie et de préférence entre la stoéchiométrie et 1,2 fois la stoéchiométrie. 30 8) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport molaire de l'ester de phényle à l'HF est compris entre 10 et 50. 9) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la 35 température de mise en contact est comprise entre 20 C et 150 C. ) Procédé selon les revendications 3 et 9, caractérisé en ce que la température de mise en contact est comprise entre 0 C et 50 C. 11) Procédé selon les revendications 4 et 9, caractérisé en ce 05 que la température de mise en contact est comprise entre 20 C et 100 C. 10 15 20 25 30