Brevet FR2611703A1 — publié le 19880909

La présente invention se rapporte à un groupe de nouvelles fluorobenzophénones ayant deux atomes de fluor ou de chlore en plus de la structure de la 4,4'-difluoro- benzophénone ainsi qu'à la conversion des nouvelles fluorobenzophénones en fluorophénylesters de l'acide fluorobenzoique correspondants, qui sont également de nouveaux composés. Les nouveaux composés seront utiles pour la préparation de médicaments, produits chimiques pour l'agriculture et autres matières fonctionnelles. La 4,4'-difluorobenzophénone est un composé bien connu qui est utile comme matière des polymères thermo- résistants. Cependant, une plus ample fluoration ou chloration de ce composé n'a pas été rapportée. En ce qui concerne les phénylesters fluorés de l'acide benzoique, le JP-A-61-87646 ne montre que ceux ayant une structure asymétrique. La présente invention a pour objet de nouvelles fluorobenzophénones qui ont des substituants fluor ou chlore en plus de la structure de l'acide 4,4'-difluoro- benzoique. La présente invention a pour autre objet de nouveaux fluorophénylesters de l'acide fluorobenzoïque en tant que dérivés des nouvelles fluorobenzophénones. Elle a de plus pour objet un procédé de préparation pour chacune des nouvelles fluorobenzophénones. Elle a également pour objet un procédé de prépa- ration des nouveaux fluorophénylesters de l'acide fluoro- benzoique à partir des nouvelles fluorobenzophénones. En général, la présente invention offre des composés de diphényle halogéné représentés par la formule générale (1): F c z F (1) X X o Z représente -C- ou -C02-, et X représente F ou Cl. En effet, les nouveaux composés de l'invention sont deux types de fluorobenzophénones qui sont représentées par la formule générale (2), o X est tel que défini ci-dessus, et deux types de fluorophénylesters de l'acide fluorobenzoique représentés par la formule générale (3), o X est tel que défini ci-dessus. F X x F Q C 0 F (3) X/ Dans les composés de la formule générale (2), la 3,3'-4,4'tétrafluorobenzophénone est un liquide incolore ayant un point d'ébullition de 144-146 C à 13,3 mbars. Selon l'invention, ce composé est préparé en faisant d'abord réagir le 1,2-difluorobenzène avec du tétrachlorure de carbone en présence de chlorure d'aluminium anhydre puis en hydrolysant le produit réactionnel dans une solution acide contenant l'acide sulfurique. Ce procédé sera favorable pour une application industrielle bien qu'il soit également possible d'obtenir le même composé en soumettant le chlorure de l'acide 3,4-difluorobenzoique et le 1,2difluorobenzène à une réaction de formation d'une cétone en présence d'un acide de Lewis tel que le chlorure d'aluminium. Un autre composé de la formule générale (2) est la 3,3'-dichloro-4,4'difluorobenzophénone, qui a la forme de cristaux larges et incolores ayant un point de fusion de 91-93,5 C. Selon l'invention, ce composé est préparé par réaction de 4,4'-difluorobenzophénone avec du chlore gazeux en présence de chlorure d'aluminium anhydre. Ce procédé sera favorable pour une application industrielle bien qu'il soit également possible d'obtenir le même composé par les étapes consistant à soumettre le chlorure de l'acide 3-chloro-4-trifluorobenzoique et le fluorobenzène à une réaction de formation de cétone en présence d'un acide de Lewis tel que le chlorure d'aluminium pour ainsi obtenir la 3-chloro-4,4'-difluoro- benzophénone et en la chlorant. L'un des composés représentés par la formule générale (3) est le 3',4'-difluorophényl-3,4-difluoro- benzoate. Ce composé a la forme de cristaux incolores en forme d'aiguilles ayant un point de fusion de 80-82 C. L'autre composé est le 3'-chloro-4'-fluorophényl-3-chloro- 4-fluorobenzoate, qui a la forme de cristaux incolores ressemblant à des aiguilles ayant un point de fusion de 97-99 C. Chacun de ces deux composés est obtenu par oxydation de la 3,3',4,4'-tétrafluorobenzophénone ou de la 3,3'-dichloro-4,4'-difluorobenzophénone en utilisant du peroxyde d'hydrogène et de l'acide trifluoroacétique en présence d'un solvant organique approprié. Comme mérite important de la présente invention, chaque fluorobenzoate de fluorophényle de la formule générale (3) peut facilement être hydrolysé en un fluorophénol et un acide fluorobenzoique. En effet,en utilisant la présente invention,il est facile d'obtenir soit le 3,4-difluorophénol qui est utile comme matière intermédiaire, par exemple, d'herbicides ou de cristaux liquides ou le 3-chloro-4-fluorophénol qui est utile comme matière intermédiaire, par exemple, d'insecticides. L'acide fluorobenzoique sous-produit peut être utilisé comme matière intermédiaire de certains médicaments et produits chimiques pour l'agriculture, ou bien peut être converti en un chlorure d'acide fluorobenzoique d'o l'on peut synthétiser une fluorobenzophénone de la formule générale (1) comme on l'a mentionné précédemment. Les nouvelles fluorobenzophénones de la formule générale (2) peuvent facilement être préparées par les procédés décrits ci-dessus. Chacun des nouveaux fluorobenzoates de fluoro- phényle de la formule générale (3) est obtenu par oxydation d'une fluorobenzophénone correspondante de la formule générale (2) dans un solvant organique en utilisant l'acide trifluoroacétique et le peroxyde d'hydrogène. Le mécanisme de cette oxydation est considéré comme étant analogue aux réactions usuelles deBaeyer-Villiger utilisant un peroxyde organique. Sont représentatatifs des peracides organiques, l'acide perbenzoîque, l'acide m-chloroperbenzoique, l'acide peracétique et l'acide trifluoroperacétique. Cependant, lorsqu'un composé de benzophénone ou un composé d'acétophénone est soumis à la réaction de Baeyer-Villiger en utilisant un peracide autre que l'acide trifluoro- peracétique, l'allure de la réaction est trop faible pour une application industrielle: il faut usuellement 8 à jours pour accomplir la réaction (J. Am. Soc., 72, 5515 (1959) et J. Am. Chem. Soc., 73, 3968 (1951)). L'acide trifluoroperacétique est obtenu par réaction d'acide trifluoroacétique anhydre avec du peroxyde d'hydrogène concentré. Cependant, l'acide trifluoroacétique anhydre est une matière coûteuse et le peroxyde d'hydrogène concentré est une matière dangereuse qui n'est pas facile à acquérir et à manipuler industriellement. Dans la présente invention, la réaction de Baeyer- Villiger d'une nouvelle fluorobenzophénone est accomplie en utilisant un simple mélange d'acide trifluoroacétique et d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène sans préparer l'acide trifluoroperacétique à l'avance. Dans ce cas, on suppose que la réaction d'oxydation se passe par action jointe de l'acide trifluoroacétique et du peroxyde d'hydrogène sur la fluorobenzophénone tandis qu'il ne se forme sensiblement pas d'acide trifluoro- peracétique. Cette supposition est étayée par le fait que, contrairement aux réactions usuelles deBaeyer -Villiger utilisant l'acide trifluoroperacétique avec addition d'un sel tel que l'hydrogénophosphate de sodium ou l'hydrogénocarbonate de sodium afin que le liquide réactionnel ne devienne pas trop fortement acide, l'addi- tion d'un tel sel au système réactionnel selon l'invention provoque l'arrêt de la réaction d'oxydation en conséquence d'une neutralisation presque complète.de l'acide trifluoroacétique. Dans la réaction d'oxydation, on utilise au moins 1 mole et de préférence au moins 2 moles de l'acide trifluoroacétique par mole de la fluorobenzophénone à oxyder. La réaction d'oxydation est effectuée dans un solvant organique qui est stable dans les conditions d'oxydation. Il est possible d'utiliser également l'acide trifluoroacétique comme solvant en le chargeant en un grand excès par rapport à ce qui est nécessaire pour la réaction. Autrement, il est approprié d'utiliser un hydrocarbure halogéné tel que le dichlorométhane, le tétrachlorure de carbone, le 1,2-dichloroéthane ou le 1,1,2,2-tétrachloroéthane. La quantité du solvant organique n'est pas spécifiée. Dans le cas o l'on utilise un solvant non polaire, il est souhaitable que la quantité du solvant soit telle que l'addition d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène à la solution de fluoro- benzophénone donne une solution mélangée de manière homogène sans séparation en deux couches. La concentration de la solution aqueuse du peroxyde d'hydrogène n'est pas particulièrement limitée. Par exemple, la concentration peut n'atteindre qu'environ 3% ou peut être proche deO 100%. Dans la pratique, il est favorable d'utiliser une solution aqueuse à 25-40% du peroxyde d'hydrogène pour la facilité de manipulation et d'achat industriel. La réaction d'oxydation est une réaction exo- thermique. Pour supprimer l'auto-décomposition du produit oxydé,il est préférable d'effectuer la réaction à une température ne dépassant pas 50 C. Le produit de la réaction d'oxydation est le 3',4'-difluorophényl-3,4-difluorobenzoate ou le 3'-chloro- 4'-fluoro-3-chloro-4-fluorobenzoate. Soit le 3,4-difluoro- phénol ou le 3-chloro-4-fluorophénol peut facilement être obtenu par hydrolyse du fluorobenzoate, qui ne doit pas nécessairement être raffiné à l'avance. L'hydrolyse peut être accomplie par une méthode connue pour l'hydrolyse des esters, et le fluorophénol est obtenu à un rendement proche de 100%. En outre, l'acide 3,4-difluorobenzoîque ou l'acide 3chloro-4-fluorobenzoique est formé par le traitement d'hydrolyse. Ce sousproduit peut être utilisé dans la synthèse de médicaments ou de produits chimiques pour l'agriculture ou peut alternativement être utilisé pour la synthèse (par exemple en utilisant un chlorure de thionyle comme réactif) d'un chlorure d'acide difluoro- benzoique ou d'un chlorure d'acide chlorofluorobenzoique dont on peut préparer une fluorobenzophénone de la formule générale (2). D'un point de vue industriel, la préparation des fluorophénols à partir des nouveaux fluorobenzoates de la formule générale (3) est avantageuse par rapport aux procédés connus qui posent certains problèmes comme on le décrira ci-dessous. Dans le cas de la préparation d'un fluorophénol à partir d'une fluoroaniline par réaction de Sandmeyer, il faut utiliser une grande quantité d'acide sulfurique ou d'un autre acide et, en outre, la matière première n'est pas facilement disponible. Dans le cas o l'on soumet un aminophénol à une réaction de Schiemann, il est nécessaire d'utiliser de l'acide borofluorique de haute pureté, qui est coûteux et ne peut être réutilisé. L'hydrolyse d'un bromofluorobenzène doit être effectuée en conditions sévères de réaction et elle est souvent accompagnée d'une réaction de défluoration qui donne un phénol non substitué difficile à séparer du fluorophénol. La décomposition acide d'un fluoroanisole souffre d'un prix relativement élevé de la matière première et d'une difficulté d'obtention des fluoroanisoles à l'exception du 4-fluoroanisole. L'oxydation d'un acide fluorobenzoique n'est pas commode dans la pratique industrielle. L'invention sera mieux illustrée par les exemples non limitatifs qui suivent. EXEMPLE 1 Cet exemple se rapporte à la préparation de 3,3',4,4'tétrafluorobenzophénone représentée par la formule réactionnelle suivante. F + AlC Cl3 2 F H20-H2S4 F. CQF F F Dans un ballon à trois goulots de 200 ml, pourvu d'un thermomètre, d'un entonnoir de goutte à goutte et. d'un condenseur à reflux, on a maintenu 22,8 g (0,20 mole) de 1,2difluorobenzène et 15 g (0,11 mole) de chlorure d'aluminium anhydre refroidis à 12 C en utilisant un bain d'eau et on a introduit, goutte à goutte, par l'entonnoir de goutte à goutte, en 1 heure et demie, 61,5 g (0,4 mole) de tétrachlorure de carbone. Ensuite, la température dans le ballon a été élevée à 30 C et on a continué l'agitation pendant 3 heures et demie tandis que le chlorure d'hydro- gène formé par la réaction était dissipé du système réactionnel au sommet du condenseur à reflux. Après la réaction ci-dessus, le mélange dans le ballon a été transféré dans de l'eau glacée, et la matière organique a été extraite au dichlorométhane. Alors, le dichlorométhane, le tétrachlorure de carbone et le 1,2-difluorobenzène n'ayant pas réagi ont été enlevés de l'extrait pour ainsi obtenir 25 g d'un composé intermédiaire sous la forme d'une huile jaune. Le composé intermédiaire a été placé dans un ballon du type en ove connecté à un condenseur à reflux, et on a ajouté 10 g d'eau et 10 g d'acide sulfurique à 98%. Le mélange résultant a été chauffé pendant 9 heures et demie à température de reflux. Après refroidissement du liquide réactionnel, on a ajouté 60 ml d'eau et la matière organique a été extraite à l'éther. L'extrait a été d'abord lavé avec une solution à 5% de carbonate de sodium puis avec de l'eau et a été séché avec du sulfate de magnésium. Après avoir complètement enlevé l'éther, la matière organique a été soumise à une distillation sous pression réduite pour obtenir 17,4 g (rendement 67%) de 3,3',4,4'-tétrafluorobenzophénone d'une pureté de 98,1% ayant un point d'ébullition de 144-146 C à 13,3 mbars. L'analyse de ce composé a donné ce qui suit. 19F-RMN (dans CDCl3; standard: CF3COH): +46,5 ppm (m), +51,7 ppm (m). SM (spectrographe de masse) m/z (%): 254 (M,45), 113 (29), 141 (100), 255(7). Absorption IR (boulette KBr): 1670 cm1. EXEMPLE 2 Cet exemple se rapporte à la préparation de 3,3'- dichloro-4,4'difluorobenzophénone représentée par la formule réactionnelle qui suit. 0 0 F 2 C AlC23 F C F + 2HCl Cl 1 Dans un réacteur cylindrique en verre connecté à un tube d'introduction de chlore gazeux, on a introduit g (0, 023 mole) de 4,4'-difluorobenzophénone en même temps que 6,1 g (0,046 mole) de chlorure d'aluminium anhydre et 25 ml de tétrachlorure de carbone. Le mélange a été maintenu chauffé à 50 C et du chlore gazeux a été soufflé dans le réacteur pendant 3 heures et demie à raison de 0,014 mole/h. Après la réaction de chioration ci-dessus, le mélange dans le réacteur a été transféré dans de l'eau glacée, et la matière organique a été extraite au tétrachlorure de carbone. L'extrait a été lavé d'abord avec une solution à 5% de carbonate de sodium puis avec de l'eau, avec ensuite séchage au sulfate de magnésium, et le solvant restant a été complètement enlevé pour ainsi obtenir 5,8 g d'un produit solide incolore. Par chromatographie gazeuse, ce produit solide contenait 7,6% du dérivé monochloro, 84,4% du dérivé dichloro et 4,5% du dérivé trichloro. Le produit solide brut a été deux fois recristallisé dans;le méthanol pour ainsi obtenir 3,9 g (rendement 59,1%) de cristaux larges incolores de 3, 3'-dichloro-4,4'-difluorobenzophénone d'une pureté de 98,8%. Le point de fusion de ce produit était de 91-93,5 C. L'analyse du composé obtenu a donné ce qui suit. 19F-RMN (dans CDCl3; standard: CF3COOH): J +26,0 ppm (m). SM m/z (%): 286 (M+, 43), 129 (18), 157 (100), 288 (27), 290 (4). Absorption-IR (KBr): 1662 cm1. EXEMPLE 3 Dans un réacteur en verre, on a dissous 3 g de 3,3',4,4'tétrafluorobenzophénone dans 30 g d'acide trifluoroacétique et, tout en agitant, on a ajouté 2 g d'une solution aqueuse à 30% de peroxyde d'hydrogène. A température ambiante, la solution mélangée a été soumise à agitation pendant 24 heures pour effectuer la réaction d'oxydation. Ensuite, de l'eau a été ajoutée au liquide réactionnel pour transférer l'acide trifluoroacétique dans une couche aqueuse, puis la matière organique a été extraite au dichlorométhane. L'extrait a été lavé d'abord avec une solution à 5% de carbonate de sodium puis avec de l'eau et a été séché au sulfate de magnésium. Par suite, on a obtenu le 3',4'-difluorophényl-3,4-difluoro- benzoate à un rendement de 91,9%. Par la réaction d'oxydation, la conversion de la fluorobenzophénone de départ était de 97,7%. En utilisant du méthanol, le produit a été recristallisé pour obtenir des cristaux incolores ressemblant à des aiguilles ayant un point de fusion de 80-82 C. L'analyse du fluorobenzoate obtenu a donné ce qui suit. 19F- RMN(dans CDCl3; standard: CF3COOH): S +45,0 ppm (m), +50,3 ppm (m), +51,6 ppm (m), +56,0 ppm (m). SM m/z (%): 270 (M+, 4), 113 (25), 141 (100). -1 Absorption IR (KBr): 1750 cm Le fluorobenzoate a été placé dans une solution de soude dans le méthanol, et le mélange a été soumis à agitation et chauffé pendant 1 heure à la température de reflux. Après refroidissement, le méthanol a été enlevé et le liquide réactionnel a été rendu acide par addition d'acide chlorhydrique. Alors, le liquide a été rendu alcalin par addition d'une solution à 5% de carbonate de sodium pour ainsi libérer le 3,4-fluorophénol, qui a été extrait à l'éther. La couche aqueuse restante a de nouveau été rendue acide par addition d'acide chlorhydrique pour provoquer la précipitation d'un solide blanc. Le précipité a été dissous dans et extrait à l'éther, et l'extrait a été séché et concentré pour ainsi obtenir l'acide 3,4-difluorobenzoique. EXEMPLE 4 L'oxydation de la 3,3'-dichloro-4,4'-difluoro- benzophénone a été accomplie par le même procédé qu'à l'Exemple 3. Dans ce cas, la conversion de la benzophénone de départ était de 85,9% et on a obtenu le 3'-chloro-4'- fluorophànyl-3-chloro-4-fluorobenzoate à un rendement de 82,4%. Après recristallisation, le produit avait la forme de cristaux incolores ressemblant à des aiguilles ayant un point de fusion de 97-99 C. L'analyse du benzoate obtenu a donné ce qui suit. 19F-RMN (dans CDCl3; standard: CF3COOH): 5 +24,4 ppm (m) +35,7 ppm (m). Il SM m/z (%): 302 (M+, 6), 129 (41), 157 (100), 304 (4). -.1 Absorption IR (KBr): 1750 cm Par l'hydrolyse du benzoate obtenu par le procédé décrit à l'Exemple 3, on a obtenu du 3-chloro-4-fluoro- phénol en même temps que l'acide 3-chloro-4-fluorobenzoîque. 26 1 1 703 R E V E N D ICATI O N S 1.- Composé caractérisé en ce qu'il est représenté Par la formule générale (1): F Z-F/ (1) X X O 1G û dans laquelle Z est -C- ou -C02- et X est F ou Cl. 2.- Procédé de préparation de 3,3',4,4'-tétra- fluorobenzophénone,caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de (a) faire réagir le 1,2-difluorobenzène avec du tétrachlorure de carbone en présence de chlorure d'aluminium anhydre et (b) hydrolyser un produit organique de la réaction à l'étape (a) dans une solution acide contenant de l'acide sulfuricue. 3.- Procédé de préparation de 3,3'-dicnloro-4,4'- difluorobenzophénone, caractér sé en ce qu'il consiste à faire réagir la 4,d'-difluorooenzophénone ave: du chlore gazeux en présence de chlorure d'aluminium anhydre. 4.- Procédé de préparation d'un flucr::-enzoate ce fluorophénvie représenté par la formule gen.ra e (3) F i 2.- TF (3) \ X X dans laquelle X est F ou Cl, caracterisé en ce qu'il consiste à oxycer une fluorobenzophénone représentée par la formule cénérale (2) dans un solvant organique en utilisant l'acide triluoroacàtique et le peroxyde d'hydrogène, o0 il F) C F (2) X o X est F ou Cl. 5.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le solvant organique est l'acide trifluoro- acétique. 6.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le solvant organique est un hydrocarbure halogéné choisi dans le groupe consistant en dichlorométhane, tétrachlorure de carbone, 1,2-dichloroéthane et 1,1,2,2- tétrachloroéthane. 7.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le peroxyde d'hydrogène a la forme d'une solution à 25-40% dans l'eau. 8.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'oxydation de ladite fluorobenzophénone est effectuée à une température ne dépassant pas 50 C.