Brevet FR2614298A1 — publié le 19881028

La présente invention se rapporte à un nouveau procédé pour la préparation de l'acide trifluorométhyl- benzoique, un composé utile comme matière intermédiaire pour des médicaments, produits chimiques pour l'agriculture, cristaux liquides etc. On sait synthétiser l'acide trifluorométhyl- benzoique à partir d'un dérivé de benzotrifluorure. Par exemple, l'acide p-trifluorométhylbenzolque peut être préparé à partir du ptrifluorométhylbenzaldéhyde par réaction de Cannizzaro, à partir du chlorure de p-trifluorométhylbenzoyle par. hydrolyse alcaline et à partir du chlorure de p-trifluorométhylbenzal par hydrolyse acide. Cependant, aucun de ces procédés connus ne peut donner de l'acide trifluorométhylbenzolque à faible prix parce que l'on utilise un composé coûteux comme matière première. La présente invention a pour objet un nouveau procédé de préparation économique de l'acide trifluorométhylbenzoique. Selon l'invention, l'acide trifluorométhyl- benzoique est préparé à partir de l'è-, c,,C[ ,co, c 2-hexafluoroxylène par réaction de ce composé avec un acide fort dans l'acide sulfurique dont au moins une portion est l'acide sulfurique fumant pour ainsi hydrolyser un groupe trifluorométhyle du composé de départ. L': réaction indiquée ci-dessus. Le procédé selon l'invention peut donner l'acide trifluorométhylbenzoique à un coût fortement réduit en vertu du bas prix de la matière première, de la simplicité de l'opération de réaction et du haut rendement du produit réactionnel souhaité. Il est bien entendu que l'acide ptrifluorométhylbenzoique est obtenu à partir de 1'as, c,,, ,cI-hexafluorop-xylène et l'acide m-trifluorométhylbenzoique à partir de lO', c, c,, d'hydrolyse acide elle-même. Pour effectuer la réaction d'hydrolyse acide selon l'invention, l'existence d'eau libre dans le système réactionnel est néfaste et doit être empêchée. Par conséquent, il est préférable d'effectuer la réaction dans l'acide sulfurique fumant. Lorsque l'on utilise de l'acide sulfurique concentré, il faut ajouter de l'acide sulfurique fumant. Comme acide fort pour l'hydrolyse d'un groupe trifluorométhyle de lbc,,c ',ck,c équivalente au groupe trifluorométhyle à hydrolyser. L'utilisation d'une quantité fortement excessive de l'acide fort a pour résultat la formation d'une grande quantité de l'acide phtalique par hydrolyse des deux groupes trifluorométhyles du composé de départ. Dans le cas o l'on utilise le pentachlorure d'antimoine comme acide fort, il suffit que le pentachlorure d'antimoine atteigne environ 10 moles% du groupe trifluorométhyle à hydrolyser parce que cet acide de Lewis agit par voie catalytique. Comme milieu réactionnel, il est nécessaire d'utiliser au moins deux moles d'acide sulfurique par mole de l'acide fort ci-dessus décrit. La température de la réaction peut être comprise entre la température ambiante et environ 150 C. Bien qu'il soit possible d'effectuer la réaction à une relativement haute température en utilisant une relativement petite quantité d'un acide fort, il vaut mieux effectuer la réaction à une température ne dépassant pas 100 C en utilisant une quantité suffisante d'un acide fort, de préférence l'acide sulfurique fumant. Pour la pratique industrielle de l'invention, il est tout à fait favorable d'effectuer la réaction à environ 50-60 C pendant plusieurs heures en utilisant une quantité d'acide sulfurique fumant telle qu'elle soit à peu près équivalente au groupe trifluorométhyle à hydrolyser. Par exemple, par réaction de 1,c, 97-99%. A la condition que la quantité de l'acide fort et que la température de la réaction soient contrôlées de manière appropriée comme on l'a décrit ci-dessus, la réaction d'hydrolyse d'un groupe trifluorométyle du composé de départ n'est pas suivie de l'hydrolyse sensible de l'autre groupe trifluorométhyle même si l'acide trifluorométhylbenzofque formé par la réaction est maintenu dans les mêmes conditions de réaction. La raison pour l'hydrolyse sélective d'un seul des deux groupes trifluorométhyles du composé de départ n'a pas encore été totalement élucidée. On suppose qu'une fois que l'un des deux groupes trifluorométhyles est hydrolysé, celui qui reste devient résistant à l'attaque par l'acide fort dans les mêmes conditions de réaction. L'invention sera mieux comprise par les exemples non limitatifs qui suivent. Exemple 1. Dans un ballon en verre à trois goulots ayant une capacité de 500 ml, on a chauffé 200 g d-,o,, û, ck-hexafluoro-p-xylène à 55 C. Alors, on a lentement introduit, goutte à goutte, dans le ballon, 249,2 g d'acide sulfurique fumant à 30% et on a continué l'agitation pendant 6 heures dans les mêmes conditions de température. Ensuite, le liquide réactionnel a été refroidi et versé dans 1,5 kg d'eau glacée, ce qui a provoqué la précipitation d'une substance cristalline. Le précipité a été recueilli par filtration et a été lavé et séché pour ainsi obtenir 159,4 g de cristaux bruts.de l'acide p-trifluorométhylbenzolque. La pureté de ce produit était de 97,5%, et la partie restante était de l'acide phtalique. L'analyse du produit a donné les résultats suivants. Point de fusion: sublimé 1H-RMN (dans l'acétone (D-6), le standard était TMS): 0 7,76 - 7, 98 (m, 2H), 8,12 - 8,32 (m, 2H), ,30 (b, 1H) 19F-RMN (dans l'acétone (D-6) , le standard était CFCl3): 62,59 ppm (s). Absorption infrarouge (boulette de KBr): 3100cm-1 (0-H), 1710 cm-1 (C=0) Exemple 2. Un réacteur en verre de 30 ml a été chargé d'abord de 5 g d,,,o,,, provoqué une précipitation d'une substance cristalline. Le précipité a été recueilli par filtration et a été lavé et séché pour ainsi obtenir 3,1 g de cristaux bruts de l'acide mtrifluorométhylbenzoique. La pureté de ce produit était de 97,4% et la partie restante était de l'acide phtalique. L'analyse du produit a donné les résultats suivants. Point de fusion: 103104 C 1H-RMN (dans l'acétone (D-6), le standard était TMS): c c-8,60 - 9, 08 (in, 2H), 9,16 - 9,40 (m, 2H), 9,70 (b, 1H). 19F-RMN (dans l'acétone (D-6), le standard était CFCl3): 62,35 ppm (s). Absorption infrarouge (boulette de KBr): 3100 cm:1 (0-H), 1700 cm-1 (C=0). Exemple 3. Un mélange de 5g d'acide sulfurique à 97% et de 2,2 g d'acide sulfurique fumant à 30% a été ajouté à 5 g d C,. -, " 1, cC, -hexaf luoro-p-xylène et par ailleurs, on a ajouté 0,7 g de pentachlorure d'antimoine. Le mélange résultant a été chauffé à 50 C et soumis à agitation pendant-5 heures 1/2. Ensuite, le liquide réactionnel a été versé dans 50 g d'eau glacée et un précipité cristallin a été recueilli par filtration et a été lavé et séché pour obtenir ainsi 3,9 g de cristaux bruits de l'acide ptrifluorométhylbenzoique. La pureté de ce produit était de 92,1% et la partie restante était de l'acide phtalique. Exemple 4. Un mélange de 3 g d'acide sulfurique à 97% et de 1,3 g d'acide sulfurique fumant à 30% et de 4,2 g d'acide fluorosulfurique a été ajouté à 3g d'zo, oo, si -hexafluoro-p-xylène et le mélange résultant a été chauffé à 70 C et soumis à agitation pendant 1 heure 1/2. Ensuite, le liquide réactionnel a été versé dans 50g d'eau glacée et un précipité cristallin a été recueilli par filtration et lavé et séché pour ainsi obtenir 2,69g de cristaux bruts de l'acide p-trifluorométhylbenzoique. La pureté de ce produit était de 97,0% et la partie restante était de l'acide phtalique. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de l'acide trifluorométhylbenzoique, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de faire réagir 1,c,,,cc - hexafluoroxylène avec un acide fort dans l'acide sulfurique dont au moins une portion est l'acide sulfurique fumant pour ainsi hydrolyser un groupe trifluorométhyl dudit hexafluoroxylène. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'acide fort comprend au moins un acide choisi dans le groupe consistant en acide sulfurique fumant, anhydride de l'acide sulfurique, acide fluorosulfurique, acide trifluorométhane sulfonique, pentachlorure d'antimoine et chlorure d'aluminium. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la réaction est effectuée à une température comprise entre la température ambiante et environ 150 C. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la température n'est pas supérieure à 100 C. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'acide fort est l'acide sulfurique fumant. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de l'acide fort est à peu près équivalente à un groupe trifluorométhyle de 1 'hexafluoroxylène. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de l'acide sulfurique est au moins le double de la quantité de l'acide fort, en moles. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hexafluoroxylène est l, ko z= -hexafluoro-p-xylène. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'hexafluoroxylène est lk,cK,ek, c, -hexafluoro-m-xylène.