Brevet FR2630435A1 — publié le 19891027

263O435 PROCEDE DE PREPARATION DU BROMO-4 BIPHENYLE La présente invention concerne la préparation du bromo-4 biphényle. Le bromo-4 biphényle est un produit susceptible de nombreuses applications. Il peut être utilisé dans la fabrication de composés agrochimiques ou pharmaceutiques. Il peut aussi servir & la préparation de cristaux liquides. Le problème de sa synthèse est qu'il faut réaliser une monobromation du biphényle et donc éviter au maximum la formation de dibromo biphényle et ceci en gardant un taux de transformation important du biphényle. L'objet principal de l'invention est donc un procédé qui permet de résoudre ce problème tout en étant industriel. Dans ce but, le procédé de préparation selon l'invention du bromo-4 biphényle est caractérisé en ce qu'on fait réagir le biphényle avec du brome dans un milieu comprenant un solvant choisi dans le groupe comprenant les composés organo-soufrés, les amides, les nitriles, les acides dont le pKa est d'au moins 3. Le procédé de l'invention permet, à température ambiante,' d'obtenir du bromo-4 biphényle avec un rendement supérieur à au moins % et dans certains cas à au moins 75 %. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre et des exemples concrets mais non limitatifs de mise en oeuvre du procédé. La caractéristique principale de l'invention réside dans le choix du solvant du milieu réactionnel. Celui-ci devra être inerte vis-à-vis du brome. Le solvant peut tout d'abord appartenir au groupe des composés organosoufrés. Parmi ceux-ci on peut citer plus particulièrement le disulfure de carbone, le diméthylsulfoxyde, les sulfolanes. Un autre groupe de solvants qui peut être4mis en oeuvre dans le procédé de l'invention est celui des amides. un peut mentionner notamment le N, N-diméthylforaid (DDMF), le N,Ndiméthylacétamide, le N-méthylacétamide, les dérivés de la pipéridine conmme la formyl-1 pipéridine, la N-méthylpyrolidone. Le solvant peut aussi être choisi dans le groupe des nitriles. On peut citer parmi ceux-ci l'acétonitrile, le n-butyronitrile, le lactonitrile. Un dernier groupe est celui constitué par les acides dont le pKa est supérieur à 3. Selon un mode de réalisation parti- culier de l'invention on utilise les acides dont le pKa est d'au moins 4. Les acides sont de préférence les acides carboxyliques. On peut utiliser ainsi l'acide acétique, l'acide propionique. Bien entendu, on peut envisager d'opérer avec un milieu réactionnel comprenant un mélange des solvants précités. Il est à noter que le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre dans un milieu & base d'un mélange d'eau et d'au moins un des solvants cités ci-dessus. Dans un tel cas on peut observer une amélioration nette de la cinétique de réaction. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention le milieu réactionnel comprend au moins un acide notamment carboxylique du type décrit ci-dessus mais en outre la réaction est conduite en présence d'un système catalytique & base d'un composant choisi dans le groupe comprenant les acides de Lewis et l'iode. Comme acide de Lewis on utilise plus particulièrement ceux comprenant un élément appartenant aux groupes IIb, IIIa, IVb, Va, Vb, VIa et VIII de la classification périodique. On peut mentionner dans ce cas le fer, le zinc, l'antimoine, le tellurium, le zirconium, le titane, l'aluminium, le gallium, l'hafnium, le nobium, le phosphore, le bore. Plus précisément, on met en oeuvre les halogénures de ces éléments tels que par exemple FeCl3, ZnCl2, SbCls, PBr3, AlCl3, TiCl4, ZrCl4. En général le système catalytique utilisé comprend un seul composant du type qui vient d'être décrit. Toutefois, il est possible d'utiliser un système à base d'au moins deux de ces composants. D'une manière générale, la quantité de catalyseur sera comprise entre 0,1 et 10 % exprimée en mole par rapport qu biphényle engagé et plus particulièrement entre 0,5 et 2 %. Enfin, seloi un autre mode de réalisation de l'invention, il est possible de réaliser la réaction de bromation dans un milieu comprenant, outre un acide de pKa d'au moins 3 du type étudié ú630435 ci-dessus, un acide de pKa inférieur & 3. Pour ce dernier type d'acide, on peut mentionner notamment ceux choisis dans le groupe comprenant les acides carboxyliques ou sulfo- niques. Plus particulièrement, on emploiera les acides substitués par un ou plusieur halogènes, notamment ceux substitués par le-fluor. A titre d'exemple, on citera l'acide trifluoroacétique, l'acide trifluorométhane sulfonique. Dans ce mode de réalisation, il est & noter que la proportion en volume d'acide de pKa inférieur à 3 est de préférence d'au plus 50 % du mélange total acide de pKa d'au moins 3 - acide de pKa inférieur & 3. La réaction se fait généralement en coulant le brome dans un mélange comprenant le biphényle, le solvant et le système catalytique. On utilise habituellement une excès de brome compris entre 0 et % par rapport à la stoechiométrie plus particulièrement d'au moins 50 %, ceci notamment dans le cas d'un système catalytique à au moins deux composants précités. On a pu vérifier que malgré un excès de brome et même avec des temps de réaction longs (ceux-ci peuvent varier entre environ 10 et heures) il n'y avait pas formation importante de dérivé dibromé. La réaction est conduite & une température qui peut varier le plus souvent entre 0 et 60 C. On préfère travailler à température ambiante. Le produit bromé formé peut enfin être séparé par tout moyen connu, notamment par cristallisation. Des exemples de mise en oeuvre du procédé de l'invention vont être donnés ci-dessous. EXEMPLE 1 Dans un réacteur de 250 ml muni d'une agitation magnétique, d'un réfrigérant, d'une ampoule de coulée, d'un thermomètre, on charge - 15,4 g de biphényle (0,1 M), - 100 ml de solvant & température ambiante, on coule en 10 minutes le brome (39,2 g - 0,22 M) puis on agite un temps variable à température ambiante. En fin de réaction, l'excès de brome est détruit par du sulfite ou du bisulfite de sodium ou de potassium. La phase organique est lavée, séchée et diluée à un volume donné pour âtre analysée en CPG. Les résultats sont donnés dans le tableau 1 (page 5). EXEMPLE 2 On procède comme dans l'exemple 1 mais avec l'acide acétique comme solvant et avec un système catalytique. Les résultats sont donnés dans le tableau 2 (page 6). EXEMPLE 3 Dans le même appareillage que celui de l'exemple 1, on charge: - 7,72 g (0,05 mole) de biphényle - 45 ml d'acide acétique - 5 ml d'acide trifluoroacétique On coule en 18 minutes à température ambiante 17,6 g (0,11 mole) de brome. On procède ensuite comme dans les exemples précédents. Les résultats sont donnés ci-dessous: Rendement Temps de réaction 8 h Bromo-2 biphényle 3,0 % Bromo-4 biphényle 78,1 % Dibromo-4,4'biphényle 17, 0 % o CD :8'LZ: O';:099 H::: D 6'';' 6'LL:8':: D: ::.:=: :.,; :6'0: '98:6'S::: :::,:: 0:O: : '6*:O'D:8'9V:6'5:8:. HOO :OL O ZH :'6Z:Z': ': 'o:: HODY: Z paTp:: -l:, (H):: -A: J-: O';:&NVAOS::ss: % INUNS -- ------------------------------- -------- -- _------______ _____ _______ TABLEAU 2 ::..:RENDEMENT %: ESSAI: SOLVANT: CATALYSEUR: DUREEE ------------------- ----:----------- ----------: ::::: Br-2: Br-4: di Br-2,4.:di Br-4,4': *-----------!-------------*---------------- -------- -'-------------!--------_---*------------!-----------! : 6: AcOH: I2(1%) 28 h: 4,4: 75,5: 1,0: 14,4: 7: AcOH: ZnCl2(1%): 25 h: 5, 1: 85,5: 11: 15,8: e ': AcOH: FeCl3(1%): 7 h: 4,4: 79,5: O: 13,7: :::.::: :: b.) o' :,. t-n Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équi- valents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1 - Procédé de préparation du bromo-4 biphényle caractérisé en ce qu'on fait réagir le biphényle avec du brome dans un milieu comprenant un solvant choisi dans le groupe comprenant les composés organo-soufrés, les amides, les nitriles, les acides dont le pKa est d'au moins 3. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu comprend de l'eau en plus des solvants précités. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les acides présentent un pKa d'au moins 4. 4 - Procédé selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce que les acides sont les acides carboxyliques. - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le solvant comprend au moins un acide et en ce que la réaction est conduite en présence d'un système catalytique à. base d'au moins un composant choisi dans le groupe comprenant les acides de Lewis et l'iode. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on choisit les acides de Lewis parmi ceux comprenant un élément appartenant aux groupes IIb, IIIa, IVb, Va, Vb, VIa et VIII de la classification périodique. 7 - Procédé selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'on utilise comme acide de Lewis les halogénures des éléments précités. 8 - Procédé selon l 'une des revendications 5 à 7 caractérisé en ce qu'on utilise un excès de brome d'au moins 50 % par rapport à la stoechiométrie. 9 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le milieu comprend, outre un acide de pKa d'au moins 3, un acide de pKa inférieur à 3. 10 - Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que la proportion en volume de l'acide de pRa inférieur à 3 est d'au plus 50 % du mélange total acide de pKa d'au moins 3 - acide de pKa inférieur à 3.