Brevet FR2627488A1 — publié le 19890825

PROCEDE DE PREPARATION D'ACIDES DIFLUOROCARBOXYLIQUES La présente invention concerne un procédé de préparation d'acides difluorocarboxyliques. Elle concerne plus particulièrement un procédé de préparation desdits acides a partir de lactones insaturées en cl de l'oxygène Il est connu de préparer l'acide difluoropentanoique par exemple selon L. HENNIE et W.J, ZIMMERSCHIED (J. Am. Cheat. Soc. 69281-3 (1947)) selon un procédé extrêserent compliqué. On utilise couve ratière première l'acétylure de sodium et le bromo 1 chloro 3 pentane qui sont condensés puis, dans un réacteur en cuivre, on ajoute de l'acide fluorhydrique et de l'éther éthylique et on chauffe a 340C, on obtient avec un rendement de 40-50 % le chloro, 1 difluoro-4,4 pentane qui est porté au reflux pendant 25 heures avec un mélange de cyanure de sodium, d'éthanol et d'eau pour forer le cyano 1 difluoro-4,4 pentane mélangé a l'éthyléther de difluoro-4,4 pentane Le cyano-1, difluoro-4,4 pentane est ensuite hydrolysé pour donner l'acide difluoro-4,4 pentanoïque Ce nombre important d'étapes, l'utilisation de dérivés de l'acide cyanhydrique, d'acétylure et l'utilisation d'éther à tintes reprises rendent ce procédé impossible a envisager pour une exploitation industrielle. Il est aussi connu d'après un article de BLUSHCHITSA, BURMAKOV, KUNSHENKO, ALEKSEEVA, BZL'JzRKAN, PAZDERSKII, et YAGUPOLSKII Zh. Org. Khin 16 (12) 2617 (1980) de procéder directelent a la fluoration des esters d'acides céto carboxyliques par le tétrafluorure de soufre, l'hydrolyse de l'ester mitant pratiquée simultanément par l'acide fluorhydrique pour forer l'acide difluorocarboxylique. L'utilisation de tétrafluorure de soufre présente de tels risques de toxicité que l'industrie cherche à éviter à tout prix son emploi lors de procédés industriels. La présente invention a parais de résoudre les problèmes laissés dans l'art antérieur, elle a parais d'atteindre un procédé sûr, peu onéreux et non toxique de synthèse d'acides difluoro carboxyliques. Elle consiste à fluorer des lactones insaturées en a: de l'oxygène par l'acide fluorhydrique en présence d'un acide de Lewis. Les lactones insaturées en de l'oxygène répondent a la formule générale (I) suivante dans laquelle n est supérieur ou égal à 1 et inférieur ou égal à 3. Cette formule (I) est en équilibre avec la formule (II) suivante dans laquelle n a la même signification que précédemment. Dans le cas où n = 1 la ratière presière sera constituée de dicétène, dans le cas où n = 2 ou 3 la matière première sera l' La réaction de fluoration peut être schématisée de la façon suivante CH2 O O acide de Lewis l l + 2 HF CH3- CF P CH2)n- COOH (CH2)n C\ L'acide de Lewis est choisi parmi les halogénures des éléments métalliques des colonnes 3a à 5a et lb à 4b de la classification périodique et notamment parmi - le pentachlorure d'antimoine, - le pentafluorure d'antimoine, - le trichlorure d'antimoine, - le dichlorure de zinc, - le tétrachlorure de titane, - le trichlorure d'étain, - le pentachlorure d'étain, - le trifluorure de bore. On préfère utiliser le trifluorure de bore car il se présente sous forme gazeuse et est ainsi facilement éliminé en fin de réaction et éventuellement recyclé. L'acide fluorhydrique utilisé est de préférence anhydre La aise en oeuvre d'acide fluorhydrique aqueux entraînerait une consommation inutile de trifluorure de bore sous forme de HF, BF3, 1120 (H3O+BF4). Pour une meilleure mise en oeuvre de l'invention on préfère utiliser un rapport molaire de la lactone ê l'acide fluorhydrique compris entre 0,01 et 0,10 mais un rapport nettement inférieur ne présente aucun inconvénient, l'ho e de l'art adaptera facilement le rapport en fonction de l'économie de procédé. Le trifluorure de bore se présentant sous fors gueuse, la pression utilise sera de préférence supérieure à la pression atmosphérique. On utilise de préférence au moment de l'introduction une pression comprise entre 1 et 50 bars et encore plus préférentiellement une pression comprise entre 2 et 10 bars. La température réactionnelle sera un compromis entre la vitesse de fluoration et la vitesse de formation du polymère de condensation de la lactone sur elle-même. Folle sera de préférence comprise entre - 20 et 1000C et une température comprise entre O et 700C est conseillez La pression au cours de la réaction dans l'enceinte réactionnelle varie avec la température, elle est néanmoins avantageusement comprise entre 1 et 100 bars. Les produits obtenus que sont les acides difluoro carboxyliques et tout particulièrement l'acide difluoro-3,3 butanoïque, l'acide difluoro-4,4 pentanoïque et l'acide difluoro-5,5 hexanoïqur sont extraits du milieu réactionnel par exemple par un solvant éthéré. On peut également éliminer les polymères formés au cours de la réaction par un solvant tel que le chlorure de méthylène, distiller ensuite l'acide fluorhydrique et récupérer ainsi l'acide en pied de distillation sous forme pure. On peut également ne pas extraire les polymères, distiller l'acide fluorhydrique puis l'acide difluoro carboxylique recherché. Les dits acides sont utilises essentiellement dans les biosynthèses de coenzyme A modifié à partir de la 3,3 difluorobutyrylpantetheine ou dans les synthèses de dérivés biochimiques fluorés comportant un groupe thiol en fin de chaîne. L'invention sera plus complètement décrite à l'aide des exemples suivants qui ne doivent pas être considérés comme limitatifs de l'invention. EXEMPLE 1 Dans un réacteur en acier inoxydable de 50 ml muni d'un système de chauffage et d'une agitation magnétique on charge - 5 g de dicéténe (0,06 M), - 20 g d'HF anhydre, - 5 bar de BF3 à 00. On agite et chauffe 4 h à 700. On refroidit à 0 et dégaze. On soutire le mélange réactionnel sur 100 g de glace et dose par chroratographie liquide haute pression (CLHP) 5,44 g d'acide difluoro-3,3 butanoïque. Rendesent/dicétene = 73 %. EXEMPLE 2 On répète le méme essai qu'à l'exemple 1 en opérant 4 h à 400. On dose par chromatographie liquide haute pression 7 g d'acide difluoro-3,3 butanoïque Rendement = 94 %. EXEMPLE 3 On répète l'exemple 1 à 200 pendant 4 h et dose 6,9 g dtacide difluoro-,3 butanoïque. Rendement = 83 t En saturant la couche aqueuse avec du C03K2 et extraction avec de l'éther éthylique puis distillation on isole de l'acide difluoro 3,3 butanoique dont les spectres mi et de Masse sont confortes. REVENDICATIONS 1 - Procédé de préparation d'acides difluoro carboxyliques caractérisé en ce que on net en présence une lactone insaturée en présence d'un acide de Lewis. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la lactone insaturée en suivante dans laquelle n est égal ou supérieur à 1 et égal ou inférieur à 3. 3 - Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la lactone de formule (I) est le dicétène 4 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'acide de Lewis est le trifluorure de bore. 5 - Procédé selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que l'acide fluorhydrique utilisé est sous forme anhydre 6 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rapport molaire de la lactone à l'acide fluorhydrique est de préférence compris entre 0,01 et 0,1 7 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la température réactionnelle est comprise entre - 20 et 1000C et de préférence entre 0 et 700C. 8 - Procédé selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que la pression de trifluorure de bore introduit dans le réacteur est comprise entre l et 50 bars et de préférence entre 2 et 10 bars.