Brevet FR2638452A1 — publié le 19900504

NOUVEAUX TRIFLUOROMETHYLBENZENES HALOGENES La présente invention concerne de nouveaux trifluoromé- thylbenzènes halogénés utiles comme intermédiaires pour la préparation d'éthers trifluorométhyldiphényliques pesticides et également pour leur préparation mutuelle. Les éthers trifluorométhyldiphényliques pesticides sont connus et répondent à la formule développée: F3 Q o o R3 R2 dans laquelle X est un halogène, R1 est un substituant qui est normalement un chlore, R2 est, par exemple, -NO2, et R3 est, par exemple, -COOH, -C(O)NH2 ou -CN, o le noyau com- portant le substituant trifluorométhyle peut être appelé noyau "A" et le noyau comportant R2 et R3 peut être appelé noyau "B". Bien que l'on connaisse des substances qui produisent facilement ces éthers trifluorométhyldiphényliques avec la fonction -COOH, -C(O)NH2 ou CN sur le noyau "B", on n'a pas eu jusqu'à présent d'intermédiaires pour produire facilement des éthers trifluorométhyldiphényliques avec la fonction -COOH, -C(O)NH2 ou -CN en position R1 du noyau "A". On a découvert ici que de nouveaux intermédiaires pour produire facilement les éthers trifluorométhyldiphényliques pesticides comportant une fonction -COOH, -C(O)NH2 ou -CN sur le noyau "A" sont des trifluorométhylbenzènes halogénés de formule développée CF3 (I) X 2 R F dans laquelle X est un halogène et R est un groupe choisi parmi -COOH, C(O)NH2 ou -CN. Ces nouveaux intermédiaires sont facilement transformés en éthers trifluorométhyldiphé- nyliques pesticides par remplacement du fluor, qui est en para du trifluorométhyle, par un groupe phénoxy substitué, dans une substitution nucléophile aromatique. Les composés de formule développée (I) contiennent de préférence un X qui est Cl, F ou Br. Ainsi, les composés préférés de la présente invention sont les suivants: (1) composé de formule développée (I), dans laquelle X est Cl et R est -COOH, à savoir l'acide 3- chloro-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzoïque; (2) composé de formule développée (I), dans laquelle X est Cl et R est -C(O)NH2, à savoir le 3-chloro-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)- benzamide; (3) composé de formule développée (I), dans la- quelle X est Cl et R est -CN, à savoir le 3-chloro-2-fluoro- 5-(trifluorométhyl)benzonitrile; (4) composé de formule dé- veloppée (I), dans laquelle X est F et R est -COOH, à savoir l'acide 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)benzoïque; (5) com- posé de formule développée (I), dans laquelle X est F et R est -C(O)NH2, à savoir le 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)- benzamide; (6) composé de formule développée (I), dans la- quelle X est F et R est -CN, à savoir le 2,3-difluoro-5- (trifluorométhyl)benzonitrile; (7) composé de formule déve- loppée (I), dans laquelle X est Br et R est -COOH, à savoir l'acide 3bromo-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzoïque; (8) composé de formule développée (I), dans laquelle X est Br et R est -C(O)NH2, à savoir le 3-bromo-2-fluoro-5-(trifluoro- méthyl)benzamide; et (9) composé de formule développée (I), dans laquelle X est Br et R est -CN, à savoir le 3-bromo-2- fluoro-5-(trifluorométhyl)benzonitrile. Les nouveaux intermédiaires de la présente invention sont facilement préparés à partir du 2-fluoro-5-(trifluoro- méthyl)benzène approprié, par exemple du 1,3-dichloro-2- fluoro-5-(trifluorométhyl)benzène, du 1-chloro-2,3-difluoro- -(trifluorométhyl)benzène et du 1,3-dibromo-2-fluoro-5- (trifluorométhyl)benzène. Ceux-ci sont disponibles commer- cialement ou peuvent être préparés, par exemple, comme le décrivent Cartwright et coll., brevet U.S. n 4 384 135. En outre, la préparation du 1,3-dibromo-2-fluoro-5-(trifluoro- méthyl)benzène est décrite aux colonnes 11 et 12 du brevet U.S. 4 725 607, Perrior et coll. De plus, les intermédiaires 2,3-difluorés de la pré- sente invention sont facilement préparés à partir du 1,3-di- nitro-2-chloro-5-(trifluorométhyl)benzène, qui est dispo- nible commercialement et porte la référence CAS n 109919- 28-0. On prépare facilement les composés (1), (4) et (7) ci- dessus, à savoir l'acide 3-chloro-2-fluoro-5-(trifluoro- méthyl)benzoïque, l'acide 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)- benzoïque et l'acide 3-bromo-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)- benzoïque, respectivement par carboxylation du 1,3-dichloro- 2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzène, du 1-chloro-2,3-di- fluoro-5-(trifluorométhyl)benzène et du 1,3-dibromo-2-fluo- ro-5-(trifluorométhyl)benzène en position 1, par exemple en le faisant réagir avec une quantité équimolaire ou un léger excès de t-butyllithium et avec un excès de neige carbonique (à -780C) dans un système éther diéthylique/pentane et par isolement en laissant le mélange réactionnel se réchauffer jusqu'à la température ambiante, en l'acidifiant avec HCl, en filtrant pour récupérer le produit solide et en séchant. On prépare facilement les composés (2), (5) et (8) ci- dessus, à savoir le 3-chloro-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)- benzamide, le 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)benzamide et le 3-bromo-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzamide, par ami- dation des acides correspondants, c'est-à-dire par amidation respectivement des composés (1), (4) et (7), par exemple en les faisant réagir avec un excès molaire de chlorure de thionyle dans le diméthylformamide, puis en ajoutant le mé- lange réactionnel résultant à au moins deux équivalents d'hydroxyde d'ammonium glacé et en refroidissant à 0C, et en isolant par filtration pour récupérer le produit solide, opération suivie d'un lavage et d'un séchage. On prépare facilement les composés (3), (6) et (9) ci- dessus, à savoir le 3-chloro-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)- benzonitrile, le 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)benzo- nitrile et le 3-bromo-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzo- nitrile, par déshydratation des amides correspondants, c'est-à-dire par déshydratation respectivement des composés (2), (5) et (8), par exemple en les faisant réagir avec un excès de chlorure de thionyle en présence d'une quantité quatalytique de diméthylformamide à 0 C, puis par dilution avec du pentane, neutralisation avec une solution saturée de carbonate de potassium, filtration de la solution dans le pentane, puis séchage et distillation. Comme on l'a indiqué ci-dessus, une autre manière de préparer les composés (4), (5) et (6) consiste à partir du 1,3-dinitro-2-chloro-5(trifluorométhyl)benzène. Dans ce procédé, ce composé de départ est transformé en 2,3-di- fluoro-5-(trifluorométhyl)nitrobenzène par remplacement du 2-chloro et du 3-nitro par F, composé qui est à son tour ré- duit en 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)aniline, qui est un nouveau composé, qui est à son tour transformé en 2,3-di- fluoro-5-(trifluorométhyl)benzonitrile, à savoir en composé (6). Le composé (6) est facilement hydrolysé en acide 2,3- difluoro-5-(trifluorométhyl)benzoïque, c'est-à-dire en com- posé (4), qui est facilement transformé en 2,3-difluoro-5- (trifluorométhyl)benzamide, à savoir en composé (5) tel que décrit cidessus. On effectue facilement la transformation du 1,3-dinitro-2-chloro-5-(trifluorométhyl)benzène en 2,3- difluoro-5-(trifluorométhyl)nitrobenzène en le faisant ré- agir avec un excès stoechiométrique de KF anhydre dans le diméthylformamide à une température de 140 à 145"C. Le 2,3- difluoro-5-(trifluorométhyl)nitrobenzène est transformé en 2,3-difluoro-5(trifluorométhyl)aniline par chauffage avec de la poudre de fer dans HCl aqueux. On transforme la 2,3- difluoro-5-(trifluorométhyl)aniline en 2,3-difluoro-5- (trifluorométhyl)benzonitrile, à savoir en composé (6), par formation d'une solution de diazonium en mélangeant l'ani- line avec HCl aqueux, puis en ajoutant du nitrite de sodium, puis en neutralisant avec du carbonate de sodium sec, en formant une solution de cyanure cuivreux, puis par addition de la solution froide de diazonium neutralisée à la solution de cyanure cuivreux mélangée avec du toluène. On peut trans- former le 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)benzonitrile, à savoir le composé (6), en acide 2,3-difluoro-5-(trifluoro- méthyl)benzoïque, à savoir en composé (4), en ajoutant le composé (6) à une solution aqueuse de NaOH, puis en chauf- fant à 95-99 C. Pour transformer les éthers trifluorométhyldiphény- liques pesticides, on fait réagir les présents composés avec le sel phénoxyde approprié, que l'on prépare de préférence in situ par réaction dans un solvant aprotique en présence de carbonate de métal alcalin, ou d'un excès de carbonate de potassium de préférence anhydre. Pour obtenir les éthers trifluorométhyldiphényliques pesticides dans lesquels le 4'-nitrophénoxy est remplacé par F en para du trifluorométhyle dans les présents composés, on peut faire réagir le p-nitrophénol avec un composé de l'in- vention dans un solvant aprotique, par exemple le diméthyl- sulfoxyde, en présence d'une quantité équimolaire de carbo- nate de potassium anhydre, à une température allant, par exemple, de la température ambiante à 180 C, pendant 2 à 100 heures ou plus. On peut purifier le produit en le versant dans un excès d'acide chlorhydrique dilué, en filtrant et en dissolvant, en lavant et en séchant. Comme on l'a indiqué ci-dessus, l'intermédiaire, à sa- voir la 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)aniline, est un com- posé nouveau. Il a la formule développée (I), dans laquelle X est F et R est -NH2, à savoir CF3 NH2 F Il a un point d'ébullition d'environ 190 0C. L'invention est illustrée par les exemples spécifiques suivants. Exemple I On prépare l'acide 3-chloro-2-fluoro-5-(trifluoro- méthyl)benzoïque de la manière suivante. Dans un ballon à 3 cols de 250 ml sec, purgé à l'azote, équipé d'un thermomètre basse température, de septums en caoutchouc et d'une entrée d'azote, on introduit 100 ml d'un mélange 70:30 d'éther diéthylique anhydre et de pentane, puis 10,0 g (43 mmoles) de 1,3-dichloro-2-fluoro-5-(trifluo- rométhyl)benzène. A cette solution, à -78 C, on ajoute goutte à goutte 30 ml (45 mmoles) de solution 1,7N de t-bu- tyl-lithium dans le pentane. Après avoir agité à -78 C pen- dant 0,5 heure, on transfère le contenu du ballon, par un tube, dans un Erlenmeyer contenant environ 10 g (250 mmoles) de dioxyde de carbone solide. On laisse le contenu de l'Er- lenmeyer se réchauffer à la température ambiante, on l'aci- difie en ajoutant goutte à goutte du HC1 6N, on le filtre et on le sèche. On obtient 8,5 g (82%) d'acide 3-chloro-2-fluo- ro-5-(trifluorométhyl)benzoïque. Exemple II On prépare le 3-chloro-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)- benzamide de la manière suivante. On ajoute 6,0 g (50 mmoles) de chlorure de thionyle à une solution de 4,0 g (16 mmoles) d'acide 3-chloro-2-fluoro- 5-(trifluorométhyl)benzoïque dans 10 ml de diméthylforma- mide. On chauffe le mélange réactionnel à 750C pendant 2 heures, on le refroidit à la température ambiante et on l'ajoute avec précaution à 25 ml d'hydroxyde d'ammonium glacé. Le mélange est refroidi à 00C et le produit solide est filtré, lavé avec de l'eau et séché pour donner 3,96 g (99%) de 3-chloro-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzamide. Exemple III On prépare le 3-chloro-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)- benzonitrile de la manière suivante. On ajoute 6,0 g (50 mmoles) de chlorure de thionyle à une suspension de 4,0 g (16 mmoles) de 3-chloro-2-fluoro-5- (trifluorométhyl)benzamide et de 15 ml de diméthylformamide à 0 C. Après l'avoir agité pendant une heure, on dilue le mélange réactionnel avec 25 ml de pentane et on le neutra- lise en ajoutant goutte à goutte une solution saturée de carbonate de potassium et on filtre. On sèche la solution dans le pentane et on la distille pour obtenir le 3-chloro- 2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzonitrile avec un rendement de 71%, Eb 75-85 C/20 mm Hg. Exemple IV On prépare la 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)aniline de la manière suivante. Le 1,3-dinitro-2-chloro-5-(trifluorométhyl)benzène est transformé en 2,3difluoro-5-(trifluorométhyl)nitrobenzène de la manière suivante: on chauffe 100 g (0,37 mole) de 1,3-dinitro-2-chloro-5-(trifluorométhyl) benzène, 100 g de diméthylformamide et 129 g (2,22 moles) de fluorure de po- tassium anhydre à 140-145 C pendant 4,3 heures, puis, après refroidissement, on extrait le mélange réactionnel avec du chlorure de méthylène. Le chlorure de méthylène est éliminé par distillation et le produit est redissous dans l'éther diéthylique. Les extraits éthérés sont lavés avec de l'eau, séchés sur du sulfate de magnésium et distillés, pour donner le produit recherché, Eb 85-97 C/25 Torr. On chauffe au reflux pendant 30 minutes 25 g (0,11 mole) de 2,3-difluoro-5(trifluorométhyl)nitrobenzène, 30 g de poudre de fer, 75 ml d'eau et 0,5 mole de HCl concentre. On ajoute une seconde portion de HCl concentré et on chauffe le mélange une nouvelle fois au reflux pendant 30 minutes. Enfin, on ajoute 1,0 ml de HCl concentré et on chauffe le mélange réactionnel au reflux pendant 2 heures. On ajoute 2 ml d'hydroxyde de sodium 12N et on procède à un entraînement à la vapeur d'eau du mélange réactionnel. Le distillat est extrait avec de l'éther éthylique, séché sur du sulfate de magnésium et distillé sous vide, pour donner le produit re- cherché, Eb environ 190 C. Exemple V On prépare le 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)benzo- nitrile de la manière suivante. On prépare une solution de cyanure cuivreux de la ma- nière suivante: on met en suspension 24,75 g (0,25 mole) de chlorure cuivreux dans 150 ml d'eau. On ajoute 32,5 g (0,66 mole) de cyanure de sodium, ce qui solubilise le chlorure cuivreux (réaction exothermique). On refroidit ensuite le mélange à 0-5 C jusqu'à ce qu'on l'utilise comme ci-dessous. On prépare une solution de diazonium de la manière sui- vante: on mélange 45,5 g (0,2 mole) de 2,3-difluoro-5- (trifluorométhyl)aniline avec 50 ml d'acide chlorhydrique à 28% et environ 40 g de glace pilée pour amener la tempéra- ture du mélange à 00C. On ajoute, tout en agitant, une solu- tion de 14 g (0,203 mole) de nitrite de sodium dans 40 cm3 d'eau à la suspension résultante ou au chlorhydrate d'amine aromatique, en maintenant la température à 0 - 5 C par addi- tion de glace pilée. On neutralise le mélange avec précau- tion en ajoutant du carbonate de sodium sec, tout en agitant constamment, en utilisant du papier de tournesol pour déter- miner le point final de la réaction. A la solution de cyanure cuivreux (0C), on ajoute 50 ml de toluène. On ajoute lentement à ce mélange la solution froide de diazonium neutralisée. Au cours de cette addition, on maintient une agitation vigoureuse. Lorsque l'addition est terminée, on poursuit l'agitation pendant 30 minutes supplémentaires à 0"C, puis pendant 2 heures à mesure que l'on laisse la température réactionnelle s'élever jusqu'à la température ambiante, et enfin à 500C pendant 30 minutes. On transfère la phase huileuse supérieure dans un ballon de distillation (on ajoute 50 ml d'eau) et on procède à un en- traînement à la vapeur d'eau. On distille la phase aqueuse du distillat pour obtenir le nitrile recherché, Eb 65- C/20 Torr. Exemple VI On prépare l'acide 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)ben- zoïque de la manière suivante. On ajoute 60,03 g (0,29 mole) de 2,3-difluoro-5-(tri- fluorométhyl)benzonitrile à une solution de 17,5 g (0,43 mole) d'hydroxyde de sodium dans 158 ml d'eau. On chauffe le mélange jusqu'à 970C pendant 1 heure, puis on poursuit le chauffage pendant 2 heures supplémentaires. On acidifie le mélange et on sépare l'acide solide par filtration, puis on le sèche à l'air pour obtenir l'acide 2,3-difluoro-5-(tri- fluorométhyl)benzoïque, F 94-96 C. Exemple VII On prépare l'acide 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)- benzoïque de la manière suivante. Dans un ballon à 3 cols de 250 ml sec, purgé à l'azote, équipé d'un thermomètre basse température, de septums de caoutchouc et d'une entrée d'azote, on introduit 100 ml d'un mélange 70:30 d'éther diéthylique anhydre et de pentane, puis 4,0 g (18 mmoles) de 1-chloro-2,3-difluoro-5-(trifluo- rométhyl)benzène. A cette solution, à -78 C, on ajoute goutte à goutte 10 ml (18 mmoles) de solution 1,7N de t-bu- tyl-lithium dans le pentane. Après avoir agité à -78 C pen- dant 0,5 heure, on transfère le contenu du ballon, par un tube, dans un Erlenmeyer contenant environ 10 g (250 mmoles) de dioxyde de carbone solide. On laisse le contenu de l'Er- lenmeyer se réchauffer à la température ambiante, on l'aci- difie en ajoutant goutte à goutte du HCl 6N, on le filtre et on le sèche à l'air, pour obtenir l'acide 2,3-difluoro-5- (trifluorométhyl)benzoïque fondant à 94-96 C. Exemple VIII On prépare le 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)benzamide de la manière suivante. On ajoute 6,0 g (50 mmoles) de chlorure de thionyle à une solution de 3,50 g (15 mmoles) d'acide 2,3-difluoro-5- (trifluorométhyl)benzoïque dans 10 ml de diméthylformamide. On chauffe le mélange réactionnel à 750C pendant 2 heures, on le refroidit à la température ambiante et on l'ajoute, avec précaution, à 25 ml d'hydroxyde d'ammonium glacé. Le mélange est refroidi à 0 C et le produit solide est filtré, lavé avec de l'eau et séché, pour donner 3,00 g (86%) de 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)benzamide, F 128-1300C. Exemple IX On prépare le 2,3-difluoro-5-(trifluorométhyl)benzo- nitrile de la manière suivante. On ajoute 6,0 g (50 mmoles) de chlorure de thionyle à une suspension de 4,0 g (18 mmoles) de 2,3-difluoro-5- (trifluorométhyl)benzamide et de 15 ml de diméthylformamide à 0 C. Après l'avoir agité pendant une heure, on dilue le mélange réactionnel avec 25 ml de pentane et on le neutra- lise en ajoutant goutte à goutte une solution saturée de carbonate de potassium et on filtre. On sèche la solution dans le pentane et on la distille pour obtenir le 2,3-di- fluoro-5-(trifluorométhyl)benzonitrile avec un rendement de 56%, Eb 65-70 C/20 mm Hg. Exemple X Si on remplace, dans l'exemple I, le 1,3-dichloro-2- fluoro-5-(trifluorométhyl)benzène par une quantité équimo- laire de 1,3-dibromo-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzène, on prépare l'acide 3-bromo-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)ben- zoique. Exemple XI Si l'on remplace, dans l'exemple II, l'acide 3-chloro- 2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzoïque par une quantité équi- molaire d'acide 3-bromo-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzoï- que, on prépare le 3-bromo-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)- benzamide. Exemple XII Si l'on remplace, dans l'exemple III, le 3-chloro-2- fluoro-5-(trifluorométhyl)benzamide par une quantité équimo- laire de 3-bromo-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzamide, on prépare le 3-bromo-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzonitrile. Exemple XIII Transformation en éther trifluorométhyldiphénylique pesticide On agite de l'acide 3-chloro-2-fluoro-5-(trifluoro- méthyl)benzoïque et une quantité équimolaire de p-nitro- * phénol avec une quantité équimolaire de carbonate de potas- sium anhydre dans le diméthylsulfoxyde à 110C pendant 24 heures, puis on laisse reposer pendant une nuit à la tem- pérature ambiante. On verse ensuite le mélange dans de l'acide chlorhydrique dilué et on récupère le solide que l'on purifie par dissolution, lavage et séchage, pour obte- nir le 4'-nitrophénoxy-éther en position 2 de l'acide 3- chloro-5-(trifluorométhyl)benzoïque. On obtient également les éthers trifluorométhyldiphé- nyliques pesticides correspondants en remplaçant l'acide 3- chloro-2-fluoro-5-(trifluorométhyl)benzoïque ci-dessus par des quantités équimolaires des composés des exemples II, III, V et VII-XII. Des variantes apparaîtront évidentes à l'homme de mé- tier. R E V E N D I C AT I ON S 1. Trifluorométhylbenzènes halogénés de formule développée F3 o X R F dans laquelle X est un halogène et R est un groupe choisi parmi -COOH, -C(O)NH2 et -CN. 2. Trifluorométhylbenzène halogéné selon la revendication 1, dans lequel X est choisi parmi Cl, F et Br. 3. Trifluorométhylbenzène halogéné selon la revendication 2, dans lequel X est F. 4. Trifluorométhylbenzène halogéné selon la revendication 3, dans lequel R est -COOH. 5. Trifluorométhylbenzène halogéné selon la revendication 3, dans lequel R est -C(O)NH2. 6. Trifluorométhylbenzène halogéné selon la revendication 3, dans lequel R est -CN. 7. Trifluorométhylbenzène halogéné selon la revendication 2, dans lequel X est Cl. 8. Trifluorométhylbenzène halogéné selon la revendication 7, dans lequel R est -COOH. 9. Trifluorométhylbenzène halogéné selon la revendication 7, dans lequel R est -C(O)NH2. 10. Trifluorométhylbenzène halogéné selon la revendication 7, dans lequel R est -CN. 11. Trifluorométhylbenzène halogéné de formule développée: CF F NH2 F