CA2445459A1 - Utilisation d'une composition de nature ionique comme reactif de substitution, composition constituant un reactif de fluoration et procede l'utilisant - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une nouvelle méthode pour réaliser des substitutions nucléophiles, notamment de type SNAr et SN2. Elle vise plus particulièrement l'utilisation comme milieu réactionnel fluorant de liquide ionique ou de sel fondu comportant au moins quatre atomes de carbone. Application à la synthèse de dérivés fluorure.

Description

Utilisation d'une composition de nature ionique comme réactif de substitution, composition constituant un réactif de fluoration et procédé
l'utilisant La présente invention a pour objet l'utilisation de composés de nature ionique comme milieu réactionnel ou comme solvant dans des réactions de type substitution nucléophile. Elle vise plus particulièrement l'obtention de dérivés fluorés par remplacement d'un groupe partant, en particulier halogène ou pseudohalogène, par un fluor.
Cette réaction de substitution est une réaction de substitution dite substitution nucléophile aromatique (SNAr) lorsque la substitution a lieu sur un noyau aromatique et substitution nucléophile d'ordre 2 (SN2) lorsque la substitution a lieu sur une chaîne de nature aliphatique et lorsque la cinétique est d'ordre 2, c'est-à-dire que la vitesse dépend à la fois de la concentration en agents substituants et en substrats.
L'un des aspects intéressants de la présente invention vise l'amélïoration des réactions de substitution nucléophile aromatique dites Meisenheimer.
II peût être .intéressant de rappeler ici quelques données de base des réactions dites Meisenheimer.
Les réactions de substitution nucléophile aromatique impliquent en général le schéma réactionnel suivant - attaque d'un agent nucléophile au niveau d'un substrat aromatique avec création d'une liâison entre ledit agent nucléophile et ledit substrat au niveau d'un carbone portant un groupe partant, de manière à former un composé intermédiaire, dit intermédiaire de Meisenheimer (lorsque le nucléophile est un anion) ou équivalent puis - départ dudit groupe partant.
On trouvera ci-après des exemples d'intermédiaires de SNAr où
R représente les éventuels radicaux ;
n le nombre de radicaux substituants ;
GEA représente un Groupe Electro-Attracteur ;
gp ;représente un groupe partant, ou plutôt le groupe partant considéré.

2 gp NuH
gp~ -,Nu Ç \
Rn v Rn GEA
GEA
Exemple d'intermédiaire de Exemple d'intermédiaire équivalent Meisenheimer où Nu à celui de Meisénheimer ou NuH est est un nucléophile anionique nucléophile neutre Ce type de réactions est particulièrement avantageux pour obtenir des dérivés aromatiques halogénés et notamment utilisés pour effectuer des échanges entre fluor d'une part, et halogènes) de rang plus élevé ou pseudo-halogènes) sur un substrat aromatique d'autre part.
Le groupe partant peut ainsi être un groupement nitro, avantageusement un pseudo-halogène ou de préférence un atome d'halogène, surtout de nombre atomique supérieur à celui du fluor.
On entend désigner par pseudo-halogène, un groupement dont le départ conduit à un anion chalcogéné, le plus souvent oxygéné, la charge anionique étant portée par l'atome de chalcogène et dont l'acidité est au moins égale à celle de l'acide acétique, avantageusement à la seconde acidité de l'acide sulfurique et de préférence à celle de l'acide trifluoroacétique. Pour se placer sur l'échelle des acidités, il convient de faire référence aux pKa pour les acidités de moyennes à forte depuis les acides carboxyliques jusqu'à l'acide trifluoroacétique et de se placer sur l'échelle des constantes de Hammett (figure I) à partir .de l'acide trifluoroacétique (constante de 1 ), voir l'échelle des acidités donnée dans la présente demande.
A titre illustratif de ce type de pseudo-halogènes! on peut en particulier citer les acides sulfinique et sulfonique, perhalogénés sur le carbone porteur du soufre ainsi que les acides carboxyliques perfluorés en a de la fonction carboxylique.
Lorsque le groupe partant est un groupement nitro, ce dernier est généralement remplacé par un atome de chlore ou de fluor. Toutefois, la plupart de ces réactifs nécessitent d'opérer à des températures très élevées et le mécanisme ne s'avère pas toujours être une substitutiôn nucléophile. Par ailleurs, le départ du groupe nitro conduit à la formation de dérivés oxygénés et halogénés d'azote particulièrement agressifs à l'égard du substrat, voire explosifs.
En ce qui concerne 1â variante impliquant la substitution d'un atome d'halogène présent sur un noyau aromatique par un autre atome d'halogène, elle nécessite généralement au moins une désactivation partielle dudit noyau. A cet effet, le radical aryle à transformer est de préférence appauvri en électrons et possède une densité

3 électronique au plus égale à celle du benzène, au plus voisine de celle d'un chlorobenzène, de préférence d'un dichlorobenzène.
Cet appauvrissement peut être dû à la présence dans le cycle aromatique d'un hétéroatome (l'appauvrissement dans ce cas implique un cycle à 6 chaînons) comme par exemple dans la pyridine, et dans la quinoléine. Dans ce cas particulier, l'appauvrissement est suffisamment ïmportant pour que la réaction de substitution soit très facile et ne nécessite pas d'activation annexe particulière.
L'appauvrissement en électrons peut être également induit par des substituants électro-attractèurs présents sur ce cycle aromatique. Ces substituants sont de préférence choisis parmi les groupes attracteurs par effet inductif ou par effet mésomère tel que défini dans l'ouvrage de référence en chimie organique "Advanced Organic Chemistry" par M.J. MARCH, 3eme édition, , éditeur Willey, 1985 (cf: notamment pages 17 et 238). A titre illustratif, de ces groupes électro-attracteurs, on ' peut notamment citer les groupes N02, ammoniums quaternaires, Rf et notamment CF3, CHO, CN, COY avec Y pouvant être un atome de chlore, brome, .
fluor ou un groupement alcoyloxyle.
Les réactions SNA~ et en particulier celles d'échanges halogène-halogène évoquées ci-dessus constituent en fait la voie de synthèse principale pour accéder aux dérivés flûorés aromatiques. .
Les réactions SNA~ peuvent également être particulièrement intéressantes pour faire des esters (Nu- est notamment alors Ac-S~ ou Ac-O-, avec Ac étant acyle [avantageusement de 1 à 25atomes de carbone]), des éthers (Nu- est notamment alors R-O- avec R étant alcoyle ou aryle [avantageusement de 1 à 25atomes de carbone])~ des thioéthers (Nu- est notamment alors R-S- avec R étant alcoyle ou aryle [avantageusement de 1 à 25 atomes .de carbone]) et des nitriles (Nu- est CN-).
C'est ainsi que l'une des techniques les plus employées pour fabriquer un dérivé fluoré consiste à faire réagir un dérivé . aromatique halogéné, en général chloré, pour échanger le, ou les, halogènes) avec un ou plusieurs fluors) d'origine minérâle. On, utilise, en général, un fluorure de métal alcalin, le plus souvent d'un, poids atomique élevé tel que par exemple les fluorures de sodium et surtout de potassium, de césium et/ou de rubidium. On peut aussi utiliser des fluorures d'opium.
En général, le fluorure utilisé ést le fluorure de potassium qui cônstitue un compromis économique satisfaisant.
Dans ces conditions, de nombreux procédés tels que par exemple ceux décrits dans le certificat d'addition françaïs N°2 353 516 et dans l'article Chem. Ind.
(1978)-56 ont été proposés et mis en oeuvre industriellement pour obtenir des fluorures d'aryle, aryles sur lesquels sont greffés des groupements électro-attracteurs

4 ou bien aryles naturellement pauvres en électrons, comme par exemple les noyaux pyridiniques.
Toutefois, sauf dans le cas où le substrat est particulièrement adapté à ce type de synthèse, cette technique présente des inconvénients dont les principaux sont ceux que l'on va analyser ci-après.
La réaction est lente et nécessite, en raison d'un temps de séjour élevé, des investissements importants. Cette technique, ainsi qu'on l'a déjà
mentionné, surtout pour le traitement des noyaux peu appauvris en électrons, est en général utilisée à des températures élevées pouvant atteindre les alentours de 250°C, voire 300°C c'est-à-dire dans la zone où les solvants organiques les plus stables commencent à se décomposer.
Les rendements restent relativement médiocres à moins que l'on utilise des réactifs particulièrement chers comme les fluorures de métal alcalin dont la masse atomique est supérieure à celle du potassium.
Enfin, compte tenu du prix de ces métaux alcalins, leur utilisation industrielle n'est justifiable que pour des produits à haute valeur ajoute et lorsque l'amélioration de rendement et de cinétique le justifie, ce qui est rarement le cas.
Pour résoudre ou pour pallier ces difficultés, de nombreuses améliorations ont été proposées. Ainsi l'on propose de nouveaux catalyseurs et notamment on peut citer les tétradialcoylaminophosphonium et notamment ceux qui sont décrits dans les demandes de brevet déposées au nom de la société allemande Hoechst et de ses épigones Clariant et Aventis (par exemple USP 6,114,589 ; US 6,103,659 ; etc.) et dans les demandes de brevet déposées au nom de la société Albemarle.
Ces nouveaux catalyseurs présentent, certes, quelques, avantages par rapport aux catalyseurs usuels mais n'apportent pas d'avantages en proportion de leurs prix et de leurs complexités.
C'est pourquoi un des buts de la présente invention est de fournir des réactifs et conditions opératoires qui permettent une amélioration notable de la cinétique des réactions SNAr.
Un autre but de la présente invention est de fournir des réactifs et de donner des conditions opératoires qui permettent notamment une cinétique améliorée des réactions SNA~ et ce même quand le noyau siège 'de ladite SNAr n'est que faiblement appauvri en électrons.
Un autre but de la présente invention est de fournir des milieux réactionnels pour substitution nucléophile qui permettent une solubilité améliorée des nucléophiles ioniques, Un autre but de la présente invention est de fournir dès milieux réactionnels pour substitution nucléophile qui présentent une température de décomposition élevée, au moins égale à 150°C, avantageusement à 200°C, et même à 250°C.
Un autre but de la présente invention est de fournir des milieux réactionnels pour substitution nucléophile qui permettent d'obtenir de bons rendements sans qu'il soit nécessaire de beaucoup dépasser 200°C pour des SNAr sur Ar-= dont le Ar est un phényle dont la somme des constantes de Hammett aP
de ses substituants ne dépasse pas 0,5.
Un autre aspect de l'invention est de faciliter les réactions dites de substitution nucléophile, notamment celles considérées comme des substitutions nucléophiles d'ordre 2.
Les problèmes importants de ce type de réaction sont bien exemplifiés par ceux relatifs aux réactions d'échange entre halogène et fluor, dès lors que le carbone aliphatique considéré comporte un autre sûbstituant électro-attracteur par effet inducteur et/ou susceptible de constituer un groupe partant.
Le problème est accusé quand le carbone comporte, outre l'halogène, ou les halogènes, à échanger, un atome ou un groupe électro-attracteur, notamment par effet inductif.
En particulier, on peut citer l'échange entre le fluor èt les halogènes, l'halogène étant porté par un carbone halogénophore qui porte également ~ soit au moins un autre halogène, ~ soit un radical relié audit carbone par un chalcogène ;
~ soit un aromatique ;
~ soit un ou plusieurs des substituants ci-dessus.
Les explications ci-après visent surtout les échanges chlore-fluor sur des substrats porteurs de carbones polyhalogénés, en général di- ou poly-chlorés.
Ce type d'échange peut être considéré comme un paradigme (c'est dirè un enseignement par l'exemple) des problèmes rencontrés dans les échanges SN2 dont le nucléophile est anionique et de leurs solutions.
Les composés fluorés sont en général difficiles d'accès. La réactivité du fluor est telle qu'il est difficile voire impossible d'obtenir directement les dérivés fluorés.
Une des techniques les plus employéès pour fabriquer le dérivé fluoré consiste à faire réagir un dérivé halogéné; en général chloré, pour échanger l'halogène avec un fluor minéral, en général un fluorure de métal alcalin, en général de poids atomique élevé.
En général, le fluorure utilisé est le fluorure de potassium qui constitue un compromis économique satisfaisant.

Sauf dans les cas où le substrat est particulièrement adapté à ce type de synthèse, cette technique présente des inconvénients dont les principaux sont ceux que l'on va analyser ci-après.
La réaction nécessite des réactifs comme les fluorures de métal alcalin tels que le fluorure de potassium qui sont rendus relativement chers par les spécifications auxquels ils doivent répondre pour être adaptés à ce type de synthèse ; ils doivent être très purs, secs èt sous une forme physique adaptée, en général sous forme atomisée.
En outre cette réaction ne marche pas pour toute une classe de produits notamment ceux portant sur le carbone halogénophore (c'est à dire le carbone portant le ou les halogènes déstinés à être échangés avec le fluor).
1l est aussi utilisé des réactifs tels que l'acide fluorhydrique liquide ou dilué par des solvants aprotiques dipolaires. Toutefois l'acide fluorhydrique est un réactif trop puissant et conduit souvent à des réactions de polymérisation indésirées 'ou à
des goudrons.
Dans ce cas, et notamment dans ~le cas où l'on désire des dérivés fluorés sur un carbone de type alcoyle (y compris aralcoyle) appauvri en électron par la présence de groupes de type électro-attracteur, l'homme de métier se trouve dèvant une alternative dont les termes ne sont guère encourageants ; ou bien l'on choisit des conditions très dures et l'on obtient surtout des goudrons, ou bien on l'on se place dans des conditions réactionnelles douces et l'on rétrouve, dans le meilleur des cas le substrat inchangé. Enfin il conviènt de signaler que certains auteurs ont proposé
de réaliser des échanges en utilisant comme réactif des sels de l'acide fluoch~d,rique en présence d'éléments lourds, notammènt sous forme de cations minéraux (dans la présente description, on considère comme lourds les éléments de transition, les éléments des colonnes IIIB, IVB, VB lorsqu'ils appartiennent aux périodes supérieures à la troisième), sous forme d'oxydes ou de fluorures. Parmi les éléments lourds utilisés, il convient de citer l'arsenic, l'antimoine et les métaux lourds tel que , l'argent ou ~e vif-argent (mercure).
Un autre problème réside dans la sélectivité de la réaction : lorsqu'il y a plusieurs halogènes à échanger sur un même carbone sp3, il est souvent 'difficile de n'en échanger qu'une partie.
C'est pourquoi un autre but de la présente invention est de fournir un procédé
qui soit susceptible de réaliser l'échange entre d'une part les halogènes lourds tels que le chlore et d'autre part le fluor en améliorant significativement la spécificité de la réaction:

Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui soit susceptible de réaliser l'échange entre d'une part les halogènes lourds tels que le chlore et d'autre part le fluor en utilisant des conditions réactionnèlles douces.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui permette d'utiliser une source de fluorure dont la morphologie soit moins critique.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui permette de n'échanger qu'un atome d'halogène (en particulier chlore) sur deux (en ' particulier deux chlores) ou sur trois possibles (en particulier trois chlores).
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui permette de n'échanger que.deux atomes d'halogène sur trois possibles.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé quï, sur un même carbone sp3, permette de n'échanger qu'un atome d'halogène (en particulier chlore) sur deux (en particulier deux chlores) ou sur trois possibles (en particulier trois chlores).
Un autre but de la présènte invention est de fournir un procédé qui, sur un même carbone sp3, permette de n'échanger que deux atomes d'halogène sur trois possibles. .
Un autre but de la présente invèntion est de fournir ûn procédé qui permette de n'échanger les molécules ou les atomes que dans la mesure où cela permet d'obtenir des atomes de carbone qui ne soient porteurs que d'un atome de fluor concomitamment avec un ou deux autres halogènes distincts du fluor.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé. qui permette de n'échanger les molécules ou les atomes que dans la mesure où cèla permet d'obtenir des atomes de carbone qui ne soient porteurs que de deux atomes de fluor concomitamment avec un autre halogène distinct du fluor.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui permette d'éviter l'usage de forte quantité de métaux réputés coûtèux ou toxiques tel que le mercure et/ou l'argent.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui permette de réduire les quantités d'éléments lourds notamment réputés coûteux ou toxique tel que le mercure et/ou l'argent, de manière que le rapport molaire entre le métal et le substrat dont les atomes d'halogène sont à échanger, se situe à une valeur au plus égale à Q,5, avantageusement à 0,2, de préférence à 0,1.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui permette d'éviter complètement l'utilisation d'éléments, et notammènt de métaux lourds, notamment réputés coûteux ou toxiques tel que 1è mercure et/ou l'argent, de manière à n'ajouter au mélange réactionnel aucun des éléments cités ci-dessus ;
en d'autres termes que les concentrations en chacun des dits métaux ne dépassent pas les valeurs de 10-3 M ; avantageusement.10-4 M, de préférence de 10-5 M.
Plus généralement, la présente invention vise à réaliser des réactions de substitution nucléophile, notamment de substitution nucléophile aromatique et/ou de substitution nucléophile d'ordre 2 permettant de réaliser la réaction avec des nucléophiles relativement peu vigoureux.
Un autre but de la présente invention est de fournir une technique qui permette de réaliser une réaction de substitution nucléophile avec des nucléophiles de nature neutre, ou anïonique dont l'acide associé présente un pKa au plus égal à 5, de préférence au plus égal à 4, ledit pKa étant mesuré en phase aqueuse:
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui permette de réaliser une, réaction de type SNAr et/ou de type,SN2 permettant de remplacer par le fluor un halogène plus lourd que le fluor.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé qui permette le remplacement d'un pseudo-halogène par un fluor.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé permettant de réaliser l'échange chlore-fluor sur un atome aliphatique (c'est-à-dire d'hybridation sp3) porteur d'au moins un autre halogène plus lourd que le fluor à échanger avec le fluor.
En particulier un autre but de la présente invention est de fournir un procédé
permettant de réaliser l'échange halogène-fluor, et en particulier chlore-fluor, sur un substrat ou l'halogène est porté par un carbone halogénophore qui . porte .
également ~ soit au moins un autre. halogène, ~ soit un radical relié audit carbone par un chalcogène ;
~ soit'un aromatique ;
~ soit un ou plusieurs des substituants ci-dessus. , .
Ces buts et d'autres .qui apparaîtront par la suite sont atteints au moyen d'un milieu réactionnel comportant au moins un composé ionique dont le cation est de formule générale G

Ri ~R4 Jn E~A+
~3 ] n '2 où Ri, R2, R3, et R4, identiques ou différents, sont chôisis parmi les radicaux hydrocarbonés monovalents ;
où n èst choisi parmi les valeurs zéro et un ;
où A est un atome métalloïde de la colonne VB (colonne de l'azote) (la classification périodique des éléments utilisée dans la présente demande est celle du supplément au Bulletin de la Société Chimique de France, janvier 1966, n° 1 ) ;
où E est un groupe divalent porteur d'au moins une double liaison conjuguée avec la , double liaison E=A et/ou d'un autre atome métalloïdè porteur d'au moins un doublet, lèquel est conjugué directement ou indirectement avec la double liaison E=A, avantageusement d'un métalloïde de la colonne VB dont le doublet est conjugué directemènt ou indirectement avec la double liaison E=A.
Sélon l'un des mises en oeuvre de la présente invention n èst égal à 1 ce qui signifie que A est alors avantageusement phosphore. Et donc que le compôsé de formule générale G est très préférentiellement un phosphonium. Dans ce cas les résultats les plus intéressant sont obtenus pour des SNAr.
Dans le cas où n èst zéro, la composition constituânt un réactif ou un milieu réactionnel, est plus polyvalente mais sont intérêt est surtout manifeste pour la synthèse de dérivés fluorés aliphatiques à partir de substrats portéurs d'un carbone sp3 halogénophore lui-même porteur d'un radical ou d'un groupe électroattracteur de constante de Hammett ~P au moins égal à 0,1.
L'invention (ave n égal zéro ou un) est intéressante pour les SNA~ avec un des groupes partant mentionnés auparavant' et avec des nuclëophiles anionique, notamment ceux mentionnés ci dessus. Elle est particulièrement intéressante avec un, ou plusieurs, halogènè ou pseudo halogène comme groupe partant. Les halogènes et notammènt le chlore sont préférés comme groupes partant.
Le remplacement d'au moins un halogène plus lourd que le fluor, et notamment d'un chlore au moins, est particu(iërement visé par la présente invention.
Les concèpts et les valeurs préférées des aryles et des alcoyles sont les mêmes dans les deux variantes.
Selon la présente invention, il est intéressant de, choisir des cations et des quantités de cations de telle manière qu'il y ait une concentration en cations) selon la formule G au moins égale à 2 moles par litre ou plus exactement deux équivalents de cationiques par litre, de préférence 3 équivalents et même 4 équivalents par litre. Plus élevée est la valeur de cette concentration, meilleurs sont les rendements, mais pas nécessairement la sélectivité.
Pour les composés de formule G où n est égal à zéro, il est souhaitable que la masse moléculaire du cation soit au plus égale à 300, avantageusement à 250, plus préférentiellement à 200. Lorsque les cations sont polyvalents (c'est-à-dire porte plusieurs çharges positives), ces valeurs doivent être ramenées par unité de charge ; en d'autres termes, un cation divalent pourra être de masse moléculaire supérieure dè deux fois aux masses énoncées ci-dessus.
Pour éviter une trop grande cristallinité et pour abaisser le point de fusion, il est préférable que les composés de formule G selon l'invention soient de masse moléculaire au moins égale à 100.
II est préférable que le milieu réactionnel constitué majoritairement du solvant ionique soit aussi sec que possible. Toutefois! en raison de la forte hygroscopie des cations selon la présente invention, il convient de faire en sorte de déshydrater ces milieux réactionnels avant usage. Le milieu. réactionnel avant usage est avantageusement tel que rapport massiquè entre le sel dont le cation répond à
la formule G et l'eau soit au plus égal à 200 ppm, de préférence à 100 ppm (dans ce rapport, le numérateur est constitué par l'eau, bien évidemment). Un bon moyen de déshydrater consiste à chauffèr sous vide pendant 2 h, de préférence 8 h sous vide à 70°C, le vide étant le vide de la pompe à palette, soit 10-2 mm de mercure.
Avantageusement, ledit milieu réactionnel est aprotique et anhydre. En particulier il est souhaitable anhydre est tel que l'acide le plus fort présent dans le milieu; compte non tenu du substrat présente un pKa au ,moins égal à.
Les protons issus d'acidè(s~ dont le plCa est inférieur à la -valeur de 20, avantageusement à 25de préférence à 30, sont réputés «hydrogène labiles ».
Plus le milieu sera aprotique, c'est-à-dire que sa teneùr en protons libérables dans le réactif sera faible, moins il y aura de risquè de réaction parasite et meilleur sera le rendement.
Ainsi, il est préférable que, dans la composition selon la présente invention, servant de réactif ou de milieu réactionnel, la teneur en atomes d'hydrogène labiles, soit tel .pue le rapport entre la quantité en éqùivalent d'hydrogène labile (numérateurs et la quantité de cation de formule G e~éprimée en équivalent, soit au plus égale à 1 %, avantageusement à 1 pour mille, de préférence à 1000 ppm (en moles, ou équivalent quand les espèces considérées sont polyfonctionnelles).
Si l'on se réfère à la variante selon laquelle n est égal à 1, les composés ionique selon la présente invention est avantageusement moins un sel de phosphonium comportant au moins 4 atomes de carbone. Ainsi l'on utilise comme milieu réactionnel dans une réaction de substitution nucléophile, avantageusement aromatique, au moins un sel de phosphonium (quaternaire) comportant au moins a atomes de carbone.
Le milieu selon la présente invention peut être considérer comme un sel organique fondu, sel qui peut comporter une proportion de composé réputé
solvant polaire. Mais la présence de tels solvants a tendance à baisser l'effet bénéfique dudit milieu.
En effet au cours de la recherche qui a mené à la présente invention, II a été
montré qu'à faible concentration, l'effet desdits phosphoniums se limite à
celui d'un agent de transfert de phase, et que dès lors que la concentration s'élève, et qu'il atteint le moment où le phosphonium cesse d'être un simple agent dè transfert de phase et devient élément massique dominant (compte non tenu des substrats, des réactifs et du substrat transformé), son effet change de nature et conduit à
des taux et des cinétiques de transformation qui ne peuvent être réductibles au simple effet d'augmentation de la concentration.
Ainsi, il est souhaitable que ledit milieu réactionnel présente un rapport massique entre la somme des solvants polaires et la ' somme des sels de phosphonium ([S.P.]/[P+]) au plus égal à1, avantageusement à 1 /2; de préférence à
1 /5:
Avantageusement ledit phosphonium répond à la formule (I) R~.- P R2 où Ri, R2, R3, et R4 identiques ou différents; sont choisis parmi les radicaux hydrocarbonés et pouvant être reliés entre eux.
Selon un mode préféré de la présente invention, le ou les phosphonium(s) constitutifs) du milieu selon la présente invention, est ou .sont tells) que lesdits radicaux hydrocarbonés Ri, R2~ R3, et R4, sont choisis parmi ceux de' la liste ci-après' établie par ordre de préférence 1. les alcoyles, , 2. les aryles éventuellement substitués, 3. les groupes amino et imino avantageusement dont l'azote lié à un P ne porte pas d'hydrogène, 4. les hydrocarbyloxyles.
II est conseillé qu'au moins l'une des chaînes carbonées portées par le phosphonium soit de type alcoyle et donc de nature aliphatique, c'est-à-dire que le carbone assurant le lien avec l'atome de phosphore soit d'hybridation sp3.

En effet, et il s'agit d'un des enseignements surprenant, d'une part plus la nature aliphatique des phosphoniums est affirmée, meilleur est le résultat ;
d'autre part dans les conditions d'utilisation les phosphoniums, pourtant réputé
instable et donnant volontiers des alcènes par compositions, se sont révélés très stables.
Mais il convient sans doute lorsque l'on désire utiliser des conditions très dures (au moins égales à 250°C et même à 200°C ; surtout si l'anion est relativement basique [pKa de l'acide associé supérieur à 2]) d'éviter les liaisons où le phosphoré est porteur de carbones tertiaires voire secondaires lesquels portent en bêta un hydrogène éliminable.
II s'ensuit qu'il est souhaitable qu'au moins deux, avantageusement trois, des chaînes carbonées portées par le phosphonium soient de nature aliphatique, et même, que les quatre chaînes carbonées portées par le phosphonium soient de nature aliphatique.
Pour constituer un milieu bien apte aux .substitutions nucléophiles, notamment de type SNA~ le nombre total de carbone des phosphoniums de formule I est au plus égal à 50; avantageusement à 35, ' de préférence à 25. En cas de mélange de phosphoniums il faut raisonner en terme de nombre de carbone moyen rapporté au nombre d'atome de phosphore. ~ans ce cas le nombre d'atome de carbone peut devenir fractionnaire.
Pour les phosphoniums aliphatiques, il est préférable de limiter encore plus la masse moléculaire du ou des phosphonium(s). Ainsi lorsqu'il(s) est (sont) au moins partiellement aliphat'ique(s), le(s) phosphonium(s) de formule I présentent) un nombre total de carbone au plus égal à 30, avantageusement à 25, de préférence à
20.
Cette préférence peut aussi s'exprimer en indiquant que la masse moyenne des substituants du, ou des, phosphonium(s). ne dépasse de préférence pas 700 par atome de phosphore sous forme de phosphoniurm, avantageusement pas 500. La valeur minimale à conseiller étant 56, avantageusement 80, de préférence 100.
Plus précisément, lorsque au moins deux avantageusémént trois, des chaînes carbonées portées par le phosphonium sont de nature aliphatique, le nombre total de carbone quasi optimal s'établit à des valeurs au plus égal à 25, de préférence à 20.
Le terme alcoyle est pris dans son sens étymologique du reste d'un alcool d~nt on a enlevé la fonction OH. Ainêi ü couvre notamment les radicaux dont la üaisori libre est portée par un atome de carbone d'hybridation sp3, lequel atome de carbone n'est relié qu'à des carbones ou des hydrogènes. Dans le cadre de la présente invention, parmi les alcoyles, il convient de citer outre les radicaux de formules CnH2n+1, ceux qui en dérivent par substitution par des atomes et/ou des fonctions (selon les applications il est préférable pour éviter les réactions parasites de choisir des fonctions qui soient inertes dans les conditions de mise en oeuvre de l'invention) et notamment ceux qui sont porteurs de fonctions) éthers) et en particulier les enchaînements mono- oligo- ou poly-éthoxylés issus des époxydes d'alcène(s), , notamment d'éthylène.
Lesdits alcoyles peuvent également être porteurs de fonctions, phosphonium ou ammonium, quaternaires; auquel cas les composés phosphoniums sont polycationiques. Sans être exclus, ils ne comptent pas parmi les préférés.
Les Ri, R2, R3, et R4 présentent avantageusement au plus 20 atomes de carbone et au total au plus 50 atomes de carbone.
Pour des 'raisons de facilité de synthèse il est préférable que trois au moins des Ri, R2; R3 et R4 soient identiques.
Sous réserve des contraintes de tension de cycles, les R1, R2, R3 et R4, peuvent être reliés entre eux et former des cycles, quoique cela ne constitue pas les composés les plus préférés, ils peuvent également former des cycles avec un autre phosphonium, par exemple les composés issus de la quaternarisation de la diphosphabicyclooctane.
R1, R2, R3 peuvent être reliés entre eux et former des cycles.
Sous forme neutre le sel de phosphonium répond avantageusement à la formule (II) Ri ~-R~P+ ~2 R3' où'X- représente un anion (ou un mélange d'anions) assurant la neutralité
électrique, avantageusement, le, ou les; X- représentent) un anion monochargé.
Selon une mise en ouvre préférée de la présente invention, X- est un anion tel que XH soit au moins aussi acide que ' l'acide acétique, avantageusement que la seconde acidité de l'acide sulfurique.
Ces contre-ions sont avantageusement choisis parmi les anions et les mélanges d'anions X- peu nucléophiles; c'est-à-dire lorsque qu'ils sont uniques, sont tels que XH présente un pKa au plus égal à 3, avantageusement à 2, de préférence à 1, plus préférentiellement à zéro, et lorsqu'ils sont constitués d'un mélange d'anions l'un, au moins, des anions est peu nucléophile.
Ainsi, selon une mise en oeuvre préférée de la présente invention, l'on choisit X- de manière que X- soit au plus aussi nuciéophile que le nucléophile, avantageusement moins, et même significativement moins (c'est-à-dire que le pKa de XH est inférieur de 1, avantageusement de 2, de préférence de 3, au pKa de l'acide associé au nucléophile).

Selon une autre mise en oeuvre préférée de la présente invention, lorsque le nucléophile est anionique, X- ou l'un des anions qu'il représente, est le, ou l'un des, nucléophile(s) de ladite substitution nucléophile.
X- est choisi parmi les halogènes, les pseudo-halogènes et les mélanges de ces halogènes ou pseudo-halogènes, avantageusement les halogènes de périodes supérieures à celle du fluor (sauf lorsque le fluorure est le nucléophile soluble) et les mélanges d'halogénures.
Selon la présente invention il a été montré que les bromure et chlorure constituaient des co-anions X- préférés, en particulier il est avisé de faire en sorte que la somme des ions bromure et des ions chlorure soit au moins égale à '/2 fois, avantageusement à 3/~ fois la quantité de cation de formule G (exprimée en équivalent).
Le chlorure est le préféré pour les SNAr, aussi est-il avantageux que les ions chlorure soient en quantité au moins égale à ~/2 fois; avantageusement à 3/4 fois la quantité de cation de formule G (exprimée en équivalent).
Un autre but de la présente invention est de procurer une çomposition susceptible de servir de réactif pour mettre en oeuvre l'utilisation décrite ci-dessus.
Ce but, et d'autres qui apparaîtront par la suite, est atteint au moyen d'une composition utile corrnme réactif de ubstitution nucléophile comportant, hors le substrat, dans une phase liquide pour addition successive ou simultanée (a) au moins un composé de formule G, avantageusement un phosphonium quaternaire, ou un mélange de phosphoniums quaternaires, comportant au moins 4 atomes de carbone, (b) un co-anion, (c) un substituant nucléophile, éventuellement sous forme de sel, (d) des tiers composants, dans laquelle lorsque (d) comporte un éventuel solvant polaire, ce dernier est présent en quantité telle que le rapport massique entre la somme des. solvants polaires et .la somme des sels de composés) de formule G, avantageusement de phosphonium(s) ([S.P.]/[P+]), c'est-à-dire [S.P.]/ (a+b); soit au plus égal à
y/2, avantageusement à 1/3, de préférence à 1/4, plus préférentiellement à 1/5 et par le fait que la somme de (a)+(b)+(c)+(d) représente 100% de ladite phase liquide.
La quantité des tiers composants rassemblés sous (d) est avantageusement faible. Ainsi, il est souhaitable que, hors substrat, le rapport massique entre le composant (d), d'une part, et les composants (a)+(b)+(c), d'autre part, est au plus égal à 1, avantageusement à 1 /2, de préférence à 1 /3.

Selon une mise en oeuvre préférée de la présente invention, lorsque le nucléophile est ionique, une partie au moins du co-anion est formée dudit nucléophile ; en d'autres termes, la somme des anions (bien sûr exprimés en équivalents) autres que le nucléophile est inférieure à la quantité de(s) composés) de formule G, avantageusement des phosphonium(s) et des contre-cations) (bien sûr exprimés en équivalents) dudit nucléophile, avantageusement inférieure à
la quantité de composés) de formule G, avantageusement de(s) phosphonium(s) seul(s).
Lorsque le nucléophile est ionique (c'est-à-dire sous forme de sel), le rapport molaire entre le(s) cations) [c'est=à-dire les cations formant contre-ions d'un nucléophile anionique] du composant (c), exprimé en équivalent, et le composant (a), exprimé en équivalent de composés) de formule G, avantageusement de phosphonium, est supérieur à 0,01, avantageusement à 0,02. L'effet du composé
de formule G, avantageusement du phosphonium sur la phase liquide étant alors moindre, il est souhaitable que la valeur supérieure dudit rapport ne dépasse pas 2/3, avantageusement 1/~, de préférence 1/3.
Lorsque le nucléophile est anionique, il peut être intéressant d'utiliser le nucléophile à la fois comme co-anion de(s) composés) de formule G, avantageusement des phosphoniums assurant la neutralité électrique et comme nucléophile ;, dans ce cas, le, rapport molaire ~(ou en équivalents lorsque les composants sont polyfonctionnels) entre le composant (c), exprimé en équivalent d'anions rmonovalents, et le composant (a), exprimé en équivalent de composés) de formule G, avantageusement de phosphonium(s), est au moins égal à 0,5;
avantageusement à 0,6, de préférence à 0,7.
Ladite composition peut comporter en outre une (ou plusieurs) phases) solides) en équilibre cïnétique ou thermodynamique avec la phase liquide ci-dessus.
Le plus souvent, ladite phase .solide, ou lesdites phases solides, comportent) au moins un sel formé d'un cation minéral et de l'aniôn correspondant audit nucléophile et/ou au groupe partant de ladite substitution nucléophile.
Lorsque ledit substituant nucléophile est présent, au moins pârtiellement, dans la phase liquide sous forme de sel de cation minérals le rapport molaire (ou en équivalent) entre ledit cation minéral dissous (CM) et le composant (a) ([CM]/[P~]) est avantageusement au moins égal à 1 /100, de préférence à 1 /20, plus préférentiellement à 1 /10.
L'utilisation de phases) solides) est fort utile lors de l'échange entre fluorure (nucléophile) et chlore (groupe partant). Dans ce cas le nucléophile est l'ion fluorure, lequel est avantageusement sous la forme d'un sel alcalin ; en général potassique ou césique.

Si l'on se réfère à, la mise en oeuvre où n est zéro on obtient une famille de composés ioniques dont certains sont qualifiés de solvants ioniques (en général quand le point de fusion du sel est au plus égal à 100°C.
Ces compositions ioniques, dont le cation vient d'être détaillé, sont pour une partie déjà connues de l'homme du métier. Ainsi, on peut citer l'article du Journal of Fluorine Chemistry (1999) 1-3. On peut également se reporter à la revue publiée dans Angewandde Chemie intitulée lonic Liquids - "New Solution for Transition Metal Catalysis" de Peter Wasserscheid and Wielm Keim : Angew. Chem~. Int. Int. Ed., 2000, 39, 3772-3789.
Selon la présente invention le ou les co-anions sont avantageusement choisis ~ parmi .les nucléophiles anioniques (jouant le rôle de nucléophile dans la substitution nucléophile), ~ parmi les anions, avantageusement monovalent, dont l'acide associé présente une acidité au moins égale à celle de l'acide trifluoroacétique et ~ parmi les mélanges des nucléophiles anioniques et d'anions, avantageusement monovalent, dont l'acide associé présente une acidité au moins. égale à celle de l'acide trifluoroacétique.
Au cours de l'étude qui a mené à la présente invention, il a été montré que ces liquides ioniques! quand ils étaient utilisés dans les mêmes conditions (c'est-à-dire dans les mêmes fourchettes notairment de temps, de températures, de pression, d'anhydricité) que celles des solvants usuels, permettaient d'être au moins aussi efficaces que les solvants usuels, et que dans certaines conditions, ils permettaient d'obtenir des résultats particulièrement intéressants.
Outre le fait qu'ils permettent de réaliser des réactions qui, en temps ordinaire, sont très difficiles à réaliser dans les solvants non ioniques, ces solvants ioniques, ou sels fondus, permettent également la sélectivité de l'échange avec des coefficients de sélectivité extrêmement élevés. Ainsi qu'on le verra par la suite, il est possible de jouer sur la lipophilie et la masse moléculaire du cation pour privilégier certaines réactions vis-à-vis d'autres.
Par ailleurs, de manière surprenante dans l'échange chlore-fluor, les cognions préférés ne sont pas ceux qui sont usuellement préférés.
En particulier, les anions donnant les meilleurs résultats dans les deux échanges sont des anions ni complexes, ni à charge très largement délocalisée.
Ainsi, les anions du type PF6_, BF~._, trifliques et triflimidure, quoique donnant de bons résultats, ne sont pas ceux qui donnent les meilleurs.
Les préférés sont les anions halogénures et ce sans que l'on puisse donner une explication mécanistique entièrement satisfaisante.

Si les phosphoniums, où n est égal à zéro, donnent des résultats particulièrement intéressants pour les réactions de nature SNA~ avec un intermédiaire réel ou supposé de Meisenheimer, Les autres cations, notamment ceux où n est égal à zéro sont plus polyvalents, et présentent un avantage d'être liquides à plus basse température, du moins en général.
Quand n est égal à, zéro, le composé de formule G est avantageusement tel que A soit azote ; la possibilité qu'il soit phosphore existe certes, mais cela limite l'utilisation des milieux, en raison de l'oxydabilité de ces composés et leur relative instabilité.
Lorsque n est égal à zéro, il est souhaitable que le radical divalent E soit tel que E représente un radical D-A" égal pour former un composé de formule (11a) t+
D~A" ~A~R2 où. A" est un atome de la colonne VB ou bien un atome de carbone porteur d'hydrogène ou substitué par un radical hydrocarboné R5, où le radical D est choisi parmi - les chalcogènes monosubstitués par un radical monovalent R6, (auquel cas le chalcogènes constitue ledit métalloïde porteur de doublet) , - les métalloïdes de la colonne VB, notamment azote ou phosphore, (auquel cas le métalloïde de la colonne V constitue ledit métalloïde porteur de doublet) de préférence azote;
soit monosubstitué par une fonction ou un radical divalent R~, pour former un radical D de formule -A' = R7 ;
soit par deux radicaux hydrocarbonés monovalent R6, et R'6, pour former un radical D de formule A' (R6,)(R'6) ;
et - les atomes de carbone d'hybridation sp2 substitués par une fonction ou, un radical divalent R~ porteurs d'un hydrogène ou éventuellement substitués par un radical carboné R6. ~~
Il convient de rappeler que dans cette formule, quand n est égal à zéro, les métalloïdes de la colonne VB sont de préférence un azote, que ce soit pour A"
ou pour A'.

Lorsque A" est un atome de colonne VB, et notamment un azote, il est préféré
que D soit choisi parmi les atomes de carbone sp2 substitués par une fonction ou par un radical bivalent R~ porteur d'un hydrogène ou éventuellement substitué par un radical carboné R6 pour donner une formule de D spécifiée ci-après. Lorsque ledit carbone est porteur d'un hydrogène, cet hydrogène sé trouve en lieu et place de R6 R6' \
Comme cela a été dit précédemment, il est souhaitable que le cation de formule G dans lequel n est égal à zéro comporte un atome métàlloïde (saturé, c'est-à-dire non porteur de double liaison), présentant une résonance avec une liaison ai reliant deux atomes dont au moins un est un atome disubstitué et chargé positivement de là
colonne VB ; avantageusement un' cation organique comportant un atome trivalent de la colonne VB (colonne de l'azote dans le tableau de Mendeleïev), avantageusement de l'azote, atome dont le doublet est conjugué diréctement ou indirectement à une liaison ~c reliant deux atomes, dont au moins un est un atome de la colonne VB (à savoir A)°.
Les atomes métalloïdes présentant une résonance (directement. ou indirectement par l'intermédiaire de doubles) liaison(s), àvantageusement carbone-carbone) avec une liaison, en général un doublet conjugué avec une liaison ~c, sont avàntageusement choisis parmi ceux ayant un effet mésomèré donneur fort, c'est à
dire ceux qui, avec leurs éventuels substituants présente un facteur R
(contribution de la résonance' ; voir notamment le " March ", troisième édition, tabléau 6 de la gagé
248) significativement négatif, plus précisément au plus égal à - 0,4,.
avantageusement au plus égal à - 0;6 ; de préférence. au plus égal à -1',5 ;
plus , préférentiellement au plus égal à - 2. Lorsqu'il y a plusieurs atomes métalloïdes , présentant les propriétés de résonance ci-dessus, on peut alors faire la sômme desdits facteurs R, ladite somme étant alors avantagéusement au plus égale à -0,5, de préférence à - 0,8,, plus préférentiellemént au plus égal à - 2.
Ledit cation organique comportant un atome métalloïde saturé, présentant une résonance avec une liaison ~c est avantageusement tel que ledit atome métalloïde est un chalcogène substitué par un radical aromatique ou aliphatique, ou de préférence un atome trivalent de la colonne VB~ lequel est de préférence un atome trisubstitué
formant une base tertiaire, Le dit cation organique peut comporter plusiéurs atomes métalloïdes saturés présentant u.~e résonance avec ladite liàison ~c. Ce qui présentent l'avantage de mieux délocaliser la charge positive.

Selon une mise en oeuvre particulièrement avantageuse de la présente invention, ladite liaison ~c reliant deux atomes est la liaison ~c d'une fonction iminium (>C=Nt<) Cette fonction iminium peut être écrite de la manière ci après.

I+
D~A"rN~R2 I

Avec A" représentant un carbone avec D choisi parmi:
- les chalcogènes monosubstitués par un radical monovalent R6 , - un métalloïde de la colonne VB, notamment azote ou phosphore, de préférence azote;.
soit monosubstitué par une fonction ou un radical divalent R~ :
soit par deux radicaux monovalents R6 et R'6;
et - les atomes de carbone sp2 substitués par une fonction ou un radical divalent R~
porteurs d'un hydrogène où éventuellement substitués par un radical carboné
R6.
avec R5 choisi parmi l'hydrogène, , les valeurs de D et parmi les radicaux hydrocarbonés, avantageusement aryles et surtout alcoyles.
II est préférable que le radical D et cette fonction iminium soit disposée de telle manière que les atomes d'azote et dudit métalloïde soient le plus éloignés possible, en d'autres termes et par exemple que l'azote de la fonction iminium soit celui des deux atomes réliés par la liaison ~ qui est le plus éloigné de l'atome trivalent de la colonne V. Ce qui vient d'être dit à propos de la fonction iminium est général pour tous les atomes de la colonne VB reliés par la liaison ~c, dans le cas nù la liaison ~
comporte un atome de carbone et un atome de la colonne V.
Selon la présente invention, il est préféré que. le cation organique comportant .
un atome trivalent de la colonne VB dont le doublet est conjugué à une liaison ~, présente un enchaînement, ou plutôt un squelette; de formule > N-[C = C]v-C =
N~<, avec v égal à zéro ou un entier choisi dans l'intervalle fermé (c'est-à-dire comprenant les bornes) 1 à 4, avantageusement de 1 à 3, de préférence de 1 à 2. De préférence l'enchaînement précédent répond à la formule Q-~C(R$)-C(R6)~C(R5)~N (R1)(R2) Avec Q représentant un chalcogène substitué par un radical aliphatique ou aromatique R9 ;
ou plus préférentiellement un azote disubstitué par deux radicaux, identiques ou différents, aliphatique ou aromatique R9 et Rio : (R10)(Rg)N- ;
avec v égal à zéro ou un entier choisï dans l'intervalle fermé (c'est-à-dire comprenant les bornes) 1 à 4, avantageusement de 1 à 3, de préférencé de 1 à 2 et où R1, R2 et R3 identiques ou dififérents, sont choisis parmi les dérivés hydrocarbonés, avantageusement alcoyles d'au plus 4 atomes de carbone et l'hydrégène.
Avantageusement, Selon la présente invention, ledit atome trivalent de la colonne VB forme ou constitue une amine tertiaire.
F'lus précisément, il est souhaitable que ladite base organique comportant un atome trivalent de la colonne VB dônt le doublet est conjugué à une liaison ~c constitue une mélécule de formule suivante (R10)(Rg)N-[C(R8) = C(R6)]v-C(R5) = N+-(R1)(R2) avec v égal à zéro ou un entiér choisi dans l'intervalle férmé ,(c'est-à-dire comprenant les bornes) 1 à 4, avantageusement de 1 à 3, de préférence de 1 à 2 et où R1 ~R2, R5, Rg et Rg, identiques ou différents, sont choisis parmi les groupes hydrocarbonés, avantageusement alcoyles d'au plus 4 atomes dé carbone et l'hydrogène et où R10 et Rg, identiques ou différents sont choisis parmi les groupes hydrocarbonés, avantageusement alcoyles d'au plus 4 atomes de, carbéne, un ou deux des substituants R1, R2, R~, Rg, Rg, Rg et R10 pouvant êtré reliés à
d'autre(s) substituants) restant pour former un, deux ou plusieurs cycles, notamment aromatiques, voir ci après.
L'effet de délocalisation est particulièrement marqué quand ladite liaison ~
reliant deux atomes est intracycüque (ou qu'une forme mésomère soit intracyclique), surtout quand elle est intracyclique dans un cycle arématique.
C'est notamment le cas dés éycles pyridiniques, diazinique (de préférence méta diazinique voir formules infra) et des cycles qui en sont dérivés comme la quinoléine ou l'isoquinoléine comrné par exemple [dans les formules données ci après les sommets libres des cycles peuvent être substitués mais lés substituants (alcoyles ou aryles et leur nombre de carbone entre bien entendu dans le décompte du nombre total de carbones) ne sont ni figurés ni même souhaitable]

R10~N~R9 O~R9 S~R9 N \ N N \
'N+ R5 R10~N/R9 ~~R9 S~R9 R10~N~R9 \ \ / \
i +J~ t .
N R5' N R5 + ~ + /

Ainsi les noyaux pyrïdiniques~ notamment enrichis par la présence d'un ou plusieurs atomes métalloïdes! notamment quand la somme des R (voir supra) est au plus égal à - 1,5, avantageusement à - 2, constitue des cations particulièrement satisfaisants.
Plus spécifiquement la base organique comportant un atome métall~ïde saturé, présentant une résonance avec une liaison ~c peut étre avantageusement choisie parmi les dialcoylaminopyridiniums, notamment en position para- ou .ortho-(c'est-à-dire en position 2 de la pyridine ou 4 voir formule ci dessus) ; la DBU
(diazabicycloundécène) donne également un cation intéressant.
Les cycles à cinq chaînons sont particulièrement intéressant quand ils possèdent .deux ou trois hétéroatomes.
Par exemple les structures du type imidazole, oxazole ou guanidine cyclique, voire indolique R9~N~R10 Rg~N+.R10 l ~N+.Ri N+_R1. R1 ~N+:R2 R1 ~N+~N~R6 R6 N R5 O~ R6~N N.~R6 R6' et Rs" ont la même valeur que R6.

II est possible de substituer les sommets libres aryliques (engagé dans un aromatique) ou aliphatique (dont le point d'attache est un carbone sp3). Mais cela présent assez peu d'intérêt et l'inconvénient d'alourdir le cation.
Les structures triazoles sont également envisageables R9~N~.R10 Rg~N+.R10 N R1 ~N+-R2 ~ ~N+~R1 R1 ~ +~ ,R6 ~ ~ / R6~ ~ ,R "
N\ ~N , N--~ N\ N 6 N ~N R6 R5 ~--N
Les structures pyrazoles sont également possibles, mais moins satisfaisantes en raison de la moindre résonance.
II convient également de mentionner que parmi les structures non cycliques, il peut y avoir un certain intérêt à utiliser des structures guanidinium qui présentent la caractéristique d'être facilement dérivées de la guanidine et de présenter une formule fortement résonante.
R1 ~N+-R2 , R6 R " ' .
N N
R .,. R .,;.
g Où R6"' et R~"" sont choisis parmi les mêmes . valeurs que R~, ils peuvent être identiques ou différents des autres R6, ainsi que des Ri et R2. IL est préférable si l'on veut des composés à bas point de fusion que ia molécule soit dissymétrique.
R6" et R6 "' peuvent être reliés entre eux pour former des cycles, avantageusement aromatique.
II est intéressant, surtout quand le cation présente moins de 7 atomes de carbone dans la structure du cation, d'éviter toute symétrie, laquelle est susceptible de faciliter la cristallisation. Ainsi, les substituants des azotes (plus généralement des atomes A et A', voire A") sont de préférence de taille différente.
Les radicaux R1 à R1o sont choisis de manière qu'aucun des atomes de la colonne de l'azote et aucun des chalcogènes ' ne soif porteur d'un hydrogène à
cette réserve près : les radicaux R1 à Rio qui peuvent être indépendamment identiques ou différents sont avantageusement choisis parmi les alcoyles et les aryles. En outre, R5 et Rs peuvent être des groupes aryloxyle, alcoyloxyle, des groupes amino substitués par deux alcoyles, par deux aryles ou par un alcoyle et un aryle. R6, quand il est porté par un carbone, peut également être un diméthylamino, un aryloxyle ou un alcoyloxyle.
Ainsi R5 peut être choisi parmi l'hydrogène, les valeurs de D et parmi les radicaux hydrocarbonés, avantageusement aryles et surtout alcoyles.
Sous réserve qu'ils ne soient pas porté par un chalcogène ou un atome de la colonne VB, Ils peuvent être également hydrogène comme R5, R6 et R8.
Le nombre total de carbones lorsque n est égal à zéro dans la formule G est avantageùsement au plus égal à 30, de préférence au plus égal à 20, plus préférentiellement au plus égal à 15. II est souhaitable qu'au. plus deux, et même préférable qu'au plus un seul, des groupes hydrocarbonés, quand ils le sont, R1, R2, R5, R6, R8, R9 et Rio présentent un nombrè de carbones supérieur à 6.
Pour faciliter le traitement des mélanges réactionnels il est préférable que le cation de formule G soit stable en présence d'eau èt qu'il n'y soit misciblè
en toute proportion. .
Le terme alcoyle est pris dans son sèns étymologique du reste d'un alcool dont on a enlevé la fonction OH. Ainsi, il couvre notammènt les radicaux dont la liaison libre est portée par un atome de carbone d'hybridation sp3,, lequel atome de carbone n'est relié qu'à des carbones ou des hydrogènes. Dans le cas de la présente invention, parmi les alcoyles, il convient de citèr, outre les radicaux de formùle C~H2~+i, ceux qui en dérivent par substitution par des atomés et/ou des fonctions (il est préférable d'éviter les réactions parasites en choisissant des fonctions qui soient inertes dans les conditions dé mise en oeuvre de l'invention) et notamment ceux qui sont porteurs de fonctions éther et en particulier des encliaînements mono-, oligo-, poly- ou poly-éthoxylés issus des époxydès d'alcène et notamment d'éthylène. Enfin, comme on l'a vu précédemment, les, radicaux R1 à
Rio peuvent être reliés entre eux pour former des cycles, et notamment des hétérocycles à caractère aromatique.
Les imida~oliniums donnent des résultats particulièrement intéressants, notamment en ce qui concerne les échanges chlore, fluor sur des carbones d'hybridation sp3. Les imidazoliniums ayant donné les meilleurs résultats sont ceux où Rs est un hydrogènè et où Ri et R6 sont alcoyle tout en n'ayant pas la même longueur de chaîne. Les longueurs de chaîne préférées et les plus actives sont celles qui sont telles que lorsque R1 est méthyle et R6 compris entre méthyle et butyle. Les essais où la longueur de chaîne de R6 est de 8 atomes de carbone sont moins efficients mais montrent une grande sélectivité.
Les imidàzoliniums préférés sont ceux qui présentent au plùs douze, de préférence au plus dix atomes de carbone.

En ce qui concerne les substrats, le substrat pour l'échange sur des carbones aliphatiques est avantageusement un substrat comportant un carbone halogénophore d'hybridation sp3 porteur d'au moins deux halogènes, dont au moins est un halogène de nombre atomique supérieur à celui du fluor, les deux autres substituants du carbone pouvant être deux alcoyles, un atome de chalcogène ou un autre atome d'halogène porteur d'un doublet, ou bien un aryle et un alcoyle, ou bien deux aryles. Toutefois, il a été montré que la réaction marchait d'autant mieux que premièrement ledit carbone halogénophore ne portait pas d'hydrogène, deuxièmement qu'il portait soit un chalcogène susceptible de fournir un doublet dans de bonnes conditions, c'est-à-dire un chalcogène à l'état d'oxydation moins deux; en général un éther ou un ester, ou leurs équivalents dans lequel l'oxygène est remplacé par un soufre.
Une autre série de composés donnant de bons résultats est le cas où le carbone halogénophore est relié à au moins un atome de faible hybridation porteur d'une insaturation. Outre le cas où ledit atome de faible hybridation porteur d'une insaturation est engagé dans une liaison carbone-carbone, (acétylénique, de préférence éthylénique iaqueüe liaison éthylénique este avantageusement engagée dans un cycle à caractère aromatique), on peut indiquér à titre d'enseignement par l'exemple que, avantageusement, ledit atome de faible hybridation porteur d'une insaturation esf un atome engagé' dans une des doubles liaisons [où *C est le carbone halogénophore] suivantes atome de faible degré de facilité de l'échange la réaction hybridation et (facile = 1 moins ' facile =2 mais plus insaturatïon dont' il est sélective; relativement difficile = 3) porteur *C-CR"=NR' 2 *C-CR"=S, 1 *C-C=N-N H-Ft' ~
*C-CR"=N-O-R' 2 *C-CR"=PR' 2 *C-N=NR' 2 composés parfois fragiles ce qui limite le domaine des conditions opératoires acceptables *C-CF=CF2 2 risque de polymérisation *C-CR="O 3 Réaction difficile *C-N=~ 2 peut donner lieu à de mélanges très complexes Ainsi, la formule générale du substrat peut s'écrire . de la manière ci-après.
R-CX'X"'-X" où R est choisi parmi les restes hydrocarbonés (c'est-à-dire contenant du carbone et de l'hydrogène, notamment aryle ou alcoyle), les halogènes, les groupes électro-attracteurs (de préférence par effet inducteur) ;
avec X' choisi parmi les halogènes de préférence le chlore ;
avec X"' choisi parmi les halogènes, de préférence le chlore ;
avec bien entendu la condition que R, X et X' ne peuvent être simultanément fluor, et que l'un d'entre eux représente au moins un halogène plus lourd que le fluor à
échanger avec le fluor, de préférence le chlore ;
avec X" choisi parmi les aryles, les halogènes, les alcoyloxy, les thioalcoyloxy, les acylalcoyloxy, les thioacylalcoyloxy, les aryles et les alcoyles ainsi que par un radical de formule ci-après -~(R12)r=Z~(Ri 1)s-(R15)t Pour former le substrat de formule R-CX"'X'- Z(R12)r=~"(R11)s-(R15)t (I) Z est choisi parmi les métalloïdes trivalents avec r égal à zéro ou tétravalents avec r égal à 1 (respectivement phosphore et avantageusement azote d'une part et carbone d'autre part, de préférence carbone) ;
et ~' est choisi parmi les métalloïdes avantageusement les chalcogènes (avec s et t égaux à zéro) ~ l'azote et le phosphore (avec s égal à zéro) et le carbone avec s ét t égal à1 ) ;
r, s, et t peuvent prendre les valeurs zéro ou un, selon ce que représente Z
et Z'.
De manière surprenants R peut être hydrogène et donner lieu à un échange facïle surtout lorsque le composé est de formule deux, de préférence lorsque Ar est homocylique.
R peut être aussi de type -Z(Rip)r=Z'(R11)s-(R5)t Y compris de type Ar (R11)s.
pour donner ou non une molécule symétrique.
R15 peut être hydrogène ou un quelconque radical, avantageusement hydrocarboné
(c'est-à-dire contenant carbone et hydrogène).
R12 peut prendre indépendamment les mêmes valeurs que R15 R11 peut prendre indépendamment les mêmes valeurs que R15 toutefois selon la présente invention R12 et R15 sont avantageusement reliés pour former un cycle aromatique, ce qui revient au cas où X" est arorbatique.

Selon la présente invention, il est préférable que R, X' et X"' soient tels qu'il y ait parmi eux au moins deux halogènes distincts du fluor et qu'il y ait au moins un halogène qui est du chlore.
II est également préférable que R et X" soient tels que l'un des deux soit aromatique, halogène, avantageusement distinct de fluor, un radical relié par un chalcogène au carbone halogénophore (c'est-à-dire porteur de X"' et de X') ou un radical porteur d'une double liaison, tel que le carbone halogénophore ,soit en position.
Ainsi que cela a été montré précédemment, les réactions d'échange halogène-fluor, de préférence et le plus souvent chlore-fluor, sont particulièrement sélectives dans le cas où dans la formule générale n est égal à un. Pour obtenir la sélectivité, il suffit soit de limiter la quantité du nucléophile, en général le fluorure, soit de limiter la température, soit de limiter la durée. Ainsi qu'on pourra le voir dans les exemples, cette sélectivité des échanges est particulièrement impressionnante.
Les nucléophiles sont ceux qui ont déjà été mentionnés dans le corps de la présente description, notamment les nucléophiles anioniques, voire neutres, dont le pKa de l'acide associé est au plus égal ,à 4 lorsque le nucléophile èst un fluorure, les fluorures peuvent être introduits sous forme de fluorure alcalin, de préférence de fluorure alcalin dont le métal alcalin est supérieur ou égal à celui du sodium, de préférence au moins égal à celui du potassium. Les ions fluorure, peuvent également être introduits sous la forme du coanion du composé de formule G
soit enfin être introduits sous forme d'ammonium ou de phosphonium.
Ainsi que cela a été vu précédemment, les coanions sont de préférence des coanions correspondants à des acides très forts, notamment ceux dont la constante de Hammett est supérieure ou égale à celle de l'acide trifluoroacétique.
Toutefois, ainsi que cela a déjà été mentionné, on peut utiliser d'une part comme coanion les nucléophiles anioniques qui agiront sur le substrat..
Toutefois, ainsi que cela a été déjà mentionné, il a été montré que les coanions les plus courants pour les liquides ioniques, à savoir les anions complexes tels que BF4 , et PF~ donnent des résultats qui pour être bons, ne sont pas les meilleurs. II en va de même pour tes anions du type perfluoroalcane sulfonique et les imides correspondants tels que le triflimide.
Comme acide du type perfluoroalcane sulfonique, il convient de mentionner les acides sulfoniques porteurs d'un carbone dïfluoré, le reste de la molécule étant indifférent, sous réserve qu'elle ne réagisse pas.
Les anions préférés sont les anions correspondants aux halogénures lourds (iodure, chlorure et bromure) et plus particulièrement aux chlorures et aux bromures. Pour l'échange par SN2 sur un carbone sp3 porteur d'au moins deux halogènes dont au moins un chlore, le bromure est le préféré.
Dans le cas de l'échange chlore-fluor sur un carbone aliphatique (c'est-à-dire d'hybridation sp~), les bromures sont ceux qui ont donné les meilleurs résultats, à
l'exclusion des fluorures qui jouent à la fois le rôle de nucléophiles et de coanions.
En tout état de cause, la présence de l'ion bromure dans les échanges sur des carbones aliphatiques est éminemment profitable. Son rôle commence à se faire sentir et à devenir significatif quand son rapport molaire entre le bromure et le cation de formule G est au moins égal à 5 %, de préférence à 10 %.
Les conditions opératoires .sont sensiblement les mémes que celles qui mettent en oeuvre un solvant aprotique polaire classique, tel que le sulfolane. II est toutefois possible d'abaisser quelque peu la température en raison de la grande réâctivité du milieu réactionnel selon la présente invention.
II est intéressant de noter qu'il est préférable, parmi les composés de la famille de formule G1, d'utiliser ceux qui sont non miscibles à l'eau en toute proportion, ce qui facilite la purification de ces composés de formule G1 qui;
rappelons-le, ne sont en principe pas distillables.
Dans le cas des SN2 pour des échanges chlore fluor sur des substrats aliphatiques porteurs de carbone halogénophore, l'utilisation des composés de formule G où
n est zéro est, pour ce qui n'a pas été précisé ci-dessus avantageusement mis en oeuvre dans les mêmes conditions que les substitutions SNAr sur des substrats aromatiques décrites ci dessous.
Un autre but de la présente invention est de procurer un procédé de substitution nucléophile avantageusement aromatique mettant en ceuvre la présente invention.
Ce but, et d'autres qui apparaîtront par la suite, est atteint au moyen d'un procédé de substitution nucléophile caractérisë par le fait que l'on met en contact un substrat de formule générale (III) :
Ar-~ ,(I I I) ~ où Ar est un radical aromatique dans lequel le noyau porteur de ~ est appauvri en électrons, soit parce qu'ü comporte au moins un hétéroatome dans son cycle (cycle aromatique à 6 chaînons), soit parce que la somme des ~p de ses substituants, hors le ~ considéré, est au moins égale à 0,2, avantageusement à
0,4, de préférence à 0,5, et ~ où ~ est un groupe partant, avantageusement sous ia forme d'un anion ~-, avec une composition comportant, hors le substrat, dans une phase lïquide pour addition successive ou simultanée (a) un au moins un composé de formule G, avantageusement un phosphonium quaternaire, ou un mélange de phosphoniums quaternaires, comportant au moins 4 atomes de carbone, (b) un co-anion, (c) un substituant nucléophile, éventuellement sous forme de sel, (d) des tiers composants, le rapport molaire entre le(s) au moins un composé de formule G, avantageusement un phosphonium(s) (a) et le substrat ([P+]/[sub]) étant au moins égal à '/4, avantageusement à 1/3, de préférénce à '/z, plus préférentiellement à
2/3. la somme de (a)+(b)+(c)+(d) représente 100% de lâdite phase liquide II est préfêrable que les éventuels solvants, notamment polaïres, ne diluent pas trop le, ou les; au moins un composé de formule G~ avantageusement un phosphonium(s). Ainsi lorsque (d) en comporte, ce solvant est présent en quantité
telle que le rapport massique entre la somme des solvants polaires et la somme des sels d'au moins un composé de formule G, avantageusement un phosphonium ([S.P.]/[P*]), c'est-à-dire (S.P.]/(a+b), soit au plus égal à 1, avantageusement à 1/z~ de préférence à 1'/5. II est préférable que la contrainte ci-dessus s' pplique à
tous les éventuels solvants, polaires ou non.
II convient d'expliciter que ~ n'est individualisé que pour la facilité
d'écriture de la rëaction et que Ar peut étre porteur d'au moins un autre groupe partant que ~~
groupes partant qui peuvent être identiques à, ou différents de ~. Ainsi dans les aromatiques polychlorés, l'ûn des chlores peut jouer le rôle de groupe partant cependant que les autres joueront le rôle de groupes électro-attracteurs, une fois l'échange réalisé, un autre chlore pourra être groupe partant et ainsi de suite.
Ainsi dans l'échange d'halogène, notamment sur des polychorobenzènés ou des polychloropyridines, tous les chlores peuvent être successivement substitués par des fluors mais l'échange, 'sera de plus en plus difficile au fur et a mesure du remplacement des chlores par des fluors, le aP (sigma p) du fluor (0,15) étant significativement inférieur à celui du chlore (0,25).
La présente invention ' est particulièrement adaptée pour traiter des noyaux pyridiniques et faiblement appauvris, tel que la somme des csP (constante de Hammett) des substituants de Ar, hors le ~, est au plus égale à 1, avaratageusemént à 0,0, de préférence à 0,6.
Parmi les cas que l'invention permet de traiter mieux que les autres est celui où
Ar est tel que le noyau aromatique porteur de ~ est un noyau à 6 chaînons dont les groupes électro-attracteurs sont des groupes électro-attacteurs par effet inducteur et non mésomère.

Ainsi le procédé de la présente invention est bien adapté au cas où Ar est tel que le noyau aromatique porteur de ~ est un noyau à 6 chaînons dont les groupes électro-attracteurs sont majoritairement, voire même uniquement, des halogènes, avantageusement chlore et fluor.
Le procédé selon la présente invention permet de traiter les cas où Ar est tel que le noyau aromatïque porteur de ~ est un noyau à 6 chaînons dont le, ou au moins un des groupes électro-attracteurs, est en position méta par rapport à
~, et est avantageusement un chlore et/ou un fluor.
Avantageusement ~- est moins nucléophile que l'agent nucléophile avec lequel il va s'échanger ; comme les échelles de nucléophilie sont difficiles à
utiliser, l'homme de rriétier pourra utiliser la règle empirique que ~H est avantageusement plus acide que ie nucléophile sous forme protonée. ~ .peut être un groupement nitro ou ammonium quaternaire, mais il est préférable qu'il soit un groupement pseudo-halogène ou de préférence un atome d'halogène choisi parmi le chlore, le brome et l'iode.
On entend désigner par pseudo-halogène, un groupement dont lé départ conduit à un anion oxygéné, la charge aniônique étant portée par l'atome de chalcogène et dont l'acidité, exprimée par la constante de Hammett, est au moins égale à celle de l'acide acétiqué, avantageusement à la seconde acidité de l'acidé
sulfurique et, de préférence à celle de l'acide trifluoroacétique.
A titre illustratif de ce type de pseudo-halogènes, on peut en particulier citer les anions correspondant aux acides sulfiniques et sulfoniques avantageusement perhalogénés sur le carbone porteur du soufre ainsi que les acides carboxyliques perfluor~s en a de la fonction carboxylique.
La réaction de substitution nucléophile étant relativement facilitée lorsque représente un atome d'iode, le procédé revendiqué est plus particulièrement intéressant lorsque ~ symbolise un atome de chlore, brome ou un pseudo-halogène.
En ce qui concerne le, ou les, substituants) de Ar, parfois désignés) par «groupements R», il(s) est (sont) présents) au niveau du noyau aromatique, il(s) est (sont) sélectionnés) de manière que globalement il(s) induisent) un appauvrissement en ëlectrons au niveau du noyau qui soit suffisant pour permettre, l'activation du substrat et la stabilisation du complexe Meisenhéimer (cf.
indication donnée supra).
Le substrat aromatique ainsi substitué possède une densité électronique au plus égale à celle du phényle, avantageusement au plus voisine de celle d'un chlorophényle et, de préférence d'un difluorophényle.
Cet appauvrissement peut être également dû à la présence dans le cycle aromatique d'un hétéroatome comme par exemple dans la pyridine, la quinoiéine.
II

est important de souligner que ce type d'appauvrissement n'est observé que lorsque Ar symbolise un composé présentant un cycle à 6 chaînons et fhétéroatome appartient à la colonne V (essentiellement azote ou phosphore) tel que défini dans le tableau de la classification périodique des éléments publiés au supplément au Bulletin de la Société Chimique de France en janvier 1966.
Le plus souvent, le ou au moins l'un des groupements R est un substituant électro-attracteur et non partant et plus préférentiellement est différent d'un substituant carboné.
Le ou les substituants) R lorsqu'il(s) est (sont) attracteur(s) peut (peuvent) être choisis) parmi les atomes d'halogènes et les groupements suivants - NO
- SO2AIk et S03AIk - Rf et de préfërence CF3 - CN
- CHO
- COAIk - CO~', où ~' est choisi parmi les ' mêmes valeurs que ~, avec les mêmes préférences - COOAIk - phosphone et phosphonate avec le symbole Alk représentant un hydrogène avantageusement un groupe alcoyle, linéaire ou ramifié, de préférence de Ci à C4:
Comme exemples de groupements R préférés, on peut plus partïculièrement citer les atomes d'halogéne et le groupement nitro.
Le ou les substituants R électro-attracteurs sont plus préférentiellement localisés en position ortho et/ou para par rapport aulx) groupements) partants) ~.
En ce qui concerne l'agent nucléophile destiné à se substituer au (x) groupements) partants) X au niveau du substrat aromatique il peut être engendré in situ lors de la réaction d'irradiation.
Comme agent nucléophile susceptible d'être utilisé selon l'invention, on peut notamment citer - la phosphine, l'arsine, l'ammoniac, - les phosphines, arsines, amines et leurs anions, - l'eau et son anion, - les alcools et alcoolates, - les hydrazinés, semi-carbazides, - les sels d'acides faibles tels les carboxylates, thiolates, thiols, carbonates, - le cyanure et ses sels, - les dérivés maloniques et - les imïnes.
Les dérivés nucléophiles azotés présentent un intérêt tout partïculïer dans le cadre du procédé revendiqué.
Les agents nucléophiles dont la fonction nucléophile est un anion, donne de bons résultats.
Un autre but de la présente invention. est de fournir un procédé notamment utile pour réaliser des réactions d'échanges entre le fluor et les halogènes du nombre atomique plus élevé, présents sur le substrat aromatique, et notamment les réactions d'échanges entre le fluor et le chlore.
Les réactions d'échanges inverses, c'est-à-dire le remplacement d'un halogène par un halogéne de rang plus élevé, sont également possibles. Toutefois, ce type de réaction présente un intérêt moindre et est en outre plus difficile à
réaliser.
Néanmoins, il est à la portée de l'homme de l'art de mettre à profit l'enseignement du présent procédé pour réaliser d'autres réactions d'échanges, et notamment ces réactions d'échanges inverses.
Dans le cas des réactions d'échanges entre le fluor et les halogènes d'un nombre atomique plus élevé, on privilégie l'emploi d'un fluôrure à titre d'agent nucléophile:
Avantageusement, le fluorure est un fluorure d'un métal alcalin de nombre atomique au moins égal à celui du sodium et de préférence est un fluorure. de potassium.
Le fluorure, alcalin ou alcalino-terreux est au moins partiellement présent sous la forme d'une phase solide.
En général, la réaction est menée à une température inférieure à celle retenue pour une réaction menée dans les conditions usuelles.
Bien que cela ne soit pas préféré, la réaction peut être menée en présence d'un solvant.
On peut également procéder à une récupération en continù des composés les plus volatiles au fur et à mesure de leur formation. Cette rëcupération peut être par exemple réalisée par distillation.
Selon un des modes possibles, le chauffage est réalisé partiellement ou totalement par micro-ondes de !a présente invention ; dans ce cas il est préférable que les micro-ondes soient émises par périodes courtes (de 10 secondes à 15 mn) alternant avec des phases de refroidissement. Les durées respectives des périodes d'émission de micro-ondes et des périodes de refroidissement sont choisies de manière à ce que la température à la fin de chaque période d'émission de micro-ondes demeure inférieure à une température initiale fixée et qui est en général inférieure à celle de la résistance des ingrédients du mélange réactionnel.
II est également possible de réaliser un tel chauffage selon un mode opératoire dans lequel le mélange réactionnel est soumis sïmultanément aux micro-ondes et à
un refroidissement. Selon cette varïante, la puissance dégagée par les micro-ondes est alors choisie de manière à ce que, pour une température initiale fixée, généralement celle de fonctionnement, elle soit équivalente à l'énergie évacuée par le système de refroidissement et ceci à la chaleur dégagée ou absorbée par la réaction prés.
Un tel procédé de chauffage actinique a par ailleurs pour avantage d'être compatible avec un mode de fonctionnemenfi en continu. Ce mode d'utilisation permet avantageusement de s'affranchir des problèmes d'échanges thermiques susceptibles d'être engendrés lors des opérations d'ouvertures et fermetures du réacteur où sont émises les micro-ondes.
Selon ce mode de. fonctionnement, les matériaux à activer sont introduits en continu via un orifice d'entrée au sein du réacteur où ils subissent une activation par micro-ondes et on évacue, en continu, dudit réacteur via un orifice de sortie, les produits activés.
Dans le cas de chauffage actïnique par micro-ondes, ï1 est préconisé
d'utiliser une puissance dégagée par tes micro-ondes comprise entre 1 et 50 watts par milliéquivalent de substrat aromatique. II est également souhaitable de se plier à la contraïnte selon laquelle la puissance dégagée par les micro-ondes. est comprise entre 2 et 100 watts par gramme de mélange réactionnel.
Le milieu selon l'invention peùt être ùtilisé concomitamment avec un catalyseur réputé être un catalyseur de transfert de phases, surtout quand ce catalyseur est un catalyseur de nature cationique. II peùt notamment s'agir de cations cryptés par exemple des éthers couronnes cryptant des alcalinsï
Ces catalyseurs de transfert de phases peuvent étre utilisés en présence ou en absence, de préférence en présence, d'un cation alcalin particulièrement lourd et donc de rang atomique élevé tel que le césium et le rubidium.
La teneur en cation alcalin lorsqù'il est ~ utilisé comme promoteur est avantageusement comprïse entre 1 et 5%, de préférence entre 2 et 3% en moles de l'agent nucléophile utilisé. Ces domaines sont des domaines fermés, c'est-à-dire qu'ils comportent leurs limites.
Le réactif peut comporter à titre de promoteur des agents de transfert de phases et qui sont des oniums (cations organiques dont le nom se termine par onium). Les oniums représentent en général i à 10%, de préférence de 2 à 5% en moles du substrat aromatique, le contre ion est indifférent mais le plus souvènt halogéné.
Dans la présente description, les oniums sont définis comme des composés choisis dans le groupe des cations formés par les colonnes VB et VIB tels que définis dans le tableau de la classification périodique des éléments publiés au supplément au Bulletin de la Société Chimique de France en janvier 1966, avec respectivement quatre (colonne VB) et (colonne VIB) ou trois chaînes hydrocarbonées. Ces agents de transferts de phase sont usuellement utilisés lorsque le mélange réactionnel comporte au .moins deux phases condensées (rappelons que «phase condensée»
recouvre les phases liquides et solides) dans la présente invention ces agents présentent beaucoup moins d'intérêt, les phosphoniums étant, pour un grand nombre d'entre eux, considérés comme des agents de transfert de phase.
Parmï les oniums, les préférés sont les tétraalcoylammoniums de 4 à
28 atomes de carbone, de préférence de 4 à 16 atomes de carbone:. Le tétraalcoylarnmonium est en général du tétraméthylammonium. II convient toutefois de signaler que l'intérêt de tels composés dans le milieu selon la présente invention présente moins d'intérêt que dans la technique usuelle.
Selon l'invention les solvants aprotiques polaires sont ceux qui présentent avantageusement un moment dipolaïre significatif et un nombre donneur relativement élevé. Ainsi, sa constante diélectrique relative epsilon est avantageusement au moins égale à environ 10, de préférence l'epsilon est inférieure ou égale à
100 et supérieurè ou égale à 25 et son indice donneur compris entre 10 et 50, ledit indice donneur étant 1è ~H (variation d'enthalpie) exprimé en kilocalorie de l'association dudit solvant aprotique dipolaire avec le pentachlorure d'antimoine: Selon la présente invention ces solvants jouent un rôle de tiers solvant mais leur présence est nuisible à fa cinétique de la réaction, aussi leur proportion doit être limitée aux valeurs spécifiées ci-dessus.
D'une manière générale, il est connu qu'unè granulométrie fine a une influence sur la cinétique. Ainsi, ï1 est souhaitable que ledit solide en suspension présente une granulométrie telle que son d9o (défini en tant que la maille laissant passer 90% en masse du solide) est au plus égal à 100 pm, avantageusement au plus égal à 50 pm;
de préférence au plus égal à 200 pm. La limite inférieure est avantageusement caractérisée par le fait que ie d1o dudit solide en suspension est au moins égal à
0,1 pm, de préférencè au moins égal à 1 pm.
En général, le rapport entre ledit agent nucléophile, de préférence le fluorure alcalin, et ledit substrat est compris entre 1 et 1,5, de préférence aux alentours de 5/4 par rapport à la stoechiométrie de l'échange.

Le taux en masse en matières solides présentes dans le milieu réactionnel est avantageusement au moins égal à 1 /5, avantageusement 1 /4, de préférence 1 /3.
L'agitation est avantageusement menée de manière qu'au moins 80%, de préférence au moins 90%, des solides, soit mainfienu en suspension par l'agitation.
Selon la présente invention, la réaction est avantageusement menée à une température allant d'environ 150 à environ 250°C. Dans la présente description le terme "environ" est employé pour mettre en exergue le fait que les valeurs qui le suivent correspondent à des arrondis mathématiques et, notamment , que, en l'absence de virgule, lorsque le ou les chiffres les plus à droite d'un nombre sont des zéros, ces zéros sont des zéros de position et non des chiffres significatifs, sauf bïen entendu s'il en est précisé autrement.
II convient toutefois de souligner que lorsque la température augmente, la cinétique augmente mais que la sélectivité diminue.
Les exemples suivants illustrent l'invention.
I. Echange SNA~
Dans un ballon de 5 ml surmonté d'un réfrigérant à roue, , on ajoute 3 équivalents de I<F et 0,4 équivalent de chlorure de tétraméthylammonium dans un solvant ionique, à savoir le méthylbutylimidazolinium, c'est-à-dire ou R1 est méthyle et/ou R6 est butyle. Le coanion est le PF6_. Le tout est séché à
100°C sous vide de la pompe à palette (10-2 mm de, mercure) et sous agitation magnëtique pendant 3 h. On addition un équivalènt du substrat et l'on chauffe 24 h à
150°C.
Ensuite, on refroidit à l'ambiante puis on extrait le milieu réactionnel trois fois avec 3 ml d'éther éthylique. On réalise un dosage de cette solutiàn en chromatographïe en phase vapeur, puis on effectue un contrôle RMN sur l'isotope 19 du fluor pour identifier les produits de la réaction.
Exemple 1 Substrat parachloronitrobenzène La manipulation a été réalisée sur, d'une part, du fluorure de potassium du commerce, et d'autre part, sur du KF ultrasec obtenu par atomisation à plus de 300° d'une solution aqueuse de fluorure de potassium. Dans le cas du fluorure du commerce, on obtient 60 % du produit fluoré et 40 % du produit de départ dans les mêmes utilisations de fluorure de potassium atomisé améliorent légèrement les résultats.
Exemple 2 Action sur le trichloronitrobenzène On reprend le mode opératoire général en changeant les quantités de KF et de chlorure de tétraméthylammonium, on utilise ici 2 équivalents de KF, 1 équivalent de chlorure de tétraméthylammonium, on récupère 18 % du produit de départ, 35 % du mono, substitué en ortho, 6 % du mono substitué en para et 31 du difluoré. Des comparaisons en faisant baisser la proportion d'agent de transfert de phase montrent que celui-ci a relativement peu d'importance.
Exemple 3 : Comparaison entre différents solvants ioniques La comparaison est faite entre ~ le butylméthylimidazolinium, ci-après désigné par Bmim avec comme coanion PF6 ;
~ le N-octylméthylimidazolinium C$ linéaire, ce cation sera désigné
ultérieurement par Cemim avec comme coanion BF~: ;
~ le butyldiméthylimidazolinium ci-après désigné par Bdim avec comme coanion ~ l'éthylméthylimidazolinium ci-après désigné par Emim et sous forme de bromure ;
~ et le sulfolane qui représente l'état antérieur de la technique.
II est à noter que lorsqu'il y a deux substituants sur fimidazole; ces deux substituants sont situés sur chacun des azotes: Quand il y a un troisième substïtuant, il est substitué sur le carbonè situé entre les deux azotes; et correspond dans la nomenclature de la présente description, à R5.

Br-_ N+~
N
EmimBr M.P. 79-81 °C ; soluble dans l'eau, soluble dans CH2CI2, insoluble dans Et20.
Comparaison avec BmimPF6, C8mimBF4, BdmimPFs et le sulfolane.

~Frn. (2 éq~) I ~ I ~ I ~ I w Autres ~ U U U
i 6h., 150 °C , ~ ~
BmimPF6 94% 5% 0% 0% 1%.
BdimPFg' 38% 7% 0% 35% 20%
CBmimBFq. 82% 3% 0% 2% 13%
EmimBr 21% 63% 5% 0% 11%
sulfolane' 8% 5% 0% 86% 1%
(par CPV) La ractivit beaucoup plus leve dans le solvant EmimBr est encore mieux illustre avec la comparaison suivante ccl CFCI2 CF2CI CF3 CCI3 s KFrn. (2 G~) w w ~ w Autres 15~ ~ , ~ , ~ ~ ~ ~

aprs 2~ min.

BmimPFs 10% 0% 0% 90% , 0%

EmimBr 62!0 17% 0% 1 % 20%

(par CPV) Exemple 4 Sélectivité vis-à-vis du composé monofluoré

II s'agissait de savoir si le solvant le plus efificace du point de vue de la cinëtique pouvait permettre d'obtenir une bonne sélectivité pour obtenir un composé
monofluoré et ce notamment en utilisant une quantité réduite de fluorure de potassium.
Réaction avec 1 seul équivalent de K>=
CCI CFCl2 CF2Cl CF3 CCI3 g I<Frn. ~(1 éq.) I w I w I \ I w Autres 150 C ~ ~ e ~i Après 70 min BmimPF6 35% 2% 0% 62% 1'%
Aprés 6 min. EmimBr 41 % 2% 0% 34% 23%
Aprés 20 min. EmimBr 54% 2% 0% 26% 1$°!°
Aprés 300min. EmimBr 42% 8% 0% 24% 26°!°
(par CP~
Comme dans le solvant BmimPF6, avec 1 équivalent de I<F: la réaction bloque.
Pour EmimBr le maximum est atteint après 20 min:; après 6h de réactiôn on constate que la consommation de trichlorotoluène a peu évolué. Par rapport aù
solvant BmimPF6 on constate que la cônsommation du produit de départ est nettement plus élevée.
- Influence de la température.
CCi CFCi2 CF2Ci CF3, CCi3 3 KFrh. ô2 éq.) I ~ I ~ I ~ I w Autres 120 C ~
Après 300 min BmimPF6 2% 0% 0% 97% 1 Aprés 90 min. EmimBr 78% 3% 0% 14% 5%
(par CP~

Exemple 5 Synthèse du composé difluoré
CCl3 CFCl2 ÇF2Ci CF3 CCl3 KF~n. 03 éq.) I w I w ~ w I ~ Autres 150 C ~ , i Après 10 min EmimBr 30% 57% 4% 1 % 8%
Aprés 200 min. EmimBr 4% 77% 12% 0% 7%
(par CP~
Au vu de ces résultats, on s'aperçoit qu'il est possible d'accéder sélectivement aux composés monofluorés et dïfluorés. L'accès au composé trifluoré est également possible.
On s'aperçoit que pour la réaction de fluoration étudiée on peut déterminer à
ce stade 3 types de solvants - Solvant très réactif : EmimBr - Solvant réactif : EmimPF6>BmimPF6,, BmimBF4 >C$mimPF6, C$mimBF4 - Solvant un peu moins réactif : BmimCl, BmimTf2N
L'anion et la longueur de la chaîne alcoyle ont une influence sur le résultat.
En allongeant la chaîne alcoyle (augmentation du caractère hydrophobe) on diminue la réactivité.
Exemple 6 Propriétés de différents imidazoliniums testés U

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U U U U U ~n Exemple 7 Étude de différents solvants ioniques dans la monofluoration du phénylchloroforme C4Hg ~ CsHi7 ~ ~ H3 N ~ N't C4~ ~N
ON-CH3 ~ pFg- ~N-CH3 a $F4' ~N~CH PF -3~ 6 BmimPFs CBmimBF4 BdimPFs Préparation des s~ivants ioniques Exemple 7a Préparation des solvants ioniques Diverses procédures,on été décrites dans,la littérature pour la synthèse de solvants iôniques. En ce qui concerne les solvants ioniques possédant un catïon imidazole la synthèse commence par la formation de l'halogénure, par condensation de l'imida~ole et de l'halogénoalcane correspondant (Schéma 2).
Ri Ri Ri R--X N ~ -Me R \ N + N-Me X - HA ou NaA ou AgA R ~ N + N-Me ~ A, _ Schéma 2 La seconde partie de la synthèse consiste â échanger l'ion chl~rure par l'anion souhaité; 3 méthodes ont été décrites dans la littérature:
- par réaction avec l'acide correspondant (ex: HPF6);
Problème: prësence d'acide dans le solvant ionique final.
- par réaction avec le sel de sodium correspondant (ex: NaBF4);
Problème: la réaction est souvent incomplète et C"mimCl est miscible dans CnmimA.
- par réaction avec le sel d'argent correspondant (ex: Ag BF4) Problème: cette méthode est limitée de par le prix des sels d'argent utilisés (ex: AgBF4 5g/514 frs Aldrich).

La méthode utilisant la solution acide a l'avantage d'être une réaction complète et les traces d'acides peuvent être éliminées si l'on prend soin de laver le solvant ionique, formé à l'eau jusqu'à pH neutre. Si le solvant est stocké
durant une longue période, il n'est pas inutile de le relaver à l'eau avant utilisation.
II a été montré qu'une filtration sur gel de silice et un lavage au carbonate de sodium permet d'atteindre une meilleure pureté en particulier dans le cas ou ia réaction d'échange de l'anion a été,faite en utilisant le sel de sodium.
Pour notre étude nous avons synthétisé nos solvants en utilisant l'échange d'anion par une solution acide de HPF~ ou HBF4 comme,décrit ci-dessous.
Procédure pour bmimPFs (i-n-butyl-3-methylimïdazolinium hexafluorophosphate) Le 1-méthyl-1 H-imidazole (15 ml, 0,18 mmol) et le 1-chlorobutane (19 ml, 0,18 mmol) ont étë agités à 70 °C à reflux pendant 72 h. Le liquide rësultant a .
été laissé refroidir à la température ambiante puis lavé avec de l'acétate d'éthyle (3 x 50 rnl). Les traces résiduelles de l'acétate d'éthyle ont été éliminées par .
tirage sous vide suivi par une dilutïon du liquide visqueux dans l'eau ,(100 ml).
L'acide hexafluorophosphorique (30 ml d'une solution à 60 % dans l'eau, 0,2 mol) a été ajouté à l'émulsion résultante avec précaution pour éviter un, dégagement violent de température, puis le mélange a été agité toute la nuit.
Les deux phases ont été séparées et le liquide ionique a été lavé avec des' aliquots d'eau (30 ml) jusqu'à ce que cette eau de lavage ne soit plus acide.
Le mélange a alors été chauffé sous vide 'à 70 °C pour éliminer les traces d'eau et .
obtenir le liquide ionique BmimPF6 (47 g, rendement de 92 %). Enfin, un passage . sur gel de silice du liquide ionïque BmimPF6 dissous dans du dichlorométhane (50 ml) suivi par plusieurs lâvages du gel de silice avec du dichlorométhane (5 x 20 ml) a permis d'obtenir le BmimPF6 incôlore (39 g, 76 de rendement).
Les autres solvants ioniques C8mimBF4 et BdimPF6 ont été prëparé en suivant cette méthode en utilisant les produits de départs correspondants.
Tous ont été analysés par RMN du fluor, du proton, du carbone et du phosphore (pour les anions PF6).

Exemple 7b Réactivité des différents solvants ioniques - Dans BmimPFs CÇI3 KFrh. (2 éq~) CFCI2 CF2CI CCl3 autres bmimPFe I ~ I ~ I ~
6h., 150 °C
1 mmol 94% 5% 0% 1 % (par CPV) mmol g4% 5% 0% 1 % (par CPV) Schéma~3 La réaction de monofluoration est totale en utilisant 2 équivalents de fluorure de potassium, après 6h. à 150 °C. En début de réaction, le solvant ionique se colore en rouge, et cette coloration persiste même après lavage à l'eau et à
l'éther mais la RMN du proton indique que te solvant est propre.
- Influence du catalyseur Le chlorure de tétraméthylammonium a été utilisé dans des études préliminaires pour catalyser cette réaction. Cependant, dans les conditions décrites ici, pour la réaction de monofluoration, le catalyseur n'a pas d'influence sur la cinétique de la réaction comme il est possible de le voir en comparant les courbes suivantes (Graphique y):

Avec 2 éq. de KF,,, et 0.1 éq. de TMAC
-Avec TMAC -Sans TMAC
120,00 %
100,00 80,D0%
60,00% j /.-~ ~ ' 40.00 ~ ' ' ' ' , f 20,00 0,00 ' 0 40 70 120 150 185 ' 225 295 . 15' 360 Temps (minutes) Graphique '1 C~uantit de KF

Avec KF~h la raction ralentit :
1,5 70 % de PhCFCl2 et 30 % de quivalnt de PhCCl3 (Graphique 2).

. Avec 1.5 eq, de KF~,, 100.00io . ..r~.- ' , ~., ~ ' ~ , e 90.00% "~
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30.00%

20,00%

10,00 O,OD
. 0 150 200 250 300 350 ~ 50 Graphique 2 Dans les mëme conditions, avec 1 équivalent de KF~h la réacfiion ralentit 34 % de PhCFCl2 et 66 % de PhCCl3 (Graphique 3).
Avec 1 éq, de KF,h loo.oo% , 'I
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30.00% ~~
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w°.--.~.._,.r.-,.'°' so,oo%
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30',00% ' ' , 20.00 10.00%
0.00% , 0 30 6090 120 150 180 210 240 ~ 270 300 ' .
Temps (minutes) Graphique 3 Exemple 8 Recyclagè du solvant BmimPFs La procédure utilisée pour chaque réaction est la suivante Une suspension de 116 mg (2 mmol) de fluorure de potassium dans 2 ml d'hexafluorophosphate de butylimidazolinium a été agitée pendant 1 h à
100°C
sous un vide de 0,1 mm de mercure.
Après remplacement du vide par de l'azote, on porte à 150°C, puis on introduit 142 p1 de phénylchloroforme (1 mmol) ont été ajoutés, et le mélange réactionnel a été chauffé à 150°C pendant 6 h: Les matières organiques ont été
extraites trois fois avec 3 ml d'éther diéthylique. Le liquide ionique fut lavé trois fois avec 3 ml 'd'eau froide. Le liquide ionique a alors été à nouveau chauffé
à
100°C pendant 1 h sous vide avant réutilisation comme précédemment.

Exemple 9 : Essais comparatifs de l'infiluence de la teneur en sels fondus sur l'avancement de la réaction Mode opératoire Dans un tube de 60 ml sont introduits - le 1,3,5-trichlorobenzène : 0,5 g (2,8 mmol) - le sulfolane 0,2 g - KF (atomisé) : 0,51 g (3,1 équivalents molaires/TCB) - Bu4PBr : quantité variable selon l'essai voir tableau.
Les tubes sont fermés par un septum et un bouchon à vis, puis chauffés sous agïtation durant 3 heures à 230°C. Après retour à température ambiante, les composés organiques sont solubilisés dans du dichlorométhane, et analysées par CPG.
d'change Rapport entre CI/F ralis d echange CI/F

Rdt Rdt ralis et EssaisEq Bu4PBr Rdt % % (DCFB, %

molaire/TCB DFCB TFB pFCB, TFB) quantit Bu4PBr molaire/TCB

1 0,26 4 0 0 1 0,15384615 2 0,51 20 0 0 7 0,39215686 3 0,77 60 21 0 34 1,32467532 4 1,03 38 35 2 38 1,10679612

5* 1,50 29 43 9 47 0,94666667

6* 2,00 25 40 11 46 0,69 Les valeurs avec taux de transformation élevé en di et surtout en trifluoré
sont sous évaluées, en raison de la volatilité de ces composés ce qui conduit d'une part à une perte des produits formés et d'autre part à un temps de séjours des volatils plus .faible. Ces éléments rendent l'effet nén linéaire du Bu4PBr encore plus indiscutable.

d'échange CIIF

--~--Sr 1p p~5 ~~5 2,5 quivalents Bu4PBr Léquel effet .non linéaire apparait aussi nettement lorsque les mesures sont présenteés de la mâniére suivante O O O O DOI~
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0 ', 0,26 ' 0,51 0,77 1,03 1,50 2,00 ' rapportmolalre entre phosphonlum et substrat La forme en S des courbes ci dessus montre que l'effet des phosphoniums n'est pas linéaire et que l'effet du phosphonium à des ràpports élevés n'est pas réduçtible à celui dés fàibles rapports. A partir d'un rapport de l'ordre de '/4 et surtout d'un tiers l'augmentation de la conversion devient considérable.
Exemple 10 : essai en réacteur~~arFaitement agité
Dans un réacteur de 500 ml sont introduits ~ TCB 61.5 g (0.34 mol) ~F 85.1 g (0.36 mol, 3,3 équiv/TCB) ~ Bu4PBr 154.4 g (0:166 mo1,1,34 équiv/TCB).
Le mélange est chauffé à 120°C, mis sous agitation (suspension homogène), puis chàuffé à 190-210°C durant 4 heures. Les composés volatils formés au cours de la réaction sont distillés en continu.
Puis le chauffage est coupé, le réacteur est mis sous vide partiel (150-200 mbar), afin de distiller le TCB et le FDCB.
Somme des distillats récupérés : m = 48.4 g Bilan oraanigue aromatiaue analyse CPG
Produit Somme % molaire TCB mmol 19.5 5.7 FDCB (mml 132.4 39 DFCB mmol 118.4 35 TFB mmol 43 13 Somme 313.3 92.7

8 PCT/FR02/01657 Exemple 11 : réaction du 1,3-dichlorobenzène CI F F
Bu4PC1 CI 'CI 'F
DCB CFB DFB
Mode opératoire Dans un réacteur parfaitement agité de 200 mL muni d'un thermomètre et d'un dispositif de distillation, on introduit dans l'ordre - KF : 12,50 g (2,11 équivalents /.1,3-dichlorobenzène) - Bu4PCl : 90,07 g (3,00 équivalents /1,3-dichlorobenzène - 1,3-dichlorobenzène : 14,99 g Milieu réactionnel est chauffé durant environ 3 heures, à 210-220°C
sous un léger reflux.
On distille sous pression atmosphérique une première fraction (1), puis on effectue une distillation sous vïde partiel (jusqu'à 33 mbar, 220°C
dans la masse réactionnelle). conduisant à la fraction (2).
Les fractions 1 et 2 sont rassemblées et analysées en HPLC.
Résultats Taux de transformation du DCB = 74,7 Rendement du CFB = 55,3 Rendement du DFB = 5,7 Exemple y2 :réaction du 1,2,4-trichlorobenzène CI F CI CI F CI F
Bu--=~ ( / + I / + I / + ~ r + I / +
ICI ICI ~F ICI ~F ~F CI
CI CI CI F CI F F

Mode opératoire Dans un réacteur parfaitement agité de 200 mL muni d'un thermomètre et d'un dispositif de distillation, on introduit dans l'ordre - KF : 13,8 g (1,5 équivalents ./124TCB) - Bu4PCl : 47 g (1 équivalent /124TCB
- 1,2,4-trichlorobeznène : 29,8 g Milieu réactionnel est chauffé durant environ 3 heures, à 205-215°C
sous un léger reflux.
On distille sous, pression atmosphérique une première fraction (1), puis on effectue une distillation sous vide partiel (jusqu'à 280 mbar, 220°C
dans la masse réactionnelle) conduisant à la fraction (2).
Les fractions 1 et 2 sont rassemblées et analysées en HPLC.
Résultats Taux de transformation du 124TCB - 80,4 Rendement du DCFB = 45,2 Rendement du CDFB = 5,5

Claims (43)

REVENDICATION

1. composition utile comme milieu réactionnel caractérisé par le fait qu'elle comporte au moins un composé ionique dont le cation est de formule générale G

où R1, R2, R3, et R4, identiques ou différents, sont choisis parmi les radicaux hydrocarbonés monovalents ;
où n est choisi parmi les valeurs zéro et un ;
où A est un atome métalloïde de la colonne VB (colonne de l'azote) (la classification périodique des éléments utilisée dans la présente demande est celle du supplément au Bulletin de la Société Chimique de France, janvier 1966, no 1) ;
où E est un groupe divalent porteur d'au moins une double liaison conjugue avec la double liaison E=A et/ou d'un autre atome métalloïde porteur d'au moins un doublet, lequel est conjugué directement ou indirectement avec la double liaison E=A, avantageusement d'un métalloïde de la colonne VB dont le doublet est conjugué directement ou indirectement avec la double liaison E=A.

2. composition selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte comme co-anion un anion choisi parmi les halogénures et leurs mélanges.

3. composition selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre un nucléophile anionique dont le pKa de l'acide associé est au plus égal 5, avantageusement à 4.

4. composition selon les revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'elle comporte des ion fluorures.

5. composition selon les revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la somme des ions bromure et des ions chlorure est au moins égale à 1/2 fois la quantité de cation de formule G (exprimée en équivalent).

6. composition selon les revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'elle est aprotique et par le fait qu'il présente un rapport massique entre l'eau et le sel dont le cation répond à la formule G au plus égal à 200 ppm, de préférence à 100 ppm.

7. Composition selon les revendications 1 à 6, caractérisée par le fait qu'elle comporte, hors le substrat, dans une phase liquide pour addition successive ou simultanée a) un composé ionique dont le cation est de formule générale G , avantageusement un phosphonium quaternaire, ou un mélange de phosphoniums quaternaires, comportant au moins 4 atomes de carbone ;
b) un co-anion ;
c) un substituant nucléophile, éventuellement sous forme de sel ;
d) des tiers composants ;
caractérisée par le fait que lorsque (d) comporte un éventuel solvant polaire, ce dernier est présent en quantité telle que le rapport massique entre la somme des solvants polaires et la somme des sels de phosphonium ([S.P.]/[P+]), c'est-à-dire [S.P.]/(a+b), soit au plus égale à 1, avantageusement à 1/2, de préférence à 1 /5 et par le fait que la somme de (a)+(b)+(c)+(d) représente 100% de ladite phase liquide.

8. Composition selon la revendication 7, caractérisée par le fait qu'elle, caractérisée par le fait que, hors substrat, le rapport massique entre le composant (d) d'une part, et les composants (a)+(b)+(c) d'autre part, est au plus égal à 1, avantageusement à 1/2, de préférence à 1 /3.

9. Composition selon les revendications 7 et 8, caractérisée par le fait qu'elle, caractérisée par le fait que, lorsque le nucléophile est ionique, le rapport molaire entre le composant (c) et le composant (a) est supérieur à
0,01 ;avantageusement à 0,02.

10. Composition selon les revendications 7 à 9, caractérisée par le fait que lorsque le nucléophile est ionique, une partie au moins du co-anion est formée dudit nucléophile.

11. Composition selon les revendications 7 à 10, caractérisée par le fait que le nucléophile est ionique, et que le rapport molaire (ou en équivalents lorsque les composants sont polyfonctionnels) entre le composant (c) et le composant (a) est supérieur à 0,5;avantageusement à 0,7:

12. Composition selon les revendications 7 à 11, caractérisée par le fait que ladite composition comporte en outre une phase solide.

13. Composition selon les revendications 7 à 12, caractérisée par le fait que ladite phase solide comporte au moins un sel formé d'un cation minéral et de l'anion correspondant audit nucléophile et/ou du groupe partant de ladite substitution nucléophile:

14. compositions selon les revendications 7 à 13, caractérisée par le fait que ledit substituant nucléophile est présent dans la phase liquide sous forme de sel de cation minéral et par le fait que le rapport molaire (ou en équivalent) entre ledit cation minéral dissous et le composant (a) (CM/[P*]) est au moins égal à 1 /100, avantageusement à 1 /20.

15. Composition selon les revendications 7 à 14, caractérisée par le fait que ledit nucléophile est l'ion fluorure, avantageusement sous la forme d'un sel alcalin.

16. Utilisation des compositions selon les revendications 1 à15, caractérisée par le fait que pour réaliser une réaction de SN2 ou de SNAr.

17. Utilisation selon la revendication 16 pour réaliser une réaction de SN2 dont le nucléophile est un anion dont le pKa de l'acide associé est au plus égal à 5, avantageusement à 4.

18. Utilisation selon les revendications 16 et 17, caractérisé par le fait que le substrat est une molécule porteuse d'un atome de carbone sp3 lui-même porteur de deux halogènes dont l'un au moins constitue un groupe partant.

19. Utilisation selon les revendications 16 à 18, caractérisé par le fait que le nucléophile est un fluorure.

20. Utilisation selon les revendications 16 à 19, caractérisé par le fait que l'on utilise comme milieu réactionnel dans une réaction de substitution nucléophile, avantageusement aromatique, au moins un sel de phosphonium, comportant au moins 4 atomes de carbone.

21. Utilisation selon les revendications 16 à 20, caractérisé par le fait que ledit milieu réactionnel présente un rapport massique entre la somme des solvants polaires et la somme des sels de phosphonium ([S.P.]/[P+]) au plus égal à1, avantageusement à 1/2, de préférence à 1/5.

22. Utilisation selon les revendications 16 à 21, caractérisé par le fait que ledit phosphonium répond à la formule (I):
où R1, R2, R3, et R4, identiques ou différents, sont choisis parmi les radicaux hydrocarbonés.

23. Utilisation selon les revendications 16 à 22, caractérisé par le fait que lesdits radicaux hydrocarbonés R1, R2, R3, et R4, sont choisis parmi:
~ les alcoyles, ~ les aryles éventuellement substitués, ~ les groupes amino et imino, avantageusement ceux dont l'azote lié à un phosphore ne porte pas d'hydrogène, ~ les hydrocarbyloxyles.

24. Utilisation selon les revendications 16 à 23, caractérisé par le fait qu'au moins l'une des chaînes carbonées portées par le phosphonium est de nature aliphatique, c'est-à-dire que le carbone assurant le lien avec l'atome de phosphore est d'hybridation sp3.

25. Utilisation selon les revendications 16 à 24, caractérisé par le fait qu'au moins deux, avantageusement trois, des chaînes carbonées portées par le phosphonium sont de nature aliphatique.

26. Utilisation selon les revendications 16 à 25, caractérisé par le fait que les quatre chaînes carbonées portées par le phosphonium sont de nature aliphatique.

27. Utilisation selon les revendications 16 à 26, caractérisé par le fait que le nombre total de carbone des phosphoniums de formule I est au plus égal à
50, avantageusement à 35, de préférence à 25.

28. Utilisation selon les revendications 16 à 27, caractérisé par le fait que lorsqu'il(s) est (sont) au moins partiellement aliphatique(s), le(s) phosphonium(s) de formule I présente(nt) un nombre total de carbone au plus égal à 30, avantageusement à 25, de préférence à 20.

29. Utilisation selon les revendications 16 à 28, caractérisé par le fait que caractérisée par le fait qu'au moins deux, avantageusement trois, des chaînes carbonées portées par le phosphonium sont de nature aliphatique et que le nombre total de carbone des phosphoniums de formule I est au plus égal à 25, de préférence à 20.

30. Utilisation selon les revendications 16 à 29, caractérisé par le fait que le sel de phosphonium répond la formule (I') où X- représente un anion (ou un mélange d'anion) assurant la neutralité
électrique, avantageusement un anion monochargé.

31. Utilisation selon la revendication 30, caractérisé par le fait que lorsque le nucléophile est anionique X-, ou l'un des anions qu'il représente est le, ou l'un des, nucléophile(s) de ladite substitution nucléophile.

32. Utilisation selon la revendication 30, caractérisé par le fait que X- est au plus aussi nucléophile que le nucléophile, avantageusement moins.

33. Utilisation selon les revendications 30 à 32, caractérisé par le fait que X- est un anion tel que XH soit au moins aussi acide que l'acide acétique, avantageusement que la seconde acidité de l'acide sulfurique.

34. Utilisation selon les revendications 30 à 33, caractérisé par le fait que X-, est choisi parmi les halogènes.

35. Procédé de substitution nucléophile caractérisé par le fait que l'on met en contact un substrat de formule générale (III) Ar-~ (III) ~ où Ar est un radical aromatique dans lequel le noyau porteur de ~ est appauvri en électrons, soit parce qu'il comporte au moins un hétéroatome dans son cycle, soit parce que la somme des .sigma.p de ses substituants, hors le ~ considéré, est au moins égale à 0,2, avantageusement à 0,4, de préférence à 0,5, et ~ où ~ est un groupe partant avantageusement sous la forme d'un anion ~ ;
avec une composition selon les revendicationsl à 34.

36. Procédé selon la revendication 35, caractérisé par le fait que Ar est porteur d'au moins 1 autre groupe partant que ~.

37. Procédé selon les revendications 35 et 36, caractérisé par le fait que la somme des .sigma.p (constante de Hammett) des substituants de Ar; hors le ~, est au plus égale à 1, avantageusement à 0,8, de préférence à 0,6.

38. Procédé selon les revendications 35 à 37, caractérisé par le fait que Ar est tel que le noyau aromatique porteur de ~ est un noyau à 6 chaînons dont les groupes électro-attracteurs sont des groupes électro-attacteurs par effet inducteur et non mésomère.

39. Procédé selon les revendications 35 à 38, caractérisé par le fait que Ar est tel que le noyau aromatique porteur de ~ est un noyau à 6 chaînons dont les groupes électro-attracteurs sont des halogènes, avantageusement chlore et fluor.

40. Procédé selon les revendications 35 à 39, caractérisé par le fait que Ar est tel que le noyau aromatique porteur de ~ est un noyau à 6 chaînons dont le, ou au moins un des groupes électro-attracteurs, est en position méta par rapport à ~, et est avantageusement un chlore et/ou un fluor.

41. Procédé selon les revendications 35 à 40, caractérisé par le fait que ~
est un pseudo-halogène, un chlore ou un brome, avantageusement un chlore.

42. Procédé selon les revendications 35 à 41, caractérisé par le fait que le nucléophile est un ion fluorure.

43. Procédé de substitution nucléophile SN2 caractérisé par le fait que l'on met en contact un substrat de formule générale R-CX'X'''-X'' où R est choisi parmi les restes hydrocarbonés, notamment aryle ou alcoyle, les halogènes, les groupes électro-attracteurs ;
avec X' choisi parmi les halogènes de préférence le chlore ;
avec X''' choisi parmi les halogènes, de préférence le chlore ;
avec bien entendu la condition que R, X et X' ne peuvent être simultanément fluor, et que l'un d'entre eux représente au moins un halogène plus lourd que le fluor à échanger avec le fluor, de préférence le chlore ;
avec X" choisi parmi les restes hydrocarbonés avec une composition selon les revendications1 à 34.