EP1181246A1 - Method for activating mineral fluoride in an organic medium - Google Patents

Method for activating mineral fluoride in an organic medium

Info

Publication number
EP1181246A1
EP1181246A1 EP00915275A EP00915275A EP1181246A1 EP 1181246 A1 EP1181246 A1 EP 1181246A1 EP 00915275 A EP00915275 A EP 00915275A EP 00915275 A EP00915275 A EP 00915275A EP 1181246 A1 EP1181246 A1 EP 1181246A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluoride
reaction
microwaves
fluorides
phase transfer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00915275A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Laurent Saint-Jalmes
Edith Lecomte-Norrant
Nathalie Laurain
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rhodia Chimie SAS
Original Assignee
Rhodia Chimie SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Chimie SAS filed Critical Rhodia Chimie SAS
Publication of EP1181246A1 publication Critical patent/EP1181246A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0234Nitrogen-, phosphorus-, arsenic- or antimony-containing compounds
    • B01J31/0235Nitrogen containing compounds
    • B01J31/0239Quaternary ammonium compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/122Incoherent waves
    • B01J19/126Microwaves
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/02Fluorides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B39/00Halogenation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/20Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms
    • C07C17/202Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction
    • C07C17/208Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of halogen atoms by other halogen atoms two or more compounds being involved in the reaction the other compound being MX
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C201/00Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
    • C07C201/06Preparation of nitro compounds
    • C07C201/12Preparation of nitro compounds by reactions not involving the formation of nitro groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/005General concepts, e.g. reviews, relating to methods of using catalyst systems, the concept being defined by a common method or theory, e.g. microwave heating or multiple stereoselectivity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/40Substitution reactions at carbon centres, e.g. C-C or C-X, i.e. carbon-hetero atom, cross-coupling, C-H activation or ring-opening reactions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/90Catalytic systems characterized by the solvent or solvent system used
    • B01J2531/98Phase-transfer catalysis in a mixed solvent system containing at least 2 immiscible solvents or solvent phases

Definitions

  • the subject of the present invention is a process for the actinic activation of mineral fluorides in an organic medium. It relates more particularly to the exchanges between fluorine and halogen of higher rank.
  • the fluorine ion is involved in many reactions in organic chemistry.
  • the sources of fluorine ions are either very expensive or particularly difficult to implement due to the low reactivity of the alkali or alkaline earth salts of hydrofluoric acid.
  • alkali or alkaline earth fluorides are very little or little soluble in the usual organic media.
  • these fluorides are generally hygroscopic while their action is profoundly modified or altered by the presence of water.
  • the reactions involving alkali fluorides and a fortiori alkaline - earths remain particularly lazy and require a high reaction time which considerably reduces the productivity of installations using such fluorides.
  • the object of the present invention is precisely to provide a technique which, applied to alkaline fluorides, or even to alkaline earth fluorides, makes it possible to significantly increase their reaction kinetics.
  • Another object of the present invention is to provide an activation process which makes it possible to significantly accelerate the exchange reactions between fluorine and halogens of higher atomic number, and in particular the exchange reactions between fluorine and chlorine. It is undoubtedly advisable here to recall some essential elements of the exchange reaction between fluorine and halogens of higher atomic number.
  • one of the techniques most used to manufacture a fluorinated derivative consists in reacting a halogenated derivative, generally chlorinated, to exchange the halogen (s) with one or more fluorine (s) of mineral origin.
  • a halogenated derivative generally chlorinated
  • an alkali metal fluoride is used, most often of a high atomic weight such as for example potassium, cesium or rubidium fluorides.
  • the fluoride used is potassium fluoride which constitutes a satisfactory economic compromise.
  • the high atomic alkali cations such as cesium cations and rubidium cations are phase transfer catalysts.
  • the reaction is carried out at a temperature lower than that used for a conventional reaction, that is to say without the actinic activation according to the present invention.
  • the reaction is generally carried out in a solvent and, in this case, it is preferable to carry out the reaction with actinic activation at a temperature of at least 10 ° C, advantageously 20 ° C, preferably 40 ° C lower than that of the temperature limit usually accepted for said solvent used.
  • the microwaves are emitted in short periods (from 10 seconds to 15 min) alternating with cooling phases.
  • the respective durations of the microwave emission periods and the cooling periods are chosen so that the temperature at the end of each microwave emission period remains below a fixed initial temperature which is general lower than that of the resistance of the ingredients of the reaction mixture.
  • the invention can also carry out the invention according to a procedure in which the reaction mixture is subjected simultaneously to microwaves and to cooling.
  • the power released by the microwaves is then chosen so that, for a fixed initial temperature, generally that of operation, it is equivalent to the energy evacuated by the cooling system and this to heat released or absorbed by the reaction.
  • the claimed activation method also has the advantage of being compatible with a continuous operating mode.
  • This mode of use advantageously makes it possible to overcome the problems of heat exchange which may be generated during the opening and closing operations of the reactor where the microwaves are emitted.
  • the materials to be activated are introduced continuously via an inlet orifice into the reactor where they undergo activation by microwave and the activated products are continuously discharged from said reactor via an outlet orifice. .
  • microwaves are preferably used at a frequency of 300 MHz to 3 GHz.
  • the frequency used is generally 2.45 GHz and the associated wavelength is close to 12 cm in the air, the penetration of the electromagnetic field can vary between 2 and 10 cm depending on the importance of the losses.
  • the power released by the microwaves is between 2 and 100 watts per gram of reaction mixture.
  • phase transfer catalysts As has been mentioned before, the presence of a phase transfer catalyst is useful, even necessary for the smooth running of the reaction.
  • the best phase transfer catalysts that can be used are generally oniums, that is to say they are organic cations whose charge is supported by a metalloid.
  • phase transfer catalysts can also be either represented by or used in the presence or absence, preferably in the presence, of a particularly heavy alkaline cation and therefore of high atomic rank such as the cations of cesium and rubidium.
  • phase transfer catalyst is preferably chosen from oniums, cesium or rubidium cations and their mixtures.
  • this cation transfer catalyst when the nucleophile is an anion, this cation transfer catalyst can then also play the role of counterion of this anion.
  • Cesium fluoride is a compound illustrating very particularly this variant of the invention. It leads to completely satisfactory results.
  • phase transfer catalysts than those mentioned above can be used as soon as these phase transfer catalysts are positively charged. They may thus be encrypted cations, for example crown ethers encrypting alkalis. However, the latter are not preferred because of their cost and chemical instability. During the study which led to the present invention, it was shown that the action of microwaves on oniums in the presence of a large amount of fluorides was extremely detrimental to the survival of this transfer catalyst. phases.
  • the chloride ion is a good candidate for reducing the degradation of oniums during the reaction.
  • the reaction is carried out in the presence of chlorides in an amount greater than once the equivalent amount of said unstable onium.
  • the alkali or alkaline earth fluoride is at least partially present in the form of a solid phase.
  • the fluoride is a fluoride of an alkali metal with an atomic number at least equal to that of sodium and preferably is a potassium or cesium fluoride.
  • fluorides that can be used there are also complex fluorides of the KHF 2 type. However, preference will be given to the use of fluorides which do not carry a hydrogen atom.
  • Chlorine / fluorine exchange is also the technique in which the use of microwaves has proven to be the richest in the future.
  • a dipolar aprotic solvent a solid phase consisting at least partially of alkaline fluorides and a cation promoting the reaction, said cation being a heavy alkali or a cationic organic phase transfer agent.
  • the content of alkali metal cation when used as promoter is generally greater than 5%, advantageously between 1 and 5%, and preferably between 2 and 3 mole% of alkali fluoride used.
  • the reagent can comprise, as promoter, phase transfer agents which are oniums (organic cations, the name of which ends with onium).
  • Oniums generally represent 1 to 10%, preferably 2 to 5 mol% of the alkaline fluoride, the counter ion is indifferent but most often halogen.
  • the preferred reagents are tetraalkylammoniums of 4 to 28 carbon atoms, preferably of 4 to 16 carbon atoms. Tetraalkylammonium is generally tetramethylammonium.
  • halex-type aprotic solvent advantageously has a significant dipole moment.
  • epsilon is advantageously at least equal to around 10, preferably the epsilon is less than or equal to 100 and greater than or equal to 25.
  • the oniums are chosen from the group of cations formed by the columns VB and VIB as defined in the table of the periodic classification of the elements published in the supplement to the Bulletin of the Society
  • said suspended solid In general, it is known that a fine particle size has an influence on the kinetics.
  • said suspended solid it is desirable for said suspended solid to have a particle size such that its d 90 (defined as the mesh allowing 90% by mass of the solid to pass) is at most equal to 100 ⁇ m, advantageously at most equal to 50 ⁇ m, preferably at most equal to 200 ⁇ m.
  • the lower limit is advantageously characterized by the fact that the d 10 of said suspended solid is at least equal to 0.1 ⁇ m, preferably at least equal to 1 ⁇ m.
  • the ratio between said alkaline fluoride and said substrate is between 1 and 1.5, preferably around 1.25 with respect to the stoichiometry of the exchange.
  • the mass content of solids present in the reaction medium is advantageously at least equal to 1/5, advantageously 1/4, preferably 1/3.
  • the agitation is advantageously carried out so that at least 80%, preferably at least 90% of the solids, is kept in suspension by the agitation.
  • the aryl radical in question is preferably depleted in electrons and at an electronic density at most equal to that of benzene, preferably at most close to that of a halobenzene.
  • This depletion may be due either to the presence in the aromatic cycle of a heteroatom such as for example in pyridine, quinoline. Obviously, electronic depletion can also be caused by electro-attracting groups.
  • said aryl advantageously carries at least one substituent on the same nucleus as that carrying chlorine, said substituent preferably being chosen from attractor groups by inductive effect or by mesomeric effect as defined in the reference work in organic chemistry " Advanced organic chemistry "by MJ MARCH, 3rd edition, publisher Willey, 1985 (see in particular pages 17 and 238).
  • pseudohalogen is intended to denote a group the departure of which leads to an oxygenated anion, the anionic charge being carried by the chalcogen atom and the acidity of which, expressed by the Hammett constant, is at least equal to that of the acetic acid, advantageously at the second acidity of sulfuric acid and preferably that of trifluoroacetic acid.
  • this type of pseudohalogen mention may in particular be made of sulfinic and sulphonic acids, perhalogenated on the carrier carbon. sulfur as well as the perfluorinated carboxylic acids in ⁇ of the carboxylic function.
  • the tests were carried out on orthonitrochlorobenzene, ONCB.
  • the KF and the ONCB are weighed beforehand in glass bottles.
  • KF and the catalyst if necessary
  • the walls of the reactor are then rinsed with the added sulfolane using a syringe.
  • the reaction medium is irradiated by microwaves and, if possible, opened at the end of irradiation. Cooling is accelerated by an ice bath.
  • the reaction mixture is entrained with dichloromethane, filtered through a frit in order to separate the solid which is washed with dichloromethane.
  • the dichloromethane is distilled from the organic phase with a rotary evaporator. The residual phase is then analyzed by HPLC.
  • reaction medium is irradiated (3 min. 300 W) without catalyst with the stoichiometries: 1 eq. ONCB, 1, 13 eq. KF, 1.05 eq. TMS0 2 .
  • the irradiation is carried out in the presence of Me 4 NCI 4% molar catalysts in a diluted or undiluted medium.
  • the microwave irradiation time is increased by accumulating sequences of 3 min at 300 W with return to ambient temperature between each sequence.
  • Table 1 shows the results obtained. The results observed are as follows: O 00/58215 ⁇
  • the reagents used are identical to those used in Example 1.
  • reaction medium is irradiated (3 min. 300W) without catalyst with the stoichiometry: 1 eq. ONCB, 1, 13 eq. KF, 1.05 eq. TMS0 2 .
  • the temperature value recorded at the opening of the reactor for this type of test (test A) varies from 150 to 160 ° C.

Abstract

The invention relates to a method for activating mineral fluoride in an organic medium. The inventive method is characterized in that said fluoride is subjected to the action of microwaves in the presence of an advantageously cationic phase transfer catalyst. Application: organic synthesis.

Description

PROCEDE D'ACTIVATION DE FLUORURES MINERAUX EN MILIEU ORGANIQUEPROCESS FOR THE ACTIVATION OF MINERAL FLUORIDES IN ORGANIC MEDIA
La présente invention a pour objet un procédé d'activation actinique de fluorures minéraux en milieu organique. Elle concerne plus particulièrement les échanges entre fluor et halogène de rang plus élevé.The subject of the present invention is a process for the actinic activation of mineral fluorides in an organic medium. It relates more particularly to the exchanges between fluorine and halogen of higher rank.
L'ion fluor intervient dans de très nombreuses réactions de la chimie organique. Toutefois, les sources en ions fluor sont, soit très coûteuses, soit particulièrement difficiles à mettre en œuvre en raison de la faible réactivité des sels alcalins ou alcalino-terreux de l'acide fluorhydrique.The fluorine ion is involved in many reactions in organic chemistry. However, the sources of fluorine ions are either very expensive or particularly difficult to implement due to the low reactivity of the alkali or alkaline earth salts of hydrofluoric acid.
En effet, les fluorures alcalins ou alcalino-terreux sont très peu ou peu solubles dans les milieux organiques usuels.Indeed, the alkali or alkaline earth fluorides are very little or little soluble in the usual organic media.
En outre, ces fluorures sont en général hygroscopiques alors que leur action est profondément modifiée ou altérée par la présence d'eau. En fait et en général, malgré l'utilisation de températures élevées, supérieures à 100°C et souvent avoisinant, voire dépassant 200°C et l'emploi de fortes quantités de catalyseur, les réactions mettant en jeu les fluorures alcalins et a fortiori alcalino-terreux restent particulièrement paresseuses et nécessitent un temps de réaction élevé ce qui réduit considérablement la productivité des installations utilisant de tels fluorures. Or ces installations sont particulièrement coûteuses car les fluorures, notamment en présence de traces d'eau, sont particulièrement agressifs vis- à-vis des matériaux entrant dans la composition des réacteurs et d'autre part, l'agitation de particules solides de sels aussi durs que les fluorures conduit à une usure et à une abrasion des parois du réacteur, nécessitant de ce fait l'emploi de matériaux particulièrement coûteux.In addition, these fluorides are generally hygroscopic while their action is profoundly modified or altered by the presence of water. In fact and in general, despite the use of high temperatures, above 100 ° C and often close to, or even exceeding 200 ° C and the use of large amounts of catalyst, the reactions involving alkali fluorides and a fortiori alkaline - earths remain particularly lazy and require a high reaction time which considerably reduces the productivity of installations using such fluorides. However, these installations are particularly expensive because fluorides, in particular in the presence of traces of water, are particularly aggressive with respect to the materials used in the composition of the reactors and on the other hand, the agitation of solid particles of salts also hard as fluorides leads to wear and abrasion of the reactor walls, thereby requiring the use of particularly expensive materials.
A titre illustratif des réactions impliquant des fluorures alcalins, il convient d'ores et déjà de mentionner les réactions d'échange entre le fluor et les halogènes de nombre atomique plus élevé que le sien. Ce type de réaction est utilisé aussi bien pour les échanges d'halogènes portés par des carbones d'hybridation sp3 que pour des halogènes portés par des carbones d'hybridation sp2 comme cela est le cas dans les échanges portant sur les halogénures aromatiques. De même, il faut signaler également les réactions dans lesquelles les ions fluorures jouent un rôle basique significatif.By way of illustration of the reactions involving alkaline fluorides, mention should already be made of the exchange reactions between fluorine and halogens with an atomic number higher than its own. This type of reaction is used both for the exchange of halogens carried by sp 3 hybridization carbons and for halogens carried by sp 2 hybridization carbons as is the case in exchanges relating to aromatic halides. Likewise, it is also necessary to point out the reactions in which the fluoride ions play a significant basic role.
La présente invention a précisément pour objet de fournir une technique qui, appliquée aux fluorures alcalins, voire aux fluorures alcalino- terreux, permet d'augmenter significativement leur cinétique de réaction.The object of the present invention is precisely to provide a technique which, applied to alkaline fluorides, or even to alkaline earth fluorides, makes it possible to significantly increase their reaction kinetics.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé d'activation qui permet d'accélérer significativement les réactions d'échanges entre le fluor et les halogènes de nombre atomique plus élevé, et notamment les réactions d'échanges entre le fluor et le chlore. II convient sans doute ici de rappeler quelques éléments essentiels de la réaction d'échange entre le fluor et les halogènes de nombre atomique plus élevé.Another object of the present invention is to provide an activation process which makes it possible to significantly accelerate the exchange reactions between fluorine and halogens of higher atomic number, and in particular the exchange reactions between fluorine and chlorine. It is undoubtedly advisable here to recall some essential elements of the exchange reaction between fluorine and halogens of higher atomic number.
Ainsi, une des techniques les plus employées pour fabriquer un dérivé fluoré consiste à faire réagir un dérivé halogène, en général chloré, pour échanger le ou les halogène(s) avec un ou plusieur(s) fluor(s) d'origine minérale. On utilise, en général, un fluorure de métal alcalin, le plus souvent d'un poids atomique élevé tel que par exemple les fluorures de potassium, de césium ou de rubidium.Thus, one of the techniques most used to manufacture a fluorinated derivative consists in reacting a halogenated derivative, generally chlorinated, to exchange the halogen (s) with one or more fluorine (s) of mineral origin. In general, an alkali metal fluoride is used, most often of a high atomic weight such as for example potassium, cesium or rubidium fluorides.
En général, le fluorure utilisé est le fluorure de potassium qui constitue un compromis économique satisfaisant.In general, the fluoride used is potassium fluoride which constitutes a satisfactory economic compromise.
Dans ces conditions, de nombreux procédés tels que par exemple ceux décrits dans le certificat d'addition français N°2 353 516 et dans l'article Chem. lnd.(1978)-56 ont été proposés et mis en œuvre industriellement pour obtenir des fluorures d'aryle, aryles sur lesquels sont greffés des groupements électro-attracteurs ou bien aryles naturellement pauvres en électrons, comme par exemple les noyaux pyridiniques.Under these conditions, many processes such as for example those described in the French certificate of addition No. 2,353,516 and in the article Chem. lnd. (1978) -56 have been proposed and used industrially to obtain aryl fluorides, aryls on which are grafted electro-attracting groups or aryls which are naturally poor in electrons, such as for example pyridine rings.
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, est en général utilisée à des températures élevées pouvant atteindre les alentours de 250°C, c'est-à-dire dans la zone où les solvants organiques les plus stables commencent à se décomposer.Except in the case where the substrate is particularly suitable for this type of synthesis, this technique has drawbacks, the main of which are those which will be analyzed below. The reaction is slow and, due to a long residence time, requires significant investment. This technique, as already mentioned, is generally used at high temperatures which can reach around 250 ° C, i.e. in the area where the most stable organic solvents begin to decompose.
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.Yields remain relatively poor unless particularly expensive reagents such as alkali metal fluorides, the atomic mass of which is greater than that of potassium, are used.
Enfin, compte tenu du prix de ces métaux alcalins, leur utilisation industrielle n'est justifiable que pour des produits à haute valeur ajoutée et lorsque l'amélioration de rendement et de cinétique le justifie ce qui est rarement le cas.Finally, given the price of these alkali metals, their industrial use is justifiable only for products with high added value and when the improvement in yield and kinetics justifies it, which is rarely the case.
Les inconvénients qui viennent d'être énoncés ne sont plus rencontrés avec le procédé revendiqué selon lequel l'activation de fluorures minéraux en milieu organique est réalisée en soumettant ledit fluorure à l'action de micro-ondes en présence d'un catalyseur de transfert de phases, avantageusement cationique.The drawbacks which have just been stated are no longer encountered with the claimed process according to which the activation of mineral fluorides in an organic medium is carried out by subjecting said fluoride to the action of microwaves in the presence of a transfer catalyst. phases, advantageously cationic.
En effet, au cours de l'étude qui a mené à la présente invention, il a été montré que l'activation par micro-ondes était possible, même lorsque l'on utilise les micro-ondes dont la longueur d'onde est très fortement limitée par les règlements administratifs, notamment en République française. Cette activation en outre est surtout efficace lorsque les micro-ondes sont utilisés concomitamment avec un catalyseur réputé être un catalyseur de transfert de phases, surtout quand ce catalyseur est un catalyseur de nature cationique.Indeed, during the study which led to the present invention, it was shown that activation by microwaves is possible, even when using microwaves whose wavelength is very strongly limited by administrative regulations, particularly in the French Republic. This activation is also more effective when the microwaves are used concomitantly with a catalyst known to be a phase transfer catalyst, especially when this catalyst is a catalyst of cationic nature.
On considérera dans la présente description que les cations alcalins de poids atomique élevé comme les cations de césium et les cations de rubidium sont des catalyseurs de transfert de phases.It will be considered in the present description that the high atomic alkali cations such as cesium cations and rubidium cations are phase transfer catalysts.
En général, la réaction est menée à une température inférieure à celle retenue pour une réaction conventionnelle c'est-à-dire sans l'activation actinique selon la présente invention. La réaction est en général menée dans un solvant et, dans ce cas, il est préférable de mener la réaction sous activation actinique à une température d'au moins 10°C, avantageusement 20°C, de préférence 40°C inférieure à celle de la limite de température usuellement admise pour ledit solvant utilisé.In general, the reaction is carried out at a temperature lower than that used for a conventional reaction, that is to say without the actinic activation according to the present invention. The reaction is generally carried out in a solvent and, in this case, it is preferable to carry out the reaction with actinic activation at a temperature of at least 10 ° C, advantageously 20 ° C, preferably 40 ° C lower than that of the temperature limit usually accepted for said solvent used.
Selon un des modes possibles, voire préféré de la présente invention, les micro-ondes sont émises par périodes courtes (de 10 secondes à 15 min) 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.According to one of the possible, even preferred, modes of the present invention, the microwaves are emitted in short periods (from 10 seconds to 15 min) alternating with cooling phases. The respective durations of the microwave emission periods and the cooling periods are chosen so that the temperature at the end of each microwave emission period remains below a fixed initial temperature which is general lower than that of the resistance of the ingredients of the reaction mixture.
Il est également possible de réaliser l'invention selon un mode opératoire dans lequel le mélange réactionnel est soumis simultanément aux micro-ondes et à un refroidissement. Selon cette variante, 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 près.It is also possible to carry out the invention according to a procedure in which the reaction mixture is subjected simultaneously to microwaves and to cooling. According to this variant, the power released by the microwaves is then chosen so that, for a fixed initial temperature, generally that of operation, it is equivalent to the energy evacuated by the cooling system and this to heat released or absorbed by the reaction.
Le procédé d'activation revendiqué a par ailleurs pour avantage d'être compatible avec un mode de fonctionnement en continu. Ce mode d'utilisation permet avantageusement de s'affranchir des problèmes d'échanges thermiques susceptibles d'être générés 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.The claimed activation method also has the advantage of being compatible with a continuous operating mode. This mode of use advantageously makes it possible to overcome the problems of heat exchange which may be generated during the opening and closing operations of the reactor where the microwaves are emitted. According to this operating mode, the materials to be activated are introduced continuously via an inlet orifice into the reactor where they undergo activation by microwave and the activated products are continuously discharged from said reactor via an outlet orifice. .
On peut également procéder à une récupération en continu des composés les plus volatils au fur et à mesure de leur formation. Cette récupération peut être par exemple réalisée par distillation. Selon un mode privilégié de l'invention, il est préconisé d'utiliser une puissance dégagée par les micro-ondes comprise entre 1 et 50 watts par milliéquivalent d'ions fluorure. De même, les micro-ondes sont de préférence utilisées à une fréquence de 300 MHz à 3 GHz. La fréquence utilisée est généralement de 2,45 GHz et la longueur d'onde associée est voisine de 12 cm dans l'air, la pénétration du champ électromagnétique peut varier entre 2 et 10 cm suivant l'importance des pertes. II est également souhaitable de se plier à la contrainte selon laquelle la puissance dégagée par les micro-ondes est comprise entre 2 et 100 watts par gramme de mélange réactionnel.It is also possible to continuously recover the most volatile compounds as they are formed. This recovery can for example be carried out by distillation. According to a preferred mode of the invention, it is recommended to use a power released by the microwaves of between 1 and 50 watts per milliequivalent of fluoride ions. Likewise, microwaves are preferably used at a frequency of 300 MHz to 3 GHz. The frequency used is generally 2.45 GHz and the associated wavelength is close to 12 cm in the air, the penetration of the electromagnetic field can vary between 2 and 10 cm depending on the importance of the losses. It is also desirable to comply with the constraint that the power released by the microwaves is between 2 and 100 watts per gram of reaction mixture.
Ainsi que cela a été mentionné auparavant, la présence d'un catalyseur de transfert de phases est utile, voire nécessaire à la bonne marche de la réaction. Les meilleurs catalyseurs de transfert de phases utilisables sont en général des oniums, c'est-à-dire ce sont des cations organiques dont la charge est supportée par un métalloïde.As has been mentioned before, the presence of a phase transfer catalyst is useful, even necessary for the smooth running of the reaction. The best phase transfer catalysts that can be used are generally oniums, that is to say they are organic cations whose charge is supported by a metalloid.
Parmi les oniums, il convient de citer les ammoniums, les phosphoniums, les sulfoniums. Il s'agit de préférence d'ammoniums. Ces catalyseurs de transfert de phases peuvent être également soit représentés par, soit utilisés en présence ou en absence, de préférence en présence, d'un cation alcalin particulièrement lourd et donc de rang atomique élevé tel que les cations de césium et de rubidium.Among the oniums, mention should be made of ammoniums, phosphoniums and sulfoniums. They are preferably ammoniums. These phase transfer catalysts can also be either represented by or used in the presence or absence, preferably in the presence, of a particularly heavy alkaline cation and therefore of high atomic rank such as the cations of cesium and rubidium.
En conséquence, le catalyseur de transfert de phase est de préférence choisi parmi les oniums, les cations de césium ou de rubidium et leurs mélanges.Consequently, the phase transfer catalyst is preferably chosen from oniums, cesium or rubidium cations and their mixtures.
Selon une variante, lorsque le nucléophile est un anion, ce catalyseur de transfert cationique peut alors jouer également le rôle de contre-ion de cet anion. Le fluorure de césium est un composé illustrant tout particulièrement cette variante de l'invention. Il conduit à des résultats tout à fait satisfaisants.According to one variant, when the nucleophile is an anion, this cation transfer catalyst can then also play the role of counterion of this anion. Cesium fluoride is a compound illustrating very particularly this variant of the invention. It leads to completely satisfactory results.
D'autres catalyseurs de transfert de phases que ceux évoqués précédemment peuvent être utilisés dès lors que ces catalyseurs de transfert de phases sont chargés positivement. Il peut ainsi s'agir de cations cryptés par exemple des éthers couronnes cryptant des alcalins. Toutefois, ces derniers ne sont pas préférés en raison de leur coût et de leur instabilité chimique. Au cours de l'étude qui a mené à la présente invention, il a été montré que l'action des micro-ondes sur les oniums en présence d'une forte quantité de fluorures était extrêmement néfaste à la survie de ce catalyseur de transfert de phases.Other phase transfer catalysts than those mentioned above can be used as soon as these phase transfer catalysts are positively charged. They may thus be encrypted cations, for example crown ethers encrypting alkalis. However, the latter are not preferred because of their cost and chemical instability. During the study which led to the present invention, it was shown that the action of microwaves on oniums in the presence of a large amount of fluorides was extremely detrimental to the survival of this transfer catalyst. phases.
Selon la présente invention, il a été montré que la présence d'anions moins agressifs vis-à-vis des oniums tels que, par exemple, le chlorure, permettait la stabilisation dudit onium.According to the present invention, it has been shown that the presence of less aggressive anions with respect to oniums such as, for example, chloride, allows the stabilization of said onium.
Ainsi, l'on s'aperçoit, par exemple, qu'au cours d'une réaction d'échange chlore/fluor, la stabilité de l'onium croît avec l'avancement de la réaction puisque cette réaction dégage des anions chlorures.Thus, it can be seen, for example, that during a chlorine / fluorine exchange reaction, the stability of the onium increases with the progress of the reaction since this reaction releases chloride anions.
D'une manière plus générale, il est préférable de s'arranger pour que, au cours de la réaction, la présence d'un anion distinct des fluorures soit assurée en quantités supérieures à une fois, avantageusement à deux fois, de préférence à trois fois la quantité en équivalents dudit onium instable.More generally, it is preferable to arrange so that, during the reaction, the presence of a separate anion from the fluorides is ensured in amounts greater than once, advantageously twice, preferably three times. times the amount in equivalents of said unstable onium.
Ainsi qu'on l'a mentionné auparavant, l'ion chlorure est un bon candidat pour réduire la dégradation des oniums au cours de la réaction.As mentioned previously, the chloride ion is a good candidate for reducing the degradation of oniums during the reaction.
Selon un mode privilégié de l'invention, lorsque le catalyseur de transfert de phase est un onium instable en présence de fluorures, la réaction est menée en présence de chlorures en quantité supérieure à une fois la quantité en équivalent dudit onium instable.According to a preferred embodiment of the invention, when the phase transfer catalyst is an unstable onium in the presence of fluorides, the reaction is carried out in the presence of chlorides in an amount greater than once the equivalent amount of said unstable onium.
Ainsi qu'on l'a mentionné précédemment, le fluorure, alcalin ou alcalino-terreux est au moins partiellement présent sous la forme d'une phase solide. 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, ou de césium.As previously mentioned, the alkali or alkaline earth fluoride is at least partially present in the form of a solid phase. Advantageously, the fluoride is a fluoride of an alkali metal with an atomic number at least equal to that of sodium and preferably is a potassium or cesium fluoride.
Parmi les fluorures utilisables, figurent également les fluorures complexes de type KHF2. Toutefois, on privilégiera l'emploi de fluorures non porteurs d'atome d'hydrogène.Among the fluorides that can be used, there are also complex fluorides of the KHF 2 type. However, preference will be given to the use of fluorides which do not carry a hydrogen atom.
Dans la présente description, on utilise comme exemple pragmatique des réactions mettant en œuvre les fluorures alcalins ou alcalino-terreux la O 00/58215 7In the present description, reactions using the alkaline or alkaline earth fluorides are used as a pragmatic example. O 00/58215 7
réaction d'échange chlore/fluor, connue parfois dans le domaine sous l'acronyme anglo-saxon de "halex" (haloget? exchange).chlorine / fluorine exchange reaction, sometimes known in the field under the acronym "halex" (haloget? exchange).
L'échange chlore/fluor est également la technique dans laquelle l'utilisation des micro-ondes s'est révélée la plus riche d'avenir. Ainsi, lorsqu'on utilise la présente invention pour la mise en œuvre d'une réaction d'échange chlore/fluor, on utilise en général un solvant aprotique dipolaire, une phase solide constituée au moins partiellement de fluorures alcalins et un cation promoteur de la réaction, ledit cation étant un alcalin lourd ou un agent de transfert de phases organiques cationiques. La teneur en cation alcalin lorsqu'il est utilisé comme promoteur est en général supérieure à 5%, avantageusement comprise entre 1 et 5 %, et de préférence entre 2 et 3 % en moles de fluorure alcalin utilisé. Ces domaines sont des domaines fermés, c'est-à-dire qu'ils comportent leurs limites.Chlorine / fluorine exchange is also the technique in which the use of microwaves has proven to be the richest in the future. Thus, when the present invention is used for the implementation of a chlorine / fluorine exchange reaction, use is generally made of a dipolar aprotic solvent, a solid phase consisting at least partially of alkaline fluorides and a cation promoting the reaction, said cation being a heavy alkali or a cationic organic phase transfer agent. The content of alkali metal cation when used as promoter is generally greater than 5%, advantageously between 1 and 5%, and preferably between 2 and 3 mole% of alkali fluoride used. These domains are closed domains, that is to say that they have their limits.
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 1 à 10 %, de préférence de 2 à 5 % en moles du fluorure alcalin, le contre ion est indifférent mais le plus souvent halogène.The reagent can comprise, as promoter, phase transfer agents which are oniums (organic cations, the name of which ends with onium). Oniums generally represent 1 to 10%, preferably 2 to 5 mol% of the alkaline fluoride, the counter ion is indifferent but most often halogen.
Parmi les oniums, les réactifs préférés sont les tétraalcoylammoniums de 4 à 28 atomes de carbone, de préférence de 4 à 16 atomes de carbone. Le tétraalcoylammonium est en général du tétraméthylammonium.Among the oniums, the preferred reagents are tetraalkylammoniums of 4 to 28 carbon atoms, preferably of 4 to 16 carbon atoms. Tetraalkylammonium is generally tetramethylammonium.
Il convient aussi de mentionner les phosphoniums et notamment les phénylphosphoniums qui présentent l'intérêt d'être stables et relativement peu hygroscopiques, toutefois ces derniers sont relativement coûteux. Le solvant aprotique type halex présente avantageusement un moment dipolaire significatif. Ainsi, sa constante diélectrique relative epsilon est avantageusement au moins égale à environ 10, de préférence l'epsilon est inférieur ou égale à 100 et supérieur ou égale à 25.Mention should also be made of phosphoniums and in particular phenylphosphoniums which have the advantage of being stable and relatively unhygroscopic, however the latter are relatively expensive. The halex-type aprotic solvent advantageously has a significant dipole moment. Thus, its relative dielectric constant epsilon is advantageously at least equal to around 10, preferably the epsilon is less than or equal to 100 and greater than or equal to 25.
Il a pu être montré que les meilleurs résultats étaient obtenus lorsqu'on utilisait des solvants aprotiques dipolaires qui présentaient un indice donneur compris entre 10 et 50, ledit indice donneur étant le ΔH (variation d'enthalpie) exprimé en kilocalorie de l'association dudit solvant aprotique dipolaire avec le pentachlorure d'antimoine.It has been shown that the best results are obtained when using dipolar aprotic solvents which have a donor index of between 10 and 50, said donor index being ΔH (enthalpy variation) expressed in kilocalories of the association of said dipolar aprotic solvent with antimony pentachloride.
Les oniums sont 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 SociétéThe oniums are chosen from the group of cations formed by the columns VB and VIB as defined in the table of the periodic classification of the elements published in the supplement to the Bulletin of the Society
Chimique de France en janvier 1966, avec respectivement quatre ou trois chaînes hydrocarbonées.Chimique de France in January 1966, with four or three hydrocarbon chains respectively.
D'une manière générale, il est connu qu'une granulométrie fine a une influence sur la cinétique. Ainsi, il est souhaitable que ledit solide en suspension présente une granulométrie telle que son d90 (défini en tant que la maille laissant passer 90 % en masse du solide) est au plus égal à 100 μm, avantageusement au plus égal à 50 μm, de préférence au plus égal à 200 μm. La limite inférieure est avantageusement caractérisée par le fait que le d10 dudit solide en suspension est au moins égal à 0,1 μm, de préférence au moins égal à 1 μm.In general, it is known that a fine particle size has an influence on the kinetics. Thus, it is desirable for said suspended solid to have a particle size such that its d 90 (defined as the mesh allowing 90% by mass of the solid to pass) is at most equal to 100 μm, advantageously at most equal to 50 μm, preferably at most equal to 200 μm. The lower limit is advantageously characterized by the fact that the d 10 of said suspended solid is at least equal to 0.1 μm, preferably at least equal to 1 μm.
En général, le rapport entre ledit fluorure alcalin et ledit substrat est compris entre 1 et 1 ,5, de préférence aux alentours de 1 ,25 par rapport à la stœchiométrie de l'échange.In general, the ratio between said alkaline fluoride and said substrate is between 1 and 1.5, preferably around 1.25 with respect to the stoichiometry of the exchange.
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.The mass content of solids present in the reaction medium is advantageously at least equal to 1/5, advantageously 1/4, preferably 1/3.
L'agitation est avantageusement menée de manière qu'au moins 80 %, de préférence au moins 90 % des solides, soit maintenu en suspension par l'agitation. Lorsque l'échange est réalisé sur un groupement arylique, le radical aryle en question est de préférence appauvri en électrons et à une densité électronique au plus égale à celle du benzène, de préférence au plus voisine de celle d'un halobenzène.The agitation is advantageously carried out so that at least 80%, preferably at least 90% of the solids, is kept in suspension by the agitation. When the exchange is carried out on an aryl group, the aryl radical in question is preferably depleted in electrons and at an electronic density at most equal to that of benzene, preferably at most close to that of a halobenzene.
Cet appauvrissement peut être dû soit à la présence dans le cycle aromatique d'un hétéroatome comme par exemple dans la pyridine, la quinoléïne. Bien évidemment, l'appauvrissement électronique peut être provoquée aussi par des groupes électro-attracteurs.This depletion may be due either to the presence in the aromatic cycle of a heteroatom such as for example in pyridine, quinoline. Obviously, electronic depletion can also be caused by electro-attracting groups.
La pauvreté en électrons peut être due à ces deux causes. Ainsi, ledit aryle porte avantageusement au moins un substituant sur le même noyau que celui portant le chlore, ledit substituant étant de préférence choisi 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, 3ème édition, éditeur Willey, 1985 (cf notamment pages 17 et 238). A l'exception des groupes pouvant conduire à une interaction avec les fluorures (par exemple, groupes porteurs d'hydrogènes susceptibles de créer des liaisons hydrogènes avec les fluorures), on peut citer comme exemples de groupes électro-attracteurs conformes à l'invention les groupes N02,CF3,CN, COX avec X pouvant être un atome de chlore, brome, fluor ou un groupement alcoyloxyle ou CHO.Electron poverty may be due to these two causes. Thus, said aryl advantageously carries at least one substituent on the same nucleus as that carrying chlorine, said substituent preferably being chosen from attractor groups by inductive effect or by mesomeric effect as defined in the reference work in organic chemistry " Advanced organic chemistry "by MJ MARCH, 3rd edition, publisher Willey, 1985 (see in particular pages 17 and 238). With the exception of the groups which can lead to an interaction with the fluorides (for example, groups carrying hydrogen capable of creating hydrogen bonds with the fluorides), mention may be made, as examples of electro-attracting groups in accordance with the invention, of groups NO 2 , CF 3 , CN, COX with X which may be a chlorine, bromine, fluorine atom or an alkyloxy or CHO group.
La présence de substituant de nature hydrocarbonée comme notamment une fonction aldéhyde peut ainsi être contre indiquée dans la mesure où ce type de substituant peut être à l'origine de réaction parasitaire telle dans le cas de l'aldéhyde, une réaction de Cannizzaro. En conséquence, R sera de préférence différent d'une fonction aldéhyde.The presence of a hydrocarbon-based substituent such as in particular an aldehyde function can thus be contraindicated insofar as this type of substituent can be at the origin of a parasitic reaction such as in the case of aldehyde, a Cannizzaro reaction. Consequently, R will preferably be different from an aldehyde function.
Il convient de signaler que l'échange entre halogène et fluor peut également être transposé avec un pseudo-halogène et un fluor.It should be noted that the exchange between halogen and fluorine can also be transposed with a pseudo-halogen and a fluorine.
On entend désigner par pseudohalogène, un groupement dont le départ conduit à un anion oxygéné, la charge anionique 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 acétique, avantageusement à la seconde acidité de l'acide sulfurique et de préférence à celle de l'acide trifluoroacétique. A titre illustratif de ce type de pseudohalogènes, on peut en particulier citer les acides sulfinique et sulfonique, perhalogénés sur le carbone porteur du soufre ainsi que les acides carboxyliques perfluorés en α de la fonction carboxylique.The term pseudohalogen is intended to denote a group the departure of which leads to an oxygenated anion, the anionic charge being carried by the chalcogen atom and the acidity of which, expressed by the Hammett constant, is at least equal to that of the acetic acid, advantageously at the second acidity of sulfuric acid and preferably that of trifluoroacetic acid. As an illustration of this type of pseudohalogen, mention may in particular be made of sulfinic and sulphonic acids, perhalogenated on the carrier carbon. sulfur as well as the perfluorinated carboxylic acids in α of the carboxylic function.
Ces réactions sont du type SNAr, à savoir une substitution nucléophile aromatique. Les exemples qui suivent sont présentés à titre illustratif et non limitatif de la présente invention.These reactions are of the SN Ar type, namely an aromatic nucleophilic substitution. The examples which follow are presented by way of illustration and without limitation of the present invention.
Exemple 1.Example 1.
Les essais ont été réalisés sur l'orthonitrochlorobenzène, ONCB. Le KF et l'ONCB sont préalablement pesés dans des flacons en verre. Dans le réacteur balayé par un courant d'argon, on introduit KF (et le catalyseur si nécessaire), puis l'ONCB. Les parois du réacteur sont ensuite rincées avec le sulfolane additionné à l'aide d'une seringue. Après fermeture du réacteur, le milieu réactionnel est irradié par les micro-ondes et, si possible, ouvert dès la fin d'irradiation. Le refroidissement est accéléré par un bain de glace. Après retour à température ambiante, le mélange réactionnel est entraîné au dichlorométhane, filtré sur fritte afin de séparer le solide qui est lavé au dichlorométhane. Le dichlorométhane est distillé de la phase organique au rotavapeur. La phase résiduelle est ensuite analysée en HPLC.The tests were carried out on orthonitrochlorobenzene, ONCB. The KF and the ONCB are weighed beforehand in glass bottles. In the reactor swept by a stream of argon, KF (and the catalyst if necessary) are introduced, then the ONCB. The walls of the reactor are then rinsed with the added sulfolane using a syringe. After closing the reactor, the reaction medium is irradiated by microwaves and, if possible, opened at the end of irradiation. Cooling is accelerated by an ice bath. After returning to ambient temperature, the reaction mixture is entrained with dichloromethane, filtered through a frit in order to separate the solid which is washed with dichloromethane. The dichloromethane is distilled from the organic phase with a rotary evaporator. The residual phase is then analyzed by HPLC.
Dans un premier temps, un milieu réactionnel est irradié (3 min.300 W) sans catalyseur avec les stœchiométries : 1 éq. ONCB, 1 ,13 éq. KF, 1 ,05 éq. TMS02.Initially, a reaction medium is irradiated (3 min. 300 W) without catalyst with the stoichiometries: 1 eq. ONCB, 1, 13 eq. KF, 1.05 eq. TMS0 2 .
Dans une seconde série d'essais, l'irradiation est réalisée en présence de catalyseurs Me4NCI 4 % molaires en milieu dilué ou non.In a second series of tests, the irradiation is carried out in the presence of Me 4 NCI 4% molar catalysts in a diluted or undiluted medium.
Sans indication contraire, le temps d'irradiation par les micro-ondes est augmenté par cumul de séquences de 3 min à 300 W avec retour à température ambiante entre chaque séquence.Unless otherwise indicated, the microwave irradiation time is increased by accumulating sequences of 3 min at 300 W with return to ambient temperature between each sequence.
Le tableau 1 figurant ci-après rend compte des résultats obtenus. Les résultats observés sont les suivants : O 00/58215 <| <| PCT/FR00/00827Table 1 below shows the results obtained. The results observed are as follows: O 00/58215 <| <| PCT / FR00 / 00827
En absence de catalyseurs, la sélectivité est médiocre (RT = 10 %) (essai 1 ).In the absence of catalysts, the selectivity is poor (RT = 10%) (test 1).
En présence de Me4NCI en milieu non dilué, d'une part, la sélectivité est meilleure (RT = 75-80 %), pour un taux de transformation équivalent (essais 2a et 2b).In the presence of Me 4 NCI in an undiluted medium, on the one hand, the selectivity is better (RT = 75-80%), for an equivalent transformation rate (tests 2a and 2b).
Pour les essais effectués en milieu plus dilué ( avec entre 3 et 4 éq. de sulfolane) (essai 4), les RR et TT sont multipliés par un facteur 1 ,5 à 2 par rapport au milieu avec 1 éq. de sulfolane. Il est possible que cet effet bénéfique de la dilution soit lié à l'absence d'agitation du milieu réactionnel. De même on note que RR et TT augmentent en fonction du temps total d'irradiation (essais 5 et 6).For the tests carried out in a more dilute medium (with between 3 and 4 eq. Of sulfolane) (test 4), the RRs and TT are multiplied by a factor 1, 5 to 2 compared to the medium with 1 eq. sulfolane. It is possible that this beneficial effect of the dilution is linked to the absence of agitation of the reaction medium. Similarly, we note that RR and TT increase as a function of the total irradiation time (tests 5 and 6).
Le meilleur résultat est obtenu après 15 min d'irradiation avec 4,2 % molaire de Me4NCI et 3 éq. de sulfolane :The best result is obtained after 15 min of irradiation with 4.2 mol% of Me 4 NCI and 3 eq. sulfolane:
RR = 45 % TT = 56 % RT = 79 % RR(2-2'-(PhN02)20) < 1 % RR = 45% TT = 56% RT = 79% RR (2-2 '- (PhN0 2 ) 2 0) <1%
Tableau 1Table 1
Exemple 2.Example 2.
Les réactifs mis en œuvre sont identiques à ceux retenus en exemple 1.The reagents used are identical to those used in Example 1.
Un milieu réactionnel est irradié (3 min.300W) sans catalyseur avec les stœechiomètries : 1 éq. ONCB, 1 ,13 éq. KF, 1 ,05 éq. TMS02. La valeur de température relevée à l'ouverture du réacteur pour ce type d'essai (essai A) varie de 150 à 160°C.A reaction medium is irradiated (3 min. 300W) without catalyst with the stoichiometry: 1 eq. ONCB, 1, 13 eq. KF, 1.05 eq. TMS0 2 . The temperature value recorded at the opening of the reactor for this type of test (test A) varies from 150 to 160 ° C.
A des fins comparatives, il a été réalisé une activation thermique d'un même mélange à deux températures différentes 170°C et 230°C.For comparative purposes, a thermal activation of the same mixture was carried out at two different temperatures 170 ° C and 230 ° C.
Les résultats obtenus figurent dans le tableau 2 ci-après.The results obtained are shown in Table 2 below.
Ce tableau rend également compte des résultats obtenus avec une irradiation à l'aide de micro-ondes réalisée en présence de catalyseur (essai B).This table also reports the results obtained with irradiation using microwaves carried out in the presence of catalyst (test B).
On note que l'on obtient en présence de ce catalyseur un rendement en transformation de l'ordre de 79% en 15 minutes contre 88% en 5 heures avec un chauffage classique à 170°C.It is noted that a transformation yield of the order of 79% is obtained in the presence of this catalyst in 15 minutes against 88% in 5 hours with conventional heating at 170 ° C.
Tableau 2Table 2
Exemple N°3.Example # 3.
Essais sur le 2-4. dichloro nitrobenzène.Tests on 2-4. dichloro nitrobenzene.
Les conditions utilisées avec l'ONCB (ortho) ont été appliquées sur le DNCB (dichloronitrobenzène).The conditions used with ONCB (ortho) were applied to DNCB (dichloronitrobenzene).
Les résultats obtenus figurent dans le tableau 3 présenté ci-après. Tableau 3The results obtained are shown in Table 3 presented below. Table 3
Exemple N°4.Example 4.
Essais sur le 2,4 dinitrochlorobenzène.Tests on 2,4 dinitrochlorobenzene.
Les essais sont réalisés dans des conditions opératoires proches de celles décrites en exemple 1 mais en utilisant le CsF à la place du KF.The tests are carried out under operating conditions close to those described in Example 1 but using CsF instead of KF.
Les conditions opératoires ainsi que les résultats sont détaillés dans le tableau 4 ci-après.The operating conditions as well as the results are detailed in Table 4 below.
Tableau 4Table 4
On note que sous activation micro-ondes, la cinétique est deux fois plus rapide que sous activation thermique. Note that under microwave activation, the kinetics are twice as fast as under thermal activation.

Claims

O 00/58215 16REVENDICATIONS O 00/58215 16 CLAIMS
1. Procédé d'activation de fluorures minéraux en milieu organique, caractérisé par le fait que l'on soumet ledit fluorure à l'action de microondes en présence d'un catalyseur de transfert de phases cationique.1. Method for activating mineral fluorides in an organic medium, characterized in that said fluoride is subjected to the action of microwaves in the presence of a cationic phase transfer catalyst.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que la réaction est menée dans un solvant et à une température d'au moins 10°C, avantageusement 20°C, de préférence 40°C inférieure à celle de la limite usuellement admise pour le solvant utilisé.2. Method according to claim 1, characterized in that the reaction is carried out in a solvent and at a temperature of at least 10 ° C, advantageously 20 ° C, preferably 40 ° C lower than that of the limit usually accepted for the solvent used.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les micro-ondes sont émises par périodes courtes alternant avec des phases de refroidissement, et en ce que les durées respectives des périodes d'émission de micro-ondes et de périodes de refroidissement sont choisies de manière à ce que la température à la fin de chaque période de micro-ondes soit inférieure à une température initialement fixée.3. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the microwaves are emitted by short periods alternating with cooling phases, and in that the respective durations of the microwave emission periods and cooling periods are chosen so that the temperature at the end of each microwave period is lower than a temperature initially set.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le mélange réactionnel est soumis simultanément à un refroidissement et aux micro-ondes, et en ce que la puissance dégagée par les micro-ondes est choisie de manière à ce que, pour une température intiale fixée, elle soit équivalente à l'énergie évacuée par le système de refroidissement, à la chaleur dégagée ou absorbée par la réaction près.4. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the reaction mixture is subjected simultaneously to cooling and to microwaves, and in that the power released by the microwaves is chosen so as to that, for a fixed initial temperature, it is equivalent to the energy evacuated by the cooling system, to the heat released or absorbed by the reaction.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la puissance dégagée par les micro-ondes est comprise entre 1 et 50 watts par milliéquivalent d'ions fluorure. 5. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the power released by the microwaves is between 1 and 50 watts per milliequivalent of fluoride ions.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la puissance dégagée par les micro-ondes est comprise entre 2 et 100 watts par gramme de mélange réactionnel.6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the power released by the microwaves is between 2 and 100 watts per gram of reaction mixture.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le catalyseur de transfert de phase est choisi parmi les oniums, cations de césium ou de rubidium et leurs mélanges.7. Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the phase transfer catalyst is chosen from oniums, cesium or rubidium cations and their mixtures.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lorsque le catalyseur de transfert de phase est un onium instable en présence de fluorures, la réaction est menée en présence d'un anion distinct des fluorures en quantité supérieure à une fois, avantageusement à 2 fois, de préférence à 3 fois la quantité en équivalent dudit onium instable.8. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that when the phase transfer catalyst is an unstable onium in the presence of fluorides, the reaction is carried out in the presence of an anion distinct from the fluorides in an amount greater than once, preferably twice, preferably 3 times the equivalent amount of said unstable onium.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lorsque le catalyseur de transfert de phase est un onium instable en présence de fluorures, la réaction est menée en présence de chlorures en quantité supérieure à une fois la quantité en équivalent dudit onium instable.9. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that when the phase transfer catalyst is an unstable onium in the presence of fluorides, the reaction is carried out in the presence of chlorides in an amount greater than once the amount in equivalent of said unstable onium.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit fluorure est au moins partiellement sous forme solide.10. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that said fluoride is at least partially in solid form.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit fluorure est un fluorure d'un métal alcalin de nombre atomique au moins égal à celui du sodium.11. Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that said fluoride is a fluoride of an alkali metal of atomic number at least equal to that of sodium.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce que ledit fluorure est un fluorure de potassium ou de césium. 12. Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that said fluoride is a potassium or cesium fluoride.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ledit fluorure est soumis à une réaction d'échange fluor, halogène ou pseudo halogène.13. Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that said fluoride is subjected to a fluorine, halogen or pseudo halogen exchange reaction.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ledit fluor est soumis à une réaction d'échange chlore fluor sur un aromatique (réaction de Substitution Nucléophile aromatique (SN -.r)). 14. Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that said fluorine is subjected to a chlorine fluorine exchange reaction on an aromatic (aromatic nucleophilic substitution reaction (SN -. R )).
EP00915275A 1999-03-31 2000-03-31 Method for activating mineral fluoride in an organic medium Withdrawn EP1181246A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9904035 1999-03-31
FR9904035A FR2791660B1 (en) 1999-03-31 1999-03-31 PROCESS FOR THE ACTIVATION OF MINERAL FLUORIDES IN ORGANIC MEDIA
PCT/FR2000/000827 WO2000058215A1 (en) 1999-03-31 2000-03-31 Method for activating mineral fluoride in an organic medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1181246A1 true EP1181246A1 (en) 2002-02-27

Family

ID=9543865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP00915275A Withdrawn EP1181246A1 (en) 1999-03-31 2000-03-31 Method for activating mineral fluoride in an organic medium

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1181246A1 (en)
JP (1) JP2002540055A (en)
AU (1) AU3664500A (en)
CA (1) CA2366448A1 (en)
FR (1) FR2791660B1 (en)
WO (1) WO2000058215A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107556188B (en) * 2017-10-10 2020-08-14 常州大学 Method for synthesizing benzyl ester by phase transfer catalysis

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2664589B1 (en) * 1990-07-16 1993-08-20 Rhone Poulenc Chimie PROCESS AND REAGENT FOR THE SYNTHESIS OF ARYLIC FLUORINATED DERIVATIVES.
GB9609154D0 (en) * 1996-05-01 1996-07-03 Rhone Poulenc Chemicals Process for the preparation of fluoro compounds from the corresponding amines
DE19631854C1 (en) * 1996-08-07 1998-04-30 Hoechst Ag Process for the preparation of fluorine-containing compounds

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0058215A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CA2366448A1 (en) 2000-10-05
FR2791660A1 (en) 2000-10-06
WO2000058215A1 (en) 2000-10-05
FR2791660B1 (en) 2002-03-08
AU3664500A (en) 2000-10-16
JP2002540055A (en) 2002-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1998040339A1 (en) Method for acylation or sulphonation of an aromatic compound
WO2000058240A1 (en) Method for activating aromatic substrates by microwaves
EP1181246A1 (en) Method for activating mineral fluoride in an organic medium
EP0470020B1 (en) Process and catalyst containing a lanthanide compound as promoter for the direct synthesis of dimethyldichlorosilane
JP2021501732A (en) Method for preparing trifluoroamine oxide
WO2002092226A1 (en) Catalysts for nucleophilic substitution, synthesis thereof, composition containing same and use thereof
EP0467742A1 (en) Process for the preparation of fluor derivatives
EP1189855B1 (en) Use of nitriles as polar aprotic solvents
EP3770150A1 (en) Method for manufacturing chromenes by copper salt catalysis intended for the preparation of heat-setting resins
EP2197829B1 (en) Arylamine synthesis method
WO1997024318A1 (en) Method for synthesis of an aromatic derivative substituted by a halogen atom other than fluorine and by a cyano group
FR2664589A1 (en) Process and reactant for the synthesis of fluorinated aryl derivatives
WO2005100371A1 (en) Porous hybrid organic-inorganic materials for the detection of halogens
FR2664588A1 (en) Process for the synthesis of fluorinated derivatives
EP0332479A1 (en) Method of obtaining polyalkylated perylenes, perylenes so obtained and organic materials with EPR properties derived from them
FR2823451A1 (en) New catalysts used to facilitate SN2 and more particularly SNAr substitutions on aromatic substrates, useful for effecting exchanges between fluorine and a higher halogen or pseudo-halogen
EP0247924B1 (en) Process for preparing sulphur tetrafluoride by reduction of an uranium fluoride
WO2015101452A1 (en) Method for producing (bromomethyl)cyclopropane and (bromomethyl)cyclobutane
EP0912466B1 (en) Method for synthesis of hydrocarbon compounds containing fluorine on at least one alkyl chain carbon
EP0423009A1 (en) Process for the preparation of 2,2-difluoro-1,3-benzodioxole
WO2021156320A1 (en) Dry process for synthesis of a phosphor by treatment under a fluorine atmosphere
WO2001002348A1 (en) Method for preparing sulphonate salts
CN1454194A (en) Fluorocarbon manufacturing process
FR2751961A1 (en) Synthesis of fluoroalkane sulphinic and sulphonic acids and their salts
FR2684980A1 (en) METHOD OF ORGANOMETALLIC DECOMPOSITION FOR PREPARING A METAL BORATE

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20010924

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

17Q First examination report despatched

Effective date: 20020617

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20030108