EP4143156A1 - Procede de synthese du paracetamol en continu - Google Patents

Procede de synthese du paracetamol en continu

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Publication number
EP4143156A1
EP4143156A1 EP21721522.7A EP21721522A EP4143156A1 EP 4143156 A1 EP4143156 A1 EP 4143156A1 EP 21721522 A EP21721522 A EP 21721522A EP 4143156 A1 EP4143156 A1 EP 4143156A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carried out
compound
formula
nitration
hydrogenation
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.)
Pending
Application number
EP21721522.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Edith Lecomte-Norrant
Romain MEMBRAT
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.)
Isomedic
Original Assignee
Isomedic
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 Isomedic filed Critical Isomedic
Publication of EP4143156A1 publication Critical patent/EP4143156A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C201/00—Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
    • C07C201/06—Preparation of nitro compounds
    • C07C201/08—Preparation of nitro compounds by substitution of hydrogen atoms by nitro groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C231/00—Preparation of carboxylic acid amides
    • C07C231/22—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C213/00—Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C213/02—Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton by reactions involving the formation of amino groups from compounds containing hydroxy groups or etherified or esterified hydroxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C231/00—Preparation of carboxylic acid amides
    • C07C231/02—Preparation of carboxylic acid amides from carboxylic acids or from esters, anhydrides, or halides thereof by reaction with ammonia or amines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C235/00—Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by oxygen atoms
    • C07C235/42—Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by oxygen atoms having carbon atoms of carboxamide groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings and singly-bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton
    • C07C235/44—Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by oxygen atoms having carbon atoms of carboxamide groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings and singly-bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton with carbon atoms of carboxamide groups and singly-bound oxygen atoms bound to carbon atoms of the same non-condensed six-membered aromatic ring
    • C07C235/46—Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by oxygen atoms having carbon atoms of carboxamide groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings and singly-bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton with carbon atoms of carboxamide groups and singly-bound oxygen atoms bound to carbon atoms of the same non-condensed six-membered aromatic ring having the nitrogen atoms of the carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/55—Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Definitions

  • the present invention relates to a continuous process for the synthesis of paracetamol.
  • Paracetamol also called acetaminophen, corresponds to A- (4-hydroxyphenyl) 0 acetamide. This compound is used both as an analgesic (pain reliever) and antipyretic (anti fever), and is among the most common drugs used and prescribed in the world.
  • Figure 1 summarizes the main chemical pathways for the synthesis of paracetamol with their intermediates.
  • This last route which is among the most widely used, involves nitration of phenol with the formation of para-nitrophenol and is followed by reduction and acetylation of the latter to form paracetamol.
  • this synthetic route suffers from a fundamental flaw which is that the step of nitration of phenol to obtain the p-nitrophenol of interest - which is the precursor of paracetamol - has a low yield.
  • the product of the reaction in the ortho position of the phenyl ring can present a proportion of up to 66%, this constituting the normal result of having two equivalent attachment positions resulting in o-nitrophenol for only a position for the para position.
  • o-nitrophenol is promoted by the formation of a hydrogen bond between the hydroxyl group and one of the two oxygen atoms of the NCh group.
  • the inventors have now developed a new process for the synthesis of paracetamol which is carried out continuously and which enables its production to be carried out in less than 3 hours, simultaneously with a considerable reduction in the quantity of associated waste due to its very high efficiency.
  • this process consists of a continuous flow of integrated reactions in which a succession of reactors are interconnected. Each reactor allows a specific and essential step to be carried out to achieve the final product.
  • a first object of the present invention relates to a process for the preparation of paracetamol, in which the process comprises a step A of nitration, or nitrosation, of a compound of Formula 1 with a nitration agent, or a nitrosation agent suitable for get a compound of Formula 2: x
  • nitration step A • a protective group chosen from a benzyl or an acetate, and in which X represents a nitro group or a nitroso group, said nitration step A being carried out continuously:
  • the nitration agent being sodium nitrite
  • the nitration agent being sodium nitrite
  • the nitrosating agent being sodium nitrite.
  • the inventors have found that the continuous nitration or nitrosation reaction of phenol, optionally protected on the hydroxyl function by an acetate or benzyl group, leads respectively to the para-nitro or para-nitroso compound, with excellent regioselectivity.
  • the continuous flow reaction thus makes it possible to limit the formation of the ortho isomer, as well as that of other impurities such as, for example, polymerization products.
  • the continuous process can be carried out in combination with microwave and / or ultrasonic irradiation, allowing an improved reaction efficiency in terms of reaction speed and the efficiency of the reaction. reduction in the formation of impurities such as the ortho isomer.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which step A is a nitration step, R being as defined above, and X being a nitro group, to obtain a nitro compound in which the compound of Formula 2 has the structure of a compound of Formula 2a:
  • the present invention relates to a process as defined above, in which step A is a nitrosation step, R being as defined above 1, and X being a nitroso group, to obtain a nitroso compound in which the compound of Formula 2 has the structure of a compound of Formula 2b:
  • a nitroso compound which represents an intermediate which can be used in the preparation of paracetamol.
  • nitrosation reaction is very efficient in terms of kinetics, and typically leads to a total conversion only after 10 minutes of reaction, and this with an excellent regioselectivity of 90% in favor of the para compound relative to the secondary product. ortho.
  • This nitrosation route is particularly advantageous because the concomitant formation of polymers is very limited.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the nitration step A, or the nitrosation step A is carried out under an inert atmosphere, or in the open air.
  • inert atmosphere is meant that the nitration or nitrosation is carried out in a reactor under nitrogen or under argon. Conversely, “in the open” means that no precaution has been taken in this direction.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the compound of Formula 1 is phenol, R being a hydrogen atom, to obtain p-nitrophenol as compound of Formula 2, X being a nitro group, or p-nitrosophenol as a compound of Formula 2, X being a nitroso group.
  • the phenol is not protected on the hydroxyl function. This represents an advantage in terms of production cost, phenol being a commodity.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the nitration step A is carried out with a nitration agent chosen from HNO3 and NaNC, to obtain a compound of Formula 2 in which X is a nitro group.
  • Nitric acid can be used in the presence of an acid such as sulfuric acid, but also in the absence of said acid.
  • nitric acid is introduced into the reactor in the form of an aqueous solution.
  • Sodium nitrite leads to the nitro compound when used in combination with an oxidizing agent, especially nitric acid.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the nitration step A comprises: a) feeding a reactor with a solution, in particular aqueous, of the compound of Formula 1, in particular in a concentration of about 0.4 M, and with the nitration agent, in solution, in particular aqueous, in particular at a concentration of about 0.3 to 0.4 M, to obtain a reaction medium, b ) formation of the compound of Formula 2.
  • the raw materials, namely the compound of Formula 1, in solution, and the reactants, namely the nitration agent, in solution, are continuously introduced into a reactor, through inlet routes.
  • the nitration reaction then takes place within the reactor, resulting in the formation of the product of Formula 2, in which X represents a nitro group.
  • reaction mixture comprising the nitrated product (crude product) can then be discharged from the reactor through an outlet.
  • the reactor is perfectly agitated, allowing a homogeneous distribution of the materials within the reactor.
  • the rate of introduction or injection of the reactants is identical to the rate of evacuation or extrusion of the reaction crude, thus allowing a constant volume within the reactor.
  • the reagents are in particular introduced into the reactor at a rate of 5 to 20 ml / minute, in particular about 10 ml / minute or about 15 ml / minute.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the nitration step A is carried out with an initial ratio of nitration agent / compound of Formula 1 of 1.1 to 1.6, preferably from 1.2 to 1.5.
  • an initial ratio of nitration agent / compound of Formula 1 of 1.1 to 1.6, preferably from 1.2 to 1.5.
  • from 1.1 to 1.6 is also meant the following ranges: from 1.1 to 1.5, from 1.1 to 1.4, from
  • the "initial ratio” refers to the ratio with which the nitration agent and the compound of Formula 1 are introduced into the reactor. At this point, the reagent and the raw material have not yet been involved in the nitration reaction.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which stage A of nitration, or of nitrosation is carried out with an initial concentration of compound of Formula 1, in particular of phenol, included from 0.2 to 0.6M, in particular from 0.25 to 0.5 M.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which stage A of nitration, or of nitrosation is carried out with an initial concentration of nitration agent, in particular of FINCb, or the NaNC respectively, between 0.25 to 0.8M, in particular between 0.3 to 0.7M.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the nitration step A is carried out at a temperature of 70 to 110 ° C, preferably 80 to 100 ° C. .
  • the kinetics of the reaction may be too low to be compatible with an industrially viable process.
  • side products like polymers or polynitro products can be formed.
  • the hydroxyl function can also be nitrated, to form O-nitrophenol as a by-product.
  • 70 to 110 ° C is also meant the following ranges: from 70 to 100 ° C, from 70 to 90 ° C, from 70 to 80 ° C, from 80 to 110 ° C, from 90 to 110 ° C, from 100 to 110 ° C, from 80 to 100 ° C.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the nitration step A is carried out under microwaves, the microwave nitration being carried out in a microwave continuously with a wave generator of 2.45 GHz, or 915 MHz.
  • microwaves are notably equipped with a 2.45 GHz or 915 MHz wave generator. In an industrial process, a frequency of 915 MHz is desirable.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the nitration step A is carried out in microwaves, the nitration in microwaves being carried out in a microwave continuously with a power included from 200 to 1000 W.
  • the commercially available microwaves have in particular a power of 200 to 1000 W.
  • from 200 to 1000 W is also meant the following ranges: from 200 to 800 W, from 200 to 600 W, from 200 to 400 W, from 400 to 1000 W, from 600 to 1000 W, from 800 to 1000 W, from 400 to 800 W.
  • the power being in particular about 450 W, or about 850 W.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the nitration step A is carried out in the presence of a cooling means making it possible to control the temperature.
  • Nitration reactions are exothermic. Equipping the reactor with cooling means makes it possible to control this exothermic energy.
  • the reactor can, for example, be equipped with a double jacket allowing the circulation of a cooling liquid.
  • controlling the temperature means ensuring that the temperature of the reaction medium remains sufficiently low, below 110 ° C, preferably below 90 ° C, to avoid the formation of by-products, such as for example the ortho isomer, and polymers
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the nitration step A is carried out in a reactor equipped with a wave generator with integration of a cooling system. .
  • a microwave reactor equipped with cooling means is used.
  • a tube is integrated into the microwave reactor, in order to circulate a heat transfer fluid, maintained at the desired temperature by means of a cryostat.
  • a cooled tubular continuous reactor: "DOWNSTREAM” cavity from the company SAIREM can be used.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the nitration step A is carried out in at least two microwave reactors in series, preferably at least three microwave reactors. microwave in series and particularly preferably at least four microwave reactors in series.
  • reactors are configured in series.
  • the raw materials, namely the compound of Formula 1, in solution, and the reactants, namely the nitration agent, in solution, are introduced into the first reactor, in which the nitration reaction takes place, with non-conversion. total.
  • the reaction medium leaves the first reactor continuously, and is injected into the next reactor, in which the nitration reaction continues to take place.
  • the conversion at the end of the first reactor can be 60%
  • the conversion at the end of the second reactor can be 90%
  • a total conversion can be observed in the third reactor.
  • the present invention relates to a process as defined above, comprising, between each reactor in series, a cooling step so as to adjust the temperature to a temperature of 20 to 40 ° C, preferably 20 to 30 ° C.
  • the reaction medium is cooled between 2 reactors in series. This operation makes it possible to inject a cooled mixture into the following reactor, which leads to better control of the exothermic phenomena of the reaction.
  • Figure 3 shows schematically this configuration with several microwave reactors in series, where each pair of microwave reactors is interconnected by a cooling circuit.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the nitrosation step A is carried out in an acidic medium, in particular in an aqueous solution of hydrochloric acid or sulfuric acid. .
  • an aqueous solution of the nitrosating agent i.e. sodium nitrite
  • the mixture thus obtained is injected into the reactor.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which step A of nitrosation comprises: a) feeding a reactor with a solution of the compound of Formula 1, in particular aqueous , and with NaNCh in solution, in particular aqueous in an acid, in particular in hydrochloric acid, to obtain a reaction medium, b) the formation of the compound of Formula 2.
  • the reagent, namely NaNCh, in solution, and the starting material, namely the compound of Formula 1, in solution are in particular introduced into the reactor at a rate of 5 to 20 ml / minute, in particular about 10 ml / minute or about 15 ml / minute.
  • the present invention relates to a process as defined above, comprising a nitrosation step A, in which a reactor is supplied with an aqueous solution of the compound of Formula 1, and with NaNCf in solution. aqueous in an acid, in particular in hydrochloric acid.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the nitrosation step A is carried out at a temperature below 10 ° C, in particular comprised from -5 to 5 ° C, especially at a temperature of about 0 ° C. Above 10 ° C, the reaction can exhibit high kinetics, which can lead to runaway of the exothermic reaction. In addition, under these conditions, side products such as poly-nitroso products can be formed.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which step A of nitrosation is carried out in the presence of a cooling means making it possible to control the temperature.
  • Nitrosation reactions are exothermic. Equipping the reactor with cooling means makes it possible to control this exothermic energy.
  • the reactor can, for example, be equipped with a double jacket allowing the circulation of a cooling liquid.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which stage A of nitration, or of nitrosation leads to the formation of the compound of Formula 2, in particular p-nitrophenol or p-nitrosophenol, in particular p-nitrosophenol, with a regioselectivity greater than 60%, in particular greater than 80%, in particular in which the ortho isomer / compound of Formula 2 ratio is less than 2/8, and in particular is d 'about 1/9.
  • regioselectivity greater than 60% is also meant a regioselectivity greater than 70%, greater than 80%, and greater than 90%. Said regioselectivity can for example be determined by NMR, or by HPLC.
  • the crude reaction product can be carried directly to the reactor of the next step, i.e. the hydrogenation step. It is however more advantageous to purify said crude reaction product, for example by aqueous washing or by crystallization.
  • purification in aqueous medium makes it possible to hydrolyze the acetate group to yield 4-nitrophenol, or 4 -nitrosophenol respectively.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which said process further comprises, after step A of nitration or nitrosation, a step B of hydrogenation of the compound of Formula 2, to obtain:
  • R and X being as defined above, said hydrogenation step B being carried out continuously or in batch, preferably continuously, in the presence of hydrogen, a solvent and a catalyst.
  • the hydrogenation step makes it possible to reduce the nitro group, or the nitroso group, to an amine.
  • R represents a benzyl group
  • this reaction is accompanied by hydrogenolysis of said benzyl group, to obtain p-aminophenol.
  • R represents an acetate group
  • O-acetyl-4-aminophenol is obtained, since the acetate group is inert, and is not deleted under the hydrogenation conditions.
  • Hydrogenation Step B is performed in the presence of a catalyst which can catalyze a reduction of a nitro or nitroso compound to an amine.
  • the catalyst is preferably a heterogeneous catalyst, which makes it possible to keep said catalyst within the reactor.
  • the reactor can, for this purpose, be equipped with a filtration system, for example a frit, at the outlet, to prevent the catalyst from being discharged with the streams of the reaction crude leaving the reactor.
  • the frit has in particular a porosity of 2 to 50 ⁇ m.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which stage B of hydrogenation is carried out from a compound of Formula 2 wherein X is a nitro group, the compound of Formula 2 being a compound of Formula 2a:
  • the present invention relates to a process as defined above, in which stage B of hydrogenation is carried out from a compound of Formula 2 in which X is a nitroso group, the compound of Formula 2 being a compound of Formula 2b:
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the compound of Formula 2 is p-nitrophenol, R being a hydrogen atom, and X being a nitro group.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the compound of Formula 2 is p-nitrosophenol, R being a hydrogen atom, and X being a nitroso group.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the compound of Formula 2 is in admixture with the ortho isomer, in particular in which the ortho isomer / compound of Formula 2 ratio is less than 2/8, and in particular is approximately 1/9.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which stage B of hydrogenation is carried out in the presence of a catalyst chosen from Pd / C, Pt / C and Fe / HCl, According to another particular embodiment, the present invention relates to a process as defined above, in which stage B of hydrogenation is carried out in the presence of Siliacat Pd (0) as catalyst.
  • Siliacat® type catalyst is preferably used, in particular Siliacat Pd (0).
  • Siliacat Pd (0) is a catalyst consisting of Pd trapped in a sol-gel system. Specifically highly dispersed (uniformly in the range 4.0-6.0nm) Pd nanoparticles, encapsulated in an organosilica matrix. The structure of the catalyst is shown below.
  • This catalyst is marketed by several companies, including the company Dichrom GmbH in Germany and the company Silicycle in Canada.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which stage B of hydrogenation is carried out in the presence of a solvent chosen from ethanol or methanol, in particular ethanol.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which stage B of hydrogenation is carried out at a temperature of 50 to 130 ° C, in particular of 80 ° C to 100 ° C.
  • from 50 to 130 ° C is also meant the following ranges: from 60 to 130 ° C, from 70 to 130 ° C, from 80 to 130 ° C, from 90 to 130 ° C, from 110 to 130 ° C , 60 to 110 ° C, 80 to 100 ° C, 70 to 90 ° C.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which stage B of hydrogenation is carried out at a pressure of hydrogen ranging from 10 to 50 bars, in particular ranging from 15 to 30 bars, in particular about 20 bars.
  • from 10 to 50 bars is also meant the following ranges: from 15 to 50 bars, from 25 to 50 bars, from 35 to 50 bars, from 10 to 40 bars, from 10 to 30 bars from 15 to 30 bars.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the starting compound of Formula 2 is introduced into the reactor at a concentration of from 0.5 to 1.5 M, in particular of about 1 M, and at a rate of 5 to 20 ml / minute, in particular 10 or 15 ml / minute.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which stage B of hydrogenation is carried out in at least two reactors in series, preferably at least three reactors in series and particularly preferably three or five reactors in series.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which at least two of the consecutive reactors are of different size.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which at least two of the consecutive reactors are of different size, and are of increasing size.
  • At least one of the reactors is larger in size than the size of the previous reactor, at least one of the reactors being the next reactor.
  • the fluid flow rate is constant and identical between each reactor.
  • the reactor fluid outlet is located at the top of the reactor, as shown in Figure 4, and as long as the previous reactor is not filled to the height of the outlet, the liquid does not leave the reactor. Then the outgoing flow is equal to the incoming flow.
  • the size ratio between the preceding reactor and the following reactor being between 1.1 to 3, in particular from 1.5 to 3.
  • the present invention relates to a process in which hydrogenation step B is carried out in 3 consecutive reactors, of increasing size, in particular with a size ratio of approximately 1: 1.5: 3.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which at least two of the consecutive reactors are of different size, and are of decreasing size.
  • At least one of the reactors is smaller in size than the size of the previous reactor.
  • the raw material concentration namely the compound of Formula 2
  • the reactor having a smaller size can more easily be stirred than a reactor of a larger size. This facilitates the dispersion of the catalyst in the reaction medium, which is important when the load of said catalyst is higher.
  • the second reactor has a volume R2 of between RI and 0.5 RI and the third reactor has a volume R3 of between 0.8 RI and 0.4 RI.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which stage B of hydrogenation is carried out:
  • the 3 reactors in series are of increasing size, as defined above.
  • This embodiment makes it possible to obtain the amine compound with a good yield, in particular with a yield greater than 80%, in particular greater than 95%
  • the present invention relates to a process as defined above, in which hydrogenation step B is carried out:
  • the 3 reactors in series are of increasing size, as defined above.
  • This embodiment makes it possible to obtain the amine compound with a good yield, in particular with a yield greater than 80%, in particular greater than 95%, in particular greater than 98%
  • the present invention relates to a process as defined above, in which said process further comprises, after hydrogenation step B, a step C of acylating p-aminophenol to obtain paracetamol: said acylation step C being carried out continuously or in batch, preferably continuously.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which step C of acylation is carried out with acetic anhydride as acylating agent.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which acylation step C is carried out with acetic acid as acylating agent, said acylation step C being carried out. in microwaves, in batch, or continuously.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which acylation step C is carried out with an initial acetic anhydride / p-aminophenol ratio of 1.0 to 1.6, preferably 1.1 to 1.4.
  • the present invention relates to a process as defined above, in which the acylation step C is carried out at a temperature of from 60 to 100 ° C, preferably at about 80 ° C. .
  • from 60 to 100 ° C is also meant the following ranges: from 60 to 90 ° C, from 60 to 80 ° C, from 60 to 70 ° C, from 70 to 100 ° C, from 80 to 100 ° C, 90 to 100 ° C, and 70 to 80 ° C.
  • the acylation step C is preferably carried out at the same temperature as the hydrogenation step B.
  • the hydrogenation reaction is carried out at 80 ° C.
  • the fluid leaving the hydrogenation reactor can be directly injected, hot, into the acylation reactor.
  • the acylation reaction can be completed within a few minutes, especially in less than 10 minutes, or 5 minutes. Under these conditions, it is not necessary to heat the medium further, the temperature of the fluid being sufficiently high.
  • the present invention relates to a method as defined above, comprising:
  • the nitration agent being sodium nitrite, in the presence of an oxidizing agent, in particular in the presence of HN0 3, said nitrosation step A being carried out continuously, the nitrosating agent being sodium nitrite, R and X being as defined above,
  • acylation step C • a step C of acylation of 4-aminophenol, to obtain paracetamol, said acylation step C being carried out continuously or in batch, preferably continuously.
  • the three steps A, B and C are preferably all carried out continuously.
  • step C is to be carried out only if the paracetamol is not already obtained at the end of step B of hydrogenation.
  • the present invention relates to a method as defined above, comprising:
  • stage B of hydrogenation of the p-nitrophenol compound, to obtain p-aminophenol • a stage B of hydrogenation of the p-nitrophenol compound, to obtain p-aminophenol: said stage B of hydrogenation being carried out continuously in three reactors in series, and
  • the present invention relates to a method as defined above, comprising:
  • step B of hydrogenation of the p-nitrosophenol compound, to obtain p-aminophenol said hydrogenation step B being carried out continuously in three reactors in series, and
  • the present invention relates to a process as defined above, comprising, between at least one step A, B, or C, a purification step, in particular by aqueous washing.
  • the synthetic intermediates, obtained at the end of stages A of nitration / nitrosation and / or B of hydrogenation, as well as the final product, obtained at the end of stage C of acylation can be purified, in order to 'improve the impurity profile of the process. It can be for example a simple aqueous washing, to remove the residues of acids and salts at the end of stage A or C, or of filtration or of a bed of carbon or of zeolite to remove the catalyst residues at the end of step B. Alternatively, more purifying purifications can be implemented such as for example crystallizations or distillations or continuous liquid / liquid extraction.
  • the present invention relates to a process as defined above, further comprising a stage D of purification of paracetamol, in particular by continuous distillation, continuous liquid-liquid extraction and or by crystallization, in particular by continuous crystallization.
  • the final product of the process of the present invention paracetamol
  • the purification aims in particular to remove residues of the ortho isomer which may be present in the crude product.
  • the subject of the invention is a process for the preparation of paracetamol comprising the successive steps: 1) synthesis of p-nitrophenol from phenol
  • steps 1, 2 and 3 are carried out continuously and in that step 1) is carried out in a microwave.
  • the inventors have been able to obtain a nitration regioselectivity of the phenol in the para position of greater than 60%.
  • a subject of the invention is also a process for preparing paracetamol comprising the successive steps:
  • Figure 1 represents different chemical pathways for the production of paracetamol.
  • Figure 2 illustrates the change in the temperature of the mixture over time of the reaction mixture when it passes through the circuit formed by several microwave reactors in series, each pair of microwave reactor is interconnected by a circuit cooling.
  • Figure 3 shows schematically an installation for performing the first step where the phenol / HNO 3 mixture is introduced into an installation with several microwave reactors in series, where each pair of microwave reactors is interconnected by a cooling circuit.
  • Figure 4 shows schematically an installation for performing the second hydrogenation step where several hydrogenation reactors are connected in series.
  • Figure 5 shows a flowchart of the process for the continuous synthesis of paracetamol, comprising a nitration step.
  • Figure 6 shows a flowchart of the process for the continuous synthesis of paracetamol, comprising a nitrosation step.
  • Figure 7 shows the conversion of a hydrogenation reaction in a system of 3 reactors in series, according to Example 5.2.
  • the nitration reaction is carried out by mixing phenol and nitric acid.
  • This reaction is carried out in the presence of a strong acid such as sulfuric acid, hydrofluoric acid, perchloric acid or boron trifluoride.
  • a strong acid such as sulfuric acid, hydrofluoric acid, perchloric acid or boron trifluoride.
  • this reaction is carried out in the presence of sulfuric acid.
  • the ratio between the concentration of nitric acid and phenol also had a strong influence on the regioselectivity and the obtaining of p-nitrophenol rather than o-nitrophenol. .
  • the use of excess nitric acid promotes the formation of o-nitrophenol. Under such conditions, the inventors were able to obtain up to 82% of p-nitrophenol (for 18% of o-nitrophenol).
  • the ratio between the HNO3 / Phenol ratio within the starting mixture is between 1.1 and 1.6, preferably between 1.2 and 1.5.
  • the concentration of the starting phenol mixture is between 0.2 and 0.6M, preferably between 0.25 and 0.5M.
  • the concentration of the starting mixture of HNO3 is between 0.25 and 0.8M, preferably between 0.3 and 0.7M.
  • the proportion of water in the starting mixture is between 40 and 95% (by volume relative to the volume of the mixture at this point), preferably between 50 and 90%.
  • the residence time of the mixture in the microwave reactor is such that the mixture is brought to a temperature between 70 and 110 ° C, preferably between 80 and 100 ° C. . Changing to a higher temperature affects the regioselectivity and tends to increase the proportion of o-nitrophenol.
  • the inventors have been able to show that it is possible to further increase the regioselectivity by increasing the residence time of the mixture in the microwave reactor, but without increasing the temperature. To do this, the inventors have placed microwave reactors in series between which cooling circuits are interposed.
  • step 1) is carried out in at least two consecutive microwave reactors, preferably at least three consecutive microwave reactors and particularly preferably at least four consecutive microwave reactors , with a cooling circuit between each microwave reactor so as to bring the mixture to a temperature between 20 and 40 ° C, preferably between 20 and 30 ° C.
  • the residence time within all microwave reactors is between 2 and 20 minutes, preferably between 2 and 15 minutes.
  • each of the microwave reactors (optionally apart from the first) comprises a supply of nitric acid.
  • Figure 2 illustrates the change in temperature (° C) over time (minutes) of the reaction mixture as it passes through the circuit formed by microwave reactors (MW) interconnected via a cooling circuit.
  • Figure 3 shows schematically an installation for performing the first step where the phenol / HNO3 mixture is introduced into a first microwave reactor (MO) in which it passes before passing through a first cooling circuit before circulating in a second, third and then fourth microwave reactor to form the vast majority of p-nitrophenol with, each time, a passage via a cooling circuit between each microwave reactor.
  • MO first microwave reactor
  • cooling as quickly as possible should be carried out, typically between 0.5 and 3 minutes, preferably between 1 and 2 minutes.
  • step 1) it is possible to simply separate the 2 isomers o-nitrophenol and p-nitrophenol.
  • Such purification can be carried out by an intermediate step (between steps 1 and 2) of steam stripping of the o-nitrophenol (cf. US Pat. No. 3,933,929), filtration and washing with an aqueous solution of sulfuric acid at 70. % then by water (cf. patent EP 0626366), solubilization (using the difference in solubility in various solvents of the two isomers, N-pentane to remove GO-Nitrophenol), ultrafiltration (Yudiarto et al, Separation and Purification Technology, vol. 19, p: 103-112, 2000), HPLC (SMB (Simulated Moving Bed) or VARICOL type).
  • the p-nitrophenol is purified at the end of step 1) and prior to step 2).
  • step 2) without purification and separate p-aminophenol from o-aminophenol at the end of step 2).
  • step 2) is carried out by adding dihydrogen under pressure in the presence of a catalyst of Pd / C, Pt / C, Fe / HCl or equivalent.
  • the mixture corresponds to the choice of p-nitrophenol in aqueous medium in the presence of an acid (preferably sulfuric acid because it gives better yields than hydrochloric acid in particular) or to p-nitrophenol in solution.
  • an acid preferably sulfuric acid because it gives better yields than hydrochloric acid in particular
  • alcohol preferably ethanol or methanol.
  • the hydrogenation of p-nitrophenol is carried out in solution of alcohol, preferably in ethanol.
  • the concentration of the alcohol mixture is advantageously between 70% and 95% (by volume relative to the volume of the mixture upstream of the hydrogenation reactor), preferably between 80% and 90%.
  • the catalyst used is Pt / C. This is indeed the one that gives the best returns.
  • the catalyst charge within the hydrogenation reactor is greater than or equal to 1% (by weight relative to the weight of the mixture within the reactor), preferably greater than or equal to 2% and, particularly preferably, it is equal to 5%.
  • the pressure within the hydrogenation reactor is advantageously greater than 20 bars.
  • the pressure within the hydrogenation reactor is between 20 and 100 bars, preferably between 20 and 50 bars.
  • the temperature of the mixture in the hydrogenation reactor is advantageously above 80 ° C.
  • the temperature of the mixture within the hydrogenation reactor is between 80 and 180 ° C, preferably between 100 and 150 ° C.
  • step 2) is carried out in at least two consecutive hydrogenation reactors, preferably at least three consecutive hydrogenation reactors and particularly preferably at least four consecutive hydrogenation reactors.
  • an on-line analysis of the mixture is carried out between each hydrogenation reactor in order to monitor the kinetics of the reaction and, therefore, to monitor the possible deactivation of the catalyst in order to change it when necessary.
  • FIG. 4 is a diagram of an installation for carrying out the second step where the mixture comprising p-nitrophenol in solution in ethanol is introduced into a first hydrogenation reactor comprising solid catalyst (Pt / C) and into which is injected hydrogen under pressure before passing through a second, third and then fourth hydrogenation reactor to form the vast majority of p-aminophenol.
  • a first hydrogenation reactor comprising solid catalyst (Pt / C) and into which is injected hydrogen under pressure before passing through a second, third and then fourth hydrogenation reactor to form the vast majority of p-aminophenol.
  • this second step also has a large number of advantages over conventional processes. Indeed, it guarantees high productivity with a small size due to its continuous operation, it offers great safety due to the small volume required for the reactors, it allows the use of catalysts to the maximum of their lifetime.
  • step 2 At the end of step 2), and preferably in the case where the p - nitrophenol would not have been purified at the end of step 1) and prior to step 2).
  • the p-aminophenol is purified at the end of step 2).
  • Such a separation can be carried out simply by a person skilled in the art with regard to his general knowledge, for example by using the differences in solubility between these 2 isomers.
  • the third step of acylation of p-aminophenol to paracetamol it is carried out by adding to the mixture, and leaving the (last) hydrogenation reactor, an acylating agent.
  • acylating agent are contemplated both acetic acid and acetic anhydride.
  • the acylating agent / p-aminophenol ratio within the mixture, and after the addition of the acylating agent is between 1 and 10, preferably between 1 and 4.
  • the mixture comprises alcohol as a solvent, preferably ethanol or methanol.
  • the acylation reaction is then carried out by heating, preferably heating the mixture to a temperature between 20 and 90 ° C and for a time between 0.5 and 10 minutes, and particularly preferably by heating the mixture. at a temperature between 20 and 60 ° C and for a time between 1 and 4 minutes.
  • acylating agent is acetic acid
  • the temperatures used and the reaction time must then be increased.
  • the acylation reaction carried out by heating a temperature between 50 and 130 ° C and for a time between 1 and 40 minutes, and particularly preferably by heating at a temperature between 60 and 100 ° C and for a time between 10 and 20 minutes.
  • step 3 uses acetic acid and is carried out in microwaves.
  • this step 3 does not use any additional solvent (in addition to acetic acid).
  • the p-aminophenol / acetic acid ratio is between 1/5 and 1/10, preferably between 1/6 and 1/9.
  • the residence time of the mixture in the microwave reactor is such that the mixture is brought to a temperature between 80 and 120 ° C, preferably between 90 and 110 ° C.
  • the residence time within all of the microwave reactors is between 1 and 60 minutes, preferably between 10 and 30 minutes.
  • the paracetamol is continuously purified.
  • this purification step can be carried out by a simple distillation aimed at removing the solvent.
  • this purification step can include a washing step, with purified water, in particular under inert gas, argon or equivalent.
  • the reactor is then adjusted so as to obtain a temperature of 160 ° C for one minute and 30 seconds before carrying out cooling to 55 ° C, before initiating a new stage of heating at 120 ° C for one minute and 30 seconds followed by further cooling to 55 ° C.
  • the results of HPLC analyzes have shown that a conversion of phenol to nitrophenol is obtained with a yield of 99.35% overall, but above all with a proportion of nearly 60% of p-nitrophenol (and about 40% of o-nitrophenol).
  • the experiments are carried out in a continuous microwave (SAIREM) with a 2.45GHz wave generator and 450W power with coaxial / waveguide transition equipped with a cooler.
  • SAIREM continuous microwave
  • a continuous hydrogenation reactor (total volume 400ml), separated into different zones each equipped with stirrers, the pure solvent is introduced with the Pt / C catalyst.
  • the temperature in the reactor is controlled and maintained at the desired temperature by several thermostatic baths which heat or cool the different zones of the continuous reactor.
  • the hydrogen pressure is kept constant at the desired pressure in each zone.
  • the p-nitrophenol is then introduced continuously into the solvent at a certain rate and concentration.
  • Samples are taken at the outlet to measure conversion and selectivity.
  • reaction volume in each zone reaction volume in each zone
  • catalyst load in each zone catalyst load in each zone
  • temperature and Pressure LL in each zone overall flow rate
  • the tests are carried out in the reactor type VAPOURTEC R2 + and R3 with a volume of 10 ml, which is supplied by peristaltic pumps. The samples are then recovered at the outlet of the VAPOURTEC to be analyzed by HPLC.
  • the solution of p-aminophenol (0, 3M in methanol) is injected into the VAPOURTEC at a flow rate of 5 ml / min and at room temperature.
  • the solution of acetic anhydride (0, 3M in methanol) is injected into the VAPOURTEC at a flow rate of 5 ml / min at room temperature.
  • the total flow rate is 10 ml / min with a passage time of 1 min in the VAPOURTEC.
  • the analyzes showed a conversion of p-aminophenol of 99.9%, with a selectivity of 98.7% for paracetamol.
  • the p-aminophenol solution (0.14M in ethanol) is injected into the VAPOURTEC at a flow rate of 5 ml / min and at a temperature of 60 ° C.
  • the acetic anhydride solution (0.14M in ethanol) is injected into the VAPOURTEC at a flow rate of 5ml / min at 60 ° C.
  • the total flow rate is 10 ml / min with a passage time of 1 min in the VAPOURTEC.
  • the analyzes showed a conversion of p-aminophenol of 99.9%, with a selectivity of 98.9% for paracetamol.
  • the p-aminophenol solution (0.14M in ethanol) is injected into the VAPOURTEC at a flow rate of 3.3 ml / min and at room temperature.
  • the acetic anhydride solution (0.14M in ethanol) is injected into the VAPOURTEC at a flow rate of 3.3 ml / min at room temperature.
  • the total flow rate is 6.6 ml / min with a passage time of 1.5 min in the VAPOURTEC.
  • the analyzes showed a conversion of p-aminophenol of 99.9%, with a selectivity of 98.9% for paracetamol.
  • Microwave conversion test The microwave used was the MONOWAVE 300 (ANTON PAAR) and whose magnetron power is 850 watt. For this, the power is adapted to the desired temperature.
  • the various reagents are introduced into a 10 ml reactor with stirring which is placed in the microwave chamber. After the cycle is complete, the reactor is cooled before taking a sample and performing HPLC analysis.
  • p-aminophenol is introduced into a solution of acetic anhydride in water (30/70) at a concentration of 7.77 M.
  • the reactor is then introduced into the microwave for 10 seconds. and at a temperature of 40 ° C.
  • p-aminophenol is introduced into a solution of acetic acid at a concentration of 5M.
  • the reactor is then introduced into the microwave for 20 minutes and at a temperature of 100 ° C.
  • the reactions were carried out in a tubular borosilicate reactor of 500 mL inserted in a cavity of the "AVOCAD" type (SAIREM company) and coupled to a microwave generator GMS 450 capable of delivering a maximum power of 450 W thanks to a transmission by window. quartz.
  • the total irradiated volume is 160 mL.
  • the reaction is carried out by microwave irradiation with a power of 250 W, with a microwave generator operating at 2.45 GHz.
  • the para-nitrophenol was obtained with a productivity of 25 g / h, and an o / p ratio of 20/80.
  • the reaction in batch mode was carried out on a single closed reactor.
  • the reactor is preloaded with a solution of 6.95 g of / i-nitrophenol in 100 mL of EtOH and 0.208 mg of SiliaCat P (0) (reagents purchased from Aldrich and catalyst from SiliCycle).
  • the reactor was then purged with dinitrogen (3 purges, 5-7 bar) then pressurized with hydrogen (LL Alphagaz, Air Liquide) at 15 bar.
  • Stirring is set at 1000 rpm or rpm (revolutions per minute rotation per minute).
  • Example 2 The same conditions as those used in Example 2 were used, using the Siliacat Pd (0) catalyst (SiliCycle, Quebec Canada, Ref RD-R815-SiliaCat® PdO), at a rate of 0.5 mol%.
  • the reaction in batch mode is carried out on a single closed reactor.
  • the reactor is preloaded with a solution of 6.95 g of / nitrophenol in 100 mL of EtOH and 9.75 mg of Pt / C (Sigma Aldrich).
  • the reactor is then purged of nitrogen (3 purges, 5-7 bar) then pressurized with hydrogen (LL Alphagaz, Air Liquide) at 15 bar.
  • Stirring is set at 1000 rpm and the reactor is heated to 80 ° C. by its jacket for lh20.
  • the reactor is inerted by a nitrogen purge and the reaction medium is analyzed by HPLC (reverse phase, C18 column). Analysis shows a 92% conversion of? -Nitrophenol to /; - aminophenol with no trace of reaction co-product.
  • Example 5.1 The same device used in Example 5.1 is reused to carry out the reaction on a cascade of two perfectly stirred continuous reactors.
  • the exit channel of the first reactor always fitted with a 5 ⁇ m filter candle in order to conserve the catalytic charge of the constant autoclave is connected to the inlet of a second reactor in any point similar to the first.
  • the two reactors are loaded with 20 mg of Pt / C 10% w / w (Sigma Aldrich).
  • a 50% conversion is simulated in the first reactor (2.72 g of / i-aminophenol for 3.48 g of / i-nitrophenol) and a conversion of 75% is simulated in the second reactor (4 g of p-aminophenol for 1.8 g of / i-nitrophenol).
  • the cascade is supplied with a solution p-nitrophenol in ethanol (0.3 M) at a flow rate of 3 mL / min (passage time, 30 minutes per reactor) for 5 hours.
  • the second reactor draw-off valve is adjusted so as to have an outlet flow rate approximately equal to the inlet flow rate. No event occurs within 5 hours of reaction. Samples are taken every 4 minutes. HPLC analyzes show that the conversion oscillates between 70 and 83% for 20 minutes before stabilizing around 80% without formation of a co-product.
  • a third reactor is connected to the cascade. Similarly, this reactor is loaded with 20 mg of Pt / C, and an initial conversion of 90% is simulated (4.9 g of /> - aminophenol for 695 mg of /> - nitrophenol). Under the conditions described above (80 ° C, 1000 rpm, 15 bar; 12 bar; 10 bar), the cascade is supplied for 4 hours at a flow rate of 4 mL / min (passage time 25 minutes). No event occurs. At the reactor outlet, samples are taken every 4 minutes. HPLC analyzes show that the conversion oscillates between 80 and 96% for 20 minutes before stabilizing at 95% for 4 hours.
  • Example 6.1 The same ratios as used in Example 6.1 were tested continuously. However, after 5 minutes of residence time in the continuous reactor, the aqueous solution of phenol was added, and after a residence time of 5 minutes the nitrosophenol was obtained continuously.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de préparation de paracétamol en continu, comprenant une étape de nitration ou une étape de nitrosation pour obtenir le p-nitrophénol ou le p-nitrosophénol respectivement. Le p-nitrophénol ou le p-nitrosophénol peuvent ensuite être transformé en paracétamol par hydrogénation, suivi d'acylation. Le procédé selon la présente Invention permet d'obtenir le paracétamol avec une très bonne régiosélectivité et d'excellents rendements.

Description

Procédé de synthèse du paracétamol en continu
Domaine technique
La présente invention concerne un procédé de synthèse du paracétamol en continu. Art antérieur
Le paracétamol, aussi appelé acétaminophène, correspond au A-(4-hydroxyphényl)0 acétamide. Ce composé est utilisé tout à la fois comme antalgique (antidouleur) et antipyrétique (anti fièvre), et figure parmi les médicaments les plus communs, utilisés et prescrits au monde.
Il est indiqué dans le traitement de la douleur faible à modéré et sa grande popularité tient au fait qu’il a moins de contre-indications que d'autres antalgiques et jouit d'une bonne image auprès du public.
Le mécanisme exact par lequel l'acétaminophène produit ses effets analgésiques et antipyrétiques reste indéfini. On pense que le principal mécanisme d'action est l'inhibition de la cyclooxygénase (COX), avec un effet prédominant sur la COX -2. II existe de multiples procédés de synthèse paracétamol, comme par exemple ceux décrits dans les brevets EP 0435 263, US 6,969,775, et EP 2266 949.
La figure 1 synthétise les principales voies chimiques de synthèse du paracétamol avec leurs intermédiaires.
Pour G essentiel, ces voies passent soit par le phénol (via le cumène), soit par le chl orobenzène, soit par le nitrobenzène qui sont toutes trois des matières premières à fort tonnage au niveau mondial.
En partant du nitrobenzène, 3 étapes chimiques sont nécessaires, lesquelles correspondent à une hydrogénation, suivie d’une hydroxylation et d‘une acylation pour obtenir le paracétamol.
En partant du chl orobenzène, il faut 4 étapes chimiques. En l’espèce, la synthèse débute par une nitration, suivie d’une hydrolyse, d’une réduction et enfin d’une acylation pour obtenir le paracétamol. Enfin, s’agissant du phénol, deux voies sont possibles, lesquelles impliquent respectivement deux ou trois étapes. La voie à deux étapes passe par l’hydroquinone, mais est relativement complexe (réaction de plus de 12 heures à 200°C avec une purification entre les deux étapes du fait de changement de solvant). Pour ce qui est de la voie à 3 étapes, celle-ci passe par le 4- aminophénol.
Cette dernière voie, qui est parmi la plus utilisée, passe par une nitration du phénol avec la formation de para-nitrophénol et est suivie par une réduction et une acétylation de ce dernier pour former le paracétamol.
Maintenant, cette voie de synthèse souffre d’une lacune fondamentale qui réside en ce que l’étape de nitration du phénol pour obtenir le p-nitrophénol d'intérêt - qui est le précurseur du paracétamol - présente un faible rendement. En effet, le produit de la réaction en position ortho du cycle phényle peut présenter une proportion allant jusqu’à 66%, ceci constituant la résultante normale de ce que l’on a deux positions d'attachement équivalentes résultant en o- nitrophénol pour seulement une position pour la position para. En outre, l’o-nitrophénol est favorisé par la formation d’une liaison hydrogène entre le groupement hydroxyle et l’un des deux atomes d’oxygène du groupement NCh.
De ce fait différentes technologies ont été développées pour essayer d’augmenter le rendement en p-nitrophénol (réaction en deux étapes donnant un rendement de 48% décrit dans le brevet EP 0 626 366).
Maintenant, que ce soit cette voie de synthèse ou les autres, il faut compter un temps de production de l’ordre d’une à deux semaines pour obtenir du paracétamol purifié, et ceci avec une quantité non négligeable de déchets.
Exposé de l’invention
Les inventeurs ont maintenant développé un nouveau procédé de synthèse du paracétamol qui est réalisé en continu et qui permet de réaliser sa production en moins de 3 heures, avec simultanément une réduction considérable de la quantité de déchets associé du fait de sa très grande efficacité.
Dans le procédé de production par batch, le passage d'une étape à la suivante est effectué en série et donc le temps global du procédé est, en fait, la somme des temps requis pour les différentes étapes. Dans son principe général, ce procédé consiste en un flux continu de réactions intégrées dans lequel une succession de réacteurs sont interconnectés. Chaque réacteur permet la réalisation d’une étape spécifique et essentielle pour aboutir au produit final.
Dans le procédé continu, toutes les étapes sont effectuées simultanément (bien que dans différents compartiments du système), et donc le temps global requis pour le processus est raccourci. En outre, le volume requis pour les réacteurs est bien moindre pour un procédé en continu ce qui, outre faciliter la gestion de la sécurité des installations, permet de travailler dans des conditions bien plus (astringentes) contraignantes que pour les procédés en batch.
Un premier objet de la présente invention concerne un procédé de préparation du paracétamol, dans lequel le procédé comprend une étape A de nitration, ou de nitrosation, d’un composé de Formule 1 avec un agent de nitration, ou un agent de nitrosation approprié pour obtenir un composé de Formule 2 : x
1 2 dans lesquelles R représente :
• un atome d’hydrogène,
• un groupement protecteur choisi parmi un benzyle ou un acétate, et dans laquelle X représente un groupement nitro ou un groupement nitroso, ladite étape A de nitration étant effectuée en continu :
• soit sous microondes,
• soit sous ultrasons,
• soit sous microondes suivi d’ultrasons,
• soit, éventuellement sous microondes et/ou sous ultrasons, l’agent de nitration étant le nitrite de sodium, en présence d’un agent oxydant, notamment en présence d‘HN03, ladite étape A de nitrosation étant effectuée en continu : • l’agent de nitrosation étant le nitrite de sodium. Les inventeurs ont trouvé que la réaction de nitration ou de nitrosation en continu du phénol, éventuellement protégé sur la fonction hydroxyle par un groupement acétate ou benzyle, conduit respectivement au composé para-nitro, ou para-nitroso, avec une excellente régiosélectivité. La réaction en flux continu permet ainsi de limiter la formation de l’isomère ortho, ainsi que celle d’autres impuretés comme par exemple des produits de polymérisation.
Les inventeurs ont également trouvé que, dans le cadre de la nitration, le procédé en continu peut-être effectué en combinaison avec une irradiation sous microondes et/ou sous ultrasons, permettant une efficacité de la réaction amélioré en termes de vitesse de réaction et la réduction de la formation d’impuretés tels que l’isomère ortho.
Par ailleurs, l’utilisation d’un composé phénolique protégé sur la fonction hydroxyle permet d’introduire un encombrement stérique, ce qui, en combinaison avec la suppression de la fonction hydroxyle qui joue un rôle dans le mécanisme de nitration, d’avantage la suppression de la formation de l’isomère ortho.
Selon un mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A est une étape de nitration, R étant tel que défini ci-dessus, et X étant un groupement nitro, pour obtenir un composé nitré dans lequel le composé de Formule 2 a la structure d’un composé de Formule 2a :
1 2a
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A est une étape de nitrosation, R étant tel que défini ci-dessus 1, et X étant un groupement nitroso, pour obtenir un composé nitroso dans lequel le composé de Formule 2 a la structure d’un composé de Formule 2b :
2b Dans ce mode de réalisation, un composé nitroso est obtenu, qui représente un intermédiaire pouvant être utilisé dans la préparation du paracétamol. Dans ce contexte, il est possible de réduire la fonction nitroso directement en fonction amine, ou alors de préalablement convertir la fonction nitroso en nitro, lors d’une étape supplémentaire d’oxydation, notamment par de l’acide nitrique.
Les inventeurs ont observé que la réaction de nitrosation et très efficace en termes de cinétique, et conduit typiquement à une conversion totale seulement après 10 minutes de réaction, et ce avec une excellente régiosélectivité de 90% en faveur du composé para par rapport au produit secondaire ortho. Cette voie par nitrosation est particulièrement avantageuse car la formation concomitante de polymères est très limitée.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitration, ou l’étape A de nitrosation est effectuée sous atmosphère inerte, ou à l’air libre.
Par « atmosphère inerte » on entend que la nitration ou la nitrosation est effectuée dans un réacteur sous azote ou sous argon. A contrario, « à l’air libre » signifie qu’aucune précaution n’a été prise dans ce sens.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel le composé de Formule 1 est le phénol, R étant un atome d’hydrogène, pour obtenir le p-nitrophénol comme composé de Formule 2, X étant un groupement nitro, ou le p-nitrosophénol comme composé de Formule 2, X étant un groupement nitroso.
Dans ce mode de réalisation, le phénol n’est pas protégé sur la fonction hydroxyle. Ceci représente un avantage en termes de coût de production, le phénol étant un produit de commodité.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitration est effectuée avec un agent de nitration choisi parmi HNO3 et NaNC , pour obtenir un composé de Formule 2 dans lequel X est un groupement nitro. L’acide nitrique peut être utilisé en présence d’un acide tel que l’acide sulfurique, mais également en absence dudit acide. De manière préféré, l’acide nitrique est introduit dans le réacteur sous la forme d’une solution aqueuse.
Le nitrite de sodium conduit au composé nitro quand il est utilisé en combinaison avec un agent oxydant, notamment l’acide nitrique.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitration comprend : a) une alimentation d’un réacteur avec une solution, notamment aqueuse, du composé de Formule 1, notamment en concentration d’environ 0,4 M, et avec l’agent de nitration, en solution, notamment aqueuse, notamment à une concentration d’environ 0,3 à 0,4 M, pour obtenir un milieu réactionnel, b) la formation du composé de Formule 2.
Les matières premières, à savoir le composé de Formule 1, en solution, et réactifs, à savoir l’agent de nitration, en solution, sont introduits en continu dans un réacteur, par des voies d’entrée. La réaction de nitration a ensuite lieu au sein du réacteur, entraînant la formation du produit de Formule 2, dans laquelle X représente un groupement nitro.
Le mélange réactionnel, comprenant le produit nitré (produit brut) peut ensuite être évacué du réacteur par une voie de sortie.
Le réacteur est parfaitement agité, permettant une distribution homogène des matières au sein du réacteur. De manière préférée, la vitesse d’introduction ou d’injection des réactifs est identique à la vitesse d’évacuation ou d’extrusion du brut réactionnel, permettant ainsi un volume constant au sein du réacteur.
Lors de l’étape A de nitration, les réactifs sont notamment introduits dans le réacteur à raison de 5 à 20 ml/minute, en particulier d’environ 10 ml/minute ou d’environ 15 ml/minute.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitration est effectuée avec un rapport initial d’agent de nitration/composé de Formule 1 compris de 1,1 à 1,6, de préférence de 1,2 à 1,5. Par « de 1,1 à 1,6 » on entend également les gammes suivantes : de 1,1 à 1,5, de 1,1 à 1,4, de
1,1 à 1,3, de 1,1 à 1,2, de 1,2 à 1,6, de 1,3 à 1,6, de 1,4 à 1,6, de 1,5 à 1,6, de 1,2 à 1,5, de 1,3 à 1,4.
Le « rapport initial » fait référence au ratio avec lequel l’agent de nitration et le composé de Formule 1 sont introduits dans le réacteur. A ce stade, le réactif et la matière première n’ont pas encore été impliqués dans la réaction de nitration.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitration, ou de nitrosation est effectuée avec une concentration initiale de composé de Formule 1, notamment de phénol, comprise de 0,2 à 0,6M, notamment de 0,25 à 0,5 M.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitration, ou de nitrosation est effectuée avec une concentration initiale d’agent de nitration, notamment d’FINCb, ou le NaNC respectivement, comprise de 0,25 à 0,8M, notamment entre 0,3 à 0,7M.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitration est effectuée à une température comprise de 70 à 110°C, de préférence de 80 à 100°C.
En dessous de 70 °C, la cinétique de la réaction peut être trop faible pour être compatible avec un procédé industriellement viable. Au-dessus de 110 °C, des produits secondaires, comme des polymères ou des produits polynitrés peuvent être formés. Dans le cas où le phénol est utilisé comme matière première, la fonction hydroxyle peut également être nitré, pour former le O- nitrophénol comme sous-produit.
Par « 70 à 110°C » on entend également les gammes suivantes : de 70 à 100°C, de 70 à 90°C, de 70 à 80°C, de 80 à 110°C, de 90 à 110°C, de 100 à 110°C, de 80 à 100°C.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitration est effectuée sous microondes, la nitration sous microondes étant réalisée dans un micro-ondes en continu avec un générateur d’ondes de 2,45 GHz, ou de 915 MHz.
Les microondes commercialement disponibles sont notamment équipés d’un générateur d’ondes de 2,45 GHz, ou de 915 MHz. Dans le cadre d’un procédé industriel, une fréquence de 915 MHz est souhaitable.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, lequel l’étape A de nitration est effectuée sous microondes, la nitration sous microondes étant réalisée dans un micro-ondes en continu avec une puissance comprise de 200 à 1000 W.
Les microondes commercialement disponibles ont notamment une puissance comprise de 200 à 1000 W.
Par « de 200 à 1000 W », on entend également les gammes suivantes : de 200 à 800 W, de 200 à 600 W, de 200 à 400 W, de 400 à 1000 W, de 600 à 1000 W, de 800 à 1000 W, de 400 à 800 W. La puissance étant notamment d’environ 450 W, ou d’environ 850 W.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitration, est effectuée en présence d’un moyen de refroidissement permettant de contrôler la température.
Les réactions de nitration sont exothermiques. Equiper le réacteur avec un moyen de refroidissement permet de maîtriser cette exothermie. Le réacteur peut, à titre d’exemple, être équipé d’une double enveloppe permettant la circulation d’un liquide de refroidissement.
Par conséquent l’expression « contrôler la température » signifie faire en sorte que la température du milieu réactionnel reste suffisamment bas, en dessous de 110 °C, de préférence en dessous de 90°C, pour éviter la formation de sous-produits, comme par exemple l’isomère ortho, et de polymères Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitration est effectuée dans un réacteur équipé d’un générateur d’ondes avec intégration d’un système de refroidissement.
Dans ce mode de réalisation, un réacteur microondes équipé d’un moyen de refroidissement est utilisé. Typiquement, un tube est intégré dans le réacteur micro-onde, afin de faire circuler un fluide caloporteur, maintenu à la température souhaité grâce à un cryostat.
A titre d’exemple, un réacteur continu tubulaire refroidi : cavité "DOWNSTREAM" de la société SAIREM peut être utilisé.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitration est effectuée dans au moins deux réacteurs à micro-ondes en série, de préférence au moins trois réacteurs à micro-ondes en série et de manière particulièrement préférée au moins quatre réacteurs à micro-ondes en série.
Dans ce mode de réalisation, plusieurs réacteurs sont configurés en série. Les matières premières, à savoir le composé de Formule 1, en solution, et réactifs, à savoir l’agent de nitration, en solution, sont introduits dans le premier réacteur, dans lequel la réaction de nitration a lieu, avec une conversion non-totale. Le milieu réactionnel sort de façon continue du premier réacteur, et est injecté dans le réacteur suivant, dans lequel la réaction de nitration continue d’avoir lieu.
A titre d’exemple, pour un système comprenant 3 réacteurs en série, la conversion à l’issu du premier réacteur peut être de 60%, la conversion à l’issu du deuxième réacteur peut être de 90%, et une conversion totale peut être observé dans le troisième réacteur.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, comprenant, entre chaque réacteur en série, une étape de refroidissement de sorte à ajuster la température à une température comprise de 20 à 40°C, de préférence de 20 à 30°C.
Dans ce mode de réalisation, le milieu réactionnel est refroidi entre 2 réacteurs en série. Cette opération permet d’injecter un mélange refroidi dans le réacteur suivant, ce qui conduit à une meilleure maîtrise des phénomènes exothermiques de la réaction. La Figure 3 schématise cette configuration avec plusieurs réacteurs à micro-ondes en série, où chaque couple de réacteur à micro-ondes est interconnecté par un circuit de refroidissement.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitrosation est effectuée en milieu acide, en particulier dans une solution aqueuse d’acide chlorhydrique ou d’acide sulfurique.
Dans ce mode de réalisation, une solution aqueuse de l’agent de nitrosation, i.e. le nitrite de sodium est préalablement acidifié, notamment à un pH inférieur à 4, par ajout d’un acide. Le mélange ainsi obtenu est injecté, dans le réacteur.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitrosation comprend : a) une alimentation d’un réacteur avec une solution du composé de Formule 1, notamment aqueuse, et avec du NaNCh en solution, notamment aqueuse dans un acide, notamment dans de l’acide chlorhydrique, pour obtenir un milieu réactionnel, b) la formation du composé de Formule 2.
Lors de l’étape A de nitrosation, le réactif, à savoir le NaNCh, en solution, et la matière première, à savoir le composé de Formule 1, en solution, sont notamment introduits dans le réacteur à raison de 5 à 20 ml/minute, en particulier d’environ 10 ml/minute ou d’environ 15 ml/minute.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, comprenant une étape A de nitrosation, dans lequel un réacteur est alimenté par une solution aqueuse du composé de Formule 1, et par du NaNCf en solution aqueuse dans un acide, notamment dans de l’acide chlorhydrique.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitrosation est effectuée à une température inférieure à 10 °C, notamment comprise de -5 à 5 °C, notamment à une température d’environ 0 °C. Au-delà de 10 °C, la réaction peut présenter une cinétique élevée, pouvant entraîner un emballement de la réaction exothermique. De plus, dans ces conditions, des produits secondaires comme des produits poly-nitrosés peuvent être formés.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitrosation, est effectuée en présence d’un moyen de refroidissement permettant de contrôler la température.
Les réactions de nitrosation sont exothermiques. Equiper le réacteur avec un moyen de refroidissement permet de maîtriser cette exothermie. Le réacteur peut, à titre d’exemple, être équipé d’une double enveloppe permettant la circulation d’un liquide de refroidissement.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape A de nitration, ou de nitrosation conduit à la formation du composé de Formule 2, notamment du p-nitrophénol ou du p-nitrosophénol, en particulier du p-nitrosophénol, avec une régiosélectivité supérieure à 60%, en particulier supérieure à 80%, en particulier dans lequel le ratio isomère ortho/composé de Formule 2 est inférieur à 2/8, et est notamment d’environ 1/9.
Par « régiosélectivité supérieure à 60% » on entend également une régiosélectivité supérieure à 70%, supérieure à 80%, et supérieure à 90%. Ladite régiosélectivité peut par exemple être déterminé par RMN, ou par HPLC.
A l’issu de l’étape A de nitration, ou de nitrosation, le produit brut réactionnel peut être directement porté dans le réacteur de l’étape suivante, i.e. l’étape d’hydrogénation. Il est cependant plus avantageux de purifier ledit produit brut réactionnel, par exemple par lavage aqueux ou par cristallisation. Dans le cas où le composé de Formule 2 est le O-acétyl-4- nitrophénol, ou le O-acétyl-4-nitrosophénol, une purification en milieu aqueux permet d’hydrolyser le groupement acétate pour conduire au 4-nitrophénol, ou 4-nitrosophénol respectivement.
Les inventeurs ont trouvé que le procédé en continu selon la présente invention conduit à une excellente régiosélectivité en faveur du composé para, notamment supérieure à 80%, par rapport à un procédé en condition batch. Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit procédé comprend en outre, après l’étape A de nitration ou de nitrosation, une étape B d’hydrogénation du composé de Formule 2, pour obtenir :
• soit le 4-aminophénol, dans le cas où R est un groupement benzyle ou un atome d’hydrogène,
• soit O-acétyl-4-aminophénol, dans le cas où R est un groupement acétate,
2
• R et X étant tel que défini ci-dessus, ladite étape B d’hydrogénation étant effectuée en continu ou en batch, de préférence en continu, en présence d’hydrogène, d’un solvant et d’un catalyseur.
L’étape d’hydrogénation permet de réduire le groupement nitro, ou le groupement nitroso en amine. Dans le cas ou R représente un groupement benzyle, cette réaction est accompagnée par une hydrogénolyse dudit groupement benzyle, pour obtenir le p-aminophénol. En revanche, dans le cas où R représente un groupement acétate, le O-acétyl-4-aminophénol est obtenu, puisque le groupement acétate est inerte, et n’est pas supprimé dans les conditions d’hydrogénation.
L’étape B d’hydrogénation s’effectue en présence d’un catalyseur pouvant catalyser une réduction d’un composé nitro ou nitroso en amine. Le catalyseur est de préférence un catalyseur hétérogène ce qui permet de conserver ledit catalyseur au sein du réacteur. Le réacteur peut, dans ce but, être équipé d’un système de filtration, par exemple un fritté, à la sortie, pour éviter que le catalyseur soit évacué avec les flux du brut réactionnel sortant du réacteur. Le fritté a notamment une porosité comprise de 2 à 50 pm.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée à partir d’un composé de Formule 2 dans lequel X est un groupement nitro, le composé de Formule 2 étant un composé de Formule 2a :
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée à partir d’un composé de Formule 2 dans lequel X est un groupement nitroso, le composé de Formule 2 étant un composé de Formule 2b :
2b
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel le composé de Formule 2 est le p-nitrophénol, R étant un atome d’hydrogène, et X étant un groupement nitro.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel le composé de Formule 2 est le p-nitrosophénol, R étant un atome d’hydrogène, et X étant un groupement nitroso.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel le composé de Formule 2 est en mélange avec l’isomère ortho, en particulier dans lequel le ratio isomère ortho/composé de Formule 2 est inférieur à 2/8, et est notamment d’environ 1/9.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée en présence d’un catalyseur choisi parmi Pd/C, Pt/C et Fe/HCl, Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée en présence de Siliacat Pd(0) comme catalyseur.
Ainsi, on utilise de préférence un catalyseur type Siliacat®, notamment le Siliacat Pd(0). Le Siliacat Pd(0) est un catalyseur constitué de Pd piégé dans un système sol-gel. Plus précisément de nanoparticules de Pd hautement dispersées (uniformément dans la plage de 4,0 à 6,0 nm), encapsulées dans une matrice d'organosilice. La structure du catalyseur est représentée ci- dessous.
Ce catalyseur est commercialisé par plusieurs sociétés, dont la société Dichrom GmbH en Allemagne et la société Silicycle au Canada.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée en présence d’un solvant choisi parmi l’éthanol ou le méthanol, notamment l’éthanol.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée à une température comprise de 50 à 130 °C, notamment comprise de 80 °C à 100°C.
En dessous de 50 °C, la cinétique de la réaction peut être trop faible pour être compatible avec un procédé industriellement viable. Au-dessus de 100 °C, un risque de sur-réduction existe, notamment de réduction du cycle aromatique.
Par « de 50 à 130 °C » on entend également les gammes suivantes : de 60 à 130 °C, de 70 à 130 °C, de 80 à 130 °C, de 90 à 130 °C, de 110 à 130 °C, de 60 à 110 °C, de 80 à 100 °C, de 70 à 90 °C.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée à une pression d’hydrogène comprise de 10 à 50 bars, en particulier comprise de 15 à 30 bars, notamment d’environ 20 bars.
En dessous de 10 bars, la cinétique de la réaction peut être trop faible pour être compatible avec un procédé industriellement viable. Au-dessus de 50 bars, un risque de sur-réduction existe, notamment de réduction du cycle aromatique
Par « de 10 à 50 bars » on entend également les gammes suivantes : de 15 à 50 bars, de 25 à 50 bars, de 35 à 50 bars, de 10 à 40 bars, de 10 à 30 bars de 15 à 30 bars.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel le composé de Formule 2 de départ est introduit dans le réacteur à une concentration comprise de 0,5 à 1,5 M, notamment d’environ 1 M, et à raison de 5 à 20 ml/minute, en particulier de 10 ou de 15 ml/minute.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée dans au moins deux réacteurs en série, de préférence au moins trois réacteurs en série et de manière particulièrement préférée trois ou cinq réacteurs en série.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel au moins deux des réacteurs consécutifs sont de taille différente.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel au moins deux des réacteurs consécutifs sont de taille différente, et sont de taille croissante.
Selon ce mode de réalisation particulier, au moins un des réacteurs est de taille supérieure à la taille du réacteur précédent, l’au moins un des réacteurs étant le réacteur suivant.
Dans cette configuration, le débit des fluides est constant et identique entre chaque réacteur. La sortie du fluide du réacteur est située en haut du réacteur, comme schématisé dans la Figure 4, et tant que le réacteur précédent n’est pas rempli jusqu’à la hauteur de la sortie, le liquide ne sort pas du réacteur. Ensuite le débit sortant est égal au débit entrant.
Cette configuration de réacteurs de taille croissante permet une bonne maîtrise des phénomènes d’exothermie, et conduit à une très bonne productivité du procédé.
De manière préférée, le rapport de taille entre le réacteur précédent et le réacteur suivant étant compris de 1,1 à 3, notamment de 1,5 à 3.
De manière particulièrement préféré, la présente invention concerne un procédé dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectué dans 3 réacteurs consécutifs, de taille croissante, notamment avec un rapport de taille d’environ 1 : 1,5:3.
On peut par exemple opérer avec une cascade de réacteurs de volumes croissants dans les proportions suivantes : 1, 1,5, 4.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel au moins deux des réacteurs consécutifs sont de taille différente, et sont de taille décroissante.
Selon ce mode de réalisation particulier, au moins un des réacteurs est de taille inférieure à la taille du réacteur précédente. Dans le réacteur suivant, de taille inférieure à celle du réacteur suivant, la concentration en matière première, à savoir le composé de Formule 2, est plus faible que dans le réacteur précédent, une partie dudit composé de Formule 2 étant déjà convertie. Un réacteur suivant de taille inférieure permet d’augmenter la charge du catalyseur, à moindre coût, afin de pallier à cette plus faible concentration de matière première. De plus, le réacteur ayant une taille inférieure peut plus facilement être agité qu’un réacteur de taille supérieure. Ceci facilite la dispersion du catalyseur dans le milieu réactionnel, ce qui est important lorsque la charge dudit catalyseur est plus élevée.
De manière préférée, si le premier réacteur a un volume RI, le second réacteur a un volume R2 compris entre RI et 0,5 RI et le troisième réacteur a un volume R3 compris entre 0,8 RI et 0,4 RI.
On peut par exemple opérer avec une cascade de réacteurs de volumes décroissants dans les proportions suivantes : 1:0,75:0,5. Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée :
• à partir de p-nitrophénol, en présence du catalyseur SiliaCat Pd(0), ou Pt/C
• en présence de SiliaCat Pd(0) ou Pt/C comme catalyseur,
• avec de l’éthanol comme solvant,
• dans trois réacteurs en série, pour obtenir du p-aminophénol.
Avantageusement, les 3 réacteurs en série sont de tailles croissantes, tel que défini ci-dessus. Ce mode de réalisation permet d’obtenir le composé amine avec un bon rendement, notamment avec un rendement supérieur à 80%, notamment supérieur à 95%
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée :
• à partir de p-nitrosophénol, en présence du catalyseur SiliaCat Pd(0), ou Pt/C
• en présence de SiliaCat Pd(0) ou Pt/C comme catalyseur,
• avec de l’éthanol comme solvant,
• dans trois réacteurs en série, pour obtenir du p-aminophénol.
Avantageusement, les 3 réacteurs en série sont de tailles croissantes, tel que défini ci-dessus. Ce mode de réalisation permet d’obtenir le composé amine avec un bon rendement, notamment avec un rendement supérieur à 80%, notamment supérieur à 95%, en particulier supérieur à 98%
Il a été observé, que lors de l’étape B d’hydrogénation, dans le cas de l’utilisation d’un composé de Formule 2 dans laquelle R représente un groupement acétate, ledit groupement acétate migre vers la fonction amine formée. Ainsi, l’hydrogénation de l’O-acétyl-4-nitrophénol, ou l’O- acétyl-4-nitrosophénol conduit directement au paracétamol.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel ledit procédé comprend en outre, après l’étape B d’hydrogénation, une étape C d’acylation du p-aminophénol pour obtenir du paracétamol : ladite étape C d’acylation étant effectuée en continu ou en batch, de préférence en continu.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape C d’acylation est effectuée avec l’anhydride acétique comme agent d’acylation.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, lequel l’étape C d’acylation est effectuée avec l’acide acétique comme agent d’acylation, ladite étape d’acylation C étant effectuée sous microondes, en batch, ou en continu.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape C d’acylation est effectuée avec un rapport initial d’anhydride acétique/p-aminophénol compris de 1,0 à 1,6, de préférence de 1,1 à 1,4.
L’utilisation d’une quantité trop importante d’anhydride acétique entraîne des difficultés de purification, par rapport à la suppression de l’anhydride acétique en excès.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, dans lequel l’étape C d’acylation est effectuée à une température comprise de 60 à 100°C, de préférence à environ 80 °C.
Par « de 60 à 100°C », on entend également les gammes suivantes : de 60 à 90°C, de 60 à 80 °C, de 60 à 70 °C, de 70 à 100 °C, de 80 à 100 °C, de 90 à 100 °C, et de 70 à 80 °C.
L’étape C d’acylation est de préférence mise en œuvre à la même température que l’étape B d’hydrogénation. A titre d’exemple, si la réaction d’hydrogénation est mise en œuvre à 80 °C, le fluide sortant du réacteur d’hydrogénation peut être directement injecté, chaud, dans le réacteur d’acylation. Ainsi, la réaction d’acylation peut être terminée en quelques minutes, notamment en moins de 10 minutes, ou 5 minutes. Il n’est dans ces conditions pas nécessaire de chauffer davantage le milieu, la température du fluide étant suffisamment élevée.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, comprenant :
• une étape A de nitration ou de nitrosation d’un composé de Formule 1, pour obtenir un composé de Formule 2, ladite étape A de nitration étant effectuée,
■ soit en continu, soit en continu et sous microondes, soit en continu et sous ultrasons, soit en continu et sous microondes et sous ultrasons,
■ soit en continu et éventuellement sous microondes et/ou sous ultrasons, l’agent de nitration étant le nitrite de sodium, en présence d’un agent oxydant, notamment en présence d‘HN03 ladite étape A de nitrosation étant effectuée en continue, l’agent de nitrosation étant le nitrite de sodium, R et X étant tel que définie ci-dessus,
• une étape B d’hydrogénation du composé de Formule 2, pour obtenir :
■ soit le 4-aminophénol, dans le cas où R est un groupement benzyle ou un atome d’hydrogène,
■ soit paracétamol, dans le cas où R est un groupement acétate, ladite étape B d’hydrogénation étant effectuée en continu ou en batch, , de préférence en continu, et
• une étape C d’acylation du 4-aminophénol, pour obtenir du paracétamol, ladite étape C d’acylation étant effectuée en continu ou en batch, de préférence en continu.
Les trois étapes A, B et C sont de préférence tous effectuées en continu.
Il est entendu que l’étape C est à mettre en œuvre seulement si le paracétamol n’est pas déjà obtenu à l’issu de l’étape B d’hydrogénation.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, comprenant:
• une étape A de nitration du phénol, pour obtenir du p-nitrophénol, ladite étape A de nitration étant effectuée en continu et sous microondes,
• une étape B d’hydrogénation du composé du p-nitrophénol, pour obtenir du p- aminophénol : ladite étape B d’hydrogénation étant effectuée en continu dans trois réacteurs en série, et
• une étape C d’acylation du 4-aminophénol, pour obtenir du paracétamol, ladite étape C d’acylation étant effectuée en continu.
Ce mode de réalisation préféré correspond au schéma suivant :
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, comprenant:
• une étape A de nitrosation du phénol, pour obtenir du p-nitrosophénol, ladite étape A de nitrosation étant effectuée en continu, à une température inférieure à 10 °C,
• une étape B d’hydrogénation du composé du p-nitrosophénol, pour obtenir du p-aminophénol : ladite étape B d’hydrogénation étant effectuée en continu dans trois réacteurs en série, et
• une étape C d’acylation du 4-aminophénol, pour obtenir du paracétamol, ladite étape C d’acylation étant effectuée en continu.
Ce mode de réalisation préféré correspond au schéma suivant :
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, comprenant, entre au moins une étape A, B, ou C, une étape de purification, notamment par lavage aqueux.
Les intermédiaires de synthèse, obtenus à l’issu des étapes A de nitration/nitrosation et/ou B d’hydrogénation, ainsi que le produit final, obtenu à l’issu de l’étape C d’acylation peuvent être purifiés, afin d’améliorer le profil d’impuretés du procédé. Il peut s’agir par exemple d’un simple lavage aqueux, pour supprimer les résidus d’acides et des sels à l’issu de l’étape A ou C, ou d’une filtration ou d’un lit de charbon ou de zeolithe pour supprimer les résidus de catalyseur à l’issu de l’étape B. De façon alternative, des purifications plus purifiantes peuvent être mises en œuvre comme par exemple des cristallisations ou des distillations ou extraction liquide/liquide en continu.
Selon un autre mode de réalisation particulier, la présente invention concerne un procédé tel que défini ci-dessus, comprenant en outre une étape D de purification du paracétamol, notamment par distillation continue, extraction liquide-liquide continue et ou par cristallisation, en particulier par cristallisation en continu.
Le produit final du procédé de la présente invention, le paracétamol, peut-être purifié par des techniques connues de l’homme de l’art, afin de permettre une pureté compatible avec une usage thérapeutique. La purification vise notamment à supprimer des résidus de l’isomère ortho pouvant être présents dans le produit brut.
Finalement, l'invention a pour objet un procédé de préparation de paracétamol comprenant les étapes successives : 1) synthèse du p-nitrophénol à partir du phénol
2) synthèse du p-aminophénol à partir du p-nitrophénol y g + H20 3) synthèse du paracétamol à partir du p-aminophénol o
OH + agent d’acylation OH
Caractérisé en ce que les étapes 1, 2 et 3 sont réalisées en continu et en ce que l’étape 1) est réalisé sous micro-ondes.
En effet, les inventeurs ont été capables d’obtenir une régiosélectivité de nitration du phénol en position para supérieure à 60%.
L'invention a également pour objet un procédé de préparation de paracétamol comprenant les étapes successives :
1) synthèse du p-nitrosophénol à partir du phénol 2) synthèse du p-aminophénol à partir du p-nitrophénol y g + H20
3) synthèse du paracétamol à partir du p-aminophénol g y Brève description des dessins
La Figure 1 représente différentes voies chimiques pour la production du Paracétamol.
La Figure 2 illustre l’évolution de la température du mélange avec le temps du mélange réactionnel lorsqu’il transite dans le circuit formé par plusieurs réacteurs à micro-ondes en série, dont chaque couple de réacteur à micro-ondes est interconnecté par un circuit de refroidissement.
La Figure 3 schématise une installation pour effectuer la première étape où le mélange phénol/ HNO3 est introduit dans une installation avec plusieurs réacteurs à micro-ondes en série, où chaque couple de réacteur à micro-ondes est interconnecté par un circuit de refroidissement.
La Figure 4 schématise une installation pour effectuer la seconde étape d’hydrogénation où plusieurs réacteurs d’hydrogénation sont montés en série.
La Figure 5 présente un organigramme du procédé de synthèse en continu du paracétamol, comprenant une étape de nitration.
La Figure 6 présente un organigramme du procédé de synthèse en continu du paracétamol, comprenant une étape de nitrosation. La Figure 7 représente la conversion d’une réaction d’hydrogénation dans un système de 3 réacteurs en série, selon l’exemple 5.2. La réaction de nitration est réalisée par le mélange de phénol et d’acide nitrique.
Cette réaction est réalisée en présence d’un acide fort tel que l’acide sulfurique, l'acide fluorhydrique, l'acide perchlorique ou encore le trifluorure de bore. De préférence, cette réaction est réalisée en présence d’acide sulfurique. Maintenant, outre l’étape de microonde, les inventeurs ont mis en évidence que le rapport entre la concentration d’acide nitrique et de phénol avait également une forte influence sur la régiosélectivité et l’obtention du p-nitrophénol plutôt que du o-nitrophénol. Ainsi, l’utilisation d’acide nitrique en excès favorise la formation d’ o-nitrophénol. Dans de telles conditions, les inventeurs ont été capables d’obtenir jusqu’à 82% de p-nitrophénol (pour 18% d’o-nitrophénol). Avantageusement le rapport entre rapport HNO3 /Phénol au sein du mélange de départ est compris entre 1,1 et 1,6, de préférence entre 1,2 et 1,5.
La concentration du mélange de départ en phénol est comprise entre 0,2 et 0,6M, de préférence entre 0,25 et 0,5 M.
La concentration du mélange de départ en HNO3 est comprise entre 0,25 et 0,8M, de préférence entre 0,3 et 0,7M.
La proportion en eau du mélange de départ est comprise entre 40 et 95% (en volume par rapport au volume du mélange en ce point), de préférence entre 50 et 90%.
Pour ce qui est de l’étape 1, le temps de séjour du mélange au sein du réacteur à micro-ondes est tel que le mélange est porté à une température comprise entre 70 et 110°C, de préférence entre 80 et 100°C. Le passage à une température supérieure affecte la régiosélectivité et tend à augmenter la proportion en o-nitrophénol.
Les inventeurs ont pu montrer qu’il est possible d’augmenter encore la régiosélectivité en augmentant le temps de séjour du mélange dans le réacteur à micro-ondes, mais sans augmenter la température. Pour se faire, les inventeurs ont mis en série des réacteurs à micro-ondes entre lesquels sont intercalés des circuits de refroidissement.
Selon un mode de réalisation préférée, l’étape 1) est réalisée dans au moins deux réacteurs à micro-ondes consécutifs, de préférence au moins trois réacteurs à micro-ondes consécutifs et de manière particulièrement préférée au moins quatre réacteurs à micro-ondes consécutifs, avec un circuit de refroidissement entre chaque réacteur à micro-ondes de sorte à ramener le mélange à une température comprise entre 20 et 40°C, de préférence entre 20 et 30°C.
Typiquement, le temps de séjour au sein de l’ensemble des réacteurs à microondes est compris entre 2 et 20 minutes, de préférence entre 2 etl5 minutes. De préférence, chacun des réacteurs à micro-ondes (éventuellement en dehors du premier) comprend une alimentation en acide nitrique.
De la sorte, il est possible de maintenir le rapport HNO3 /Phénol au sein du mélange compris entre 1,1 et 1,6, de préférence entre 1,2 et 1,5, tout au long de la réaction de nitration (au sein des différents réacteurs à microondes). La figure 2 illustre l’évolution de la température (°C) avec le temps (minutes) du mélange réactionnel lorsqu’il transite dans le circuit formé par les réacteurs à micro-ondes (MO) interconnectés via un circuit de refroidissement.
La figure 3 schématise une installation pour effectuer la première étape où le mélange phénol/ HNO3 est introduit dans un premier réacteur à micro-ondes (MO) dans lequel il transite avant de passer dans un premier circuit de refroidissement avant de circuler dans un deuxième, troisième puis quatrième réacteur à micro-ondes pour former très majoritairement du p- nitrophénol avec, à chaque fois, un passage via un circuit de refroidissement entre chaque réacteur à micro-ondes.
Pour optimiser le bilan de la réaction, il convient de réaliser un refroidissement le plus rapide possible, typiquement entre 0,5 et 3 minutes, de préférence entre 1 et 2 minutes.
Au sortir de l’étape 1), il est possible de séparer simplement les 2 isomères o-nitrophénol et p- nitrophénol.
Une telle purification peut être effectuée par une étape intermédiaire (entre les étapes 1 et 2) d’entrainement à la vapeur du o-nitrophénol (cf. brevet US 3,933,929), de filtration et lavage par une solution aqueuse d’acide sulfurique à 70% puis par de l’eau (cf. brevet EP 0626366), de solubilisation (utilisant la différence de solubilité dans divers solvants des deux isomères, N-pentane pour retirer GO-Nitrophénol), d’ultrafiltration (Yudiarto et al, Séparation and Purification Technology, vol. 19, p: 103-112, 2000), d’HPLC (type SMB (Simulated Moving Bed) ou VARICOL). Selon un mode de réalisation préférée, le p-nitrophénol est purifié au terme de l’étape 1) et préalablement à l’étape 2).
Maintenant, il est également possible de débuter l’étape 2) sans purification et de séparer le p- aminophénol de l’o-aminophénol au terme de l’étape 2).
Concernant la seconde étape de réduction du p-nitrophénol en p-aminophénol, elle peut s’effectuer au choix par :
A) adjonction de dihydrogène sous pression en présence de catalyseur type Pd/C, Pt/C, Fe/HCl ou équivalent.
B) adjonction d’un donneur d’hydrogène (ex. NaBFLt) en présence d’un catalyseur solide (nanoparticules d’or, etc.).
Selon un mode de réalisation préférée, l’étape 2) est réalisée par adjonction de dihydrogène sous pression en présence de catalyseur de Pd/C, Pt/C, Fe/HCl ou équivalent.
Avantageusement, le mélange correspond au choix à du p-nitrophénol en milieu aqueux en présence d’un acide (de préférence de l’acide sulfurique car il donne de meilleurs rendements que l’acide chlorhydrique notamment) ou à du p-nitrophénol en solution dans de l’alcool, de préférence de l’éthanol ou du méthanol.
Avantageusement, l’hydrogénation du p-nitrophénol est réalisée en solution de l’alcool, de préférence dans de l’éthanol.
La concentration du mélange en alcool est comprise avantageusement entre 70% et 95% (en volume par rapport au volume du mélange en amont du réacteur d’hydrogénation), de préférence entre 80% et 90%.
De préférence, le catalyseur utilisé est le Pt/C. C’est en effet celui-ci qui donne les meilleurs rendements. La charge de catalyseur au sein du réacteur d’hydrogénation est comprise est supérieure ou égale à 1% (en poids par rapport au poids du mélange au sein du réacteur), de préférence supérieure ou égale à 2% et, de manière particulièrement préférée, elle est égale à 5%.
La pression au sein du réacteur d’hydrogénation est avantageusement supérieure à 20 bars. De préférence, la pression au sein du réacteur d’hydrogénation est comprise entre 20 et 100 bars, de préférence entre 20 et 50 bars.
La température du mélange au sein du réacteur d’hydrogénation est avantageusement supérieure à 80°C. De préférence, la température du mélange au sein du réacteur d’hydrogénation est comprise entre 80 et 180°C, de préférence entre 100 et 150°C.
Pour augmenter le rendement de conversion, les inventeurs ont mis plusieurs réacteurs d’hydrogénation en série.
Selon un mode de réalisation préférée, l’étape 2) est réalisée dans au moins deux réacteurs d’hydrogénation consécutifs, de préférence au moins trois réacteurs d’hydrogénation consécutifs et de manière particulièrement préférée au moins quatre réacteurs d’hydrogénation consécutifs.
De préférence, une analyse en ligne du mélange est effectuée entre chaque réacteur d’hydrogénation afin de contrôler la cinétique de la réaction et, par conséquent, de contrôler l’éventuelle désactivation du catalyseur afin de le changer quand cela s’avère nécessaire.
La figure 4 schématise une installation pour effectuer la seconde étape où le mélange comprenant du p-nitrophénol en solution dans de l’éthanol est introduit dans un premier réacteur d’hydrogénation comprenant du catalyseur solide (Pt/C) et dans lequel est injecté du dihydrogène sous pression avant de passer dans un deuxième, troisième puis quatrième réacteur d’hydrogénation pour former très majoritairement du p-aminophénol.
Finalement, les inventeurs ont été à même d’obtenir un rendement de conversion du p- nitrophénol en p-aminophénol de l’ordre de 97%.
A noter que cette seconde étape présente en outre un grand nombre d’avantages par rapport aux procédés classiques. En effet, elle garantit une forte productivité avec une petite taille du fait de son fonctionnement en continu, elle offre une grande sécurité du fait du faible volume nécessaire pour les réacteurs, elle permet l’utilisation des catalyseurs au maximum de leur durée de vie.
Au terme de l’étape 2), et de préférence dans le cas où le p — nitrophénol n’aurait pas été purifié au terme de l’étape 1) et préalablement à l’étape 2). Selon un autre mode de réalisation préférée, le p-aminophénol est purifié au terme de l’étape 2). Une telle séparation peut être réalisée simplement par l’homme du métier au regard de ses connaissances générales, par exemple en utilisant les différences de solubilité entre ces 2 isomères.
Concernant la troisième étape d’acylation du p-aminophénol en paracétamol, elle est effectuée par l’adjonction au mélange, et au sortir du (dernier) réacteur d’hydrogénation, d’un agent d’acylation.
Par agent d’acylation, on envisage aussi bien de l’acide acétique que de l’anhydride acétique.
Avantageusement, le rapport agent d’acylation/p-aminophénol au sein du mélange, et après l’adjonction de l’agent d’acylation, est compris entre 1 et 10, de préférence entre 1 et 4.
Dans le cas où l’agent d’acylation est de l’anhydride acétique, le mélange comprend de l’alcool à titre de solvant, de préférence de l’éthanol ou du méthanol.
La réaction d’acylation est alors effectuée par chauffage, de préférence le chauffage du mélange à une température comprise entre 20 et 90 °C et pendant un temps compris entre 0,5 et 10 minutes, et de manière particulièrement préférée par le chauffage du mélange à une température comprise entre 20 et 60°C et pendant un temps compris entre 1 et 4 minutes.
Dans le cas où l’agent d’acylation est de l’acide acétique, il est possible d’effectuer cette acylation comme avec l’anhydride acétique, mais sans présence d’alcool et avec de l’acide acétique. Les températures utilisées et le temps de réaction doivent alors être augmentés
Typiquement, la réaction d’acylation effectuée par chauffage une température comprise entre 50 et 130 °C et pendant un temps compris entre 1 et 40 minutes, et de manière particulièrement préférée par un chauffage à une température comprise entre 60 et 100°C et pendant un temps compris entre 10 et 20 minutes.
Maintenant, les inventeurs ont également mis en évidence que cette réaction d’acylation peut être réalisée très rapidement avec de l’acide acétique dans un réacteur à micro-ondes. A noter en outre que, dans ce cas, l’acide acétique peut être utilisée comme solvant ce qui simplifie considérablement le procédé puisque le solvant peut être réutilisé par simple distillation du mélange au sortir du réacteur à micro-ondes. Pour l’anhydride acétique, outre le coût plus important, son utilisation requiert ensuite l’élimination du solvant utilisé (éthanol ou méthanol) Selon un mode de réalisation préféré, l’étape 3 utilise l’acide acétique et est effectuée sous microondes.
De préférence, cette étape 3 n’utilise aucun solvant additionnel (en plus de l’acide acétique).
Typiquement, le rapport p-aminophénol/acide acétique est compris entre 1/5 et 1/10, de préférence entre 1/6 et 1/9.
Pour se faire, le temps de séjour du mélange au sein du réacteur à micro-ondes est tel que le mélange est porté à une température comprise entre 80 et 120°C, de préférence entre 90 et 110°C.
Typiquement, le temps de séjour au sein de l’ensemble des réacteurs à microondes est compris entre 1 et 60 minutes, de préférence entre 10 et 30 minutes.
Au terme de la réaction d’acylation, le paracétamol est purifié en continu.
Typiquement, cette étape de purification peut être effectuée par une simple distillation visant à éliminer le solvant.
Avantageusement, cette étape de purification peut comprendre une étape de lavage, à l’eau purifiée, notamment sous gaz inerte, argon ou équivalent.
Le procédé selon l’invention, dont un organigramme est présenté en figure 5, permet de synthétiser du paracétamol avec un excellent rendement (supérieur à 70%).
Les exemples qui suivent sont fournis à titre d’illustration et ne sauraient limiter la portée de la présente invention. Exemples
1) Nitration du phénol :
Dans un réacteur à microondes d’un volume de 6 ml, on introduit 50mg de phénol avec 0,7ml d’acide nitrique 6% en poids avec 1,07ml d’LLO.
On règle alors le réacteur de sorte à obtenir une température de 160°C pendant une minute et 30 secondes avant d’effectuer un refroidissement à 55°C, avant d’initier une nouvelle étape de de chauffage à 120°C pendant une minute et 30 secondes suivie d’un nouveau refroidissement à 55°C. Les résultats d’analyses HPLC ont montré qu’on obtient une conversion du phénol en nitrophénol avec un rendement de 99,35% en global, mais surtout avec une proportion de près de 60% de p-nitrophénol (et environ 40% d’o-nitrophénol).
Les essais réalisés par la suite ont montré que plus l’étape de refroidissement est rapide, plus la régiosélectivité, et donc la proportion de p-nitrophénol, augmente.
Pour la réaction de nitration en continu, les expériences sont réalisées dans un micro-ondes en continu (SAIREM) avec un générateur d’ondes de 2,45GHz et une puissance 450W avec transition coaxiale /guide d’onde équipé d’un refroidisseur.
2) Hydrogénation du p-nitrophénol en p-aminophénol
Dans un réacteur d’hydrogénation en continu (volume total 400ml), séparé en différentes zones équipées chacune d’agitateurs, on introduit le solvant pur avec le catalyseur Pt/C. La température dans le réacteur est contrôlée et maintenue à la température désirée par plusieurs bains thermostatés qui chauffent ou refroidissent les différentes zones du réacteur continu. La pression d’hydrogène est maintenue constante à la pression désirée dans chaque zone.
On introduit ensuite le p-nitrophénol en continu dans le solvant à un certain débit et concentration.
On prélève les échantillons en sortie pour mesurer la conversion et la sélectivité.
Pour un débit de 800ml/h composé d’une solution de p-nitrophénol 0,5M dans de l’éthanol, soit 13,3ml/mn, la charge de catalyseur Pt/C était de 2% (poids/poids du mélange au sein du réacteur) à une température constante de 80°C dans chaque zone.
Les résultats ont montré une conversion de 99% avec une sélectivité de 98% pour un temps de séjour de 30mn au sein du réacteur.
Une optimisation est en cours concernant les paramètres réactionnels (volume réactionnel dans chaque zone, charge du catalyseur dans chaque zone, température et Pression LL dans chaque zone et débit global).
D’ores et déjà, les résultats ont montré que le catalyseur Pt/C permettait d’obtenir les meilleurs résultats (à environ 1% w/w). Maintenant, pour un réacteur d’hydrogénation capable de supporter une pression hydrogène de 100 bar et une température de 150°C, il est possible d’augmenter la charge du catalyseur jusqu’à 5% (w/w) ce qui induit une forte augmentation de la productivité par la réduction du temps de séjour qui peut être réduite entre 15 à 30mn, tout en conservant une bonne activité du catalyseur.
3) Acylation du p-aminophénol en paracétamol :
3 1) essais conversion température
Les essais sont effectués dans le réacteur type VAPOURTEC R2+ et R3 de volume 10ml, lequel est alimenté par des pompes péristaltiques. Les échantillons sont ensuite récupérés en sortie du VAPOURTEC pour être analysés par HPLC.
Dans un premier essai, la solution de p-aminophénol (0, 3M dans du méthanol) est injectée dans le VAPOURTEC à un débit de 5ml/mn et à température ambiante. Simultanément, la solution d‘ anhydride acétique (0, 3M dans du méthanol) est injectée dans le VAPOURTEC à un débit de 5ml/mn à température ambiante. Le débit total est de 10ml/mn avec un temps de passage de lmn dans le VAPOURTEC.
Les analyses ont montré une conversion du p-aminophénol de 99,9%, avec une sélectivité de 98,7% pour le paracétamol.
Dans un deuxième essai, la solution de p-aminophénol (0,14M dans de l’éthanol) est injectée dans le VAPOURTEC à un débit de 5ml/mn et à une température de 60°C. Simultanément, la solution d‘anhydride acétique (0,14M dans de l’éthanol) est injectée dans le VAPOURTEC à un débit de 5ml/mn à 60°C. Le débit total est de 10ml/mn avec un temps de passage de lmn dans le VAPOURTEC.
Les analyses ont montré une conversion du p-aminophénol de 99,9%, avec une sélectivité de 98,9% pour le paracétamol.
Dans un troisième essai, la solution de p-aminophénol (0,14M dans de l’éthanol) est injectée dans le VAPOURTEC à un débit de 3,3ml/mn et température ambiante. Simultanément, la solution d‘anhydride acétique (0,14M dans de l’éthanol) est injectée dans le VAPOURTEC à un débit de 3,3ml/mn à température ambiante. Le débit total est de 6,6 ml/mn avec un temps de passage de 1,5 mn dans le VAPOURTEC.
Les analyses ont montré une conversion du p-aminophénol de 99,9%, avec une sélectivité de 98,9% pour le paracétamol.
3 2) Essai conversion micro-ondes Le micro-onde utilisé était le MONOWAVE 300 (ANTON PAAR) et dont la puissance du magnétron est de 850 watt. Pour celui-ci, la puissance est adaptée à la température souhaitée.
Les divers réactifs sont introduits dans un réacteur de 10 mL avec agitation que Ton place dans T enceinte du micro-onde. Une fois le cycle terminé, le réacteur est refroidi avant de prélever un échantillon et d’effectuer une analyse HPLC.
Dans un premier essai, du p-aminophénol est introduit dans une solution d’anhydride acétique dans de l’eau (30/70) à une concentration de 7,77 M. Le réacteur est alors introduit dans le micro-ondes pendant 10 secondes et à une température de 40°C.
Les résultats ont montré que l’on obtient une conversion de 99,9% du p-aminophénol avec une sélectivité de 97% pour le paracétamol.
Dans un deuxième essai, du p-aminophénol est introduit dans une solution d’acide acétique à une concentration de 5M. Le réacteur est alors introduit dans le micro-ondes pendant 20 minutes et à une température de 100°C.
Les résultats ont montré que l’on obtient une conversion de 95 % du p-aminophénol avec une sélectivité de 93,5 % pour le paracétamol.
4) nitration de phénol par de l’acide nitrique, en continu
4 1) Réacteur continu tubulaire non refroidi : cavité "AVOCAT" SAIREM
Les réactions ont été effectuées dans un réacteur tubulaire en borosilicate de 500 mL inséré dans une cavité de type "AVOCAT" (société SAIREM) et couplé à un générateur de microondes GMS 450 pouvant délivrer une puissance maximale de 450 W grâce à une transmission par fenêtre de quartz. Le volume total irradié est de 160 mL.
350 ml d’une solution à 0.4 M en phénol, et 0.375 M en acide nitrique (1,25 éq.) ont été injecté dans la cavité à raison de 16 ml/mn. Ainsi, le temps de passage en zone irradiée était de 10 minutes.
La réaction est effectuée par irradiation aux microondes avec une puissance de 250 W, avec un générateur de microondes fonctionnant à 2,45 GHz.
Ainsi, le para-nitrophénol a été obtenu avec une productivité de 25 g/h, et un rapport o/p de 20/80.
4.2) Réacteur continu tubulaire refroidi : cavité "DOWNSTREAM" SAIREM Ce dispositif consiste en un réacteur tubulaire en borosilicate (60 mL, diamètre interne 12 mm) inséré dans un deuxième tube de borosilicate (double enveloppe, diamètre interne 23 mm) munit de voie d'entrée et de sortie de caloporteur. L'ensemble est inséré dans une cavité de type "DOWNSTREAM" (société SAIREM) et couplé à un générateur de microondes GMS 1000 pouvant délivrer une puissance maximale de 1000 W grâce à une transmission par fenêtre de quartz. Le volume total irradié est de 10 mL environs. Ce dispositif a également été muni d'une sonde de température (fibre optique) plongée dans le réacteur. Pour refroidir le réacteur interne, une huile spécifique, de permittivité diélectrique nulle (donc transparente aux microondes), a été utilisée. Le caloporteur peut être maintenu entre -10 °C et 0 °C grâce à un cryostat.
Une solution aqueuse à 0.4 M en phénol, et 0.375 M en acide nitrique (1,25 éq.) a été injecté dans la cavité à raison de 10 ml/mn. Ainsi, le temps de passage en zone irradiée était de 6 minutes.
L’essai a démontré que le chauffage sous microondes avec refroidissement permet un contrôle parfait et une température stable tout au long du processus.
5) hydrogénation du p-nitrophénol avec Siliacat Pd(0) comme catalyseur
5 1) essai en batch
La réaction en mode batch a été effectuée sur un unique réacteur fermé. Le réacteur est pré chargé par une solution de 6.95 g de /i-nitrophénol dans 100 mL d'EtOH et 0,208 mg de SiliaCat P(0) (réactifs achetés chez Aldrich et catalyseur chez SiliCycle). Le réacteur a alors été purgé par du diazote (3 purges, 5-7 bar) puis pressurisé à l'hydrogène (LL Alphagaz, Air Liquide) sous 15bar. L'agitation est fixée à 1000 tpm ou rpm (tours par minute rotation per minute) .
Quand le réacteur est chauffé à T=80°C, on obtient une conversion de 86% en 80mn et quand la réaction est faite à 100°C, une conversion de 88% a été obtenue en 60 minutes
5.2) essai en continu
Les mêmes conditions que celles utilisées dans l’exemple 2 ont été utilisés, en utilisant le catalyseur Siliacat Pd(0) (SiliCycle, Quebec Canada, Réf RD-R815-SiliaCat® PdO), à raison de 0.5 mol%.
Une conversion totale a été atteinte en 90 minutes. 5 3) Essai sur 3 réacteurs en série et en continu - réacteurs de taille croissante
La réaction d’hydrogénation a été effectuée en utilisant 3 réacteurs en série. Les résultats suivants ont été obtenus. Dans le tableau ci-dessus, la quantité de catalyseur « Mcata » est exprimée en mol%.
Une productivité de 3,7kg/L/jour de p- aminophénol a été obtenue avec 3 réacteurs en série. La figure 7 montre les conversions pour chaque réacteur.
5) Hydrogénation du p-nitrophénol sur une cascade de deux ou trois réacteurs continus parfaitement agités
5 1 Mise au point en mode batch
La réaction en mode batch est effectuée sur un unique réacteur fermé. Le réacteur est pré chargé par une solution de 6.95 g de / nitrophénol dans 100 mL d'EtOH et 9.75 mg de Pt/C (Sigma Aldrich). Le réacteur est alors purgé du diazote (3 purges, 5-7 bar) puis pressurisé à l'hydrogène (LL Alphagaz, Air Liquide) sous 15 bar. L'agitation est fixée à 1000 rpm et le réacteur est chauffé à 80 °C par sa double enveloppe pendant lh20. A l'issue de la réaction, le réacteur est inerté par une purge du diazote et le milieu réactionnel est analysé par HPLC (phase inverse, colonne Cl 8). L'analyse met en évidence une conversion de 92% de ?-nitrophénol en /;-aminophénol sans trace de co-produit de réaction.
5.2 Réaction cascade
Le même dispositif utilisé dans l’exemple 5.1, est réutilisé pour effectuer la réaction sur une cascade de deux réacteurs continus parfaitement agités. La voie de sortie du premier réacteur, toujours munie d'une bougie filtrante de 5 pm afin de conserver la charge catalytique de l'autoclave constante, est connectée en entrée d'un deuxième réacteur en tout point similaire au premier. Les deux réacteurs sont chargés par 20 mg de Pt/C 10% w/w (Sigma Aldrich). Une conversion de 50% est simulée dans le premier réacteur (2.72 g de /i-aminophénol pour 3.48 g de /i-nitrophénol) et une conversion de 75% est simulée dans le deuxième réacteur (4 g de p- aminophénol pour 1.8 g de /i-nitrophénol). Dans les conditions précédemment décrites, mais avec une pression légèrement décroissante, (80 °C, 15 bar, 1000 rpm dans le premier réacteur ; 80 °C, 12 bar, 1000 rpm dans le deuxième réacteur), la cascade est alimentée par une solution de p-nitrophénol dans l'éthanol (0.3 M) à un débit de 3 mL/min (temps de passage, 30 minutes par réacteurs) pendant 5 heures. La vanne de soutirage du deuxième réacteur est réglée de sorte à avoir un débit de sortie à peu près égale au débit d'entrée. Aucun événement ne survient au cours des 5 heures de réaction. Des échantillons sont pris toutes les 4 minutes. Les analyses HPLC montrent que la conversion oscille entre 70 et 83% pendant 20 minutes avant de se stabiliser autour de 80% sans formation de co-produit.
Dans un autre cas de figure, un troisième réacteur est connecté à la cascade. De façon similaire, ce réacteur est chargé par 20 mg de Pt/C, et une conversion de départ de 90% est simulée (4.9 g de />-aminophénol pour 695 mg de />-nitrophénol). Dans les conditions décrites précédemment (80 °C, 1000 rpm, 15 bar ; 12 bar ; 10 bar), la cascade est alimentée pendant 4 heures à un débit de 4 mL/min (temps de passage 25 minutes). Aucun événement ne survient. En sortie de réacteur, des prélèvements sont effectués toutes les 4 minutes. Les analyses HPLC montrent que la conversion oscille entre 80 et 96% pendant 20 minutes avant de se stabiliser à 95% pendant 4 heures.
6) nitrosation du phénol puis hydrogénation - protocole batch
6.1) nitrosation
A une solution d'HCl 35% (40 ml) sous l'air, sous agitation à T=0°C, a été ajouté goutte à goutte une solution de NaNC (42% dans l'eau, 2 éq.). La solution est devenue orange et a relarguée une petite quantité de gaz orange. Une solution de phénol dans de l'eau (80% dans l'eau, 1 g, 1 éq.) a été ajouté goutte à goutte à la solution (Concentration final en phénol = 0,3M). La solution est devenue progressivement noir et le mélange s’était densifié. Après 30 minutes, une analyse HPLC montre que le phénol a totalement été consommé. Le mélange a été dilué dans 500 mL d'LLO et a été extrait par de l'AcOEt (3*250 mL). Les phases organiques ont été rassemblées, séchées sur Na SCf, filtrées et évaporées à sec pour obtenir un mélange de 2- nitrosophénol, et de 4-nitrosophénol.
6.2) Hydrogénation du p-nitrosophénol pur et un mélange de para et ortho-nitrosophénol Le mélange brut sec, obtenu dans l’exemple 6.1, a été solubilisé dans du MeOH, du Pt/(C) (% massique) a été mis en suspension, le mélange a ensuite été ensuite sous hydrogène (latm) sous agitation. Après 2 heures, le mélange n’a plus présenté de trace de 2-nitrosophénol et de 4- nitrosophénol. La solution a été filtrée sur célite, et évaporée à sec pour obtenir un mélange de 2-aminophénol et de 4-aminophénol dans un ratio de o/p=10/90.
Deux autres essais d’hydrogénation du p-nitrosophénol pur ont été effectués sous pression (P=15bar) à T=80°C, en utilisant le catalyseur Pt/C et le catalyseur SiliaCat Pd(0). Il a été obtenu une conversion de l’ordre de 99,9% avec un excellent rendement 99,8% (contrôle par HPLC)
7) nitrosation du phénol - protocole en continu
Les mêmes ratios qu’utilisé dans l’exemple 6.1 ont été testés en continu. Toutefois après 5 mn de temps de séjour dans le réacteur continu, la solution aqueuse de phénol a été ajouté, et au bout d’un temps de séjour de 5 minutes le nitrosophénol a été obtenu en continu. L’extraction a été fait en batch pour effectuer l’hydrogénation en batch, selon les conditions de l’exemple 6.2, pour obtenir un mélange de 2-aminophénol et de 4-aminophénol dans un ratio de o/p=10/90.

Claims

Revendications
1. Procédé de préparation du paracétamol, dans lequel le procédé comprend une étape A de nitration, ou de nitrosation, d’un composé de Formule 1 avec un agent de nitration, ou un agent de nitrosation approprié pour obtenir un composé de Formule 2 : x
1 2 dans lesquelles R représente :
• un atome d’hydrogène,
• un groupement protecteur choisi parmi un benzyle ou un acétate, et dans laquelle X représente un groupement nitro ou un groupement nitroso, ladite étape A de nitration étant effectuée en continu :
• soit sous microondes,
• soit sous ultrasons,
• soit sous microondes suivi d’ultrasons,
• soit, éventuellement sous microondes et/ou sous ultrasons, l’agent de nitration étant le nitrite de sodium, en présence d’un agent oxydant, notamment en présence d‘HN03, ladite étape A de nitrosation étant effectuée en continu :
• l’agent de nitrosation étant le nitrite de sodium.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’étape A est une étape de nitration, R étant tel que défini dans la revendication 1, et X étant un groupement nitro, pour obtenir un composé nitré dans lequel le composé de Formule 2 a la structure d’un composé de Formule 2a :
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’étape A est une étape de nitrosation, R étant tel que défini dans la revendication 1, et X étant un groupement nitroso, pour obtenir un composé nitroso dans lequel le composé de Formule 2 a la structure d’un composé de Formule 2b :
1 2b
4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le composé de Formule 1 est le phénol, R étant un atome d’hydrogène, pour obtenir le p-nitrophénol comme composé de Formule 2, X étant un groupement nitro, ou le p-nitrosophénol comme composé de Formule 2, X étant un groupement nitroso.
5. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2 ou 4, dans lequel l’étape A de nitration est effectuée avec un agent de nitration choisi parmi HNO3 et NaNC , pour obtenir un composé de Formule 2 dans lequel X est un groupement nitro.
6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2 ou 4 à 5, dans lequel l’étape A de nitration comprend : a) une alimentation d’un réacteur avec une solution, notamment aqueuse du composé de Formule 1, notamment en concentration d’environ 0,4 M, et avec l’agent de nitration, en solution, notamment aqueuse, notamment à une concentration d’environ 0,3 à 0,4 M, pour obtenir un milieu réactionnel, b) la formation du composé de Formule 2.
7. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2 ou 4 à 6, dans lequel l’étape A de nitration est effectuée avec un rapport initial d’agent de nitration/composé de Formule 1 compris de 1,1 à 1,6, de préférence de 1,2 à 1,5.
8. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2 ou 4 à 7, dans lequel l’étape A de nitration est effectuée à une température comprise de 70 à 110°C, de préférence de 80 à 100°C..
9. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2 ou 4 à 8, dans lequel l’étape A de nitration est effectuée sous microondes, la nitration sous microondes étant réalisée dans un micro-ondes en continu avec un générateur d’ondes de 2,45 GHz, ou de 915 MHz.
10. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2 ou 4 à 9, dans lequel l’étape A de nitration est effectuée sous microondes, la nitration sous microondes étant réalisée dans un micro-ondes en continu avec une puissance compris de 200 à 1000 W.
11. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2 ou 4 à 10, dans lequel l’étape A de nitration, est effectuée en présence d’un moyen de refroidissement permettant de contrôler la température.
12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel l’étape A de nitration est effectué dans un réacteur équipé d’un générateur d’ondes avec intégration d’un système de refroidissement.
13. Procédé selon l’une des revendications 1 à 2 ou 4 à 12, dans lequel l’étape A de nitration est effectuée dans au moins deux réacteurs à micro-ondes en série, de préférence au moins trois réacteurs à micro-ondes en série et de manière particulièrement préférée au moins quatre réacteurs à micro-ondes en série.
14. Procédé selon la revendication 13, comprenant, entre chaque réacteur en série, une étape de refroidissement de sorte à ajuster la température à une température comprise de 20 à 40°C, de préférence de 20 à 30°C.
15. Procédé selon l’une des revendications 1, 3 ou 4, dans lequel l’étape A de nitrosation est effectuée en milieu acide, en particulier dans une solution aqueuse d’acide chlorhydrique ou d’acide sulfurique.
16. Procédé selon l’une des revendications 1, 3, 4 ou 15, dans lequel l’étape A de nitrosation comprend : a) une alimentation d’un réacteur avec une solution, notamment aqueuse du composé de Formule 1, et avec du NaNC en solution, notamment aqueuse dans un acide, notamment dans de l’acide chlorhydrique, pour obtenir un milieu réactionnel, b) la formation du composé de Formule 2.
17. Procédé selon l’une des revendications 1, 3, 4, 15 ou 16, comprenant une étape A de nitrosation, dans lequel un réacteur est alimenté par une solution aqueuse du composé de Formule 1, et par du NaNCh en solution aqueuse dans un acide, notamment dans de l’acide chlorhydrique.
18. Procédé selon la revendication 1, 3, 4, 15 à 17, dans lequel l’étape A de nitrosation est effectuée à une température inférieure à 10 °C, notamment comprise de -5 à 5 °C, notamment à une température d’environ 0 °C.
19. Procédé selon l’une des revendications 1, 3, 4, 15 à 18, dans lequel l’étape A de nitrosation, est effectuée en présence d’un moyen de refroidissement permettant de contrôler la température.
20. Procédé selon l’une des revendications 1 à 19, dans lequel l’étape A de nitration, ou de nitrosation conduit à la formation du composé de Formule 2, notamment du p- nitrophénol ou du p-nitrosophénol, en particulier du p-nitrosophénol, avec une régiosélectivité supérieure à 60%, en particulier supérieure à 80%, en particulier dans lequel le ratio isomère ortho/composé de Formule 2 est inférieur à 2/8, et est notamment d’environ 1/9.
21. Procédé selon l’une des revendications 1 à 20, dans lequel ledit procédé comprend en outre, après l’étape A de nitration ou de nitrosation, une étape B d’hydrogénation du composé de Formule 2, pour obtenir :
• soit le 4-aminophénol, dans le cas où R est un groupement benzyle ou un atome d’hydrogène,
• soit O-acétyl-4-aminophénol, dans le cas où R est un groupement acétate
2
• R et X étant tel que défini dans la revendication 1, ladite étape B d’hydrogénation étant effectuée en continu ou en batch, de préférence en continu, en présence d’hydrogène, d’un solvant et d’un catalyseur.
22. Procédé selon la revendication 21, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée à partir d’un composé de Formule 2 dans lequel X est un groupement nitro, le composé de Formule 2 étant un composé de Formule 2a :
2a
23. Procédé selon la revendication 21, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée à partir d’un composé de Formule 2 dans lequel X est un groupement nitroso, le composé de Formule 2 étant un composé de Formule 2b :
2b
24. Procédé selon la revendication 21, dans lequel le composé de Formule 2 est le p- nitrophénol, R étant un atome d’hydrogène, et X étant un groupement nitro.
25. Procédé selon la revendication 21, dans lequel le composé de Formule 2 est le p- nitrosophénol, R étant un atome d’hydrogène, et X étant un groupement nitroso.
26. Procédé selon l’une des revendications 21 à 25, dans lequel le composé de Formule 2 est en mélange avec l’isomère ortho, en particulier dans lequel le ratio isomère ortho/composé de Formule 2 est inférieur à 2/8, et est notamment d’environ 1/9.
27. Procédé selon l’une des revendications 21 à 26, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée en présence d’un catalyseur choisi parmi Pd/C, Pt/C et Fe/HCl,
28. Procédé selon l’une des revendications 21 à 27, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée en présence de Siliacat Pd(0) comme catalyseur.
29. Procédé selon l’une des revendications 21 à 28, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée en présence d’un solvant choisi parmi l’éthanol ou le méthanol, notamment l’éthanol.
30. Procédé selon l’une des revendications 21 à 29, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée à une température comprise de 50 à 130 °C, notamment comprise de 80 °C à 100°C.
31. Procédé selon l’une des revendications 21 à 30, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée à une pression d’hydrogène comprise de 10 à 50 bars, en particulier comprise de 15 à 30 bars, notamment d’environ 20 bars.
32. Procédé selon l’une des revendications 21 à 31, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée dans au moins deux réacteurs en série, de préférence au moins trois réacteurs en série et de manière particulièrement préférée trois ou cinq réacteurs en série.
33. Procédé selon la revendication 32, dans lequel au moins deux des réacteurs consécutifs sont de taille différente.
34. Procédé selon la revendication 32, dans lequel au moins deux des réacteurs consécutifs sont de taille différente, et sont de taille croissante.
35. Procédé selon la revendication 32, dans lequel au moins deux des réacteurs consécutifs sont de taille différente, et sont de taille décroissante.
36. Procédé selon l’une des revendications 21 à 35, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée :
• à partir de p-nitrophénol, en présence du catalyseur SiliaCat Pd(0), ou Pt/C
• en présence de SiliaCat Pd(0) ou Pt/C comme catalyseur,
• avec de l’éthanol comme solvant,
• dans trois réacteurs en série, pour obtenir du p-aminophénol.
37. Procédé selon l’une des revendications 21 à 35, dans lequel l’étape B d’hydrogénation est effectuée :
• à partir de p-nitrosophénol, en présence du catalyseur SiliaCat Pd(0), ou Pt/C
• en présence de SiliaCat Pd(0) ou Pt/C comme catalyseur,
• avec de l’éthanol comme solvant,
• dans trois réacteurs en série, pour obtenir du p-aminophénol.
38. Procédé selon l’une des revendications 21 à 37, dans lequel ledit procédé comprend en outre, après l’étape B d’hydrogénation, une étape C d’acylation du p-aminophénol pour obtenir du paracétamol : ladite étape C d’acylation étant effectuée en continu ou en batch, de préférence en continu.
39. Procédé selon la revendication 38, dans lequel l’étape C d’acylation est effectuée avec l’anhydride acétique comme agent d’acylation.
40. Procédé selon la revendication 38, dans lequel l’étape C d’acylation est effectuée avec l’acide acétique comme agent d’acylation, ladite étape d’acylation C étant effectuée sous microondes, en batch, ou en continu.
41. Procédé selon l’une des revendications 38 ou 39, dans lequel l’étape C d’acylation est effectuée avec un rapport initial d’anhydride acétique/p-aminophénol compris de 1,0 à 1,6, de préférence de 1,1 à 1,4.
42. Procédé selon l’une des revendications 38, 39 ou 41, dans lequel l’étape C d’acylation est effectuée à une température comprise de 60 à 100°C.
43. Procédé selon l’une des revendication 1 à 42, comprenant : · une étape A de nitration ou de nitrosation d’un composé de Formule 1, pour obtenir un composé de Formule 2, ladite étape A de nitration étant effectuée,
■ soit en continu, soit en continu et sous microondes, soit en continu et sous ultrasons, soit en continu et sous microondes et sous ultrasons, ■ soit en continu et éventuellement sous microondes et/ou sous ultrasons, l’agent de nitration étant le nitrite de sodium, en présence d’un agent oxydant, notamment en présence d‘HN03 ladite étape A de nitrosation étant effectuée en continue, l’agent de nitrosation étant le nitrite de sodium, R et X étant tel que définie dans la revendication 1,
• une étape B d’hydrogénation du composé de Formule 2, pour obtenir :
■ soit le 4-aminophénol, dans le cas où R est un groupement benzyle ou un atome d’hydrogène,
■ soit paracétamol, dans le cas où R est un groupement acétate, ladite étape B d’hydrogénation étant effectuée en continu ou en batch, , de préférence en continu, et
• une étape C d’acylation du 4-aminophénol, pour obtenir du paracétamol, ladite étape C d’acylation étant effectuée en continu ou en batch, de préférence en continu.
44. Procédé selon l’une des revendications 1 à 43, comprenant:
• une étape A de nitration du phénol, pour obtenir du p-nitrophénol, ladite étape A de nitration étant effectuée en continu et sous microondes,
• une étape B d’hydrogénation du composé du p-nitrophénol, pour obtenir du p- aminophénol : ladite étape B d’hydrogénation étant effectuée en continu dans trois réacteurs en série, et
• une étape C d’acylation du 4-aminophénol, pour obtenir du paracétamol, ladite étape C d’acylation étant effectuée en continu.
45. Procédé selon l’une des revendications 1 à 43, comprenant:
• une étape A de nitrosation du phénol, pour obtenir du p-nitrosophénol, ladite étape A de nitrosation étant effectuée en continu, à une température inférieure à 10 °C,
• une étape B d’hydrogénation du composé du p-nitrosophénol, pour obtenir du p-aminophénol : ladite étape B d’hydrogénation étant effectuée en continu dans trois réacteurs en série, et • une étape C d’acylation du 4-aminophénol, pour obtenir du paracétamol, ladite étape C d’acylation étant effectuée en continu.
46. Procédé selon l’une des revendications 1 à 45, entre au moins une étape A, B, ou C, une étape de purification, notamment par lavage aqueux.
47. Procédé selon l’une des revendications 1 à 46, comprenant en outre une étape D de purification du paracétamol, notamment par distillation continue, extraction liquide- liquide continue et ou par cristallisation, en particulier par cristallisation en continu.
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