FR2664588A1

FR2664588A1 - Process for the synthesis of fluorinated derivatives

Info

Publication number: FR2664588A1
Application number: FR9009023A
Authority: FR
Inventors: Gilbert Laurent; Forat Gerard
Original assignee: Rhone Poulenc Chimie SA
Current assignee: Rhodia Chimie SAS
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1990-07-16
Publication date: 1992-01-17
Anticipated expiration: 2010-07-16
Also published as: FR2664588B1

Abstract

The subject of the present invention is a process for the synthesis of organofluorinated compounds. The process is carried out by exchange with fluorides under the effect of ultrasound. Application to organic synthesis.

Description

PROCEDE DE SYNTHESE DE DERIVES FLUORES
La présente invention a pour objet la synthèse de dérivés fluorés.PROCESS FOR SYNTHESIZING FLUORINE DERIVATIVES
The present invention relates to the synthesis of fluorinated derivatives.

Elle a plus particulièrement pour objet la synthèse de dérivés fluorés à partir de dérivés halogénés tels que les dérivés chlorés.It more particularly relates to the synthesis of fluorinated derivatives from halogenated derivatives such as chlorinated derivatives.

Les composés fluorés sont en général difficiles d'accès. La réactivité du fluor est telle qu'il n'est pas possible d'obtenir directement les dérivés fluorés. Fluorinated compounds are generally difficult to access. The reactivity of fluorine is such that it is not possible to directly obtain the fluorinated derivatives.

Une des techniques les plus employées pour fabriquer le dérivé fluoré consiste à faire réagir un dérivé halogéné, en général chloré, pour échanger l'halogène avec un fluor minéral, en général un fluorure de métal alcalin, en général de poids atomique élevé. One of the most widely used techniques for producing the fluorinated derivative is to react a halogenated derivative, generally chlorinated, to exchange the halogen with a mineral fluorine, generally an alkali metal fluoride, generally of high atomic weight.

En général, le fluorure utilisé est le fluorure de potassium qui constitue un compromis économique satisfaisant. In general, the fluoride used is potassium fluoride which constitutes a satisfactory economic compromise.

Dans ces conditions, de nombreux procédés tels que par exemple ceux décrits dans le certificat d'addition N" 2 353 516 et dans l'article
Chem. Ind. (1978) - 56 ont été décrits et mis en oeuvre industriellement pour obtenir des fluorures d'aryle, aryles sur lesquels sont greffés des groupements électro-attracteurs.Under these conditions, many processes such as those described in the certificate of addition No. 2,353,516 and in the article
Chem. Ind. (1978) - 56 have been described and implemented industrially to obtain aryl fluorides aryl on which are grafted electron-withdrawing groups.

Sauf dans les cas où le substrat est particulièrement adapté à ce type de synthèse, cette technique présente des inconvénients dont les principaux sont ceux que l'on va analyser ci-après. Except in cases where the substrate is particularly suitable for this type of synthesis, this technique has drawbacks, the main ones are those which will be analyzed below.

La réaction est lente et nécessite, en raison d'un temps de séjour élevé, des investissements importants. The reaction is slow and requires, because of a long residence time, large investments.

Encore faut-il mentionner que pour être utilisable industriellement, cette technique doit être utilisée à des températures élevées, en général aux alentours de 250"C, c'est-à-dire dans la zone où les solvants orga niques les plus stables commencent à se décomposer. It should also be mentioned that, in order to be used industrially, this technique must be used at high temperatures, generally around 250 ° C, that is to say in the zone where the most stable organic solvents start to to decompose.

Enfin, les rendements restent médiocres, à moins que l'on utilise des réactifs particulièrement chers comme les fluorures de métal alcalin dont la masse atomique est supérieure à celle du potassium. Finally, yields remain poor, unless we use particularly expensive reagents such as alkali metal fluorides whose atomic mass is greater than that of potassium.

Compte-tenu du prix de ces métaux alcalins, leur utilisation industrielle n'est justifiable que pour des produits à haute valeur ajoutée et lorsque l'amélioration de rendement et des cinétiques le justifie, ce qui est rarement le cas. Given the price of these alkali metals, their industrial use is justifiable only for products with high added value and when the improvement of yield and kinetics justifies it, which is rarely the case.

C'est pourquoi un des buts de la présente invention est de fournir une technique qui soit susceptible de faciliter l'échange entre les halogènes tels que le chlore et le fluor en améliorant significativement le rendement d'échange. This is why one of the aims of the present invention is to provide a technique that is capable of facilitating the exchange between halogens such as chlorine and fluorine by significantly improving the exchange efficiency.

Un autre but de la présente invention est de fournir une technique qui améliore suffisamment la cinétique d'échange pour que l'on puisse envisager l'utilisation de température significativement plus basse que celle employée auparavant ; cette abaissement de température devra être suffisant pour permettre l'utilisation de réactifs qui jusqu'à présent n'étaient pas utilisés en raison de leur instabilité à la température à laquelle s'effectuait l'échange. Another object of the present invention is to provide a technique which sufficiently improves the exchange kinetics so that one can consider the use of significantly lower temperature than that used previously; this lowering of the temperature must be sufficient to allow the use of reagents which hitherto were not used because of their instability at the temperature at which the exchange took place.

Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé d'échange entre le fluor et les halogénes de nombre atomique plus élevé utilisant cette technique. Another object of the present invention is to provide a method of exchange between fluorine and halogens of higher atomic number using this technique.

Ces buts et d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints au moyen d'un procédé de synthèse de composés organo fluorés par échange avec des fluorures minéraux, où l'échange est réalisé sous l'action d'ultra-sons.These and other objects which will appear later are achieved by means of a process of synthesis of organo-fluorinated compounds by exchange with mineral fluorides, where the exchange is carried out under the action of ultrasound.

De manière surprenante, il a été montré que la réaction d'échange entre l'ion fluorure sous forme d'un alcalin ou d'un alcalino-terreux avec un ion halogéné de rang plus élevé (c'est-à-dire de nombre atomique plus élevé) lié avec un carbone, que ce dernier soit aromatique ou aliphatique, était significativement amélioré par l'utilisation d'ultra-sons.Surprisingly, it has been shown that the exchange reaction between the fluoride ion in the form of an alkali or an alkaline earth metal with a higher rank halogen ion (i.e. higher atomic) linked with a carbon, whether aromatic or aliphatic, was significantly improved by the use of ultrasound.

Ceci est particulièrement surprenant, d'une part parce-que des essais avaient été réalisés auparavant et qu'ils s'étaient révélés négatifs (cf.Journal of Fluorine Chemistry, 46, (1990) 529-537"HALEX" FLUORINATION OF CHLORINATED BENZALDEHYDES AND BENZOYL CHLORIDES) ; d'autre part, parce que les ultra-sons (cf.Sonochemistry - The Use of ultrasonic waves in
Synthetic Organic chemistry, Cathy EINHORN, Jacques EINHORN, Jean-Louis
LUCHE, in Synthesis, [Journal of Synthetic Organic Chemistry] P.787) sont, en général utilisés pour des réactions intervenant à basse température et en milieu dilué, alors que dans l'utilisation visée par la présente demande, ils sont utilisés à température relativement élevée, c'est-à-dire à une température significativement au-dessus de la température ambiante en général à une température d'au moins 100" C (sauf lorsque cela est précisé autrement les zéros ne sont pas des chiffres significatifs).This is particularly surprising, on the one hand because tests had been carried out before and they had proved negative (see Journal of Fluorine Chemistry, 46, (1990) 529-537 "HALEX" FLUORINATION OF CHLORINATED BENZALDEHYDES AND BENZOYL CHLORIDES); on the other hand, because the ultrasounds (cf.Sonochemistry - The Use of ultrasonic waves
Synthetic Organic Chemistry, Catherine EINHORN, Jacques EINHORN, Jean-Louis
LUCHE, in Synthesis, [Journal of Synthetic Organic Chemistry] P.787) are, in general, used for reactions occurring at low temperature and in dilute medium, whereas in the use targeted by the present application, they are used at room temperature. relatively high, that is, at a temperature significantly above room temperature generally at a temperature of at least 100 ° C (except where otherwise stated zeros are not significant figures).

Il n'est pas possible de déterminer de façon précise la raison pour laquelle l'essai mentionné dans la littérature n'a donné aucun résultat. Il semblerait toutefois que la cuve à ultra-sons utilisée, en soit la cause. It is not possible to determine precisely why the test mentioned in the literature gave no result. However, it seems that the ultrasonic tank used, is the cause.

En effet, pour obtenir un bon résultat, il convient que la puissance d'ultra-sons émise directement par la paroi assurant cette émission soit au moins égale à 20 avantageusement à 50W/cm2, plus avantageusement à 100W/cm2, de préférence à 200 W/cm2. Indeed, to obtain a good result, it is appropriate that the ultrasonic power emitted directly by the wall ensuring this emission is at least preferably equal to 20 W / cm 2, more preferably 100 W / cm 2, preferably 200 W / cm 2. W / cm2.

Ainsi l'existence d'une valeur limite inférieure de la puissance est d'autant plus importante lorsqu'on utilise une cuve à ultra-sons dans laquelle-l'ultra-son n'est pas transmis directement par une sonde mais au travers de la paroi du récipient et du milieu dans lequel il baigne, dans lequel intervient la réaction. Thus the existence of a lower limit value of the power is all the more important when using an ultrasonic tank in which the ultrasonic is not transmitted directly by a probe but through the wall of the container and the medium in which it is bathed, in which the reaction takes place.

Dans la présente description on considère que la transmission directe lorsque la partie active de la soude n'est pas séparée du milieu réactionnel par un liquide. In the present description it is considered that the direct transmission when the active portion of the sodium hydroxide is not separated from the reaction medium by a liquid.

Il n'y a pas de valeur supérieure limite, toutes les puissances mises sur le commerce conviennent pour activer cette réaction d'échange. Il convient toutefois de choisir cette puissance de manière que le récipient où a lieu la réaction ne soit pas fragilisé par les ultra-sons
Les fréquences utilisables sont celles des appareils du commerce, c'est-à-dire que la fréquence des ultra-sons est avantageusement comprise entre 10 et 100 KHz, de préférence entre 15 et 50.There is no upper limit value, all the powers put on the trade are suitable to activate this exchange reaction. It is however necessary to choose this power so that the container where the reaction takes place is not weakened by ultrasound
The usable frequencies are those of commercial apparatus, that is to say that the ultrasound frequency is advantageously between 10 and 100 KHz, preferably between 15 and 50.

L'utilisation d'une telle technique a permis de réaliser, à des températures comprises entre 100 et 200 C, de préférence entre 100 et 1500 C, avec de très bons rendements des réactions qui n'avaient lieu avec les techniques ordinaires qu'à des températures très élevées, soit aux alentours de 250 C. The use of such a technique has made it possible to produce, at temperatures between 100 and 200 ° C., preferably between 100 and 1500 ° C., with very good yields, reactions which took place with ordinary techniques only at very high temperatures, ie around 250 C.

Il convient de noter que le volume dans lequel la réaction est accélérée est relativement réduit et est déterminé par un cylindre défini par la surface efficace da la sonde et une génératrice, normale à la surface de la sonde dont la longueur n'excède pas 10 avantageusement 5 cm environ. Il apparaît que plus le mélange réactionnel est proche de la sonde, plus rapide est la réaction. On peut donc considérer comme volume efficace, un volume définit par la surface de la sonde, et une génératrice d'une taille comprise entre 1 et 5 cm. It should be noted that the volume in which the reaction is accelerated is relatively small and is determined by a cylinder defined by the effective surface area of the probe and a generator, normal to the surface of the probe, the length of which does not advantageously exceed About 5 cm. It appears that the closer the reaction mixture is to the probe, the faster the reaction. One can therefore consider as an effective volume, a volume defined by the surface of the probe, and a generator of a size between 1 and 5 cm.

Les techniques d'agitation ou le génie chimique pour mettre en oeuvre la présente invention devra tenir compte de ce volume efficace, et faire en sorte que l'essentiel du mélange réactionnel passe de nombreuses fois dans ce volume efficace. The stirring techniques or chemical engineering for practicing the present invention will have to take into account this effective volume, and make sure that most of the reaction mixture passes many times in this effective volume.

Lorsque l'opération est menée en discontinu le rapport entre le volume du milieu réactionnel et le volume efficace est au plus égal à environ 20 avantageusement 10 de préférence 5 lors l'opération en continu tiendra compte du temps de séjour dans le volume efficace. When the operation is carried out discontinuously, the ratio between the volume of the reaction medium and the effective volume is at most preferably about 20, preferably 5, when the continuous operation will take into account the residence time in the effective volume.

Le procédé selon la présente invention atteint sa meilleure efficacité lorsque les conditions ci-après sont réunies. The process according to the present invention achieves its best efficiency when the following conditions are met.

De préférence la réaction a lieu dans un solvant aprotique dipolaire et met en oeuvre un milieu comportant
- un solvant, ou réactif, aprotique dipolaire ;
- une phase solide constituée au moins partiellement de fluorure
alcalin, et éventuellement au moins un cation promoteur de la
réaction.The reaction preferably takes place in a dipolar aprotic solvent and uses a medium comprising
a dipolar aprotic solvent or reagent;
a solid phase consisting at least partially of fluoride
alkali, and optionally at least one cation promoting the
reaction.

Avantageusement, le taux de solide du milieu défini en tant que masse de matière solide rapporté à la masse totale est au moins égale à 2/5 avantageusement à 1/2, de préférence à 2/3, soit rapporté au mélange réactionnel respectivement 1/5, 1,4, 1/3. Advantageously, the solid content of the medium defined as mass of solid material relative to the total mass is at least equal to 2: 5 preferably to 1/2, preferably to 2/3, or to the reaction mixture respectively 1 / 5, 1.4, 1/3.

Avantageusement, le réactif comporte à titre de promoteur un cation alcalin plus lourd que le potassium. Ce cation alcalin peut être introduit sous forme d'un halogénure et pas nécessairement sous forme d'un fluorure. En général, on introduit le cation alcalin sous forme d'un chlorure. La teneur en cation alcalin est avantageusement comprise entre 1 à 5 %, de préférence entre 2 à 3 % en mole du fluorure alcalin utilisé. Advantageously, the reagent comprises as promoter an alkaline cation heavier than potassium. This alkaline cation can be introduced in the form of a halide and not necessarily in the form of a fluoride. In general, the alkaline cation is introduced in the form of a chloride. The alkaline cation content is advantageously between 1 to 5%, preferably between 2 and 3 mol% of the alkaline fluoride used.

Le réactif peut comporter à titre de promoteur des agents souvent qualifiés de transfert de phase et qui sont des "oniums". Les oniums représentent en général de 1 à 10 %, de préférence de 2 à 5 % en mole du fluorure alcalin. The reagent may comprise, as promoter, agents often qualified as phase transfer and which are "oniums". The oniums generally represent from 1 to 10%, preferably from 2 to 5% by mole of the alkaline fluoride.

Parmi ces oniums, les réactifs préférés sont les tétra alcoyl ammonium de 4 à 12 atomes de carbone, de préférence de 4 à 8 atomes de carbone. Le tétra alcoyl ammonium est en général du tétra méthyl ammonium. Of these oniums, the preferred reagents are tetraalkylammonium of 4 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 8 carbon atoms. Tetraalkyl ammonium is generally tetra methyl ammonium.

Le terme alcoyle est pris dans l'acception donnée par le dictionnaire de Chimie DUVAL. The term alkyl is taken in the meaning given by the dictionary of Chemistry DUVAL.

Toutefois, les tétra alcoyl ammonium présentent l'inconvénient d'être peu stables à une température supérieure à environ 1500 C. C'est un des avantages de la présente invention dans ces mises en oeuvres préférées que de permettre des réactions à des températures inférieures ou voisines de cette valeur, ce qui permet l'utilisation des ammoniums notamment le tétra méthyl ammonium. However, tetraalkylammonium has the drawback of being unstable at a temperature above about 1500 C. It is one of the advantages of the present invention in these preferred embodiments to allow reactions at lower temperatures or close to this value, which allows the use of ammoniums including tetra methyl ammonium.

La quantité de cation tétra alcoyl ammonium est en général comprise entre 1 à 10 %, de préférence entre 2 à 5 % de la masse du fluorure alcalin. The amount of tetraalkylammonium cation is generally from 1 to 10%, preferably from 2 to 5% of the mass of the alkaline fluoride.

Le solvant aprotique dipolaire utilisable doit avoir un moment dipolaire significatif. Ainsi, sa constante diélectrique relative E est au moins égale à environ 10 (les zéros ne sont pas considérés comme des chiffres significatifs dans la présente description, à moins que cela ne soit précisé autrement). De préférence, l'E est inférieur ou égal à 100 et supérieur ou égal à 25. The dipolar aprotic solvent that can be used must have a significant dipole moment. Thus, its relative dielectric constant E is at least about 10 (zeros are not considered significant digits in the present description unless otherwise specified). Preferably, E is less than or equal to 100 and greater than or equal to 25.

Il a pu être montré au cours de la présente étude que les meilleurs résultats étaient obtenus lorsqu'on utilisait des solvants aprotiques dipolaires qui présentaient un indice c donneur compris entre 10 et 50. It has been shown in the present study that the best results were obtained when using dipolar aprotic solvents which had a c donor index between 10 and 50.

Ledit indice c donneur étant comme le aH (variation d'Enthalpie) exprimé en kilo calories (Kcal) de l'association dudit solvant aprotique dipolaire avec le pentachlorure d'antimoine. Said c donor index being like the aH (Enthalpy variation) expressed in kilo calories (Kcal) of the combination of said dipolar aprotic solvent with antimony pentachloride.

Les oniums sont choisis dans le groupe des cations formés par les éléments des colonnes V B et VI B (tels que définis dans le tableau de la classification périodique des éléments publiés au supplément au
Bulletin de la Société Chimique de France en Janvier 1966) avec 4 ou 3 chaînes hydrocarbonnées.The oniums are chosen from the group of cations formed by the elements of columns VB and VI B (as defined in the table of the periodic table of elements published in the supplement to the
Bulletin of the Chemical Society of France in January 1966) with 4 or 3 hydrocarbon chains.

Ainsi que cela a été dit précédemment, la granulométrie joue un rôle relativement peu important dans la cinétique dès lors que la granulométrie n'est pas trop fine, c'est-à-dire lorsque la majorité des particules est supérieure à un micron et que la majorité des particules est inférieure à 250 microns. As has been said previously, the particle size plays a relatively minor role in the kinetics since the particle size is not too fine, ie when the majority of the particles is greater than one micron and that the majority of the particles are less than 250 microns.

Toutefois, il a été montré que la granulométrie avait une influence sur la cinétique. Ainsi, il est souhaitable que ledit solide en supension présente une granulométrie tel que son dgg (défini en tant que la maille laissant passer 90 % en poids du solide) est au plus égale à 100 micromètres, avantageusement au plus égale à 50 pm, de préférence au plus égale à 20 > m. However, particle size has been shown to influence kinetics. Thus, it is desirable that said supension solid has a particle size such that its dgg (defined as the mesh passing 90% by weight of the solid) is at most equal to 100 micrometers, advantageously at most equal to 50 pm, of preferably at most equal to 20> m.

La limite inférieure est avantageusement caractérisé telle que le dîo dudit solide en supension est au moins égal à 0,1 pm, de préférence au moins égal à 1 ijm. The lower limit is advantageously characterized such that the diol of said supension solid is at least 0.1 μm, preferably at least 1 μm.

En général, le rapport entre ledit fluorure alcalin et ledit substrat est compris entre 1 et 1,5, de préférence aux alentours de 1,25 de la stoechiométrie. Ce rapport n'est toutefois en général pas critique dès lors qu'il permet une agitation convenable du réactif. In general, the ratio between said alkaline fluoride and said substrate is between 1 and 1.5, preferably around 1.25 of the stoichiometry. This ratio, however, is generally not critical since it allows a suitable agitation of the reagent.

Selon la présente invention, il est souhaitable que la teneur en eau du réactif soit au plus égale à environ 2 % de préférence 1 % par rapport au à la masse du réactif (rapport en masse). According to the present invention, it is desirable that the water content of the reagent is at most equal to about 2% preferably 1% relative to the mass of the reagent (weight ratio).

L'agitation est avantageusement menée de manière que au moins 80 % de préférence au moins 90 % des solides soient maintenus en suspension par l'agitation. The stirring is advantageously carried out so that at least 80%, preferably at least 90%, of the solids are kept in suspension by stirring.

En fait, il est souhaitable que la plus grande partie des solides soient en suspension dans le milieu réactionnel. In fact, it is desirable that most of the solids be in suspension in the reaction medium.

Ainsi l'agitation, pour répondre à cette contrainte, ne doit être ni trop forte ni trop faible. En effet, trop forte, elle risque de plaquer par des effets de cyclone, une partie trop importante des solides contre la paroi du réacteur. Dans le deuxième cas, l'agitation sera incapable de faire entrer en suspension les solides issus de la réaction et les solides utilisés comme source de fluor. Thus agitation, to meet this constraint, must be neither too strong nor too weak. In fact, too strong, it risks to be plated by cyclone effects, too large a part of the solids against the reactor wall. In the second case, the agitation will be unable to suspend the solids resulting from the reaction and the solids used as a source of fluorine.

Lorsque l'on traite des molécules particulièrement lourdes, ou pour toute autre raison, il peut être avantageux qu'une partie des solides du réactif, et donc du milieu réactionnel, soit constitué d'un matériau inerte de granulométrie répondant aux contraintes spécifiées ci-dessus. When treating particularly heavy molecules, or for any other reason, it may be advantageous for some of the solids of the reagent, and therefore of the reaction medium, to consist of an inert material of particle size that meets the constraints specified above. above.

Il est préférable que le matériau soit d'une dureté voisine de celle des halogénures utilisés comme source de fluor ou formés au cours de la réaction. It is preferable that the material is of a hardness close to that of the halides used as a source of fluorine or formed during the reaction.

En particulier, lorsque l'on choisit des matériaux d'une dureté significativement supérieure à celle de la source de fluorure, il est préférable de mener l'agitation de telle manière que la source de fluorure non plus que le matériau lui-même soit broyé et conduise à des granulométries qui sont contraires aux contraintes ou aux préférences évoquées ci-dessus. In particular, when materials with a hardness significantly greater than that of the fluoride source are chosen, it is preferable to carry out the stirring in such a way that the fluoride source and the material itself are not crushed. and lead to grain sizes that are contrary to the constraints or preferences mentioned above.

Cet échange peut être réalisé par tout fluorure connu de l'homme de métier pour être un bon réactif d'échange. On préfère toutefois les cations alcalins de rang- au moins égal à celui du potassium. On peut également utilisé des cations non alcalins ayant des propriétés équivalentes, comme par exemple les fluorures de tétra-alcoyl ammonium. Une des mises en oeuvre de la présente invention peut être réalisée par la séquence d'opérations suivantes a) Mélange des réactifs. This exchange can be achieved by any fluoride known to those skilled in the art to be a good exchange reagent. However, the alkaline cations of rank at least equal to that of potassium are preferred. It is also possible to use non-alkaline cations having equivalent properties, for example tetra-alkyl ammonium fluorides. One of the implementations of the present invention can be carried out by the following sequence of operations: a) Mixing reagents.

b) Soumission du mélange obtenu au a) à au moins une opération de réaction sous ultra-son.b) Submission of the mixture obtained in a) to at least one reaction operation under ultrasound.

c) Séparation des phases liquides et solides.c) Separation of the liquid and solid phases.

d) Traitement de la phase liquide obtenue de manière à récupérer le produit final, d'une part, et le solvant contenant le produit de départ n'ayant pas réagi.d) Treatment of the liquid phase obtained so as to recover the final product, on the one hand, and the solvent containing the unreacted starting material.

e) Recyclage du solvant et du produit de départ n'ayant pas réagi a).e) Recycling of the solvent and the unreacted starting material a).

f) Etape optionnelle de traitement de la phase solide provenant de l'étape c) pour régénérer le fluorure alcalin et recyclage à l'étape a). f) Optional step of solid phase treatment from step c) to regenerate the alkaline fluoride and recycle in step a).

Il convient de signaler que l'utilisation d'ultra-sons dégage une quantité d'énergie importante au sein du milieu réactionnel, cette énergie se substitue en tout ou partie à l'énergie de chauffage usuellement nécessaire. It should be noted that the use of ultrasound releases a significant amount of energy within the reaction medium, this energy is substituted in whole or in part for the heating energy usually required.

Il convient de souligner que la présente invention permet un progrès très significatif pour l'utilisation des solvants. It should be emphasized that the present invention allows a very significant progress in the use of solvents.

En effet, la sonofication affranchi l'homme de métier des contraintes de résistance à des températures élevées et de point d'ébullition élevé pour les solvants utilisés lors de l'échange du fluor avec un halogène de rang plus élevé.Indeed, the sonofication freed the skilled trades resistance constraints at high temperatures and high boiling point for solvents used in the exchange of fluorine with a higher rank halogen.

Cela ouvre des perspectives particulièrement intéressantes pour la séparation des solvants d'avec les réactifs produits de départ et produits d'arrivée, et facilite le recyclage des mélanges réactionnels. This opens up particularly interesting prospects for the separation of the solvents from the reactants starting materials and products of arrival, and facilitates the recycling of the reaction mixtures.

Il peut ainsi être envisagé de régénérer la source de fluor lorsque le cation associé est coûteux, comme par exemple dans le cas du cesium. It can thus be envisaged to regenerate the fluorine source when the associated cation is expensive, as for example in the case of cesium.

On peut utiliser cette technique tant pour échanger un halogène sur un carbone aliphatique que sur un carbone aromatique. This technique can be used both to exchange a halogen on an aliphatic carbon and an aromatic carbon.

Lorsque le radical est un aryle, il est de préférence appauvri en électrons et a une densité électronique au plus égale à celle du benzène, de préférence au plus voisine de celle d'un halobenzène. Cet appauvrissement peut être dû à la présence dans le cycle aromatique d'un hétéro atome, comme par exemple à titre d'enseignement dans la pyridine, la quinoléine, le thiophène, le furanne. When the radical is an aryl, it is preferably depleted of electrons and has an electron density at most equal to that of benzene, preferably at most close to that of a halobenzene. This depletion may be due to the presence in the aromatic ring of a heteroatom, as for example as a teaching in pyridine, quinoline, thiophene, furan.

Bien évidemment, l'appauvrissement électronique peut être provoqué aussi par des groupes électro-attracteurs ; la pauvreté en électrons peut être dûe à ces deux causes. Obviously, the electronic depletion can be caused also by electron-attracting groups; electron poverty may be due to both of these causes.

Ainsi ledit aryle porte avantageusement au moins un substituant sur le même noyau que celui portant le chlore, ledit au moins un substituant étant de préférence choisi parmi les groupes attracteurs par effet inductif ou par effet mésomère tel que défini dans l'ouvrage de référence en Chimie Organique "Advanced Organic Chemistry" par M.J. MARCH, 3ième édition, Editeur WILLEY, 1985, cf. notamment P. 17 et 238, à l'exception des groupes susceptibles d'inter agir avec les ions fluorures (essentiellement les groupes porteurs d'hydrogène susceptible de donner des liaisons hydrogène) comme exemple de groupe attracteur on peut citer NO2, CF3, CN, COX (X = Cl, Br, F,OR), CHO, Cl, Br. Thus, said aryl advantageously carries at least one substituent on the same ring as that carrying the chlorine, said at least one substituent preferably being chosen from inductive or mesomeric effecting attracting groups as defined in the reference work in chemistry. Organic "Advanced Organic Chemistry" by MJ MARCH, 3rd edition, Publisher WILLEY, 1985, cf. especially P. 17 and 238, with the exception of the groups capable of interacting with the fluoride ions (essentially the hydrogen-bearing groups capable of giving hydrogen bonds) as an example of an attractor group, mention may be made of NO2, CF3, CN , COX (X = Cl, Br, F, OR), CHO, Cl, Br.

Les exemples non limitatifs suivants illustrent l'invention. The following nonlimiting examples illustrate the invention.

EXEMPLE 1
Dans un réacteur de 75 ml, on charge sous atmosphère d'azote
- 17,7 g (306 mmoles) de fluorure de potassium
- 1,3 g (12 mmoles) de chlorure de tetraméthylammonium
- 17,0 g de diméthylrilfoxide
- 19,6 g (102 mmoles) de dichloro- 2,4 nitrobenzène.EXAMPLE 1
In a 75 ml reactor, it is charged under a nitrogen atmosphere
- 17.7 g (306 mmol) of potassium fluoride
1.3 g (12 mmol) of tetramethylammonium chloride
- 17.0 g of dimethylrilfoxide
19.6 g (102 mmol) of 2,4-dichloronitrobenzene.

Le mélange réactionnel est traité par ultra-sons, la température étant maintenue à 1300 C, pendant 20 minutes. The reaction mixture is treated with ultrasound, the temperature being maintained at 1300 C for 20 minutes.

Après filtration, l'analyse du brut réactionnel fournit les résultats suivants
- conversion du dichloro-2,4 nitrobenzène 67,1 %
- rendement en fluoro chloro nitrobenzènes 52 %
- rendement en difluoro-2,4 nitrobenzène 13,9 %
Exemple 2
Le même protocole que dans l'exemple 1 est utilisé. La masse réactionnelle n'est pas soumise à l'action des ultra-sons mais chauffée à 1300 C pendant 30 minutes
- conversion du dichloro-2,4 nitrobenzène 43,8 %
- rendement en fluoro chloro nitrobenzènes 34,3 %
- rendement en di fI uoro-2,4 nitrobenzène 4,0 % Exemples 3 et 4
Deux exemples comparatifis identiques aux cas des exemples 1 et 2 sont réalisés pour utilisation du mélange fluorant KF + CsF (3 %) dans le sulfolane à 1300 C pendant trente cinq minutes

After filtration, the analysis of the crude reaction product provides the following results:
- conversion of 2,4-dichloronitrobenzene 67.1%
yield of fluoro chloro nitrobenzenes 52%
yield of 2,4-difluorobitrobenzene 13.9%
Example 2
The same protocol as in Example 1 is used. The reaction mass is not subjected to the action of ultrasound but heated at 1300 C for 30 minutes
- conversion of 2,4-dichloronitrobenzene 43,8%
yield of fluoro chloro nitrobenzenes 34.3%
yield of 2,4-difluoro-2,4-nitrobenzene Examples 3 and 4
Two comparative examples identical to the cases of Examples 1 and 2 are made for using the fluorinating mixture KF + CsF (3%) in sulfolane at 1300 C for thirty five minutes.

<tb> N <SEP> ultra- <SEP> conversion <SEP> rendement <SEP> rendement
<tb> d'exemple <SEP> <SEP> son <SEP> (%) <SEP> DiF24NB <SEP> (%) <SEP> en <SEP> monofluorés
<tb> 3 <SEP> OUI <SEP> 38,4 <SEP> 3,4 <SEP> 34 <SEP>
<tb> 4 <SEP> 4 <SEP> NON <SEP> 3,2 <SEP> 0 <SEP> 2,3
<tb>
Exemple 5
Dans un réacteur de 380 ml placé on charge sous atmosphère d'azote,
- 6,9 g (119,1 mmoles) de fluorure de potassium
- 0,5 g (4.6 mmoles) de chlorure de tretraméthylammonium
- 7,0 g de démytsulfoxide
- 7,85 g (40,9 mmoles) de dichloro-2,4 nitrobenzène
Le mélange est traité par ultrason. La température étant maintenue à 1300C, pendant 30 minutes.<tb> N <SEP> ultra- <SEP> conversion <SEP> yield <SEP> yield
<tb> example <SEP><SEP> its <SEP> (%) <SEP> DiF24NB <SEP> (%) <SEP> in <SEP> monofluorinated
<tb> 3 <SEP> YES <SEP> 38.4 <SEP> 3,4 <SEP> 34 <SEP>
<tb> 4 <SEP> 4 <SEP> NO <SEP> 3,2 <SEP> 0 <SEP> 2,3
<Tb>
Example 5
In a 380 ml reactor placed, it is charged under a nitrogen atmosphere,
- 6.9 g (119.1 mmol) of potassium fluoride
- 0.5 g (4.6 mmol) of tretramethylammonium chloride
- 7.0 g of demytsulfoxide
7.85 g (40.9 mmol) of 2,4-dichloronitrobenzene
The mixture is treated with ultrasound. The temperature is maintained at 1300C for 30 minutes.

Après filtrationn, l'analyse du brut réactionnel fournit les résultats suivants - Conversion du dichloro-2,4 nitrobenzène = 93,0 % - Rendement en monofluorés nitrobenzènes = 39,9 % - Rendement en endifluoro-2,4 nitrobenzène = 52,0 % After filtration, analysis of the crude reaction product gives the following results: - conversion of 2,4-dichloronitrobenzene = 93.0% - yield of monofluoro nitrobenzenes = 39.9% - yield of 2,4-endifluorobenzene = 52.0 %

Claims

CLAIMS 1). Process for the synthesis of organo fluorinated compounds by the exchange with fluorides, characterized in that the exchange is carried out under the action of ultra son.

2) Method according to claim 1 characterized in that the ultra son are transmitted directly by the probe in the reaction medium.

3) Method according to one of claims 1 and 2 characterized in that the power transmitted to the medium through the active surface of the probe is at most equal to 50 Watts / cm 2, preferably 100 W / cm 2 and preferably at 200W / cm2.

4) Method according to one of claims 1 to 3 characterized in that the ultrasound frequency is between 10 and 100 KHz.

5) Method according to one of claims 1 to 4 characterized in that the reaction is carried out at a temperature between 100 and 200 C, preferably between 100 and 1500 C.

6) Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the emission of ultrasound is performed in the container in such a way that the fluoride particles pass through a volume defined by the surface of the probe and a generator of a size between 1 to 5 cm.

7) Method according to one of claims 1 to 6 characterized in that the fluoride is an alkaline fluoride; the atomic number of the alkali metal being at least equal to that of potassium.

8) Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the exchange reaction takes place in a dipolar aprotic solvent characterized in that the solid content defined as mass of solid material referred to the mass total is at least equal to 1/5 advantageously to 1/4, preferably 1/3.

9) Method according to one of claims 1 to 8 characterized in that the reaction medium further comprises an alkaline cation heavier than potassium.

10) Method according to one of claims 1 to 9 characterized in that said alkali cation represents from 1 to 5% by weight of the mass of said alkaline fluoride preferably from 2 to 3 YO.

11) Method according to one of claims 1 to 10 characterized in that the reaction medium further comprises an onium.

12) Process according to claim 11 characterized in that said onium is 1 to 10%, preferably 2 to 5% by weight of the alkali fluoride.

13) Process according to one of claims 1 to 10 characterized in that the reaction mixture further comprises a tetra-alkylcarbon ammonium of 4 to 12 carbon atoms, preferably 4 to 8 carbon atoms.

14) Method according to one of claims I to 13 characterized in that said dipolar aprotic solvent has a relative dielectric constant s greater than or equal to 10, preferably less than or equal to 100 and greater than or equal to 25.

15) Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that the polar aprotic solvent has a donor c index of between 10 and 50, said donor c index being defined as the d H expressed in kilo calories of l combination of said aprotic polar solvent with penta pentoxide of antimony.

16) Method according to one of claims 11 to 15 characterized in that the oniums are selected from the group of cations formed by the elements of columns VB and VI B (as defined in the table of the periodic table of published elements to the supplement to the Bulletin of the Chemical Society of France in January 1966) with respectively 4 or 3 hydrocarbon chains.

17) Process according to claims 1 to 16 characterized in that said suspended solid has a particle size such that are d80 (defined as the mesh passing 80% by weight of the solid) is at most equal to 100 microns, preferably at most equal to 50 μm, preferably at most equal to 20 μm.

18) Method according to one of claims 1 to 17 characterized in that the d20 of said suspended solid is at least equal to 0.1> / m, preferably at least equal to I pm.

19) Method according to one of claims 1 to 18, characterized in that it further comprises said chlorinated compound, the ratio between said alkaline fluoride and said substrate being between 1 and 1.5, preferably around 1.25.

20) Method according to one of claims 1 to 19, characterized in that the stirring is conducted so that at least 80% preferably solids are in suspension.

21) Method according to one of claims 14 and 15 characterized in that the reaction is conducted at a temperature between 100 and 1500 C.

22) Method according to one of claims 1 to 21 characterized in that it comprises the following steps a) Mixing reagents.

b) Submission of the mixture obtained in a) to at least one reaction operation under ultrasound.

c) Separation of the liquid and solid phases.

d) Treatment of the liquid phase obtained so as to recover the final product, on the one hand, and the solvent containing the unreacted starting material.

e) Recycling of the solvent and the unreacted starting material a).

f) Optional solid phase step from step c) to regenerate the alkaline fluoride and recycle in step a).