FR2791670A1 - Procede d'activation de substrats aromatiques par micro-ondes - Google Patents
Procede d'activation de substrats aromatiques par micro-ondes Download PDFInfo
- Publication number
- FR2791670A1 FR2791670A1 FR9904036A FR9904036A FR2791670A1 FR 2791670 A1 FR2791670 A1 FR 2791670A1 FR 9904036 A FR9904036 A FR 9904036A FR 9904036 A FR9904036 A FR 9904036A FR 2791670 A1 FR2791670 A1 FR 2791670A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- microwaves
- reaction
- aromatic
- group
- aromatic substrate
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B37/00—Reactions without formation or introduction of functional groups containing hetero atoms, involving either the formation of a carbon-to-carbon bond between two carbon atoms not directly linked already or the disconnection of two directly linked carbon atoms
- C07B37/04—Substitution
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B39/00—Halogenation
-
- 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
- C07C201/12—Preparation of nitro compounds by reactions not involving the formation of nitro groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
La présente invention a pour objet un procédé utile pour réaliser une substitution nucléophile de type SNAr sur un substrat aromatique caractérisé en ce que l'on soumet un substrat aromatique de formule générale I (CF DESSIN DANS BOPI) dans laquelle- A symbolise un reste d'un motif aromatique,- X représente un substituant susceptible d'être échangé par une réaction SNAr,- R représente un ou plusieurs substituants, capable (s) de désactiver au moins partiellement ledit substrat aromatique à l'action de micro-ondes en milieu organique et en présence d'au moins un agent nucléophile susceptible de s'échanger avec ledit substituant X.
Description
La présente invention concerne une nouvelle méthode pour réaliser des
substitutions nucléophiles de type SNAr et notamment utiles pour effectuer des échanges entre fluor et halogène(s) de rang plus élevé sur
un substrat aromatique.
L'invention s'intéresse plus particulièrement aux réactions de substitution nucléophile aromatique impliquant le schéma réactionnel suivant: - attaque d'un agent nucléophile au niveau d'un substrat aromatique avec création d'une liaison entre ledit agent nucléophile et ledit substrat, au niveau d'un carbone portant un groupe partant, de manière à former un composé intermédiaire dit intermédiaire de Meisenheimer puis
- départ dudit groupe partant.
Ce type de réactions est particulièrement avantageux pour obtenir
des dérivés aromatiques halogénés.
Le groupe partant généralement retenu est un groupement nitro de préférence un pseudohalogène ou plus préférentiellement un atome d'halogène. On entend désigner par pseudohalogéne, un groupement dont le départ conduit à un anion oxygéné, la charge anionique étant portée par l'atome de chalcogène et dont l'acidité, exprimée par la constante de Hammett, est au moins égale à celle de l'acide acétique, avantageusement à la seconde acidité de l'acide sulfurique et de
préférence à celle de l'acide trifluoroacétique.
2 5 A titre illustratif de ce type de pseudohalogènes, on peut en particulier citer les acides sulfinique et sulfonique, perhalogénés sur le carbone porteur du soufre ainsi que les acides carboxyliques perfluorés
en ca de la fonction carboxylique.
Lorsque le groupe partant est un groupement nitro, ce dernier est généralement remplacé par un atome de chlore en utilisant NH4CI, PCI5, SOCI2, HCI, Cl2 ou CCI4. Toutefois, la plupart de ces réactifs nécessite d'opérer à des températures élevées et le mécanisme ne s'avère pas toujours être une substitution nucléophile. Par ailleurs, le départ du groupe nitro conduit à la formation de dérivés oxygénés d'azote
particulièrement agressifs à l'égard du substrat.
En ce qui concerne la variante impliquant la substitution d'un atome d'halogène présent sur un noyau aromatique par un autre atome d'halogène, elle nécessite généralement au moins une désactivation partielle dudit noyau. A cet effet, le radical aryle à transformer est de préférence appauvri en électrons et possède une densité électronique au 1o 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 hétéroatome comme par exemple dans la pyridine, la quinoléine. Dans ce cas particulier, I'appauvrissement est suffisamment important pour que la réaction de substitution soit très facile et ne nécessite pas d'activation annexe particulière. L'appauvrissement en
électrons peut être également induit par des substituants électro-
attracteurs présents sur ce cycle aromatique. Ces substituants sont de préférence choisis parmi les groupes attracteurs par effet inductif ou par effet mésomère tel que défini dans l'ouvrage de référence en chimie organique "Advanced organic chemistry" par M.J. MARCH, 3ème édition, éditeur Willey, 1985 (cf notamment pages 17 et 238). A titre illustratif de ces groupes électro-attracteurs, on peut notamment citer les groupes NO2, ammoniums quaternaires, Rf et notamment CF3, CHO, CN, COY avec Y pouvant être un atome de chlore, brome, fluor ou un groupement alcoyloxyle. Les réactions d'échanges halogène-halogène évoquées ci-dessus constituent en fait la voie de synthèse principale pour accéder aux dérivés
fluorés aromatiques.
3 o C'est ainsi que l'une des techniques les plus employées pour fabriquer un dérivé fluoré consiste à faire réagir un dérivé aromatique halogéné, en général chloré, pour échanger le ou les halogène(s) avec un ou plusieurs(s) fluor(s) d'origine minérale. On utilise, en général, un fluorure de métal alcalin, le plus souvent d'un poids atomique élevé tel
que par exemple les fluorures de potassium, de césium ou de rubidium.
En général, le fluorure utilisé est le fluorure de potassium qui constitue un compromis économique satisfaisant. Dans ces conditions, de nombreux procédés tels que par exemple ceux décrits dans le certificat d'addition français N'2 353 516 et dans l'article Chem. Ind.(1978)-56 ont été proposés et mis en oeuvre industriellement pour obtenir des fluorures d'aryle, aryles sur lesquels sont greffés des groupements électro-attracteurs ou bien aryles naturellement
pauvres en électrons, comme par exemple les noyaux pyridiniques.
Toutefois, sauf dans le cas o le substrat est particulièrement adapté à ce type de synthèse, cette technique présente des inconvénients
dont les principaux sont ceux que l'on va analyser ci-après.
La réaction est lente et nécessite, en raison d'un temps de séjour élevé, des investissements importants. Cette technique, ainsi qu'on l'a déjà mentionné, est en général utilisée à des températures élevées pouvant atteindre les alentours de 250 C, c'est-à-dire dans la zone o les
solvants organiques les plus stables commencent à se décomposer.
Les rendements restent relativement médiocres à moins que l'on utilise des réactifs particulièrement chers comme les fluorures de métal
alcalin dont la masse atomique est supérieure à celle du potassium.
Enfin, compte tenu du prix de ces métaux alcalins, leur utilisation industrielle n'est justifiable que pour des produits à haute valeur ajoutée et lorsque l'amélioration de rendement et de cinétique le justifie ce qui est
rarement le cas.
De manière inattendue, les inventeurs ont mis en évidence qu'il était possible d'activer significativement ces substitutions nucléophiles aromatiques en soumettant le substrat aromatique à transformer des
micro-ondes.
Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé utile pour réaliser une substitution nucléophile de type SNAr sur un substrat aromatique caractérisé en ce que l'on soumet un substrat aromatique de formule générale I (X)p (R)n
W (I)
dans laquelle - A symbolise un reste d'un motif aromatique, mono ou polycyclique et comprenant le cas échéant un ou plusieurs hétéroatome(s), ou d'un groupe divalent constitué par un enchaînement de deux ou plusieurs motifs aromatiques monocycliques, l0 - X représente un substituant susceptible d'être échangé par une réaction SNAr et différent d'un groupement nitro ou ammonium quaternaire, - R représente un ou plusieurs substituants, identiques ou différents, dont l'un au moins est capable d'appauvrir au moins partiellement ledit substrat aromatique, et - p représente un nombre entier variant de 1 à 3 et de préférence 1 ou 2, avec n+p représentant un nombre entier ne pouvant être supérieur au nombre d'atomes de carbone du cycle symbolisé par A et qui sont susceptibles d'être substitués, à l'action de micro-ondes en milieu organique et en présence d'au moins un agent nucléophile susceptible de s'échanger avec le ou au moins l'un des substituants X. Selon une variante privilégiée de l'invention, le composé de formule
générale I répond à la formule générale la.
(R)n (X)p (R)n (X) (R)n (la) m dans laquelle m représente un nombre entier égal à 0 ou 1 et les
symboles X, R et p sont tels que définis ci-dessus.
Plus préférentiellement, ledit substrat aromatique répond à la formule générale lb. (X)m (R)n (lb)
avec X, R, m et n tels que définis ci-dessus.
En ce qui concerne le substituant X présent sur le cycle aromatique, il représente au moins un groupement pseudohalogène ou de
préférence un atome d'halogène choisi parmi le chlore, le brome et l'iode.
On entend désigner par pseudohalogène, un groupement dont le départ conduit à un anion oxygéné, la charge anionique étant portée par l'atome de chalcogène et dont l'acidité, exprimée par la constante de Hammett, est au moins égale à celle de l'acide acétique, avantageusement à la seconde acidité de l'acide sulfurique et de
préférence à celle de l'acide trifluoroacétique.
A titre illustratif de ce type de pseudohalogènes, on peut en particulier citer les acides sulfinique et sulfonique, perhalogénés sur le carbone porteur du soufre ainsi que les acides carboxyliques perfluorés
en ca de la fonction carboxylique.
La réaction de substitution nucléophile étant relativement facilitée lorsque X représente un atome d'iode, le procédé revendiqué est plus particulièrement intéressant lorsque X symbolise un atome de chlore,
brome ou un pseudohalogène.
En ce qui concerne le ou les groupements R présent(s) au niveau du noyau aromatique, ils sont sélectionnés de manière que globalement ils induisent un appauvrissement en électron au niveau du noyau qui soit suffisant pour permettre l'activation du substrat et la stabilisation du
complexe Meisenheimer.
Le substrat aromatique ainsi substitué possède une densité électronique au plus égale à celle du benzène et de préférence au plus
voisine de celle d'un halobenzène.
Cet appauvrissement peut être également dû à la présence dans le cycle aromatique d'un hétéroatome comme par exemple dans la pyridine, la quinoléine. Il est important de souligner que ce type d'appauvrissement n'est observé que lorsque A symbolise un cycle à 6 carbones et l'hétéroatome appartient à la colonne V tel que défini dans le tableau de la classification périodique des éléments publiés au supplément au Bulletin
de la Société Chimique de France en janvier 1966.
De préférence, au moins un groupement R est un substituant électroattracteur et non partant et plus préférentiellement est différent d'un
substituant carboné.
Le ou les substituants R lorsqu'ils sont attracteurs peuvent être choisis parmi les atomes d'halogènes et les groupements suivants - NO2 - SO2AIk et SO3AIk - Rf et de préférence CF3 - CN - CHO - COAIk
- COOH
- COOAIk - phosphone et phosphonate avec le symbole Alk représentant un groupe alkyle, linéaire ou
ramifié, avantageusement en Cl à C4.
3 o Comme exemples de groupements R préférés, on peut plus
particulièrement citer les atomes d'halogène et le groupement nitro.
Le ou les substituants R électroattracteurs sont plus préférentiellement localisés en position ortho et/ou para par rapport au(x) groupement(s) partant(s) X. En ce qui concerne l'agent nucléophile destiné à se substituer au(x) groupement(s) partant(s) X au niveau du substrat aromatique il peut être
généré in situ lors de la réaction d'irradiation.
Comme agent nucléophile susceptible d'être utilisé selon l'invention, on peut notamment citer: - la phosphine, l'arsine, l'ammoniac, - les phosphines, arsines, amines et leurs anions, - I'eau et son anion, - les alcools et alcoolates, - les hydrazines, semi-carbazides, - les sels d'acides faibles tels les carboxylates, thiolates, thiols, carbonates, le cyanure et ses sels, - les dérivés maloniques et
- les imines.
Les dérivés nucléophiles azotés présentent un intérêt tout
2 0 particulier dans le cadre du procédé revendiqué.
Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé d'activation notamment utile pour réaliser des réactions d'échanges entre le fluor et les halogènes du nombre atomique plus élevé présents sur le substrat aromatique, et notamment les réactions d'échanges entre le fluor
2 5 et le chlore.
Les réactions d'échanges inverses, c'est-à-dire le remplacement d'un halogène par un halogène de rang plus élevé, sont également possibles. Toutefois, ce type de réaction présente un intérêt moindre et est en outre plus difficile à réaliser. Néanmoins, il est à la portée de lI'homme de l'art de mettre à profit l'enseignement du présent procédé pour réaliser d'autres réactions d'échanges, et notamment ces réactions
d'échanges inverses.
Dans le cas des réactions d'échanges entre le fluor et les halogènes d'un nombre atomique plus élevé, on privilégie l'emploi d'un
fluorure à titre d'agent nucléophile.
Avantageusement, le fluorure est un fluorure d'un métal alcalin de nombre atomique au moins égal à celui du sodium et de préférence est un
fluorure de potassium.
Le fluorure, alcalin ou alcalino-terreux est au moins partiellement
présent sous la forme d'une phase solide.
En général, la réaction est menée à une température inférieure à celle retenue pour une réaction conventionnelle c'est-à-dire sans
l'activation actinique selon la présente invention.
La réaction est en général menée dans un solvant et, dans ce cas, il est préférable de mener la réaction sous activation actinique à une température d'au moins 10 C, avantageusement 20 C, de préférence 40 C inférieure à celle de la limite de température usuellement admise
pour ledit solvant utilisé.
Selon un des modes possibles, voire préféré de la présente invention, les micro-ondes sont émises par périodes courtes (de 10 secondes à 15 min) alternant avec des phases de refroidissement. Les durées respectives des périodes d'émission de micro-ondes et des périodes de refroidissement sont choisies de manière à ce que la température à la fin de chaque période d'émission de micro-ondes demeure inférieure à une température initiale fixée et qui est en général
inférieure à celle de la résistance des ingrédients du mélange réactionnel.
Il est également possible de réaliser l'invention selon un mode opératoire dans lequel le mélange réactionnel est soumis simultanément aux micro-ondes et à un refroidissement. Selon cette variante, la puissance dégagée par les micro-ondes est alors choisie de manière à ce que, pour une température initiale fixée, généralement celle de fonctionnement, elle soit équivalente à l'énergie évacuée par le système de refroidissement et ceci à la chaleur dégagée ou absorbée par la
réaction près.
Le procédé d'activation revendiqué a par ailleurs pour avantage d'être compatible avec un mode de fonctionnement en continu. Ce mode d'utilisation permet avantageusement de s'affranchir des problèmes d'échanges thermiques susceptibles d'être générés lors des opérations d'ouvertures et fermetures du réacteur o sont émises les micro-ondes. Selon ce mode de fonctionnement, les matériaux à activer sont introduits en continu via un orifice d'entrée au sein du réacteur o ils subissent une activation par micro-ondes et on évacue, en continu, dudit
réacteur via un orifice de sortie, les produits activés.
1 0 On peut également procéder à une récupération en continu des composés les plus volatiles au fur et à mesure de leur formation. Cette
récupération peut être par exemple réalisée par distillation.
Selon un mode privilégié de l'invention, il est préconisé d'utiliser une puissance dégagée par les micro-ondes comprise entre 1 et 50 watts
par milliéquivalent de substrat aromatique.
Il est également souhaitable de se plier à la contrainte selon laquelle la puissance dégagée par les micro-ondes est comprise entre 2
et 100 watts par gramme de mélange réactionnel.
Cette activation en outre est surtout efficace lorsque les micro-
ondes sont utilisés concomitamment avec un catalyseur réputé être un catalyseur de transfert de phases, surtout quand ce catalyseur est un
catalyseur de nature cationique.
Les meilleurs catalyseurs de transfert de phases utilisables sont en général des oniums, c'est-à-dire ce sont des cations organiques dont la charge est supportée par un métalloïde. Parmi les oniums, il convient de citer les ammoniums, les phosphoniums, les sulfoniums. Mais on peut utiliser aussi d'autres catalyseurs de transfert de phases dés lors que ces catalyseurs de transfert de phases sont chargés positivement. Il peut aussi s'agir de cations cryptés par exemple des éthers couronnes cryptant
3 0 des alcalins.
Ces catalyseurs de transfert de phases peuvent être utilisés en présence ou en absence, de préférence en présence d'un cation alcalin particulièrement lourd et donc de rang atomique élevé tel que le césium et
le rubidium.
Au cours de l'étude qui a mené à la présente invention, il a été montré que l'action des micro-ondes sur les oniums en présence d'une forte quantité de fluorures était extrêmement néfaste à la survie de ce
catalyseur de transfert de phases.
Selon la présente invention, il a été montré que la présence d'anions moins agressifs vis-à-vis des oniums tels que, par exemple, le
chlorure, permettait la stabilisation dudit onium.
Ainsi, I'on s'aperçoit, par exemple, qu'au cours d'une réaction d'échange chlore/fluor, la stabilité de l'onium croît avec l'avancement de la
réaction puisque cette réaction dégage des anions chlorures.
D'une manière plus générale, il est préférable de s'arranger pour que, au cours de la réaction, la présence d'un anion distinct des fluorures soit assurée en quantités supérieures à une fois, avantageusement à deux fois, de préférence à trois fois la quantité en équivalents dudit onium
instable.
Ainsi qu'on l'a mentionné auparavant, I'ion chlorure est un bon
candidat pour réduire la dégradation des oniums au cours de la réaction.
Selon un mode privilégié de l'invention, lorsque le catalyseur de transfert de phase est un onium instable en présence de fluorures, la réaction est menée en présence de chlorures en quantité supérieure à
une fois la quantité en équivalent dudit onium instable.
Lorsqu'on utilise la présente invention pour la mise en oeuvre d'une réaction d'échange chlore/fluor, on utilise en général un solvant aprotique dipolaire, une phase solide constituée au moins partiellement de fluorures alcalins et un cation promoteur de la réaction, ledit cation étant un alcalin
lourd ou un agent de transfert de phases organiques cationiques.
La teneur en cation alcalin lorsqu'il est utilisé comme promoteur est avantageusement comprise entre 1 et 5 %, de préférence entre 2 et 3 % en moles de l'agent nucléophile utilisé. Ces domaines sont des domaines
fermés, c'est-à-dire qu'ils comportent leurs limites.
il Le réactif peut comporter à titre de promoteur des agents de transfert de phases et qui sont des oniums (cations organiques dont le nom se termine par onium). Les oniums représentent en général 1 à %, de préférence de 2 à 5 % en moles du substrat aromatique, le contre ion est indifférent mais le plus souvent halogéné. Parmi les oniums, les réactifs préférés sont les tétraalcoylammoniums de 4 à 28 atomes de carbone, de préférence de 4 à 16 atomes de carbone. Le tétraalcoylammonium est en général du tétraméthylammonium. Il convient aussi de mentionner les phosphoniums et notamment les phénylphosphoniums qui présentent l'intérêt d'être stables et relativement peu hygroscopiques, toutefois ces derniers sont relativement coûteux. Le solvant aprotique type halex présente avantageusement un moment dipolaire significatif. Ainsi, sa constante diélectrique relative epsilon est avantageusement au moins égale à environ 10, de préférence
l'epsilon est inférieur ou égale à 100 et supérieur ou égale à 25.
Il a pu être montré que les meilleurs résultats étaient obtenus lorsqu'on utilisait des solvants aprotiques dipolaires qui présentaient un indice donneur compris entre 10 et 50, ledit indice donneur étant le AH (variation d'enthalpie) exprimé en kilocalorie de l'association dudit solvant
aprotique dipolaire avec le pentachlorure d'antimoine.
Les oniums sont choisis dans le groupe des cations formés par les colonnes VB et VIB tels que définis dans le tableau de la classification périodique des éléments publiés au supplément au Bulletin de la Société Chimique de France en janvier 1966, avec respectivement quatre ou trois
chaînes hydrocarbonées.
D'une manière générale, il est connu qu'une granulométrie fine a une influence sur la cinétique. Ainsi, il est souhaitable que ledit solide en suspension présente une granulométrie telle que son d9o (défini en tant que la maille laissant passer 90 % en masse du solide) est au plus égal à pm, avantageusement au plus égal à 50 pm, de préférence au plus égal à 200 pm. La limite inférieure est avantageusement caractérisée par le fait que le dl, dudit solide en suspension est au moins égal à 0,1 pm, de
préférence au moins égal à 1 pm.
En général, le rapport entre ledit agent nucléophile de préférence le fluorure alcalin et ledit substrat est compris entre 1 et 1,5, de préférence
aux alentours de 5/4 par rapport à la stoechiométrie de l'échange.
Le taux en masse en matières solides présentes dans le milieu réactionnel est avantageusement au moins égal à 1/5, avantageusement
lo 1/4, de préférence 1/3.
L'agitation est avantageusement menée de manière qu'au moins %, de préférence au moins 90 % des solides, soit maintenu en
suspension parT'agitation.
Les exemples suivants sont présentés à titre illustratif et non
limitatif de l'invention.
Exemple 1.
Les essais ont été réalisés sur l'orthonitrochlorobenzène, ONCB.
Le KF et l'ONCB sont préalablement pesés dans des flacons en verre.
Dans le réacteur balayé par un courant d'argon, on introduit KF (et le catalyseur si nécessaire), puis IONCB. Les parois du réacteur sont ensuite rincées avec le sulfolane additionné à l'aide d'une seringue. Après fermeture du réacteur, le milieu réactionnel est irradié par les micro-ondes et, si possible, ouvert dès la fin d'irradiation. Le refroidissement est accéléré par un bain de glace. Après retour à température ambiante, le mélange réactionnel est entraîné au dichlorométhane, filtré sur fritté afin de séparer le solide qui est lavé au dichlorométhane. Le dichlorométhane est distillé de la phase organique au rotavapeur. La phase résiduelle est
ensuite analysée en HPLC.
Dans un premier temps, un milieu réactionnel est irradié (3 min.300 W) sans catalyseur avec les stoechiométries: 1 éq. ONCB,
1,13 éq. KF, 1,05 éq. TMSO2.
Dans une seconde série d'essais, l'irradiation est réalisée en présence de catalyseurs Me4NCI 4 % molaires en milieu dilué ou non. Sans indication contraire, le temps d'irradiation par les micro-ondes est augmenté par cumul de séquences de 3 min à 300 W avec retour à
température ambiante entre chaque séquence.
Le tableau 1 figurant ci-après rend compte des résultats obtenus.
Les résultats observés sont les suivants: En absence de catalyseurs, la sélectivité est médiocre (RT = 10 %)
(essai 1).
En présence de Me4NCI en milieu non dilué, d'une part, la sélectivité est meilleure (RT = 75-80 %), pour un taux de transformation
équivalent (essais 2a et 2b).
Pour les essais effectués en milieu plus dilué ( avec entre 3 et 4 éq.
de sulfolane) (essai 4), les RR et TT sont multipliés par un facteur 1,5 à 2 par rapport au milieu avec 1 éq. de sulfolane. Il est possible que cet effet bénéfique de la dilution soit lié à l'absence d'agitation du milieu réactionnel. De même on note que RR et TT augmentent en fonction du
temps total d'irradiation (essais 5 et 6).
Le meilleur résultat est obtenu après 15 min d'irradiation avec 4,2 % molaire de Me4NCI et 3 éq. de sulfolane: RR = 45 % IT = 56 % RT = 79 % RR(2-2'-(PhNO2)20) < 1 %
Tableau 1
Essai Durée %mol n éq Sans catalyseur 4% catalyseur 4% catalyseur en milieu dilué activa- Me4NC1 TMSO2 TT RR RT rr TT RR RT rr TT RR RT rr tion
micro-
ondes ONCB ONFB ONFB (PhNO2)20 ONCB ONFB ONFB (PhNO,)20 ONCB ONFB ONFB (PhNO2)20 1 3 min. 23 3 11 0,04 2a 3 min. 4,3 1 il11 9 79 0,1 2b 3 4,3 1 12 10 84 0,1
3 3 4,2 2,9 16 14 89 0,2
4 6 4,3 3,2 29 22 76 0,4
9 4,2 4 44 33 75 0,6
6 15 min. 4,2 3 56 45 79 0,9 co on
ExemQle 2.
Les réactifs mis en oeuvre sont identiques à ceux retenus en
exemple 1.
Un milieu réactionnel est irradié (3 min.300W) sans catalyseur avec les stoeechiométries: 1 éq. ONCB, 1,13 éq. KF, 1,05 éq. TMSO2 La valeur de température relevée à l'ouverture du réacteur pour ce type
d'essai (essai A) varie de 150 à 160 C.
A des fins comparatives, il a été réalisé une activation thermique
lo d'un même mélange à deux températures différentes 170 C et 230 C.
Les résultats obtenus figurent dans le tableau 2 ci-après.
Ce tableau rend également compte des résultats obtenus avec une irradiation à l'aide de micro-ondes réalisée en présence de catalyseur
(essai B).
On note que l'on obtient en présence de ce catalyseur un rendement en transformation de l'ordre de 79% en 15 minutes contre 88%
en 5 heures avec un chauffage classique à 170 C.
Tableau 2
Essai activationT OC Durée %mol n éq TT RR RT micro- onde Me4NC1 TMSO2 ONCB ONFB ONFB w A 300 - 3 min - 1,05 23 3 11 230 9h00 0 1 60 55 89 B 300 - 15 min 4 3 56 45 79 5h00 5 4 90 80 88
Exemple N 3.
Essais sur le 2-4. dichloronitrobenzène.
Les conditions utilisées avec l'ONCB (ortho) ont été appliquées sur
le DNCB (dichloronitrobenzène).
Les résultats obtenus figurent dans le tableau 3 présenté ci-après.
Tableau 3
N Essai TMSO2 KF Me4NCI Irradiation TT 2,4- RR RR RT global
DCNB DFNB CFNB
7 3,6 éq. 2éq. 0,04 eq. 3min.300W 81% 27 % 35 % 76% 8 5 éq. 2 éq. 0,04 éq. 3*(3 min.300 W) 98 % 52 % 20 % 73 % 9 5 eq. 2 éq. 0,04 éq. 5*(3 min.300 W) 98 % 47 % 17% 65 % (o on
Claims (20)
1. Procédé utile pour réaliser une substitution nucléophile de type SNAr sur un substrat aromatique caractérisé en ce que l'on soumet un substrat aromatique de formule générale I (X)p (R)n dans laquelle - A symbolise un reste d'un motif aromatique, mono ou polycyclique et comprenant le cas échéant un ou plusieurs hétéroatome(s), ou d'un groupe divalent constitué par un enchaînement de deux ou plusieurs motifs aromatiques monocycliques, - X représente un substituant susceptible d'être échangé par une réaction SNAr et différent d'un groupement nitro ou ammonium quaternaire, - R représente un ou plusieurs substituants, identiques ou différents, avec au moins l'un d'entre eux étant capable d'appauvrir au moins partiellement ledit substrat aromatique, et - p représente un nombre entier variant de 1 à 3 et de préférence 1 ou 2, avec n+p représentant un nombre entier ne pouvant être supérieur au nombre d'atomes de carbone du cycle symbolisé par A et qui sont susceptibles d'être substitués, à l'action de micro-ondes en milieu organique et en présence d'au moins un agent nucléophile susceptible de s'échanger avec le ou au moins l'un des substituants X.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le substrat aromatique répond à la formule générale (la) (R)n (X)p -(R)n (la) m dans laquelle m représente un nombre entier égal à 0 ou 1 et les
symboles X, R, p et n sont tels que définis en revendication 1.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit substrat répond à la formule générale lb X x J (R)n (lb)
avec X, R, p et n tels que définis en revendication 1.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que
X représente au moins un atome d'halogène choisi parmi le chlore, le
brome et l'iode ou un groupement pseudohalogène.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en
ce que X représente au moins un atome d'halogène et de préférence un
atome de chlore.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en
ce qu'au moins un groupement R est un substituant électroattracteur et non partant et plus préférentiellement est différent d'un substituant carboné.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que R représentant un groupement électroattracteur est choisi parmi les atomes d'halogènes ou les radicaux: NO2 - SO2Alk et SO3AIk - Rf et de préférence CF3 - CN
- CHO
- COAIk
- COOH
- COOAIk - phosphone et phosphonate avec le symbole AIk représentant un groupe alkyle, linéaire ou
ramifié et avantageusement en Cl à C4.
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7 caractérisé en ce que R
représente un atome de chlore et/ou un groupement nitro.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en
ce que l'agent nucléophile est choisi parmi - la phosphine, l'arsine, I'ammoniac, - les phosphines, arsines, amines et leurs anions, 2 0 - l'eau et son anion, - les alcools et alcoolates, - les hydrazines, semi-carbazides, - les sels d'acides faibles tels les carboxylates, thiolates, thiols, carbonates, 2 5 - le cyanure et ses sels, - les dérivés maloniques et
- les imines.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé
3 o en ce que ledit agent nucléophile est un fluorure.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit fluorure est un fluorure d'un métal alcalin de nombre atomique au moins
égal à celui du sodium.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce
que ledit substrat aromatique est soumis à une réaction d'échange entre
le fluor et les halogènes de nombre plus élevé et de préférence le chlore.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le
fait que la réaction est menée dans un solvant et à une température d'au moins 10 C, avantageusement 200C, de préférence 40 C inférieure à
celle de la limite usuellement admise pour le solvant utilisé.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le
fait que les micro-ondes sont émises par périodes courtes alternant avec des phases de refroidissement, et en ce que les durées respectives des périodes d'émission de micro-ondes et de périodes de refroidissement sont choisies de manière à ce que la température à la fin de chaque période de micro-ondes soit inférieure à une température initialement
2 0 fixée.
15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le
fait que le mélange réactionnel est soumis simultanément à un refroidissement et aux micro-ondes, et en ce que la puissance dégagée par les micro-ondes est choisie de manière à ce que, pour une température initiale fixée, elle soit équivalente à l'énergie évacuée par le système de refroidissement, à la chaleur dégagée ou absorbée par la
réaction près.
16. Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le
fait que la puissance dégagée par les micro-ondes est comprise entre 1 et
watts par milliéquivalent de substrat aromatique.
17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé par le
fait que la puissance dégagée par les micro-ondes est comprise entre 2 et
watts par gramme de mélange réactionnel.
18. Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le
fait que l'on soumet ledit substrat aromatique à l'action de micro-ondes en présence d'un catalyseur de transfert de phases, avantageusement cationique.
19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le
catalyseur de transfert de phase est un onium.
20. Procédé selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que lorsque le catalyseur de transfert de phase est un onium instable en présence de fluorures, la réaction est menée en présence d'un anion distinct des fluorures en quantité supérieure à une fois, avantageusement à 2 fois, de préférence à 3 fois la quantité en équivalent dudit onium
instable.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9904036A FR2791670A1 (fr) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Procede d'activation de substrats aromatiques par micro-ondes |
| CA002366453A CA2366453A1 (fr) | 1999-03-31 | 2000-03-31 | Procede d'activation de substrats aromatiques par micro-ondes |
| PCT/FR2000/000828 WO2000058240A1 (fr) | 1999-03-31 | 2000-03-31 | Procede d'activation de substrats aromatiques par micro-ondes |
| EP00915276A EP1165465A1 (fr) | 1999-03-31 | 2000-03-31 | Procede d'activation de substrats aromatiques par micro-ondes |
| JP2000607947A JP2003525204A (ja) | 1999-03-31 | 2000-03-31 | 芳香族基剤をマイクロ波によって活性化する方法 |
| AU36646/00A AU3664600A (en) | 1999-03-31 | 2000-03-31 | Method for activating aromatic substrates by microwaves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9904036A FR2791670A1 (fr) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Procede d'activation de substrats aromatiques par micro-ondes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2791670A1 true FR2791670A1 (fr) | 2000-10-06 |
Family
ID=9543866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9904036A Pending FR2791670A1 (fr) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Procede d'activation de substrats aromatiques par micro-ondes |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1165465A1 (fr) |
| JP (1) | JP2003525204A (fr) |
| AU (1) | AU3664600A (fr) |
| CA (1) | CA2366453A1 (fr) |
| FR (1) | FR2791670A1 (fr) |
| WO (1) | WO2000058240A1 (fr) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002092608A2 (fr) * | 2001-05-17 | 2002-11-21 | Rhodia Chimie | Utilisation d'une composition de nature ionique comme reactif de substitution, composition constituant un reactif de fluoration et procede l'utilisant |
| FR2824831A1 (fr) * | 2001-05-17 | 2002-11-22 | Rhodia Chimie Sa | Composition utile comme reactif de substitution nucleophile, son utilisation et procede l'utilisant |
| FR2839716A1 (fr) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Rhodia Chimie Sa | Utilisation d'une composition de nature ionique comme reactif de substitution, composition constituant un reactif de fluoration et procede l'utilisant |
| CN115850085A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-03-28 | 中国科学技术大学苏州高等研究院 | 一种由氯代硝基苯制备氟代硝基苯的方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004050676A1 (fr) * | 2002-12-04 | 2004-06-17 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Procede de fluoration |
| JP4577478B2 (ja) * | 2002-12-04 | 2010-11-10 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 糖質のフッ素化方法 |
| JP5263754B2 (ja) * | 2007-12-27 | 2013-08-14 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 環状ケトンの製造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4030994A (en) * | 1971-06-18 | 1977-06-21 | Merck & Co., Inc. | Substitutive fluorination of organic compounds |
| EP0467742A1 (fr) * | 1990-07-16 | 1992-01-22 | Rhone-Poulenc Chimie | Procédé de synthèse de dérivés fluorés |
| US5387397A (en) * | 1988-10-10 | 1995-02-07 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method and apparatus for continuous chemical reactions |
| WO1997041083A1 (fr) * | 1996-05-01 | 1997-11-06 | Rhodia Limited | Procede de preparation de composes fluores a partir des amines correspondantes |
| FR2760744A1 (fr) * | 1997-03-12 | 1998-09-18 | Rhodia Chimie Sa | Procede d'acylation d'un compose aromatique |
-
1999
- 1999-03-31 FR FR9904036A patent/FR2791670A1/fr active Pending
-
2000
- 2000-03-31 EP EP00915276A patent/EP1165465A1/fr not_active Withdrawn
- 2000-03-31 WO PCT/FR2000/000828 patent/WO2000058240A1/fr not_active Application Discontinuation
- 2000-03-31 JP JP2000607947A patent/JP2003525204A/ja not_active Withdrawn
- 2000-03-31 AU AU36646/00A patent/AU3664600A/en not_active Abandoned
- 2000-03-31 CA CA002366453A patent/CA2366453A1/fr not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4030994A (en) * | 1971-06-18 | 1977-06-21 | Merck & Co., Inc. | Substitutive fluorination of organic compounds |
| US5387397A (en) * | 1988-10-10 | 1995-02-07 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method and apparatus for continuous chemical reactions |
| EP0467742A1 (fr) * | 1990-07-16 | 1992-01-22 | Rhone-Poulenc Chimie | Procédé de synthèse de dérivés fluorés |
| WO1997041083A1 (fr) * | 1996-05-01 | 1997-11-06 | Rhodia Limited | Procede de preparation de composes fluores a partir des amines correspondantes |
| FR2760744A1 (fr) * | 1997-03-12 | 1998-09-18 | Rhodia Chimie Sa | Procede d'acylation d'un compose aromatique |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| APPL. RADIAT. ISOT. (ARISEF,08832889);1993; VOL.44 (5); PP.889-93, Karolinska Pharm.;Stockholm; 10401; Swed. (SE) * |
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 119, no. 15, 11 October 1993, Columbus, Ohio, US; abstract no. 159820, STONE-ELANDER S ET AL: "Fast chemistry in microwave fields: nucleophilic 18F-radiofluorinations of aromatic molecules" XP002123964 * |
| GEDYE R ET AL: "The use of microwave ovens for rapid organic synthesis", TETRAHEDRON LETT. (TELEAY,00404039);1986; VOL.27 (3); PP.279-82, Laurentian Univ.;Chem. Dep.; Sudbury; P3E 2C6; ON; Can. (CA), XP002123963 * |
| SALMORIA G V ET AL: "Aromatic nucleophilic substitution under microwave irradiation", TETRAHEDRON LETT. (TELEAY,00404039);1998; VOL.39 (17); PP.2471-2474, Universidade Federal Santa Catarina;Dep. Quimica; Santa Catarina; 88040-900; Brazil (BR), XP002123962 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002092608A2 (fr) * | 2001-05-17 | 2002-11-21 | Rhodia Chimie | Utilisation d'une composition de nature ionique comme reactif de substitution, composition constituant un reactif de fluoration et procede l'utilisant |
| FR2824831A1 (fr) * | 2001-05-17 | 2002-11-22 | Rhodia Chimie Sa | Composition utile comme reactif de substitution nucleophile, son utilisation et procede l'utilisant |
| WO2002092608A3 (fr) * | 2001-05-17 | 2003-12-24 | Rhodia Chimie Sa | Utilisation d'une composition de nature ionique comme reactif de substitution, composition constituant un reactif de fluoration et procede l'utilisant |
| US7393980B2 (en) | 2001-05-17 | 2008-07-01 | Rhodia Chimie | Use of a composition of an ionic nature as a substrate reagent, a composition constituting a fluorination reagent and a method using same |
| FR2839716A1 (fr) * | 2002-05-15 | 2003-11-21 | Rhodia Chimie Sa | Utilisation d'une composition de nature ionique comme reactif de substitution, composition constituant un reactif de fluoration et procede l'utilisant |
| CN115850085A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-03-28 | 中国科学技术大学苏州高等研究院 | 一种由氯代硝基苯制备氟代硝基苯的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2366453A1 (fr) | 2000-10-05 |
| WO2000058240A1 (fr) | 2000-10-05 |
| AU3664600A (en) | 2000-10-16 |
| EP1165465A1 (fr) | 2002-01-02 |
| JP2003525204A (ja) | 2003-08-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2445459A1 (fr) | Utilisation d'une composition de nature ionique comme reactif de substitution, composition constituant un reactif de fluoration et procede l'utilisant | |
| CA2931997C (fr) | Procede de preparation d'un compose fluore et soufre et de ses sels en milieu aqueux | |
| FR2791670A1 (fr) | Procede d'activation de substrats aromatiques par micro-ondes | |
| FR2866023A1 (fr) | Procede de preparation d'un compose fluoaromatique a partir d'un compose aminoaromatique | |
| CA2442782A1 (fr) | Catalyseurs pour substitution nucleophile, leur synthese, composition en contenant et leur utilisation | |
| EP2197829B1 (fr) | Procede de synthese d'arylamines | |
| EP0467742A1 (fr) | Procédé de synthèse de dérivés fluorés | |
| FR2791660A1 (fr) | Procede d'activation de fluorures mineraux en milieu organique | |
| FR2660923A1 (fr) | Reactif et procede de perhalogenoalkylation pour nucleophile utilisant de l'anhydride sulfureux. | |
| EP2192087A1 (fr) | Dispersion de fluorure de métal alcalin, et processus de production d'un composé organique fluoré utilisant celui-ci | |
| EP1189855B1 (fr) | Utilisation de nitriles comme solvants aprotiques polaires | |
| FR2824831A1 (fr) | Composition utile comme reactif de substitution nucleophile, son utilisation et procede l'utilisant | |
| FR2836144A1 (fr) | Procede de traitement d'une solution organique d'imide porteur de groupe sulfonyle | |
| FR2823451A1 (fr) | Catalyseurs de substitution aromatique nucleophile, composition en contenant et utilisation pour une substitution sn ar | |
| WO1997024318A1 (fr) | Procede de synthese d'un derive aromatique orthodi-substitue par un atome d'halogene autre que le fluor et par un groupe cyano | |
| FR2664589A1 (fr) | Procede et reactif pour la synthese de derives fluores aryliques. | |
| EP1189872B1 (fr) | Perfectionnement a l'echange et a la liberation d'une amine, de son fluorure de carbamoyle | |
| US3833581A (en) | Vapor phase substitution fluorination of aromatics with xenon difluoride | |
| EP0912466B1 (fr) | Procede de synthese de composes hydrocarbones fluores sur au moins un carbone d'une chaine alcoyle | |
| RU2522557C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ п-ИОДФЕНИЛЖИРНЫХ КИСЛОТ | |
| FR2839716A1 (fr) | Utilisation d'une composition de nature ionique comme reactif de substitution, composition constituant un reactif de fluoration et procede l'utilisant | |
| EP1127036A1 (fr) | Procede et reactif de sulfonylation utiles pour la synthese de sulfanilide perhalogene | |
| WO2012163896A1 (fr) | Procede de preparation d'un compose fluoromethylpyrazole sous forme acide carboxylique ou derivee | |
| FR2664588A1 (fr) | Procede de synthese de derives fluores. | |
| WO2000061523A1 (fr) | Halogenation en position meta de phenols proteges |