La présente invention concerne un procédé de synthèse d'un composé aromatique présentant un noyau aromatique comportant au moins un chaînon C-C substitué sur un atome de carbone par un groupe cyano, et sur 1 'autre atome de carbone par un atome d'halogène autre que le fluor.

La cyanuration de composés aromatiques halogènes est connue, la réaction la plus employée étant la réaction de Rosenmund von Braun, qui réalise la cyanuration d'aromatiques chlorés ou bromes en présence d'une quantité stoechiométrique d'ions cuivreux.

L'application industrielle de cette réaction est toutefois très lourde et coûteuse, car elle nécessite des opérations de traitement des effluents en vue de la séparation de sels de cuivre, et d'un éventuel recyclage du métal de transition.

Par ailleurs, lorsque le produit visé est un composé aromatique portant un groupe cyano en ortho d'un substituant halogène, la réaction à réaliser est une monocyanuration de l'aromatique ortho dihalogéné corres¬ pondant. Or, le greffage d'une fonction nitrile en ortho d'un halogène a tendance à favoriser une deuxième substitution pour conduire à un dicyano, ce qui est en défaveur du rendement de la réaction. En outre, de façon générale, la réaction de

Rosenmund von Braun catalysée au cuivre n'est pas régiosélective vis-à-vis d'un atome d'halogène particu¬ lier. Cependant, on observe souvent une substitution régiosélective d'un halogène lorsque ce dernier est en ortho d'un substituant électroattracteur à effet mésomère prépondérant, tel que N0 ₂ . Par contre, dans le cas de composés aromatiques à noyau appauvri en électrons par une fonction électroattractrice à effet inductif prépon¬ dérant, l'orientation de la substitution n'est pas très nette, bien moins que pour des noyaux appauvris par une fonction électroattractrice par effet mésomère, et des

_p ro _blè mes de régiosélectivité peuvent se poser.

Le _b ut _d e _l a présente invention est d'obvier à ces inconvénients et de proposer un procédé de synthèse d'un te _l dérivé aromatique disubstitue par un groupe cyano et un atome d'halogène disposés en position ortho, qui mette en oeuvre des réactifs simples et peu coûteux, ne nécessite pas d'opération de traitement des effluents et qui conduise au produit désiré avec un bon rendement et une bonne sélectivité.

De manière surprenante, les présents inven¬ teurs ont constaté que ce but, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, peut être atteint par un procé _d é en deux étapes avec un grand succès, tant du point _d e vue rendement que du point de vue de la sélecti- vite, par rapport au procédé classique à une étape.

_A cet égard, l'invention a pour objet un procé _d é _d e synthèse d'un composé de formule (I)

^G dans laquelle

désigne un noyau aromatique appauvri en électrons, éventuellement substitué, conte- nant au moins cinq chaînons carbonés, et X est choisi parmi Cl, Br et I, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes consistant à ₍ a ₎ faire réagir un composé de formule ⁽ II ⁾

G

_d ans _laquell e a la signification précédente

et les substituants X, identiques ou différents, sont choisis parmi Cl, Br et I, avec un réactif d'échange halogène/fluor à base de fluorure pour former majoritairement un composé de formule (III)

(b) faire réagir le produit réactionnel de l'étape (a) avec un réactif d'échange fluor/cyanure à base de cyanure pour former sélectivement le composé de formule (I).

De manière générale, la réaction de l'étape (a) conduit à un isomère majoritaire de formule (III) et éventuellement à un isomère minoritaire de formule (lllb),

^t (lllb) par monosubstitution par un atome de fluor. On peut même observer une très bonne régioselectivité selon la nature du composé de formule (II), en particulier en fonction d'éventuels autres substituants du noyau aromatique et de la position de ces derniers. Cela sera détaillé par la suite.

Le produit réactionnel de l'étape (a) peut comprendre cependant un mélange d'isomères dont la séparation est techniquement très difficile et coûteuse à mettre en oeuvre à l'échelle industrielle.

De façon surprenante, la réaction de l'étape

(b) fait preuve d'une très forte chimiosélectivité qui amplifie la sélectivité de la séquence synthétique totale en faveur du produit de cyanuration de l'isomère de formule (III). et qui défavorise la cyanuration de l'isomère de formule (lllb). Ainsi, l'étape (b) peut être conduite sur le mélange réactionnel de l'étape (a) sans séparation des isomères.

En outre, le produit de la double cyanuration du composé de formule (III) n'est pas observé et on obtient le produit désiré avec une très bonne sélecti¬ vité. Le procédé de l'invention s'applique de préférence à des composés de formule (II) où les deux substituants X sont identiques. Avantageusement, chaque X représente un atome de chlore.

De manière générale, il est préférable qu'au moins un X soit un atome de chlore.

Le noyau aromatique comporte avantageusement 6 chaînons, et Gest ent un noyau benzénique. Il peut également comprendre au moins un hétéroatome.

Les éventuels substituants du noyau aromati¬ que peuvent être de nature très variée, par exemple porteurs de fonctions utiles dans la suite de la séquence synthétique. Il peut également s'agir de groupes alkyle, alcényle, alcynyle ou aryle, éventuellement substitués, ou encore de groupes alcénylène ou alcynylène reliés au noyau aromatique pour former un système polycyclique comprenant au moins un noyau aromatique. On peut citer comme exemple de tel noyau un noyau naphtalénique. Le noyau aromatique du composé de formule

(II) est appauvri en électrons du fait de la présence des deux substituants X. Il peut être en outre appauvri en électrons par une fonction électroattractrice formant un chaînon dudit noyau ou par la présence d'au moins un substituant porteur d'une fonction électroattractrice greffé sur un atome dudit noyau, ou par ces deux causes à la fois.

peut désigner un noyau aromatique comprenant au moins un

hétéroatome qui appauvrit en électrons le noyau aromati¬ que, tel que notamment l'azote ou le phosphore.

Comme exemples de tels noyaux aromatiques, on peut citer la pyridine ou la quinoléine. L'appauvrissement en électrons peut également résulter de la substitution dudit noyau par au moins un groupe électroattracteur.

Un tel substituant électroattracteur peut être choisi parmi les groupes attracteurs par effet inductif ou par effet mésomère, tels que définis dans l'ouvrage de référence en Chimie Organique "Advanced Organic Chemistry" par M.J. MARCH, 3ème édition, Ed. WILLEY, 1985, notamment pages 17 et 238. On préfère en particulier éviter les groupes portant un atome d'hydro- gène susceptible de former des liaisons hydrogène, tels qu'un groupe acide carboxylique, et les groupes portant un atome d'hydrogène basique pouvant conduire à une déprotonation, tels qu'un groupe alkylcetone ayant un hydrogène en α du carbonyle. Comme exemple de groupes électroattracteurs convenables, on peut citer les groupes -N0 ₂ ; -CN ; -CF ₂ R où R désigne un atome de fluor ou un radical hydro¬ carboné; -C00R' où R' désigne un radical hydrocarboné ; - CHO ; - Cl ; ou -Br. Le procédé de l'invention s'applique particu¬ lièrement avantageusement à des composés de formule (II ) dont le noyau aromatique appauvri en électrons porte un substituant électroattracteur à effet inductif prédomi¬ nant, ces composés donnant de mauvais résultats dans la réaction directe de type Rosenmund von Braun.

De préférence, un tel substituant est choisi parmi les groupes -CN et -CF ₂ R où R est choisi parmi un atome de fluor et des groupes hydrocarbonés, avanta¬ geusement en C _J . ₂₀ / de préférence électroattracteurs eux- mêmes. Ces groupes hydrocarbonés ne comportent avantageu-

sèment pas d'atome d'hydrogène basique pouvant conduire à une déprotonation.

Un substituant de formule -CY ₂ R, où Y identi¬ ques ou différents sont choisis parmi Cl et F, et R a la signification précédente ou est un atome de chlore peut éga _l ement être utilisé mais est susceptible de réagir à l'étape (a) pour conduire à un échange chlore/fluor.

Avantageusement, ledit noyau aromatique appauvri en électrons ne porte qu'un seul substituant é _l ectroattracteur. De préférence, sur un noyau aromatique à 6 chaînons, ce substituant se trouve en position ortho ou para par rapport à l'atome X qui est destiné à être su _b stitué dans un premier temps par un atome de fluor à _l ' _ét ape (a) pour former le produit majoritaire de formule (III). La présence d'un tel groupe électroattracteur en ortho ou para de cet atome X a pour effet d'augmenter la sélectivité de la réaction de substitution de 1 'étape (a) _d e _f açon que le produit de formule (III) soit largement ma _j oritaire par rapport au produit de formule (lllb) se _l on les réactions suivantes :

III maj. III b min.

Ea

_D e préférence, lorsque ledit noyau aromatique s _t un aryle, sa densité électronique est au plus voisine

de celle d'un halogénobenzène, notamment d'un dichloro- benzène.

Pour obtenir un appauvrissement en électrons satisfaisant, il est préférable que la somme des constan- tes de Hammett des fonctions electroattractrices portées par ledit noyau aromatique, soit en tant que chaînon, soit en tant que substituant dudit noyau, soit comprise entre 0,10 et 1, 60.

Plus particulièrement, il est avantageux que la somme des constantes de Hammett des substituants dudit noyau aromatique soit comprise entre 0,4 et 1, avanta¬ geusement de 0,5 à 0,8.

Il est en outre avantageux que chaque substi¬ tuant autre que X ait une constante de Hammett comprise entre 0,2 et 0,7.

Pour la définition des constantes de Hammett, on se reportera à l'ouvrage de référence March, "Advanced Organic Chemistry", troisième édition, John Wiley and Son, pages 242 à 250. A titre d'exemple, le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre avec le 3,4-dichloro trifluoromé- thylbenzènβ pour synthétiser le 2-chloro 4-trifluoromé- thyl benzonitrile, avec un bon rendement et une haute sé¬ lectivité, suivant le schéma ci-après.

Le procédé de l'invention comprend essentiel¬ lement deux étapes.

Dans un premier temps (a) , le composé de formule (II) est amené à réagir avec un réactif d'échange halogène/fluor. Ce réactif est avantageusement un

fluorure minéral, de préférence choisi parmi les fluoru¬ res de métal alcalin, notamment parmi les fluorures de sodium, de potassium, de rubidium et de césium. Le fluorure de potassium est en général préféré pour des raisons économiques, bien que les fluorures des métaux alcalins de masse atomique supérieure à celle du potas¬ sium améliorent sensiblement le rendement de la réaction. On peut également utiliser comme contre- cation du fluorure, tout cation ayant des propriétés équivalentes à celles d'un cation alcalin, comme par exemple un cation ammonium quaternaire.

De nombreux procédés ont été décrits pour effectuer cette réaction, tels que par exemple ceux dé¬ crits dans le certificat d'addition n° 2 353 516 et dans l'article Chem. Ind. (1978)-56, et ont été mis en oeuvre industriellement pour obtenir des fluorures d'aryles, aryles sur lesquels sont greffés des groupements élec¬ troattracteurs.

Cette réaction peut se faire par chauffage des partenaires réactionnels à température relativement élevée, généralement de 200 à 280"C, en particulier aux alentours de 250"C, dans un solvant idoine.

En variante, la réaction peut être effectuée à plus basse température, avec une amélioration signifi- cative du rendement , en soumettant le milieu réactionnel à l'action d'ultra-sons.

De façon générale, la réaction peut être con¬ duite à une température de 80 à 280°C selon les condi¬ tions choisies. II 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. Les conditions préférées comprennent une

puissance d'ultra-sons émise directement par la paroi assurant cette émission au moins égale à 20 W/cm ² , avantageusement à 50 W/cm ² , plus avantageusement à 100 W/cm ² , de préférence à 200 W/cm ² . 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. Certaines fréquences donnent des résultats très significativement meilleurs; elles correspondent à celles de résonance du milieu dans les conditions de 1 'expérience et sont en général couvertes par le spectre d'émission relativement large des appareils du commerce.

L'utilisation des ultra-sons permet de réaliser la réaction à des températures relativement peu élevées, comprises entre 80 et 200"C, de préférence de 100 à 150 ^β C.

De manière générale, la réaction a lieu de préférence dans un solvant aprotique dipolaire. La constante diélectrique relative 6 dudit solvant est avantageusement au moins égale à 10, de préférence e est inférieure ou égale à 100 et supérieure ou égale à 25. On préfère particulièrement les solvants dont 1 ' indice donneur D exprimé par la variation d'enthalpie (ΔH en kcal/mol) de l'association dudit solvant avec le pentac- hlorure d'antimoine est de 10 à 50.

Des solvants avantageux sont le diméthylsulf- oxyde (DMSO), la diméthylsulfone, le diméthylformamide (DMF), la N-méthylpyrrolidone (NMP), le diméthylacétamide (DMAC) et le sulfolane (tétraméthylènesulfone) .

Avantageusement, le réactif d'échange halogène/fluor comprend un solide, restant sous forme de solide dispersé dans le milieu réactionnel, et comprenant un fluorure alcalin, et éventuellement un cation promo- teur de la réaction.

Avantageusement, le réactif comporte à titre de promoteur un cation alcalin plus lourd que le potas¬ sium. 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 repré¬ sente avantageusement de 1 à 5 %, de préférence de 2 à

3 % en mole du fluorure utilisé.

Le réactif peut comporter à titre de promo- teur des agents souvent qualifiés de transfert de phase et qui sont des "omums". Les oniums représentent en général de 1 à 10 %, de préférence de 2 à 5 % en mole du fluorure.

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 classification périodique des élémenrs publiés au supplément au Bulletin de la Société Chimique de France en janvier 1966), avec

4 ou 3 chaînes hydrocarbonées. Parmi les oniums dérivant d'éléments de la colonne VB, les réactifs préférés sont les tétraalcoyl ou tétraaryl ammonium ou phosphonium ne présentant pas d'hydrogène en β de 1 ' hétéroatome. Le groupe hydrocarooné comporte avantageusement de 4 à 12 atomes de carbone, de préférence de 4 à 8 atomes de carbone. On peut citer par exemple le tétraméthyl ammonium ou le tétraphényl phosphonium. On peut également utiliser des composés de type alkyl pyridinium. Les oniums dérivant de la colonne VIB son-c de préférence dérivés d'éléments de numéro atomique supérieur à celui de l'oxygène.

Le procédé aux ultra-sons décrit précédemment permet d'utiliser avantageusement les tétraalcoyl ammo ^¬ nium, qui sont peu stables à une température supérieure à environ 150"C. La quantité d'onium représente en général de

1 à 10 %, de préférence de 2 à 5 % de la masse du fluorure minéral.

En général, le rapport molaire entre ledit fluorure alcalin ou d'ammonium et ledit substrat est compris entre 0,8 et 1,5, de préférence aux alentours de 1,25 fois la stoechiométrie. Il peut être avantageux de travailler avec un rapport fluorure/substrat sous- stoechioraétrique (donc à conversion incomplète) car on limite ainsi les risques de double réaction d'échange halogène/fluor susceptible de survenir lorsque le composé de formule(I) est en présence d'un large excès de fluor, et 1 'on forme dans ces conditions le composé de formule ( I ) avec une excellente sélectivité qui améliore la sélectivité du procédé global. II est également souhaitable que la teneur en eau du réactif soit au plus égale à environ 2 % de préférence 1 % par rapport à la masse du réactif.

L'agitation est avantageusement menée de manière que au moins 80 %, de préférence au moins 90 % des solides soient maintenus en suspension par l'agita¬ tion.

En fait, il est souhaitable que la plus grande partie des solides soient en suspension dans le milieu réactionnel. Ainsi, l'agitation pour répondre à cette con¬ trainte, ne doit être ni trop forte pour éviter de plaquer, par des effets de cyclone, une partie trop importante des solides contre la paroi du réacteur, ni trop faible pour être capable de faire entrer en suspen- sion les solides issus de la réaction et les solides utilisés comme source de fluor.

Le produit réactionnel de 1*étape (a) peut être engagé dans 1 'étape (b) dès que l'avancement de la première étape est jugé satisfaisant. Par "produit réactionnel", on entend le pro-

duit de la réaction de substitution d'un atome d'halogène par un atome de fluor sur le composé de formule ( II ) . Ce produit réactionnel comprend généralement un mélange d'isomères résultants de la substitution de l'un ou de l'autre des atomes X, et une quantité très minoritaire de produit de difluoration résultant de la substitution des deux atomes X, ce produit réactionnel contenant majoritairement le composé de formule (III).

Selon l'invention, la séparation du produit réactionnel des réactifs qui n'ont pas été convertis au cours de l'étape (a) n'est pas nécessaire, car ils ne seront pas affectés par le réactif de l'étape (b), ou bien très peu pour éventuellement fournir du produit de formule (I) désiré. On ne cherche pas non plus à isoler les produits formés, et encore moins les isomères de monofluoration.

Le mélange réactionnel obtenu à la fin de 1'étape (a) peut donc être engagé tel quel dans 1 'étape (b) De manière générale, le produit réactionnel, éventuellement en solution dans tout ou partie du solvant utilisé pour la réaction de l'étape (a), est engagé à l'état de mélange dans l'étape (b) avec un réactif d'échange fluor/cyanure. Avantageusement, ce réactif comprend un cyanure choisi parmi les cyanures de métaux des groupes I et II, tels que notamment le sodium, le potassium, le magnésium ou le calcium, et les cyanures d'ammonium quaternaire. Le cyanure de sodium et le cyanure de potas- sium font partie des réactifs préférés. On peut également utiliser avantageusement un mélange de cyanure de potassium et de chlorure de calcium, source de cyanure de calcium.

De préférence, la quantité de réactif d'échange, exprimée en moles de cyanure, mise en oeuvre

à l'étape (b) est comprise entre 1 et 2 fois, avantageu¬ sement entre 1 et 1,5 fois, la quantité de composé de formule (2 ) formé à 1 'étape (a) .

Les partenaires réactionnels sont de préfé- rence mis en présence dans un solvant aprotique polaire. La constante diélectrique relative 6 dudit solvant est avantageusement au moins égale à 10, de préférence 6 est inférieure ou égale à 100 et supérieure ou égale à 25. On préfère particulièrement les solvants dont 1 'indice donneur D (AH en kcal/mol de l'association dudit solvant avec le pentachlorure d'antimoine) est de 10 à 50.

La plupart des solvants utilisables à l'étape (b) sont aussi valables pour l'étape (a). C'est ainsi que le produit réactionnel de l'étape (a) peut être mis en jeu dans l'étape (b) dans son solvant réactionnel, ce qui supprime toute opération intermédiaire entre les étapes. Le solvant utilisable pour l'étape (b) peut sans problème être choisi parmi ceux ayant une constante diélectrique et/ou un indice donneur de l'ordre des limites basses indiquées précédemment, voire inférieur(e) à ces limites (solvants peu ou très peu polaires) , comme par exemple l'acétonitrile, le benzonitrile, ou des éthers couronne, en prévoyant l'utilisation complé¬ mentaire d'agents de transfert de phase, tels que les "oniums" décrits précédemment.

La température de réaction dépend de la nature du réactif à base de cyanure, et du solvant. De manière générale, une élévation de température accélère la réaction. Avantageusement, on opère entre 20 et 250 ^β C. La réaction se fait aisément à la pression atmosphérique dans un réacteur classique, mais peut aussi avoir lieu dans un réacteur sous pression, avantageuse¬ ment à une pression inférieure à 5.10 ⁶ Pa.

Il est préférable que le milieu réactionnel soit sensiblement anhydre, non seulement pour maintenir

la sélectivité de la réaction en faveur de 1 'isomère désiré, mais aussi pour limiter la corrosion due aux ions fluorure libérés comme sous-produit de la réaction.

La présence d'un métal de transition, notam- ment de cuivre, dans le milieu réactionnel à l'étape (b) n'est pas avantageuse, car la réaction se fait spontané¬ ment. Il est même souhaitable d'opérer avec une teneur en cuivre aussi faible que possible pour éviter les opérations de séparation et de retraitement correspondan- tes.

De préférence, la teneur en cuivre du système réactionnel de l'étape (b) est 10 ^"2 mol.l ^"1 ou moins. Avantageusement, cette teneur esr inférieure à IO" ³ mol.l ^"1 , de préférence à 10 ^" " mol.l ^"1 . La teneur en cuivre peut également être exprimée par rapport à la quantité du substrat de la réaction de l'étape (b). Dans ce cas, il est préférable que la quantité de cuivre présente dans le système réactionnel de 1 'étape (b) , exprimée en mol soit infé- rieure au dixième, avantageusement au centième, tout particulièrement au millième, de la quantité de produit réactionnel mis en oeuvre à l'étape (b), exprimée en mol. La durée de la réaction est déterminée en fonction de la vitesse de formation de 1 ' isomère final désiré.

Le produit final désiré de formule (I) présent dans le mélange réactionnel à la fin de l'étape (b) peut être isolé aisément. La technique de séparation comprend de préférence les deux opérations suivantes : - filtration ou distillation pour séparer les composés organiques des sels minéraux,

- distillation fractionnée pour séparer desdits composés organiques le produit désiré de formule ( I ), les réactifs et produits réactionnels de l'étape (a) n'ayant pas réagi à l'étape (b) et le solvant.

Le procédé selon l'invention peut comprendre les opérations consistant à : i) mélanger le composé de formule (II) et le réactif d'échange X/F dans un solvant ; ii) soumettre le mélange ainsi obtenu à un chauffage ou à une émission d'ultra-sons ; iii) éventuellement séparer la phase solide et/ou au moins une partie du solvant du mélange réactionnel obtenu en (ii) ; iv) ajouter au mélange réactionnel de ( ii) , ou au résidu de l'opération (iii), le réactif d'échange F/CN, avec éventuellement une quantité d'un solvant identique ou différent de celui de l'opération (i) ;

(v) maintenir le contact entre les réactifs en élevant éventuellement la température du mélange ;

(vi) séparer du mélange réactionnel obtenu en v) la phase solide à base de sels minéraux ;

(vii) séparer le composé de formule (I) de la phase liquide restante par distillation fractionnée. Parmi les sels minéraux séparés en vi) , on trouve le réactif de l'opération (i) qui n'a pas réagi et des sels formés par les ions fluorure libérés par la réaction de l'opération (v). Ces sels peuvent avantageu¬ sement être recyclés dans 1 'étape ( i ) pour y être utilisés comme réactif d'échange halogène/fluor.

Comme on 1 'a dit précédemment, le procédé en deux étapes selon 1 ' invention fournit le produit désiré avec un très bon rendement. La forte sélectivité de la deuxième étape, qui n'était pas prévisible et a été mise en évidence par les présents inventeurs, permet de traiter directement le mélange réactionnel obtenu à l'étape (a) pour obtenir, à l'issue de l'étape (b), un produit réactionnel comprenant essentiellement le composé de formule (I) désiré. De fait, le procédé en deux étapes est facile

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16 à mettre en oeuvre dans le cadre d'une production à échelle industrielle, dans la mesure où il ne nécessite que des équipements classiques, comprenant si nécessaire une unité de séparation des produits intermédiaires particulièrement simple, et où il permet de s'affranchir des unités de retraitement d'effluents destinées à récupérer les sels de métaux de transition, tels que le cuivre, indispensables dans une installation de produc¬ tion par le procédé en une étape classique. Par ailleurs, l'étape (b) de cyanuration utilise un réactif économique, d'une part par le faible coût des sels de cyanure, et d'autre part par l'absence de métal de transition.

L'invention va maintenant être illustrée par les exemples suivants qui présentent diverses conditions réactionnelles permettant la synthèse du 2-chloro 4-tri- fluorométhyl benzonitrile

CN ^? qui est un intermédiaire utile dans la préparation d'herbicides, en deux étapes à partir du 3,4-dichloro trifluorométhyl benzène.

Les résultats présentés dans les exemples sont exprimés en fonction de trois grandeurs qui sont définies ci-après :

- le taux de transformation d'un réactif R (TTg) est le rapport de la quantité (molaire) de R disparue au cours d'une réaction sur la quantité de g initiale ; le rendement réel de production d'un produit P à partir d'un réactif R (RRP) est le rapport de la quantité de P produite sur la quantité de R initiale ; - le rendement de transformation de R en P

(RTP) qui est le rapport de la quantité de P produite sur la quantité de R disparue.

EXEMPLE 1

A - Synthèse du 3 chloro 4-fluoro-trifluorométhylbenzène On réalise la réaction suivante :

Dans un réacteur en verre, muni d'une agitation mécanique, d'une colonne de fractionnement et d'un réfrigérant, on introduit à température ambiante, en atmosphère anhydre, 35,4 g (0,164 mol) de 3,4-dichlo- rotrifluorométhylbenzène A, 11,6 g (0,200 mol) de fluorure de potassium, 2,8 g (0,008 mol) de bromure de tétra(n-butyl )phosphonium et 44,0 g de sulfolane. Le mélange réactionnel est chauffé et la température est maintenue à 85 ± 2°C.

La distillation commence après environ 30 minutes et, après une évolution rapide, ralentit progres¬ sivement. La réaction est complète au bout de 5 heures. Le mélange est purifié par distillation fractionnée pour récupérer les fractions aromatiques et le sulfolane.

La conversion de A est TTA - 82,2 % Le rendement réel en Ç est RRÇ » 66,3 %, le rendement de transformation de A en Ç, RTÇ vaut 80,7 %.

Le rendement réel en D est RRD ≈ 8,0 %, le rendement de transformation de A en D vaut 9,7 %.

La transformation se fait donc avec une sélectivité à 89 % en faveur de Ç et à 11 % en faveur de D.

B - Synthèse du 2-chloro 4-triflorométhyl beπzonitrils Dans un réacteur, on place :

- 1 g du mélange d'isomères Ç et D séparé en A (1 équivalent molaire) - 16,1 g de DMSO (41 équivalents molaires)

- 0,52 g de KCN (1,6 " " )

Le mélange réactionnel est chauffé à une température de 60'C pendant 10 h 15 minutes.

L'analyse du mélange réactionnel final permet de déterminer que la réaction correspond à l'équation suivanre avec les résultats suivants :

TTÇ - 94 % ; TTD » 35 % ; RRE - 77 % ; RRF - 11 %

RTE - 82 % ; RTF = 31 % .

Ç est converti presque quantitativement (TTC - 94 %) alors que D est peu transformé (TTD - 35%). La réaction est fortement régiosélective.

Par ailleurs, la transformation de C conduit principalement au produit désiré E (RTE ≈ 82 %), alors que la transformation de D ne fournit que peu de produit F d'échange fluor/cyanure (RTE - 31 %).

Par conséquent, la réaction de cyanuration fournit de façon très sélective le produit désiré par rapport à son isomère. En effet, la proportion de

1'isomère désiré E par rapport au produit de cyanuration (E et F), exprimé par le rapport molaire

quantité de E produite ou E quantité de E + quantité de F produite E + F qui est indicatrice de la régio-sélectivité de la réac¬ tion, est de 98 %. Le produit désiré étant très faible- ment souillé par son isomère dont il est difficile à séparer, il suffit de mettre en oeuvre des techniques de séparation simples pour séparer les autres sous-produits de la réaction et fournir un dérivé chloro cyano trifluo- rométhylbenzène de haute pureté directement utilisable en vue de transformations ultérieures.

EXEMPLE 2

L'étape A est conduite comme dans l'exemple 1 pour obtenir un produit de monofluoration comprenant 89 % de Ç et 11 % de D.

L'étape B est conduite en présence de 1,4 équivalents molaires de cyanure de sodium dans du DMSO (27 équivalents molaires) à une température de 90'C pendant 2 h 30 min. Les résultats de la cyanuration sont présen¬ tés dans le tableau 1 suivant qui récapitule les condi¬ tions opératoires.

EXEMPLES 3 à 5 Les étapes A et B de 1 'exemple 1 ont été répétées à de légères variations opératoires près, qui concernent principalement le solvant, la température et la durée de réaction de l'étape B. Les résultats sont présentés dans le tableau 1. Ces exemples montrent que l'on peut faire varier les conditions opératoires selon les diverses variantes préférées indiquées précédemment en obtenant toujours de très bons résultats en ce qui concerne le rendement et la sélectivité, en particulier si le solvant est le DMF ou le DMSO. Le sulfolane nécessite des condi-

tions réactionnelles un peu plus sévères.

EXEMPLE 6

L'étape B de l'exemple 1 a été répétée sur le produit Ç pur (produit de monofluoration comprenant 100 % de Ç) avec un réactif de cyanuration comprenant un mélange de KCN et de CaCl ₂ à raison de 1,5 équivalents molaires de KCN et 0,5 équivalent molaire de CaCl ₂ pour un équivalent molaire de Ç. Les résultats de conversion et de transforma¬ tion sont présentés dans le tableau 1 qui rappelle les conditions opératoires. La conversion est un peu plus faible que dans l'exemple 1, mais le rendement de trans¬ formation est plus élevé, de sorte que le rendement de la réaction souhaitée est comparable à celui de l'exemple 1.

EXEMPLE 7

L'étape B de l'exemple 1 a été répétée sur le produit Ç pur avec 1,5 équivalents molaires de cyanure de sodium NaCN dans la N-méthyl pyrrolidone (16 équiva¬ lents molaires). Comme le sulfolane, la NMP nécessite des conditions relativement sévères. On obtient toutefois une très bonne conversion et un rendement de réaction satisfaisant.

Les données de cet exemple sont rassemblées dans le tableau 1.

EXEMPLE 8 L'étape B de l'exemple 1 a été répétée sur .le produit C pur avec 1,9 équivalents molaires de KCN dans l'acétonitrile (11 équivalent molaire) en présence de bromure de tetrabutylammonium en tant qu'agent de transfert de phase (0,08 équivalent molaire). Les résultats de cet essai, présentés dans le

tableau 1 avec les conditions opératoires, sont une fois encore très satisfaisants.