LU82167A1

LU82167A1 - Procede de preparation d'anilines metachlorees

Info

Publication number: LU82167A1
Application number: LU82167A
Authority: LU
Inventors: G Cordier
Original assignee: Rhone Poulenc Agrochimie
Priority date: 1979-02-15
Filing date: 1980-02-14
Publication date: 1981-09-10
Also published as: JPS5928544B2; DK62880A; CH642049A5; BE881754A; DE3003960A1; DE3003960C2; SE447897B; IE800277L; ATA85480A; IT8047892A0; GB2042542B; YU37880A; YU42323B; NL8000620A; CA1139313A; FR2449077B2; US4324914A; FR2449077A2; AT372370B; DK153392B

Description

' ' ff/ S73

La presente invention se rapporte à un procédé de préparation d'anilines substituées par le chlore en position méta par action de l'hydrogène sur des composés aromatiques azotés plus fortement halogènes.

5 La préparation de chloranilines substituées en position méta par réaction de polychloranilines avec de ; l'hydrogène a été décrite dans le brevet français 2 298 531.

Le procédé y décrit nécessite toutefois l'utilisation de pressions élevées et de quantités très importantes d'acide 10 chlorhydrique, ce qui pose de graves problèmes de corrosion.

Un but de l'invention est de fournir un procédé permettant de préparer des anilines substituées en méta par le chlore avec de bons rendements à partir de composés aromatiques azotés plus fortement halogénés.

15 Un autre but de l'invention est de fournir un procédé de préparation d'anilines substituées en méta par le chlore, ce procédé pouvant mettre en oeuvre comme réactif de départ aussi bien des composés chlorés nitrés (nitro-benzènes substitués et homologues) que aminés (polychlorani-20 Unes et homologues) .

Un autre but de l'invention est de fournir un procédé de préparation d'anilines métasubstituées par le chlore mettant en oeuvre des pressions modérées.

Un autre but de l'invention est de fournir un 25 procédé de préparation d'anilines métasubstituées par le chlore mettant en oeuvre des températures de réaction modérées.

" Un autre but, encore, de l'invention est de four nir un procédé de préparation d'anilines métasubstituées 30 par le chlore mettant en oeuvre des conditions modérément corrosives.

D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre.

Il a maintenant été trouvé que l'on pouvait /

35 atteindre ces buts grâce è un procédé de préparation ΓJ

r 2 > d'anilines substituées, en position meta par du chlore, gui consiste à faire effectuer une hydrogénation catalytioue, en phase liquide, en milieu acide, à chaud, sous pression, de dérivés ben-et chlores/ zéniques azotés, en présence de métaux nobles du groupe VIII de la classification périodique, caractérisé en ce que les dérivés ben-c zéniques ont la formule : ny2 R' | R" ; a::: X' I X" ; R'" 10 dans laquelle : !l - Y représente l'atome d'hydrogène ou l'atome d'oxygène - X' et X"/ identiques ou différents entre eux, représentent chacun un atome de chlore ou un radical alkyle ou aryle, ou aralkyle ou alkoxyle ou /l'un des X' et X" pouvant, de plus, être un atome d'hydrogène/ 15 aralkoxyle, éventuellement substitué. Lorsqu'on prépare' des monochloranilines (métachloranilines), un seul des substituants X' ou X" représente l'atome de chlore ; lorsqu'on prépare des dichloranilines (dichlorées en méta), les deux symboles X' et X'' représentent l'atome ' 20 de chlore.

• - R', R" et R''', identiques ou différents entre eux, représentent chacun un atome de chlore ou un radical alkyle ou aralkyle ou alkoxyle ou aryl-oxyle éventuellement substitué, l'un au moins de ces 25 trois symboles représentant l'atome de chlore,au plus deux des R', R" ou R"' pouvant, de plus, être l'hydro- • gène, et en ce que la réaction est effectuée en présence d'ions chlorures en quantité telle que le rapport des concentra-tions Ç.Ç..O soit supérieur à 1,5 et de préférence supérieur 30 à 2.

La réaction s'effectue, comme il a été dit, en / phase liquide ; en pratique on opère avantageusement ej^/ 3 présence d'un solvant minéral ou organique, liquide et inerte dans les conditions opératoires. Par solvant inerte on entend un solvant ne réagissant pas chimiquement. En fait on préfère utiliser l'eau.

5 L'acidité du milieu réactionnel est généralement = telle que le pH (en cas de milieu aqueux) est avantageuse- ment inférieur à 1,5, de préférence inférieur à 1. La I concentration en ions H+ dans le milieu est généralement ! comprise entre 0,5 et 10 ion-g/1 et de préférence entre | .10 1 et 6 ion-gH+/l.

i Les concentrations les plus élevées en acide peu- i * vent être utilisées mais sans avantage important.

| ' L'acidité du milieu réactionnel peut être obtenue par des acides forts minéraux tels que les acides sulfurique, 15 phosphorique ou halohydriques, ou organiques ; mais l'on préfère l'utilisation des acides halohydriques et plus spécialement de l'acide chlorhydrique. De toute manière, étant donné la présence d'ions chlorure selon l'invention, on opère en fait, toujours, en présence, au moins partiellement, 20 d'acide chlorhydrique.

Le procédé selon l'invention s'effectue en phase liquide (hormis, bien sûr, le catalyseur à base de métal noble qui, le plus souvent, constitue une phase solide).

La phase liquide peut être homogène et constituer une solu-25 tion : c'est là une modalité préférée, spécialement lorsque Y est l'atome d'oxygène dans la formule (I) ; une telle ; ' phase liquide contient donc les réactifs, les produits de réaction et le ou les solvants éventuellement présents. Il est aussi possible d'opérer avec 2 phases liquides.

30 La pression à laquelle s'effectue la réaction • est généralement supérieure à 3 bars (pression relative) et de préférence supérieure à 5 bars. Il n'y a pas de limite supérieure critique pour la pression mais pour des raisons d'ordre économique il est généralement avantageux d'opérer / 35 à des pressions inférieures à 100 bars, les pressions infé/’ / rieures à 30 bars étant préférées.

ί * 4

La température de-réaction est généralement comprise entre 90 et 300°C, de préférence entre 110 et 20o°C. Une température élevée peut, dans le cas où on utilise des acides relativement volatils, impliquer l'existence 5 d'une pression partielle relativement importante pour les composés de la phase vapeur autres que l'hydrogène (par phase vapeur on entend évidemment la phase vapeur surmontant le milieu liquide réactionnel). On choisit généralement les conditions opératoires de manière que la pression 10 partielle d’hydrogène soit comprise entre 10 et 80 % de la pression totale (pression relative) et de préférence entre 30 et 60 %.

j Les métaux nobles constituant la base des cataly seurs utilisés dans l'invention sont principalement des 15 métaux du groupe VIII de la classification périodique tels que le ruthénium, le rhodium, le palladium, l'osmium, l'iridium et le platine ; le palladium est le métal préféré.

Le métal peut être à l'état métallique ou à l'état de composé chimique ; généralement on préfère que le métal soit 20 niis en oeuvre à l'état métallique car, dans les conditions opératoires, les composés ont tendance à être réduit à l'état métallique (degré d'oxydation = zéro). Le catalyseur peut être supporté ou non supporté. Comme support du catalyseur on peut utiliser tout support connu en soi pour 25 supporter des catalyseurstpourvu que ce support soit résistant à l'eau et aux acides ; comme support convenant plus particulièrement, on peut citer le charbon actif , la silice, le sulfate de baryum ; le charbon actif est un support préféré. Le catalyseur ainsi que son support sont avanta-30 ••geusement sous forme finement divisée ; des surfaces spécifiques supérieures à 100 m^/g conviennent généralement bien.

La quantité de catalyseur mise en oeuvre est telle ·- que la proportion pondérale de métal noble du catalyseur par / rapport.au composé de formule (I) à traiter est générale- / 35 ment comprise entre 0,05 et 10 %, de préférence entre 0,5 et fj 5%· ' ; . .// 5

Les ions chlorures mis en oeuvre dans la réaction se trouvent donc présents en quantité supérieure à celle -, · ri+ . , en tout ou partie

des ions H . Il est donc habituel de les introduire/soUS

forme de composés de type chlorure. On préfère généralement 5 introduire ces ions chlorures sous forme de chlorure d'ammonium ou métallique ou sous forme de chlorhydrate. Les chlorures d'ammonium peuvent être des chlorures d'ammonium t quaternaire ou non quaternaire. Ce sont de préférence le chlorure d'ammonium (NH4+) ou des chlorures alcalin ou .10 alcalino-terreux, tels que le ’ chlorure de lithium, !| sodium ou potassium. Les chlorhydrates sont de préférence - \ des chlorhydrates d'aniline substituée, telle que l'amine de formule (I) (avec Y = H) et/ou l'aniline substituée produite·selon l'invention. La quantité d'ions chlorure 15 dans le milieu réactionnel est généralement comprise entre 2 et 15 ion g/1, de préférence entre 4 et 11 ion g/1.

Comme composés de formule (I) susceptibles d'être traités par le procédé de l'invention on peut citer de préférence le dichloro-2,3 nitrobenzène et la dichloro-2,3 aniline ; 20 le dichloro-2,5 nitrobenzène et la dichloro-2,5 aniline ; le dichloro-3,4 nitrobenzène et la dichloro-3,4 aniline ; le trichloro-2,3,4 nitrobenzène et la trichloro-2,3,4 aniline; le trichloro-2,3,5 nitrobenzène et la trichloro-2,3,5 aniline; le trichloro-2,3,6 nitrobenzène et la trichloro-2,3,6 aniline; 25 le trichloro-2,4,5 nitrobenzène et la trichloro-2,4,5 aniline; le trichloro-3,4,5 nitrobenzène et la trichloro-3,4,5 aniline; le tëtrachloro-2,3,4,6 nitrobenzène et la têtrachloro- 2.3.4.6 aniline ; le tétrachloro-2,3,4,5 nitrobenzène et la tétrachloro-30 \ 2,3,4,5 aniline ; le tëtrachloro-2,3,5,6 nitrobenzène et la tétrachloro- 2.3.5.6 aniline ; le pentachloro-nitrobenzène et la pentachloroaniline ; /

mais aussi : P

le trichloro-4,5,6 méthyl-2 nitrobenzène et la trichloroAA, : 35 4,5,6 mêthyl-2 aniline ; l y . *» 6 le dichloro-2,5 méthyl-4 nitrobenzène et la dichloro- 2.5 méthyl-4 aniline ; le tétrachloro-2,3,5,6 méthyl-4 nitrobenzène et la tétrachlo-ro-2,3,5,6 méthyl-4 aniline ; 5 le dichloro-2,5 diméthyl-3,4 nitrobenzène et la dichloro- 2.5 diméthyl-3,4 aniline ; , le dichloro-2,5 éthyl-4 nitrobenzène et la dichloro-2,5 éthyl-4 aniline ; le dichloro-2,5 propyl-4 nitrobenzène et la dichloro-2,5 10 propyl-4 aniline ; le trichloro-3,4,6 benzyl-2 nitrobenzène et la trichloro- 3,4,6 benzyl-2 aniline ;

V

le dinitro-2,2' hexachloro-3,5,6,3',5',6' diphénylmëthane et le diamino-2,2' hexachloro-3,5,6,3',5',6' diphényl-i15 méthane ; * r, le nitro-2 trichloro-3,4,5 diphényle et l'amino-2 trichloro- 3.4.5 diphényle ; le dinitro-4,4' octachloro diphényle et le diamino-4,4' octachloro diphényle ; 20 le dichloro-4,5 môthoxy-2 nitrobenzène et la dichloro-4,5 méthoxy-2 aniline ; le dichloro-3,4 méthoxy-2 nitrobenzène et la dichloro-3,4 méthoxy-2 aniline ; le dichloro-3,6 méthoxy-2 nitrobenzène et la dichloro-3,6 . 25 mêthoxy-2 aniline ; le dichloro-5,6 méthoxy-2 nitrobenzène et la dichloro-5,6 méthoxy-2 aniline ; le trichloro-3,4,6 méthoxy-2 nitrobenzène et la trichloro- 3.4.6 méthoxy-2 aniline ; 30 le trichloro-3,4,5 méthoxy-2 nitrobenzène et la trichloro-·"’ 3,4,5 méthoxy-2 aniline ; .

le tëtrachloro-3,4,5,6 méthoxy-2 nitrobenzène et la tetra?? I chloro-3,4,5,6méthoxy-2 aniline ; /# 7 le âichloro-4,5 mêthoxy-3 nitrobenzëne et la dichloro-4,5 méthoxy-3~aniline ; le dichloro-5,6 méthoxy-3 nitrobenzëne et la dichloro-5,6 méthoxy-3 aniline ; 5 le dichloro-2,5 mêthoxy-3 nitrobenzëne et la dichloro-2,5 méthoxy-3 aniline ; le trichloro-4,5,6 mëthoxy-3 nitrobenzëne et la trichloro- 4.5.6 méthoxy-3 aniline ; le tétrachloro-2,4,5,6 méthoxy-3 nitrobenzëne et la tétra-| ' 10 . chloro-2,4,5,6 méthoxy-3 aniline ; ' le dichloro-2,3 méthoxy-4 nitrobenzëne et la dichloro-2,3 mêthoxy-4 aniline ; le dichloro-2,5 méthoxy-4 nitrobenzëne et la dichloro-2,5 méthoxy-4 aniline ; 15 le trichloro-2,3·,6 mëthoxy-4 nitrobenzëne et la trichlorc- 2.3.6 méthoxy-4 aniline ; le trichloro-2,3,5 méthoxy-4 nitrobenzëne et la trichloro- 2,3,5 mëthoxy-4 aniline ; le tétrachloro-2,3,5,6 méthoxy-4 nitrobenzëne et la tétra-20 chloro-2,3,5,6 méthoxy-4 aniline ; le dichloro-4,5 phénoxy-2 nitrobenzëne et la dichloro-4,5 phénoxy-2 aniline ; le tétrachloro-3,4,5,6 phénoxy-2 nitrobenzëne et la tétra-chloro-3,4,5,6 phénoxy-2 aniline ; 25 le tétrachloro-2,4,5,6 phénoxy-3 nitrobenzëne et la tétra chloro-2,4,5,6 phénoxy-3 aniline ; le dichloro-2,5 phénoxy-4 nitrobenzëne et la dichloro-2,5 phénoxy-4 aniline ; le tétrachloro-2,3,5,6 phénoxy-4 nitrobenzëne et la tétra-30 chloro-2,3,5,6 phénoxy-4 aniline.

’ anilines / . .

Parmi les/substituées en position meta par l'atojfie / ’ .de chlore et susceptibles d'être préparées par le procédé^ selon l'invention, on peut citer de préférence : /1/ 8 /mais aussi/ la métachloraniline ; la dichloro-3,5 aniline / la chloro-5 méthyl-2 aniline ; la chloro-5 mêthyl-3 aniline ; la chloro-3 méthyl-4 aniline ; la dichloro-3,5 méthyl-4 aniline ; la chloro-5 dimëthyl-3,4 aniline ; la chloro-3 éthyl-4 aniline ; 5 la chloro-3 benzyl-2 aniline ; le diamino-4,4' tétrachloro-2,6,2',6' diphényle ; la chloro-3 mêthoxy-2 aniline ; la chloro-5 méthoxy-2 aniline ; la dichloro-3,5 méthoxy-2 aniline ; la chloro-3 méthoxy-4 aniline ; la chloro-5 méthoxy-3 aniline ; la dichloro-3,5 méthoxy-4 aniline ; la chloro-3 10 phénoxy-2 aniline ; la chloro-5 phénoxy-2 aniline ; la dichloro-3,5 phénoxy 2 aniline ; la dichloro-3,5 phénoxy-4 aniline.

Le procédé selon l'invention peut être effectué en continu ou en discontinu. En fin de réaction le cataly-15 seur peut être séparé, le cas échéant, par filtration ou par des moyens équivalents tels que l'essorage ; l'amine métachlorée préparée peut être séparée par tout moyen connu en soi par exemple par extraction à l'aide d'un solvant et/ ou par distillation ; avant de procéder à cette séparation 20 il convient généralement de faire repasser l'amine (salifiée en milieu acide) sous forme amine (non salifiée) par neutralisation ou alcalinisation à l'aide d'un agent alcalin.

Le procédé selon l'invention est très avantageux en raison de sa bonne sélectivité en amine métachlorée • 25 et des conditions relativement douces qu'il permet de réaliser. Les amines métachlorées ainsi produites sont utilisables notamment pour fabriquer des pesticides.

L'exemple suivant, donné à titre non limitatif, / v illustre l'invention et montre comment elle peut être /y 30 mise en oeuvre. / y /' « 9 h

Exemple , Dans un autoclave de 225 cm3 revêtu intérieure ment de tantale on charge : - 0,83 g de tétrachloro-2,3,4,5 aniline 5 - 0,07 g d'un catalyseur constitué de palladium déposé sur du charbon actif ,· (surface spécifique du noir de carbone : 1100 m^/g ; teneur pondérale en palladium 10 %) - 95 cm3 d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique de 10 concentration 4 moles/1 - 37,5 g de chlorure de lithium.

L'autoclave est fermé, purgé d'abord à l'argon, • puis à l'hydrogène. On chauffe alors à 170°C en laissant croître la pression autogène, puis, lorsque cette tempéra-15 ture est atteinte, on introduit l'hydrogène jusqu'à une pression totale '(relative) de 21 bars, dont 8 bars de pression partielle d'hydrogène.

On laisse réagir dans ces conditions pendant 4 h 10 mn.

20 On refroidit; la masse réactionnelle liquide est alcalinisée par une solution aqueuse de soude (NaOH) ; le catalyseur au palladium est séparé par filtration ; . la dichloro-3,5 aniline est extraite de la phase aqueuse à l'aide de chlorure de méthylène ; la solution dans le 25 chlorure de méthylène ainsi obtenue est séchée sur sulfate de sodium ; le solvant est évaporé sous vide. le taux de transformation de la tétrachloroaniline a été de 100 %.

Le rendement en dichloro-3,5 aniline a été de 95,4 %. ί H*

Claims

1. Procédé de préparation d'anilines substituées en position méta'par du chlore, par hydrogénation catalytique en phase liquide, en milieu acide, à chaud et sous pression de dérivés benzëniques azotés et chlorés, en pré-5 sence de métaux nobles du groupe VIII de la classification périodique, caractérisé en ce que les dérivés benzëniques ont la formule : • ! ny2

10. R' R " XX ; " X’ T X" . ; -jf R'" dans laquelle - Y représente l'atome d'hydrogène ou l'atome d'oxygène, “ X' et X'', identiques ou différents entre eux, représentent chacun un atome de chlore ou un radical alkyle ou aryle ou aralkyle ou alkoxyle lj 20 ou aralkoxyle éventuellement substitué , l'un des X' et X" pouvant, de plus, être l'hydrogène, * - R', R'* et R''', identiques ou différents entre eux, représentent chacun un atome de chlore ou un radical alkyle ou aralkyle ou alkoxyle ou aryl-, 25 oxyle éventuellement substitué, l'un au moins de ces trois symboles représentant l'atome de chlore, au plus deux des R', R" ou Rm pouvant, de plus, être l'hydrogène , et en ce que la réaction est effectuée en présence d'ions chlorures en quantité telle que le rapport des concen-' trations fer] soit supérieur’ à 1,5. LH+] /

2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce <ψ&/ le rapport [ci~] est supérieur à 2. /// if 11

3. Procédé selon l'une des revendications l ou 2 caractérisé en ce que R',R'',R''',X',X'' identiques ou différents entre eux représentent l'atome d'hydrogène ou l'atome de chlore. 5 4) Procédé de préparation de dimétachloroanilines, éven tuellement substituées, selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que X' et X'' représentent l'atome de chlore.

5. Procédé de préparation de monométachloroanilines, 10 éventuellement substituées, selon l'une des revendica tions là 3 caractérisé en ce que un seul des deux radicaux X' et X'' est l'atome de chlore.

6. Procédé de préparation de dichloro-3,5 aniline selon les revendications 1 à 4 caractérisé en ce que 15. est l'atome d'hydrogêne ou d'oxygène X' et X'' sont l'atome de chlore R',R*1,R''' sont l'atome d'hydrogène ou l'atome de chlore, l'un d'entre eux au moins étant l'atome de chlore. 20 7) Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le pH est inférieur à 1,5 et/ou que la concentration en ions H+ du milieu réactionnel est comprise entre 0,5 et 10 ion-g/1.

8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que 25 le pH est inférieur à 1 et/ou que la concentration en ions H+ du milieu réactionnel est comprise entre 1 et \ 6' ion-g/1.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le milieu réactionnel est un milieu aqueux. 30 10) Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 caractéri- \ sé en ce que le milieu réactionnel ne comporte qu'une phase liquide, hormis le catalyseur à base de métal noble. , '' 11) Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 caractéri/ 35 sé en ce que la pression totale est comprise entre /\f 3 et 100 bars. / / 12 1 »

12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce que la pression totale est comprise entre 5 et 30 bars.

13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que la température est comprise entre 90 5 et 3Û0°C, de préférence entre 110 et 200°C.

14. Procédé selon l’une des revendications 1 à 13 caractérisé en ce que la pression partielle d'hydrogène est comprise entre 10 et 80 % de la pression totale. ‘ 15) Procédé selon la revendication 14 caractérisé en ce que 10 la pression partielle d'hydrogène est comprise entre 30 et 60 % de la pression totale. / .16)> Procédé selon la revendication \>> caractérisé en ce que le catalyseur est le palladium. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16 caractéri-15 sê en ce que.la proportion pondérale de métal noble par rapport au composé de formule (I) est comprise entre 0,05 et 10 %, de préférence entre 0,5 et 5 %.

18. Procédé selon l'une des revendications 1 à 17. caractérisé en ce que la concentration en ions chlorure dans le 20 milieu réactionnel est comprise entre 2 et 15 ion-g/1. 19) ' Procédé selon la revendication l8 caractérisé en ce que * la concentration en ions chlorure dans le milieu réac- * tionnel est comprise entre 4 et il ion g/1. Vossins : -a-............planches * A îï p"toes dent........A........psoe de gsres c . .........3.......pages de description ' ' '' 3.......oi.'\··.·· de revendications A.......fchiigâ descriptif ^ "^Charles München — /