BR112013003083B1 - processo para preparar compostos de 2-hidroxifenil benezotriazol siloxano - Google Patents
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Abstract
processo para preparar compostos de 2-hidroxifenil benezotriazol siloxano. a presente invenção refer-se a um processo para preparar um composto de siloxano que compreende uma função de 2-hidroxifenil benzotriazol, o qual compreende pelo menos uma etapa na qual uma reação para a hidrosililação de um composto 2-hidroxifenil benzotriazol que compreende um substituinte tendo uma ligação dupla terminal com um composto de siloxano compreendendo uma função de sih é realizada na presença de um catalisador e de pelo menos um solvente orgânico volátil correspondendo a uma das fórmulas (vii) ou (viii), em que r~ 4~ e r~ 5~ que podem ser idênticos ou diferentes, representam um radical c~ 1~ - c~ 4~ alquila linear ou ramificado, com a condição de que a soma dos carbonos de r~ 4~ e r~ 5~ seja menor do que, ou igual a, 6; y é um número inteiro entre 1 e 3; r~ 6~ que podem ser idênticos ou diferentes, são radicais c~ 1~ - c~ 3~ alquila lineares ou ramificados, com a condição de que a soma dos carbonos de r~ 6~ seja menor do que, ou igual a 6.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA PREPARAR COMPOSTOS DE 2-HIDROXIFENIL BENZOTRIAZOL SILOXANO". A presente invenção refere-se a um processo para preparar compostos de 2-hidroxifenil benzotriazol siloxano, em particular de fórmula (III), que será definido posteriormente, em detalhe.
Radiação de luz com comprimentos de ondas entre 280 nm e 400 nm é conhecida por bronzear a epiderme humana; mais particularmente, os raios com um comprimento de ondas entre 280 e 320 nm, conhecidos como raios UV-B, são conhecidos por serem possivelmente nocivos para o desenvolvimento de um bronzeado natural. Por estas razões e por razões estéticas, há uma demanda constante por meios para controlar este bronzeamento natural, os quais, desse modo, possam controlar a cor da pele; é, portanto, recomendável filtrar esta radiação UV-B.
Sabe-se também que os raios UV-A com comprimentos de ondas entre 320 e 400 nm, que fazem com que a pele se bronzeie, são capazes de induzir alterações na dita pele, em particular no caso de pele sensível ou de pele continuamente exposta à radiação solar. Os raios UV-A, em particular, causam uma perda de elasticidade da pele e o surgimento de rugas, resultando no envelhecimento prematuro da pele. Desse modo, por razões estéticas e cosméticas, tais como conservar a elasticidade natural da pele, por exemplo, mais e mais pessoas gostariam de controlar o efeito dos raios UV-A sobre a sua pele. É, portanto, desejável também filtrar a radiação UVA.
Com o objetivo de prover a pele e os materiais de queratina com proteção contra a radiação UV, usam-se geralmente composições antissol quecompreendem filtros orgânicos ou inorgânicos ativos na faixa de UV-A e ativos na faixa de UV-B.
Muitos setores industriais fora da indústria de cosméticos também recorreram ao uso de filtros de UV para proporcionar fotoproteção para diversos materiais contra a radiação UV e, em particular, a radiação solar.
Este é, em particular, o caso das formulações de revestimentos protetores, tintas ou pinturas, pretendidas para serem aplicadas a produtos que sejam continuamente expostos à radiação UV, tais como os materiais de construção, os materiais usados na indústria de veículos automotores, ou os plásticos de acondicionamento. Para estas formulações de coloração, buscam-se mais particularmente filtros de UV que forem mais transparentes, fotoestáveis, compatíveis com os ingredientes usuais contidos em tais formulações e efetivos em termos de resistência à luz da cor desejada.
Este é também o caso das composições de polímeros usadas, em particular, na fabricação de plásticos que sejam estáveis durante a armazenamento, onde o desejo é por agentes protetores contra a radiação UV que sejam particularmente adequados para os processos para a fabricação e a transformação dos polímeros, que devem, em particular, exibir boa resistência a altas temperaturas para a extrusão.
Na indústria têxtil de fibra natural, fibra artificial ou fibra sintética, o desejo é por filtros de UV fotoestáveis de amplo espectro, que sejam compatíveis com os processos para a fabricação das ditas fibras, em particular no caso da fabricação das fibras de poliamida, tais como o náilon, que sejam resistentes a altas temperaturas e tornem possível integrar a proteção contra UV durante a extrusão. Buscam-se também filtros de UV que exibam boa afinidade e boa adesão às fibras, desse modo permitindo que eles, em particular, tenham boa resistência às rodadas sucessivas de lavagem. Os filtros de UV buscados devem também permitir a boa proteção tanto das fibras têxteis quanto também da pele e de outros materiais de queratina humana em contato com as ditas fibras.
Surgem também problemas semelhantes na fabricação de papel geralmente feito de fibras celulósicas, em que os filtros de UV usados devem também ser fotoestáveis, transparentes e compatíveis com os outros ingredientes usuais e adequados para as diversas técnicas de fabricação de papel. A indústria que produz vidros minerais ou orgânicos e, em particular, vidros usados na oftalmologia, está procurando filtros de UV que teri-am um amplo espectro (ativos na faixa de UVA e na faixa de UVB), e que fossem fotoestáveis, transparentes e compatíveis com as diversas técnicas para tratar os vidros, por exemplo, o processo de fixação à matriz de vidro ou a aplicação de um revestimento fotoprotetor, por exemplo, no caso de vidros de policarbonato.
Uma família particularmente vantajosa de filtros orgânicos que têm propriedades absorventes tanto na faixa de UVA quanto na faixa de UVB é constituída dos compostos de 2-hidroxifenil benzotriazol siloxano.
Pretende-se que o termo "composto de siloxano compreendendo uma função de 2-hidroxifenil benzotriazol" signifique qualquer molécula compreendendo, em sua estrutura, pelo menos um grupo -SiO e pelo menos um grupo 2-hidroxifenil benzotriazol, sendo possível para a dita molécula estar na forma de um composto simples de siloxano ou alcoxissilano, de um oligossiloxano ou de um polissiloxano.
Em particular, os compostos de siloxano compreendendo uma função de 2-hidroxifenil benzotriazol, tendo a fórmula (III) a seguir, são conhecidos, com (D)-(A) (III) em que o grupo (A) representa a parte de siloxano da fórmula (III), onde: - R, que podem ser idênticos ou diferentes, significam um radical C1-C30 alquila, linear ou ramificado, e opcionalmente halogenado ou insatu-rado, um radical C6-C12 arila, ou um radical CrCio alcóxi, que pode ser linear ou ramificado, 0 grupo -OSi(CH3)3; - a é um número inteiro entre 0 e 2, inclusive; e em que 0 grupo (D) representa um derivado de 2-hidroxifenil benzotriazol de fórmula (Ia), onde: - n é um número inteiro entre 0 e 3, inclusive; - X, que podem ser idênticos ou diferentes, são escolhidos a partir de radicais Ci-Ce alquila lineares ou ramificados, halogênios e radicais Cr C4 alcóxi lineares ou ramificados; -méOou 1; - p é 0 ou 1; - q é um número inteiro variando de 0 a 12; - Y representa -O-, -NH, -(C=0)0-, -0(CH2)v(C=0)0- ou -(CH2)wO(C=0)NH-; - v e w sendo números inteiros entre 0 e 12, inclusive; - Z representa -O- ou -NH-; -j é 0 ou 1; - Ri representa hidrogênio ou um radical CrC4 alquila linear ou ramificado; - R2 representa hidrogênio ou um radical metila.
Além das unidades de fórmula (A), o organossiloxano pode compreender unidades de fórmula: em que: - R tem o mesmo significado que na fórmula (lia); - b = 1,2 ou 3.
De preferência, os compostos de fórmula (III) correspondem a um de fórmula (llla) ou (lllb) abaixo: em que: - (D) corresponde à fórmula (Ia), como definida acima, - R3, que podem ser idênticos ou diferentes, são escolhidos a partir de radicais C1-C20 alquila lineares ou ramificados, fenila, 3,3,3-trifluorpropila e trimetilsililóxi ou 0 radical hidroxila, - (B), que podem ser idênticos ou diferentes, são escolhidos a partir dos radicais R3 e 0 grupo (D), - r é um número inteiro entre 0 e 200, inclusive, - s é um número inteiro variando de 0 a 50 e, se s = 0, pelo menos um dos dois símbolos (B) significa (D), - u é um número inteiro variando de 1 a 10, -1 é um número inteiro variando de 0 a 10, sendo entendido que t + u é maior do que, ou igual a, 3.
Os diorganossiloxanos lineares ou cíclicos de fórmula (llla) ou (I-llb) são oligômeros ou polímeros aleatórios preferivelmente tendo pelo menos uma, e ainda mais preferivelmente todas, das características que se seguem: - R3 é 0 radical metila.
Os diorganossiloxanos lineares de fórmula (llla) são particularmente preferidos. A título de exemplos de compostos de fórmula (III), que são particularmente preferidos, será feito uso dos compostos tendo as fórmulas (a) a (k) que se seguem: (k) derivado aleatório com r=s=5 (a) = 2-(5-metóxi-2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-5-(2-metil-3-{1,3,3,3-tetrametil-1 -[(trimetilsilil)óxi]dissiloxanil}propóxi)fenol (b) = 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-5-(2-metil-3-{1,3,3,3- tetrametil-1-[(trimetilsilil)óxi]dissiloxanil}propóxi)fenol (c) = 2-(5-metóxi-2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metil-3-{1,3,3,3-tetrametil-1-[(trimetilsilil)óxi]dissiloxanil}propil)fenol (d) 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-6-metóxi-4-(3-{1,3,3,3-tetrametil-1-[(trimetilsilil)óxi]dissiloxanil}propil)fenol (e) 2-metil-3-{ 1,3,3,3-tetrametil-1 -[(trimetilsilil)óxi]dissiloxanil}propanoato de 2-[3-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-hidroxifeniljetila (f) = 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-H)-4-metil-6-(2-metil-3-{1,3,3,3-tetrametil-1-[(trimetilsilil)óxi]dissiloxanil}propil)fenol (g) = 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(3-{1,3,3,3- tetrametil-1-[(trimetilsilil)óxi]dissiloxanil}propil)fenol (h) = 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-[3- (undecametilpentassiloxanil)propil]fenol (i) = 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-6-[3-(11-{3-[3-(2H-1,2,3- benzotriazol-2-il)-2-hidróxi-5-metilfenil]propil}-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,11,11-dodecametilexassiloxanil)propil]-4-metilfenol (j) 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-6-[3-(11-{3-[3-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-2-hidróxi-5-(1,1,3,3-tetrametilbutil)fenil]propil}-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,11,11 -dodecametilexassiloxanil)propil]-4-(1,1,3,3-tetrametilbutil)fenol. São ainda mais particularmente preferidos os derivados de fórmula (llla), na qual r = 0, s = 1, e (B) é metila.
Ainda mais preferivelmente, o composto de fórmula (f) é preferido. Este composto é conhecido como Drometrizol Trissiloxano (nome da CTFA) correspondendo à seguinte fórmula: que é um produto produzido pela empresa Rhodia sob o nome Silatrizol.
Estes compostos de siloxano compreendendo uma função de 2-hidroxifenil benzotriazol, e as suas sínteses, foram descritos nas patentes US 4316033, US 4373060, EP 0388218, US 5089250, EP 0354145, EP 0708108, EP 0711779 e no pedido WO 9406404.
Os compostos de siloxano compreendendo uma função de 2-hidroxifenil benzotriazol de fórmula (III) são obtidos, de acordo com estes documentos, por reação de hidrosililação de um 2-hidroxifenil benzotriazol compreendendo um substituinte que compreende uma ligação dupla terminal (de fórmula (I) definida abaixo) com um composto de siloxano compreendendo uma função de SiH (de fórmula (II) definida abaixo), na presença de um catalisador adequado e um solvente adequado (em particular, o tolueno).
Para preparar os compostos de siloxano de fórmula (III), o composto de 2-hidroxifenil benzotriazol de fórmula (I) abaixo é reagido com um siloxano compreendendo uma função de SiH, de fórmula (II) abaixo: (i) em que Ri, R2, X, Y, Z, n, m, p, q e j têm o mesmo significado como na fórmula (III): (II) em que R e a têm o mesmo significado como na fórmula (III), e de acordo com o seguinte esquema de reação A: Conforme aparece a partir da fórmula (Ia) dada acima, a ligação da unidade de cadeia: à unidade de 2-hidroxifenil benzotriazol, que, desse modo, conecta a dita unidade de 2-hidroxifenil benzotriazol ao átomo de silício da cadeia de silicone, pode ocorrer em quaisquer das posições disponíveis oferecidas pelos dois núcleos aromáticos do 2-hidroxifenil benzotriazol: De preferência, esta ligação ocorre na posição 3, 4, 5 (núcleo aromático contendo a função de hidroxila) ou 4' (núcleo de benzeno adjacente ao anel de triazol), e ainda mais preferivelmente na posição 3,4 ou 5.
Similarmente, a ligação da unidade de substituinte X pode ocorrer em quaisquer das outras posições disponíveis dentro do 2-hidroxifenil benzotriazol. Entretanto, esta ligação preferivelmente ocorre na posição 3,4, 4', 5 e/ou 6.
Os derivados de 2-hidroxifenil benzotriazol de fórmula (I), que são produtos de partida na síntese dos filtros solares de silicone compreendendo uma função de 2-hidroxifenil benzotriazol, de fórmula (III), são conhecidos per se e as suas sínteses foram descritas nas patentes FR 1325404, US 4316033, US 4328346, US 4373060, GB 2077280, EP 0392883, EP 0708108, EP 0711779 e US 20090270632.
Um processo para a síntese dos dois derivados de fórmula (III), com = R2 = H, p = 1, q = 0, m = j = 0, a = 0, n = 1, e X (na posição 5) = CH3, foi descrito nas patentes US 4316033 e US 4373060, de acordo com as condições de operação a seguir: solvente: tolueno, catalisador de Karstedt (solução a 5%), a δΟ'Ό, por 1 hora. Os produtos brutos obtidos são óleos. Embora os rendimentos brutos sejam satisfatórios, a quantidade de catalisador usado (1120 ppm de Pt em relação ao peso dos 2 reagentes) torna este processo muito caro. Além disso, para obter produtos tendo uma pureza maior do que 99%, requer-se a purificação, por exemplo, sobre uma coluna cromatográfica, e isto torna o processo economicamente não atrativo.
Na patente EP 0388218, a síntese dos derivados de fórmula (II!) é obtida por reação de um derivado de mono ou di SiH de fórmula (V) com os derivados de fórmula (Γ), em que R'i é hidrogênio, um radical Ci-C8 alqui-la, um radical CrC8 alcóxi ou um halogênio, R'2 é hidrogênio, um radical Cr C8 alquila, um radical CrC8 alcóxi, um carbalcóxi, um radical hidroxila, um radical amino ou um halogênio, e R'3 é hidrogênio ou um radical Ci-C8 alquila, de acordo com o seguinte esquema: A reação de hidrosililação é realizada em tolueno. Os óleos principalmente obtidos são purificados passando-se sobre uma coluna de sílica. Além disso, o solvente de tolueno usado neste processo é não adequado para a saúde ambiental ou humana.
Na patente US 5089250, a síntese dos derivados de fórmula (III) é obtida por reação de um polímero compreendendo SiH de fórmula (VI), com os derivados de fórmula (I"), em que R'i é hidrogênio ou um radical Cr C8 alquila, R'3 é hidrogênio ou m radical C1-C4 alquila e p é um número intei- ro entre 1 e 10, de acordo com o seguinte esquema: A reação de hidrosililação pode ser realizada sob condições em massa ou em um solvente orgânico volátil, tal como o tolueno, o heptano, o xileno, o tetra-hidrofurano e o tetracloroetileno. É geralmente desejável aquecer a mistura de reação em uma temperatura de entre 60 e 120°C pela quantidade de tempo necessária para a reação estar completa. Os óleos principalmente obtidos são purificados passando-se sobre uma coluna de sílica. Embora os rendimentos brutos obtidos sejam satisfatórios, as quantidades de catalisador de platina (platina sobre carbono a 5%: 120 ppm em relação ao peso dos 2 reagentes) usadas permanecem altas e os tempos de reação para a reação de hidrosililação estar completa são muito longos (mínimo de 10 horas).
Na patente WO 9406404, a síntese do derivado de fórmula (III), com Ri = H, p = 1, q = 0, R2 = CH3, m = j = 0, a = 1, n = 1, X (na posição 5) = CH3, r = 0, s = 1, e (B) = R3 = CH3, é descrita com as seguintes condições de operação: solvente: tolueno, catalisador de Karstedt (Petrarch PC 085, complexo de ciclovinilmetilsiloxano contendo 3-3,5% de Pt°), a 60°C, por 1 hora e 15 minutos. Embora a quantidade de catalisador seja razoável, ela, no entanto, sofre de um rendimento (rendimento < 80%) que é ainda insuficiente devido a uma reatividade insatisfatória em tolueno (diversas impurezas formadas), 0 que torna 0 isolamento mais difícil. Além disso, 0 solvente de tolueno usado neste processo é um produto conhecido por seus efeitos tóxicos e por seu impacto negativo sobre 0 ambiente.
Observa-se, portanto, que as condições de operação propostas por estes processos de síntese não são suficientemente satisfatórias para obter os derivados de fórmula (III) com bons rendimentos, uso de uma quantidade menor de catalisador de platina, e isolamento de produto de boa qua- lidade.
Permanece, portanto, uma necessidade de encontrar outro processo de síntese que tenha um nível de desempenho maior em termos da quantidade de catalisador de platina a ser usado, do tempo de reação e do isolamento dos produtos, sem as desvantagens encontradas com os processos da técnica anterior. A Requerente descobriu, surpreendentemente, que este objetivo pode ser atingido por meio de um processo para preparar um composto de siloxano compreendendo uma função de 2-hidroxifenil benzotriazol de fórmula (III), o qual compreende pelo menos uma etapa na qual uma reação para a hidrosililação de um composto 2-hidroxifenil benzotriazol que compreende um substituinte tendo uma ligação dupla de fórmula (I) com um composto de siloxano que compreende uma função de SiH é realizada na presença de um catalisador e de pelo menos um solvente orgânico volátil correspondendo a uma das fórmulas (VII) ou (VIII): (VII) (VIII) em que R4 e R5, que podem ser idênticos ou diferentes, representam um radical C1-C4 alquila linear ou ramificado, com a condição que a soma dos carbonos de R4 e R5 seja menor do que, ou igual a, 6; y é um número inteiro entre 1 e 3; R6, que podem ser idênticos ou diferentes, são radicais C1-C3 alquila lineares ou ramificados, com a condição que a soma dos carbonos de R6 seja menor do que, ou igual a, 6.
Esta descoberta forma a base da presente invenção. A presente invenção, portanto, refere-se a um processo para preparar um composto de siloxano que compreende uma função de benzotriazol de fórmula (III), 0 qual compreende pelo menos uma etapa na qual uma reação para a hidrosililação de um composto 2-hidroxifenil benzotriazol que compreende um substituinte compreendendo uma ligação dupla (de fórmula (I)) com um composto de siloxano compreendendo uma função de SiH (de fórmula (II)) é realizada na presença de um catalisador e de pelo menos um solvente orgânico volátil correspondendo a uma das fórmulas (VII) ou (VIII) abaixo: (VII) (VIII) em que R4 e R5, que podem ser idênticos ou diferentes, representam um radical C1-C4 alquila linear ou ramificado, com a condição que a soma dos carbonos de R4 e R5 seja menor do que, ou igual a, 6; y é um número inteiro entre 1 e 3; R6, que podem ser idênticos ou diferentes, são radicais C1-C3 alquila lineares ou ramificados, com a condição que a soma dos carbonos de R6 seja menor do que, ou igual a, 6.
Mais particularmente, 0 processo de acordo com a invenção compreende as seguintes etapas: a) 0 composto 2-hidroxifenil benzotriazol que compreende um substituinte tendo uma ligação dupla terminal de fórmula (I) é carregado, sob uma atmosfera de nitrogênio inerte, na presença de pelo menos um solvente orgânico volátil correspondendo a uma das fórmulas (VII) e (VIII); b) 0 catalisador é carregado para 0 meio de reação; c) 0 meio de reação é aquecido em uma temperatura abaixo de 100°C; d) 0 siloxano que compreende uma função de SiH de fórmula (II) é introduzido no meio de reação e) 0 meio de reação é aquecido em uma temperatura abaixo de 150°C até a conversão completa ser obtida; f) a purificação é realizada. A presente invenção refere-se mais particularmente a um processo para preparar um composto de 2-hidroxifenil benzotriazol siloxano da fórmula (III) a seguir: em que o grupo (A) representa a parte de siloxano da fórmula (III), onde: - R, que podem ser idênticos ou diferentes, significam um radical C1-C30 alquila, linear ou ramificado, e opcionalmente halogenado ou insatu-rado, um radical C6-C12 arila, ou um radical C1-C10 alcóxi, que pode ser linear ou ramificado, 0 grupo -OSi(CH3)3; - a é um número inteiro entre 0 e 2, inclusive; e em que 0 grupo (D) representa 0 derivado de 2-hidroxifenil benzotriazol de fórmula (Ia), onde: - n é um número inteiro entre 0 e 3, inclusive; - X, que podem ser idênticos ou diferentes, são escolhidos a partir de radicais Ci-C8 alquila lineares ou ramificados, halogênios e radicais Cr C4 alcóxi lineares ou ramificados; -méOoul; -péOou 1; - q é um número inteiro variando de 0 a 12; - Y representa -O-, -NH, -(C=0)0-, -0(CH2)V(C=0)0- ou -(CH2)w0(C=0)NH-; - v e w sendo números inteiros entre 0 e 12, inclusive; - Z representa -O- ou -NH-; - j é 0 ou 1; - R1 representa hidrogênio ou um radical C1-C4 alquila linear ou ramificado; - R2 representa hidrogênio ou um radical metila.
Além das unidades de fórmula (A), o organossiloxano pode compreender unidades de fórmula: caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos uma etapa em que uma reação para a hidrosililação de um derivado de 2-hidroxifenil benzotriazol de fórmula (I) abaixo: 0) em que Ri, R2, X, Y, Z, n, m, p, q e j têm o mesmo significado como na fórmula (III), com um composto de siloxano de fórmula (II) abaixo: em que R e a têm o mesmo significado como na fórmula (III); é realizada na presença de um catalisador e de pelo menos um solvente orgânico volátil correspondendo às fórmulas (VII) e (VIII) abaixo: (VII) (VIII) em que R4 e R5, que podem ser idênticos ou diferentes, representam um radical C1-C4 alquila linear ou ramificado, com a condição que a soma dos carbonos de R4 e R5 seja menor do que, ou igual a 6; y é um número inteiro entre 1 e 3; R6 é um radical C1-C3 alquila linear ou ramificado, com a condição que a soma dos carbonos de R6 seja menor do que, ou igual a 6.
Os derivados de 2-hidroxifenil benzotriazol de fórmula (I), que são produtos de partida na síntese dos compostos de 2-hidroxifenil benzotri-azol siloxano de fórmula (III), são conhecidos per se e as suas sínteses foram descritas nas patentes FR1325404, US 4316033, US 4373060, GB 2077280, EP 0392883 e US 20090270632.
Entre os derivados de 2-hidroxifenil benzotriazol de fórmula (I) que podem ser usados como produto de partida no processo da invenção, pode ser feita menção aos seguintes derivados de fórmulas (m) a (r): (m) = 2-(5-metóxi-2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-5-[(2-metilprop-2-enil)óxi]fenol (n) = 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-5-[(2-metilprop-2-enil)óxi]fenol (o) = 2-(5-metóxi-2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2- metilprop-2-enil)fenol (p) = 4-alil-2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-6-metoxifenol (q) = 2-metilacrilato de 2-[3-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-hidroxifenil]etila (r) = 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metilprop-2- enil)fenol Ainda mais preferivelmente, será feito uso do composto 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metilprop-2-enil)fenol de fórmula (r) abaixo: Os derivados de siloxano compreendendo SiH de fórmula (II) são produtos que são bastante conhecidos na indústria de silicone e estão, em geral, comercialmente disponíveis. Eles são, por exemplo, descritos nas Patentes dos Estados Unidos US 3220972, US 3697473 e US 4340709.
De preferência, será feito uso de 1,1,1,3,5,5,5-heptametiltrissiloxano, dietóxi(metil)silano, 1,1,1,5,5,5-hexametil-3-[(trimetilsilil)óxi]trissiloxano, trietoxissilano e metóxi(dimetil)silano. Será dada preferência ao 1,1,1,3,5,5,5-heptametiltrissiloxano. A presente invenção refere-se mais particularmente a um processo de preparação de acordo com a invenção, no qual se prepara o Dro-metrizol Trissiloxano da fórmula abaixo: (f) caracterizado pe|o fato de que ele compreende pelo menos a etapa na qual se efetua uma reação para a hidrosililação do composto 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metilprop-2-enil)fenol da fórmula abaixo: (0 com o siloxano compreendendo uma função de SiH, 1,1,1,3,5,5,5-heptametiltrissiloxano. A concentração dos reagentes de fórmulas (I) e (II) no meio de reação pode variar entre 10% e 90%, e preferivelmente de 20% a 60%. O siloxano de fórmula (II) usado é colocado em uma razão de 1,0 a 1,5 equivalente em relação ao derivado de 2-hidroxifenil benzotriazol de fórmula (I), e mais preferivelmente de 1,0 a 1,1 equivalente.
Os catalisadores usados para realizar a reação para a hidrosili-lação dos compostos de fórmula (I) com os derivados de fórmula (II) são preferivelmente os catalisadores de platina e estão completamente descritos na literatura. Pode ser feita menção, em particular, aos complexos de platina-produto orgânico descritos nas patentes ÜS 3159601, US 3159602, US 3220972, EP 0057459, EP 10188978 e EP 0190530, e aos complexos de platina-vinilorganopolissiloxano descritos nas patentes US 3419593, US 3377432, US 3715334 e US 3814730 (catalisador de Karstedt). Mais particularmente, serão usados os catalisadores de Karstedt, tais como aqueles fornecidos pelas empresas Ningbo Fin-chem Co. Ltd, Alfa Aesar, Johnson Matthey e Hereaus.
Entre os solventes orgânicos voláteis de fórmula (VII), serão preferidos o acetato de isopropila e o acetato de etila.
Entre os solventes orgânicos voláteis de fórmula (VIII), será preferido o 2-metiltetra-hidrofurano. A temperatura da etapa c) é preferivelmente entre 20°C e 100°C, e mais particularmente entre 30 e 90°C. A temperatura de reação da etapa e) é preferivelmente entre 20°C e 150°C, e mais particularmente entre 30 e 90°C. O isolamento dos produtos na etapa f) pode ser efetuado: i) por simples eliminação dos solventes (em virtude de sua boa seletividade na reação de hidrosililação, obtêm-se produtos contendo somente pequenas quantidades de impurezas); ii) ou por eliminação dos solventes e recristalização (no caso de produtos cristalizáveis) a partir de um solvente de recristalização, o qual pode ser escolhido a partir de isopropanol ou etanol ou misturas binárias etanol-metanol, isopropanol-metanol, etanol-isopropanol ou etanol-água, ou misturas ternárias isopropanol-metanol-água ou isopropanol-etanol-água. A mistura ternária isopropanol-metanol-água será preferida; iii) ou no caso de produtos não recristalizáveis, passando-se simplesmente a mistura de reação sobre um leito contendo um adsorven-te escolhido a partir de carvão vegetal ativo, zeólitos, alumina, sílica-géis ou argila ativada. O solvente das frações contendo o produto é, desse modo, evaporado de modo a dar o produto final com um bom rendimento e boa pureza.
Os exemplos específicos, porém de modo algum limitativos, que ilustram a invenção serão dados agora. EXEMPLO 1: Preparação de 2-(2H-1,2.3-benzotriazol-2-ilH-metil-6-(2-metil-3-(1,3,3,3-tetrametil-1-[(trimetilsilil)óxi1dissiloxanillpropil)fenol em acetato de etila: O 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metilprop-2-enil) (20 g, 0,0716 mol) e 20 ml de acetato de etila são carregados para um reator, sob nitrogênio inerte. O meio é agitado e 8,8 mg de catalisador de Karstedt (Johnson Matthey, titulado em 9,3% de Pt°, isto é, 223 ppm de Pt em relação ao peso dos 2 reagentes), diluído com 9 ml de acetato de etila, são adicionados. A mistura é levada para 50-6Q°C e o 1,1,1,3,5,5,5-heptametiltrissiloxano (16,37 g, 0,0752 mol, isto é, 1,05 equivalente), diluído com 4 ml de acetato de etila, é adicionado, gota a gota, por 30 minutos. Após a adição, o meio é refluxado por 5 horas. Após a reação, o solvente é evaporado e é substituído por 28 ml de uma mistura de isopropa-nol/metanol/água na razão 2:0,95:0,05. O meio é levado para 65°C. Após um esfriamento lento, o precipitado é filtrado e é lavado com uma mistura gelada de isopropanol/metanol/água na razão 1:1,8:0,2. O produto após a secagem é obtido na forma de cristais brancos (31,62 g, rendimento 88%, pureza > 99%). EXEMPLO 2: Preparação de 2-(2H-1.2.3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metil-3-(1.3.3,3-tetrametil-1-í(trimetilsilil)óxi1dissiloxanil|propil)fenol em acetato de etila: O 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metilprop-2-eníl) (5 g, 0,0179 mol) e 5 ml de acetato de etila são carregados para um reator, sob nitrogênio inerte. O meio é agitado e 58 mg de catalisador de Karstedt (Ningbo Fin-chem Co. Ltd, grau titulado em 0,3% de Pt0, isto é, 19 ppm de Pt em relação ao peso dos 2 reagentes), diluído com 2,25 ml de acetato de eti-la, são adicionados. A mistura é levada para 50-60°C e o 1,1,1,3,5,5,5-heptametiltrissiloxano (4,09 g, 0,188 mol, isto é, 1,05 equivalente), diluído com 0,25 ml de acetato de etila, é adicionado, gota a gota, por 30 minutos. Após a adição, o meio é refluxado. Após a reação completa, o solvente é evaporado e é substituído por 7 ml de uma mistura de isopropa-nol/metanol/água na razão 2:0,95:0,05. O meio é levado para 65°C. Após um esfriamento lento, o precipitado é filtrado e é lavado com uma mistura gelada de isopropanol/metanol/água na razão 1:1,8:0,2. O produto após a secagem é obtido na forma de cristais brancos (8,0 g, rendimento 89%, pureza > 99%). EXEMPLO 3: Preparação de 2-(2H-1.2.3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metil-3-(1.3,3,3-tetrametil-1-í(trimetilsilihóxndissiloxanil|propiQfenol em 2-metiltetra-hidrofurano: O 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metilprop-2-enil) (5 g, 0,0179 mol) e 5 ml de 2-metiltetra-hidrofurano são carregados para um reator, sob nitrogênio inerte. O meio é agitado e 58 mg de catalisador de Karstedt (Ningbo Fin-chem Co. Ltd, grau titulado em 0,3% de Pt°, isto é, 19 ppm de Pt em relação ao peso dos 2 reagentes), diluído com 2,25 ml de 2-metiltetra-hidrofurano, são adicionados. A mistura é levada para 50-60°C e o 1,1,1,3,5,5,5-heptametiltrissiloxano (4,09 g, 0,188 mol, isto é, 1,05 equivalente), diluído com 0,25 ml de 2-metiltetra-hidrofurano, é adicionado, gota a gota, por 30 minutos. Após a adição, o meio é refluxado. Após a reação completa, o solvente é evaporado e é substituído por 7 ml de uma mistura de isopropanol/metanol/água na razão 2:0,95:0,05. O meio é levado para 65°C. Após um esfriamento lento, o precipitado é filtrado e é lavado com uma mistura gelada de isopropanol/metanol/água na razão 1:1,8:0,2. O produto após a secagem é obtido na forma de cristais brancos (7,82 g, rendimento 87%, pureza > 99%).
CONTRA EXEMPLO 1 DE ACORDO COM O PROCESSO DO PEDIDO WQ9406404: Preparação de 2-(2H-1.2.3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metil-3-(1 .S.S.S-tetrametil-l-rftrimetilsiliDóxildissiloxaniDpropiDfenol em tolueno: 0 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metilprop-2-enila) (5 g, 0,0179 mol) e 5 ml de tolueno são carregados para um reator, sob uma atmosfera de nitrogênio inerte. O meio é agitado e 58 mg de catalisador de Karstedt (Ningbo Fin-chem Co. Ltd, grau titulado em 0,3% de Pt°, isto é, 19 ppm de Pt em relação ao peso dos 2 reagentes), diluído com 2,25 ml de tolueno, são adicionados. A mistura é levada para 50-60^0 e o 1,1,1,3,5,5,5-heptametiltrissiloxano (4,09 g, 0,188 mol, isto é, 1,05 equivalente), diluído com 0,25 ml de tolueno, é adicionado, gota a gota, por 30 minutos. Após a adição, o meio é refluxado.
Após a reação completa, o solvente é evaporado e é substituído por 7 ml de uma mistura de isopropanol/metanol/água na razão 2:0,95:0,05. O meio é levado para ~65°C. Após um esfriamento lento, o precipitado é filtrado e é lavado com uma mistura gelada de isopropanol/metanol/água na razão 1:1,8:0,2. O produto após a secagem é obtido na forma de cristais brancos (7,1 g, rendimento 79%, pureza > 99%).
Com rendimentos de 88%-89%, os exemplos 1 e 2, com o acetato de etila como o solvente de reação de hidrosililação, nos mostram que este solvente sobressai àquele do contraexemplo 1 (tolueno) com um rendimento de 79%.
REIVINDICAÇÕES
Claims (16)
1. Processo para preparar um composto de siloxano que compreende uma função de 2-hidroxifenil benzotriazol, o qual compreende pelo menos uma etapa na qual uma reação para a hidrosililação de um composto 2-hidroxifenil benzotriazol que compreende um substituinte tendo uma ligação dupla terminal com um composto de siloxano que compreende uma função de SiH é realizada na presença de um catalisador e de pelo menos um solvente orgânico volátil correspondendo a uma das fórmulas (VII) ou (VIII) abaixo: <VII> (VIII) em que R4 e R5, que podem ser idênticos ou diferentes, representam um radical C1-C4 alquila linear ou ramificado, com a condição que a soma dos carbonos de R4 e R5 seja menor do que, ou igual a 6; y é um número inteiro entre 1 e 3; R5i que podem ser idênticos ou diferentes, são radicais C1-C3 alquila lineares ou ramificados, com a condição que a soma dos carbonos de Rg seja menor do que, ou igual a 6.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, compreendendo as seguintes etapas: a) 0 composto 2-hidroxifenil benzotriazol que compreende um substituinte tendo uma ligação dupla terminal é carregado, sob uma atmosfera de nitrogênio inerte, na presença de pelo menos um solvente orgânico volátil correspondendo a uma das fórmulas (VII) e (VIII); b) 0 catalisador dissolvido é carregado para 0 meio de reação; c) 0 meio de reação é aquecido em uma temperatura abaixo de 100°C; d) 0 siloxano que compreende uma função de SiH é corrido no meio de reação; e) 0 meio de reação é aquecido em uma temperatura abaixo de 150°C até a conversão completa ser obtida; f) a purificação é realizada.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que, para preparar um composto de siloxano compreendendo uma função de 2-hidroxifenil benzotriazol, de fórmula (III) abaixo: (D)-(A) (III) (Ia) em que o grupo (A) representa a parte de silicone da fórmula (III), onde: - R, que podem ser idênticos ou diferentes, significam um radical C1-C30 alquila, linear ou ramificado, e opcionalmente halogenado ou insatu-rado, um radical C6-Ci2 arila, ou um radical C1-C10 alcóxi, que pode ser linear ou ramificado, 0 grupo -OSi(CH3)3; - a é um número inteiro entre 0 e 2, inclusive; e em que 0 grupo (D) representa os derivados de 2-hidroxifenil benzotriazol de fórmula (Ia), onde: - n é um número inteiro entre 0 e 3, inclusive; - X, que podem ser idênticos ou diferentes, são escolhidos a partir de radicais Ci-C3 alquila lineares ou ramificados, halogênios e radicais Cr C4 alcóxi lineares ou ramificados; -méOou 1; - p é 0 ou 1; - q é um número inteiro variando de 0 a 12; - Y representa -Ο-, -ΝΗ, -(0=0)0-, -0(CH2)v(C=0)0- ou -(CH2)wO(C=0)NH-; - v e w sendo números inteiros entre 0 e 12, inclusive; - Z representa -0- ou -NH-; -j é 0 ou 1; - Ri representa hidrogênio ou um radical C1-C4 alquila; - R2 representa hidrogênio ou um radical metila; Além das unidades de fórmula (A), o organossiloxano pode compreender unidades de fórmula: em que: - R tem o mesmo significado que na fórmula (lia); - b = 1,2 ou 3 pelo menos a etapa é efetuada, na qual uma reação para a hi-drosililação de um derivado de 2-hidroxifenil benzotriazol compreendendo um substituinte tendo uma ligação dupla terminal, de fórmula (I) abaixo: (i) em que Ri, R2, X, Y, Z, n, m, p, q e j têm o mesmo significado como na fórmula (III), com um composto de siloxano que compreende uma função de SiH, de fórmula (II) abaixo: em que R e a têm o mesmo significado como na fórmula (III), é realizada na presença de um catalisador e de pelo menos um solvente orgânico volátil correspondendo às fórmulas (VII) e (VIII) abaixo: (VII) (VIII) em que R4 e R5, que podem ser idênticos ou diferentes, representam um radical C1-C4 alquila linear ou ramificado, com a condição que a soma dos carbonos de R4 e R5 seja menor do que, ou igual a 6; y é um número inteiro entre 1 e 3; Re é um radical C1-C3 alquila linear ou ramificado, com a condição que a soma dos carbonos de R6 seja menor do que, ou igual a 6.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que 0 composto 2-hidroxifenil benzotriazol que compreende um substi-tuinte tendo uma ligação dupla terminal é escolhido a partir dos seguintes compostos: 2-(5-metóxi-2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-5-[(2-metilprop-2-enil)óxi]fenol, 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-5-[(2-metilprop-2-enil)óxi]fenol, 2-(5-metóxi-2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metilprop-2- enil)fenol, 4-alil-2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-6-metoxifenol, 2-metilacrilato de 2-[3-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-hidroxifeniljetila, 2-(2H-1)2,3-benzotriazol-2-ii)-4-metil-6-(2-metilprop-2-enil)fenol.
5. Processo de acordo com a reivindicação 4, no qual 0 derivado de 2-hidroxifenil benzotriazol de fórmula (I) é 0 composto 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metilprop-2-enil)fenol.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que 0 siloxano que compreende uma função de SiH é escolhido a partir de 1,1,1,3,5,5,5-heptametiltrissiloxano, dietóxi(metil)silano, 1,1,1,5,5,5-hexametil-3-[(trimetilsilil)óxi]trissiloxano, trietoxissilano e metó-xi(dimetil)silano.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, em que 0 siloxano que compreende uma função de SiH é o 1,1,1,3,5,5,5-heptametiltrissiloxano.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, em que a concentração do siloxano que compreende uma função de SiH no meio de reação contendo o composto 2-hidroxifenil benzotriazol compreendendo um substituinte que compreende uma ligação dupla terminal varia entre 10% e 90% em peso, e preferivelmente de 20% a 60% em peso.
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que o siloxano que compreende uma função de SiH é colocado em uma razão de 1,0 a 1,5 equivalente em relação ao composto 2-hidroxifenil benzotriazol compreendendo um substituinte que compreendè uma ligação dupla terminal, e mais particularmente de 1,0 a 1,1 equivalente.
10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em que o solvente orgânico volátil de fórmula (VII) é escolhido a partir de acetato de isopropila e acetato de etila.
11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, onde o solvente orgânico volátil de fórmula (VIII) é o 2-metiltetra-hidrofurano.
12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 11, em que a temperatura da etapa c) é entre 20 e 100°C, e preferivelmente entre 30 e 90°C.
13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 12, em que a temperatura de reação da etapa e) é entre 20 e 150°C, e preferivelmente entre 30 e 90°C.
14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 13, no qual o solvente de recristalização da etapa f) é escolhido a partir de isopropanol ou etanol; misturas binárias etanol-metanol, isopropanol-metanol, etanol-isopropanol ou etanol-água; ou as misturas ternárias isopro-panol-metanol-água ou isopropanol-etanol-água.
15. Processo de acordo com a reivindicação 14, no qual o solvente de recristalização da etapa f) é a mistura ternária isopropanol-metanol-água.
16. Processo de preparação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o Drometrizol Trissilo-xano da fórmula abaixo é preparado: (f) e pelo fato de que o dito processo compreende pelo menos a etapa na qual se efetua uma reação para a hidrosililação do composto 2-(2H-1,2,3-benzotriazol-2-il)-4-metil-6-(2-metilprop-2-enil)fenol da fórmula abaixo: (r) . com o siloxano compreendendo uma função de SiH, 1,1,1,3,5,5,5-heptametiltrissiloxano, é realizado.
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