BR112013007280A2 - processo para produção de m composto aminoálcool terciário - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE UM COMPOSTO AMINOÁLCOOL TERCIÁRIO. É proporcionado um processo para a produção de um de um composto aminiálcool terciário. O processo compreende o uso de uma quantidade em excesso de um composto carbonila e um passo de condensação entre o composto carbonila e um nitroalcano, e a condução de um passo de hidroalcano, e a condução de um passo de hidrogenação / alquilação para produzir o aminóalcool terciário. O processo usa menos passos que os processos convencionais.

Description

W "PROCESSO para PRODUçÃO DE UM COMPOSTO AMIN.OÁLCOOL TERCIÁRLO" .0 Campo da invenção. A invenção se refere a um processo me1hcjrãdQ para . '5 produção de compostos aminoálcool terciárims. Antecedentes da invenção Os compostos aminQá1c9o1 terciáricis têm um. papel importante em uma variedade de prodtjtos ccmerciais e; de ç0nsumo . Por exemplo, podem ser usados cqitio IO tíeutralizadores euí pinturas e re.vestimentos, ern aplicações de processamento de água, e formu-lações de çuidados pessoais e cosm.éticas, como agentes emulsiorlarLtes, como ínibidores de corrosãõ, p. ex . , euí fluidos de wetalcmecânica, como .solubilizante's de 15 resirias, catalisadores cie € spuma , estabiliz.àdores de acabamento, e/ou como matéria-prírrta para a síntes.e química de outros materiais úteis. Qs compostos aminoálcool terciários são gera1mente preparadQs a uma escala carrlercial a partir de 20 nitroaleanos através de um prQces3o de qüatra êtapas . A reação de condensaçào (Reação de Henry) entre aj-deído e nitroalcano f orma o nitroálcool. A redução catalític.a .(hidroqenação) produz o correspondente aminoálcool. Uma etapa de purificação (cristalização ou destilaç'ão) 2,5. elimina o arrastamento de impurezas para c) pmduto final. Finalment e um passo de alqui-Lação redutiva (2 " hidrogenação) produz o aminoálcool terciário. Seria um avanço na técnica se fossem desenvolvidos novos à ' pEo!"es'sQs qíje prQpDrçionassem vanta.gens sQ.bEe qs

R ' 3'0 pFocesso5 conbeaidos, tais cqmo a redução dò nÚm'e!Fo de passQs çlo prQce;ssQ', aume-ntando q rendim-ento, e loü reduzindo .q's custos de fab'ric-açã'o. Sumárío da invenção A invenção prQp.Qrçiorla um pro'.ce$sQ paKa a, prep'aração de 3'5 um compQ.sto aminoál.€Q¢)1 terciári.o de fórmúla I:

— ~ ' " "" . ,-. . m- — S= ~ = — m - [— -= - - . .._=_2 W: W C HQR3mR4 ,R2 RS^R, J~c' R2 (D Q processo coropreende: (a) fazer reagir um composto nitFoalcanD de f'óEmula' iv :'<::, (IV) .eom um excessQ molar de um composto çarbD.rI.i1a dç- fórm'ula

III

O R,ÀR, (III) 5 na presença de um catalisador básiccí para forüiar umâ mi'st'ura de produtos intermediários compree.n,dendQ q cgmpo"st'o c.a.rbo-níla livre de fórmula III e. um cQmpostcj nitrç}álç.QoL de fórmula II :;:igo ('JI) :e 10 (b) hidrogenação da mistura de produtos. inte.rmerdiáriQ$ na p.res'ença d.e hid-ragênio e de um catalisador de' hidrogenração de mçjdo a que q comp'os'to nitroálcool de fôrmula ii e o composto lijrrè de fórmijLa III re'aja'm nessa para fç)F'mar c) ç0mpQ8to aminoálcocjl te,Fciáriçj d.e Eórmula 15 I. Oe.scriçáo de con.cretizaçõ'es da ínveinçãQ. Como observado aci-ma, a invenção proporcicma um processo para a produção de um comp"osto aminoálcool ter'c.iário. O proceSso apEesenta várijas. v.ant-agens 3Qb.re çjs prQces8os 20 cònvenciQn,ais . EÍn partic.ular, de ac'orao cpm algun1a5 concretizaçõEs, a inVenç.ãQ pòde ser realízada sew a

'P

3 ) necessidade de isolamento e/ou purificação dos compostos intermediários, resultando assim em menos passos de Ê processo.

Além disso, o processo da invenção pode r-esultar na formação do produto desejado em um rendimento 5 mais elevado do que qs sist"mas convencionaís.

Além disso, o processo pode também resultar em poupança de custos adicionais, para além da poupança em custos fixos pela eliminação de dois passos do processo e na poupança por um rendimento maior, porque, tal como descrito 10 abaixo, é riecessária apenas uma carga fresca de catalisador de hidrogenação em vez de duas cargas corno no processo convencional.

D'e acordo com o processo, um composto nitroaícano é feito reagir com urri excesso molar de um composto carbonila para 15 formar uma mistura de produtos intermediários.

A mistura de produtos intermediários contém um composto nitroálcool e um composto cai:bonila livre que não reagiu.

A mistura é hidrogenada/alquilada na presença de hidrogênio e de um catalisador de hidrogenação de tal modo que o hidrogênio, 20 o cornposto nitroálcodl e o composto carbonila livre na "mistura reagen'i para formar o composto aminoálcool terciário desejado.

O nitroalcano de partida do processo é um composto da fórmula IV:

:'<:, (N) 25 em que R e -m são independentemerite H, alquila C1-C6, ou cicloalquila C3-Cl2. Em algumas concretizações, R e Rl são ambos h.

Em algumas concretizações, R é H e R, é alquila Cl-C6, alternativamente alquila Cl-C3, alternativamente etila, ou alternativamente metila- Em algumas 30 concretizações, R e R1 são ambos independentemente alquila C1-C6- Em algurnas concretizações, ambos são n-propila, alternativamente etila, ou a1ternativamer]te üíetila.

Em algumas concretizações R e Rl juntaínente com o carbono ao qual eles são ligados formam cicloalquila C3-Ci2,

[ = - - "m- _ -. .: + : —7 "" 4 -- m 6 ;0 ,, alternativaInente ci-cj-oalquila C4-C7, Qu a1te.rna.tivawerít.e Èi'elohex,iIa. Ern algumas concretizações, 0 çompos t.o , nitrQalcano é nitrometano, nitroetano, l-nitròpropam, 2- nitropropa-no, 'ou nitrociclo-hexano.

, 5 'O composto carbonila de partida do processo é um mat'erial cjom a .fõrwuLa iii:

Q R,Ã, (m e'm que R2 é H ou alquila Cl-C6; e R5 é H, alquila Cl-C6 Qü cicloalquila C3-Cl2, ou R2 e R5 juntamente com o. carbono ã9 qual se 1igaIn fo,rrrlaIn ç.icl.9a.lqu-ila c3-c12.. Em al-gumas 10 ççmcretizaçõe.s, R2 Q Rs SãQ ambos H. Em algumàs concretizaç.ões, R2 é H e, 'R5 é. alquila Cl-C6, a'lternativamente alquila Ci -C3, alternativamente etila, Dtl alternativamente metila - Ern algumas concretízações, R2 e R5 são ambos independentemente a.1quí1a Cl-C6, 15 à,jternativamente são indepenclentemente alquila C1-C3. Em algumas formas de realização, R2 é H e. R5 é ciczloalquila C3_Ci2, alternativamente cicloalquila C4-C7, o'u alternativamente cíclohexila . Em algumas concretizações, R2 e R5 juntamente com o carbono ao qlla1 se Iigant formaU! 2Ç) çicloalquila C3-C12, alternativamentç çicíoa1qµila 'C4-'Ç7t Qü alternativanente ciclohexila. Em alguntas formas de realização, o compQstc) é forma1deídQ. t No processo da invenção, o composto carbonila de fórmula ÁII e o nitroalcano de fórmula IV sofF"eu1 uma reiaçã9 de ,¥ 25 çondensaçãò cata.lisada cwi uma base em que ç) coMpost-o carbonila reage com os, átomos de hid-rogênio ligados ao # carbono Iigado em nitro d'o nitroalc-ano, substituin.do cada. [ Wf\ desses hídrogênío's eom rjm substituinte alca.nol. O pr0duto. reaci9nal é um -CPWPQuStO uitroálcool, contido na 31) Wistura de prodüÉo$ íntermedíários. As .cond'ições para a rea.çã'o de condensação pQdem ser f,acil-mente de.termínadas por um- perito na técnica. Como eXelnplQ de um proceE!sQ típicQ, o .eotnpostQ car.bQnila e um ¢atalisaàor básico p©de sy2f mistüMdo éltl uní vaso l

Ç % -' - g y-- ·

I ~ ,

W b reacional e a mistura aqueci da a.té uína temperatura elevada (p. ex. , usarido aquecimento aplicado e/ou a reação , exotérmjca, se prêser'ite) , tal como a cercà de 30 a 90"C, alterríativamente a cerca de 40 a 85°Ç. O eomposto µ 5 nitroalcarlo pode então ser adicionado aos pouco"Í ao longo de um período de tempo, tal como ao longo de cer-ca de 1 a B horas, al-ternativamente ao longo de cerca de 2-4 horas, gu como um processo cont ínuo. Após. a adíção cçjmpLeta, pode ser aplicada ãgitação e aquecímênto ou arrefêcimento 10 ççmtÁriuo, tal eomo a cerca de 40 (40) a 90 (90)°C{ -alterríativamente a cerca de 60-7 5 °C, por exemplo durant'e 1 a 3 horas, para conduzir a reação. at'é ao nívei de- conclusão desejado. Vários catalisadores básico.s podem Ser usados na re-açãQ 15 ãe corAensação e inclueíri, por exemplo, bases inôrgân;í.cas (p. ex. , hidróxido de s6dio, hid.róxidQ de eálCio) qià -aminas terciárias 'orgânicas . As aminas terciátias são preferídas, em particular trietilamína. A conc.ent'ração do catalisador básico pode es'tar no interva.lo de, por 20 êxemplo, 0.,2 a 2, 0 pDr cento em. peso, com base no peso do nitroalcano. Um soívente pode ser Qpcionalment.e usaçio na reação. Solventes adequados são qs que não interferem substancialmente corri a formação do produto desejado. 25 Exemplos incluem, por exemplo, álcoois inferiores taís cQTrLo metanol, etanol, n-propanol ou isopropa'no1, O nitroálcool forFrLadc) na reação de 'condensação eíjtre Cj nitroaleano e o composto carbonila pode ser repre$errLade) pela seguinte fõrmula II: ::H:k ("ll) 30 ;e em que R2 e Rs sãa cQmo definidos acima (incl!Áin.do as váriàs concretizaçàes destes)., e R3 e R4 são independentemente alquila .C.l-C6, cicl.oalquila C3-C12, ou -

— m'· 5 · m'± m = m m'm± mm | .. 6 ..

.e + C (OH) R2R5, ou R3 e R4 juntamente com o ca£b.ono ao qual se Iigarn formam c-icloalquila C3-C12.

0 Em algumas concretizações, R3 e R4 nos compQ$tos de f'Órmula II são ambos independentemente alquil.a Cj-Cg ou . 5 são independerítemente alquila CI-C3. Em algumas concretizaçães, ambos são n.-propíla, alternat ivamente etila, ou alternativamente meti la . Em gj.lgumas :ççmcretiz-ações, R3 e R4 juntamerite com o carbona ao qual S'e ligam fo rmam cicloalquila C3"Cí2, al'ternativamerlte 10 cic-LoaLquila Cq-C7, ou alternativamente ci'clohexila.

Em algumas concretizações, R3 nos compQstcjs de fórm'ula II é -C(OH)R2R5, e R2 e R5 sãcj ambos H. Ehn alguma,s .ççmcretizações, R3 é -C(QH)R2R5, R2 é H e R5 é alquila Cj- Cg, alteEnativamente alquila Cj -C3, alteFnativamente 15 et ila , ou alterrlativamenLe metila . Em algumas concretizações, R, é -C(OH)R2R5, R2 é H e R5, é cicloalquila C3-C12, a-lternatívaInente cicloa'lqu-ila C4-C7, U!l alternativarnente cicloh'exila. Ern algumas eoncretizaçàes, R3 é -C(OH)R2R5, e R? e R5 Sã9. auibo.s 20 i.ndependentemente alquila Cl-C6, alternatívamente são independenteuiente alquila Cl-C.3 . Em al.gumas cancretizações, R3 é -C (OH) R2R5, e R2 e R5 j untamente com çj carbono ao' qual se líga-m f ormam cíe1oatguíla C3-C12, ãlternativamente gicloalaui1a C4-C7, ou a1tetnativamente 25 ciclQhexila.

Em algumas concret'izações, R3\ nos .c.on:ipostos de fárruula II é -C'(OH) R2R5 e R4 é alqu'ila C'l-C6, alternativamente alquila CI-C3, alterna't.ivam'ente etila., Qü a aIternativaInente inetila, 30 tjm aspectQ impõrtante do processo da in'v.ençàQ é que ,a mistura de p,rodutcís int'errriediários que c ont ém c) nitroálcool de f órmul-a II contém. t amb'ém" ccmposto carbon:ila livre de fórmula II.I . O çojnpLost9 carbQnila livre funciona, nm etapa .de hí&ogenação/-alqRilaçãô· do 35 pròces-So, Pàra reagir eóm o nitrQ,álçQo'l para formar o aminQál.cool terçiário desejad.o.

µ_ · % m - 7 0 w Para proporcionar uma inistura de produtos íntermediá..rios que contenha compostQ carboníla livre, de .acordo cojn a , invenção, é usada uma quantidade do ccmposto eaíbonita em êXcesso relativamente ao necessário para s.e cQm.p]-etar a -· 5 reaçâo de condensação descrita acirna. Como res,ultado, o ccmpos to carbonila de fórmula III que não reagiu se mantérn presente na mistura de produtos íntermediári-gs e está portanto disponível paEa. a etapa de I-K hi_drogenação/alquí.lação. iO P"ara se alcançar um rendimento razoável e para reduzir a f.ormação de produtos secundários inde3e j ados, 'é' preferível que uma quantidade suficíente de compo-sto c'arbonila de fórmula III seja usada na e'tapa de reaçào de cçmdensação de modo a que, após a conclus.ão deSsa Feação, 1,5 a- mistura de produtos intermediários eontenh-a pelo menos

2. moles de composto carbonila de f.ó,rmula III livr.e. pQr mole de composto nitroálcool de fórrnula II na mistura de p'rodutos intermediàrios- A quantidade de composto carbonila a usar na etapa de' 20 condensação para proporcionar tal eXçessc} podq· SeE f-aci lrnente calculada pelos peEito.s na téc.nic?a, e d,ependerá essencialíneríte do número de átonios d.e hidrogênio no composto nitroalc.ano qu.e estíveFem dispcmíveis para a reação de cond,ensa'ç.ãQ. Por exemplo, 2- 25 nitropropano reagirá geralmente com uma m.ole de c.omposto c'arbonila na reação de conde.nsação. Portanto ,. para proporcícínar uma mistura de produtos intermeçliárips que contenha pelo menc}s 2 rrtoles de composto c-aFboníla livre

W pof mole de nit-roálcoôl, pe1c> m-enos. 3' m-ol.e.s do composto 30 carbonila por mQ1e1 de nitroaj-cano padem ser ussadas. na reação de condensação . Da. mesma forma, para nítrometa.no, pelo meno's cinco, equivalentes do compoSto çarbQniLa paçíçm seK µs'adas PàEà çada equivale'nte d.o. r1itEoalgarlQ. para nitF,0:etanQ e 1-nitro'proparI.0', podeín set usadas P'eio menós 35 quatr'Q e.q,uivaleRtEs do composto carbonila. A f.orma.ção cicj .amimálc.oo.l terciário deseja.do é alcançada através d.e hidro.genação/alquilação da mistura de produtos

S'= zbz = *=""*¶· .

m 8 -=- — +— e intermédios eín presença de hidrogênio e de um catalisador » de hídrogenação de modo a que c) composto nitrQálcc)o1 de , fórmula Ií, q composto carbonila lívre da fórmula III, e o hidrogênio reajam para dar o aminoálcool terciário.

- 5 A reaçãQ de hidrogenação/alquilação é realizada na presença de hidrogênio gasoso em combinação com um catalisador de hidrogenação, por exemplo, níquel de Raney ou um catalisador baseado em platina ou paládio (Pt ou Pd sob a forma elementar ou como óxidos, com ou sem 10 suportes, p.ex., caEbono). O preferido é o níq\je1 de Raney. As condições de hidrogenaç.ão/alquilação po'dem ser facilmente determinadas pelos peritos na téc.nica, Para fins de exemplo, um intervalo de temperatura de cerca de 15 30-170°C, aIteEnativamente cerca de 100-120°C, e uma prèssão de cerca de 100-1000 psi (690. kPa-G900 kPa) po.dem ser LlSados. A çoncentração de catalisadór pode variar, e é tipicament-e entre cerca de 1 e 25 por cento em peso, com base no nitroálcool. Pode ser usadç) urrt solvente, tal 20 como metanol. A reação de hidrogenação é continuada até Sçr forInada a quanti-dade de produto desejada, preferivelmente até à cônçlu,Mo, qu.e é tipicamente de 1 a 12 horas. Qpcionalníente, o pr.ocesso da pr.esente inv"enção pode' ai'nda 2"5 incluir um passo final de guarnição de aldeídojcetona após a hidrogenaçào/alquilação. Nesse pass-o opcíonal, o composto carbonila de fórmulâ. iii adiçiona.l é lèntamentê a1ímentado na mistura de produtos de

V hidrôgenaçàQ/alquil-ação, e a mistura resultante man-tidá à m 30 tèmpératura ambíente durante um período adícional, p.ex., 1-3 horas. A etapa de gu..arni-ção pQde' ajudar a aumentar ainda mais a a1qui1açãa rL.9 prçjdutçj deseja.d.o, aL1Ine.ntand.o assiIrl pçjt.encia1ment-e q rendimento global do produto. P·Eeferivelmen.te, após a teação de 35 hidro'genaçã'o/alquil-ação, a mistura de pr.odutos interm.ediários contém pelo menos 0,5 por cento, alternativamente. pelo rne·nos. 5 pg:r cfntg, sll.t.ernatívamente

,_9 pelo rnenos 10 por cento, ou alternativaínente pelo menos 20 por cento em peso do aminoálco'ol tçrciárío desejado. o 'a'minQálcQol terciário pQde ser fij'trado paEa ô separar do Càtalisador.

ProcesslaHIênto adicional pode ser efetuado, 15 tal como a reúnoção do :excesso de solv.ente .sob vácuo, .e/Qu destilação do am.inoálcool terciário. m P C

O' aminoálcool tereLarLo Êj.r'epa.rad9 de acoKd9 çam a inven.ção é um, compõ,stQ de fórmula I:

'°>"M' " '" jkR:' R2

(I)

em que R2 é H òu alquila C-l-C6; R5 é H', alqüilâ C;j_Cg·, ou 1,0 cieloalquila C3-Ci2, ou R2 e R5 juntam'e,n'te c.om 0 carb'onQ "ao qual se ligam formam cicj.o·a1qui1a C3mC12; 'R3 e R4 são índependentemente alquila eI-"c6, cíç.loàlquila C3'-Cl2, otj - ç (OH) R2R5, ou R3 e R4 juntaménte cottl o c-ar.bcmo ao qual se ligam formam cicloa.lquila Ç3"CI?e í.S Em algumas concretizações da inven-çãQ, R2 e R5 nas cc)mpostos de fórmula I .s:ão ambos H.

Em algurnas corIcreLizaç¢jes,. R2 é h e- R5 é aLquila C1,-C6, alternativ'ament e alquila C.l-C3, alteEnatiyalnente eti,1a, cjü alternativãmente metila.

Em alguruas eQne-ret,izações da inv"enção", R2 e R5 são am'b.os ind.ependen'temente alquila 'Ci- Qn alternativamente são inde-pendentemente alquíl'a C1-C3. Em algumas çç)nçEetizaç'ões, R2 é H e R5 é' ç·içl9alqLlila C3- Cl2, a1temàtívamênte eie1òalqüi1a Ca"Ç?r Qü alternativamente ciçlQhexila¥ Em algumas concFetizaçãe's, 2!5 R2 e R5 j untament e cam o F=bclnQ ao qual s e ligam f q rmam cicloalquila C3-Çl2T armnàuvamenÊe ciQI9alqgjil.a C'a-C7, ou alterna.tivaw-entè cíç,L|Qhmijs, Em algumas c.òRcr'etí%açeE$F è% e R4 nos compostos de fórmula I .sãa aInbQ$ indepen&nt~nte- alquij-a Cj-CG, qjj 3'0 são independentement e a1qu'ií,a Çj-Ç;µ Em algu-mas co.n-çtetizaç"ões,. sàQ m'9s n"pmpila, aÁteÊnativaInen.te etila, ou alt.ern m ym€ nte met,ila.

Ern algumas

---10- — " : :

W concretizações, R3 e R4 juntamente com o carbono ao qual sé2 ligam f ormam cicloalquila C3-C12, alternativaIrLente cic1oalqui1a C4-C-7, Qü a1teEnativamente QiçlobeXi1a. Errí algumas concret iz.ações, R3 nos' compQstos de fórmula I 5 é -C.(OH) R2R5, e R2 e R5 s.ão ambos El. Em algumas concretizações, R3 é -C(OH)R2R5f P.z é H e R5 é alquí'la Cj- C6, alternativamente alquila Ci-C3, alternativamente etila, ou alternativamente meti1ã. Em éij1 gu1nas eoncretizações, R3 é -C(OH)R2R5, R2 é H e R5 é 10 cicloalquila C3-Cl2, altêrnativamentê ciclQalquila c4-c7, ou a Lternativamente ciclohexila. Em algumas concretizações, R3 é -C(OH) R2R5, e Pq e R5 são arribos independentemente alquila Cj-Cg, alternativamente são independe.ntemente alquila C1-C3. Em a.1gulnas 15 concretizações, R3 é -C(QH) R2RS, e R2 e Rs juntamente cqui q carbono ao qual se iigam fòrmam cicloalquila C3-C12, alternativarnente cicloalquil.a C4"C7, ou alternativamen-te ciclohexila. Em algumas concretiz'aç.ões, R3 nos compostos de fórmula I 20 é -C(OH)R2R5 e R4 é aLquíLa C1-C6, alternatív-aInente a.lquila Cl-C3, al-ternatívamente etíl-a, .ou àlternativamente metila. COinpostos preferidos de fórmula I incluem: 2- {dimetilamino) -2-met il-l-propanol, N, N- 25 dímetiltris (hidroximetil) aminometano, 2- (dimetilamino) -2- eti1propano-1, 3-díol, 2- (dime.tij-amíno) -2-meti1pr9pang- 1, 3-dio1 ou 1- (dimetilamino) ciglohexilrçletanÍD1. '(JtS amin0álcoois tu"-rciários, preparadQs dê aco'rdo cQm a invenção podem s.er 'usado.s em uina var'iedade de aplicações. 30 P,or exernplo, podem ser u3adc)s comQ neutralizadores em tinta-.s e revestimen.tos, aplicaçães; de process-amentçj de água e forlnulações de c'uidados pessQais e Èosméti.cas, ccmo ageÊi.tes eInµlsiQn.antes, çQmQ. ínibidores de 'eorrô'sào, p.ex., èm fluidem de metaIomec.âni ca,, ecírrio solubilizantes 35 d-e resínas', ca'talisadores de Esp.uma', estabiíizaMres de acabamento's e/'ou co.mo matéria-prima 'para a sintese químic-a de oµ.tro's ma-teriais úte-iS.

c µ F'" VV mm ·m= ·:Vv m m=¶ n h — = — - .

* *

E "Alquila" tal como usado na present'e descrição engloba grupos alífáticos de cadeia linear e ramificada possuindo . o riúmero de átomos de carbono indicado. Se Mq fo:r indícado um número (p- ex. , aril-alquil-) , então estão · 5 contemplados 1- 6 carbonos de alquila. Grupos alquila preferidos incluern, sem limitação, metíla,- etila, p-ropila, isopropila, butila, isobutíla-, sec-butila, terc- butila, pentila e hexila. A menos qríe indiç;adçl. de outra forma , o grupo alquila é opcionalmence substicuído cam 1, 10 2, ou 3, preferivelrríente 1 ou 2, de rnai-or preferência 1, substituintes que sejam compatíveis com as sinteses aqui descritas. Tais substitu'intes incluem, mas não estão Iiinitados a, ni-tro, halogêneo, ácíciçjs carboxí1icQs (PQ.E exemplo, C0-Ce-COQH) , e alceno C2-C6. Salvo indica.ção em. 15 contrário, os grupos substituintes an.teriore.s rião s.ào .eles próprios mais substituídos. O terInQ "cicloalquila" se refere a grupos hídrocarbonetos c.íclicos saturados ou parcialmente íns'aturadoS tendo o nümero inclic.ado de átomos de carbQno no anel. Se nenjmm 20' rjú.mero for especifícado, então estã0 contempl.a"lo.s 3 a 12 QaFbonc)s, preferivelmerite 3 a 8 carbDnos , e de maí.o'-r' preferência 3 a 7 car'bonos. Grupos cic-loalquila preferidos inclue-m, sem limitação, ciclopropíla, ciclobutila, ciclopentila, ciclgpentenila, cic-1ohe·xíl.a, 25 ciclohexenil-a, .cicloheptila e ci-clooctiLa. Salvo indicação em contrário, q grupo cicloalquíla é.

àpcionalmente substítuíd-o com 1, 2, cju 3, pr.eferivelmente 1 ou 2, de maior preferêncía 1, substituintes que sejam f compat íveis c.om a.s sinteses aquí des/ç.ritas . Tais

P

3.0 s,ubstitl]intes iMiú.m, was nM se litnitaIn a, alquiija CL- , C+g{ rtitrm, halQ'gêniQ, ácidos c,arhô%ilie.ç3s (p« ex.- , Cq_CW COOH) , k2 .alceno C2-C.6- Um substituinte prefe.rido é alquíla Cl":C"'6. Salvo índi'cação em co'ntrário, .os g-rupos substituínte's arlte'rioEe!s Mo são elès próprios mMS 35 :s.u.bst.ituídos. OS exemplas seguintes são ilustrativ.ós d.a inve.'nçàcj mas nàa se destinam a lijnitar o seu âmbito. Salvo indicação

F · ¶ " " T " " · r "_ 12

M em contrário, as razões, percent-age.ns, partes, e semelhantes aqui usadas são em peso.

EXEMPLQS Ex,emp1o 1 5 Preparação da 2- (dimetilarnino) -2-metíl-l-propanol (DMAMP) Con'versã.o de Z-nitropro.pano- (2-NP) em 2-nitro-2-m.etíl-l- propanol (NMP) .

3 equivalentes de formcel de metíla são carregados ¢"m um balão de reâção. A reaçâo é ratalisada com 0, 65% em moles .

10 de trietilamina (TEA) , a qual é adicionada ao formcejl de nzetíla . A mistura formcel de metíla/TEÀ é aquecida até 8 5 "'C e o 2 -NP é adicíonado aos poucos ao longo de aproxirnadamente 2 horas . A r'eação é seguida por um período de. espe.ra de úina hor.a a 8 .5 °C. pa.ra conversão 15 eompleta. A 60°C, é neeessário um perí-edo de êsper-a de 2 hpras para conversã(3 compj-eta, !. çonversào de nme' erri DMAME?. NMP é convertido em DMAMP através de urna redução gradual com hidrogênío para forrnar 2-amino-2-,metil-1-propanodiol (AMP) . O AME' não é isolado, 2'0 mas feíto reagir in, sit.u C'Oúl ç) foEmaldeÁdo em exces3D (da etapa 1) , de modo a que -q' dmamp seja eont irLuãment e fprmado durante a hidrogenação. Após a conclusão, e dependendo da temperatura durante a alímentação de NMP, a temperatura é aumentada para promover a metílação. 25 Varrimentos de CG de amostras em processQ apresent:am múltiplos picos. Esses vários c.ompost.os não são impurezas mas sim ínterrr!eciiáric)s, incluindo o monooxazolidina de Amp, o AMP monometilado e a monooxazoíidina de MMANIP. Depo:Í:s de 1 Mra a uma teínperatura elevada, uma guarníção 30 d.e f'ormcel de rrietila é lentamente íntro'duzída na autoclave. Após a gua.Er1ição d,e formçel de m,etila, q .reatot é man.tido à teIr!peFatura duEante rnai-s u1nâ hora para c:ompletar a mètilaçãQ- E?ara maio.r rendimento e' p.u-reza dQ produto, a alimentação 35 de NMP ê preferíve'lme-nte realiz.ada à temperatura prâtíc-a mais baixa (ver reàção #1 na tàbeíLà abaixo) . Pâra símp1.ifiçar 'ç} procésso, ría reação #2, tocMS os pas}sQs ciê g T " '— m- ' - 7 m = Né $ m m W 4 - . -T - _" "T m " - T: - T - —-

= = .. 13 e aütoclave são realizados a l0O°C.

Essa reaçãcí também Eunciona bem ernbora, tal como seria de esperar a temperaturas mâiÈi elevadas de alimentaç'ão de nitroálcool, existe alguma perda de rendimento, indícada pelo riível 5 nai s elevado de N, N-diDeti1isopropilaníina (DMIPA) . para Uiâior simplif icação do processo, ç) NMP pode ser ãlimentado a 65°.C e a água de arrefecimente desligada em pontos diferente3 para permitir que a reaçào eixotérmica aumente a temperatura antes da guarniçào de f armcel de lO m.etila (para completar a m-etílação) . CG-EM IQ[M+H] = 118 com um tempo de ret.en.çãQ de 8,07 rnin, çcnfirmando a formação de DMAMP.

A a.nálise de çg indica a conversão em DMAMP de entre 88% e 97%, depende ndo da s çonciições reacionais especificas usadas. 15 Exemplo 2 Preparação d'e N, N-di-metiltris (hídroximeti1)am-in'om.etano (DMTA) Conver,qão de nitFomet.ançj (NM) em tris (hidroximetil) rlitrotnetano (TN') ± 20 5 equivalentes de formcel de útetila 3ão carregad.os. no balão de reação.

A reação é. ca-t.alisada com 0, 4% e-m mo.les de trietílamina (TEA) , a qual é adicionada ao formcel de metila.

NM (1, 0 eq. molar) é alimentado a esta místura a uma velocidade tal que permta manteK a temperatura mtre 25 45-5Ô°C.

Uma vez adi¢ionadQ 0 NM, a místura rêacional é agitada durante rnais uma hçjram Durânte esse tempo, não é aplícada refri-geração externa e a t.emperatura írá cair leritamente.

Conversão de TN em DMTA.

U.m procedimento a.nálogo .ao 30 çleScrito j1cj Exêmpjo 1 é se-guido pâra converter TN ern DMTA.

CG-EPI IQ[M+H] = 150 com têrnpo de retençào de- 21,40 tnín, çonfirmândo a fo.r'maçã'o de.

DMTA.

E:xemplo 3. Pr.eparação de 1- (di-metilamino) ciclohexilametanol

/ \ IN(CH3)2

\—OH V - .

14 L " F 09 — qo— a '. —~' .=

U Um balão de 2 litros com 3 bocas equipado. cQm uírj agitadQr rriagnético, atmosfera de nítrogêriio, manta .d.e aquecimento H çontrolado por termopar e funíl de adi-ção é carregado c.om Fçrmcel de rneti-la (55% em peso cje forulaldeídQ em · 5 metanol/água: 262,66 g/4,81 moleS) e eom 2 mL .de tríetilami-na. O funil de adição é 'carr.egado com nitrociclohexano (193,76 g/1,5 moles). O RitrQciclohexano é adicionado à solução de Formcel durante um período de. j,25 horas, com agicação sob uma atmosfera de nitrogênio. 10 Durante a adição, a temperatura da reação é mantida a cerca de 45°C. Uma exotermia suave é observada nQ inicio da adição. Apõs conclusão da adição, a mistura reaci-onal é aquecida a 70"C. A análise de CG é executada após 3 horas a 70"C e apresenta >95% de conversão em 1- 15 nitrociclohexanometanol. Uma autoclave de Parr de 2 lítros é carregada com rnetanol (240 g) e catalisador níquel de Raney (R-3111, 50 g de peso úmido). O reator é selado, purgad9 cqw nitrogênio seguido por ptirga com hidrogênio e çíepoi,s levado para 20 lOO'C sob pressão de hidrogênio de 500 p.si (3445 kilopascal). Com agitação rápida (650.-700 rpm), a s-olução de niteocíclohexanometanol de cima - diluída coítl mais 150 m1 de meta4ol - é adicionada ao 1orlgQ de um períQdD de eerca de 3 hòras, mantendo o reator a 1OO"C/700-750 psi 25 (4823-5168 kikpascal) de hidrogênio.. Quan.do a adição está completa, a agitação a 1OO°C,/700-750 psi ('4823-5168 kíl9pasc'al.) d·" .h,idrogênio é continuada durante cerca de 30 minutos, depois é removida uma amostra para análise d.e CG: a c-onv'ersào em produto é d,e cerca ,de 75.%. Uma sQ1uçã.ò 30 de 50 mL de Formcel e 50 mL de' rrtetanol é entào adicioríada ao reator ao longo de um periodo de cerca de 45 minutos, uLanterIdo um ag,itação rápidà a 1OÕ°C/7'00-750 psi (4823- $168 kilQp.aseal) de hidrogénio. Após essa adiçã9 estar camp.let.a, as condiçães são wantidas dura'nte 3 h.oras, em 35 seguida outra amostra de CG é tomada: a convers.ão no prodüt9 allIüenta PâEà '83%. Sã.Q adigiQnadQ's nja.is 25 mjj de Ebrm-cel àQ Featç)r chirante cerca de 30 minütos, em seguida

. — —n

W lO a'gitação rápida a iOO°C/700-750 psi (4823-5.168' kilopascal) de hidrogênia é manticla dLlr.an.te cerca de 3,5 . hOras. Uma amos tra de CG tornada nesse ponto mostra uma ç.9nversao de 90% no produto. Após arref·ecimento até à ' 51 t'eInperaturá amb i.ente , o reator é purgado, aberto e o. produto bruto isolado por meio de filtração em vácuo. O filtrado limpido, cof de pêssego é "separado num e.vaporador rot,ativo (vácuo a 50°C/29") , j:endendo 212 g de ó Leo avermelhàde límoido que s3oliÁifiea em üm sólido 10 branco cris.talin,o ao arre.tecer. Esse. prQ.dutQ é destilado s,ob vácüo dandQ urrí I.íquido límpido, incolor, móvel ccm um pon'to de ebulição de 129-130"C/27 ton. Um total de 180,6 g é recolhído (rendimento de 77%) . o pKoduto solidifigà ao arrefece'r em üm sólido cristalino kraneo, pf = 38- 15 41°C. Uma análise de CG indica 97,3% de 1-(dimétilàminò) - c;jclohexilmetano1, com 1, 8°0 .de 1- (meti-Lamino) ciclQhexanQrrletanol, e 0, 9"5 da oxazolidina de 1-aIl7inociclohexarlontetanoI- E:xemplo 4 20 Preparação de 2- (dimetilamíno) -2-InetilprDpano-1, 3-diôl Um balão de 500 ml, coIn 3 bocas equipado com um agitador n1agnétíco, atmosfera de nitrogênio, manta de aqueeimen'to çontrolado por termopar e funil de adição é carregado com Fornicel de metila (55") ern peso de formaldeído em 25 m'etanol/água: 126 g/2,31 moles, 4,2 equivalentes) e com

0.,5 g de tríetilamína. O furíil d.e adição é cartegado çqul nitroetano (75 g/l, 0 mol, 1 equiva1ente) . o nitroetano é adicionado à soIução de Formcel durantê úm peFí0dcj de. 45

W min1jtDs, c'om agitaçào sob urna atrrtosfera de nitrogênio.

N 3D Dú-rante a .adiçãa, a teinperatu-ra da reação é mantida a cerca cíe 60°C. Uma exo.termia suave é observada no ínícío da adiçãm De'poi.s de Se c-ompletar a std;Lção, a reãção é deimda a ag.it-ar à temperatura aInbiente de um dia para ç) 0utrQ'. Ap6s Qsse tempo, a reação é comideràda c'ompj-eta e 35' g)' material usado' ná reação d.e hi'dro'genaçào/a1quilaçã.o tal 'cQmQ está.

'"::" [¶ F" K " 1:6 =— 6 ||'= "

N

W Upia autoclave de Parr de 2 litros é carregada c.orn metanol (250 g) e cata.li-sador níquel de Raney (R-3'I11, 50,8 g de .. p.eso úmido) . O reator é selado, purgado com nitrQg.ênio, Seguido por purga com hidrogênio e em s'egui'da levado a 0 5 45°C sob pressão de hídrogênio de 5.00 psí - Qua'ndo a temperatííra atinge a marca desejada, a pressão do reator é aumentada até aproxímadamente 700 psi. Cçm agitação rápida {600-640 rpm) , a solução de 2-metil-2- nitropropano-l, 3-dio1 de cima - diluida ccm mais 100 mL. 10 de metanol - é adicionada ao longo de um periodo de cerca de 2,5 horas, manterido o reator a 45°C/700-750 psi de hidrogênio. Quando a adição está cojnpleta,, a agitação a 45°C/700 750 psi de hidrogênio é continuada durante eeroa de 30 minutos e em seguida é removida uma amostra para 15 a.nálíse de CG: a conversão no produto é de cerca de 74%. Para conseguir que a reacão·> se conclua depressa, a temperatura da autoclave é aumentada para 120°C. Quando a temperatura estabiliza, uma solução de 40 mL de Formcel e 40 mL de metanoí é em seguida adicicinada ao reator a uma 20 velocidade de aproximadamente 2 mL/min durante um periodo de cerca de 50 miriutos, mantend.o agitaçã.o rápida a 120°C/700-750 psi de hidrogênio. Após" êssa adiçao estar completa, as eondições sào mantidas du-rante 1 hota, e em seguida é tamada outra arnostra d.e 'CG : a conversão em 25' produto aumentou para 91%. São adicionados mais 100 íríL de solução Formcel/me.tanol ao reator aQ Longg de- um. p.eríodçj de 55 minutos, depois agitação rápída a 1,2O°C/7O0-750 psi de hidroqênio mantida durante cerca dè 1 hora . Uma

K àmostra de CG to"mada n-esse pontQ apre'senta uma conversão 3á rIp produto de 99%. ?' Após a.rTefeciInentQ at'é à tempe.Katura ambient.e, o reatcEr é ventiladQ, abertò ê q produto bruto ísolada põf !neiQ de filtração em vácuo. O filtrado incolor, Iímpido é removid-o num e.vap..orador rotativo (vác-uo a. 50-55°'C/29-30") 35 para r'emover a áglIa/metanol. O s.õlidçi br'anco úmi.do pèsu1t-ant,e .é 1ayad.Q coítl pentano e o sólido sepaFadQ do 1| p|entan0 atÉ'avés de aspiração. O máterial é s.ee.o âQ ar m ¥M

17.. _r * · W' durante cerca de 30 minutos, seguido por secagem em, fornQ * de vácuo dnrante rnais 6 horas a 50°C para remove.E . quaisquer solventes residuais. Esse prcíeess.ó p.roporciò'na àptoximadamente 121 g (rendimento global de 73%) de 0 5 DMAMPD puro ccjm uma pureza >99%. CG-E,M IQ[M+H] = 1.34 cqri WÍi tempo de retenção de 10, 75 min confirma-ndo a formação do produto desejado. 'H-RMN (CDCl3) : ao, 93 (s, 3H) , 2, 32' (S, 6H) , 3, 57 (S, 4H) . l3C-RMN (CDCl3) : â23,74., 49,10, 71, 72 e 75, 22 ppm. Titulação de Karí Fisher - teor de 10 água de 0,28'%. pKa: 9,7. Êx'emplo 5 Prepar'ação de 2- (dimetilamino) -2-etílpr9pan!ej-1, 3-diol Usando nitroetano e mais de 2 eq,uivalentes de formaldeído (Fo.rmcel de metil'a) corno materíais de EjaKtida, e seguindo , 15 c) procedimento geral- dos Exemplos 1 e 2 fazendo variações não cííticas, pode ser obtido o ccmposto do- título. Embora a invençâo tenha sidQ descríta acima de acordo com as suas corlcFetizações preferidas, pode ser modífícada dentro do espírito e âmbito desta descriçãcc Esse pedido

20. é portanto destinado a cobrir quaisquer variações, usos ou adaptações d.a. invençào usando os pEincípios gerais aqu-i divúlgados, A1éIn disso, q pedido pFetende gobr.iK tais desvios da pre'sente dèscrição como vêm dentro da prática cQnhecida Dlj habitual ria té.cníca à qual essa .25 invenç.ãQ di z respeitQ e que se mantenham dentro das limites das seguintes reivindicaçõe's.

* £

Claims (8)

r " ^ ¶ " m " L ·¶'7 e · · L 4 = - 7 77Cm = ·· % q·q · e— ?x · 7 £ = "n W -Y -;= "' REIVINDICAÇÕES

1. Pr.ocesso para produção de um composto a-minQálcQQl tercíário, apresentando a fórrnula I: HOR3~R4 R2

Ü R5"\RJR:' R? (T) ande R2 é H ou alquija. C1-C6; 5 Rs é h, aIquila Cl-C.6 ou àicloalquila C3-C12, ou R'2 e R's juntamente com 0 carbono. ao qual se Iigam f o.rmarrl éi'cloalquila C3-c12; R3 e R4 s'ão indepe.n.dent£mente alquila C1-C6, cicloalquila C3-Cl2, ou -C (OH) R2R5, ou R3 'e Rá juntamente com o carbono 10' a.o qual se ligam formam cicloalquil-a- C'3-ClZp. ç-aEa'ç-tQEizadQ pelo Eato de compreender: -(a) famr reagir um composto nitroalçanQ. de fórmula iv eín qu-e r e Rí são independentemente H, alquila Cj-Cg, ou :x:2, (1\') cicloa.lquila' C3-C'l2 com um excesso molar de um c.omposto 15' carbonila de' fórmula III

O RÃ, (Hi) na p'resença de um c'atalisador -básico pa'Ea formar uma mistura de pr9dutQs i-n.teÊmediáriQs çQmpreendendQ cQmp.Qst9 çarborLj1a Iivre de fSrmul.a I"II gg um compQ,sto nitroálcool :m de Íórmula II ::t:t (,11) 2Q '(b) hidrçjge'n.ar a rrÍístuEa de p.Eodutos in.teEm?'diáFios nej pFesença de hidrejgèrliQ e de uui catalisador de hidr0genaçÊío de modo a que o cRFupostQ nitro.álcool de

Z.

fármula II e q c-orctposto carboníla livre de fórmula III reaj am neí.a pam Eormar c) composto aminaálc'.oQl terciário dç Eónnula I,

2. precesso',, de aco.rd.o com :ã reivindicação 1, 5 ca'rac,ter.i.zado pe.lm Eato de a 'mistura de produtos inte'rme-diár'íos da et.apa (a ) compreende pelo menos duas molçs dç cornpÜsit.Q çarboniia livre de fórmula III po:r niole de cornposto nitroálcQ0l de fórmula IT.

3. Processo, de qualquer uma das reivin.dic.ações 1 ou 2, '1!0 .caracterizado pelo fato de ser adicionado mais composto ca-rborLila de fórmuj-a III após a etapa (b) , q.

ProcessQ, de acordo com qúalquer uma das reivirldicações de 1 a 3, .earacterizadQ pelo. fato d'e R3 e % setem cada um independ.entemente al.quila Cl-C6.

5. E'rocesso, de acordo coín qualquer uma d.as Éej-víndicações de 1 a 3, caracterizado pel-o fato de R3 e R4 serejn cada Llm -C (OH.)R2R5.

6. Processo, de -acor'dQ cQTrl qualqíier uma das reivindicações de 1 a 3, caract'e'rizado pelo fato de R3 ser -C(OH)R2R5 e Ra ser alquila C1-C6.

7. Processo, de âcordo com qualquer uma das teivindicações de 1 a 3, earacteFizadQ pelo fàtQ de 'R3 e R4 j untos com o carbono ao qual se ligam formam cjLcloalquila 'C3-Cl2.

8. Processo, de acordo com qualquer um.a das Eeivindicações .de I a 7', caEacterizado pelo Eato de R2 e R5 serem H. 9@ Prclce3,sQ, d.e acordo cam, qu-alquer uma das, reivin-dicações de I a 8, caracterizado pelo fato de após 30' a etapà (b) , a concentraçào do comp0stcj .amin'oálcoò1 térciário dé fórmula i na mistura de produtcj-s interruediário3 &er de pélò menos 0., 5 por c-ento etri peso.

1'0 . PrQces5c), de a'cordo qualquer uma das reivindioações d'e 1 a 9, caracterizado pe'lo fa to de g compo-sto de '35 f.õrmula I ser 2- (dimeti iamind -2'-ínet iÀ-l-propaml, N ,N- 'dimetílt rí s (hidroYimet il) aminometarjQ, 2 - (dimet ilamino) "2-'

eti1propà,no-1, 3-diol, 2 - (dime'tilàmino) -2-rnetilpropano·- 1,.3-diQl ou 1- (dimetilamino) eiclohexilmetanoj-.