BR112019021438A2 - um processo para purificar uma composição crua que inclui um composto de monoterpeno, como um álcool de monoterpeno monocíclico, por meio de cristalização de material fundido em camada - Google Patents
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Abstract
a presente invenção se refere a um processo para purificar uma composição crua que inclui um composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monocíclico, cetonas de monoterpeno monocíclico, monoterpenos de epóxi bicíclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados, como, de preferência, um álcool de monoterpeno monocíclico, em que o processo compreende a etapa de realizar uma cristalização em camada com um material fundido da composição crua, e em que o material fundido da composição crua, que é submetida à cristalização em camada, inclui solvente que contém oxigênio em uma concentração de 20 ppm para 2 % em peso, em que o solvente que contém oxigênio é selecionado a partir do grupo que consiste em água, c1-6-álcoois, c1-6-ácidos carboxílicos, c1-6-cetonas, c1-6-aldeídos, c1-12-éteres, c1-12-ésteres e misturas de dois ou mais dos solventes supramencionados.
Description
UM PROCESSO PARA PURIFICAR UMA COMPOSIÇÃO CRUA QUE INCLUI UM COMPOSTO DE MONOTERPENO, COMO UM ÁLCOOL DE MONOTERPENO MONOCÍCLICO, POR MEIO DE CRISTALIZAÇÃO DE MATERIAL FUNDIDO EM CAMADA [0001] A presente invenção se refere a um processo para purificar uma composição crua que inclui um composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monocíclico, cetonas de monoterpeno monocíclico, monoterpeno de epóxi bicíclico e misturas de dois ou mais dos compostos mencionados acima, por meio de cristalização de material fundido em camada, a uma composição enriquecida de um composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monocíclico, cetonas de monoterpeno monocíclico, monoterpeno de epóxi bicíclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados, a uma mistura racêmica de L-(-)-nisopulegol e D-(-)-n-isopulegol e aos usos dos mesmos.
[0002] Os compostos de monoterpeno, como, em particular, álcoois de monoterpeno monocíclico, cetonas de monoterpeno monocíclico e monoterpeno de epóxi bicíclico, são um grupo importante de compostos químicos de ocorrência natural e compreendem, por exemplo, isopulegol, 1,8-cineol, carvona, mentol, alfa-terpineol, timol, carvacrol, piperitenol e álcool pirilílico. Timol, por exemplo, é caracterizado por um alto efeito fungicida e bactericida e é usado por conta dessas propriedades em pasta de dente, enxaguante bucal e produtos semelhantes. Também o carvacrol é um bactericida, enquanto alfa-terpineol é um aroma, que é usado, por exemplo, em sabonetes e perfumes. Como exemplo adicional, 1,8-cineol,
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2/34 que é um monoterpeno de epóxi biciclico e de ocorrência natural como um ingrediente de óleo de eucalipto, é usado na medicina humana e veterinária como medicamento assim como um agente aromatizante em perfumes. Carvona, que é uma cetona de monoterpeno monociclico, é usado em aplicações alimentícias e agricultura. Como exemplo adicional, mentol, isto é, 2-isopropil-5-metilciclo-hexanol, é um composto orgânico de ocorrência natural em hortelã japonesa, hortelãpimenta e outros óleos de hortelã. Oito estereoisômeros de mentol são conhecidos e alguns desses têm propriedades desinfetantes e são usados para artigos de higiene pessoal, para artigos de higiene dental e para artigos de higiene oral, enquanto o estereoisômero (-)-mentol tem um sabor característico e é usado como aroma em cigarros, gomas de mascar e balas. Isopulegol, isto é, 2-isopropenil-5metilciclo-hexanol, é muito semelhante a mentol e difere de mentol em que o mesmo compreende, ao invés do grupo isopropila saturada, o grupo isopropila insaturada. Por conta dessa razão, isopulegol é frequentemente usado como composto de partida para preparar mentol ao hidrogenar o isopulegol.
[0003] Conforme indicado acima, cada um dentre os compostos de monoterpeno e, particularmente, cada um dentre os álcoois de monoterpeno monociclico existe na forma de diversos estereoisômeros, enquanto as propriedades características dos compostos de monoterpeno, como os álcoois de monoterpeno monociclico, podem diferir significativamente dentre os únicos estereoisômeros. Por exemplo, mentol tem três centros de quiralidade, ou seja, o átomo de carbono do anel de ciclo-hexila ligado ao grupo
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3/34 hexila, o átomo de carbono do anel de ciclo-hexila ligado ao grupo isopropila e o átomo de carbono do anel de ciclo-hexila ligado ao grupo metila. Por conta dessa razão, existem oito estereoisômeros de mentol, ou seja, quatro diaestereoisômeros, que são mentol, isomentol, neomentol e neoisomentol, e dois enantiômeros, ou seja, os ( + )- e (-)enantiômeros, de cada um desses diaestereoisômeros. Apenas um desses oito estereoisômeros, ou seja, (-)-mentol, tem o sabor e aroma característicos, para os quais mentol é conhecido. Devido a isso, mentol tem que ser sintetizado na forma estereoisomericamente pura ou tem que ser purificado após a síntese de modo a estar na forma estereoisomericamente pura necessária.
[0004] Um processo conhecido para sintetizar (-)-mentol é purificar, em primeiro lugar, isopulegol de modo a obter L-(-)-isopulegol estereoisomericamente puro ou pelo menos estereoisomericamente enriquecido e, então, em segundo lugar, hidrogenar o L-(-)-isopulegol em (-)-mentol. Frequentemente, L-(-)-isopulegol é purificado por meio de cristalização. A cristalização é, além da destilação e extração, um dos processos industriais mais importantes para separar e purificar uma substância de uma mistura, em que a substância a ser purificara está contida em uma concentração alta, média ou até mesmo baixa. Mais especificamente, os cristais sólidos enriquecidos na substância a ser a forma separada e purificada durante a cristalização de uma solução ou material fundido, contanto que a substância a ser separada e purificada tenha, na forma pura, uma solubilidade menor que a mistura dessa substância com as outras substâncias incluídas na solução ou a substância a ser separada e
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4/34 purificada tenha, na forma pura, uma temperatura de congelamento maior que a mistura dessa substância com as outras substâncias incluídas no material fundido, respectivamente. Normalmente, os processos de cristalização de material fundido são subdivididos em cristalização de material fundido em camada e em cristalização de material fundido em suspensão. Durante a cristalização de material fundido em suspensão um material fundido que inclui pelo menos dois compostos diferentes é resfriado em um recipiente para que os cristais sejam formados resultando em uma suspensão de partículas cristalinas, que são enriquecidas na substância a ser purificada e que são dispersas no material fundido desprovido da substância a ser purificada. Após a conclusão da cristalização, os cristais são separados do material fundido, se necessário, adicionalmente purificado, como em uma segunda etapa de cristalização ou por meio de um outro método de purificação. Ao contrário disso, durante a cristalização de material fundido em camada os cristais crescem em uma superfície de parede resfriada, em que o calor de cristalização gerado é conduzido através da camada de cristais. Devido a isso, os cristais são mais frios que o material fundido em um método de cristalização em camada, enquanto os cristais têm pelo menos substancialmente a mesma temperatura que o material fundido em um método de cristalização em suspensão. Por conta dessa razão, um gradiente de temperatura é gerado entre a camada de cristal e o material fundido durante um método de cristalização de material fundido em camada, em que esse gradiente de temperatura é a força de acionamento para a cristalização. Os processos de cristalização de material fundido em camada
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5/34 são de importância industrial especifica. No presente, dois tipos gerais de cristalização de material fundido em camada são conhecidos, um dos quais é a cristalização estática. Durante a cristalização estática, a fase liquida não é movida e, então, os cristais são formados e crescem em uma fase liquida estática. Mais especificamente, um típico cristalizador estático compreende uma pluralidade de paredes, como placas ou tubos ou tubos afinados que podem ser resfriados e aquecidos circulando-se um meio de transferência de calor através do interior das placas. No começo, o cristalizador estático é preenchido com mistura de alimentação líquida incluindo a substância a ser separada e purificada em uma determinada concentração juntamente com uma ou mais outras substâncias (indesejadas) de modo que as placas façam contato com a mistura de alimentação líquida. Então, as placas do recipiente de cristalização estática são resfriadas para uma temperatura abaixo da temperatura de congelamento de equilíbrio da mistura de alimentação líquida para que os cristais enriquecidos na substância a ser separados e purificados sejam formados e depositados nas superfícies externas resfriadas das placas. Como uma consequência da deposição da substância a ser separada e purificada nas superfícies externas resfriadas das placas, um material fundido é formado a partir da mistura de alimentação líquida, que tem uma concentração menor da substância a ser separada e purificada que a mistura de alimentação líquida. A cristalização é conduzida enquanto necessário para separar a quantidade desejada de substância a ser separada e purificada do material fundido. Após a conclusão da cristalização, o material fundido é
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6/34 completamente removido do recipiente de cristalização, o resfriamento das placas é terminado e opcionalmente as placas são aquecidas para que a camada de cristais formada nas superficies externas das placas derreta, antes de o material fundido ser removido do recipiente de cristalização a fim de obter a substância separada e purificada. A fim de aumentar a pureza do produto-alvo, a camada de cristais pode ser submetida à transpiração aquecendo-se gentilmente, a mesma até uma temperatura próxima da temperatura de fusão da substância purificada a fim de fundir parcialmente os cristais, antes de fundir os mesmos.
[0005] 0 documento US 7.868.211 B2, por exemplo, revela um processo para purificar uma mistura de isopulegol cru por meio de cristalização, que pode ser realizada, por exemplo, como cristalização em camada dinâmica ou como cristalização em suspensão. 0 material fundido cru aplicado na cristalização pode compreender pelo menos 70 % em peso de isopulegol incluindo diferentes estereoisômeros de isopulegol, em que durante a cristalização L-(-)-isopulegol estereoisomericamente enriquecido é cristalizado. Mesmo se esse processo permitir obter o L-(-)-isopulegol estereoisomericamente enriquecido, a eficiência de separação e capacidade desse processo não é satisfatória.
[0006] Em vista disso, o objetivo fundamental à presente invenção é fornecer um processo para purificar uma composição crua que inclui um composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monociclico, cetonas de monoterpeno monociclico, monoterpeno de epóxi biciclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados e, em particular, que inclui um álcool de
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7/34 monoterpeno monociclico, que tem uma eficiência de separação esteroisomérica melhorada de modo a obter um estereoisômero especifico do composto de monoterpeno em uma alta pureza estereoisomérica, e que tem uma capacidade ou eficiência de cristalização aumentada, respectivamente, de modo que o processo leve a um alto rendimento assim como alta pureza estereoisomérica da substância-alvo, em que o processo é, além do mais, eficaz em termos de custo, eficaz em termos de energia e requer pequenas usinas comparáveis.
[0007] De acordo com a presente invenção, esse objetivo é satisfeito fornecendo-se um processo para purificar uma composição crua que inclui um composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monociclico, cetonas de monoterpeno monociclico, monoterpenos de epóxi biciclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados, em que o processo compreende a etapa de realizar uma cristalização em camada com um material fundido da composição crua, em que o material fundido da composição crua, que é submetida à cristalização em camada, inclui solvente que contém oxigênio em uma concentração de 20 ppm para 2 % em peso, em que o solvente que contém oxigênio é selecionado a partir do grupo que consiste em água, Ci-e-álcoois, Ci-e-ácidos carboxilicos, Ci_ e-cetonas, Ci-e-aldeídos, Ci-12-éteres, Ci-12-ésteres e misturas de dois ou mais dos solventes supramencionados.
[0008] Esta invenção se baseia na constatação surpreendente de que pela realização de uma cristalização de material fundido em camada de uma composição crua inclui um composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monociclico, cetonas de
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8/34 monoterpeno monociclico, monoterpeno de epóxi biciclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados e, particularmente, que pela realização de uma cristalização de material fundido em camada de um álcool de monoterpeno monociclico cru inclui a composição, ao qual um solvente que contém oxigênio especifico é adicionado em uma quantidade especifica, ou seja, ao qual um solvente que contém oxigênio selecionado a partir do grupo que consiste em água, Ci-eálcoois, Ci-6-ácidos carboxilicos, Ci-e-cetonas, Ci-e-aldeídos, Ci-i2-éteres, Ci-12-ésteres e misturas de dois ou mais dos solventes supramencionados é adicionado em uma quantidade para que a concentração de solvente que contém oxigênio na mistura crua que é cristalizada é 20 ppm para 2 % em peso, não apenas a eficiência de separação esteroisomérica é aprimorada, mas também a capacidade ou eficiência de cristalização, respectivamente, é significativamente aumentada para que o estereoisômero-alvo do composto de monoterpeno seja obtido em uma alta produtividade e em uma pureza estereoisomericamente alta. Além do mais, supõe-se que pela adição da quantidade especifica do solvente que contém oxigênio especifico à composição crua, a formação de uma fase metastável do composto de monoterpeno é aromatizado. Os compostos de monoterpeno selecionados a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monociclico, cetonas de monoterpeno monociclico, monoterpeno de epóxi biciclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados, que podem ser polimorfos, como, por exemplo, álcoois de monoterpeno monociclico e, em particular, isopulegol, se cristalizam em diferentes modificações de cristal em diferentes temperaturas, em que a fase (ou fases) metastável
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9/34 derrete em temperaturas significativamente menores do que a fase (ou fases) estável. Ao saborizar a formação da fase metastável do composto de monoterpeno durante a cristalização, a eficiência de separação, assim como o desempenho de drenagem da primeira fração de transpiração, pode ser significativamente aprimorada. Em suma, o processo de acordo com a presente invenção leva a uma alta produtividade assim como à pureza estereoisomericamente alta da substância-alvo, em que o processo é adicionalmente eficaz em termos de custo, eficaz em termos de energia e requer pequenas usinas comparáveis.
[0009] A purificação de uma composição crua que inclui um composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monociclico, cetonas de monoterpeno monociclico, monoterpeno de epóxi biciclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados significa, de acordo com a presente invenção, que a concentração do composto de monoterpeno no produto cristalizado é aumentada em comparação com a concentração do composto de monoterpeno na composição crua e/ou que a concentração de um ou mais estereoisômeros do composto de monoterpeno no produto cristalizado é aumentada em comparação com a concentração do respectivo estereoisômero (ou estereoisômeros) do composto de monoterpeno na composição crua. Assim, o termo purificação de uma composição crua que inclui um composto de monoterpeno particularmente compreende a separação estereoisomérica, como separação enantiomérica, de um composto de monoterpeno e, particularmente, de um álcool de monoterpeno monociclico e, então, compreende também o caso em que a concentração de um
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10/34 ou mais estereoisômeros do composto de monoterpeno no produto cristalizado é aumentada em comparação com a concentração do respectivo estereoisômero (ou estereoisômeros) do composto monoterpeno na composição crua, mesmo se a concentração do próprio composto de monoterpeno no produto cristalizado for menor que aquela do composto de monoterpeno na composição crua.
[0010] Em relação ao composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monocíclico, cetonas de monoterpeno monocíclico, monoterpeno de epóxi bicíclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados, a presente invenção não é particularmente limitada. Então, o processo, de acordo com a presente invenção, pode ser usado para purificar uma composição crua que inclui um composto de monoterpeno, como um composto selecionado a partir do grupo que consiste em isopulegol, mentol, alfa-terpineol, timol, carvacrol, piperitenol, álcool pirilílico, 1,4-cineol, 1,8-cineof, carvona e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados. De preferência, o composto de monoterpeno é selecionado a partir do grupo que consiste em isopulegol, mentol, alfa-terpineol, timol, carvacrol, 1,8-cineol, carvona e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados. Ainda com mais preferência, o composto de monoterpeno é, de preferência, isopulegol, 1,8-cineol e/ou carvona, e, com máxima preferência, isopulegol.
[0011] A presente invenção é particularmente adequada para purificar uma composição crua que inclui um álcool de monoterpeno monocíclico, como um álcool de monoterpeno monocíclico selecionado a partir do grupo que consiste em
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11/34 isopulegol, mentol, alfa-terpineol, timol, carvacrol, piperitenol, álcool pirilílico e misturas de dois ou mais dos álcoois de monoterpeno monociclico supramencionados. Em particular, o processo da presente invenção é adequado para purificar uma composição crua que inclui diversos estereoisômeros de um álcool de monoterpeno monociclico. Bons resultados são, em particular, obtidos para purificar uma composição crua incluindo álcool de monoterpeno monociclico isopulegol, mentol, alfa-terpineol, timol ou carvacrol. Com mais preferência, o processo, de acordo com a presente invenção, é usado para purificar uma composição crua incluindo isopulegol e/ou mentol.
[0012] Ainda com mais preferência, a presente invenção se refere a um processo para purificar uma composição crua incluindo isopulegol. Nessa modalidade preferencial, a composição crua pode incluir uma mistura que contém dois ou mais dos oito estereoisômeros de isopulegol, ou seja, L-()-isopulegol, D-(-)-isopulegol, L-(+)-isopulegol, D-(+)isopulegol, L-(-)-iso-isopulegol, D-(-)-iso-isopulegol, L( + )-iso-isopulegol, D-( + )-iso-isopulegol, L-(-)-neoisopulegol, D-(-)-neo-isopulegol, L-( + )-neo-isopulegol, D( + )-neo-isopulegol, L-(-)-neoiso-isopulegol, D-(-)-neoisoisopulegol, L-(+)-neoiso-isopulegol e D-(+)-neoisoisopulegol. Com mais preferência, a composição crua inclui pelo menos L-(-)-isopulegol e D-(-)-isopulegol e, opcionalmente, um ou mais dos outros estereoisômeros de isopulegol.
[0013] Também em relação à concentração do composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monociclico, cetonas de monoterpeno
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12/34 monocíclico, monoterpeno de epóxi bicíclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados e particularmente do álcool de monoterpeno monocíclico, a composição crua não é particularmente limitada. Por exemplo, a composição crua pode conter o composto de monoterpeno e, de preferência, o álcool de monoterpeno monocíclico, como uma mistura de dois ou mais estereoisômeros de um álcool de monoterpeno monocíclico, em uma concentração de pelo menos 50 % em peso com base no total peso da composição crua. A concentração do composto de monoterpeno significa a soma das concentrações de todos os estereoisômeros do composto de monoterpeno incluídos na composição crua. Por questão de completeza, nota-se que a concentração supramencionada é referida à mistura crua como presente no começo da cristalização e, então, ao material fundido da composição crua como presente no começo da cristalização. Com mais preferência, a composição crua contém o composto de monoterpeno e, de preferência, o álcool de monoterpeno monocíclico em uma concentração de pelo menos 70 % em peso, ainda com mais preferência, de pelo menos 85 % em peso e, com máxima preferência, de pelo menos 90 % em peso, como entre 90 % em peso e menos que 100 % em peso. O teor dos estereoisômeros do composto de monoterpeno pode ser prontamente determinado por meio de métodos convencionais, como, em particular, por meio de métodos cromatográficos, como, de preferência, cromatografia gasosa.
[0014] Na modalidade preferencial da presente invenção, em que o composto de monoterpeno é isopulegol, a concentração do isopulegol na composição crua é pelo menos 50 % em peso, com mais preferência, pelo menos 70 % em peso, ainda com
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13/34 mais preferência, pelo menos 85 % em peso e, com máxima preferência, pelo menos 90 % em peso, como entre 90 % em peso e menos que 100 % em peso.
[0015] Na modalidade preferencial específica da presente invenção, em que a composição crua contém uma mistura de isopulegol de pelo menos L-(-)-isopulegol e D-(-)-isopulegol e, opcionalmente, um ou mais dos outros estereoisômeros de isopulegol, o teor do L-(-)-n-isopulegol na mistura de isopulegol é, de preferência, mais que 70 % em peso, com mais preferência, mais que 85 % em peso e, com máxima preferência, mais que 92 % em peso. Consequentemente, se a concentração total de isopulegol na mistura crua for 90 % em peso, o teor do L-(-)-n-isopulegol na composição crua é, de preferência, mais que 70 % x 90 % = 63 % em peso, com mais preferência, mais que 85 % x 90 % = 76,5 % em peso e, com máxima preferência, mais que 92 % x 90 % = 82,80 % em peso. O excesso enantiomérico (ee) é definido como (teor de L estereoisômero - teor de D estereoisômero) / (teor de L estereoisômero + teor de D estereoisômero) * 100 %. Então, o valor de ee é, de preferência, mais que 63, com mais preferência, mais que 76,5 e, com máxima preferência, mais que 82,80.
[0016] De acordo com a presente invenção, qualquer solvente que contém oxigênio selecionado a partir do grupo que consiste em água, Ci-e-álcoois, Ci-e-ácidos carbóxilicos, Ci-6-cetonas, Ci-e-aldeídos, Ci-12-éteres, Ci-12-ésteres e misturas de dois ou mais dos solventes supramencionados pode ser aplicado. Bons resultados são obtidos, em particular, quando o solvente que contém oxigênio for selecionado a partir do grupo que consiste em água, Ci-4-álcoois, Ci-4-ácidos
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14/34 carboxilicos, Cn-cetonas, Ci-4-aldeidos, Ci-e-éteres, Ci-eésteres e misturas de dois ou mais solventes supramencionados. Com mais preferência, o solvente que contém oxigênio é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metanol, etanol, iso-propanol, n-propanol, 1butanol, 2-butanol, ácido fórmico, ácido acético, acetona, formaldeido e misturas de dois ou mais dos solventes supramencionados. Ainda com mais preferência, o solvente que contém oxigênio é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metanol, etanol, iso-propanol, n-propanol, 1butanol, 2-butanol e misturas de dois ou mais dos solventes supramencionados. Ainda adicionalmente, de preferência, o solvente que contém oxigênio é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metanol e misturas de água e metanol. Com máxima preferência, o solvente que contém oxigênio é água. 0 solvente que contém oxigênio, em particular, água, pode ser adicionado à composição crua antes de submeter o mesmo à cristalização em camada, ou, alternativamente, pode estar incluído na composição crua a partir de uma etapa de destilação anterior.
[0017] De acordo com uma modalidade preferencial da presente invenção, o solvente que contém oxigênio não é acetona e o material fundido da composição crua, que é submetido à cristalização em camada, não contém acetona.
[0018] Em um desenvolvimento adicional da ideia da presente invenção, sugere-se que a composição crua inclua como composto de monoterpeno pelo menos L-(-)-isopulegol e D-(-)-isopulegol e, opcionalmente, um ou mais dos outros estereoisômeros de isopulegol e, como solvente que contém oxigênio, água, metanol ou uma mistura de água e metanol.
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15/34
Com máxima preferência, a composição crua inclui como composto de monoterpeno pelo menos L-(-)-isopulegol e D-()-isopulegol e, opcionalmente, um ou mais dos outros estereoisômeros de isopulegol e como solvente que contém oxigênio, água.
[0019] 0 solvente que contém oxigênio, que é, com máxima preferência, água, é adicionado à composição crua antes do começo da cristalização em camada.
[0020] De acordo com a presente invenção, a composição crua contém 20 ppm para 2 % em peso do solvente que contém oxigênio. Os bons resultados específicos são obtidos, quando o material fundido da composição crua, que é submetido à cristalização em camada, inclui 50 ppm para 1,5 % em peso, ainda de preferência, 100 ppm para 1,5 % em peso, com mais preferência, 500 ppm para 1 % em peso e, com máxima preferência, 0,1 a 0,5 % em peso do solvente que contém oxigênio. É particularmente preferencial um processo para purificar uma composição crua que inclui um composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monociclico, cetonas de monoterpeno monociclico, monoterpeno de epóxi bicíclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados, em que a composição crua inclui como composto de monoterpeno pelo menos L-(-)-isopulegol e D-(-)-isopulegol e, opcionalmente, um ou mais dos outros estereoisômeros de isopulegol e como solvente que contém oxigênio 500 ppm para 1 % em peso água e/ou metanol e, com máxima preferência, 0,1 a 0,5 % em peso água. O teor do solvente pode ser prontamente determinado pelos métodos convencionais, como para álcool (por exemplo, metanol e etanol) em particular, por meio de métodos
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16/34 cromatográficos, como, de preferência, cromatografia gasosa. 0 teor de água é determinado de acordo com a presente invenção por meio de tituladores de Karl Fischer volumétricos ou colorimétricos.
[0021] Em relação ao tipo de cristalização em camada, a presente invenção não é particularmente limitada. No entanto, os bons resultados específicos são obtidos, quando a cristalização em camada for uma cristalização estática. Mais especificamente, a cristalização em camada é, de preferência, realizada em um cristalizador estático, que compreende uma pluralidade de paredes, como placas ou tubos ou tubos afinados que podem ser resfriados e aquecidos circulando-se um meio de transferência de calor através do interior das placas.
[0022] A fim de aprimorar mais o rendimento do estereoisômero-alvo do composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monociclico, cetonas de monoterpeno monociclico, monoterpeno de epóxi bicíclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados e, em particular, do álcool de monoterpeno monociclico, sugere-se, em um desenvolvimento adicional da presente invenção que o processo compreenda adicionalmente uma etapa de iniciação que compreende o umedecimento de placas do cristalizador estático com um composto de monoterpeno e, particularmente, com um álcool de monoterpeno monociclico, que corresponde àquele a ser purificado. De preferência, o composto de monoterpeno usado na etapa de iniciação tem uma pureza de pelo menos 70 % em peso, com mais preferência, de pelo menos 85 % em peso, ainda com mais preferência, de pelo menos 92 % em peso e, com máxima
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17/34 preferência, de pelo menos 99 % em peso, como, em particular, de cerca de 100 % em peso. Então, na modalidade preferencial especifica da presente invenção, em que a composição crua inclui como composto de monoterpeno isopulegol e, com máxima preferência, uma mistura que inclui pelo menos L-(-)isopulegol e D-(-)-isopulegol e, opcionalmente, um ou mais dos outros estereoisômeros de isopulegol, a etapa de iniciação compreende o umedecimento de placas do cristalizador com uma composição que contém pelo menos 70 % em peso L-(-)-n-isopulegol, com mais preferência, pelo menos 85 % em peso L-(-)-n-isopulegol, ainda com mais preferência, pelo menos 92 % em peso L-(-)-n-isopulegol e, com máxima preferência, pelo menos 99 % em peso, como cerca de 100 % em peso, L-(-)-n-isopulegol. Também nessa modalidade, é preferencial que a composição crua inclua como solvente que contém oxigênio 500 ppm para 1 % em peso água e/ou metanol e, com máxima preferência, 0,1 a 0,5 % em peso de água. O teor do composto de monoterpeno pode ser prontamente determinado por meio de métodos convencionais, como, em particular, por meio de métodos cromatográficos, como, de preferência, cromatografia gasosa.
[0023] Em um desenvolvimento adicional da ideia da presente invenção, sugere-se que a cristalização em camada do processo de acordo com a presente invenção compreenda 1 a 10, com mais preferência, 2 a 6, ainda com mais preferência, 3 a 5 e, com máxima preferência, 4 estágios de cristalização.
[0024] A temperatura em que a cristalização em camada ocorre é - em particular, no caso em que o composto de monoterpeno é isopulegol e, de preferência, uma mistura que
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18/34 inclui pelo menos L-(-)-isopulegol e D-(-)-isopulegol e, opcionalmente, um ou mais dos outros estereoisômeros de isopulegol - de preferência, mais que 0 a 25 °C, com mais preferência, 5 a 20 °C e, com máxima preferência, 11 a 15
| °C. 0 tempo | de | cristalização | para qualquer | estágio | de | |
| cristalização | é, de preferência, | entre 10 e | 100 | horas, | com | |
| mais preferência, | entre 15 e | 50 horas | e. | com máxima | ||
| preferência, | entre | 20 e 40 horas | • | |||
| [0025] No | caso | em que a cristalização | em | camada | do |
processo de acordo com a presente invenção compreende mais que um estágio de cristalização, é preferencial que o processo compreenda, após o primeiro estágio de cristalização, a etapa de adicionar solvente que contém oxigênio a pelo menos uma das frações a ser cristalizadas em um ou mais dos estágios de cristalização adicionais. A razão, portanto, é que o licor-mãe seja desprovido durante qualquer estágio de cristalização de solvente que contém oxigênio, devido ao fato de que cerca de 40 % do solvente que contém oxigênio contido no material fundido cru no começo do estágio de cristalização é incorporado durante o estágio de cristalização na camada (ou camadas) de cristal, enquanto cerca de 60 % do solvente que contém oxigênio contido no material fundido cru no começo do estágio de cristalização permaneça no licor-mãe. A quantidade do solvente que contém oxigênio adicionado é ajustada para que a concentração do solvente que contém oxigênio, após a adição, esteja na composição crua entre 20 ppm e 2 % em peso, ainda de preferência, 50 ppm para 1,5 % em peso, ainda de preferência, entre 100 ppm e 1,5 % em peso, com mais preferência, entre 500 ppm e 1 % em peso e, com máxima preferência, entre 0,1
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19/34 e 0,5 % em peso.
[0026] De acordo com ainda uma modalidade preferencial adicional da presente invenção, o solvente que contém oxigênio é adicionado a pelo menos uma fração a ser cristalizada em um ou mais dos estágios de cristalização adicionais entre antes de qualquer um dentre o segundo a antes do estágio de cristalização final. A quantidade do solvente que contém oxigênio adicionado é ajustada para que a concentração do solvente que contém oxigênio, após a adição, esteja na composição crua entre 20 ppm e 2 % em peso,
| de preferência, 50 ppm | para | 1,5 % | em peso, | ainda de | |
| preferência, | entre 100 | ppm e | 1,5 % | em peso, | com mais |
| preferência, | entre 500 | ppm e | 1 % em | peso e, | com máxima |
| preferência, | entre 0,1 e | 0,5% | em peso. |
[0027] Com máxima preferência, após cada estágio de cristalização e antes do próximo estágio de cristalização, o solvente que contém oxigênio é adicionado à fração a ser cristalizada no próximo estágio de cristalização em uma quantidade para que a concentração do solvente que contém oxigênio, após a adição, esteja na composição crua entre 20 ppm e 2 % em peso, de preferência, 50 ppm para 1,5 % em peso, ainda de preferência, entre 100 ppm e 1,5 % em peso, com mais preferência, entre 500 ppm e 1 % em peso e, com máxima preferência, entre 0,1 e 0,5 % em peso.
[0028] De acordo com uma modalidade preferencial adicional especifica da presente invenção, sugere-se que a composição crua contém isopulegol - de preferência, uma mistura que inclui pelo menos L-(-)-isopulegol e D-(-)isopulegol e, opcionalmente, um ou mais dos outros estereoisômeros de isopulegol - como álcool de monoterpeno
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20/34 monociclico, em que, com o processo, um primeiro fluxo de produto e um segundo fluxo de produto são produzidos. Embora o primeiro fluxo de produto - que e obtido a partir da fração (ou frações) cristalizada do estágio (ou estágios) de cristalização - é uma fração de L-(-)-n-isopulegol enriquecida com uma pureza de L-(-)-n-isopulegol de pelo menos 98 % em peso, com mais preferência, de pelo menos 99 % em peso, ainda com mais preferência, de pelo menos 99,5 % em peso e, com máxima preferência, de pelo menos 99,9 % em peso (isto é, um valor de ee de, de preferência, pelo menos 96, com mais preferência, de pelo menos 98, ainda com mais preferência, de pelo menos 99 e, com máxima preferência, de 99,8), o segundo fluxo de produto - que é o material fundido restante ou licor-mãe, respectivamente, após o estágio (ou estágios) de cristalização - é uma mistura racêmica de L-()-n-isopulegol e D-(-)-n-isopulegol, em que, de preferência, o teor do L-(-)-n-isopulegol na mistura é mais que 50 % em peso, mas menos que 65 % em peso, com mais preferência, menos que 60 % em peso e, com máxima preferência, menos que 55 % em peso. Mais especificamente, o excesso enantiomérico de um dos estereoisômeros na mistura racêmica é, de preferência, menos que 10 %, com mais preferência, menos que 5 %, ainda com mais preferência, menos que 1 %. Uma pureza de L-(-)-nisopulegol de pelo menos 98 % em peso significa, nesse contexto, que o primeiro fluxo de produto inclui, com base no teor total de isopulegol, pelo menos 98 % em peso de L(-)-n-isopulegol. De preferência, o teor absoluto de L-(-)n-isopulegol no primeiro fluxo de produto é pelo menos 98 % em peso, com mais preferência, de pelo menos 99 % em peso e, com máxima preferência, de pelo menos 99,5 % em peso.
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21/34 [0029] Igualmente, se o composto de monoterpeno for diferente de isopulegol, o processo de acordo com a presente invenção leva os denominados grupos de formação de conglomerado a um primeiro e um segundo fluxos de produto, em que o primeiro fluxo de produto - que é obtido da fração (frações) cristalizada - é uma fração de composto de monoterpeno enriquecida com uma pureza de um estereoisômero especifico do composto de monoterpeno de pelo menos 98 % em peso, com mais preferência, de pelo menos 99 % em peso, ainda com mais preferência, de pelo menos, 99,5 % em peso e, com máxima preferência, de pelo menos 99,9 % em peso, o segundo fluxo de produto - que é o material fundido restante ou licor-mãe, respectivamente, após o estágio (ou estágios) de cristalização - é uma mistura racêmica desse estereoisômero e pelo menos um outro estereoisômero do composto de monoterpeno, em que, de preferência, o teor desse estereoisômero na mistura é mais que 50 % em peso, mas menos que 65 % em peso, com mais preferência, menos que 60 % em peso e, com máxima preferência, menos que 55 % em peso.
[0030] Conforme definido acima, enquanto o segundo fluxo de produto é o licor-mãe descarregado do cristalizador do último estágio de cristalização, o primeiro fluxo de produto é composto da fração (ou frações) cristalizada de um respectivo estágio de cristalização, em que a fração (ou frações) cristalizada é obtida fundindo-se a fração (ou frações) cristalizada na superfície (ou superfícies) resfriada do cristalizador.
[0031] A fim de aumentar a pureza do produto-alvo, é preferencial realizar, em qualquer um dos estágios de cristalização, pelo menos uma etapa de transpiração antes da
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22/34 fusão da função (ou funções) cristalizada na superfície (ou superfícies) do cristalizador. Transpiração significa que a camada (ou camadas) de cristal depositada na superfície (ou superfícies) é gentilmente aquecida até uma temperatura próxima da temperatura de fusão da substância purificada a fim de fundir parcialmente os cristais. 0 material fundido aprisionado e aderido, que contém as impurezas, escoa durante a fusão parcial dos cristais e é, então, removido da zona de cristalização. A fim de conduzir tal transpiração, a superfície, em que os cristais são depositados, é aquecida com um meio de transferência de calor até a temperatura desejada. Portanto, é necessário remover completamente o líquido-mãe ou pelo menos substancialmente todo o líquidomãe antes da etapa de transpiração. A transpiração pode ser realizada uma ou mais vezes antes de fundir a camada (ou camadas) de cristal depositada na superfície (ou superfícies) .
[0032] De acordo com uma particular modalidade preferencial da presente invenção, a composição crua contém uma mistura de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-n-isopulegol como composto de monoterpeno e o processo compreende as seguintes etapas:
a) fundir a composição crua,
b) adicionar água e/ou metanol como solvente que contém oxigênio à composição crua para que a concentração do solvente que contém oxigênio no material fundido seja 20 ppm para 2 % em peso, de preferência, 50 ppm para
1,5 % em peso, ainda de preferência, 100 ppm para 1,5 % em peso, com mais preferência, 500 ppm para 1 % em peso e, com máxima preferência, 0,1 a 0,5 % em peso,
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23/34
c) submeter o material fundido obtido na etapa b) a um primeiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática em um cristalizador estático,
d) após a cristalização da etapa c) , remover o material fundido restante (ou licor-mãe, respectivamente) como uma primeira fração de resíduo do cristalizador estático usado na etapa c), fundir a camada de cristal depositada durante o primeiro estágio de cristalização no cristalizador estático para obter uma primeira fração cristalizada e submeter a primeira fração cristalizada a um segundo estágio de cristalização de material fundido em camada estática em um cristalizador estático,
e) após a cristalização da etapa d) , remover o material fundido restante (ou licor-mãe, respectivamente) como uma segunda fração de resíduo do cristalizador estático, fundir a camada de cristal depositada durante o segundo estágio de cristalização no cristalizador estático usado na etapa d) para obter como uma segunda fração cristalizada um primeiro fluxo de produto de L(-)-n-isopulegol enriquecido que tem uma pureza de pelo menos 98 % em peso, com mais preferência, de pelo menos 99 % em peso, ainda com mais preferência, de pelo menos
99,5 % em peso e, com máxima preferência, de pelo menos
99,9 % em peso,
f) submeter o material fundido restante descarregado como a primeira fração de resíduo do cristalizador estático usado na etapa c) para um terceiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática em um cristalizador estático,
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g) após a cristalização da etapa f) , remover o material fundido restante como uma terceira fração de resíduo do cristalizador estático, fundir a camada de cristal depositada durante o terceiro estágio de cristalização no cristalizador estático usado na etapa f) para obter uma terceira fração cristalizada e submeter o material fundido restante descarregado do cristalizador estático usado na etapa f) como a terceira fração de resíduo para um quarto estágio de cristalização de material fundido de camada estática em um cristalizador estático,
h) após a cristalização da etapa g) , remover o material fundido restante como uma quarta fração de resíduo do cristalizador estático para obter um segundo fluxo de produto de uma mistura racêmica de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-n-isopulegol, em que, de preferência, o teor do L-(-)-n-isopulegol na mistura é mais que 50 % em peso, mas menos que 65 % em peso, com mais preferência, menos que 60 % em peso e, com máxima preferência, menos que 55 % em peso, e fundir a camada de cristal depositada durante o quarto estágio de cristalização no cristalizador estático usado na etapa g) para obter uma quarta fração cristalizada.
[0033] Em um refino da modalidade supramencionada, sugere-se que o processo compreende adicionalmente uma ou mais das seguintes etapas:
i) fornecer o material fundido restante descarregado como a segunda fração de resíduo do cristalizador estático usado na etapa d) ao cristalizador estático do primeiro estágio de cristalização de material fundido de camada
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25/34 estática, ii) fornecer a terceira fração cristalizada ao cristalizador estático do primeiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática, iii) fornecer a quarta fração cristalizada ao cristalizador estático do terceiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática.
[0034] Adi cionalmente, é preferencial que o processo, de acordo com a modalidade supramencionada da presente invenção, compreenda adicionalmente uma ou mais das seguintes etapas:
iv) antes da fusão na etapa d), a camada de cristal depositada durante o primeiro estágio de cristalização, que realiza uma transpiração da camada de cristal e, de preferência, fornecer uma primeira porção da fração de transpiração obtida desse modo para a primeira fração de resíduo e fornecer uma segunda porção da fração de transpiração obtida desse modo para o cristalizador estático do primeiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática,
v) antes da fusão na etapa e), a camada de cristal depositada durante o segundo estágio de cristalização, que realiza uma transpiração da camada de cristal e, de preferência, fornecer uma primeira porção da fração de transpiração obtida desse modo para a segunda fração de resíduo e fornecer uma segunda porção da fração de transpiração obtida desse modo para o cristalizador estático do segundo estágio de cristalização de material fundido de camada estática, vi) antes da fusão na etapa g), a camada de cristal
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26/34 depositada durante o terceiro estágio de cristalização, que realiza uma transpiração da camada de cristal e, de preferência, fornecer uma primeira porção da fração de transpiração obtida desse modo para a terceira fração de resíduo e fornecer uma segunda porção da fração de transpiração obtida desse modo para o cristalizador estático do terceiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática, vii) antes da fusão na etapa h), a camada de cristal depositada durante o quarto estágio de cristalização, que realiza uma transpiração da camada de cristal e, de preferência, fornecer uma primeira porção da fração de transpiração obtida desse modo para o segundo fluxo de produto obtido como quarta fração de resíduo e fornecer uma segunda porção da fração de transpiração obtida desse modo para o cristalizador estático do quarto estágio de cristalização de material fundido de camada estática.
[0035] De acordo com um outro aspecto, a presente invenção se refere a uma composição enriquecida de um composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monocíclico, cetonas de monoterpeno monocíclico, monoterpeno de epóxi bicíclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados obteníveis com o processo supramencionado, que inclui pelo menos 98 % em peso, de preferência, pelo menos 98,5 % em peso, com mais
| preferência, | pelo | menos | 99 % | em peso, | ainda com mais |
| preferência, | pelo | menos | 99, 5 | % em peso | e, com máxima |
| preferência, | pelo | menos | 99, 9 | % em peso | de composto de |
| monoterpeno | e 20 ppm para | 2 % | em peso, de | preferência, 50 |
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27/34 ppm para 1,5 % em peso, ainda de preferência, 100 ppm para
1,5 % em peso, com mais preferência, 500 ppm para 1 % em peso e, com máxima preferência, 0,1 a 0,5 % em peso de solvente que contém oxigênio. Em particular, a presente invenção se refere a uma composição de álcool de monoterpeno monociclico enriquecido obtenível com o processo supramencionado, que inclui pelo menos 98 % em peso, de preferência, pelo menos 98,5 % em peso, com mais preferência, pelo menos 99 % em peso, ainda com mais preferência, pelo menos 99,5 % em peso e, com máxima preferência, pelo menos
99,9 % em peso de álcool de monoterpeno monociclico e 20 ppm para 2 % em peso, de preferência, 50 ppm para 1,5 % em peso, ainda de preferência, 100 ppm para 1,5 % em peso, com mais preferência, 500 ppm para 1 % em peso e, com máxima preferência, 0,1 a 0,5 % em peso de solvente que contém oxigênio, em que o solvente que contém oxigênio não é, de preferência, acetona e em que a composição enriquecida, de preferência, não contém acetona.
[0036] 0 teor total de impurezas na composição enriquecida, isto é, o teor total de todos os compostos, exceto que o composto de monoterpeno e o solvente que contém oxigênio, é, de preferência, menos que 1 % em peso, com mais
| preferência, | menos que | 0,5 % em | peso, | ainda com mais | |
| preferência, | no | máximo | 0,3 % em | peso, | ainda com mais |
| preferência, | no | máximo | 0,2 % em | peso | e, com máxima |
| preferência, | no | máximo | 0,1 % em | peso. | Exemplos para |
| impurezas, em | particular, | se o composto de | monoterpeno for |
isopulegol, são isopulegon, neomentol, L-mentol, pulegon, fenilciclo-hexano e outros.
[0037] De preferência, o álcool de monoterpeno
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28/34 monocíclico é isopulegol e a composição enriquecida inclui pelo menos 98 % em peso, de preferência, pelo menos 99 % em peso, ainda com mais preferência, pelo menos 99, 5 e, com máxima preferência, pelo menos 99,9 % em peso de L-(-)-nisopulegol e 20 ppm para 2 % em peso, de preferência, 50 ppm para 1,5 % em peso, ainda de preferência, 100 ppm para 1,5 % em peso, com mais preferência, 500 ppm para 1 % em peso e, com máxima preferência, 0,1 a 0,5 % em peso de água e/ou metanol. Isso corresponde ao primeiro fluxo de produto descrito acima em combinação com a modalidade preferencial específica da presente invenção.
[0038] Além disso, a presente invenção se refere a uma mistura racêmica de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-n-isopulegol, de preferência, com um teor do L-(-)-n-isopulegol na mistura de mais de 50 % em peso, mas menos que 65 % em peso, com mais preferência, menos que 60 % em peso e, com máxima preferência, menos que 55 % em peso e com um teor de água e/ou metanol de 20 ppm para 2 % em peso, de preferência, de 50 ppm para 1,5 % em peso, ainda de preferência, de 100 ppm para 1,5 % em peso, com mais preferência, de 500 ppm para 1 % em peso e, com máxima preferência, 0,1 a 0,5 % em peso. Isso corresponde ao segundo fluxo de produto descrito acima em combinação com a modalidade preferencial específica da presente invenção.
[0039] Al ém do mais, a presente invenção se refere ao uso do processo supramencionado ao uso do processo supramencionado para produzir um L-mentol e/ou mentol racêmico opticamente ativo, essencialmente puro de modo enantiomérico e diastereoisomérico hidrogenando-se o L-(-)n-isopulegol obtido com o processo.
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29/34 [0040] De acordo com um outro aspecto, a presente invenção se refere ao uso da composição enriquecida supramencionada para preparar um L-mentol opticamente ativo, essencialmente puro de modo enantiomérico e diastereoisomérico hidrogenando-se o L-(-)-n-isopulegol.
[0041] De acordo com ainda um outro aspecto, a presente invenção se refere ao uso da mistura de material fundido racêmica de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-n-isopulegol para preparar mentol racêmico hidrogenando-se a mistura racêmica. [0042] Subsequentemente, a presente invenção é explicada em mais detalhes com referência ao desenho, que é meramente ilustrativo para uma modalidade da presente invenção e nem um pouco limitante.
A Fig. 1 mostra esquematicamente um esquema do processo de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0043] A única Figura 1 mostra esquematicamente um esquema do processo de acordo com uma modalidade da presente invenção. Mais especificamente, o processo mostrado na Figura 1 compreende quatro estágios de cristalização 10, 12, 14 e 16.
[0044] Como ração, o material fundido da composição crua 18 é introduzido como ração no primeiro estágio de cristalização 10. 0 material fundido da composição crua 18 dessa modalidade inclui 90 % em peso de uma mistura de L-()-n-isopulegol e D-(-)-n-isopulegol, 0,5 % em peso de água, que foi anteriormente adicionada à mistura, e o restante para 100 % em peso de mais estereoisômeros de isopulegol e impurezas da síntese do isopulegol. A mistura de isopulegol contida no material fundido da composição crua 18 inclui cerca de 90 % em peso de L-(-)-n-isopulegol e cerca de 10 %
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30/34 em peso de D-(-)-n-isopulegol. A ração é cristalizada no cristalizador do primeiro estágio de cristalização 10 por cerca de 26 horas (incluindo a transpiração, fusão e drenagem das frações) a uma temperatura de, por exemplo, cerca de 10 °C. A temperatura de fusão depende da composição, isto é, da quantidade de impurezas, e pode ser significativamente menor que 13 °C, que é a temperatura de fusão de L-(-)-n-isopulegol puro. Um versado a técnica irá compreender que a temperatura diminuirá progressivamente com os estágios, isto é, com a concentração crescente de impurezas. Durante a cristalização, L-(-)-n-isopulegol cristaliza juntamente com uma parte da água na superfície resfriada do cristalizador, enquanto um racemato de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-nisopulegol juntamente com impurezas restantes e água permanecem como licor-mãe à medida que se fundem. Após a terminação da cristalização no cristalizador do primeiro estágio de cristalização 10, o licor-mãe ou material fundido restante, respectivamente, é descarregado como primeira fração de resíduo 26 do cristalizador. Depois disso, a camada de cristal depositada durante o primeiro estágio de cristalização 10, é submetida a uma etapa de transpiração, em que a primeira porção da fração de transpiração (não mostrada) obtida dessa forma é adicionada à primeira fração de resíduo 26 e a segunda porção da primeira fração de transpiração 22 obtida dessa forma é combinada, conforme descrito acima, com a composição crua 18, antes de incorporar a ração no cristalizador do primeiro estágio de cristalização
10. Depois disso, a camada de cristal depositada durante o primeiro estágio de cristalização 10 no cristalizador é fundida de modo a obter uma primeira fração cristalizada 28
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31/34 do L-(-)-n-isopulegol purificado.
[0045] A primeira fração cristalizada 28 é alimentada juntamente com a segunda porção da segunda fração de transpiração 30, após ter sido coletada em tanques para o armazenamento intermediário, no segundo estágio de cristalização 12. A ração é cristalizada no cristalizador do segundo estágio de cristalização 12 por cerca de 34 horas (incluindo a transpiração, fusão e drenagem das frações) em uma temperatura de cerca de 12 °C. Durante a cristalização, L-(-)-n-isopulegol cristaliza juntamente com uma parte da água na superfície resfriada do cristalizador, enquanto um racemato de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-n-isopulegol juntamente com as impurezas restantes e água permanecem como licor-mãe à medida que se fundem. Após a terminação da cristalização no cristalizador do segundo estágio de cristalização 12, o licor-mãe ou material fundido restante, respectivamente, é descarregado como segunda fração de resíduo 24 do cristalizador. Depois disso, a camada de cristal depositada durante o segundo estágio de cristalização 12 é submetida a uma etapa de transpiração, enquanto a primeira porção da segunda fração de transpiração (não mostrada) obtida dessa forma é adicionada à segunda fração de resíduo 24 e a segunda porção da segunda fração de transpiração 30 obtida dessa forma é combinada, conforme descrito acima, com primeira fração cristalizada 28. Depois disso, a camada de cristal depositada durante o segundo estágio de cristalização 12 no cristalizador é fundida de modo a obter como segunda fração cristalizada 32 o primeiro fluxo de produto 32 de L-(-)-n-isopulegol puro que contém cerca de 99,7 % em peso de L-(-)-n-isopulegol e cerca de 0,3
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32/34 % em peso de água e impurezas possíveis.
[0046] A primeira fração de resíduo 26 é alimentada juntamente com a segunda porção da terceira fração de transpiração 34 e a quarta fração cristalizada 36 no terceiro estágio de cristalização 14. A ração é cristalizada no cristalizador do terceiro estágio de cristalização 14 por cerca de 39 horas (incluindo a transpiração, fusão e drenagem das frações) em uma temperatura de cerca de 4 °C. Durante a cristalização, L-(-)-n-isopulegol cristaliza juntamente com uma parte da água na superfície resfriada do cristalizador, enquanto um racemato de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-nisopulegol juntamente com as impurezas restantes e água permanecem como licor-mãe à medida que se fundem. Após a terminação da cristalização no cristalizador do terceiro estágio de cristalização 14, o licor-mãe ou material fundido restante, respectivamente, é descarregado como terceira fração de resíduo 38 do cristalizador. Depois disso, a camada de cristal depositada durante o terceiro estágio de cristalização 14 é submetida a uma etapa de transpiração, em que a primeira porção da terceira fração de transpiração (não mostrada) obtida dessa forma é adicionada à terceira fração de resíduo 38 e a terceira porção da terceira fração de transpiração 34 obtida dessa forma é combinada, conforme descrito acima, com quarta fração cristalizada 36. Depois disso, a camada de cristal depositada durante o terceiro estágio de cristalização 14 no cristalizador é fundida de modo a obter uma terceira fração cristalizada 20 de L-(-)n-isopulegol purificado.
[0047] A terceira fração de resíduo 38 é fornecida juntamente com a segunda porção da quarta fração de
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33/34 transpiração 40 ao quarto estágio de cristalização 16. A ração é cristalizada no cristalizador do quarto estágio de cristalização 16 por cerca de 70 horas (incluindo a transpiração, fusão e drenagem das frações) em uma temperatura de cerca de 7 °C. Durante a cristalização, L-()-n-isopulegol cristaliza juntamente com uma parte da água na superfície resfriada do cristalizador, enquanto um racemato de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-n-isopulegol juntamente com as impurezas restantes e água permanecem como licor-mãe à medida que se fundem. Após a terminação da cristalização no cristalizador do quarto estágio de cristalização 16, o licor-mãe ou material fundido restante, respectivamente, é descarregado como quarta fração de resíduo 42 como o segundo fluxo de produto 42 do racemato de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-n-isopulegol com um excesso de enantiômero de menos que 5 % do cristalizador. Depois disso, a camada de cristal depositada durante o quarto estágio de cristalização 16 é submetida a uma etapa de transpiração, em que a primeira porção da quarta fração de transpiração (não mostrada) obtida dessa forma é adicionada à quarta fração de resíduo ou segundo fluxo de produto 42, respectivamente, e a terceira porção da quarta fração de transpiração 40 obtida dessa forma é combinada, conforme descrito acima, com terceira fração de resíduo 38. Depois disso, a camada de cristal depositada durante o quarto estágio de cristalização 16 no cristalizador é fundida de modo a obter uma quarta fração cristalizada 36 de L-(-)-n-isopulegol purificado.
Lista de Referências Numéricas
Primeiro estágio de cristalização
Segundo estágio de cristalização
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34/34
Terceiro estágio de cristalização
Quarto estágio de cristalização
Material fundido da composição crua
Terceira fração cristalizada
Segunda porção da primeira fração de transpiração
Segunda fração de resíduo
Primeira fração de resíduo
Primeira fração cristalizada
Segunda porção da segunda fração de transpiração
Segunda fração cristalizada / primeiro fluxo de produto
Segunda porção da terceira fração de transpiração
Quarta fração cristalizada
Terceira fração de resíduo
Segunda porção da quarta fração de transpiração
Quarta fração de resíduo / segundo fluxo de produto
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Claims (15)
- REIVINDICAÇÕES1. Processo para purificar uma composição crua que inclui um composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monociclico, cetonas de monoterpeno monociclico, monoterpeno de epóxi biciclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados, em que o processo compreende a etapa de realizar uma cristalização em camada com um material fundido da composição crua, caracterizado pelo fato de que o material fundido da composição crua, que é submetida à cristalização em camada, inclui solvente que contém oxigênio em uma concentração de 20 ppm a 2 % em peso, em que o solvente que contém oxigênio é selecionado a partir do grupo que consiste em água, Ci-e-álcoois, Ci-e-ácidos carboxilicos, Ci-e-cetonas, Ci-e-aldeídos, Ci-12-éteres, C1-12ésteres e misturas de dois ou mais dos solventes supramencionados.
- 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição crua contém um composto selecionado a partir do grupo que consiste em isopulegol, mentol, alfa-terpineol, timol, carvacrol, piperitenol, álcool pirilílico, 1,4-cineol, 1,8-cineol, carvona e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados, de preferência, isopulegol, mentol, alfaterpineol, timol, carvacrol, 1,8-cineol, carvona e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados, com mais preferência, isopulegol, 1,8-cineol e/ou carvona, e com máxima preferência, isopulegol como composto de monoterpeno.Petição 870190102454, de 11/10/2019, pág. 34/462/9
- 3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a composição crua contém uma mistura de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-n-isopulegol, em que o teor do L-(-)-n-isopulegol na mistura é, de preferência, mais que 70 % em peso, de preferência, mais que 85 % em peso e, com máxima preferência, mais que 92 % em peso.
- 4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o solvente é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metanol, etanol, iso-propanol, n-propanol, 1-butanol,2-butanol e misturas de dois ou mais dos solventes supramencionados, de preferência, em que o solvente é selecionado a partir do grupo que consiste em água, metanol e misturas de água e metanol e é, de preferência, água.
- 5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material fundido da composição crua, que é submetida à cristalização em camada, inclui 50 ppm para 1,5 % em peso, de preferência, 100 ppm para 1,5 % em peso, com mais preferência, 500 ppm para 1 % em peso e, com máxima preferência, 0,1 a 0,5 % em peso do solvente que contém oxigênio.
- 6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, sendo o processo caracterizado por compreender adicionalmente uma etapa de iniciação que compreende o umedecimento de placas do cristalizador com um composto de monoterpeno, que corresponde àquele a ser purificado, que tem uma pureza de pelo menos 70 % em peso, com mais preferência, de pelo menos 85 % em peso, ainda com mais preferência, de pelo menos 92 % em peso e, com máximaPetição 870190102454, de 11/10/2019, pág. 35/463/9 preferência, de pelo menos 99 % em peso, em que, de preferência, a composição crua contém isopulegol como composto de monoterpeno e a etapa de iniciação compreende o umedecimento de placas do cristalizador com L-(-)-nisopulegol que tem uma pureza de pelo menos 70 % em peso, com mais preferência, de pelo menos 85 % em peso, ainda com mais preferência, de pelo menos 92 % em peso e, com máxima preferência, de pelo menos 99 % em peso.
- 7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a cristalização em camada compreende 1 a 10, de preferência, 2 a 6, com mais preferência, 3 a 5 e, com máxima preferência, 4 estágios de cristalização.
- 8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender, após o primeiro estágio de cristalização, a etapa de adicionar solvente que contém oxigênio a pelo menos uma das frações a serem cristalizadas em um ou mais dos estágios de cristalização adicionais.
- 9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o solvente que contém oxigênio é adicionado a pelo menos uma fração a ser cristalizada em um ou mais dos estágios de cristalização adicionais entre antes de qualquer um dentre o segundo a antes do estágio de cristalização final.
- 10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição crua contém isopulegol como composto de monoterpeno e em que, com o processo, um primeiro e um segundo fluxos do produto são produzidos, em que o primeiro fluxo de produto é uma fração de L-(-)-n-isopulegolPetição 870190102454, de 11/10/2019, pág. 36/464/9 enriquecida com uma pureza de L-(-)-n-isopulegol de pelo menos 98 % em peso, com mais preferência, de pelo menos 99 % em peso, ainda com mais preferência, de pelo menos 99,5 % em peso e, com máxima preferência, de pelo menos 99,9 % em peso, em que o segundo fluxo de produto é uma mistura racêmica de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-n-isopulegol, em que, de preferência, o teor do L-(-)-n-isopulegol na mistura é mais que 50 % em peso, mas menos que 65 % em peso, com mais preferência, menos que 60 % em peso e, com máxima preferência, menos que 55 % em peso.
- 11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição crua contém uma mistura de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-n-isopufegol como composto de monoterpeno e em que o processo compreende as seguintes etapas:a) fundir a composição crua,b) adicionar água e/ou metanol como solvente que contém oxigênio à composição crua para que a concentração do solvente que contém oxigênio no material fundido seja 20 ppm para 2 % em peso, de preferência, 50 ppm para 1,5 % em peso, ainda de preferência, 100 ppm para 1,5 % em peso, com mais preferência, 500 ppm para 1 % em peso e, com máxima preferência, 0,1 a 0,5 % em peso,c) submeter o material fundido obtido na etapa b) a um primeiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática em um cristalizador estático,d) após a cristalização da etapa c) , remover o material fundido restante como uma primeira fração de resíduo do cristalizador estático usado na etapa c), fundir a camada de cristal depositada durante o primeiro estágioPetição 870190102454, de 11/10/2019, pág. 37/465/9 de cristalização no cristalizador estático para obter uma primeira fração cristalizada e submeter a primeira fração cristalizada a um segundo estágio de cristalização de material fundido de camada estática em um cristalizador estático,e) após a cristalização da etapa d) , remover o material fundido restante como uma segunda fração de resíduo do cristalizador estático, fundir a camada de cristal depositada durante o segundo estágio de cristalização no cristalizador estático usado na etapa d) para obter como uma segunda fração cristalizada um primeiro fluxo de produto de L-(-)-n-isopulegol enriquecido que tem uma pureza de pelo menos 98 % em peso, com mais preferência,
de pelo menos 99 % em peso, ainda com mais preferência, de pelo menos 99, 5 % em peso e, com máxima preferência, de pelo menos 99, 9 % em peso, f) submeter o material fundido restante descarregado como a primeira fração de resíduo do cristalizador estático usado na etapa c) para um terceiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática em um cristalizador estático,g) após a cristalização da etapa f) , remover o material fundido restante como uma terceira fração de resíduo do cristalizador estático, fundir a camada de cristal depositada durante o terceiro estágio de cristalização no cristalizador estático usado na etapa f) para obter uma terceira fração cristalizada e submeter o material fundido restante descarregado do cristalizador estático usado na etapa f) como a terceira fração de resíduo para um quarto estágio de cristalização de material fundidoPetição 870190102454, de 11/10/2019, pág. 38/466/9 de camada estática em um cristalizador estático,h) após a cristalização da etapa g) , remover o material fundido restante como uma quarta fração de resíduo do cristalizador estático para obter um segundo fluxo de produto de uma mistura racêmica de L-(-)-n-isopulegol e D-(-)-n-isopulegol, em que, de preferência, o teor do L(-)-n-isopulegol na mistura é mais que 50 % em peso, mas menos que 65 % em peso, com mais preferência, menos que 60 % em peso e, com máxima preferência, menos que 55 % em peso, e fundir a camada de cristal depositada durante o quarto estágio de cristalização no cristalizador estático usado na etapa g) para obter uma quarta fração cristalizada. - 12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, em que o processo é caracterizado por compreender adicionalmente uma ou mais das seguintes etapas:i) fornecer o material fundido restante descarregado como a segunda fração de resíduo do cristalizador estático usado na etapa d) ao cristalizador estático do primeiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática, ii) fornecer a terceira fração cristalizada ao cristalizador estático do primeiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática, iii) fornecer a quarta fração cristalizada ao cristalizador estático do terceiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática.
- 13. Processo, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, em que o processo é caracterizado por compreender adicionalmente uma ou mais das seguintes etapas:Petição 870190102454, de 11/10/2019, pág. 39/467/9 iv) antes da fusão na etapa d), a camada de cristal depositada durante o primeiro estágio de cristalização, que realiza uma transpiração da camada de cristal e, de preferência, fornecer uma primeira porção da fração de transpiração obtida desse modo para a primeira fração de resíduo e fornecer uma segunda porção da fração de transpiração obtida desse modo para o cristalizador estático do primeiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática,v) antes da fusão na etapa e), a camada de cristal depositada durante o segundo estágio de cristalização, que realiza uma transpiração da camada de cristal e, de preferência, fornecer uma primeira porção da fração de transpiração obtida desse modo para a segunda fração de resíduo e fornecer uma segunda porção da fração de transpiração obtida desse modo para o cristalizador estático do segundo estágio de cristalização de material fundido de camada estática, vi) antes da fusão na etapa g), a camada de cristal depositada durante o terceiro estágio de cristalização, que realiza uma transpiração da camada de cristal e, de preferência, fornecer uma primeira porção da fração de transpiração obtida desse modo para a terceira fração de resíduo e fornecer uma segunda porção da fração de transpiração obtida desse modo para o cristalizador estático do terceiro estágio de cristalização de material fundido de camada estática, vii) antes da fusão na etapa h), a camada de cristal depositada durante o quarto estágio de cristalização, que realiza uma transpiração da camada de cristal e, dePetição 870190102454, de 11/10/2019, pág. 40/468/9 preferência, fornecer uma primeira porção da fração de transpiração obtida desse modo para o segundo fluxo de produto obtido como quarta fração de resíduo e fornecer uma segunda porção da fração de transpiração obtida desse modo para o cristalizador estático do quarto estágio de cristalização de material fundido de camada estática.
- 14. Composição enriquecida caracterizada por ser de um composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monociclico, cetonas de monoterpeno monociclico, monoterpeno de epóxi bicíclico e misturas de dois ou mais dos compostos supramencionados, que inclui, de preferência, pelo menos 98 % em peso, de preferência, pelo menos 98,5 % em peso, com mais preferência, pelo menos 99 % em peso, ainda com mais preferência, pelo menos 99,5 % em peso e, com máxima preferência, pelo menos 99, 9 % em peso de um composto de monoterpeno selecionado a partir do grupo que consiste em álcoois de monoterpeno monociclico, cetonas de monoterpeno monociclico, monoterpeno de epóxi bicíclico e misturas de dois ou mais compostos supramencionados, com mais preferência, uma composição de álcool de monoterpeno monociclico enriquecido de um álcool de monoterpeno monociclico, e 20 ppm para 2 % em peso, de preferência, 50 ppm para 1,5 % em peso, ainda de preferência, 100 ppm para1,5 % em peso, com mais preferência, 500 ppm para 1 % em peso e, com máxima preferência, 0,1 a 0,5 % em peso de solvente que contém oxigênio, em que a composição enriquecida não contém acetona.
- 15. Mistura racêmica caracterizada por ser de L-(-)-nPetição 870190102454, de 11/10/2019, pág. 41/469/9 isopulegol e D-(-)-n-isopulegol, de preferência, com um teor do L-(-)-n-isopulegol na mistura de mais de 50 % em peso, mas menos que 65 % em peso, com mais preferência, menos que 60 % em peso e, com máxima preferência, menos que 55 % em peso e com um teor de água e/ou metanol de 20 ppm para 2 % em peso, de preferência, 50 ppm para 1,5 % em peso, ainda de preferência, de 100 ppm para 1,5 % em peso, com mais preferência, de 500 ppm para 1 % em peso e, com máxima preferência, 0,1 a 0,5 % em peso.
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