BRPI0712647B1 - processo para a conversão de um alcool - Google Patents

Abstract

processo para a conversão de um álcool. a presente invenção se refere a um processo aprimorado para oxidação de um amidoálcool primário no ácido amidocarboxílico correspondente em altos rendimentos.

Description

“PROCESSO PARA A CONVERSÃO DE UM ÁLCOOL” Campo pa Invenção A presente invenção se refere a um processo para a conversão de um composto ou polímero que compreende um álcool primário e um grupo amida em ácido amidocarboxílico. Em particular, o amido álcool primário é convertido em ácido carboxílico com rendimentos elevados inesperados quando um solvente apropriado (por exemplo, água) é selecionado. Em adição, quando moléculas de cloro ou cloradas são utilizadas como agentes oxidantes, os parâmetros de processamento específicos utilizados em uma realização da presente invenção asseguram que o nitrogênio amido clorado não é formado.

Antecedentes da Invenção Os ácidos amidocarboxílicos são tensoativos desejáveis, em que eles possuem uma boa solubilidade, boa detergência e propriedades de espumação e são suaves para a pele e cabelo. Um método para a produção de tal tensoativo é através da oxidação de um álcool contendo um grupo amida (por exemplo, coco monoetanolamida ou CMEA).

Entretanto, o problema é que é muito difícil de direcionar a oxidação do álcool em ácido carboxílico eficientemente. A reação irá parar frequentemente no estágio de aldeído, e os rendimentos do ácido carboxílico como produtos finais são bastantes baixos. A patente JP 05/194.334 (Sandoz) descreve um processo em que um composto contendo hidroxila (que pode ser, por exemplo, um alquil amida polioxialcanol) é produzido para reagir com pelo menos uma quantidade equimolar do agente oxidante contendo halogênio inorgânico ou orgânico, por exemplo, NaOCI, na presença de uma base fraca e uma quantidade catalítica de nitróxido impedido conforme exemplificado por 2,2,6,6-tetrametilpiperidina 1-oxil, abreviado posteriormente como TEMPO, e seus derivados químicos. Nesta patente, não é fornecida nenhuma informação sobre rendimento ou pureza. O processo descrito está limitado aos alcoóis que possuem uma substituição de polietileno glicol ou de polipropileno gncoi, ou a poliglicosídeos, como reagentes de partida. Tais compostos são hidrossolúveis ou dispersíveis em água, o que torna possível a utilização de água como solvente. A patente não ensina um processo utilizando os alcoóis primários hidrofóbícos (isto é, amido alcoóis) da invenção como reagente de partida. A patente JP 04/283.537 (Shell) descreve um processo utilizando um agente oxidante, tal como o hipoclorito de sódio na presença de TEMPO. Entretanto, o processo se refere à produção de um ácido alcoxialcanóico a partir do alcoxialcanol correspondente, e não à produção de um ácido amidocarboxilico a partir de um álcool possuindo um grupo amida. A patente JP 10/087.554 (Lion Corporation) descreve um processo para a produção do ácido amidocarboxilico a partir do álcool que possui um grupo amida utilizando um agente oxidante do tipo clorado (por exemplo, NaOCI) na presença de um radical nitróxido (por exemplo, TEMPO) e ainda, na presença do haleto de metal alcalino ou haleto de metal alcalino terroso (por exemplo, cloreto de potássio). Nos exemplos 3 e 5, por exemplo, um álcool que compreende amida; um radical nitróxido; e uma solução a 10% de cloreto de metal alcalino (brometo de potássio ou de sódio) em água, água adicional e acetonitrila (solvente) são colocados em um béquer e agitados. Nestas condições, a acetonitrila e a água são misturadas juntas para formar uma fase líquida única. Em cada exemplo, a pureza do ácido carboxílico é calculada a partir do valor ácido, mas nada é declarado com relação ao rendimento. O valor ácido não é seletivo para o ácido carboxílico desejado, mas poderia incluir todos os componentes ácidos presentes.

De maneira inesperada, os Depositantes demonstraram que o tipo de solvente ou solventes utilizado(s) durante a reação de oxidação é critico para o rendimento do produto (ácido carboxílico). Sem desejar estarem restritos à teoria, os Depositantes acreditam que o amido álcool de partida não deve estar na mesma fase que o agente oxidante. Os Depositantes reveiaram que esta separação do agente de oxidação e do álcool pode ser realizada em pelo menos duas vias diferentes. De acordo com um pedido de patente separado em que os Depositantes depositaram na mesma data que o pedido de patente em questão, 0 produto final (por exemplo, o ácido amidocarboxílico) é fracionado em um solvente orgânico (isto é, utilizando o solvente que irá formar ambas uma fase líquida hidrofóbica e uma fase líquida aquosa, ao invés de formar uma fase substancialmente aquosa). Desta maneira, o grupo amida exposto do amidoálcool é protegido da divagem (por exemplo, o alvejante que foi fracionado principalmente na fase áqüosa não irá atacar o amidoálcool na fase separada), e consequentemente é produzido um rendimento muito maior de ácido amidocarboxílico. Isto é, é importante que, na presença do agente oxidante, se forme uma camada rica em solvente (substanciaimente livre de agente oxidante) e uma camada aquosa (que compreende substancialmente o agente oxidante).

Em uma segunda realização, que é reivindicada no objeto do pedido de patente, o agente oxidante e o álcool também são mantidos em fases separadas. Entretanto, no presente, as duas fases são uma fase aquosa e uma fase sólida, e apenas água é utilizada como o solvente. Isto é, o amidoálcool que é hidrofóbico não se dissolve ou dispersa na fase aquosa (ao invés disso, ele permanece na fase sólida, não aquosa) enquanto o NaOCI permanece na fase aquosa contínua. Em um aspecto preferido desta realização (água como solvente), quando a molécula de cloro ou clorada (por exemplo, NaOCI) for utilizada como agente oxidante, etapas específicas do processo (isto é, aquecimento) devem ser utilizadas para assegurar que o nitrogênio do grupo amido do ácido carboxílico final não seja clorado, uma vez que este seria um subproduto indesejável.

Conforme indicado, o pedido de patente se refere aos processos em que a água é empregada como um solvente e, na adição do ágènte oxidante, o agente oxidante se fraciona em solvente enquanto o amidoálcool e/ou o ácido amidocarboxílico permanecem na fase sólida.

Descrição Resumida da Invenção A presente invenção apresenta um processo para a conversão de álcool primário possuindo um grupo amida em ácido amidocarboxílico com alto rendimento (por exemplo, > 75, de preferência > 80%, de maior preferência, £ 85%, de maior preferência, ainda, > 90% de rendimento) cujo processo compreende a reação de um álcool primário possuindo um grupo amida (amidoálcool) com um agente oxidante, ae prererencia, um oxiaanie comenao cloro, como o NaOCI, na presença de um radical nitróxido e, opcionalmente, na presença de um haleto de metal alcalino ou haleto de metal alcalino terroso. Neste processo, o solvente em que a reação ocorre é selecionado tal que, na presença do agente oxidante, o amidoálcool primário se fraciona ou permanece (após a adição do alvejante ou outro agente oxidante) na fase orgânica sólida enquanto o alvejante ou o agente de oxidação se fraciona substancialmente na fase aquosa líquida. Tais fracionamentos asseguram os altos rendimentos observados acima (por exemplo, a ligação amida não está disponível para ser clivada pelo agente oxidante porque o mesmo foi fracionado na fase aquosa líquida). Em outras palavras, o amidoálcool permanece na fase sólida e o agente de oxidação se fraciona rápido o suficiente na fase aquosa para evitar a formação do subproduto indesejável. É completamente inesperado que a utilização de água como único solvente selecionado pudesse fazer tal diferença crítica.

Também é um aspecto crítico da presente invenção que o catalisador utilizado nesta reação seja um radical nitróxido impedido. Um co-catalisador opcional de haleto de metal alcalino ou de haleto de metal alcalino terroso, também pode ser utilizado, ou o co-catalisador pode ser, por exemplo, o tetraborato de sódio.

Especificamente, em uma realização da presente invenção, base suficiente (por exemplo, hidróxido de sódio) é adicionada à reação para assegurar que a reação ocorra em um pH acima de 6, de preferência entre 7 e 10, de maior preferência, 7,5 e 9, de maior preferência, ainda, 8 e 9. A adição de base é utilizada para compensar o consumo de agente oxidante (por exemplo, hipoelorito de sódio) durante a formação do ácido amidocarboxílico. Uma base pode ser adicionada à solução de agente oxidante antes da adição do agente oxidante na reação ou ela pode ser adicionada durante o curso da reação (por exemplo, para manter o pH constante).

Estes e outros aspectos, características e vantagens se tornarão evidentes ao técnico no assunto regular a partir da leitura da seguinte descrição detalhada e das reivindicações anexas. Por precaução da dúvida, qualquer característica de um aspecto da presente invenção pode ser utilizada em qualquer outro aspecto da presente invenção. Observa-se que os exemplos dados na descrição abaixo são destinados para o esclarecimento da presente invenção e não pretendem limitar a presente invenção a aqueles exemplos per se. Exceto nos exemplos experimentais, ou onde especificado explicitamente, todos os números que expressam quantidades de ingredientes ou condições da reação utilizados no presente devem ser entendidos como modificados, em todos os casos, pelo termo "cerca de”. De modo similar, todas as porcentagens são porcentagens em peso/ peso da composição total, salvo indicações em contrário. Os intervalos numéricos expressos no formato “de x a y” são entendidos como incluindo x e y. Para múltiplas características específicas, os intervalos preferidos são descritos no formato “de x para y”, entende-se que todos os intervalos que combinam diferentes pontos finais também são contemplados. Onde o termo “compreende” é utilizado no relatório descritivo ou nas reivindicações, ele não pretende excluir quaisquer termos, etapas ou características não especificamente citadas. Todas ãs temperaturas estão em graus Celsius (°C), salvo indicações em contrário. Todas as medidas estão nas unidades SI, salvo indicações em contrário. Todos os documentos citados - na parte relevante - são incorporados no presente como referência.

Breve Descrição das Figuras A Figura 1 é um perfil do cromatograma líquido (HPLC-UV-Vis) dos produtos formados quando a reação foi realizada em solvente CH3CN/ água e apenas uma única fase líquida foi formada (figura de baixo, correspondendo ao exemplo do documento JP 10/087.554 com referência a Lion), comparado a quando o solvente era THF/ ágüã ê formou duas fases-líquidas (topo). Nas Figuras de 1 a 4, AU se refere às Unidades de Absorbância.

Conforme observado, um solvente que fraciona em duas fases líquidas leva a altos rendimentos de N-lauroilglicina (LG) do material de partida de N-lauroilmonoetanolamida (LMEA). Ao contrário, quando o solvente orgânico formou uma única fase líquida com a água, o rendimento e a pureza de LG (glicinida) foram menores. Portanto, por exemplo, o produto LG puro foi predominantemente formado em 13,54 minutos quando duas fases líquidas formaram, mas quando apenas uma fase formou, houve grandes quantidades de impurezas em 15,80 segundos. A Figura 2 é um gráfico de uma análise HPLC-UV-Vis da oxidação do monoetanolamida de cocoíla (CMEA) no ácido carboxílico utilizando de 1,6 a 2,5 equivalentes de NaOCI. O painel superior é o reagente CMEA antes da adição de NaOCI; o painel B do meio é a análise do produto utilizando o processo aquoso duas horas após a adição de NaOCI e antes do aquecimento; e 0 painel inferior C é a análise do produto utilizando o processo aquoso 24 horas após a adição de NaOCI e com aquecimento adicional a 80 °C por 4 horas. Conforme observado, quando nenhuma etapa de aquecimento é utilizada (Painel B),' um intermediário de glicinato N-CI C12 é formado'(isto é, entre o minuto 22 e 23), enquanto que tal intermediário de cloração não é formado quando a etapa de aquecimento é utilizada. A Figura 3 é um gráfico similar à Figura 2, mas utilizando de 2,3 a 3,2 equivalentes de NaOCI para oxidar o CMEA a glicinato de cocoíla. Os painéis A mostram novamente o CMEA antes da adição do NaOCI, o Painel B é a mistura de reação 1 hora após a adição de NaOCI e o Painel C é a reação 24 horas após a adição de NaOCI e, ainda, o aquecimento a 65° C por 6 horas. Novamente, é observado que, sem a etapa de aquecimento, o intermediário de glicinaterN-GFGiT^formado^e tarintermediário não"é formado~quandó"a-etapa^ de aquecimento é utilizada. A Figura 4 é o perfil de reação da oxidação CMEA em glicinato de cocoíla utilizando 3,2 a 4,0 equivalentes de NaOCI. O Painel A é o CMEA antes da adição de NaOCI, o Painel B é a reação 24 após a adição de NaOCI e o Painel C é a mistura 24 horas após a adição de NaOCI e o aquecimento adicional a 60° C por 8 horas. Novamente, na ausência da etapa de aquecimento, o glicinato de N-CI C12 irá se formar. A Figura 5 é um espectro de contagem iônico total representativo de uma amostra de glicinato de cocoíla infundido gerado utilizando o procedimento descrito no Exemplo 10. Este espectro demonstra a ausência do intermediário de glicinato N-CI de cocoíla.

Para a análise LC-MC, uma amostra de glicinato de 1 mg/mL preparada na fase móvel foi separada por NPLC e analisada por UV e MS. Um cromatograma de HPLC representativo com um perfil de detecção de massa de contagem iônica total de uma alíquota da reação a partir da oxidação d o monoetanalamida de lauroíla (MEA C12) em glicinato de lauroíla (glicinato C12) é mostrado na Figura 6.

Descrição Detalhada da Invenção A presente invenção se refere a um procèsso novo a aprimorado para a conversão de um álcool primário que compreende um grupo amida (por exemplo, alcoilmonoalcanolamida C8-C22, tal como o monoetanolamida de lauroíla) no ácido amidocarboxílico correspondente (por exemplo, mistura de N-lauroil glicina e N-lauroil glicinato de metal alcalino) e cujo processo apresenta rendimentos muito altos do produto (por exemplo, > 75%, de preferência, £ 80%, de preferência, > 85% de rendimento). Mais especificamente, o processo compreende a reação de um álcool primário que compreende tal grupo amida com um agente oxidante na presença de um radical nitróxido e um catalisador opcional (por exemplo? haleto de metal alcalino), em que o soiventeOnde a^ reação ocorre é selecionado de tal modo que são formadas duas fases que separam o amidoálcool do agente oxidante. Em outras palavras, o amidoálcool permanece ou é fracionado em uma fase orgânica do sistema de duas fases e o agente oxidante permanece predominantemente na fase aquosa. Isto protege o grupo amida no amidoálcool de clivagens adicionais e fornece altos rendimentos conforme observado. Na realização específica da presente invenção reivindicada, o amidoálcool é separado do agente oxidante utilizando apenas água como solvente, em que o agente oxidante se separa na fase aquosa líquida enquanto o amidoálcool permanece no estado sólido não dissolvido (sistema sólido — líquido heterogêneo). Em uma realização preferida deste processo do solvente de água, após a adição do agente oxidante (por exemplo, NaOCI), a reação é deixada até o término. Isto demora, em geral, de 30 minutos a 24 horas, tipicamente, de 1 a 10 horas. A reação é então aquecida a uma temperatura de pelo menos 40 a 100 °C por entre 1 a 24 horas. A etapa de aquecimento não é necessária se nenhuma molécula contendo cloro for utilizada no processo aquoso porque, em tal caso, o nitrogênio amido clorado não se forma.

Mais especificamente, o reagente de partida do objeto < presente invenção é um_ álcool que possui um grupo amida que pode s definido conforme segue: R1CONR2(CH2)mOH em que R1 é um grupo alquila ou alquenila linear ou ramificac possuindo de 7 a 22 átomos de carbono; R2 é H, um grupo alquila c hidroxialquila com 1 a 6 átomo(s) de carbono; e m é um número inteiro de 1 6.

Os exemplos dos compostos que podem ser englobados pel estrutura são as N-alcanoilmonoetanolaminas, tais como o N lauroilmonoetanolamida ÍLMEA) oU:NTC0coilmonoetanolamidà~(CMEA). O produto de partida pode ser uma mistura d« monoalcanolamidas (por exemplo, monoetanolamina) incluindo aquela; derivadas a partir das misturas de ácidos graxos encontradas na natureza. C N-cocoil monoetanolamina, por exemplo, pode compreender uma mistura de ácidos graxos C8, Cio e C12 como 0 componente principal misturado com os ácidos graxos Cu, Ci6 e C18. O agente oxidante utilizado para oxidar o álcool de partida pode ser qualquer agente oxidante que irá permitir que o grupo álcool seja oxidado em ácido carboxílico. Tipicamente, tais agentes oxidantes incluem aqueles do tipo cloro. Estes podem incluir o cloro, um hipoclorito (por exemplo, hipoclorito de metal alcalino), ácido tricloroisocianúrico e ácido dicloroisocionônico. Os agentes oxidantes preferidos incluem o hipoclorito de sódio (por exemplo, o alvejante de grau industrial compreende de 5% a 13% de hipoclorito de sódio), hipoclorito de cálcio, cloro em si e compostos orgânicos contendo cloro, por exemplo, ácido tricloroisocianúrico. Os oxidantes não contendo cloro podem ser utilizados, por exemplo, a oxona (2KHSO5.KHSO4.K2SO4), NaOBr, N-bromosuccinimida ou tribromoisocianúrico. Os antioxidantes não contendo halogênio também podem ser utilizados, conforme exemplificado por H20: opcionalmente, na presença do catalisador de tungstato dihidrato de sódio. A quantidade do agente oxidante pode variar, mas tipicamente são utilizados de equimolares a 8 molares, de preferência, de 1 a 1 equivalentes, de maior preferência, de 2 a 6 molares. O álcool de partida da presente invenção é oxidado com urr agente oxidante (conforme observado acima) na presença de um catalisadoi de radical piperidinilóxi impedido (nitróxido) e, opcionaimente, na presença de um co-catalisador conforme são descritos abaixo. O radical catalisador nitróxido utilizado na presente invenção (poi exemDlo. nitróxido impedido) -é-produzido~pela'oxidação de uma amina secundária cíclica ou acíclica não contendo α-hidrogênios (isto é, não há hidrogênios no carbono adjacente a N) com peróxido, ou por oxidação da hidroxilamina correspondente. Os exemplos dos radicais nitróxido estável apropriados para a utilização na presente invenção são mencionados nos documentos seguintes. Estes incluem compostos lineares, cíclicos, dicíclicos ou macromoleculares em que um ou mais radicais nitroxila estão conectados. - Chem. Review, 78, 37 (1979); - G. Rozantsev, Free Nitroxyl Radicais, Penum Publishing Corporation, Nova Iorque, 1970; e - E. G. Rozantsev, V. D., Scholle, Synthesis, 1971.190. Os exemplos preferidos do radical nitróxido são conforme segue. - 2,2,6,6-tetrametil-piperidina 1-oxil (TEMPO); - 2,2,5,5-tetrametil-pirrolidina 1-oxil; e - 1-aza-2,2,7,7-tetrametil-cicloheptano 1-oxil. O TEMPO e seus derivados químicos são preferidos, os exemplos dos quais seguem; - 4-hidroxil-2,2,6,6-tetrametil-piperidina 1-oxil; - 4-metóxi-2,2,6,6-tetrametil-pipericlina 1-oxil; - 4-etóxi-2-2,6;6-tetrametil-piperidina 1-oxil; - 4-acetilamido-2-2,6,6-tetrametil~piperidina 1-oxi!; - 4-carbamoil-2,2,6,6-tetrametil-piperidina 1-oxil; - 4-benzoilamino-2,2,6,6-tetrametil-piperidina 1-oxil; - 4-oxo-2,2,6,6-tetrametil-piperidina 1-oxil; - 2,2,6,6-tetrametil-piperidina-1-oxil 4-sulfate; - 2,2,6,6-tetrametil-piperidina-l-oxil 4-fosfato; e - 3-carbamoil-2,2,6,6-tetrámetil-pirrolidina 1-oxil.

Os estabilizantes da luz UV contendo a funcionalidade 2,2,6,6-tetrametilpiperidina ^(Estabilizantes-da Luz da~ Amina Impedida, abreviado HALS), ambos monomérico e oligomérico, podem servir como precursores para estabilizar os radicais nitroxila também por oxidação.

Também é possível que uma amina ou uma hidroxilamina que é um precursor da mesma seja utilizada e, neste caso, ela seja oxidada e então utilizada. A quantidade do radical nitróxido utilizada para 1 equivalente do material de álcool de partida é, tipicamente, de 0,01 a 10% em mol ou, de preferência, de 0,1 a 5% em mol com base no amidoálcool.

Um co-catalisador opcional é frequentemente utilizado com o catalisador primário do radical nitróxido. O co-catalisador, caso utilizado, pode ser, por exemplo, um haleto de metal alcalino ou um haleto de metal alcalino terroso. Estes podem incluir o brometo de metal alcalino, por exemplo, brometo de sódio e cloreto de metal alcalino, por exemplo, cloreto de sódio e cloreto de potássio, brometo de metal alcalino terroso, por exemplo, brometo de cálcio e brometo de magnésio, cloreto de metal alcalino terroso, por exemplo, cloreto de cálcio e cloreto de magnésio.

Tipicamente, o co-catalisador é utilizado de 0,01 a 10% em mois, de preferência, de 0,1 a 5% em mois equivalentes com base no amidoálcool. O tetraborato de sódio pode ser utilizado no lugar do brometo ou do cloreto.

Solvente A chave para a presente invenção reside na seleção do solven apropriado, isto é, o solvente que irá fracionar na fase orgânica e na faí aquosa na combinação do agente oxidante e do amidoálcool no solvente.

Embora os solventes ideais sejam pelo menos parcialmenl miscíveis em água (por exemplo, tetrahidrofurano), a chave é que, na presenç do agente oxidante (por exemplo, hipoclorito de sódio aquoso), pelo meno duas camadas líquidas imiscíveis (por exemplo, uma camada rica em solvente normalmente a camada superior; e uma camada rica em água, normalmente ; camada inferiort irão se formar.

Sem desejar estarem restritos à teoria, os Depositantes acredítan ser importante que o amidoálcool não esteja na mesma fase que o agente oxidante quando combinado. Os Depositantes revelaram que isto pode sei realizado de dois modos diferentes. De acordo com as reivindicações dc pedido de patente provisório, isto pode ser realizado pelo fracionamento dc produto final (ácido amidocarboxílico) em um solvente orgânico líquido (isto é, utilizando o solvente que irá formar duas fases, ao invés de formar uma fase substancialmente aquosa). O grupo amida exposto no álcool que compreende a amida é, portanto, protegido da divagem (por exemplo, através do ataque pelo alvejante que se fracionou principalmente na fase aquosa líquida separada) e, consequentemente, é produzido um rendimento ainda maior de carboxílico. Isto é, é importante que, na presença do agente oxidante, forme ambas a camada rica em solvente (substancialmente livre de agente oxidante) e uma camada aquosa (compreendida substancialmente do agente oxidante). Deve ser observado que a rapidez em que ocorre a separação das duas fases é dependente, em geral, da escala da reação. Tipicamente, a separação da fase irá ocorrer em uma hora ou menos, e pode ocorrer de modo relativamente instantâneo.

Uma segunda maneira (conforme reivindicado no objeto d; presente invenção) de manter o agente oxidante e o álcool em fasei separadas, neste caso em uma fase de água líquida e em uma fase sólida, « utilizar apenas água como o solvente. O amidoálcool é hidrofóbico e nãc dissolve ou dispersa na fase aquosa (ele permanece na fase sólida), enquantc o NaOCI permanece na fase aquosa líquida contínua. A reação em que o solvente irá formar apenas uma fase líquids (por exemplo, solvente de CH3CN/ água utilizado no documento JF 10/087.554), portanto, não é apropriada e irá formar o produto em menores rendimentos e^pureza?

De modo surpreendente, os solventes nos extremos opostos da escala de polaridade podem ser apropriados para a reação. Os solventes polares apropriados podem incluir os hidrocarbonetos oxigenados, mais especificamente, os éteres e poliéteres cíclicos e acíclicos. Os solventes não polares apropriados podem incluir os solventes alifáticos cíclicos e acíclicos, e os solventes aromáticos.

Os exemplos específicos dos solventes oxigenados cíclicos (por exemplo, solventes polares) que podem ser utilizados incluem o tetrahidrofurano (THF) e o dioxolano. Os exemplos dos solventes oxigenados acíclicos incluem o 1,2-dimetoxietano, dimetoximetano, dietoximetano e 2-metoxietil éter. É preferido que os solventes não contenham antioxidantes (por exemplo, hidroxil tolueno butilado, abreviado como BHT) a medida em que estes antioxidantes podem interferir na reação de oxidação. Tais antioxidantes são frequentemente encontrados em éteres e poliéteres cíclicos e acíclicos. Portanto, de preferência, os solventes da presente invenção são substancialmente livre de antioxidantes.

Os exemplos específicos dos solventes alifáticos cíclicos (pc exemDlo, solventes não polares) incluem o ciclohexano; os exemplos do solventes alifáticos acíclicos incluem os heptanos e os hexanos; e o exemplos dos solventes aromáticos incluem o tolueno, o, m, ou p-xíleno e a misturas de xilenos.

Em uma reação preferida, devido ao consumo do agente d< oxidação (por exemplo, o hipoclorito de sódio) e a formação do ácid( carboxílico como conseqüência da reação, base suficiente deve ser utilizad* na reação para manter o pH acima de 6, de maior preferência, acima de 7 de maior preferência, ainda, 8-9. Um exemplo da base que pode sei utilizada é.um hidróxido de.metal alcalino-(por exemplo, NaOH). A base pode ser adicionada ao agente de oxidação antes dc agente de oxidação ser adicionado à reação ou, alternativamente, a base pode ser adicionada, por exemplo, em gotas durante o curso da reação conforme necessário para manter o pH constante. A reação por si ocorre, tipicamente, na temperatura ambiente, mas é exotérmica. Os aumentos de temperatura até cerca de 35° C ocorrem sem resfriamento. Um banho de resfriamento pode ser utilizado para reduzir a exotermia.

Um exemplo típico de uma oxidação de uma monoetanolamida (N-lauroilmonoetanolamida ou MEA) em N-lauroilglicina (LG), bem como as condições de reação, metodologia de separação e velocidade de conversão de LG são apresentadas abaixo: CuCONHCHzCHzOH CnCONHCHzCOzH oxidação Condições de reação: Solvente: tetrahidrofurano (THF)/ água Agente oxidante: NaOCI (alvejante, 11,5%, 3 eq.) + NaOH (base para manter o pH) Catalisador: KBr (co-catalisãdor), 4-acetamida-TEMPO (abreviação AA-TEMPO) Tempo de reação: 25 a 30° C

Intervalo de pH: 12 (inicial) a 6 (final) Tempo de reação: 1 a 4 horas Isolamento: extração de THF seguido por evaporação do solvente Velocidade de conversão típica: 95 a 99% Deve ser observado que uma mistura de N-lauroilglicina e N-laurilgíicinato~de~sódio “(por exemplo^ fornrfa de sal) pode ser obtida dependendo do pH de isolamento e, portanto, os rendimentos podem ser calculados separadamente para cada um.

No caso do cloro ou das moléculas contendo cloro são utilizadas no processo do solvente aquoso, tipicamente, após o catalisador e o agente de oxidação serem adicionados, a reação é dada em 30 minutos a 24 horas para a realização e a solução é então aquecida por 1 hora a 24 horas em uma temperatura de pelo menos 40° C até cerca de 100° C. Após o aquecimento, o pH é acidificado e o produto sólido é filtrado a partir da solução.

Exemplos Protocolo Técnica de extração para isolar o ácido carboxílico (por exemplo, a N-laurilglicina).

No final da reação de oxidação, a mistura da reação é acidificada a pH de cerca de 3,0 (por exemplo, pela adição de HCI) e as camadas são separadas. A camada aquosa inferior é extraída com THF e as camadas de THF combinadas são concentradas em um evaporador giratório e secas a vácuo para fornecer o ácido carboxílico (por exemplo, o N lauroilglicina) como um sólido branco Técnica de extração para isolar o metal alcalino ou o sal de metal alcalino do ácido carboxílico (por exemplo, N- lauroilglicinato de sódio) A reação é a mesma que acima, exceto que a camada THF é separada sem acidificação. A camada aquosa deve estar no intervalo de 6 a 10, de preferência, de 6 a 8. A camada aquosa é extraída (de preferência, duas vezes) com THF. As camadas de THF combinadas são concentradas em um evaporador giratório e secas a vácuo para gerar o sal (por exemplo, o N-lauroilglicinato). Técnica-de extração alternativa para o ácidõ càrbòxílico Além da extração THF, o ácido carboxílico pode ser isolado por um procedimento de imersão e filtração. Neste procedimento, a mistura da reação é acidificada em pH de cerca de 2 - 3 e adicionada em excesso de água (cerca de 3 a 4 volumes comparados à reação do volume da mistura) com agitação utilizando uma espátula de agitação. O precipitado é coletado por filtração, lavado em água e seco in vácuo para fornecer o ácido carboxílico (por exemplo, o N-alcanoil-glicina).

Monitoração da Reação da Oxidacão do Monoetilamida Cocqil (CMEA) em Glicinato de Cocoíla fCG) por HPLC - Instrumento: Módulo de Separação Waters 2695 equipado com um Detector de Ensaio de Fotodiodo Waters 2996 - Software: Empower Pro (version 5.00, Waters Corp.) - Coluna: Restek Pínnacle DB C18 5um, 4,6 x 150 mm mantido a 30° C. - Velocidade de Fluxo: 1 mL/ min - Amostra: 1-2 mg/ml em 1:1 água: acetonitrila (W:ACN) contendo 0,04% de ácido acético (AcOH) - Volume de Injeção: 15 uL - Fase Móvel: A = 2 mM de acetato de amônio, AcOH a 0,04% B = 2 mM acetato de amônio, AcOH a 0,04% e 90% de ACN aquoso. - Gradiente: 95:5 A:B a 100% de B (gradiente, 35 min) seguido por 100% de B (isocrático, 5 min). - Detecção: 205 nm Análise do Glicinato de Cocoil Sódio Utilizando a Espectrometria de Massa Líquida (LC1-MS - Instrumento: Finnígan Mat LCQ; - Coluna: KesteK nnnacie utrC18 5um, 4^6 x 150 mm mantido a 30° C. - Velocidade de Fluxo: 1 ml_/ min - Amostra: 1-2 mg/ml para LC-MS e 50 ppm de solução par a infusão em 1:1; - Água: acetonitrila (W: Acn) contendo 0,04% de ácido acético (AcOH) e 2 mM de acetato de amônio (AA); - Fase Móvel: A = acetato de amônio 2 mM, AcOH a 0,04%, B = acetato de amônio 2 mM, AcOH a 0,04% e ACM: W (90:10); - Gradiente: 95:5 A:B a 100% de B (gradiente, 35 min) seguido por 100% de B (isocrático, 5 min). - Detecção: UV - 205 nm: lonização Eletrospray no modo (-).

Análise: para a análise da contagem iônica total, a infusão foi utilização conforme o método da injeção da amostra. Uma amostra de glicinato de cocoíla (forma ácida, 1 mg) é dissolvida em THF (1 mL) e diluída ao tomar uma alíquota de 50 uL e diluir com 95 uL de THF. A solução diluída é jnfundida diretamente no espectrômetro de massa e é registrada a contagem iônica total. Um espectro de contagem do íon total representativc de uma amostra de glicinato dè cocòíla infundida gerada utilizandc procedimento descrito no Exemplo 10 é mostrado na Figura 5 abaixo. Para a análise LC-MS, uma amostra de 1 mg/ mL de glicinato preparada na fase móvel foi separada por HPLC e analisada por UV e MS. Um espectro de contagem do íon total representativo de uma alíquota da reação da oxidação do monoetanolamida de lauroíla (C12 MEA) em glicinato de lauroíla (Glicinato C12) é mostrado na Figura 6 abaixo.

Exemplo 1 Oxidação do N-lauroiletanolamida (LMEA) em THF com 6.5 eq. de NaOCl eDesenvolvimento^Ácido 33 mg (4,5% em mol) de KBr (co-catalisador) foi dissolvido em 6 mL de água. O solvente de tetrahidrofurano THF (31 mL), o catalisador AA-TEMPO (25 mg, 2,5% em mol) e 1,5 g de Ni-lauroiletanolamida (LMEA) foram adicionados sob agitação para fornecer uma solução branca aquosa homogênea. O agente oxidante de hipoclorito de sódio (22 mL de 11,5% solução aq., 6,5 equivalentes) e 2,3 mL de 2 NaOH (para manter o pH acima de 7) foram misturados. A solução combinada foi adicionada em gotas à solução de LMEA e o catalisador durante um período de 1,5 hora. Uma camada aquosa separada formou imediatamente sob adição da solução de hipoclorito de sódio. O pH da camada aquosa era de 12,7 após a adição do primeiro 3,5 mL. A temperatura foi mantida abaixo de 32° C com um banho de água gelada. A reação foi agitada por mais 0,5 hora até a conversão completa do LMEA em LG conforme determinada pela Cromatografia Líquida de Alta Pressão de fase reversa, abreviada em HPLC. O pH ao final da reação era de 7,6.

No término da reação, a mistura foi acidificada ao pH 3,0 (para obter o ácido carboxílico purificado) pela adição de 8,5 mL de HC1 1 N, e as camadas foram separadas. A camada aquosa inferior foi extraída com 3 mL de THF, e as camadas combinadas de THF foram concentradas em ur evaporador giratório e secas a vácuo para fornecer o N-lauroilglicinato er 116% de rendimento (água residual presente).

Exemplo 2 OXIDAÇÃO DO LM EA COM 3,25 EQ. PE NAOCL E DESENVOLVIMENTO ÁCIDO O procedimento no Exemplo 1 foi seguido, exceto que í quantidade de hipoclorito de sódio diminuiu para 3,25 equivalentes. C rendimento isolado era de 103% (inclui a água residual), mostrando que í oxidação trabalha com uma menor quantidade de hipoclorito de sódio.

Exemplo 3 Oxidação do LMEA com 3,25 eq. de NaOCl e Isolamento do Sal de Sódio Neste exemplo, o N-lauroilglicinato de sódio é obtido por uma pequena modificação do procedimento de isolamento. O procedimento no Exemplo 2 foi seguido. O pH era de 7,8 no término da reação. Neste caso, a camada de THF foi separada sem acídificação. A camada aquosa foi extraída duas vezes com 30 mL de THF. Após a extração, o pH da camada aquosa era de 8,3. As camadas de THF combinadas foram concentradas em um evaporador giratório e secas à vácuo para fornecer N-lauroilglicinato de sódio em um rendimento de 99%. Ao contrário do N-lauroilglicina, o N-lauroilglicinato de sódio dissolve em água e fornecer uma espuma sob agitação.

Exemplo 4 Oxidação oo LMEA em THF com 6,5 eq. de NaOCl, Procedimento pe Imersão em pH = 2.6 O procedimento no Exemplo 1 foi seguido, exceto pela etapa de isolamento. Após o término da reação, a mistura foi acidificada em pH = 2,6 com 9,25 mL de HCI a 1N. Toda a mistura da reação (ambos THF e fases de água) foi colocada em 240 mL de água com agitação vigorosa. C produto precipitado foi isoládo“põr filtração por gravidade, e lavado com 20C mL de água. Após a secagem ao ar, e uma secagem adicional a vácuo, c •produto foi obtido em 77% de rendimento. O rendimento pode ser melhoradc por melhores técnicas de filtração, por exemplo, pela filtração por pressão através de um filtro de 0,45 pm ou menos.

Exemplo 5 Oxidacão do LMEA em THF com 3.25 eq. de NaOCl. Procedimento de Imersão. Efeito do pH no Rendimento O procedimento no Exemplo 2 foi seguido, exceto pela etapa de solamento. Após o término da reação, a mistura foi apenas parcialmente acidificada (em pH = 5,2 com 3,6 mL de HCI a 1N). Toda a mistura da reação (ambos THF e fases de água) foi colocada em 240 mL de água com agitação vigorosa. O produto precipitado foi isolado por filtração por gravidade, e lavado com 240 mL de água. Após a secagem a vácuo durante a noite, o produto foi obtido em 59% de rendimento (com base no ácido carboxílico livre), e 55% (com base no carboxilato de sódio). O menor rendimento do que o Exemplo 4 é atribuído à maior proporção de carboxilato de sódio hidrossolúvel em um maior pH.

Exemplo 6 Oxidacão do LMEA com 3.25 eq. de NaOCl em Água e Desenvolvimento Ácido KBr (33 mg, 4,5% em mol) e AA-TEMPO (25 mg, 2% em mol) foram dissolvidos em 50 mL de água. 1,50 g de LMEA foi adicionado e a mistura agitada por 1,5 hora para formar uma suspensão homogênea. O hipoclorito de sódio diluído (5%) foi adicionado em 2,0 mL em incrementos durante 1,3 hora. Após cada adição, o HCI a 0,1 N foi adicionado, caso necessário para manter um pH de 8 - 9.

Os detalhes da adição são dados na Tabela abaixo: ___ Tabela 1 Após a agitação por 20,5 horas, o pH diminuiu para 5,9. A mistura era uma emulsão branca transparente. Ela foi trazida para um pH de 3,0 pela adição de 3,5 mL de HCI a 1N, e extraída duas vezes com 75 mL de THF. As camadas combinadas de THF foram concentradas em um evaporador giratório e ainda secas a vácuo para fornecer 1,81 g de N-lauroilglicina em 114% de rendimento (inclui água residual).

Exemplo 7 OXIDACÃQ DO N-COCOILMONOETANOLAIVIIDA fCMEA) COM 3.25 EQ. PE NaOCL Utilizando o Tolueno como Solvente. Desenvolvimento Ácido A reação de oxidação também trabalha em misturas de monoetanolamida, incluindo aquelas derivadas das misturas de ácidos graxos que ocorrem na natureza. Neste exemplo, o N-cocoilmonoetanolamida (uma mistura de C-8, C-10, C-12 (componente principal), C-14, C-16 e C-18 monoetanolamidas) foi oxidada em condições similares para fornecer uma mistura de N-cocoilglícínas correspondentes. KBr (33 mg, 4,5% em mol) e A TEMPO (25 mg, 2% em mol) foram dissolvidos em 6 mL de água. O CME (1,50 g, 6,16 mmol assumindo 100% de LG) foi dissolvido em 60 mL de toluer a 32° Cea solução adicionada ao KBr e AA-TEMPO. A mistura agitada f mantida a 31 - 37° C durante o curso da adição e o período de espera. Urr solução de hipoclorito de sódio (11 mL de solução aquosa a 11,5%, 3,25 eq.) 1,15 mL de NaOH a 2 N foi adicionada em incrementos de 2,0 mL durante ui período de 50 min. O pH era de 6,9 no final da adição. Após 40 min, a 33° C, pH foi ajustado a 8,6 com 0,5 mL de NaOH a 1 N. A agitação foi continuada pc um adicional de 3,5 horas e então a solução foi deixada para resfriar temperatura ambiente. A mistura da reação gelatinosa foi diluída com 70 mL de THF t trazida a um pH - 2,2 com 5,5 mL de HCI a 1N . As camadas foram separadas e a camada aquosa foi extraída com um adicional de 20 mL de THF. Aí camadas de THF combinadas foram concentradas em um evaporador giratóric e secas à vácuo para fornecer a N-cocoilglicina em um rendimento de 84%.

Exemplo 8 Oxidação do N-cocoilivionoetanolaiviida (CMEA) com 3,25 eq. De NaOCl Utilizando o Ciclo-hexano como Solvente, Desenvolvimento Ácido O procedimento do Exemplo 4 foi seguido, exceto em que o CMEA foi dissolvido em 120 mL de ciclohexano a 43° C ao invés de tolueno. Após a reação, uma emulsão transparente (pH = 6,2) foi obtida. A emulsão foi trazida a um pH de 3,1 com 3,0 mL de HCI a 1 N, e extraída duas vezes com 100 mL de THF. As camadas de THF combinadas foram concentradas em um rotoevaporador e secas a vácuo para fornecer a N-cocoilglicina com um rendimento de 73%.

Exemplo Comparativo Para mostrar que o solvente correto é requerido, os Depositantes conduziram um experimento comparando a reação para a produção de N- lauroilmonoetanolamina conforme apresentado no Exemplo 5 no pedido de patente JP 10/087.554 (designado para Lion Corp.) para a reação da presente invenção. Os resultados são apresentados abaixo.

Tabela 2 Resumo dos Exemplos de Oxidação I

Um resumo dos Exemplos para a oxidação do LMEA em L6 é apresentado na Tabela abaixo. 1 o tempo de reação real pode ser menor.

Um resumo dos Exemplos de oxidação do N-cocoilmetanolamida em N-cocoilglicina é apresentado na Tabela abaixo. a O tempo de reação real pode ser menor. b Assume-se que CMEA e CG são cada um correspondente aos compostos C-12 a 100%.

Exemplo 9 Oxidacão DO CMEA COM 1.6 -2.5 EQ. De NaOCl em Água CMEA (6 g) foi suspensa em água (150 mL) e agitada por : minutos em altas velocidades utilizando um agitador mecânico. O AA-TEMP (0,101 g, 0,02 eq.) e KBr (0,113 g, 0,04 eq.) foram adicionados à mistura c reação, seguido pela adição em gotas de NaOCl (10 a 14%, 1,6 a 2,5 eq.) sc agitação vigorosa mantendo a temperatura entre 22 e 33° C. Entre as adiçõe: o pH foi mantido em cerca de 8 a 9 pela adição de NaOH a 1 N. O progress da reação foi monitorado rigorosamente por HPLC e continuou por 24 horas at o consumo de CMEA cessar. Neste ponto, a mistura de reação foi aquecida pc 6 horas a 65° C para assegurar uma.çonyersão-total no produto de glicinãto dt cocoila. A mistura foi acidificada em pH 3 com HCI a 1 N e o produto sólid< branco foi filtrado e seco sob um vácuo elevado de 5,45 g. Um perfil de reaçã< de HPLC representativo que demonstra a conversão do CMEA em glicinato dt cocoila é mostrado na Figura 2 abaixo.

Exemplo 10 Oxidacão do CMEA com 2.3 - 3,2 eq. De NaOCl em Água CMEA (6 g) foi suspensa em água (150 mL) e agitada por 30 minutos em altas velocidades utilizando um agitador mecânico. O AA-TEMPO (0,101 g, 0,02 eq.) e KBr (0,113 g, 0,04 eq.) foram adicionados à mistura de reação, seguido pela adição em gotas de NaOCl (10 a 14%, 2,3 a 3,2 eq.) sob agitação vigorosa mantendo a temperatura entre 22 e 33° C. Entre as adições, o pH foi mantido em cerca de 8 a 9 pela adição de NaOH a 1 N. O progresso da reação foi monitorado rigorosamente por HPLC e continuou por 24 horas até o consumo de CMEA cessar. Neste ponto, a mistura de reação foi aquecida por 8 horas a 60° C para assegurar uma conversão total no produto de glicinato de cocoila. A mistura foi acidificada em pH 3 com HCI a 1 N e o produto sólido branco foi filtrado e seco sob um vácuo elevado de 5,75 g. Um perfil de reação de HPLC representativo que demonstra a conversão do CMEA em glicinato d cocoíla é mostrado na Figura 3 abaixo.

Exemplo 11 OXIDAÇÃQ DO CMEA COM 3.2 - 4.0 EQ. De NaOCl EM ÁGUA CMEA (6 g) foi suspensa em água (150 mL) e agitada por 3i minutos em altas velocidades utilizando um agitador mecânico. O AA-TEMPC (0,101 g, 0,02 eq.) e KBr (0,113 g, 0,04 eq.) foram adicionados à mistura d< reação, seguido pela adição em gotas de NaOCl (10 a 14%, 3,2 a 4 eq.) sot agitação vigorosa mantendo a temperatura entre 22 e 26° C. Entre as adições o pH foi mantido em cerca de 8 a 9 pela adição de NaOH a 1 N. O progressc da reação foi monitorado rigorosamente por HPLC e continuou põr'24'hbras até o consumo de CMEA cessar. Neste ponto, a mistura de reação foi aquecida poi 8 horas a 60° C para assegurar uma conversão total no produto de glicinato de cocoíla. A mistura foi acidificáda em pH 3 com HCI a 1 N e o produto sólido branco foi filtrado e seco sob um vácuo elevado de 5,50 g. Um perfil de reação de HPLC representativo que demonstra a conversão do CMEA em glicinato de cocoíla é mostrado na Figura 4 abaixo.

Claims (13)

1. PROCESSO PARA A CONVERSÃO DE UM ÁLCÓÕL, que compreende o grupo amida em ácido carboxílico correspondente com um rendimento £ 75%, caracterizado pelo fato de que o processo compreende a reação de: R1CONR2(CH2)mOH em que R1 é um grupo alquila ou alquenila linear ou ramificado possuindo de 7 a 22 átomos de carbono; R2 é H, um grupo alquila ou hidroxialquila com 1 a 6 átomo(s) de carbono; e m é um número inteiro de 1 a 6, com~umsagente~oxidante“na^presença Ide" ürrrradical nitróxidò impedido e um co-catalisador opcional, em que o solvente é somente água e, na presença do agente oxidante, o mesmo se separa em água, e o amidoálcool permanece ou se fraciona em uma camada orgânica sólida para permitir deste modo os altos rendimentos observados.

2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o álcool que compreende o grupo amida é uma alcanoilmonoalcanolamina.

3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a alcanoilmonoalcanolamina é a lauroil monoalcanolamida ou a cocomonoetanolamida.

4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente oxidante é selecionado a partir do grupo que consiste em cloro, um hipoclorito, ácido cloroisocianúrico e suas misturas.

5. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente oxidante é selecionado a partir do grupo que consiste em NaOBr, bromosuccinimida, ácido bromoisocianúrico, perácidos, oxona, H202 e suas misturas.

6. " PROCESSO, 'de acorao com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente oxidante está presente em uma quantidade de equimolar a 8 molar.

7. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o catalisador nitróxido é o 4-acetamido-TEMPO.

8. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que em adição ao radical do nitróxido impedido, o co-catalisador é utilizado.

9. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado-pelo'fato~de”que^o“co^cátãiisador é um haleto de metal alcalino ou um haleto de metal alcalino terroso.

10. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os solvente s não contêm substancialmente antioxidantes.

11. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma base é ainda adicionada à reação.

12. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que base suficiente é adicionada para manter o pH acima de 6.

13. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente oxidante é cloro ou uma molécula contendo cloro, em que o agente oxidante é adicionado e a reação demora 30 minutos a 24 horas para se completar e em que a solução resultante é aquecida por 1 a 24 horas em uma temperatura de pelo menos 40° C a 100° C.