BRPI1013620B1 - Método para produzir um composto de ácido cetomalônico - Google Patents

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Tani Shinki
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Kumiai Chemical Industry Co., Ltd.
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Description

(54) Título: MÉTODO PARA PRODUZIR UM COMPOSTO DE ÁCIDO CETOMALÔNICO (51) Int.CI.: C07C 67/313; C07C 67/31; C07C 69/675; C07C 69/716; C07B 61/00 (30) Prioridade Unionista: 26/06/2009 JP 2009-152062 (73) Titular(es): KUMIAI CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.
(72) Inventor(es): SHINKI TANI “MÉTODO PARA PRODUZIR UM COMPOSTO DE ÁCIDO
CETOMALÔNICO”
DESCRIÇÃO CAMPO TÉCNICO
A presente invenção se refere a um método para produzir um composto de ácido cetomalônico tal como diéster de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo muito mais eficientemente do que aquele do passado, através da reação de um composto de ácido malônico tal como diéster de ácido malônico com um composto de ácido cloroso.
FUNDAMENTOS DA TÉCNICA
Um diéster de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo é um composto utilizável como uma matéria prima na produção de um derivado de éster de ácido pirazin-2-on-3-carboxílico através da reação com diamina (ver Documentos de Patente de 1 e 4, Documentos de não Patente de 1 a 2).
Esta reação é usada na produção de um medicamento ou um produto químico para a agricultura, e similares, particularmente como um método para produzir um derivado de quinoxalinona a partir de uma diamina aromática.
Convencionalmente, como um método para a síntese de diéster de ácido cetomalônico a partir de diéster de ácido malônico, métodos diretos e métodos indiretos são relatados. Entretanto, nenhum deles foi industrializado devido à toxidade ou a dificuldade em manusear os reagentes, e similares. Como um método para a síntese de diéster de ácido cetomalônico a partir de diéster de ácido malônico, é conhecido, por exemplo, um processo para produzir diéster de ácido cetomalônico através da oxidação de diéster de ácido malônico com um oxidante tal como dióxido de selênio (por exemplo, ver Documento de não Patente 3 no qual a taxa de rendimento é 32,3% do rendimento teórico com base no dióxido de selênio usado), trióxido de dinitrogênio (por exemplo, ver Documento de não Patente 4 no qual a taxa de rendimento é de 74 a 76%) e trióxido de cromo (por exemplo, ver Documento de não Patente 6 no qual a taxa de rendimento é 70%). Entretanto, estes métodos têm problemas tais como toxidade dos reagentes, operabilidade ou segurança ou operabilidade pobre dos reagentes, baixa taxa de rendimento, uso de um reator especial, ou uso de um metal de transição.
Além disso, existem métodos para produzir diéster de ácido cetomalônico como os seguintes: um método para reagir um composto em que a porção metileno ativa do diéster de ácido malônico é substituída com bromo, com nitrato de prata (por exemplo, ver Documento de não Patente 7), um método para reagir um composto substituído com grupo azo com dimetil dioxirano (por exemplo, ver Documento de não Patente 8), um método para reagir um composto substituído com grupo metileno com ozônio (por exemplo, ver Documentos de não Patente 5 e 9), um método para reagir um composto substituído com grupo hidróxi com um catalisador de metal nobre (por exemplo, ver Documento de Patente 5) e similares. Entretanto, estes métodos têm as desvantagens de usar ácido tartrônico que é muito mais caro do que diéster de ácido malônico, como uma matéria prima, ou necessidade para a modificação prévia da porção metileno ativa de diéster de ácido malônico, ou tem problemas operacionais e econômicos. Além disso, estes processos têm problemas tais como o uso de reagentes caros, uso de agentes especiais de reação, uso de reatores especiais, uso de catalisadores caros, ou uso de metais de transição.
LISTA DE CITAÇÃO
DOCUMENTO DE PATENTE
Documento de Patente 1: Patente US N°. 6329389
Documento de Patente 2: Patente US N°. 6348461
Documento de Patente 3: Patente US N°. 4296114
Documento de Patente 4: WO 2005/21547
Documento de Patente 5: Publicação de Patente Japonesa acessível ao público (JP-A) N°. 8-151346
DOCUMENTO DE NÃO-PATENTE
Documento de não Patente 1: J. W. Clark-Lewis, et al., J. Chem. Soc., 1957, 430-439.
Documento de não Patente 2: Fumio Yoneda, et al., J. Chem. Soc. Perkin Transactions 1, 1987, 75-83.
Documento de não Patente 3: S. Astin et al., J. Chem. Soc.,
1933,391-394.
Documento de não Patente 4: A. W. Dox, Organic Syntheses,
4, 1925, 27-28.
Documento de não Patente 5: Enciclopédia of Reagents for Organic Synthesis, 3711 (2001).
Documento de não Patente 6: Liang Xian liu et al., Chinese Chemical Letters, 3, 1992, 585-588.
Documento de não Patente 7: Chem. Abstr. 123: 256144.
Documento de não Patente 8: Antonio Saba, Synthetic Communications, 24, 695-699 (1994).
Documento de não Patente 9: Lutz F., et al., Organic Syntheses, 71, 214-219 (1993)
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
PROBLEMAS A SEREM RESOLVIDOS PELA INVENÇÃO
O objetivo da presente invenção é prover um método novo para produzir um composto de ácido cetomalônico tal como diéster de ácido cetomalônico, que resolve as desvantagens das artes convencionais descritas acima.
Outro objetivo da presente invenção é prover um método para produzir um composto de ácido cetomalônico tal como diéster de ácido cetomalônico, que não necessite de um reator especial ou um agente de reação especial, e é um método novo e simples permitindo a industrialização sob condições fáceis.
MEIOS PARA RESOLVER OS PROBLEMAS
Sob as condições mencionadas acima, os presentes inventores conduziram pesquisas seriamente sobre um método para produzir um composto de ácido cetomalônico tal como diéster de ácido cetomalônico efetivamente, e como resultados, verificaram que a porção metileno de um derivado de ácido malônico é seletivamente oxidada reagindo especificamente um composto de ácido malônico tal como diéster de ácido malônico com um composto de ácido cloroso para desse modo produzir um radical ceto correspondente, e assim completar a presente invenção com base nessas descobertas.
Especificamente, a presente invenção se refere a um método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo através da reação de um composto de ácido malônico tal como diéster de ácido malônico com um, ou dois, ou mais compostos de ácido cloroso selecionados dentre um ácido cloroso ou um sal de ácido cloroso para oxidar o grupo metileno ativo do composto de ácido malônico para produzir um composto de ácido cetomalônico correspondente ou um hidrato do mesmo.
Se o método da presente invenção é representado pelo uso de fórmulas químicas, a presente invenção se refere a um método para produzir um composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral seguinte (2): 0 0
-V- (2) (em que R1 pode ser o mesmo ou diferente um do outro e representa um átomo de hidrogênio, um grupo alquila que pode ser substituído com, um grupo alquila cíclico que pode ser substituído com, um grupo hidrocarboneto aromático que pode ser substituído com, um grupo aromático heterocíclico que pode ser substituído com, e os dois R1 podem se ligar um ao outro para formar uma estrutura cíclica como uma molécula completa) ou um hidrato do mesmo, que é caracterizado pela reação de um composto de ácido malônico representado pela fórmula geral seguinte (1):
( 1) (em que R1 é o mesmo como descrito acima) ou uma mistura do mesmo, (nas partes que se seguem, ele pode ser simplesmente descrito como “composto de matéria prima”) com um, ou dois, ou mais compostos de ácido cloroso selecionados dentre um ácido cloroso ou um sal de ácido cloroso, para oxidar o composto de ácido malônico.
Além disso, a presente invenção se refere ao método de produção mencionado acima no qual a reação é conduzida na presença de um ácido, particularmente um composto de ácido carboxílico.
EFEITOS DA INVENÇÃO
De acordo com o método da presente invenção, é provido um método para a produção industrial de um composto de ácido cetomalônico tal como diéster de ácido cetomalônico. De acordo com o método da presente invenção, um sítio de metileno ativo de um composto de ácido malônico tal como diéster de ácido malônico é oxidado, e nesse momento, um composto de ácido malônico tal como diéster de ácido malônico representado pela fórmula geral (1), que está facilmente disponível, pode ser usado como uma matéria prima.
O método da presente invenção pode produzir um composto de ácido cetomalônico tal como diéster de ácido cetomalônico sem exigir quaisquer reagentes altamente tóxicos, quaisquer reagentes de baixa segurança, quaisquer reatores especiais, quaisquer reagentes específicos, quaisquer catalisadores específicos, ou quaisquer metais de transição tais como metais nobre. O composto de ácido malônico tal como diéster de ácido malônico como uma matéria prima no método da presente invenção é um composto que é amplamente usado em sínteses orgânicas, e é seguro e está disponível facilmente. Além disso, o sal de ácido cloroso usado como um oxidante é uma substância usada como um agente de branqueamento para pasta, fibra, ou alimento, e como desinfetante de água da torneira, e é um composto que é altamente seguro.
Além disso, o método da presente invenção pode produzir um composto de ácido cetomalônico tal como diéster de ácido cetomalônico, e não necessita da modificação prévia da porção metileno ativa do diéster de ácido malônico, permite a reação direta de um derivado de ácido malônico, e não tem problemas operacionais e econômicos.
O método da presente invenção pode produzir um composto de ácido cetomalônico tal como diéster de ácido cetomalônico com taxa de rendimento elevada com elevada seletividade.
Além disso, o método da presente invenção pode produzir um composto de ácido cetomalônico tal como diéster de ácido cetomalônico que permite a seleção de condições suaves na reação com boa operabilidade sob condições simples apropriadas para a industrialização.
Além disso, o método da presente invenção dá produtos de refugo não prejudiciais derivados de catalisadores ou metais de transição, e desse modo permite o fácil tratamento dos produtos de refugo, e é amigável ambientalmente, e tem valor elevado de uso industrial.
MODOS PARA REALIZAR A INVENÇÃO
Daqui em diante, a presente invenção será descrita.
Se a presente invenção é descrita mais especificamente, as presentes invenções são como descritas abaixo em de [1] a [28].
[1] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral seguinte (2):
0
Figure BRPI1013620B1_D0001
(em que R1 pode ser o mesmo ou diferente um do outro e representa um átomo de hidrogênio, um grupo alquila que pode ser substituído com, um grupo alquila cíclico que pode ser substituído com, um grupo hidrocarboneto aromático que pode ter um substituinte, ou um grupo heterocíclico aromático que pode ter um substituinte, e os dois R1 podem se ligar um ao outro para formar uma estrutura cíclica como uma molécula completa) ou um hidrato do mesmo, pela reação de um composto de ácido malônico representado pela fórmula geral seguinte (1):
0 (1) (em que R1 é o mesmo como descrito acima) ou uma mistura do mesmo, (nas partes que se seguem, ele pode ser simplesmente descrito como “composto de matéria prima”, com um, ou dois, ou mais compostos de ácido cloroso selecionados dentre um ácido cloroso ou um sal de ácido cloroso, para oxidar o grupo metileno do composto de ácido malônico mencionado acima.
[2] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [1] , no qual a reação do composto de ácido malônico e do composto de ácido cloroso é conduzida na presença de um ácido.
[3] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [2] , no qual o ácido é um composto de ácido carboxílico.
[4] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [3] , no qual o composto de ácido carboxílico é um, ou dois, ou mais compostos de ácido carboxílico selecionados dentre o grupo consistindo de um ácido carboxílico, um sal de ácido carboxílico, e um anidrido de ácido carboxílico.
[5] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [3] ou [4], no qual o composto de ácido carboxílico é um ácido carboxílico ou um anidrido de ácido carboxílico.
[6] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [3] a [5], no qual o composto de ácido carboxílico é um ácido acético ou um ácido acético anidro.
[7] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [6], no qual o composto de ácido carboxílico é um ácido acético.
[8] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [3] ou [4], no qual o composto de ácido carboxílico é uma combinação de um ácido carboxílico com um sal de ácido carboxílico.
[9] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [8], no qual o sal de ácido carboxílico é um sal de metal alcalino de ácido carboxílico ou um sal de metal alcalino terroso de ácido carboxílico.
[10] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [8] ou [9], no qual o sal de ácido carboxílico é um sal de metal alcalino de ácido carboxílico.
[11] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [8] a [10], no qual o composto de ácido carboxílico é um ácido acético e um acetato de sódio.
[12] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [1] a [11], no qual a reação do composto de ácido malônico com o composto de ácido cloroso é conduzida na presença de um solvente.
[13] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [12], no qual o solvente é um solvente polar.
[14] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [12] ou [13], no qual o solvente é água, um ácido carboxílico, nitrílas, cetonas, alcoóis, ésteres, um anidrido de ácido, amidas, sulfóxidos, ou sulfonas.
[15] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [12] a [14], no qual o solvente é água, um ácido carboxílico, nitrílas, alcoóis, ésteres, um anidrido de ácido, ou amidas.
[16] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [12] a [15], no qual o solvente é água, um ácido acético, acetonitrila, acetona, isobutilmetil cetona, metanol ou acetato de etila.
[17] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [12] a [16], no qual o solvente é água, um ácido acético, acetonitrila, metanol ou acetato de etila.
[18] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [12] a [17], no qual o solvente é água ou um ácido acético.
[19] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [12] a [18], no qual o solvente é água.
[20] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [12] a [19], no qual a reação do composto de ácido malônico com o composto de ácido cloroso é conduzida na presença de um solvente contendo água para produzir desse modo um hidrato do composto do ácido cetomalônico.
[21] O método para produzir um composto de ácido 5 cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [20], no qual o hidrato do composto do ácido cetomalônico é submetido a tratamento com calor ou tratamento de desidratação para desse modo produzir um composto de ácido cetomalônico.
[22] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [1] a [21], no qual a reação do composto de ácido malônico com o composto de ácido cloroso é conduzida em uma faixa de pH de pH 2 a pH 7.
[23] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [22], no qual a faixa de pH é pH 4 a pH 7.
[24] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com o acima mencionado [22] ou [23], no qual a faixa de pH é pH 4 a pH 6.
[25] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [1] a [24], no qual o composto de ácido cloroso é um sal de ácido cloroso.
[26] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [1] a [25], no qual o composto de ácido cloroso é um sal de metal alcalino de ácido cloroso ou um sal de metal alcalino terroso de ácido cloroso.
[27] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [1] a [26], no qual o composto de ácido cloroso é um sal de metal alcalino de ácido cloroso.
[28] O método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer um dos acima mencionados de [1] a [27], no qual o composto de ácido cloroso é clorito de sódio.
O primeiro aspecto da presente invenção se encontra na oxidação por reação do composto representado pela fórmula geral (1). Os inventores verificaram que um composto de ácido cloroso tem a capacidade de oxidar especificamente o grupo metileno de um composto de ácido malônico. Por exemplo, mesmo se um composto de ácido hipocloroso, um composto de ácido bromoso ou similar, que é um oxidante similar ao oxidante da presente invenção, isto é, um composto de ácido cloroso, é usado, a reação planejada não prossegue. Como descrito mais tarde, o Exemplo Comparativo 1 descreve um exemplo no qual hipoclorito de sódio é usado, o Exemplo
Comparativo 2 descreve um exemplo no qual clorato de sódio é usado, o Exemplo Comparativo 3 descreve um exemplo em que perclorato de sódio é usado, e o Exemplo Comparativo 4 descreve um exemplo em que bromito de sódio é usado. Entretanto, nos exemplos onde estes oxidantes foram usados, o dietil cetomalonato não pode ser detectado. Não foi relatado no passado que o grupo metileno de um composto de ácido malônico tal como malonato de dietila pode ser oxidado com um oxidante com base em halogênio. Além disso, o grupo metileno de um composto de ácido malônico não foi oxidado com oxidantes comuns com base em halogênio como mostrado nos exemplos Comparativos de 1 a 4. Entretanto, surpreendentemente, foi verificado em um primeiro momento que quando um composto de ácido cloroso é usado como um oxidante, a reação de oxidação planejada prossegue que é a presente invenção.
Um segundo aspecto da presente invenção é uma combinação de um sal de ácido cloroso e um ácido carboxílico como um composto de ácido cloroso. Ácido cloroso livre é muito instável, e é decomposto a temperatura ambiente por reação desproporcional. Consequentemente, comumente, um método para a geração de um ácido cloroso em um sistema de reação é realizado colocando um sal de ácido cloroso tal como clorito de bário e clorito de sódio em contato com um ácido. Por exemplo, é sabido como obter uma solução aquosa de ácido cloroso livre colocando clorito de bário em contato com ácido sulfúrico diluído.
Os presentes inventores estudaram ainda o ácido a ser usado, e verificaram que um ácido carboxílico tal como um ácido acético é apropriado como o ácido. Detalhes para a ação do ácido carboxílico não são suficientemente elucidados. Entretanto, como mostrado no Exemplo Comparativo 5 descrito abaixo, é presumido que quando um ácido mineral tal como um ácido clorídrico é usado, ácido cloroso é gerado muito cedo, e desse modo a reação com o composto de ácido malônico como uma matéria prima não é suficiente. Por outro lado, quando o ácido carboxílico da presente invenção é usado, a reação de oxidação planejada prossegue com uma taxa de rendimento suficiente porque é presumido que a reação prossegue moderadamente, e a reação com o composto de ácido malônico como uma matéria prima prossegue moderadamente.
Um terceiro aspecto da presente invenção é que a reação pode ser conduzida em um solvente contendo água. Água é muito segura, e barata e fácil de manusear. Desse modo, um sal de ácido cloroso usado no método da presente invenção é bem dissolvido em água, e água pode ser usada como um solvente. Além disso, junto com água, um solvente orgânico miscível em água, por exemplo, um solvente orgânico miscível em água tal como ácido acético, THF, metanol e DMF podem ser combinados. Ácidos carboxílicos tal como ácido acético podem ser usados não somente como o ácido carboxílico mencionado acima, mas podem ser usados como um dos solventes ao mesmo tempo, e é um dos tipos de solvente preferido no método da presente invenção.
Um composto de ácido cetomalônico produzido de acordo com o método da presente invenção é um composto tendo um grupo ceto entre grupos éster, e é um composto ceto tendo um grupo de atração de elétron em uma posição adjacente ao grupo ceto, e similarmente ao cloral, forma um hidrato de composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral seguinte (3):
0
Figure BRPI1013620B1_D0002
(3) (no qual R1 é o mesmo como descrito acima) na presença de água. Este hidrato pode ser submetido a tratamento com calor ou tratamento de desidratação para formar um composto de ácido cetomalônico de um tipo ceto, e este composto se toma um hidrato na presença de água. Tal reação reversível é similar as propriedades gerais dos hidratos tal como hidrato cloral.
Através do método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com a presente invenção, um hidrato de composto de ácido cetomalônico pode ser isolado na produção na presença de água, por exemplo, em uma reação usando um solvente contendo água, ou um composto de ácido cetomalônico do tipo ceto pode ser produzido em um sistema anidro. Além disso, como descrito acima, o hidrato pode ser convertido para um composto de ácido cetomalônico do tipo ceto se necessário.
O composto representado por uma fórmula geral (1) da presente invenção como uma matéria prima será descrito. No presente relatório, com respeito ao número de carbono dos substituintes, por exemplo, quando o número de carbono é de 1 a 6, ele pode ser referido resumidamente como Ci-C6.
Na fórmula geral (1), R1 pode ser o mesmo ou diferente um do outro e representa independentemente um átomo de hidrogênio; um grupo Cr C6 alquila reto ou ramificado tal como um grupo metila, um grupo etila, um grupo n-propila, um grupo isopropila, um grupo n-butila, um grupo sec-butila, um grupo t-butila, um grupo n-pentila, e um grupo n-hexila (o grupo alquila reto ou ramificado pode ter um substituinte tal como um grupo Ci-Có alquila reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metila, um grupo etila, um grupo n-propila, um grupo isopropila, um grupo n-butila, um grupo sec-butila, um grupo t-butila, um grupo n-pentila ou um grupo n-hexila; um grupo C3-C6 alquila cíclico, por exemplo, um grupo ciclopropila, um grupo ciclobutila, um grupo ciclopentila ou um grupo ciclohexila; um grupo hidroxila; um grupo alcóxi CrC6 reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metóxi, um grupo etóxi, um grupo n-propóxi ou um grupo isopropóxi; um grupo arila, por exemplo, um grupo fenila; e um grupo heteroarila, por exemplo, um grupo piridila ou um grupo furila); um grupo C3-C6 alquila cíclico, por exemplo, um grupo ciclopropila, um grupo ciclobutila, um grupo ciclopentila ou um grupo ciclohexila (o grupo alquila cíclico pode ter um substituinte tal como um grupo Ci-Cô alquila reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metila, um grupo etila, um grupo n-propila, um grupo isopropila, um grupo n-butila, um grupo sec-butila, um grupo t-butila, um grupo n-pentila ou um grupo n-hexila; um grupo C3-Cô alquila cíclico, por exemplo, um grupo ciclopropila, um grupo ciclobutila, um grupo ciclopentila ou um grupo ciclohexila; um grupo hidroxila; um grupo alcóxi Ci-Ce reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metóxi, um grupo etóxi, um grupo n-propóxi ou um grupo isopropóxi; um grupo arila, por exemplo, um grupo fenila; e um grupo heteroarila, por exemplo, um grupo piridila ou um grupo furila); um grupo fenila (o grupo fenila pode ter um substituinte tal como um grupo CrC6 alquila reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metila, um grupo etila, um grupo npropila, um grupo isopropila, um grupo n-butila, um grupo sec-butila, um grupo t-butila, um grupo n-pentila ou um grupo n-hexila; um grupo C3-C6 alquila cíclico, por exemplo, um grupo ciclopropila, um grupo ciclobutila, um grupo ciclopentila ou um grupo ciclohexila; um grupo hidroxila; um grupo alcoxi Ci-Cé reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metóxi, um grupo etóxi, um grupo n-propóxi ou um grupo isopropóxi; um átomo de halogênio, por exemplo, bromo, cloro, flúor e iodo; um grupo arila, por exemplo, um grupo fenila; e um grupo heteroarila, por exemplo, um grupo piridila ou um grupo furila); ou um grupo heteroarila tal como um grupo piridila e um grupo furanila (o grupo heteroarila pode ter um substituinte tal com um grupo C,-C6 alquila reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metila, um grupo etila, um grupo n-propila, um grupo isopropila, um grupo n-butila, um grupo sec-butila, um grupo t-butila, um grupo n-pentila ou um grupo n-hexila; um grupo C3-C6 alquila cíclico, por exemplo, um grupo ciclopropila, um grupo ciclobutila, um grupo ciclopentila ou um grupo ciclohexila; um grupo hidroxila; um grupo alcoxi Ci-Cô reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metóxi, um grupo etóxi, um grupo n-propóxi ou um grupo isopropóxi; um átomo de halogênio, por exemplo, bromo, cloro, flúor e iodo; um grupo arila, por exemplo, um grupo fenila; e um grupo heteroarila, por exemplo, um grupo piridila um grupo furila).
Exemplos do composto de ácido malônico representado pela fórmula geral (1) incluem especificamente, por exemplo, ácido malônico, malonato de dimetila, malonato de dietila, malonato de di n-propila, malonato de diisopropila, malonato de di n-butila, malonato de diisobutila, malonato de di sec-butila, malonato de di t-butila, malonato de di n-pentila, malonato de di n-hexila, malonato de diciclopropila, malonato de diciclopentila, malonato de diciclohexila, malonato de difenila, malonato de di(4-piridila), malonato de di(2-piridila), malonato de metiletila, malonato de metil n-propila, malonato de etil n-propila, malonato de metilfenila, malonato de metil(4-piridil), malonato de metil(2-piridil) e similares. Exemplos de compostos de ácido malônico preferíveis incluem ésteres de dialquila de ácido malônico, particularmente éster de malonato de dietila.
O composto de ácido malônico representado pela fórmula geral (1) (composto de material prima) é um composto conhecido, ou um composto que pode ser produzido por um método usual, por exemplo, esterificação de ácido malônico, e similares.
Em seguida, o composto de ácido cloroso usado método da 5 presente invenção será descrito.
No método da presente invenção, um, ou dois, ou mais compostos de ácido cloroso selecionados dentre um ácido cloroso ou um sal de ácido cloroso são usados.
O sal de ácido cloroso é um sal formado de cátion e íon ácido 10 cloroso, mas não está limitado ao mesmo.
Exemplos do cátion incluem um cátion de metal ou um cátion ônio, mas não estão limitados aos mesmos.
Exemplos do cátion metal incluem um íon de metal alcalino tal como um íon lítio, um íon sódio, um íon potássio ou um íon césio; um íon de metal alcalino terroso tal como um íon magnésio, um íon cálcio ou um íon bário; um íon DE metal terroso tal como alumínio; um íon da família do zinco tal como zinco; um íon de metal de transição tal com um íon cobre, um íon prata, um íon níquel, um íon manganês ou um íon ferro, mas não estão limitados aos mesmos.
Exemplos de cátion ônio incluem um íon amônio (NH/); um íon amônio quaternário tendo um grupo CrC8 alquila reto ou ramificado ou um grupo fenila tal como um íon tetrametil amônio, um íon tetrabutil amônio, um íon tetraoctil amônio, um íon trimetilbutil amônio, um íon trimetiloctil amônio, um íon tributilmetil amônio ou um íon trioctilmetil amônio; um íon fosfônio quaternário tendo um grupo Ci-C8 alquila reto ou ramificado ou um grupo fenila tal como um íon tetrametil fosfônio, um íon tetrabutil fosfônio ou um íon tetrafenil fosfônio, mas não estão limitados aos mesmos.
Além disso, exemplos de sal de ácido cloroso também incluem um sal de ácido cloroso e aminas (sal de amina).
Exemplos de aminas formadoras de sal incluem metil amina, dimetil amina, trimetil amina, etil amina, dietil amina, trietil amina, propil amina, dipropil amina, tripropil amina, butil amina, dibutil amina, tributil amina, diisopropiletil amina, hidrazina, metil hidrazina, piridina, 2-metil piridina, 3-metil piridina, 4-metil piridina, 2,4-dimetil piridina, quinolina, anilina, ou Ν,Ν-dietil anilina e similares, mas não estão limitados as mesmas.
Estes sais de ácido cloroso podem ser um anidrido ou um hidrato.
Estes sais de ácido cloroso podem ser um mono sal ou um duplo sal.
Exemplos do composto de ácido cloroso incluem especificamente, por exemplo, um ácido cloroso; um sal de metal alcalino de ácido cloroso incluindo clorito de lítio, clorito de sódio, clorito de sódio triidratado, ou clorito de potássio e similares; um sal de metal alcalino terroso de ácido cloroso incluindo clorito de magnésio, clorito de magnésio triidradato, clorito de cálcio, clorito de cálcio triidratado, clorito de bário, ou clorito de bário diidratado e similares; um sal de metal terroso de ácido cloroso tal como clorito de alumínio; um sal da família do zinco de ácido cloroso tal como clorito de zinco diidratado; um sal de metal de transição de ácido cloroso tal como clorito de cobre (II), clorito de cobre (III), clorito de prata, clorito de níquel diidratado ou clorito de manganês; clorito de amônio; um sal de amônio quaternário de ácido cloroso tal como clorito de tetrametil amônio; um sal de fosfônio quaternário de ácido cloroso tal como clorito de (2,4-dinitrofenil)trietil fosfônio; um sal de amina de ácido cloroso tal como um sal de metil amina de ácido cloroso, um sal de tripropil amina de ácido cloroso, um sal de hidrazina de ácido cloroso, um sal de piridina de ácido cloroso, um sal de 4-metil piridina de ácido cloroso, um sal de 2,4-dimetil piridina de ácido cloroso ou um sal de quinolina de ácido cloroso; um duplo sal tais como KC102NaC102, Cu(C1O2)2-2KC1O2-2H2O,
Cu(ClO2)2-Mg(ClO2)2-8H2O, ou Cu(ClO2)2-Ba(ClO2)2-4H2O e similares, mas não estão limitados aos mesmos.
Estes compostos de ácido cloroso são compostos conhecidos.
Estes compostos de ácido cloroso podem ser usados sozinhos, ou podem ser combinados em 2 ou mais tipos em qualquer relação.
Estes compostos de ácido cloroso podem ser usados em qualquer forma tal como forma líquida ou sólida do composto de ácido cloroso sozinho, ou uma solução aquosa ou uma solução de solvente outro que não água. Exemplos de solvente outros que não água inclui um solvente usado nas reações descritas abaixo, mas não estão limitados ao mesmo.
O composto de ácido cloroso é preferivelmente um sal de ácido cloroso, mais preferivelmente um sal de metal alcalino de ácido cloroso ou um sal de metal alcalino terroso de ácido cloroso, ainda preferivelmente um sal de metal alcalino de ácido cloroso, ainda preferivelmente um clorito de sódio ou um clorito de potássio, e ainda preferivelmente clorito de sódio a partir de um ponto de vista de disponibilidade, simplicidade de manuseio, reatividade, e similares.
A relação molar de composto de ácido cloroso a ser usada na reação pode ser qualquer relação molar para o composto de matéria prima representado pela fórmula geral (1), na qual a reação prossegue. Quando o composto de material prima é um composto representado pela fórmula geral (1), a relação molar de composto de ácido cloroso é usualmente, por exemplo, em uma faixa de 1,0 a 15,0 mols, preferivelmente em uma faixa de 1,5 a 5,0 mols, e mais preferivelmente em uma faixa de 2,0 a 3,5 mols por 1 mol de composto de matéria prima.
O método da presente invenção é conduzido preferivelmente sob uma condição ácida. O pH no da presente invenção está preferivelmente em uma faixa de pH 2 a pH 7, mais preferivelmente em uma faixa de pH 4 a pH 7, e ainda preferivelmente em uma faixa de pH 4 a pH 6. E indesejável diminuir extremamente o pH usando um ácido mineral tal como ácido clorídrico (ver Exemplo Comparativo 5).
Além disso, em um aspecto preferível da presente invenção, reação é conduzida em uma solução tampão tal como uma solução tampão de acetato de sódio para evitar que a mudança de pH durante a reação aumente.
Em seguida, o composto de ácido carboxílico na presente invenção será descrito.
O método da presente invenção é preferivelmente conduzido na presença de um composto de ácido carboxílico, como um ácido, em que o composto de ácido carboxílico é um tipo, ou dois, ou mais tipos selecionados dentre o grupo consistindo de um ácido carboxílico, um sal de ácido carboxílico, e um anidrido de ácido carboxílico.
Exemplos do composto de ácido carboxílico no método da presente invenção incluem um ácido carboxílico orgânico tal como um ácido carboxílico alifático, um ácido carboxílico alicíclico, um ácido carboxílico alifático aromático, um ácido carboxílico aromático e um ácido carboxílico heterocíclico. Exemplos de ácidos carboxílicos preferíveis incluem um composto de ácido carboxílico representado pela fórmula geral seguinte (4):
R2C00H (4) (em que R pode ser o mesmo ou diferente um do outro e representa um átomo de hidrogênio, um grupo alquila que pode ser substituído com, um grupo alquila cíclico que pode ser substituído com, ou um grupo fenila que pode ter um substituinte, ou um grupo heterocíclico aromático que pode ter um substituinte).
R na fórmula geral (4) pode ser o mesmo ou diferente um do outro e representa independentemente um átomo de hidrogênio; um grupo Cr C6 alquila reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metila, um grupo etila, um grupo n-propila, um grupo isopropila, um grupo n-butila, um grupo a secbutila, um grupo t-butila, um grupo n-pentila ou um grupo n-hexila (o grupo
I alquila reto ou ramificado pode ter um substituinte tal com um grupo Ci-C6 alquila, por exemplo, um grupo metila, um grupo etila, um grupo n-propila, um grupo isopropila, um grupo n-butila, um grupo sec-butila, um grupo tbutila, um grupo n-pentila ou um grupo n-hexila; um grupo C3-C6 alquila cíclico, por exemplo, um grupo ciclopropila, um grupo ciclobutila, um grupo ciclopentila ou um grupo ciclohexila; um grupo hidroxila; um grupo alcoxi Ci-Cô reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metóxi, um grupo etóxi, um grupo n-propóxi ou um grupo isopropóxi; um grupo arila, por exemplo, um grupo fenila; e um grupo heteroarila, por exemplo, um grupo piridila ou um grupo furila); um grupo C3-Có alquila cíclico, por exemplo, um grupo ciclopropila, um grupo ciclobutila, um grupo ciclopentila ou um grupo ciclohexila (o grupo alquila cíclico pode ter um substituinte tal como um grupo Ci-Cô alquila reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metila, um grupo etila, um grupo n-propila, um grupo isopropila, um grupo n-butila, um grupo sec-butila, um grupo t-butila, um grupo n-pentila ou um grupo n-hexila; um grupo C3-Cé alquila cíclico, por exemplo, um grupo ciclopropila, um grupo ciclobutila, um grupo ciclopentila ou um grupo ciclohexila; um grupo hidroxila; um grupo alcoxi CpCe reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metóxi, um grupo etóxi, um grupo n-propóxi ou um grupo isopropóxi; um grupo arila, por exemplo, um grupo fenila; e um grupo heteroarila, por exemplo, um grupo piridila ou um grupo furila); um grupo fenila (o grupo fenila pode ter um substituinte tal com um grupo Cj-Cô alquila reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metila, um grupo etila, um grupo npropila, um grupo isopropila, um grupo n-butila, um grupo sec-butila, um grupo t-butila, um grupo n-pentila ou um grupo n-hexila; um grupo C3-C6 alquila cíclico, por exemplo, um grupo ciclopropila, um grupo ciclobutila, um grupo ciclopentila ou um grupo ciclohexila; um grupo hidroxila; um grupo alcoxi Ci-Cô reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metóxi, um grupo etóxi, um grupo n-propóxi ou um grupo isopropóxi; um átomo de halogênio, por exemplo, bromo, cloro, flúor e iodo; um grupo arila, por exemplo, um grupo fenila; e um grupo heteroarila, por exemplo, um grupo piridila ou um grupo furila); e um grupo heteroarila tal com um grupo piridila e um grupo furanila (o grupo heteroarila pode ter um substituinte tal como um grupo Cr Cô alquila reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metila, um grupo etila, um grupo n-propila, um grupo isopropila, um grupo n-butila, um grupo secbutila, um grupo t-butila, um grupo n-pentila ou um grupo n-hexila; um grupo C3-C6 alquila cíclico, por exemplo, um grupo ciclopropila, um grupo ciclobutila, um grupo ciclopentila ou um grupo ciclohexila; um grupo hidroxila; um grupo alcóxi CrC6 reto ou ramificado, por exemplo, um grupo metóxi, um grupo etóxi, um grupo n-propóxi ou um grupo isopropóxi; a átomo de halogênio, por exemplo, bromo, cloro, flúor e iodo; um grupo arila, por exemplo, um grupo fenila; e um grupo heteroarila, por exemplo, um grupo piridila ou um grupo furila).
Exemplos do sal de ácidos carboxílicos no método da presente invenção incluem um sal do composto de ácido carboxílico mencionado acima representado pela fórmula geral (4). Exemplos do átomo de metal no íon metal para formar o sal incluem um átomo de metal alcalino de um átomo de lítio, um átomo de sódio, ou um átomo de potássio; um átomo de metal alcalino terroso tal como um átomo de magnésio, um átomo de cálcio, ou um átomo de bário; um átomo de metal terroso tal como alumínio; um átomo da família do zinco tal como zinco; um átomo de metal de transição tal como átomo de cobre, um átomo de prata, um átomo de níquel, um átomo de chumbo, um átomo de manganês, ou um átomo de ferro, mas não estão limitados aos mesmos.
Além disso, exemplos do cátion ônio para formar um sal incluem um íon amônio (NH/); um í°n amônio quaternário tendo um grupo Ci-Cg alquila reto ou ramificado ou um grupo fenila tal como um íon tetrametil amônio, um íon tetrabutil amônio, um íon tetraoctil amônio, um íon trimetilbutil amônio, um íon trimetiloctil amônio, um íon tributilmetil amônio e um íon trioctilmetil amônio; um íon fosfônio quaternário tendo um grupo C|-C8 alquila reto ou ramificado ou um grupo fenila tal como um íon tetrametil fosfônio, um íon tetrabutil fosfônio ou um íon tetrafenil fosfônio, mas não estão limitados aos mesmos.
Além disso, exemplos do sal de ácido carboxílico incluem um sal de um ácido carboxílico com aminas (sal de amina de ácido carboxílico).
Exemplos das aminas formadoras de sal de ácido carboxílico incluem metil amina, dimetil amina, trimetil amina, etil amina, dietil amina, trietil amina, propil amina, dipropil amina, tripropil amina, butil amina, dibutil amina, tributil amina, diisopropiletil amina, piridina, quinolina, isoquinolina, anilina, ou Ν,Ν-dietil anilina e similares, mas não estão limitadas as mesmas.
Exemplos do anidrido de ácido carboxílico no método da presente invenção incluem um anidrido do composto de ácido carboxílico mencionado acima representado pela fórmula geral (4). O anidrido de ácido carboxílico pode ser formado apenas a partir de ácidos carboxílicos idênticos, ou pode ser formado a partir de ácidos carboxílicos diferentes. Tal anidrido de ácido carboxílico, que produz ácido carboxílico livre em água ou um sistema de solvente contendo água, é preferido.
No método da presente invenção, exemplos de um, de dois, ou mais compostos de ácido carboxílico selecionados dentre o grupo consistindo de um ácido carboxílico, um sal de ácido carboxílico, e um anidrido de ácido carboxílico, e incluem especificamente, por exemplo, um ácido carboxílico tal como um ácido acético e um ácido propiônico; um sal de metal alcalino de ácido carboxílico tal como acetato de sódio, propionato de sódio, acetato de potássio e propionato de potássio; um sal de metal alcalino terroso de ácido carboxílico tal como acetato de magnésio, propionato de magnésio, acetato cálcio e propionato de cálcio; um sal de amônio quaternário de ácido carboxílico tal como acetato de amônio, propionato de amônio e acetato de tetrabutil amônio; um sal de fosfônio quaternário de ácido carboxílico tal como acetato de tetrabutil fosfônio; um sal de amina de ácido carboxílico tal como um sal de trietil amina de ácido acético, e um sal de piridina de ácido acético; um anidrido de ácido carboxílico tal como um ácido acético anidro e um ácido propiônico anidro, mas não estão limitados aos mesmos.
No método da presente invenção, o composto de ácido carboxílico selecionado dentre o grupo consistindo de um ácido carboxílico, um sal de um ácido carboxílico e um anidrido de ácido carboxílico, pode ser usado sozinho, ou pode ser usado em uma combinação diferente de 2 ou mais de qualquer composto de ácido carboxílico em qualquer relação.
Quando o composto de ácido carboxílico é usado sozinho, o composto de ácido carboxílico é preferivelmente, por exemplo, um ácido carboxílico ou um anidrido de ácido carboxílico, mais preferivelmente, por exemplo, um ácido carboxílico, e ainda preferivelmente, por exemplo, um ácido carboxílico alifático tal como um ácido acético ou um anidrido alifático de ácido carboxílico tal como um ácido acético anidro, e particularmente preferivelmente um ácido carboxílico alifático tal como um ácido acético, mas não estão limitados aos mesmos.
Quando 2 ou mais tipos diferentes de compostos de ácido carboxílico são usados em combinação, a combinação dos compostos de ácido carboxílico é preferivelmente, por exemplo, uma combinação de um ácido carboxílico e um sal de ácido carboxílico, mais preferivelmente, por exemplo, uma combinação de um ácido carboxílico e um sal de metal alcalino de ácido carboxílico, e ainda preferivelmente, por exemplo, uma combinação de um ácido carboxílico alifático e um sal do mesmo tal como uma combinação de ácido acético e acetato de sódio, mas não estão limitados aos mesmos.
A quantidade de composto de ácido carboxílico usada na reação pode ser qualquer quantidade à medida que a reação prossiga suficientemente, mas é, por exemplo, em uma faixa de 0,01 a 50 mols, preferivelmente em uma faixa de 0,2 a 10 mols, e mais preferivelmente em uma faixa de 0,4 a 10 mols, por 1 mol de composto de ácido malônico representado pela fórmula geral (1). Quando um ácido carboxílico é usado como o composto de ácido carboxílico, o ácido carboxílico pode ser usado em uma quantidade grande de excesso a fim de trabalhar também como um solvente descrito abaixo.
O método da presente invenção pode ser implementado na ausência de um solvente, ou pode ser implementado na presença de um solvente.
Como um solvente no método da presente invenção, o método da presente invenção pode ser implementado em, por exemplo, um solvente água. Quando o composto de ácido cloroso é usado como uma solução aquosa, o método da presente invenção pode ser conduzido suficientemente com apenas um solvente de água derivado de uma solução aquosa do composto de ácido cloroso. Além disso, o método da presente invenção pode ser conduzido usando um solvente outro que não água. Um solvente que pode ser usado na reação pode ser qualquer solvente à medida que ele não iniba a reação. Por exemplo, exemplos do solvente incluem um ácido carboxílico tal como um ácido acético e um ácido propiônico; um anidrido ácido tal como um ácido acético anidro e um ácido propiônico anidro; nitrilas tal como acetonitrila e propionitrila; alcoóis tais como metanol, etanol e etileno glicol; ésteres representados pelo éster de ácido acético tal como acetato de metila, acetato de etila e acetato de butila; cetonas tal como acetona, etilmetil cetona e isobutilmetil cetona; amidas tais como dimetilformamida, dimetil acetoamida e N-metil pirolidona; alquil uréias tal como tetrametil uréia, amidas de ácido fosfórico tal como triamida hexametil fosfórica (HMPA), sulfóxidos tal como sulfóxido de dimetila; sulfonas tais como sulfolono ou dimetil sulfona; ésteres de ácido carbônico tal como carbonato de propileno; solventes de éter tais como éter dietílico e tetrahidrofurano, dioxano e similares. Além disso, exemplos do solvente incluem hidrocarbonetos aromáticos tais como tolueno, xileno e clorobenzeno; hidrocarbonetos alifáticos halogenados tais como diclorometano e clorofórmio; hidrocarbonetos alifáticos tais como pentano e n-hexano, e similares, mas não estão limitados aos mesmos. Estes solventes podem ser usados sozinhos, ou podem ser usados como um solvente misto em qualquer relação de misturação.
O solvente é preferivelmente um solvente polar de um ponto de vista de afinidade e reatividade do composto de matéria prima com o composto de ácido cloroso, e similares. Além disso, o solvente é preferivelmente água, um ácido carboxílico, nitrilas, cetonas, alcoóis, ésteres, um anidrido de ácido, amidas, sulfóxidos, ou sulfonas. Além disso, o solvente é preferivelmente água, um ácido carboxílico, nitrilas, alcoóis, ésteres, um anidrido de ácido, ou amidas. Além disso, o solvente é preferivelmente água, um ácido carboxílico, nitrilas, ou alcoóis. Além disso, o solvente é preferivelmente água, um ácido carboxílico, ou nitrilas. Além disso, o solvente é preferivelmente água, um ácido acético, acetonitrila, acetona, isobutilmetil cetona, metanol ou acetato de etila. Além disso, o solvente é preferivelmente água, um ácido acético, ou acetonitrila. Além disso, o solvente é preferivelmente água, ou um ácido acético. Além disso, o solvente é preferivelmente água, que é simples e não é cara.
Aqui, o solvente polar é um solvente tendo uma permitividade específica de 5 ou mais. Aqui, a permissividade específica é um valor descrito em The Chemical Society of Japan, Handbook for Chemicals (basics), 5* revision, pp. 1-770-777, Maruzen Co., Ltd., 2004. O solvente usado na reação é preferivelmente um solvente polar tendo uma permissividade específica de 5 ou mais, mais preferivelmente um solvente polar tendo uma permissividade específica de 7 ou mais, ainda preferivelmente um solvente polar tendo uma permissividade específica de 17 ou mais, e particularmente preferivelmente um solvente polar tendo uma permissividade específica de 20 ou mais.
Se a polaridade do solvente permanece muito baixa, o sistema de reação se toma uma bicamada, e desse modo a afinidade reduz entre a fase oleosa contendo o composto de matéria prima e a fase água contendo o composto de ácido cloroso, por meio da qual a reação pode prosseguir arduamente, o que é indesejável. Entretanto, sem estar sendo limitada a isso, a reação pode ser implementada na presença de qualquer solvente.
Como para o solvente, a reação é preferivelmente conduzida na presença de solvente água já que uma forma de extração da substância planejada pode ser selecionada entre uma forma do composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral (2), ou uma forma de um hidrato do composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral (3) através da seleção apropriada das condições de tratamento no tratamento pós-reação.
A quantidade de solvente pode ser qualquer quantidade à medida que ela permita agitação suficiente do sistema de reação, mas é usualmente em uma faixa de 0,05 a 100 mols, e preferivelmente de 0,5 a 35 mols por 1 mol do composto de matéria prima representado pela fórmula geral (1).
A temperatura da reação da reação é, por exemplo, em uma faixa de 0°C para a temperatura de refluxo do solvente a ser usado, preferivelmente em uma faixa de 0°C a 60°C, e mais preferivelmente em uma faixa de 5°C a 30°C.
O tempo de reação da reação não é particularmente limitado, mas é preferivelmente de 0,5 horas a 24 horas, e mais preferivelmente de 1 hora a 10 horas do ponto de vista de supressão de subprodutos, e similares.
A reação é uma reação de oxidação, e, por exemplo, se existe 25 uma relação de geração de calor envolvida com a reação em uma escala grande de trabalho, a geração de calor envolvida com a reação é preferivelmente suprimida adotando um procedimento apropriado tal como adição em pequenas porções ou adição em gotas de uma matéria prima.
Geralmente, se a reação é implementada na presença de solvente água, o produto é obtido na forma de um hidrato de um composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral (3), e se a reação é implementada sob condições não aquosas, o produto é obtido na forma de um composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral (2). Além disso, se a reação é implementada na presença de água, e é desejado que um produto em uma forma de um composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral (2) seja extraído, um hidrato de um composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral (3) pode ser desidratado através da condução de tratamento de desidratação tal como desidratação tolueno10 azeotrópica no tratamento após a reação, para obter facilmente um produto em uma forma de um composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral (2). Em outras palavras, no método da presente invenção, a forma isolada do produto pode ser feita em qualquer forma desejada entre uma forma de um hidrato de um composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral (3) e uma forma de um composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral (2), através da seleção apropriada do solvente da reação ou do tratamento pós-reação.
Em seguida, um método para produzir o composto da presente invenção será descrito especificamente através dos Exemplos, mas a presente invenção não está limitada a estes Exemplos.
Aqui, o pH em cada Exemplo foi medido por um indicador de concentração de íon hidrogênio do tipo eletrodo de vidro, modelo: HM-20P fabricado por DKK-TOA CORPORATION.
[Exemplo 1]
Produção de cetomalonato de dietila
Para um frasco com quatro gargalos de 1000 mL equipado com um agitador mecânico, um funil de gotejamento e um termômetro, 496,8 g (1,37 mols) de uma solução aquosa de clorito de sódio a 25%, e em seguida 26 mL (0,46 mols) de ácido acético foram lentamente adicionados. O pH no sistema de reação era pH 4,4. Além disso, 100 g (0,62 mols) de malonato de dietila foram lentamente adicionados sob temperatura ambiente, e em seguida a mistura foi agitada sob temperatura ambiente por 3 horas, e em seguida 490 mL de acetato de etila foram adicionados ao sistema de reação para a separação dos líquidos. A camada orgânica foi separada, e acetato de etila foi destilado sob pressão reduzida. Tolueno foi adicionado à mesma para realizar a desidratação azeotrópica e o tolueno foi destilado sob pressão reduzida, para dar 105 g de cetomalonato de dietila como uma substância oleosa (taxa de rendimento de 97%).
1H-NMR(300MHz, CDC13) δ:
4,41 (q, J=7,2Hz,2H), 1,40(t,J=7,2Hz,3H)ppm. 13C-NMR(300MHz, CDC13) δ:
178,2, 160,3, 63,6, 14,1 ppm.
GC-MS ]ΫΓ=174.
[Exemplo 2]
Produção de um hidrato de cetomalonato de dietila
Para um frasco com quatro gargalos de 100 mL equipado com um agitador mecânico, um funil de gotejamento e um termômetro, 49,6 g (0,137 mols) de uma solução aquosa de clorito de sódio a 25%, e em seguida 2,6 mL (0,046 mols) de ácido acético foram lentamente adicionados. O pH no sistema de reação era pH 4,4. Além disso, 10 g (0,062 mols) de malonato de dietila foram lentamente adicionados sob temperatura ambiente, e em seguida a mistura foi agitada sob temperatura ambiente por 3 horas, e em seguida 49 mL de acetato de etila foram adicionados ao sistema de reação para a separação dos líquidos. A camada orgânica foi separada, e acetato de etila foi destilado sob pressão reduzida, para dar 11,6 g de hidrato de cetomalonato de dietila (ponto de íusão: 54,6 a 56,9° C) (taxa de rendimento de 97%).
'H-NMR^OOMHz, CDC13) δ:
4,31(q,J=7,2Hz,2H), l,30(t,J=7,2Hz,3H)ppm.
i3C-NMR(3OOMHz, CDCls) δ:
168,6, 90,4, 63,7, 14, lppm.
[Exemplos 3-7]
Para um frasco em formato de berinjela de 50 mL equipado com um agitador magnético, malonato de dietila (DEM), clorito de sódio (clorito Na), ácido acético, acetato de sódio (acetato Na), e água foram colocados na escala da reação e a relação molar como mostrada na Tabela 1. Aqui, os resultados da medição do pH no sistema de reação são mostrados na Tabela 1. Além disso, a mistura foi agitada sob temperatura ambiente pelo tempo mostrado na Tabela 1, em seguida analisada por cromatografia gasosa (GC) para calcular a taxa de rendimento. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
[Tabela 1]
EX. No. Escala de reação (quantidade de adição de DEM) Relação molar (DEM = 1) Água ph Tempo Porcenta gem de rendime nto da área de GC
mmol Clorito Na Ácido acético Acetat 0 Na L/mol - horas %
3 5,19 2,20 0,48 0,10 1,0 5,3 7 100
4 5,62 2,20 0,44 0,13 1,0 5,5 8 100
5 6,06 2,20 0,41 0,17 1,0 5,8 24 100
6 5,19 2,20 0,48 0,10 2,0 5,2 24 100
7 5,19 2,20 0,48 0,10 3,0 5,2 24 100
Como mostrado na Tabela 1, é entendido que a reação prossegue quase quantitativamente através da oxidação com ácido cloroso.
[Exemplo 8]
Uma reação foi realizada similarmente a do Exemplo 1 usando 0,25 g (0,0016 mols) de malonato de dietila, 0,95 mL (0,0166 mols) de ácido acético, 1,71 g (0,0047 mols) de uma solução aquosa de clorito de sódio a
25%, e a análise de GC foi realizada para dar 88,1% da porcentagem de área de cetomalonato de dietila.
Exemplo Comparativo 1
Uma reação foi realizada similarmente a do Exemplo 1 usando 0,25 g (0,0016 mols) de malonato de dietila e 0,94 mL (0,0164 mols) de ácido acético, exceto que 8,14 g (0,0056 mols) de uma solução aquosa de hipoclorito de sódio a 5% foi usada em vez de uma solução aquosa de clorito de sódio a 25%. Entretanto, cetomalonato de dietila não foi detectado na análise de GC.
Exemplo Comparativo 2
Uma reação foi realizada similarmente a do Exemplo 1 usando 0,25 g (0,0016 mols) de malonato de dietila e 0,94 mL (0,0164 mols) de ácido acético, exceto que 0,58 g (0,0056 mols) de clorato de sódio foram usados em vez de uma solução aquosa de clorito de sódio a 25%. Entretanto, cetomalonato de dietila não foi detectado na análise de GC.
Exemplo Comparativo 3
Uma reação foi realizada similarmente a do Exemplo 1 usando 0,25 g (0,0016 mols) de malonato de dietila e 0,94 mL (0,0164 mols) de ácido acético, exceto que 0,67 g (0,0056 mols) de perclorato de sódio foram usados em vez de uma solução aquosa de clorito de sódio a 25%. Entretanto, cetomalonato de dietila não foi detectado na análise de GC.
Exemplo Comparativo 4
Uma reação foi realizada similarmente a do Exemplo 1 usando 0,25 g (0,0016 mols) de malonato de dietila e 0,94 mL (0,0164 mols) de ácido acético, exceto que 0,74 g (0,0056 mols) de bromito de sódio foram usados em vez de uma solução aquosa de clorito de sódio a 25%. Entretanto, cetomalonato de dietila não foi detectado na análise de GC, e dibromida foi produzida em 19,5%.
Exemplo Comparativo 5
Uma reação foi realizada similarmente a do Exemplo 1 usando 0,25 g (0,0016 mols) de malonato de dietila e 0,49 g (0,0056 mols) de clorito de sódio, exceto que 0,48 mL (0,0056 mols) de ácido clorídrico foram usados em vez de ácido acético e o pH no momento do início da reação era 0,8. Entretanto, cetomalonato de dietila não foi detectado na análise de GC.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL
O método da presente invenção pode produzir um diéster de ácido cetomalônico representado por uma fórmula geral (2) ou um hidrato do mesmo sem a exigência de quaisquer reagentes altamente tóxicos, quaisquer reagentes poucos seguros, quaisquer reagentes especiais, quaisquer reatores especiais, quaisquer reagentes caros, quaisquer catalisadores caros, ou quaisquer metais de transição tal como metais nobres.
Além disso, de acordo com o método da presente invenção, é possível produzir um diéster de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral 2) ou um hidrato do mesmo sem a modificação prévia de uma porção metileno ativa do diéster de ácido malônico e sem problemas operacionais e econômicos.
Além disso, de acordo com o método da presente invenção, é possível produzir um diéster de ácido cetomalônico representado por uma fórmula geral(2) ou um hidrato do mesmo com alta taxa de rendimento.
Além disso, de acordo com o método da presente invenção, é possível produzir um diéster de ácido cetomalônico representado por uma fórmula geral (2) ou um hidrato do mesmo com boa operabilidade, sob condições fáceis, apropriadas para a indústria, sob condições simples.
O diéster de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral(2)ou um hidrato do mesmo obtido através do método da presente invenção é um composto utilizável como um intermediário para um medicamento ou produtos químicos para a agricultura.

Claims (12)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para produzir um composto de ácido cetomalônico representado pela fórmula geral seguinte (2):
    0 0 ri° V^°Ri (2) (em que R1 pode ser o mesmo ou diferente um do outro e representa um átomo de hidrogênio, um grupo alquila que pode ser substituído com, um grupo alquila cíclico que pode ser substituído com, um grupo hidrocarboneto aromático que pode ter um substituinte, um grupo aromático heterocíclico que pode ter um substituinte, e os dois R1 podem se ligar um ao outro para formar uma estrutura cíclica como uma molécula completa) ou um hidrato do mesmo, caracterizado pelo fato de reagir um composto de ácido malônico representado pela fórmula geral seguinte (1):
    0 0
    R 1 1 ( 1 ) (em que R1 é o mesmo como descrito acima) ou uma mistura do mesmo, com um ou dois ou mais compostos de ácido cloroso selecionados do grupo consistindo de ácido cloroso ou um sal de ácido cloroso, para oxidar o composto de ácido malônico.
  2. 2. Método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o composto de ácido cloroso é um sal de ácido cloroso.
  3. 3. Método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o composto de ácido cloroso é um sal de metal alcalino de ácido cloroso ou um sal de metal alcalino terroso de ácido cloroso.
  4. 4. Método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o composto de ácido cloroso é clorito de sódio.
  5. 5. Método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a reação de um composto de ácido
    5 malônico ou uma mistura do mesmo com um composto de ácido cloroso é conduzida em uma faixa de pH 2 a pH 7.
  6. 6. Método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5 caracterizado pelo fato de que a reação de um composto de ácido
    10 malônico ou uma mistura do mesmo com um composto de ácido cloroso é conduzida na presença de um, ou dois, ou mais compostos de ácido carboxílico selecionados dentre o grupo consistindo de um ácido carboxílico, um sal de ácido carboxílico, e um anidrido de ácido carboxílico.
  7. 7. Método para produzir um composto de ácido cetomalônico
    15 ou um hidrato do mesmo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o composto de ácido carboxílico é um ácido carboxílico.
  8. 8. Método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o composto de ácido carboxílico é um ácido acético.
    20
  9. 9. Método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o composto de ácido carboxílico é uma combinação de um ácido carboxílico com um sal de carboxílico.
  10. 10. Método para produzir um composto de ácido cetomalônico
    25 ou um hidrato do mesmo de acordo com a reivindicação 6 ou 9, caracterizado pelo fato de que o composto de ácido carboxílico é uma combinação de um ácido carboxílico com um sal de metal alcalino de ácido carboxílico.
  11. 11. Método para produzir um composto de ácido cetomalônico ou um hidrato do mesmo de acordo com qualquer uma das reivindicações de
    1 a 10, caracterizado pelo fato de que a reação de um composto de ácido malônico ou uma mistura do mesmo com um composto de ácido cloroso é conduzida na presença de um solvente.
  12. 12. Método para produzir um composto de ácido cetomalônico 5 ou um hidrato do mesmo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o solvente é um solvente polar.
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