CH625200A5 - Process for preparing alpha -oxoesters - Google Patents
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Description
La presente invenzione concerne un procedimento per la preparazione di alfa-ossoesteri aventi la formula generale
R - C - C - OR'
Il .11 o o in cui R e R', uguali o diversi tra loro, possono essere gruppi alchilici, arilici, arilalchilici o cicloalchilici, R potendo essere anche idrogeno, consistente nel far reagire un composto acetilenico di formula
R - C = C - OR'
con un agente ossidante.
Come noto, gli alfa-ossoesteri, come pure gli alfa-osso-acidi, sono utili intermedi di sintesi, particolarmente per la preparazione, mediante amminazione riduttiva o per reazione con idrossilamina, seguita da idrogenazione catalitica, di alfa-amminoesteri o di alfa-amminoacidi rispettivamente.
Più recentemente, sono state anche sviluppate dellé sintesi asimmetriche per ottenere dagli alfa-chetoacidi alfa-amminoacidi otticamente attivi [vedi ad esempio E. J. Corey et al., J. Am. Chem. Soc., 92, 2476 (1970); K. Morada et al., Bull. Chem. Soc. Jap., 43, 921 (1970)].
Secondo una preferita forma di esecuzione del procedimento come definito dalla rivendicazione 1, detto agente ossidante è una miscela costituita da tetrossido di osmio ed un clorato alcalino od alcalino-terroso.
Rispetto ai metodi noti per la preparazione dei suddetti alfa-ossoesteri, il procedimento come definito dalla rivendicazione 1 offre il vantaggio di essere non solo operativamente più semplice, ma anche più economico in quanto l'osmio tetrossido può essere recuperato alla fine della reazione.
Inoltre il prodotto grezzo che si ottiene ha, in molti casi, un grado di purezza sufficiente per poter essere utilizzato tal quale per il prossimo passaggio.
L'agente ossidante del composto acetilenico è l'osmio tetrossido, ed il clorato serve per rigenerare, in situ, l'osmio tetrossido, per cui quest'ultimo può essere usato anche in quantità catalitiche.
L'osmio tetrossido può essere poi recuperato alla fine della reazione e ciò o per trascinamento in corrente di azoto, catturandolo, in forma non più volatile, in una trappola contenente il composto acetilenico di partenza di una successiva mandata, o per precipitazione con acido solfidrico come osmio solfuro, che può essere riciclato come tale in quanto il clorato lo riossida ad osmio tetrossido, o con altre tecniche note a qualsiasi esperto dell'arte.
I derivati acetilenici di partenza di tipo II possono essere preparati, come noto, da aldeidi di formula R CH2CHO in cui R ha il significato di sopra, o da altri prodotti commerciali seguendo procedure note come riportato ad esempio in J. F. Arens, Adv. Org. Chem. 2, 121, (1960), o in L. Brad-sma, H. J. T. Bos, J. F. Arens, «Acetyienic Ethers and Thio-ethers» in «Chemistry of Acetylenes» H. C. Viehe, Ed., Marcel Dekker inc., New York, 1969, p. 750.
Più precisamente la reazione di ossidazione del composto acetilenico viene effettuata in acqua o miscela monofasica o bifasica di acqua con un solvente organico inerte (preferibilmente etere etilico) a temperature comprese tra 0 el00°C (in genere a temperatura ambiente) e ad una pressione tale da mantenere la fase liquida del sistema.
In alcuni casi risulta vantaggioso operare ad un pH controllato (5,5 - 7,5) il che può essere realizzato in vari modi, ad esempio mediante un titolatore automatico.
Le particolarità operative saranno comunque più evidenti dall'esame dei seguenti esempi di esecuzione del procedimento come definito nella rivendicazione 1.
Esempio 1
Preparazione di metil-piruvato da 1-propinil-metiletere
Ad una miscela agitata di 200 mi di acqua, 300 mi di etere etilico, 36 g (0,294 moli) di potassio clorato e 2 g (0,0079 moli) di osmio tetrossido si aggiungono nel giro di 20 minuti, a temperatura ambiente e mantenendo il pH a 6,8 tramite un titolare automatico caricato con KOH 1 N, 12,7 g (0,181 moli) di 1-propinil-metiletere.
Dopo ulteriori 4 ore di agitazione alle stesse condizioni, la colorazione nera della miscela scompare e la fase eterea
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viene separata da quella acquosa e quest'ultima estratta con etere etilico in un estrattore liquido-liquido.
Nelle soluzioni eteree riunite ed anidrificate (Na2S04) viene fatto gorgogliare lenamente acido solfidrico per 10 minuti a 0°C, si lascia digerire il precipitato formatosi per altri 15 minuti a 0°C quindi si filtra il solfuro di osmio che può essere riutilizzato come tale in quanto riossidabile ad osmio tetrossido dal clorato.
La soluzione eterea viene concentrata a 0°C all'evaporatore rotante ed il residuo distillato (colonna Vigreux) sotto un vuoto di 15 mmHg raccogliendo la frazione con p.e. 50 - 53°C (caldaia 85°C),
Si ottengono 8,65 g (0,085 moli) di prodotto gas-croma-tograficamente puro. Resa: 46,8%. P.e. 134°C. Ir (film): vmax 1725 cm-1 (CO dell'estere e del chetone); NMR (CcD0): delta 2,45 (3H, s. CH3CO), 3,75 (3H, s. COOCHa).
Esempio 2
Preparazione di metil alfa-chetobutirrato da 1-butinil-metiletere
Una miscela di 120 mi di acqua, 210 mi di etere etilico, 16,7 g (0,136 moli) di potassio clorato, 0,69 g (0,0027 moli) di osmio tetrossido e di 5,5 g (0,065 moli) di 1-butinil-metil-etere è agitata a temperatura ambiente per 16 ore.
Dopo elaborazione come descritto nell'esempio 1, distillando il grezzo sotto un vuoto di 27 mmHg e raccogliendo la frazione con p.e. 72 - 74°C (caldaia 100 - 105°C), si ottengono 5,2 g (0,045 moli) di metil alfa-chetobutirrato gas-cro-s matograficamente puro. Resa: 69%. Ir (film): vmax 1730 cm-1 (CO dell'estere e del chetone): NMR (CßD0): delta 0,90 (3H, t, J = 6 Hz, CHaC), 2,57 (2H, q, J = 6 Hz, CH2CO), 3,53 (3H, s, COOCHs).
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Esempio 3
Preparazione di metil alfa-chetoisovaleriato da isopentinil-metiletere
15 Una miscela di 200 mi di acqua, 350 mi di etere, etere etilico, 40,2 g (0,328 moli) di potassio clorato, 1,66 g (0,0065 moli) di osmio tetrossido e di 14,6 g (0,149 moli) di isopen-tinil-metiletere è agitata a temperatura ambiente per 16 ore. Dopo elaborazione come descritto nell'esempio 1, distillando 20 il grezzo sotto vuoto di 23 mmHg e raccogliendo la frazione con p.e. 64 - 68°C, si ottengono 15,5 g (0,119 moli) di metil alfa-chetoisovaleriato gas-cromatograficamente puro. Resa: 79,9%. Ir (film): vmax 1730 cm-1 (CO dell'estere e del chetone); NMR (C0D„): delta 1,08 (6H, d, J = 6 Hz, [CHS]2 C), 25 3,15 (IH, m, J = 6 Hz, CH-), 3,42 (3Hn, s, COOCHs).
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Claims (12)
1. Procedimento per la preparazione di alfa-ossoesteri aventi la formula generale
R - C - C - OR'
Il Hi o o nella quale R e R', eguali o diversi, possono essere gruppi alchilici, arilici, arilalchilici, e cicloalchilici, R potendo essere anche idrogeno, consistente nel far reagire un composto acetilenico di formula
R - C = C - OR'
con un agente ossidante.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto agente ossidante è l'osmio tetrossido.
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RIVENDICAZIONI
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'agente ossidante è una miscela ossidante composta da osmio tetrossido ed un clorato alcalino od alcalino terroso.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che, l'osmio tetrossido viene recuperato alla fine della reazione.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'osmio tetrossido viene recuperato in corrente di azoto, catturandolo, in forma non più volatile, in una trappola contenente il composto acetilenico.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'osmio tetrossido viene recuperato per precipitazione con acido solforico come osmio solfuro.
7. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la reazione di ossidazione del composto acetilenico viene effettuata in acqua o miscela monofasica o bifasica di acqua con un solvente organico inerte.
8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la reazione di ossidazione del composto acetilenico viene effettuata preferibilmente in presenza di acqua con etere etilico.
9. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la reazione di ossidazione del composto acetilenico viene effettuata a temperature comprese tra 0 e 100°C.
10. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la reazione di ossidazione del composto acetilenico viene effettuato a temperatura ambiente.
11. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la reazione di ossidazione del composto acetilenico viene effettuata ad una pressione tale da mantenere la fase liquida nel sistema.
12. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il pH dell'ambiente di reazione è compreso fra 5,5 -h 7,5.
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