ES2251844T3 - Procedimiento y reactivo de sulfonilacion utiles para la sintesis de sulfanilida perhalogenada. - Google Patents
Procedimiento y reactivo de sulfonilacion utiles para la sintesis de sulfanilida perhalogenada.Info
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Abstract
Procedimiento de sulfonilación, caracterizado porque comprende una etapa de puesta en contacto de un compuesto nucleófilo, cuyo átomo nucleófilo es ventajosamente un nitrógeno con un reaccionante que comprende para adición sucesiva o simultánea: u un halogenuro pesado (es decir, cuyo número atómico del halógeno es al menos igual al del cloro) de sulfonilo, ventajosamente cloruro de sulfonilo y u una base orgánica que comprende un nitrógeno trisustituido y que presenta un encadenamiento de fórmula > N-[C = C]n-C = N-, siendo n igual a cero o a un número entero elegido en el intervalo cerrado de 1 a 4, ventajosamente de 1 a 3, de preferencia de 1 a 2, y porque la parte orgánica de dicho sulfonilo está perhalogenada, ventajosamente perfluorada, en el carbono llevado por el azufre.
Description
Procedimiento y reactivo de sulfonilación útiles
para la síntesis de sulfanilida perhalogenada.
La presente invención tiene por objeto un
procedimiento de sulfonilación de diversos compuestos nucleófilos,
principalmente nitrogenados. Más particularmente se refiere a la
sulfonilación de aminas y más particularmente anilinas en sentido
estricto, es decir las aminas unidas a un núcleo aromático.
La reacción implica también un reaccionante de
perhalogenoalcanosulfonilación. Así, la presente invención se
refiere más particularmente a una reacción de sulfonilación de una
amina portadora de un radical atractor de electrones sobre todo
cuando sus funciones amínicas están debilitadas, por ejemplo por la
presencia de un radical arílico (entrando entonces la amina en la
sub-categoría de las anilinas).
La presente invención también implica la
perhalogenosulfonilación de la amina muy particular que constituye
el amoniaco, para conducir bien sea a la amida o bien sea a la
imida.
La síntesis de estos derivados de tipo
sulfonamida frecuentemente es difícil, sobre todo cuando se parte
de halogenuro de sulfonilo. La solicitud de patente francesa nº
2.217.322 recurre a los fluoruros de sulfonilo en ausencia de
catalizador; pero estas técnicas son difícilmente aplicables a los
cloruros y los bromuros. Lo más frecuente es que las reacciones
directas fracasen y esto sucede en particular con los cloruros de
sulfonilo, sobre todo cuando la parte orgánica de los sulfonilos es
muy atractora de electrones, como principalmente es el caso en
donde el átomo portador del azufre de la función sulfonilo está
perhalogenado y más particularmente cuando está perfluorado. La
explicación de estos fracasos parece asociada al carácter oxidante
de los halogenuros de sulfonilo, principalmente de
trifluorometanosulfonilo que, como el cloruro de sulfurilo, es un
oxidante eficaz.
Por lo que antecede uno de los objetos de la
presente invención es proporcionar un procedimiento que permita
obtener sulfonamidas del tipo precedente utilizando halogenuros de
sulfonilo, en particular cuando estos halogenuros son halogenuros
pesados (es decir, halogenuros correspondientes a un halógeno de
número atómico al menos igual al del cloro).
Se prefiere utilizar por razones económicas, pero
también técnicas, los cloruros de sulfonilo. En efecto, conviene
señalar por una parte que el yoduro es de difícil acceso, e incluso
a veces que su existencia es dudosa, y por otra parte que el
bromuro es relativamente inestable. La técnica ha sido igualmente
aplicada a la síntesis de perfluorosulfonimidas, en una o dos
etapas.
Estos objetivos y otros que aparecerán más
adelante se alcanzan por un procedimiento de sulfonilación, que
comprende una etapa de puesta en contacto de un compuesto
nucleófilo, cuyo átomo nucléofilo es ventajosamente nitrógeno, con
un reaccionante que comprende para adición sucesiva o
simultánea:
- \bullet
- un halogenuro pesado (es decir, cuyo número atómico del halógeno es al menos igual al del cloro) de sulfonilo, ventajosamente cloruro de sulfonilo
y
- \bullet
- una base orgánica que comprende un nitrógeno trisustituido y que presenta un encadenamiento de fórmula > N-[C = C]_{n}-C = N-, siendo n igual a cero o a un número entero elegido en el intervalo cerrado de 1 a 4, ventajosamente de 1 a 3, de preferencia de 1 a 2.
y porque la parte orgánica de dicho
sulfonilo está perhalogenada, ventajosamente perfluorada, en el
carbono llevado por el
azufre.
Es deseable que dicho nitrógeno trisustituido de
dicha base orgánica presente un índice donador superior al de la
piridina.
Para la definición del índice donador (denominado
en inglés "donor number") se puede hacer referencia a
la obra de Christian Reincardt, Solvents and Solvents Effects in
Organic Chemistry, p. 19 (1988), en la cual se encuentra como
definición el valor negativo de la entalpía (-\DeltaH expresada
en kilocalorías/mol) de la interacción entre el disolvente y el
pentacloruro de antimonio en una solución diluida de
dicloro-metano.
Puede igualmente utilizarse el bromuro de
sulfonilo, aunque es menos satisfactorio que el cloruro
correspondiente.
La presente invención es particularmente
interesante para los compuestos nucleófilos cuyo ácido asociado
presenta un pKa como máximo igual aproximadamente a 7,
ventajosamente a 6, de preferencia a 5, más preferiblemente a 4.
Es igualmente interesante para los compuestos nucleófilos oxidables
y más generalmente cuando se desea utilizar un reaccionante
oxidable.
En efecto, estos compuestos nucleófilos son en
general particularmente difíciles de sulfonilar. En particular, la
invención es interesante para los compuestos nucleófilos cuyo átomo
nucleófilo, frecuentemente un nitrógeno, está unido a un arilo o a
un grupo atractor de electrones o, más generalmente, a un conjunto
de sustituyentes atractor de electrones, es decir, tal que la suma
de sus constantes de Hammett \sigma_{p} sea al menos igual a 0,2,
ventajosamente a 0,3, de preferencia a 0,5.
Este grupo atractor de electrones puede elegirse
principalmente entre los arilos, ventajosamente empobrecidos en
electrones, y los restos de ácidos, ventajosamente oxigenados,
restos tales como fosforilos, fosfonilos, acilos, y sobre todo
sulfonilos.
Dicha base orgánica que comprende un nitrógeno
trisustituido saturado, que presenta una resonancia con un enlace
\pi, puede utilizarse como base o como catalizador de la
reacción.
En efecto, la reacción de sulfonilación libera un
ácido halohídrico que frecuentemente salifica el compuesto
nucleófilo y entonces convierte al compuesto nucleófilo en más o
menos inerte. Además, la mayoría de las veces, el producto de la
sulfonilación es un ácido más fuerte que el ácido conjugado de la
base; en este caso conviene también prever la neutralización de
este ácido.
También es deseable añadir bases (en cantidad y
en naturaleza) que permitan liberar el compuesto nucleófilo de los
diferentes ácidos presentes en el medio de reacción de manera que
desempeñen plenamente su función de compuesto nucleófilo.
Dicha base orgánica que comprende un nitrógeno
trisustituido saturado, que presenta una resonancia con un enlace
\pi, es ventajosamente tal que dicho átomo metaloide es un átomo
trivalente de la columna VB,_{,} el cual es de preferencia un
átomo trisustituido que forma una base terciaria.
Según una realización particularmente ventajosa
de la presente invención, dicho enlace \pi que une dos átomos es
el enlace \pi de una función imina.
Es preferible que esta función imina esté
dispuesta de tal manera que los átomos de nitrógeno y de dicho
metaloide estén lo más alejados posible, en otros términos y por
ejemplo, que el nitrógeno de la función imina sea el de los dos
átomos unidos por el enlace \pi que está más alejado del átomo
trivalente de la columna V. Lo que acaba de decirse a propósito de
la función imina es general para todos los átomos de la columna VB
unidos por el enlace \pi, en el caso en el que el enlace \pi
comprenda un átomo de carbono y un átomo de la columna V.
Según la presente invención, se prefiere que la
base orgánica que comprende un átomo trivalente de la columna VB
cuyo doblete está conjugado con un enlace \pi presente un
encadenamiento o un esqueleto, de fórmula > N-[C =
C]_{n}
-C = N-, siendo n igual a cero o un número entero elegido en el intervalo cerrado (es decir que incluye los extremos) de 1 a 4, ventajosamente de 1 a 3, de preferencia de 1 a 2. De preferencia el encadenamiento precedente responde a la fórmula >N-[C(R_{1}) = C(R_{2})]_{n}-C(R_{3}) = N-, siendo n igual a cero o a un número entero elegido en el intervalo cerrado (es decir, que incluye los extremos) de 1 a 4, ventajosamente de 1 a 3, de preferencia de 1 a 2, y donde R_{1}, R_{2} y R_{3}, iguales o diferentes, se eligen entre los derivados hidrocarbonados, ventajosamente alquilos de como máximo 4 átomos de carbono e hidrógeno. Ventajosamente, según el procedimiento, dicho átomo trivalente de la columna VB forma o constituye una amina terciaria.
-C = N-, siendo n igual a cero o un número entero elegido en el intervalo cerrado (es decir que incluye los extremos) de 1 a 4, ventajosamente de 1 a 3, de preferencia de 1 a 2. De preferencia el encadenamiento precedente responde a la fórmula >N-[C(R_{1}) = C(R_{2})]_{n}-C(R_{3}) = N-, siendo n igual a cero o a un número entero elegido en el intervalo cerrado (es decir, que incluye los extremos) de 1 a 4, ventajosamente de 1 a 3, de preferencia de 1 a 2, y donde R_{1}, R_{2} y R_{3}, iguales o diferentes, se eligen entre los derivados hidrocarbonados, ventajosamente alquilos de como máximo 4 átomos de carbono e hidrógeno. Ventajosamente, según el procedimiento, dicho átomo trivalente de la columna VB forma o constituye una amina terciaria.
Más precisamente, es deseable que dicha base
orgánica que comprende un átomo trivalente de la columna VB cuyo
doblete está conjugado con un enlace \pi constituye una molécula
de fórmula siguiente (R_{5})(R_{4})N-[C(R_{1})
= C(R_{2})]-C = N-R_{6},
siendo n igual a cero o a un número entero elegido en el intervalo
cerrado (es decir, que incluye los extremos) de 1 a 4,
ventajosamente de 1 a 3, de preferencia de 1 a 2, y donde R_{1},
R_{2} y R_{6}, iguales o diferentes, se eligen entre grupos
hidrocarbonados, ventajosamente alquilos de cómo máximo 4 átomos
de carbono e hidrógeno y donde R_{4} y R_{5}, iguales o
diferentes, se eligen entre grupos hidrocarbonados, ventajosamente
alquilos de como máximo 4 átomos de carbono, pudiendo uno o dos de
los sustituyentes R_{1}, R_{2}, R_{3}, R_{4}, R_{5} y
R_{6}, estar unido(s) a otro(s)
sustituyente(s) restante(s) para formar uno o varios
ciclos.
El efecto catalítico constatado es
particularmente marcado cuando dicho enlace \pi que une dos
átomos es intracíclico, sobre todo cuando es intracíclico en un
ciclo aromático. Este es principalmente el caso de los ciclos
piridínicos y de los ciclos que se derivan de ellos, como la
quinolina o la isoquinolina. Así los núcleos piridínicos
enriquecidos por la presencia de uno o varios átomos de metaloides,
principalmente cuando la suma de los R (véase supra) es como
máximo igual a - 1,5, ventajosamente a - 2, constituyen
catalizadores particularmente satisfactorios.
Más específicamente la base orgánica que
comprende un átomo de metaloide saturado, que presenta una
resonancia con un enlace \pi puede ser ventajosamente elegida
entre las dialquilaminopiridinas, principalmente en posición para-
u orto- (es decir en posición 2 ó 4 de la piridina); el DBU
(diazabicicloundeceno) da igualmente un resultado
interesante.
interesante.
Aunque la presente invención puede ser utilizada
para formar sulfonimidas usuales, esta reacción es particularmente
interesante en el caso de la formación de una función amida o imida
a partir de un sustrato nucleófilo, constituido principalmente por
una anilina y esto, más particularmente, cuando esta anilina está
unida a un núcleo aromático empobrecido en electrones.
Este empobrecimiento puede estar correlacionado
con la introducción de un heteroátomo en el ciclo (en el caso de
los ciclos de 6 eslabones) o bien por la presencia de sustituyentes
en el núcleo portador de la función anilina a sulfonilar de los
sustituyente(s) globalmente atractor(es) de
electrones.
En el caso de un empobrecimiento electrónico de
un ciclo de 6 eslabones por introducción de un heteroátomo,
conviene señalar que el sustrato o, más precisamente, los sustratos
pueden ser autocatalíticos, es decir que pueden no necesitar la
presencia de un catalizador, frecuentemente una amina, según la
presente invención.
En lo que concierne al empobrecimiento por los
sustituyentes, se puede indicar que la invención está
particularmente bien adaptada al tratamiento de arilaminas en las
cuales los sustituyentes, excepto la función nucleófila a
sulfonilar, del núcleo portador del átomo nucleófilo son tales que
la suma de sus constantes de Hammett \sigma_{p}, sea al menos
igual a 0,14, ventajosamente a 0,20, de preferencia a 0,30.
Cuando esta suma de constantes de Hammett alcanza
valores superiores a 1, la reacción llega a ser particularmente
lenta, también es preferible que la suma de las constantes de
Hammett del ciclo portador de la función amina sea como máximo
igual a 1, de preferencia como máximo igual a 0,9, más
preferiblemente como máximo igual a 0,7
Cuando la base orgánica que comprende un
nitrógeno trisustituido se utiliza como catalizador (es decir que
se utiliza en cantidad sub-estequiométrica, más
generalmente en cantidad comprendida entre 1‰ y 1/5 de la QS
[cantidad estequiométrica] necesaria para la neutralización de los
ácidos liberados por la reacción, ventajosamente entre 1/100 y
1/10 de la QS), conviene entonces prever otra base de manera que la
reacción frente al sustrato nucleófilo sea lo más completa
posible.
En este caso, el reaccionante utilizado comprende
además por adición sucesiva o simultánea una base orgánica de
preferencia no alquilable. En particular se puede elegir como base
orgánica no alquilable dialquilfosfinas con impedimento estérico,
trialquilfosfinas, hidróxidos de fosfonio cuaternario,
dialquilaminas con impedimento estérico, trialquilaminas e
hidróxidos de amonio cuaternario. La noción de impedimento estérico
de las dialquilfosfinas o dialquilaminas con impedimento estérico
de manera que no sean alquilables es bien conocida por los expertos
en la técnica.
En un gran número de casos, y particularmente
cuando se utilizan disolventes, es preferible que dicha base no
alquilable sea liposoluble y presente al menos una solubilidad en
benceno significativa (símbolo "s" en el "Handbook of
Chemistry and Physics"), ventajosamente (símbolo "v" en
el "Handbook of Chemistry and Physics") elevada.
Como se ha visto precedentemente, lo más
frecuentemente deseable es realizar la puesta en contacto en un
disolvente orgánico. Este disolvente es ventajosamente poco polar
y, de preferencia, poco miscible en agua. Más particularmente, es
deseable que como máximo 10% en masa, ventajosamente como máximo 5%,
de preferencia como máximo 2% en masa, sea miscible con agua.
Las cantidades de base a añadir, la cantidad de
base no alquilable empleada durante la reacción es ventajosamente
al menos igual a la cantidad necesaria para neutralizar el ácido
halohídrico liberado.
En otros términos, la cantidad de base debe ser
suficiente para asegurar que el compuesto nucleófilo esté siempre
presente, al menos parcialmente, en estado libre (es decir en estado
de verdadero nucleófilo) durante la totalidad de la reacción.
Cuando las bases son oxidables, tales como las aminas, es
preferible limitar la coexistencia de la base libre con el
halogenuro de sulfonilo.
Esto puede realizarse bien limitando el exceso
estequiométrico con respecto a los ácidos que están destinados a
neutralizar a una vez, de preferencia a media vez, la QS, bien por
una adición progresiva de la base, o las dos mitades a la vez.
Igualmente se puede añadir progresivamente el halogenuro de
sulfonilo.
Las técnicas consideradas por la presente
invención están particularmente bien adaptadas a la sulfonilación
por cloruros de alquilsufonilo perfluorados, particularmente
perfluorados en el carbono llevado por el azufre.
El cloruro más utilizable es el cloruro de
triflilo (CF_{3}SO_{2}Cl). De una manera más general, la parte
orgánica del cloruro de sulfonilo responde a la fórmula (Rf).
Por Rf se entiende un radical de fórmula:
GEA
-(CX_{2})p-
- donde las X, iguales o diferentes, representan
cloro, flúor o un radical de fórmula C_{n}F_{2n+1}, siendo n
un número entero como máximo igual a 5, de preferencia a 2, con la
condición de que al menos una de las X sea flúor, estando dicho
flúor ventajosamente llevado por el carbono unido al azufre;
- donde p representa un número entero como máximo
igual a 2;
- donde GEA representa un grupo atractor de
electrones (es decir \sigma_{p} superior a cero, ventajosamente
a 0,1. de preferencia a 0,2) cuyas eventuales funciones son inertes
en las condiciones de la reacción, ventajosamente flúor o un resto
perfluorado de fórmula C_{n}F_{2n+1}, siendo n un número entero
como máximo igual a 8, ventajosamente a 5.
El número total de carbonos de Rf está
ventajosamente comprendido entre 1 y 15, de preferencia entre 1 y
10.
La presente invención también considera un
reaccionante útil para la realización del procedimiento según la
invención. Este reaccionante comprende para adición sucesiva o
simultánea:
- \bullet
- un halogenuro pesado (es decir, cuyo número atómico del halógeno es al menos igual al del cloro) de sulfonilo, ventajosamente cloruro de sulfonilo
y
- \bullet
- una base orgánica que comprende un nitrógeno trisustituido y que presenta un encadenamiento de fórmula > N-[C = C]_{n}-C = N-, siendo n igual a cero o a un número entero elegido en el intervalo cerrado (es decir que incluye los extremos) de 1 a 4, ventajosamente de 1 a 3, de preferencia de 1 a 2.
y porque la parte orgánica de dicho
sulfonilo está perhalogenada ventajosamente perfluorada en el
carbono llevado por el
azufre.
Dicho nitrógeno trisustituido saturado es uno
trivalente cuyo doblete está conjugado directamente o
indirectamente con un enlace \pi que une dos átomos de los cuales
al menos uno es un átomo de la columna VB.
El reaccionante según la presente invención puede
comprender además, igualmente para adición sucesiva o simultánea,
una base orgánica distinta de dicha base orgánica que comprende un
nitrógeno trisustituido. En general en este caso el cociente en
equivalente entre la base orgánica que comprende un nitrógeno
trisustituido (numerador) y dicha base distinta (denominador) está
comprendido en el intervalo cerrado 1‰ (por mil) y 1/5,
ventajosamente entre 0,5% y 1/10.
El reaccionante según la presente invención puede
comprender además, igualmente para adición sucesiva o simultánea,
un disolvente. Este disolvente, incluida la mezcla de disolventes,
es ventajosamente poco polar y se elige entre los que presentan
una baja solubilidad en agua. En ciertos casos, las cadenas
alifáticas cloradas no son satisfactorias.
Como piedra de toque de la polaridad, se puede
precisar que dicho disolvente poco polar se elige entre aquellos,
o mezclas de aquellos, cuya polaridad (E_{t}{}^{f} expresada en
kcal/mol) es como máximo igual a 40, (ventajosamente con dos
cifras significativas).
Estos disolventes poco polares se eligen
usualmente entre los compuestos orgánicos oxigenados,
principalmente éteres, ésteres, incluso cetonas, hidrocarburos,
incluidas las fracciones petrolíferas, hidrocarburos aromáticos
halogenados en el núcleo. Estos últimos son particularmente
interesantes, principalmente los bencenos sustituidos y los
hidrocarburos halogenados en el núcleo.
Lo que acaba de exponerse precedentemente se
refiere particularmente a las anilinas, principalmente aquellas
cuyo átomo de nitrógeno está unido a un núcleo aromático de 6
eslabones, de preferencia homocíclico, de preferencia bencénico no
condensado, el cual ventajosamente está empobrecido en electrones
como ya ha sido precisado antes. Globalmente, teniendo en cuenta
los eventuales sustituyentes particularmente bien adaptados a las
aminas unidas a un arilo cuya riqueza en electrones es como máximo
igual a un para-clorofenilo (riqueza evaluada por
medio de las constantes \sigma_{p} de Hammett).
Entre los grupos atractores de electrones más
utilizados, se pueden citar los halógenos (cloro y flúor), los
ésteres (de tipo CO-OR), las cetonas, las amidas no
susceptibles de interferir con la sulfonilación, los alquilos
perhalogenados en el carbono unido directamente al núcleo,
principalmente los alquilos perfluorados en el átomo próximo al
núcleo, los nitrilos, los grupos que presentan una función sulfona
o fosfona directamente unida al núcleo.
La técnica considera sobretodo la sulfonilación
de las anilinas en sentido estricto (es decir las aminas llevadas
por un arilo), pero esta enseñanza se ha aplicado igualmente a la
sulfonamidación de amoniaco y a la sulfimidación de sulfamidas.
En este caso, estas últimas están ventajosamente,
en forma de una sal de base orgánica, no alquilables (es la base la
que no es alquilable).
En estas condiciones, el nitrógeno es portador de
un hidrógeno o más preferentemente de una carga negativa (anión),
mientras que en el caso de las anilinas que ha sido considerado
antes, la función anilina comprende al menos un hidrógeno, de
preferencia dos, por razones de impedimento estérico.
La utilización de dicha base orgánica que
comprende un átomo de metaloide saturado, que presenta una
resonancia con una enlace \pi permite realizar con un buen
rendimiento la doble sulfonilación de los compuestos nucleófilos
dos veces sustituibles (tales como el amoniaco y las aminas
primarias). Las condiciones operatorias preferidas son las
descritas en la solicitud de patente internacional publicada por la
OMPI con el nº WO 98/52886, utilizando al menos parcialmente como
base dicha base orgánica que comprende un átomo de metaloide
saturado, que presenta una resonancia con una enlace \pi.
Por razones de higiene del trabajo, se han de
evitar en general los derivados clorados alifáticos, aunque
constituyen una familia de disolventes que da buenos resultados,
aunque no sea la familia que da los mejores rendimientos, porque
su solubilidad, y principalmente la del cloruro de metileno, es del
orden de 2% en volumen, o sea de 2,6% en peso.
En lo que concierne a los disolventes, conviene
evitar, siempre que se pueda, los disolventes que presentan un
carácter reductor.
La reacción puede ser realizada a una temperatura
de -20ºC a aproximadamente 200ºC, más generalmente de 0º a
aproximadamente 100ºC.
Es más fácil trabajar a temperatura y presión
ambientes, pero también pueden usarse presiones diferentes, más
elevadas. Igualmente se puede trabajar en un recinto cerrado (tal
como un autoclave o un tubo sellado) y bajo presión autógena.
Los ejemplos no limitativos siguientes ilustran
la invención.
En un reactor, se cargaron sucesivamente 350 g de
diclorometano, 50,1 g de
amino-5-dimetil-2,4-acetanilida
y 6,9 g de dimetilamino-4-piridina.
La suspensión obtenida se agitó a continuación y se enfrió a 10ºC.
A continuación se añadieron 57,4 g de trietilamina a 10ºC durante
15 minutos.
A continuación se vertió una solución de 56,8 g
de cloruro de trifluorometanosulfonilo en 59 g de diclorometano en
2 horas manteniendo la temperatura del medio a 10ºC.
El medio se mantuvo a continuación 2 horas bajo
agitación a 10ºC, después se dejó que la temperatura subiera a
20ºC y la agitación se prosiguió durante 2 horas.
El medio se acidificó en el reactor por adición
de 265 g de una solución acuosa de HCl al 4,2%.
El precipitado formado se filtró a continuación y
se lavó (3 veces) con agua permutada y después con diclorometano.
A continuación se secó a 95ºC bajo presión reducida.
Se obtuvieron así 67 g de un sólido beige, es
decir un rendimiento aislado de 77%.
Característica del compuesto: Punto de fusión =
180ºC.
Se repitieron las condiciones precedentes pero en
ausencia de 4-dimetilaminopiridina.
El análisis del medio de reacción mostró una
degradación del 90% del cloruro de trifluorometanosulfonilo.
El rendimiento del producto esperado fue muy
inferior a 10%.
En un reactor, se cargaron sucesivamente 17 g de
cloro-5-antranilato de metilo, 120
g de diclorometano, 2,26 g de
dimetilamino-4-piridina, y luego
18,5 g de cloruro de trifluorometanosulfonilo. La solución se agitó
a 15ºC y se vertió en 3 horas una solución de 18,7 g de
trietilamina en 19 g de diclorometano. Después de la adición, el
medio se agitó 3 horas a 15ºC, y luego 10 horas a la temperatura
ambiente.
A continuación el medio se lavó sucesivamente con
150 g de agua permutada, con 100 g de una solución de ácido
clorhídrico concentrado, y luego de nuevo con 160 g de agua
permutada.
El disolvente se eliminó a presión reducida.
Se obtuvieron así 27,7 g de un sólido
amarillento, es decir un rendimiento bruto aislado de 95%.
Característica del compuesto: Punto de fusión =
81ºC.
Se repitieron las condiciones precedentes pero en
ausencia de 4- dimetilaminopiridina.
El análisis del medio de reacción mostró una
degradación total del cloruro de trifluorometanosulfonilo.
No se formó el producto esperado.
De la misma manera, el ensayo en ausencia de
catalizador y en presencia de diisopropiletilamina no condujo al
producto esperado.
De nuevo no se formó el producto esperado.
Ejemplo
1
En un reactor, se cargaron 9,3 g de trietilamina
(0,092 M), 0,56 g de
4-dimetil-aminopiridina y 45 g de
diclorometano. A continuación se añadieron 1,38 g (0,092 M) de
amoniaco. La solución obtenida se agitó a 0ºC.
A continuación, en 2 horas a 0ºC, se añadió
cloruro de trifluorometanosulfonilo (15,5 g, es decir 0,092 M)
diluido en 10 ml de diclorometano, y luego la reacción se prosiguió
3 horas a temperatura ambiente.
El análisis del medio de reacción mostró una
proporción de la impureza trifluorometanosulfinato de 2%.
El medio de reacción se trató 2 veces con 15 ml
de una solución acuosa de HCl al 12%, y después en tres ocasiones
con 15 ml de agua. La fase orgánica residual se concentró bajo
presión reducida, obteniéndose luego 13,65 g de
bis-trifluorometanosulfonimida de trietilamonio que
se presenta en forma de líquido, es decir un rendimiento aislado
de 80%.
La pureza del compuesto obtenido fue 98%.
Ejemplo
2
Se repitió el modo operativo del ejemplo 1 pero
reemplazando el diclorometano por dioxano. El medio de reacción se
analizó después de dilución con agua: el rendimiento en
bis-trifluorometanosulfonimida al final de la
reacción fue 51%, con una proporción de trifluorometanosulfinato de
6%.
Ejemplo 3
comparativo
Se repitió el modo operativo del ejemplo 1 pero
sin utilización de
4-dimetil-aminopiridina.
El rendimiento en
bis-trifluorometanosulfonimida al final de la
reacción fue 47%, con una proporción de trifluorometanosulfinato
de 21%.
Ejemplo 4
comparativo
Se repitió el modo operativo 3 pero utilizando
como base diisopropil-etilamina en lugar de
trietilamina.
El rendimiento en
bis-trifluorometanosulfonimida al final de la
reacción fue 51%, con una proporción de trifluorometanosulfinato
de 21%.
\newpage
Ejemplo 5
comparativo
En el reactor, se cargaron 11,8 g de cloruro de
trifluorometanosulfonilo (0,07 M) y a continuación se añadieron, a
0ºC, 33,9 g de trietilamina (0,0336 M) en 10 minutos.
El medio se agitó 10 minutos más a 0ºC y después
se añadió 0,5 g (0,029 M) de amoniaco. La reacción era exotérmica.
El medio se llevó a continuación 65ºC durante 4 horas.
Se observaron compuestos procedentes de la
degradación oxidante de las aminas. El producto mayoritario fue
trifluorometanosulfinato con una proporción de 57%.
No se puso de manifiesto la presencia de
bis-trifluorometanosulfonimida, lo que implicó un
rendimiento de la reacción inferior a 2%, prácticamente nulo.
Claims (26)
1. Procedimiento de sulfonilación,
caracterizado porque comprende una etapa de puesta en
contacto de un compuesto nucleófilo, cuyo átomo nucleófilo es
ventajosamente un nitrógeno con un reaccionante que comprende para
adición sucesiva o simultánea:
- \bullet
- un halogenuro pesado (es decir, cuyo número atómico del halógeno es al menos igual al del cloro) de sulfonilo, ventajosamente cloruro de sulfonilo
y
- \bullet
- una base orgánica que comprende un nitrógeno trisustituido y que presenta un encadenamiento de fórmula > N-[C = C]_{n}-C = N-, siendo n igual a cero o a un número entero elegido en el intervalo cerrado de 1 a 4, ventajosamente de 1 a 3, de preferencia de 1 a 2,
y porque la parte orgánica de dicho
sulfonilo está perhalogenada, ventajosamente perfluorada, en el
carbono llevado por el
azufre.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el ácido asociado de dicho compuesto
nucleófilo presenta un pKa como máximo igual a aproximadamente 7,
ventajosamente a 6, de preferencia a 5.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 y
2, caracterizado porque dicho nitrógeno de dicho compuesto
nucleófilo está unido a un grupo atractor de electrones.
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque dicho grupo atractor de electrones se
elige entre los arilos ventajosamente empobrecidos en electrones y
los sulfonilos.
5. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
4, caracterizado porque dicha base orgánica que comprende
un átomo trivalente de la columna VB (columna del nitrógeno) cuyo
doblete esta conjugado, directamente o indirectamente, con un
enlace \pi comprende un encadenamiento de fórmula
>N-[C(R_{1}) =
C(R_{2})]_{n}-C(R_{3}) = N-,
siendo n igual a cero o a un número entero elegido en el intervalo
cerrado (es decir, que incluye los extremos) de 1 a 4,
ventajosamente de 1 a 3, de preferencia de 1 a 2, y donde R_{1},
R_{2} y R_{3}, iguales o diferentes, se eligen entre los
derivados hidrocarbonados, ventajosamente alquilos de como máximo
4 átomos de carbono e hidrógeno.
6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
5, caracterizado porque dicho nitrógeno trisustituido es
una amina terciaria (forma una amina terciaria).
7. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
6, caracterizado porque dicha base orgánica comprende un
encadenamiento de fórmula
(R_{5})(R_{4})N-[C(R_{1})
= C(R_{2})]_{n}-C =
N-R_{6}
siendo n igual a cero o a un número
entero elegido en el intervalo cerrado (es decir, que incluye los
extremos) de 1 a 4, ventajosamente de 1 a 3, de preferencia de 1 a
2, y donde R_{1}, R_{2} y R_{6}, iguales o diferentes, se
eligen entre grupos hidrocarbonados, ventajosamente alquilos de
cómo máximo 4 átomos de carbono e hidrógeno y donde R_{4} y
R_{5}, iguales o diferentes, se eligen entre grupos
hidrocarbonados, ventajosamente alquilos de como máximo 4 átomos de
carbono, pudiendo uno o dos de los sustituyentes R_{1}, R_{2},
R_{3}, R_{4}, R_{5} y R_{6}, estar unido(s) a
otro(s) sustituyente(s) restante(s) para
formar uno o varios
ciclos.
8. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
7, caracterizado porque dicho enlace \pi que une dos
átomos es intracíclico.
9. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
8, caracterizado porque dicho enlace \pi que une dos
átomos es intracíclico de un ciclo aromático.
10. Procedimiento según la reivindicación 9,
caracterizado porque dicho ciclo es un ciclo piridínico.
11. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
10, caracterizado porque dicha base se elige entre las para-
u orto-dialquilaminopiridinas.
12. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
11, caracterizado porque dicho compuesto nucleófilo presenta
como átomo nucleófilo un nitrógeno.
13. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
12, caracterizado porque dicho compuesto nucleófilo se elige
entre amoniaco y una sulfonamida.
\newpage
14. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
13, caracterizado porque dicho compuesto nucleófilo es
amoniaco y porque está perfluorosulfonado dos veces.
15. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
14, caracterizado porque dicho compuesto nucleófilo es una
arilamina en la cual los sustituyentes, excepto la función
nucleófila, del núcleo portador del átomo nucleófilo son tales que
la suma de sus constantes de Hammett \sigma_{p} sea al menos
igual a 0,14, ventajosamente a 0,20.
16. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
15, caracterizado porque dicho reaccionante comprende
además, para adición sucesiva o simultánea, una base orgánica no
alquilable.
17. Procedimiento según la reivindicación 16,
caracterizado porque dicha base orgánica no alquilable se
elige entre dialquilfosfinas con impedimento estérico,
trialquilfosfinas, hidróxidos de fosfonio, dialquilaminas con
impedimento estérico, trialquilaminas e hidróxidos de amonio.
18. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
17, caracterizado porque dicha puesta en contacto se realiza
en un disolvente orgánico, ventajosamente poco polar, de
preferencia poco miscible con agua (como máximo 10% en masa,
ventajosamente como máximo 5% en masa, de preferencia como máximo 2%
en masa).
19. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
18, caracterizado porque la cantidad de dicha base no
alquilable y liposoluble empleada durante la reacción es al menos
igual a la cantidad necesaria para neutralizar el ácido
halohídrico liberado.
20. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
19, caracterizado porque la parte orgánica de dicho cloruro
de sulfonilo está perfluorada en el carbono llevado por el
azufre.
21. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
20, caracterizado porque la parte orgánica de dicho cloruro
de sulfonilo se elige entre los radicales de fórmula (Rf):
GEA
-(CX_{2})_{p}-
-donde las X, iguales o diferentes, representan
cloro, flúor o un radical de fórmula C_{n}F_{2n+1}, siendo n
un número entero como máximo igual a 5, de preferencia a 2, con la
condición de que al menos una de las X sea flúor;
- donde p representa un número entero como máximo
igual a 2;
- donde GEA representa un grupo atractor de
electrones cuyas eventuales funciones son inertes en las
condiciones de la reacción, ventajosamente flúor o un resto
perfluorado de fórmula C_{n}F_{2n+1}, siendo n un número
entero como máximo igual a 8, ventajosamente a 5, estando
comprendido ventajosamente el número total de átomos de carbono de
Rf entre 1 y 15, de preferencia entre 1 y 10.
22. Reaccionante útil para la realización del
procedimiento según las reivindicaciones 1 a 21,
caracterizado porque comprende, para adición sucesiva o
simultánea:
- \bullet
- un halogenuro pesado (es decir, cuyo número atómico del halógeno es al menos igual al del cloro) de sulfonilo, ventajosamente cloruro de sulfonilo
y
- \bullet
- una base orgánica que comprende un nitrógeno trisustituido y que presenta un encadenamiento de fórmula > N-[C = C]_{n}-C = N-, siendo n igual a cero o a un número entero elegido en el intervalo cerrado (es decir que incluye los extremos) de 1 a 4, ventajosamente de 1 a 3, de preferencia de 1 a 2,
y porque la parte orgánica de dicho
sulfonilo está perhalogenada, ventajosamente perfluorada, en el
carbono llevado por el
azufre.
23. Reactivo según la reivindicación 22,
caracterizado porque comprende además, para adición sucesiva
o simultánea, un disolvente, siendo dicho disolvente, incluida la
mezcla de disolventes, poco polar y elegido entre los que
presentan una baja solubilidad en agua, y ventajosamente que no
presentan una cadena alifática clorada.
24. Reactivo según la reivindicación 23,
caracterizado porque dicho disolvente poco polar se elige
entre aquellos cuya polaridad (E^{f}{}_{t} expresada en kcal por
mol) es como máximo igual a 40 (ventajosamente dos cifras
significativas).
25. Reactivo según las reivindicaciones 22 a 24,
caracterizado porque dicho disolvente poco polar se elige
entre compuestos orgánicos oxigenados (principalmente éteres,
ésteres, incluso cetonas), hidrocarburos (incluidas las fracciones
petrolíferas), e hidrocarburos aromáticos halogenados en el
núcleo.
26. Reactivo según las reivindicaciones 23 a 25,
caracterizado porque dicho disolvente poco polar se elige
entre bencenos sustituidos e hidrocarburos halogenados en el
núcleo.
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