ES2254449T3 - Procedimiento para la preparacion de derivados de aril-poli (oxialquil) -bencil-dimetil-amonio. - Google Patents
Procedimiento para la preparacion de derivados de aril-poli (oxialquil) -bencil-dimetil-amonio.Info
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Classifications
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- C07C213/02—Preparation of compounds containing amino and hydroxy, amino and etherified hydroxy or amino and esterified hydroxy groups bound to the same carbon skeleton by reactions involving the formation of amino groups from compounds containing hydroxy groups or etherified or esterified hydroxy groups
Abstract
Procedimiento para la preparación de derivados de aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio de la fórmula (1) por reacción de compuestos de las fórmulas (2) y (3) en las que X significa = Br, Cl, R-SO3 con R = alquilo, alquilarilo, R1 significa = H, alquilo de C1 a C16 o bien O-alquilo de C1 a C16 en posición orto, meta o para, R2 significa = H, alquilo de C1 a C4 o bien O-alquilo de C1 a C4, R3 significa = H, alquilo de C1 a C16 o bien O-alquilo de C1 a C16 en posición orto, meta o para, y n significa = 1, 2, 3 ó 4, a unas temperaturas de 60 a 160ºC, en el seno de un disolvente, bajo la presión que se ajusta en tal caso en un recipiente de reacción cerrado.
Description
Procedimiento para la preparación de derivados de
aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio.
El presente invento se refiere a un nuevo
procedimiento para la preparación de derivados de
aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio
por reacción de compuestos de
aril-poli(oxialquilo) con
bencil-dimetil-amina o
bencil-dimetil-aminas sustituidas,
en el seno de un apropiado disolvente.
Representantes individuales tomados entre la
clase de compuestos de los halogenuros de
aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio,
tales como por ejemplo cloruro de benzetonio
\vskip1.000000\baselineskip
o cloruro de
metil-benzetonio
\vskip1.000000\baselineskip
con
R =
(CH_{3})_{3}C-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}-
se están empleando comercialmente desde hace
mucho tiempo como biocidas. En el caso de ellos, se trata de polvos
cristalinos, cuyos requisitos de pureza se describen en diferentes
farmacopeas. También se emplean soluciones de estos polvos
cristalinos.
Estos compuestos tienen un efecto bactericida y
fungicida. Sus ámbitos de utilización como componente eficaz de
formulaciones son, por ejemplo, la desinfección en el ámbito de los
hospitales, en el ámbito farmacéutico o en el ámbito veterinario y
alimentario. Además, ellos se utilizan como agentes de conservación
para cosméticos, tales como acondicionadores del cabello, lociones
limpiadoras o champús, sobre todo en productos que se eliminan por
enjuague (rinse-off), así como agentes para evitar
los olores.
De acuerdo con el Workbook for Organic Synthesis:
The Disconection Approach [Libro de trabajo para síntesis
orgánicas: El enfoque de desconexión], Stuart Warren, John Wiley
& Sons, 1982, en las páginas 49 – 51, para la preparación de
los compuestos en los que Y = H y R' = H de acuerdo con el estado de
la técnica se procede tal como se indica en las ecuaciones de
reacción 1 a 3.
\vskip1.000000\baselineskip
Ecuación de reacción
1
\newpage
Ecuación de reacción
2
Ecuación de reacción
3
en las
que
- R
- significa alquilo,
- R'
- significa H, alquilo,
- Y
- significa H, CH_{3} o alquilo,
- X
- significa Cl, Br.
El documento de patente de los EE.UU.
US-2.098.203 divulga cloruros de
aril-poli(oxialquilo) de la fórmula A con Y =
H o alquilo de C_{1} a C_{5}, R = alquilo de C_{8} a C_{18}
y R' = H, alquilo o alcoxi. Compuestos de este tipo constituyen las
sustancias de partida del procedimiento conforme al invento.
El documento US-2.170.111 divulga
aminas terciarias de la fórmula B y otras aminas terciarias con una
estructura similar a la de B. Su preparación se efectúa de una
manera análoga a la ecuación de reacción 2 mediante reacción de los
cloruros de aril-poli(oxialquilo) de la
fórmula A con aminas, tales como por ejemplo
dimetil-amina, dietil-amina,
dietanol-amina o morfolina, tratamiento en
condiciones básicas, lavado y subsiguiente destilación en
vacío.
Los cloruros de
aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio
de la fórmula C así como cationes de amonio cuaternarios,
sustituidos de una manera similar, con otros aniones, se divulgan
en el documento US-2.115.250. Éstos se obtienen por
reacción de las aminas terciarias de la fórmula B o de las aminas
terciarias con una estructura similar a la de B con agentes de
alquilación, tales como por ejemplo cloruro de bencilo, sulfato de
dimetilo, sulfato de dietilo, oxalato de dimetilo, yoduro de metilo
o bromuro de etilo, de una manera análoga a la ecuación de reacción
3.
En la revista Journal of the American College of
Toxicology, volumen 4, número 5, 1985, en la página 66, se indica
como vía de preparación para el cloruro de benzetonio y el cloruro
de metil-benzetonio asimismo la reacción de las
correspondientes aminas terciarias con cloruro de metilo a 60 –
80ºC.
A causa de la costosidad de esta secuencia de
reacciones en múltiples etapas, inclusive las necesarias etapas de
tratamiento, y a causa de la formación estequiométrica indeseada de
cloruro de sodio o sales similares, la misión en la que se basó el
presente invento consistió por consiguiente en desarrollar un
procedimiento simplificado de preparación para derivados de
aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio,
en particular para cloruro de benzetonio o cloruro de
metil-benzetonio.
Sorprendentemente, se encontró que con un
procedimiento, en el que se hacen reaccionar compuestos de
aril-poli(oxialquilo) de la fórmula (2) con
bencil-dimetil-amina o
bencil-dimetil-aminas sustituidas de
la fórmula (3), en el seno de un apropiado disolvente, para dar los
derivados de
aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio
de la fórmula (1), se puede resolver el problema planteado por esta
misión.
Es objeto del invento, por lo tanto, un
procedimiento para la preparación de derivados de
aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio
de la fórmula (1)
por reacción de compuestos de las
fórmulas (2) y
(3)
en las
que
X significa = Br, Cl, R-SO_{3}
con R = alquilo, alquilarilo,
R_{1} significa = H, alquilo de C_{1} a
C_{16} o bien O-alquilo de C_{1} a C_{16} en
posición orto, meta o para,
R_{2} significa = H, alquilo de C_{1} a
C_{4} o bien O-alquilo de C_{1} a C_{4},
R_{3} significa = H, alquilo de C_{1} a
C_{16} o bien O-alquilo de C_{1} a C_{16} en
posición orto, meta o para, y
n significa = 1, 2, 3 ó 4,
a unas temperaturas de 60 a 160ºC,
en el seno de un disolvente, bajo la presión que se ajusta en tal
caso en un recipiente de reacción
cerrado.
R_{1} representa preferiblemente alquilo de
C_{4} a C_{12}, en particular octilo o isooctilo en posición
para. R_{2} representa preferiblemente H ó CH_{3}. n representa
preferiblemente 2.
R_{3} representa preferiblemente H. X
representa preferiblemente Cl.
Para R_{1} =
(CH_{3})_{3}C-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}
en posición para, R_{2} = H, n = 2, R_{3} = H, X = Cl se
obtiene el cloruro de benzetonio y para R_{1} =
(CH_{3})_{3}C-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}
en posición para, R_{2} = CH_{3}, n = 2, R_{3} = H, X = Cl se
obtiene el cloruro de metil-benzetonio. Los
procedimientos para la preparación de estos compuestos constituyen
formas preferidas de realización del invento.
Disolventes apropiados para el procedimiento
conforme al invento son preferiblemente disolventes polares, tales
como por ejemplo alcoholes de cadena corta con 1 a 6,
preferiblemente 1 a 4 átomos de C, que pueden ser uni- o
plurivalentes, por ejemplo metanol, etanol, isopropanol o
mono(etilenglicol), sus mezclas con agua, y en particular el
agua propiamente dicha.
De manera preferida, los compuestos de
aril-poli(oxialquilo) de la fórmula (2) y la
bencil-dimetil-amina o las
bencil-dimetil-aminas sustituidas de
la fórmula (3) se emplean en la relación molar de (2) : (3) = desde
1 : 0,95 hasta 1 : 1,05. La reacción se lleva a cabo a unas
temperaturas situadas en el intervalo de, preferiblemente, 100 a
140ºC, en particular a 115 hasta 130ºC, bajo la presión que se
ajusta de la mezcla de reacción. Los períodos de tiempo de reacción
se escogen preferiblemente de tal manera que las concentraciones de
los compuestos de partida de las fórmulas (2) y (3), determinadas
después de tomas de muestras mediante una HPLC (cromatografía de
líquido de alto rendimiento), sean lo más bajas que resulte
posible.
El derivado de
aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio
de la fórmula (1), obtenido a partir de la reacción, se puede
purificar por recristalización, por ejemplo a partir de cloroformo,
un éter, tolueno o xileno. Preferiblemente, antes de la
recristalización, se separa el disolvente.
En el caso de que se haya empleado en la reacción
agua como el disolvente especialmente preferido, para el
tratamiento después del final de la reacción, el agua se puede
separar por ejemplo mediante una destilación azeotrópica, una
desecación en vacío, una desecación por atomización o una desecación
en capa fluidizada. El derivado de
aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio
bruto, anhidro, de la fórmula (1) se puede purificar luego por
recristalización, por ejemplo a partir de cloroformo, un éter,
tolueno o xileno.
El invento se explica seguidamente todavía con
mayor detalle con ayuda de Ejemplos.
\vskip1.000000\baselineskip
603 g de
bencil-dimetil-amina y 1.000 g de
agua totalmente desalinizada se agitan dentro de un autoclave con
una capacidad de 5 litros bajo una atmósfera de nitrógeno durante
20 horas a 120ºC y bajo una presión de 1,5 - 2,0 bar. La mezcla de
reacción, inicialmente bifásica, se vuelve monofásica en el
transcurso de la reacción. La mezcla de reacción, después de la
descompresión y del enfriamiento a aproximadamente 80ºC, se
transfiere a un matraz de vidrio con sistema de agitación, que
tiene una capacidad de 10 litros, y se mezcla con 3.000 g de
tolueno. Mediando agitación, el agua se separa por destilación
azeotrópica conjuntamente con tolueno. El material destilado
incoloro se separa en una fase superior que contiene tolueno, la
cual se devuelve al matraz de vidrio con sistema de agitación que
tiene una capacidad de 10 litros, y en una fase inferior acuosa,
que se separa. La solución en tolueno, anhidra, transparente y de
color amarillo, se filtra en estado caliente a aproximadamente
110ºC a través de un filtro a presión calentado. El material
filtrado caliente se enfría lentamente a 30ºC bajo una atmósfera de
nitrógeno con lenta agitación y mediando adición de cristales de
inoculación. La papilla cristalina resultante se filtra con succión
a través de un embudo de succión, y los cristales separados por
filtración con succión se lavan varias veces con tolueno. Los finos
cristales de color blanco, que se han separado por filtración con
succión, se secan en vacío a 80ºC. El rendimiento después de la
desecación es de 70%. El producto tiene un punto de fusión de 162ºC
y el contenido, determinado por valoración en dos fases en
condiciones alcalinas, está situado por encima de 99%.
\vskip1.000000\baselineskip
192 g de
bencil-dimetil-amina y 320 g de agua
destilada se agitan dentro de un autoclave bajo una atmósfera de
nitrógeno durante 15 horas a 120 – 125ºC y bajo una presión de 1,5
- 2,0 bar. La mezcla de reacción, inicialmente bifásica, se vuelve
monofásica en el transcurso de la reacción. El autoclave se
descomprime y la mezcla de reacción moderadamente caliente se libera
del agua mediando adición dosificada en un secador a
aproximadamente 80ºC bajo vacío. El producto bruto anhidro, ahora
sólido, se recristaliza a partir de 950 g de tolueno, se lava
múltiples veces con tolueno, y se seca en vacío a 80ºC. El
rendimiento de finos cristales de color blanco es de 72% y el
contenido, determinado mediante una HPLC, está situado en \geq
98%.
\newpage
Ejemplos 3 a
11
87,3 g de
2-(2-cloro-etoxi)etil-p-isooctil-fenil-éter
(a), 37,7 g de
bencil-dimetil-amina y un disolvente
(acerca de su cantidad y tipo, véase la Tabla) se agitan dentro de
un autoclave bajo una atmósfera de nitrógeno a la presión propia
que se ajusta. Las condiciones de reacción se exponen en la Tabla.
Del respectivo producto bruto se toman muestras y se analizan
mediante una HPLC.
Ejemplo | Cantidad de disolvente | Temperatura | Duración | Rendimiento | Grado |
de reacción | de la | de producto no | de conversión de | ||
[ºC] | reacción [h] | aislado según | (a) según | ||
la HPLC [%] | la HPLC [%] | ||||
3 | 125 g de agua | 135 | 4 | 70 | 89 |
4 | 125 g de agua | 135 | 7 | 72 | 95 |
5 | 125 g de agua | 115 | 7 | 56 | 63 |
6 | 125 g de agua | 115 | 23 | 80 | 95 |
7 | 250 g de agua | 120 | 7 | 66 | 75 |
8 | 250 g de agua | 120 | 20 | 75 | 97 |
9 | 375 g de agua | 120 | 20 | 76 | 97 |
10 | 125 g de metanol | 120 | 8 | 52 | 72 |
11 | 125 g de mono(etilenglicol) | 120 | 8 | 65 | 86 |
El tratamiento y la purificación se efectúan de
una manera análoga a la del Ejemplo 2 por eliminación del
respectivo disolvente en vacío, subsiguiente recristalización a
partir de tolueno o xileno y desecación en vacío de los cristales
de color blanco, que se han separado por filtración con succión.
Claims (12)
1. Procedimiento para la preparación de derivados
de
aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio
de la fórmula (1)
por reacción de compuestos de las
fórmulas (2) y
(3)
en las
que
X significa = Br, Cl, R-SO_{3}
con R = alquilo, alquilarilo,
R_{1} significa = H, alquilo de C_{1} a
C_{16} o bien O-alquilo de C_{1} a C_{16} en
posición orto, meta o para,
R_{2} significa = H, alquilo de C_{1} a
C_{4} o bien O-alquilo de C_{1} a C_{4},
R_{3} significa = H, alquilo de C_{1} a
C_{16} o bien O-alquilo de C_{1} a C_{16} en
posición orto, meta o para, y
n significa = 1, 2, 3 ó 4,
a unas temperaturas de 60 a 160ºC, en el seno de
un disolvente, bajo la presión que se ajusta en tal caso en un
recipiente de reacción cerrado.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, en el que la reacción de (2) y (3) se lleva a cabo en el seno de
un disolvente polar.
3. Procedimiento de acuerdo con las
reivindicaciones 1 y/o 2, en el que el disolvente se selecciona
entre el conjunto que consiste en alcoholes de cadena corta con 1 a
6 átomos de C, agua o mezclas de éstos.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que R_{1} representa alquilo de
C_{4} a C_{12}.
5. Procedimiento de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 1 a 4, en el que R_{1} representa octilo o
isooctilo en la posición para.
6. Procedimiento de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 1 a 5, en el que R_{2} representa H ó
CH_{3}.
7. Procedimiento de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 1 a 6, en el que n representa 2.
8. Procedimiento de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 1 a 7, en el que R_{3} representa H y X
representa Cl.
9. Procedimiento de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 1 a 8, en el que los compuestos de
aril-poli(oxialquilo) de la fórmula (2) y las
bencil-dimetil-aminas de la fórmula
(3) se emplean en la relación molar de 1 : 0,95 hasta 1 : 1,05.
10. Procedimiento de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 1 a 9, en el que la reacción de (2) y (3) se
lleva a cabo a unas temperaturas de 100 a 140ºC, en particular de
115 a 130ºC, bajo la presión autógena de la mezcla de reacción.
11. Procedimiento de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el
disolvente utilizado en la reacción de (2) y (3) se separa después
de la reacción, y el derivado de
aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio
de la fórmula (1) se purifica por recristalización.
12. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 11, caracterizado porque en el caso de la
utilización de agua como disolvente en la reacción de (2) y (3), el
agua, después de la reacción, se separa por ejemplo por destilación
azeotrópica mediante tolueno o xileno, desecación en vacío,
desecación por atomización o desecación en capa fluidizada, y el
derivado de
aril-poli(oxialquil)-bencil-dimetil-amonio
de la fórmula (1) se purifica por recristalización.
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