ES2282262T3 - Resina secuestradora y procedimientos para su uso. - Google Patents

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Abstract

Una resina secuestradora de perlas poliméricas que puede obtenerse mediante la polimerización de una composición que comprende uno o más monómeros que contienen solamente un doble enlace polimerizable, uno o más monómeros que contienen dos o más dobles enlaces polimerizables, y un monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1, 3-cetoéster o 1, 3-cetoamida unidos por medio de un conector a un único tipo de monómero.

Description

Resina secuestradora y procedimientos para su uso.
Esta invención se refiere a resinas secuestradoras de perlas poliméricas y a procedimientos que usan la resina secuestradora de perlas poliméricas para la eliminación selectiva de aminas primarias o para la eliminación de electrófilos de una disolución.
Durante los últimos años, la exploración y utilización de la química combinatoria (y síntesis múltiple en paralelo) ha evolucionado rápidamente como una tecnología de descubrimiento de fármacos. El campo de la química combinatoria/múltiple en paralelo se ha expandido hasta incluir no solamente procedimientos en fase de disolución y sólida para la síntesis acelerada de compuestos, sino también enfoques híbridos que combinan las ventajas de purificación de la síntesis en fase sólida con la flexibilidad de la síntesis en fase de disolución. (Kaldor, S. W. y Siegel, M. G., Curr. Opin. Chem. Biol. 1997, 1, 101-106 y Thompson, L. A. y Ellman J. A., Chem. Rev. 1996, 96, 555-600). La necesidad de purificar, aislar y manipular rápidamente los miembros de una biblioteca química durante su preparación es inherente a cualquier enfoque para producir bibliotecas químicas.
Los reactivos secuestradores poliméricos han surgido como herramientas útiles para la síntesis combinatoria, particularmente para la síntesis de bibliotecas químicas en fase de disolución. Estos materiales se emplean para eliminar o secuestrar subproductos o reactivos no deseados y así ayudar en la purificación de los materiales. (Creswell, M. W. et. al., Tetrahedron, 1998, 54, 3983-3998; Kaldor, S. W. et. al., Tetrahedron Lett. 1996, 37, 7193-7196; Flynn, D. L. et. al., S., J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 4874-4882; Kaldor, S. W. et. al., Bioorg. Med. Chem. Lett. 1996, 24 (6), 3041-3044; Caldarelli, M. et. al., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1999, 107-110; Booth, R. J. y Hodges, J. C., J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 4882-4886; Gayo, L. M. y Suto, M. J., Tetrahedron Lett. 1997, 38, 513-516; y Siegel, M. G. et. al., Tetrahedron Lett. 1997, 38, 3357-3360). Normalmente, los secuestradores poliméricos se añaden después de que se completa la reacción química para eliminar los subproductos y reactantes en exceso. Los reactantes unidos a la resina resultantes se eliminan mediante filtración simple dejando el producto en disolución. Los ejemplos de reactivos secuestradores poliméricos incluyen:
\vskip1.000000\baselineskip
1
2
Todas las resinas anteriores se producen mediante la síntesis inicial de una perla de poliestireno o copolímero de poliestireno seguida por una o más etapas de modificación química para introducir la funcionalidad secuestradora. Por ejemplo, la perla funcional de isocianato que se vende como un secuestrador para aminas puede prepararse a partir de la resina Merrifield mediante el aminometilpoliestireno:
3
Las resinas usadas son normalmente poliestirenos ligeramente reticulados (del 1 al 3% de divinilbenceno) que normalmente requieren disolventes que hincharán la resina para permitir que los reactivos accedan a los grupos funcionales unidos al polímero. Alternativamente, la resina podría ser una resina macroporosa (alto contenido en divinilbenceno) que tiene una porosidad permanente que permite que los reactantes accedan a los grupos funcionales independientemente del tipo de disolvente.
Un área de síntesis en la que el uso de resinas secuestradoras es potencialmente útil es, por ejemplo, en la síntesis de aminas secundarias. Las aminas secundarias son farmacóforos importantes en muchos compuestos biológicamente activos. A menudo se preparan mediante alquilación reductora de aminas primarias con aldehídos o cetonas. Para paliar los problemas del exceso de alquilación, se emplea un exceso de amina primaria. Sin embargo, esto presenta problemas con la purificación porque la amina primaria tiene que eliminarse de manera selectiva en presencia de la amina secundaria.
Todas las resinas de anhídrido N-metilisatoico, isotiocianato, e isocianato de metilo reaccionan rápidamente tanto con aminas primarias como secundarias a temperatura ambiente. Estas resinas son secuestradores electrófilos y muestran escasa selectividad por las aminas primarias frente a las aminas secundarias. La resina de benciloxibenzaldehído-poliestireno es también un secuestrador electrófilo y puede usarse para secuestrar de manera selectiva aminas primarias en presencia de aminas secundarias. Sin embargo, las resinas de benzaldehído de las que se ha informado, no son particularmente estables y pueden oxidarse al aire. Por tanto, hay una necesidad de resinas funcionalizadas que actúan como secuestradores electrófilos y muestran selectividad por aminas primarias y muestran buena estabilidad
química.
Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para eliminar aminas primarias de una disolución en el que se pone en contacto una disolución que comprende una amina primaria con una resina secuestradora, mediante lo cual la resina secuestradora se une al menos a parte de la amina primaria en disolución disminuyendo así la cantidad de amina primaria en disolución, caracterizado porque la resina secuestradora comprende grupos colgantes seleccionados de 1,3-cetoésteres o 1,3-cetoamidas o mezclas de los mismos unidos a un soporte polimérico.
En el procedimiento de la presente invención, la resina secuestradora puede añadirse a una disolución que comprende una amina primaria. Entonces se separa la resina de la disolución, preferiblemente mediante filtración, siendo el tiempo de contacto tal que permite al menos el empobrecimiento parcial de la amina primaria en disolución. Alternativamente, se hace pasar una disolución que comprende una amina primaria a través de una masa o columna de resina, siendo el tiempo de permanencia tal que permite al menos el empobrecimiento parcial de la amina primaria en disolución. El tiempo de contacto o de permanencia puede determinarse monitorizando las reducciones en los niveles de amina primaria en disolución.
El procedimiento de la presente invención puede llevarse a cabo a temperaturas que oscilan desde -100 hasta 250ºC, preferiblemente desde -10 hasta 100ºC, más preferiblemente desde 10 hasta 40ºC y lo más preferiblemente a temperatura ambiente, por ejemplo desde 15 hasta 30ºC.
En el procedimiento de la presente invención, se emplea preferiblemente suficiente resina secuestradora para efectuar la eliminación de sustancialmente toda la amina primaria. Preferiblemente, la razón de resina secuestradora a la disolución de amina primaria empleada está directamente relacionada con la concentración de amina primaria presente y el porcentaje de funcionalidad activa de 1,3-cetoéster y/o 1,3-cetoamida en la resina secuestradora. La razón de la concentración molar de funcionalidad activa de 1,3-cetoéster y/o 1,3-cetoamida en la resina secuestradora a la concentración molar de amina en disolución puede estar en el intervalo de desde 1:1 hasta 100:1. Preferiblemente se emplea un exceso de funcionalidad activa de 1,3-cetoéster y/o 1,3-cetoamida, por ejemplo razones en el intervalo de 1:1 a 20:1 o más preferiblemente en el intervalo de 1:1 a 4:1. Tales excesos pueden promover la eliminación rápida y eficaz de la amina primaria.
Las resinas secuestradoras empleadas en el procedimiento de la presente invención pueden presentar grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida unidos directamente a un soporte polimérico o unidos a un soporte polimérico a través de un grupo de unión. Preferiblemente, los grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida están unidos a un soporte polimérico a través de un grupo de unión. Los grupos de unión adecuados incluyen los grupos expuestos a continuación en la definición de L.
Las resinas secuestradoras son preferiblemente resinas orgánicas, particularmente resinas orgánicas sintéticas.
Los grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida incluyen grupos de fórmula 1:
4
en la que R^{1} es un grupo hidrocarbilo, hidrocarbilo perhalogenado o heterociclilo opcionalmente sustituidos;
X es O o NR^{2}, en el que la valencia libre del O o NR^{2} se une a un soporte polimérico opcionalmente mediante un conector; y
R^{2} es hidrógeno, un grupo hidrocarbilo o heterociclilo opcionalmente sustituidos.
Los grupos hidrocarbilo que pueden estar representados por R^{1} y R^{2} incluyen grupos alquilo, alquenilo y arilo, y cualquier combinación de los mismos, tal como aralquilo y alcarilo, por ejemplo grupos bencilo.
Los grupos alquilo que pueden estar representados por R^{1} y R^{2} incluyen grupos alquilo lineales y ramificados que comprenden hasta 20 átomos de carbono, particularmente desde 1 hasta 7 átomos de carbono y preferiblemente desde 1 hasta 5 átomos de carbono. Cuando los grupos alquilo están ramificados, los grupos comprenden a menudo hasta 10 átomos de carbono de cadena ramificada, preferiblemente hasta 4 átomos de cadena ramificada. En determinadas realizaciones, el grupo alquilo puede ser cíclico, comprendiendo comúnmente desde 3 hasta 10 átomos de carbono en el anillo más grande y caracterizándose opcionalmente por uno o más anillos puente. Ejemplos de grupos alquilo que pueden estar representados por R^{1} y R^{2} incluyen grupos metilo, etilo, propilo, 2-propilo, butilo, 2-butilo, t-butilo y ciclohexilo.
Los grupos alquenilo que pueden estar representados por R^{1} y R^{2} incluyen grupos alquenilo C_{2-20}, y preferiblemente C_{2-6}. Pueden estar presentes uno o más dobles enlaces carbono - carbono. El grupo alquenilo puede llevar uno o más sustituyentes, particularmente sustituyentes fenilo. Ejemplos de grupos alquenilo incluyen grupos vinilo, estirilo e indenilo.
Los grupos arilo que pueden estar representados por R^{1} y R^{2} pueden contener 1 anillo o 2 o más anillos condensados que pueden incluir anillos de cicloalquilo, arilo o heterocíclicos. Ejemplos de grupos arilo que pueden estar representados por R^{1} y R^{2} incluyen grupos fenilo, tolilo, fluorofenilo, clorofenilo, bromofenilo, trifluorometilfenilo, anisilo, naftilo y ferrocenilo.
Los grupos hidrocarbilo perhalogenados que pueden estar representados por R incluyen independientemente grupos arilo y alquilo perhalogenados, y cualquier combinación de los mismos, tal como grupos aralquilo y alcarilo. Ejemplos de grupos alquilo perhalogenados que pueden estar representados por R incluyen -CF_{3} y -C_{2}F_{5}.
Los grupos heterocíclicos que pueden estar representados por R^{1} y R^{2} incluyen independientemente sistemas de anillos aromáticos, saturados y parcialmente insaturados y pueden constituir 1 anillo o 2 o más anillos condensados que pueden incluir anillos de cicloalquilo, arilo o heterocíclicos. El grupo heterocíclico contendrá al menos un anillo heterocíclico, de los cuales el más grande comprenderá comúnmente desde 3 hasta 7 átomos de anillo en el que al menos un átomos es carbono y al menos un átomo es cualquiera de N, O, S o P. Ejemplos de grupos heterocíclicos que pueden estar representados por R^{1} y R^{2} incluyen grupos piridilo, pirimidilo, pirrolilo, tiofenilo, furanilo, indolilo, quinolilo, isoquinolilo, imidazoílo y triazoílo.
Cuando cualquiera de R^{1} o R^{2} es un grupo hidrocarbilo o heterocíclico, el/los sustituyente(s) debe(n) ser de tal modo que no afecte(n) desfavorablemente a la velocidad o selectividad de la reacción. Los sustituyentes opcionales incluyen grupos halógeno, ciano, nitro, hidroxilo, amino, tiol, acilo, hidrocarbilo, hidrocarbilo perhalogenado, heterociclilo, hidrocarbiloxilo, mono o di-hidrocarbilamino, hidrocarbiltio, ésteres, carbonatos, amidas, sulfonilo y sulfonamido en los que los grupos hidrocarbilo son tal como se definieron anteriormente para R^{1} y R^{2}. Pueden estar presentes uno o más sustituyentes.
R^{1} es preferiblemente un grupo alquilo, lo más preferiblemente un grupo metilo.
R^{2} es preferiblemente hidrógeno o un grupo alquilo. Cuando R^{2} es un grupo alquilo, preferiblemente R^{2} es un grupo metilo. Lo más preferiblemente R^{2} es hidrógeno.
El soporte polimérico puede derivarse de la polimerización de una composición que comprende uno o más monómeros, y se deriva preferiblemente de la polimerización de una composición que comprende dos o más monómeros. Los monómeros pueden contener uno o más dobles enlaces polimerizables. Preferiblemente, el soporte polimérico se deriva de la polimerización de una composición que comprende uno o más monómeros que contienen solamente un doble enlace polimerizable, y uno o más monómeros que contienen dos o más dobles enlaces polimerizables. Lo más preferiblemente, el soporte polimérico se deriva de la polimerización de una composición que comprende uno o dos monómeros que contienen solamente un doble enlace polimerizable, y un monómero que contiene dos o tres dobles enlaces polimerizables.
Los ejemplos de monómeros que contienen solamente un doble enlace polimerizable incluyen estireno y estirenos sustituidos tales como \alpha-metil-estireno metil-estireno, t-butil-estireno, bromo-estireno y acetoxi-estireno; ésteres alquílicos de ácidos dicarboxílicos insaturados de manera monoolefínica tales como maleato de di-n-butilo y fumarato de di-n-butilo; ésteres vinílicos de ácidos carboxílicos tales como acetato de vinilo, propionato de vinilo, laurato de vinilo y ésteres vinílicos del ácido versático tales como VeoVa 9 y VeoVa 10 (VeoVa es una marca comercial de Shell); acrilamidas tales como metil-acrilamida y etil-acrilamida; metacrilamidas tales como metil-metacrilamida y etil-metacrilamida; monómeros de nitrilo tales como acrilonitrilo y metacrilonitrilo; y ésteres del ácido acrílico y metacrílico, preferiblemente ésteres de alquilo C_{1-20} y cicloalquilo C_{1-20} opcionalmente sustituidos del ácido acrílico y metacrílico tales como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de i-propilo y acrilato de n-propilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de i-propilo, acrilato de n-propilo, acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de N,N-dimetilaminoetilo y metacrilato de N,N-dimetilaminoetilo. También pueden emplearse derivados funcionales de los monómeros anteriores que contienen solamente un doble enlace polimerizable.
Los ejemplos de monómeros que contienen dos o más dobles enlaces polimerizables incluyen divinilbenceno (DVB), trivinilbenceno, y acrilatos y metacrilatos multifuncionales tales como diacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol, triacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de trimetilolpropano, etilen-bisacrilamida, triacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol, trimetacrilato de pentaeritritol, tetrametacrilato de pentaeritritol y N,N-bis-acriloil-etilendiamina.
En determinadas realizaciones, los soportes poliméricos se derivan de la polimerización de monómeros seleccionados de estireno y estirenos sustituidos, divinilbenceno, ésteres de acrílico, ésteres de ácido metacrílico, ésteres alquílicos de ácidos dicarboxílicos insaturados de manera monoolefínica, ésteres vinílicos de ácidos carboxílicos, acrilamidas, metacrilamidas y derivados funcionales de los mismos. Los soportes poliméricos se derivan de la polimerización de monómeros seleccionados de estireno y estirenos sustituidos, divinilbenceno, ésteres de ácido acrílico y ésteres de ácido metacrílico. Los soportes poliméricos particularmente preferidos se derivan de la polimerización de una mezcla de monómeros de estireno, monómeros de divinilbenceno y monómeros de éster de metacrilato, o se derivan de la polimerización de una mezcla de monómeros de estireno, monómeros de divinilbenceno y monómeros de éster de acrilato.
Cuando los soportes poliméricos se derivan de la polimerización de composiciones que comprenden monómeros que contienen dos o más dobles enlaces polimerizables, el soporte polimérico puede mostrar grados variables de reticulación. El grado de reticulación en estos polímeros puede expresarse en términos de porcentaje, y corresponde al número de moles de dobles enlaces polimerizables que se derivan de monómeros que contienen dos o más dobles enlaces polimerizables como porcentaje del número total de moles de dobles enlaces polimerizables.
Cuando el soporte polimérico de la resina secuestradora muestra solamente niveles bajos de reticulación, tales como de desde el 1% hasta el 5%, o comúnmente de desde el 1% hasta el 3%, estas resinas secuestradoras reticuladas se ponen en contacto rutinariamente con disolventes que provocan que la resina secuestradora se hinche. Tales resinas secuestradoras se denominan frecuentemente resinas microporosas.
En muchas realizaciones, la resina microporosa se hincha con el disolvente de elección para permitir el fácil acceso a los grupos funcionales de la resina. Pueden predecirse los disolventes de elección considerando la composición polimérica y a menudo son aquellos disolventes que serían "buenos disolventes" para un polímero lineal teórico que puede producirse a partir de una composición similar pero sin la presencia de agentes de reticulación.
Las razones de hinchamiento preferidas para una resina microporosa se encuentran en el intervalo de desde 5 hasta 20. La razón de hinchamiento se define como:-
Razón de hinchamiento = \frac{Vol_{final} - Vol_{inicial}}{Vol_{inicial}}
Vol_{final} = volumen final ocupado por la resina tras permitir que la resina se hinche completamente con un disolvente dado.
Vol_{inicial} = volumen del lecho seco inicial de la resina.
Cuando el soporte polimérico de la resina secuestradora muestra niveles superiores de reticulación, tales como de desde el 20% hasta el 90%, o comúnmente de desde el 30% hasta el 80%, estas resinas secuestradoras altamente reticuladas tienen a menudo porosidad permanente, por tanto, el acceso de los reactivos a los grupos colgantes unidos al soporte polimérico es principalmente independiente de los disolventes. Tales resinas secuestradoras se denominan frecuentemente resinas macroporosas.
El término macroporosa indica una clase de resinas que presentan una estructura porosa permanente bien desarrollada. De manera importante, estas resinas pueden presentar áreas superficiales mucho mayores (tal como se mide mediante BET con nitrógeno) en el estado seco que las resinas de tipo gel. Normalmente, las áreas superficiales en el estado seco pueden oscilar desde 50 hasta 1000 m^{2}/g. A pesar de que no existe una definición universalmente aceptada de una resina macroporosa, en el caso de resinas de estireno-DVB se ha sugerido que una resina macroporosa puede definirse como una resina en la que, cuando se expone a ciclohexano en el estado seco, muestra una captación de ciclohexano de al menos 0,1 m^{2}g^{-1} durante 16 h (Millar, J. R. et. al., J. Chem. Soc., 1996, 218.).
Las resinas macroporosas se forman a menudo cuando la composición que comprende monómeros que contienen dos o más dobles enlaces polimerizables se polimeriza en presencia de un formador de poros. El formador de poros provoca la separación de fases de la matriz polimérica. La eliminación del formador de poros y secado produce perlas rígidas, opacas, permanentemente porosas. La separación de fases está controlada por la naturaleza y el nivel del formador de poros empleado, y el nivel de agente de reticulación empleado.
La selección de los monómeros y/o agentes de reticulación de los que se deriva la resina secuestradora puede estar dictada en parte por la morfología deseada de la resina secuestradora, y el disolvente o sistemas de reacción en los que se emplearán las resinas secuestradoras. Las relaciones entre la morfología y las composiciones monoméricas se tratan en Sherrington, D. C., J. Chem. Soc., Chem Commun., 1998, 2275, del que la enseñanza de las páginas 2278 a 2284 se incorpora al presente documento como referencia.
Cuando los grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida se unen o bien directamente o bien por medio de un conector al soporte polimérico, la unión se realiza a las unidades de repetición del soporte polimérico. Cuando el soporte polimérico se deriva de más de un tipo de monómero, habrá más de un tipo de unidad de repetición. Preferiblemente los grupos 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida se unen o bien directamente o bien por medio de un conector a solamente un tipo de unidad de repetición. Preferiblemente, la unidad de repetición a la que se unen los grupos 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida, o bien directamente o bien por medio de un conector, se deriva de un único tipo de monómero que es un monómero derivado de metacrilato o acrilato.
Preferiblemente, cuando los grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida se unen por medio de un conector al soporte polimérico, la resina secuestradora se deriva de la polimerización de una composición que comprende un monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida unidos por medio de un conector a un único tipo de monómero. Más preferiblemente, la resina secuestradora se deriva de la polimerización de una composición que comprende dos o más monómeros, en la que al menos un monómero es un monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida unidos por medio de un conector a un único tipo de monómero. Lo más preferiblemente, la resina secuestradora se deriva de la polimerización de una composición que comprende uno o más monómeros que contienen solamente un doble enlace polimerizable, uno o más monómeros que contienen dos o más dobles enlaces polimerizables, y un monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida unidos por medio de un conector a un único tipo de monómero. Se prefieren enormemente los soportes poliméricos que se derivan de la polimerización de una composición que comprende uno o dos monómeros que contienen solamente un doble enlace polimerizable, un monómero que contiene dos o tres dobles enlaces polimerizables y un monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida unidos por medio de un conector a un único tipo de monómero.
Las resinas secuestradoras pueden derivarse de la polimerización de composiciones que comprenden un monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida unidos por medio de un conector a un único tipo de monómero, y uno o más monómeros seleccionados del grupo que comprende estireno y estirenos sustituidos, tales como \alpha-metil-estireno, metil-estireno, t-butil-estireno, bromo-estireno y acetoxi-estireno; ésteres alquílicos de ácidos dicarboxílicos insaturados de manera monoolefínica, tales como maleato de di-n-butilo y fumarato de di-n-butilo; ésteres vinílicos de ácidos carboxílicos tales como acetato de vinilo, propionato de vinilo, laurato de vinilo y ésteres vinílicos de ácido versático tales como VeoVa 9 y VeoVa 10 (VeoVa es una marca comercial de Shell); acrilamidas tales como metil-acrilamida y etil-acrilamida; metacrilamidas tales como metil-metacrilamida y etil-metacrilamida; monómeros de nitrilo tales como acrilonitrilo y metacrilonitrilo; ésteres de ácido acrílico y metacrílico, preferiblemente ésteres de alquilo C_{1-20} y cicloalquilo C_{1-20} opcionalmente sustituidos de ácido acrílico y metacrílico, tales como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de i-propilo, y acrilato de n-propilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de i-propilo, acrilato de n-propilo, acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de N,N-dimetilaminoetilo y metacrilato de N,N-dimetilaminoetilo; divinilbenceno; trivinilbenceno; y acrilatos y metacrilatos multifuncionales tales como diacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol, triacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de trimetilolpropano, etilen-bisacrilamida, triacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol, trimetacrilato de pentaeritritol, tetrametacrilato de pentaeritritol y N,N-bis-acrioil-etilendiamina. El único tipo de monómero al que se unen los grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida por medio de un conector es preferiblemente una unidad monomérica derivada de metacrilato o acrilato.
Preferiblemente el monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida presenta la fórmula 2 general:
5
en la que
X, R^{1} y R^{2} son tal como se definieron anteriormente en el presente documento más arriba;
R^{3} es un grupo hidrocarbilo, hidrocarbilo perhalogenado o heterociclilo opcionalmente sustituidos; y
L es un grupo de unión.
Los grupos hidrocarbilo, hidrocarbilo perhalogenado o heterociclilo opcionalmente sustituidos que pueden estar representados por R^{3} son tal como se definieron anteriormente para R^{1}.
Los grupos de unión que pueden estar representados por L incluyen unidades puente de metileno, polimetileno, éter, poliéter o cíclicas opcionalmente sustituidas.
Las unidades puente de metileno y polimetileno que pueden estar representadas por L incluyen cadenas de alquileno lineales y ramificadas que comprenden hasta 20 átomos de carbono, particularmente desde 1 hasta 7 átomos de carbono y preferiblemente desde 1 hasta 5 átomos de carbono. Cuando los grupos alquilo están ramificados, los grupos comprenden a menudo hasta 10 átomos de carbono de cadena ramificada, preferiblemente hasta 4 átomos de cadena ramificada. Ejemplos de cadenas de alquileno que pueden estar representadas por L incluyen cadenas de -CH_{2}-, -CH_{2}CH_{2}-, -(CH_{2})_{3}-, -CH_{2}CH(CH_{3})-, y -CH_{2}C(CH_{3})_{2}-.
Las unidades puente de éter y poliéter que pueden estar representadas por L incluyen cadenas de alquilen-oxialquileno o cadenas de poli(alquilenoxi)-alquileno lineales y ramificadas que comprenden hasta 150 átomos de carbono y hasta 40 átomos de oxígeno, particularmente desde 2 hasta 15 átomos de carbono y desde 1 hasta 4 átomos de oxígeno, y preferiblemente desde 2 hasta 6 átomos de carbono y desde 1 hasta 2 átomos de oxígeno. Ejemplos de cadenas de alquilen-oxi-alquileno o cadenas de poli(alquilenoxi)-alquileno que pueden estar representadas por L incluyen cadenas de -CH_{2}-O-CH_{2}-, -CH_{2}CH_{2}-O-CH_{2}CH_{2}-, -(CH_{2})_{3}-O-(CH_{2})_{3}-, -CH_{2}CH(CH_{3})-O-CH_{2}CH_{2}-, -CH_{2}CH(CH_{3})-O-CH_{2}CH(CH_{3})-, y también cadenas de -[CH_{2}CH_{2}-O]_{n}-CH_{2}CH_{2}- y -[CH_{2}CH(CH_{3})-O]_{n}-CH_{2}CH(CH_{3})- en las que n = 2, 3 ó 4.
Las unidades puente cíclicas que pueden estar representadas por L incluyen sistemas de anillos aromáticos, saturados y parcialmente insaturados y pueden constituir 1 anillo o 2 o más anillos condensados que pueden incluir anillos de cicloalquilo, de arilo o heterocíclicos. En determinadas realizaciones, los anillos de cicloalquilo y arilo comprenden comúnmente desde 3 hasta 10 átomos de carbono en el anillo más grande, y los anillos heterocíclicos comprenden comúnmente desde 3 hasta 7 átomos de anillo en los que al menos un átomo es carbono y al menos un átomo es cualquiera de N, O, S o P. Ejemplos de sistemas de anillos aromáticos, saturados y parcialmente insaturados que pueden estar representados por L incluyen -CH_{2}C_{6}H_{4}CH_{2}- y -CH_{2}C_{6}H_{10}CH_{2}-.
Ejemplos de monómeros funcionalizados que comprenden grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida incluyen:
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En determinadas realizaciones sumamente preferidas, el monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida unidos por medio de un conector a un único tipo de monómero es metacrilato de acetoacetoxietilo que tiene la fórmula:
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En una realización preferida, las resinas secuestradoras se derivan de la polimerización de composiciones que comprenden un monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida seleccionados del grupo constituido por monómeros que tienen las fórmulas:
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y uno o más monómeros seleccionados del grupo constituido por estireno y estirenos sustituidos, tales como \alpha-metil-estireno, metil-estireno, t-butil-estireno, bromo-estireno y acetoxi-estireno; ésteres alquílicos de ácidos dicarboxílicos insaturados de manera monoolefínica, tales como maleato de di-n-butil y fumarato de di-n-butilo; ésteres vinílicos de ácidos carboxílicos tales como acetato de vinilo, propionato de vinilo, laurato de vinilo y ésteres vinílicos del ácido versático tales como VeoVa 9 y VeoVa 10 (VeoVa es una marca comercial de Shell); acrilamidas tales como metil-acrilamida y etil-acrilamida; metacrilamidas tales como metil-metacrilamida y etil-metacrilamida; monómeros de nitrilo tales como acrilonitrilo y metacrilonitrilo; ésteres de ácido acrílico y metacrílico, preferiblemente ésteres de alquilo C_{1-20} y cicloalquilo C_{1-20} opcionalmente sustituidos de ácido acrílico y metacrílico, tales como acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de i-propilo, y acrilato de n-propilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de i-propilo, acrilato de n-propilo, acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de N,N-dimetilaminoetilo y metacrilato de N,N-dimetilaminoetilo; divinilbenceno; trivinilbenceno; y acrilatos y metacrilatos multifuncionales tales como diacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol, triacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de trimetilolpropano, etilen-bisacrilamida, triacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol, trimetacrilato de pentaeritritol, tetrametacrilato de pentaeritritol y N,N-bis-acrioil-etilendiamina.
En una realización más preferida, las resinas secuestradoras se derivan de la polimerización de composiciones que comprenden uno o más monómeros seleccionados del grupo constituido por acrilato de acetoacetoxietilo, metacrilato de acetoacetoxietilo, acrilato de acetoacetoxipropilo y metacrilato de acetoacetoxipropilo, uno o más monómeros seleccionados del grupo constituido por estireno, acrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, y uno o más monómeros seleccionados del grupo constituido por divinilbenceno, trivinilbenceno, diacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol, triacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de trimetilolpropano, etilen-bisacrilamida, triacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol, trimetacrilato de pentaeritritol, tetrametacrilato de pentaeritritol y N,N-bis-acrioil-etilendiamina.
En una realización sumamente preferida, las resinas secuestradoras se derivan de la polimerización de composiciones que comprenden metacrilato de acetoacetoxietilo, estireno y divinilbenceno.
Cuando la resina secuestradora se deriva de la polimerización de una composición que comprende uno o dos monómeros que contienen solamente un doble enlace polimerizable, un monómero que contiene dos o tres dobles enlaces polimerizables, y un monómero funcionalizado de fórmula (2) general, la razón molar del número total de moles de monómeros que contienen solamente un doble enlace polimerizable : monómero funcionalizado de fórmula (2) general puede ser de desde 100:1 hasta 1:100, es preferiblemente de desde 70:30 hasta 1:99 y lo más preferiblemente es de desde 60:40 hasta 15:85. El nivel de reticulación, tal como se definió anteriormente en el presente documento, puede ser de desde el 0,5% hasta el 80%, preferiblemente de desde el 1% hasta el 60% y lo más preferiblemente de desde el 1% hasta el 40%.
Cuando la resina secuestradora se deriva de la polimerización de estireno, divinilbenceno y un monómero funcionalizado de fórmula (2) general, la razón molar de estireno: monómero funcionalizado de fórmula (2) general es a menudo de desde 100:1 hasta 1:100, es preferiblemente de desde 70:30 hasta 1:99 y lo más preferiblemente es de desde 60:40 hasta 15:85. El nivel de reticulación es a menudo de desde el 0,5% hasta el 80%, preferiblemente de desde el 1% hasta el 60% y lo más preferiblemente de desde el 1% hasta el 40%.
Las resinas secuestradoras preparadas a partir de monómeros funcionalizados que comprenden grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida se producen como perlas. El tamaño de las perlas oscila a menudo desde diámetros de 10 \mum hasta 2000 \mum, preferiblemente desde 50 \mum hasta 1000 \mum, y lo más preferiblemente desde 75 \mum hasta 500 \mum.
Las resinas secuestradoras pueden prepararse mediante un procedimiento de polimerización en suspensión acuosa, por ejemplo tal como se describe en Journal of Applied Polymer Science, 1982, 27, 133-138. Los monómeros pueden suspenderse como gotas a menudo de diámetro de desde 1 \mum hasta 1000 \mum. Preferiblemente se añaden estabilizadores para evitar la aglomeración de las gotas. Ejemplos de estabilizadores que pueden añadirse incluyen poli(alcohol vinílico), poli(ácido acrílico), polivinilpirrolidona, poli(óxido de alquileno), sulfato de bario, sulfato de magnesio y sulfato de sodio. Se emplea preferiblemente la agitación de la suspensión. El procedimiento de agitación empleado puede ayudar a asistir en el mantenimiento de la suspensión. Comúnmente un iniciador de radicales libres sirve para iniciar la polimerización. El iniciador de radicales libres empleado se selecciona según los tipos de monómeros presentes. Ejemplos de iniciadores de radicales libres que pueden usarse para preparar resinas secuestradoras que pueden emplearse en los procedimientos de la presente invención incluyen peróxido de benzoílo, peróxido de dioctanoílo, 2,2'-azobisisobutironitrilo y 2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo). La selección de un intervalo de temperatura adecuado puede estar influenciada por la naturaleza de los monómeros y el iniciador presentes. La polimerización de los monómeros se lleva a cabo comúnmente a temperaturas que oscilan desde 15 hasta 160ºC, preferiblemente desde 50 hasta 90ºC. La resina secuestradora resultante puede aislarse mediante filtración, lavarse opcionalmente con uno o más disolventes. Disolventes adecuados para lavar la resina secuestradora incluyen tetrahidrofurano, metanol y agua. La resina secuestradora resultante puede secarse y las perlas pueden clasificarse según su tamaño, por ejemplo, mediante tamizado.
El procedimiento de la presente invención puede llevarse a cabo en presencia de un disolvente. Disolventes adecuados incluyen cualquier disolvente que puede hinchar a la resina reticulada o en el caso de resinas macroporosas, cualquier disolvente que puede entrar en los poros. Los disolventes adecuados pueden seleccionarse de disolventes polares, no polares, próticos y apróticos. Ejemplos de disolventes adecuados incluyen CH_{2}Cl_{2}, tolueno, THF, metanol, dimetilformamida, propan-2-ol, y mezclas de los mismos. El propan-2-ol es un disolvente preferido.
En el procedimiento de la presente invención, la resina secuestradora puede, a través de la reacción de los grupos carbonilo presentes, actuar como un reactivo electrófilo que elimina nucleófilos, particularmente aminas primarias, de una disolución. Sin embargo, la resina secuestradora puede actuar como un reactivo nucleófilo que elimina electrófilos de una disolución mediante, por ejemplo, reacción del electrófilo con la funcionalidad de metileno activo.
Según un segundo aspecto de presente invención, se proporciona un procedimiento para eliminar electrófilos de una disolución, en el que se pone en contacto una disolución que comprende un electrófilo con una resina secuestradora, mediante lo cual la resina secuestradora se une al menos a parte del electrófilo en disolución disminuyendo así los niveles de electrófilo en disolución caracterizado porque la resina secuestradora comprende grupos colgantes seleccionados de 1,3-cetoésteres o 1,3-cetoamidas o mezclas de los mismos unidos a un soporte polimérico.
Las resinas secuestradoras que pueden emplearse en el segundo aspecto de la presente invención incluyen las resinas secuestradoras tal como se describieron anteriormente en el presente documento en el primer aspecto de la presente invención.
En el procedimiento de la presente invención, puede añadirse la resina secuestradora a una disolución que comprende un electrófilo. Luego se separa la resina de la disolución, preferiblemente mediante filtración, siendo el tiempo de contacto tal que permita al menos el empobrecimiento parcial del electrófilo en disolución. Alternativamente, se hace pasar una disolución que comprende un electrófilo a través de una masa o columna de resina, siendo el tiempo de permanencia tal que permita al menos el empobrecimiento parcial del electrófilo en disolución. El tiempo de contacto o de permanencia puede determinarse monitorizando las reducciones en los niveles electrófilo en disolución.
El procedimiento de la presente invención puede llevarse a cabo a temperaturas que oscilan desde -100 hasta 250ºC, preferiblemente desde -10 hasta 100ºC, más preferiblemente desde 10 hasta 40ºC y lo más preferiblemente a temperatura ambiente, por ejemplo desde 15 hasta 30ºC.
En el procedimiento de la presente invención, se emplea suficiente resina secuestradora como para efectuar la eliminación de sustancialmente todo el electrófilo. La razón de resina secuestradora a disolución de electrófilo empleada estará en relación directa con la concentración de electrófilo presente y el porcentaje de funcionalidad activa de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida. La razón de concentración molar de funcionalidad activa de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida en la resina secuestradora a la concentración molar de electrófilo en disolución puede estar en el intervalo de desde 1:1 hasta 100:1. Preferiblemente se emplea un exceso de funcionalidad activa de 1,3-cetoéster y/o 1,3- cetoamida, por ejemplo razones en el intervalo de 1:1 a 20:1 o más preferiblemente en el intervalo de 1:1 a 4:1. Tales excesos pueden promover la eliminación rápida y eficaz del electrófilo.
Los electrófilos que pueden eliminarse de manera eficaz mediante el procedimiento de la presente invención, incluyen aquellos electrófilos que experimentan reacción con compuestos de metileno activo para formar especies unidas covalentemente que unen el electrófilo al compuesto de metileno activo. Los ejemplos de electrófilos incluyen formaldehído, aldehídos, isocianatos, sales de diazonio.
El procedimiento de la presente invención puede llevarse a cabo presencia de un disolvente. Los disolventes adecuados incluyen cualquier disolvente que puede hinchar la resina reticulada o para resinas macroporosas, cualquier disolvente que puede entrar en los poros. Los disolventes adecuados pueden seleccionarse de disolventes polares, no polares, próticos y apróticos, especialmente disolventes apróticos. Los ejemplos de disolventes adecuados incluyen CH_{2}Cl_{2}, tolueno, THF, dimetilformamida, y mezclas de los mismos. El ortoformiato de trimetilo es un disolvente preferido.
Las resinas secuestradoras de la presente invención pueden hallar aplicación adicional en síntesis en fase sólida mediante la cual los nucleófilos o electrófilos que reaccionan con las resinas secuestradoras pueden someterse opcionalmente a reacciones adicionales mientras están unidos a la resina secuestradora. El nucleófilo, electrófilo o producto derivado adicional puede aislarse mediante escisión del producto de la resina secuestradora mediante medios químicos, enzimáticos u otros.
La presente invención proporciona también resinas secuestradoras tal como se definen en las reivindicaciones 3 a 9 y tal como se definen en el primer y el segundo aspectos de la presente invención. Las preferencias por las resinas secuestradoras son tal como las definidas para las resinas secuestradoras empleadas en el primer y el segundo aspectos de la presente invención. Las resinas secuestradoras especialmente preferidas son aquellas resinas secuestradoras empleadas en el primer y el segundo aspectos de la presente invención que pueden obtenerse mediante polimerización en suspensión acuosa, más preferiblemente que pueden obtenerse mediante los procedimientos de polimerización en suspensión acuosa descritos con respecto al primer aspecto de la presente invención. Muchas resinas secuestradoras preferidas comprenden grupos colgantes que son reactivos tanto con electrófilos como con nucleófilos. Las resinas secuestradoras de la presente invención están preferiblemente en forma de perla tal como se definió anteriormente en el presente documento.
La invención se ilustra de manera adicional, pero no se limita, mediante los siguientes ejemplos.
Ejemplos Ejemplo 1 Resina secuestradora a base de metacrilato de acetoacetoxietilo/estireno/divinilbenceno
Se calentaron agua destilada (5,5 litros), sulfato de sodio (5,35 g) y una disolución acuosa de AIRVOL 540 (200 g de poli(alcohol vinílico) al 2,5% p/p, AIRVOL es un nombre comercial de Air Products Ltd) hasta 65ºC en un reactor cilíndrico de vidrio de 10 litros y se agitó con una pala de agitador con forma de paleta de acero inoxidable a 160 rpm. Se añadió metacrilato de acetoacetoxietilo (615,5 g) a una mezcla de estireno (805,3 g), divinilbenceno de calidad técnica (17,2 g), y Wako V-65 (14,4 g) (2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo), suministrado por Wako Chemicals GmbH). Se vertió esta mezcla monomérica en el recipiente del reactor y se agitó la mezcla completa a 160 rpm a 65ºC durante 6 horas. Luego se vertió la mezcla en un filtro de "sombrero de copa" ("top hat") de malla de 50 mm y se lavó con agua del grifo durante 30 minutos. Se transfirieron las perlas húmedas a un vaso de precipitados y se dejó en reposo durante 16 horas en una mezcla 1:1 de THF y agua destilada (10 litros) antes de filtrar a través de un filtro sinterizado (porosidad 2). Se lavaron las perlas tres veces con THF (6 litros), una vez con THF/metanol (2:1, 2,5 litros), una vez con THF/metanol (1:2, 2,5 litros), y tres veces con metanol (1,5 litros) antes de secar en un horno de vacío hasta peso constante.
Se clasificaron las perlas mediante tamizado, tal como se muestra:
Tamaño de malla del tamiz \hskip0,3cm> 500 mm 134 g 17,56%
300-500 mm 350,3 g 45,92%
150-300 mm 273,3 g 35,82%
\hskip0,3cm< 150 mm 5,3 g \overline{0.69%}
Posteriormente se usó la fracción en el intervalo de 150-300 mm. Tenía una tasa de hinchamiento de 8,0 ml/g en THF. El espectro de FTIR mostró una banda intensa a 1722 cm^{-1} para el grupo carbonilo.
Ejemplo 2 Resina secuestradora a base de metacrilato de acetoacetoxietilo/estireno/divinilbenceno
Se calentaron agua destilada (5,5 litros), sulfato de sodio (5,35 g) y una disolución acuosa de AIRVOL 540 (200 g de poli(alcohol vinílico al 2,5% p/p), AIRVOL es un nombre comercial que pertenece a Air Products Ltd) (200 g) a 65ºC en un reactor cilíndrico de vidrio de 10 litros y se agitó con una pala de agitador con forma de paleta de acero inoxidable a 160 rpm. Se añadió metacrilato de acetoacetoxietilo (932,5 g) a una mezcla de estireno (486,4 g), divinil benceno de calidad técnica (19,0 g), y Wako V-65 (14,4 g) (2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo), suministrado por Wako Chemicals GmbH). Se vertió esta mezcla monomérica en el recipiente del reactor y se agitó la mezcla completa a 165 rpm a 65ºC durante 6 horas. Luego se vertió la mezcla en un filtro de "sombrero de copa" de malla de 50 mm y se lavó con agua del grifo durante 30 minutos. Se transfirieron las perlas húmedas a un vaso de precipitados y se dejó en reposo durante 16 horas en una mezcla 1:1 de THF y agua destilada (10 litros) antes de filtrar a través de un filtro sinterizado (porosidad 2). Se lavaron las perlas tres veces con THF (6 litros), una vez con THF/metanol (2:1, 2,5 litros), una vez con THF/metanol (1:2, 2,5 litros), y tres veces con metanol (1,5 litros) antes de secar un horno de vacío hasta peso constante.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Se clasificaron las perlas mediante tamizado, tal como se muestra:
Tamaño de malla del tamiz \hskip0,3cm> 500 mm 23,7 g 1,95%
300-500 mm 193,1 g 15,87%
150-300 mm 899,8 g 73,97%
\hskip0,3cm< 150 mm 99,8 g \overline{8.21%}
Posteriormente se usó la fracción en el intervalo de 150-300 mm. Tenía una tasa de hinchamiento de 6,5 ml/g en THF. El espectro de FTIR mostró una banda intensa a 1722 cm^{-1} para el grupo carbonilo.
Ejemplo 3 Resinas secuestradoras macroporosas, efectos de agente de reticulación y diluente variables
Se añadió a un matraz con bridas, con agitación, de 1,5 l, equipado con un condensador y purgado con nitrógeno, una fase acuosa que comprendía agua destilada (1130 ml), sulfato de sodio (0,77 g), y una disolución acuosa de AIRVOL 540 (29 ml de poli(alcohol vinílico) al 2,5% p/p). Se preparó una fase monomérica que comprendía metacrilato de acetoacetoxietilo (118,9 g), divinilbenceno (80,5 g de pureza del 80%), diluyente (100,0 g, véase la tabla 1), y Wako V-65 (1,9 g) (2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo) en un matraz cónico de 1 l. Se transfirió la fase monomérica al matraz con bridas a 65ºC mientras se agitaba a 420 r.p.m. Se agitó la mezcla de reacción durante cinco entonces se dejó enfriar. Se recuperaron las perlas mediante filtración seguida de lavado consecutivo con agua (4 x 1 l), THF (3 x 500 ml), THF/MeOH (400 ml:200 ml), THF/MeOH (200 ml:400 ml) y MeOH (2 x 400 ml). Luego se secaron las perlas en el horno de vacío a 65ºC.
Se analizó una muestra de las perlas mediante BET de nitrógeno usando un Micrometrics Tristar 3000 para determinar el área superficial y se analizaron mediante intrusión de mercurio usando un Micrometrics Autopore 9220 para determinar la distribución del tamaño de poro.
TABLA 1 Resume el efecto de diferente diluyentes sobre el área superficial y las dimensiones de poro
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Ejemplo 4 Comparación de la reactividad de la resina secuestradora con aminas primarias y secundarias en condiciones de temperatura y disolvente y variables
Se añadió a una disolución de bencilamina (1,5 mmol) y una amina secundaria (2,6 mmol de o bien N-bencilmetilamina o bien dibencilamina) en disolvente, una porción de la resina secuestradora preparada según el ejemplo 2 (véase la tabla 2). Se tomó una alícuota de la disolución (10 \mul) de la suspensión a intervalos de tiempo y se diluyó con acetonitrilo (hasta 1 ml). Se analizó la muestra mediante HPLC para determinar el grado de eliminación de la bencilamina en función del tiempo. Condiciones de HPLC: gradiente desde agua (0,1% de TFA) hasta MeCN (0,042% de TFA) durante 20 minutos; I = 254 nm. Bencilamina (t_{R} 6,9 min.); N-Bencilmetilamina (t_{R} 7,2 min.); dibencilamina (t_{R} 9,7 min.)
Se estudiaron dos parejas de aminas: bencilamina (BnNH2)/N-bencilmetilamina (BnNHMe) y bencilamina/diben-
cilamina. Se hicieron reaccionar las dos parejas de aminas con la resina secuestradora en dos disolventes diferentes, 2-propanol (2-PrOH) o tetrahidrofurano (THF), y a diferentes temperaturas. Los resultados se muestran en las tablas 3, 4 y 5. Se eliminó la amina primaria, bencilamina, de la disolución mientras que las aminas secundarias, N-bencilmetilamina o dibencilamina permanecieron principalmente en disolución en las mismas condiciones. La velocidad de eliminación de amina primaria a temperatura ambiente fue mucho más lenta que a 40ºC. La reacción de la amina primaria con la resina secuestradora estuvo influenciada por el disolvente. En general, se eliminó más amina primaria de la disolución cuando se empleó 2-propanol como disolvente que cuando se emplea tetrahidrofurano. Los resultados muestran que la resina secuestradora presenta alta selectividad por la amina primaria, bencilamina.
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TABLA 2 Condiciones experimentales empleadas en los experimentos para mostrar la eliminación de bencilamina en presencia de aminas secundarias con la resina secuestradora
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TABLA 3 Resultados de la eliminación de bencilamina en presencia de dibencilamina
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TABLA 4 Resultados de la eliminación de bencilamina en presencia de N-bencilmetilamina
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TABLA 5 Resultados de la eliminación de bencilamina en presencia de N-bencilmetilamina
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La tabla 6 muestra el efecto del disolvente sobre la eliminación de bencilamina en una mezcla de N-bencilmetilamina y bencilamina. La bencilamina se elimina de manera selectiva en todos los sistemas de disolventes. El 2-propanol dio resultados mucho mejores que el metanol mientras que una mezcla de 2-propanol y tetrahidrofurano o diclorometano (DCM) dio recuperaciones y purezas ligeramente mejores para la amina secundaria, N-bencilmetilamina.
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TABLA 6 Efectos de los disolventes sobre la eliminación de BnNH2 en una mezcla de BnNHMe/BnNH2
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Ejemplo 5 Uso de la resina secuestradora para eliminar la amina primaria en exceso en una reacción de alquilación reductora
Se prepararon individualmente varias aminas secundarias mediante alquilación reductora tal como se muestra en el esquema 1.
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Esquema 1 a) 2-PrOH o MeOH, 20ºC, 2 h; b) 2-PrOH o MeOH, 20ºC, 24 h, resina de borohidruro Amberlite IRA 400 (2 eq.); c) 2-PrOH/THF o MeOH/CH_{2}Cl_{2} (1:1, v/v), 36 h, 20ºC, resina secuestradora (2 eq.)
En cada reacción, se hizo reaccionar benzaldehído con una amina primaria seleccionada de bencilamina, 2-furilmetilamina, 2-feniletilamina, 1-naftilmetilamina, 2,2-difeniletilamina y difenilmetilamina para dar la imina correspondiente. Se usaron propan-2-ol o metanol como disolventes para esta reacción. La reducción de las iminas (3) para dar las aminas secundarias correspondientes dependía del disolvente, probando el metanol ser mucho más rápido que en propan-2-ol. Luego se llevó a cabo la reacción de la mezcla de amina primaria y secundaria resultante con la resina secuestradora preparada en el ejemplo 1 o bien en propan-2-ol/tetrahidrofurano o bien en metanol/diclorometano. Los resultados obtenidos se facilitan en la tabla 7.
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(Tabla pasa a página siguiente)
TABLA 7 Resultados sobre la alquilación reductora
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Ejemplo 6 Eliminación de un electrófilo de una disolución mediante la resina secuestradora
Se sometió a prueba la resina secuestradora preparada en el ejemplo 2 como secuestradora de aldehídos aromáticos. El fundamento de la prueba es la condensación de Knoevenagel, reacción de un compuesto de metileno activo con un aldehído en presencia de una base y se resume en el esquema siguiente:
29
\newpage
Se añadió a una disolución de benzaldehído (0,5 mmol) y base (véase la tabla 8) en disolvente (8,0 ml) la resina secuestradora (1,0 g, 3,0 mmol) preparada según el ejemplo 2. Se tomaron alícuotas de la disolución (10 \mul) de la suspensión a intervalos de tiempo y se diluyeron con acetonitrilo (hasta 1,0 ml). Se analizaron las muestras mediante HPLC para determinar el grado de eliminación del benzaldehído en función del tiempo. Las condiciones de HPLC usadas fueron: gradiente desde agua (0,1% de TFA) hasta MeCN (0,042% de TFA) durante 20 minutos. Benzaldehído (t_{R} 12,3 min.). Los resultados se muestran en la tabla 9.
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TABLA 8 Disolventes y base empleados en los experimentos para mostrar la eliminación de benzaldehído con la resina secuestradora
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TABLA 9 Resultados que muestran la eliminación de benzaldehído con la resina secuestradora
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Claims (22)

1. Una resina secuestradora de perlas poliméricas que puede obtenerse mediante la polimerización de una composición que comprende uno o más monómeros que contienen solamente un doble enlace polimerizable, uno o más monómeros que contienen dos o más dobles enlaces polimerizables, y un monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida unidos por medio de un conector a un único tipo de monómero.
2. Resina secuestradora según la reivindicación 1, que es una resina secuestradora de perlas poliméricas reticulada que puede obtenerse mediante polimerización en suspensión acuosa de dicha composición.
3. Resina secuestradora según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que
a)
el/los monómero(s) que contiene(n) solamente un doble enlace polimerizable se selecciona(n) del grupo constituido por estireno y estirenos sustituidos; ésteres alquílicos de ácidos dicarboxílicos insaturados de manera monoolefínica; ésteres vinílicos de ácidos carboxílicos y ésteres vinílicos del ácido versático; acrilamidas; metacrilamidas; monómeros de nitrilo; y ésteres de ácido acrílico y metacrílico; y
b)
el/los monómero(s) que contiene(n) dos o más dobles enlaces polimerizables se selecciona(n) del grupo constituido por divinilbenceno, trivinilbenceno, y acrilatos y metacrilatos multifuncionales.
4. Resina secuestradora según la reivindicación 3, en la que
a)
el/los monómero(s) que contiene(n) solamente un doble enlace polimerizable se selecciona(n) del grupo constituido por estireno, \alpha-metil-estireno, metil-estireno, t-butil-estireno, bromo-estireno, acetoxi-estireno, maleato de di-n-butilo, fumarato de di-n-butilo, acetato de vinilo, propionato de vinilo, laurato de vinilo, ésteres vinílicos del ácido versático, metil-acrilamida, etil-acrilamida, metil-metacrilamida, etil-metacrilamida, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de n-butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de i-propilo, acrilato de n-propilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo, metacrilato de n-butilo, metacrilato de 2-etilhexilo, metacrilato de i-propilo, acrilato de n-propilo, acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de N,N-dimetilaminoetilo, y metacrilato de N,N-dimetilaminoetilo; y
b)
el/los monómero(s) que contiene(n) dos o más dobles enlaces polimerizables se selecciona(n) del grupo constituido por divinilbenceno, trivinilbenceno, diacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol, triacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de trimetilolpropano, etilen-bisacrilamida, triacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol, trimetacrilato de pentaeritritol, tetrametacrilato de pentaeritritol y N,N-bis-acrioil-etilendiamina.
5. Resina secuestradora según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que el monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida unidos por medio de un conector a un único tipo de monómero tiene la fórmula 2 general:
33
en la que
R^{1} es un grupo hidrocarbilo, hidrocarbilo perhalogenado o heterociclilo opcionalmente sustituidos;
X es O o NR^{2}, en el que la valencia libre del O o NR^{2} se une a un soporte polimérico opcionalmente mediante un conector;
R^{2} es hidrógeno, un grupo hidrocarbilo o heterociclilo opcionalmente sustituidos;
R^{3} es un grupo hidrocarbilo, hidrocarbilo perhalogenado o heterociclilo opcionalmente sustituidos; y
L es un grupo de unión.
6. Resina secuestradora según la reivindicación 5, en la que L se selecciona del grupo constituido por unidades puente de metileno, polimetileno, éter, poliéter o cíclicas opcionalmente sustituidas.
\newpage
7. Resina secuestradora según la reivindicación 6, en la que L se selecciona del grupo constituido por cadenas de alquileno lineales y ramificadas opcionalmente sustituidas que comprenden hasta 20 átomos de carbono; cadenas de alquilen-oxi-alquileno lineales o ramificadas opcionalmente sustituidas y cadenas de poli(alquilenoxi)-alquileno lineales y ramificadas opcionalmente sustituidas que comprenden hasta 150 átomos de carbono y hasta 40 átomos de oxígeno; y sistemas de anillos aromáticos, saturados y parcialmente insaturados opcionalmente sustituidos que comprenden desde 3 hasta 10 átomos de carbono en el anillo más grande.
8. Resina secuestradora según la reivindicación 7, en la que L se selecciona del grupo constituido por cadenas de -CH_{2}-, -CH_{2}CH_{2}-, -(CH_{2})_{3}-, -CH_{2}CH(CH_{3})-, -CH_{2}C(CH_{3})_{2}-, -CH_{2}-O-CH_{2}-, -CH_{2}CH_{2}-O-CH_{2}CH_{2}-, -(CH_{2})_{3}
-O-(CH_{2})_{3}-, -CH_{2}CH(CH_{3})-OCH_{2}CH_{2}-, -CH_{2}CH(CH_{3})-O-CH_{2}CH(CH_{3})-, cadenas de -[CH_{2}CH_{2}-O]_{n}-CH_{2}CH_{2}- y
-[CH_{2}CH(CH_{3})-O]_{n}CH_{2}CH(CH_{3})- en las que n = 2, 3 ó 4, -CH_{2}C_{6}H_{4}CH_{2}- y -CH_{2}C_{6}H_{10}CH_{2}.
9. Resina secuestradora según la reivindicación 5, en la que el monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida unidos por medio de un conector a un único tipo de monómero se selecciona del grupo constituido por los siguientes
34
10. Resina secuestradora según la reivindicación 5, en la que el monómero funcionalizado que comprende grupos colgantes de 1,3-cetoéster o 1,3-cetoamida unidos por medio de un conector a un único tipo de monómero es metacrilato de acetoacetoxietilo.
11. Resina secuestradora según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que la composición comprende uno o más monómeros seleccionados del grupo constituido por acrilato de acetoacetoxietilo, metacrilato de acetoacetoxietilo, acrilato de acetoacetoxipropilo y metacrilato de acetoacetoxipropilo, uno o más monómeros seleccionado del grupo constituido por estireno, acrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, y uno o más monómeros seleccionado del grupo constituido por divinilbenceno, trivinilbenceno, diacrilato de etilenglicol, dimetacrilato de etilenglicol, triacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de trimetilolpropano, etilen-bisacrilamida, triacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol, trimetacrilato de pentaeritritol, tetrametacrilato de pentaeritritol y N,N-bisacriloil-etilendiamina.
12. Resina secuestradora según la reivindicación 11, en la que la composición comprende metacrilato de acetoacetoxietilo, estireno y divinilbenceno.
13. Resina secuestradora según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el diámetro de perla es de desde 10 \mum hasta 2000 \mum.
14. Resina secuestradora según la reivindicación 13, en la que el diámetro de perla es de desde 50 \mum hasta 1000 \mum.
15. Resina secuestradora según la reivindicación 14, en la que el diámetro de perla es de desde 75 \mum hasta 500 \mum.
16. Un procedimiento para eliminar aminas primarias o electrófilos de una disolución, en el que una disolución que comprende una amina primaria o un electrófilo se pone en contacto con una resina secuestradora de perlas poliméricas, mediante lo cual la resina secuestradora se une a al menos parte de la amina primaria o electrófilo en disolución disminuyendo así la cantidad de amina primaria en disolución, en el que la resina secuestradora comprende grupos colgantes seleccionados de 1,3-cetoésteres o 1,3-cetoamidas o mezclas de los mismos unidos a un soporte polimérico.
17. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que la disolución comprende una amina primaria.
18. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que la disolución comprende un electrófilo.
19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en el que la resina secuestradora es tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.
20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en el que el diámetro de perla es de desde 10 \mum hasta 2000 \mum.
21. Procedimiento según la reivindicación 20, en el que el diámetro de perla es de desde 50 \mum hasta 1000 \mum.
22. Procedimiento según la reivindicación 21, en el que el diámetro de perla es de desde 75 \mum hasta 500 \mum.
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