ES2330851T3 - Tratamiento in-situ de los esteres del acido piridina-2,3-dicarboxilico con un agente oxidante. - Google Patents
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Abstract
Un método para la eliminación in-situ de impurezas a partir de una solución saponificada del éster del ácido piridina-2,3-dicarboxílico, dicho método que comprende las etapas de: proporcionar una solución saponificada que comprende un éster del ácido piridina-2,3-dicarboxílico y una base; hacer reaccionar dicha solución con un agente oxidante en una cantidad efectiva para eliminar las impurezas, proporcionando de esta manera una solución saponificada purificada; y recolectar dicha solución saponificada purificada, en donde dicho éster del ácido piridina-2,3-dicarboxílico es un compuesto de la fórmula **(Ver fórmula)** en donde R4 y R6 son cada uno independientemente H, alquilo C1-C6, alquenilo C1-C6, fenilo o fenilo sustituido; R5 es un H; halógeno; alquilo C1-C6 opcionalmente sustituido con uno o más grupos alcoxi C1-C4; alquenilo C1-C6; fenilo o fenilo sustituido; y R2 y R3 son cada uno independientemente un alquilo C1-C6, fenilo o fenilo sustituido; y en donde dicho agente oxidante se selecciona del grupo que consiste de peróxidos, peroxiácidos, y sales hipohalito.
Description
Tratamiento in-situ de
los ésteres del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico con un
agente oxidante.
La invención se relaciona con los métodos para
mejorar la calidad del producto de los ácidos
piridina-2,3-dicarboxílico. En
particular, la invención se relaciona con el tratamiento
in-situ de los ésteres del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico
saponificados con peróxido de hidrógeno para producir diácidos de
alta calidad.
Los derivados
piridina-2,3-dicarboxilato son
útiles intermedios para la preparación de ácidos
2-(2-imidazolin-2-il)
nicotínico, ésteres, y sales herbicidas. Varios de tales compuestos
herbicidas se describen en U.S. Patent No. 5,334,576 y U.S. Patent
No. 4,798,619. Un número de procesos para la fabricación de los
derivados de
piridina-2,3-dicarboxilato, y sus
intermedios, se han descrito previamente. Por ejemplo, U.S. Patent
No. 4,723,011 proporciona un método para preparar los ésteres del
ácido piridina-2,3-dicarboxílico
haciendo reaccionar un
\alpha-halo-\beta-cetoester
con un aldehído
\alpha, \beta-insaturado o cetona en la presencia de una sal de amonio. U.S. Patent No. 4,816,588 proporciona un método para convertir las quinolinas 8-sustituidas en ésteres del ácido piridina-2,3-dicarboxílico por oxidación del lote con grandes excesos estequiométricos de peróxido de hidrógeno y base. U.S. Patent No. 5,614,635 proporciona un método para la preparación de ésteres del ácido piridina-2,3-dicarboxílico por oxidación continua de quinolinas sustituidas con un gran exceso estequiométrico de peróxido de hidrógeno y base. Los métodos proporcionados por estas patentes y otras en el oficio han sido criticados por estar plagados con problemas de baja producción y baja pureza, y con el uso de intermedios oxalacetato halogenados inestables.
\alpha, \beta-insaturado o cetona en la presencia de una sal de amonio. U.S. Patent No. 4,816,588 proporciona un método para convertir las quinolinas 8-sustituidas en ésteres del ácido piridina-2,3-dicarboxílico por oxidación del lote con grandes excesos estequiométricos de peróxido de hidrógeno y base. U.S. Patent No. 5,614,635 proporciona un método para la preparación de ésteres del ácido piridina-2,3-dicarboxílico por oxidación continua de quinolinas sustituidas con un gran exceso estequiométrico de peróxido de hidrógeno y base. Los métodos proporcionados por estas patentes y otras en el oficio han sido criticados por estar plagados con problemas de baja producción y baja pureza, y con el uso de intermedios oxalacetato halogenados inestables.
U.S. Patent No. 6,080,867 y U.S. Patent No.
5,925,764 revelan los métodos para preparar los ésteres del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico que
pretenden solucionar los problemas descritos anteriormente. De
acuerdo con un método, un amino alcoxi (o alquiltio) oxalacetato se
hace reaccionar con una cetona \alpha,
\beta-insaturada en la presencia de un solvente y
una fuente de amoníaco. De acuerdo con un segundo método, un amino
alcoxi (o alquiltio) maleato o fumarato se hace reaccionar con una
cetona \alpha, \beta-insaturada en la presencia
de un solvente.
Mientras que estos métodos superan algunos de
los problemas de los primeros métodos de síntesis, los ésteres del
ácido piridina-2,3-dicarboxílico
fabricados de acuerdo con este proceso, y sus diácidos
correspondientes, aún contienen impurezas que afectan la calidad y
el comportamiento del procedimiento de las corrientes del proceso,
corrientes del producto, y corrientes del efluente. En particular,
cuando el método descrito anteriormente se ha implementado para la
fabricación a gran escala de análogos del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, tales
como el ácido
5-etil-piridina-2,3-dicarboxílico,
los asuntos de la calidad del producto se han observado.
Especialmente problemas de calidad que preocupan incluyen la pureza
del producto, color, y olor, y los problemas derivados de la
formación de alquitranes oscuros en los flujos de desecho del
proceso. Como un resultado directo de estos problemas de calidad del
producto, costos extras del proceso se deben gastar para secar el
producto del filtro, para desarrollar procedimientos de eliminación
de las impurezas a partir del diéster y del diácido de la
especificación-abajo, y para limpiar los alquitranes
de los sistemas de tratamiento del efluente.
A la luz de los problemas antes mencionados,
sigue existiendo una necesidad en el oficio de un proceso mejorado
para la fabricación del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico en donde
las impurezas se eliminan durante el proceso de fabricación. Tal
proceso mejorado proporcionará un producto diácido mejorado y
reducirá los costos de manufactura que se elevan innecesariamente
debido a los requisitos para retirar las impurezas de las corrientes
del producto y de las corrientes del efluente.
La presente invención proporciona un método para
el tratamiento in-situ de una corriente del
proceso del éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico con un
agente oxidante para mejorar la calidad del producto. En particular,
se ha descubierto que tratando una corriente del proceso del éster
del ácido piridina-2,3-dicarboxílico
con un agente oxidante, tal como peróxido de hidrógeno, durante el
proceso de fabricación, elimina químicamente las impurezas que de
otra manera tendrían que ser eliminadas posteriormente de las
corrientes del producto y del efluente a un costo mucho más alto y
con un esfuerzo mucho mayor. Por ejemplo, se ha encontrado que la
adición de cantidades relativamente pequeñas de peróxido de
hidrógeno a una corriente del proceso de saponificado del diéster
produce la eliminación rápida de impurezas orgánicas oscuras.
En un aspecto, la invención proporciona un
método para la eliminación in-situ de
impurezas a partir de una solución saponificada de éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico. Este
método comprende las etapas de proporcionar una corriente del
proceso que tiene una solución saponificada que comprende un éster
del ácido piridina-2,3-dicarboxílico
y una base, hacer reaccionar la solución con un agente oxidante en
una cantidad efectiva para eliminar las impurezas, proporcionando
por consiguiente una solución saponificada purificada, y recolectar
la solución saponificada
purificada.
purificada.
\newpage
De acuerdo con una modalidad, el método
comprende las etapas de proporcionar una solución del éster del
ácido piridina-2,3-dicarboxílico que
tienen impurezas, saponificación de la solución por adición de una
base, formando por consiguiente una solución saponificada de una sal
del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, hacer
reaccionar la solución con un agente oxidante en una cantidad
efectiva para eliminar las impurezas, la adición de un ácido a la
solución, acidificando de esta manera, la solución y convirtiendo la
sal del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico en el
correspondiente ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, y
recolectar una solución purificada de ácido
piridina-2,3-dicarboxílico.
En otro aspecto de la invención se proporciona
un método para la preparación de ácido
2-(2-imidazolin-2-il)nicotínico,
ésteres, y sales herbicidas. Este método comprende las etapas de
proporcionar una solución de éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, la
saponificación de la solución por adición de una base, formando por
consiguiente una solución saponificada de la sal del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, hacer
reaccionar la solución con un agente oxidante en una cantidad
efectiva para eliminar las impurezas, adición de un ácido a la
solución, acidificando de esta manera, la solución y convirtiendo la
sal del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico en el
correspondiente ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, y
utilizar el ácido
piridina-2,3-dicarboxílico como un
intermedio en la preparación de ácidos
2-(2-imidazolin-2-il)nicotínicos,
ésteres, y sales herbicidas.
Estas y otras características y ventajas de la
presente invención serán más evidentes fácilmente para aquellos de
habilidad en el oficio en la consideración de la siguiente
descripción detalla, que describe tanto las modalidades preferidas y
alternativas de la presente invención.
La presente invención proporciona un método para
el tratamiento in-situ de una corriente del
proceso del éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico en donde
dicho éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico es un
compuesto de la fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en donde R_{4} y R_{6} son cada
uno independientemente H, alquilo C_{1}-C_{6},
alquenilo C_{1}-C_{6}, fenilo o fenilo
sustituido; R_{5} es un H; halógeno; alquilo
C_{1}-C_{6} opcionalmente sustituido con uno o
más grupos alcoxi C_{1}-C_{4}; alquenilo
C_{1}-C_{6}; fenilo o fenilo sustituido; y
R_{2} y R_{3} son cada uno independientemente alquilo
C_{1}-C_{6}, fenilo o fenilo sustituido, con un
agente oxidante seleccionado del grupo que consiste de peróxidos,
peroxiácidos, y sales hipohalito, para mejorar la calidad del
producto. Como se describe anteriormente, varios métodos se conocen
en el oficio para preparar el éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico.
Particularmente relevante a la presente invención son los métodos
descritos en U.S. Patent No. 6,080,867 y U.S. Patent No. 5,925,764.
Un método involucra la reacción de un amino alcoxi (o
alquiltio)oxalacetato con una cetona \alpha,
\beta-insaturada en la presencia de un solvente y
una fuente de amoníaco. Este método se puede ilustrar como se
muestra abajo en el diagrama de flujo
I.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en donde X es O o S; R_{1} es un
alquilo C_{1}-C_{6}, fenilo o fenilo sustituido;
R_{2} y R_{3} son cada uno independientemente alquilo
C_{1}-C_{6}, fenilo o fenilo sustituido; R_{4}
y R_{6} son cada uno independientemente H, alquilo
C_{1}-C_{6}, alquenilo
C_{1}-C_{6}, fenilo o fenilo sustituido; y
R_{5} es un H, halógeno, alquilo C_{1}-C_{6}
opcionalmente sustituido con uno o más grupos alcoxi
C_{1}-C_{4}, alquenilo
C_{1}-C_{6}, fenil, o fenilo sustituido. Otro
método involucra la reacción de un amino alcoxi (o
alquiltio)maleato o fumarato con una cetona \alpha,
\beta-insaturada en la presencia de un solvente.
Este método se puede ilustrar como se muestra abajo en el diagrama
de flujo
II.
en donde X y
R_{1}-R_{6} son como se describen
anteriormente.
La presente invención, sin embargo, proporciona
un método para la preparación del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, que
incluye una mejora distinta sobre los métodos de producción
conocidos. La mejora reside en el descubrimiento que la adición de
un agente oxidante, tal como peróxido de hidrógeno (H_{2}O_{2}),
a una corriente del proceso durante la fabricación del producto
elimina químicamente las impurezas del producto.
En la fabricación del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico de
acuerdo con los métodos conocidos previos, las impurezas permanecen
en las corrientes del producto y del efluente y se deben eliminar,
lo que aumenta la complejidad del proceso y el costo. La adición de
una etapa del tratamiento de oxidación en el método previo conocido,
descrito anteriormente se ha demostrado que produce diácidos de
calidad más alta, que también mejora el proceso de fabricación de
productos adicionales realizados para utilizar los ácidos
piridina-2,3-dicarboxílicos como
intermedios, tales como herbicidas de imidazolina.
El ácido
piridina-2,3-dicarboxílico
purificado de la presente invención se puede utilizar de acuerdo con
métodos previos conocidos en la preparación de ácidos
2-(2-imidazolin-2-il)
nicotínicos, ésteres, y sales herbicidas, tales como los métodos
proporcionados en U.S. Patent No. 5,334,576.
En consecuencia, la presente invención
proporciona un método para el tratamiento
in-situ de una corriente del proceso del
éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, en donde
el éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico es un
compuesto de la fórmula dada anteriormente, con un agente oxidante
seleccionado de peróxidos, peroxiácidos y sales hipohalito, para
mejorar la calidad del producto. En una modalidad preferida de la
invención, el método comprende las etapas de proporcionar una
corriente del proceso, tiene una solución saponificada que comprende
un éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico y una
base, para hacer reaccionar la solución con un agente oxidante en
una cantidad efectiva para eliminar las impurezas, proporcionando
por consiguiente una solución saponificada purificada, y recolectar
la solución saponificada purificada.
Es bien conocido en el oficio que los ésteres se
hidrolizan, ya sea por base acuosa o ácido acuoso, para producir el
ácido carboxílico más alcohol. Un esquema general para dicha
reacción se muestra a continuación en el diagrama de flujo III.
La hidrólisis del éster con una base, se conoce
que tiene una etapa de intermedio en donde una sal del ácido
carboxílico se forma. El producto del ácido carboxílico final se
forma sobre la adición de un ácido. El esquema total para una
hidrólisis del éster promovida por una base, se debe entender que
procede de acuerdo con el diagrama de flujo IV.
\vskip1.000000\baselineskip
La hidrólisis del éster en una solución básica
generalmente se conoce por la frase común "saponificación",y
comúnmente se utiliza en el oficio para convertir un éster, tal como
piridina-2,3-dicarboxilato, en el
ácido correspondiente. Cualquier base efectiva en lograr la
hidrólisis de un éster en su ácido carboxílico correspondiente, se
podría utilizar en el método de la presente invención. En general,
bases fuertes capaces de producir sales solubles en agua se pueden
utilizar, e hidróxidos, tal como hidróxido de sodio (NaOH) e
hidróxido de potasio (KOH), se han encontrado particularmente útiles
en la presente invención. Otras bases útiles de acuerdo con el
método de la presente invención serían fácilmente evidentes para
alguien de ordinaria habilidad en el oficio y por consiguiente
también se contemplan por la presente invención. La acción de la
hidrólisis de un éster para formar el correspondiente ácido
carboxílico generalmente se entiende, que necesita que el ácido o
base utilizada para la hidrólisis estén en una solución acuosa. Por
lo tanto, se entiende que la solución saponificada de la presente
invención también debería incluir un componente acuoso. Además, un
éster saponificado se convierte completamente al correspondiente
ácido carboxílico a través de una etapa de acidificación después de
la hidrólisis. Cualquier ácido útil en un proceso de acidificación
común se puede utilizar de acuerdo con el método de la presente
invención. Particularmente preferido es el ácido sulfúrico
(H_{2}SO_{4}).
Una corriente del proceso en donde la
saponificación de un éster se realiza, se refiere aquí como una
corriente del proceso de saponificación acuosa. Además, un éster del
ácido piridina-2,3-dicarboxílico
procesado a través de dicha corriente se podría contemplar como un
diéster saponificado, o, en un método donde el hidróxido de sodio se
utiliza como la base de saponificación, como un
NaOH-diéster saponificado. Como la etapa de
saponificación hidroliza el diéster en una sal diácido, la corriente
del proceso en donde la reacción de saponificación se produce se
espera que contenga una mezcla de diéster y la correspondiente sal
diácido. Otra etapa de acidificación luego se podría utilizar para
preparar el producto diácido final.
El método de la presente invención comprende una
etapa de tratamiento adicional que involucra, la introducción de un
agente de oxidación antes del aislamiento del producto final, que
elimina las impurezas de la corriente del producto. Esta etapa
adicional involucra la adición de una cantidad efectiva de un agente
oxidante a una corriente seleccionada del proceso que tiene un
diéster saponificado. Como se utiliza aquí, un "agente
oxidante" es un agente que participa en una reacción
oxidación-reducción con un agente reductor, en donde
los electrones se transfieren a partir del agente reductor con el
agente oxidante. La frase "cantidad efectiva" como se utiliza
aquí tiene la intención de referirse a una cantidad que tiene el
efecto deseado de remover químicamente las impurezas normalmente
encontradas en la corriente del proceso diéster. Cualquier agente
oxidante conocido se debería esperar que se utilice de acuerdo con
el método de la presente invención; sin embargo, se ha encontrado
que los agentes oxidantes comúnmente conocidos en el oficio como
peróxidos y peroxiácidos, son particularmente efectivos. Los
peróxidos son compuestos que, cuando en una solución, proporcionan
iones contienen dos átomos de oxígeno (que tienen una carga total de
-2), y se pueden mostrar estructuralmente como O_{2}^{2-}. Un
ejemplo común de un peróxido es el peróxido de hidrógeno
(H_{2}O_{2}). Los peroxiácidos son ácidos derivados del
peróxido de hidrógeno y también proporcionan un grupo O_{2}^{2-}
en solución. Los ejemplos de peroxiácidos que se podrían utilizar de
acuerdo con la presente invención son, ácido peracético
(CH_{3}COOOH) y ácido perbenzóico (C_{6}H_{5}COOOH).
Adicionalmente, las sales hipohalito, tales como hipoclorito de
sodio (NaOCl) o hipobromito de sodio (NaOBr), también se contemplan
como agentes oxidantes útiles de acuerdo con la presente invención.
Los oxidantes fuertes, tales como cromatos, también se podrían
utilizar en el método de la presente invención con la condición que
la oxidación no se le permita continuar al punto de oxidación de la
porción alquilo de la molécula diácido.
En una modalidad de la presente invención, se ha
encontrado que cantidades relativamente pequeñas del oxidante, se
necesitan para que sea efectivo en la eliminación de las impurezas.
Por ejemplo, cuando se utiliza peróxido de hidrógeno, como el
oxidante, las relaciones en el rango de aproximadamente 0.1 a
aproximadamente 2.0 moles de H_{2}O_{2} por mol de diéster,
preferiblemente aproximadamente 0.2 a aproximadamente 0.8 moles de
H_{2}O_{2} por mol de diéster, se han encontrado efectivas para
eliminar impurezas.
El método de acuerdo con la presente invención
es fácilmente adaptable a cualquier método conocido para preparar el
ácido piridina- 2,3-dicarboxílico, especialmente
métodos, tales como aquellos descritos anteriormente, en donde se
prepara el éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico. Como se
debería entender fácilmente por alguien de habilidad en el oficio,
las condiciones del procedimiento (tales como temperatura, cantidad
de oxidante, tiempo de reacción, y adición de cizalla) generalmente
se deben considerar como un todo, cuando se establezcan los rangos
preferidos individualmente. Por ejemplo, sería de esperar que la
temperatura de reacción tuviera un efecto sobre la cantidad de
oxidante necesaria para eliminar las impurezas, y viceversa. Además,
la cantidad de impurezas presentes en la solución saponificada es
otro factor que se debe considerar cuando se determina la cantidad
de agente oxidante necesaria y las condiciones del proceso que deben
ser empleadas. En una modalidad particular, se ha encontrado que
una temperatura efectiva de procedimiento, está en el rango de
aproximadamente 60ºC a aproximadamente 110ºC.
La velocidad de adición del oxidante a la
corriente del proceso de diéster saponificado, también puede afectar
la pureza del producto diácido resultante. De acuerdo con una
modalidad de la presente invención, la eliminación de impurezas
normalmente presentes en el producto y las corrientes del efluente
asociadas con el método descrito anteriormente, generalmente se
logra cuando el oxidante se adiciona durante un período de
aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 120 minutos.
Adicionalmente, se ha encontrado útil, permitir un tiempo de
reacción adicional, después de la adición del oxidante a la
corriente del proceso del diéster saponificado con el fin de
permitir la eliminación de cualquier agente oxidante residual.
Además, la cizalla adicionada a la solución, tal como en la forma
de agitación u otro método de agitación efectivo de manera similar,
también se ha encontrado útil. En una modalidad de la presente
invención, el tiempo de reacción adicionado, después de la adición
del oxidante en asociación con la cizalla adicionada,
preferiblemente se sostiene por un período de aproximadamente 15
minutos a aproximadamente 120 minutos.
Es generalmente deseable adicionar el agente
oxidante y agitar la mezcla de reacción durante un período que
minimice el tiempo del ciclo (incrementando la productividad) y
minimice el espumado de la mezcla de reacción. Adicionalmente, sería
de esperar que las condiciones, tales como temperatura, tiempo de
adición, y el tiempo de agitación, fueran diferentes para un proceso
continuo que para un proceso a granel. La optimización de tales
parámetros se debería esperar que sea fácilmente evidente para
alguien de ordinaria habilidad en el oficio sin experimentación
indebida.
Se entiende comúnmente que un subproducto de la
etapa de saponificación es un alcohol correspondiente al grupo R
retirado durante la etapa de hidrólisis. Ver diagrama de flujo III
arriba. Por ejemplo, la saponificación de un éster simple, tal como
etil propanoato, se entendería fácilmente por alguien de habilidad
en el oficio para producir el ácido propanoico y, como un
subproducto, el etanol. La producción de tales subproductos
alcohólicos, de manera similar sería esperada en la saponificación
de un diéster como se describe anteriormente. Cuando se realiza de
acuerdo con el método de la presente invención, los subproductos
alcohólicos, pueden estar presentes durante la eliminación química
de las impurezas a través de la adición del agente oxidante y ser
eliminados posteriormente durante el aislamiento del producto
diácido, o el subproducto alcohólico se puede retirar antes de la
adición del agente oxidante. La eliminación del subproducto
alcohólico, ya sea antes o después de la adición del agente
oxidante, se puede realizar por cualquier método fácilmente evidente
para alguien de ordinaria habilidad en el oficio, tal como por
destilación.
Por lo general, el diéster que se trata de
acuerdo con la presente invención, tiene un nivel de pureza de
aproximadamente 85 a aproximadamente 92%. Después del tratamiento de
acuerdo con la presente invención, los derivados del producto
diácido usualmente tienen una pureza de al menos aproximadamente
97%, más preferiblemente al menos aproximadamente 98%. Debido a las
impurezas normalmente encontradas en una mezcla de saponificación
del éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, la
solución generalmente tiene un color oscuro o negro. La eliminación
química de las impurezas a través de la adición del agente oxidante
usualmente se puede detectar visualmente por un cambio en el color
en la mezcla de saponificación. Un cambio en el color de negro a un
matiz más ligero, tal como un color ámbar leve, generalmente
indicará que la eliminación química de las impurezas se completa
sustancialmente, y la mezcla se puede probar para confirmar que el
agente oxidante residual no está presente. Tal método de prueba
inmediatamente sería reconocible para alguien de ordinaria habilidad
en el oficio. Por ejemplo, cuando el peróxido de hidrógeno se
utiliza como el agente oxidante, tiras de prueba estándar, tales
como papel de KI/almidón, se podrían emplear.
La mezcla de saponificación purificada, luego se
puede además procesar, dependiendo del producto final deseado. Por
ejemplo, la sal diácido purificada, como se describe anteriormente,
se podría aislar y recuperar. De manera alternativa, la
acidificación se puede realizar y el ácido
piridina-2,3-dicarboxílico
purificado se podría aislar y recuperar. De acuerdo con ya sea la
recuperación, recuperación conocida y los procedimientos aislamiento
que serían fácilmente evidentes para alguien de ordinaria habilidad
en el oficio, se podrían utilizar.
El método de acuerdo con la presente invención,
es capaz de proporcionar una corriente del producto que es
esencialmente libre de impurezas problemáticas, y también capaz de
proporcionar corrientes del efluente que son esencialmente libres de
impurezas. Como el reciclaje y reutilización del filtrado a partir
del producto de lavado, así como otras corrientes del efluente, es
común en la fabricación a gran escala del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico y del
éster, las impurezas en el producto también son susceptibles al
reciclaje. Este conduce a un efecto de amplificación en donde las
impurezas que se introducen en la corriente del proceso a través del
filtrado reciclado así como las que se producen nuevamente durante
el proceso de esterificación. El método de la presente invención
también resuelve este problema, ya que, las impurezas se eliminan
durante la fabricación en lugar de después de la recuperación del
producto. De esta manera, la presente invención también contempla un
método para eliminar las impurezas a partir de un proceso de
fabricación del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, de tal
manera que las corrientes resultantes del efluente, filtrados, y los
subproductos del proceso son esencialmente libres de impurezas.
Como la introducción del agente oxidante, es
efectiva en la eliminación de impurezas durante el proceso de
fabricación, particularmente en una corriente del proceso del
diéster saponificado, otra modalidad de la presente invención es un
método para la preparación de la sal del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, que es
esencialmente libre de impurezas. De acuerdo con esta modalidad de
la invención, el método comprende proporcionar una corriente del
proceso que consiste de una solución saponificada de éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, hacer
reaccionar la solución saponificada con un agente oxidante en una
cantidad efectiva para eliminar las impurezas, y recuperar la sal
del ácido piridina-2,3-dicarboxílico
esencialmente pura.
Como se describe previamente, los ésteres
saponificados forman sales de ácido carboxílico correspondientes a
la base utilizada en la saponificación. Por ejemplo, un
5-etil-piridina-2,3-dicarboxilato
saponificado con NaOH se espera que forme una sal de sodio del ácido
5-ediil-
piridina-2,3-dicarboxílico. La sal
intermedia en la corriente del proceso podría ser recuperada como un
producto o recuperada para su posterior uso en la preparación de
otros compuestos, incluyendo ácidos carboxílicos. De manera
alternativa, la sal diácido se podría dejar permanecer en la
corriente del proceso para su posterior conversión al ácido
carboxílico a través de la acidificación. Mientras que dicha sal se
puede producir de acuerdo con los métodos conocidos previos
revelados anteriormente, la sal diácido está aún infectada con las
impurezas indeseables, formadas durante la preparación del diéster.
El método de acuerdo con la presente invención resuelve este
problema a través de la adición de un agente oxidante a la solución
de saponificación. Las impurezas se eliminan de la solución
saponificada in situ, normalmente antes de la acidificación
de la sal diácido. De esta manera, se puede preparar, la sal del
ácido piridina-2,3-dicarboxílico que
es esencialmente libre de impurezas.
En incluso otro aspecto, la presente invención
proporciona un método para la preparación de ácido
2-(2-imidazolin-2-il)nicotínico,
ésteres, y sales herbicidas, tales como el imazetapir. Este método
comprende las etapas de proporcionar una solución de éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, la
saponificación de la solución por adición de una base, formando por
consiguiente una solución saponificada de la sal del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, hacer
reaccionar la solución con un agente oxidante en una cantidad
efectiva para eliminar las impurezas, adición de un ácido a la
solución, acidificando de esta manera, la solución y convirtiendo la
sal del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico en el
correspondiente ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, y
utilizar el ácido
piridina-2,3-dicarboxílico como un
intermedio en la preparación de ácido
2-(2-imidazolin-2-il)nicotínico,
ésteres, y sales herbicidas. Las etapas de procedimiento que se
pueden utilizar para formar dichos herbicidas con un intermedio
ácido piridina-2,3-dicarboxílico
son bien conocidas en el oficio. Por ejemplo, el diácido se pueden
convertir al correspondiente anhídrido utilizando un agente de
deshidratación, y el anhídrido se puede utilizar en el esquema de
reacción descrito en U.S. Patent Nos. 4,658,030 y 4,782,157.
Una mezcla de saponificación del diéster crudo
(100 gramos), agua (103 gramos), y 50% de NaOH (76 gramos) se
calentó a 100ºC. El subproducto alcohólico destilado de la mezcla de
saponificación se recolectó (33 gramos). Se continuó mediante la
adición lenta de 30 gramos de H_{2}O_{2} al 35% a la solución de
sal diácido durante 1 hora, manteniendo la temperatura a 95ºC. La
solución fue inicialmente de color negro. La adición del
H_{2}O_{2} causó un espumado. El espumado y el color de reacción
se redujeron notablemente, tanto como la adición del H_{2}O_{2}
procedió. Después de la adición de todo el H_{2}O_{2}, la
solución se agitó por 2 horas mientras se conserva una temperatura
de 95ºC. Esto se continuó por pruebas del peróxido residual,
utilizando papel KI/almidón, que arrojaron resultados negativos.
Luego se adicionó agua (67 gramos) a la solución oxidada.
El producto se aisló por precipitación y la
torta de filtración se lavó con H_{2}O (50 gramos). La torta de
filtración húmeda tuvo una masa de 76.3 gramos, y se recicló el
licor madre (310 gramos) que tiene 4.0% de diácido. La torta de
filtración de color blanco-amarillento resultante,
se secó durante la noche. El producto diácido recuperado seco tuvo
una masa de 61.0 gramos con una pureza del 98.9%.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citada por el
aspirante es solamente para conveniencia del lector. No forma parte
del documento de la patente Europea. Aún cuando se ha tenido gran
cuidado en recopilar las referencias, los errores u omisiones no se
pueden excluir y la EPO desconoce toda responsabilidad a este
respecto.
\bullet US 5334576 A [0002] [0014]
\bullet US 4798619 A [0002]
\bullet US 4723011 A [0002]
\bullet US 4816588 A [0002]
\bullet US 5614635 A [0002]
\bullet US 6080867 A [0003] [0011]
\bullet US 5925764 A [0003] [0011]
\bullet US 4658030 A [0031]
\bullet US 4782157 A [0031]
Claims (37)
1. Un método para la eliminación
in-situ de impurezas a partir de una solución
saponificada del éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, dicho
método que comprende las etapas de:
proporcionar una solución saponificada que
comprende un éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico y una
base;
hacer reaccionar dicha solución con un agente
oxidante en una cantidad efectiva para eliminar las impurezas,
proporcionando de esta manera una solución saponificada purificada;
y
recolectar dicha solución saponificada
purificada,
en donde dicho éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico es un
compuesto de la fórmula
en donde R_{4} y R_{6} son cada
uno independientemente H, alquilo C_{1}-C_{6},
alquenilo C_{1}-C_{6}, fenilo o fenilo
sustituido; R_{5} es un H; halógeno; alquilo
C_{1}-C_{6} opcionalmente sustituido con uno o
más grupos alcoxi C_{1}-C_{4}; alquenilo
C_{1}-C_{6}; fenilo o fenilo sustituido; y
R_{2} y R_{3} son cada uno independientemente un alquilo
C_{1}-C_{6}, fenilo o fenilo sustituido; y en
donde dicho agente oxidante se selecciona del grupo que consiste de
peróxidos, peroxiácidos, y sales
hipohalito.
2. El método de la Reivindicación 1, en donde
dicha base es un hidróxido.
3. El método de la Reivindicación 2, en donde
dicho hidróxido es el hidróxido de sodio.
4. El método de la Reivindicación 1, en donde
dicho agente oxidante es el peróxido de hidrógeno.
5. El método de la Reivindicación 1, en donde
dicho agente oxidante es el hipoclorito de sodio o el hipobromito de
sodio.
6. El método de la Reivindicación 4, en donde
dicha cantidad de peróxido de hidrógeno efectiva para eliminar las
impurezas, es una cantidad en el rango de aproximadamente 0.1 a
aproximadamente 2.0 moles de peróxido de hidrógeno por mol de éster
del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico.
7. El método de la Reivindicación 4, en donde
dicha cantidad de peróxido de hidrógeno efectiva para eliminar las
impurezas, es una cantidad en el rango de aproximadamente 0.2 a
aproximadamente 0.8 moles de peróxido de hidrógeno por mol del éster
del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico.
8. El método de la Reivindicación 1, en donde
dicha reacción se realiza a una temperatura de aproximadamente 60ºC
a aproximadamente 114ºC.
9. El método de la Reivindicación 1, en donde
dicho agente oxidante se adiciona durante un periodo de tiempo de
aproximadamente 15 a aproximadamente 120 minutos.
10. El método de la Reivindicación 1, en donde
dicha reacción además comprende la agitación de dicha solución
saponificada.
11. El método de la Reivindicación 10, en donde
dicha agitación se lleva a cabo durante un periodo de tiempo de
aproximadamente 15 a aproximadamente 120 minutos.
12. Un método para la eliminación
in-situ de impurezas a partir de una solución
del éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico, dicho
método que comprende las etapas de:
proporcionar una solución que comprende un éster
del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico;
saponificación de dicha solución, adicionando
una base, formando por consiguiente una solución saponificada que
comprende una sal del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico;
hacer reaccionar dicha solución con un agente
oxidante en una cantidad efectiva para eliminar las impurezas,
proporcionando por consiguiente una solución saponificada
purificada;
adición de un ácido a dicha solución,
acidificando de esta manera, dicha solución y convirtiendo dicha sal
del ácido piridina-2,3-dicarboxílico
en el correspondiente ácido
piridina-2,3-dicarboxílico; y
recolectar una solución purificada que comprende
el ácido piridina-2,3-dicarboxílico,
en donde dicho éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico es un
compuesto de la fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
en donde R_{4} y R_{6} son cada
uno independientemente H, alquilo C_{1}-C_{6},
alquenilo C_{1}-C_{6}, fenilo o fenilo
sustituido; R_{5} es un H; halógeno; alquilo
C_{1}-C_{6} opcionalmente sustituido con uno o
más grupos alcoxi C_{1}-C_{4}; alquenilo
C_{1}-C_{6}; fenilo o fenilo sustituido; y
R_{2} y R_{3} son cada uno independientemente alquilo
C_{1}-C_{6}, fenilo o fenilo sustituido; y en
donde dicho agente oxidante se selecciona del grupo que consiste de
peróxidos, peroxiácidos, y sales
hipohalito.
13. El método de la Reivindicación 12, en donde
dicha base es un hidróxido.
14. El método de la Reivindicación 13, en donde
dicho hidróxido es el hidróxido de sodio.
15. El método de la Reivindicación 12, en donde
dicho agente oxidante es el peróxido de hidrógeno.
16. El método de la Reivindicación 12, en donde
dicho agente oxidante es el hipoclorito de sodio o hipobromito de
sodio.
17. El método de la Reivindicación 15, en donde
dicha cantidad de peróxido de hidrógeno efectiva para eliminar las
impurezas, es una cantidad en el rango de aproximadamente 0.1 a
aproximadamente 2.0 moles de peróxido de hidrógeno por mol del éster
del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico.
18. El método de la Reivindicación 15, en donde
dicha cantidad de peróxido de hidrógeno efectiva para eliminar las
impurezas es una cantidad en el rango de aproximadamente 0.2 a
aproximadamente 0.8 moles de peróxido de hidrógeno por mol del éster
del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico.
19. El método de la Reivindicación 12, en donde
dicha reacción, se realiza a una temperatura de aproximadamente 60ºC
a aproximadamente 110ºC.
20. El método de la Reivindicación 12, en donde
dicho agente oxidante se adiciona durante un periodo de tiempo de
aproximadamente 15 a aproximadamente 120 minutos.
21. El método de la Reivindicación 12, en donde
dicha reacción además comprende la agitación de dicha solución
saponificada.
22. El método de la Reivindicación 21, en donde
dicha agitación se lleva a cabo durante un periodo de tiempo de
aproximadamente 15 a aproximadamente 120 minutos.
23. El método de la Reivindicación 12, en donde
dicho ácido es el ácido sulfúrico.
24. El método de la Reivindicación 12, en donde
dicho ácido
piridina-2,3-dicarboxílico es el
ácido
5-metil-piridina-2,3-dicarboxílico
o el ácido
5-etil-piridina-2,3-dicarboxílico.
25. Un método para la preparación de ácido
2-(2-imidazolin-2-il)nicotínico,
ésteres, y sales herbicidas, dicho método que comprende las etapas
de:
proporcionar una solución que comprende un éster
del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico;
saponificación de dicha solución adicionando una
base, formando por consiguiente una solución saponificada que
comprende una sal del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico;
hacer reaccionar dicha solución con un agente
oxidante en una cantidad efectiva para eliminar las impurezas,
proporcionando por consiguiente una solución saponificada
purificada;
adición de un ácido a dicha solución
saponificada purificada, acidificando de esta manera, dicha solución
y convirtiendo dicha sal del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico en el
correspondiente ácido
piridina-2,3-dicarboxílico; y
utilizar dicho ácido
piridina-2,3-dicarboxílico como un
intermedio en la preparación de ácido
2-(2-imidazolin-2-il)nicotínico,
ésteres, y sales herbicidas, en donde dicho éster del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico es un
compuesto de la fórmula
en donde R_{4} y R_{6} son cada
uno independientemente H, alquilo C_{1}-C_{6},
alquenilo C_{1}-C_{6}, fenilo o fenilo
sustituido; R_{5} es un H; halógeno; alquilo
C_{1}-C_{6} opcionalmente sustituido con uno o
más grupos alcoxi C_{1}-C_{4}; alquenilo
C_{1}-C_{6}; fenilo o fenilo sustituido; y
R_{2} y R_{3} son cada uno independientemente alquilo
C_{1}-C_{6}, fenilo o fenilo sustituido; y en
donde dicho agente oxidante se selecciona del grupo que consiste de
peróxidos, peroxiácidos, y sales
hipohalito.
26. El método de la Reivindicación 25, en donde
dicha base es un hidróxido.
27. El método de la Reivindicación 26, en donde
dicho hidróxido es el hidróxido de sodio.
28. El método de la Reivindicación 25, en donde
dicho agente oxidante es el peróxido de hidrógeno.
29. El método de la Reivindicación 25, en donde
dicho agente oxidante es el hipoclorito de sodio o hipobromito de
sodio.
30. El método de la Reivindicación 2,8 en donde
dicha cantidad de peróxido de hidrógeno efectiva para eliminar las
impurezas es una cantidad en el rango de aproximadamente 0.1 a
aproximadamente 2.0 moles de peróxido de hidrógeno por mol del éster
del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico.
31. El método de la Reivindicación 28, en donde
dicha cantidad de peróxido de hidrógeno efectiva para eliminar las
impurezas es una cantidad en el rango de aproximadamente 0.2 a
aproximadamente 0.8 moles de peróxido de hidrógeno por mol del éster
del ácido
piridina-2,3-dicarboxílico.
32. El método de la Reivindicación 25, en donde
dicha reacción se realiza a una temperatura de aproximadamente 60ºC
a aproximadamente 110ºC.
33. El método de la Reivindicación 25, en donde
dicho agente oxidante se adiciona durante un periodo de tiempo de
aproximadamente 15 a aproximadamente 120 minutos.
34. El método de la Reivindicación 25, en donde
dicha reacción además comprende la agitación de dicha solución
saponificada.
35. El método de la Reivindicación 34, en donde
dicha agitación se lleva a cabo durante un periodo de tiempo de
aproximadamente 15 a aproximadamente 120 minutos.
36. El método de la Reivindicación 25, en donde
dicho ácido es el ácido sulfúrico.
37. El método de la Reivindicación 25, en donde
dicho ácido
piridina-2,3-dicarboxílico es el
ácido
5-metil-piridina-2,3-dicarboxílico
o ácido
5-etil-piridina-2,3-dicarboxílico.
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