ES2606909T3 - Método para sintetizar aminoalcoholes - Google Patents
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Abstract
Un método para producir un aminoalcohol a partir de un aminoaldehído, donde el método consiste en las siguientes etapas: (i) someter una composición que contiene un aminoaldehído libre según la Fórmula (I)**Fórmula** donde cada R1 es independientemente seleccionado entre hidrógeno, grupos alquilo lineales o ramificados C1 a C30 y grupos cicloalquilo C3 a C20; donde cada R2 es independientemente seleccionado entre hidrógeno, grupos alquilo lineales o ramificados C1 a C30 y grupos cicloalquilo C3 a C20; donde cada R3 es independientemente seleccionado entre hidrógeno, grupos alquilo lineales o ramificados C1 a C30, grupos arilo C4 a C20 y grupos cicloalquilo C4 a C20, o donde ambos substituyentes R3 y el átomo de nitrógeno al que se unen pueden formar un grupo heterocíclico C2 a C20 saturado o insaturado no substituido, y donde n es igual a un número entero de 1 a 30, a una reacción de hidrogenación combinando el aminoaldehído con hidrógeno y un catalizador de la hidrogenación binario de níquel-aluminio, para obtener un aminoalcohol correspondiente, y (ii) recoger el aminoalcohol.
Description
DESCRIPCION
Metodo para sintetizar aminoalcoholes 5 Campo de la invencion
La presente invencion se relaciona con un metodo para sintetizar aminoalcoholes (v.g., aminoalcoholes que contienen un grupo amina que esta sin substituir, monosubstituido o disubstituido). La presente invencion se relaciona con un metodo para sintetizar aminoalcoholes a partir de un aminoaldehndo correspondiente. La presente 10 invencion se relaciona con un metodo para sintetizar aminoalcoholes a partir de un aminoaldehndo correspondiente mediante un procedimiento de hidrogenacion usando un catalizador adecuado (v.g., mquel Raney®) y con los productos formados a partir de los mismos. La presente invencion se relaciona con aminoalcoholes formados por hidrogenacion directa a partir de un aminoaldetndo libre correspondiente sin la etapa intermedia de conversion del material de partida aminoaldehndo en una sal.
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Antecedentes de la invencion
Se usan diversos metodos para sintetizar aminoalcoholes. Sin embargo, todos ellos sufren de los diversos inconvenientes que se detallan a continuacion. La discusion de los diversos metodos que se utilizan actualmente 20 para sintetizar un aminoalcohol empleara 3-dimetilamino-2,2-dimetil-1-propanol (DMADMPOL) como situacion ejemplar.
La primera ruta conocida en la tecnica consiste en reducir un ester o amida, como se muestra en la ruta sintetica ejemplar mostrada a continuacion:
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donde LDA es diisopropilamiduro de litio [(CH3)2CH]2NLi. Esta ruta sintetica no resulta practica debido al bajo rendimiento y al elevado coste del reactivo de litio utilizado en el sistema (vease, v.g., Madder et al., J. Chem. Sci., 30 Perkin Trans. 1997, 2, p. 2787).
La segunda ruta conocida en la tecnica consiste en reducir un aldehndo correspondiente como se muestra en las rutas sinteticas ejemplares mostradas a continuacion:
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Las rutas anteriores conllevan la reduccion de 3-dimetilamino-2,2-dimetilpropanal con un agente reductor, tal como 40 Na[Hg] (vease, v.g., Mannich et al., Ber., 1932, 65, p, 378) o NaBH4 (vease, v.g., Traynelis et al., J. J. Org. Chem., 196l, 26, pp. 686 a 691, o Broger et al., J. Med. Chem., 1972, 15, pp. 1003 a l006). Estas rutas, aun siendo posibles, todavfa requieren una gran cantidad de agente reductor para producir el aminoalcohol deseado. Ademas, el rendimiento sobre la primera ruta de reduccion es demasiado bajo como para resultar practico.
45 Una tercera ruta que se ha intentado consiste en someter un aldehndo correspondiente a hidrogenacion con un catalizador, como se muestra en la ruta de smtesis ejemplar expuesta a continuacion:
50 Sin embargo, se han reportado diversas dificultades en relacion a la hidrogenacion de este aldehndo mostrado anteriormente (vease, v.g., W. Wenner, J. Org. Chem., 1950, 15, 2, pp. 301 a 304). Como se dice ailh, la hidrogenacion de DMADMPAL no se detuvo en la fase de alcohol deseada (veanse, v.g., W. Wenner, J. Org. Chem., 1950, 15, 2, pp. 301 a 304; Mannich et al., Ber., 1922, 55, pp. 356 a 365; y Mannich et al., Ber., 1932, 65, pp. 385 a 390).
Tambien se ha reportado que, cuando se hidrogena la sal clorhidrato de 3-dimetilamino-2,2-dimetil-1-propanal
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(DMADMPAL) con catalizadores de metales nobles, solo se obtienen bajos rendimientos del producto deseado, 3- dimetilamino-2,2-dimetil-1-propanol (DMADMPOL). La razon de dichos bajos rendimientos es en parte que se observa hidrogenolisis del grupo funcional amina. La hidrogenacion de la amina libre dio un resultado incluso peor aun habiendose probado catalizadores de metales nobles y de mquel (vease, v.g., W. Wenner, J. Org. Chem., 1950, 15, 2, pp. 301 a 304). Se consiguio finalmente la hidrogenacion de 3-dimetilamino-2,2-dimetil-1-propanal (DMADMPAL) cuando se empleo la sal clorhidrato conjuntamente con Mquel Raney® como catalizador (veanse, v.g., W. Wenner, J. Org. Chem., 1950, 15, 2, pp. 301 a 304, y Patente Estadounidense N° 2.477.842). Este procedimiento tampoco resulta eficiente en cuanto a coste, ya que la protonacion y desprotonacion del resto amina del aminoaldel'ndo anadio un coste significativo de procesamiento al producto final.
En cuanto a la Patente Estadounidense N° 2.477.842, esta patente utiliza un metodo para convertir un aminoaldetndo en un aminoalcohol que requiere el uso de un compuesto acido para convertir el aminoaldetndo en una sal con objeto de conseguir una protonacion suficiente del grupo amino y permitir la conversion deseada. Como resultara evidente para los expertos en la tecnica, el procedimiento de la Patente Estadounidense N° 2.477.842 es dependiente del pH y requiere el uso de un compuesto basico en un punto posterior para permitir la reconversion del compuesto salino en el aminoalcohol deseado. Son inconvenientes adicionales del procedimiento desvelado en la Patente Estadounidense N° 2.477.842: (i) la necesidad de usar una cantidad al menos estequiometrica (o incluso por encima de la cantidad estequiometrica) de acido para asegurar la protonacion completa del material de partida aminoaldel'ndo para obtener la sal de aminoaldel'ndo necesaria, y (ii) la necesidad de usar una cantidad estequiometrica (o incluso por encima de la cantidad estequiometrica) de base para neutralizar el acido utilizado en el proceso de la reaccion y permitir la reconversion del compuesto salino en el aminoalcohol deseado.
Dado lo anterior, se necesita una ruta sintetica para producir aminoalcoholes a partir de un componente de partida adecuado (v.g., un aminoaldel'ndo libre) que sea practica y a la vez permita obtener un rendimiento adecuadamente elevado sin necesidad de etapas intermedias de protonacion del resto amina del material de partida aminoaldel'ndo y de posterior desprotonacion del resto amina del producto de reaccion aminoalcohol para recuperar el aminoalcohol libre.
Resumen de la invencion
Por aminoaldel'ndo libre, se entiende que el resto amina presente en el compuesto aminoaldel'ndo esta en su estado libre (es decir, no protonado o neutralizado). El compuesto aminoaldel'ndo usado en la reaccion como reactivo de partida no es una sal. Por aminoalcohol libre, se entiende que el resto amina presente en el aminoalcohol esta en su estado libre (es decir, no protonado o neutralizado). El producto aminoalcohol sintetizado en la reaccion no es una sal.
La presente invencion se dirige a un metodo para producir un aminoalcohol a partir de un aminoaldel'ndo, consistiendo el metodo en las siguientes etapas:
(i) someter una composicion que contiene un aminoaldel'ndo libre segun la Formula (I)
H
C=0 (I)
donde cada R1 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados C1 a C30 y grupos cicloalquilo C3 a C20; donde cada R2 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados C1 a C30 y grupos cicloalquilo C3 a C20; donde cada R3 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados C1 a C30, grupos arilo C4 a C20 y grupos cicloalquilo C4 a C20, o donde ambos substituyentes R3 y el atomo de nitrogeno al que se unen pueden formar un grupo heterodclico C2 a C20 saturado o insaturado no substituido, y donde n es igual a un numero entero de 1 a 30, a una reaccion de hidrogenacion combinando el aminoaldel'ndo con hidrogeno y un catalizador de la hidrogenacion binario de mquel-aluminio, para obtener un aminoalcohol correspondiente, y (ii) recoger el aminoalcohol.
Las realizaciones preferidas son obvias a partir de las reivindicaciones dependientes.
Las reacciones, los reactivos, las composiciones y los productos de la presente invencion pueden adecuadamente comprender, consistir en, o consistir esencialmente en, los componentes, elementos y delineaciones de proceso aqrn descritos. La invencion aqrn desvelada de manera ilustrativa puede ser adecuadamente puesta en practica en ausencia de cualquier elemento que no este aqrn espedficamente desvelado.
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Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es un espectro de 1H RMN de 500 mHz del 3-dimetilamino-2,2-dimetil-1-propanal (DMADMPAL) bruto.
La Figura 2 es un espectro de 1H RMN de 500 mHz del 3-dimetilamino-2,2-dimetil-1-propanal (DMADMPAL) destilado.
La Figura 3 es un espectro de 1H RMN de 500 mHz del Ejemplo comparativo 1.
La Figura 4 es un espectro de 1H RMN de 500 mHz del Ejemplo comparativo 2.
La Figura 5 es un espectro de 1H RMN de 500 mHz del Ejemplo comparativo 3.
La Figura 6 es un espectro de 1H RMN de 500 mHz del Ejemplo experimental 1.
La Figura 7 es un espectro de 1H RMN de 500 mHz del Ejemplo experimental 2.
La Figura 8 es un espectro de 1H RMN de 500 mHz del Ejemplo experimental 3.
La Figura 9 es un espectro de 1H RMN de 500 mHz del Ejemplo experimental 4.
La Figura 10 es un espectro de 1H RMN de 500 mHz del Ejemplo experimental 5.
Descripcion detallada de la invencion
En una realizacion, la presente invencion se relaciona con aminoalcoholes formados a partir de un correspondiente aminoaldelddo por hidrogenacion usando un catalizador de Nfquel Raney®.
En una realizacion, el aminoaldelddo es seleccionado entre los representados por la Formula (I):
donde cada R1 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados C1 a C30 y grupos cicloalquilo C3 a C20; grupos arilo C4 a C20, y grupos cicloalquilo C4 a C20.
En aun otra realizacion, ambos substituyentes R3 y el atomo de nitrogeno al que se unen pueden formar un grupo heterodclico C2 a C20 saturado o insaturado no substituido.
En aun otra realizacion, cada R1 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados C3 a C15 y grupos cicloalquilo C4 a C10; R2 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados C3 a C15 o grupos cicloalquilo C4 a C10; y cada R3 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados C3 a C15, grupos arilo C4 a C10 y grupos cicloalquilo C4 a C10.
En aun otra realizacion, ambos substituyentes R3 y el atomo de nitrogeno al que se unen pueden formar un grupo heterodclico C3 a C10 saturado o insaturado no substituido.
En aun otra realizacion, cada R1 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados C5 a Ca y grupos cicloalquilo C5 a Ca; independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados C15 a Ca y grupos cicloalquilo C5 a Ca; y cada R3 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados C5 a Ca, grupos arilo C5 a Ca y grupos cicloalquilo C15 a Ca.
En aun otra realizacion, cada R3 es independientemente seleccionado entre hidrogeno). En aun otra realizacion, ambos substituyentes R3 y el atomo de nitrogeno al que se unen pueden formar un grupo heterodclico C4 a Ca saturado o insaturado no substituido.
En aun otra realizacion, cada R1 es independientemente seleccionado entre hidrogeno o grupos alquilo lineales o ramificados C1 a C6; cada R2 es independientemente seleccionado entre hidrogeno o grupos alquilo lineales o ramificados C1 a C6; n es igual a un numero entero de 1 a 20; y cada R3 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados C1 a C15, grupos arilo C4 a C10 o grupos cicloalquilo C4 a C10
En aun otra realizacion, ambos substituyentes R3 y el atomo de nitrogeno al que se unen pueden formar un grupo heterodclico C4 a C6 saturado o insaturado no substituido.
En aun otra realizacion mas, n es igual a un numero entero de 2 a 15, o incluso a un numero entero de 4 a 10.
En aun otra realizacion mas, cada R1 es un grupo metilo, cada R2 es un hidrogeno y cada R3 es seleccionado entre un hidrogeno o grupos alquilo lineales o ramificados C1 a Ca, y donde n es igual a un numero entero de 1 a 5.
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En una realizacion, los anteriores aminoaldehndos "de partida" para la conversion en correspondientes aminoalcoholes son producidos por rutas sinteticas conocidas para los expertos en la tecnica (veanse, v.g., las Patentes Estadounidenses N° 2.477.842 y N° 1.824.676, por sus ensenanzas de rutas sinteticas para producir aminoaldehndos). En otra realizacion, se puede utilizar la siguiente ruta sintetica ejemplar para producir el material "de partida" aminoaldehndo deseado. Habna que observar que la siguiente ruta sintetica para un aminoaldehndo es ejemplar en cuanto a su naturaleza y que la presente invencion no se limita a ella.
En una realizacion, se sintetiza 3-dimetilamino-2,2-dimetil-1-propanal (DMADMPAL) segun la siguiente ruta de reaccion:
donde n es un numero entero de 1 a 100, o de 2 a 50, o de 4 a 25, o incluso de 8 a 15. Aqm, al igual que en cualquier otro lugar de la memoria descriptiva y de las reivindicaciones, se pueden combinar los valores numericos individuales (incluyendo los valores numericos de los atomos de carbono), o los lfmites, para formar rangos adicionales no desvelados y/o no indicados. En otra realizacion, n es igual a 1 (es decir, formaldehndo) o n es igual a 8 (un paraformaldehndo). En aun otra realizacion, se utiliza paraformaldehndo independientemente del numero de unidades repetitivas (es decir, n puede ser cualquier valor adecuado y no se limita a los rangos anteriormente indicados).
En una realizacion de smtesis particular, el material de partida DMADMPAL se forma a partir de isobutiraldehndo (144 gramos, 2 moles), paraformaldehndo (97% - 63 gramos, 2 moles) y una solucion de dimetilamina (40% - 226 gramos, 2 moles). El producto bruto, DMADMPAL, es un lfquido de amarillo a marron claro. El producto bruto tiene una buena pureza, como puede verse por el espectro de 1H RMN de la Figura 1. El producto bruto DMADMPAL puede ser ademas purificado por destilacion a vacfo, para obtener un lfquido incoloro. La Figura 2 es un espectro de 1H RMN del producto DMADMPAL purificado.
Como se ha discutido con anterioridad, la presente invencion se relaciona con un metodo para sintetizar aminoalcoholes a partir de un aminoaldetndo libre correspondiente por un procedimiento de hidrogenacion utilizando un catalizador adecuado y con el producto aminoalcohol libre formado a partir del mismo. Se apreciara que el catalizador de hidrogenacion que se utiliza conjuntamente con la presente invencion debe hidrogenar selectivamente la funcionalidad aldehndo sin hidrogenar el atomo de nitrogeno del material de partida aminoaldehndo.
Los catalizadores de la hidrogenacion utilizados conjuntamente con la presente invencion son catalizadores binarios de mquel-aluminio (Ni-Al). Tambien se hace referencia en la tecnica a los catalizadores binarios de mquel-aluminio como catalizadores esqueleticos de mquel-aluminio y catalizadores de esponja-metales de mquel-aluminio. En un aspecto, la preparacion de catalizadores binarios de mquel-aluminio conlleva la aleacion de aproximadamente 50 partes de mquel con aproximadamente 50 partes de aluminio por tecnicas pirometalurgicas, como se describe en las Patentes Estadounidenses N° 1.628.190 y N° 1.915.473, la pulverizacion de la aleacion de mquel-aluminio y la disolucion despues de la mayor parte del aluminio con una solucion acuosa de hidroxido de sodio [J. Am. Chem. Soc. 54, 4116 (1932)], para obtener un substrato poroso. Se lava entonces el mquel-aluminio poroso para eliminar cualquier hidroxido de sodio residual [Ind. and Eng. Chem. 33, 1199 (1940)]. La razon de mquel a aluminio usada en la aleacion puede variar de 1 a 4.
En un caso, el metodo de la presente invencion incluye la hidrogenacion controlada de un aminoaldehndo deseado segun la Formula (I) anterior por una reaccion de hidrogenacion usando un catalizador adecuado. El catalizador es un catalizador metalico binario de mquel-aluminio, tal como Mquel Raney®, y puede ser adquirido comercialmente de, por ejemplo, W.R. Grace & Co., Pfaltz & Bauer o Sigma-Aldrich. Tambien se pueden adquirir comercialmente catalizadores metalicos binarios de mquel-aluminio de Johnson Matthey Catalysts bajo la denominacion comercial Sponge Metal™. En un caso, la ruta de smtesis controlada para un aminoalcohol deseado utiliza un aminoaldehndo libre y es como se muestra a continuacion en el Esquema de reaccion 1:
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- r3
- —
- \
- R* R' H I
- N-
- > -c— I -c=o
- /
- R, R,
- r3
- n
- h2 Ni Raney
- r3
- \
- R' H |
- N—
- <5 N -c— 1 -C-OH 1
- /
- R? R, l H
- r3
- — — n
Esquema de reaccion 1
donde cada Ri, R2 y R3 son independientemente seleccionados entre los grupos definidos anteriormente, y donde n se define como antes. En una realizacion, se puede utilizar cualquier cantidad adecuada de catalizador de hidrogenacion conjuntamente con el Esquema de reaccion 1, incluyendo, aunque sin limitacion, cantidades por encima de un equivalente en peso en base a la cantidad de material de partida aminoaldehudo. En una realizacion del Esquema de reaccion 1, la razon de aminoaldehudo a catalizador es controlada de tal manera que reaccione 1 equivalente en peso de aminoaldehudo con de 0,0001 a 0,8 equivalentes en peso de catalizador. En otra realizacion, la razon de aminoaldehudo a catalizador es controlada de tal manera que reaccione 1 equivalente en peso de aminoaldehudo con de 0,001 a 0,75 equivalentes en peso de catalizador. En aun otra realizacion, la razon de aminoaldehudo a catalizador es controlada de tal manera que reaccione 1 equivalente en peso de aminoaldehudo con de 0,1 a 0,5 equivalentes en peso de catalizador.
En una realizacion, el Esquema de reaccion 1 es desarrollado a una presion de 6,89 MPa a 68,94 MPa (de 1 psi a 10.000 psi), o de 68,9 MPa a 34,5 MPa (de 10 psi a 5.000 psi), o de 0,345 MPa a 6,89 MPa (de 50 psi a 1.000 psi), o incluso de 1,72 MPa a 5,17 MPa (de 250 psi a 750 psi). En una realizacion, el Esquema de reaccion 1 es desarrollado a una temperatura de 0°C a 300°C, o de 15°C a 250°C, o de 25°C a 200°C, o incluso de 30°C a 150°C. Los valores numericos individuales (incluyendo, si es aplicable, los valores numericos de los atomos de carbono), o los lfmites, pueden combinarse aqrn, asf como en cualquier otro lugar de la memoria descriptiva y de las reivindicaciones, para formar rangos no desvelados y/o no indicados adicionales.
No se utiliza ningun acido, y en lugar de ello se convierte el aminoaldehudo libre en el aminoalcohol libre deseado sin conversion en la correspondiente sal de aminoaldehudo. Como resultara obvio para los expertos en la tecnica, cuando no se utiliza ningun acido (es decir, cero equivalentes molares de acido), la reaccion procede segun el Esquema de reaccion 1.
En cuanto a cualquiera de las realizaciones cubiertas por el Esquema de reaccion 1, dichas reacciones pueden ser llevadas a cabo como reacciones netas. Tal como se utiliza aqrn, una reaccion neta es una en la que hay menos de un 10 por ciento en peso de uno o mas solventes extranos y/o anadidos. En otra realizacion, una reaccion neta es una en la que hay menos de un 7,5 por ciento en peso de uno o mas solventes extranos y/o anadidos, menos de un 5 por ciento en peso de uno o mas solventes extranos y/o anadidos, menos de un 2,5 por ciento en peso de uno o mas solventes extranos y/o anadidos, menos de un 1 por ciento en peso de uno o mas solventes extranos y/o anadidos, menos de un 0,5 por ciento en peso de uno o mas solventes extranos y/o anadidos, menos de un 0,1 por ciento en peso de uno o mas solventes extranos y/o anadidos, o incluso ninguna cantidad de uno o mas solventes extranos y/o anadidos (es decir, que hay cero solventes adicionales, o que esta libre de solventes adicionales).
En las realizaciones en las que estan presentes uno o mas solventes extranos y/o anadidos en una reaccion neta, la cantidad en peso del uno o mas solventes extranos y/o anadidos se basa en el peso total de los reactivos utilizados en cualquiera de los Esquemas de reaccion 1 anteriormente ilustrados. En la realizacion en la que los Esquemas de reaccion 1 estan libres del uno o mas solventes extranos y/o anadidos (es decir, que hay cero solventes adicionales), los reactivos utilizados en los Esquemas de reaccion 1 proporcionan los medios de reaccion necesarios para que cada uno de los anteriores Esquemas de reaccion proceda segun se ilustra.
En aun otra realizacion, los Esquemas de reaccion 1 pueden ser desarrollados en un solvente. En esta realizacion, la cantidad de solvente utilizado conjuntamente con cualquiera de las realizaciones del Esquema de reaccion 1 puede ser de menos de un 95 por ciento en peso de solvente, menos de un 90 por ciento en peso de solvente, menos de un 80 por ciento en peso de solvente, menos de un 75 por ciento en peso de solvente, menos de un 70 por ciento en peso de solvente, menos de un 65 por ciento en peso de solvente, menos de un 60 por ciento en peso
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de solvente, menos de un 55 por ciento en peso de solvente, menos de un 50 por ciento en peso de solvente, menos de un 45 por ciento en peso de solvente, menos de un 40 por ciento en peso de solvente, menos de un 35 por ciento en peso de solvente, menos de un 30 por ciento en peso de solvente, menos de un 25 por ciento en peso de solvente, menos de un 20 por ciento en peso de solvente, menos de un 15 por ciento en peso de solvente, o incluso de menos de un 12,5 por ciento en peso de solvente. Aqm, al igual que en cualquier otro lugar de la memoria descriptiva y de las reivindicaciones, se pueden combinar los valores numericos individuales (incluyendo, si es aplicable, los valores numericos de los atomos de carbono), o los lfmites, para formar rangos no desvelados y/o no indicados adicionales. En aun otra realizacion, se puede utilizar cualquier cantidad de solvente, incluyendo mas del 100 por ciento en peso, conjuntamente con el Esquema de reaccion 1. En las realizaciones en las que el Esquema de reaccion 1 es desarrollado en combinacion con uno o mas solventes, la cantidad en peso del uno o mas solventes se basa en el peso total de los reactivos utilizados en el Esquema de reaccion 1 anteriormente ilustrado.
Como solventes adecuados para uso en la presente invencion, se incluyen, aunque sin limitacion, uno o mas solventes polares, uno o mas solventes no polares o cualquier mezcla adecuada de uno o mas solventes polares con uno o mas solventes no polares. Como solventes polares ejemplares, se incluyen, aunque sin limitacion, agua, alcoholes lineales o ramificados C1 a C8 (v.g., metanol, etanol, propanol, isopropanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutanol, terc-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 1-hexanol, 2-hexanol o 3-hexanol), N,N- dimetilformamida, N,N-dimetilacetamida, dimetilsulfona, sulfoxido de dimetilo, difenilsulfona, N-metilpirrolidona, eteres dclicos polares (v.g., tetrahidrofurano, 2-metiltetrahidrofurano o 3-metiltetrahidrofurano), o mezclas adecuadas de dos o mas de ellos. Como solventes no polares ejemplares, se incluyen, aunque sin limitacion, alcanos lineales o ramificados C15 a C12 (v.g., pentano, hexano, heptano u octano), hidrocarburos aromaticos no polares (v.g., benceno, tolueno o xileno), esteres alifaticos no polares (v.g., acetato de metilo o acetato de etilo), hidrocarburos alifaticos y aromaticos clorados no polares (v.g., diclorometano, cloroformo, dicloroetano, clorobenceno o diclorobencenos), eteres dialqrnlicos no polares (v.g., eter dietflico, eter dipropflico, eter dibutflico, butil etil eter, sec-butil etil eter, terc-butil etil eter, butil metil eter, sec-butil metil eter o terc-butil metil eter), o mezclas adecuadas de dos o mas de ellos. En una realizacion, en la que se utiliza una mezcla de solventes polares/no polares, la cantidad de uno o mas solventes polares con respecto al uno o mas solventes no polares puede encontrarse en cualquier punto dentro del rango de razones de peso de 99:1 a 1:99.
Como se ha indicado anteriormente, una realizacion de la presente invencion se relaciona con la smtesis de DMADMPOL por hidrogenacion de DMADMPAL usando Nfquel Raney® como catalizador. Se utilizan tanto la forma de sal clorhidrato (es decir, la variedad protonada, que se designa como P) como la forma de amina libre (es decir, el esquema de reaccion que elimina el uso de un compuesto acido, que se designa como F) de DMADMPAL como materiales "de partida". De nuevo, la presente invencion no se limita a justo el uso de DMADMPAL como material de partida. En lugar de ello, el material "de partida" de la presente invencion puede ser cualquier compuesto segun la Formula (I) como se ha descrito anteriormente. En la Tabla 1, se dan los resultados de diversos Ejemplos. Los productos brutos son analizados por 1H RMN, y se integran y se indican los picos representativos de los componentes principales de los productos brutos.
Tabla 1
- Ejemplo
- Forma pH Integracion del pico principal
- DMADMPOL
- Picos del material no reaccionado y/o de las impurezas
- 3,5 ppm*
- 9,53 ppm 3,4 ppm
- Comparativo 1
- P de 1 a 2 100 27 5
- Comparativo 2
- P de 6 a 7 100 69 4
- Comparativo 3
- P de 3 a 4 100 71 1
- Experimental 1
- F 100 0 1
- Experimental 2
- F 100 0 1
*Al pico de 3,5 ppm se le asigna un valor arbitrario de 100 por motivos de comparacion
Se muestran los espectros de 1H RMN de los Ejemplos comparativos 1 a 3 y de los Ejemplos experimentales 1 y 2 en las Figuras 3 a 7, respectivamente. La hidrogenacion de la forma de sal clorhidrato de DMADMPAL no alcanza los mismos rendimientos que la hidrogenacion del DMADMPAL libre. Las conversiones para los Ejemplos comparativos 1 a 3 son inferiores, lo que puede evidenciarse por la presencia de una cantidad significativa de pico de aldehfdo a 9,53 ppm. Sin embargo, la hidrogenacion de la forma salina de DMADMPAL muestra una buena selectividad, ya que el pico del subproducto a 3,4 ppm es relativamente mmimo en comparacion con el pico del producto a 3,5 ppm. Como puede determinarse a partir de los datos de 1H RMN, la conversion del material de partida aminoaldetndo en el aminoalcohol deseado no es estequiometrica. Aunque no deseamos inclinarnos por ningun valor numerico, pensamos que el rendimiento de la conversion del material de partida aminoaldetndo en el aminoalcohol deseado usando el intermediario de sal clorhidrato antes mencionado se halla dentro del rango de un 60 a un 70 por ciento.
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Por otra parte, la hidrogenacion del DMADMPAL libre alcanza una conversion casi estequiometrica. Se puede ver esto por los datos relativos a los Ejemplos experimental 1 y 2 en la Tabla 1. Dichos datos ilustran una clara ausencia de pico de aldeddo a 9,53 ppm. Cuando se emplea DMADMPAL destilado, las reacciones alcanzan una conversion de aproximadamente el 100%, mientras que la selectividad es de aproximadamente el 99% segun las integraciones. El pico de subproducto a 3,4 ppm es mmimo. Por lo tanto, la presente invencion permite, en esta realizacion, la consecucion de una hidrogenacion eficaz del DMADMPAL libre, que los expertos en la tecnica no pensaban que fuera posible.
En otra realizacion, la presente invencion posibilita la hidrogenacion del DMADMPAL libre bruto. Este metodo de reaccion es tambien eficaz con el DMADMPOL producido por hidrogenacion de DMADMPAL libre bruto, dando una pureza de aproximadamente el 90%. El producto de DMADMPOL bruto puede, en otra realizacion, ser destilado para obtener una pureza de producto final de al menos aproximadamente el 98%. Como resultado, es ventajoso en algunos casos emplear DMADMPAL bruto para la hidrogenacion con objeto de evitar la perdida por descomposicion durante la destilacion. Se puede obtener DMADMPOL de gran pureza por destilacion tras completarse la reaccion de hidrogenacion antes mencionada. En vista de lo que antecede, la presente invencion ampara el uso de un aminoaldeddo libre "bruto" como material de partida para formar un correspondiente aminoalcohol por la anterior ruta de reaccion libre.
Procedimiento ejemplar para la hidrogenacion de la sal clorhidrato de DMADMPAL (Ejemplos comparativos 1, 2 y 3):
En un recipiente a presion, se cargan DMADMPAL (1,0 equivalente) y HCl 6N (de 1,01 a 1,04 equivalentes). Se ajusta el valor del pH de la solucion al valor deseado mediante la adicion de hidroxido de amonio. Se anade a esta solucion una suspension de Nfquel Raney®, que puede ser adquirida de Sigma-Aldrich, numero de catalogo 510033 (W.R. Grace and Co. Raney® 2400, suspension en H2O, catalizador activo). La cantidad de catalizador utilizada es de aproximadamente un 5 a aproximadamente un 100 por ciento en peso en relacion a la cantidad de DMADMPAL. Se cierra el recipiente y se roda con H2 durante aproximadamente 5 minutos con agitacion. Se aumenta la presion en el recipiente hasta una presion de 0,689 MPa a 6,89 MPa (de 100 psi a 1.000 psi) y luego hasta una temperatura de aproximadamente 30°C a aproximadamente 150°C. Se continua calentando durante aproximadamente 3 horas. Se enfna entonces la reaccion hasta la temperatura ambiente (v.g., aproximadamente 21°C) y se libera la presion antes de rociar el recipiente con N2 durante aproximadamente 10 minutos. Se filtra luego la solucion resultante. Se hace que la solucion sea fuertemente basica con NaOH y se extrae la porcion organica mediante la adicion de una base o de una sal. Se analiza la solucion organica bruta por 1H RMN.
Procedimiento ejemplar para la hidrogenacion del DMADMPAL destilado libre (Ejemplos experimentales 1 y 2):
En un recipiente a presion, se cargan DMADMPAL destilado (1,0 equivalente) y una suspension de Nfquel Raney® de Sigma-Aldrich, numero de catalogo 510033 (W.R. Grace and Co. Raney® 2400, suspension en H2O, catalizador activo). La cantidad de catalizador utilizada es de aproximadamente un 10 a aproximadamente un 100 por ciento en peso en relacion a la cantidad de DMADMPAL. Se cierra el recipiente y se roda con H2 durante aproximadamente 5 minutos con agitacion ocasional. Se aumenta la presion en el recipiente hasta una presion de aproximadamente 100 psi a aproximadamente 1.000 psi y se calienta entonces hasta una temperatura de aproximadamente 30°C a aproximadamente 150°C. Se continua calentando durante aproximadamente 3 horas, hasta que la presion no cae. Se enfna luego el recipiente de reaccion y se libera la presion antes de rociarlo con N2 durante aproximadamente 10 minutos. Se filtra la solucion y se analiza por 1H RMN.
Procedimiento ejemplar para la hidrogenacion del DMADMPAL bruto (Ejemplos experimentales 3, 4 y 5):
En un recipiente a presion, se cargan DMADMPAL bruto (1,0 equivalente) y una suspension de Nfquel Raney® de Sigma-Aldrich, numero de catalogo 510033 (W.R. Grace and Co. Raney® 2400, suspension en H2O, catalizador activo). La cantidad de catalizador utilizada es de aproximadamente un 10 a aproximadamente un 100 por ciento en peso en relacion a la cantidad de DMADMPAL. Se cierra el recipiente y se roda con H2 durante aproximadamente 5 minutos con agitacion ocasional. Se aumenta la presion en el recipiente hasta una presion de 0,689 MPa a 6,89 MPa (de 100 psi a 1.000 psi) y se calienta despues hasta una temperatura de aproximadamente 30°C a aproximadamente 150°C. Se continua calentando durante aproximadamente 3 horas, hasta que la presion no cae. Se enfna entonces el recipiente de reaccion y se libera la presion antes de rociarlo con N2 durante aproximadamente 10 minutos. Se filtra la solucion bruta y se analiza por 1H RMN.
Claims (8)
- 510152025303540REIVINDICACIONES1. Un metodo para producir un aminoalcohol a partir de un aminoaldel'ndo, donde el metodo consiste en las siguientes etapas:(i) someter una composicion que contiene un aminoaldel'ndo libre segun la Formula (I)HC=0 (I)donde cada Ri es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados Ci a C30 y grupos cicloalquilo C3 a C20; donde cada R2 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados Ci a C30 y grupos cicloalquilo C3 a C20; donde cada R3 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados Ci a C30, grupos arilo C4 a C20 y grupos cicloalquilo C4 a C20, o donde ambos substituyentes R3 y el atomo de nitrogeno al que se unen pueden formar un grupo heterodclico C2 a C20 saturado o insaturado no substituido, y donde n es igual a un numero entero de 1 a 30, a una reaccion de hidrogenacion combinando el aminoaldehudo con hidrogeno y un catalizador de la hidrogenacion binario de mquel-aluminio, para obtener un aminoalcohol correspondiente, y (ii) recoger el aminoalcohol.
- 2. El metodo de la reivindicacion 1, donde cada Ri es independientemente seleccionado entre hidrogeno o grupos alquilo lineales o ramificados Ci a C6; cada R2 es independientemente seleccionado entre hidrogeno o grupos alquilo lineales o ramificados Ci a C6; y cada R3 es independientemente seleccionado entre hidrogeno, grupos alquilo lineales o ramificados Ci a Ci5, grupos arilo C4 a Ci0 o grupos cicloalquilo C4 a Ci0.
- 3. El metodo de la reivindicacion i, donde cada Ri es un grupo metilo, cada R2 es un hidrogeno, cada R3 es seleccionado entre grupos alquilo lineales o ramificados Ci a C8 y donde n es igual a un numero entero de i a 5.
- 4. El metodo de la reivindicacion i, donde la cantidad de catalizador de la hidrogenacion utilizado en la Etapa (i) es de 0,000i a 0,8 equivalentes en peso de catalizador de la hidrogenacion por i equivalente en peso de aminoaldel'ndo.
- 5. El metodo de la reivindicacion i, donde la Etapa (i) es llevada a cabo a una presion de 6,89 kPa a 68,94 MPa (de i psi a i0.000 psi).
- 6. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones i a 5, donde dicho aminoaldel'ndo es 3-dimetilamino-2,2-dimetil-i- propanal.
- 7. El metodo de la reivindicacion 6, donde el correspondiente aminoalcohol es 3-dimetilamino-2,2-dimetil-i-propanol.
- 8. El metodo de la reivindicacion i, donde el catalizador de la hidrogenacion es un catalizador de Nfquel Raney.
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