ES2607840T3 - Procedimiento para la producción integrada de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posición 2 y de 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posición 2 - Google Patents

Procedimiento para la producción integrada de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posición 2 y de 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posición 2 Download PDF

Info

Publication number
ES2607840T3
ES2607840T3 ES13774693.9T ES13774693T ES2607840T3 ES 2607840 T3 ES2607840 T3 ES 2607840T3 ES 13774693 T ES13774693 T ES 13774693T ES 2607840 T3 ES2607840 T3 ES 2607840T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
compounds
separation
substituted
methyl
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES13774693.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Timon STORK
Oskar RÖDER
Klaus Ebel
Ralf Pelzer
Wolfgang Krause
Karl Beck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Application granted granted Critical
Publication of ES2607840T3 publication Critical patent/ES2607840T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D309/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings
    • C07D309/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D309/04—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D309/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings
    • C07D309/02—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D309/08—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom, not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D309/10—Oxygen atoms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Pyrane Compounds (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

Procedimiento para la producción de 4-hidroxi-4-metiltetrahidropiranos sustituidos en posición 2, de la fórmula general (I) y de 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posición 2, de la fórmula general (II)**Fórmula** en las que R1 representa alquilo C1-C12 de cadena recta o ramificado, cicloalquilo no sustituido o sustituido con alquilo C1-C12 y/o alcoxi C1-C12 con en total 3 a 20 átomos de carbono o arilo no sustituido o sustituido con alquilo C1-C12 y/o alcoxi C1-C12 con en total 6 a 20 átomos de carbono, en el que a) 3-metilbut-3-en-1-ol de la fórmula (III)**Fórmula** reacciona con un aldehído de la fórmula (IV)**Fórmula** R1-CHO (IV) en la que R1 en la fórmula (IV) tiene el significado indicado anteriormente, en presencia de un catalizador ácido, obteniéndose una mezcla de reacción que contiene por lo menos un 4- hidroxi-4-metil-tetrahidropirano sustituido en posición 2 de la fórmula general (I), por lo menos uno de los compuestos (V.1), (V.2) o (V.3) y por lo menos un compuesto de dioxano (VI)**Fórmula** en las que R1 en la fórmula (VI) tiene el significado indicado anteriormente, b) se somete el producto de reacción de la etapa a) a una separación para obtener una fracción enriquecida en 4- hidroxi-4-metiltetrahidropiranos sustituidos en la posición 2 de la fórmula general (I) y una fracción que contiene por lo menos uno de los compuestos (V.1), (V.2) o (V.3) y por lo menos un compuesto de dioxano (VI), c) se somete a una hidrogenación la fracción que contiene por lo menos uno de los compuestos (V.1), (V.2) o (V.3) y por lo menos un compuesto de dioxano (VI), d) se aísla del producto de hidrogenación obtenido en la etapa c) una fracción enriquecida en 4-metiltetrahidropiranos sustituidos en la posición 2 (II) y una fracción enriquecida en el por lo menos un compuesto de dioxano (VI)

Description

5
10
15
20
25
30
35
DESCRIPCION
Procedimiento para la production integrada de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en position 2 y de 4- metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2
Fundamento de la invention
La presente invencion se refiere a un procedimiento para la produccion integrada de 4-hidroxi-4-metil- tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 y de 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2.
Estado de la tecnica
Los 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 son compuestos valiosos para el uso como sustancias qmmicas que dan aroma. De este modo, por ejemplo la mezcla de diastereoisomeros cis/trans del 2-(2- metilpropil)-4-hidroxi-4-metil-tetrahidropirano
imagen1
se distingue por un agradable olor a lirio de los valles y es adecuada de modo particular para el empleo como sustancia qmmica que da aroma, por ejemplo para la produccion de composiciones odoriferas.
El documento EP 1 493 737 A1 manifiesta un procedimiento para la produccion de mezclas de 4-metil- o bien 4- metilenpiranos etilenicamente insaturados y los correspondientes 4-hidroxipiranos, mediante transformation de los correspondientes aldehidos con isoprenol, en el que la transformacion es iniciada en un sistema de reaction en el cual la relation molar de aldehido a isoprenol es mayor a 1, es decir el aldehido es usado en exceso. Ademas, el documento manifiesta la subsiguiente deshidratacion de la mezcla mencionada hasta los piranos etilenicamente insaturados deseados. Como catalizadores adecuados para la primera etapa de reaccion se mencionan acidos minerales como acido clorhidrico o acido sulfurico, sin embargo se prefieren acido metanosulfonico o acido p- toluenosulfonico.
El documento EP 1 516 879 A1 manifiesta un procedimiento para la produccion de 4-metil- o bien 4-metilenpiranos etilenicamente insaturados, mediante reaccion de un correspondiente aldehido con isoprenol bajo condiciones de deshidratacion, en el que la cantidad de agua en el reactor es de hasta 0,25 % en peso, mientras el rendimiento del compuesto de partida usado en deficit es inferior a 50 %. Asi mismo, como catalizadores adecuados para ello se mencionan acidos minerales como acido clorhidrico o acido sulfurico, sin embargo se prefieren acido metano sulfonico o acido p-toluenosulfonico.
El documento WO 2010/133473 describe un procedimiento para la produccion de 4-hidroxi-4-metil- tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 de la formula (I)
imagen2
(l)
en la que el radical R representa un radical alquilo o alquenilo de cadena recta o ramificado con 1 a 12 atomos de carbono, un radical cicloalquilo, dado el caso sustituido con alquilo con en total 3 a 12 atomos de carbono o un radical arilo, dado el caso sustituido con alquilo y/o alcoxi con en total 6 a 12 atomos de carbono, en el que reacciona isoprenol (3-metilbut-3-en-1-ol) con un aldehido de la formula R1-CHO, en el que la reaccion es ejecutada en presencia de agua y en presencia de un intercambiador fuerte acido de cationes.
El documento WO 2011/154330 describe un procedimiento comparable al del documento WO 2010/133473, en el que la mezcla de reaccion obtenida de un procesamiento por destilacion es ejecutada en una columna con tabique de separation o en dos columnas de destilacion acopladas termicamente.
Como se describe en los documentos WO 2010/133473 y WO 2011/154330, en la reaccion de isoprenol (3- metilbut-3-en-1-ol) con un aldehido de la formula R1-CHO, catalizada por acido, surge una mezcla compleja de
5
10
15
20
25
30
35
40
reaccion, la cual aparte de 4-hidroxi-4-metiltetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 contiene aun productos secundarios deshidratados de las formulas (A), (B) y/o (C)
imagen3
asi como otros productos secundarios como acetales (D) y 1,3-dioxanos (E).
imagen4
Estos productos secundarios no pueden ser usados hasta ahora para la preparacion de otros materiales valiosos, sino que son bien sea descargados o retornados junto con los compuestos de partida empleados en exceso, nuevamente a la reaccion de isoprenol con el aldehido. Esto ultimo es debido a que es problematica una posible acumulacion de estos componentes en la mezcla de reaccion.
El documento WO 2011/147919 describe un procedimiento para la produccion de 4-hidroxi-4-metil- tetrahidropiranoles sustituidos en posicion 2 y en especial de 2-isobutil-4-hidroxi-4-metil-tetrahidropirano mediante reaccion de isoprenol con prenal y subsiguiente hidrogenacion.
Otra sustancia qmmica olorosa valiosa es 2-(2-metilpropil)-4-metil-tetrahidro-2H-pirano, que se denomina tambien como oxido de dihidroroseno.
El oxido de dihidroroseno fue aislado por primera vez de aceite bulgaro de rosas y a continuacion preparado de manera sintetica por Julia y Jacquet (Julia, M.; Jacquet, B., Bulletin de la Societe Chimique de France 1963, 8-9, 1983). Partiendo de but-2-en-1-al, mediante una reaccion de Diels-Alder con etil-vinil-eter y subsiguiente hidrogenacion se obtuvo un acetal dclico. Despues de la escision de etanol, adicion de acido bromhidrico al doble enlace obtenido y subsiguiente reaccion de Grignard con bromuro de isopropilmagnesio, pudo prepararse por primera vez de manera sintetica la mezcla de oxido de cis- y trans-dihidroroseno.
J. H. P. Tyman y B. J. Willis describen en Tetrahedron Letters Nr. 51, 4.507 - 4.508, 1970, la reaccion catalizada por acido de 3-alquen-1-oles con aldehidos, en especial la reaccion de 3-metil-2-buten-1-al con 2-metil-1-buten-4- ol y subsiguiente deshidratacion. El producto intermedio asi obtenido, que exhibe un grupo metileno exodclico, fue hidrogenado mediante catalisis homogenea en presencia de SnCl2/H2PtCl6 hasta el cis-2-(2-metil-prop-1-en-il)-4- metil-tetrahidropirano racemico.
A. Machado et. al. describen en Journal of the Brazilian Chemical Society Vol. 21 Nr. 8, 1563-1571, 2010 otro procedimiento para la reaccion catalizada por acido de 2-metil-1-buten-4-ol con diferentes aldehidos.
La presente invencion baso su objetivo en poner a disposicion un procedimiento mejorado para la produccion de 4- hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2, que tambien haga factible un uso tan efectivo como sea posible de los productos secundarios hasta ahora no aplicables.
De modo sorprendente se encontro ahora que para la produccion de 4-metiltetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 y en especial para la produccion de oxido de dihidroroseno es adecuada la corriente lateral que tiene productos secundarios (= corriente residual), que surge en la produccion de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2, por reaccion catalizada por acido de isoprenol (3-metilbut-3-en-1-ol) con un aldehido adecuado. Al respecto, es problematico en particular que los componentes principales de la corriente lateral, los tres dihidropiranoles (A), (B) y (C) isomericos por un lado y el dioxano (E) por otro lado, no pueden ser separados por destilacion con costos razonables. Sin embargo, se encontro de modo sorprendente que mediante hidrogenacion de la corriente lateral total, pueden transformarse los dihidropiranoles (A), (B) y (C) isomericos en 4- metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2, los cuales se dejan separar entonces por destilacion del dioxano (E) no valioso. Con ello se pone a disposicion un procedimiento integrado para la produccion simultanea de 4-
5
10
15
20
25
hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 y de 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2. Con ello puede suministrarse una gran parte de la corriente lateral previa tambien para el uso como sustancia qmmica odorifera y en especial como perfume.
Resumen de la invention
Un primer objetivo de la invencion es un procedimiento para la production de 4-hidroxi-4-metiltetrahidropiranos sustituidos en posicion 2, de la formula general (I) y de 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2, de la formula general (II)
imagen5
en las que
R1 representa alquilo C1-C12 de cadena recta o ramificado, cicloalquilo no sustituido o sustituido con alquilo C1-C12 y/o alcoxi C1-C12 con en total 3 a 20 atomos de carbono o arilo no sustituido o sustituido con alquilo C1-C12 y/o alcoxi C1-C12 con en total 6 a 20 atomos de carbono,
en el que
a) 3-metilbut-3-en-1-ol de la formula (IN)
imagen6
reacciona con un aldehido de la formula (IV)
R1-CHO (IV)
en la que R1 en la formula (IV) tiene el significado indicado anteriormente, en presencia de un catalizador acido, en el que se obtiene una mezcla de reaction que contiene por lo menos un 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropirano sustituido en posicion 2 de la formula general (I), por lo menos uno de los compuestos (V.1), (V.2) o (V.3) y por lo menos un compuesto de dioxano (VI)
imagen7
en la que R1 en la formula (VI) tiene el significado indicado anteriormente,
b) el producto de reaccion de la etapa a) soporta una separation para obtener una fraction enriquecida en 4- hidroxi-4-metiltetrahidropiranos sustituidos en la posicion 2, de la formula general (I) y una fraccion que contiene por lo menos uno de los compuestos (V.1), (V.2) o (V.3) y por lo menos un compuesto de dioxano (VI),
c) la fraccion que contiene por lo menos uno de los compuestos V.1), (V.2) o (V.3) y por lo menos un compuesto de dioxano (VI), soporta una hidrogenacion,
d) se aisla del producto de hidrogenacion obtenido en la etapa c) una fraccion enriquecida en 4-metil- tetrahidropiranos sustituidos en la posicion 2 (II) y una fraccion enriquecida en el por lo menos un compuesto de dioxano (VI).
Description de la invencion
El procedimiento de acuerdo con la invencion exhibe las siguientes ventajas:
5
10
15
20
25
30
35
40
- Puede usarse como producto valioso una gran parte de la anterior corriente lateral (corriente residual) en la production por catalisis acida de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en position 2.
- Con la hidrogenacion suministrada de acuerdo con la invention se hace posible un acceso a 4-metil- tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 y en especial a oxido de dihidroroseno, el cual requiere solo una etapa de reaction, partiendo de la corriente lateral.
- Los dioxanos no valiosos presentes en la mezcla de reaccion de la produccion de 4-hidroxi-4-metil- tetrahidropiranos sustituidos en la posicion 2, pueden ser separados de manera efectiva del producto valioso despues de la hidrogenacion.
- Para la produccion de los 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2, en especial del oxido de dihidroroseno, no tienen que usarse otros reactivos costosos y/o potencialmente peligrosos, como tal vez reactivos de Grignard o hidruros complejos, como hidruro de litio y aluminio.
En tanto a continuation no se indique de manera mas precisa, los conceptos "4-hidroxi-4-metiltetrahidropirano sustituido en posicion 2",
“4-metil-tetrahidropirano sustituido en posicion 2",
"2-(2-metilpropil)-4-hidroxi-4-metil-tetrahidropirano",
"2-(2-metilpropil)-4-metil-tetrahidropirano" (= "oxido de dihidroroseno"),
denominan el marco de la invencion mezclas cis/trans de cualquier composition asi como los isomeros de conformation puros. Los conceptos mencionados anteriormente denominan ademas todos los enantiomeros en forma pura asi como mezclas racemicas y opticamente activas de los enantiomeros de estos compuestos.
En tanto a continuacion se hable de diastereoisomeros cis- y trans de los compuestos (I) o (II), se representa en cada caso solo una de las formas de enantiomero. Solamente para ilustracion se representan a continuacion los isomeros del 2-(2-metilpropil)-4-metil-tetrahidropirano (II) (oxido de dihidroroseno):
imagen8
En el marco de la presente invencion, la expresion alquilo de cadena recta o ramificada representa preferiblemente alquilo C1-C6 y de modo particular preferiblemente alquilo C1-C4. Alquilo representa en particular metilo, etilo, n- propilo, isopropilo, n-butilo, isobutil (2-metilpropil), sec.-butil (1 -metilpropilo), tert.-butil (1,1-dimetiletilo), n-pentilo o n-hexilo. En especial, alquilo representa metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, o isobutilo.
En el marco de la presente invencion, la expresion alcoxi de cadena recta o ramificada representa preferiblemente alcoxi C1-C6 y de modo particular preferiblemente alcoxi C1-C4. Alcoxi representa en particular metoxi, etoxi, n- propiloxi, isopropiloxi, n-butiloxi, isobutiloxi, sec.-butiloxi, tert.-butiloxi, n-pentiloxi o n-hexiloxi. En especial, alcoxi representa metoxi, etoxi, n-propiloxi, isopropiloxi, o isobutiloxi. En el marco de la invencion, cicloalquilo define un radical cicloalifatico con preferiblemente 3 a 10, de modo particular preferiblemente 5 a 8, atomos de carbono. Son ejemplos de grupos cicloalquilo en particular ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo, cicloheptilo o ciclooctilo. En especial ciclo alquilo representa ciclohexilo.
Dependiendo del tamano del anillo, los grupos cicloalquilo sustituidos pueden exhibir uno o varios (por ejemplo 1, 2, 3, 4 o 5) sustituyentes. Estos son elegidos preferiblemente independientemente uno de otro de entre alquilo C1- C6 y alcoxi C1-C6. Los grupos cicloalquilo portan en el caso de una sustitucion, preferiblemente uno o varios, por ejemplo uno, dos, tres, cuatro o cinco grupos alquilo C1-C6. Son ejemplos de grupos cicloalquilo sustituidos, en particular 2- y 3-metilciclopentilo, 2- y 3-etilciclopentilo, 2-, 3- y 4-metilciclohexilo, 2-, 3- y 4-etilciclohexilo, 2-, 3- y 4-propilciclohexilo, 2-, 3- y 4-isopropilciclohexilo, 2-, 3- y 4-butilciclohexilo y 2-, 3- y 4-isobutilciclohexilo.
En el marco de la presente invencion, la expresion "arilo" comprende radicales hidrocarburo aromaticos de uno o varios nucleos con comunmente 6 a 18, preferiblemente 6 a 14, de modo particular preferiblemente 6 a 10 atomos de carbono. Son ejemplos de arilo en particular fenilo, naftilo, indenilo, fluorenilo, antracenilo, fenantrenilo, naftacenilo, crisenilo, pirenilo, etc., y en especial fenilo o naftilo.
5
10
15
20
25
30
35
40
Dependiendo del numero y tamano de su sistema de anillo, los arilo sustituidos pueden exhibir uno o varios (por ejemplo 1, 2, 3, 4 o 5) sustituyentes. Estos son elegidos preferiblemente independientemente uno de otro de entre alquilo C1-C6 y alcoxi C1-C6. Son ejemplos de radicales arilo sustituidos 2-, 3- y 4-metilfenilo, 2,4-, 2,5-, 3,5- y 2,6- dimetilfenilo, 2,4,6-trimetilfenilo, 2-, 3- y 4-etilfenilo, 2,4-, 2,5-, 3,5- y 2,6-dietilfenilo, 2,4,6-trietilfenilo, 2-, 3- y 4- propilfenilo, 2,4-, 2,5-, 3,5- y 2,6-dipropilfenilo, 2,4,6-tripropilfenilo, 2-, 3- y 4-isopropilfenilo, 2,4-, 2,5-, 3,5- y 2,6- diisopropilfenilo, 2,4,6-triisopropilfenilo, 2-, 3- y 4-butilfenilo, 2,4-, 2,5-, 3,5- y 2,6-dibutilfenilo, 2,4,6-tributilfenilo, 2-, 3- y 4-isobutilfenilo, 2,4-, 2,5-, 3,5- y 2,6-diisobutilfenilo, 2,4,6-triisobutilfenilo, 2-, 3- y 4-sec-butilfenilo, 2,4-, 2,5-, 3,5- y 2,6-di-sec-butilfenilo, 2,4,6-tri-sec-butilfenilo, 2-, 3- y 4-tert.-butilfenilo, 2,4-, 2,5-, 3,5- y 2,6-di-tert.-butilfenil y 2,4,6-tri-tert.-butilfenilo.
Etapa a)
Una de las sustancias de partida para la etapa a) del procedimiento de acuerdo con la invention es 3-metilbut-3- en-1-ol (isoprenol) de la formula (III),
imagen9
(III)
isoprenol es bien accesible segun procedimientos conocidos a partir de isobuteno y formaldehido en toda escala y disponible comercialmente. No se establecen requerimientos particulares para la pureza, calidad o procedimiento de production del isoprenol que se va a usar de acuerdo con la invencion. Puede usarse en la etapa a) del procedimiento de acuerdo con la invencion, en la calidad y pureza comunes en el mercado. Preferiblemente se usa isoprenol que tiene una pureza de 90 % en peso o mas, de modo particular aquel con una pureza de 95 a 100 % en peso y de modo muy particularmente preferido aquel con una pureza de 97 a 99,9 % en peso o aun mas preferiblemente 98 a 99,8 % en peso.
Otra sustancia de partida para la etapa a) del procedimiento de acuerdo con la invencion es un aldehido de la formula (IV) R1-CHO, en la que R1 en la formula (IV) tiene el significado indicado anteriormente.
Preferiblemente R1 representa en los compuestos de la formula (I), (II), (IV), (V.1), (V.2), (V.3) y (VI) alquilo C1-C12 de cadena recta o ramificada.
De modo particular, preferiblemente R1 representa alquilo C1-C6 de cadena recta o ramificada. En otra forma preferida de realization, R1 representa fenilo.
Con ello, por ejemplo, son significados particularmente preferidos de acuerdo con la invencion para el radical R1, metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo, n-pentilo, n-hexilo o n-heptilo, preferiblemente metilo, etilo, n- propilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo, de modo muy particularmente preferido isobutilo (2-metilpropilo).
Los aldehidos de la formula (IV) que van a ser usados preferiblemente son: acetaldehido, valeraldehido, isovaleraldehido, pentanal, hexanal, heptanal, benzaldehido, citral, citronelal. De acuerdo con la invencion, aldehidos muy particularmente preferidos de la formula (IV) que van a ser usados son isovaleraldehido y benzaldehido, en particular isovaleraldehido.
Con ello, en el marco de una forma de realizacion preferida, la presente invencion se refiere a un procedimiento para la produccion y aislamiento de 2-(2-metilpropil)-4-hidroxi-4-metil-tetrahidropirano de la formula (Ia) y de 2-(2- metilpropil)-4-metil-tetrahidropirano de la formula (IIa) (oxido de dihidroroseno)
imagen10
Preferiblemente en la etapa a) se usan el 3-metilbut-3-en-ol (III) y el aldehido (IV) en una relation molar de aproximadamente 1 - 2 a 2 - 1, de modo particular preferiblemente de 0,7 - 1 a 2 - 1, en particular de 1 - 1 a 2 - 1. En una realizacion especial se usan en la etapa a) el 3-metilbut-3-en-ol (III) y el aldehido (IV) en una relacion molar de 1 -1 a 1,5 -1.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
De acuerdo con la invencion, la reaccion en la etapa a) ocurre en presencia de un catalizador acido. En principio, para la reaccion en la etapa a) puede usarse todo catalizador acido, es decir toda sustancia que exhibe acidez de Bronstedt o de Lewis. Son ejemplos de catalizadores adecuados los acidos con protones, como acido clortudrico, acido sulfurico, acido fosforico, acido metanosulfonico, y acido p- toluenosulfonico, compuestos de elementos moleculares acidos, como cloruro de aluminio, trifluoruro de boro, cloruro de zinc, pentafluoruro de fosforo, trifluoruro de arsenico, tetracloruro de estano, tetracloruro de titanio y pentafluoruro de antimonio; solidos oxidos acidos como zeolitas, silicatos, aluminatos, aluminosilicatos, arcillas e intercambiadores ionicos acidos.
Preferiblemente, el catalizador acido en la etapa a) es elegido de entre acido clortudrico, acido sulfurico, acido metanosulfonico, acido p- toluenosulfonico e intercambiadores cationicos acidos fuertes.
En una primera variante, la reaccion ocurre en la etapa a) en presencia de un acido Bronstedt, el cual es elegido preferiblemente de entre acido clortudrico, acido sulfurico, acido metanosulfonico, acido p-toluenosulfonico. Preferiblemente, en esta primera variante en la etapa a) se usa un solvente, el cual es elegido preferiblemente de entre hidrocarburos y mezclas de hidrocarburos. Son por ejemplo solventes adecuados hexano, heptano, ligroina, eter de petroleo, ciclohexano, decalina, tolueno, xileno y mezclas de ellos. En esta primera variante el contenido de agua de la mezcla de reaccion es de maximo 0,25 % en peso, de modo particular preferiblemente maximo 2 % en peso, referido al peso total de la mezcla de reaccion. En el transcurso de la reaccion en la etapa a) puede formarse agua, por ejemplo por la deshidratacion del producto de la formula (I) del procedimiento, como posible reaccion secundaria. Sin embargo, para mantener bajo el contenido de agua, puede separarse por destilacion el agua formada, junto con el solvente usado, separar al menos parcialmente el agua del solvente segun procedimientos comunes y a continuacion retornar el solvente a la etapa a) de reaccion. Preferiblemente, el catalizador se usa en esta primera variante, en una cantidad de 0,05 a 5 % molar, de modo particular preferiblemente de 0,1 a 4 % molar, referida al aldetudo (IV). Preferiblemente la reaccion en la etapa a) ocurre segun esta primera variante a una temperatura en el intervalo de 20 a 120 °C, de modo particularmente preferido 40 a 110 °C.
En una segunda variante, la reaccion en la etapa a) ocurre en presencia de un intercambiador cationico acido fuerte. Al respecto, bajo el concepto de intercambiador cationico acido fuerte se entiende un intercambiador cationico en la forma H+, la cual exhibe grupos acidos fuertes. Los grupos acidos fuertes son por regla general grupos acido sulfonico. Por regla general los grupos acidos estan unidos a una matriz de polfmero, la cual puede ser por ejemplo gelatinosa o bien macroporosa. De modo correspondiente, una forma preferida de realizacion del procedimiento de acuerdo con la invencion se caracteriza porque se usa un intercambiador cationico acido fuerte que exhibe grupos acido sulfonico. En los documentos WO 2010/133473 y WO 2011/154330 se describen intercambiadores cationicos acidos fuertes adecuados, a los cuales se hace aqu referencia en toda extension.
Son adecuados para el uso en la etapa a) los intercambiadores ionicos acidos fuertes (como por ejemplo Amberlyst, Amberlite, Dowex, Lewatit, Purolite, Serdolit), que se basan en poliestireno y que contienen copolfmeros de estireno y divinilbenceno como matrices de soporte con grupos acido sulfonico en forma H+, asf como grupos de intercambio ionico funcionalizados con grupos acido sulfonico (-SO3H). Los intercambiadores ionicos se diferencian en la construccion de su estructura de polfmero, y se diferencian resinas gelatinosas y macroporosas. En una realizacion especial, en la etapa a) se usa una resina de intercambio ionico polimerica perfluorada. Tales resinas son distribuidas por ejemplo bajo la denominacion Nafion ® de la comparua DuPont. Como ejemplo de una resina de intercambio ionico polimerica perfluorada asf, se menciona Nafion ® NR-50.
Para la reaccion en la etapa a), se conocen intercambiadores cationicos acidos fuertes adecuados comercialmente disponibles, por ejemplo bajo los nombres comerciales Lewatit ® (Lanxess), Purolite ® (The Purolite Company), Dowex ® (Dow Chemical Company), Amberlite ® (Rohm and Haas Company), Amberlyst (TM) (Rohm and Haas Company). Son intercambiadores cationico se acidos preferidos: Lewatit ® K 1221, Lewatit ® K 1461, Lewatit ® K 2431, Lewatit ® K 2620, Lewatit ® K 2621, Lewatit ® K 2629, Lewatit ® K 2649, Amberlite ® FPC 22, Amberlite ® FPC 23, Amberlite ® IR 120, Amberlyst (TM) 131, Amberlyst (TM) 15, Amberlyst (TM) 31, Amberlyst (TM) 35, Amberlyst (TM) 36, Amberlyst (TM) 39, Amberlyst (TM) 46, Amberlyst (TM) 70, Purolite ® SGC650, Purolite ® C100H, Purolite ® C150H, Dowex ® 50X8, Serdolit ® rojo y Nation ® NR-50.
Las resinas de intercambio ionico acidas fuertes son regeneradas por regla general con acido clortudrico y/o acido sulfurico.
En una realizacion especial, en la etapa a) reaccionan el 3-metilbut-3-en-ol (III) y el aldehfdo (IV) en presencia de un intercambiador cationico acido fuerte y en presencia de agua. En principio, la mezcla de reaccion en la etapa a) puede contener ya pequenas cantidades de agua, que puede ser liberada por deshidratacion del producto de la formula (I) del procedimiento, como posible reaccion secundaria. Segun una realizacion especial se anade a la mezcla de reaccion, aparte de isoprenol (III) y el aldehfdo de la forma (IV) asf como algo de agua de la reaccion, adicionalmente mas agua.
Comunmente se ejecuta la reaccion del isoprenol (III) con el aldehfdo de la formula (IV) en presencia de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
aproximadamente por lo menos 10 % molar de agua anadida, en la que la cantidad de agua esta referida a la cantidad de la sustancia de partida isoprenol (III) o aldehndo (IV) usada en cada caso en exceso, o, en el caso de reaccion equimolar de ambas sustancias (III) y (IV) de partida, a la cantidad de una de las dos sustancias.
Por encima del valor indicado, puede elegirse libremente la cantidad de agua y esta limitada, si acaso, solo por aspectos tecnicos del procedimiento o economicos y puede usarse absolutamente en mayor exceso, por ejemplo de 10 a 100 veces o tambien por encima de eso. Preferiblemente, se prepara una mezcla de isoprenol (III) y el aldehndo de la formula (IV), preferiblemente isovaleraldehndo, con la cantidad de agua que va a ser agregada, de modo que la cantidad agregada permanece disuelta en la mezcla de isoprenol y el aldehndo, es decir no se presenta ningun sistema de dos fases.
Comunmente, en el marco de esta forma de realizacion del procedimiento de acuerdo con la invencion, las sustancias de partida isoprenol (III) y el aldehndo de la formula (IV) reaccionan en presencia de por lo menos 25 % molar, preferiblemente de por lo menos 50 % molar, aun mas preferiblemente de por lo menos 75 y todavfa mas preferiblemente de por lo menos 90 % molar de agua anadida, en el que la cantidad de agua esta referida a la cantidad de la sustancia de partida isoprenol (III) o aldehndo (IV) usada en cada caso en exceso, o, en el caso de la reaccion equimolar de las dos sustancias (III) y (IV) de partida, a la cantidad de una de las dos sustancias.
Preferiblemente, en el marco de esta forma de realizacion del procedimiento de acuerdo con la invencion, las sustancias de partida isoprenol (III) y el aldehndo de la formula (IV) reaccionan en presencia de hasta aproximadamente 1000 % molar de agua, en la que la cantidad de agua esta referida a la cantidad de sustancia de partida isoprenol (III) o aldehndo (IV) usada en cada caso en exceso, o, en el caso de la reaccion equimolar de las dos sustancias (III) y (IV) de partida, a la cantidad de una de las dos sustancias.
En el marco de una forma preferida de realizacion se ejecuta la reaccion que va a ser desarrollada de acuerdo con la invencion, de modo que ella es realizada en presencia de una cantidad por lo menos equimolar de agua anadida, en la que la cantidad de agua esta referida a la cantidad de sustancia isoprenol (III) o aldehndo (IV) de partida usada en cada caso en exceso, o, en el caso de la reaccion equimolar de las dos sustancias (III) y (IV) de partida, a la cantidad de una de las dos sustancias. En consecuencia, la reaccion de acuerdo con la invencion de isoprenol con el aldehndo elegido de la formula (IV) es ejecutada preferiblemente en presencia de 90 a 250 % molar, de modo particularmente preferido 90 a 230 % molar, aun mas preferido 90 a 200 % molar y con maxima preferencia en presencia de 90 a 180 % molar de agua, en la que la cantidad de agua esta referida a la cantidad de sustancia isoprenol (III) o aldehndo (IV) de partida usada en cada caso en exceso, o, en el caso de la reaccion equimolar de las dos sustancias (III) y (IV) de partida, a la cantidad de una de las dos sustancias.
Para la reaccion de isoprenol (III) con el aldehndo (IV) en la etapa a) pueden ponerse en contacto las mencionadas sustancias de partida y dado el caso el agua anadida, con el intercambiador cationico acido. Preferiblemente se usan isoprenol (III), aldehndo (IV) y dado el caso del agua anadida en forma de una mezcla en la etapa a). Las mencionadas sustancias de partida, es decir isoprenol (III) y el aldehndo (IV) y el agua que va a ser usada en la cantidad anterior, pueden ser puestos en contacto o bien mezcladas en cualquier orden mutuo.
La cantidad de intercambiador cationico acido fuerte en la etapa a) no es cntica y puede ser elegida libremente y dentro de amplios lfmites, considerando aspectos economicos y tecnicos del procedimiento. En consecuencia, la reaccion puede ser ejecutada tanto en presencia de cantidades cataltticas como tambien en presencia de exceso mayor del intercambiador cationico acido fuerte. Comunmente se usa el intercambiador cationico acido fuerte en una cantidad de aproximadamente 5 a aproximadamente 40 % en peso, preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 20 a aproximadamente 40 % en peso y de modo particular preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 20 a aproximadamente 30 % en peso, referida en cada caso a la suma de isoprenol (III) y aldehndo de la formula (IV) usados. Al respecto, los datos se refieren al intercambiador cationico listo para el uso, el cual por regla general es tratado previamente con agua y de modo correspondiente puede comprender cantidades de hasta aproximadamente 70 % en peso, preferiblemente de aproximadamente 30 a aproximadamente 65 % en peso y de modo particular preferiblemente de aproximadamente 40 a aproximadamente 65 % en peso de agua. En particular para la ejecucion discontinua del procedimiento, puede ahorrarse por ello una adicion de agua excesiva en la realizacion del procedimiento de acuerdo con la invencion. Los intercambiadores cationicos acidos fuertes mencionados pueden ser usados en la etapa a) tanto individualmente como tambien en forma de mezclas.
La reaccion en la etapa a) en presencia de un intercambiador cationico acido fuerte puede ser ejecutada segun se elija tambien adicionalmente en presencia de un solvente inerte bajo las condiciones de reaccion. Son solventes adecuados por ejemplo tert-butilmetileter, ciclohexano, decalina, hexano, heptano, ligroina, eter de petroleo, tolueno o xileno. Los mencionados solventes pueden ser usados solos o en forma en mezcla mutua. Preferiblemente, la reaccion en la etapa a) se ejecuta en presencia de un intercambiador cationico acido fuerte sin adicion de un solvente organico.
Preferiblemente, la reaccion en la etapa a) del isoprenol (III) con el aldehndo (IV) elegido, es ejecutada en presencia
5
10
15
20
25
30
de agua y en presencia de un intercambiador cationico acido fuerte a una temperatura en el intervalo de 0 a 70 °C, de modo particular preferiblemente a una temperatura en el intervalo de 10 a 60 °C y en particular a una temperatura en el intervalo de 20 a 50 °C. Al respecto, se trata de la temperatura de la mezcla de reaccion.
La reaccion en la etapa a) puede ser ejecutada de manera continua o discontinua. Al respecto, puede efectuarse por ejemplo la reaccion en el caso discontinuo, de modo que se coloca una mezcla de isoprenol (IN), el aldehfdo (IV), dado el caso agua y dado el caso un solvente organico en un recipiente adecuado y se anade el catalizador acido. Una vez terminada la reaccion, puede separarse entonces el catalizador de la mezcla de reaccion obtenida, mediante procedimientos adecuados de separation. Si como catalizador en la etapa a) se usa una acido Bronstedt, que es elegido preferiblemente de entre acido clorhfdrico, acido sulfurico, acido metanosulfonico, acido p- toluenosulfonico, entonces la separacion del catalizador puede ocurrir por ejemplo mediante destilacion despues del acondicionamiento acuoso u ocurrir directamente por destilacion. Si en la etapa a) se usa como catalizador un intercambiador cationico acido fuerte, entonces la separacion del catalizador puede ocurrir por ejemplo mediante filtration o mediante centrifugation.
En el marco de una forma preferida de realization, la reaccion de isoprenol (III) con el aldehfdo (IV) en la etapa a) es ejecutada de manera continua. Para ello puede por ejemplo prepararse una mezcla con agua de las sustancias de partida isoprenol y aldehfdo de la formula (III) que van a ser usadas y poner en contacto de manera continua esta mezcla con un intercambiador cationico acido fuerte. Para ello puede incorporarse el intercambiador cationico elegido por ejemplo en un reactor de paso adecuado, por ejemplo un reactor con agitation con alimentation y drenaje o un reactor de tubos y descargar en este continuamente las sustancias de partida y el agua y descargar continuamente la mezcla de reaccion. Al respecto, las sustancias de partida y el agua pueden incorporarse al reactor de paso, segun se elija, como componentes individuales o tambien en forma de una mezcla como se describio anteriormente.
La mezcla de reaccion obtenida en la etapa a) del procedimiento de acuerdo con la invention contiene, aparte de los 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en position 2 de la formula (I),
imagen11
por lo menos uno de los compuestos (V.1), (V.2) o (V.3) y por lo menos un compuesto de dioxano (VI)
imagen12
en el que R1 en las formulas (I), (V.1), (V.2), (V.3) y (VI) tiene el significado previamente indicado. Preferiblemente R1 representa isobutilo. Por regla general, la mezcla de reaccion contiene una mezcla de los compuestos (V.1), (V.2) y (V.3).
La mezcla de reaccion obtenida en la etapa a) del procedimiento de acuerdo con la invencion puede obtener por lo menos otro producto secundario, por ejemplo un acetal (VII)
imagen13
en el que R1 tiene el significado previamente indicado. Preferiblemente R1 representa isobutilo.
La mezcla de reaccion obtenida en la etapa a) del procedimiento de reaccion puede contener otros componentes, como 3-metilbut-3-en-1-ol (III) que no reacciono, alde^do (IV) que no reacciono, agua, solvente organico, etc.
Preferiblemente, la mezcla de reaccion obtenida en la etapa a) contiene el 4-hidroxi-4-metiltetrahidropirano 5 sustituido en posicion 2 de la formula (I) en una cantidad de 50 a 90 % en peso, de modo particularmente preferido 60 hasta aproximadamente 80 % en peso, referida al peso total de la mezcla de reaccion.
Preferiblemente la mezcla de reaccion obtenida en la etapa a) contiene los compuestos de las formulas (V.1), (V.2) y (V.3) en una cantidad total de 5 a 20 % en peso, de modo particularmente preferido 5 hasta aproximadamente 15 % en peso, referida al peso total de la mezcla de reaccion.
10 Preferiblemente la mezcla de reaccion obtenida en la etapa a) contiene el compuesto de dioxano de la formula (VI) en una cantidad total de 5 a 20 % en peso, de modo particular preferiblemente 5 hasta aproximadamente 15 % en peso, referida al peso total de la mezcla de reaccion.
En una composition tfpica, la mezcla de reaccion obtenida en la etapa a) contiene los siguientes compuestos, referidos en cada caso al peso total de la mezcla de reaccion:
15 Isovaleraldehfdo: 0 - 5 % en peso,
isoprenol: 0 - 10 % en peso,
isomeros de dihidropirano (V.a - c): 5 - 15 % en peso,
1,3-dioxano (VI): 5 - 15 % en peso, acetal (VII): 0 - 5 % en peso,
20 trans-(I): 15 - 22 % en peso, cis-(I): 45 - 65 % en peso, agua: 2 -10 % en peso.
Preferiblemente la mezcla de reaccion obtenida en la etapa a) contiene los 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 de la formula (I) en forma de mezclas de los diastereoisomeros cis de la formula cis-(I) y 25 los diastereoisomeros trans de la formula trans-(I)
imagen14
en las que la relation de diastereoisomeros del diastereoisomero cis-(I) al diastereoisomero trans-(I) es de 65 - 35 a 95 - 5, de modo particular preferiblemente 70 - 30 a 85 - 15 y R1 tiene nuevamente los significados indicados anteriormente.
30 Preferiblemente la mezcla de reaccion obtenida en la etapa a) contiene 2-isobutil-4-hidroxi-4-metil-tetrahidropirano en forma de mezcla de los diastereoisomeros cis de la formula cis-(I.a) y los diastereoisomeros trans de la formula trans-(I.a)
imagen15
en las que la relacion de diastereoisomeros de los diastereoisomero cis-(I.a) a diastereoisomeros trans-(I.a) es 35 preferiblemente 65 - 35 a 95 - 5, de modo particular preferiblemente 70 - 30 a 85 -15.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Debido a sus propiedades particulares de olor, tales mezclas son adecuadas en medida particular para el uso como sustancias qmmicas odonferas, por ejemplo como componentes con lirio de los valles para producir composiciones olorosas.
Etapa b)
El producto de reaccion de la etapa a) usado para la separacion en la etapa b) contiene, referido al peso total, normalmente 45 a 65 % en peso de los diastereoisomeros cis-(I), 15 a 22 % en peso de los diastereoisomeros trans-(I), 10 a 30 % en peso de compuestos que tienen un punto de ebullicion inferior al de los compuestos (I), 1 a 3 % en peso de compuestos que tienen un punto de ebullicion superior al de los compuestos (I). El producto de reaccion de la etapa a) es preferiblemente esencialmente libre de compuestos, que exhiben un punto de ebullicion cercano al de los compuestos (I) estereoisomericos. Esencialmente libre de compuestos que exhiben un punto de ebullicion cercano al de los compuestos (I) estereoisomericos, significa en el marco de la invencion, que el producto de reaccion de la etapa a) contiene maximo 1 % en peso, de modo particular preferiblemente maximo 0,5 % en peso, en particular maximo 0,1 % en peso de compuestos que exhiben un punto de ebullicion cercano al de los compuestos (I) estereoisomericos.
Preferiblemente, el producto de reaccion de la etapa a) usado para separacion en la etapa b) contiene 45 a 65 % en peso de los diastereoisomeros cis de 2-isobutil-4-hidroxi-4-metil-tetrahidropirano de la formula cis-(I.a), 15 a 20 % en peso de los diastereoisomeros trans de la formula trans-(I.a), 10 a 25 % en peso de compuestos con punto de ebullicion inferior al de los compuestos (I), 1 a 3 % en peso de compuestos que tienen punto de ebullicion superior de los compuestos (I).
Preferiblemente, la mezcla de reaccion de la etapa a) es sometida en la etapa b) del procedimiento de acuerdo con la invencion, a una separacion por destilacion. Los dispositivos adecuados para la separacion por destilacion comprenden columnas de destilacion, como columnas de fondos que pueden estar provistas de campanas, placas de criba, fondos de criba, empaquetados, cuerpos de relleno, valvulas, salidas laterales, etc., evaporadores, como evaporadores de capa delgada, evaporadores de pelfcula descendente, evaporadores de circulacion forzada, evaporador de Sambay, etc. y combinaciones de ellos.
Las columnas de destilacion pueden exhibir accesorios eficaces para la separacion, que son elegidos preferiblemente de entre fondos de separacion, empaquetamientos ordenados, por ejemplo empaquetamientos de laminas o tejidos, como Sulzer Mellapak®, Sulzer BX, Montz B1 o Montz A3 o Kuhni Rombopak, o rellenos aleatorios de cuerpos de relleno, como por ejemplo anillos Dixon, anillos Raschig, anillos de alto flujo o superanillos Raschig. De modo particular se han probado empaquetamientos ordenados, preferiblemente empaquetamientos de laminas o tejidos, con una superficie espedfica de 100 a 750 m2/m3, en particular 250 a 500 m2/m3. Ellos ofrecen elevado desempeno de separacion con bajas perdidas de presion.
Preferiblemente para el fraccionamiento en la etapa b) se usa un dispositivo, que comprende
-una columna de alimentacion con una parte de rectificacion ubicada por encima de la posicion de alimentacion y una parte de separacion ubicada debajo de la posicion de alimentacion,
-una columna superior de combinacion que se comunica con el extremo superior de la parte de rectificacion y una columna de combinacion inferior que se comunica con el extremo inferior de la parte de separacion, y
-una columna de separacion que se comunica con la columna superior de combinacion y la columna inferior de combinacion.
Preferiblemente el fraccionamiento en la etapa b), ocurre mediante
i) introduccion del producto de reaccion de la etapa a) en una columna de alimentacion con parte de rectificacion ubicada por encima de la posicion de alimentacion y una parte de separacion ubicada por debajo de la posicion de alimentacion,
ii) provision de una columna superior de combinacion que se comunica con el extremo superior de la parte de rectificacion con condensador en el extremo superior de la columna y una columna inferior de combinacion que se comunica con el extremo inferior de la parte de separacion, con calentador en el extremo inferior de la columna,
iii) provision de una columna de separacion que se comunica con la columna superior de combinacion y la columna inferior de combinacion, la cual exhibe por lo menos una descarga lateral,
iv) extraccion de la columna de separacion en la cabeza o en la zona superior, de compuestos que entran en ebullicion mas facilmente que los 4-hidroxi-4-metiltetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 (I), extraccion como por lo menos una descarga lateral de al menos una parte de los 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en
5
10
15
20
25
30
35
40
45
posicion 2 (I) y extraccion en el fondo o en la zona inferior de la columna inferior de combinacion de los 4-hidroxi-4- metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 (I), los cuales no son extrafdos como descarga lateral y extraccion de los compuestos que tienen punto de ebullicion mas alto que los 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 (I).
En una forma preferida de realizacion, la descarga tomada de la columna de separacion en la cabeza o en la zona superior, contiene:
- al menos una parte o la cantidad total de los compuestos (V.1), (V.2) y (V.3) presentes en el producto de reaccion de la etapa a),
- al menos una parte o la cantidad total del compuesto de dioxano (VI) presente en el producto de reaccion de la etapa a),
- en caso de estar presente, 3-metilbut-3-en-1-ol de la formula (III) que no reacciono,
-en caso de estar presente, aldehndo (IV) que no reacciono,
-pequenas cantidades o nada de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos (I),
- agua.
En una forma de realizacion particularmente preferida, para la reaccion en la etapa a) se usan 3-metilbut-3-en-1-ol de la formula (III) e isovaleraldehndo (IV). Entonces la descarga tomada en la cabeza o en la parte superior de la columna de separacion contiene:
- al menos al menos una parte o la cantidad total de los compuestos (V.1), (V.2) y (V.3) presentes en el producto de reaccion de la etapa a) en los que R1 representa isobutilo,
- al menos una parte de la cantidad total del compuesto de dioxano (VI) presente en el producto de reaccion de la etapa a), en el que R1 representa isobutilo,
- en caso de estar presente, 3-metilbut-3-en-1-ol de la formula (III) que no reacciono,
- en caso de estar presente, isovaleraldehndo (IV) que no reacciono,
- pequenas cantidades o nada de 2-(2-metilpropil)-4-hidroxi-4-metil-tetrahidropirano de la formula (la),
- agua.
El producto de cabeza asf obtenido puede ser sometido a una separacion de fases, para la separacion de la mayor cantidad de agua. Si se prescinde de tal separacion de fases, por regla general puede usarse el producto de cabeza asf obtenido sin otro procesamiento, para la hidrogenacion en la etapa c). En caso de desearse, puede someterse el producto de cabeza a otro procesamiento para la separacion de por lo menos una parte de los compuestos diferentes a los compuestos (V.1), (V.2), (V.3) y (VI). Para ello puede someterse el producto de cabeza, por ejemplo, a otra separacion por destilacion.
En una forma preferida de realizacion, se retira de la columna de separacion una corriente lateral o se retiran de la columna de separacion dos corrientes laterales. En una realizacion especial, se retira de la columna de separacion solo una corriente lateral.
Si en la etapa b) se tomaron varias descargas, que contienen 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 (I), por ejemplo dos descargas laterales diferentes o una descarga lateral y una descarga de fondo, entonces estas se diferencian por regla general respecto a la composicion de estereoisomeros. Con ello tiene exito el aislamiento de una fraccion enriquecida en diastereoisomeros cis y una fraccion enriquecida en diastereoisomeros trans, respecto al producto de reaccion de la etapa a). Por desempeno suficiente de separacion del dispositivo de destilacion usado puede, en caso de desearse, obtenerse al menos uno de los diastereoisomeros en forma pura.
La columna de alimentacion, la columna de descarga, columna superior de combinacion y columna inferior de combinacion pueden ser elementos constituyentes discretos o estar formados como seccion o camara de una columna de destilacion, que combina las diferentes funciones. La expresion "columnas que se comunican" significa que entre ellas ocurre un intercambio tanto de vapor de escape que asciende como tambien de condensado que escurre.
En una forma preferida de realizacion del procedimiento de acuerdo con la invencion, la separacion por destilacion
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
ocurre en la etapa b) en una disposicion de columnas de destilacion, que comprenden una columna de tabique de separacion o una interconexion de por lo menos dos columnas de destilacion convencionales acopladas termicamente.
Las columna de tabique de separacion son columnas de destilacion especiales con por lo menos una posicion de alimentacion y por lo menos tres posiciones de sustraccion, en las cuales entre el evaporador y el condensador se encuentra la denominada zona de rectificacion, en la cual una parte del condensado formado en el condensador se mueve hacia abajo en forma lfquida como retorno en contracorriente al vapor que sube desde el dispositivo de evaporacion, y el cual en una zona parcial de la columna debajo y/o encima de la posicion de alimentacion contiene por lo menos un dispositivo de separacion (tabique de separacion) que actua en direccion longitudinal para impedir una mezcla cruzada de corriente de lfquido y/o de vapor de escape (corriente de vapor) y que con ello hace posible una separacion por destilacion de mezclas de sustancias. El principio basico de las columnas de tabique de separacion es conocido desde hace tiempo y esta descrito por ejemplo en el documento de EEUU 2.471.134, en el documento EP-A-0 122 367 o en G. Kaibel, Chem. Eng. Technol. vol. 10, 1987, paginas 92 a 98.
La construccion basica general de una columna de tabique de separacion comprende por lo menos una posicion lateral de alimentacion sobre un lado del tabique de separacion y por lo menos tres posiciones de sustraccion, de las cuales por lo menos una se ubica al otro lado del tabique de separacion. Puesto que con este tipo de construccion en la zona del tabique de separacion se impide una mezcla cruzada de corriente de lfquido y/o escape, es posible obtener el producto lateral forma pura. Mediante ello se reduce en la separacion de mezclas de varias sustancias en general el numero total de columnas de destilacion requeridas. Ademas, por el uso de columnas de tabique de separacion pueden economizarse costos de inversion asf como energfa, respecto a una conexion en serie sencilla de dos columnas convencionales de destilacion (vease M. Knott, Process Engineering, vol. 2, febrero de 1993, paginas 33 a 34).
En el sentido de la invencion, como columnas convencionales de destilacion se denominan todas las columnas de destilacion que no contienen tabique de separacion. Por columnas de destilacion convencionales acopladas termicamente se intercambian de manera redproca masas y corrientes de energfa. Con ello, es posible un claro ahorro de energfa respecto a una conexion en serie sencilla de columnas convencionales de destilacion. Como alternativa a la columna de tabique de separacion se prefiere una interconexion de dos columnas de destilacion acopladas termicamente. Por ejemplo, en G. Kaibel et al., Chem.-Ing.-Tech., vol. 61, 1989, paginas 16 a 25 y G. Kaibel et al., Gas Separation & Purification, vol. 4, junio de 1990, paginas 109 a 114, se da una revision de diferentes arreglos.
En una primera forma preferida de realizacion se usa para la destilacion una columna de destilacion con una columna previa acoplada termicamente, es decir la columna de descarga, la columna superior de combinacion y la columna inferior de combinacion estan formadas como columnas de destilacion en una pieza, y la columna de destilacion esta formada como columna previa a la columna de destilacion. En una segunda forma preferida de realizacion se usa una columna de destilacion con una columna posterior acoplada termicamente, es decir la columna de alimentacion, la columna superior de combinacion y la columna inferior de combinacion estan formadas como columnas de destilacion en una pieza y la columna de descarga esta construida como columna posterior a la columna de destilacion. Se conocen columnas de destilacion conmutadas con columnas auxiliares y son descritas por ejemplo en Chem. Eng. Res. Des., Part A: Trans IChemE, marzo de 1992, paginas 118-132, "The design and optimisation of fully thermally coupled distillation columns".
Ha probado ser conveniente eliminar del producto de reaccion de la etapa a), antes de la introduccion en la columna de alimentacion, al menos una parte de los compuestos que tienen un menor punto de ebullicion que los 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 (I). Por ello, en una forma especial de realizacion se usa para la separacion por destilacion del producto de reaccion de la etapa a) una disposicion de columnas de destilacion, que comprende una columna de destilacion convencional preconectada y una columna de separacion por tabique postconectada o una interconexion de dos columnas de destilacion convencionales acopladas termicamente, postconectada.
Preferiblemente para la separacion por destilacion en la etapa b)
b1) se somete la mezcla de reaccion de la etapa a) primero a una separacion en una columna de destilacion convencional, en la que se obtiene un primer producto de cabeza que esta enriquecido en los compuestos (V.1), (V.2) y (V.3) y el compuesto de dioxano (VI) y esencialmente no contiene compuestos de la formula general (I), y se obtiene un primer producto en fondo, el cual esta empobrecido en los compuestos (V.1), (V.2) y (V.3) y el compuesto de dioxano (VI) y contiene la mayona de los compuestos de la formula general (I),
b2) se somete el primer producto de fondo de la etapa b1) a una separacion en una columna de tabique de separacion o en una interconexion de dos columnas de destilacion convencionales acopladas termicamente, en la que se obtiene un segundo producto de cabeza, el cual contiene los compuestos (V.1), (V.2), (V.3) y (VI) no
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
presentes en el primer producto de cabeza asf como dado el caso pequenas cantidades de los compuestos de la formula general (I), se obtiene una corriente lateral la cual consiste esencialmente en compuesto de la formula general (I) y se obtiene un segundo producto de fondo, el cual contiene los compuestos de la formula general (I) que no estan presentes en el producto de cabeza ni la corriente lateral.
Preferiblemente en la forma de realizacion mencionada anteriormente, en los compuestos de las formulas (I), (V.1), (V.2), (V.3) y (VI) R1 representa tambien isobutilo.
La expresion segun la que el primer producto de cabeza no contiene esencialmente compuestos de la formula general (I) significa que la cantidad de compuestos de la formula general (I) en el primer producto de cabeza, es de maximo 5 % en peso, de modo particular preferiblemente maximo 2 % en peso, en particular maximo 1 % en peso, en especial maximo 0,1 % en peso, referida al peso total del primer producto de cabeza. En una realizacion especial, el primer producto de cabeza no contiene compuestos de la formula general (I).
El segundo producto de cabeza puede contener por ejemplo 0,1 a 25 % en peso, de modo particularmente preferido 0,2 a 20 % en peso, en particular 0,3 a 15 % en peso, en especial 0,5 a 10 % en peso, de compuestos de la formula general (I), referido al peso total del segundo producto de cabeza.
En una realizacion especial, la corriente lateral consiste solo en compuestos de la formula general (I).
En una realizacion especial, el segundo producto de fondo consiste solo en compuestos de la formula general (I). De modo alternativo, el segundo producto de fondo puede contener compuestos que tienen punto de ebullicion mas alto que los compuestos de la formula general (I).
Preferiblemente, segun esta forma de realizacion se usa el primer producto de cabeza (en particular la fase organica empobrecida en agua del primer producto de cabeza) y/o el segundo producto de cabeza, para la hidrogenacion en la etapa c). A respecto, no es cntico cuando el segundo producto de cabeza contiene aun pequenas cantidades de los compuestos de la formula general (I), puesto que por regla general estos pasan sin modificacion en la hidrogenacion en la etapa c) y a continuacion, en caso de desearse, puede ser separados y valorizados.
Por regla general, en esta forma de realizacion se diferencian el producto lateral y el segundo producto de fondo, respecto a la cantidad de estereoisomeros de los compuestos de la formula (I).
Etapa c)
La hidrogenacion de los compuestos (V.1), (V.2) y (V.3) hasta dar los correspondientes 4-metiltetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 (II) puede ser ejecutada de manera convencional con catalizadores de hidrogenacion del estado de la tecnica.
La hidrogenacion puede ocurrir por via catalttica bien sea en fase gaseosa o fase lfquida. Preferiblemente se ejecuta la hidrogenacion en la etapa c) del procedimiento de acuerdo con la invencion, en fase lfquida en presencia de un catalizador heterogeneo de hidrogenacion y un gas que contiene hidrogeno.
Como catalizadores de hidrogenacion entran en consideracion en principio todos los catalizadores homogeneos y heterogeneos adecuados para la hidrogenacion de compuestos organicos insaturados. Entre ellos se cuentan por ejemplo metales, oxidos de metales, compuestos metalicos o mezclas de ellos. Los catalizadores de hidrogenacion adecuados contienen preferiblemente por lo menos un metal de transicion, preferiblemente de los grupos secundarios I y VI a VIII del Sistema Periodico de Elementos. Entre ellos se cuentan preferiblemente Cu, Cr, Mo, Mn, Re, W, Fe, Rh, Co, Ni, Pd, Pt, Ru, Zn o sus mezclas.
Los catalizadores pueden consistir solo en los componentes activos, o los componentes activos pueden estar depositados sobre soportes. Como materiales de soporte son adecuados por ejemplo AhO3, SiO2, ZrO2, TiO2, carbon activado, ZnO, BaO y MgO o mezclas de ellos.
Para elevar la actividad catalttica pueden usarse Fe, Co y preferiblemente Ni, tambien en forma de los catalizadores Raney o como esponja metalica con una superficie muy grande.
Preferiblemente, para la hidrogenacion en la etapa c) del procedimiento de acuerdo con la invencion se usa paladio sobre carbon o platino sobre carbon. Ademas, puede usarse de manera ventajosa mquel-Raney o cobalto-Raney.
Otros catalizadores adecuados contienen por ejemplo 80 a 100 % en peso de mquel y/o cobalto y hasta 20 % de metales que activan como cobre y/o cromo. De modo particularmente ventajoso se usan tales catalizadores como catalizadores de soporte. El contenido de metales catalfticamente activos en tales catalizadores de soporte es por regla general de 5 a 80 % en peso, referido a la suma de metales catalfticamente activos y soporte.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Los catalizadores pueden ser usados para la hidrogenacion en la etapa c) como cuerpos moldeados. Los ejemplos comprenden productos de extrusion de catalizador, como cuerdas, cuerdas acanaladas y otras formas de extrusion, catalizadores de concha, comprimidos, anillos, esferas, gravilla, etc.
Preferiblemente, la hidrogenacion en la etapa c) es ejecutada a una temperatura de 20 a 200 °C, preferiblemente 40 a 150 °C, en particular 50 a 120 °C.
En tanto la reaccion sea ejecutada en fase gaseosa, se han establecido presiones de 1 a 100 bar, preferiblemente 1,1 a 50 bar.
En tanto la reaccion sea ejecutada en fase lfquida, la presion esta preferiblemente en un intervalo de 2 a 500 bar, de modo particular preferiblemente de 3 a 300 bar, en particular de 4 a 250 bar, en especial de 5 a 200 bar.
La hidrogenacion en la etapa c) puede ser realizada en un reactor o varios reactores conectados consecutivamente. La hidrogenacion puede ocurrir de manera discontinua o continua. Para la hidrogenacion discontinua puede usarse por ejemplo un recipiente a presion. Son por ejemplo recipientes adecuados a presion autoclaves, que estan equipados con un dispositivo para el calentamiento y la agitacion del contenido del reactor. Preferiblemente la hidrogenacion ocurre en fase lfquida sobre un lecho solido, preferiblemente en modo de operacion de fondo o de escurrimiento o en forma de una catalisis en suspension.
La hidrogenacion puede ocurrir con o sin adicion de un solvente. Como solventes entran en consideracion por ejemplo alcoholes, eteres, hidrocarburos, como por ejemplo metanol, etanol, isopropanol, dioxano, tetrahidrofurano, n-pentano, hexano, ciclohexano, tolueno, etc.. Preferiblemente, la hidrogenacion en la etapa c) ocurre sin adicion de un solvente.
Para la hidrogenacion en la etapa c) puede ponerse en contacto la fraccion que contiene por lo menos uno de los compuestos (V.1), (V.2) o (V.3) y por lo menos un compuesto de dioxano (VI), con un gas que contiene hidrogeno y un catalizador de hidrogenacion. Los gases que contienen hidrogeno adecuados son elegidos de entre hidrogeno y mezclas de hidrogeno con por lo menos un gas inerte. Son gases inertes adecuados por ejemplo nitrogeno o argon. Preferiblemente, para la hidrogenacion en la etapa c) se usa hidrogeno en forma no diluida, comunmente en una pureza de aproximadamente 99,9 % en volumen.
Mediante la hidrogenacion en la etapa c) se transforman los compuestos (V.1), (V.2) y (V.3) presentes en la mezcla de partida, en 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 (II). Preferiblemente, la mezcla de partida usada para la hidrogenacion contiene compuestos de las formulas (V.1), (V.2) y (V.3), en las que el radical R1 representa isobutilo. Entonces, mediante la hidrogenacion en la etapa c) se transforman los compuestos (V.1), (V.2) y (V.3) presentes en la mezcla de partida en 2-isobutil-4-metil-tetrahidropirano (II) (oxido de dihidroroseno).
Preferiblemente en la etapa c) se obtiene un producto de hidrogenacion, en el que la relacion de diastereoisomeros del diastereoisomero cis del 4-metil-tetrahidropirano sustituido en posicion 2 (II) al diastereoisomero trans esta en un intervalo de 60 - 40 a 95 - 5, preferiblemente de 65 - 35 a 90 - 10. De modo particular preferiblemente en la etapa c) se obtiene un producto de hidrogenacion, en el que la relacion de diastereoisomeros del diastereoisomero cis del 2-isobutil-4-metil-tetrahidropirano (II) al diastereoisomero trans esta en un intervalo de 60 - 40 a 95 - 5, preferiblemente de 65 - 35 a 90 -10.
Debido a sus propiedades particulares de olor, tales mezclas son adecuadas en medida particular para el uso como sustancias qmmicas odonferas, por ejemplo como componentes con caracter de aroma tipo rosas, para la produccion de composiciones olorosas.
Etapa d)
A partir del producto de hidrogenacion obtenido en la etapa c), puede aislarse en principio segun procedimientos comunes de purificacion conocidos por los expertos, una fraccion enriquecida en 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 (II) y una fraccion enriquecida en el por lo menos un compuesto de dioxano (VI).
Preferiblemente, el producto de hidrogenacion obtenido en la etapa c) es sometido a una separacion por destilacion. Los dispositivos adecuados para la separacion por destilacion comprenden columnas de destilacion, como columnas de fondos que pueden estar provistas de campanas, placas de criba, fondos de criba, empaquetados, cuerpos de relleno, valvulas, salidas laterales, etc., evaporadores, como evaporadores de capa delgada, evaporadores de pelroula descendente, evaporadores de circulacion forzada, evaporador de Sambay, etc. y combinaciones de ellos
Preferiblemente el producto de hidrogenacion obtenido en la etapa c) es sometido en la etapa d) a una separacion por destilacion en por lo menos una columna de destilacion, que esta dotada con accesorios eficaces para la separacion.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Preferiblemente en la etapa d), del producto de hidrogenacion obtenido en la etapa c) se aisla una fraccion enriquecida en 4-metiltetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 (II), en la que la relacion de diastereoisomero del diastereoisomero cis al diastereoisomero trans esta en un intervalo de 60 - 40 a 100 - 0, preferiblemente de 65 - 35 a 90 - 10.
De modo particularmente preferido en la etapa d), del producto de hidrogenacion obtenido en la etapa c) se aisla una fraccion enriquecida en 2-isobutil-4-metil-tetrahidropirano (II), en la que la relacion de diastereoisomeros del diastereoisomero cis al diastereoisomero trans esta en un intervalo de 60 - 40 a 100 - 0, preferiblemente de 65 - 35 a 90 - 10.
Preferiblemente en la etapa d), del producto de hidrogenacion obtenido en la etapa c) se aisla una fraccion enriquecida en 4-metiltetrahidropiranos sustituido en posicion 2 (II), la cual exhibe un contenido de compuestos de dioxano de la formula general (VI)
imagen16
(VI)
en la que R1 tiene los significados previamente indicados y en particular representa isobutilo,
de maximo 2 % en peso, de modo particular preferiblemente de maximo 1 % en peso, de modo muy particularmente preferido de maximo 0,1 % en peso.
Las composiciones de acuerdo con la invention y las composiciones obtenidas segun el procedimiento de acuerdo con la invencion, son adecuadas de modo particularmente ventajoso como sustancias odoriferas o para la preparation de una sustancia odorifera.
Las composiciones de acuerdo con la invencion pueden ser diluidas para el uso como sustancias odoriferas, con por lo menos un solvente corriente en estos campos de aplicacion. A modo de ejemplo se mencionan como solventes: etanol, dipropilenglicol o sus eteres, ftalatos, propilenglicoles, o carbonatos de dioles, preferiblemente etanol. Tambien es adecuada del agua como solvente para la dilution de las composiciones de sustancias odoriferas de acuerdo con la invencion y puede ser usada de manera ventajosa junto con emulsificantes adecuados.
Debido a la similitud qmmica y estructural de los componentes, las sustancias odoriferas producidas segun el procedimiento de acuerdo con la invencion exhiben una elevada estabilidad y durabilidad. Las mezclas de isomeros de 2-(2-metilpropil)-4-hidroxi-4-metil-tetrahidropirano de la formula (la) obtenibles segun el procedimiento de acuerdo con la invencion, se distinguen por un agradable olor a lirio de los valles. Las mezclas de isomeros de 2-(2-metilpropil)-4-metil-tetrahidropirano de la formula (IIa) (oxido de dihidroroseno) obtenibles segun el procedimiento de acuerdo con la invencion se distinguen por un agradable caracter de tipo rosas.
Las sustancias odoriferas obtenidas segun el procedimiento de acuerdo con la invencion son adecuadas para la incorporation en composiciones cosmeticas asi como en bienes de uso y consumo o bien medios como se describen en detalle a continuation, en los que las sustancias odoriferas pueden ser incorporadas en los bienes mencionados o tambien ser aplicadas como tales. Al respecto, se entiende por una cantidad organolepticamente eficaz como en el marco de la totalidad la presente invencion, en particular una cantidad tal que es suficiente por aplicacion apropiada, para provocar en el usuario o bien consumidor una perception de aroma.
Como composiciones cosmeticas son adecuadas todas las composiciones cosmeticas corrientes. Al respecto, se trata preferiblemente de un perfume, agua de bano, desodorantes, jabones, geles para ducha, geles para bano, cremas, lociones, agentes protectores contra el sol, composiciones para la limpieza y cuidado del cabello, como champu para el cabello, enjuague, gel para el cabello, fijadores para el cabello en forma de liquidos o espumas y otros agentes para el cuidado y limpieza para el cabello, composiciones para el uso decorativo en el cuerpo humano, como lapices cosmeticos, por ejemplo lapices labiales, lapices para el cuidado labial, lapices correctores (ocultador), rubor para mejillas (colorete), lapices de sombra de ojos, delineadores de labios, delineadores de ojos, lapices para cejas, lapices correctores, lapices protectores contra el sol, lapices contra el acne y productos comparables asi como esmalte para unas y otros productos para el cuidado de las unas.
Las sustancias odoriferas obtenidas segun el procedimiento de acuerdo con la invencion son adecuadas en especial para algun uso en perfumes, por ejemplo, agua de bano, geles para ducha, geles para el bano y
5
10
15
20
25
30
35
40
desodorantes para el cuerpo.
Ellas son adecuadas ademas para dar aroma en bienes de uso y consumo, en las cuales se incorporan o bien sobre las cuales se aplican y les imparten mediante ello una agradable nota verde fresca. Son ejemplos de bienes de uso y consumo: desodorantes del aire de habitaciones (cuidado del aire), agentes de limpieza o agentes de cuidado para textiles (en especial detergentes, suavizante de telas), agentes para el tratamiento de textiles como por ejemplo agentes auxiliares para planchado, productos de limpieza, detergentes, agentes para el cuidado para tratamiento de superficies, por ejemplo de muebles, pisos, instalaciones de cocina, cristalerfa y ventanas asf como pantallas, decolorantes, piedra para cuidado higienico, agentes para la descalcificacion, fertilizantes, materiales de construction, agentes para eliminar el moho, desinfectantes, productos para el cuidado de automoviles o bien vehfculos y similares.
Los siguientes ejemplos sirven para aclarar la invention, sin limitarla de ningun modo.
Ejemplos
Los analisis por cromatograffa de gases fueron ejecutados segun los siguientes procedimientos:
Columna: DB WAX 30 m x 0,32 mm;
FD 0,25 pm;
Temperatura del inyector: 200 °C; temperatura del receptor 280 °C;
Programa de temperatura:
Temperatura inicial: 50 °C, con 3 °C/min a 170 °C, con 20 °C/min a 230 °C, 7 min isoterma;
Tiempos de retention:
Isovaleraldehfdo tR = 3,7 min Oxido de cis-dihidroroseno tR = 8,4 min Oxido de trans-dihidroroseno tR = 9,6 min 4,4-dimetil-2-isobutil-1,3-dioxan tR = 11,9 min
Las concentraciones (% en peso) de productos crudos obtenidos fueron determinadas por analisis de GC con estandar interno.
Ejemplo 1: (hidrogenacion de los dihidropiranos V.1a - V.1 c isomericos)
imagen17
Se coloco una mezcla de los dihidropiranos V.1a a V.1 c isomericos (100 g, 0,65 mol) a temperatura ambiente en un autoclave (cantidad maxima de llenado 180 ml) y se le transfirio paladio sobre carbon (5,8 % de Pd, 50 % de humedad con agua). Despues del cierre del autoclave se purgo este tres veces con nitrogeno (20 bar), se elevo la presion con hidrogeno hasta 100 bar, se conecto el agitador (700 rpm) y se calento el autoclave a 120 °C. A 120 °C se llevo la presion a 200 bar de hidrogeno y a esta presion se agito por otras 15 horas. Despues de enfriar a temperatura ambiente y liberar la presion se filtro la carga a traves de un filtro de embudo (Por4 = diametro nominal de los poros 10 - 16 pm). Se obtuvo el producto crudo (92 g) con la siguiente composition: oxido de cis- dihidroroseno: 73,4 GC % superficie (tR = 8,7 min); oxido de trans-dihidroroseno: 24,1 GC % superficie (tR = 9,9 min). Despues de subsiguiente purification por destilacion en una columna de 40 cm de longitud con relleno (anillos metalicos de Raschig) y una presion de 31 mbar se obtuvo el producto a una temperatura de transition de 73 a 74 °C con una pureza de 99,7 GC % superficie y una relation de isomeros de oxido de cis-dihidroroseno: oxido de trans-dihidroroseno = 3/1.
Ejemplo 2:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Reacciono una mezcla de isovaleraldehndo (112,5 g, 1,31 mol), isoprenol (125 g, 1,45 mol) y 12,5 g de agua en presencia de 50 g del intercambiador cationico acido fuerte Amberlyst ® 131, como se describe en el Ejemplo 1 del documento WO 2011/154330. Se sometio la mezcla de reaccion obtenida a una separacion por destilacion en una disposicion de una columna convencional de destilacion y una columna de tabique de separacion.
Se coloco la mezcla (total = 150 g, sustraccion de cabeza representativa de la columna de tabique de separacion) de isovaleraldehndo (0,4 %), isoprenol (0,8 %), de los dihidropiranos V.1a a V.1 c isomericos (43,2 %), 4,4-dimetil- 2-isobutil-1,3-dioxano (42,0 %), isoprenileter de piranol (1,9 %) y los piranoles cis-(I.a) y trans-(I.a) isomericos (7,5 %) en un autoclave (llenado maximo 180 ml) y se le transfirio paladio sobre carbon (5,8 % de Pd, 50 % de humedad de agua). Despues del cierre del autoclave se purgo este tres veces con nitrogeno (20 bar), con hidrogeno se llevo la presion hasta 150 bar, se conecto el agitador (700 rpm) y se calento el autoclave a 120 °C. A 120 °C se llevo la presion 200 bar con hidrogeno y a esta presion se agito por otras 15 horas. Despues de enfriar a temperatura ambiente y liberar la presion hasta 0 bar se filtro la carga sobre un filtro de embudo (Por4 = diametro nominal de los poros 10 - 16 pm). Se obtuvo el producto crudo (140 g) con la siguiente composicion: isovaleraldehndo: 0,4 GC % superficie (tR = 3,7 min); oxido de cis-dihidroroseno: 37,6 GC % superficie (tR = 8,4 min); oxido de trans-dihidroroseno: 10,3 GC % superficie (tR = 9,6 min); dioxano: 36,9 GC % superficie (tR = 11,9 min); IMTP: 3,1 GC % superficie (tR = 27,0 min); piranol: 7,1 GC % superficie (tR = 28,2 min). Despues de subsiguiente purificacion por destilacion en una columna de 85 cm longitud con relleno (anillos metalicos de Raschig) y una presion de 20 mbar se obtuvo el producto de cabeza a una temperatura de transicion de 48 °C con la siguiente composicion: oxido de cis-dihidroroseno 1: 91,0 GC % superficie (tR = 8,4 min); oxido de trans- dihidroroseno 2: 7,1 GC % superficie (tR = 9,6 min); dioxano: 0,6 GC % superficie (tR= 11,9 min); 2-metil-2,4- butandiol 0,5 GC % superficie (tR = 26,8 min).
Ejemplo 3:
Reacciono una mezcla de isovaleraldehndo (112,5 g, 1,31 mol), isoprenol (125 g, 1,45 mol) y 12,5 g de agua en presencia de 50 g del intercambiador cationico acido fuerte Amberlyst ® 131 como se describe en el Ejemplo 1 del documento WO 2011/154330. Se sometio la mezcla de reaccion obtenida a una separacion en una disposicion de una columna convencional de destilacion y una columna de tabique de separacion.
Se coloco en un autoclave (llenado maximo 180 ml) una mezcla de la sustraccion de cabeza de la columna mencionada anteriormente (cantidad total de la mezcla: 100 g) de isovaleraldehndo (12,1 %), isoprenol (10,7 %), los dihidropiranos V.1a - V.1c isomericos (50,3 %), 4,4-dimetil-2-isobutil-1,3-dioxano (20,8 %) y los piranoles isomericos cis-(I.a) y trans-(I.a) (6 %) y se le transfirio catalizador de mquel Raney (humedad con agua; 1 g). despues de cerrar el autoclave se purgo este tres veces con nitrogeno (20 bar), se conecto el agitador (700 rpm), con hidrogeno se llevo la presion a 5 bar, y se calento el autoclave a 150 °C. A 150 °C se llevo la presion a 10 bar con hidrogeno y a esta presion se agito por otras 20 horas. Despues de enfriar a temperatura ambiente y reducir la presion a 0 bar se filtro la carga sobre un filtro de embudo (diametro nominal de los poros 10 - 16 pm). Se obtuvo el producto crudo con la siguiente composicion: isovaleraldehndo: 0,6 GC-% en peso (tR = 3,7 min); oxido de cis- dihidroroseno: 22,1 GC-% en peso (tR = 8,0 min); isoamilalcohol: 22,5 GC % superficie (tR = 8,8 min); oxido de trans-dihidroroseno: 21,6 GC-% en peso (tR = 9.2 min); dihidropiranos V.1a - V.1c: 0,3 GC-% en peso (tR = 9,4, 11,1, 11,8 min); dioxano: 19,8 GC-% en peso (tR = 11,5 min); piranol cis-(I.a) y trans-(I.a): 5,9 GC-% en peso (tR = 27,3, 28,7 min).
El procesamiento por destilacion del producto crudo puede ocurrir como en el Ejemplo 1 o 2.
Ejemplo 4:
Reacciono una mezcla de isovaleraldehndo (112,5 g, 1,31 mol), isoprenol (125 g, 1,45 mol) y 12,5 g de agua en presencia de 50 g del intercambiador cationico acido fuerte Amberlyst ® 131, como se describe en el Ejemplo 1 del documento WO 2011/154330. Se sometio la mezcla de reaccion obtenida a una separacion por destilacion en una disposicion de una columna convencional de destilacion y una columna de tabique de separacion.
Se coloco en un autoclave (llenado maximo 180 ml) una mezcla de la sustraccion de cabeza de la columna mencionada anteriormente (cantidad total de la mezcla: 50 g) de isovaleraldehndo (4,5 %), isoprenol (11,3 %), los dihidropiranos V.1a - V.1 c isomericos (35,3 %), 4,4-dimetil-2-isobutil-1,3-dioxano (39,8 %) y los piranoles isomericos cis-(I.a) y trans-(I.a) (2,5 %) y se transfirio paladio sobre carbon (5 % Pd sobre C, 50 % de humedad de agua; 2 g) asf como metanol (100 ml). Despues de cerrar el autoclave se purgo este tres veces con nitrogeno (20 bar), se conecto el agitador (700 rpm), con hidrogeno se llevo la presion a 5 bar, y se calento el autoclave a 85 °C. A 85 °C se llevo la presion a 10 bar con hidrogeno y a esta presion se agito por otras 15 horas. Despues de enfriar a temperatura ambiente y reducir la presion a 0 bar se filtro la carga sobre un filtro de embudo (valor nominal de los poros 10 - 16 pm). Se obtuvo el producto crudo con la siguiente composicion: metanol: 42,0 GC % superficie (tR = 3,4 min); 1,1-dimetoxi-3-metil-butano: 10,4 GC % superficie (4,6 min); isovaleraldehndo: 0,5 GC-% en peso (tR = 3,7 min); oxido de cis-dihidroroseno: 9,8 GC-% en peso (tR = 8,0 min); isoamilalcohol: 2,1 GC % superficie
(tR = 8.7 min); oxido de trans-dihidroroseno: 2,7 GC- % en peso (tR = 9,1 min); dioxano: 8,.0 GC-% en peso (tR = 11,4 min); piranol cis-(I.a) y trans-(I.a): 1,0 GC-% en peso (tR = 27,.3, 28,9 min).
El procesamiento por destilacion del producto lo puede ocurrir como en el Ejemplo 1 o 2.

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la production de 4-hidroxi-4-metiltetrahidropiranos sustituidos en position 2, de la formula general (I) y de 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2, de la formula general (II)
    imagen1
    en las que
    R1 representa alquilo C1-C12 de cadena recta o ramificado, cicloalquilo no sustituido o sustituido con alquilo C1-C12 y/o alcoxi C1-C12 con en total 3 a 20 atomos de carbono o arilo no sustituido o sustituido con alquilo C1-C12 y/o alcoxi C1-C12 con en total 6 a 20 atomos de carbono,
    en el que
    a) 3-metilbut-3-en-1-ol de la formula (III)
    imagen2
    reacciona con un aldehido de la formula (IV)
    R1-CHO (IV)
    en la que R1 en la formula (IV) tiene el significado indicado anteriormente,
    en presencia de un catalizador acido, obteniendose una mezcla de reaction que contiene por lo menos un 4- hidroxi-4-metil-tetrahidropirano sustituido en posicion 2 de la formula general (I), por lo menos uno de los compuestos (V.1), (V.2) o (V.3) y por lo menos un compuesto de dioxano (VI)
    imagen3
    en las que R1 en la formula (VI) tiene el significado indicado anteriormente,
    b) se somete el producto de reaccion de la etapa a) a una separation para obtener una fraction enriquecida en 4- hidroxi-4-metiltetrahidropiranos sustituidos en la posicion 2 de la formula general (I) y una fraccion que contiene por lo menos uno de los compuestos (V.1), (V.2) o (V.3) y por lo menos un compuesto de dioxano (VI),
    c) se somete a una hidrogenacion la fraccion que contiene por lo menos uno de los compuestos (V.1), (V.2) o (V.3) y por lo menos un compuesto de dioxano (VI),
    d) se aisla del producto de hidrogenacion obtenido en la etapa c) una fraccion enriquecida en 4-metil- tetrahidropiranos sustituidos en la posicion 2 (II) y una fraccion enriquecida en el por lo menos un compuesto de dioxano (VI)
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en las que el radical R1 representa isobutilo o fenilo.
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en los que la reaccion en la etapa a) ocurre en presencia de un catalizador acido, que es elegido de entre acido clorhidrico, acido sulfurico, acido metanosulfonico, acido p-toluenosulfonico e intercambiadores cationicos acidos fuertes.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que en la etapa b) el producto de
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    reaccion de la etapa a) es sometido a una separacion por destilacion.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que para la separacion en la etapa b) se usa un dispositivo que comprende
    - una columna de alimentacion con una parte de rectificacion ubicada por encima de la posicion de alimentacion y una parte de separacion ubicada por debajo de la posicion de alimentacion,
    - una columna superior de combinacion que se comunica con el extremo superior de la parte de rectificacion y una columna inferior de combinacion que se comunica con el extremo inferior de la parte de separacion, y
    -una columna de separacion que se comunica con la columna superior de combinacion y la columna inferior de combinacion.
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 o 5, en el que la separacion por destilacion ocurre en una disposicion de columnas de destilacion, que comprende una columna de tabique de separacion o una interconexion de por lo menos dos columnas de destilacion convencionales acopladas termicamente.
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 6, en el que para la separacion por destilacion del producto de reaccion de la etapa a) se usa una disposicion de columnas de destilacion, que comprende una columna de destilacion convencional preconectada y una columna de tabique de separacion postconectada o una interconexion, postconectada, de dos columnas de destilacion convencionales acopladas termicamente.
  8. 8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que para la separacion por destilacion en la etapa b)
    b1) la mezcla de reaccion de la etapa a) es sometida primero a una separacion en una columna de destilacion convencional, en la que se obtiene un primer producto de cabeza que esta enriquecido en los compuestos (V.1), (V.2) y (V.3) y el compuesto de dioxano (VI) y esencialmente no contiene compuestos de la formula general (I), y se obtiene un primer producto de fondo que esta empobrecido en los compuestos (V.1), (V.2) y (V.3) y el compuesto de dioxano (VI) y contiene la mayona de los compuestos de la formula general (I),
    b2) el primer producto de fondo de la etapa b1) es sometido a una separacion en una columna de tabique de separacion o una interconexion de dos columnas convencionales de destilacion acopladas termicamente, en la que se obtiene un segundo producto de cabeza, el cual contiene los compuestos (V.1), (V.2), (V.3) y (VI) no presentes en el primer producto de cabeza asf como dado el caso pequenas cantidades de compuestos de la formula general (I), se obtiene una corriente lateral que consiste esencialmente en compuestos de la formula general (I) y se obtiene un segundo producto de fondo, el cual contiene los compuestos de la formula general (I), que no estan presentes en el producto de cabeza ni en la corriente lateral.
  9. 9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que el primer producto de cabeza, preferiblemente despues de una separacion de fases para retirar la mayona del agua, y/o el segundo producto de cabeza, son usados para la hidrogenacion en la etapa c).
  10. 10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 8 o 9, en el que el producto lateral y el segundo producto de fondo se diferencian respecto a la cantidad de estereoisomeros de los compuestos de la formula (I).
  11. 11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la hidrogenacion en la etapa c) ocurre en presencia de un catalizador de hidrogenacion, que es elegido entre catalizadores homogeneos y heterogeneos que contienen por lo menos un componente metalico, elegido de entre metales, oxidos metalicos, compuestos metalicos o mezclas de ellos, en particular paladio sobre carbon, platino sobre carbon, mquel Raney o cobalto Raney.
  12. 12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que en la etapa d) el producto de hidrogenacion obtenido en la etapa c) es sometido a una separacion por destilacion.
  13. 13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que en la etapa d) del producto de hidrogenacion obtenido en la etapa c) se afsla una fraccion enriquecida en 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 (II), en donde la relacion de diastereoisomero del diastereoisomero cis al diastereoisomero trans esta en un intervalo de 60 - 40 a 100 - 0, preferiblemente de 65 - 35 a 95 -10.
  14. 14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que en la etapa d), del producto de hidrogenacion obtenido en la etapa c) se afsla una fraccion enriquecida en 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posicion 2 (II) que exhibe un contenido de compuestos de dioxano de la formula general (VI)
    5
    imagen4
    en la que R1 tiene los significados indicados anteriormente y en particular representa isobutilo,
    de como maximo el 2 % en peso, de modo particularmente preferido de como maximo el 1 % en peso.
  15. 15. procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 o 14, en el que en la etapa d) se aisla una fraction enriquecida en 2-isopropil-4-metil-tetrahidropirano (II).
ES13774693.9T 2012-10-15 2013-10-14 Procedimiento para la producción integrada de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posición 2 y de 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posición 2 Active ES2607840T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12188518 2012-10-15
EP12188518 2012-10-15
PCT/EP2013/071409 WO2014060345A1 (de) 2012-10-15 2013-10-14 Verfahren zur integrierten herstellung von 2-substituierten 4-hydroxy-4-methyl-tetrahydropyranen und von 2-substituierten 4-methyl-tetrahydropyranen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2607840T3 true ES2607840T3 (es) 2017-04-04

Family

ID=47049037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES13774693.9T Active ES2607840T3 (es) 2012-10-15 2013-10-14 Procedimiento para la producción integrada de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posición 2 y de 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posición 2

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2906545B1 (es)
JP (1) JP6293766B2 (es)
CN (1) CN104718197B (es)
ES (1) ES2607840T3 (es)
MX (1) MX363614B (es)
WO (1) WO2014060345A1 (es)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014177484A1 (de) 2013-04-29 2014-11-06 Basf Se Verfahren zur herstellung von 2-substituierten 4-hydroxy-4-methyl-tetrahydropyranen mit rückführung
EP2991974B1 (de) 2013-04-29 2018-04-11 Basf Se Verfahren zur herstellung von 2-substituierten 4-hydroxy-4-methyl-tetrahydropyranen in einer reaktorkaskade
EP3131887B1 (de) 2014-04-14 2020-09-02 Basf Se Herstellung von 2-substituierten 4-hydroxy-4-methyl-tetrahydropyranen mit stabiler riechstoffqualität
EP2865676A1 (de) 2014-04-14 2015-04-29 Basf Se Herstellung von 2-substituierten 4-Methyl-tetrahydropyranen aus 2-Alkyl-4,4-dimethyl-1,3-dioxan-haltigen Ausgangsstoffen
EP3131888B1 (de) 2014-04-14 2022-08-03 Basf Se Herstellung von 2-substituierten 4-hydroxy-4-methyl-tetrahydropyranen aus 2-alkyl-4,4-dimethyl-1,3-dioxan-haltigen ausgangsstoffen
MX2017005027A (es) * 2014-10-18 2018-02-23 S H Kelkar And Company Ltd Sintesis de tetrahidropiran-4-ol 2,4-disustituido quiralmente enriquecido y sus derivados.
US10106517B2 (en) 2015-03-05 2018-10-23 Basf Se Method for producing tetrahydropyranyl esters
US10981885B2 (en) 2016-05-31 2021-04-20 Basf Se Tetrahydropyranyl lower alkyl esters and the production of same using a ketene compound
CN112955440A (zh) 2018-10-29 2021-06-11 巴斯夫欧洲公司 由2-取代4-羟基-4-甲基四氢吡喃作为原料制备2-取代4-甲基四氢吡喃
CN109608426B (zh) * 2018-12-04 2020-11-24 万华化学集团股份有限公司 一种以生产柠檬醛的废液为原料合成铃兰吡喃的方法
MX2021008323A (es) 2019-01-11 2021-08-05 Basf Se Preparacion de 5-aril pentanoles.
CN114315777B (zh) * 2022-01-17 2023-07-14 万华化学集团股份有限公司 一种铃兰吡喃生产过程中含有脱水副产物和二噁烷副产物废料的资源化利用方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2471134A (en) 1946-07-17 1949-05-24 Standard Oil Dev Co Fractionation apparatus
DE3302525A1 (de) 1983-01-26 1984-07-26 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Destillationskolonne zur destillativen zerlegung eines aus mehreren fraktionen bestehenden zulaufproduktes
US20050004210A1 (en) 2003-07-04 2005-01-06 Kao Corporation Process for producing a pyran compound
US7064221B2 (en) 2003-09-17 2006-06-20 Kao Corporation Process for producing pyran
EP1927593A1 (en) * 2006-12-01 2008-06-04 V. Mane Fils Pyran derivates, process of preparation and use thereof in perfumery and flavouring
WO2008065181A2 (en) * 2006-12-01 2008-06-05 V. Mane Fils Pyran derivatives, process of preparation and use thereof in perfumery and flavouring
EP2432773B1 (de) * 2009-05-19 2013-08-28 Basf Se Verfahren zur Herstellung von 2-substituierten Tetrahydropyranolen
EP2576533B1 (de) * 2010-05-27 2017-12-13 Basf Se Verfahren zur herstellung von in 2-stellung substituierten tetrahydropyranolen
CN104529969A (zh) * 2010-06-10 2015-04-22 巴斯夫欧洲公司 制备和分离2-取代的四氢吡喃醇的方法
US8791276B2 (en) * 2010-06-10 2014-07-29 Basf Se Process for the preparation and isolation of 2-substituted tetrahydropyranols

Also Published As

Publication number Publication date
EP2906545A1 (de) 2015-08-19
MX363614B (es) 2019-03-28
EP2906545B1 (de) 2016-09-21
JP2015532305A (ja) 2015-11-09
JP6293766B2 (ja) 2018-03-14
MX2015004770A (es) 2015-08-14
CN104718197A (zh) 2015-06-17
CN104718197B (zh) 2017-09-12
WO2014060345A1 (de) 2014-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2607840T3 (es) Procedimiento para la producción integrada de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posición 2 y de 4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posición 2
ES2719433T3 (es) Producción de 4-metil-tetrahidropiranos 2-sustituidos a partir de sustancias de partida que contienen 2-alquil-4,4-dimetil-1,3-dioxano
ES2834378T3 (es) Preparación de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en posición 2 con calidad estable de sustancia odorífera
US9139549B2 (en) Process for the integrated preparation of 2-substituted 4-hydroxy-4-methyltetrahydropyrans and of 2-substituted 4-Methyltetrahydropyrans
ES2925686T3 (es) Preparación de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos sustituidos en la posición 2 a partir de materiales de partida que contienen 2-alquil-4,4-dimetil-1,3-dioxano
CN107438600B (zh) 制备四氢吡喃基酯的方法
ES2676411T3 (es) Procedimiento para la preparación de 4-hidroxi-4-metil-tetrahidropiranos 2-sustituidos, con recirculación
JP7034441B2 (ja) 香料組成物
JP2017503789A (ja) 新規の芳香化学物質
US20140163117A1 (en) Process for the preparation of cyclohexyl-substituted tertiary alkanols
BR112019002053B1 (pt) Composto, métodos para preparar compostos e para transmitir e/ou intensificar um odor ou sabor de um produto, uso de um composto, composição flavorizante, e, produto perfumado ou aromatizado
JP7115988B2 (ja) テトラヒドロピラニル低級アルキルエステル、及びケテン化合物を使用したその製造
CN103764105B (zh) 香料化合物和组合物
GB1568997A (en) Processes for producing 4-(4'-methyl-4' hydroxyamyl) cyclohexene carboxaldehyde products produced thereby and perfumed articles using same
BR112020006074A2 (pt) composição química aromática, uso de um composto, métodos para preparar um composto e uma composição de fragrância ou para modificar o caráter aromático de uma composição de fragrância, composição, composto, estereoisômero, e, mistura
BR112021016274A2 (pt) (3as,4ar,5s,7as,9r,9ar)-2,2,5,8,8,9a-hexa metil octaidro-4h-4a,9-metano azuleno [5,6-d][1,3] dioxol
JPH0539260A (ja) ６−シクロヘキシル−２−メチル−４又は５−ヘプテン−３−オン及び該化合物を含有する香料組成物