ES2672170T3

ES2672170T3 - Procedimiento de preparación de derivados beta-gamma eno carbonilos

Info

Publication number: ES2672170T3
Application number: ES07705763.6T
Authority: ES
Inventors: Hubert Mimoun; Serge Bonnaudet
Original assignee: Firmenich SA
Current assignee: Firmenich SA
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2018-06-12
Anticipated expiration: 2027-02-01
Also published as: WO2007096791A1; EP1989170A1; JP2009527545A; CN101389589B; EP1989170B1; JP5424647B2; US7932418B2; CN101389589A; US20100168462A1

Abstract

Un procedimiento para la preparación de un compuesto de fórmula (III)**Fórmula** en la que las líneas de puntos indican que el compuesto está en la forma de una mezcla de los derivados ß-γ o α-ß insaturados correspondientes, siendo ß-γ / α-ß la relación molar de al menos 3; Y representa, independientemente uno del otro, un grupo OR4 o R4, representando R4 un grupo alquilo de C1-C6, o un grupo fenilo o bencilo, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 átomos de oxígeno o nitrógeno; R1 representa un átomo de hidrocarburo de C2-C12, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 átomos oxígeno o nitrógeno funcionales; R2 representa un grupo alquilo de C1-C3; opcionalmente dichos R1 y R2, tomados conjuntamente pueden formar un grupo hidrocarburo de C4-C11, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 átomos de oxígeno o nitrógeno; comprendiendo dicho procedimiento la etapa de reacción, a una temperatura comprendida entre 100ºC y 230ºC, un compuesto de fórmula**Fórmula** en la que Y, R1, R2 y R4 son tal como se han definido en la fórmula (III); con al menos un compuesto procedente del grupo i) y al menos un compuesto procedente del grupo ii), que consisten dichos grupos respectivamente de: i) las sales de las fórmulas MX2, M''X3 o M'X, en las que M es un catión alcalinotérreo y M' un catión alcalino o catión amonio de C0-C12 y M'' es un catión lantánido, y X es un haluro o un anión de un ácido HX que tiene un pKa comprendido entre 0 y 6: ii) los ácidos carboxílicos de fórmula R5COOH, en la que R5 representa un grupo hidrocarburo de C1-C18 comprendiendo opcionalmente uno o dos átomos de oxígeno; y opcionalmente en la presencia de un disolvente aprótico polar que tiene un punto de ebullición por encima de 100ºC.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de preparación de derivados beta-gamma eno carbonilos Campo técnico

La presente invención se refiere al campo de la química orgánica y, más particularmente, a la preparación de derivados p-Y eno carbonilos, los cuales pueden igualmente tener exigencias particulares sobre la configuración del doble enlace carbono-carbono.

Técnica anterior

La preparación de derivados éster o cetona tri- o tetra substituidos p-Y insaturados mediante la eliminación de un acilo o ésteres carboxílicos de un derivado dicarbonilo geminal a-p insaturado ha sido informado solamente en una referencia (véase Venkateswaran y otros, en Tetrahedron Letters, pág. 553, (1979)).

En este artículo, los autores informan de una reacción de acuerdo con el esquema siguiente:

imagen1

sin embargo, con esta metodología los autores en dos casos obtienen un producto en el que el isómero principal es el derivado a-p insaturado, al contrario de la presente invención, y en un caso obtienen un producto en el que el isómero principal es el derivado p-Y insaturado, sin embargo con una pobre selectividad.

En Hel. Chem-Acta, pág. 759, (1992), por K. Schulte-Elte y otros, se divulga una síntesis de 5,6-dimetilhept-4-en-2- ona (con una relación de p-Y/a-p de aproximadamente 13 y una relación E/Z de p-Y de aproximadamente 2,2), mediante la desmetoxicarbonilación del correspondiente alquilideno acetoacetato en la presencia de DMSO, agua y LiCL. Aunque las selectividades proporcionadas por este procedimiento son superiores a las informadas anteriormente, existe aún un interés o necesidad de mejorarlas.

Aunque, las cetonas o ésteres p-Y insaturados pueden ser intermediarios útiles en la preparación de compuestos químicos importantes, existe aún una necesidad de procedimientos nuevos o alternativos que permitan su preparación con una buena selectividad y, en consecuencia, un rendimiento incrementado. Además, es igualmente importante preparar las cetonas o ésteres p-Y insaturados deseadas con una buena selectividad en la configuración del doble enlace, ya que a veces se desea obtener un producto con un alto contenido del isómero (E)-p-Y.

Descripción de la invención

En la presente invención se divulgan procedimientos para la preparación de un compuesto de fórmula (I)

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en la que las líneas de puntos indican que el compuesto está en la forma de una mezcla de los derivados p-Y o a-p insaturados correspondientes, siendo la relación molar de p-Y/a-p de al menos 3;

Y representa, independientemente uno del otro, un grupo OR4 o R4, representando R4 un grupo hidrocarburo de C1-C8, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 heteroátomos seleccionados entre el grupo que consiste en oxígeno, azufre y nitrógeno;

R1 representa un grupo hidrocarburo de C1-C15, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 heteroátomos seleccionados entre el grupo que consiste en oxígeno, azufre y nitrógeno;

R2 representa un grupo hidrocarburo de C1-C5, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 heteroátomos seleccionados entre el grupo que consiste en oxígeno, azufre y nitrógeno;

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R3 representa un átomo de hidrógeno A; y

opcionalmente dicho Ri y R2B tomados conjuntamente pueden formar un grupo hidrocarburo de C4-C12, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 heteroátomos seleccionados entre el grupo que consiste en oxígeno, azufre y nitrógeno;

comprendiendo dicho procedimiento la etapa de reacción, a una temperatura comprendida entre 100°C y 230°C, un compuesto de fórmula

A: o un grupo hidrocarburo de C1-C5

B: , y/o R1 y R3

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en el que Y, R1, R2 y R3 son tal como se han definido en la fórmula (I); con al menos un compuesto procedente del grupo i) y al menos un compuesto procedente del grupo ii), consistiendo dichos grupos respectivamente de:

i) las sales de las fórmulas MX2, M''X3 o M'X, en las que M es un catión alcalinotérreo y M' un catión alcalino o catión amonio de C0-C12 y M'' es un catión lantánido, y X es un haluro o un anión de un ácido HX que tiene un pKa comprendido entre 0 y 6:

ii) los ácidos carboxílicos de fórmula R5COOH, en los que R5 representa un grupo hidrocarburo de C1-C18 comprendiendo opcionalmente uno o dos átomos de oxígeno; y opcionalmente en la presencia de un disolvente aprótico polar que tiene un punto de ebullición por encima de 100°C.

De acuerdo con una realización, el procedimiento se refiere a la preparación de un compuesto (I), a partir del compuesto correspondiente (II), en el que:

las líneas de puntos indican que el compuesto está en la forma de una mezcla de los derivados p-Y o a-p insaturados correspondientes, siendo la relación molar de p-Y/a-p de al menos 3;

Y representa, independientemente uno del otro, un grupo OR4 o R4, representando R4 un grupo alquilo de C1-C6, un grupo fenilo o un grupo bencilo;

R1 representa un átomo de hidrocarburo de C2-C12, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 heteroátomos funcionales seleccionados entre el grupo que consiste en oxígeno, azufre y nitrógeno;

R2 representa un átomo de alquilo de C1-C3;

R3 representa un átomo de hidrógeno C; y

opcionalmente dicho R1 y R2D, tomados conjuntamente pueden formar un átomo de hidrocarburo de C5-C12, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 heteroátomos seleccionados entre el grupo que consiste en oxígeno, azufre y nitrógeno.

De acuerdo con la presente invención, el compuesto de fórmula (I) es de fórmula C: o un grupo hidrocarburo de C1-C3 D: , y/o R1 y R3

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Y representa, independientemente uno del otro, un grupo OR4 o R4, representando R4 un grupo alquilo de C1-C6, o un grupo fenilo o bencilo de C6-C10, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 átomos de oxígeno o nitrógeno;

R1 representa un átomo de hidrocarburo de C2-C12, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 átomos oxígeno o nitrógeno funcionales;

R2 representa un grupo alquilo de C1-C3;

opcionalmente dicho R1 y R2, tomados conjuntamente pueden formar un grupo hidrocarburo de C4-C11, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 átomos de oxígeno o nitrógeno.

Dicho compuesto de fórmula (111) se prepara mediante el procedimiento de acuerdo con la invención haciendo reaccionar, bajo la condición descrita, un compuesto de fórmula

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en la que Y, R1, R2 y R4 son tal como se han definido en la fórmula (111).

De acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriormente mencionadas, el procedimiento de la invención puede ser particularmente útil cuando se usan compuestos (II) en los que al menos una Y es un grupo OR4, o incluso los dos grupos Y son grupos OR4.

De acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriormente mencionadas de la invención, dicho grupo hidrocarburo está en la forma de un grupo alquil, alquenilo, alcanodienilo, arilo o una mezcla de los mismos, y dicho grupo hidrocarburo puede ser un grupo lineal, ramificado, cíclico o una mezcla de los mismos (por ejemplo, comprende un resto alquilo lineal, un alquenilo (poli)cíclico y uno arilo).

Además, de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriormente mencionadas de la invención, dicho compuesto (III) se obtiene en la forma de una mezcla de los derivados p-Y o a-p insaturados correspondientes, en los que la relación molar entre el derivado p-Y y el derivado a-p (es decir, p-Y/a-p) es al menos 4 o incluso al menos 6. De particular interés son los procedimientos en los que dicha relación está por encima de 8 o incluso por encima de 15.

Simultáneamente o alternativamente a la selectividad anteriormente mencionada de la relación p-Y/a-p, de acuerdo con cualquiera de las realizaciones anteriormente mencionadas de la invención, dicho compuesto (III) se obtiene en la forma de una mezcla de los derivados p-Y o a-p insaturados correspondientes tal como se ha mencionado anteriormente y en la que la relación molar de los isómeros E y Z de los derivados p-Y insaturados ((E)-p-Y/(Z)-p-Y) está por encima de 1, o incluso por encima de 2. Además, dicha relación molar (E)/(Z) de los derivados p-Y insaturados de fórmula (III) puede ser por encima de 3 o incluso de 4, y en algunos casos puede incrementarse con el fin de que sea por encima de de 5.

En particular, se puede citar una realización en la que el compuesto de fórmula (III) se obtiene en la forma de una mezcla de los derivados p-Y o a-p insaturados correspondientes, en los que p-Y/a-p es al menos 5,5, o incluso 15, y la relación de los isómeros ((E)-p-Y/(Z)-p-Y) está por encima de 3,5.

Los ejemplos no limitativos del compuesto de fórmula (III) son compuestos de fórmula

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en la que R6 representa un grupo metlo o etilo o un un grupo OMe o OEt; y

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R7 representa

- un grupo hidrocarburo de C10-12, tal como un grupo 2-(2,6,6-trimetil-cidohex-1-enil)-etilo,

- un grupo fenilo opcionalmente substituido con 1 ó 2 grupos amino o alcoxi de C1-C3; o

- un grupo alquilo o alquenilo de C3-C6.

Otros ejemplos del compuesto de fórmula (III) son

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en la que R6 es tal como se ha definido en la fórmula (V) y el R8 se toman conjuntamente para formar un grupo hidrocarburo de C4-C11, tal como:

- un CH2(CH2)nCH2, representando n 2, 3, 4 ó 9;

- un grupo hidrocarburo de C5-C9 insaturado.

De acuerdo con realizaciones alternativas, el procedimiento es particularmente útil para los compuestos de fórmula (I) los cuales son ésteres o cetonas alternativamente.

De acuerdo con una realización de las fórmulas (V) o (VI), el procedimiento de la invención puede ser particularmente útil cuando se usa como material de partida los compuestos correspondientes de fórmula (II) en los que al menos un R6 es un grupo OMe o OEt, o incluso los dos R6 son grupos OMe o OEt.

Tal como se ha mencionado anteriormente, el procedimiento de la invención se desarrolla en la presencia de al menos un compuesto procedente del grupo i) y al menos un compuesto procedente del grupo ii), que consisten dichos grupos respectivamente de:

ii) los ácidos carboxílicos de fórmula R5COOH, en los que R5 representa un grupo hidrocarburo de C1-C18 comprendiendo opcionalmente uno o dos átomos de oxígeno;

y opcionalmente en la presencia de un disolvente aprótico polar que tiene un punto de ebullición por encima de 100°C.

De acuerdo con una realización de la invención, la reacción se lleva a cabo en la presencia de al menos un compuesto procedente del grupo i) y al menos un compuesto procedente del grupo ii):

i) las sales de las fórmulas MX2 o M''X3, en las que M es un catión alcalinotérreo y M' un catión alcalino o catión amonio de C0-C12 y M'' es un catión lantánido, y X es un haluro o un anión de un ácido HX que tiene un pKa comprendido entre 0 y 6: y

ii) un ácido de fórmula R5COOH, en el que R5 representa un grupo hidrocarburo de C1-C18 comprendiendo opcionalmente uno o dos átomos de oxígeno.

De acuerdo con otra realización de la invención, los compuestos del grupo i) pueden ser una sal de magnesio, calcio, cerio, litio, sodio o potasio de cloruro, fluoruro, yoduro, o de un carboxilato de fórmula R9COO-, representando R9 un grupo hidrocarburo de C1-C18 comprendiendo opcionalmente uno o dos átomos de oxígeno.

En particular, se pueden citar las sales cloruro y carboxilatos.

Los ejemplos no limitativos de dichas sales son NaCl, NaF, NaI, Mg(R9COO)2, R9COONa, R9COOK, KF, CeCh, Ce(R9COO)3, CaCl2 y CaF2. Esta sal puede formarse in situ, antes de su uso, mediante reacción conjuntamente del óxido o hidróxido de metal con la cantidad requerida del ácido HX.

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De acuerdo con una realización particular de la invención, R9 representa un grupo alquilo o alquenilo de C2-C9. feni- lo o bencilo. En particular, se pueden citar grupos tales como pent-2-ilo, hept-3-ilo, propilo, isopropilo, isobutilo, terc- butilo, isopentilo, ciclohexilo, bencilo o (Me)2(CH2)3C(Me)=CH.

En el caso en que el compuesto de fórmula (I) es un éster, puede usarse igualmente el carboxilato correspondiente.

De acuerdo con una realización de la invención, los compuestos del grupo ii) pueden ser un ácido carboxílico R9COOH, en el que R9 es tal como se ha definido anteriormente.

De acuerdo con una realización de la invención, el disolvente aprótico polar puede ser un disolvente que tenga un punto de ebullición por encima de 120°C. Además, puede seleccionarse entre el grupo que consiste en sulfóxido de dialquilo de C2-C6, una sulfona de dialquilo de C2-C6, una amida o lactama de C3-C7, una urea de C3-C8 o derivado de pirimidona, una fosforamida de C6-C12 o derivado fosfino-amino, unos nitrilos de C3-C8, un mono o dietilenoglicol di-éter de C4-C8, y trietanolamina.

En particular, se pueden citar los siguientes: DMSO, NMP (N-metil pirrolidona), DMF, HMPA, DMPU o diglima.

Los diversos compuestos de los grupos i) y ii) pueden agregarse al medio de reacción en un amplio intervalo de concentraciones. Como ejemplos no limitativos, se puede citar como concentración del grupo i) valores que oscilan desde 0,5% hasta 200%, con relación a la cantidad molar del compuesto (II). Preferiblemente, la concentración del grupo i) estará comprendida entre 1% hasta 30%.

Como ejemplos no limitativos, se puede citar como concentración del grupo ii) valores que oscilan desde 0,0% hasta 300%, con relación a la cantidad molar del compuesto (II). Preferiblemente, la concentración del grupo ii) estará comprendida entre 60% hasta 220%.

Se da por sobreentendido que las concentraciones óptimas de cada compuesto de los diversos listados dependerán de la naturaleza de este último y del compuesto (II).

La temperatura a la cual puede llevarse a cabo la hidrogenación está comprendida entre 100°C y 230°C, más preferiblemente en el intervalo de entre 120°C y 190°C. Por supuesto, una persona experta en la técnica es igualmente capaz de seleccionar la temperatura preferida como una función dl punto de fusión y ebullición de los productos de partida y finales y de la velocidad de reacción deseada.

Los compuestos de partida (II) pueden prepararse de acuerdo con el procedimiento convencional conocido por la persona experta en la técnica, e igualmente tal como se describe en los ejemplos. Igualmente, pueden prepararse in situ, igualmente tal como se describe en los ejemplos.

La invención se describirá a continuación más detalladamente mediante los ejemplos siguientes, en los que las temperaturas están indicadas en grados centígrados y las abreviaturas tienen el significado usual en la técnica.

Ejemplos

Todos los procedimientos descritos a continuación se han llevado a cabo bajo atmósfera inerte, salvo que se exponga lo contrario. Todos los substratos y disolventes se destilaron a partir de los agentes de secado apropiados bajo Ar.

Ejemplo 1

A) Procedimiento general

El compuesto de partida (II) obtenido de acuerdo con la literatura) (0,24 moles) (véase Tabla 4) se calentó a 160°C durante 10-9 horas, en la presencia de Mg(hexanato de 2-etilo) (0,045 moles) y ácido 2-etil hexanóico (0,24 moles). Después de enfriamiento a 50°C la mezcla se lavó con 10 g de H2SO4 al 20%, y se destiló en vacío, proporcionando los ésteres insaturados. La Tabla 4 da los rendimientos y los diversos isómeros del compuesto (I).

Tabla 4

Compuesto (II): Compuesto (I) Rendimiento (%) Relación de isómeros

PhCHMeCH=C(COOMe)2: 4-fenil-3-pentenoato de metilo 80 p-Y/a-p = 49



: (E)-P-y/(Z)-P-y = 5,3/1

[2-metil-4-(2,6,6-trimetil-1- ciclohexen-1-il)butilidino]malonato de dimetilo: 4-metil-6-(2,6,6-trimetil-1- ciclohexen-1il)-3-hexenoato de metilo 90 p-Y/a-p = 49 (E)-P-y/(Z)-P-y = 5,1/1

B) Procedimiento general

El mismo procedimiento experimental que anteriormente, usando como compuesto de partida [2-metil-4-(2,6,6- trimetiN-1-cidohexen-1-il)butilidino]malonato de dimetilo y variando el catalizador. En la Tabla 5 se muestran los resultados.

5 Tabla 5: 2-EH = hexanoato de 2-etilo

Catalizador: Acido Conversión Relación de isómeros

MgCl2: Propiónico 96 P-Y/a-p = 28 (E)-P-y/(Z)-P-y = 4,7

CeCl3: Propiónico 100 P-Y/a-p = 18 (E)-P-y/(Z)-P-y = 5,1

LiCl: Propiónico 95 P-Y/a-p = 8 (E)-P-y/(Z)-P-y = 4,8

Mg(2-EH)2: 2-etil hexanóico 98 P-Y/a-p = 48 (E)-P-y/(Z)-P-y = 5,1

Ca(2-EH)2: 2-etil hexanóico 85 P-Y/a-p = 17 (E)-P-y/(Z)-P-y = 8

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REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para la preparación de un compuesto de fórmula (111)

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en la que las líneas de puntos indican que el compuesto está en la forma de una mezcla de los derivados p-Y o a-p insaturados correspondientes, siendo p-Y / a-p la relación molar de al menos 3;

Y representa, independientemente uno del otro, un grupo OR3 4 o R4, representando R4 un grupo alquilo de C1-C6, o un grupo fenilo o bencilo, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 átomos de oxígeno o nitrógeno;

R1 representa un átomo de hidrocarburo de C2-C12, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 átomos oxígeno o nitrógeno funcionales;

R2 representa un grupo alquilo de C1-C3;

opcionalmente dichos R1 y R2, tomados conjuntamente pueden formar un grupo hidrocarburo de C4-C11, comprendiendo opcionalmente 1 a 3 átomos de oxígeno o nitrógeno;

comprendiendo dicho procedimiento la etapa de reacción, a una temperatura comprendida entre 100°C y 230°C, un compuesto de fórmula

imagen2

en la que Y, R1, R2 y R4 son tal como se han definido en la fórmula (111);

con al menos un compuesto procedente del grupo i) y al menos un compuesto procedente del grupo ii), que consisten dichos grupos respectivamente de:

i) las sales de las fórmulas MX2, M”X3 o M'X, en las que M es un catión alcalinotérreo y M' un catión alcalino o catión amonio de C0-C12 y M'' es un catión lantánido, y X es un haluro o un anión de un ácido HX que tiene un pKa comprendido entre 0 y 6:

ii) los ácidos carboxílicos de fórmula R5COOH, en la que R5 representa un grupo hidrocarburo de C1-C18 comprendiendo opcionalmente uno o dos átomos de oxígeno;

y opcionalmente en la presencia de un disolvente aprótico polar que tiene un punto de ebullición por encima de 100°C.
2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho compuesto (III) se obtiene en la forma de una mezcla de los derivados p-Y o a-p insaturados correspondientes y en el que la que relación p- Y/p-Y es al menos 6; y/o la relación molar de los isómeros E y Z de los derivados p-Y insaturados, ((E)-p-Y/(Z)-p-Y), está por encima de 3.
3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los compuestos de fórmula (III)

son compuestos de fórmula

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en la que R6 representa un grupo metlo o etilo o un un grupo OMe o OEt; y R7 representa

- un grupo hidrocarburo de C10-12;

- un grupo fenilo opcionalmente substituido con 1 ó 2 grupos amino o alcoxi de C1-C3; o

- un grupo alquilo o alquenilo de C3-C6.
4. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los compuestos del grupo i) son las sales de fórmula MX2 o M”X3, en las que M, M” y X son tal como se han definido en la reivindicación 1.
5. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el compuesto del grupo i) es una sal de magnesio, calcio, cerio, litio, sodio o potasio de cloruro, fluoruro, yoduro, o un carboxilato de fórmula R8 9COO-; representando R9 un grupo hidrocarburo de C1-C18 comprendiendo opcionalmente uno o dos átomos de oxígeno.
6. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la sal es NaCl, NaF, Nal, Mg(R9COO)2, R9COONa, R9COOK, KF, CeCb, Ce(R9COO)3, CaCh o CaF2, siendo R9 tal como se ha definido en la reivindicación 5.
7. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el compuesto del grupo ii) es un ácido carboxílico R9COOH, en la que R9 es un grupo alquilo, alquenilo de C2-C9, fenilo o bencilo.
8. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque R9 representa un grupo pent-2-

ilo, hept-3-ilo, propilo, isopropilo, isobutilo, terc-butilo, isopentilo, ciclohexilo, bencilo o (Me)2(CH2)3C(Me)=CH.