ES2901485T3 - Método de preparación de 2-fluoroacrilato - Google Patents
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Abstract
Un método para producir un 2-fluoroacrilato que tiene la estructura de fórmula F, en el que dicho método comprende las etapas de: (1) mezclar un éter vinílico que tiene la estructura de fórmula A con dicloromonofluorometano para producir un compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B; (2) mezclar el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B con R2OH para producir un producto de acetal que tiene la estructura de la fórmula C, seguido de hidrólisis para producir 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de la fórmula D, en el que el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de la fórmula B se mezcla con R2OH a una temperatura de 80-150 °C; o hacer reaccionar el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B con agua para producir 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de fórmula D mediante hidrólisis; (3) oxidar 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de fórmula D para producir ácido 2-fluoroacrílico que tiene la estructura de fórmula E, en la que la oxidación utiliza un catalizador seleccionado del grupo que consiste en una sal de hierro, una sal de vanadio, tungstato, una sal de molibdeno, una sal compleja derivada de los mismos, y la sal de cobalto, diacetilacetonato de cobalto, y se lleva a cabo a una temperatura de 0-60 ºC; (4) mezclar ácido 2-fluoroacrílico que tiene la estructura de fórmula E con R3OH para producir un 2-fluoroacrilato que tiene la estructura de fórmula F, en la que la mezcla se lleva a cabo a una temperatura de 10-50 °C; **(Ver fórmula)** en el que cada uno de R1, R2 y R3 es independientemente un sustituyente alifático o aromático C1 a C20.
Description
DESCRIPCIÓN
Método de preparación de 2-fluoroacrilato
Campo de la invención
La presente invención se refiere a la síntesis química y, en particular, a un método para producir 2-fluoroacrilatos.
Antecedentes
Los 2-fluoroacrilatos son importantes productos intermedios farmacéuticos y pesticidas. Un ejemplo es Veltassa (patirómero), un fármaco polimérico de alto peso molecular desarrollado por Relysa US para el tratamiento de la hiperpotasemia en pacientes con ERC, que se produce a partir de un 2-fluoroacrilato. Al mismo tiempo, los 2-fluoroacrilatos son monómeros esenciales en las fibras ópticas fluoradas. Las fibras ópticas fluoradas tienen altas temperaturas de transición vítrea, baja energía superficial y son resistentes al envejecimiento. Los 2-fluoroacrilatos también son útiles para producir materiales estructurales de alta resistencia, tales como los del parabrisas de la cabina de un avión y aquellos para procesar circuitos integrados microcristalinos grabados y placas de circuitos electrónicos.
K.R. Gassen et al., Journal of Fluorine Chemistry (1991) 55 (2): 149-162 informa sobre tres rutas para los derivados del ácido a-fluoroacrílico, incluidos los 2-fluoroacrilatos, y describe una síntesis de laboratorio y un proceso a gran escala.
Los procesos actuales para la síntesis de 2-fluoroacrilatos incluyen principalmente los siguientes:
Reacción de 2-fluoroacetato con formaldehído, seguida de deshidratación para obtener el producto final, en el que el 2-fluoroacetato de etilo es altamente tóxico y la reacción de adición con formaldehído requiere control criogénico y un reactivo alcalino que es bastante costoso;
Síntesis a partir de 2-cloropropionato mediante fluoración, bromación de NBS y eliminación para obtener el producto final, en el que se requieren NBS y DBU estequiométricas; y
Síntesis a partir de 2-fluoromalonato mediante la adición de formaldehído en condiciones básicas, seguida de deshidratación y descarboxilación para obtener el producto final, para el cual el costo de las materias primas es alto, mientras que la economía de utilización de átomos es baja.
Por consiguiente, existe la necesidad de un método para producir 2-fluoroacrilatos que proporcione un mejor respeto por el medio ambiente, selectividad del producto, pureza del producto, economía de utilización de átomos y rentabilidad.
Sumario de la invención
Un objeto de la invención es proporcionar un nuevo método para producir 2-fluoroacrilatos.
La presente invención proporciona un método para preparar un 2-fluoroacrilato que tiene la estructura de fórmula F, en el que dicho método comprende las etapas de:
(1) mezclar un éter vinílico que tiene la estructura de fórmula A con dicloromonofluorometano para producir un compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B;
(2) mezclar el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B con R2OH para producir un producto de acetal que tiene la estructura de la fórmula C, seguido de hidrólisis para producir 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de la fórmula D, en el que el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de la fórmula B se mezcla con R2OH a una temperatura de 80-150 °C; o
hacer reaccionar el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B con agua para producir 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de fórmula D mediante hidrólisis;
(3) oxidar 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de fórmula D para producir ácido 2-fluoroacrílico que tiene la estructura de fórmula E, en la que la oxidación utiliza un catalizador seleccionado del grupo que consiste en una sal de hierro, una sal de vanadio, tungstato, una sal de molibdeno, una sal compleja derivada de los mismos, y la sal de cobalto, diacetilacetonato de cobalto, y se lleva a cabo a una temperatura de 0-60 °C; y
(4) mezclar ácido 2-fluoroacrílico que tiene la estructura de fórmula E con R3OH para producir un 2-fluoroacrilato que tiene la estructura de fórmula F, en la que la mezcla se lleva a cabo a una temperatura de 10-50 °C;
en el que cada uno de R1, R2 y R3 es independientemente un sustituyente alifático o aromático C1 a C20.
En una realización preferida, la reacción de adición al mezclar en la etapa (1) incluye un catalizador de transferencia de fase, en el que dicho catalizador de transferencia de fase puede ser uno, dos o más seleccionados del grupo que consiste en cloruro de tetrametilamonio, cloruro de tetrabutilamonio, cloruro de tetraoctilamonio, cloruro de metiltrioctilamonio, bromuro de tetraoctilamonio, cloruro de tetrahexilamonio, yoduro de tetrabutilamonio, bromuro de tetrabutilamonio y yoduro de tri-dodecilmetilamonio.
En otra realización preferida, en la etapa (2), el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B se mezcla con R2OH a una temperatura de 80-115 °C, más preferiblemente 110-115 °C.
En otra realización preferida, en la etapa (2), el producto de acetal que tiene la estructura de fórmula C resultante de mezclar el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B con R2OH se hidroliza en condiciones ácidas para producir 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de fórmula D.
Preferiblemente, la condición ácida antes mencionada incluye un reactivo seleccionado del grupo que consiste en una solución acuosa de ácido clorhídrico, una solución acuosa de ácido sulfúrico, una solución acuosa de ácido fosfórico, una solución acuosa de ácido fórmico y una solución acuosa de ácido acético, más preferiblemente una solución acuosa de ácido clorhídrico.
En otra realización preferida, la oxidación en la etapa (3) utiliza un agente oxidante seleccionado del grupo que consiste en clorito de sodio, hipoclorito de sodio, peróxido de hidrógeno al 30%, ácido peracético, ácido peroxibenzoico, ácido m-cloroperoxibenzoico, persulfato de sodio, peróxido de t-butanol, oxígeno y aire; y, más preferiblemente, seleccionado del grupo que consiste en 30% de peróxido de hidrógeno, ácido peroxibenzoico, oxígeno y aire.
En otra realización preferida, la mezcla en la etapa (4) se realiza a una temperatura de 30-40 °C.
En otra realización preferida, cada uno de R1, R2 y R3 es un sustituyente alifático o aromático de C1 a C10, preferiblemente en el que cada uno de R1, R2y R3 se selecciona independientemente del grupo que consiste en metilo, etilo, propilo y butilo.
Por consiguiente, el método de la presente invención como se expone anteriormente en el presente documento proporciona un método para producir 2-fluoroacrilato con mejor respeto por el medio ambiente, selectividad del producto, pureza del producto, economía de utilización de átomos y rentabilidad.
Descripción detallada
Los presentes inventores, a través de un trabajo exploratorio extenso e intensivo, establecieron que los monoéteres de vinilo, que son estables y fácilmente disponibles, pueden usarse como material de partida para producir 2-fluoroacrilato mediante un proceso que comprende ciclación, acetalización, oxidación y esterificación. En tal proceso, los compuestos intermedios de las etapas tienen cada uno una buena estabilidad, lo que permite un control de calidad eficaz mediante el refinado de los compuestos intermedios para garantizar una alta calidad para el producto final. Éstos constituyen la base de la invención.
El método para producir 2-fluoroacrilato de acuerdo con la presente invención comprende las etapas de:
en el que cada uno de R1, R2 y R3 es independientemente un sustituyente alifático o aromático de C1 a C20, preferiblemente un sustituyente alifático o aromático de C1 a C10 y, más preferiblemente, en el que cada uno de R1, R2 y R3 se selecciona independientemente del grupo que consiste en metilo, etilo, propilo y butilo.
Específicamente,
Para la primera etapa, se hace reaccionar un éter vinílico que tiene la estructura de la fórmula A con dicloromonofluorometano mediante una reacción de adición, lo que produce un compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de la fórmula B.
Para la segunda etapa, el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B se hace reaccionar con un alcohol monohídrico (R2OH) bajo una condición básica para producir un producto de acetal que tiene la estructura de la fórmula C, que es seguido por hidrólisis en una condición ácida para producir 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de la fórmula D, en la que el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de la fórmula B reacciona con R2OH a una temperatura de 80-150 °C; o
el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B se hace reaccionar con agua calentando para que la hidrólisis produzca 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de fórmula D.
Para la tercera etapa, se oxida 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de fórmula D para producir ácido 2-fluoroacrílico que tiene la estructura de fórmula E, en la que la oxidación utiliza un catalizador seleccionado del grupo que consiste en una sal de hierro, una sal de vanadio, tungstato, una sal de molibdeno, una sal compleja derivada de los mismos, y la sal de cobalto, diacetilacetonato de cobalto, y se lleva a cabo a una temperatura de 0-60 °C.
Para la cuarta etapa, el ácido 2-fluoroacrílico que tiene la estructura de fórmula E se hace reaccionar con un alcohol monohídrico (R3OH) para producir un 2-fluoroacrilato que tiene la estructura de fórmula F, en la que la mezcla de dicho ácido 2-fluoroacrílico y R3OH se lleva a cabo a una temperatura de 10 a 50 °C.
En la primera etapa del método de acuerdo con la presente invención, la temperatura de la reacción de adición es 0 50 °C, preferiblemente 10-30 °C. La reacción de adición incluye un vinil éter que tiene la estructura de fórmula A, preferiblemente vinil metil éter, vinil etil éter o vinil butil éter, como sustrato. La reacción de adición se lleva a cabo en condiciones básicas en presencia de un compuesto alcalino seleccionado del grupo que consiste en hidróxido de sodio, hidróxido de potasio e hidróxido de litio, preferiblemente hidróxido de sodio. La reacción de adición incluye un disolvente que comprende un disolvente orgánico y agua, en el que el disolvente orgánico se selecciona del grupo que consiste en cloruro de metileno, tolueno, clorobenceno, n-heptano, acetato de etilo y metil tert-butil éter. Como se señaló anteriormente en el presente documento, la reacción de adición incluye preferiblemente un catalizador de transferencia de fase, que puede ser uno, dos o más seleccionados del grupo que consiste en cloruro de tetrametilamonio, cloruro de tetrabutilamonio, cloruro de tetraoctilamonio, cloruro de metiltrioctilamonio, bromuro de tetraoctilamonio, cloruro de tetrahexilamonio, yoduro de tetrabutilamonio, bromuro de tetrabutilamonio y yoduro de tridodecilmetilamonio.
En la segunda etapa del método de acuerdo con la presente invención, la temperatura de reacción con el alcohol monohídrico (R2o H) es 80-150 °C, preferiblemente 110-115 °C. La reacción con el alcohol monohídrico incluye un compuesto alcalino seleccionado del grupo que consiste en hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, carbonato de sodio, carbonato de potasio, hidróxido de litio, trietilamina, tri-n-propilamina, tri-n-butilamina, diisopropiletilamina y piridina, preferiblemente piridina, carbonato de sodio, trietilamina, tri-n-propilamina o diisopropiletilamina.
En la segunda etapa antes mencionada, la apertura del anillo del compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B y la lisis en presencia del compuesto alcalino y el alcohol bajo calentamiento produce un acetal de 2-fluoroacroleína que tiene la estructura de fórmula C. El R2 del alcohol monohídrico incluye un sustituyente alifático o aromático C1 a C20, preferiblemente metilo, etilo, propilo o n-butilo. El compuesto que tiene la estructura de fórmula C se puede purificar a profundidad para garantizar la alta calidad del producto final. Los métodos para la purificación incluyen, pero no se limitan a, destilación.
En la segunda etapa antes mencionada, la temperatura de la hidrólisis realizada en condiciones ácidas es 50-90 °C, preferiblemente 65-75 °C. Dicha condición ácida incluye un reactivo seleccionado del grupo que consiste en una solución acuosa de ácido clorhídrico, una solución acuosa de ácido sulfúrico, una solución acuosa de ácido fosfórico, una solución acuosa de ácido fórmico y una solución acuosa de ácido acético, preferiblemente una solución acuosa de ácido clorhídrico.
El 2-fluoroacrilaldehído obtenido de la lisis en presencia de agua en la segunda etapa antes mencionada tiene la estructura de fórmula D.
En la tercera etapa del método de acuerdo con la presente invención, la temperatura de oxidación es 0-60 °C, preferiblemente 15-25 °C. La oxidación utiliza un agente oxidante seleccionado del grupo que consiste en clorito de sodio, hipoclorito de sodio, peróxido de hidrógeno al 30%, ácido peracético, ácido peroxibenzoico, ácido mcloroperoxibenzoico, persulfato de sodio, peróxido de tert-butilo, oxígeno y aire, preferiblemente seleccionado entre el grupo que consiste en peróxido de hidrógeno al 30%, ácido peroxibenzoico, oxígeno y aire. Como se indicó anteriormente en el presente documento, la oxidación utiliza un catalizador seleccionado del grupo que consiste en una sal de hierro, una sal de vanadio, tungstato, una sal de molibdeno, una sal compleja derivada de los mismos y la sal, diacetilacetonato de cobalto. Preferiblemente, el catalizador se selecciona del grupo que consiste en cloruro férrico, sulfato ferroso, cloruro ferroso, ácido túngstico, tungstato sódico, acetilacetonato férrico y diacetilacetonato de cobalto. La oxidación puede comprender un disolvente de reacción que sea uno, dos o más seleccionados del grupo que consiste en tolueno, metanol, etanol, n-heptano, n-hexano y diclorometano.
En una realización preferida del método de acuerdo con la presente invención, el ácido 2-fluoroacrílico que tiene la estructura de fórmula E resultante de la tercera etapa se purifica mediante cristalización antes de entrar en la cuarta etapa.
En la cuarta etapa del método de acuerdo con la presente invención, la temperatura en la reacción de eterificación es 10-50 °C, preferiblemente 30-40 °C. R3 del alcohol monohídrico en el mismo es un sustituyente alifático o aromático C1 a C20, preferiblemente metilo, etilo, propilo o n-butilo. La reacción de eterificación puede comprender un agente esterificante, tal como ácido sulfúrico concentrado, resinas de intercambio iónico, ácido inmovilizado, cloruro de tionilo, cloruro de oxalilo, oxicloruro de fósforo y fosgeno. La reacción de eterificación puede realizarse en ausencia o en presencia de un disolvente, en el que el disolvente, si está presente, puede ser, por ejemplo, uno, dos o más seleccionados del grupo que consiste en tolueno, n-heptano, n-hexano, diclorometano, acetato de etilo y acetato de isopropilo.
Todas las características descritas anteriormente, o a continuación en ejemplos específicos, se pueden proporcionar en cualquier combinación de las mismas. Todas las características de la presente divulgación se pueden proporcionar en cualquier combinación con una o más composiciones. Cada una de las características puede ser reemplazada por una alternativa que se encuentre dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y que tenga un efecto idéntico, equivalente o similar. Por lo tanto, a menos que se especifique lo contrario, cada característica específica en esta divulgación es solo un ejemplo ordinario de sus contrapartes equivalentes o similares que caen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
La presente invención incluye principalmente o proporciona las siguientes ventajas:
1. El proceso de producción de acuerdo con el método de la presente invención es fácil de operar, en el que las condiciones de reacción son suaves y, por tanto, es factible en el sentido de una escala industrial;
2. El proceso de producción de acuerdo con el método de la presente invención emplea monoéteres de vinilo como material de partida, que son estables y fácilmente disponibles, por ejemplo, disponibles comercialmente a granel, y los compuestos intermedios de las etapas respectivas del método tienen una estabilidad bastante buena; y
3. El proceso de producción de acuerdo con el método de la presente invención permite un control de calidad eficaz, en el que se obtienen compuestos intermedios estables (el compuesto intermedio acetal que tiene la estructura de la fórmula C) y el compuesto intermedio sólido (ácido 2-fluoroacrílico que tiene la estructura de la fórmula E), para asegurar una alta calidad del producto final (un 2-fluoroacrilato que tiene la estructura de fórmula F).
La presente invención se describirá con más detalle a continuación haciendo referencia a realizaciones específicas de la misma. Debe entenderse que estos ejemplos se proporcionan únicamente con fines ilustrativos, sin pretender limitar el alcance de la invención en ningún sentido. En los siguientes ejemplos, se llevaron a cabo experimentos en los que no se indicaron condiciones particulares bajo las condiciones de acuerdo con las prácticas generales o las instrucciones del fabricante. A menos que se especifique lo contrario, todos los porcentajes, relaciones, proporciones o partes son en peso. En el presente documento, el porcentaje en peso/volumen se expresa en la unidad como se
conoce comúnmente y se refiere, por ejemplo, a la cantidad de un soluto en peso en un volumen de 100 ml de solución. A menos que se defina lo contrario, todos los términos profesionales y científicos usados en este documento tienen los significados comúnmente conocidos por los expertos en la técnica. Las realizaciones y los materiales preferidos descritos en este documento son meramente con fines ilustrativos.
Ejemplo 1
Preparación de 2-butoxi-1-cloro-1-fluorociclopropano
En un matraz de cuatro bocas de 500 ml, se añadieron agua 42,8 g (2,38 mol), hidróxido de sodio 42,8 g (1,07 mol), vinil butil éter 20 g (0,2 mol) y tolueno 49,2 g (0,58 mol) en el orden especificado bajo protección de nitrógeno. A la elevada temperatura de 40 °C, se añadieron gota a gota 27,79 g (0,27 mol) de dicloromonofluorometano y la mezcla se hizo reaccionar durante 12 horas a la temperatura mantenida. Las capas se separaron, la fase orgánica se destiló a presión reducida, se recuperó el disolvente y la destilación adicional a temperatura elevada produjo el producto de 2-butoxi-1-cloro-1-fluorociclopropano. Pureza: 98%, Rendimiento: 96%.
RMN 1H (400 MHz, CDCls): 3,74 - 3,39 (m, 3H), 1,75 - 1,49 (m, 3H), 1,49 - 1,22 (m, 3H), 1,04 - 0,82 (m, 3H).
RMN 19F (400 MHz, CDCla): -158,76 - 159,38 (m, IF) (43%, isómero trans), -137,11 a - 138,48 (m, IF) (57%, isómero cis).
Ejemplo 2
Preparación de 1-((1-butoxi-2-fluoropropenil)oxi)butano
En un matraz de cuatro bocas de 250 ml, se añadieron piridina 15,3 g (0,19 mol), n-butanol 15,5 g (0,21 mol), 2-butoxi-1- cloro-1-fluorociclopropano 30,0 g (0,18 mol) y se hicieron reaccionar durante 16 horas bajo condiciones de reflujo. Se obtuvo 1-((1-butoxi-2-fluoropropenil)oxi)butano por destilación. Rendimiento: 98%.
RMN 1H (400 MHz, CDCls): 1,00 - 0,69 (m, 6H), 1,42 - 1,20 (m, 4H), 1,62 - 1,42 (m, 4H), 3,68 - 3,22 (m, 4H), 4,79 -4,55 (m, 2H), 4 ,90-4,79 (s, 1H).
RMN 19F (400 MHz, CDCls): -137,46 a -138,52 (m, IF).
Ejemplo 3
Preparación de 2-fluoroacrilaldehído
A 1-((1-butoxi-2-fluoropropenil)oxi)butano, se le añadieron gota a gota 73 g (0,2 mol) de HCl al 10% y se hizo reaccionar a 70 °C durante 2 horas, seguido de rectificación para obtener el producto de 2-fluoroacrilaldehído. Rendimiento: 90%.
RMN 1H (400 MHz, CDCls): 5,63 - 5,38 (m, 1H), 5,87 - 5,65 (m, 1H), 9,47 - 9,03 (d, 1H).
RMN 19F (400 MHz, CDCls): -121,28 a -125,09 (m, IF).
Ejemplo 4
Preparación de 2-fluoroacrilaldehído
Se mezcló 1-((1-butoxi-2-fluoropropenil)oxi)butano con vapor de agua a 1:1 y, con nitrógeno como gas portador, pasó a través del equipo de craqueo a 250 °C. Luego, se enfrió el gas de escape, la rectificación de la mezcla produjo el producto de 2-fluoroacrilaldehído. Rendimiento: 70%.
RMN 1H (400 MHz, CDCls): 5,63 - 5,38 (m, 1H), 5,87 - 5,65 (m, 1H), 9,47 - 9,03 (d, 1H).
RMN 19F (400 MHz, CDCls): -121,28 a -125,09 (m, IF).
Ejemplo 5
Preparación de ácido 2-fluoroacrílico
En un matraz de cuatro bocas de 250 ml, se mezclaron 8,89 g (0,12 mol) de 2-fluoroacrilaldehído con 0,89 g (5,5 mmol) de tricloruro férrico, a la temperatura mantenida de 30 °C. Se añadieron gota a gota 40,8 g (0,36 mol) de peróxido de hidrógeno al 30%, se agitó durante 2 horas a la temperatura mantenida. La extracción se realizó añadiendo 20 g de acetato de etilo. La fase orgánica se lavó con agua y se concentró a sequedad, lo que produjo un producto sin purificar de ácido 2-fluoroacrílico. Luego, la cristalización usando 10 g de n-heptano produjo el producto final de ácido 2- fluoroacrílico. Rendimiento: 90%.
RMN 1H (400 MHz, CDCh): 5,62 - 5,17 (m, 1H), 6,07 - 5,62 (m, 1H), 7,45 - 7,20 (s, 1H).
RMN 19F (400 MHz, CDCI3): -118,55 (dd, IF).
Ejemplo 6
Preparación de ácido 2-fluoroacrílico
En un matraz de cuatro bocas de 250 ml, se mezclaron 2-fluoroacrilaldehído 8,89 g (0,12 mol), m-cpba 26 g (0,15 mol) y diclorometano 30 g y se hicieron reaccionar a 20 °C con agitación durante 2 horas. Luego, la mezcla se enfrió a aproximadamente 0 °C y se filtró. El filtrado se concentró a sequedad, lo que produjo un producto sin purificar de ácido 2-fluoroacrílico. La cristalización usando 10 g de n-heptano produjo el producto final de ácido 2-fluoroacrílico. Rendimiento: 92%.
RMN 1H (400 MHz, CDCh): 5,62 - 5,17 (m, 1 H), 6,07 - 5,62 (m, 1 H), 7,45 - 7,20 (s, 1 H).
RMN 19F (400 MHz, CDCh): -118,55 (dd, IF).
Ejemplo 7
Preparación de 2-fluoroacrilato de metilo
En un matraz de tres bocas de 100 ml, se mezclaron 6,4 g de metanol (0,2 mol) con 8,64 g de ácido 2-fluoroacrílico (0,096 mol). La temperatura se elevó a 30 °C y se añadieron gota a gota 4,9 g (0,05 mol) de ácido sulfúrico concentrado. La reacción se mantuvo a 30-35 °C durante 2 h. Se añadió NaHCO3 saturado para neutralizar el sistema a un pH neutro. La extracción se realizó añadiendo metil tert-butil éter 20 g (0,23 mol). La fase orgánica se rectificó para obtener el producto de 2-fluoroacrilato de metilo. Rendimiento: 89%.
RMN 1H (400 MHz, CDCh): 3,89 - 3,78 (s, 3H), 5,35 - 5,25 (m, 1H), 5,74 - 5,55 (m, 1H).
RMN 19F (400 MHz, CDCla): -117,72 (dd, IF).
Ejemplo 8
Preparación de 2-fluoroacrilato de metilo
En un matraz de tres bocas de 100 ml, a 5-10°C, se mezclaron 8,64 g de ácido 2-fluoroacrílico (0,096 mol) con 13,1 g de cloruro de tionilo (0,11 mol). La temperatura se elevó a 30 °C y se añadieron gota a gota 6,4 g (0,2 mol) de metanol. La reacción se mantuvo a 30-35 °C durante 2 horas. Se añadió NaHCO3 saturado para neutralizar el sistema a pH neutro. La extracción se realizó añadiendo metil tert-butil éter 20 g (0,23 mol). La fase orgánica se rectificó para obtener el producto de 2-fluoroacrilato de metilo. Rendimiento: 93%.
RMN 1H (400 MHz, CDCh): 3,89 - 3,78 (s, 3H), 5,35 - 5,25 (m, 1H), 5,74 - 5,55 (m, 1H).
RMN 19F (400 MHz, CDCh): -117,72 (dd, IF).
Métricas de calidad de los productos de 2-fluoroacrilato de metilo de los Ejemplos 7 y 8
Ejemplo 9
Preparación de 2-fluoroacrilato de butilo
En un matraz de tres bocas de 100 ml, se mezclaron 14,8 g de butanol (0,2 mol) con 8,64 g de ácido 2-fluoroacrílico (0,096 mol). La temperatura se elevó a 30 °C y se añadieron gota a gota 4,9 g (0,05 mol) de ácido sulfúrico concentrado. La reacción se mantuvo a 30-35 °C durante 2 horas. Se añadió NaHCO3 saturado para neutralizar el
sistema a pH neutro. La extracción se realizó añadiendo metil tert-butil éter 20 g (0,23 mol). La fase orgánica se rectificó para obtener el producto de 2-fluoroacrilato de butilo. Rendimiento: 90%.
RMN 1H (400 MHz, CDCl3): 1,03-0,81 (t, 3H), 1,50- 1,30 (m, 2H), 1,78- 1,60 (m, 2H), 4,34-4,10 (m, 2H), 5,90-5,18 (m, 2H).
RMN 19F (400 MHz, CDCl3): -117,52 (dd, IF).
Métricas de calidad del producto de 2-fluoroacrilato de butilo del Ejemplo 9
Claims (13)
1. Un método para producir un 2-fluoroacrilato que tiene la estructura de fórmula F, en el que dicho método comprende las etapas de:
(1) mezclar un éter vinílico que tiene la estructura de fórmula A con dicloromonofluorometano para producir un compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B;
(2) mezclar el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B con R2OH para producir un producto de acetal que tiene la estructura de la fórmula C, seguido de hidrólisis para producir 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de la fórmula D, en el que el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de la fórmula B se mezcla con R2OH a una temperatura de 80-150 °C; o
hacer reaccionar el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B con agua para producir 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de fórmula D mediante hidrólisis;
(3) oxidar 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de fórmula D para producir ácido 2-fluoroacrílico que tiene la estructura de fórmula E, en la que la oxidación utiliza un catalizador seleccionado del grupo que consiste en una sal de hierro, una sal de vanadio, tungstato, una sal de molibdeno, una sal compleja derivada de los mismos, y la sal de cobalto, diacetilacetonato de cobalto, y se lleva a cabo a una temperatura de 0-60 °C;
(4) mezclar ácido 2-fluoroacrílico que tiene la estructura de fórmula E con R3OH para producir un 2-fluoroacrilato que tiene la estructura de fórmula F, en la que la mezcla se lleva a cabo a una temperatura de 10-50 °C;
en el que cada uno de R1, R2 y R3 es independientemente un sustituyente alifático o aromático C1 a C20.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la reacción de adición tras mezclar en la etapa (1) incluye un catalizador de transferencia de fase, en el que dicho catalizador de transferencia de fase es uno, dos o más seleccionados del grupo que consiste en cloruro de tetrametilamonio, cloruro de tetrabutilamonio, cloruro de tetraoctilamonio, cloruro de metiltrioctilamonio, bromuro de tetraoctilamonio, cloruro de tetrahexilamonio, yoduro de tetrabutilamonio, bromuro de tetrabutilamonio y yoduro de tri-dodecilmetilamonio.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, en la etapa (2), el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B se mezcla con R2o H a una temperatura de 80-115 °C.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, en la etapa (2), el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B se mezcla con R2o H a una temperatura de 110-115 °C.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, en la etapa (2), el producto de acetal que tiene la estructura de fórmula C resultante de mezclar el compuesto de ciclopropano sustituido que tiene la estructura de fórmula B con R2OH se hidroliza en condiciones ácidas para producir 2-fluoroacrilaldehído que tiene la estructura de fórmula D.
6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que dicha condición ácida incluye un reactivo seleccionado del grupo que consiste en una solución acuosa de ácido clorhídrico, una solución acuosa de ácido sulfúrico, una solución acuosa de ácido fosfórico, una solución acuosa de ácido fórmico y una solución acuosa de ácido acético.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la oxidación en la etapa (3) utiliza un agente oxidante seleccionado del grupo que consiste en clorito de sodio, hipoclorito de sodio, peróxido de hidrógeno al 30%, ácido
peracético, ácido peroxibenzoico, ácido m-cloroperoxibenzoico, persulfato de sodio, peróxido de t-butanol, oxígeno y aire.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho catalizador utilizado en la etapa (3) se selecciona del grupo que consiste en cloruro férrico, sulfato ferroso, cloruro ferroso, ácido túngstico, tungstato sódico, acetilacetonato férrico y diacetilacetonato de cobalto.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la mezcla en la etapa (4) se realiza a una temperatura de 30-40 °C.
10. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que cada uno de R1, R2 y R3 es independientemente un sustituyente alifático o aromático C1 a C10.
11. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el reactivo es una solución acuosa de ácido clorhídrico.
12. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el agente oxidante se selecciona del grupo que consiste en peróxido de hidrógeno al 30%, ácido peroxibenzoico, oxígeno, y aire.
13. El método de acuerdo con la reivindicación 10, en el que cada uno de R1, R2y R3 se selecciona independientemente del grupo que consiste en metilo, etilo, propilo y butilo.
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