MXPA06014999A

MXPA06014999A - Procedimiento para la produccion de diazoalcanos gaseosos.

Info

Publication number: MXPA06014999A
Application number: MXPA06014999A
Authority: MX
Inventors: Jurgen Haase
Original assignee: Dynamit Nobel Ag
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2007-04-25
Also published as: US20070249817A1; NO20070412L; DE102004030371A1; IL180006A0; AU2005256485A1; EP2272823A1; WO2006000414A1; EP1761481A1; CA2570808A1; KR20070047248A; US7902342B2; CN1980885A; BRPI0512377A; EA200700059A1; EA011405B1; JP2008503536A

Abstract

Se describe un procedimiento para la produccion de diazoalcano gaseoso, en el que un precursor de diazoalcano se disuelve en un primer solvente, una base se disuelve en un segundo solvente y las sustancias reaccionan en un recipiente de reaccion formando diazoalcano, descargandose el diazoalcano obtenido bajo presion reducida. El procedimiento es particularmente adecuado para la produccion de diazometano.

Description

PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCIÓN DE DIAZOALCANOS GASEOSOS La invención se refiere en general a un procedimiento para la producción de diazoalcanos gaseosos y en particular a un procedimiento para la producción de diazometano . Como productos intermedios/reactivos en la síntesis orgánica, los diazoalcanos desempeñan un papel importante, en especial en las reacciones de eterificación de enlaces NH, OH o ácidos, en la síntesis de heterociclos, en las adiciones a sistemas de enlace doble o en las reacciones de inserción bajo condiciones suaves. Un procedimiento para la producción de diazometano descrito en la Publicación Internacional WO 01/47869, incluye las etapas: — adición de un precursor de diazometano disuelto en un primer solvente, y — adición de una base disuelta en un segundo solvente (de preferencia agua) en un recipiente de reacción en el que estas sustancias reaccionan formando diazometano. El diazometano obtenido se descarga con la ayuda de un gas diluido, estando esta corriente de gas esencialmente libre de solventes y vapores de los mismos. La desventaja de este procedimiento es que: — por la gran corriente de gas inerte necesaria por razones de seguridad, del recipiente de reacción se desprenden cantidades considerables de agua (el segundo solvente preferido en este procedimiento) , las cuales deben retirarse a través de enfriadores y/o dispositivos de secado de gran superficie, si afectan las reacciones. Por esta razón se producen elevados costos de inversión en la construcción de las instalaciones; — por razones de seguridad, el contenido de diazometano en la corriente de gas se debe mantener por debajo de aproximadamente 15%. Esto exige una medición en línea complicada y, por lo tanto, costosa (por ejemplo, espectroscopia infrarroja) con la correspondiente técnica de regulación de gas inerte; — los diazoalcanos son muy tóxicos y cancerígenos. Si se utiliza un gas inerte diluido en la producción de los mismos, necesariamente se trabaja con una ligera sobrepresión . Por ello, en caso de fugas en el equipo de inmediato llegan gases de diazoalcano al aire del entorno y pueden poner en riesgo a los seres humanos. El objetivo de la invención es superar las desventajas de la técnica anterior y proporcionar un procedimiento para la producción de diazoalcanos gaseosos y, en particular, para la producción de diazometano, el cual pueda llevarse a cabo sin la ayuda de un gas diluido.

El objetivo se logra mediante un procedimiento para la producción de diazoalcanos gaseosos en el que se disuelve un precursor de diazoalcano en un primer solvente y una base en un segundo solvente, las sustancias reaccionan en un recipiente de reacción formando el diazoalcano y el diazoalcano obtenido se descarga bajo presión reducida respecto a la presión normal. Sorpresivamente se encontró que en un intervalo de presión por debajo de la presión normal, el diazometano presenta límites de explosión similares a aquéllas en la dilución con gas inerte y no puede explotar mediante chispas de encendido. Como precursor de diazoalcano se pueden utilizar, por ejemplo, los siguientes compuestos: compuestos N-alquil-N-nitroso tales como amida de ácido N-alquil-N-nitrosocarboxílico (por ejemplo, N-alquil-N-nitrosourea) , N-alquil-N-nitrosouretanos, amida de ácido N-alquil-nitrosoaril-sulfónico (por ejemplo, amida de ácido N-alquil-N-nitrosotoluen-sulfónico) ó N-alquil-N-nitrosoaminocetona . Como diazoalcano preferido, con el procedimiento de conformidad con la invención se puede producir diazometano. Como precursor de diazometano se pueden utilizar todos los compuestos conocidos para ello y descritos, por ejemplo, en la Publicación Internacional WO 01/47869, en especial compuestos N-metil-N-nitroso tales como amida de ácido N-metil-N-nitrosocarboxílico (por ejemplo, N-metil-N-nitrosourea) , N-metil-N-nitrosouretanos, amida de ácido N-metil-nitrosoaril-sulfónico (por ejemplo, amida de ácido N-metil-N-nitrosotoluen-sulfónico) ó N-metil-N-nitrosoaminocetona . Como base se pueden utilizar bases inorgánicas tales como hidróxido de litio, sodio, potasio, rubidio, cesio o bario. De igual manera, como base se pueden utilizar bases orgánicas tales como N-heterociclos . Por razones de costos se utilizan de preferencia los hidróxidos alcalinos hidróxido de sodio o hidróxido de potasio. El primer y el segundo solvente pueden ser iguales o distintos. Como primer solvente en el que se disuelve el precursor de diazoalcano, se utilizan de preferencia solventes conocidos (por ejemplo, por la Publicación Internacional WO 01/47869) , los cuales presenten un elevado punto de ebullición, una reducida presión de vapor y una elevada solubilidad en agua. Además, el primer solvente de preferencia no es reactivo hacia los diazoalcanos. Como primer solvente se emplean de forma particularmente preferida arilalquil-éter, glicoléter, dimetilformamida (DMF) , sulfóxido de dimetilo (DMSO) o solventes iónicos, por ejemplo, 1, 3-dimetil-imidazolinio dimetilfosfato. Se prefieren muy particularmente DMSO y/o di (etilenglicol) éter .

También se pueden emplear mezclas de los solventes mencionados . El segundo solvente en el que se disuelve la base se puede seleccionar de entre los solventes que se puedan utilizar como primer solvente. En lo anterior, el primer y el segundo solvente pueden ser idénticos, pero no necesariamente. De preferencia, el segundo solvente es agua o contiene agua. De preferencia, la base (puede constar de varias sustancias) se emplea en una cantidad de 1 a 3 equivalentes en relación al precursor de diazoalcano. Se prefiere particularmente una cantidad de 1.1 a 2 equivalentes, de modo que la base se encuentre en exceso. El precursor de diazoalcano y la base se pueden agregar simultánea o sucesivamente y mezclarse entre sí. Por presión reducida se entiende un intervalo de presión reducido respecto a la presión normal. De preferencia, el intervalo de presión reducida va de 0 a 800 mbar, en particular de 100 a 300 mbar. La descarga del diazoalcano bajo presión reducida se puede realizar con la ayuda de un gas inerte. Sin embargo, el diazoalcano se descarga de preferencia bajo presión reducida sin la ayuda de un gas inerte. De preferencia, la reacción se lleva a cabo a temperaturas de 10 a 80°C, en particular de 20 a 50°C.

La reacción de generación de diazoalcano se puede realizar en continuo o en lotes. El procedimiento de conformidad con la invención se puede realizar a manera de ejemplo de la siguiente forma (sin que con esta descripción se establezca ningún tipo de limitación) : En un reactor de generación de diazometano se mezcla una solución aproximadamente al 25% de amida de ácido N-metil-N-nitroso-toluensulfónico en DMSO a 20 hasta 70°C simultánea o sucesivamente con una solución acuosa de KOH al 20 a 40%. El diazometano que se forma espontáneamente se lleva a un reactor o lavador de reacción mediante una depresión de 0 a 800 mbar, en donde reacciona de manera deseada . Respecto a los procedimientos conocidos hasta el momento, el procedimiento de conformidad con la invención tiene la ventaja de que se puede reducir considerablemente la cantidad de gas inerte, o bien, se puede prescindir totalmente del mismo. Del generador de diazoalcano se desprenden únicamente cantidades irrelevantes de solvente (como, por ejemplo, vapor de agua) , las cuales se pueden retirar del diazoalcano eventualmente con condensadores de superficie reducida o dispositivos de secado. Gracias al procedimiento al vacío, en caso de ocurrir una fuga se evita un riesgo para el personal de operación por los gases de diazoalcano muy tóxicos y cancerígenos. Además, la reducción de la concentración de diazoalcano necesaria por razones de seguridad se puede realizar simplemente mediante una medición de presión económica. Los estudios de seguridad den DAM al vacío arrojaron que con una presión parcial > 150 mbar puede ocurrir una explosión con una chispa de encendido. Por ello, dicha "concentración" de DAM de ser posible no se debe exceder en el equipo técnico. Si se complementa esta presión parcial con gas inerte a presión normal, dicho límite equivale a una concentración de DAM de aproximadamente 15% en volumen, un valor que se indica como límite de explosión a presión normal para DAM. La presión parcial del diazoalcano que se genera, por ejemplo, del diazometano (DAM), se mide de conformidad con la invención en continuo mediante espectroscopia infrarroja . Los siguientes ejemplos ilustrarían la invención sin limitarla: Ejemplos 1-3 En un reactor de gas de camisa doble de 1.5 1 se disponen 531 g de solución acuosa de KOH al 30% y se calientan en cada caso a 40, 50 y 70°C. Mediante la adición por goteo controlada de 405.8 g de solución de amida de ácido N-metil-N-nitroso-p-toluensulfónico al 26.4% (MNTSA) en DMSO en esta solución de KOH, se genera diazometano (DAM) y es succionado en forma de gas mediante vacío a 500 mbar a través de una frita en un reactor de vidrio. La adición se realiza de tal modo que la concentración de diazometano en la fase gaseosa no exceda una presión parcial de 120 mbar. Para determinar la cantidad de DAM y el rendimiento, este reactor de vidrio se carga con un ácido, por ejemplo, con una solución de ácido benzoico en DMF, de modo que el DAM succionado a través de la frita reacciona de inmediato a éster metílico de ácido benzoico y se determina analíticamente su contenido y se puede aprovechar como equivalente para DAM. La siguiente tabla reproduce los resultados : Ejemplos 4-6: El diseño del experimento y la determinación del rendimiento coinciden con los ensayos 1-3. A los 561 g dispuestos de solución de KOH al 30% se agregan por goteo a 40°C sin interrupción 259.7 g de solución de amida de ácido N-metil-N-nitroso-p-toluensulfónico al 25.9% en DMSO. En este procedimiento, el vacío se modifica por etapas mediante la alimentación ajustada de una corriente de argón de 800, pasando por 500, hasta 320 mbar. La dosificación del componente nitrosometilo se realiza de tal modo que no se excede una presión parcial de DAM de 150 mbar.

Ejemplos 7-9: La disposición del ensayo coincide con aquélla de los ensayos 1 a 3. La solución de KOH al 30% se agrega en paralelo a una solución de amida de ácido N-metil-N-nitróso-P- toluensulfónico al 25.9% en el reactor a 500 mbar, manteniendo la presión parcial de DAM de 150 mbar. En los ensayos, la proporción de KOH respecto al componente nitroso metilo, se modifica de 1.1 a 1.5.

Ejemplo 10: En un ensayo a largo plazo se procede durante cuatro horas como en los ejemplos 7-9, agregando una solución de MNTSA al 22.5% simulátneamente a una solución de KOH al 30%.

Ejemplo 11: A diferencia del ensayo 7 se dosificó MNSTA en el solvente iónico 1, 3-d?met?l-?m?dazol?n?o dimetilfosfato (ECOENG 1111P de la empresa Solvent Innovation GmbH) , como solución al 8.0% en paralelo con una solución al 30% de KOH.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para la producción de diazoalcano gaseoso, caracterizado porque un precursor de diazoalcano se disuelve en un primer solvente y una base se disuelve en un segundo solvente y las sustancias reaccionan en un recipiente de reacción formando diazoalcano, descargándose el diazoalcano gaseoso obtenido bajo presión reducida .

2. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque como precursor de diazoalcano se utilizan compuestos N-alquil-N-nitroso tales como amida de ácido N-alquil-N-nitrosocarboxílico (por ejemplo, N-alquil-N-nitrosourea) , N-alquil-N-nitrosouretanos, amida de ácido N-alquil-nitrosoaril-sulfónico (por ejemplo, amida de ácido N-alquil-N-nitrosotoluen-sulfónico) ó N-alquil-N-nitrosoaminocetona .

3. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1 ó 2 para la producción de diazometano.

4. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque como precursor de diazometano se utilizan compuestos N-metil-N-nitroso tales como amida de ácido N-metil-N-nitrosocarboxílico (por ejemplo, N-metil-N-nitrosourea) , N-metil-N-nitrosouretanos, amida de ácido N-metil-nitrosoaril-sulfónico (por ejemplo, amida de ácido N-metil-N-nitrosotoluen-sulfónico) ó N-metil-N-nitrosoaminocetona .

5. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como base se utilizan bases inorgánicas u orgánicas.

6. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la base inorgánica se selecciona de entre una o varias de las sustancias hidróxido de litio, de sodio, de potasio, de rubidio, de cesio y de bario.

7. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque como base orgánica se utilizan heterociclos de nitrógeno (por ejemplo, N-metilmorfolino) .

8. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como primer solvente se utiliza un arilalquiléter, glicoléter (por ejemplo, di (etilenglicol) éter, dimetilformamida (DMF), sulfóxido de dimetilo (DMSO) , solventes iónicos tales como 1, 3-dimetil-imidazolinio dimetilfosfato o mezclas de esta sustancias .

9. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque como segundo solvente se selecciona un solvente del grupo del primer solvente, pudiendo el primer y el segundo solventes ser idénticos, pero no siendo una exigencia.

10. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque como segundo solvente se selecciona agua o porque el segundo solvente contiene agua.

11. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la base se utiliza en una cantidad de 1 a 3 equivalentes en relación al precursor de diazoalcano.

12. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el precursor de diazoalcano y la base se agregan simultáneamente y se mezclan entre sí.

13. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el precursor de diazoalcano y la base se agregan sucesivamente y se mezclan entre sí.

14. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el diazoalcano gaseoso obtenido se descarga a 0 a 800 mbar.

15. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el diazoalcano gaseoso obtenido se debe descargar a 100 hasta 300 mbar.

16. El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo a temperaturas de 10 a 80°C.

17. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo a temperaturas de 20 a 50°C.