Procedimiento de producción de un alcohol mediante hidrogenación de una lactona o un éster de ácido carboxílico en fase líquida.

Un procedimiento de producción de un alcohol, que comprende someter una lactona o un éster de ácido carboxílico a reducción con hidrógeno en un disolvente o sin disolvente, en presencia de un catalizador seleccionado de entre el grupo de catalizadores que consiste en:

(i) un catalizador representado por la siguiente fórmula (2):

[Ru2(μ-X1)3(Phos)2]X2 (2) en la que X1 representa un átomo de halógeno;

X2 representa un contraanión; y

Phos representa un compuesto de fosfina representado por la siguiente fórmula (1): en la que R1 representa un espaciador;

R2, R3, R4, R5, R6 y R7 representa cada uno de modo independiente un átomo de hidrógeno, o un grupo alquilo que tiene de 1 a 12 átomos de carbono, un grupo arilo o un grupo heterocíclico; y

R8, R9, R10, R11, R12 y R13 representa cada uno de modo independiente un grupo alquilo que tiene de 1 a 12 átomos de carbono, un grupo arilo o un grupo heterocíclico;

(ii) un catalizador representado por la siguiente fórmula (3):

[Ru(Phos)(L1)(L2) (L3)] (X3)2 (3) en la que L1, L2 y L3, que pueden estar presentes por separado o unidos entre sí, representan cada uno un ligando neutro o un disolvente de coordinación;

X3 representa un contraanión; y

Phos representa el compuesto fosfina representado por la fórmula (1);

(iii) un catalizador representado por la siguiente fórmula (4):

[RuH(BH4)(Phos)] (4) en la que Phos representa el compuesto fosfina representado por la fórmula (1); y

(iv) un catalizador representado por la siguiente fórmula (5):

[Ru(H)(OAc)(Phos)] (5) en la que Ac representa un grupo acetilo; y

Phos representa el compuesto fosfina representado por la fórmula (1).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2008/000850.

Solicitante: TAKASAGO INTERNATIONAL CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 37-1, KAMATA 5-CHOME, OHTA-KU TOKYO 144-8721 JAPON.

Inventor/es: INOUE, KENJI, MATSUMOTO, TAKAJI, MAEDA, HIROFUMI, SAITO,SUSUMU, NAGASAKI,IZURU, NOYORI,RYOJI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Esteres de ácidos carboxílicos; Esteres del ácido... > C07C69/675 (de ácidos hidroxicarboxílicos saturados)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > PROCESOS GENERALES DE QUIMICA ORGANICA; SUS APARATOS... > C07B53/00 (Síntesis asimétricas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos saturados que tienen grupos hidroxilo... > C07C31/22 (Alcoholes trihidroxílicos, p. ej. glicerol)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Derivados del ácido carbámico, es decir, compuestos... > C07C271/16 (a átomos de carbono de radicales hidrocarbonados sustituidos por átomos de oxígeno unidos por enlaces sencillos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > PROCESOS GENERALES DE QUIMICA ORGANICA; SUS APARATOS... > C07B61/00 (Otros procesos generales)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos que contienen grupos amino e hidroxi unidos... > C07C215/28 (y conteniendo ciclos aromáticos de seis miembros)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de derivados del ácido carbámico,... > C07C269/06 (por reacciones que no implican la formación de grupos carbamato)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de compuestos que tienen grupos hidroxilo... > C07C29/149 (con hidrógeno o gases que contienen hidrógeno)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos saturados que tienen grupos hidroxilo... > C07C31/20 (Alcoholes dihidroxílicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de amidas de ácidos carboxílicos > C07C231/12 (por reacciones que no implican la formación de grupos carboxamido)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > C07C213/00 (Preparación de compuestos que contienen grupos amino e hidroxi, amino e hidroxi eterificados o amino e hidroxi esterificados unidos a la misma estructura carbonada)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos insaturados que tienen grupos hidroxilo... > C07C33/20 (monocíclicos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de ésteres de ácidos carboxílicos > C07C67/31 (por introducción de grupos funcionales con el oxígeno unido sólo por enlace sencillo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Amidas de ácidos carboxílicos > C07C233/73 (de una estructura carbonada que contiene ciclos aromáticos de seis miembros)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos insaturados que tienen grupos hidroxilo... > C07C33/26 (Alcoholes polihidroxílicos que sólo contienen ciclos aromáticos de seis miembros en la parte cíclica)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Compuestos insaturados que tienen grupos hidroxilo... > C07C33/22 (Alcohol bencílico; Alcohol feniletílico)

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de producción de un alcohol mediante hidrogenación de una lactona o un éster de ácido carboxílico en fase líquida

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento para producir un alcohol mediante hidrogenación de una lactona o un éster de ácido carboxílico.

Estado de la técnica

Ha habido muchos trabajos sobre el procedimiento para producir un alcohol mediante hidrogenación de una lactona o un éster de ácido carboxílico, con diversos catalizadores y modos de reacción. Los documentos de patente 1 a 3 y el documento no de patente 1 describen reacciones de hidrogenación de lactonas y ésteres de ácido carboxílico en sistemas de suspensión en fase líquida o de lecho fijo. Los documentos de patente 4 a 6 y los documentos no de patente 2 y 3 describen reacciones de hidrogenación de ésteres en fase líquida, usando complejos de rutenio que se forman a partir de un compuesto de rutenio y un compuesto de fosfina orgánica. Además, se describen procedimientos para producir alcoholes ópticamente activos mediante hidrogenación de ácidos carboxílicos ópticamente activos, en los documentos de patente 7 y 8, y el documento no de patente 4.

Documento de patente 1: JP-A Nº 51-8203

Documento de patente 2: DE 3217429A1

Documento de patente 3: JP-A Nº 58-216131

Documento de patente 4: JP-A Nº 2001-247499

Documento de patente 5: JP-A Nº 2004-300131

Documento de patente 6: JP-W Nº 2005-524704

Documento de patente 7: JP-W Nº 2002-501817

Documento de patente 8: JP-W Nº 2002-501935

Documento de patente 9: WO 2006/106483

Documento de patente 10: WO 2006/106484

Documento no de patente 1: Org. React., 1954, 8, 1

Documento no de patente 2: J. Chem. Soc. Chem. Commun., 1980, 783

Documento no de patente 3: Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 1113

El documento no de patente 4: Adv. Synth. Cat., 2001, 343, 802 Teunssen, H.T., y col.: "Homogeneous ruthenium catalyzed hydrogenation of esters to alcohols", Chem. Commun., 1998, pp. 1367-1368 divulga un procedimiento para producir un alcohol mediante hidrogenación de una lactona en presencia de un catalizador que contiene acetilacetonato de rutenio y un compuesto de fosfina.

El documento de patente 4 (JP 2001 247499 A) divulga un procedimiento para producir un alcohol mediante hidrogenación de un éster de ácido carboxílico en presencia de un catalizador que contiene acetilacetonato de rutenio (III) o bis[diyodo (para-cimeno) rutenio], y un compuesto de fosfina (Ejemplos) .

El documento de patente 5 (JP 2004 300131 A) divulga un procedimiento para producir un alcohol mediante hidrogenación de un éster de ácido carboxílico en presencia de un catalizador que contiene un complejo de rutenio, acetilacetonato y 1, 1, 1-tris (difenilfosfinometil) etano (es decir TriPhos) (véase el Ejemplo de Referencia y los Ejemplos) .

El documento de patente 6 (JP 2005 524704 A) divulga un procedimiento para producir un alcohol mediante hidrogenación de un éster de ácido carboxílico en presencia de un catalizador que contiene acetilacetonato de rutenio (III) y TriPhos (véanse los Ejemplos 2 y 3) . El documento WO 2007/017453 A1 divulga un procedimiento para producir un alcohol mediante hidrogenación de un éster de ácido carboxílico aromático en presencia de un catalizador que contiene un complejo preparado a partir de acetilacetonato de rutenio y TriPhos (véase el Ejemplo) .

El documento WO 2008/035123 A2, por último, describe la hidrogenación de un ácido carboxílico en presencia de un sistema catalizador que comprende rutenio y un compuesto de fosfina; sin embargo, el documento WO 2008/035123 A2 no divulga ninguno de los catalizadores (i) a (iv) tal y como se definen en la reivindicación 1 modificada.

El documento JP 63 185937 A divulga un procedimiento para producir un alcohol ópticamente activo mediante hidrogenación de un éster de ácido carboxílico.

El documento de patente 9 (documento WO 2006/106483 A1) enumera el NaBH4 como un ejemplo de una base adecuada para usar en la hidrogenación de ésteres (véase la página 15, líneas 2 a 4 de esta referencia) .

Divulgación de la invención Problemas a resolver por la invención Los procedimientos descritos en los documentos de patente 1 a 3 y el documento no de patente 1 requieren todos condiciones de reacción severas tal como alta temperatura o alta presión y, por tanto, los procedimientos están muy limitados en cuanto a manipulación, aparatos de producción y similares. Las reacciones de hidrogenación en fase líquida tal y como se describen en los documentos de patente 4 a 6 y los documentos no de patente 2 y 3 no satisfacen ni el rendimiento ni la eficacia catalítica, y no puede decirse que sean procedimientos económicamente ventajosos. Además, las reacciones de hidrogenación para ésteres, tal y como se describen en el documento de patente 5 y el documento no de patente 2, suponen el uso de alcoholes que contienen flúor como disolventes, y por tanto plantean un problema que hay que abordar desde el punto de vista de la eficacia económica y la carga medioambiental. El procedimiento descrito en el documento no de patente 3 emplea 1, 4-dioxano como disolvente de reacción, que es económicamente desventajoso y plantea preocupaciones en cuanto a su influencia sobre el cuerpo humano. Los documentos de patente 7 y 8 y el documento no de patente 4 proponen procedimientos para producir alcoholes mediante una reacción de hidrogenación que no van acompañada de una disminución de la pureza óptica. Los documentos de patente 7 y 8 describen reacciones de hidrogenación de ácido málico ópticamente activo en presencia de catalizadores basados en óxido de rutenio-renio, mientras que el documento no de patente 4 describe una reacción de hidrogenación que implica α-hidroxi ésteres y α-amino ésteres ópticamente activos usando catalizadores de rodio-óxido de platino. Sin embargo, todas estas reacciones requieren grandes cantidades de catalizador para las materias primas y, por tanto, plantean un problema en términos de producción industrial. Asimismo, es difícil obtener 1, 3-dioles y 1, 3-aminoalcoholes con un buen rendimiento a partir de β-hidroxi ésteres ópticamente activos o β-amino ésteres ópticamente activos. Los procedimientos descritos en los documentos de patente 9 y 10 hacen uso de un gran exceso de base y, por tanto, es difícil hidrogenar ésteres ópticamente activos sin disminuir la pureza óptica.

De acuerdo con esto, un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para producir un alcohol a partir de una lactona o un éster de ácido carboxílico, que es capaz de producir un alcohol a partir de una lactona o un éster de ácido carboxílico en condiciones relativamente suaves con alto rendimiento y alta eficacia catalítica, y es capaz de producir un alcohol ópticamente activo a partir de una lactona ópticamente activa o un éster de ácido carboxílico ópticamente activo.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para producir un alcohol a partir de una lactona o un éster de ácido carboxílico, que incluye las ventajosas características descritas anteriormente y tiene una carga medioambiental reducida al mínimo.

Medios para Resolver los Problemas En tales circunstancias, los inventores de la presente invención han efectuado investigaciones fervientemente y, como resultado, han descubierto que cuando se usa un catalizador específico de rutenio formado a partir de un compuesto de rutenio y un compuesto de fosfina, y se emplea un disolvente basado en alcohol como disolvente de reacción, se produce un alcohol a partir de una lactona o un éster de ácido... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de producción de un alcohol, que comprende someter una lactona o un éster de ácido carboxílico a reducción con hidrógeno en un disolvente o sin disolvente, en presencia de un catalizador seleccionado de entre el grupo de catalizadores que consiste en:

(i) un catalizador representado por la siguiente fórmula (2) : [Ru2 (µ-X1) 3 (Phos) 2]X2 (2)

en la que X1 representa un átomo de halógeno; X2 representa un contraanión; y Phos representa un compuesto de fosfina representado por la siguiente fórmula (1) :

en la que R1 representa un espaciador; R2, R3, R4, R5, R6 y R7 representa cada uno de modo independiente un átomo de hidrógeno, o un grupo alquilo que tiene de 1 a 12 átomos de carbono, un grupo arilo o un grupo heterocíclico; y R8, R9, R10, R11, R12 y R13 representa cada uno de modo independiente un grupo alquilo que tiene de 1 a 12 átomos de carbono, un grupo arilo o un grupo heterocíclico;

(ii) un catalizador representado por la siguiente fórmula (3) :

[Ru (Phos) (L1) (L2) (L3) ] (X3) 2 (3)

en la que L1, L2 y L3, que pueden estar presentes por separado o unidos entre sí, representan cada uno un ligando neutro o un disolvente de coordinación; X3 representa un contraanión; y Phos representa el compuesto fosfina representado por la fórmula (1) ;

(iii) un catalizador representado por la siguiente fórmula (4) :

[RuH (BH4) (Phos) ] (4) en la que Phos representa el compuesto fosfina representado por la fórmula (1) ; y

(iv) un catalizador representado por la siguiente fórmula (5) : [Ru (H) (OAc) (Phos) ] (5)

en la que Ac representa un grupo acetilo; y Phos representa el compuesto fosfina representado por la fórmula (1) .

2. El procedimiento de producción de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el disolvente usado en la reacción de hidrogenación es un disolvente alcohólico.

3. El procedimiento de producción de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que se añade un aditivo al sistema de reacción.

4. El procedimiento de producción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se añade un agente reductor al sistema de reacción como co-catalizador.

5. El procedimiento de producción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la lactona

o el éster de ácido carboxílico que es sometido a reducción es una forma ópticamente activa, y la pureza óptica del alcohol producido mediante la reducción conserva un valor de pureza óptica del 90 % o más del valor del sustrato que es sometido a reducción.

6. El procedimiento de producción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el catalizador que contiene un compuesto de rutenio y un compuesto de fosfina es producido para su uso inmediato.