PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCION DE ACIDOS GLICERICOS.

Procedimiento para la obtención de compuestos del ácido glicérico de la fórmula general (I)

Procedimiento para la obtención de ácidos glicéricos.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de ácido glicérico, en caso dado substituido.

El ácido glicérico es un componente químico interesante para las síntesis químicas y es un producto intermedio para compuestos fisiológicamente activos y aminoácidos.

Se conocen diversos procedimientos para llevar a cabo la obtención del ácido glicérico.

En la publicación DE-A 42 28 487 se ha descrito la obtención del ácido glicérico por medio de la oxidación de glicerina con oxígeno en presencia de catalizadores. De manera especial se emplea un catalizador que contiene un 1% de Ce y un 5% de Pt sobre carbón activo, véase el ejemplo 13.

La publicación JP-A 60 226 842 se refiere a la obtención del ácido glicérico por medio de la reacción del ácido acrílico con peróxido de hidrógeno en presencia de un catalizador que contiene wolframio.

La publicación US 3,846,478 se refiere a la oxidación de compuestos olefínicos para llevar a cabo la formación de glicoles. En este caso puede ser preparado el ácido glicérico también por medio de la oxidación catalítica del ácido acrílico. Por otra parte ha sido descrita en el ejemplo 14 la oxidación de la acrilamida para dar la amida del ácido glicérico. La oxidación se lleva a cabo en presencia de tetróxido de osmio con un hipoclorito alcalino o con un hipoclorito alcalinotérreo.

La publicación de los autores J. English et al., J. Am. Chem. Soc., tomo 77, 1955, páginas 4661 hasta 4664 se refiere a la obtención y a la deshidratación de a,ß-hidroxiésteres. En la página 4662 se ha descrito la apertura del anillo de un eritro-a,ß-dehidroxicaproato de etilo correspondiente para dar el respectivo ácido carboxílico por medio del tratamiento con lejía de hidróxido de potasio. El éster, que es empleado como producto de partida, se prepara por medio de una condensación de ésteres glicídicos de Darzens a partir de butiroaldehído y de cloroacetato de etilo.

La adición de agua sobre el anillo epóxido, que provoca la apertura del anillo, se lleva a cabo sobre un éster del ácido caprónico.

La ponencia de Beilstein Reaction ID 329484 se refiere a una apertura de anillo de epóxido por medio de la reacción con ácido sulfúrico acuoso. Sin embargo, la ponencia de Beilstein, no describe el modo en que se lleva a cabo la síntesis del éster correspondiente. De manera especial, falta la información del modo en que se genera la función epóxido (síntesis del éster glicídico según Darzens, epoxidación, etc.). La ponencia de Beilstein describe al éster de etilo como producto de partida.

La publicación de de los autores S. Sugijama et al., Bull. Chem. Soc. Jpn., 62, 1989, páginas 3202 hasta 3206 divulga un procedimiento para llevar a cabo la obtención de la 2,3-dihidroxipropanoamida por medio de la reacción del acrilonitrilo con peróxido de hidrógeno y, a continuación, adición de agua sobre el anillo epóxido, que provoca la apertura del anillo, catalizada con ácidos. En el procedimiento para llevar a cabo la epoxidación de las amidas del ácido glicídico con subsiguiente apertura del epóxido desde luego no se saponifica la función de amida de ácido carboxílico en la segunda etapa del procedimiento de la apertura del anillo epóxido. La amida del ácido carboxílico es estable bajo las condiciones indicadas del procedimiento para llevar a cabo la apertura del epóxido (solución alcalina diluida).

El inconveniente en las diversas variantes del procedimiento consiste en una selectividad demasiado baja a la hora de llevar a cabo la oxidación de la glicerina y en una separación muy costosa de los componentes secundarios con respecto al producto deseado. Por otra parte, es problemática la separación de los catalizadores homogéneos del producto final, en el caso de la oxidación del ácido acrílico.

La tarea de la presente invención consiste en la preparación de un procedimiento para llevar a cabo la obtención de ácido glicérico, en caso dado substituido, que se lleva a cabo con una elevada selectividad con respecto al ácido glicérico, en caso dado substituido y que permite una separación sencilla de los componentes secundarios.

La tarea se resuelve, de conformidad con la invención, por medio de un procedimiento para llevar a cabo la obtención de compuestos del ácido glicérico de la fórmula general (I)

en la que

R¹, R² y R³ significan, de manera independiente entre sí, hidrógeno, alquilo con 1 hasta 12 átomos de carbono, arilo con 6 hasta 12 átomos de carbono, alcarilo con 7 hasta 13 átomos de carbono o aralquilo con 7 hasta 13 átomos de carbono y

X significa hidrógeno, Na o NH₄,

por medio de la saponificación catalizada con bases de los compuestos del ácido glicídico de la fórmula general (II)

en la que Y significa NH₂,

con una lejía de hidróxido sódico entre el 10 y el 50% en peso

con adición de agua sobre el anillo epóxido, que provoca la apertura del anillo, con las características de la reivindicación 1.

De conformidad con la invención, se ha encontrado que las amidas del ácido glicídico o que los ésteres del ácido glicídico pueden ser convertidos en los ácidos glicéricos deseados, en caso dado substituidos, por medio de la saponificación con adición de agua sobre el anillo epóxido, que provoca la apertura del anillo, con elevados rendimientos y selectividades.

En las fórmulas generales (I) y (II), R¹, R² y R³ significan, de manera preferente, independientemente entre sí, hidrógeno, alquilo con 1 hasta 6 átomos de carbono, fenilo, alquilfenilo con 7 hasta 10 átomos de carbono o fenilalquilo con 7 hasta 10 átomos de carbono. De manera especialmente preferente, R¹, R² y R³ significan, de manera independiente entre sí, hidrógeno o alquilo con 1 hasta 6 átomos de carbono, de manera especial significan hidrógeno o alquilo con 1 hasta 3 átomos de carbono. De manera especialmente preferente, R¹, R² y R³ significan hidrógeno de tal manera, que el compuesto de la fórmula general (I) está constituido por el ácido glicérico o sus sales y el compuesto de la fórmula general (II) está constituido por la amida del ácido glicídico. De manera especial, R¹, R² y R³ significan hidrógeno e Y significa NH₂, de tal manera que el compuesto del ácido glicídico de la fórmula general (II) está constituido por la amida del ácido glicídico.

La obtención de las amidas del ácido glicídico y de los ésteres del ácido glicídico es en sí conocida. Se han descrito procedimientos correspondientes, por ejemplo, en las publicaciones DE-A 19 04 077, DE-A 37 12 330 y DE-A 38 29 829.

En este caso, Y significa NH₂, y la amida del ácido glicídico de la fórmula general (II), que es empleada, se obtiene por medio de la reacción de acrilonitrilos de la fórmula general (III)

con peróxido de hidrógeno. La obtención del nitrilo del ácido glicídico por medio de la reacción del acrilonitrilo con peróxido de hidrógeno es en sí conocida y se ha descrito, por ejemplo, en las publicaciones DE-A 19 04 077 y DE-A 38 29 829. Puede hacerse referencia a estas publicaciones para procedimientos de obtención correspondientes. Como posibles campos de aplicación de la amida del ácido glicídico se citan en estas publicaciones la obtención de agentes auxiliares para artículos textiles, agentes protectores de las plantas, agentes para la conservación así como la obtención de colorantes o la obtención de formadores de complejos tales como el ácido isoserina-N,N-diacético, sin embargo no se ha citado la obtención de ácido glicérico. De la misma manera la publicación DE-A 37 12 330 describe el empleo de la amida del ácido glicídico para llevar a cabo la obtención de formadores de complejos.

La combinación de la reacción de los acrilonitrilos con peróxido...

1. Procedimiento para la obtención de compuestos del ácido glicérico de la fórmula general (I)

en la que

R¹, R² y R³ significan, de manera independiente entre sí, hidrógeno, alquilo con 1 hasta 12 átomos de carbono, arilo con 6 hasta 12 átomos de carbono, alcarilo con 7 hasta 13 átomos de carbono o aralquilo con 7 hasta 13 átomos de carbono y

X significa hidrógeno, Na o NH₄,

por medio de una saponificación, catalizada con bases, de los compuestos del ácido glicídico de la fórmula general (II)

en la que Y significa NH₂,

con una lejía de hidróxido sódico con una concentración comprendida entre un 10 y un 50% en peso

con adición de agua sobre el anillo de epóxido, que provoca la apertura del anillo, siendo preparada la amida del ácido glicídico de la fórmula general (II), que es empleada, por medio de la reacción de acrilonitrilos de la fórmula general (III)

con peróxido de hidrógeno, a un valor del pH comprendido entre 7 y 8 y a una temperatura comprendida entre 30 y 60ºC, dosificándose lejía de hidróxido de sodio con una concentración comprendida entre un 5 y un 50% en peso para mantener constante el valor del pH y la temperatura.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque R¹, R² y R³ significan, de manera independiente entre sí, hidrógeno o alquilo con 1 hasta 6 átomos de carbono.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque R¹, R² y R³ significan hidrógeno.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se separan destilación de la mezcla de la reacción los acrilonitrilos no transformados de la fórmula general (III) y otros productos secundarios después de la reacción de los acrilonitrilos de la fórmula general (III) con peróxido de hidrógeno.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque no se descompone el peróxido de hidrógeno no transformado después de la reacción de los acrilonitrilos de la fórmula general (III) con peróxido de hidrógeno.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se elimina por destilación el amoníaco, que se forma durante la saponificación.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las sales del ácido glicérico de la fórmula general (I), que se forman después de la saponificación catalizada con bases, se transforman en ácidos glicéricos libres.