PROCEDIMIENTO PARA SINTESIS ASIMETRICA.
Procedimiento para la obtención de compuestos quirales a través de la conversión de un compuesto proquiral,
que contiene, al menos, un doble enlace insaturado etilénicamente, con un sustrato, en presencia de un catalizador quiral, que comprende, al menos, un complejo de metal de transición con ligandos, que presentan, respectivamente, un grupo que contiene átomos pnicógenos o átomos pseudopnicógenos y, al menos, un grupo funcional apto para formar un enlace intermolecular no covalente, asimismo, el complejo presenta ligandos dimerizados a través de enlaces intermoleculares no covalentes
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W04013344EP.
Solicitante: BASF SE.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: PATENTANWALTE LUDWIGSPLATZ 4,67059 LUDWIGSHAFEN.
Inventor/es: PACIELLO, ROCCO, MACKEWITZ, THOMAS DR., BREIT, BERNHARD, VOLLAND,MARTIN, JAKEL,CHRISTOPH, SEICHE,WOLFGANG, WEIS,MARTINE, WALOCH,CHRISTOPH.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 28 de Octubre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01J31/18 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01J PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS O FÍSICOS, p. ej. CATÁLISIS O QUÍMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS. › B01J 31/00 Catalizadores que contienen hidruros, complejos de coordinación o compuestos orgánicos (composiciones catalíticas utilizadas únicamente para reacciones de polimerización C08). › que contienen nitrógeno, fósforo, arsénico o antimonio.
- B01J31/18C4
- B01J31/18E
- B01J31/22C
- B01J31/24B2
- B01J31/24D
- C07B53/00 QUIMICA; METALURGIA. › C07 QUIMICA ORGANICA. › C07B PROCESOS GENERALES DE QUIMICA ORGANICA; SUS APARATOS (preparación de ésteres de ácidos carboxílicos por telomerización C07C 67/47; procesos para la preparación de compuestos macromoleculares, p.ej. telomerzación C08F, C08G). › Síntesis asimétricas.
- C07F9/58K4
- C07F9/6571L6
Clasificación PCT:
- C07F9/58 C07 […] › C07F COMPUESTOS ACICLICOS, CARBOCICLICOS O HETEROCICLICOS QUE CONTIENEN ELEMENTOS DISTINTOS DEL CARBONO, HIDROGENO, HALOGENOS, OXIGENO, NITROGENO, AZUFRE, SELENIO O TELURO (porfirinas que contienen metal C07D 487/22; compuestos macromoleculares C08). › C07F 9/00 Compuestos que contienen elementos de los grupos 5 o 15 del sistema periódico. › Ciclos piridínicos.
Clasificación antigua:
- C07F9/58 C07F 9/00 […] › Ciclos piridínicos.
Fragmento de la descripción:
Procedimiento para síntesis asimétrica.
La presente invención comprende un procedimiento para síntesis asimétrica en presencia de un catalizador quiral, que comprende, al menos, un complejo de un metal del subgrupo VIII con ligandos factibles de dimerización a través de enlaces no covalente, dichos ligandos y catalizadores así como su aplicación.
La síntesis asimétrica es la denominación de reacciones en las cuales, a partir de un agrupamiento proquiral, se genera un agrupamiento quiral, de modo que se obtienen productos estereoisómeros (enantiómeros o diastereómeros) en cantidades desiguales. La síntesis asimétrica ha ganado gran importancia, sobre todo, en el área de la industria farmacéutica, dado que, frecuentemente, sólo tiene acción terapéutica un determinado isómero óptico. Por ello existe una necesidad constante de nuevos procedimientos de síntesis asimétrica y de catalizadores especiales con una gran inducción asimétrica para determinados estereocentros, es decir, la síntesis debe producir los isómeros deseados con una pureza óptica elevada y un rendimiento químico elevado.
Una clase importante de reacciones es la adición de enlaces múltiples de carbono-carbono y de carbono-heteroátomo. A su vez, la adición a ambos átomos adyacentes de un doble enlace C=X (X = C, heteroátomo) también es denominada adición 1,2. Adicionalmente, las reacciones de adición se pueden caracterizar según el tipo de grupos fijados por adición, asimismo, se denomina hidro-adición la fijación de un átomo de hidrógeno y con carbo-adición, la fijación de un fragmento que contiene carbono. Una adición 1-hidro-2-carbo es entonces una fijación por adición de hidrógeno y un grupo que contiene átomos de carbono. Representantes importantes de esta reacción son, por ejemplo, la hidroformilación, hidrocianización y la carbonilización. Otra adición muy significativa de enlaces múltiples de carbono-carbono y de carbono-heteroátomo es la hidrogenación. Hay una demanda de catalizadores para reacciones de adición asimétricas en compuestos proquirales insaturados etilénicamente con una actividad catalítica muy buena y una elevada estereoselectividad.
La hidroformilación u oxo-síntesis es un importante procedimiento a escala industrial y sirve para la obtención de aldehídos a partir de olefinas, monóxido de carbono e hidrógeno. Estos aldehídos pueden ser hidrogenados, eventualmente, en el mismo paso de trabajo, con hidrógeno, para obtener los correspondientes oxo-alcoholes. La hidroformilación asimétrica es un método importante para la síntesis de aldehídos quirales y como acceso a los componentes quirales es de interés para la obtención de aromatizantes, cosméticos, plaguicidas y productos farmacéuticos. La reacción de hidroformilación en sí es muy exotérmica y, en general, se lleva a cabo bajo presión elevada, a temperaturas elevadas y en presencia de catalizadores. Como catalizadores se utilizan compuestos o complejos de Co, Rh, Ir, Ru, Pd o Pt, que pueden estar modificados para la influencia de la actividad y/o la selectividad con ligandos que presentan N, P, As o Sb. En el caso de la reacción de hidroformilación de olefinas con más de dos átomos de C, debido a las posibles fijaciones por adición de CO, se puede provocar un doble enlace en cada uno de los dos átomos de C, para la formación de mezclas de aldehídos isómeros. Adicionalmente, en el caso de la implementación de olefinas con, al menos, cuatro átomos de carbono, a través de la isomerización de enlaces dobles se puede producir la formación de mezclas de olefinas isómeras y, eventualmente, también aldehídos isómeros. Por ello, para una hidroformilación asimétrica eficiente se deben cumplir las siguientes condiciones: 1.- elevada actividad del catalizador, 2.- elevada selectividad en lo tocante al aldehído deseado y 3. elevada estereoselectividad a favor del isómeros deseado.
Se conoce el procedimiento de utilizar ligandos que contienen fósforo en la hidroformilación de rodio a baja presión, para la estabilización y/o activación del metal catalizador. Los ligandos adecuados que contienen fósforo son, por ejemplo, fosfinas, fosfinitas, fosfonitas, fosfitas, fosforamiditas, fosfoles y fosfabenzoles. Los ligandos más difundidos hasta ahora son las triarilfosfinas, por ejemplo, trifenilfosfina y trifenilfosfina sulfonizada, dado que presentan una estabilidad suficiente en estas condiciones de reacción.
Se sabe que la implementación de ligandos quelantes, que presentan dos grupos aptos para la coordinación, tiene un efecto ventajoso sobre la estereoselectividad alcanzada en las reacciones de hidroformilación asimétrica. Por ejemplo, M. M. H. Lambers-Verstappen y J. de Vries describen, en Adv. Synth. Catal. 2003, 345, nº 4, páginas 478-482, la hidroformilación catalizada por rodio de nitrilos insaturados, asimismo, sólo fue posible una hidroformilación asimétrica satisfactoria con ligandos asimétricos BINAPHOS. Además, se sabe que la implementación de ligandos quelantes también tiene un efecto ventajoso sobre la selectividad n obtenida en el caso de la hidroformilación (véase Moulijn, van Leeuwen y van Santen, Catalysis, tomo 79, páginas 199 - 248, EIsevier 1993). La desventaja de la implementación de ligandos quelantes es, sin embargo, que para su facilitación se requieren síntesis muy costosas y/o sólo se obtiene un rendimiento pobre.
M. Akazome et al. describen, en J. Org. Chem. 2000, 65, páginas 6917-6921, la síntesis, la estructura de los cuerpos sólidos y el comportamiento de agregación de fosfina que portan un anillo 2-pirido. G.R. Newkome y D.C. Hager describen en J. Org. Chem. 1978, 43, páginas 947-949, un procedimiento para la obtención de piridildifenilfosfinas. En estos documentos no se describe una implementación como ligandos en catalizadores de metal de transición. En las memorias US 4 786 443 y US 4 940 787 se describen procedimientos para la carbonilización de compuestos insaturados acetilénicamente en presencia de un catalizador de paladio. Como ligandos se utilizan fosfinas que portan, al menos, un radical hetarilo, por ejemplo, un radical piridilo eventualmente sustituido. No se describe la implementación como ligandos de fosfinas que presentan, al menos, un grupo apto para la formación del enlace no covalente.
La memoria WO 80/01690 describe un catalizador de rodio que comprende, al menos, un ligando de fosfina en el cual están unidos al átomo P dos grupos arilo y, a través de un puente arilo, un radical que presenta heteroátomos. En el caso de este radical con heteroátomos se puede tratar de una gran cantidad de radicales diferentes, asimismo, también se los denomina, entre otros, radicales con grupos amida de ácidos carboxílicos. Sin embargo, este documento no propone la implementación de ligandos con un grupo funcional apto para la configuración de enlaces intermoleculares no covalentes. El único ejemplo de ejecución de ligandos con grupos amida de ácidos carboxílicos, por ejemplo, comprende, (N-2-pirolidinoniletil)difenilfosfina, que no es apta para la configuración de enlaces intermoleculares no covalentes entre los grupos amida. La memoria US 4 687 874 presenta un contenido comparable al publicado en la memoria WO 80/01690.
La declaración de patente alemana no publicada P 10313319 4 (= EP 1 486 481 A2) describe un procedimiento de hidroformilación adecuado para la hidroformilación de 1-olefinas con una elevada selectividad n. En ella se utilizan catalizadores de hidroformilación en base a ligandos monofósforicos, aptos para la implementación para la configuración de enlaces intermoleculares no covalentes. Tales ligandos pueden dimerizar, principalmente, a través de enlaces intermoleculares no covalentes y, de ese modo, configurar complejos pseudoquelatos.
B. Breit y W. Seiche describen en J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6608 - 6609 la dimerización de ligandos monodentados a través de enlaces por puentes de hidrógeno, configurando donor-ligandos bidentados y su implementación en catalizadores de hidroformilación ancho una elevada selectividad regional.
Ninguno de los documentos mencionados anteriormente menciona ligandos o catalizadores quirales para la implementación en síntesis asimétricas.
La memoria EP-A-0 614 870 describe un procedimiento para la obtención de aldehídos ópticamente activos por hidroformilación de 1-olefinas proquirales en presencia de un complejo de rodio, a modo de catalizador de hidroformilación, que presenta ligandos asimétricos que contiene átomos de fósforo con una columna de 1,1'-binaftileno. La fabricación de ligandos asimétricos que contienen átomos...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para la obtención de compuestos quirales a través de la conversión de un compuesto proquiral, que contiene, al menos, un doble enlace insaturado etilénicamente, con un sustrato, en presencia de un catalizador quiral, que comprende, al menos, un complejo de metal de transición con ligandos, que presentan, respectivamente, un grupo que contiene átomos pnicógenos o átomos pseudopnicógenos y, al menos, un grupo funcional apto para formar un enlace intermolecular no covalente, asimismo, el complejo presenta ligandos dimerizados a través de enlaces intermoleculares no covalentes.
2. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, en el cual los ligandos presentan, al menos, un átomo psicógeno, seleccionado entre N, P, As y Sb.
3. Procedimiento acorde a la reivindicación 2, en el cual los ligandos presentan, al menos, un átomo de nitrógeno en forma de una imina.
4. Procedimiento acorde a la reivindicación 1, en el cual los ligandos presentan, al menos, un átomo de carbono carbeno como átomos pseudopnicógenos.
5. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones anteriores, en el cual la distancia entre los átomos coordinados en el metal de transición del grupo de los ligandos dimerizados que presenta átomos psicógenos o átomos pseudopnicógenos, es de, como máximo, 5 Å.
6. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones anteriores, en el cual los enlaces intermoleculares no covalentes de ligandos dimerizados se seleccionan entre pares de ligando/ligando de la fórmula 1:
en la cual
asimismo, el átomo pnicógeno, o los átomos que coordinan grupos que contienen átomos pseudopnicógenos, también pueden formar parte de un compuesto cíclico, junto con, al menos, dos radicales unidos R1, R2 y A o B.
7. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual, en el caso del grupo que contiene átomos pnicógenos, o átomos pseudopnicógenos, se trata de un grupo carbeno, y el grupo carbeno es parte de un compuesto cíclico de la fórmula general I.1,
en la cual
asimismo, uno de los radicales RA, RB, RC, RD o un radical en el grupo Q1 representa un grupo funcional apto para la configuración del enlace intermolecular, no covalente, o comprende un grupo de este tipo.
8. Procedimiento acorde a la reivindicación 7, en el cual los compuestos de la fórmula I.1 son seleccionados entre los compuestos de las fórmulas I.1a a I.1d
en las cuales
9. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 6, asimismo, en el caso del grupo que contiene átomos pnicógenos o átomos pseudopnicógenos se trata de un grupo imino, que es parte de un compuesto cíclico de la fórmula general I.2,
en la cual
asimismo, uno de los radicales RG, RH, RI, o un radical en el grupo Q2 representa un grupo funcional apto para la configuración del enlace intermolecular, no covalente, o comprende un grupo de este tipo.
10. Procedimiento acorde a la reivindicación 9, en el cual los compuestos de la fórmula I.2 son seleccionados entre los iminas cíclicas de las fórmulas I.1a a I.1d
en las cuales
asimismo, uno de los radicales RG, RH, RI, RK y RL representa un grupo funcional apto para la configuración del enlace intermolecular, no covalente, o comprende un grupo de este tipo.
11. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual, en el caso del grupo que contiene átomos pnicógenos o átomos pseudopnicógenos, se trata de un grupo seleccionado entre los grupos de la fórmula general I.3,
en la cual
en la cual
y es un número entero de 1 a 240.
12. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones anteriores, en el cual los grupos funcionales aptos para la configuración del enlace intermolecular, no covalente están seleccionados entre grupos hidroxilo, grupos primarios, secundarios y terciarios amino, tiol, ceto, tiocetona, imina, éster de ácido carboxílico, amida de ácidos carboxílicos, amidina, uretano, urea, sulfóxido, sulfoximina, amida de ácido sulfónico y éster de ácido sulfónico.
13. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones anteriores, en el cual los grupos funcionales aptos para la formación de los enlaces intermoleculares no covalentes se seleccionan entre grupos aptos para la tautomería.
14. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones anteriores, en el cual los ligandos comprenden, al menos, un elemento estructural de la fórmula general I.a o I.b
o sus tautómeros, en donde
15. Procedimiento acorde a la reivindicación 13, en el cual los ligandos I.a o I.b, R1 y R2 junto con el átomo de fósforo al cual están unidos, representan un heterociclo de 5 a 8 eslabones, que, eventualmente, está concentrado adicionalmente una, dos o tres veces x con cicloalquilo, heterocicloalquilo, arilo o hetarilo, asimismo, el heterociclo y, en caso de que se encuentren, los grupos condensados, pueden portar, independientemente entre sí, uno, dos, tres o cuatro sustituyentes seleccionados entre alquilo, cicloalquilo, heterocicloalquilo, arilo, hetarilo, COORc, COO-M+, SO3Rc, SO3 -M+, PO3 (Rc)(Rd), (PO3)2- (M+)2, NE4E5, (NE4E5E6)+X-, ORe, SRe, (CHRfCH2O)yRe, (CH2NE4) y Re, (CH2CH2NE4)yRe; halógeno, nitro, acilo o ciano,
y es un número entero de 1 a 240.
16. Procedimiento acorde a la reivindicación 15, en el cual el heterociclo es quiral.
17. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones anteriores, en el cual los ligandos se seleccionan entre los compuestos de las fórmulas generales I.A a I.C
y sus tautómeros, en donde
uno de los radicales R5 a R9 representa un grupo que contiene átomos psicógenos o átomos pseudopnicógenos.
Los radicales R5 a R9 que no representan un grupo que contiene átomos psicógenos o átomos pseudopnicógenos pueden representar, independientemente entre sí, hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, heterocicloalquilo, arilo, hetarilo, WCOORº, WCOO-M+, W(SO3)Rº, W(SO3)-M+, WPO3 (Ro)(Rp), W(PO3)2-(M+)2, WNE1E2, W(NE1E2E3)+X-, WORq, WSRq, (CHRrCH2O)xRq, (CH2NE1)xRq, (CH2CH2NE1)xRq; halógeno, nitro, acilo o ciano, asimismo,
18. Procedimiento acorde a la reivindicación 17, en el cual los radicales R5 a R9, que representan un grupo que contiene átomos pnicógenos o átomos pseudopnicógenos, representan un grupo de la fórmula -W'-PnR1R2, en donde
19. Procedimiento para la obtención de compuestos quirales a través de la conversión de un compuesto proquiral, que contiene, al menos, un doble enlace insaturado etilénicamente, con un sustrato, en presencia de un catalizador quiral, que comprende, al menos, un complejo de metal de transición con ligandos seleccionados entre los compuestos de las fórmulas generales I.A a I.C
y sus tautómeros, asimismo, uno de sus radicales R5 a R9 representa un grupo que contiene átomos psicógenos o un átomos pseudopnicógenos,
los radicales R5 a R9 que no representan un grupo que contiene átomos pnicógenos o átomos pseudopnicógenos pueden representar, independientemente entre sí, hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, heterocicloalquilo, arilo, hetarilo, WCOORº, WCOO-M+, W(SO3)Rº, W(SO3)-M+,WPO3(Ro)(Rp), W(PO3)2-(M+)2, WNE1E2, W(NE1E2E3)+X-, WORq, WSRq, (CHRrCH2O)xRq, (CH2NE1)xRq, (CH2CH2NE1)xRq; halógeno, nitro, acilo o ciano,
20. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones 17 a 19, en el cual los ligandos se seleccionan entre los compuestos de las fórmulas generales I.i a I.iii
y sus tautómeros, en donde
21. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones anteriores, en la cual los compuestos proquirales están seleccionados entre olefinas, aldehídos, cetonas e iminas.
22. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones anteriores, en el cual se trata de hidrogenación, hidroformilación, hidrocianización, carbonilización, hidroacilización, hidroamidización, hidroeresterificación, hidrosililación, hidroboración, aminolisis, alcoholisis, isomerización, metatesis, ciclopropanación, condensación aldólica, alquilización alílica o cicloadición [4+2].
23. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones anteriores, en la cual se trata de una adición 1,2, preferentemente, una adición 1- hidro-2-carbo.
24. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones anteriores, en el cual se trata de una hidroformilación.
25. Procedimiento acorde a una de las reivindicaciones anteriores, en el cual se trata de una hidrogenación.
26. Ligando definido como en la reivindicación 20, seleccionado entre los compuestos de las fórmulas generales I.i a I.iii
y sus tautómeros, en donde
en la cual
27. Ligando, definido como en la reivindicación 20, seleccionado entre
- Ligandos de la fórmula I.i
Ar1, Ar2 = fenilo, fenilo, 1-naftilo, 1-naftilo, fenilo, 1-naftilo
- Ligandos de la fórmula I.ii
Ar1, Ar2 = fenilo, fenilo, 1-naftilo, 1-naftilo, fenilo, 1-naftilo
Rk = metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, tert.-butilo
Rk = metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, tert.-butilo
y sus tautómeros.
28. Catalizador que comprende, al menos, un complejo de metal de transición con ligandos, que presentan, respectivamente, un grupo que contiene átomos pnicógenos o átomos pseudopnicógenos y, al menos, un grupo funcional que puede formar un enlace intermolecular no covalente, asimismo, el complejo presenta ligandos dimerizados a través de enlaces intermoleculares no covalentes, seleccionados entre los compuestos de las fórmulas 1.i a 1.iii, como definido en la reivindicación 26 o 27.
29. Utilización del catalizador acorde a la reivindicación 28, para la hidrogenación, hidroformilación, hidrocianización, carbonilización, hidroacilización, hidroamidización, hidroeresterificación, hidrosililación, hidroboración, aminolisis, alcoholisis, isomerización, metatesis, ciclopropanación, condensación aldólica, alquilización alílica o cicloadición [4+2].
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