PROCESO PARA LA FABRICACION DE ACILATOS DE TOCILO Y TOCOFERILO.

Un proceso para la fabricación de un acilato de tocilo o un acilato de tocoferilo que comprende hacer reaccionar tocol o un tocoferol con un agente de acilación en presencia de un catalizador ácido sólido heterogéneo de Brönsted,

siendo dicho catalizador un ácido de Brönsted inorgánico transportado o soportado sobre un material transportador sólido que comprende dióxido de silicio, dióxido de titanio o a la vez dióxido de silicio y dióxido de titanio, exhibiendo adicionalmente el catalizador ácido sólido heterogéneo de Brönsted una superficie específica BET de aprox. 10 m2/g a aprox. 800 m2/g, y un volumen de poros de aprox. 0,1 ml/g a aprox. 2,0 ml/g

Proceso para la fabricación de acilatos de tocilo y tocoferilo.

La presente invención se refiere a un nuevo proceso para la fabricación de acilatos de tocol y tocoferol.

El término "tocoferol", como se utiliza en esta memoria, debe entenderse que se refiere a cualquier compuesto derivado de la estructura básica del tocol [2-metil-2-(4,8,12-trimetiltridecil]-6-cromanol] y que tiene carácter de vitamina E, es decir cualquier tocoferol que tenga la cadena lateral saturada 4,8,12-trimetiltridecilo, tal como α-, β-, γ-, δ-, ζ₂- o η-tocoferol, así como cualquier tocotrienol que tenga tres enlaces dobles en la cadena lateral [4,8,12-trimetiltridec-3,7,11-trienilo], tal como varepsilon- o ζ₁-tocoferol. De estos diversos tocoferoles, presenta interés primario (todo-rac)-α-tocoferol, al que se hace referencia generalmente como vitamina E, por ser el miembro más activo e industrialmente más importante del grupo de la vitamina E.

La presente invención se refiere preferiblemente a un nuevo proceso para la fabricación de acilatos de tocoferoles (tocoferil-acilatos) más particularmente tocoferil-acetatos. Al ser la principal forma comercial de vitamina E (todo-rac)-α-tocoferil-acetato, la invención, en un aspecto más preferido se refiere a un proceso para la fabricación de (todo-rac)-α-tocoferil-acetato. Sin embargo, el tocol propiamente dicho y los otros tocoferoles tales como los arriba mencionados pueden ser acilados fácilmente por el proceso de la presente invención. En general, tocol y todos y cada uno de los tocoferoles pueden ser acilados en la forma de una mezcla totalmente racémica de sus diastereoisómeros (pares diastereoisoméricos de enantiómeros) o de cualquier estereoisómero individual.

La síntesis del acetato de α-tocoferilo por esterificación de α-tocoferol con exceso de anhídrido acético en ausencia de un catalizador ha sido descrita e ilustrada por J.D. Surmatis et al. en la Memoria Descriptiva de Patente U.S. 2.723.278. El producto, "dl-α-tocoferil-acetato", se formaba en condiciones de reflujo durante 3 ó 5 horas, si bien no se daba el rendimiento. Esta reacción puede llevarse a cabo también con piridina como catalizador para proporcionar, después de 3 días de reacción a la temperatura ambiente, α-tocoferil-acetato con rendimiento de 96%, como ha sido consignado por N. Cohen et al. en la página 1172 de Helv. Chim. Acta. 64, 1158-1172 (1981).

La acilación continua de α-tocoferol se conoce por WO 02/42286.

El nuevo proceso de acuerdo con la presente invención proporciona rendimientos excelentes, evita problemas de corrosión y puede llevarse a cabo en ausencia de un disolvente adicional, evitando así la necesidad de reciclar disolventes, y puede llevarse a cabo en una modalidad continua o por lotes.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un proceso para la fabricación de un acilato de tocol o un tocoferol (tocil-acilato o tocoferil-acilato) que comprende hacer reaccionar tocol o un tocoferol con un agente de acilación en presencia de un catalizador ácido sólido heterogéneo de Brönsted, siendo dicho catalizador un ácido de Brönsted (protónico) inorgánico transportado o soportado sobre un material transportador sólido que comprende dióxido de silicio, dióxido de titanio o a la vez dióxido de silicio y dióxido de titanio, presentando adicionalmente el catalizador ácido sólido heterogéneo de Brönsted una superficie específica BET de aprox. 10 m²/g a aprox. 800 m²/g y un volumen de poros de aprox. 0,1 ml/g a aprox. 2,0 ml/g.

El ácido inorgánico de Brönsted es convenientemente ácido sulfúrico o ácido ortofosfórico (conocido también comúnmente como ácido fosfórico: H₃PO₄), y un ácido de este tipo es transportado o soportado sobre el material transportador sólido, que comprende en sí mismo dióxido de silicio, dióxido de titanio o a la vez dióxido de silicio y dióxido de titanio, particularmente por adsorción sobre el mismo, constituyendo el todo el catalizador ácido sólido heterogéneo de Brönsted. Tales catalizadores ácidos de Brönsted sólidos heterogéneos son conocidos por y/o pueden ser producidos por el profesional experto siguiendo la doctrina, entre otras, de las Publicaciones de Patente Europea Núms. 0 452 619 B1, 0 807 615 B1, 0 216 402 A1 y 0 997 193 A1, y las referencias adicionales citadas en dichos lugares. En algunas de estas referencias se menciona ácido fosfórico como un ácido de Brönsted que puede ser transportado o soportado sobre el material transportador sólido, y esto es aplicable también análogamente para el ácido sulfúrico como el ácido de Brönsted transportado o soportado. El material transportador sólido puede en caso deseado contener además de dióxido de silicio y/o dióxido de titanio otros óxidos metálicos tales como óxido de cinc, pero dicho óxido metálico adicional está presente generalmente en mucha menor proporción que el dióxido de silicio y/o el dióxido de titanio, conteniendo preferiblemente hasta aprox. 5% en peso (% p) del vehículo óxido metálico mixto total. Cuando están presentes a la vez dióxido de silicio (SiO₂) y dióxido de titanio (TiO₂) en el material transportador, la relación en peso relativa SiO₂:TiO₂ es convenientemente de aprox. 80:20 a aprox. 95:5. Además, la cantidad de ácido de Brönsted transportado/soportado es convenientemente de aprox. 0,01 a aprox. 70% en peso, con preferencia desde aprox. 0,1 a aprox. 20% en peso, y de manera muy preferible desde aprox. 1 a aprox. 5% en peso, con relación al peso del catalizador ácido sólido heterogéneo de Brönsted como un todo (ácido y material transportador sólido juntos). Ejemplos del material transportador sólido son los diversos grados de sílice pirogénica o dióxido de titanio formados disponibles comercialmente bajo la marca comercial Aerolyst®, tales como los que llevan los números de referencia 3038-3046, 350 y 355 (sílice pirogénica) y 7706 y 7708-7711 (titania pirogénica), en formas de tabletas, extrudatos, anillos u otra forma de los suministradores, particularmente de Degussa AG, apartado de correos 302043, 40402 Düsseldorf, Alemania, o distribuidores locales de esta compañía en otros países. Ejemplos de los catalizadores ácidos de Brönsted sólidos heterogéneos de este tipo en sí mismos son un sólido que comprende aprox. 80-95% en peso de dióxido de silicio y aprox. 10% en peso de dióxido de titanio como el material transportador y hasta aprox. 15% en peso (con relación al peso de material transportador mencionado anteriormente) de ácido sulfúrico como el ácido de Brönsted inorgánico, un sólido que comprende aprox. 80-95% en peso de dióxido de silicio, hasta aprox. 5% en peso de óxido de cinc y hasta aprox. 15% en peso de ácido sulfúrico (siendo estos pesos relativos al peso total de las sustancias vehículo y el ácido; un sólido constituido prácticamente en su totalidad por dióxido de titanio y aprox. 1% en peso (con relación al peso total de este material transportador) de ácido sulfúrico; y un sólido que comprende aprox. 30-70% en peso de dióxido de silicio, hasta aprox. 5% en peso de dióxido de titanio y aprox. 30-70% en peso de ácido ortofosfórico (siendo estos pesos relativos al peso total de las sustancias vehículo y el ácido).

La acilación puede llevarse a cabo en principio utilizando cualquier agente de acilación utilizado convencionalmente para la acilación de un grupo hidroxilo fenólico tal como está presente en el tocol y los tocoferoles. Tipos especialmente adecuados de tales agentes de acilación son anhídridos de ácido y haluros de ácido. Los grupos acilo en dicho agente de acilación pueden derivarse de ácidos carboxílicos alifáticos, v.g. de ácidos alcanoicos de cadena lineal o ramificada, en particular ácidos alcanoicos C_1-7 tales como ácido acético, ácido propiónico, ácido butírico y ácido piválico, o de ácidos alcanoicos superiores (ácidos grasos) con hasta 20 átomos de carbono tales como ácido palmítico; o de ácidos carboxílicos aromáticos, particularmente ácido benzoico, de tal modo que en cada caso el acilato apropiado, que es un alcanoato, o v.g. el benzoato, respectivamente, de tocol o el tocoferol se produce en el proceso de acilación. Ejemplos de haluros de acilo alifáticos son cloruros de alcanoílo de cadena lineal o ramificada tales como cloruro de acetilo, propionilo y butirilo, y un ejemplo...

1. Un proceso para la fabricación de un acilato de tocilo o un acilato de tocoferilo que comprende hacer reaccionar tocol o un tocoferol con un agente de acilación en presencia de un catalizador ácido sólido heterogéneo de Brönsted, siendo dicho catalizador un ácido de Brönsted inorgánico transportado o soportado sobre un material transportador sólido que comprende dióxido de silicio, dióxido de titanio o a la vez dióxido de silicio y dióxido de titanio, exhibiendo adicionalmente el catalizador ácido sólido heterogéneo de Brönsted una superficie específica BET de aprox. 10 m²/g a aprox. 800 m²/g, y un volumen de poros de aprox. 0,1 ml/g a aprox. 2,0 ml/g.

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde ácido sólido heterogéneo de Brönsted es ácido sulfúrico o ácido ortofosfórico.

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde dióxido de silicio (SiO₂) y dióxido de titanio (TiO₂) están presentes ambos en el material transportador y la relación en peso relativa SiO₂:TiO₂ es de aprox. 80:20 a aprox. 95:5.

4. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la cantidad de ácido de Brönsted inorgánico transportado/soportado es de aprox. 0,01 a aprox. 70% en peso, con preferencia desde aprox. 0,1 a aprox. 20% en peso, y de modo más preferible desde aprox. 1 a aprox. 5% en peso, con referencia al peso del catalizador ácido sólido heterogéneo de Brönsted como un todo.

5. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la reacción se lleva a cabo con una de las sustancias reaccionantes, es decir tocol o tocoferol o el agente de acilación, en exceso y en ausencia de un disolvente añadido.

6. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el agente de acilación se utiliza en exceso, preferiblemente en una cantidad molar de 1 a aprox. 6 veces mayor, más preferiblemente en una cantidad molar de 1,5 a 2,5 veces mayor, y muy preferiblemente en una cantidad molar de 1,75 a 2,25 veces mayor, con relación a la cantidad molar de tocol o de tocoferol presente en la mezcla de reacción inicial.

7. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la reacción se efectúa en un modo de operación por lotes y la cantidad del catalizador ácido sólido heterogéneo de Brönsted basada en la cantidad en gramos de la sustancia reaccionante, es decir el tocol o el tocoferol o el agente de acilación, que se utiliza en la cantidad molar menor está comprendida en el intervalo de aprox. 0,0025 a aprox. 0,025 g/g.

8. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la reacción se lleva a cabo a temperaturas de aprox. 80ºC a aprox. 120ºC, con preferencia de aprox. 90ºC a aprox. 110ºC.

9. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde (todo-rac)-α-tocoferol se acila a (todo-rac)-α-acetato de tocoferilo.

10. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la reacción se lleva a cabo en un modo de operación continuo.