Procedimiento de preparación estereoselectivo de una molécula fluorada quiral.

Un procedimiento de preparación estereoselectivo de una molécula fluorada quiral,

en el que:

(i) se introduce en un reactor un compuesto fluorosulfito que comprende un grupo C*-OSOF;

(2i) se lleva a cabo una descomposición térmica de esta molécula en presencia de un catalizador nucleófilo;

(3i) se recupera la molécula fluorada producida que comprende un grupo C*-F de configuración inversa con respecto al grupo C*-OSOF de partida;

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2005/002434.

Solicitante: RHODIA CHIMIE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 40, RUE DE LA HAIE COQ 93300 AUBERVILLIERS FRANCIA.

Inventor/es: FERLUT, JEAN-SERGE, LOPEZ,Joseph, RAJOHARISON,Gérard.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C07B53/00 SECCION C — 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.
  • C07C67/307 C07 […] › C07C COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos macromoleculares C08; producción de compuestos orgánicos por electrolisis   o electroforesis C25B 3/00, C25B 7/00). › C07C 67/00 Preparación de ésteres de ácidos carboxílicos. › por introducción de átomos de halógeno; por sustitución de átomos de halógeno por átomos de otros halógenos.
  • C07C69/63 C07C […] › C07C 69/00 Esteres de ácidos carboxílicos; Esteres del ácido carbónico o del ácido halofórmico. › de ácidos saturados.

PDF original: ES-2377977_T3.pdf

 

Procedimiento de preparación estereoselectivo de una molécula fluorada quiral.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento de preparación estereoselectivo de una molécula fluorada quiral La presente invención se refiere a un procedimiento de preparación de moléculas fluoradas quirales, en especial moléculas fluoradas que poseen un átomo de flúor llevado por un carbono asimétrico de configuración (R) o (S) , 5 situado en posición a (alfa) con respecto a un grupo éster o cetona. La invención se refiere, en particular, a la preparación de (R) -2-fluoropropionato de metilo (R2F) .

Estos compuestos son productos interesantes industrialmente, en especial como intermedios para la síntesis de agentes de protección de plantas o de insecticidas.

La patente de EE.UU. No. 3.100.225 describe un procedimiento de preparación de compuestos orgánicos que 10 contienen flúor, por descomposición térmica del compuesto fluorosulfito correspondiente, en presencia de una amina terciaria. Este documento no enseña un procedimiento estereoselectivo.

El documento DE 4131242 describe una vía de síntesis estereoselectiva de R2F, en la que intervienen las dos etapas siguientes:

- etapa de sulfometilación :

- etapa de intercambio por KF :

Esta vía de acceso al R2F actúa bien desde el punto de vista químico pero presenta un inconveniente importante : la generación de cantidades grandes de efluentes con un coste de tratamiento muy elevado.

Los autores de la presente invención, por consiguiente, se han marcado como objetivo poner a punto un procedimiento nuevo de acceso estereoselectivo a estas moléculas fluoradas, con un rendimiento satisfactorio, partiendo de reactivos poco costosos, y poco generador de efluentes.

Los autores han conseguido poner a punto un procedimiento que satisface este objetivo y que permite conducir a productos ópticamente activos, de configuración determinada, que poseen, en especial, una pureza óptica igual o superior a 95%.

La invención tiene, por tanto, por objeto un procedimiento de preparación estereoselectivo de una molécula fluorada quiral, en el que.

(i) se introduce en un reactor una molécula que comprende un grupo C*-OSOF (denominado en lo sucesivo compuesto fluorosulfito) ;

(2i) se lleva a cabo una descomposición térmica de esta molécula en presencia de un catalizador nucleótilo; (3i) se recupera la molécula fluorada producida, que comprende un grupo C*-F de configuración inversa con respecto al grupo C*-OSOF de partida; Por nucleófilo se entiende un catalizador que presenta un átomo susceptible de donar un par de electrones. Convienen bien los compuestos que comprenden un átomo de nitrógeno terciario, las fuentes del anión fluoruro, y las mezclas o los complejos de ellos, El catalizador puede ser una amina terciaria, por ejemplo, el catalizador puede ser escogido entre: trietilamina, diisopropiletilamina, tri-n-propilamina, tri-n-butilamina, metildibutilamina, metildiciclohexilamina, etildiisopropilamina, N, N-dietilciclohexilamina, piridina, 4-dimetilaminopiridina, N-metilpiperidina, N-etilpiperidina, N-n-butilpiperidina, 1, 2-dimetilpiperidina, N-metilpirrolidina, 1, 2-dimetilpirrolidina, dimetilanilina, picolina, y sus mezclas.

Igualmente se pueden utilizar amidas o formamidas que comprenden un nitrógeno terciario, tales como, por ejemplo, la dimetilformamida o la dimetilacetamida.

También pueden ser utilizados los derivados de urea tales como las ureas sustituidas con grupos alquilo, por ejemplo, la tetrametilurea.

Como fuente del anión fluoruro se pueden citar los fluoruros básicos tales como KF, los fluoruros de amonio cuaternario, por ejemplo el fluoruro de tetrabutilamonio, los fluoruros de fosfonio, por ejemplo el fluoruro de tetrabutilfosfonio, y sus mezclas..

Asimismo pueden ser empleados los complejos del tipo HF/amina terciaria, tales como (HF) /piridina ó (HF) n/Et3N, estando comprendido n entre 1 y 10.

En un modo de realización preferido, el catalizador es la piridina.

En especial, se efectúa la reacción siguiente (I) - (II) :

20 (R) o (S) (S) o (R)

precisándose que en las fórmulas anteriores,

-R1, R2 y R4 representan, cada uno, o bien un átomo de hidrógeno, o bien un grupo alquilo, alquenilo o alquinilo, pudiendo ser estos grupos lineales o ramificados, un grupo arilo, cicloalquilo, alquilcicloalquilo, -CO2R5, - (CH2) n-CO2R5, -COR5, -SOR5, -SO2R5, siendo n un número entero comprendido, de preferencia,

entre 1 y 12, en cuyas fórmulas R5 es hidrógeno o un grupo alquilo, alquenilo, o alquinilo, pudiendo ser estos grupos lineales o ramificados, cicloalquilo, alquilcicloalquilo o arilo, en especial arilo sustituido y pudiendo R1, además, formar un heterociclo, aromático o no, que comprende en reemplazo de uno o varios átomos de carbono uno o varios heteroátomos escogidos entre oxígeno, azufre o nitrógeno; y -R1, R2 y R4 son todos diferentes.

Se lleva a cabo o bien la reacción siguiente (Ia) - (II a) :

o bien la reacción siguiente (Ib) - (IIb) :

Según un modo de realización preferido, la invención tiene por objeto un procedimiento de preparación de una molécula fluorada que posee un átomo de fluor llevado por un carbono asimétrico de configuración dada, situado en posición a con respecto a un grupo cetona o éster, procedimiento en el que:

(i) se introduce en un reactor un compuesto que comprende un grupo fluorosulfito de configuración dada, sobre el C* que lleva el grupo fluorosulfito, de fórmula (III)

(R o S)

(2i) se lleva a cabo la descomposición térmica del compuesto fluorosulfito en presencia de un catalizador nucleófilo, de preferencia un catalizador que comprende un átomo de nitrógeno terciario, (3i) se recupera la molécula fluorada producida, de configuración inversa, de fómula (IV)

(S o R)

precisándose que:

-R1 representa un grupo alquilo, alquenilo o alquinilo, pudiendo ser estos grupos lineales o ramificados, un grupo arilo, cicloalquilo, alquilcicloalquilo, -CO2R5, - (CH2) n-CO2R5, -COR5, -SOR5, -SO2R5, en cuyas fórmulas n es un número entero comprendido, de preferencia, entre 1 y 12, siendo R5 hidrógeno o un grupo alquilo, alquenilo o alquinilo pudiendo ser estos grupos lineales o ramificados, cicloalquilo, alquilcicloalquilo o arilo, en especial arilo sustituido; pudiendo R1, además, formar un heterociclo, aromático o no, que comprende en reemplazo de uno o varios átomos de carbono, uno o varios heteroátomos escogidos entre oxígeno, azufre o nitrógeno;

-R2 representa hidrógeno o un grupo que responde a la definición dada para R1; -R1 y R2 son diferentes; -R3 representa hidrógeno o un grupo R6 u-OR6, escogiéndose R6 entre la lista dada para R5; pudiendo ser R6 y R1 idénticos o diferentes.

En la invención, los grupos alquilo, alquenilo y alquinilo pueden comprender de 1 a 12 átomos de carbono, de preferencia de 1 a 6 átomos de carbono, . Los grupos arilo, cicloalquilo, y alquilcicloalquilo pueden comprender de 3 a 8 átomos de carbono, de preferencia de 5 a 6 átomos de carbono. Los heterociclos pueden comprender de 3 a 8 átomos en el ciclo, de preferencia de 5 a 6 átomos, R2 puede representar, especialmente, hidrógeno. R3 puede representar, sspecialmente, -OR6 R1 puede ser, especialmente, un grupo alquilo de C1 -C12, de preferencia de C1 -C6, por ejemplo, metilo. R6 puede ser, especialmente, un grupo alquilo de C1 -C12, de preferencia de C1 -C6, por ejemplo, metilo Según un aspecto particular de la invención, el procedimiento se aplica a los compuestos de fórmula (III) de tipo lactato, en los que R1 es metilo, R2 es hidrógeno y R3 es -Oalquilo.

Según una modalidad particular de la invención, R1 es metilo, R2 es hidrógeno y R3 es -OMe, y la configuración de la molécula fluorada es la configuración (R) .

De modo particularmente preferido, la masa de compuesto fluorosulfito (I) , de preferencia de fórmula (III) , implicada, está sustancial o totalmente exenta de HF y HCl.

En las condiciones de la invención, la descomposición del compuesto fluorosulfito se lleva a cabo con inversión de la configuración del carbono asimétrico (reacción estereoselectiva)

La descomposición puede llevarse a cabo o bien aumentando progresivamente la temperatura del medio, o bien operando a una temperatura fija.

Por consiguiente, el catalizador puede ser introducido en el compuesto fluorosulfito (I) , de preferencia de fórmula (III) ,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de preparación estereoselectivo de una molécula fluorada quiral, en el que:

(i) se introduce en un reactor un compuesto fluorosulfito que comprende un grupo C*-OSOF; (2i) se lleva a cabo una descomposición térmica de esta molécula en presencia de un catalizador nucleófilo; (3i) se recupera la molécula fluorada producida que comprende un grupo C*-F de configuración inversa con respecto al grupo C*-OSOF de partida;

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que se lleva a cabo la reacción que sigue:

10 (R) o (S) (S) o (R)

precisándose que en las fórmulas anteriores,

-R1, R2 y R4 representan, cada uno, o bien un átomo de hidrógeno, o bien un grupo alquilo, alquenilo, o alquinilo, pudiendo ser estos grupos lineales o ramificados, un grupo arilo, cicloalquilo, alquilcicloalquilo,

-CO2R5, - (CH2) n-CO2R5, -COR5, -SOR5, -SO2R5, siendo n un número entero comprendido, de preferencia, entre 1 y 12, y siendo R5 hidrógeno o un grupo alquilo, alquenilo o alquinilo, pudiendo ser estos grupos lineales o ramificados, cicloalquilo, alquilcicloalquilo y arilo, en especial, arilo sustituido; pudiendo, además, R1 formar un heterociclo, aromático o no, que comprende en reemplazo de uno o varios átomos de carbono, uno o varios heteroátomos escogidos entre oxígeno, azufre o nitrógeno; y

-R1, R2 y R4 son todos diferentes .

3. Un procedimiento según la reivindicación 2, en el que se lleva a cabo la reacción que sigue :

2.

4. Un procedimiento según la reivindicación 3, en el que se lleva a cabo la reacción que sigue.

5. Un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, para preparar una molécula fluorada que posee 30 un átomo de flúor llevado por un carbono asimétrico de configuración (R) o (S) , situado en posición a con respecto a un grupo éster o cetona, en el que:

(i) se introduce en un reactor un compuesto fluorosulfito de configuración dada sobre el C* que lleva el grupo fluorosulfito, de fórmula (III) :

35 (R o S)

(2i) se lleva a cabo la descomposición térmica del compuesto fluorosulfito en presencia de un catalizador nucleófilo, (3i) se recupera la molécula fluorada producida, de configuración inversa, de fórmula (IV)

(S o R)

precisándose que :

- R1 representa un grupo alquilo, alquenilo o alquinilo, pudiendo ser estos grupos lineales o ramificados, un

grupo arilo, cicloalquilo, alquilcicloalquilo, -CO2R5, - (CH2) n-CO2R5, -COR5, -SOR5, -SO2R5, siendo n un número entero comprendido, de preferencia, entre 1 y 12, y siendo R5 hidrógeno o un grupo alquilo, alquenilo o alquinilo, pudiendo ser estos grupos lineales o ramificados, cicloalquilo, alquilcicloalquilo y arilo, en especial, arilo sustituido; pudiendo, además, R1 formar un heterociclo, aromático o no, que comprende en reemplazo de uno o varios átomos de carbono, uno o varios heteroátomos escogidos entre oxígeno, azufre o nitrógeno;

-R2 representa hidrógeno o un grupo que responde a la definición dada para R1;

-R1 y R2 son diferentes; y

-R3 representa hidrógeno o un grupo R6 u-OR6, con R6 escogido entre la lista dada para R5, pudiendo ser

R5, R6 y R1 idénticos o diferentes.

6. Un procedimiento según la reivindicación 5, en el que R3 representa -OR6.

7. Un procedimiento según la reivindicación 5 ó 6, en el que R6 es un grupo alquilo de C1 -C12, de preferencia de C1 -C6, por ejemplo, metilo.

8. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 7, en el que R1 es metilo, R2 es hidrógeno y R3 es -Oalquilo, de preferencia -OMe.

9. Un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que R2 representa hidrógeno.

10. Un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que R1 es un grupo alquilo de C1 -C12, de preferencia de C1 -C6, por ejemplo, metilo.

11. Un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el catalizador es un compuesto que comprende un átomo de nitrógeno terciario, un origen de anión fluoruro, o una mezcla o un complejo de estos.

12. Un procedimiento según la reivindicación 11, en el que el catalizador es escogido entre trietilamina, diisopropiletilamina, tri-n-propilamina, tri-n-butilamina, metildibutilamina, metildiciclohexilamina, etildiisopropilamina, N, N-dietilciclohexilamina, piridina, 4-dimetilaminopiridina, N-metilpiperidina, N-etilpiperidina, N-n-butilpiperidina, 1, 2-dimetilpiperidina, N-metilpirrolidina, 1, 2-dimetilpirrolidina, dimetilanilina, picolina, y sus mezclas.

13. Un procedimiento según la reivindicación 11, en el que el catalizador es escogido entre las amidas y las formamidas que comprenden un nitrógeno terciario, los derivados de urea, los fluoruros básicos, los fluoruros de amonio y los fluoruros de fosfonio.

14. Un procedimiento según la reivindicación 11, en el que el catalizador es la piridina.

15. Un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la masa de compuesto fluorosulfito introducida está sustancial o totalmente desprovista de HF y HCl.

16. Un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el catalizador es introducido en el compuesto fluorosulfito, y después se aumenta la temperatura entre 60 y 180º C, de preferencia entre 100 y 150º C.

17. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que se añade progresivamente el compuesto fluorosulfito en el seno de un disolvente llevado a una temperatura comprendida entre 60 y 180º C, de preferencia entre 100 y 150º C, estando presente el catalizador en el disolvente o habiéndose añadido con el compuesto fluorosulfito o después de éste.

18. Un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la cantidad de catalizador empleada está comprendida entre 0, 1 y 10 % en moles con respecto al compuesto fluorosulfito, de preferencia entre 0, 1 y 2 % en moles.

19. Un procedimiento según una de las reivindicciones anteriores, en el que se opera bajo una presión comprendida entre 5 kPa y 1 MPa, de preferencia entre 0, 1 y 1 MPa.

20. Un procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el compuesto fluorosulfito se obtiene haciendo reaccionar HF con el compuesto clorosulfito correspondiente que comprende un grupo OSOCl en lugar del grupo OSOF.

21. Un procedimiento según la reivindicación 20, en el que se introducen de 1 a 10 equivalentes de HF con respecto al compuesto clorosulfito, de preferencia de 1a 5 equivalentes.

22. Un procedimiento segín la reivindicación 20 ó 21, en el que se añade el HF sobre el compuesto clorosulfito.

23. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 20 a 22, en el que se opera bajo atmósfera inerte.

24. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 20 a 23, en el que se opera a una temperatura comprendida entre -30 y +50º C, de preferencia entre -10 y +20º C.

25. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 20 a 24, en el que se elimina HF y HCl al final de la reacción entre el HF y el compuesto clorosulfito.

26. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 20 a 25, en el que el compuesto clorosulfito se obtiene haciendo reaccionar SOCl2 con el precursor hidroxilado correspondiente, que comprende un grupo OH en lugar del grupo OSOCl del compuesto clorosulfito.

27. Un procedimiento según la reivindicación 26, en el que se opera con una cantidad de SOCl2 comprendida entre 1 y 10 equivalentes de SOCl2 con respecto al precursor hidroxilado, de preferencia entre 1 y 2 equivalentes.

28. Un procedimiento según la reivindicación 26 ó 27, en el que se opera a una temperatura comprendida entre -30 y +50º C, de preferencia entre -10 y +20º C.

29. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 26 a 28, en el que se vierte progresivamente el precurosr sobre una base de SOCl2.

30. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 26 a 29, en el que se opera con barrido por nitrógeno.

31. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 26 a 30, en el que se lleva a cabo el encadenamiento d.

32. Un procedimiento según la reivindicación 31, en el que este encadenamiento de reacciones se lleva a cabo en el mismo reactor o en reactores diferentes.

33. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 7, en el que el compuesto fluorosulfito (III) se obtiene haciendo reaccionar SOF2 con el precursor hidroxilado de fórmula (VI) :

teniendo R1, R2 y R3 los mismo significados que para las fórmulas (III) y (IV) .


 

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