Fabricación de tiolactonas.

Un procedimiento para la fabricación de una tiolactona de la fórmula general **Fórmula**

en la que cada R5,

cada uno independientemente, significa hidrógeno, alquilo sustituido o no sustituido, alquenilosustituido o no sustituido, cicloalquilo sustituido o no sustituido, arilo sustituido o no sustituido, arilalquiloopcionalmente sustituido de forma aromática, arilalquenilo opcionalmente sustituido de forma aromática,cicloalquilalquilo sustituido o no sustituido en el resto cicloalquílico, heterociclilo, alcanoilo sustituido o no sustituido,aroilo sustituido o no sustituido, alquilsulfonilo sustituido o no sustituido, arilsulfonilo sustituido o no sustituido, o ungrupo sililo Si(alquilo)3, Si(arilo)3 o Si(alquilo)1 ó 2(arilo)2 ó 1,

caracterizado por hidrogenar un tioanhídrido cíclico de la fórmula general **Fórmula**

en la que R1 y R2 tienen los significados dados anteriormente,

en presencia de un catalizador de un complejo de metal del grupo VIII, y en el que el catalizador es quiral, y en elque el metal o el constituyente metálico del catalizador de complejo metálico se usa en una cantidad, con respecto ala cantidad de material de partida de tioanhídrido cíclico, en el intervalo de 0,0001 a 10% en moles, preferiblementede 0,001 a 10% en moles, y lo más preferible de 0,1 a 5% en moles.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2006/003375.

Solicitante: DSM IP ASSETS B.V..

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: HET OVERLOON 1 6411 TE HEERLEN PAISES BAJOS.

Inventor/es: BONRATH, WERNER, ROESSLER, FELIX, KARGE, REINHARD.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01J23/46 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › B01J 23/00 Catalizadores que contienen metales, óxidos o hidróxidos metálicos no previstos en el grupo B01J 21/00 (B01J 21/16 tiene prioridad). › Rutenio, rodio, osmio o iridio.
  • C07D495/04 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C07 QUIMICA ORGANICA.C07D COMPUESTOS HETEROCICLICOS (Compuestos macromoleculares C08). › C07D 495/00 Compuestos heterocíclicos que contienen en el sistema condensado al menos un heterociclo que tiene átomos de azufre como únicos heteroátomos del ciclo. › Sistemas orto-condensados.

PDF original: ES-2409206_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Fabricación de tiolactonas La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de compuestos cíclicos (tiolactonas) y compuestos relacionados mediante hidrogenación de tioanhídridos cíclicos en presencia de catalizadores metálicos. 5 Los productos de este procedimiento son útiles como sustancias farmacéuticas o sustancias activas de tipo vitaminas, o como intermedios para la fabricación de tales sustancias activas.

Synthesis 2000, No 14, 2004 – 2008 describe una síntesis eficiente y enantioselectiva de d-biotina, en la que se usan LiAlH4 y (R) - (+) -1, 1-2-bi-naftol en exceso en comparación con el material de partida.

Mediante aplicación del procedimiento de la invención, en el que los materiales de partida pueden ser tioanhídridos 10 cíclicos proquirales, se ha encontrado que las tiolactonas así fabricadas presentan sorprendentemente quimio- y enantioselectividades elevadas, y se obtienen en rendimientos químicos y ópticos sorprendentemente elevados.

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de una tiolactona de la fórmula general

en la que cada R5, cada uno independientemente, significa hidrógeno, alquilo sustituido o no sustituido, alquenilo sustituido o no sustituido, cicloalquilo sustituido o no sustituido, arilo sustituido o no sustituido, arilalquilo opcionalmente sustituido de forma aromática, arilalquenilo opcionalmente sustituido de forma aromática, cicloalquilalquilo sustituido o no sustituido en el resto cicloalquílico, heterociclilo, alcanoilo sustituido o no sustituido, aroilo sustituido o no sustituido, alquilsulfonilo sustituido o no sustituido, arilsulfonilo sustituido o no sustituido, o un grupo sililo Si (alquilo) 3, Si (arilo) 3 o Si (alquilo) 1 ó 2 (arilo) 2 ó 1,

caracterizado por hidrogenar un tioanhídrido cíclico de la fórmula general

en la que R1 y R2 tienen los significados dados anteriormente,

en presencia de un catalizador de un complejo de metal del grupo VIII, y en el que el catalizador es quiral, y en el que el metal o el constituyente metálico del catalizador de complejo metálico se usa en una cantidad, con respecto a la cantidad de material de partida de tioanhídrido cíclico, en el intervalo de alrededor de 0, 0001 a alrededor de 10% en moles, preferiblemente de alrededor de 0, 001 a alrededor de 10% en moles, y lo más preferible de alrededor de 0, 1 a alrededor de 5% en moles.

En la definición anterior de los diversos significados para R5, cualquier alquilo abarca grupos alquilo de cadena lineal

o (en el caso de 3 o más átomos de carbono) ramificados, preferiblemente con hasta 12 átomos de carbono, más preferiblemente con hasta 6 átomos de carbono, tales como metilo, etilo, isopropilo, terc. butilo, neopentilo y nhexilo. Esto se aplica igualmente a la parte alquílica de tales grupos sustituidos o no sustituidos como los grupos

arilalquilo, cicloalquilalquilo, alcanoilo y alquilsulfonilo, y a alquilo del grupo sililo Si (alquilo) 3 o Si (alquilo) 1 ó 2 (arilo) 2 ó 1. Cualquier alquenilo, como tal o como parte de un grupo arilalquenilo sustituido o no sustituido, abarca grupos alquenilo de cadena lineal o ramificados, adecuadamente con hasta 12 átomos de carbono, más preferiblemente hasta 6 átomos de carbono, presentando, y dependiendo del número de átomos de carbono, hasta tres dobles enlaces, preferiblemente un doble enlace. Un ejemplo de un grupo alquenilo es alilo. Cualquier cicloalquilo, como tal

o como parte de un grupo cicloalquilalquilo sustituido o no sustituido, contiene adecuadamente de 3 a 8 átomos de carbono, preferiblemente de 4 a 7 átomos de carbono. Cualquier arilo, como tal o como parte de un grupo arilalquilo, arilalquenilo, aroilo o arilsulfonilo sustituido o no sustituido, y del grupo sililo Si (arilo) 3 o Si (alquilo) 1 ó 2 (arilo) 2 ó 1, es adecuadamente fenilo, 1-naftilo o 2-naftilo, preferiblemente fenilo. Cualquier heterociclilo puede ser un grupo tal de al menos naturaleza parcialmente saturada o de naturaleza aromática (heteroaromática) y que presenta como heteroátomos anulares al menos uno seleccionado de átomos de oxígeno, azufre y nitrógeno, con lo que dos o más de tales átomos en el anillo pueden ser heteroátomos iguales o diferentes. Los ejemplos de tales grupos son tetrahidrofuranilo, tetrahidrodioxanilo, tetrahidrotiofenilo, pirrolidinilo, piperidinilo, morfolinilo, piperazinilo, dihidrofuranilo, dihidrodioxanilo, dihidrotiofenilo, pirrolilo y piridilo, y cualquiera de tales grupos capaces de presentar uno o más anillos bencénicos condensados y/o poseer un sustituyente, particularmente un grupo alquilo, en un átomo de nitrógeno anular secundario.

Los sustituyentes adecuados para alquilo alquenilo, alcanoilo o alquilsulfonilo sustituido o no sustituido incluyen uno

o más sustituyentes seleccionados de alcoxi de C1-4 y alquiltio de C1-4, con lo que dos o más sustituyentes en el mismo alquilo o alquenilo pueden ser iguales o diferentes. En el caso de alcoxialquilo, éste es preferiblemente alcoximetilo que posee opcionalmente uno o dos sustituyentes alquílicos en el resto metilénico. Los sustituyentes adecuados para cicloalquilo sustituido o no sustituido incluyen uno o más alquilos de C1-4, iguales o diferentes. Los sustituyentes adecuados para arilo sustituido o no sustituido incluyen alquilo de C1-4 y alcoxi de C1-4, con lo que, en este caso, también, dos o más sustituyentes pueden ser iguales o diferentes. Esta información sobre los tipos de sustituyentes en cuestión se aplica igualmente a los restos cicloalquílico y arílico cuando sean parte de arilalquilo opcionalmente sustituido de forma aromática, arilalquenilo opcionalmente sustituido de forma aromática, cicloalquilalquilo sustituido o no sustituido, aroilo sustituido o no sustituido y arilsulfonilo sustituido o no sustituido, según sea apropiado.

En el catalizador de metal del grupo VIII empleado, el metal del grupo VIII (hierro, cobalto, níquel, rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio o platino) es especialmente rutenio (Ru) , rodio (Rh) , o iridio (Ir) . El catalizador puede ser homogéneo o heterogéneo, quiral o aquiral.

El catalizador metálico puede ser el metal junto con un modificador quiral, el metal junto con un modificador quiral o aquiral, o un complejo metálico en el que el metal tiene formalmente un estado de oxidación cero o positivo. El complejo metálico puede estar libre o inmovilizado sobre un soporte adecuado, tal como carbón activo, un polímero orgánico, un intercambiador iónico inorgánico u orgánico o un material inorgánico, por ejemplo sílice, titania o alúmina. El modificador en el caso del propio metal, y la molécula complejante en el caso del catalizador de complejo metálico, puede ser un compuesto mono-, bi- o multidentado que presenta uno o más átomos de fósforo, nitrógeno, oxígeno y/o azufre que actúan como los sitios enlazantes al átomo metálico.

Además, pueden estar presentes compuestos orgánicos adicionales con propiedades complejantes de metales y que presentan uno o más átomos de fósforo, nitrógeno y/o azufre, y/o grupos funcionales que se pueden coordinar con el metal, como parte del sistema catalítico o una parte integrante del sistema catalítico. Los grupos funcionales adecuados incluyen dobles enlaces como sucede en olefinas con uno o más dobles enlaces, y en compuestos aromáticos.

Otros constituyentes del sistema catalítico pueden ser sales inorgánicas y/u orgánicas y/o ácidos protónicos.

Los catalizadores de complejos metálicos homogéneos adecuados son, por ejemplo, de la fórmula III o IV:

[A1MeYZ] III

-

[A1MeY]+E1 IV

en las que A1 significa dos ligandos de monofosfina terciaria o un ligando de difosfina diterciaria, que junto con el átomo metálico (Me) forma un anillo de 5 a 10 miembros, preferiblemente 5 a 8 miembros, especialmente 5 a 7 miembros,

Me significa un metal noble, especialmente Rh, Ru o Ir,

Y significa dos olefinas o un dieno,

Z significa Cl, Br o I, y

E1 significa el anión de un ácido protónico o complejo

Las olefinas adecuadas Y incluyen una olefina de C2-12, preferiblemente de C2-6 y especialmente de C2-4, tal como propeno, 1-buteno y (lo más preferible) etileno. El dieno, que es el significado alternativo de Y, puede contener 5-12, preferiblemente 5-8 átomos de carbono, y puede ser alifático, cíclico o policíclico. Los dos dobles enlaces en el dieno están separados preferiblemente por uno o dos grupos metilénicos. Los ejemplos son 1, 3-pentadieno, ciclopentadieno, 1, 5-hexadieno, 1, 4-ciclohexadieno, 1, 4- o 1, 5-heptadieno, 1, 4-o 1, 5-cicloheptadieno, 1, 4- o 1, 5ºctadieno, 1, 4- o 1, 5-ciclooctadieno y norbornadieno. Preferiblemente,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para la fabricación de una tiolactona de la fórmula general

en la que cada R5, cada uno independientemente, significa hidrógeno, alquilo sustituido o no sustituido, alquenilo sustituido o no sustituido, cicloalquilo sustituido o no sustituido, arilo sustituido o no sustituido, arilalquilo opcionalmente sustituido de forma aromática, arilalquenilo opcionalmente sustituido de forma aromática, cicloalquilalquilo sustituido o no sustituido en el resto cicloalquílico, heterociclilo, alcanoilo sustituido o no sustituido, aroilo sustituido o no sustituido, alquilsulfonilo sustituido o no sustituido, arilsulfonilo sustituido o no sustituido, o un grupo sililo Si (alquilo) 3, Si (arilo) 3 o Si (alquilo) 1 ó 2 (arilo) 2 ó 1,

caracterizado por hidrogenar un tioanhídrido cíclico de la fórmula general

en la que R1 y R2 tienen los significados dados anteriormente,

en presencia de un catalizador de un complejo de metal del grupo VIII, y en el que el catalizador es quiral, y en el que el metal o el constituyente metálico del catalizador de complejo metálico se usa en una cantidad, con respecto a 15 la cantidad de material de partida de tioanhídrido cíclico, en el intervalo de 0, 0001 a 10% en moles, preferiblemente de 0, 001 a 10% en moles, y lo más preferible de 0, 1 a 5% en moles.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que el metal es rutenio, rodio, o iridio, preferiblemente iridio.

3. Un procedimiento según la reivindicación 1 o reivindicación 2, en el que el catalizador es homogéneo o heterogéneo.

4. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el catalizador metálico es el metal junto con un modificador quiral, el metal junto con un modificador quiral o aquiral, o un complejo metálico que comprende un metal y una molécula complejante, en el que el metal tiene formalmente un estado de oxidación cero o positivo, estando el complejo metálico libre o inmovilizado sobre un soporte adecuado.

5. Un procedimiento según la reivindicación 4, en el que el modificador quiral y/o aquiral, y/o la molécula complejante, es un compuesto mono-, bi- o multidentado que tiene uno o más átomos de fósforo, nitrógeno, oxígeno y/o azufre que actúan preferiblemente como los sitios enlazantes al átomo metálico.

6. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que uno o más compuestos orgánicos adicionales con propiedades complejantes de metales y que presentan uno o más átomos de fósforo, nitrógeno y/o azufre, y/o grupos funcionales que se pueden coordinar con el metal, son una parte del sistema catalítico.

7. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que se usa un catalizador de complejo metálico homogéneo que es de la fórmula III o IV

[A1MeYZ] III

-

[A1MeY]+E1 IV

en las que A1 significa dos ligandos de monofosfina terciaria o un ligando de difosfina diterciaria, que junto con el átomo metálico (Me) forma un anillo de 5 a 10 miembros, preferiblemente 5 a 8 miembros, especialmente 5 a 7 5 miembros,

Me significa un metal noble, especialmente Rh, Ru o Ir,

Y significa dos olefinas o un dieno,

Z significa Cl, Br o I, y

E1 significa el anión de un ácido protónico o complejo.

8. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el procedimiento se efectúa en un disolvente, preferiblemente un disolvente inerte, más preferido un hidrocarburo alifático, cicloalifático o aromático, un alcohol fluorado o no fluorado, un éter alifático o cíclico abierto, una cetona alifática, un ácido carboxílico alifático, un éster o lactona de ácido carboxílico, una amida de ácido carboxílico alifático, una lactona N-sustituida, una urea cíclica, un sulfóxido o sulfona alifática o alicíclica, o agua, o una mezcla de al menos dos disolventes tomados de las clases anteriores.

9. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que, además del catalizador metálico empleado, se usa un cocatalizador que es un haluro de metal alcalino o de amonio sustituido o no sustituido, particularmente un haluro de amonio cuaternario sustituido o no sustituido.

10. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el procedimiento se lleva a cabo 20 en presencia de un ácido protónico, particularmente un ácido mineral, un ácido carboxílico o un ácido sulfónico.

11. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el procedimiento se efectúa a temperaturas de 80ºC a 200ºC, preferiblemente de 100ºC a 180ºC, y lo más preferible de 120ºC a 170ºC.

12. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la presión está por encima de la

presión atmosférica de 1 bar, preferiblemente entre 20 y 150 bares, más preferiblemente entre 20 y 100 bares, y lo 25 más preferible entre 50 y 80 bares.


 

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