Método de producción de alcohol por reducción de éster o lactona con hidrógeno.

Un método de producción de alcohol que comprende la etapa de reducir un éster o una lactona con hidrógenopara producir un alcohol correspondiente sin adición de un compuesto básico,

usando como catalizador un complejode rutenio representado por la siguiente fórmula general (1):

RuH(X)(L1)(L2)n (1)

en la que

X representa BH4,

cuando n es 0, L1 representa un ligando tetradentado que tiene la siguiente fórmula general (2):en la que

R1, R2, R3 y R4 representan un átomo de hidrógeno,

R5 y R6 representan un grupo fenilo,

Q1 representa un enlace, y

Q2 representa un grupo fenileno,

y

cuando n es 1, L1 y L2 representan un ligando bidentado que tiene la siguiente fórmula general (3):

en la que,

R10 y R11 representan un grupo fenilo,

Q3 representa un grupo metileno, y

R8 y R9 representan un átomo de hidrógeno, y R7 representa un grupo bencilo, o R7 y R8 junto con elnitrógeno forman una pirrolidina y R9 representa un átomo de hidrógeno.

Método de producción de alcohol por reducción de éster o lactona con hidrógeno Antecedentes de la invención

Campo de la invención La presente invención se refiere a un método de producción de alcohol por reducción de un éster o una lactona con hidrógeno.

Breve descripción de la técnica relacionada Los métodos para obtener alcoholes por reducción de ésteres y lactonas son importantes en la síntesis química. Para obtener dichas reacciones se han propuesto los siguientes métodos: un método en el que se usa una cantidad estequiométrica o más de un compuesto de hidruro metálico tal como hidruro de sililo, borohidruro de sodio e hidruro de litio y aluminio; un método en el que se lleva a cabo la reducción por hidrogenación catalítica usando hidrógeno molecular. El primer método tiene problemas que incluyen: una gran cantidad de residuo generada por el agente de reducción; y un problema de seguridad que surge por el uso de un agente de reducción altamente reactivo. Por esta razón, recientemente el último método que es una tecnología que no daña el medioambiente se ha desarrollado y examinado más activamente, independientemente de que las reducciones sean heterogéneas y homogéneas.

Por ejemplo, la publicación de solicitud de patente japonesa no examinada nº Sho 51-8203 y Org. React., 1954, 8, 1, proponen ejemplos de la reducción de hidrogenación heterogénea. Sin embargo, dichas propuestas tienen el problema de que son necesarias unas condiciones de alta temperatura o unas condiciones de alta presión, o ambas condiciones, para la reducción, y otros problemas. Al mismo tiempo, en Adv. Synth. Cat., 2001, 343, 802, se describe un método de producción en condiciones en las que no puede estar implicada la racemización de un éster ópticamente activo. Sin embargo, el método de producción tiene el problema de que cuando el éster que sirve como sustrato tiene un anillo aromático, a menudo se producen reacciones secundarias, por ejemplo, alcoholes con el anillo aromático reducido, presentando, por lo tanto, una baja selectividad. Además, el método de producción tiene desventajas en términos de coste, ya que debe usarse una gran cantidad de catalizadores muy caros. Por consiguiente, el método es difícil de usar en la práctica industrialmente.

En cuanto a la reducción homogénea, se ha propuesto en muchos documentos el uso de un complejo de rutenio que incluye un ligando de fosfina.

Por ejemplo, en J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 7536, Chem. Commun. 1998, 1367, y J. Mol. Catal. A: Chem., 2003, 206, 185, se describen métodos en los que se usan ligandos monofosfina, difosfina, trifosfina y tetrafosfina, y similares. En particular, cuando se usa un ligando trifosfina tridentado, se demuestra una actividad de hidrogenación relativamente alta. Sin embargo, cuando un éster no está activado para una reducción, hay que usar como disolvente un compuesto fluorado que tiene una gran carga medioambiental. Este tipo de problemas hace que los métodos sean difíciles de llevar a la práctica industrialmente. En Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1113 y Organomet. 2007, 26, 16, se describe la reducción de ésteres por hidrogenación con un complejo de rutenio que incluye un ligando diaminofosfina o aminodifosfina tridentado. En el método de Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1113, el tetracloruro de carbono usado cuando se preparan un ligando y un complejo, es dañino para el medio ambiente, y su producción está prohibida en la mayor parte del mundo. Además, hay que llevar a cabo la reacción a una temperatura baja. Por consiguiente, el método tiene muchas desventajas industriales. El método descrito en Organomet. 2007, 26, 16, tiene dificultades: se prepara un complejo mientras se irradia con microondas; la hidrogenación de ésteres hay que llevarla a cabo a una temperatura alta de 140 a 150ºC; solo se obtiene un rendimiento alto cuando los ésteres están fluorados debido a la activación para la reducción, etc. Los documentos W02006/106483, W02006/106484, W02008/065588 y Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 7473, describen métodos eficaces de reducción de ésteres por hidrogenación, usando un catalizador de rutenio que incluye aminofosfina e iminofosfina bidentados y tetradentados como ligandos. En los métodos, es necesario usar un alcóxido de metal alcalino como base cuando se lleva a cabo la reacción. Por lo tanto, los métodos tienen el problema de que se produce la descomposición del compuesto o racemización cuando se reduce un sustrato que tiene un grupo funcional lábil frente a bases o cuando se reduce un éster que tiene un carbono asimétrico. Al mismo tiempo, en J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 516, la publicación de solicitud de patente japonesa nº 2003-104993 y otros documentos, se describe un complejo de rutenio que incluye una aminofosfina o una difosfina y una diamina como ligandos. Se describe que dicho complejo de rutenio reduce un grupo carbonilo sin añadir una base. Sin embargo, el complejo de rutenio solo reduce una cetona, y tiene dificultades para reducir un grupo éster que esté presente junto con la cetona. Al mismo tiempo, los complejos usados en la presente invención se han preparado por un método de múltiples etapas como se describe, por ejemplo, en Organomet. 2004, 23, 6239 y Organomet. 2007, 26, 5940. Específicamente, en el método: se reduce previamente un ligando iminofosfina; se prepara un complejo a partir del ligando y un precursor de rutenio; después el complejo se reduce más.

Sumario de la invención La presente invención pretende superar al menos algunos de los problemas anteriores. El objeto se resuelve por el método de producción de alcohol según la reivindicación independiente 1.

Por consiguiente, un objeto de la presente invención es proporcionar un método de producción de alcohol a partir de un éster o una lactona, con alto rendimiento y con una alta eficacia catalítica en condiciones relativamente moderadas, mientras que se eliminan las reacciones secundarias, usando un complejo y un ligando que se pueden preparar de forma relativamente fácil. Además, el método para producir un alcohol es industrialmente eficaz, puesto que el complejo se prepara de forma relativamente fácil.

Como resultado de estudios exhaustivos llevados a cabo teniendo en cuenta los problemas descritos antes, los autores de la presente invención han descubierto que se pueden producir alcoholes a partir de ésteres o lactonas con alto rendimiento y con alta eficacia catalítica sin añadir un compuesto básico, mientras que se suprimen las reacciones secundarias, usando como catalizador un complejo de rutenio que incluye un ligando tetradentado, que tiene al menos un grupo de coordinación fosfino y al menos un grupo de coordinación amino, o dos ligandos aminofosfina bidentados, que tienen un grupo de coordinación fosfino y un grupo de coordinación amino. Por lo tanto, se ha logrado la presente invención.

Más específicamente, la presente invención se refiere a los siguientes aspectos [1] a [9].

[1] Un método de producción de alcohol que incluye la etapa de reducir un éster o una lactona con hidrógeno para producir un alcohol correspondiente, sin adición de un compuesto básico, usando como catalizador un complejo de rutenio representado por la siguiente fórmula general (1) :

RuH (X) (L1) (L2) n (1)

en la que X representa BH4,

cuando n es 0, L1 representa un ligando tetradentado que tiene la siguiente fórmula general (2) :

en la que R1, R2, R3 y R4 representan un átomo de hidrógeno, R5 y R6 representan un grupo fenilo, Q1 representa un enlace, y Q2 representa un grupo fenileno,

y

cuando n es 1, L1 y L2 representan un ligando bidentado que tiene la siguiente fórmula general (3) :

en la que,

R10 y R11 representan un grupo fenilo,

Q3 representan un grupo metileno, y

R8 y R9 representan un átomo de hidrógeno, y R7 representa un grupo bencilo, o R7 y R8 junto con el 35 nitrógeno forman una pirrolidina y R9 representa un átomo de hidrógeno.

[2] El método de producción de acuerdo con [1], que además comprende la etapa de obtener el complejo por reducción de un complejo de rutenio representado por la siguiente fórmula general (6) : [Ru (X1) (X2) (L1') ] (6)

en la que X1 y X2 representan cada uno un átomo de cloro, y L1' representa un ligado tetradentado representado por la siguiente fórmula general (5) :

en la que R17, R18 y R19 representan un átomo de hidrógeno, R20 y R21 representan un grupo fenilo, Q6 representa un enlace, y Q7 representa un grupo fenileno.

[3] El método de producción según [1], que además comprende la etapa de obtener el complejo por reducción de un 15 complejo de rutenio representado por... [Seguir leyendo]

1. Un método de producción de alcohol que comprende la etapa de reducir un éster o una lactona con hidrógeno para producir un alcohol correspondiente sin adición de un compuesto básico, usando como catalizador un complejo de rutenio representado por la siguiente fórmula general (1) :

RuH (X) (L1) (L2) n (1)

en la que X representa BH4, cuando n es 0, L1 representa un ligando tetradentado que tiene la siguiente fórmula general (2) :

en la que R1, R2, R3 y R4 representan un átomo de hidrógeno, R5 y R6 representan un grupo fenilo, Q1 representa un enlace, y Q2 representa un grupo fenileno,

y

cuando n es 1, L1 y L2 representan un ligando bidentado que tiene la siguiente fórmula general (3) :

en la que, 20 R10 y R11 representan un grupo fenilo, Q3 representa un grupo metileno, y

R8 y R9 representan un átomo de hidrógeno, y R7 representa un grupo bencilo, o R7 y R8 junto con el nitrógeno forman una pirrolidina y R9 representa un átomo de hidrógeno.

2. El método de producción según la reivindicación 1, que además comprende la etapa de obtener el

complejo por reducción de un complejo de rutenio representado por la siguiente fórmula general (6) : [Ru (X1) (X2) (L1') ] (6) en la que X1 y X2 representan cada uno cloruro, y

L1' representa un ligado tetradentado representado por la siguiente fórmula general (5) :

en la que R17, R18 y R19 representan un átomo de hidrógeno, R20 y R21 representan un grupo fenilo, Q6 representa un enlace, y Q7 representa un grupo fenileno.

3. El método de producción según la reivindicación 1, que además comprende la etapa de obtener el complejo 10 por reducción de un complejo de rutenio representado por la siguiente fórmula general (6') :

[Ru (X3) (X4) (L1") (L2") ] (6')

en la que X3 y X4 representan cloruro, y L1'' y L2'' representan un ligando aminofosfina bidentado representado por la siguiente fórmula general (7b) :

en la que R100 representa un grupo fenilo, R101, R102

y R103 representan un átomo de hidrógeno, R104 y R105 representan un grupo fenilo, y 20 Q7b representa un grupo metileno.

4. El método de producción según la reivindicación 2 ó 3, en el que el complejo preparado se usa como catalizador sin aislarlo de una disolución de reacción.