Isomerización fotoquímica de un pent-2-en-4-in-1-ol.

Un procedimiento para la isomerización fotoquímica de un E-pent-2-en-4-in-1-ol de acuerdo con la fórmula (1)**Fórmula**

en un Z-pent-2-en-4-in-1-ol acuerdo con la fórmula (2) **Fórmula**

o la isomerización fotoquímica de un Z-pent-2-en-4-in-1-ol (2) en un E-pent-2-en-4-in-1-ol (1),

en que

R1 se selecciona de radicales alquilo, arilo y alquilarilo,

R2 se selecciona de H, radicales alquilo y arilo;

que comprende irradiar el isómero E o Z del pent-2-en-4-in-1-ol con luz UV en presencia de un fotosensibilizador.

Isomerización fotoquímica de un pent-2-en-4-in-1-ol

La presente invención se refiere a un procedimiento para isomerizar fotoquímicamente un E-pent-2-en-4-in-1-ol en un Z-pent-2-en-4-in-1-ol, y viceversa.

Pent-2-en-4-in-1-ol existe en dos formas isoméricas, el isómero E y el isómero Z. Ambos isómeros de pent-2-en-4-in-1ºles son compuestos intermedios importantes en la química orgánica industrial. Un pent-2-en-4-in-1-ol de particular 10 interés es 3-metilpent-2-en-4-in-1-ol; su isómero Z es un compuesto intermedio útil, p. ej., para la fabricación de vitamina A, y su isómero E es también un compuesto intermedio útil, por ejemplo, para la fabricación de astaxantina, zeaxantina y otros carotenoides. 3-metilpent-2-en-4-in-1-ol se obtiene en forma de una mezcla isomérica de aproximadamente 85% de Z-3-metilpent-2-en-4-in-1-ol y aproximadamente 15% de E- 3-metilpent-2-en-4-in-1-ol a partir del reordenamiento alílico de 3-metilpent-1-en-4-in-3-ol. Los isómeros se pueden separar el uno del otro por medios físicos, p. ej., por

destilación fraccionada. Dependiendo del tipo de isómero deseado existe la necesidad de un procedimiento de convertir el isómero Z en el isómero E (isomerización Z/E) , y viceversa.

El documento EP-A 1 167 331 describe la isomerización catalítica de Z-3-metilpent-2-en-4-in-1-ol en E-3-metilpent-2en-4-in-1-ol mediante radicales bromo.

Es el objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento alternativo para isomerizar E-pent-2-en-4-in-1-ol en un Z-pent-2-en-4-in-1-ol, y viceversa. El procedimiento alternativo debería evitar la manipulación de materiales con contenido en halógeno.

El objeto se cumple mediante un procedimiento para la isomerización fotoquímica de un E-pent-2-en-4-in-1-ol de acuerdo con la fórmula (1)

o la isomerización fotoquímica de un Z-pent-2-en-4-in-1-ol (2) en un E-pent-2-en-4-in-1-ol (1) , en que R1 se selecciona de radicales alquilo, arilo y alquilarilo,

R2 se selecciona de H, radicales alquilo y arilo; 35 que comprende irradiar el isómero E o Z del pent-2-en-4-in-1-ol con luz UV en presencia de un fotosensibilizador.

Las fórmulas a lo largo de toda la presente solicitud están representados por la representación lineal convencional.

De acuerdo con una realización preferida, R1 en las fórmulas (1) y (2) se selecciona de radicales alquilo C1 a C15, preferiblemente radicales alquilo C1 a C5, y un radical fenilo; R2 se selecciona de H, radicales alquilo C1 a C15, preferiblemente radicales alquilo C1 a C5, y un radical fenilo.

De acuerdo con la realización más preferida, R1 es un radical metilo y R2 es H. En este caso, los isómeros Z y E del 45 pent-2-en-4-in-1-ol son Z-3-metilpent-2-en-4-in-1-ol de acuerdo con la fórmula (3) y E-3-metilpent-2-en-4-in-1-ol de acuerdo con la fórmula (4) .

No es crítico el tipo de fuente emisora de luz UV utilizada para irradiar el isómero E o Z en el procedimiento de la presente invención. Típicamente, la luz UV emitida tiene al menos bandas de emisión principales en el intervalo de 180 a 380 nm, preferiblemente de 220 a 280 nm, y más preferiblemente de 250 a 260 nm. Un tipo de fuente de luz UV especialmente útil en el procedimiento de la presente invención es una lámpara UV sin electrodos, accionada por microondas (lámpara de descarga de gas sin electrodos impulsada por microondas) , más particularmente una lámpara de mercurio sin electrodos impulsada por microondas, y preferiblemente una lámpara de mercurio de baja presión sin electrodos impulsada por microondas. Lámparas sin electrodos impulsadas por microondas se describen generalmente en "Microwaves in Organic Synthesis", Ed.: A. Loupy, Wiley-VCH, Weinheim 2006, Capítulo 14.2. De acuerdo con el espectro de emisión de mercurio, las lámparas de mercurio sin electrodos impulsadas por microondas tienen bandas de emisión principales a aproximadamente 254 nm y, opcionalmente, a aproximadamente 185 nm, dependiendo del tipo de vidrio de cuarzo que encierra el vapor de mercurio. En presencia de oxígeno, las emisiones en el intervalo de 180 a 220 nm pueden conducir a la formación de ozono que, sin embargo, no tiene un efecto negativo sobre la isomerización. Lámparas de mercurio de baja presión sin electrodos impulsadas por microondas para uso en la presente invención están disponibles, por ejemplo, de uv-technik, Wϋmbach, Alemania.

En una realización de la presente invención, el isómero E o Z del pent-2-en-4-in-1-ol se encuentra bajo la influencia, al menos temporal, de una fuente de radiación de microondas durante la irradiación con luz UV. Una posibilidad no limitativa para realizar la irradiación UV y de microondas simultánea del isómero es elegir una disposición de la lámpara UV sin electrodos impulsada por microondas, en donde la fuente de radiación de microondas está situada para irradiar tanto el gas contenido en la cavidad de la lámpara como para generar la luz UV por descarga de gas y los isómeros a isomerizar. Sin embargo, no se comprende bien qué efectos, si los hay, tiene la radiación con microondas sobre la reacción de isomerización.

Dado que la irradiación con microondas de los isómeros no es esencial para la presente invención, la disposición de la lámpara UV sin electrodos impulsada por microondas también se puede elegir para sólo llevar el gas contenido en la cavidad de la lámpara bajo la influencia de la radiación con microondas para efectuar la descarga de gas.

No es esencial la potencia de salida de la fuente de radiación de microondas; por ejemplo, puede estar dentro del intervalo de 50 a 1200 W, preferiblemente de 60 a 250 W.

La irradiación de acuerdo con la presente invención se lleva a cabo en presencia de un fotosensibilizador. Preferiblemente, el fotosensibilizador se selecciona de cetonas tales como benzofenona y cetona de Michler, y yodo. Más preferiblemente, el fotosensibilizador se selecciona de benzofenona y yodo.

La relación molar de fotosensibilizador a pent-2-en-4-in-1-ol es preferiblemente de al menos 2:100 y más preferiblemente de al menos 3:100. Por razones prácticas y económicas, la relación molar de fotosensibilizador a pent2-en-4-in-1-ol es preferiblemente menos de 1:1, más preferiblemente menos de 70:100, y lo más preferiblemente menos de 50:100.

En una forma de realización preferida de la presente invención, la irradiación se lleva a cabo en presencia de un disolvente orgánico. Más preferiblemente, el disolvente orgánico es un disolvente orgánico polar. Lo más preferiblemente, el disolvente orgánico se selecciona de alcoholes, nitrilos y mezclas de los mismos. Los alcoholes pueden ser lineales, ramificados o cíclicos y comprenden preferiblemente 1 a 10 átomos de carbono, más preferiblemente 1 a 6 átomos de carbono. Los nitrilos pueden ser alifáticos o aromáticos y preferiblemente comprenden 1 a 7 átomos de carbono. El disolvente orgánico más preferido es metanol y/o acetonitrilo. Típicamente, tanto el pent-2en-4-in-1-ol como el fotosensibilizador se disuelven en el disolvente orgánico.

Cantidades ejemplares de pent-2-en-4-in-1-ol en la solución irradiada están dentro del intervalo de 0, 1 a 50% en peso, preferiblemente de 1 a 40% en peso, más preferiblemente de 1 a 20% en peso, y lo más preferiblemente de 1 a 10% en peso, basado en el peso total de la solución. Concentraciones ilustrativas de pent-2-en-4-in-1-ol en el disolvente orgánico están dentro del intervalo de 0, 05 a 0, 3 mol/l (M) , preferiblemente de 0, 1 a 0, 2 mol/l (M) .

La irradiación de acuerdo con el presente procedimiento puede llevarse a cabo a presiones atmosféricas, subatmosféricas y superatmosféricas. Preferiblemente, se lleva a cabo a presiones en el intervalo de desde la presión atmosférica hasta 3 MPa, más preferiblemente de hasta 2 MPa.

La irradiación puede llevarse a cabo bajo atmósfera ambiente (aire) . No se requiere el uso de un gas inerte, aunque en algunos casos se pueden emplear condiciones de gases inertes.

La temperatura de irradiación no es crítica para la presente invención; típicamente, la irradiación se lleva a cabo a una temperatura dentro del intervalo de desde 0 ºC hasta el punto de ebullición del disolvente utilizado en las condiciones de presión. A la presión atmosférica, la irradiación se lleva a cabo preferiblemente a una temperatura dentro del intervalo de desde 0 ºC a 80 ºC, preferiblemente 20 ºC a 80 ºC. Se entiende que la temperatura de irradiación debe seleccionarse para evitar o minimizar cualquier deterioro del pent-2-en-4-in-1-ol.

Tiempos de irradiación ilustrativos están dentro del intervalo de 5 a 120 min, preferiblemente de 10 a 80 min, y lo más preferiblemente de 15 a 60 min.

1. Un procedimiento para la isomerización fotoquímica de un E-pent-2-en-4-in-1-ol de acuerdo con la fórmula (1)

en un Z-pent-2-en-4-in-1-ol acuerdo con la fórmula (2)

o la isomerización fotoquímica de un Z-pent-2-en-4-in-1-ol (2) en un E-pent-2-en-4-in-1-ol (1) , en que R1 se selecciona de radicales alquilo, arilo y alquilarilo, R2 se selecciona de H, radicales alquilo y arilo;

que comprende irradiar el isómero E o Z del pent-2-en-4-in-1-ol con luz UV en presencia de un fotosensibilizador.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el isómero E o Z del pent-2-en-4-in-1-ol se irradia con una lámpara UV sin electrodos, accionada por microondas.

3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el isómero E o Z del pent-2-en-4-in-1-ol se encuentra bajo la influencia, al menos temporal, de una fuente de radiación de microondas durante la irradiación con luz UV.

4. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la lámpara UV sin electrodos, accionada por microondas es una lámpara de mercurio sin electrodos, accionada por microondas, preferiblemente en el que la lámpara UV sin electrodos, accionada por microondas es una lámpara de mercurio de baja presión.

5. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el fotosensibilizador se 25 selecciona de cetonas y yodo, preferiblemente en el que el fotosensibilizador es benzofenona.

6. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la irradiación se realiza en presencia de un disolvente orgánico.

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el disolvente orgánico es un disolvente orgánico polar, preferiblemente en el que el disolvente orgánico se selecciona de alcoholes, nitrilos y mezclas de los mismos, más preferiblemente en el que el disolvente orgánico es acetonitrilo o metanol.

8. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende irradiar una mezcla 35 que comprende tanto el Z-pent-2-en-4-in-1-ol (1) como el E-pent-2-en-4-in-1-ol (2) .

9. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que R1 es un radical metilo y R2 es H.

10. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que E-3-metilpent-2-en-4-in-1-ol se isomeriza en Z-3metilpent-2-en-4-in-1-ol.

11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que Z-3-metilpent-2-en-4-in-1-ol se isomeriza en E-3

metilpent-2-en-4-in-1-ol. 45

12. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, la subsiguiente separación del isómero isomerizado, preferiblemente que comprende, además, la subsiguiente separación del isómero isomerizado mediante destilación fraccionada.

13. Un procedimiento que comprende la reacción subsiguiente múltiple del procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12 y la recogida del isómero isomerizado separado.

14. Un procedimiento para preparar vitamina A o un derivado de vitamina A, procedimiento que comprende isomerizar fotoquímicamente E-3-metilpent-2-en-4-in-1-ol en Z-3-metilpent-2-en-4-in-1-ol de acuerdo con la reivindicación 10, aislar el Z-3-metilpent-2-en-4-in-1-ol y convertirlo en vitamina A o un derivado de vitamina A.

15. Un procedimiento para preparar un carotenoide, procedimiento que comprende isomerizar fotoquímicamente Z-3metilpent-2-en-4-in-1-ol en E-3-metilpent-2-en-4-in-1-ol de acuerdo con la reivindicación 11, aislar el E-3-metilpent-2-en4-in-1-ol y convertirlo en el carotenoide.