Reactivo y procedimiento de obtención de un derivado fluorado y sililado.

Procedimiento de obtención de un derivado fluorado y sililado,

de fórmula Rf-D, que presenta un enlace entre un carbono que porta al menos un flúor y un silicio caracterizado por el hecho de que comprende una etapa en la que un derivado de fórmula (I) Rf-Y-O-D se pone en presencia de una base, en un disolvente aprótico polar, a una temperatura superior o igual a 100ºC,

en dicha fórmula (I) y en dicha fórmula Rf-D:

- Rf representa un grupo hidrocarbonado que tiene de 1 a 15 átomos de carbono que comprende al menos un átomo de flúor en el carbono en a de Y,

- D se elige de los radicales sililados,

- y en la que Y se elige de los grupos carbonilo y aminoalquileno

Reactivo y procedimiento de obtención de un derivado fluorado y sililado

La presente invención tiene como objeto un procedimiento de obtención de un derivado fluorado y sililado que presenta un enlace entre un carbono que porta al menos un flúor y un silicio.

Tiene como objetivo más particularmente la síntesis de derivados sililados de los que uno de los carbonos unido al silicio porta uno, ventajosamente dos, e incluso tres átomos de flúor.

Los derivados de fluoroalquilo, y concretamente en particular los derivados de perfluoroalquilo, se desarrollan en los campos de la farmacia y de la agroquímica. Estos compuestos son particularmente difíciles y costosos de producir salvo algunos casos particulares.

Uno de los medios de perfluoroalquilar es utilizar carbaniones Rf o utilizar compuestos que reaccionan como carbaniones.

Entre los derivados que reaccionan como carbaniones, pueden citarse los reactivos del tipo Rf-Si(Me)3. El caso en el que Rf es CF3 se denomina "reactivo de Ruppert".

Estos derivados sililados son particularmente difíciles de obtener y requieren secuencias costosas que hacen que su aplicación industrial sea casi imposible o excesivamente cara. Se hace referencia a las síntesis descritas en:

Organic Synthesis; Coll Index IX, 711 (síntesis que utiliza Et3Í\Í3P); y en

J of Fluorine Chemistry, 21, volumen 112,123-131.

Por ello uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar un procedimiento que permita producir reactivos del tipo Rf-Siá, es decir, un compuesto que presenta un átomo sp3 fluorado perhalogenado unido directamente a un átomo de silicio.

Otro objetivo de la presente invención es producir el reactivo de Ruppert o uno de sus equivalentes, mediante una técnica que pone en práctica, por un lado, compuestos relativamente poco costosos y, por otro lado, no requiere una secuencia de etapas particularmente costosa.

Otro objetivo de la presente invención es producir un derivado del tipo anterior in situ, dado el caso en estado naciente (statu nascendi).

Estos objetivos y otros que aparecerán a continuación se logran por medio de un procedimiento de obtención de un derivado fluorado y sililado que presenta un enlace entre un carbono que porta al menos un flúor y un silicio caracterizado por el hecho de que comprende una etapa en la que un derivado de fórmula (I) Rf-Y-O-D se pone en presencia de una base en un disolvente aprótico polar, a una temperatura superior o igual a 12C, en dicha fórmula

Rf representa un grupo hidrocarbonado que tiene de 1 a 15 átomos de carbono que comprende al menos un átomo de flúor en el carbono en a de Y,

D se elige de los radicales sililados,

y en la que Y se elige de los grupos carbonita y aminoalquileno.

En la fórmula (I), Y se elige de tas grupos carbonita (-CO-) y aminoalquileno [-(NR2)C(R)- ] (II): definiéndose R y R más adelante.

El grupo aminoalquileno es ventajosamente susceptible de provenir de la acción sobre una amida utilizada como disolvente de un Rf seguido por una sililación (véanse las solicitudes PCT a nombre del solicitante n.2 WO 97/1938 y n.2 WO 98/22435) para dar un producto de estructura:

en la que los dos R, idénticos o diferentes, son tales que HNR2 es una amina secundaria, eventualmente cíclica,

(I):

R'

ventajosamente de como máximo 1 átomos de carbono y en la que R es hidrógeno o bien un radical alifático (es decir, cuyo enlace abierto lo porta un carbono sp3 eventualmente funcionalizado) o aromático (el enlace abierto lo porta un carbono intracíclico de un núcleo aromático), ventajosamente de como máximo 1 átomos de carbono, preferiblemente de como máximo 6.

R y R pueden representar un grupo alquilo, cicloalquilo o arito.

Dos grupos R pueden estar unidos para formar un heterociclo saturado o insaturado que comprende 5 ó 6 átomos.

En el marco de la invención, se entiende por "alquilo", una cadena hidrocarbonada lineal o ramificada que tiene de 1 a 1 átomos de carbono y preferiblemente de 1 a 4 átomos de carbono.

Son ejemplos de grupos alquilo preferidos concretamente metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, t-butilo.

Por "cicloalquilo", se entiende un grupo hidrocarbonado cíclico, monocíclico, que comprende 5 ó 6 átomos de carbono, preferiblemente, un grupo ciclopentilo o ciclohexilo.

Por "arito", se entiende un grupo mono o policíclico aromático, preferiblemente, mono o bicíclico que comprende de 6 a 1 átomos de carbono, preferiblemente, fenilo.

Como bases preferidas, pueden citarse el trifluoroacetato de sodio o de potasio.

La cantidad de base que ha de introducirse sólo es crítica en la medida en que esta última, en las condiciones operativas, es inestable, concretamente si reacciona con el derivado de fórmula (I) y lo consume; en este caso es preferible utilizar sólo cantidades, expresadas en equivalentes, inferiores a la cantidad del derivado de fórmula (I).

Cuanto más se añada de base, mayor es la cinética. El límite superior depende de la solubilidad de la base en el medio, de su fuerza y de su actividad.

No obstante, en general, para tener una determinada eficacia, es preferible que la razón molar (B/DI) entre la base expresada en equivalentes (numerador) y el derivado de fórmula (I) expresado en equivalentes sea al menos de ,5, ventajosamente de ,1, preferiblemente de ,2.

Un valor superior es aún menos crítico, sobre todo cuando, tal como se verá a continuación, se dispone para que el tiempo de permanencia de tos compuestos formados sea pequeño.

No obstante, puede Indicarse que en general la razón molar (B/DI) entre la base expresada en equivalentes y el derivado de fórmula (I) expresado en equivalentes es como máximo igual a 2, preferiblemente a 1, ventajosamente a ,5, más preferiblemente a ,2. Estos valores superiores son sobre todos interesantes cuando la base es relativamente inestable. Este puede ser concretamente el caso en el marco de determinados carboxilatos.

La reacción se realiza en un medio o disolvente aprótico. Dicho disolvente, o medio, aprótico comprende ventajosamente una concentración de ácido(s) de pKa inferior a 2, ventajosamente a 25, preferiblemente a 3, como máximo igual a 1 ppm en moles con respecto a tos moles de disolvente(s). En efecto, estos medios ácidos reaccionan con el derivado carbonado fluorado y sililado deseado destruyéndolo. Una concentración en agua o en ácido tal como se definió anteriormente disminuye significativamente el rendimiento.

El medio o disolvente es un disolvente aprótico polar, ventajosamente un disolvente alifático.

En el caso de tos disolventes apróticos polares, es preferible que se cumpla al menos una de las siguientes condiciones, ventajosamente las dos. Es deseable que el número, o índice, de donadores de dicho disolvente sea al menos igual a 1, ventajosamente a 2; y también es deseable que la épsilon (constante dieléctrica) sea al menos igual a 1, ventajosamente a 15.

Recuérdese que para la definición del índice de donadores (o número de donadores: "donor number"), puede hacerse referencia al trabajo de Christian Reichardt, Solvents and solvents effects in organic chemistry, pág. 19 (1988), trabajo en el que se encuentra como definición el valor negativo de la entalpia (-AH expresado en kilocalorias/mol) de la interacción entre el disolvente y el pentacloruro de antimonio en una disolución diluida de diclorometano.

El punto de ebullición de tos disolventes utilizables para la presente invención es ventajosamente al menos igual a la temperatura de reacción, la cual es normalmente superior o igual a 12C, ventajosamente superior a 122C. La temperatura máxima de reacción es ventajosamente como máximo igual a 22C (una, preferiblemente dos, cifras significativas).

Cuando se utiliza dimetilformamida, la temperatura que ha de utilizarse es preferiblemente de entre 132C y 172C,

más preferiblemente de 132C a 152C.

Por diferentes motivos, concretamente de reciclado es preferible que los disolventes no presenten, en medio acuoso, un carácter firme básico o ácido. Así es más práctico que, cuando el disolvente, o uno de los constituyentes del disolvente, tenga un carácter básico, el ácido asociado a la base presente un pKa que sea al menos igual a 5, ventajosamente a 5,5. Las limitaciones óptimas sobre la acidez se expusieron anteriormente.

Es preferible que, a excepción de las amidas peralquiladas, el disolvente no presente función carbonilo, a menos que se quiera hacer reaccionar el reactivo Rf-D con dicha función carbonilo. Por otro lado, de la manera más frecuente los derivados carbonilados... [Seguir leyendo]

Procedimiento de obtención de un derivado fluorado y sililado, de fórmula Rf-D, que presenta un enlace entre un carbono que porta al menos un flúor y un silicio caracterizado por el hecho de que comprende una etapa en la que un derivado de fórmula (I) Rf-Y-O-D se pone en presencia de una base, en un disolvente aprótico polar, a una temperatura superior o igual a 12C,

en dicha fórmula (I) y en dicha fórmula Rf-D:

- Rf representa un grupo hidrocarbonado que tiene de 1 a 15 átomos de carbono que comprende al menos un átomo de flúor en el carbono en a de Y,

- D se elige de los radicales sililados,

- y en la que Y se elige de los grupos carbonilo y aminoalquileno.

Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que Y es un aminoalquileno de fórmula:

-(NR2)C(R)- (II)

en la que los dos R, idénticos o diferentes son tales que HNR2 es una amina secundaria, eventualmente cíclica, y en la que R' es hidrógeno o bien un radical alifático (es decir, cuyo enlace abierto lo porta un carbono sp3 eventualmente funcionalizado) o aromático (el enlace abierto lo porta un carbono intracíclico de un núcleo aromático).

Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que Y es carbonilo.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que D responde a la fórmula Si(Ri)(R2)(R3) (III), eligiéndose R1, R2 y R3 idénticos o diferentes de los aritos, tos alquilos, alquiloxilos, tos halógenos.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que D responde a la fórmula Si(Ri)(R2)(R3) (III), eligiéndose R1 y R2 idénticos o diferentes de tos aritos, tos alquilos, y eligiéndose R3 de tos aritos, tos alquilos y también de tos radicales alquiloxilo.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que Rf representa un grupo hidrocarbonado que tiene de 1 a 1 átomos de carbono.

Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que Rf se elige del trifluorometilo, el pentafluoroetilo, tos heptafluoropropilos y tos nonafluorobutilos.

Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que Rf es trifluorometilo.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que la base es una base débil y tal que el pKa del ácido asociado es como máximo igual a 7.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que la base es un trifluoroacetato de sodio o de potasio.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 y 1, caracterizado por el hecho de que la razón molar entre la base expresada en equivalentes (numerador) y el derivado de fórmula (I) es al menos igual a ,5.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por el hecho de que la razón molar entre la base expresada en equivalentes (numerador) y el derivado de fórmula (I) expresado en moles es como máximo igual a 2.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de que dicho disolvente comprende una concentración de ácido(s) de pKa superior a 2, como máximo igual a 1 ppm en moles con respecto a tos moles de disolvente(s).

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por el hecho de que la reacción se realiza en un disolvente aprótico polar cuyo número de donadores DN es al menos igual a 1.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por el hecho de que la reacción se realiza en un disolvente aprótico polar cuya constante dieléctrica épsilon es al menos igual a 1.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15 caracterizado por el hecho de que el disolvente orgánico es dimetilformamida.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 3 a 16, caracterizado por el hecho de que la reacción se

realiza a una temperatura tal que tiene lugar la reacción, simbolizada por la siguiente ecuación

base

Rf-C2-D --------------- Rf-D + C2

A

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por el hecho de que la temperatura

de la reacción es superior a 12SC.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado por el hecho de que la presión se elige de manera que es al menos igual a la presión atmosférica.