Procedimiento para la preparación de mentol mediante hidrogenación de isopulegol.

Procedimiento para la preparación de mentol racémico u ópticamente activo de fórmula (I)**Fórmula**

mediante hidrogenación catalítica de isopulegol racémico u ópticamente activo de fórmula (II)**Fórmula**

en presencia de hidrógeno y un catalizador,

que comprende

- del 30 al 70 % en peso de compuestos de níquel que contienen oxígeno, calculado como NiO,

- del 15 al 45 % en peso de compuestos de zirconio que contienen oxígeno, calculado como ZrO2,

- del 5 al 30 % en peso de compuestos de cobre que contienen oxígeno, calculado como CuO y

- del 0,1 al 10 % en peso de compuestos de molibdeno que contienen oxígeno, calculado como MoO3, refiriéndose los datos en % en peso al catalizador seco, no reducido.

Procedimiento para la preparación de mentol mediante hidrogenación de isopulegol La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de mentol racémico u ópticamente activo mediante hidrogenación catalítica de isopulegol racémico u ópticamente activo en presencia de hidrógeno y catalizadores que comprenden compuestos que contienen níquel, cobre, zirconio y molibdeno. La presente invención se refiere en especial a un procedimiento correspondiente para la hidrogenación catalítica continua de Lisopulegol para dar L-mentol.

Mentol, en especial el L-mentol que se produce de manera natural, representa, debido a su aroma mentolado así como sus propiedades refrigerantes y refrescantes, uno de los productos químicos aromáticos más importante en todo el mundo y se usa en considerable medida para aromatizar productos de consumo de todo tipo.

L-mentol puede obtenerse a partir de fuentes naturales, por ejemplo mediante cristalización de aceite de menta o también mediante procedimientos sintéticos. De acuerdo con el estado de la técnica, puede obtenerse mentol por ejemplo mediante hidrogenación desaromatizante de timol, debiendo aislarse habitualmente en forma de una mezcla de los diastereómeros mentol, neo-mentol, iso-mentol y neoiso-mentol, a partir del que debe aislarse mediante etapas de procedimiento adicionales.

El documento DE 577 036 da a conocer un procedimiento para la preparación de mentol sintético mediante hidrogenación de timol. Como catalizadores adecuados se describen catalizadores de níquel, níquel/cobre y cobalto.

Catalizadores de níquel especiales se usaron también para la hidrogenación catalítica de piperitol para dar mentol, tal como se describe en el documento GB 1.503.723.

El documento EP 1 532 091 da a conocer un procedimiento para la preparación de mentol racémico mediante hidrogenación catalítica de isopulegol, que se usó en forma de una mezcla diastereomérica del 70, 1 % de isopulegol, 18, 1 % de neo-isopulegol, 6, 8 % de iso-isopulegol y 2, 6 % de neoiso-isopulegol. Como catalizador se usó níquel Raney dopado con hierro y cromo. Se obtuvo mentol en forma de una mezcla de los posibles diastereómeros, que se componía en del 61, 4 % de mentol y el 35, 6 % de los otros diastereómeros del mentol.

Un acceso adicional a mentol lo representan procedimientos para la ciclación diastereoselectiva de citronelal para dar isopulegol, tal como se describe por ejemplo en el documento WO 2006/092433. El isopulegol así obtenido puede hidrogenarse entonces en una etapa adicional para dar mentol.

R.H. Pickard et al. describen en J. Chem. Soc. 1920, 1248 a 1263 la preparación de L-mentol mediante hidrogenación catalítica de L-isopulegol en presencia de paladio coloidal.

B. Dudley Sully et al. describen en P.& E.O.R. 1068, 235 a 366 la preparación de L-mentol mediante hidrogenación de L-isopulegol en presencia de níquel Raney a una temperatura de 120 °C.

El documento EP 1 053 974 da a conocer un procedimiento para la hidrogenación catalítica de isopulegol para dar mentol en presencia de un catalizador del 5 % de paladio sobre carbono a una presión de hidrógeno de 0, 5 MPa (5 bar) .

El documento EP 0 394 842 se refiere a catalizadores para la hidrogenación de compuestos alifáticos insaturados, que contienen níquel y cobre y se caracterizan por un contenido del 20 al 75 % en peso de óxido de níquel, del 10 al 75 % en peso de dióxido de zirconio y del 5 al 50 % en peso de óxido de cobre, en cada caso con respecto a los catalizadores oxídicos, no reducidos. Como sustratos se indican a modo de ejemplo: butino-2-diol-1, 4, buteno-2-diol1, 4 y 2-etilhexen-2-al.

A partir de este estado de la técnica, el objetivo de la presente invención consistía en proporcionar un procedimiento que permita la preparación de mentol esencialmente puro diatereoméricamente mediante hidrogenación de isopulegol esencialmente puro dieastereoméricamente. El procedimiento podrá llevarse a cabo a escala técnica de manera fácilmente manipulable desde el punto de vista de la técnica de procedimiento y llevará con altos rendimientos químicos con el uso de catalizadores o reactivos más baratos para dar el producto deseado. A este respecto, se evitará en la medida de lo posible la formación de diastereómeros del mentol. Además, se evitará en gran medida la formación de menton o isomenton e isomenton y neoiso-mentol indeseado.

El objetivo se consiguió de acuerdo con la invención mediante la provisión de un procedimiento para la preparación de mentol racémico u ópticamente activo de fórmula (I)

** (Ver fórmula) **

mediante hidrogenación catalítica de isopulegol racémico u ópticamente activo de fórmula (II)

** (Ver fórmula) **

en presencia de hidrógeno y un catalizador, que comprende

- del 30 al 70 % en peso de compuestos de níquel que contienen oxígeno, calculado como NiO,

- del 15 al 45 % en peso de compuestos de zirconio que contienen oxígeno, calculado como ZrO2,

- del 5 al 30 % en peso de compuestos de cobre que contienen oxígeno, calculado como CuO y

- del 0, 1 al 10 % en peso de compuestos de molibdeno que contienen oxígeno, calculado como MoO3,

refiriéndose los datos en % en peso al catalizador seco, no reducido.

Como material de partida para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención es adecuado isopulegol racémico u ópticamente activo de fórmula (II) , pudiendo usarse, en principio, isopulegol en cualquier grado de pureza. El procedimiento de acuerdo con la invención es adecuado sin embargo preferentemente para la conversión de isopulegol de alta purea, es decir de isopulegol con una pureza del 80 % en peso o superior, preferentemente del 90 % en peso o superior. En particular, como material de partida para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención es adecuado aquel isopulegol con una pureza química del 97 % en peso o superior, preferentemente del 98 al 100 % en peso, de manera especialmente preferente del 98, 5 al 99, 9 % en peso, de manera muy especialmente preferente de al menos el 99 al 99, 9 % en peso. A este respecto la expresión pureza química abarca también la unidad diastereomérica del isopulegol usado con respecto a los diastereómeros neoiso-isopulegol de fórmula (III) , neo-isopulegol de fórmula (IV) e iso-isopulegol de fórmula (V) .

** (Ver fórmula) **

De manera correspondiente, un isopulegol especialmente preferido como material de partida para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención presenta una pureza diastereomérica tal como se describió anteriormente del 97 % en peso o superior, preferentemente del 98 al 100 % en peso, de manera especialmente preferente del 98, 5 al 99, 9 % en peso y de manera muy especialmente preferente de al menos el 99 al 99, 9 % en peso. A este respecto, las fórmulas mencionadas, como todas las fórmulas representadas en el contexto de la presente invención representan en cada caso ambos enantiómeros (o mezclas de los mismos) y sirven para ilustrar la configuración relativa de los centros estereogénicos.

Isopulegol puede usarse, de acuerdo con la invención, en forma racémica o no racémica, es decir en forma ópticamente activa. En el caso del uso de isopulegol racémico de fórmula (II) se obtiene de acuerdo con la invención mentol racémico de fórmula (I) . En el caso del uso de isopulegol ópticamente activo de fórmula (II) se obtiene de manera correspondiente mentol ópticamente activo de fórmula (I) . Si se usa isopulegol en forma ópticamente activa, se prefieren, de acuerdo con la invención, aquellas mezclas que contienen predominantemente el enantiómero Lisopulegol, tal como está indicado en su configuración absoluta a modo de ejemplo en la fórmula (II) . De acuerdo con la invención se usa preferentemente isopulegol, es decir D-o preferentemente L-isopulegol con un exceso enantiomérico (ee) del 80 % de ee o superior, preferentemente del 85 o más adecuadamente del 90 % de ee o

superior, de manera especialmente preferente del 95 al 100 % de ee, de manera muy especialmente preferente del 96 al 99, 9 % de ee, además preferentemente del 97 al 99, 8 % de ee, aún más preferentemente del 98 al 99, 7 % de ee y en particular preferentemente del 98, 5 al 99, 6 % de ee. Partiendo de L-isopulegol en forma ópticamente activa se obtiene, de acuerdo con la invención, L-mentol en forma ópticamente activa.

El procedimiento de acuerdo con la invención se lleva a cabo en presencia de hidrógeno y en presencia de un catalizador heterogéneo, conteniendo el catalizador heterogéneo que va a usarse del 30 al 70 % en peso, preferentemente del 40 al 60 % en peso de compuestos de níquel que contienen oxígeno,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de mentol racémico u ópticamente activo de fórmula (I)

** (Ver fórmula) **

mediante hidrogenación catalítica de isopulegol racémico u ópticamente activo de fórmula (II)

** (Ver fórmula) **

en presencia de hidrógeno y un catalizador, que comprende -del 30 al 70 % en peso de compuestos de níquel que contienen oxígeno, calculado como NiO, -del 15 al 45 % en peso de compuestos de zirconio que contienen oxígeno, calculado como ZrO2, -del 5 al 30 % en peso de compuestos de cobre que contienen oxígeno, calculado como CuO y -del 0, 1 al 10 % en peso de compuestos de molibdeno que contienen oxígeno, calculado como MoO3, refiriéndose los datos en % en peso al catalizador seco, no reducido.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 para la preparación de L-mentol a partir de L-isopulegol.

3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque se usa un catalizador, que comprende

- del 45 al 55 % en peso de compuestos de níquel que contienen oxígeno, calculado como NiO, -del 25 al 35 % en peso de compuestos de zirconio que contienen oxígeno, calculado como ZrO2, -del 5 al 20 % en peso de compuestos de cobre que contienen oxígeno, calculado como CuO, -del 1 al 3 % en peso de compuestos de molibdeno que contienen oxígeno, calculado como MoO3 y -del 0 al 5 % en peso de componentes adicionales, completándose los datos en % en peso hasta el 100 % en peso y refiriéndose al catalizador seco, no reducido.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el catalizador se usa en forma de un catalizador completo.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el catalizador se usa en forma de un catalizador de lecho sólido.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se obtiene mentol de fórmula (I) con una pureza de al menos el 99 % en peso.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se usa isopulegol de fórmula (II) con una pureza de al menos el 99 % en peso.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la hidrogenación se lleva a cabo a una presión de hidrógeno en el intervalo de 0, 5 a 20 MPa (5 a 200 bar) de presión absoluta.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la hidrogenación se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 50 a 130 °C.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la hidrogenación se lleva a cabo por etapas en una cascada de reactores.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la hidrogenación se lleva a cabo de manera continua.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se lleva a cabo sin adición de disolventes.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el catalizador se carga con 0, 1 a 1, 0 kg de isopulegol por kg de catalizador y por hora.