Producción de dihidronepetalactona por hidrogenación de nepetalactona.

Un procedimiento para preparar dihidronepetalactona que comprende:

(a) poner en contacto en una mezcla de reacción una cantidad inicial de trans-cis nepetalactona, descrita por la estructura de la fórmula I, y una cantidad inicial de cis-trans nepetalactona descrita por la estructura de fórmula II, **Fórmula**

con hidrógeno y un primer catalizador de hidrogenación sólido a una primera temperatura o temperaturas, hasta que la cantidad en peso de trans-cis nepetalactona en la mezcla de reacción no es mayor que aproximadamente 50% de su cantidad inicial, para formar una primera mezcla de productos; y

(b) poner en contacto la primera mezcla de productos con hidrógeno y un segundo catalizador de hidrogenación sólido a una segunda temperatura o temperaturas, para formar una dihidronepetalactona;

en donde la etapa (a) se lleva a cabo a una temperatura o temperaturas en el intervalo de 0ºC a 100ºC, y la etapa (b) se lleva a cabo a una temperatura o temperaturas en el intervalo de 50ºC a 150ºC; y

en donde la temperatura o temperaturas en la etapa (b) son mayores que la temperatura o temperaturas en la etapa (a), caracterizado porque el primer y segundo catalizadores de hidrogenación sólidos contienen platino.

Producción de dihidronepetalactona por hidrogenación de nepetalactona Campo técnico

Esta invención se refiere a un procedimiento para producir dihidronepetalactona.

Antecedentes

La dihidronepetalactona es un compuesto útil que se ha mostrado que tiene propiedades repelentes de insectos [véase, por ejemplo, Jefson et al., J. Chemical Ecology (1983) 9:159-180; y el documento WO 03/79786]. Se conocen métodos de producción de dihidronepetalactona de fuentes tales como Regnier et al. [Phytochemistry (1967) 6:1281-1289]; Waller y Johnson [Proc. Oklahoma Acad. Sci. (1984) 64:49-56]; y documento US 7.067.677 (Manzer). En general, estos métodos han descrito la producción de mezclas que comprenden isómeros de dihidronepetalactona poniendo en contacto nepetalactonas purificadas con hidrógeno en presencia de un catalizador.

Sin embargo, sigue siendo necesario un método para convertir mezclas que comprenden trans-cis nepetalactona y cis-trans nepetalactona en dihidronepetalactona, con formación limitada del subproducto menos deseable, el ácido pulegánico.

Resumen

En una realización, esta invención implica un procedimiento para preparar dihidronepetalactona (a) poniendo en contacto en una mezcla de reacción una cantidad inicial de trans-cis nepetalactona (descrita por la estructura de la fórmula I) y una cantidad inicial de cis-trans nepetalactona (descrita por la estructura de fórmula II)

con hidrógeno y un primer catalizador de hidrogenación sólido a una primera temperatura o temperaturas, hasta que la cantidad en peso de la trans-cis nepetalactona en la mezcla de reacción no es mayor que aproximadamente 50% de su cantidad inicial, para formar una primera mezcla de productos; y (b) poner en contacto la primera mezcla de productos con hidrógeno y un segundo catalizador de hidrogenación sólido a una segunda temperatura o temperaturas, para formar una dihidronepetalactona; en donde la etapa (a) se lleva a cabo a una temperatura o temperaturas en el intervalo de 0°C a 100°C, y la etapa (b) se lleva a cabo a una temperatura o temperaturas en el intervalo de 50°C a 150°C; y en donde la segunda temperatura o temperaturas son mayores que la primera temperatura o temperaturas, caracterizado porque el primer y segundo catalizadores de hidrogenación sólidos contienen platino.

En otro procedimiento, esta invención implica un procedimiento para preparar dihidronepetalactona (a) poniendo en contacto una mezcla inicial que comprende trans-cis nepetalactona (descrita por la estructura de la fórmula I) y cis- trans nepetalactona (descrita por la estructura de fórmula II)

con hidrógeno y un primer catalizador de hidrogenación sólido para formar una primera mezcla de productos; y (b) poner en contacto la primera mezcla de productos con hidrógeno y un segundo catalizador de hidrogenación sólido para formar una dihidronepetalactona; en donde el primer y segundo catalizadores son diferentes.

En un procedimiento adicional, esta invención implica un procedimiento para preparar dihidronepetalactona poniendo en contacto una mezcla inicial que comprende trans-cis nepetalactona (descrita por la estructura de la

fórmula I) y cis-trans nepetalactona (descrita por la estructura de fórmula II).

Descripción detallada Definiciones:

En la descripción del procedimiento de la presente memoria, se proporciona la siguiente estructura definitoria para 5 alguna de la terminología usada en diferentes sitios en esta memoria descriptiva:

El término "nepetalactona" se refiere a un compuesto que tiene la estructura general de fórmula II:

Una fuente preferida de nepetalactona es el aceite de nébeda obtenido de la planta del género Nepeta. Se han descrito diferentes especies de Nepeta que tienen diferentes proporciones de los estereoisómeros de nepetalactona 10 [Regnier et al., Phytochemistry, 6:1281-1289 (1967); DePooter et al., Flavour and Fragrance Journal, 3:155-159 (1988); Handjieva y Popov, J. Essential Oil Res., 8:639-643 (1996)], dos de cuyos estereoisómeros son como sigue:

Las dihidronepetalactonas se definen por la fórmula Vil:

Salvo que se Indique otra cosa, el término "dihidronepetalactona" se refiere a cualquier mezcla de isómeros de dlhldronepetalactona. La composición molar o en masa de cada uno de estos isómeros con respecto a la composición entera de dlhldronepetalactona puede ser variable.

El término "ácido pulegánlco" se refiere a un compuesto que tiene la estructura general de fórmula III:

El término "catalizador" se refiere a una sustancia que afecta a la velocidad de reacción, pero no al equilibrio de reacción, y sale del procedimiento químicamente sin cambiar.

El término "promotor" se refiere a un elemento de la tabla periódica, o aleaciones o compuestos del mismo que se añade para potenciar la función física o química de un catalizador. Un promotor puede ser cualquier elemento de la tabla periódica que se podría añadir a un catalizador para potenciar su actividad o selectividad. Un promotor también se puede añadir para retrasar reacciones secundarias indeseables y/o para afectar a la velocidad de la reacción. Los catalizadores, promotores y su uso se describen adicionalmente en fuentes tales como "The Handbook of Heterogeneous Catalytic Hydrogenation for Organic Synthesis" de Shigeo Nishimuru, John Wiley (2001), ISBN: 0- 471-39698-2. Un "metal promotor" es un promotor que es un compuesto metálico.

Esta invención se refiere a un procedimiento para producir dihidronepetalactona a partir de mezclas que comprenden tanto trans-cis nepetalactona como cis-trans nepetalactona. Una mezcla de reacción que comprende trans-cis nepetalactona y cis-trans nepetalactona se pone en contacto primero con hidrógeno en presencia de al menos un catalizador de hidrogenación, en condiciones que optimizan la conversión preferente de la trans-cis nepetalactona en dihidronepetalactona. En la segunda etapa del procedimiento, se optimiza la hidrogenación de la cis-trans nepetalactona en dihidronepetalactona.

Se ha encontrado que la trans-cis nepetalactona se reduce al producto final dihidronepetalactona deseado en condiciones de hidrogenación menos agresivas que incluyen temperaturas inferiores, mientras que en condiciones de hidrogenación más agresivas, que incluyen temperaturas superiores, la trans-cis nepetalactona se convierte en ácido pulegánico. La cis-trans nepetalactona no se convierte de forma apreciable en dihidronepetalactona en condiciones de hidrogenación menos agresivas, que incluyen temperaturas inferiores, mientras que en condiciones más agresivas, que incluyen temperaturas superiores, la cis-trans nepetalactona se convierte en dihidronepetalactona sin formación apreciable de ácido pulegánico.

Por lo tanto, los procedimientos de la presente memoria proporcionan una primera reacción de hidrogenación y una segunda reacción de hidrogenación para preparar dihidronepetalactona a partir de una mezcla que contiene tanto trans-cis como cis-trans nepetalactona.

Primera reacción de hidrogenación:

En la primera reacción de hidrogenación, una mezcla de reacción que contiene una cantidad inicial de trans-cis nepetalactona (descrita por la estructura de la fórmula IV) y una cantidad inicial de cis-trans nepetalactona (descrita por la estructura de fórmula V)

Fórmula IV

Fórmula V

se pone en contacto, opcionalmente en presencia de un disolvente, con hidrógeno en presencia de al menos un catalizador de hidrogenación sólido a una primera temperatura o temperaturas hasta que la cantidad en peso de trans-cis nepetalactona en la mezcla de reacción no es mayor que aproximadamente 50% de su cantidad Inicial, para formar una primera mezcla de productos. En realizaciones adicionales de la invención, la cantidad en peso de la trans-cis nepetalactona en la mezcla de reacción puede ser como máximo aproximadamente 40%, o aproximadamente 30%, o aproximadamente 20%, o aproximadamente 10%, o aproximadamente 5%, o aproximadamente 1%, de su cantidad inicial.

De forma correspondiente, como resultado de la primera reacción de hidrogenación, la cantidad en peso de cis-trans nepetalactona en la mezcla de reacción es al menos aproximadamente 50% de su cantidad inicial, o es al menos aproximadamente 60%, o aproximadamente 70%, o aproximadamente 80%, o aproximadamente 90%, o aproximadamente 95%, o aproximadamente 99%, de su cantidad inicial.

El periodo de tiempo consumido hasta que se ha producido el grado de disminución seleccionado (como se ha descrito antes) en la cantidad Inicial de trans-cis... [Seguir leyendo]

1.- Un procedimiento para preparar dihidronepetalactona que comprende:

(a) poner en contacto en una mezcla de reacción una cantidad inicial de trans-cis nepetalactona, descrita por la estructura de la fórmula I, y una cantidad inicial de cis-trans nepetalactona descrita por la estructura de fórmula II,

con hidrógeno y un primer catalizador de hidrogenación sólido a una primera temperatura o temperaturas, hasta que la cantidad en peso de trans-cis nepetalactona en la mezcla de reacción no es mayor que aproximadamente 50% de su cantidad inicial, para formar una primera mezcla de productos; y

(b) poner en contacto la primera mezcla de productos con hidrógeno y un segundo catalizador de hidrogenación sólido a una segunda temperatura o temperaturas, para formar una dihidronepetalactona;

en donde la etapa (a) se lleva a cabo a una temperatura o temperaturas en el intervalo de 0°C a 100°C, y la etapa (b) se lleva a cabo a una temperatura o temperaturas en el intervalo de 50°C a 150°C; y

en donde la temperatura o temperaturas en la etapa (b) son mayores que la temperatura o temperaturas en la etapa

(a),

caracterizado porque el primer y segundo catalizadores de hidrogenación sólidos contienen platino.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde la etapa (a) se lleva a cabo a una temperatura o temperaturas en el intervalo de 0°C a 60°C, y/o la etapa (b) se lleva a cabo a una temperatura o temperaturas en el intervalo de 60°C a 150°C.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, en donde la etapa (a) se lleva a cabo a una temperatura o temperaturas en el intervalo de 0°C a 50°C, y la etapa (b) se lleva a cabo a una temperatura o temperaturas en el intervalo de más de 60°C a 150°C.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde el primer y segundo catalizadores son iguales.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde el primer y segundo catalizadores son diferentes.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde el hidrógeno se mantiene a una presión de nivel de

saturación en la mezcla de reacción a la temperatura de la reacción.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde el primer y/o segundo catalizador se selecciona del grupo que consiste en negro de platino y un catalizador Raney de platino.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde en la primera mezcla de productos, la cantidad en peso de trans-cis nepetalactona no es mayor que 10% de su cantidad inicial.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde en la primera mezcla de productos, la cantidad en peso de cis-trans nepetalactona es al menos 60% de su cantidad inicial.

10. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde el primer y/o segundo catalizador es platino sobre carbono.