Procedimiento de oxidación aeróbica de un grupo sulfóxido a sulfona.

La presente invención consiste en un nuevo procedimiento general para la oxidación de un grupo sulfóxido a un grupo sulfona; y en particular, a un procedimiento para la oxidación de sulfóxidos comunes de fórmula (I), en la que R{sub,1} y R{sub,2} pueden ser grupos alquilo o arilo, a sulfonas, para obtener derivados de fórmula (II) con alto grado de pureza y buen rendimiento. El procedimiento se basa en la oxidación del sulfóxido con aire en presencia de un compuesto de molibdeno como catalizador, preferentemente bis(acetilacetonato) de dioxomolibdeno(VI) o los derivados dinucleares procedentes de su hidrólisis parcial

Procedimiento de oxidación aeróbica de un grupo sulfóxido a sulfona.

Sector

La presente invención se encuadra dentro del sector de la química orgánica, concretamente dentro del campo de aplicación de preparación de sulfonas por formación de grupos sulfona o sulfóxido por oxidación de sulfuros, o por formación de grupos sulfona por oxidación de sulfóxidos. Clasificación Internacional C07C 315/02.

Estado de la técnica

Esta invención se refiere a un método general de síntesis de sulfonas. Se conocen varios procesos sintéticos de sulfonas, que implican la oxidación de un grupo tioéter con peróxido de hidrógeno y ocasionalmente con peróxidos orgánicos e hidroperóxidos.

En la patente EP-1466897 se describe la síntesis de sulfóxidos y sulfonas biológicamente activos a partir de la oxidación estequiométrica de los sulfuros o sulfóxidos correspondientes utilizando como oxidante ácido varepsilon-phtalimidoperhexanoico.

Las patentes WO/2005118476, WO/2003099719 y WO/200230821 describen la preparación de tres zeolitas microporosas que se usan como catalizadores para la conversión de distintos compuestos orgánicos entre los que se encuentra la oxidación de tioéteres hasta sulfonas con un hidroperóxido.

WO/2004076469 describe la síntesis de un complejo de oxorrenio que se usa como catalizador para oxidar sulfuros a sulfonas con peróxido de hidrógeno.

WO/2002904486 se refiere a un proceso de desulfuración de una mezcla de hidrocarburos, en la que oxidan los tioéteres presentes hasta la sulfona correspondiente, con peróxido de hidrógeno y un silicato metálico como catalizador.

WO/2002236794 describe la oxidación enzimática de sulfuros para la producción de sulfonas como intermedios farmaceúticos. Esta oxidación se lleva a cabo en presencia de peróxido de hidrógeno generado electroquímicamente, lo que evita la inactivación del enzima.

WO/20070775214 describe un procedimiento para la síntesis de sulfonas a partir de sulfuros por reacción con peróxido de hidrógeno, preparado "in situ" por reacción de oxígeno e hidrógeno, en presencia de un catalizador.

WO/2006002690 describe la síntesis de 4,4'-diaminodifenilsulfona para el tratamiento de la lepra, a partir del 4-nitro-4'-aminodifenilsulfuro que sufre una oxidación con peróxido de hidrógeno en presencia de una sal de wolframio hasta 4-nitro-4'-aminodifenilsulfona, la cual se hidrogena catalíticamente para dar la aminosulfona deseada.

CN1546468 describe un método para preparar sulfonas por oxidación catalítica del tioéter correspondiente usando como catalizador el óxido mixto de manganeso, cobre y hierro, MnFe(1,8)Cu(0,15)O4, en tolueno y como oxidante el oxígeno atmosférico, a una temperatura de 60-100ºC.

La patente US-6916938 describe un procedimiento de síntesis para preparar sulfonas y sulfóxidos, en el que un tioéter reacciona con peróxido de hidrógeno en presencia de un oxido metálico formado a su vez por reacción de peróxido de hidrógeno con wolframio, molibdeno o compuestos conteniendo estos metales.

Del estado de la técnica se desprende que el oxidante más utilizado es peróxido de hidrógeno, los catalizadores que se utilizan suelen ser óxidos metálicos y la síntesis de sulfonas se realiza normalmente partiendo del tioéter correspondiente. En la patente CN1546468 se utiliza como oxidante oxígeno atmosférico; sin embargo, la temperatura necesaria para la oxidación varía entre 60 y 100ºC, y el disolvente utilizado es tolueno.

Por lo tanto existe la necesidad de desarrollar un procedimiento mejorado para la síntesis de sulfonas por oxidación de sulfóxidos.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento general en el que se describe una reacción genérica de oxidación de un sulfóxido de fórmula (I) hasta sulfona de fórmula (II), en los que R₁ y R₂ pueden ser radicales alquílicos o arílicos, en presencia de un catalizador [cat.], preferentemente [MoO₂(acac)₂] o [Mo₂O₅(acac)₂L₂] (L= H₂O, DMSO, DMF, OPPh₃), utilizando aire como oxidante.

El procedimiento general que se recoge en el Esquema 1, consiste en la oxidación del sulfóxido hasta sulfona con aire, en presencia de un compuesto de molibdeno como catalizador, que preferentemente es bis(acetilacetonato) de dioxomolibdeno (VI) o los derivados dinucleares procedentes de su hidrólisis parcial en presencia de dimetilsulfóxido, dimetilformamida u óxido de trifenilfosfina. La cantidad de catalizador utilizada para la síntesis de sulfonas varía entre un 1% y un 10% molar respecto a la cantidad de sulfóxido utilizado. La presión a la que se llevan a cabo las síntesis es la presión atmosférica, y la temperatura de reacción varía entre 15 y 50ºC. El disolvente utilizado en este procedimiento de síntesis es un éter de bajo peso molecular. El oxidante es el oxígeno del aire. Los productos se obtienen con rendimientos excelentes y no se detectan otros productos secundarios en la reacción.

Esquema 1

Este nuevo procedimiento ha demostrado ser más eficaz que los diversos procedimientos descritos para este proceso. Además, el aire destaca por ser el agente oxidante más barato, accesible, fácil de manipular y seguro.

El procedimiento de la presente invención muestra una serie de ventajas sobre los procedimientos anteriores como son las siguientes:

Breve descripción de los dibujos

La presente invención consiste en un nuevo procedimiento general, según Esquema 1, para la oxidación de un grupo sulfóxido a un grupo sulfona, y en particular a la oxidación de un grupo sulfóxido de un compuesto de fórmula (I) tal como se ha definido anteriormente, a un derivado de fórmula (II).

El Esquema 2 recoge el ejemplo número 1 de síntesis de difenilsufona, en concreto la oxidación de difenilsulfóxido de fórmula (III) hasta difenilsulfona de fórmula (IV) en presencia de un catalizador [cat], preferentemente [MoO₂ (acac)₂] o [Mo₂O₅(acac)₂L₂] (L=H₂O, DMSO, DMF, OPPh₃), utilizando aire como oxidante.

Esquema 2

El Esquema 3 recoge el ejemplo número 2 de síntesis de 2-fenilsulfonil-1,1-difeniletanol, en concreto la oxidación de 2-fenilsulfinil-1,1-difeniletanol de fórmula (V) hasta 2-fenilsulfonil-1,1-difeniletanol de fórmula (VI) en presencia de un catalizador [cat], preferentemente [MoO₂(acac)₂] o [Mo₂O₅(acac)₂L₂] (L=H₂O, DMSO, DMF, OPPh₃), utilizando aire como oxidante.

Esquema 3

Modo de realización de la invención

Preámbulo

El catalizador es un compuesto de dioxomolibdeno (VI), preferentemente bis(acetilacetonato) de dioxomolibdeno (VI) o los derivados dinucleares procedentes...

1. Procedimiento de oxidación aeróbica de un grupo sulfóxido a sulfona caracterizado porque comprende llevar a cabo la oxidación del sulfóxido con aire y un catalizador que consiste en un complejo de molibdeno.

2. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque el producto que se oxida es un sulfóxido de fórmula (I).

en la que R₁ y R₂ pueden ser pueden ser grupos alquilo o arilo.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2 caracterizado porque el complejo de molibdeno es bis(acetilacetonato) de dioxomolibdeno o sus derivados dinucleares [Mo₂O₅(acac)₂(H₂O)₂], [Mo₂O₅(acac)₂(dmso)₂], [Mo₂O₅(acac)₂(dmf)₂] y [Mo₂O₅(acac)₂(OPPh₃)₂].

4. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque se usa una proporción de complejo de molibdeno frente a sulfóxido que oscila entre 1% y 10% molar respecto al sulfóxido.

5. Procedimiento según la reivindicación 4 caracterizado porque la proporción de complejo de molibdeno que se usa es un 5% molar respecto al sulfóxido.

6. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque el oxidante que se utiliza es aire a presión atmosférica.

7. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque la temperatura de reacción oscila entre 15 y 50ºC.

8. Procedimiento según la reivindicación 7 caracterizado porque la temperatura de reacción oscila 40 y 45ºC.

9. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque se usa un éter de bajo peso molecular como disolvente.

10. Procedimiento según la reivindicación 9 caracterizado porque el éter de bajo peso molecular es tetrahidrofurano.

11. Procedimiento de preparación de difenilsulfona caracterizado porque su síntesis se realiza por oxidación del sulfóxido precursor según el procedimiento de cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Procedimiento de preparación de 2-fenilsulfonil-1,1-difeniletanol caracterizado porque su síntesis se realiza por oxidación del sulfóxido precursor según el procedimiento de cualesquiera de las reivindicaciones 1 a 10.