PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCION DE SUSTANCIAS ORGANICAS.

Procedimiento para la obtención de substancias orgánicas, llevándose a cabo la reacción de reactivos en un sistema de reacción que contiene dos fases líquidas (a) y (b) no miscibles entre sí bajo condiciones de reacción,

y uno o varios catalizadores de transferencia de fases, caracterizado porque en el caso de la fase (a) se trata de uno o varios líquidos iónicos, y en el caso de la fase (b) se trata de agua, siendo válidas las siguientes medidas: (i) en el caso del líquido iónico se trata de una sal orgánica con un punto de fusión por debajo de 100ºC; (ii) las fases (a) y (b) se presentan respectivamente en forma líquida bajo las condiciones de reacción; (iii) en el caso del catalizador de transferencia de fases se trata de una sal orgánica, que se presenta disuelta en al menos una de ambas fases (a), o bien (b), bajo las condiciones de reacción; (iv) el punto de fusión del catalizador de transferencia de fases se sitúa al menos 2ºC por encima del punto de fusión del líquido iónico; (v) en tanto el líquido iónico y el catalizador de transferencia de fases estén constituidos respectivamente por más de una especie se aplica: el punto de fusión de la especie de menor punto de fusión del catalizador de transferencia de fases se sitúa al menos 2ºC por encima del punto de fusión de la especie de mayor punto de fusión del líquido iónico

Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W07000726EP.

Solicitante: COGNIS IP MANAGEMENT GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HENKELSTRASSE 67,40589 DUSSELDORF.

Inventor/es: HOFER, RAINER, DR., BIRNBRICH, PAUL, DR., BUSCH, STEFAN, HUESKEN,HENDRIK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01J31/02G
  • C07B61/00 QUIMICA; METALURGIA.C07 QUIMICA ORGANICA.C07B PROCESOS GENERALES DE QUIMICA ORGANICA; SUS APARATOS (preparación de ésteres de ácidos carboxílicos por telomerización C07C 67/47; procesos para la preparación de compuestos macromoleculares, p.ej. telomerzación C08F, C08G). › Otros procesos generales.

Clasificación PCT:

  • B01J31/02 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01J PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS O FÍSICOS, p. ej. CATÁLISIS O QUÍMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS. › B01J 31/00 Catalizadores que contienen hidruros, complejos de coordinación o compuestos orgánicos (composiciones catalíticas utilizadas únicamente para reacciones de polimerización C08). › que contienen compuestos orgánicos o hidruros metálicos.
  • C07B61/00 C07B […] › Otros procesos generales.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la obtención de substancias orgánicas.

Campo de la invención

La invención se refiere a un procedimiento para la obtención de substancias orgánicas mediante reacción de correspondientes reactivos en presencia de catalizadores de transferencia de fases en un medio de reacción al menos bifásico (en adelante también denominado "sistema de reacción") que contiene líquidos iónicos y agua.

Estado de la técnica

Se entiende por "catálisis de transferencia de fases" (frecuentemente abreviada como PTC) un método importante en la síntesis orgánica, en el que se transforma generalmente un reactivo aniónico a partir de la fase acuosa o sólida en una fase orgánica. El reactivo transferido posee entonces, debido a la hidratación más reducida, la concentración acrecentada y la mayor proximidad al reactivo, una reactividad claramente elevada para la reacción deseada. Los reactivos de uso común, que se deben transferir, son:

        a)        bases, como OH-, HCO3-,

        b)        nucleófilos, como fluoruro, cloruro, bromuro, yoduro, CN-, RO-, RCO2-,

        c)        agente oxidante, como permanganato, percromato,

        d)        agente reductor, como BH4-.

Las ventajas de la PTC son, sobre todo, rendimientos mayores, condiciones de reacción más suaves, impurezas más reducidas, y elaboración más fácil de la mezcla de reacción.

Hidróxido sódico acuoso, que puede substituir alcoholatos, amidas e hidruros bajo condiciones de transferencia de fases, encuentra una aplicación muy significativa. Las substituciones nucleófilas, dehidrohalogenados, oxidaciones y reducciones, así como otras numerosas reacciones, también, por ejemplo, reacciones importantes para la obtención de polímeros, son accesibles a la PTC. El mecanismo de substitución nucleófila por medio de PTC se puede hacer comprensible en el ejemplo de cationes amonio cuaternarios empleados frecuentemente:


El catión amonio forma con el reactivo X- un par iónico, para el que se ajusta un equilibrio de concentración entre ambas fases. X- reacciona entonces rápidamente en la fase orgánica con el reactivo RY y un nuevo par iónico de Y- con el catión amonio. También para éste se ajusta un equilibrio de concentración entre ambas fases, substituyendo el catalizador en la fase acuosa o sólida el Y- disociado por un nuevo reactivo X-, y pudiéndose comenzar de nuevo el ciclo de catálisis de este modo. Las reacciones catalizadas por PTC tienen lugar típicamente en un sistema bifásico, cuya primera fase es agua, y su otra fase es un disolvente orgánico. Esto es frecuentemente un problema debido a su volatilidad.

En general se entiende por líquidos iónicos sales orgánicas o sus mezclas, cuyo punto de fusión se sitúa por debajo de 100ºC (véase el artículo sinóptico de P. Wasserscheid y W. Keim, Angew. Chem. 2001 (112), páginas 3773-3789).

El documento de Landini et al.: "Phase transfer catálisis (PTC): search for alternative organic solvents, even environmentally benign", JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS. A, CHEMICAL, tomo 204-205, páginas 235-243, 11 de Junio 2003, trata posibilidades para la mejora de sistemas catalizadores de transferencia de fases conocidos. A tal efecto se proponen éteres alifáticos, ésteres y cetonas, como DMC, MTAE, MIAK, MIBK como disolventes, además de agua como segunda fase. No se mencionan líquidos iónicos.

El artículo sinóptico de Liu et al. publicado más tarde el 11 de enero de 2007: "Toward green catalytic síntesis-Transition metal-catalyzed reactions in non- conventional media", JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS. A, CHEMICAL, tomo 270, nº 1-2, páginas 1-43, propone catalizadores de transferencia de fases o líquidos iónicos, los últimos como disolventes y/o aditivos catalíticos de transferencia de fases, por ejemplo reacciones de Heck en un sistema isooctano/agua/Aliquat-336, reacciones de Suzuki de halogenuros de arilo en un sistema agua/TBAB/Na2CO3, o epoxidaciones de compuestos carbonílicos a, ß-insaturados en un sistema agua-H2O2/PF6.

Descripción de la invención

Era tarea de la presente invención poner a disposición un procedimiento mejorado para la obtención de substancias orgánicas, que son accesibles mediante reacciones catalizadas por transferencia de fases de los reactivos a hacer reaccionar entre sí en cada caso. En este contexto son de significado muy especial las denominadas reacciones SN2 de uso común para el especialista, es decir, reacciones del tipo de substitución nucleófila.

Es objeto de la presente invención un procedimiento para la obtención de substancias orgánicas, llevándose a cabo la reacción de reactivos en un sistema de reacción que contiene dos fases líquidas (a) y (b) no miscibles entre sí bajo condiciones de reacción, y uno o varios catalizadores de transferencia de fases, tratándose en el caso de la fase (a) de uno o varios líquidos iónicos, y en el caso de la fase (b) de agua, y siendo válidas las siguientes medidas:

        (i)        en el caso del líquido iónico se trata de una sal orgánica con un punto de fusión por debajo de 100ºC;

        (ii)        las fases (a) y (b) se presentan respectivamente en forma líquida bajo las condiciones de reacción;

        (iii)        en el caso del catalizador de transferencia de fases se trata de una sal orgánica, que se presenta disuelta en al menos una de ambas fases (a), o bien (b), bajo las condiciones de reacción;

        (iv)        el punto de fusión del catalizador de transferencia de fases se sitúa al menos 2ºC por encima del punto de fusión del líquido iónico;

        (v)        en tanto el líquido iónico y el catalizador de transferencia de fases estén constituidos respectivamente por más de una especie es válido: el punto de fusión de la especie de menor punto de fusión del catalizador de transferencia de fases se sitúa al menos 2ºC por encima del punto de fusión de la especie de mayor punto de fusión del líquido iónico.

El tipo de substancias orgánicas accesibles conforme al procedimiento según la invención no es limitado en sí. El procedimiento según la invención está limitado muy convenientemente debiéndose tratar de una reacción que se acelera mediante catálisis por transferencia de fases en el caso de la reacción de reactivos.

Por motivos de claridad explíquese más detalladamente la expresión empleada respecto al sistema de reacción "que contiene dos fases líquidas (a) y (b) no miscibles entre sí bajo condiciones de reacción, y uno o varios catalizadores de transferencia de fases".

Se debe entender por "fases líquidas no miscibles entre sí" que el líquido iónico (a) y el agua (b) no son solubles entre sí, y se presentan, por consiguiente, como dos fases. Se debe entender por insoluble entre sí que el líquido de (a) en (b) y de (b) en (a) se sitúa respectivamente por debajo de 100 g/l, preferentemente por debajo de 50 g/l, y en especial por debajo de 10 g/l.

En una forma de ejecución, los reactivos empleados para la obtención de substancias orgánicas a sintetizar son al menos parcialmente solubles en las fases (a) y/o (b).

Por lo demás, las fases (a) y (b) pueden contener, en caso deseado, otras substancias en forma disuelta.

Catalizadores...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la obtención de substancias orgánicas, llevándose a cabo la reacción de reactivos en un sistema de reacción que contiene dos fases líquidas (a) y (b) no miscibles entre sí bajo condiciones de reacción, y uno o varios catalizadores de transferencia de fases, caracterizado porque en el caso de la fase (a) se trata de uno o varios líquidos iónicos, y en el caso de la fase (b) se trata de agua, siendo válidas las siguientes medidas: (i) en el caso del líquido iónico se trata de una sal orgánica con un punto de fusión por debajo de 100ºC; (ii) las fases (a) y (b) se presentan respectivamente en forma líquida bajo las condiciones de reacción; (iii) en el caso del catalizador de transferencia de fases se trata de una sal orgánica, que se presenta disuelta en al menos una de ambas fases (a), o bien (b), bajo las condiciones de reacción; (iv) el punto de fusión del catalizador de transferencia de fases se sitúa al menos 2ºC por encima del punto de fusión del líquido iónico; (v) en tanto el líquido iónico y el catalizador de transferencia de fases estén constituidos respectivamente por más de una especie se aplica: el punto de fusión de la especie de menor punto de fusión del catalizador de transferencia de fases se sitúa al menos 2ºC por encima del punto de fusión de la especie de mayor punto de fusión del líquido iónico.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, siendo el catalizador de transferencia de fases una sal de tetra-alquilamonio.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, siendo el catalizador de transferencia de fases un cloruro de trioctilmetilamonio.


 

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