MX2009001381A - Proceso para producir 2,2,3-trimetilciclopent-3-enecarbaldehido (aldehido camfolitico). - Google Patents

Abstract

Se describe un método para la producción de aldehído camfolitico a partir del aldehído comfolenico en la presencia de un catalizador de cobre y un solvente.

Description

PROCESO PARA PRODUCIR 2 , 2 , 3-TRIMETILCICLOPENT-3- E ECARBALDEHIDO (ALDEHIDO CAMFOLITICO) Campo de la Invención Se describe un método para producir 2 , 2 , 3-trimetil-3-ciclopenteno-l-carboxaldehído, también conocido como aldehido camfolitico . Antecedentes de la Invención Hasta ahora, el aldehido camfolítico ha sido preparado de la epoxi verbenona costosa de acuerdo a lo descrito por ejemplo por Bessiere-Chretien et al., Comptes Rendus des Seances del I'Academie des Sciences, Serie C: Sciences Chimiques (1971), 273 (3), paginas 272 -275, o Amri et al., Journal de la Societe Chimique de Tunisie (1983), 10, página 25-32. Los inventores ahora han encontrado un nuevo proceso para la producción de aldehido camfolitico en altos rendimientos a partir del aldehido camfolenico (2- (2,2,3-trimetilciclopent-3-enil ) acetaldehído) , que es un químico a granel relativamente barato, dando por resultado un aldehido camfolitico relativamente barato, que alternadamente se pueden utilizar para la producción de una nueva clase de moléculas. Por ejemplo, podría ser utilizado para la producción de una pluralidad de ingredientes de fragancia nuevos. Además, utilizando un material de partida relativamente barato, los costos de producción totales de Ref.: 199783 ciertos ingredientes de la fragancia pueden ser mantenidos . Descripción Detallada de la Invención La invención por lo tanto proporciona un proceso para la preparación de aldehido camfolitico que comprende A) Reaccionar aldehido camfolenico con una amina de la fórmula (I) en donde R1 y R2 son seleccionados independientemente de alquil C1-C6 o bencilo; o R1 y R2 que forman junto con el átomo de nitrógeno al cual están unidos un anillo cíclico que contiene 4 a 7 átomos de carbono y ninguno o un hetero átomo adicional seleccionado del nitrógeno y oxígeno, por ejemplo morfolina, pirrolidina, y piperidina; B) tratar el producto que resulta de A) con oxígeno para preparar el aldehido camfolitico en la presencia de un catalizador de cobre y de un solvente, con la condición de que el solvente no sea un solvente clorinado. Como es utilizado en relación a los compuestos de la fórmula (I) "alquilo" a menos que se indique lo contrario se refiere a alquilo lineal o ramificado, alquilo saturado o insaturado y cicloalquilo , tal como metilo, etilo, butilo, hexilo, y ciclohexilo.

De conformidad con la presente invención, el aldehido camfolenico se convierte en la enamina correspondiente, si es necesario bajo condiciones Dean-Stark conocidas por la persona experimentada en la técnica. Esta entonces se degrada oxidativamente utilizando oxígeno o aire y catálisis de cobre al aldehido camfolítico correspondiente. El paso anterior se realiza en la presencia de un solvente que es necesario para que la reacción proceda. Un parámetro crítico para la selección del solvente es la estabilidad de la enamina de partida. Así, los solventes próticos no son generalmente ideales. También, es necesario que por lo menos una parte pequeña del catalizador de cobre sea soluble en el solvente. El solvente puede ser seleccionado de la familia de amidas secundarias, tales como dimetil formamida o N-metil-pirrolidona y similares, y de la familia de nitrilos, tales como acetonitrilo, propionitrilo y butironitrilo. También puede ser un éter tal como metil ter - butil éter, tetrahidrofurano, 1, 3-dioxano, 1, 2-dimetoxietano, diglime y similares. Sin embargo, aunque los solventes clorinados tienen la capacidad de disolver ciertos catalizadores de cobre, muy poco o nada de transformación fue observada en la presencia de solventes clorinados. Particularmente preferidos son los solventes apróticos polares tales como acetonitrilo, dimetil formamida y N-metil-pirrolidona. Cualquier compuesto de cobre (I) o cobre (II) puede ser utilizado para catalizar esta reacción. Una lista de tales sales se da aquí a modo de ejemplo pero no limita la elección. Los compuestos de cobre (I) , tales como acetato de cobre (I), bromuro de cobre (I), cloruro de cobre (I), yoduro de cobre (I), fluoruro de cobre (I), cianuro de cobre (I), óxido de cobre (I), tiocianuro de cobre (I), y compuestos complejos, tal como hexafluorofosfato de tetrakis (acetonitrilo) cobre (I) . Los compuestos de cobre (II) , tales como acetato de cobre (II), acetilacetonato de cobre (II), bromuro de cobre (II), cloruro de cobre (II), etilacetoacetato de cobre (II), fluoruro de cobre (II) , óxido de cobre (II) , nitrato de cobre (II) , oxalato de cobre (II) , perclorato de cobre (II) , ftalocianina de cobre (II) , sulfato de cobre (II) , tartrato de cobre (II) , tetrafluoroborato de cobre (II) , hidróxido de cobre (II), D-gluconato de cobre (II) y formato de cobre de cobre (II) . Los catalizadores preferidos son cloruro de cobre (I) y cloruro de cobre (II) . La temperatura de reacción depende del solvente utilizado y puede estar entre la temperatura de solidificación y de ebullición de la mezcla de reacción. Las temperaturas de reacción preferidas son desde 0°C hasta 50°C y la temperatura más preferida es aproximadamente 20 hasta aproximadamente 30°C . Aunque el aire (natural o sintético: 20% de oxígeno 80% de nitrógeno) es suficiente para efectuar la reacción deseada, se prefiere gas de oxígeno puro y es más eficiente. Sin embargo, cualquier mezcla de nitrógeno-oxígeno puede ser en principio utilizada. Las aminas de la fórmula (I) incluyen pero no se limitan a dimetilamina, dietilamina, dibutilamina, dihexilamina, diciclo exilamina, N-metil-bencilamina, morfolina, pirolidina y piperidina. Siguiendo el proceso general como se describió aquí anteriormente sus tancialmente no se observó ninguna racemización del centro quiral de aldehido camfolenico. Por ejemplo, partir de (S)-(+) aldehido camfolenico a aproximadamente 30%ee resulta en (R)-(-) aldehido camfolitico a aproximadamente 27%ee, y partir de (R)-(-) aldehido camfolenico a aproximadamente 80%ee resulta en (S)-(+) aldehido camfolitico a aproximadamente 81%ee. La invención ahora además es descrita con referencia a los siguientes ejemplos no limitantes. Estos ejemplos son para propósitos de ilustración solamente y se entiende que las variaciones y modificaciones se pueden hacer por la persona experimentada en la técnica. Ejemplos Ejemplo: A) 4-((lE)-2(2,2, 3-trimetilciclopent-3-enil ) inil ) morfolina Procedimiento A Una mezcla de aldehido camfolenico (138 g, 0.9 mol) y morfolina (95.7 g, 1.1 mol) se disuelve en ciclohexano ( 400 mi) y una cantidad catalítica de ácido p-tolueno sulfónico (1 g) es agregada. La mezcla se calienta a reflujo con agitación. Bajo condiciones de Dean-Stark, aproximadamente 18 g de agua se recogen en 3 horas. Bajo enfriamiento a temperatura ambiente, la mezcla se lava con agua ( 200 mi), se seca con sulfato de sodio y se concentra in vacuo para suministrar la enamina de morfolina cruda (235 g) . Esta es purificada mediante destilación sobre una columna Vigreux de 5 cm a presión reducida para producir el compuesto del título (186 g) como un aceite amarillo claro, punto de ebullición. 110°C (0.1 mbar) . 1H-NMR : 55.80 (1H, d, J = 13.8, =CHN) , 5.25-5.23 (1H, m, =CH) , 4.48 (1H, dd, J = 13.8, 9.2, =CH) , 3.73 (4H, t aparente, J = 4.9, 2 x OCH2) , 2.80 (4H, t aparente, J = 4.9, 2 x NCH2), 2.27-2.21 (2H, m, CH y CAYH) , 2.08-1.97 (1H, m, CHH) , 1.62-1.60 ( 3H , m, Me), 0.92 ( 3H , s, Me), y 0.74 ( 3H , s, Me) . 13C-NMR: 5148.3 (s), 139.8 (d) , 121.6 (d) , 103.2 (d) , 66.5 (t), 52.6 (d) , 49.6 (t) , 47.7 (s), 36.9 (t), 25.1 (q) , 20.2 (q), y (q) 12.9. MS: 221(M+, 100), 206(93), 178(13), 139(33), 126(25), 119(32), 113(29), 91(24), 79(16), 67(14), 55(16), 41(24).

Procedimiento B Un matraz se carga con aldehido camfolenico (1200 g, 6.9 mol) y se agrega morfolina (600 g, 6.9 mol) bajo agitación. La mezcla es exotérmica y se calienta a 75°C, mientras que el agua se separa. La mezcla se transfiere en un embudo de separación y el agua (105 mi) es extraída. El producto crudo se destila a través de una columna Vigruex de 10 centímetros para producir el producto deseado (1240 g) como un aceite amarillo claro, punto de ebullición 118-120°C (0.2 mbar) . B) Aldehido camfolitico (2 , 2 , 3-trimetilciclopent-3-enecárbaldehído) 4- ( (1E) -2- (2,2, 3-trimetilciclopent-3-enil ) vinil ) morfolina (45 g, 0.2 mol) se disuelve en un solvente (ver la tabla abajo, 200 mi) y se agrega un catalizador de cobre (ver la tabla abajo, 0.01 mol). Después, una corriente de oxígeno (o el aire, ver la tabla abajo) es burbujeada con la solución por 3.5 horas a 25-30°C y bajo agitación vigorosa, después de lo cual la enamina de morfolina de partida se consume completamente. La mezcla es vertida en hielo/agua (500 mi) y extraída con hexano o pentano (3 x 250 mi ) . Las fases orgánicas combinadas se lavan con la solución de cloruro de amonio (acuoso, saturado, 250 mi), se secan con sulfato de sodio y se concentran in vacuo para dar ej. producto crudo como un líquido amarillento a verdoso. Este se destila bajo presión reducida a través de una columna Widmer de 6 cm para producir el aldehido camfolitico requerido como un aceite muy amarillo claro, punto de ebullición 67-68 °C (-15 mbar) . ^-NMR: 69.76 (1H, d, J = 3.2, CHO) , 5.26-5.24 (1H, m, =CH) , 2.69-2.65 (1H, m, CH) , 2.63-2.55 (1H, m, CHH) , 2.41-2.31 (1H, m, CHH) , 1.63-1.60 (3H, m, Me), 1.21 (3H, s, Me), y 1.00 (3H, S, Me). 13C- MR: d 204.5(d), (q) 146.8(s), 121.0(d), 61.5(d) , 48.9(s) , 29.3(t), 25.6(q), 21.6(q) , y 11.7 (q) . MS: 138 (M+, 26) , 123(58) , 109(22) , 95(100), 79(20) , 67 (48) , 55(28) , 41(23) . Cuando se inicia con desde (R) - aldehido camfolenico (~80%ee) , la rotación óptica es: [a]D22 = +9.8° (5.09 en EtOH) . Cuando se inicia con desde (S) - aldehido camfolenico (~30%ee) , la rotación óptica es: [o¡]D22 = 0 -3.8 (5.01 en EtOH) . Solvente Catalizador Oxígeno Producto Observaciones Acetonitrilo CuCl 100% 22.5 g Reacción limpia Acetonitrilo CuCl2*2H20 100% 20.2 g Reacción limpia Acetonitrilo CuCl 20% (aire) no aislado Reacción muy lenta Dimeti1formamida CuCl 100% 22.4 g Reacción limpia N-metilpirrolidona CuCl 100% 21.6 g Reacción limpia Metil ter-butil CuCl 100% 6.5 g Reacción lenta* éter Cloroformo CuCl 100% — Sin reacción Cloruro de metileno CuCl 100% — Sin reacción Sin solvente CuCl 100% — Sin reacción * 1.2 g de 2 , 2 , 3-trimetil-3-ciclopenten-l-ona limpia fueron aislados como subproducto. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por el solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (5)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un proceso para la preparación de aldehido camfolitico caracterizado porque comprende a) reaccionar aldehido camfolenico con una amina de la fórmula (I) en donde R1 y R2 son seleccionados independientemente de alquil C1-C6 o bencilo; o R1 y R2 que forman junto con el átomo de nitrógeno al cual están unidos un anillo cíclico que contiene 4 a 7 átomos de carbono y ninguno o un hetero átomo adicional seleccionado del nitrógeno y oxígeno; b) tratar el producto que resulta del paso 1 con oxígeno para preparar aldehido camfolitico en la presencia de un catalizador de cobre y un solvente, con la condición de que el solvente no sea un solvente clorinado .
2. 2. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la amina de la fórmula (I) es morfolina.
3. 3. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, o 2, caracterizado porque el solvente es un solvente aprótico solar .
4. 4. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el solvente es seleccionado del acetonitrilo, dimetil formamida y N-metil-pirrolidona .
5. 5. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el catalizador de cobre es seleccionado del grupo que consiste de cloruro de cobre (I) y cloruro de cobre (II) .