MXPA97007345A - Proceso para aminas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un proceso para la síntesis de un aminoalquino, que comprende las siguientes etapas:a. reaccionar un alcohol de alquinilo con HC1 para formar un cloroalquino, b. reaccionar dicho cloroalquino con un agente de aminación soluble en agua en presencia de un agente tensoactivo para formar un aminoalquino y, opcionalmente, c. purificar dicho aminoalquino por destilación.

Description

Proceso Para Aminas Esta invención se refiere a un proceso mejorado para la preparación de aminas, las cuales son útiles en la formación subsecuente de materiales biológicamente activo.

El proceso de esta invención comprende una secuencia de dos etapas en donde un alcohol es convertido en un cloruro orgánico a través de la reacción con un agente de clorado en una primera etapa, seguido por aminación del cloruro orgánico en la amina correspondiente en una segunda etapa. En la segunda etapa, se emplea un agente tensoactivo para facilitar la reacción. La presencia del agente tensoactivo es especialmente valiosa cuando el cloruro orgánico que se forma en la primera etapa es insoluble en agua pero el agente de aminación es soluble en agua. Aunque en teoria no se desea que se enlace, se cree que el agente tensoactivo incrementa el área de superficie del cloruro orgánico en el medio acuoso. Ésto da como resultado un área grande de contacto para la reacción con el agente de aminación, y consecuentemente mejora la habilidad de transferencia de masa; así, se reduce el tiempo de reacción. De manera adicional, la selectividad y la producción del material deseado de amina son incrementadas debido a la formación reducida de subproductos no deseados; esto da como resultado un proceso económicamente viable y la habilidad de ofrecer al mercado el producto pesticida subsecuente en una forma más económica. El proceso de esta invención, con el empleo de un agente tensoactivo, es más útil para la preparación de aminoalquinos a partir del cloroalquino correspondiente y su alcohol alquinilo precursor, en donde el cloroalquino es insoluble en agua y el agente de aminación, tal como el amoniaco o la metilamina, es soluble en agua. Se han descrito procesos para la aminación de cloroalquinos tanto en Michelotti et al. en la US 5,254,584 como en Hennion et al. en J. Am. Chem. Soc. , 75, 1653 (1953); sin embargo, el uso de un agente tensoactivo en dichos procesos no fue revelado o sugerido. También se ha revelado otro método para preparar un aminoalquino por reacción del cloroalquino con amida de sodio en amoniaco líquido en J: Org. Chem. , 45, 4616 (1980) ; sin embargo, dichos procesos sólo son viables a escala de laboratorio y no son adecuados a manera de proceso comercial a grande escala. El proceso de la presente invención comprende las siguientes etapas: a. reaccionar un alcohol de alquinilo con HCl para formar un cloroalquino, b. reaccionar dicho cloroalquino con un agente de aminación soluble en agua en presencia de un agente tensoactivo para formar un aminoalquino y, opcionalmente, c. purificar dicho aminoalquino por destilación. Más en específico, el proceso de esta invención comprende las siguientes etapas: a. reaccionar un alcohol alquinilo de la fórmula con una solución saturada acuosa de HCl para formar un cloroalquino de la fórmula b. reaccionar dicho cloroalquino con un agente de aminación soluble en agua de la fórmula NR3R4 en presencia de un agente tensoactivo no iónico, catiónico o anfotérico para formar un aminoalquino de la fórmula y, opcionalmente, c. purificar dicho aminoalquino por destilación; en donde R es un átomo de hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, cicloalquilalquilo o aralquilo; R1 y R2 son cada uno, por separado, alquilo, cicloalquilo, cicloalquilalquilo, aralquilo o, junto con el átomo de carbono al cual están añadidos, forman un cicloalquilo; y R3 y R4 son cada uno, por separado, un átomo de hidrógeno o un alquilo inferior. En esta invención, el alquilo es alquilo (C?-C8) de cadena recta o ramificada e incluye, por ejemplo, metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, n-butilo, isobutilo, sec-butilo, tert-butilo, n-amilo, isoamilo, n-hexilo y n-octilo. El alquilo inferior es alquilo (C1-C4) de cadena recta o ramificada. El cicloalquilo incluye, por ejemplo, ciclopentilo y ciclohexilo. El cicloalquilalquilo incluye, por ejemplo, ciclopentilo y ciclohexilo. El cicloalquilalquilo incluye, por ejemplo, ciclopentilmetilo, ciclohexiletilo, 3-ciclopentilpropilo, 4-ciclohexilbutilo y similares. Para el aralquilo, la parte de arilo de la mitad es definida como fenilo o fenilo substituido con uno o dos substituyentes seleccionados independientemente del halo y el alquilo; la parte de alquilo de la mitad es definida como alquilo (C1-C4) de cadena recta. Los ejemplos de aralquilo incluyen bencilo, fenetilo, 4-clorobencilo, 4-metilbencilo y 2-clorofenetilo. En una modalidad preferida de esta invención, R es un átomo de hidrógeno o alquilo inferior, R1 y R2 son, por separado, alquilo inferior o, junto con el átomo de carbono al cual están añadidos, forman un ciclopentilo o ciclohexilo, R3 y R4 son, por separado, un átomo de hidrógeno o alquilo inferior, y el agente tensoactivo no es iónico. En una modalidad más preferida de la presente invención, R es un átomo de hidrógeno, R1 y R2 son, por separado, metilo o etilo, R3 y R4 son átomos de hidrógeno, y el agente tensoactivo es un alquilfenoxi-polietoxi-etanol. En una modalidad aún más preferida de esta invención, R1 es metilo y R2 es metilo o etilo. La secuencia de reacción para las etapas 1 y 2 se lleva a cabo más convenientemente a presión ambiente y a una temperatura de aproximadamente 10°C a aproximadamente -10°C. Sin embargo, si se desea, la secuencia puede llevarse bajo una presión mayor a la presión atmosférica y a temperaturas mayores. La estoiquiometría es relativamente no importante, pero por lo general es más conveniente emplear un exceso estoiquiométrico de HCl en la primera etapa, y un exceso estoiquiométrico del agente de aminación en la segunda etapa. En la primera etapa puede utilizarse un catalizador de clorado tal como el cloruro (I) de cobre. Por lo general se utiliza en la segunda etapa una depresión de cloruro de hidrógeno, por ejemplo, una base fuerte tal como el hidróxido de potasio o sodio, para reducir el consumo del reagente de aminación; sin embargo, si se desea también puede emplearse un exceso de reagente de aminación tal como la depresión de HCl. Los tiempos de reacción para ambas etapas pueden variar, y usualmente dependen de la capacidad de enfriamiento y las características de mezclado del vaso de reacción; la conversión del material de comienzo al producto o producto intermedio deseado es convenientemente seguida del uso de la cromatografía líquida de gas (CLG) o cromatografía líquida de alto desarrollo (CLAD) . La cantidad del agente tensoactivo utilizado en la etapa 2 puede variarse, pero por lo general está dentro del índice de 0.01 a 10% en peso, basado en la cantidad del cloruro orgánico presente. De preferencia, la cantidad del agente tensoactivo estará dentro del índice de 0.1 a 1.0% en peso, basado en la cantidad del cloruro orgánico presente. Los siguientes ejemplos son para ilustrar mejor la presente invención y no limitar su alcance, el cual se define por las reivindicaciones.

Ejemplo 1; Formación del 3-cloro-3-metil-l-pentino En un reactor, consistente en un recipiente de resina, de un litro, equipado con un termómetro, un tubo de dispersión de gas, un motor de agitación general con un aspa de agitación de retroceso, un baño circulante de tipo Lauda, un depurador cáustico y un embudo de adición para compensar la presión con un aditamento para un barrido lento de nitrógeno, se añadieron 300 mi. (3.6 mol) de ácido hidroclórico concentrado junto con 1.58 gr. (16 mmol) de cloruro (I) de cobre. El baño de enfriamiento se puso a 0°C, y se introdujo el gas de cloruro de hidrógeno. La disolución de HCl fue exotérmica; a manera que la solución se aproximaba a la saturación, la temperatura del baño se fue bajando hasta que se alcanzó una temperatura del recipiente de ~ -5°C.. El 3-metil-l-pentin-3-ol (250 gr., 2.5 mol) fue cargado en el embudo de adición. Se comenzó un barrido lento de nitrógeno para que el vapor de HCl llegara hasta el alcohol a través del brazo lateral. Se añadió por goteo el alcohol en un índice tal que la temperatura de reacción permaneció a 0°C o menos durante 2 a 3 horas. Se continuó la adición del gas de cloruro de hidrógeno durante la alimentación para mantener la saturación. Al final de la alimentación, se paró la adición del cloruro de hidrógeno y el tubo de dispersión se elevó por encima del nivel del líquido. Se dejó agitar la mezcla de reacción durante 30 minutos a 0°C, luego se paró la agitación y se dejó que la capas se separaran. La capa acuosa interior se retiró y la fase orgánica fue lavada con agua y luego con una mezcla de brina saturada y solución de bicarbonato de sodio. La fase orgánica se guardó en un refrigerador hasta usarse en la siguiente etapa. El procedimiento proporcionó aproximadamente de 280 a 290 gr. de un líquido amarillo a café, cuya pureza estimada por CLG sé encontró que fue de entre 90 a 96%.

Ejemplo 2: Formación de 3-amino-3-metil-l-pentino. En un reactor, consistente en un recipiente de resina, de un litro, un baño refrigerado de tipo Lauda, un tubo de dispersión de gas, dos embudos de adición para compensar la presión, termómetro, barrido de nitrógeno y una entrada y salida de gas equipadas con los sifones apropiados, se añadieron 350 mi. (2.6 mol) de solución de hidróxido de amonio concentrado y 1.00 gr. de Tritón® X-100 (marca registrada de Union Carbide Chemical & Plastics Co.). El baño de enfriamiento se puso aproximadamente a 0°C, y se introdujo el gas de amoniaco. La disolución de amoniaco fue un poco exotérmica. A manera que la solución se aproximaba a la saturación, la temperatura del baño se fue bajando hasta que se alcanzó una temperatura de recipiente de ~ -5°C.. Uno de los embudos de adición fue cargado con 250 gr. (2.0 mol) de 3-cloro-3-metil-l-pentino, y el otro fue cargado con 172 gr. (2.2 mol) de 50% de hidróxido de sodio. Se colocó un barrido lento de nitrógeno en el embudo de adición que contenía cloruro para prevenir que los vapores de amoniaco entraran en el embudo a través del brazo lateral. El cloruro y el cáustico se añadieron simultáneamente por goteo en un índice tal que la temperatura de reacción permaneció a 0°C o menos durante 3 a 4 horas. Se continuó con la adición del amoniaco durante la alimentación para mantener la saturación. Al final de la alimentación, se paró la adición del amoniaco y el tubo de dispersión se elevó por encima del nivel del líquido. Se dejó 'que la mezcla de reacción se agitara a 0°C hasta que se encontró que el nivel del cloruro no reaccionado era menor a 1% por CLG. Se paró la agitación y se dejó que las capas se separaran. La capa acuosa inferior fue retirada y desechada, y la capa orgánica superior transferida a un matraz de destilación junto con 75 mi. de agua. Luego la mezcla fue destilada usando una columna cubierta Vigreuex de 15 cm.. La fracción que hervía de 85 a 92°C fue recolectada para proporcionar 174.3 gr. de un líquido de agua blanca. La fracción mayor fue destilada a modo de azéotropo con agua. Se encontró que el material contenía ~ -28% de agua. Del material orgánico restante, el análisis CLG indicó un 90% de 3-amino-3-metil-l-pentino con la mayoría del resto siendo 3-metil-l-pentin-3-ol y butanona. La producción de 3-amino-3-metil-l-pentino fue de 60%, basado en el material de comienzo de 3-cloro-3-metil-l-pentino.

Ejemplo comparativo: Formación de 3-amino-3-metil-l-pentina.

El procedimiento utilizado fue substancialmente similar al empleado en el Ejemplo 2, excepto que no se añadió agente tensoactivo al sistema del reactor. La producción de 3-amino-3-metil-l-pentino en este caso fue de 39%, basado en el material de comienzo de 3-cloro-3-metil-1-pentino. Deberá entenderse que la descripción anterior se indica a manera de ilustración y no de limitación, y que pueden hacérsele varios cambios y modificaciones sin tener que partir del espíritu y alcance de la presente invención, como se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims (22)

Reivindicaciones

1. Un proceso para la síntesis de un aminoalquino, que comprende las siguientes etapas: a. reaccionar un alcohol de alquinilo con HCl para formar un cloroalquino, b. reaccionar dicho cloroalquino con un agente de aminación soluble en agua en presencia de un agente tensoactivo para formar un aminoalquino y, opcionalmente, c.purificar dicho aminoalquino por destilación.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, el cual comprende las siguientes etapas: a. reaccionar un alcohol de alquinilo de la fórmula OH con una solución acuosa saturada de HCl para formar un cloroalquino de la fórmula Cl b. reaccionar dicho cloroalquino con un agente de aminación soluble en agua de la fórmula NR3R4 en presencia de un agente tensoactivo no iónico, catiónico o anfotérico para formar un aminoalquino de la fórmula y, opcionalmente, c. purificar dicho aminoalquino por destilación; en donde R es un átomo de hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, cicloalquilalquilo o aralquilo; R1 y R2 son cada uno, por separado, alquilo, cicloalquilo, cicloalquilalquilo, aralquilo o, junto con el átomo de carbono al cual están añadidos, forman un cicloalquilo; y R3 y R4 son cada uno, por separado, un átomo de hidrógeno o un alquilo inferior.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde R es un átomo de hidrógeno o alquilo inferior.

4. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde R1 y R2 son, por separado, alquilo inferior o, junto con el átomo de carbono al cual están añadidos, forman un ciclopentilo o ciclohexilo.

5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde R3 y R4 son, por separado, un átomo de hidrógeno o alquilo inferior.

6. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el agente tensoactivo no es iónico.

7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 3, en donde R es un átomo de hidrógeno.

8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en donde R1 y R2 son, por separado, metilo o etilo.

9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 5, en donde R3 y R4 son átomos de hidrógeno.

10. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en donde R1 es metilo y R2 es metilo o etilo.

11. Un proceso para la síntesis de un aminoalquino a partir de un cloroalquino, que comprende reaccionar dicho cloroalquino con un agente de aminación soluble en agua en presencia de un agente tensoactivo.

12. El proceso de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el cloroalquino que tiene la fórmula es reaccionado con un agente de aminación soluble en agua de la fórmula NR3R4 en presencia de un agente tensoactivo no iónico, catiónico o anfotérico para formar un aminoalquino de la fórmula en donde R es un átomo de hidrógeno, alquilo, cicloalquilo, cicloalquilalquilo o aralquilo; R1 y R2 son cada uno, por separado, alquilo, cicloalquilo, cicloalquilalquilo, aralquilo o, junto con el átomo de carbono al cual están añadidos, forman un cicloalquilo; y R3 y R4 son cada uno, por separado, un átomo de hidrógeno o un alquilo inferior.

13. El proceso de acuerdo con la reivindicación 12, en donde R es un átomo de hidrógeno o alquilo inferior.

14. El proceso de acuerdo con la reivindicación 12, en donde R1 y R2 son, por separado, alquilo inferior o, junto con el átomo de carbono al cual están añadidos, forman un ciclopentilo o ciclohexilo.

15. El proceso de acuerdo con la reivindicación 12, en donde R3 y R4 son, por separado, un átomo de hidrógeno o alquilo inferior.

16. El proceso de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el agente tensoactivo no es iónico.

17. El proceso de acuerdo con la reivindicación 13, en donde R es un átomo de hidrógeno.

18. El proceso de acuerdo con la reivindicación 14, en donde R1 y R2 son, por separado, metilo o etilo.

19. El proceso de acuerdo con la reivindicación 15, en donde R3 y R4 son átomos de hidrógeno.

20. El proceso de acuerdo con la reivindicación 18, en donde R1 es metilo y R2 es metilo o etilo.

21. El proceso de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el agente tensoactivo es un alquilfenoxi-polietoxi-etanol.

22. El proceso de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el agente tensoactivo es un alquilfenoxi-polietoxi-etanol.