MXPA02002261A - Proceso para la conversion de aldehidos en nitrilos usando amoniaco y peroxido de hidrogeno. - Google Patents

Abstract

Un proceso para obtener un nitrilo representado por la formula RCN, que comprende contactar un aldehido correspondiente representado por la formula RCHO con amoniaco o hidroxido de amonio y peroxido de hidrogeno en la presencia de un metal de transicion o un compuesto de un metal de transicion.

Description

CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un proceso para obtener nitrilos - compuestos útiles en prácticamente todas las ramas de la química orgánica práctica. Más específicamente, la presente invención se refiere a un proceso para obtener RCN de los aldehidos RCHO con el mismo número de átomos de carbono y la misma estructura del sustituyente R.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El método de dos etapas tradicional para obtener nitrilos a partir de los aldehidos correspondientes consiste en la oximación de un aldehido con hidroxilamina seguido por la deshídratación de la aldoxima resultante usando varios agentes deshidratantes tales como anhídrido acético, pentóxido de fósforo, diciclohexilcabodiimida, etc. (Esquema 1 ). Ver: G. Tennant, "Iminas, Nitrones, Nitrilos e Isocianuros" en: Química Orgánica Comprehensiva, ed. I. O. Sutherland. Pergamon Press, Oxford, Nueva York, Toronto, Sydney, Paris, Frankfurt, Vol. 2, p.p. 385-590 (especialmente pp.533-537) y las referencias en la misma. Recientemente los hidróxidos álcali metálicos se patentaron como agentes deshidratantes para este proceso (M. Oku y Y. Fujikura, EUA 5,457,222 y EUA 5,514,830.

RCHO + NH2 H -G -^ RCH=NHOH *• RCN -H2O "-H2?" Esquema 1 Las modificaciones de este método general existen los que permiten la preparación en "una olla" de nitrilos, sin la separación de la oxima intermedia (ver G.A. Olah y T. Keumi, Síntesis, 1979, pp. 112-113 y las referencias en este documento). -—**'"« •"'-«-"a -«*<"•« -...--...--^ *..»,--. - ..»., t*** ~»a*A -^ . .*«»** Aj ttU También, los métodos se conocen con base al intermedio de otros derivados azometina N- iidos de los aldehidos, tales como 0-2,4-d?nitrofenil oximas (M.J. Miller y G.M. Loudon, J. Org. Chem., 1975, vol. 40, pp. 126-127), alquilidenoaminopiridonas (A.R. Katritzky y P. Molina- Buendía, J. Chem. Soc. Perkin I, 1979, pp. 1957-1960), etc., en donde los intermediarios se convierten en nitrilos mediante los métodos no oxidativos.

Un número de métodos se basa en la conversión oxidativa de los derivados azometina N- sustituidos de los aldehidos. Por ejemplo, (Esquema 2a), Se oxidó la benzaldimina N-t-butil en benzonitrilo mediante el peroxidicarbonato de diisopropilo DiPPDC (H. Ohta y K. Tokumaru, J. Chem. Soc. Chem. Común., 1970, p. 1601). Las dimetilhidrazonas (Esquema 2b) se oxidaron a nitrilos con ácido meta-cloroperbenzoico (MCPBA) o en campos inferiores con peróxido de hidrógeno en la presencia de los compuestos de selenio (S. B. Said et al., Síntesis 1989, pp. 223- 224). Ciertos tipos de dimetilhidrazonas aromáticas pueden oxidarse con peróxido de hidrógeno metanólico sin catálisis (R.F. Smith et al., J. Org. Chem., 1966, vol. 31 , pp. 4100-4102). Las reacciones de este tipo se revisaron por J. Mlochowski en Chem. Papers, 1998, vol. 52(1), pp 45- 51 y por J. Mlochowski y S.B. Said en: Polish Journal of Chemistry, 1992, vol. 66, pp. 1901-1928. _ DIPPDC ArCH=N-tBu *- ArCN (a) MCPBA RCH=N-NMe2 RCN + MT2NOH (b) or H2?2 Se?2 Esquema 2 Todos los métodos anteriores demostraron tener una desventaja mutual, nombrada el uso de hidroxilamina, dimetilhidrazina relativamente caras, etc. Los métodos basados en el uso de amoníaco no costoso son más atractivos desde el punto de vista práctico. Los últimos métodos involucran la información del intermediario aldimina seguido por su deshidrogenación oxidativa de conformidad con el Esquema 3 (amoxidación).

RCHO + NH3- - * RCH=NH RCN -H^O "-H2" Esquema 3 EL valor práctico de estos métodos depende grandemente en el reactivo usado para la deshidrogenación oxidativa. Por ejemplo, existe un método basado en el uso de persulfato de potasio en la presencia de sales de níquel y amoniaco acuoso (S. Yamazaki y Y.Yamazaki, Chem. Lett. 1990, pp. 571-574). El procedimiento produce 21-76% de la producción de nitrilos no saturados y aromáticos a partir de los aldehidos correspondientes, incluyendo un 48% de la producción de nitrito geranil a partir del citral (Esquema 4). citral nitrilo geranil Esquema 4 La aplicabilidad práctica de este método se restringe mayormente debido a que requiere 1.5-2.0 moles de persulfato de potasio por un mol del aldehido, que significa 540.6 partes en peso del persulfato por 152.2 partes en peso del citral.

En un número de procedimientos de amoxidación, el aire u oxígeno se usan como agentes de deshidrogenación para los intermediarios de aldimina de conformidad con el Esquema 3. Estos ¡IJÉrtlehtos pueden clasificarse en dos grupos: procesos 1) fase gaseosa/temperatura alta y 2) fase líquida/temperatura baja.

En un proceso del Grupo 1 , el propanol se convierte en una mezcla que contiene algo de propionitrilo y acrilonitrilo de manera conjunta con acetonitrilo, aldehidos y otros productos accesorios por una reacción con amoniaco gaseoso y aire a 460° C en la catálisis de óxido Sn/Sb (M. Cathala, et al., Bull. Soc. chim. France, 1979, pp. 173-178. En otro ejemplo (R.J. Card y J.L. Schmitt, J. Org. Chem., 1981 , vol. 46, pp. 754-757), benzonitrilo, p-metoxibenzonitrilo y octanonitrilo se obtuvieron en buenos campos mediante pasar una corriente de amoniaco gaseoso que contenía 5 ml del % del aldehido correspondiente a través de una cama de catálisis (3 cm de alúmina/Cu) a 325° C. De conformidad con Brit. Pat. 709,337, la acroleína se convirtió en acrilonitplo en una reacción de fase gaseosa con una mezcla de nitrógeno/vapor/amoniaco/aire en una catálisis de molibdeno a 285-445° C.

Una mayor desventaja de los procesos del Grupo 1 es que la temperatura alta que puede afectar térmicamente los aldehidos y nitrilos inestables. Por ejemplo, de conformidad con G.Ohloff, Tetrahedron Lett., 1960, p. 10-14, el citral experimenta varias reacciones de ciclización y de isomerización más o menos a 130-205° C. Otra desventaja de los procesos del Grupo 1 es el uso en gran exceso de amoniaco.

En los métodos del Grupo 2, las reacciones de aldehidos con amoniaco y oxígeno ocurren en la fase líquida en la presencia de compuestos de cobre. Una vez más el exceso significante de amoniaco se usa y la mezcla de reacción se diluye fuertemente con un solvente. W. Brackman y P.J. Smit (Rec. Trav. Chim., 1963, vol. 82(8), pp. 757-762) reportó un método para obtener nitrilos mediante tratar los aldehidos (0.05 moles) con oxígeno a 30° C en 100 ml de metanol, que contiene 0.4 moles (exceso de 8 veces) de amoniaco, 0.03 moles de metóxido de sodio y 4 moles de cloruro de cobre (II). Se llevó a cabo un estudio detallado de la reacción que usa benzaldehído como material inicial por A. Misono et al. (Bull. Soc. Chem. Japón, 1967, vol. 40, pp. 912-919) en l?§Í§§ ?na dilución más fuerte: 0.03 moles de benzaldehído y aproximadamente 0.096 moles de amoniaco en aproximadamente 100 ml de metanol. Se patentó un proceso para la amoxidación de acroleína que comprende el pre-tratamiento de una sal de cobre con amoniaco seguido mediante contactar el complejo obtenido con acroleína en la presencia de oxígeno en la patente Norteamericana No. 4,202,837. Las mejores producciones de acrilonitrilo 29-40% se obtuvieron con una proporción molar de acroleína:CuBr = 1.05-1.2 (ejemplos 2 y 5) que significa un exceso de dos veces de la catálisis en peso y este proceso es estequiométrico más que catalítico.

Varias de las síntesis conocidas de nitrilos se resumen en la mayoría de las revisiones comprehensivas recientes: M. North, "General methods and aliphatic nitriles" en: Comprehensive Organic Functional Group Transformations. Ed. A. Katrizky et al., Elseiver: Oxford, GB; 1995, Vol. 3, pp. 610-640, 733-856; M.J. Kiefel, "a,ß-no saturadas y nitrilos arilos", ibid. Pp. 641-676, 733-856.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN De conformidad con el propósito de esta invención, como se reivindica y se describe ampliamente en este documento, esta invención, en un aspecto, se refiere a un proceso para obtener un nitrilo comprendiendo contactar un aldehido con (i) amoniaco o hidróxido de amonio, (ii) peróxido de hidrógeno y (iii) un compuesto metálico de transición o metal de transición en donde el contacto se realiza secuencialmente, simultáneamente o en cualquier orden.

No se encontraron otras patente o publicaciones que describan un proceso para obtener nitrilos mediante reaccionar los aldehidos correspondientes con amoniaco y peróxido de hidrógeno. Aún más, la misma existencia de tal proceso parece inverosímil con base en la información disponible. Primero, se conoce que los compuestos carbonil reaccionan con el peróxido de hidrógeno en la presencia de amoniaco, para dar, dependiendo de las condiciones de reacción, amino peróxidos, derivados de hidracina o hidroxilamina, pero no nitrilos. Segundo, el peróxido de hidrógeno puede oxidar los aldehidos a formatos (la reacción Baeyer - Villiger), que puede hidrolizarse para dar alcoholes o fenoles. La oxidación de los aldehidos a ácidos también es *¿Jf pdglf jf.. Tercero, Jos nitrilos por si mismos pueden reaccionar con peróxido de hidrógeno ««*» ^proporcionando imina-perácidos, que pueden reaccionar con una segunda molécula de peróxido de hidrógeno para formar amidas. Una reacción más indeseable puede esperarse con los aldehidos iniciales no saturados - epoxidación de doble enlace. Ver: J.P. Schirmann y S.Y. 5 Delavarenne, "Hidrogen Peroxide in Organic Chemistry", Edición y Documentación Industrial: Paris, 1979, p. 23, 37; 79-87 y las referencias en este documento. S. Cachhi et al., Síntesis, 1980, pp. 243-244. C.H. Hassall, The Baeyer - Villiger oxidación de aldehidos y cetonas. Reacciones Orgánicas, 1957, vol. 9, pp. 78-106. 0 Ejemplos adicionales de la invención se establecerán en parte en la descripción que sigue y en parte serán obvios a partir de la descripción o pueden aprenderse mediante la práctica de la invención. Las ventajas de la invención se realizará y se consigue por medio de los elementos y combinaciones señaladas particularmente en las reivindicaciones anexas. Se entiende que tanto la descripción general precedente y la siguiente descripción detallada son ejemplos y explicaciones 5 solamente y no son restrictivas de la invención, como se reivindica.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención puede entenderse más rápidamente con referencia a la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas de la invención y los Ejemplos incluidos en la 0 misma.

Definiciones y Uso de los Términos Deberá notarse que, como se usa en la descripción y en las reivindicaciones anexas, las formas singulares "un" "uno" y "el" incluyen referentes plurales a menos que el contexto claramente 5 establezca lo contrario. Además, por ejemplo, con referencia a "metales de transición" incluyen mezclas de metales de transición, en referencia a "solvente" incluye mezclas de dos o más solventes y los similares. a.¿. ^&^*UBi!UU¡^l^ g^ '} Las proporciones comúnmente se expresan en este documento como desde "aproximadamente" un valor particular y/o a "aproximadamente" otro valor particular. Cuando dichas proporción se expresa, otra modalidad incluye desde un valor particular y/o el otro valor particular. Similarmente, cuando los valores se expresan como aproximaciones, por el uso del antecedente "aproximadamente", se entenderá que el valor particular forma otra modalidad.

El término "alquilo" como se usa en este documento se refiere a un grupo hidrocarburo saturado no ramificado o ramificado cíclico, tal como metil, etil, n-propil, isopropil, n-butil, isobutil, .- butil, octilo, decilo, tetradecilo, hexadecilo, eicosil, tetracosil y los similares.

El término "alcoxi" como se usa en este documento se refiere a un grupo alquilo a través de un enlace de éter terminal simple; esto es, un grupo "alcoxi" puede definirse como -OR con R siendo alquilo.

El término "alquenilo" como se usa en este documento incluye un grupo hidrocarburo que tiene uno, dos o más enlaces dobles y además incluye alcadienos. Cuando es apropiado, las estructuras tales como (AB)C=C(CD) se intentan que incluyen ambos isómeros E y Z. Esto puede suponerse en la fórmula estructural en donde un alcaleno asimétrico esta presente o puede indicarse explícitamente mediante el símbolo de enlace — .

"Alquinilo" se refiere a un grupo hidrocarburo no ramificado o ramificado cíclico que contiene uno o más triples enlaces.

"Arilo" se refiere a un grupo hidrocarburo cuyas moléculas tienen la característica de estructura de anillo de benceno, naftaleno, fenantreno, antraceno, etc., ya sea el sexto anillo de carbono de benceno o los anillos de seis carbonos condensados o los otros derivados aromáticos. Por ejemplo, un grupo arilo puede ser fenilo C6H5 o naftilo C10H7.

"Heteroarilo" se refiere a una estructura de anillo cerrado, usualmente de cinco o seis miembros, en los cuales uno o más átomos en el anillo es un heteroátomo tal como azufre, nitrógeno, oxígeno, etc, incluyendo piridina, pirróla, furano, tiofeno y purina.

"Metal de transición" se refiere a cualquiera de los elementos en el Grupo 1 B-VIIB y VIII de la tabla periódica y de preferencia se refiere al cobre, hierro, cobalto, níquel, manganeso, plata o paladio. "Citral" se refiere a 3,7-dimetil-2,6-octadienal. "Geranial" se refiere al 2-E isómero del citral. "Neral" se refiere a 2-Z isómero del neral. "Citronelal" se refiere a 3,7-dimetil-6-octenal.

Descripción Se ha descubierto que los nitrilos pueden obtenerse mediante reaccionar los aldehidos correspondientes con amoniaco y peróxido de hidrógeno en la presencia de metales de transición o compuestos metálicos de transición. Además, en un aspecto de la invención se proporciona un proceso para obtener un nitrilo que comprende contactar un aldehido con (i) amoniaco o hidróxido de amonio, (ii) peróxido de hidrógeno y (iii) un metal de transición o un compuesto metálico de transición en donde el contacto se realiza secuencialmente, simultáneamente o en cualquier orden.

El nitrilo se representa de preferencia mediante la fórmula (1), RCN (1) y el aldehido se representa mediante la fórmula (2), RCHO (2) en donde R representa alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo, arilalquilo, alquilarilo, arilalquenilo, alquenílarilo, alquinilarilo, arilalquinilo, heteroarilo, alquilheteroarilo, heteroarilalquilo, alquenilheteroarilo o heteroarilalquenilo; R es ramificado, lineal, cíclico y/o policíclico; R se con uno o más grupos funcionales seleccionado de hidroxi, alcoxi, carboxi, ciano, alcoxicarbonil y carbonil.

R de preferencia comprende desde aproximadamente 1 a aproximadamente 40 átomos de carbono e incluso más preferiblemente desde aproximadamente 5 a aproximadamente 20. Cuando el grupo funcional comprende un grupo alquilo, el grupo alquilo de preferencia comprende no más de 30 carbonos e incluso más preferiblemente no más de 20 carbonos.

Los aldehidos preferidos para realizar el proceso de esta invención incluyen en modalidades separadas: (1 ) citral, geranial y neral, (2) cinnamaldehído, piperonal, benzaldehído, p- metoxibenzaldehído y 2,4-hexadienal y (3) el enantiómero (3R) del citronelal, el enantiómero (3S) del citronelal y mezclas de los mismos.

Los metales de transición preferidos y los compuestos metálicos preferidos incluyen metal de cobre, sales de cobre y complejos de cobre. Otros metales de transición preferidos incluyen hierro, cobalto, níquel, sales de cobre y complejos de cobre. Otros metales de transición preferidos incluyen hierro, cobalto, níquel, manganeso, palta, paladio, etc. y compuestos de los mismos. La proporción molar de los metales de transición o los compuestos metálicos de transición para el aldehido de preferencia es de aproximadamente 0.0001 a aproximadamente 50 y más preferiblemente desde aproximadamente 0.01 a aproximadamente 1.

De conformidad con la invención, el amoniaco puede usarse como su solución acuosa (hidróxido de amonio) o se alimenta en la forma gaseosa. El peróxido de hidrógeno de preferencia se usa en su solución acuosa.

El proceso puede realizarse en una amplia variedad de condiciones y puede realizarse ya sea continuamente o por lotes. Aunque la reacción generalmente procede sin importar la temperatura, la secuencia de adición y las proporciones de adición de los reactivos, todos estos *= - 'pißi feF pueden optimizarse generalmente para obtener producciones mayores de los nitrilos, La temperatura de reacción puede variar dentro de una proporción amplia. Una proporción de temperatura preferida es menos de 10° C a +70° C y la proporción más preferida de temperatura es desde aproximadamente 0° C a +45° C.

El proceso de preferencia se realizó con una proporción molar de amoniaco o hidróxido de amonio para el aldehido desde aproximadamente 0.5 a aproximadamente 20, más preferiblemente desde aproximadamente 0 9 a aproximadamente 5 e incluso más preferiblemente desde aproximadamente 1 a aproximadamente 2. El proceso también se realiza de preferencia con una proporción molar de peróxido de hidrógeno al aldehido desde aproximadamente 0.8 a aproximadamente 50. Más preferiblemente desde aproximadamente 1 a aproximadamente 10.

El proceso puede realizarse en la presencia de un solvente orgánico o sin un solvente. Los ejemplos de solventes son: 1) alcoholes tales como metanol, etanol, isopropanol y alcoholes mayores; 2) glicoles tales como etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol y otros; 3) éteres del glicol mono y bi-sustituidos tales como celosolve de metilo, celosolve de etilo, monoglima, diglima, 1-metoxi-2-propanol y otros; 4) esteres tales como acetato etílico, acetato butílico y otros; 5) dimetilsulfóxido, acetonitrilo, piridina, dimetilformamida, N-metilpirrolidina, trietilamina y otros solventes que contienen azufre, nitrógeno, fósforo o conteniendo uno de estos elementos y oxígeno; 6) hidrocarburos tales como hexano, heptano, ciciohexano, benceno, tolueno, xileno y otros; 7) combinaciones de solventes.

Cuando se conduce en presencia de un solvente orgánico, la proporción en peso del solvente para el aldehido de preferencia es desde aproximadamente 0.3 a aproximadamente 25 y más preferiblemente desde aproximadamente 1 a aproximadamente 9. También, el proceso puede ?a óabo en más o menos solución acuosa diluida. La reacción puede llevarse a cabo en fa presencia de un catalizador en fase de transferencia (aminas terciarias libres o sales amino cuaternarias o terciarias de cadena larga) o sin un catalizador en fase de transferencia.

Pueden usarse varios modos o secuencias de la adición/mezcla de los reactivos, por ejemplo: 1) adición de peróxido de hidrógeno a una mezcla de aldehido, amoniaco, catalizador y solvente o lo mismo sin solvente; 2) adición simultánea, paralela o consecutiva de un aldehido, hidróxido de amonio acuoso y peróxido de hidrógeno para una mezcla de un solvente y un catalizador; 3) adición simultánea, paralela o consecutiva de un aldehido en un solvente, hidróxido de amonio acuoso y peróxido de hidrógeno a una mezcla del mismo solvente u otro solvente y un catalizador; 4) adición simultánea, paralela o consecutiva de hidróxido de amonio acuoso y peróxido de hidrógeno a una mezcla de un aldehido y un catalizador; 5) alimentar el amoniaco gaseoso a una mezcla de un solvente y un catalizador, con adición simultánea, paralela o consecutiva de un aldehido y peróxido de hidrógeno; 6) alimentar amoniaco gaseosos a una mezcla de un solvente, un aldehido y un catalizador con adición simultánea o consecutiva de peróxido de hidrógeno y 7) otros.

Además, en una modalidad el contacto se realiza mediante agregar amoniaco aldehido o hidróxido de amonio y peróxido de hidrógeno a una mezcla de un catalizador y solvente. En otra modalidad el contacto se realiza mediante agregar amoniaco o hidróxido de amonio y peróxido de hidrógeno a una mezcla de aldehido, solvente y catalizador. En otra modalidad el contacto se realiza mediante agregar aldehido, amoniaco o hidróxido de amonio y peróxido de hidrógeno a una mezcla de catalizador y solvente; la adición del aldehido, amoniaco o hidróxido de amonio y peróxido de hidrógeno inicia en aproximadamente el mismo tiempo, primero se completa la adición del aüetiído; en segundo lugar se completa la adición de amoniaco o hidróxido de amonio y en tercer lugar se completa la adición del peróxido de hidrógeno.

Después de completar la reacción, la mezcla de reacción puede trabajarse en muchas formas. Se entiende que, en cada caso, el procedimiento de trabajo óptimo depende de la naturaleza del aldehido inicial y el nitrilo resultante o el solvente usado, etc. Por ejemplo, la mezcla puede "templarse" con sulfito de sodio acuoso o bisulfito, posteriormente diluido con agua y un solvente orgánico. Después de la separación de las capas y la extracción óptima de la capa de agua, el solvente puede evaporarse y el producto destilarse. Algunas veces el producto puede cristalizarse a partir de la mezcla de reacción, como en el caso del piperonilonitrilo. Otro método posible para trabajar la filtración de la mezcla de reacción a través de una almohadilla de un sorbente tal como tierra diatomácea o una almohadilla de una sal orgánica tal como sulfato de sodio, sulfato de magnesio, sulfito de sodio y otros seguido por la evaporación del solvente y destilación del producto.

Después de la separación del producto, el catalizador puede volverse a usar. Cuando se desee el re-uso del catalizador, la reacción puede llevarse a cabo en un solvente soluble en agua que tiene una miscibilidad limitada con los hidrocarburos tales como el heptano. Los ejemplos de dichos solventes son: glicoles, celosolves, 1-metoxi-2-propanol, dimetil sulfóxido, etc. Después de terminar la reacción, el producto puede extraerse con un hidrocarburo y la capa de catalizador/agua/solvente restante puede re-usarse después de la reconcentración opcional. Cuando no es deseable el re-uso del catalizador, el metal de transición o sus compuestos puede removerse del agua de desperdicio mediante convertirla dentro de un compuesto escasamente soluble o insoluble tal como, por ejemplo, un sulfuro, un fosfato o un complejo con un polímero de quelación.

Además, la invención proporciona un proceso conveniente y altamente práctico para obtener nitritos de los aldehidos correspondientes. Las ventajas de la invención se realizarán y alcanzan ?-' los elementos y combinaciones particularmente señaladas en las reivindicaciones. Se entiende que tanto la descripción anterior de la invención y los siguientes ejemplos no son restrictivos de la invención como se reivindica.

Ejemplos Los siguientes ejemplos se describen para proporcionar a aquellos expertos en la técnica con una descripción completa de cómo se realiza el método para obtener nitrilos y se intenta que solo sea ejemplarizador de la invención y no para limitar el alcance de la invención. Se han realizado esfuerzos para medir la exactitud con respecto a los números (es decir, cantidades, temperatura, etc) pero podrían encontrarse algunos errores y desviaciones. A menos que se indique de otra manera, las partes son partes en peso, la temperatura está en °C o es a temperatura ambiente y la presión es la cercana a la atmosférica.

Eiemplo 1. Nitrilo qeranil a partir del citral de grado técnico A una mezcla agitada de 400 ml de isopropanol y 1.0 g (0.01 mol) de cloruro cuproso, a 17- 23° C se agregó por goteo 58 g (0.487 mol) de 29.4 % de hidróxido de amonio acuoso durante un periodo de aproximadamente 3 horas. Paralela a la adición de hidróxido de amonio, una mezcla de 74.0 g (0.38 mol) de 78% de citral de grado técnico (proporción del isómero E/Z = 2.4) y 1.0 g de hexadecano (estándar interno) se agregó durante un periodo de aproximadamente 2.5 horas. Paralelo a las adiciones de hidróxido de amonio y citral 95 g (1.4 moles) se agregó 50% de peróxido de hidrógeno acuoso durante un periodo de aproximadamente 4 horas. Después de que se terminaron las adiciones, la mezcla se agitó por otra hora y el análisis GC mostró que la mezcla de reacción contenía aproximadamente 51 g de nitrilo geranil (0.343 moles) que corresponde a -90% de la producción teórica. Después del procedimiento convencional, el producto se destilo para dar 53.4 g de nitrilo geranil con una pureza de 88.2% (47.1 g, 0.3156 mol). La proporción del isómero E/Z = 2.4. Producción destilada 83.1% de la teoría. liHu-t. -.-a.?aj-..;.,. - - -* - "*- - - ' f lio 2. Nitrilo aeranil a partir del citral con 95% de pureza con una proporción molar del hidróxido de amonio/citral = 1 :1. A una mezcla agitada de 300 ml de isopropanol y 1.0 g (0.01 mol) de cloruro cuproso a 17- 27° C se agregó por goteo 48 g (0.4 mol) de 29.4 % de hidróxido de amonio acuoso durante un periodo de aproximadamente 2.5 horas. Paralela a la adición de hidróxido de amonio, una mezcla de 64.0 g (0.399 mol) de 95% de citral de grado técnico (proporción del isómero E/Z = 0.99) y 1.0 g de hexadecano (estándar interno) se agregó durante un periodo de aproximadamente 2.5 horas. Paralelo a las adiciones de hidróxido de amonio y citral 95 g (1.4 moles) se agregó 50% de peróxido de hidrógeno acuoso durante un periodo de aproximadamente 4 horas. Después de que se terminaron las adiciones, la mezcla se agitó por otra hora y el análisis GC mostró que la mezcla de reacción contenía aproximadamente 49 g de nitrilo geranil (0.328 moles) que corresponde a -82% de la producción teórica. Después del procedimiento convencional, el producto se destilo para dar 47.3 g de nitrilo geranil con una pureza de 96.1 % (45.5 g, 0.305 mol). La proporción del isómero E/Z = 1.2. Producción destilada 76.3% de la teoría.

Eiemplo 3. Nitrilo geranil a partir del citral con 95% de pureza con una proporción molar del hidróxido de amonio/citral = 1.23:1. A una mezcla agitada de 400 ml de isopropanol y 1.0 g (0.01 mol) de cloruro cuproso a 17- 22.5° C se agregó por goteo 58 g (0.487 mol) de 29.4% de hidróxido de amonio acuoso durante un periodo de aproximadamente 3 horas. Paralela a la adición de hidróxido de amonio, 63.4 g (0.396 mol) de 95% de citral de grado técnico (proporción del isómero E/Z = 1.11 ) y 1.0 g de hexadecano (estándar interno) se agregó durante un periodo de aproximadamente 2.5 horas. Paralelo a las adiciones de hidróxido de amonio y citral 95 g (1.4 moles) se agregó 50% de peróxido de hidrógeno acuoso durante un periodo de aproximadamente 4 horas. Después del procedimiento convencional, el producto se destilo para dar 48.5 g de nitrilo geranil con una pureza de 96.3% (46.7 g, 0.313 mol). La proporción del isómero E/Z = 1.33. Producción destilada 79.0% de la teoría.

Eiemplo 4. Nitrilo geranil 2-E del citral 2-E (geranial) .* A una mezcla agitada de 300 ml de isopropanol y 1.0 g (0.01 mol) de cloruro cuproso a 17.1-22.2° C se agregó por goteo 58 g (0.487 mol) de 29.4% de hidróxido de amonio acuoso durante un periodo de 200 minutos. Paralela a la adición de hidróxido de amonio, 61.1 g (0.4 mol) de geranial (contiene 98.5% de geranial y 1.1 % de neral) y 1.0 g de hexadecano (estándar interno) se agregó durante un periodo de aproximadamente 2.5 horas. Paralelo a las adiciones de hidróxido de amonio y citral 95 g (1.4 moles) se agregó 50% de peróxido de hidrógeno acuoso durante un periodo de aproximadamente 4 horas. Después del procedimiento convencional, el producto se destilo para dar 47.6 g de nitrilo geranil con una pureza total de 96.6% (46.0 g, 0.308 mol; contiene 89.3% de nitrilo 2-E-geranil y 7.3% de nitrilo 2-Z-geranil). Producción destilada 77.0% de la teoría.

Eiemplo 5-19. Sintesis del nitrilo geranil a partir de citral usando varios catalizadores Cu y solventes. A una mezcla agitada de 300 ml de un solvente y 0.001 mol de un catalizador (ver la Tabla 1 ) a 17-26° C se agregó por goteo 53-58 g (0.44-0.49 mol) de hidróxido de amonio acuoso durante un periodo de aproximadamente 3 horas. Paralela a la adición del hidróxido de amonio, se agregó una mezcla de 74.0 g (0.38 mol) de 78.1 % de citral de grado técnico (proporción del isómero E/Z = 2.4) y 1.0 g de hexadecano (estándar interno) durante un periodo de aproximadamente 2.5 horas. Paralelo a las adiciones de hidróxido de amonio y citral, se agregaron 95 g (1.4 mol) de peróxido de hidrógeno acuoso durante un periodo de aproximadamente 4 horas. Después de que se terminaron las adiciones, la mezcla se agitó por otra hora, realizándola mediante agitación por 1 hora con 10% de sulfito de sodio acuoso y se diluyó con agua y heptano o cloroformo. La capa orgánica se separó, la capa de agua se extrajo con heptano o cloroformo. Después de la evaporación del solvente, el producto se destiló al vacío. Los campos destilados se proporcionan en la Tabla 1.

Tabla 1 Ejemplos 20-24. Sintesis de nitrilo geranil a partir del citral usando varios catalizadores y solventes. Estas reacciones se llevaron a cabo en la misma manera como en los ejemplos 5-19, pero los campos se determinaron mediante GC. Los resultados se proporcionan en la Tabla 2.

Tabla 2 ,- Ejemplos 25-27. Síntesis del nitrilo geranil en dimetilformamida. Se agregó hidróxido de amonio acuoso (concentración 29.4%, 15g, 0.126 moles) a 8-15° C durante un periodo de 5-11 minutos a una mezcla agitada de 16 g de citral 95% (0.1 mole; proporción del isómero geranial/neral 0.96), 125 ml de dimetilformamida y 0.5 g de un catalizador es ltffcado en la Tabla 3. Posteriormente, se agregaron 30 g de peróxido de hidrógeno al 50% (0.44 mol) durante un periodo de 20-40 minutos, mientras que la temperatura se mantuvo dentro de aproximadamente el mismo rango. La mezcla se agitó por otra -1.5 horas y se analizó mediante GC. Los resultados se proporcionan en la Tabla 3.

Tabla 3 Ejemplos 28-33. Síntesis del nitrilo geranil en varias temperaturas y los tiempos de las adiciones de los reactivos. Estas reacciones se llevaron a cabo como en el Ejemplo 2 pero en diferentes temperaturas y los tiempos de las adiciones de los reactivos. Las condiciones de reacción y los campos destilados del nitrilo geranil se proporcionan en la Tabla 4.

Tabla 4 Ejemplo 34. Síntesis del nitrilo geranil en 1-metoxi-2-propanol. con re-uso de la capa de solvente/aqua/catalizador. reacción se llevó a cabo con en el Ejemplo 16, posteriormente se realizó mediante la con heptano. Después de la evaporación del heptano, el producto se destiló para a 52.2 g del 88.3% del nitrilo geranil; producción 81.3% de la teoría. Después de la extracción, se re-usó la capa del catalizador/agua/solvente sin la re-concentración en la siguiente reacción similar. En la segunda corrida, el campo destilado del nitrilo geranil fue 35.3% de la teoría.

Ejemplos 35-38. Síntesis de frans-cinamonitrilo, 2,4-hexadienonitrilo, citronelil nitrilo y 2- metil-2-pentenonitrilo. A una mezcla agitada de 300 ml de isopropanol y 1.36 g (0.01 mol) de cloruro cúprico a 17- 24° C se agregó por goteo 58 g (0.487 mol) de 29.4 % de hidróxido de amonio acuoso durante un periodo de aproximadamente 3 horas. Paralela a la adición de hidróxido de amonio, una mezcla de 0.4 mol de un aldehido (Tabla 5) y 1.0 g de hexadecano (estándar interno) se agregó durante un periodo de aproximadamente 2.5 horas. Paralelo a las adiciones de hidróxido de amonio y citral 95 g (1.4 moles) se agregó 50% de peróxido de hidrógeno acuoso durante un periodo de aproximadamente 4 horas. Después de que se terminaron las adiciones, la mezcla se agitó por una hora con 10% de sulfito de sodio acuoso y se diluyó con agua y heptano o cloroformo. La capa orgánica se separó, la capa de agua se extrajo con heptano o cloroformo. Después de la evaporación del solvente, el producto se destiló al vacío. Los campos destilados se proporcionan en la Tabla 5.

Tabla 5 e.e^o 39. Síntesis de piperonilonitrilo (3.4-metilenodioxibenzonitrilo) de piperonal (3.4- metilenodioxibenzaldeído). A una mezcla agitada de 200 ml de isopropanol y 1.36 g (0.01 mol) de cloruro cúprico a 17- 23° C se agregó por goteo 58 g (0.487 mol) de 29.4 % de hidróxido de amonio acuoso durante un periodo 190 minutos. Paralela a la adición de hidróxido de amonio, una solución de 60.1 g de 99% de piperonal (0.396 mol) y 1.0 g de hexadecano (estándar interno) en 100 ml de isopropanol se agregó durante un periodo de 147 minutos. Paralelo a las adiciones de hidróxido de amonio y piperonal, 150 g (2.2 moles) se agregó 50% de peróxido de hidrógeno acuoso durante un periodo de 590 min. Después de que se terminaron las adiciones, la mezcla se agitó por una hora con 10% de sulfito de sodio acuoso y se diluyó con agua y cloroformo. La capa orgánica se separó, la capa de agua se extrajo con cloroformo. Después de la evaporación del solvente, el peso del producto sólido crudo fue 36.4 g (producción en crudo de aproximadamente 60%). La recristalización del crudo a partir de heptano hirviente produjo 17.9 g de piperonilonitrilo; producción 30.7% de la teoría.

Ejemplos 40-44. Síntesis de p-metoxibencenonitrilo. benzonitrilo. trans-2-hexenonitrilo, crotononitrilo y undecanonitrilo. Las reacciones se llevaron a cabo como en los ejemplos 35-38, pero los campos se determinaron mediante GC (Tabla?).

Tabla 6 Ejemplo 45. Síntesis del nitrilo geranil con la siguiente precipitación del catalizador. A una mezcla agitada de 300 ml de isopropanol y 1.0 g (0.01 mol) de cloruro cuproso a 17- 23° C se agregó por goteo 58 g (0.487 mol) de 29.4 % de hidróxido de amonio acuoso durante un periodo de aproximadamente 3 horas. Paralela a la adición de hidróxido de amonio, una mezcla de 74.0 g (0.368 mol) de citral de grado técnico de 75.7% de pureza, 1.0 g de hexadecano y 25 ml de heptano se agregó durante un periodo de aproximadamente 2.5 horas. Paralelo a las adiciones del hidróxido de amonio y el citral, se agregaron 95 g (1.4 moles) del 50% de peróxido de hidrógeno acuoso durante un periodo de aproximadamente 4 horas. Después de la adición del 50% del peróxido de hidrógeno, se agregaron 50 g de ácido fosfórico al 85% y la mezcla resultante se agitó por 1 hora, después de la cual se diluyó con 175 ml de heptano y se trató con 30 g de NaCI cristalina. Las capas formadas se separaron y la capa orgánica se destiló para proporcionar 54.0 g de nitrilo geranil con 86.6% de pureza (46.8 g; 0.314 mol). El campo producido fue 85.2% de la teoría.

La capa de agua se separó del precipitado de fosfato de cobre y se trató con 5 g de solución acuosa saturada de sulfido de sodio. Después de que ocurrió la separación de sulfido de cobre, el agua no contuvo prácticamente cobre.

En toda la descripción se ha hecho referencia a varias publicaciones. Las descripciones de estas publicaciones en su totalidad se incorporan en este documento como referencia para describir más ampliamente el estado de la técnica a la cual pertenece la invención.

Será aparente para aquellos expertos en la técnica que varias modificaciones y variaciones pueden hacerse en la presente invención sin apartarse del alcance o espíritu de la invención. Otras modalidades serán aparentes para aquellos expertos en la técnica a partir de la consideración de la descripción y práctica de la invención descrita en este documento. Se intenta que la descripción y los ejemplos sean considerados solo como ejemplos con un alcance y espíritu real siendo indicado por las siguientes reivindicaciones.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1. Un proceso para obtener un nitrilo que comprende contactar un aldehido con (i) amoniaco o hidróxido de amonio, (ii) peróxido de hidrógeno y (iíi) un metal de transición o un "** compuesto de un metal de transición en donde el contacto se realiza secuencíal, simultáneamente o en cualquier orden. 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el nitrilo se representa mediante la fórmula 1 , RCN (1) y el aldehido se representa mediante la fórmula 2, RCHO (2) en donde: a. R representa alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo, arilalquilo, alquilarilo, arilalquenilo, alquenilarilo, alquinilarilo, arilalquinilo, heteroarilo, alquilhetreroarilo, heteroarilalquilo, alquenilheteroarilo o heteroarilalquenilo; b. R es ramificado, lineal, cíclico o policíclico; c. R se sustituye opcionalmente con uno o más grupos funcionales seleccionados de hidroxi, alcoxi, carboxi, ciano, alcoxicarbonil y carbonil. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el metal de transición o el compuesto del metal de transición es cobre, una sal de cobre o un complejo de cobre. 4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el contacto se lleva a cabo en la presencia de un solvente orgánico. 5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el contacto se lleva a cabo en la presencia de un alcohol, glicol o éter de glicol. 1< El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el contacto se lleva a cabo en la presencia de isopropanol. 7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el contacto se lleva a cabo 5 en la presencia de 1-metoxi-2-propanol. 8. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el contacto se lleva a cabo en la presencia de dimetiisulfóxido, dimetilformamida, N-metilpirrolidina, acetonitrilo o trietanolamina. 10 9. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el aldehido es citral, geraníal o neral. 10. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el aldehido es 15 cinnamaldehído, piperonal, benzaldehído, p-metoxibenzaldehído o 2,4-hexadienal. 11. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el aldehido es el enantiómero (3R) del citronelal, el enantiómero (3S) del citronelal o una mezcla de los mismos. 20 12. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la proporción molar de amoniaco o hidróxido de amonio para el aldehido es desde aproximadamente 0.5 a aproximadamente 20. 13. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la proporción molar del 25 amoníaco o el hidróxido de amonio para el aldehido es desde aproximadamente 0.9 a aproximadamente 5. , -, 14, El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la proporción molar del amoníaco o el hidróxido de amonio para el aldehido es desde aproximadamente 1 a aproximadamente 2. 15. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la proporción molar del peróxido de hidrógeno para el aldehido es desde aproximadamente 0.8 a aproximadamente 50. 16. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la proporción molar del peróxido de hidrógeno para el aldehido es desde aproximadamente 1 a aproximadamente 10. 17. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el contacto se realiza mediante la adición de aldehido, amoniaco o hidróxido de amonio y peróxido de hidrógeno a una mezcla de catalizador o solvente. 18. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el contacto se realiza mediante agregar amoniaco o hidróxido de amonio y peróxido de hidrógeno a una mezcla de aldehido, solvente y catalizador. 19. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde: a. el contacto se realiza mediante agregar aldehido, amoniaco o hidróxido de amonio y peróxido de hidrógeno a una mezcla de catalizador y solvente; b. la adición del aldehido, amoniaco o hidróxido de amonio y peróxido de hidrógeno inicia en aproximadamente el mismo tiempo; c. la adición del aldehido primero se completa; d. en segundo lugar se completa la adición de amoniaco o hidróxido de amonio y e. se completa en tercer lugar la adición de peróxido de hidrógeno. ¿ ¡30. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el contacto se lleva a cabo en una temperatura desde aproximadamente menos de 10° C a aproximadamente más de 70° C. 21. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el contacto se realiza en una temperatura desde aproximadamente 0° C a aproximadamente 45° C. 22. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , que se realiza por lotes. 23. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, que se realiza continuamente. 24. El proceso de conformidad con la reivindicación 2, en donde R comprende desde aproximadamente 1 a aproximadamente 40 carbonos. 25. El proceso de conformidad con la reivindicación 2, en donde R comprende desde aproximadamente 5 a aproximadamente 20 carbonos. 26. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , que además comprende una etapa subsecuente de remover el metal de transición o el compuesto del metal de transición de producto de reacción mediante convertirlo dentro de un compuesto pobremente soluble o insoluble.