BR112021016834A2 - Método de produção de um éster de ácido dicarboxílico a,ss-insaturado representado pela fórmula geral - Google Patents
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Abstract
método de produção de um éster de ácido dicarboxílico a,ß-insaturado representado pela fórmula geral. em um método para a produção de um éster de ácido dicarboxílico a,ß-insaturado exemplificado por um éster de ácido a-hidromucônico a partir de um éster de ácido carboxílico exemplificado por um éster de ácido 3-hidroxiadípico ou um éster de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico, a seletividade para o éster de ácido dicarboxílico a,ß-insaturado pode ser aumentada submetendo o éster de ácido carboxílico a uma condição básica de ph 8,5 a menos de 13 em um solvente orgânico ou um solvente misto de um solvente orgânico e água.
Description
“MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UM ÉSTER DE ÁCIDO DICARBOXÍLICO α,β- INSATURADO REPRESENTADO PELA FÓRMULA GERAL”
[001] A presente invenção refere-se a um método de produção de um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado.
[002] Um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado é industrialmente útil como intermediários para sínteses, materiais de partida para medicamentos, materiais de partida para resinas, etc. Como métodos de produção de um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado que são de forma geral concebidos a partir de descobertas na química de síntese orgânica, existem métodos em que um éster de ácido carboxílico é submetido a condições básicas.
Por exemplo, o documento não patentário 1 divulga que o éster etílico do ácido-3,6- lactona 3-fenila-3-hidroxiadípico é agitado em um solvente misto de água e metanol sob condições básicas com um pH de 13,9, produzindo assim ácido 3-fenila-α- hidromucônico, que é um ácido dicarboxílico α,β-insaturado. O Documento não patentário 2 divulga que o éster etílico do ácido-3,6-lactona 3-metila-3-hidroxiadípico é agitado em água sob condições básicas com um pH de 14 ou superior, desse modo rendendo ácido 3-metila-α-hidromucônico como um ácido dicarboxílico α,β- insaturado.
[003] Além disso, o documento de patente 1 divulga um método de produção de um éster de ácido carboxílico α,β-insaturado através da preparação de uma solução aquosa contendo um éster de ácido 3-hidroxicarboxílico, um solvente de álcool e um catalisador de desidratação e aquecimento da solução de reação a uma temperatura elevada.
[004] Documento de patente 1: JP-A-2015-187129.
[005] Documento não patentário 1: Journal of Chemical Society, pp.
4426-4428 (1956).
[006] Documento não patentário 2: Journal of Chemical Society C: Organic, número 22, pp. 2314-2316 (1967).
[007] Como resultado das investigações feitas pelos presentes inventores, um problema foi recentemente descoberto em que, sob as condições básicas mostradas no documento não patentário 1 e 2, um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado dificilmente é produzido a partir de um éster de ácido carboxílico representado pela fórmula geral (I) ou (II) abaixo.
[008] Além disso, embora haja a possibilidade de que o método descrito no documento de patente 1 possa ser capaz de produzir de forma seletiva um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado a partir de um éster de ácido carboxílico representado pela fórmula geral (I) ou (II) abaixo, este método é desvantajoso do ponto de vista da eficiência econômica porque a solução de reação precisa ser aquecida a uma temperatura alta de 200 ºC ou mais.
[009] Consequentemente, um objetivo da presente invenção é fornecer um método econômico de produção seletiva de um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado a partir de um ou mais ésteres de ácido carboxílico representados pela seguinte fórmula geral (I) e/ou (II).
[010] [Química 1]:
[011] [Nas fórmulas, n é um número inteiro de 1 a 3, X1 a X6 cada um representa independentemente um átomo de hidrogênio (H), um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono ou um grupo fenila, e R1 e R2 cada um representa independentemente um grupo alquila com 1 a 6 átomos de carbono.].
[012] Os presentes inventores fizeram investigações diligentemente a fim de superar os problemas e, como resultado, descobriram que um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado pode ser produzido economicamente com alta seletividade submetendo um ou mais ésteres de ácido carboxílico representados pela fórmula geral (I) e/ou fórmula geral (II), como um material de partida, a uma condição básica com um pH inferior a 13 em um solvente orgânico ou um solvente misto incluindo um solvente orgânico e água. A presente invenção foi assim completada.
[013] De forma específica, a presente invenção é mostrada abaixo em (1) a (5).
[014] (1) Um método de produção de um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado representado pela fórmula geral (III), o método incluindo uma etapa em que um ou mais ésteres de ácido carboxílico representados pela fórmula geral (I) e/ou fórmula geral (II) são submetidos a uma condição básica com pH de 8,5 ou superior, mas inferior a 13 em um solvente orgânico ou um solvente misto incluindo um solvente orgânico e água.
[015] [Química 2]:
[016] [Em que, n é um número inteiro de 1 a 3, X1 a X6 cada um representa independentemente um átomo de hidrogênio (H), um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono ou um grupo fenila, R1 e R2 cada um representa independentemente um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono, e R3 representa um átomo de hidrogênio (H) ou um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono.].
[017] (2) O método de acordo com (1), em que o solvente orgânico é um solvente orgânico miscível com água.
[018] (3) O método de acordo com (1) ou (2), em que o solvente misto incluindo um solvente orgânico e a água ter um teor de água de 90% em volume ou menos.
[019] (4) O método de acordo com qualquer um de (1) a (3), em que o éster de ácido carboxílico representado pela fórmula geral (I) é um éster de ácido 3-hidroxiadípico.
[020] (5) O método de acordo com qualquer um de (1) a (3), em que o éster de ácido carboxílico representado pela fórmula geral (II) é um éster de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico.
[021] De acordo com a presente invenção, um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado pode ser economicamente produzido com alta seletividade pelo método de produção do éster de ácido dicarboxílico α,β- insaturado a partir de um ou mais ésteres de ácido carboxílico representados pela fórmula geral (I) e/ou fórmula geral (II) como material de partida.
[022] A presente invenção é explicada abaixo com mais detalhes.
[023] Na presente invenção, um ou mais ésteres de ácido carboxílico representados pela seguinte fórmula geral (I) e/ou fórmula geral (II) são usados como um material de partida.
[024] [Química 3]:
[025] [Nas fórmulas, n é um número inteiro de 1 a 3, X1 a X6 cada um representa independentemente um átomo de hidrogênio (H), um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono ou um grupo fenila, e R1 e R2 cada um representa independentemente um grupo alquila com 1 a 6 átomos de carbono.].
[026] O símbolo n nas fórmulas gerais (I) e (II) é de forma preferencial 1.
[027] É preferível que X1 a X6 nas fórmulas gerais (I) e (II) sejam cada um independentemente um átomo de hidrogênio (H), um grupo alquila tendo de 1 a 2 átomos de carbono ou um grupo fenila. É mais preferível que X1 a X4 e X5 sejam cada um átomo de hidrogênio (H), um grupo alquila tendo de 1 a 2 átomos de carbono (grupo metila ou etila) ou um grupo fenila e X6 seja um átomo de hidrogênio (H). É ainda mais preferível que X1 a X6 sejam todos átomos de hidrogênio (H). Isto é, o éster de ácido carboxílico representado pela fórmula geral (I) é de forma mais preferencial éster de ácido 3-hidroxiadípico, e o éster de ácido carboxílico representado pela fórmula geral (II) é de forma mais preferencial éster de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico. O grupo alquila com 1 a 2 átomos de carbono é de preferência um grupo metila.
[028] É preferível que R1 e R2 nas fórmulas gerais (I) e (II) sejam cada um independentemente um grupo alquila com 1 a 3 átomos de carbono (grupo metila, etila ou propila).
[029] Os exemplos específicos preferidos dos ésteres de ácido carboxílico representados pelas fórmulas gerais (I) e (II), respectivamente, incluem os diésteres de ácido carboxílico representados pelas seguintes fórmulas (I-1) a (I-27) e os ésteres de lactona de ácido carboxílico representados pelo seguintes fórmulas (II-1) a (II-9). Destes, os ésteres de ácido carboxílico preferidos representados pela fórmula geral (I) são os ésteres de ácido 3-hidroxiadípico representados pelas seguintes fórmulas (I-1) a (I-9), e mais preferido é dimetila 3-hidroxiadipato, que é representado pela fórmula (I- 1). Os ésteres de ácido carboxílico preferidos representados pela fórmula geral (II) são os ésteres de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico representados pelas seguintes fórmulas (II-1) a (II-3), e mais preferido é o éster metílico de ácido- 3,6-lactona 3-hidroxiadípico, que é representado pela fórmula (II-1).
[030] [Química 4]:
[031] [Química 5]:
[032] Os ésteres de ácido carboxílico representados pela fórmula geral (I) ou (II) a serem usados como um material de partida na presente invenção podem ser produtos sintetizados quimicamente ou derivados de recursos de biomassa renováveis.
[033] Como métodos de obtenção de ésteres de ácido carboxílico utilizáveis como um material de partida na presente invenção por sínteses químicas, no caso de dimetila 3-hidroxiadipato que é representado pela fórmula (I-1), ou éster metílico de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico que é representado pela fórmula (II-1), o éster pode ser produzido por esterificação do ácido 3-hidroxiadípico ou ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico (como mostrado nos Exemplos de Referência 5 e 6 nesta descrição). Além disso, o éster metílico de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico (II-1), por exemplo, pode ser obtido tratando a dimetila 3-hidroxiadipato(I-1) com um ácido.
[034] Para sintetizar um éster de ácido carboxílico representado pela fórmula geral (I) ou (II) para ser usado como um material de partida na presente invenção a partir de recursos de biomassa, o método a seguir pode ser usado. No caso de dimetila 3-hidroxiadipato que é representado pela fórmula (I-1), ou éster metílico de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico que é representado pela fórmula (II-1), o ácido 3-hidroxiadípico é produzido a partir de recursos de biomassa por fermentação microbiana pelo método descrito na Publicação Internacional WO 2016/199856 e o ácido 3-hidroxiadípico é esterificado, produzindo assim o éster desejado (como mostrado no Exemplo de Referência 5 nesta descrição). O ácido 3-hidroxiadípico pode ser isolado de um caldo de fermentação contendo ácido 3-hidroxiadípico obtido por fermentação microbiana. De forma alternativa, o caldo de fermentação contendo ácido 3-hidroxiadípico pode ser submetido como tal à esterificação.
[035] Os métodos para esterificar ácidos carboxílicos que são materiais de partida para ésteres de ácido carboxílico representados pela fórmula geral (I) ou (II) e têm as mesmas estruturas que os ésteres de ácido carboxílico representados pela fórmula geral (I) ou (II) não são particularmente limitados. Exemplos disso incluem uma reação de esterificação na qual um catalisador ácido e um solvente de álcool são usados. O catalisador ácido a ser usado aqui não é particularmente limitado, e exemplos dos mesmos incluem ácidos minerais, como ácido sulfúrico e ácido clorídrico, e ácidos sólidos, como sílica e resinas de ácido forte. Outros exemplos de métodos de esterificação de ácido carboxílico incluem: condensação de desidratação de um álcool com o ácido carboxílico no qual um agente de condensação é usado; condensação de desidratação de um álcool com o ácido carboxílico em que um ácido de Lewis tal como um complexo de trifluoreto de boro-metanol é usado; um método de produção sob condições básicas em que um alcóxido de metal é usado; e um método de produção no qual um reagente de alquilação, tal como diazometano ou um halogeneto de alquila, é usado.
[ÉSTER DE ÁCIDO DICARBOXÍLICO Α,β -INSATURADO]
[036] O éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado que pode ser produzido pela presente invenção é um éster de ácido dicarboxílico α,β- insaturado representado pela seguinte fórmula geral (III). O éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado a ser obtido pode ser um isômero cis sozinho ou um isômero trans sozinho ou pode ser uma mistura de um isômero cis e um isômero trans. Na presente invenção, um isômero trans sozinho pode ser de forma preferencial produzido.
[037] [Química 6]:
[038] [Na fórmula, n é um número inteiro de 1 a 3, X1 a X6 cada um representa independentemente um átomo de hidrogênio (H), um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono ou um grupo fenila, R1 representa um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono e R3 representa um átomo de hidrogênio (H) ou um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono.].
[039] Como na fórmula geral (I) ou (II) descrita acima, n na fórmula geral (III) é de forma preferencial 1.
[040] Similarmente, é preferível que X1 a X6 na fórmula geral (III) sejam cada um independentemente um átomo de hidrogênio (H), um grupo alquila tendo de 1 a 2 átomos de carbono, ou um grupo fenila. É mais preferível que X1 a X4 e X5 sejam cada um átomo de hidrogênio (H), um grupo alquila tendo de 1 a 2 átomos de carbono (grupo metila ou etila) ou um grupo fenila e X6 seja um átomo de hidrogênio (H). É ainda mais preferível que X1 a X6 sejam todos átomos de hidrogênio (H). Ou seja, o éster de ácido carboxílico α,β- insaturado representado pela fórmula geral (III) é de forma mais preferencial um éster de ácido α-hidromucônico. O grupo alquila com 1 a 2 átomos de carbono é de preferência um grupo metila.
[041] Similarmente, R1 na fórmula geral (III) é de forma preferencial um grupo alquila tendo de 1 a 3 átomos de carbono (grupo metila, etila ou propila).
[042] Além disso, R3 na fórmula geral (III) é de forma preferencial um átomo de hidrogênio (H) ou um grupo alquila tendo de 1 a 3 átomos de carbono (grupo metila, etila ou propila).
[043] Exemplos específicos preferidos do éster de ácido carboxílico α,β-insaturado representado pela fórmula geral (III) incluem os monoésteres de ácidos dicarboxílicos α,β-insaturados representados pelas seguintes fórmulas (III-1) a (III-9) e os diésteres de ácidos dicarboxílicos α,β- insaturados representados pelas seguintes fórmulas (III-10) a (III-36), os monoésteres e os diésteres sendo obtidos usando os diésteres de ácido carboxílico representados pelas fórmulas (I-1) a (I-27) mostrado acima e/ou os ésteres de lactona do ácido carboxílico representados pelas fórmulas (II-1) a (II-9) mostrados acima, como materiais de partida. Preferidos destes são os monoésteres de ácido α-hidromucônico representados pelas seguintes fórmulas (III-1) a (III-3) ou os diésteres de ácido α-hidromucônico representados pelas seguintes fórmulas (III-10) a (III-18), estes monoésteres e diésteres sendo obtidos quando os ésteres de ácido 3-hidroxiadípico representados pelas fórmulas (I-1) a (I-9) e/ou os ésteres de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico representados pelas fórmulas (II-1) a (II-3) são usados como materiais de partida. Mais preferidos são monometila α-hidromuconato, que é representado pela seguinte fórmula (III-1), ou dimetila α-hidromuconato, que é representado pela seguinte fórmula (III-10), estes ésteres sendo obtidos quanda dimetila 3-hidroxiadipato, que é representado pela fórmula (I-1), e/ou éster metílico de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico, que é representado pela fórmula (II-1), é usado como um material de partida.
[044] [Química 7]:
[045] No caso em que o éster de ácido carboxílico α,β-insaturado a ser obtido pela presente invenção é um monoéster, o produto desejado é obtido como um sal do monoéster de ácido carboxílico α,β-insaturado.
Exemplos específicos do sal de monoéster de ácido carboxílico α,β-insaturado incluem sais de sódio, sais de potássio, sais de lítio, sais de magnésio, sais de cálcio e sais de amônio. Nesta descrição, um monoéster de ácido carboxílico α,β-insaturado, independentemente de estar em sua forma livre ou em uma forma de sal, é referido simplesmente como “monoéster de ácido carboxílico α,β-insaturado”.
[046] No método de produção de um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado da presente invenção, um solvente orgânico ou um solvente misto incluindo um solvente orgânico e água é usado como um solvente de reação.
[047] O solvente orgânico a ser usado no método de produção de um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado da presente invenção não é particularmente limitado. No entanto, é de forma preferencial um solvente orgânico miscível com água. O termo “solvente orgânico miscível com água” significa um solvente orgânico que pode ser misturado com água em qualquer proporção. Exemplos do solvente orgânico miscível em água incluem metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, álcool terc-butílico, etilenoglicol, 1,2- dimetoxietano, acetona, tetra-hidrofurano, acetonitrila, dimetilsulfóxido, dioxano e dimetilformamida. Um desses solventes orgânicos miscíveis em água pode ser usado sozinho, ou um solvente misto composto de dois ou mais destes pode ser usado. De um ponto de vista industrial, é preferível usar um solvente orgânico em que o material de partida de acordo com a presente invenção se dissolva satisfatoriamente. Os solventes orgânicos miscíveis em água preferidos são metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, acetona, tetra-
hidrofurano, dioxano ou um solvente misto composto por dois ou mais destes.
Mais preferido é um solvente misto composto de acetona e metanol.
[048] No caso em que um solvente misto composto de um solvente orgânico e água é usado como solvente de reação, o solvente misto é de forma preferencial um composto de um solvente orgânico miscível em água e água. Mais preferido é um solvente misto composto por água e metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, acetona, tetra-hidrofurano, dioxano ou um solvente misto composto por dois ou mais destes. Ainda mais preferido é um solvente misto composto de água e metanol ou acetona. Do ponto de vista de regular de forma estável as condições básicas durante a reação que serão descritas posteriormente, o solvente da reação é de forma preferencial um solvente incluindo água ou metanol em uma quantidade de 10% em volume ou mais. O teor de água no solvente misto composto de um solvente orgânico e água não é particularmente limitado, mas é de forma geral 90% em volume ou menos, de preferência 80% em volume de menos, de forma mais preferencial 70% em volume de menos, ainda de forma mais preferencial 50% em volume ou menos, mas ainda de forma mais preferencial de 10 a 80% em volume, de forma especialmente preferencial de 10 a 50% em volume.
[049] No método de produção de um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado da presente invenção, o éster de ácido carboxílico é submetido, no solvente de reação, a condições básicas com um pH de 8,5 ou superior, mas inferior a 13. Os valores de pH aqui estão aqueles medidos com um medidor de pH de uso comum. Ao realizar a reação sob tais condições de pH, a seletividade para o éster de ácido carboxílico α,β-insaturado pode ser aumentada. As condições de pH preferidas incluem um pH de 10,0 ou superior, mas inferior a 12,5.
[050] As bases utilizáveis para preparar as condições básicas não são particularmente limitadas, desde que o pH da solução de reação possa ser regulado com elas. Uma base inorgânica ou uma base orgânica pode ser usada.
[051] Exemplos da base inorgânica incluem hidróxidos, carbonatos e hidretos. Exemplos mais específicos incluem hidróxido de lítio, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio, hidróxido de amônio, hidrogenocarbonato de sódio, hidrogenocarbonato de potássio, hidrogenocarbonato de amônio, carbonato de sódio, carbonato de potássio, carbonato de amônio, hidreto de lítio, hidreto de sódio, e hidreto de potássio. Preferidos destes são hidróxido de lítio, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de cálcio, hidróxido de magnésio, hidróxido de amônio, hidrogenocarbonato de sódio, hidrogenocarbonato de potássio, hidrogenocarbonato de amônio, carbonato de sódio, carbonato de potássio, carbonato de amônio e hidreto de sódio. Mais preferidos são hidróxido de lítio, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidrogenocarbonato de sódio, hidrogenocarbonato de potássio, carbonato de sódio e carbonato de potássio.
[052] Exemplos da base orgânica incluem bases alcóxido, sais de amônio e bases de compostos de amina. Exemplos específicos incluem metóxido de sódio, etóxido de sódio, n-propanolato de sódio, 2-propanolato de sódio, terc-butóxido de sódio, fenóxido de sódio, metóxido de potássio, etóxido de potássio, n-propanolato de potássio, 2-propanolato de potássio, terc- butóxido de potássio, hidróxido de tetrametilamônio, hidróxido de tetrabutilamônio, hidróxido de trimetiletanolamônio, trietilamina, N, N- diisopropiletilamina, piridina, anilina, imidazol, benzimidazol, histidina, guanidina, piperidina, pirrolidina, morfolina, diazabicicloundeceno e diazabicicloneceno. Os preferidos destes são metóxido de sódio, etóxido de sódio, n-propanolato de sódio, 2-propanolato de sódio, terc-butóxido de sódio,
metóxido de potássio, etóxido de potássio, n-propanolato de potássio, 2- propanolato de potássio, terc-butóxido de potássio, hidróxido de tetrabutilamônio, trietilamina, N, N-diisopropiletilamina, piridina, imidazol, histidina, guanidina, diazabicicloundeceno e diazabiciclononeno. Mais preferidos são metóxido de sódio, etóxido de sódio, terc-butóxido de sódio, metóxido de potássio, etóxido de potássio, terc-butóxido de potássio, trietilamina, N, N-diisopropiletilamina, piridina, diazabicicloundeceno e diazabiciclononeno.
[053] Uma dessas bases pode ser usada sozinha como a base para a preparação das condições básicas, ou duas ou mais dessas bases podem ser usadas como uma mistura das mesmas para a preparação das condições básicas.
[054] A quantidade de base (s) a ser adicionada a uma solução de reação ou a um solvente de reação a fim de preparar as condições básicas não é particularmente limitada, desde que a solução de reação seja mantida sob condições básicas com um pH de 8,5 ou superior, mas inferior de 13.
[055] O pH da solução reacional pode ser regulado regulando o pH do solvente da reação antes da adição do material de partida, ou pode ser regulado após o material de partida ter sido adicionado ao solvente da reação.
Nos casos em que o pH da solução de reação diminui à medida que a conversão do éster de ácido carboxílico representado pela fórmula geral (I) ou (II) em um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado prossegue, uma base pode ser adequadamente suplementada durante a reação a fim de manter o pH da solução de reação dentro das condições básicas adequadas.
[056] Na presente invenção, a temperatura de reação na produção de um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado não é particularmente limitada. No entanto, a temperatura de reação é de preferência
0 ºC ou superior e 200 ºC ou inferior, de forma mais preferencial 10 ºC ou superior e 100 ºC ou inferior, ainda de forma mais preferencial 15 ºC ou superior e 80 ºC ou inferior.
[057] A pressão da reação na produção de um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado na presente invenção não é particularmente limitada. A pressão da reação é de preferência 0,01 MPa ou superior e 0,5 MPa ou inferior. Em particular, é fácil conduzir a reação à pressão atmosférica porque nenhum dispositivo ou operação para despressurização ou pressurização é necessária.
[058] No caso em que o éster de ácido dicarboxílico α,β- insaturado obtido na presente invenção é um monoéster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado, tal como, por exemplo, qualquer um daqueles representados pelas fórmulas (III-1) a (III-9), este monoéster pode ser convertido em um diéster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado submetendo ainda o monoéster a uma reação de esterificação. Métodos para a esterificação não são particularmente limitados, e exemplos dos mesmos incluem uma reação de esterificação na qual um catalisador ácido e um solvente de álcool são usados.
O catalisador ácido a ser usado aqui não é particularmente limitado, e exemplos dos mesmos incluem ácidos minerais, como ácido sulfúrico e ácido clorídrico, e ácidos sólidos, como sílica e resinas de ácido forte. Outros exemplos de métodos para esterificação de ácido carboxílico incluem: condensação de desidratação de um álcool com o ácido carboxílico em que um agente de condensação é usado; condensação de desidratação de um álcool com o ácido carboxílico em que um ácido de Lewis tal como um complexo de trifluoreto de boro-metanol é usado; um método de produção sob condições básicas em que um alcóxido de metal é usado; e um método de produção no qual um reagente de alquilação, tal como diazometano ou um halogeneto de alquila, é usado.
[059] O método de produção de um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado da presente invenção pode ser conduzido em um modo usando um reator que é qualquer um de um reator de recipiente de lote, um reator de recipiente de semilote, um reator de recipiente de processo contínuo e um reator tubular de processo contínuo.
[060] O éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado obtido na presente invenção pode ser recuperado após a conclusão da reação por uma separação comum e operação de purificação, tal como separação sólido/líquido por filtração, cristalização, extração, destilação ou adsorção.
[061] A presente invenção é explicada abaixo com mais detalhes por referência aos Exemplos, mas a presente invenção não está limitada aos seguintes Exemplos. Os resultados da reação nos exemplos de referência, exemplos e exemplos comparativos são definidos pelas seguintes expressões.
[062] Conversão do material de partida (%) = [(material de partida fornecido (mol))- (material de partida não reagido (mol))]/(material de partida fornecido (mol)) × 100.
[063] Seletividade do produto (%) = (quantidade de produto produzido (mol))/[(material de partida fornecido (mol))- (material de partida não reagido (mol))] × 100.
[064] Cada solução de reação foi analisada por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). A quantidade do produto foi determinada com uma curva de calibração absoluta desenhada usando amostras padrão. As condições para a análise por HPLC são as seguintes.
[065] Aparelho de HPLC: Prominence (fabricado pela Shimadzu Corp.).
[066] Coluna: Synergi hydro-RP (fabricado por Phenomenex Inc.); comprimento, 250 mm; diâmetro interno, 4,60 mm; diâmetro da partícula, 4 μm.
[067] Fase móvel: solução aquosa de ácido fosfórico a 0,1% em peso/acetonitrila = 95/5 (proporção de volume; retenção de 10 minutos) → 80/20 (gradiente, 10 minutos) → 30/70 (gradiente, 6 minutos) → 95/5 (gradiente, 3 minutos; manutenção de 11 minutos).
[068] Taxa de fluxo: 1,0 mL/min.
[069] Detector: UV (210 nm).
[070] Temperatura da coluna: 40 ºC.
[071] O pH das soluções de reação e dos solventes de reação foram analisados pelo seguinte método.
[072] Medidor de pH: Horiba pH Meter F-52 (fabricado pela Horiba Ltd.).
[073] Soluções de referência usadas para calibração: pH 7 (sal de ácido fosfórico neutro; pH 6,86 a 25 ºC), pH 4 (sal de ácido ftálico; pH 4,01 a 25 ºC), pH 9 (sal de ácido bórico; 9,18 a 25 ºC).
[074] Método de calibração: a solução de referência de pH-7 foi usada para determinar um ponto zero e a solução de referência de pH-4 e a solução de referência de pH-9 foram subsequentemente usadas para realizar a calibração de três pontos.
[075] O ácido 3-hidroxiadípico, ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico e ácido α-hidromucônico usados nos seguintes Exemplos de Referência 1 a 5 foram produzidos pelos métodos descritos na Publicação Internacional WO
2016/068108.
(EXEMPLO DE REFERÊNCIA 1) PREPARAÇÃO DE DIMETILA 3-HIDROXIADIPATO (I-1)
[076] A dimetila 3-hidroxiadipato, que foi utilizada como material de partida e como amostra padrão para análise por HPLC nos Exemplos, foi preparado por síntese química. A 10,0 g (0,06 mol) de ácido 3-hidroxiadípico foram adicionados 100 mL de metanol anidro (fabricado por FUJIFILM Wako Pure Chemical Corp.). Cinco gotas de ácido sulfúrico concentrado (fabricado por FUJIFILM Wako Pure Chemical Corp.) foram adicionadas a ele com agitação e a mistura resultante foi submetida a refluxo a 70 ºC durante 5 horas.
Após a conclusão da reação, a mistura de reação foi concentrada com um evaporador rotativo e, em seguida, separada e purificada por cromatografia em coluna de gel de sílica (hexano/acetato de etila = 4/1), obtendo assim 5,6 g de dimetila 3-hidroxiadipato pura (rendimento, 49%). Um espectro de NMR da dimetila 3-hidroxiadipato obtido é o seguinte.
[077] 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.61-1.84 (m, 2H), δ 2.42-
2.56 (m 4H), δ 3.10 (d, 1H), δ 3.69 (s, 3H), δ 3.72 (s, 3H), δ 4.02-4.07 (m, 1H).
(EXEMPLO DE REFERÊNCIA 2) PREPARAÇÃO DE ÉSTER METÍLICO DE ÁCIDO-3,6- LACTONA 3-HIDROXIADÍPICO (II-1)
[078] O éster metílico de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico, que foi utilizado como material de partida e como amostra padrão para análise por HPLC em Exemplos e Exemplos Comparativos, foi preparado por síntese química. A 10,0 g (0,06 mol) de ácido 3-hidroxiadípico foram adicionados 100 mL de metanol anidro (fabricado por FUJIFILM Wako Pure Chemical Corp.).
Cinco gotas de ácido sulfúrico concentrado (fabricado por FUJIFILM Wako Pure Chemical Corp.) foram adicionadas a ele com agitação e a mistura resultante foi submetida a refluxo a 70 ºC durante 5 horas. Após a conclusão da reação, a mistura de reação foi concentrada com um evaporador rotativo e, em seguida, separada e purificada por cromatografia em coluna de gel de sílica
(hexano/acetato de etila = 4/1), obtendo-se assim 5,4 g de éster metílico de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico puro (rendimento, 48%). Um espectro de RMN do éster metílico de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico obtido é o seguinte.
[079] 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 1.93-2.02 (m, 1H), δ 2.44-
2.52 (m, 1H), δ 2.56-2.87 (m, 2H), δ 2.66 (dd, 1H), δ 2.85 (dd, 1H), δ 3.73 (s, 3H), δ 4.87-4.94 (m, 1H).
(EXEMPLO DE REFERÊNCIA 3) PREPARAÇÃO DE MONOMETILA Α-HIDROMUCONATO (III- 1)
[080] O monometila α-hidromuconato, que foi utilizado como material de partida e como amostra padrão para HPLC nos Exemplos, foi preparado por análise química. Em 4,5 mL de metanol foram dissolvidos 50 mg (0,35 mmol) de éster metílico de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico (II-1). A isso foi adicionado 0,5 mL de solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,5 M. A mistura resultante foi refluxada a 70 ºC durante 8 horas. Após a conclusão da reação, a mistura de reação foi concentrada com um evaporador rotativo. O concentrado foi dissolvido em 10 mL de água e foram-lhe adicionados 5 mL de solução aquosa de ácido clorídrico 2-M. Esta mistura foi submetida a extração com acetato de etila. O solvente orgânico recuperado foi desidratado com sulfato de sódio e concentrado com um evaporador rotativo, obtendo assim 47 mg de monometila α-hidromuconato puro (rendimento, 94%). Um espectro de NMR do monometila α-hidromuconato obtido é o seguinte.
[081] 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.47 (s, 4H), δ 3.66 (s, 3H), δ
5.81 (d, 1H), δ 6.91 (dt, 1H), δ 10.65 (s, 1H).
(EXEMPLO DE REFERÊNCIA 4) PREPARAÇÃO DE DIMETILA Α-HIDROMUCONATO (III-10)
[082] Dimetila α-hidromuconato, que foi usado como uma amostra padrão para análise de HPLC nos Exemplos, foi preparado por síntese química. Um grama (6,9 mmol) de ácido α-hidromucônico foi dissolvido em 10 mL de metanol
(fabricado pela FUJIFILM Wako Pure Chemical Corp.) e duas gotas de ácido sulfúrico concentrado (fabricado pela FUJIFILM Wako Pure Chemical Corp.) foram adicionadas. A mistura resultante foi refluxada a 70 ºC durante 6 horas. Após a conclusão da reação, a mistura de reação foi concentrada com um evaporador rotativo e purificada por cromatografia em coluna de gel de sílica (hexano/acetato de etila = 7/3), obtendo assim 0,9 g de dimetila α-hidromuconato pura (rendimento, 75%). Um espectro de NMR da dimetila α-hidromuconato obtida é o seguinte.
[083] 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ 2.46-2.57 (m, 4H), δ 3.69 (s, 3H), δ 3.73 (s, 3H), δ 5.86 (d, 1H), δ 6.95 (dt, 1H).
(EXEMPLO DE REFERÊNCIA 5) PRODUÇÃO DE DIMETILA 3-HIDROXIADIPATO (I-1) E ÉSTER METÍLICO DE ÁCIDO-3,6-LACTONA 3-HIDROXIADÍPICO (II-1) A PARTIR DE ÁCIDO 3-
[084] Dez miligramas de ácido 3-hidroxiadípico e 9 mL de metanol (fabricado por FUJIFILM Wako Pure Chemical Corp.) foram usados e introduzidos em um frasco de fundo redondo com capacidade de 25 mL (fabricado por IWAKI, AGC TECHNO GLASS Co., Ltd.), e 1 mL de solução aquosa de ácido sulfúrico 1-M (fabricado por Nacalai Tesque, Inc.) foi adicionado como um catalisador. Esta solução reacional foi refluxada durante 5 horas com agitação a 300 rpm e depois recuperada. Uma porção de 0,1 mL da solução de reação foi diluída com 0,9 mL de água, filtrada com um filtro de 0,22 μm e, em seguida, analisada por HPLC. O rendimento da dimetila 3-hidroxiadipato foi de 49% e o rendimento do éster metílico de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico foi de 42%.
(EXEMPLO DE REFERÊNCIA 6) PRODUÇÃO DE DIMETILA 3-HIDROXIADIPATO (I-1) E ÉSTER METÍLICO DE ÁCIDO-3,6-LACTONA 3-HIDROXIADÍPICO (II-1) A PARTIR DE ÁCIDO-3,6- LACTONA 3-HIDROXIADÍPICO
[085] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo de Referência 5, exceto que 10 mg de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico foi usado como material de partida no lugar do ácido 3-hidroxiadípico. O rendimento da dimetila 3-hidroxiadipato foi de 45% e o rendimento do éster metílico de ácido-3,6- lactona 3-hidroxiadípico foi de 51%.
(EXEMPLO 1) PRODUÇÃO DE MONOMETILA Α-HIDROMUCONATO (III-1) A PARTIR DE DIMETILA 3-HIDROXIADIPATO (I-1) COMO MATERIAL DE PARTIDA
[086] Um miligrama de dimetila 3-hidroxiadipato e 0,9 mL de metanol foram usados e introduzidos em um frasco de vidro com uma capacidade de 2 mL (fabricado pela LABORAN) e 0,1 mL de solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,1 M foram adicionados a ele. A solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,1 M usada foi obtida pela dissolução de 0,84 g de hidrogenocarbonato de sódio (fabricado por Nacalai Tesque, Inc.) em 100 mL de água. A solução de reação resultante foi reagida à temperatura ambiente durante 16 horas com agitação a 300 rpm e depois recuperada. O pH da solução reacional durante a reação era 11,9- 12,1. Uma porção de 0,1 mL da solução de reação após a reação foi diluída com 0,9 mL de água, filtrada com um filtro de 0,22 μm e, em seguida, analisada por HPLC. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO 2) PRODUÇÃO DE MONOMETILA Α-HIDROMUCONATO (III-1) A PARTIR DA MISTURA DE DIMETILA 3-HIDROXIADIPATO (I-1) E ÉSTER METÍLICO DE ÁCIDO-3,6-LACTONA 3-HIDROXIADÍPICO (II-1) COMO COMPOSTOS DE MATERIAL DE PARTIDA
[087] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que 0,5 mg de dimetila 3-hidroxiadipato e 0,5 mg de éster metílico de ácido- 3,6-lactona 3-hidroxiadípico foram usados como materiais de partida. O pH da solução reacional durante a reação era 11,9-12,0. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO 3) PRODUÇÃO DE MONOMETILA Α-HIDROMUCONATO (III-1) A PARTIR DE ÉSTER METÍLICO DE ÁCIDO-3,6-LACTONA 3-HIDROXIADÍPICO (II-1) COMO COMPOSTO DE MATERIAL
[088] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 1, exceto que 1,0 mg de éster metílico de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico foi usado como material de partida. O pH da solução de reação durante a reação foi de 11,3.
Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO 4)
[089] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 3, exceto que 0,1 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio 0,1 M foi adicionado no lugar da solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,1 M. A solução aquosa de hidróxido de sódio 0,1 M usada foi obtida por diluição de solução aquosa de hidróxido de sódio 1 M (fabricada por Nacalai Tesque, Inc.) 10 vezes com água. O pH da solução de reação durante a reação foi de 12,0-12,2. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO 5)
[090] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 3, exceto que 0,1 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio 0,5 M foi adicionado no lugar da solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,1 M. A solução aquosa de hidróxido de sódio 0,5 M usada foi obtida por diluição de solução aquosa de hidróxido de sódio 1 M (fabricada por Nacalai Tesque, Inc.) 2 vezes com água. O pH da solução reacional durante a reação era 12,8-12,9. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO 6)
[091] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 3, exceto que 0,1 mL de solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,01 M foi adicionado no lugar da solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,1 M. A solução aquosa 0,01 M de hidrogenocarbonato de sódio usada foi obtida pela dissolução de 84 mg de hidrogenocarbonato de sódio (fabricado por Nacalai Tesque, Inc.) em 100 mL de água. O pH da solução de reação durante a reação foi de 8,6-11,0. Os resultados são mostrados na Tabela 1. (EXEMPLO 7)
[092] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 3,
exceto que 0,9 mL de metanol anidro (fabricado pela FUJIFILM Wako Pure Chemical Corp.) foi usado como um solvente de reação e 0,1 mL de uma solução de metanol 0,1 M de hidróxido de sódio (solução obtida pela dissolução de 40 mg de hidróxido de sódio em 10 mL de metanol anidro) como um catalisador. O pH da solução de reação durante a reação foi de 12,3-12,5. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO 8)
[093] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 4, exceto que um solvente misto composto de 0,5 mL de metanol e 0,4 mL de água foi usado no lugar de 0,9 mL de metanol. O pH da solução de reação durante a reação foi de 11,0-12,2. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO 9)
[094] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 4, exceto que um solvente misto composto de 0,3 mL de metanol e 0,6 mL de água foi usado no lugar de 0,9 mL de metanol. O pH da solução reacional durante a reação era de 10,5-12,3. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO 10)
[095] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 4, exceto que um solvente misto composto de 0,1 mL de metanol e 0,8 mL de água foi usado no lugar de 0,9 mL de metanol. O pH da solução reacional durante a reação era 9,2-12,2. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO 11)
[096] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 3, exceto que um solvente misto composto por 0,5 mL de acetona e 0,4 mL de água foi usado no lugar de 0,9 mL de metanol. O pH da solução de reação durante a reação foi de 10,3-10,6. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO 12)
[097] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 7, exceto que um solvente misto composto por 0,5 mL de acetona e 0,4 mL de metanol anidro foi usado no lugar de 0,9 mL de metanol anidro. O pH da solução de reação durante a reação foi de 12,5 -12,9. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO COMPARATIVO 1)
[098] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 4, exceto que 0,1 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio 1,0 M (fabricada por Nacalai Tesque, Inc.) foi adicionado no lugar de 0,1 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio 0,1 M. O pH da solução de reação durante a reação foi de 13,0-13,3. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO COMPARATIVO 2)
[099] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 3, exceto que 0,1 mL de solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,1 mM foi adicionado no lugar de 0,1 mL de solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,1 M. A solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,1 mM usada foi obtida pela dissolução de 84 mg de hidrogenocarbonato de sódio (fabricado por Nacalai Tesque, Inc.) em 100 mL de água e, em seguida, diluindo a solução 100 vezes com água. O pH da solução de reação durante a reação foi de 7,6-8,0. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
(EXEMPLO COMPARATIVO 3)
[0100] A reação foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 4, exceto que um solvente misto composto de 0,5 mL de acetona e 0,4 mL de água foi usado no lugar de 0,9 mL de metanol. O pH da solução de reação durante a reação foi de 14,0-14,2. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
[TABELA 1] Proporção de Conversão Seletividade do produto (%) Material Faixa água para de material Reação de de Solvente solvente de de partida HMAM HMA 3HAD 3HALE 3HA partida pH reação (% vol) (%) 11,9- não não Exemplo 1 3HAD metanol/água 10 100 96,3 0,6 − 12,1 detectadodetectado 3HAD + 11,9- não Exemplo 2 metanol/água 10 100 99,1 0,7 − − 3HALE 12,0 detectado não não Exemplo 3 3HALE 11,3 metanol/água 10 100 99,5 0,5 − detectado detectado 12- não não Exemplo 4 3HALE metanol/água 10 100 98 1 − 12,2 detectado detectado 12,8- Exemplo 5 3HALE metanol/água 10 100 50 28 6 − 4 12,9 8,6- não Exemplo 6 3HALE metanol/água 10 100 78 0,1 2,6 − 11,0 detectado 12,3- não Exemplo 7 3HALE metanol 0 100 93 5 2 − 12,5 detectado 11,0- não Exemplo 8 3HALE metanol/água 50 100 51 32 − 18 12,2 detectado 10,5- Exemplo 9 3HALE metanol/água 70 100 46 18 2 − 34 12,3 9,2- Exemplo 10 3HALE metanol/água 90 100 31 8 2 − 50 12,2 10,3- não não Exemplo 11 3HALE acetona/água 50 85 59 0,2 − 10,6 detectado detectado 12,5- Exemplo 12 3HALE acetona/metanol 0 87 68 0,7 22 − 1,9 12,9 Comparativo 13,0- não 3HALE metanol/água 10 100 2 55 − 4 Exemplo 1 13,3 detectado Comparativo 7,6- não não 3HALE metanol/água 10 11 6,9 93 − Exemplo 2 8,0 detectado detectado Comparativo 14,0- não não 3HALE acetona/água 50 100 73 − 3,8 Exemplo 3 14,2 detectado detectado
[0101] HMAM: monometila α-hidromuconato (III-1), HMA: ácido α- hidromucônico, 3HAD: dimetila 3-hidroxiadipato (I-1), 3HALE: éster metílico de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico (II-1), 3HA: ácido 3-hidroxiadípico.
[0102] Os Exemplos 1 a 12 demonstraram que um éster de ácido carboxílico α,β-insaturado representado pela fórmula geral (III) pode ser produzido de forma seletiva submetendo qualquer um dos ésteres de ácido carboxílico, cada um representado pela fórmula geral (I) ou (II) ou uma mistura de dois ou mais deles em condições básicas com um pH de 8,5 ou superior, mas inferior a 13 em um solvente orgânico ou em um solvente misto incluindo um solvente orgânico e água.
O Exemplo 10 deu resultados indicando alta seletividade para ácido 3- hidroxiadípico. No entanto, uma vez que o ácido 3-hidroxiadípico pode ser facilmente convertido em um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado, como mostrado no Exemplo 14, que será dado mais tarde, o Exemplo 10 foi considerado como tendo substancialmente alta seletividade para o éster de ácido carboxílico α,β- insaturado. Além disso, o Exemplo 11 demonstrou que resultados semelhantes são obtidos também em um solvente misto composto de um solvente orgânico diferente de metanol e água, e o Exemplo 12 demonstrou que um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado pode ser produzido de forma seletiva também em um solvente misto composto de vários solventes orgânicos.
[0103] Entretanto, os Exemplos Comparativos 1 a 3 mostraram que nos casos em que a solução reacional tem um pH de 13 ou superior ou inferior a 8,5, a seletividade para um éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado é consideravelmente baixa; no Exemplo Comparativo 3, nenhum éster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado foi obtido.
(EXEMPLO 13) PRODUÇÃO DE DIMETILA Α-HIDROMUCONATO (III-10) A PARTIR DE MONOMETILA Α-HIDROMUCONATO (III-1)
[0104] Um miligrama de monometila α-hidromuconato e 0,9 mL de metanol (fabricado pela FUJIFILM Wako Pure Chemical Corp.) foram usados e introduzidos em um frasco de vidro com capacidade de 2 mL (fabricado pela LABORAN) e 0,1 mL de solução aquosa de ácido sulfúrico 1-M (fabricada por Nacalai Tesque, Inc.) como um catalisador. A solução reacional foi refluxada durante 6 horas com agitação a 300 rpm e depois recuperada. Uma porção de 0,1 mL da solução de reação foi diluída com 0,9 mL de água, filtrada com um filtro de 0,22 μm e, em seguida, analisada por HPLC. O rendimento de dimetila α- hidromuconato foi de 94%.
[0105] Este exemplo demonstrou que um diéster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado pode ser produzido esterificando um monoéster de ácido dicarboxílico α,β-insaturado que pode ser produzido pela presente invenção.
(EXEMPLO 14) PRODUÇÃO DE DIMETILA Α-HIDROMUCONATO (III-10) A PARTIR DE ÁCIDO 3-
[0106] Cem miligramas de ácido 3-hidroxiadípico e 9 mL de metanol (fabricado por FUJIFILM Wako Pure Chemical Corp.) foram usados e introduzidos em um frasco de fundo redondo com capacidade de 25 mL (fabricado por IWAKI, AGC TECHNO GLASS Co., Ltd.), e uma gota de ácido sulfúrico concentrado foi adicionada a ela. Esta solução reacional foi refluxada durante 3 horas com agitação a 300 rpm. Um mililitro de solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,5 M foi adicionado a 9 mL da solução de metanol obtida, que continha 70 mg de dimetila 3- hidroxiadipato (I-1) e 49 mg de éster metílico de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico (II-1). A solução aquosa de hidrogenocarbonato de sódio 0,5 M usada foi obtida pela dissolução de 0,42 g de hidrogenocarbonato de sódio (fabricado por Nacalai Tesque, Inc.) em 10 mL de água. O pH da solução reacional durante a reação era 11,0-12,5. A solução reacional foi refluxada durante 3 horas com agitação a 300 rpm. A solução de reação obtida, que continha 96 mg de monometila α- hidromuconato (III-1), foi devolvida à temperatura ambiente e 10 gotas de ácido sulfúrico concentrado foram adicionadas a ela para ajustar o pH da solução de reação a 1 ou menos. Esta solução reacional foi feita reagir à temperatura ambiente durante 72 horas com agitação a 300 rpm. Uma porção de 0,1 mL da solução de reação foi diluída com 0,9 mL de água, filtrada com um filtro de 0,22 μm e, em seguida, analisada por HPLC. O rendimento de dimetila α-hidromuconato foi de 68%.
(EXEMPLO 15) PRODUÇÃO DE DIMETILA Α-HIDROMUCONATO (III-10) A PARTIR DE ÁCIDO- 3,6-LACTONA 3-HIDROXIADÍPICO COMO MATERIAL DE PARTIDA
[0107] As reações foram conduzidas da mesma maneira que no Exemplo 14, exceto que o ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico foi usado como material de partida no lugar do ácido 3-hidroxiadípico. O rendimento de dimetila α- hidromuconato foi de 70%.
(EXEMPLO 16) RECUPERAÇÃO DE DIMETILA Α-HIDROMUCONATO (III-10)
[0108] A solução obtida no Exemplo 14 que continha dimetila α- hidromuconato foi concentrada com um evaporador rotativo e depois destilada a 80 ºC a uma pressão reduzida de 800 Pa, obtendo assim 59 mg de dimetila α- hidromuconato pura. O rendimento através da destilação foi de 82%.
[0109] Os Exemplos 14 e 15 demonstraram que dimetila α- hidromuconato (III-10) pode ser produzida por esterificação de ácido 3- hidroxiadípico, que pode ser produzido por síntese química ou fermentação microbiana, ou ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico, que pode ser facilmente produzido por tratamento de ácido 3-hidroxiadípico com um ácido, para assim produzir uma mistura de dimetila 3-hidroxiadipato (I-1) e éster metílico de ácido-3,6- lactona 3-hidroxiadípico (II-1), subsequentemente submeter estes ésteres a condições básicas com um pH de 8,5 ou superior, mas inferior a 13, para desse modo produzir monometila α-hidromuconato (III-1) e, em seguida, esterificar o monometila α-hidromuconato. Além disso, o Exemplo 16 mostrou que o dimetila α- hidromuconato (III-10) pode ser recuperado por destilação.
Claims (5)
1. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UM ÉSTER DE ÁCIDO DICARBOXÍLICO α,β-INSATURADO REPRESENTADO PELA FÓRMULA GERAL (III), o método caracterizado por compreender uma etapa na qual um ou mais ésteres de ácido carboxílico representados pela fórmula geral (I) e/ou fórmula geral (II) são submetidos a uma condição básica com pH de 8,5 ou superior, mas inferior a 13 em um solvente misto compreendendo um solvente orgânico e água: [Química 1]: em que n é um número inteiro de 1 a 3, X1 a X6 cada um representa independentemente um átomo de hidrogênio (H), um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono ou um grupo fenila, R1 e R2 cada um representa independentemente um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono, e R3 representa um átomo de hidrogênio (H) ou um grupo alquila tendo de 1 a 6 átomos de carbono.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo solvente orgânico ser um solvente orgânico miscível com água.
3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo solvente misto compreender um solvente orgânico e a água ter um teor de água de 90% em volume ou menos.
4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo éster de ácido carboxílico representado pela fórmula geral (I) ser um éster de ácido 3-hidroxiadípico.
5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações
1 a 3, caracterizado pelo éster de ácido carboxílico representado pela fórmula geral (II) ser um éster de ácido-3,6-lactona 3-hidroxiadípico.
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