CH636336A5

CH636336A5 - Process for the synthesis of malonic acid derivatives

Info

Publication number: CH636336A5
Application number: CH141378A
Authority: CH
Inventors: Ugo Romano; Franco Rivelli
Original assignee: Anic Spa
Priority date: 1977-02-24
Filing date: 1978-02-08
Publication date: 1983-05-31
Also published as: FR2381738A1; FR2381738B1; DD134083A5; DE2807625C2; CS207500B1; IT1075123B; DE2807625A1; GB1574113A

Description

L'invenzione si riferisce a un processo per la sintesi di derivati dell'acido malonico di formula (I) The invention relates to a process for the synthesis of malonic acid derivatives of formula (I)

O OR

il the

R' C—OR'" R 'C — OR' "

(D, (D,

R" Z nella quale formula R "Z in which formula

— Z rappresenta un gruppo estereo, ammidico o nitrilico, - Z represents an ester, amide or nitrile group,

— R' è idrogeno, un gruppo arilico, alchilico, alchilarilico o arilalchilico, - R 'is hydrogen, an aryl, alkyl, alkylaryl or arylalkyl group,

— R" è idrogeno, un gruppo arilico, alchilico, alchilarilico o arilalchilico, - R "is hydrogen, an aryl, alkyl, alkylaryl or arylalkyl group,

— R'" è un radicale alchilico o alchilarilico, - R '"is an alkyl or alkylaryl radical,

— B è una base inorganica od organica ed - B is an inorganic or organic base ed

— C è un complesso del Palladio o Palladio metallico. - C is a complex of Palladio or metallic Palladio.

È noto che gli esteri degli acidi malonici vengono sintetizzati a partire dai corrispondenti alfa-alogeno esteri mediante sostituzione dell'alogeno con un gruppo nitrilico e successiva alcoolisi di quest'ultimo: tale tecnologia comporta l'uso di un reattivo altamente inquinante come il cianuro di potassio, con conseguenti gravi problemi di depurazione degli effluenti. It is known that the esters of malonic acids are synthesized starting from the corresponding alpha-halogen esters by replacing the halogen with a nitrile group and subsequent alcoholysis of the latter: this technology involves the use of a highly polluting reagent such as cyanide of potassium, with consequent serious problems of purification of the effluents.

È altresì noto che i prodotti in oggetto trovano impiego nel campo delle sintesi organiche in generale e in particolare nella produzione di barbiturati, di ipnotici e delle vitamine B-l e B-6. It is also known that the products in question are used in the field of organic syntheses in general and in particular in the production of barbiturates, hypnotics and vitamins B-l and B-6.

Il processo secondo l'invenzione è caratterizzata nella rivendicazione 1 precedente. The process according to the invention is characterized in claim 1 above.

La base può essere scelta tra basi inorganiche come i bicarbonati e i carbonati di metalli alcalini o alcalino-terrosi e gli ossidi alcalino-terrosi e tra le basi organiche come le ammine terziarie alifatiche e le piridine. The base can be chosen from inorganic bases such as bicarbonates and carbonates of alkaline or alkaline earth metals and alkaline earth oxides and from organic bases such as aliphatic tertiary amines and pyridines.

A titolo di esempio fra i composti del Palladio che possono agire da catalizzatori nella reazione in oggetto si ricordano i complessi del Palladio bivalente rappresentati dalla formula generale Lj L2 Pd Xt X2 dove Lx e L2 sono leganti neutri monodentali, uguali o differenti, quali le fosfine le arsine e le stibine alchiliche e ariliche, (il gruppo Lj L2 può indicare anche un legante bidentato quale un difosfinato una diarsina, la fenantrolina o il dipiridile o i loro derivati sostituiti); mentre X1 X2 sono gruppi anionici, uguali o differenti, quali alogeni, carbossilati, cianuri, tioalcolati, al-cossi carbonili, ecc. By way of example, among the Palladium compounds that can act as catalysts in the reaction in question, the bivalent Palladium complexes represented by the general formula Lj L2 Pd Xt X2 where Lx and L2 are monodental neutral binders, equal or different, such as phosphines the arkines and alkyl and aryl stibines, (the Lj L2 group may also indicate a bidentate binder such as a diphosphinate a diarsin, phenanthroline or dipyridyl or their substituted derivatives); while X1 X2 are anionic groups, equal or different, such as halogens, carboxylates, cyanides, thioalcohols, alkoxy carbonyls, etc.

Si ricordano pure i complessi del Palladio zerovalente rappresentati dalle formule PdLn dove n = 2, 3, 4 e dove L è una fosfina alchilica o arilica o un isonitrile, e i carbonili We also remember the zerovalent Palladium complexes represented by the formulas PdLn where n = 2, 3, 4 and where L is an alkyl or aryl phosphine or an isonitrile, and the carbonyls

5 5

io I

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

636336 636336

del Palladio zerovalente di formula Pdx (CO)yLz con x = 1 o 3, y = 1 o 3, Z = 3 o 4, dove L è una fosfina arilica. of the zerovalent Palladium of formula Pdx (CO) yLz with x = 1 or 3, y = 1 or 3, Z = 3 or 4, where L is an aryl phosphine.

La reazione può altresì essere condotta in presenza di un promotore, che può essere scelto tra gli alogenuri o i carbossilati dei metalli alcalini o alcalino-terrosi. The reaction can also be carried out in the presence of a promoter, which can be selected from the halides or carboxylates of the alkaline or alkaline earth metals.

La reazione può essere condotta in presenza o meno di un diluente organico, preferibilmente, ma non esclusivamente, polare o aprotico, ad esempio tetraidrofurano, diossano, tetraidropirano, mono e dialchileteri del glicole etilenico e dei glicoli omologhi, diossietilenossipropilengli-cole ecc.: esametilfosfammide; N-metilpirrolidone, N, N'-di-metilformammide, tetrametilsolfone ecc. The reaction can be carried out in the presence or not of an organic diluent, preferably, but not exclusively, polar or aprotic, for example tetrahydrofuran, dioxane, tetrahydropyrane, mono and dialkyl ethers of ethylene glycol and of homologous glycols, dioxyethylene oxypropylene glycol, etc.: hexamethylphosphamide ; N-methylpyrrolidone, N, N'-di-methylformamide, tetramethylsulfone etc.

La reazione può essere condotta a temperature variabili tra 50° e 200°, preferibilmente tra 80° e 150°, e pressioni comprese tra 1 e 200 atm, preferibilmente tra 1 e 70 atm. A titolo esemplificativo, ma non limitativo della sopraddetta invenzione si riportano alcuni esempi: The reaction can be carried out at temperatures ranging from 50 ° to 200 °, preferably from 80 ° to 150 °, and pressures from 1 to 200 atm, preferably from 1 to 70 atm. By way of example, but not limited to the aforementioned invention, some examples are reported:

Esempio 1 Example 1

Una autoclave in acciaio inossidabile è stata caricata con 24,6 g di metilcloroacetato, 15,8 g di metanolo, 19,1 g di sodio bicarbonato, 2,2 g di Pd I2 (P Ph3)2 e 80 cm3 di esametilfosfammide. L'autoclave chiusa e spurgata con azoto è stata caricata con 50 kg/cmq di ossido di carbonio e riscaldata a 100° per 4 ore. A stainless steel autoclave was loaded with 24.6 g of methylchloroacetate, 15.8 g of methanol, 19.1 g of sodium bicarbonate, 2.2 g of Pd I2 (P Ph3) 2 and 80 cm3 of hexamethyl phosphamide. The closed and purged autoclave with nitrogen was loaded with 50 kg / cmq of carbon monoxide and heated to 100 ° for 4 hours.

La miscela di reazione è stata analizzata per GLC e ha indicato una conversione del metilcloroacetato del 100% con una resa in dimetilmalonato del 79%. The reaction mixture was analyzed by GLC and indicated a conversion of 100% methylchloroacetate with a yield in dimethylmalonate of 79%.

Esempio 2 Example 2

Sono stati caricati nell'autoclave 39,6 g di metilene cloruro, 7,9 g di metanolo, 25,2 g di trietilammina, 1,7 g di Pd Cl2 (P Ph3)2 e 1,6 g di potassio ioduro. 39.6 g of methylene chloride, 7.9 g of methanol, 25.2 g of triethylamine, 1.7 g of Pd Cl2 (P Ph3) 2 and 1.6 g of potassium iodide were loaded into the autoclave.

L'autoclave è stata pressurizzata a 50 kg/cmq con ossido di carbonio e tenuta a 100°C per 8 ore. L'analisi della miscela di reazione ha evidenziato una conversione del metanolo del 25 % con una selettività di dimetil malonato del-5 l'87%. The autoclave was pressurized at 50 kg / cmq with carbon monoxide and kept at 100 ° C for 8 hours. Analysis of the reaction mixture showed a 25% methanol conversion with 87% dimethyl malon selectivity.

Esempio 3 Example 3

Sono stati caricati in autoclave 8,0 g di cloruro di benzale, 3,9 g di metanolo, 10,5 g di 2,6 lutidina, 1,1 g di io Pd (OCOCH3) (COOCH3) (P Ph3)2 e 40 cm3 di esametilfosfammide. L'autoclave è stata pressurizzata a 50 kg/cmq con ossido di carbonio e tenuta per 4 ore a 100°. 8.0 g of benzal chloride, 3.9 g of methanol, 10.5 g of 2.6 lutidine, 1.1 g of io Pd (OCOCH3) (COOCH3) (P Ph3) 2 were loaded into the autoclave and 40 cm3 of hexamethylphosphamide. The autoclave was pressurized at 50 kg / cmq with carbon monoxide and kept for 4 hours at 100 °.

L'analisi della miscela di reazione ha mostrato formazione del dimetil estere dell'acido fenilmalonico con resa 15 del 55%. The analysis of the reaction mixture showed formation of the dimethyl ester of phenylmalonic acid with a 15 yield of 55%.

Esempio 4 Example 4

Sono stati caricati in autoclave 37,5 g di cloroaceto-nitrile, 23 g di etanolo, 10 g di ossido di magnesio, 1,8 g di 20 Pd (CO) (P Ph3)3 e 80 cm3 diglyme. L'autoclave è stata pressurizzata a 50 kg/cm2 di Co e tenuta a 80° per 4 ore. L'analisi della miscela di reazione ha evidenziato una conversione del 100% con una selettività a cianacetato d'etile del 68%. 37.5 g of chloroaceto-nitrile, 23 g of ethanol, 10 g of magnesium oxide, 1.8 g of 20 Pd (CO) (P Ph3) 3 and 80 cm3 diglyme were loaded into the autoclave. The autoclave was pressurized to 50 kg / cm2 of Co and kept at 80 ° for 4 hours. The analysis of the reaction mixture showed a conversion of 100% with a selectivity to ethyl cyanacetate of 68%.

25 25

Esempio 5 Example 5

Sono stati caricati in autoclave 65 g di N, N' dietil-cloroametammide, 25 g di etanolo, 25 g di trietilammina, 1,5 g di Pd (COOCH3)2 (P Ph3)2 e 150 cm3 di N, N' dime-30 tilformammide. L'autoclave è stata pressurizzata a 50 kg/cm2 di CO e tenuta a 100° per 4 ore. 65 g of N, N 'diethyl-chloroametamide, 25 g of ethanol, 25 g of triethylamine, 1.5 g of Pd (COOCH3) 2 (P Ph3) 2 and 150 cm3 of N, N' dime were loaded into the autoclave. -30 tilformamide. The autoclave was pressurized to 50 kg / cm2 of CO and kept at 100 ° for 4 hours.

L'analisi della miscela di reazione indica una conversione del 97 % con una selettività dell'81 % in N, N' dietil-malonammide monoetil estere. The analysis of the reaction mixture indicates a conversion of 97% with a selectivity of 81% in N, N 'diethyl-malonamide monoethyl ester.

v v

Claims

636336636336

1. Processo per la sintesi di derivati dell'acido malonico di formula (I) 1. Process for the synthesis of malonic acid derivatives of formula (I)

O OR

!! !!

R' C—OR'" R 'C — OR' "

r^cc; co, r ^ cc; co,

R" Z nella quale formula R "Z in which formula

— C è un complesso del Palladio o Palladio metallico, consistente nel far reagire un composto della formula (II) - C is a complex of metallic Palladium or Palladium, consisting in reacting a compound of formula (II)

R' X R 'X

^cc: a« ^ cc: a «

R" Y R "Y

con un alcool alifatico dalla formula R"'OH e ossido di carbonio in presenza di una base B e un composto C, laddove with an aliphatic alcohol with the formula R "'OH and carbon monoxide in the presence of a base B and a compound C, where

— X rappresenta un alogeno, - X represents a halogen,

— Y rappresenta un alogeno uguale o diverso da X, - Y represents a halogen equal to or different from X,

oppure il gruppe estereo, ammidico o nitrilico non partecipante alla reazione, e or the ester, amide or nitrile group not participating in the reaction, and

— R', R", R'", B e C hanno il significato dato precedentemente. - R ', R ", R'", B and C have the meaning given previously.

2. Processo secondo la rivendicazione 1, laddove B è scelta fra i bicarbonati e carbonati di metalli alcalini o alcalino terrosi o fra gli ossidi alcalino terrosi. 2. Process according to claim 1, wherein B is selected from the bicarbonates and carbonates of alkaline or alkaline earth metals or from the alkaline earth oxides.

2 2

RIVENDICAZIONI

3. Processo secondo la rivendicazione 1, laddove B è scelta tra le ammine terziarie alifatiche e le piridine. 3. Process according to claim 1, wherein B is selected from the aliphatic tertiary amines and the pyridines.

4. Processo come da rivendicazione 1, laddove i complessi del Palladio sono del tipo Lt L2 Pd X^, dove Lj ed L2 sono leganti neutri monodentati, X1 e X2 sono gruppi anionici monovalenti. 4. Process according to claim 1, where the Palladium complexes are of the Lt L2 Pd X ^ type, where Lj and L2 are single-toothed neutral binders, X1 and X2 are monovalent anionic groups.

5. Processo come da rivendicazione 1, dove il complesso del Palladio è del tipo L\ Pd Xt X2 dove L\ rappresenta un legante bidentato. 5. Process according to claim 1, where the Palladium complex is of the type L \ Pd Xt X2 where L \ represents a bidentate binder.

6. Processo come da rivendicazione 4, dove Lj ed L2 sono scelte fra fosfine, arsine, stibine alchiliche o ariliche. 6. Process according to claim 4, where Lj and L2 are selected from phosphines, arsins, alkyl or aryl stibines.

7. Processo come da rivendicazioni 4 e 5, dove Xx e X2 sono scelti fra alogeni, carbossilati, cianuri, tioaleoolati, alcossicarbonili. 7. Process according to claims 4 and 5, wherein Xx and X2 are selected from halogens, carboxylates, cyanides, thioaleoolates, alkoxycarbons.

8. Processo come da rivendicazione 5, dove L\ è scelto fra fenantrolina o diarsina, dipiridili e loro derivati sostituiti. 8. Process according to claim 5, where L is selected from phenanthroline or diarsin, dipyridyls and their substituted derivatives.

9. Processo come da rivendicazione 1, dove il complesso del Palladio zerovalente ha la formula generale Pd L'n, dove L' è scelto fra fosfine ariliche o alchiliche o isonitrili e dove n può variare tra 2 e 4. 9. Process according to claim 1, where the zerovalent Palladium complex has the general formula Pd L'n, where L 'is selected from aryl or alkyl or isonitrile phosphines and where n can vary between 2 and 4.

10. Processo come da rivendicazione 1, dove il complesso del Palladio zerovalente ha formula generale Pdx (CO)y Lg con x = 1 o 3, y = 1 o 3, z = 3 o 4; L è una fosfina arilica. 10. Process according to claim 1, wherein the zerovalent Palladium complex has general formula Pdx (CO) y Lg with x = 1 or 3, y = 1 or 3, z = 3 or 4; L is an aryl phosphine.

11. Processo come da rivendicazione 1, condotto in presenza di una sostanza attivante. 11. Process according to claim 1, carried out in the presence of an activating substance.

12. Processo come da rivendicazione 11, in cui la sostanza attivante è scelta fra alogenuri e carbossilati dei metalli alcalini o alcalino-terrosi. 12. Process according to claim 11, wherein the activating substance is selected from halides and carboxylates of alkali or alkaline earth metals.

13. Processi come da rivendicazioni 1 a 12, condotti in presenza di solvente .organico. 13. Processes according to claims 1 to 12, carried out in the presence of an organic solvent.

14. Processo come alla rivendicazione 13, condotto in solvente polare e aprotico. 14. Process as in claim 13, conducted in polar and aprotic solvent.

15. Processo come da rivendicazione 14, dove il solvente polare e aprotico è scelto fra tetraidrofurano, diossano, tetraidropirano, mono e dialchileteri del glicole etilenico e dei glicoli omologhi, di ossietilenossipropilenglicole, esame-tilfosfammide, tetrametilensolfone. 15. Process according to claim 14, wherein the polar and aprotic solvent is selected from tetrahydrofuran, dioxane, tetrahydropyran, mono and dialkyl ethers of ethylene glycol and of the homologous glycols, of oxyethylene oxypropylene glycol, test-tylphosphamide, tetramethylene sulfone.

16. Processo come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che è condotto a temperature comprese tra 50 e 200, preferibilmente tra 80 e 150°C. 16. Process according to claim 1, characterized in that it is carried out at temperatures between 50 and 200, preferably between 80 and 150 ° C.

17. Processo come da rivendicazione 1, dove le pressioni sono comprese fra 1 e 200 atm, preferibilmente tra 1 e 70 atm. 17. Process according to claim 1, wherein the pressures are comprised between 1 and 200 atm, preferably between 1 and 70 atm.