CH636336A5 - Process for the synthesis of malonic acid derivatives - Google Patents

Description

L'invenzione si riferisce a un processo per la sintesi di derivati dell'acido malonico di formula (I)

O

il

R' C—OR'"

(D,

R" Z nella quale formula

— Z rappresenta un gruppo estereo, ammidico o nitrilico,

— R' è idrogeno, un gruppo arilico, alchilico, alchilarilico o arilalchilico,

— R" è idrogeno, un gruppo arilico, alchilico, alchilarilico o arilalchilico,

— R'" è un radicale alchilico o alchilarilico,

— B è una base inorganica od organica ed

— C è un complesso del Palladio o Palladio metallico.

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.

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.

Il processo secondo l'invenzione è caratterizzata nella rivendicazione 1 precedente.

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.

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.

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

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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.

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.

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.

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:

Esempio 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.

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%.

Esempio 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.

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%.

Esempio 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°.

L'analisi della miscela di reazione ha mostrato formazione del dimetil estere dell'acido fenilmalonico con resa 15 del 55%.

Esempio 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%.

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Esempio 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.

L'analisi della miscela di reazione indica una conversione del 97 % con una selettività dell'81 % in N, N' dietil-malonammide monoetil estere.

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Claims (17)

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1. Processo per la sintesi di derivati dell'acido malonico di formula (I)

O

!!

R' C—OR'"

r^cc; co,

R" Z nella quale formula

— Z rappresenta un gruppo estereo, ammidico o nitrilico,

— R' è idrogeno, un gruppo arilico, alchilico, alchilarilico o arilalchilico,

— R" è idrogeno, un gruppo arilico, alchilico, alchilarilico o arilalchilico,

— R'" è un radicale alchilico o alchilarilico,

— B è una base inorganica od organica ed

— C è un complesso del Palladio o Palladio metallico, consistente nel far reagire un composto della formula (II)

R' X

^cc: a«

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

— X rappresenta un alogeno,

— Y rappresenta un alogeno uguale o diverso da X,

oppure il gruppe estereo, ammidico o nitrilico non partecipante alla reazione, e

— R', R", R'", B e C hanno il significato dato precedentemente.

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.

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RIVENDICAZIONI

3. Processo secondo la rivendicazione 1, laddove B è scelta tra le ammine terziarie alifatiche e le piridine.

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.

5. Processo come da rivendicazione 1, dove il complesso del Palladio è del tipo L\ Pd Xt X2 dove L\ rappresenta un legante bidentato.

6. Processo come da rivendicazione 4, dove Lj ed L2 sono scelte fra fosfine, arsine, stibine alchiliche o ariliche.

7. Processo come da rivendicazioni 4 e 5, dove Xx e X2 sono scelti fra alogeni, carbossilati, cianuri, tioaleoolati, alcossicarbonili.

8. Processo come da rivendicazione 5, dove L\ è scelto fra fenantrolina o diarsina, dipiridili e loro derivati sostituiti.

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.

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.

11. Processo come da rivendicazione 1, condotto in presenza di una sostanza attivante.

12. Processo come da rivendicazione 11, in cui la sostanza attivante è scelta fra alogenuri e carbossilati dei metalli alcalini o alcalino-terrosi.

13. Processi come da rivendicazioni 1 a 12, condotti in presenza di solvente .organico.

14. Processo come alla rivendicazione 13, condotto in solvente polare e aprotico.

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.

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.

17. Processo come da rivendicazione 1, dove le pressioni sono comprese fra 1 e 200 atm, preferibilmente tra 1 e 70 atm.