MXPA01003259A - Un metodo para preparar ciclopropenos. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a un metodo para preparar ciclopropenos.

Description

UN MÉTODO PARA PREPARAR CICLOPROPENOS La presente invención se refiere a un método para preparar ciclopropenos . Los ciclopropenos tienen una variedad de usos en la industria química. Un descubrimiento reciente es la capacidad del 1-metilciclopropeno, y sus análogos relacionados, a inhibir la acción del etileno en las plantas (véase la patente de E.U.A., No. 5,518,988) . Se han reportado varias síntesis del ciclopropeno y sus derivados sencillos. El proceso practicado más ampliamente es la a-eliminación de la amida de sodio de un cloruro alílico (véase F. Fisher y D. Applequist, J. Org. Chem. , 3_0, 2089 (1965)) . Desafortunadamente, este método sufre de rendimientos relativamente bajos, dificultad en purificar el producto final y el uso de amida de sodio en exceso. Una síntesis mejorada del 1-metilciclopropeno incorpora el uso del fenil-litio exento de haluro, recién preparado, como la base de reemplazo de la amida de sodio. Este método suministra rendimientos generales en el intervalo del 660 al 80 por ciento (véase R. Magid, et al., J. Org. Chem., 3_6, 1320 (1971) . Se revelan métodos de síntesis similares en la patente de E.U.A., No. 6,017,849. r Aunque las reacciones reportadas trabajan razonablemente bien, un problema principal es a menudo encontrado en la presencia de isómeros indeseados, tal como el metilen-ciclopropano, en la mezcla del producto final. Métodos que mejoran la relación del isómero (es decir, el 1-metilciclopropeno aumentado en comparación con el metilen-ciclopropano, a menudo lo hacen a costa de un rendimiento general del producto (véase Koster, et al., Liebigs Ann. Che . , 1219 (1973)) . Debido a estos problemas, existe aún la necesidad de un método para preparar el 1-metil-ciclopropeno con alto rendimiento y alta pureza del isómero. El inventor ha descubierto que una cantidad catalítica de ciertas bases más débiles se agregan a la mezcla de reacción de un haluro de alquilo, substituido o insubstituido, y una base fuerte en un solvente inerte, los ciclopropenos, con un contenido del isómero indeseado grandemente reducido, se producen con alto rendimiento. La presente invención, por lo tanto, se refiere a un método para preparar ciclopropenos, el cual comprende combinar un compuesto de alquilo de la fórmula I : en la cual : X es un grupo de partida; y R es hidrógeno o un grupo alquilo, alquenilo, alquinilo, cicloalquilo, cicloalquilalquilo, fenilo o naftilo, substituido o insubstituido; donde los substituyentes son, independientemente, halógeno, alcoxi o fenoxi, substituido o insubstituido; con una base fuerte no nucleofílica, en un solvente inerte, en la presencia de una cantidad catalítica de una base no nucleofílica, más débil. Según se usa aquí, el término de "alquilo" significa radicales (Ci-C2o) tanto de cadena recta como ramificada, los cuales incluyen, por ejemplo, el metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 1-etoxipropilo, n-butilo, tere . -butilo, isobutilo, 2, 2-dimetilpropilo, pentilo, octilo y decilo. Los términos de "alquenilo" y "alquinilo" significan grupos de alquenilo (C3-C2o) Y alquinilo, tal como, por ejemplo, el 2-propenilo, 3-butenilo, 3-butenilo, 2 -metil -2 -propenilo y 2-propinilo. El término de "cicloalquilalquilo" significa un grupo alquilo (C1-C15) , substituido con un grupo cicloalquilo (C3-C3) , tal como, por ejemplo, ciclopropilmetilo, ciclopropiletilo, ciclobutil-metilo y ciclopentiletilo . El término de "haloalquilo" significa un radical alquilo en que uno o más de los átomos de hidrógeno se han reemplazado por un átomo de halógeno . El término de "halógeno" significa flúor, cloro, bromo y yodo. El término de "base fuerte" significa una base no nucleofílica con un pKa mayor de 35. El término de "base más débil" significa una base no nucleofílica con un Ka de 26 a 35 o su ácido conjugado. El término de "solvente inerte" significa un solvente el cual no reacciona con la base fuerte, la base más débil, el haluro de alilo o el ciclopropeno resultante. Según se usa aquí, todos los porcentajes son en por ciento en peso, a no ser que se especifique de otra manera y son inclusive y combinables. Todas las relaciones son en peso y todos los intervalos de las relaciones son inclusive y combinables. Todos los intervalos molares son inclusive y combinables. Preferiblemente, X es un grupo de partida, seleccionado de halógeno, alquilo o aril-sulfoniloxi, alquilo o aril-sulfato, y alcoxi. Más preferible, X es cloro, bromo, yodo, bencensulfoniloxi , p-toluensulfoniloxi , metansulfoniloxi o t-butoxi. Aún más preferible, X es cloro, bromo o bencensulfoniloxi . Especialmente preferido, X es cloro o bromo.

Preferiblemente, R es alquilo (C1-C10) . Más preferiblemente, R es alquilo (Ci-C8) - Especialmente preferido, R es metilo. Preferiblemente, el solvente inerte es un hidrocarburo alifático o aromático, tal como, por ejemplo, un aceite mineral, el benceno, tolueno o xileno; un éter, tal como, por ejemplo, el éter dietílico, tetrahidrofurano o dioxano. un hidrocarburo halogenados, tal como, por ejemplo, los per-haloalcanos o el cloruro de metileno, el amoníaco líquido o alquil-aminas inferiores o dialquil -aminas inferiores, tal como, por ejemplo, la metilamina o la dimetilamina . Más preferiblemente, el solvente es un hidrocarburo alifático o aromático. Especialmente preferido, el solvente es un aceite mineral. El solvente puede ser una mezcla de uno o más solventes inertes. Preferiblemente, la base fuerte es una sal de un metal alcalino de una amina o una base organometálica. Más preferiblemente, la base fuerte es la amida de sodio, potasio o litio, o el fenil-litio. Especialmente preferido, la base fuerte es la amida de sodio. La base fuerte puede ser una mezcla de mas de una de las bases fuertes. La cantidad de la base fuerte usada en el método, variará dependiendo de la base más débil usada, el solvente inerte y la temperatura a la cual se conduce la reacción. Preferiblemente, la cantidad de la base fuerte dada es de 0.1 a 20 moles por mol del compuesto de alilo de la fórmula 1. Más preferiblemente, la cantidad de la base fuerte usada es de 0.5 a 2 moles por mol del compuesto de alilo de la fórmula I. Especialmente preferido, la cantidad de la base fuerte usada es de 0.7 a 1.4 moles por mol del compuesto de alilo de la fórmula I . Preferiblemente, la base más débil es soluble en el solvente inerte. Más preferiblemente, la base más débil es una silil-amina, un disilazano, sus análogos cíclicos, sus análogos de silazano/éter cíclicos mezclados, o sus sales de metal. Aún más preferiblemente, la base más débil es una silil-amina o un disolazano. Aún más preferiblemente, la base más débil es una dialquil- o trialquil, diaril- o triaril, o alquil/aril mixtos-silil-amina; un pentaalquil- o hexaalquil-, tetraaril- pentaaril- o hexaaril, o alquil/aril mixtos-disilazano; o sus análogos cíclicos. Aún más preferiblemente, la base más débil es la 1,1,1-trifenilsililamina, tri-n-hexilsililamina, 1,1,1,3,3,3-hexametildisilazano, 1,1,3 , 3-tetrametildisolazano, 2 , 2 , 4 , 4 , 6 , 6-hexametilciclotrisilazano, octametilciclo-tetrasilazano, , hexaetildisilazano, 1, 3-di-n-octiltetra-metildisilazano, o 2 , 2 , 5 , 5-tetrametil-2 , 5-disila- 1 -aza-ciclopentano . Más preferiblemente, la base más débil es el hexametildisilazano . Esta base más débil puede ser una mezcla de más de una base más débil . La cantidad de la base más débil usada en el método de esta invención, variará dependiendo de la base fuerte usada, el solvente inerte usado, y la temperatura a la cual se conduce la reacción. Preferiblemente, la cantidad de la base más débil usada es de 0.001 hasta 0.95 moles por mol de la base fuerte usada. Más preferiblemente, la cantidad de la base más débil usada es de 0.02 a 0.4 moles por mol de la base fuerte. Especialmente preferido, la cantidad de la base más débil usada es de 0.02 a 0.2 moles por mol de la base fuerte. El orden de adición de los reactivos al solvente no es crítico. Sin embargo, se prefiere que el compuesto de alilo, de la fórmula I, sea agregado al último a la mezcla de los otros componentes. Especialmente preferido, el compuesto de alilo se agrega lentamente a la mezcla de los otros componentes. La temperatura a la cual el método de esta invención se lleva a cabo no es crítica. Sin embargo, debido a que los ciclopropenos son compuestos reactivos, se debe tener cuidado en asegurar que a) la temperatura se mantenga más baja de aquélla a la cual ocurren la descomposición o reaccionas secundaria, o b) el ciclopropeno producido debe ser removido de la mezcla de reacción, conforme sea producida, o una combinación de a) y b) . Preferiblemente, el ciclopropeno producido será destilado de la mezcla de reacción y recogido en un receptor enfriado, conforme sea producido. Para los ciclopropenos de punto de ebullición menor, la temperatura es preferiblemente mayor o igual al punto de ebullición del ciclopropeno y este ciclopropeno se destila de la mezcla de reacción conforme se produce. Para ciclopropenos con punto de ebullición mayor, la temperatura es preferiblemente menor que la temperatura de descomposición del ciclopropeno. Preferiblemente, la mezcla de reacción se agita o se combina de otra manera y/o se rocía o purga con un gas inerte, durante la reacción. Preferiblemente, el gas inerte es el nitrógeno. Más preferiblemente y, en particular, en el caso de ciclopropenos de punto de ebullición menor, el régimen de agitación es suficientemente alto para asegurar que el ciclopropeno destile de la mezcla de reacción, tan pronto como sea posible, después de ser formado. La remoción rápida del ciclopropeno de la mezcla de reacción reduce la producción de productos secundarios, tal como los alquilidenciclopropanos y los telómeros. La presión a la cual se conduce la reacción tampoco es crítica. La presión ambiental es preferida. Sin embargo, la presión o el vacío se pueden utilizar para afectar los puntos de ebullición relativos del ciclopropeno producido y el solvente inerte, para ayudar en la separación del ciclopropeno de la mezcla de reacción.

El método de esta invención se ilustra por los siguientes ejemplos y ejemplos comparativos. En los siguientes ejemplos, todos los porcentajes y partes son en peso.

Preparación del l-metilciclopropeno con catálisis: En un matraz de fondo redondo, de 4 cuellos, con capacidad de 1000 mi, equipado con un termómetro interno, agitación superior, un embudo de adición igualador de presión y un condensador, se agregaron 109 g (2.79 moles) de la amida de sodio comercial y 110 mi de aceite mineral ligero. El matraz se calentó, por medio de un baño externo, a una temperatura interna de 45°C, y se agregaron 4.2 g (0.03 moles) del hexametildisilazano . En el curso de 50 minutos, 202 g (2.23 moles) del 3 -cloro-2 -metilpropeno se agregaron lentamente. El gas que se desarrolló se llevó por un conducto al condensador y luego se depuró con agua y finalmente se condensó en una trampa enfriada con hielo seco. El rendimiento fue de 39.3 g del 1-metil -ciclopropeno, contaminado con 1.5 por ciento del metilenciclopropano y 8 por ciento del material de partida, el 3-cloro-2-metilpropeno . Una simple destilación del producto suministró el producto final que contiene menos del 0.1 por ciento del 3.cloro-2 -metilpropeno.

Preparación 1 del l-metilciclopropeno, en la ausencia de catalizador : En un matraz de fondo redondo, de 4 cuellos, con capacidad de 1000 mi, equipado con un termómetro interno, agitador superior, un embudo de adición igualador de presión y un condensador, se agregaron 33.4 g (0.856 moles) de la amida de sodio comercial y 100 mi de aceite mineral ligero. El matraz se calentó, por medio de un baño externo, a una temperatura interna de 45°C. En el curso de 90 minutos, se agregaran lentamente 36.7 g (0.405 moles) del 3-cloro-2-metilpropeno . No se desarrolló gas, lo que indica que a) no se produjo el 1-metilciclopropeno o b) cualquier 2-metilciclopropeno producido, se descompuso o se acopló en una o más reacciones ulteriores.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un método para preparar un ciclopropeno, este método comprende combinar un compuesto de alilo, de la fórmula : I en la cual: X es un grupo de partida; y R es hidrógeno o un grupo alquilo, alquenilo, alquinilo, cicloalquilo, cicloalquilalquilo, fenilo o naftilo, substituido o insubstituido; donde los substituyentes son, independientemente, halógeno, alcoxi o fenoxi, substituido o insubstituido; con una base fuerte no nucleofílica, en un solvente inerte, en la presencia de una cantidad catalítica de una base no nucleofílica, más débil.

2. El método de la reivindicación 1, en que X es halógeno, alquil- o aril -sulfonilo, alquil- o aril-sulfato, y alcoxi .

3. El método de la reivindicación 1, en que X es cloro, bromo, yodo, bencensulfoniloxi , p-toluensulfoniloxi , metansulfoniloxi o t-butoxi.

4. El método de la reivindicación 1, en que R es alquilo (Cl-Ci0) .

5. El método de la reivindicación 1, en que la base fuerte es una sal de un metal alcalino de una amina o una base organometálica.

6. El método de la reivindicación 1, en que la base más débil es una amina de sililo o un disilizano.

7. El método de la reivindicación 1, en que el solvente inerte es un hidrocarburo alifático o aromático; un éster, un hidrocarburo halogenado, el amoníaco líquido, la metilamina o la dimetilamina .

8. El método de la reivindicación 1, en que este método además comprende remover el ciclopropeno de la mezcla de reacción por medio de destilación.

9. El método de la reivindicación 1, en que X es cloro o bromo, R es alquilo (Ci-C10) , la base fuerte es la amida de sodio, la base más débil es el hexametildisilazano y el solvente inerte es el aceite mineral .

10. El método de la reivindicación 9, en que R es metilo .