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ES2248374T3 - Procedimiento de preparacion de acido 5-aminosalicilico. - Google Patents

Procedimiento de preparacion de acido 5-aminosalicilico.

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Publication number
ES2248374T3
ES2248374T3 ES01960298T ES01960298T ES2248374T3 ES 2248374 T3 ES2248374 T3 ES 2248374T3 ES 01960298 T ES01960298 T ES 01960298T ES 01960298 T ES01960298 T ES 01960298T ES 2248374 T3 ES2248374 T3 ES 2248374T3
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ES
Spain
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formula
composition
group
electrochemical
preparation
Prior art date
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ES01960298T
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English (en)
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Gaspar I.D. Electroquimica S.L. SANCHEZ-CANO
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Noveon IP Holdings Corp
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Noveon IP Holdings Corp
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C227/00Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C227/04Formation of amino groups in compounds containing carboxyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B3/00Electrolytic production of organic compounds
    • C25B3/20Processes
    • C25B3/25Reduction

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Abstract

Procedimiento para la preparación de p-aminofenoles de la Fórmula I en la que los restos R3 y R4 representan independientes entre sí, átomos de hidrógeno, restos de C1-C4-alquilo, átomos de halógeno, grupos COOH, grupos SO3H o grupos NO2, mediante transformación electroquímica caracterizado porque para la transformación electroquímica se emplea una composición de la Fórmula II en la que R1 puede ser hidrógeno, un resto de C1-C6- alquilo, un grupo hidroxilo o amino o un átomo de halógeno, donde el resto R2 puede ser OR5 o NHR5, donde R5 puede representar hidrógeno o un grupo C1-C4-alquilo, donde los restos R1 pueden ser iguales o diferentes y los restos R3 y R4 son tal como se han definido anteriormente, o una sal de éstos, como composición de partida, realizándose el procedimiento a una temperatura inferior a 50C.

Description

Procedimiento de preparación de ácido 5-aminosalicílico.
La invención se refiere a un nuevo procedimiento para la preparación de p-aminofenoles, en particular de ácido 5-aminosalicílico mediante reducción electroquímica directa de un derivado de sulfofenilazofenol. El proceso se lleva a cabo preferentemente a bajas temperaturas y preferentemente empleando un electrodo especial.
Los p-aminofenoles son compuestos tecnológicamente importantes, y en particular el ácido 5-aminosalicílico (5-ASA), con la Fórmula
1
que tiene numerosas aplicaciones, por ejemplo en electrofotografía, para la preparación de colorantes y pigmentos, y sobre todo últimamente también como sustancia activa en medicina para el tratamiento de una serie de enfermedades. Se conocen también desde hace tiempo diversos procesos para la preparación de estos compuestos y en particular de 5-ASA.
Tecnológicamente resulta especialmente importante la preparación de 5-ASA mediante la reducción de los derivados 5-azoaromáticos del ácido salicílico
2
Así, la patente EP-A 0 253 788 describe la preparación de 5-ASA esencialmente de la siguiente manera
3
Para ello se combina primeramente el ácido salicílico con la sal diazo del ácido sulfanílico y el ácido 5(para-sulfofenilazo) salicílico obtenido durante esta combinación se convierte a continuación en 5-ASA mediante hidrogenación catalítica. La hidrogenación se realiza con gas hidrógeno en un catalizador a temperaturas altas, superiores a 50ºC.
Durante esta conversión el principal inconveniente es que es necesario trabajar con gas hidrógeno. Aunque las hidrogenaciones con gas hidrógeno son posibles a gran escala técnica, sin embargo y debido al riesgo de explosión estos procedimientos no son deseables y exigen unas voluminosas medidas de seguridad, lo cual encarece el proceso. Tampoco resulta conveniente trabajar a temperaturas altas por razones económicas. Igualmente el producto final de la hidrogenación está relativamente contaminado y exige un alto gasto para la depuración.
La patente WO 86/03194 describe un proceso electroquímico para la preparación de diversos p-aminofenoles, por ejemplo, también del 5-ASA. Leído con relación a 5-ASA, el proceso transcurre esencialmente de acuerdo con el siguiente esquema de reacción:
4
El proceso ha de realizarse a una temperatura superior a 50ºC, y la gama de temperaturas preferida está entre 70 y 100ºC.
El proceso de la patente WO 86/03194 presenta el inconveniente de que además del p-aminofenol se produce en igual proporción anilina, que se considera nociva para la salud. En particular, si el compuesto de destino está previsto para empleo médico es preciso separar la anilina que se ha formado de tal manera que se cumplan los rigurosos valores límites que fija la ley. Esto es difícil y entraña unos costes elevados. También es necesario que el proceso se realice a temperaturas claramente superiores a 50ºC, lo cual también es indeseable por razones de coste. Por otra parte, por los ejemplos de la memoria queda claro que la transformación electroquímica no es completa, y después de la transformación electroquímica tiene lugar la terminación de la transformación mediante la adición de hidrosulfito sódico. Las cantidades de hidrosulfito sódico añadidas son demasiado altas para servir exclusivamente para la decoloración del producto de conversión, tal como se indica en la memoria. Más bien resulta evidente que aquí también se trata de completar la reducción electroquímica que ha transcurrido de forma incompleta mediante una reducción química con hidrosulfito sódico.
El objetivo de la presente invención es por lo tanto facilitar un proceso para la preparación de p-aminofenoles, en particular de 5-ASA que no presente los inconvenientes del estado de la técnica y con el cual se pueda preparar por ejemplo 5-ASA de forma ventajosa y económica. La conversión debe realizarse, en particular, también a bajas temperaturas ya que esto reduce la formación de productos secundarios.
Este objetivo se resuelve mediante el objeto de las reivindicaciones.
La presente invención está dirigida a un procedimiento para la preparación de p-aminofenoles de la Fórmula I
\vskip1.000000\baselineskip
5
en la que los restos R_{3} y R_{4} representan, independientes entre sí, átomos de hidrógeno, restos de C_{1}-C_{4}-alquilo, átomos de halógeno, grupos COOH, grupos SO_{3}H o grupos NO_{2},
mediante transformación electroquímica, caracterizado porque para la transformación electroquímica se emplea una composición de la Fórmula II
6
en la que R_{1} puede ser hidrógeno, un resto de C_{1}-C_{6}-alquilo, un grupo hidroxilo, sulfonilo o amino o un átomo de halógeno, donde el resto R_{2} puede ser OR_{5} o NHR_{5}, donde R_{5} puede representar hidrógeno o un grupo C_{1}-C_{4}-alquilo, donde los restos R_{1} pueden ser iguales o diferentes y los restos R_{3} y R_{4} son tal como se han definido anteriormente, o una sal de éstos, como composición de partida, realizándose el procedimiento a una temperatura inferior a 50ºC.
Las formas de realización preferidas se pueden ver por las reivindicaciones adjuntas.
La invención está basada en el sorprendente hallazgo de que los sulfonatos de la Fórmula general
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en la que R_{1} puede ser hidrógeno, un resto alquilo C_{1}-C_{6}, un grupo hidroxilo o amino o un átomo de halógeno, el resto R_{2} puede ser R_{5} o NHR_{5}, donde R_{5} puede representar hidrógeno o un grupo C_{1}-C_{4}-alquilo y donde los restos R_{1} pueden ser iguales o diferentes, los restos R_{3} y R_{4} representan independientes entre sí átomos de hidrógeno, restos de C_{1}-C_{4}-alquilo, átomos de halógeno, grupos COOH, grupos SO_{3}H o grupos NO_{2} o sus sales, en particular sus sales de metales alcalinos, se pueden reducir muy ventajosamente por vía electroquímica, pudiendo trabajar a temperaturas inferiores a 50ºC. Los productos de sulfanilo que aquí se producen como producto secundario no están clasificados como tóxicos a diferencia de los productos de anilina que se obtienen en el proceso de la WO 86/03194, y algunos de ellos incluso tienen aplicación terapéutica como medios antibacterianos. Dependiendo de la aplicación, no se precisa, por lo tanto, en el proceso objeto de la invención una separación tan intensa de los productos secundarios tal como se precisa en el caso de la formación de las anilinas. Los productos obtenidos se pueden designar sin embargo siempre como exentos de anilina.
De acuerdo con la invención se emplea preferentemente en el proceso electroquímico para la preparación de un compuesto de la Fórmula I
8
un compuesto de la Fórmula II, en el que por lo menos tres restos R_{1} representan un átomo de hidrógeno. Más preferentemente, los cuatro restos R_{1} representan un átomo de hidrógeno. También se prefieren las composiciones de la Fórmula II en la que el grupo SO_{2}R_{2} se encuentra en posición para respecto al grupo azo. Igualmente se prefiere especialmente que el resto R_{2} represente un grupo OH. Por lo tanto se prefieren especialmente aquellas composiciones en las que todos los restos R_{1} representan un átomo de hidrógeno y el resto -SO_{2}R_{2} sea un grupo -SO_{3}H en posición p respecto al grupo azo.
También se prefieren especialmente aquellas composiciones en las que el resto R_{3} representa un átomo de hidrógeno. Igualmente se prefieren especialmente composiciones en las que el resto R_{4} represente un grupo COOH, que a su vez se encuentre preferentemente en posición orto respecto al grupo OH. Igualmente se prefieren las sales de estas composiciones.
Con ello se emplea en el proceso objeto de la invención como composición más preferida de la Fórmula II una composición que tenga la Fórmula
9
o una sal de la misma.
Las composiciones de partida de la Fórmula II se pueden preparar mediante procesos de por sí conocidos, tal como se describen en principio por ejemplo en la patente EP-A 0 253 788. Para la preparación de la composición de la Fórmula II antes citada y especialmente preferida se parte de ácido sulfanílico, mientras que para la preparación de otras composiciones de la Fórmula II se emplean los correspondientes derivados del ácido sulfanílico o los correspondientes p-aminofenoles.
La transformación electroquímica de la composición de la Fórmula II puede tener lugar de forma de por sí conocida. La conversión electroquímica tiene lugar preferentemente en un dispositivo mediante el empleo de electrodos, tal como se describen en la patente EP-A 618 312, a cuyo contenido se hace referencia a este respecto. De forma especialmente preferente se efectúa la transformación electroquímica igualmente en un dispositivo y utilizando electrodos tales como se describen en la patente EP-A 778 360, a cuya publicación se hace referencia a este respecto. En la medida en que en la presente descripción no se indique expresamente otra cosa, se prefieren los dispositivos y condiciones de proceso descritos en las patentes EP-A 618 312 y EP-A 778 360 para la realización de la reducción electroquímica de la composición de la Fórmula II a la composición de la Fórmula I.
La reducción electroquímica de la composición de la Fórmula II tiene lugar preferentemente en una solución, en particular en una solución acuosa. El valor pH de la solución debería estar preferentemente por encima de 8 y más preferentemente por encima de 9. En una solución tan intensamente alcalina, la composición de la Fórmula II estará presente en forma disociada, de manera que naturalmente se pueden emplear, en lugar de los ácidos libres, directamente las sales correspondientes, en particular las sales de metales alcalinos. El valor pH de la solución que se emplee para la reducción electroquímica se ajusta preferentemente añadiendo un hidróxido de metal alcalino. Pero eventualmente también se pueden utilizar otras composiciones de reacción alcalina.
La reducción electroquímica objeto de la invención se realiza muy preferentemente mediante con un cátodo tridimensional, en particular con un cátodo tridimensional de carbono, que tenga un colector metálico. Esta clase de cátodos se describen en las patentes EP-A 618 312 y EP-A 778 360, y también se pueden obtener comercialmente. Un electrodo tridimensional es un electrodo poroso, por ejemplo con una estructura semejante a la de la lana de vidrio o de un trenzado metálico, que de este modo presenta una gran superficie activa.
Con el empleo de esta clase de cátodos se puede mantener baja la densidad de corriente real debido a la gran superficie, y se obtiene un rendimiento de corriente muy alto para la transformación electroquímica. Aunque al final de la transformación todavía se añaden preferentemente medios químicos de reducción tales como hidrosulfito sódico, para la decoloración, es cierto que en comparación con el proceso conocido por la patente WO 86/01394 se pueden reducir considerablemente su cantidad, puesto que ya no es necesario completar la transformación mediante la reducción química con hidrosulfito sódico.
Con el cátodo tridimensional preferido conforme a la invención se tiene también la posibilidad de mantener una densidad de corriente constante durante toda la electrólisis.
En el procedimiento electroquímico objeto de la invención se puede emplear una membrana de separación de campos usual. La membrana de separación es preferentemente un intercambiador de iones catiónico, que preferentemente está perfluorado. Esta clase de membranas de separación de campo pueden obtenerse comercialmente. También aquí se
puede volver a remitir a las membranas de separación de campo descritas en las patentes EP-A 778 360 y EP-A 618 312.
En cuanto a los ánodos que se pueden utilizar no hay especiales limitaciones, pero deberían ser ánodos que trabajen satisfactoriamente incluso con valores pH elevados. Como ejemplo se pueden citar los ánodos de níquel. También aquí se puede remitir nuevamente a los ánodos descritos en las patentes EP-A 778 360 y EP-A 618 312.
De acuerdo con la invención, la densidad de corriente está preferentemente entre 500 y 2500 A/m^{2}, y se mantiene preferentemente constante durante toda la transformación. Por lo demás también aquí se puede remitir nuevamente a las densidades de corriente descritas en las patentes EP-A 778 360 y EP-A 618 312.
Una ventaja considerable del proceso objeto de la invención consiste en que la reducción electroquímica se puede llevar a cabo a bajas temperaturas. Mientras que el proceso conforme a la patente WO 86/03194 exige necesariamente temperaturas superiores a 50ºC y en la práctica incluso se necesitan más de 70ºC, el proceso objeto de la invención se realiza preferentemente a temperaturas inferiores a 50ºC, más preferentemente a temperaturas de 40ºC o inferiores, en particular de 30ºC o inferiores.
Los tiempos de reacción dependen de los distintos parámetros del proceso electroquímico. El final de la conversión lo puede determinar fácilmente un especialista mediante procedimientos usuales tales como HPLC. Una vez terminada la reducción electroquímica se puede aislar la composición formada de la Fórmula I mediante métodos químicos usuales tales como son conocidos en el estado de la técnica.
El siguiente ejemplo describe la invención.
Ejemplo 1 Preparación de 5-ASA mediante redacción electroquímica del ácido 5(para-sulfofenilazo)salicílico
10
230 kg de ácido 5(p-sulfofenilazo)salicílico (que se puede preparar de acuerdo con ``Grundlegende Operationen der Farbenchemie (Operaciones básicas de la química de los colores), 8, 5ª edición, Viena 1983, págs. 150-151'') y 85 kg de hidróxido sódico se disuelven en 1500 litros de agua. La solución se introduce en un recipiente que esté en contacto con un reactor electroquímico (``REIM 330 de la firma I.D. Electroquímica S.L., Alicante, España). La solución se puede conducir con velocidad constante a través del reactor electroquímico y representa el líquido catódico.
El reactor consta esencialmente de un cátodo de carbono tridimensional que puede obtenerse comercialmente, de gran superficie específica, con un colector de plomo. Un cátodo de carbono con colector metálico constituye el cátodo más preferido de la presente invención, con independencia de los restantes parámetros de este ejemplo especial. Como metal se puede emplear plomo, como en el presente ejemplo, o también cobre, acero o acero inoxidable. Como ánodo se utiliza un ánodo que pueda emplearse con valores pH de 12, por ejemplo un ánodo que puede obtenerse bajo la designación DSA-O_{2} de la Firma PERMELEC. El reactor electroquímico contiene además una membrana de separación de campos con un campo de trabajo de 4 m^{2}. La membrana de separación de campos es catiónica y selectiva. Como ejemplo se puede citar aquí la membrana de separación de campos distribuida por la Firma Dupont con la designación NAFION 450.
Como líquido anódico se emplean 900 l de una solución de hidróxido sódico, cuyo valor pH está entre 10 y 11. La solución de hidróxido sódico se introduce en un recipiente que está comunicado con el reactor electroquímico.
El valor pH del líquido anódico se mantiene constante durante el proceso en un valor pH entre 10 y 11 mediante la adición controlada de una solución de hidróxido sódico al 50%.
Durante el proceso se asegura una temperatura de 25ºC a 40ºC. El líquido catódico y el líquido anódico se hacen pasar a través del reactor electroquímico con una velocidad de 5000 l/h. La alimentación de corriente se activa con una densidad de corriente media de 1500 A/m^{2}. El proceso se lleva a cabo durante 14 horas. Para ello se pone en circulación en total una carga de 4,4 F por mol de composición de partida, lo que equivale al 110% de la carga estequiométrica teórica.
Al cabo de una transformación de 14 horas cambia notablemente el color de la solución, lo que indica que ha terminado la transformación. Se interrumpe la alimentación de corriente y la solución se pasa a un reactor corriente, y se añade una solución de ácido clorhídrico al 32% hasta alcanzar un valor pH de 3 a 5. El 5-ASA se precipita y se separa por filtración. Después de secar se obtienen 90 kg de 5-ASA con una pureza superior al 96% (según HPLC). El 5-ASA está exento de anilina.
El líquido anódico se puede emplear para otra transformación.

Claims (9)

1. Procedimiento para la preparación de p-aminofenoles de la Fórmula I
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en la que los restos R_{3} y R_{4} representan independientes entre sí, átomos de hidrógeno, restos de C_{1}-C_{4}-alquilo, átomos de halógeno, grupos COOH, grupos SO_{3}H o grupos NO_{2},
mediante transformación electroquímica caracterizado porque para la transformación electroquímica se emplea una composición de la Fórmula II
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en la que R_{1} puede ser hidrógeno, un resto de C_{1}-C_{6}-alquilo, un grupo hidroxilo o amino o un átomo de halógeno, donde el resto R_{2} puede ser OR_{5} o NHR_{5}, donde R_{5} puede representar hidrógeno o un grupo C_{1}-C_{4}-alquilo, donde los restos R_{1} pueden ser iguales o diferentes y los restos R_{3} y R_{4} son tal como se han definido anteriormente, o una sal de éstos, como composición de partida, realizándose el procedimiento a una temperatura inferior a 50ºC.
2. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el procedimiento se lleva a cabo con un valor pH de 7 o superior, preferentemente 9 o superior.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la composición de la Fórmula II todos los restos R_{1} representan átomos de hidrógeno.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la composición de la Fórmula II el resto SO_{2}R_{2} representa un grupo SO_{3}H en posición para respecto al grupo azo.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la composición de la Fórmula II y en la composición de la Fórmula I, el resto R_{3} representa un grupo COOH en posición orto con respecto al grupo hidroxilo.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque en la composición de la Fórmula I se trata de ácido 5-aminosalicílico
13
y en la composición de la Fórmula II, de la composición
14
o una sal de ésta.
\newpage
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el procedimiento se lleva a cabo a una temperatura de 40ºC o inferior, preferentemente a 30ºC o inferior.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el procedimiento electroquímico se emplea un cátodo tridimensional.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque en cuanto al cátodo tridimensional se trata de un cátodo de carbono con colector metálico, preferentemente con colector de plomo.
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