ES2625739A1 - Procedimiento para la desoxigenación de N-óxidos de piridina, quinolina e isoquinolina. - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un procedimiento para la desoxigenación catalítica de N-óxidos de piridina, quinolina e isoquinolina a los correspondientes compuestos heterocícicos derivados de piridina, quinolina e isoquinolina, mediante la utilización de pinacol (2,3-dimetil-2,3-butanodiol) como agente reductor en presencia de un catalizador de molibdeno (VI), en un disolvente orgánico, a presión atmosférica y a una temperatura de 130ºC o, alternativamente, por irradiación en un horno microondas monomodo a una potencia máxima de 150 W y a una temperatura de 130°C, generando como principales subproductos agua y acetona.
Description
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PROCEDIMIENTO PARA LA DESOXIGENACION DE N-OXIDOS DE PIRIDINA,
QUINOLINA E ISOQUINOLINA
DESCRIPCION
OBJETO DE LA INVENCION
La presente invention se refiere a un procedimiento para la desoxigenacion catalltica de N-oxidos de piridina, quinolina e isoquinolina.
Mas concretamente, la invencion se refiere a un procedimiento para la desoxigenacion catalltica de N-oxidos de piridina, quinolina o isoquinolina a compuestos tipo piridina, quinolina o isoquinolina, respectivamente, mediante la utilization de pinacol (2,3-dimetil-2,3-butanodiol) como agente reductor en presencia de un catalizador de molibdeno.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Los N-oxidos heteroclclicos presentan un elevado interes e importancia como intermedios en la funcionalizacion regioselectiva de los correspondientes heterociclos desoxigenados, compuestos con amplia aplicabilidad en industrias como la de los nuevos materiales, farmaceutica, agroqulmica, etc. Por lo tanto, la reaction de reduction de N-oxidos heteroclclicos a sus correspondientes heterociclos nitrogenados constituye un proceso de gran utilidad en slntesis organica.
Los metodos clasicos y mas generales para la desoxigenacion de N- oxidos de piridina, quinolina e isoquinolina requieren el empleo de compuestos de fosforo (III) como PCl3 o metales como Fe, Zn o Cu en cantidades estequiometricas o incluso en exceso. Algunos de estos procesos de reduccion pueden encontrarse, por ejemplo, en (a) "The Chemistry of Heterocycles", Wiley- VCH, Weinheim, Germany, 2nd edn, 2003. (b) “Cu(I)-mediated deoxygenation of N-oxides to amines”, Tetrahedron, 2007, 63, 126.
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Mas recientemente, se han desarrollado metodos catallticos utilizando complejos de metales de transition como Mo, Re, Pd o Cu, en presencia de diversos oxo-aceptores como hidrogeno, silanos, fosfinas o diazo compuestos. Algunos de estos procesos de reduction pueden encontrarse, por ejemplo, en (a) "Copper-catalyzed oxygen atom transfer of W-oxides leading to facile deoxygenation procedure applicable to both heterocyclic and amine W-oxides”, Chem. Commun., 2015, 51, 7035. (b) “Efficient deoxygenation methodologies catalyzed by oxo-molybdenum and oxo-rhenium complexes”, Coord. Chem. Rev., 2015, 284, 67-92.
La patente JP 2012121844 A, "Method for producing pyridine compound by deoxygenating pyridine W-oxide compound”, se refiere a un procedimiento para la desoxigenacion de W-oxido de piridina en presencia nano- partlculas de oro como catalizador y un derivado sililado (fenildimetilsilano o 1,1,3,3-tetrametildisiloxano) como oxo-aceptor.
Sin embargo, estos metodos previos presentan ciertas desventajas, haciendo necesario el desarrollo de nuevos metodos de reduccion de W-oxidos heteroclclicos. Entre las desventajas de muchos de estos metodos conocidos de la tecnica anterior para la desoxigenacion de W-oxidos heteroclclicos se encuentran el empleo de reactivos y condiciones de reaction que resultan incompatibles con la presencia de grupos funcionales sensibles en la molecula tales como olefinas, carbonilos, nitrilos o halogenos. Igualmente, muchos de estos metodos conocidos dan lugar a subproductos diflcilmente separables del producto final, que hacen necesarias tediosas y costosas etapas de purification para obtener el producto puro. Muchos de los reductores empleados y subproductos generados en los metodos anteriores son toxicos, medioambientalmente problematicos y/o de elevado coste.
Por otro lado, las patentes ES 2381725 B2 “Procedimiento para la reduccion catalltica de sulfoxidos organicos” y ES 2392998 B2 “Procedimiento para la reduccion catalltica de compuestos nitroaromaticos” se refieren al empleo de pinacol (2,3-dimetil-2,3-butanodiol) como agente reductor de sulfoxidos organicos y compuestos nitroaromaticos en presencia de un catalizador de molibdeno.
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Visto el estado de la tecnica, el desarrollo de nuevos metodos catallticos que permitan el empleo de agentes reductores mas limpios, manejables, generales y eficientes continua siendo objeto de estudio. Los nuevos sistemas catalizador-reductor tienen como retos principales mantener la tolerancia a grupos potencialmente reducibles y minimizar la formation de subproductos de reaction no deseados.
El objeto de la presente invention es, por tanto, proporcionar un nuevo procedimiento para la desoxigenacion catalltica de compuestos organicos heteroaromaticos que presentan un grupo N-oxido, esto es compuestos de formula general (1), siendo R un grupo alcoxilo, carboxilo, arilo o heteroarilo, a compuestos heteroaromaticos nitrogenados (2), empleando pinacol como reductor, que no presenta las desventajas de los procedimientos de reduction anteriormente mencionados.
HO oh
R1—L-
[catT
V
(1) 0
Asl, el procedimiento para la desoxigenacion de N-oxidos heteroclclicos de la presente invencion se basa en la utilization de pinacol, como agente reductor, un compuesto facilmente accesible y manejable; genera subproductos facilmente separables y medioambientalmente inocuos y permite la obtencion de heterociclos nitrogenados con elevada pureza y elevado rendimiento y sin necesidad de costosos procedimientos de separacion cromatograficos. El nuevo proceso no requiere atmosferas inertes ni presiones elevadas, todos los reactivos son solidos o llquidos facilmente manipulables. Adicionalmente, el proceso de reduccion de la presente invencion es altamente selectivo, no produciendose la reduccion de otros grupos funcionales.
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En vista de lo anteriormente enunciado la presente invencion se refiere a un nuevo procedimiento reductor de moleculas organicas. En concreto, se refiere a un procedimiento para la desoxigenacion catalrtica de compuestos organicos de formula (1) que incluyen un grupo funcional N-oxido a compuestos heterodclicos de formula (2), mediante la utilizacion de pinacol (2,3-dimetil-2,3-butanodiol) como agente reductor, utilizando como catalizador un complejo de molibdeno (VI),
HO oh
(1) O- (2)
donde:
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R representa un grupo alcoxilo, carboxilo, arilo o heteroarilo sustituidos o no sustituidos;
[cat.] representa un catalizador de Mo (VI).
EXPOSICION DETALLADA DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a un nuevo procedimiento reductor de moleculas organicas. En concreto, se refiere a un procedimiento para la desoxigenacion catalrtica de compuestos organicos de formula (1) que incluyen un grupo funcional N-oxido a compuestos heterodclicos de formula (2), mediante la utilizacion de pinacol (2,3-dimetil-2,3-butanodiol) como agente reductor, utilizando como catalizador un complejo de molibdeno (VI),
HO OH
- R1^ [cat ] /I l\ V'J-------------------------------'
- . R1t
- (1) 0
- (2)
donde:
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R en la formula (1) y (2) representa un grupo alcoxilo, carboxilo, arilo o heteroarilo sustituidos o no sustituidos;
[cat.] representa un catalizador de Mo (VI)
El procedimiento de la invenciOn se puede llevar a cabo en ausencia de disolvente organico, de manera que el procedimiento se simplifica.
El procedimiento de la invenciOn se puede llevar a cabo en presencia de un disolvente organico. En una materializaciOn preferente el disolvente organico es dimetilacetamida (DMA). Preferentemente el procedimiento se lleva a cabo a presiOn atmosferica y a una temperatura de 130 °C. En otra materializaciOn preferente el procedimiento se lleva a cabo por irradiaciOn en un horno microondas monomodo a una potencia maxima de 150 W y a una temperatura comprendida entre 130 °C y 140 °C.
Preferentemente R se selecciona de entre grupos alcoxilo, carboxilo, arilo o heteroarilo sustituidos o no sustituidos tales como benciloxilo, carboxilo, fenilo no sustituido o sustituido o grupos piridilo.
Preferentemente, los compuestos de fOrmula (1) se seleccionan de entre los siguientes compuestos:
Ph
'O
O
"O
El procedimiento de la invenciOn se lleva a cabo en presencia de un catalizador de Mo (VI). En una materializaciOn preferente del procedimiento de la
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invencion, el catalizador de Mo (VI) es bis-(dimetilformamida) diclorodioxomolibdeno (VI), MoO2Cl2(dmf)2, donde dmf = dimetilformamida. En otra materialization preferente, el catalizador de Mo (VI) es bis-(dimetilacetamida) diclorodioxomolibdeno (VI), MoO2Cl2(dma)2, donde dma= dimetilacetamida
Preferentemente la cantidad del catalizador empleada es del 5 mol%.
Preferentemente la cantidad de pinacol utilizada en el procedimiento de la invencion oscila entre 1.1 y 3.0 equivalentes.
Los unicos subproductos de la reaction obtenidos segun el procedimiento de la invencion, procedentes de la oxidation del pinacol, son agua y acetona, lo que permite obtener el heterociclo nitrogenado de forma pura tras una simple extraction.
Los productos obtenidos a partir de la aplicacion del procedimiento de la invencion tienen una alta pureza y el rendimiento del proceso es elevado, variando este entre, aproximadamente, el 77% y el 91%.
El pinacol utilizado como agente reductor en el presente procedimiento es un reactivo facilmente accesible y seguro desde el punto de vista de su manejo, lo cual permite llevar a cabo el procedimiento de la invencion sin necesidad de importantes sistemas de proteccion ni de inversiones en cuanto a seguridad se refiere, ya que los subproductos obtenidos son acetona y agua.
EJEMPLOS
El procedimiento para la desoxigenacion catalltica de compuestos organicos de formula (1) que incluyen un grupo funcional N-oxido a compuestos heteroclclicos de formula (2), mediante la utilization de pinacol (2,3-dimetil-2,3- butanodiol) como agente reductor, utilizando como catalizador bis- (dimetilacetamida) diclorodioxomolibdeno (VI) (MoO2Cl2(dma)2) de la invencion se ilustra ademas mediante los siguientes ejemplos, los cuales no son limitativos del alcance de la presente invencion.
5
10
15
20
25
30
Ejemplo 1:
Desoxigenacion de N-oxido de isoquinolina a isoquinolina a 130 °C
+
HO OH
M0O2 Cl2(dma)2 (5 mo[%)
,+
'O
DMA’ 130 °C
Una mezcla de 76 mg de N-oxido de isoquinolina (0.5 mmol), 59 mg de
pinacol (0.55 mmol) y 9.4 mg de MoO2Cl2(dma)2 (5 mol%) en DMA (3 mL) se calento a 130 °C en un matraz de fondo redondo de 10 mL equipado con un tubo refrigerante durante 70 minutos. Transcurrido ese tiempo, se dejo enfriar la mezcla hasta temperatura ambiente, se le adicionaron 15 mL de AcOEt y se lavo la disolucion con NaOH 0.5 M (3 x 3 mL). La fase organica se seco con Na2SO4 anhidro y se eliminaron los disolventes a presion reducida. Se obtuvieron 50 mg de isoquinolina (rendimiento: 77%, pureza >95%) cuyos datos espectroscopicos se recogen a continuation: 1H-RMN (300 MHz, CDCl3): 5 (ppm): 9.23 (s, 1H), 8.50 (d, J = 5.8 Hz, 1H), 7.92 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 7.78 (d, J = 4.1 Hz, 1H), 7.71-7.51 (m, 3H). 13C-RMN (75,4 MHz, CDCh): 5 (ppm): 152.5 (CH), 142.9 (CH), 135.8 (C), 130.7 (CH), 128.7 (C), 127.6 (CH), 127.3 (CH), 126.5 (CH), 120.5 (CH).
Ejemplo 2:
Desoxigenacion de N-oxido de isoquinolina a isoquinolina bajo radiacion microondas
pinacol (0.55 mmol) y 9.4 mg de MoO2Cl2(dma)2 (5 mol%) en DMA (1 mL) en un tubo de microondas de 10 mL provisto de septum se irradio durante 30 minutos a 130 °C (temperatura determinada por un sensor IR situado debajo de la cavidad de reaccion) y a una potencia maxima de 150 W en un horno microondas monomodo
DMA
Una mezcla de 76 mg de N-oxido de isoquinolina (0.5 mmol), 59 mg de
CEM Discover S-Class. Transcurrido ese tiempo, se dejo enfriar la mezcla hasta temperatura ambiente, se le adicionaron 15 mL de AcOEt y se lavo la disolucion con NaOH 0.5 M (3 x 3 mL). La fase organica se seco con Na2SO4 anhidro y se eliminaron los disolventes a presion reducida. Se obtuvieron 52 mg de isoquinolina 5 (rendimiento: 81%, pureza >95%). Alternativamente, la reaccion se puede llevar a cabo sin disolvente aumentando la cantidad de pinacol empleado hasta 177 mg.
Claims (11)
1.- Procedimiento para la desoxigenacion catalltica de compuestos organicos heteroaromaticos que presentan un grupo N-oxido, esto es compuestos de formula 5 general (1) a compuestos heteroaromaticos nitrogenados de formula (2), caracterizado porque la reaccion de reduction se lleva a cabo mediante la utilization de pinacol, 2,3-dimetil-2,3-butanodiol, como agente reductor, utilizando como catalizador de reaccion un catalizador de molibdeno (VI).
HO oh
10
(1) O- (2)
donde:
15
1
R en la formula (1) y (2) representa un grupo alcoxilo, carboxilo, arilo o heteroarilo sustituido o no sustituido;
[cat.] representa un catalizador de Mo (VI).
2.- Procedimiento para la desoxigenacion catalltica N-oxidos heteroclclicos
1
segun la reivindicacion 1, caracterizado porque R se selecciona de entre grupos 2 0 benciloxilo, carboxilo, fenilo no sustituido o sustituido y grupos piridilo.
3.- Procedimiento para la desoxigenacion catalltica N-oxidos heteroclclicos segun la reivindicacion 1, caracterizado porque los compuestos de formula (1) se seleccionan de entre:
O
"O
4. - Procedimiento para la desoxigenacion catalltica N-oxidos heterociclicos 5 segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el catalizador de Mo (VI) es bis-
(dimetilformamida) diclorodioxomolibdeno (VI), MoO2Cl2(dmf)2, donde dmf = dimetilformamida.
5. - Procedimiento para la desoxigenacion catalltica N-oxidos heterociclicos 10 segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el catalizador de Mo (VI) es bis-
(dimetilacetamida) diclorodioxomolibdeno (VI), MoO2Cl2(dma)2, donde dma = dimetilacetamida.
6. - Procedimiento para la desoxigenacion catalltica N-oxidos heterociclicos 15 segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la reaccion de reduction se lleva a
cabo a presion atmosferica y a una temperatura de 130 °C.
7. - Procedimiento para la desoxigenacion catalltica N-oxidos heterociclicos segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la reaccion de reduccion se lleva a
2 0 cabo por irradiation en un horno microondas monomodo a una potencia maxima de 150 W y a una temperatura de 130 °C.
8. - Procedimiento para la desoxigenacion catalltica N-oxidos heterociclicos segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la reaccion de reduccion se lleva a
2 5 cabo en ausencia o en presencia de un disolvente organico.
9. - Procedimiento para la desoxigenacion catalltica N-oxidos heterociclicos segun la reivindicacion 8, caracterizado porque el disolvente organico es
dimetilacetamida.
10. - Procedimiento para la desoxigenacion catalltica N-oxidos heteroclclicos segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la cantidad del catalizador es del 5
5 mol %.
11. - Procedimiento para la desoxigenacion catalltica N-oxidos heteroclclicos segun la reivindicacion 1, caracterizado porque la cantidad de de pinacol utilizada en la reaccion de reduccion es de 1.1 a 3.0 equivalentes.
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|---|---|---|---|
| ES201630064A ES2625739B2 (es) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | Procedimiento para la desoxigenación de N-óxidos de piridina, quinolina e isoquinolina. |
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|---|---|---|---|
| ES201630064A ES2625739B2 (es) | 2016-01-20 | 2016-01-20 | Procedimiento para la desoxigenación de N-óxidos de piridina, quinolina e isoquinolina. |
Publications (2)
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|---|---|
| ES2625739A1 true ES2625739A1 (es) | 2017-07-20 |
| ES2625739B2 ES2625739B2 (es) | 2018-02-15 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2392998A1 (es) * | 2011-05-30 | 2012-12-17 | Universidad De Burgos | Procedimiento para la reducción catalítica de compuestos nitroaromáticos. |
-
2016
- 2016-01-20 ES ES201630064A patent/ES2625739B2/es active Active
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|---|---|---|---|---|
| ES2392998A1 (es) * | 2011-05-30 | 2012-12-17 | Universidad De Burgos | Procedimiento para la reducción catalítica de compuestos nitroaromáticos. |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| N García et al, Advanced Synthesis&Catalysis 2012, vol 354, nº 2-3, págs. 321-327. "Pinacol as a new Green reducing agent: Molybdenum-catalyzed chemoselective reduction of sulfoxides and nitroaromatics", todo el documento * |
| S Sousa y A Fernandes, Coordination Chemistry Reviews 2015, vol 284, págs. 67-92. "Efficient deoxygenation methodologies catalyzed by oxo-molybdenum and oxo-rhenium complexes", página 77 esquema 29 * |
Also Published As
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|---|---|
| ES2625739B2 (es) | 2018-02-15 |
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