專利名稱：5－甲基－2－糠醛的制備方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及制備5-甲基-2-糠醛的新型方法，5-甲基-2-糠醛在農(nóng)用化學(xué)品等生產(chǎn)中用作中間體。
現(xiàn)有技術(shù)的描述為了制備5-甲基-2-糠醛，已知方法包括的步驟有使2-甲基呋喃、光氣和N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)，以及隨后水解反應(yīng)混合物。在上述反應(yīng)中，通常，使用有機(jī)溶劑作為反應(yīng)介質(zhì)。例如，JP-A-57-91982公開了利用脂族烴、芳族烴、氯化脂族烴、氯化芳族烴、乙腈或醚作為反應(yīng)介質(zhì)，并描述了利用1，2-二氯乙烷或氯仿的具體實(shí)例。JP-A-2002-255951公開了利用脂族烴、芳族烴、氯化脂族烴、氯化芳族烴或醚作為反應(yīng)介質(zhì)，并描述了利用氯苯的具體實(shí)例。進(jìn)一步地，JP-A-2003-183268公開了鹵化芳族烴的使用，并描述了利用氯苯的具體實(shí)例，以及利用1，2-二氯乙烷的具體實(shí)例。
當(dāng)如上述專利出版物中所公開的利用鹵化烴作為反應(yīng)介質(zhì)時(shí)，需要適當(dāng)?shù)膶?duì)環(huán)境的關(guān)注。這導(dǎo)致與廢水或廢氣處理相關(guān)操作的工作量和成本的增加。當(dāng)利用醚作為反應(yīng)介質(zhì)時(shí)，必須注意事故的預(yù)防。這同樣導(dǎo)致了操作的工作量和成本的增加。當(dāng)利用乙腈作為反應(yīng)介質(zhì)時(shí)，由于它在水中的溶解性，水解后獲得的混合物不能分離為油相和水相而是形成了均相，從而需要額外的努力來(lái)分離5-甲基-2-糠醛。
當(dāng)利用烴時(shí)，可以解決上述由其他溶劑引起的問(wèn)題。然而，中間體亞氨鹽(immonium salt)，即，5-甲基-2-呋喃基-CH＝N+(CH3)2Cl-，是通過(guò)2-甲基呋喃與由光氣和N，N-二甲基甲酰胺形成的所謂的Vilsmeier(ClHC＝N+(CH3)2Cl-)復(fù)合物反應(yīng)產(chǎn)生的，所述亞氨鹽易于沉淀，并由此結(jié)垢或混合狀態(tài)惡化，從而操作性能以及產(chǎn)物的產(chǎn)量趨于下降。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的之一是提供由2-甲基呋喃、光氣和N，N-二甲基甲酰胺以良好可操作性制備高產(chǎn)量5-甲基-2-糠醛的方法。
作為廣泛研究的結(jié)果，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在存在烴作為反應(yīng)介質(zhì)的情況下在特定的反應(yīng)溫度范圍內(nèi)，通過(guò)2-甲基呋喃、光氣和N，N-二甲基甲酰胺進(jìn)行反應(yīng)，可以達(dá)到上述目的，并完成了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明提供了制備5-甲基-2-糠醛的方法，它包括的步驟有，在含有烴的反應(yīng)介質(zhì)中在至少45℃的溫度下，使2-甲基呋喃、光氣和N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)，以及水解反應(yīng)混合物。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳述在本發(fā)明的方法中，當(dāng)2-甲基呋喃、光氣和N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)時(shí)，特別地，當(dāng)2-甲基呋喃與由光氣和N，N-二甲基甲酰胺形成的Vilsmeier復(fù)合物反應(yīng)以得到亞氨鹽(它是5-甲基-2-糠醛的前體)時(shí)，使用烴作為反應(yīng)介質(zhì)。
烴的例子包括含6-12個(gè)碳原子的脂族烴，優(yōu)選6-8個(gè)碳原子(例如己烷、庚烷、異辛烷等)，含5-8個(gè)碳原子的脂環(huán)烴，優(yōu)選5或6個(gè)碳原子(例如環(huán)戊烷、環(huán)己烷等)，以及含6-12個(gè)碳原子的芳族烴，優(yōu)選6-8個(gè)碳原子(例如苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等)。這些烴可以單獨(dú)使用或作為其混合物使用。其中，優(yōu)選使用芳族烴。
烴的量通常為每1重量份2-甲基呋喃1-50重量份，優(yōu)選2-10重量份。
任選的，烴以外的溶劑可以與烴組合使用。在這種情況下，其他溶劑的量可以是每1重量份烴0.1重量份或更少。
光氣的量通常為每1摩爾2-甲基呋喃至少1摩爾，優(yōu)選1-1.2摩爾。N，N-二甲基甲酰胺的量同樣為每1摩爾2-甲基呋喃至少1摩爾，優(yōu)選1-1.2摩爾。光氣以氣態(tài)的或液態(tài)的形式被使用，或以溶于用作反應(yīng)介質(zhì)的烴或其他溶劑中的溶液的形式被使用。
在本發(fā)明的方法中，當(dāng)2-甲基呋喃、光氣和N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)溫度為至少45℃。當(dāng)反應(yīng)溫度為至少45℃時(shí)，盡管使用烴作為反應(yīng)介質(zhì)，亞氨鹽的沉淀也受到抑制，從而反應(yīng)易于以良好的可操作性進(jìn)行，并由此在反應(yīng)混合物水解后可以得到高產(chǎn)量的5-甲基-2-糠醛。反應(yīng)溫度優(yōu)選為至少55℃。反應(yīng)溫度優(yōu)選不高于大約100℃，因?yàn)樵诜浅８叩姆磻?yīng)溫度下5-甲基-2-糠醛的產(chǎn)量會(huì)下降。
2-甲基呋喃、光氣、N，N-二甲基甲酰胺以及烴的混合程序是任意的。優(yōu)選地，從抑制副反應(yīng)的角度，將包含烴的反應(yīng)介質(zhì)首先裝入反應(yīng)器中，隨后2-甲基呋喃、光氣和N，N-二甲基甲酰胺同時(shí)加入反應(yīng)器中(共進(jìn)料)。
本發(fā)明方法中的反應(yīng)可以在大氣壓力或減低的或升高的壓力下進(jìn)行。反應(yīng)進(jìn)程可以通過(guò)常規(guī)方法監(jiān)控，例如氣相層析、高效液相層析、薄層層析、NMR光譜等。
來(lái)自前述反應(yīng)的反應(yīng)混合物隨后通過(guò)與水混合進(jìn)行水解，優(yōu)選堿性水溶液，以使反應(yīng)混合物中的亞氨鹽轉(zhuǎn)化為5-甲基-2-糠醛。
選擇在水解步驟中使用的水的量，從而使得水的量足以水解亞氨鹽以及可能殘留的Vilsmeier復(fù)合物，并得到具有良好的油-水可分離性的混合物。
水解溫度通常為大約20-大約100℃。在2-甲基呋喃、光氣和N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)的情況下，至少在水解的初始階段，溫度優(yōu)選為至少45℃，因?yàn)榭梢砸种苼啺丙}的沉淀。
水解反應(yīng)后，反應(yīng)混合物分離為包含5-甲基-2-糠醛的油相和水相。隨后，如果需要，通過(guò)洗滌、蒸餾等可以純化油相。產(chǎn)物可用于各種應(yīng)用，例如香精、農(nóng)用化學(xué)品和醫(yī)藥。
通過(guò)下列實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明，這些實(shí)施例不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。在實(shí)施例中，“％”為“重量％”，除非另有說(shuō)明。
實(shí)施例1在裝配有冷凝管的2升的四頸瓶中，裝入甲苯(798g)并在攪拌中加熱至60℃。在甲苯中，在相同的溫度下在11小時(shí)期間添加2-甲基呋喃(165g)。在開始添加2-甲基呋喃的同時(shí)，開始添加N，N-二甲基甲酰胺和光氣，且在12小時(shí)期間添加N，N-二甲基甲酰胺(155g)和光氣(215g)。這些化合物添加完成后，使混合物在60℃靜置1小時(shí)。隨后，當(dāng)將混合物維持在45℃時(shí)加入水(285g)。直到這個(gè)步驟，沒(méi)有觀察到任何固體材料的沉淀。
在25℃向來(lái)自前述步驟的油-水混合物加入25％的氫氧化鈉水溶液(395g)，以將pH調(diào)整至8.9，并使混合物靜置1小時(shí)。隨后，混合物分離為有機(jī)相和水相，且有機(jī)相用4％鹽酸洗滌三次(每次125g)。洗滌后，通過(guò)氣相層析分析有機(jī)相(983g)。5-甲基-2-糠醛的含量為20.7％(203.6g，得率92％)。水相以及用于洗滌有機(jī)相的鹽酸中總共含有9.5g 5-甲基-2-糠醛。當(dāng)這個(gè)5-甲基-2-糠醛的量與有機(jī)相中的5-甲基-2-糠醛的量合并時(shí)，5-甲基-2-糠醛的得率為96％。
實(shí)施例2在裝配有冷凝管的500毫升的四頸瓶中，裝入甲苯(252g)并在攪拌中加熱至50℃。在甲苯中，在相同的溫度下在3.5小時(shí)期間添加2-甲基呋喃(66g)。在開始添加2-甲基呋喃的同時(shí)，開始添加N，N-二甲基甲酰胺和光氣，且在4小時(shí)期間添加N，N-二甲基甲酰胺(62g)和光氣(91g)。這些化合物添加完成后，使混合物在50℃靜置1小時(shí)。隨后，當(dāng)將混合物維持在45℃時(shí)加入水(114g)。直到這個(gè)步驟，沒(méi)有觀察到任何固體材料的沉淀。
在25℃向來(lái)自前述步驟的油-水混合物加入25％的氫氧化鈉水溶液(211g)，以將pH調(diào)整至8.9，并使混合物靜置1小時(shí)。隨后，混合物分離為有機(jī)相和水相，且有機(jī)相用5％的硫酸鈉水溶液洗滌三次(每次181g)。洗滌后，通過(guò)氣相層析分析有機(jī)相(286g)。5-甲基-2-糠醛的含量為24.6％(70.3g，得率79％)。水相以及用于洗滌有機(jī)相的硫酸鈉水溶液中總共含有12.4g 5-甲基-2-糠醛。當(dāng)這個(gè)5-甲基-2-糠醛的量與有機(jī)相中的5-甲基-2-糠醛的量合并時(shí)，5-甲基-2-糠醛的得率為93％。
對(duì)比例1在裝配有冷凝管的500毫升的四頸瓶中，裝入甲苯(252g)并在攪拌中加熱至40℃。在甲苯中，在相同的溫度下在3.5小時(shí)期間添加2-甲基呋喃(66g)。在開始添加2-甲基呋喃的同時(shí)，開始添加N，N-二甲基甲酰胺和光氣，且在4小時(shí)期間添加N，N-二甲基甲酰胺(62g)和光氣(91g)。從開始添加化合物2.8小時(shí)后，固體開始沉淀并由此反應(yīng)混合物的攪拌變得困難。化合物添加完成后，使混合物在40℃靜置1小時(shí)。隨后，當(dāng)將混合物維持在40℃時(shí)加入水(114g)。通過(guò)水的添加使固體溶解。
在25℃向來(lái)自前述步驟的油-水混合物加入25％的氫氧化鈉水溶液(166g)，以將pH調(diào)整至8.9，并使混合物靜置1小時(shí)。隨后，混合物分離為有機(jī)相和水相，且有機(jī)相用5％的硫酸鈉水溶液洗滌三次(每次181g)。洗滌后，通過(guò)氣相層析分析有機(jī)相(300g)。5-甲基-2-糠醛的含量為24.4％(73.6g，得率83％)。水相以及用于洗滌有機(jī)相的硫酸鈉水溶液中總共含有7.8g 5-甲基-2-糠醛。當(dāng)這個(gè)5-甲基-2-糠醛的量與有機(jī)相中的5-甲基-2-糠醛的量合并時(shí)，5-甲基-2-糠醛的得率為92％。
權(quán)利要求
1.制備5-甲基-2-糠醛的方法，它包括的步驟有，在含有烴的反應(yīng)介質(zhì)中在至少45℃的溫度下，使2-甲基呋喃、光氣和N，N-二甲基甲酰胺反應(yīng)，以及水解反應(yīng)混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)步驟的溫度為至少55℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述反應(yīng)步驟的溫度不高于100℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述烴為芳族烴。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述烴為甲苯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述烴的用量為每1重量份2-甲基呋喃1-50重量份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過(guò)將2-甲基呋喃、光氣和N，N-二甲基甲酰胺同時(shí)加入反應(yīng)系統(tǒng)中來(lái)進(jìn)行反應(yīng)。
全文摘要
在含有烴的反應(yīng)介質(zhì)中在至少45℃的溫度下，通過(guò)使2－甲基呋喃、光氣和N，N－二甲基甲酰胺反應(yīng)，以及水解反應(yīng)混合物來(lái)制備高產(chǎn)量的5－甲基－2－糠醛的方法。
文檔編號(hào)C07D307/48GK1939914SQ20061014132
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者廣田將司 申請(qǐng)人:住友化學(xué)株式會(huì)社