用于制備扁桃酸芳香族化合物和芳香族醛化合物的方法
【專利摘要】描述了用于制備一種或多種其中至少一個扁桃酸基團?CHOH?COOH的芳香族化合物的方法，該方法包括用于縮合至少一種芳香族化合物與乙醛酸或其衍生物的反應，其中所述縮合反應是在基本上不存在添加至該反應介質(zhì)中的任何酸或任何堿下進行的。該縮合反應之后是氧化反應以獲得芳香族醛。
【專利說明】用于制備扁桃酸芳香族化合物和芳香族醛化合物的方法
[0001] 本發(fā)明涉及用于制備扁桃酸芳香族化合物和從所述扁桃酸芳香族化合物獲得的 芳香族醛化合物的領域。更具體地，本發(fā)明涉及制備羥基扁桃酸芳香族化合物并且涉及制 備羥基芳香族醛化合物。
[0002] 在本發(fā)明的以下說明中，扁桃酸基團由-CH0H-C00H基團進行理解，該基團作為取 代基存在于所述扁桃酸芳香族化合物的芳香核上。
[0003] 本發(fā)明更具體地針對制備對-羥基扁桃酸、4-羥基-3-甲氧基扁桃酸和3-乙氧基-4_羥基扁桃酸，并且還針對制備香草醛和/或乙基香草醛。
[0004] 香草醛是從天然來源(如木質(zhì)素或阿魏酸)獲得的，但是很大比例的香草醛和其衍 生物是通過化學路線生產(chǎn)的。在文獻中描述了許多不同且各式各樣的制備方法(Kirk(科 克)-〇thmer(奧思默)_Encyclopedia of Chemical Technology(化學技術(shù)百科全書)24,第 4版，第812-825頁（1997))。獲得香草醛和其衍生物的常規(guī)路線涉及在堿性水介質(zhì)中乙醛酸 與愈創(chuàng)木酚的縮合反應以便獲得4-羥基-3-甲氧基扁桃酸。隨后在堿性介質(zhì)中氧化這種產(chǎn) 物以給出香草醛。這種常規(guī)方法例如是在專利US 2 640 083中使用的，該方法描述了愈創(chuàng) 木酚與通過乙醛酸與氫氧化鈉的反應獲得的乙醛酸鈉的縮合。
[0005] 堿性介質(zhì)中進行的這種常規(guī)方法導致不利的反應，該不利的反應由根據(jù)已知坎尼 扎羅反應的乙醛酸的歧化(產(chǎn)生乙醇酸和草酸)組成。這種平行反應顯著地影響該縮合反應 的產(chǎn)率和選擇性。此外，在堿性介質(zhì)中進行縮合反應和氧化反應受損害，因為在進行該縮合 反應之后和在該縮合反應之后兩者下需要通過使用強酸（通常硫酸）進行中和階段。事實 上，所述中和階段產(chǎn)生了相當大量的鹽，通常硫酸鹽，特別是處于硫酸鈉 Na2S04鹽的形式，可 取的是隨后對其進行處理。兩者均不在高度稀釋的水性介質(zhì)中進行該縮合反應有利于在該 縮合和氧化反應器的出口處的成鹽的(通常硫酸化的)水性流出物的處理。
[0006] 專利申請EP 0 987 245描述了用于在陰離子交換樹脂存在下縮合苯酚與乙醛酸 的方法。然而，這種堿性樹脂的存在不使得可能解決水性流出物的管理的問題。這是因為大 量的酸性、堿性或鹽溶液必須用作洗脫液以便回收所形成的羥基扁桃酸。
[0007] 以上描述的先前方法的另一個主要缺點在于用過量的愈創(chuàng)木酚進行縮合反應，這 要求這種反應物的再循環(huán)的階段。
[0008] 本發(fā)明的主題是用于制備一種或多種扁桃酸芳香族化合物和一種或多種芳香族 醛化合物的方法，該方法使得可能克服在先前方法中遇到的缺點。具體地，由本
【申請人】公司 提供的方法不在堿性介質(zhì)中進行或者僅僅部分地在堿性介質(zhì)中進行并且因此避免了在該 縮合反應和氧化反應之后進行中和階段中的至少一個的需要。根據(jù)本發(fā)明的方法因此展示 了在該方法的任何階段產(chǎn)生顯著降低的量的鹽、確實甚至不產(chǎn)生任何鹽的主要優(yōu)點。具體 地，當該縮合反應也和該氧化反應均不在堿性介質(zhì)中進行時，本發(fā)明的方法不產(chǎn)生任何硫 酸鹽。該縮合反應還有利地在不存在溶劑、特別是在不存在水下進行，這因此避免了該方法 的大量下游水性流出物的處理并且節(jié)約該方法設施以及多件設備資金的水平。在溫和條件 下、在不存在堿劑下(至少對于該縮合反應或氧化反應的一個或另外一個、優(yōu)選對于兩個反 應)并且優(yōu)選地在不存在水下（至少關于該縮合反應)進行的根據(jù)本發(fā)明的方法，因此是更 環(huán)境友好的。
[0009]本發(fā)明的主題是用于制備一種或多種攜帶至少一個扁桃酸-CH0H-⑶0H基團的芳 香族化合物的方法，該方法包括至少一種芳香族化合物與乙醛酸或其衍生物的縮合反應， 所述縮合反應是在基本上不存在添加至該反應介質(zhì)中的任何酸或任何堿下進行的。
[0010]此外，本發(fā)明的主題是用于制備一種或多種攜帶至少一個扁桃酸-CH0H-C00H基團 的芳香族化合物的方法，該方法包括至少一種芳香族化合物與乙醛酸或其衍生物的縮合反 應，所述縮合反應是在不存在溶劑下進行的并且該乙醛酸是乙醛酸一水合物。
[0011]本發(fā)明的另一個主題是用于制備一種或多種攜帶至少一個扁桃酸-CH0H-C00H基 團的芳香族化合物的方法，該方法包括至少一種芳香族化合物與乙醛酸或其衍生物的縮合 反應，所述縮合反應是在至少一種催化劑存在下進行的，該至少一種催化劑選自包含含氧 配體的過渡金屬絡合物。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，作為該縮合反應中的反應物使用的所述芳香族化合物有利地選自取 代的苯、酚和取代的酚、雜環(huán)芳香族化合物或多環(huán)芳香族化合物。
[0013] 在雜環(huán)芳香族化合物之中，1，3_苯并二氧雜環(huán)戊二烯、1-甲基吲哚和苯并呋喃是 優(yōu)選的。在多環(huán)芳香族化合物之中，萘酚是優(yōu)選的。該取代的苯優(yōu)選地是被一個或幾個選自 以下各項的基團取代的苯:烷基、烯基、烷氧基、羥烷基、烷氧基烷基、環(huán)烷基、芳基或芳烷 基、羥基、硝基、鹵素原子、鹵代或全鹵代烷基、甲酰基、具有從2至6個碳原子的?；Ⅳ然?、 或被一個或兩個烷基或苯基取代的或未取代的氨基或酰氨基。應注意，羧基可以是酯化的， 例如用烷基或苯基。優(yōu)選地，這些取代的苯是被一個或多個烷氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧 基、異丙氧基、丁氧基或異丁氧基取代的苯。非常優(yōu)選地，這些取代的苯是被一個、兩個或三 個甲氧基取代的苯。它們分別是甲氧基苯(苯甲醚）、1，2_二甲氧基苯(藜蘆醚)和1，2,3_三 甲氧基苯。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，該芳香族化合物優(yōu)選地選自取代的酚。有利地，所述取代的酚展示了 至少一個在相對于該羥基的對位中的未取代的位置。這些取代的酚是其中該芳香核攜帶至 少一個羥基并且還攜帶一個或多個其他取代基的分子?？傮w上，術(shù)語"若干個取代基"定義 每個芳香核從2至4個取代基。可以存在任何取代基，條件是它不干涉該縮合反應。
[0015]因此，根據(jù)本發(fā)明的用于制備一種或多種攜帶至少一個扁桃酸基團的芳香族化合 物的方法很好地適合于應用于對應于以下式（I)的取代的酚：
[0016]
[0017] 在所述式中：
[0018] -R表示一個或多個相同或不同的取代基，
[0019] -X，在環(huán)上的取代基的數(shù)目，是在1與4之間的整數(shù)，
[0020] -當X大于1時，位于兩個鄰位碳原子上的兩個R基團可以一起并且與攜帶它們的碳 原子形成具有從5至7個原子并且任選地包含一個或多個雜原子的飽和的、不飽和的或芳香 族的環(huán)。
[0021 ]在所述式(I)中，羥基的對位優(yōu)選地是空的，也就是說缺乏取代基。
[0022] 在式（I)中，R基團是相同或不同，表不:烷基、烯基、烷氧基、輕烷基、烷氧基烷基、 環(huán)烷基、芳基或芳烷基、羥基、硝基、鹵素原子、鹵代或全鹵代烷基、甲?；⒕哂袕?至6個碳 原子的?；?、羧基、或被一個或兩個烷基或苯基取代的或未取代的氨基或酰氨基。應注意， 羧基可以是酯化的，例如用烷基或苯基。
[0023] 在式（I)中，當X大于1時，位于兩個鄰位碳原子上的兩個R基團可以經(jīng)由具有從3至 5個碳原子的亞烷基、亞烯基(alkenyl ene)或亞稀叉基(alkenyl idene)連接到一起形成具 有從5至7個原子的飽和的、不飽和的或芳香族的環(huán)，可能一個或多個(優(yōu)選2或3)碳原子被 雜原子(優(yōu)選氧)取代。
[0024]在式（I)中，術(shù)語"烷基"理解為意思是具有從1至15個碳原子且優(yōu)選從1或2至10個 碳原子的直鏈或支鏈烴鏈。術(shù)語"烷氧基"理解為意思是烷基-0-基團，其中術(shù)語"烷基"具有 以上給出的含義。烷氧基的優(yōu)選實例是甲氧基或乙氧基。術(shù)語"烯基"理解為意思是具有從2 至15個碳原子，包含一個或多個雙鍵(優(yōu)選地從1至2個雙鍵)的直鏈或支鏈的烴基。術(shù)語"環(huán) 烷基"理解為意思是包括從3至8個碳原子的環(huán)烴基團，優(yōu)選地環(huán)戊基或環(huán)己基基團。術(shù)語 "芳基"理解為意思是包括從6至12個碳原子的單或多環(huán)(優(yōu)選單或二環(huán))芳香族的基團，優(yōu) 選苯基或萘基。術(shù)語"芳烷基"理解為意思是帶有單環(huán)芳香族環(huán)并且包括從7至12個碳原子 的直鏈的或支鏈的烴基，優(yōu)選芐基。術(shù)語"鹵代或全鹵代烷基"理解為意思以下基團之一:-CX 3、- [ CX2 ] P-CX3或-CPHaFb;在所述基團中，X表示鹵素原子，優(yōu)選地氯或氟原子，p表示范圍 從1至10的數(shù)，b表示范圍從3至21的數(shù)并且a+b = 2p+l。
[0025] 在其中X大于1的情況下，位于兩個鄰位碳原子上的兩個R基團可以經(jīng)由亞烷基、亞 烯基或亞烯叉基連接到一起形成具有從5至7個原子的飽和的、不飽和的或芳香族的環(huán)，由 此形成二環(huán)。優(yōu)選的二環(huán)骨架的實例如下：
[0026]
[0027] 特別非常適合于實施根據(jù)本發(fā)明的制備方法的這些化合物對應于式(I)，其中R是 相同或不同的，表示：
[0028] -羥基，
[0029]-直鏈或支鏈的具有從1至6個碳原子并且優(yōu)選從1至4個碳原子的烷基，如甲基、乙 基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基或叔丁基，
[0030] -直鏈或支鏈的具有從2至6個碳原子并且優(yōu)選從2至4個碳原子的烯基，例如乙烯 基或稀丙基，
[0031] -直鏈或支鏈的具有從1至6個碳原子，并且優(yōu)選從1至4個碳原子的烷氧基，例如甲 氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基或叔丁氧基，
[0032] -苯基，
[0033]-鹵素原子、優(yōu)選氟、氯或溴原子。
[0034] 關于X的定義，X有利地等于1或2并且更優(yōu)選地等于1。
[0035] 本發(fā)明優(yōu)選地適用于對應于式(I)的化合物，其中R表示具有從1至4個碳原子的烷 基并且X等于1，或還有具有從1至4個碳原子的烷氧基并且X等于1。
[0036]通過說明的方式，可以提及對應于式（I)的化合物：
[0037]-對應于式（I)的那些，其中X等于1，如：
[0038] ?鄰苯二酚
[0039] ?間苯二酚 [0040].對苯二酚 [0041 ].鄰苯甲酚
[0042] ?間甲苯酚
[0043] .2-乙基苯酚
[0044] .3-乙基苯酚
[0045] .2-丙基苯酚
[0046] .2-(仲丁基)苯酚
[0047] .2_(叔丁基)苯酚
[0048] .3-(叔丁基)苯酚
[0049] .2-甲氧基苯酚(愈創(chuàng)木酚）
[0050] .3-甲氧基苯酚
[0051 ] .2-乙氧基苯酚(乙基愈創(chuàng)木酚）
[0052] .2-異丙氧基苯酚
[0053].水楊醛 [0054].水楊酸甲酯
[0055] .水楊酸
[0056] .2-氯苯酚
[0057] .3-氯苯酚
[0058] .3-硝基苯酚
[0059] .4-苯基苯酚
[0060] -對應于式(I)的那些，其中X等于2,如：
[0061] ·2,3-二甲基苯酚(2,3_二甲苯酚）
[0062] ·2,5-二甲基苯酚(2,5_二甲苯酚）
[0063] ·3,5-二甲基苯酚(3,5_二甲苯酚）
[0064] .2-羥基-5-乙酰氨基苯甲醛
[0065] · 2_ 羥基 _5_ 乙氨基苯甲酸（2-hydroxy-5-ethamidobenzaldehyde)
[0066] ·2,3-二氯苯酚
[0067] ·2,5-二氯苯酚
[0068] ·3,5-二氯苯酚
[0069] ?連苯三酚
[0070] -對應于式(I)的那些，其中X等于3,如：
[0071] .2,3,5-三甲基苯酚
[0072] ·3,5_ 二(叔丁基)苯酚
[0073] ·2,3,5_ 三氯苯酚
[0074]-對應于式（I)的展示萘基團的那些，如：
[0075] .1-萘酚
[0076] .2-萘酚
[0077] .12-二羥基萘
[0078] .15-二羥基萘
[0079] ·2,3-二羥基萘
[0080] .2，6_ 二羥基萘
[0081] .2，7_ 二羥基萘
[0082] .6-溴-2-萘酚
[0083]-對應于式(I)的展示苯核序列的那些：
[0084] .2-苯氧基苯酚
[0085] .3-苯氧基苯酚
[0086] 在上述化合物的清單之中，所使用的取代的酚優(yōu)選地是:鄰苯甲酚、間甲苯酚、3-乙基苯酚、2_(叔丁基)苯酚、愈創(chuàng)木酚或乙基愈創(chuàng)木酚。
[0087] 根據(jù)本發(fā)明的用于制備攜帶至少一個扁桃酸基團的芳香族化合物的方法優(yōu)選地 應用的化合物是愈創(chuàng)木酚以及乙基愈創(chuàng)木酚。
[0088] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，進行以上描述的所述芳香族化合物中至少一種與乙醛酸 或其衍生物的縮合反應。在該縮合反應中使用的乙醛酸可以是以所有其形式使用，特別是 以固體形式或以溶解于水溶液中的形式。有利地使用處于一水合物形式的乙醛酸（CH0-C0 2H.H20)。乙醛酸的衍生物具體地理解為意思是乙醛酸的酯，如乙醛酸的甲基酯和乙基酯。 [0089] 應理解，乙醛酸的堿金屬鹽，特別是乙醛酸鈉，不包括在根據(jù)本發(fā)明的乙醛酸衍生 物之中。乙醛酸堿金屬鹽常規(guī)地是通過乙醛酸與堿金屬堿在水性介質(zhì)中的反應獲得的。事 實上，根據(jù)本發(fā)明的方法是在不存在所添加的堿下進行的。乙醛酸鹽的使用要求通過使用 強酸進行中和階段，并且產(chǎn)生相當大量的鹽。
[0090]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該縮合反應是在沒有催化劑情況下進行的。在這種情 況下，該反應優(yōu)選地在不存在溶劑下進行。乙醛酸一水合物可以用作反應物。
[0091 ]根據(jù)另一個實施例，根據(jù)本發(fā)明的用于制備攜帶至少一個扁桃酸-CH0H-C00H基團 的芳香族化合物的方法有利地在至少一種催化劑存在下進行。將催化量的所述催化劑添加 到該反應介質(zhì)中。所述催化方法可以通過均相催化或通過多相催化，優(yōu)選通過均相催化操 作。該方法是在至少一種催化劑存在下進行的，該至少一種催化劑優(yōu)選地選自下組，該組由 以下各項組成：基于過渡金屬的化合物和基于稀土金屬的化合物、沸石、粘土、磷酸鑭 (LaP〇4)、金屬氧化物(特別是堿土金屬氧化物）、以及金屬氫氧化物。這些基于過渡金屬的 催化劑有利地選自包含含氧配體的過渡金屬絡合物。優(yōu)選的過渡金屬是鐵和銅。還可以使 用鋅。在進行根據(jù)本發(fā)明的制備方法中非常有利地使用的催化劑是乙酸鐵(II)(Fe(0A C)2) 和乙酸鐵（III)(Fe(0Ac)3)、乙酸銅（II)(Cu(0Ac) 2)、乙酰丙酮鐵（II)(Fe(acac)2)和乙酰丙 酮鐵(m)(Fe(acac) 3)、乙酰丙酮銅（II)(Cu(acac)2)和乙酰丙酮銅（III)(Cu(acac)3)以及 它們的混合物。乙醛酸鹽和三氟甲磺酸鹽還有利地用作含氧配體。
[0092]該催化劑可以是由過渡金屬(優(yōu)選鐵或銅）和至少一種乙醛酸鹽配體組成的絡合 物。當使該基于過渡金屬的催化劑與該包含乙醛酸的反應介質(zhì)接觸時，這種絡合物可以原 位形成?？商娲?，可以在該縮合反應之前制備這種絡合物。根據(jù)本發(fā)明的方法可以包括該 縮合反應之前的階段，該階段在于將基于過渡金屬的化合物與乙醛酸混合。隨后使這種混 合物與根據(jù)本發(fā)明的縮合反應中的至少一種芳香族化合物接觸。
[0093] 總體上，該催化化合物可以在該縮合反應過程中原位形成。出于這個原因，術(shù)語 "催化劑"還可以廣泛包括這些催化化合物的前體。
[0094] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法，該縮合反應是在除了由這些反應物和該催化劑構(gòu)成的那 些基本上不存在任何酸和任何堿下進行的，也就是說，除了由這些反應物和該催化劑構(gòu)成 的的酸和堿基本上沒有將酸或堿引入至該反應介質(zhì)內(nèi)。關于堿的引入術(shù)語"基本上"應理解 為意思是該堿/Σ (存在于該反應介質(zhì)中的酸）比率小于lOmol%、優(yōu)選地小于5mol %。關于 酸的引入術(shù)語"基本上"應理解為意思是Σ-種或多種酸/反應物的比率，特別是是Σ-種 或多種酸/(芳香族化合物+乙醛酸或其衍生物）的比率小于lOmol %、優(yōu)選地小于5mol %。優(yōu) 選地，該縮合反應是在除了由這些反應物和該催化劑構(gòu)成的那些不存在任何酸和任何堿下 進行的，也就是說，除了由這些反應物和該催化劑構(gòu)成的酸和堿沒有將酸或堿引入至該反 應介質(zhì)內(nèi)。優(yōu)選地，該反應介質(zhì)不含有無機堿或有機堿，并且該反應介質(zhì)優(yōu)選地不包含 Na0H、K0H或氫氧化銨。
[0095]按照根據(jù)本發(fā)明的用于制備攜帶至少一個扁桃酸基團的芳香族化合物的方法，該 縮合反應是在液相中或在液-固相中進行的。所述反應是在存在或不存在溶劑下進行的。
[0096] 根據(jù)一個實施例，該反應在不存在溶劑下進行。在這種情況下，乙醛酸一水合物可 以用作反應物。可以由乙醛酸一水合物釋放的水不能夠認為是溶劑，在其量是可忽略的情 況下。乙醛酸一水合物最高達約50°C是固體。該縮合反應的溫度可以有利地在30°C與80°C 之間、優(yōu)選地在40°C與60°C之間并且更優(yōu)選還在45°C與50°C之間，并且貫穿該反應的持續(xù) 時間優(yōu)選地將該反應介質(zhì)置于攪拌下以便提供該介質(zhì)的充分均化。
[0097] 根據(jù)另一個實施例，該反應在溶劑存在下進行。當該反應在溶劑存在下進行時，所 述溶劑是，例如，水，醇，特別是乙醇，芳香族烴，如二甲苯，或還有水-醇混合物，例如水-乙 醇混合物，或還有離子液體，例如選自季銨鹽(例如四丁銨鹽）、鱗鹽(例如四丁基鱗鹽）、咪 唑鑰鹽(例如1 -烷基-2，3-二甲基咪唑鑰鹽或1 -烷基-3-甲基咪唑鑰鹽）以及吡啶鑰鹽(例如 1-烷基吡啶鑰鹽)的離子液體。
[0098] 該縮合反應在于使乙醛酸或其衍生物與至少一種如以上定義的芳香族化合物反 應。該芳香族化合物與乙醛酸或其衍生物的摩爾比優(yōu)選地在〇. 1與4.0之間、更優(yōu)選地在0.5 與2之間變化并且還更優(yōu)選地它是約1(也就是說，在0.9與1.1之間），這樣使得所述芳香族 化合物與乙醛酸或其衍生物的等摩爾比避免了所述反應物的一種或另外一種的再循環(huán)。
[0099] 當該縮合反應通過均相催化進行時，由催化劑的摩爾數(shù)與乙醛酸(或其衍生物)或 芳香族化合物(這以較低量引入的，即限量反應物）的摩爾數(shù)的比率表示的所使用的催化劑 的量，有利地在〇. 5 %與30%之間、非常有利地在0.5%與10%之間并且優(yōu)選在1 %與3%之 間選擇。
[0100] 當該縮合反應通過多相催化進行時，由催化劑的重量與該反應介質(zhì)的重量的按重 量計的比率表示的所使用的催化劑的量，有利地在0.5與10重量％之間、優(yōu)選在1與3重量％ 之間選擇。
[0101] 該縮合反應的溫度有利地選擇為在0°C與100 °C之間并且優(yōu)選在15 °C與80 °C之間。
[0102] 該縮合反應的持續(xù)時間是在1分鐘與24小時之間。貫穿該反應的持續(xù)時間優(yōu)選地 將該反應介質(zhì)置于攪拌下。
[0103]該縮合反應在壓力下或在大氣壓下、在空氣下或在惰性氣體(優(yōu)選氮氣或任選地 稀有氣體，特別是氬氣）的受控氣氛下進行?？諝馐莾?yōu)選地選擇的。
[0104]根據(jù)本發(fā)明的用于制備攜帶至少一個扁桃酸基團的芳香族化合物的方法可以分 批地、半連續(xù)地或連續(xù)地進行。
[0105] 該縮合反應可以在不同類型的反應器，例如在管式反應器(塞流反應器）中或者還 有完全攪拌式反應器的級聯(lián)中進行。
[0106] 該用于制備攜帶至少一個扁桃酸基團的芳香族化合物的方法的優(yōu)選的形式在于 進行該乙醛酸與愈創(chuàng)木酚的縮合反應或該乙醛酸與乙基愈創(chuàng)木酚的縮合反應或者還有該 乙醛酸與愈創(chuàng)木酚以及乙基愈創(chuàng)木酚的縮合反應。在前兩種情況下，該縮合反應導致產(chǎn)生 在相對于該羥基的鄰位上分別被甲氧基（乙醛酸與愈創(chuàng)木酚的縮合)和乙氧基（乙醛酸與乙 基愈創(chuàng)木酚的縮合)取代的對-羥基扁桃酸。在第三種情況下，該乙醛酸與愈創(chuàng)木酚以及乙 基愈創(chuàng)木酚的縮合反應導致聯(lián)產(chǎn)在相對于該羥基的鄰位上被甲氧基取代的對-羥基扁桃酸 和在相對于該羥基的鄰位上被乙氧基取代的對-羥基扁桃酸。
[0107] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法的一個實施例有利地在于將乙醛酸和該催化劑引入至所 述一種或多種芳香族化合物中。在攪拌下并且在上述間隔內(nèi)選擇的溫度下將該反應介質(zhì)放 置持續(xù)一段時間。在該縮合反應結(jié)束后獲得的反應介質(zhì)包含該一種或多種處于酸形式或處 于扁桃酸酯形式（當乙醛酸的酯用作反應物時）的扁桃酸芳香族化合物。所述反應介質(zhì)基本 上沒有鹽，優(yōu)選完全沒有鹽。
[0108] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施例，分離該縮合結(jié)束后獲得的產(chǎn)物。在該縮合反應結(jié)束 時，根據(jù)常規(guī)的分離技術(shù)，特別是通過結(jié)晶或通過使用適當?shù)挠袡C溶劑的萃取從該反應混 合物中分離該一種或多種所獲得的扁桃酸芳香族化合物、優(yōu)選對-羥基扁桃酸。
[0109] 根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選的實施例，該方法在于使用至少一種具有式（I)的取代 的酚，該取代的酚的對位是空的（也就是說，未取代的）作為用于進行所述縮合反應的芳香 族化合物，在所述縮合反應結(jié)束后獲得的該一種或多種取代的羥基扁桃酸化合物可以由以 下式(II)表示：
[0110]
[0111] 在所述式(II)中，R和X具有在式(I)中給出的含義。
[0112] 根據(jù)本發(fā)明的方法制備的攜帶至少一個扁桃酸基團的芳香族化合物是特別有利 的，因為這些是中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物使得除其他之外可能通過還原獲得芳基乙酸(優(yōu)選 羥基芳基乙酸），或通過氧化獲得芳基乙醛酸（=芳基-α-氧代乙酸）（優(yōu)選羥基芳基乙醛酸 (=羥芳基-α_氧代乙酸））、或芳香族醛(優(yōu)選羥基芳香族醛）。
[0113] 本發(fā)明的另一個主題因此是用于制備一種或多種芳香族醛的方法，該方法包括如 以上在本說明書中描述的結(jié)果是制備一種或多種扁桃酸化合物的縮合反應，接著是所述一 種或多種扁桃酸化合物的氧化反應。更優(yōu)選地，當在所述縮合反應中使用的所述芳香族化 合物是具有式(I)的取代的酚時，該取代的酚的對位是空的，本發(fā)明的主題更具體地是用于 制備4-羥基芳香族醛的方法。更確切地，本發(fā)明的主題是用于制備香草醛(VA或4-羥基-3-甲氧基苯甲醛)和/或乙基香草醛(EVA或3-乙氧基-4-羥基苯甲醛)的方法。
[0114]在此術(shù)語"氧化"理解為氧化脫羧，在該氧化脫羧包括羧基的脫離的情況下，從而 形成二氧化碳。
[0115] 用于進行根據(jù)本發(fā)明的制備芳香族醛的方法所使用的氧化反應有利地在氧或空 氣存在下進行。在大氣壓下或在壓力下進行所述氧化反應。或者在添加堿劑下或在不添加 堿劑下進行該氧化反應。優(yōu)選地，在不添加堿劑下進行該氧化反應，也就是說沒有將堿引入 至經(jīng)受該氧化反應的反應介質(zhì)中。所述氧化反應總體上是在溶劑存在下進行的，該溶劑可 以是有機或水性的。水有利地用作溶劑。離子液體也可以用作溶劑。優(yōu)選的離子液體是以上 已經(jīng)提及的用于進行該縮合反應的那些。然而，溶劑的存在不是必要的。在優(yōu)選地在l〇°C與 200°C之間的溫度下進行該氧化反應。在所述氧化反應結(jié)束后，通常回收包含所述一種或多 種芳香族醛的粗水性反應介質(zhì)。
[0116] 所述氧化反應是在催化劑存在下進行的，該催化劑有利地選自鉻、鈷、銅、釩、錳、 鐵、鎳和鋨的衍生物。優(yōu)選地，選擇釩和銅的衍生物，并且優(yōu)選地，用于進行所述氧化反應所 使用的催化劑是偏釩酸銨(NH4V0 3)或氧化釩V205。
[0117] 該氧化反應可以分批地、半連續(xù)地或連續(xù)地進行。該氧化反應可以在不同類型的 反應器，例如在管式反應器(塞流反應器）中或者還有多個完全攪拌式反應器的級聯(lián)中進 行。
[0118] 根據(jù)本發(fā)明的用于制備芳香族醛的方法的優(yōu)選的實施例在于將水引入至由所述 縮合反應產(chǎn)生的反應介質(zhì)內(nèi)，所述反應介質(zhì)已經(jīng)或沒有預先被分離，在于將所產(chǎn)生的水性 介質(zhì)在10 °C與200 °C之間的溫度下加熱，在于在其中引入該氧化催化劑，并且在于在大氣壓 下或在壓力下將氧或空氣鼓泡至所述介質(zhì)內(nèi)。
[0119] 根據(jù)本發(fā)明的用于制備芳香族醛的方法的另一個優(yōu)選的實施例在于在一鍋法條 件下，也就是說在同一個反應器中進行該縮合反應和氧化反應。第一一鍋法實施例在于進 行所述縮合反應并且在于然后一旦已經(jīng)進行所述縮合反應將該氧化催化劑添加至該反應 介質(zhì)中。第二一鍋法實施例在于使所述一種或多種芳香族化合物與在包含至少一種催化劑 的反應介質(zhì)中的乙醛酸或其衍生物接觸，該至少一種催化劑提供了該縮合反應和氧化反應 的催化，例如縮合催化劑和氧化催化劑，所述縮合催化劑和氧化催化劑有利地選自以上在 本說明書中詳細描述的那些。所述第二實施例還可以在單一的催化劑存在下進行，該單一 的催化劑提供了該縮合反應的催化并且然后該氧化反應的催化兩者。
[0120] 在所述氧化反應結(jié)束后，在具有各種雜質(zhì)的水性介質(zhì)中獲得了該一種或多種芳香 族醛。為了從由所述氧化反應產(chǎn)生的粗水性反應混合物中分離該一種或多種芳香族醛，使 用有機溶劑有利地萃取所述一種或多種芳香族醛。所述有機溶劑溶解存在于該水性介質(zhì)中 的所述一種或多種芳香族醛。有利地必須求助于相對于該一種或多種芳香族醛是惰性的的 有機溶劑。作為能夠使用的溶劑，可以具體地提及鹵化的或未鹵化的脂肪族、脂環(huán)族或芳香 族烴，醇，醚，酮以及腈。更具體地提及，作為脂肪族、脂環(huán)族或芳香族烴，庚烷、環(huán)己烷、甲基 環(huán)己烷、苯或甲苯;作為鹵化的脂肪族、脂環(huán)族或芳香族烴，二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、 氯苯或二氯苯;作為醇，甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇或丁醇；作為醚，二乙醚、二異丙醚或甲基 叔丁基醚;作為酮，丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮或二異丁基酮;或者作為腈，乙腈?？梢?使用所述溶劑的混合物。在取決于溶劑的性質(zhì)的溫度下進行萃取操作。
[0121] 為了從萃取溶劑中分離該一種或多種芳香族醛，可以通過重結(jié)晶進行分離，但是 優(yōu)選地進行所述混合物的蒸餾，該蒸餾使得可能例如在蒸餾頂部獲得該萃取溶劑(如果它 是該混合物中最易揮發(fā)的化合物)和例如在蒸餾底部獲得所述一種或多種芳香族醛（即實 質(zhì)上包含與重雜質(zhì)以及少量輕雜質(zhì)相組合的所述一種或多種芳香族醛的混合物）。對于此 階段，具體地參考專利申請W02010/007161中描述的方法。有利地再循環(huán)所使用的有機溶 劑。
[0122] 任選地，可以處理該一種或多種芳香族醛以便以固體形式調(diào)節(jié)它/它們。優(yōu)選地， 例如根據(jù)以下階段，優(yōu)選通過蒸餾、隨后結(jié)晶（通過使用一種或多種溶劑或者通過壓片技 術(shù))來純化該一種或多種芳香族醛：
[0123] -將所述一種或多種芳香族醛溶解于水-醇(例如甲醇或乙醇)混合物中；
[0124] -真空結(jié)晶；
[0125]-表面分批抽干；
[0126] -優(yōu)選地在惰性氣體(典型地是氮氣）下在從25°C的溫度至低于所述一種或多種芳 香族醛的熔點的溫度下干燥所述一種或多種芳香族醛。
[0127] 可以設想若干替代的結(jié)晶形式:例如，例如通過冷卻分批結(jié)晶或者例如在真空下 連續(xù)結(jié)晶。
[0128] 獨立于在本說明書中以上描述的其他主題，本發(fā)明的另一個主題是通過氧化一種 或多種對應的扁桃酸衍生物用于制備一種或多種芳香族醛的方法，所述氧化反應是在至少 一種氧化劑和至少一種催化劑存在下以及在基本上不存在添加至該經(jīng)受所述氧化反應的 反應介質(zhì)中的任何酸或任何堿下進行的。
[0129] 按照根據(jù)本發(fā)明的用于通過氧化制備一種或多種芳香族醛的方法，術(shù)語"扁桃酸 衍生物"理解為意思是芳香族化合物，直接鍵合至芳香核的該芳香族化合物的至少一個氫 原子被具有式-CH0H-C00H的乙醇酸基團取代。更具體地，術(shù)語"扁桃酸衍生物"理解為意思 是芳香族化合物，直接鍵合至芳香核的該芳香族化合物的至少兩個氫原子被取代，一個被 羥基取代并且另一個被具有式-CH0H-C00H的乙醇酸基團取代。所述一種或多種扁桃酸衍生 物有利地展示了以上在本說明書中說明的式（II)。它/它們是通過縮合至少一種芳香族化 合物與乙醛酸或其衍生物獲得的。所述芳香族化合物有利地選自以上在本說明書中描述的 那些。所述縮合反應是在酸或堿的存在下或者在基本上不存在添加至該反應介質(zhì)中的任何 酸或任何堿下進行的。術(shù)語"基本上"理解為意思是以上在本說明書中指定的酸或堿的相同 最大量。所述氧化反應是在催化劑存在下進行的，該催化劑有利地選自鉻、鈷、銅、釩、錳、 鐵、鎳和鋨的衍生物。優(yōu)選地，選擇釩和銅的衍生物，并且優(yōu)選地，用于進行所述氧化反應所 使用的催化劑是偏釩酸銨(NH 4V03)或氧化釩V2〇5。總體上，該催化化合物可以在該反應過程 中原位形成。出于這個原因，術(shù)語"催化劑"還可以廣泛包括這些催化化合物的前體。
[0130] 用于進行所述氧化反應的操作條件具體地是描述于專利申請W02008/148760中的 那些。
[0131] 獨立于在本說明書中以上描述的其他主題，本發(fā)明的另一個主題是選自包含含氧 配體的過渡金屬絡合物、基于稀土金屬的化合物、沸石、粘土、磷酸鑭、金屬氧化物以及金屬 氫氧化物的催化劑在進行縮聚反應中的用途，其中在基本上不存在添加至該反應介質(zhì)中的 任何酸或任何堿下使有機化合物和羰基化合物接觸，所述縮合反應不引起簡單分子的聯(lián) 產(chǎn)。
[0132] 按照根據(jù)本發(fā)明的用途，所述有機化合物是選自取代的苯、酚和取代的酚、雜環(huán)芳 香族化合物或多環(huán)芳香族化合物的芳香族化合物。以上在本說明書中描述的所述芳香族化 合物適用于所述用途。所述羰基化合物總體上包含或者醛官能團或酮官能團。使用或者被 負載的或被未負載的所述金屬絡合物。以上在本說明書中引用的不同的金屬絡合物適用于 于催化所述縮合反應。
[0133] 對于根據(jù)本發(fā)明的用途使用的所述縮合反應與所述有機化合物到所述羰基化合 物的加成反應類似。所述反應結(jié)果是獲得的所述加成產(chǎn)物，而沒有簡單分子(如水、鹽酸、乙 酸、甲醇或硫化氫)的聯(lián)產(chǎn)。
[0134] 本發(fā)明將通過以非限制性說明的方式給出的以下實例來更詳細地說明。
[0135] 查·
[0136] 實例1:通過乙醛酸與芳香族化合物的縮合反應制備攜帶至少一個扁桃酸基團的 芳香族化合物
[0137] 將一定量的芳香族化合物引入至裝備有溫度探頭和機械攪拌器的50ml反應器內(nèi) 并且加熱至在表1中出現(xiàn)的溫度。當在該反應器中達到所希望的溫度時，引入一定量的處于 固體形式的乙醛酸一水合物和催化量的Fe(aca C)3(也就是說，相對于該限量反應物表示 2.5mol%的量）。在這個實例中，考慮到根據(jù)等摩爾比使用所述芳香族化合物和乙醛酸，F(xiàn)e (acac)3的量是這樣的，使得它無差別地代表相對于所述兩種反應物中的任一種的 2 · 5mol % 〇
[0138] 在磁力攪拌下將該反應混合物保持在所希望的溫度下持續(xù)在1與22小時之間變化 的一段時間（參見表1)。在該反應結(jié)束時，通過高效液相色譜分析來自該縮合反應的產(chǎn)物。 所獲得的結(jié)果整理于表1中。
[0139]
[0140] *:使用苯酚作為芳香族化合物進行的該縮合反應是在水作為溶劑存在下根據(jù)按 重量計乙醛酸/水比率= 50/50進行的。
[0141] 該芳香族化合物的轉(zhuǎn)化率對應于所消耗的芳香族化合物的摩爾數(shù)與所使用的芳 香族化合物的摩爾數(shù)的比率。
[0142] 扁桃酸化合物的產(chǎn)率對應于所形成的扁桃酸化合物的摩爾數(shù)與反應物的一種或 另外一種的摩爾數(shù)的比率。
[0143] 實例2:
[0144] 將1.5mmol愈創(chuàng)木酚和1.5mmol乙醛酸一水合物引入至配備有溫度探頭和機械攪 拌器的25ml反應器內(nèi)并且在50°C的水浴上加熱。在此試驗中沒有添加催化劑。在磁力攪拌 下將該反應混合物保持在60°C下持續(xù)1小時。
[0145] 在該反應結(jié)束時，通過高效液相色譜分析來自該縮合反應的產(chǎn)物。愈創(chuàng)木酚的轉(zhuǎn) 化率是52%并且扁桃酸化合物的產(chǎn)率是30%。
[0146] 實例3:
[0147] 將1 · 5mmol愈創(chuàng)木酸、1 · 5mmol乙醛酸一水合物和lmol%催化劑引入至配備有溫度 探頭和機械攪拌器的25ml反應器內(nèi)并且在50°C的水浴上加熱。在磁力攪拌下將該反應混合 物保持在所希望的溫度下持續(xù)1小時。
[0148] 在該反應結(jié)束時，通過高效液相色譜分析來自該縮合反應的產(chǎn)物。所獲得的結(jié)果 整理于以下表中：
[0149]
[0150] 頭例4:
[0151] 將香草扁桃酸（lmol/1)引入至開放的、磁力攪拌的，8ml小瓶內(nèi)，該小瓶包含催化 劑和溶劑。相對于香草扁桃酸的摩爾數(shù)，催化劑的濃度是lmol%。在80°C下進行該反應持續(xù) 15小時。
[0152] 隨所使用的催化劑和溶劑改變，所獲得的香草醛的產(chǎn)率整理于以下表中：
[0153] L0154J 買例 5:
[0155] 在02壓力下將香草扁桃酸(0. lmol/1)引入至包含催化劑(NH4V〇3)和溶劑(水)的攪 拌反應器內(nèi)。相對于香草扁桃酸的摩爾數(shù)，催化劑的濃度是2.5mol %。在80°C下在7巴下進 行該反應持續(xù)180分鐘。
[0156] 該香草扁桃酸的轉(zhuǎn)化度是100%并且香草醛的產(chǎn)率是93%。
【主權(quán)項】
1. 一種用于制備一種或多種攜帶至少一個扁桃酸-CHOH-COOH基團的芳香族化合物的 方法，該方法包括至少一種芳香族化合物與乙醒酸或其衍生物的縮合反應，所述縮合反應 是在基本上不存在添加至該反應介質(zhì)中的任何酸或任何堿下進行的。2. 如權(quán)利要求1所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，其中作為該縮合反 應中的反應物使用的所述芳香族化合物選自取代的苯、酪和取代的酪、雜環(huán)芳香族化合物 或多環(huán)芳香族化合物。3. 如權(quán)利要求2所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，其中所述取代的酪 對應于W下式(I):在所述式中： -R表示一個或多個相同或不同的取代基， -X，在環(huán)上的取代基的數(shù)目，是在1與4之間的整數(shù)， -當X大于1時，位于兩個鄰位碳原子上的兩個R基團可W-起并且與攜帶它們的碳原子 形成具有從5至7個原子并且任選地包含一個或多個雜原子的飽和的、不飽和的或芳香族的 環(huán)。4. 如權(quán)利要求3所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，其中相對于該徑基 的對位是未取代的。5. 如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，其中該 取代的酪是：鄰苯甲酪、間甲苯酪、3-乙基苯酪、2-(叔下基）苯酪、愈創(chuàng)木酪或乙基愈創(chuàng)木 酪。6. 如權(quán)利要求1至5中一項所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，其中該乙 醒酸W-水合物形式(CHO-CO抽.出0)使用。7. 如權(quán)利要求1至6中一項所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，其中所述 縮合反應在催化量的至少一種添加至所述反應介質(zhì)中的催化劑存在下進行。8. 如權(quán)利要求7所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，其中所述催化劑是 選自包含含氧配體的過渡金屬絡合物的基于過渡金屬的催化劑。9. 如權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，其中所 述催化劑選自乙酸鐵（II)(Fe(0Ac)2)和乙酸鐵（III) (Fe(OAc)S)、乙酸銅（II) (Cu(0Ac)2)、 乙酷丙酬鐵（11)巧6(曰0曰(3)2)和乙酷丙酬鐵（111)巧6(曰0曰(3)3)、乙酷丙酬銅（11)(加 (acac)2)和乙酷丙酬銅（III) (Cu(acac)3)。10. 如權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，其中 所述催化劑是由過渡金屬優(yōu)選鐵或銅和至少一種乙醒酸鹽配體組成的絡合物，該絡合物在 該縮合反應之前原位形成或制備。11. 如權(quán)利要求1至10中一項所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，其中所 述縮合反應在溶劑存在下進行，該溶劑選自水、芳香族控、醇或水-醇混合物。12. 如權(quán)利要求1至10中一項所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，其中所 述縮合反應在不存在溶劑下進行。13. 如權(quán)利要求1至12中一項所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，其中該 芳香族化合物與乙醒酸或其衍生物的摩爾比是約1。14. 如權(quán)利要求1至13中一項所述的用于制備一種或多種芳香族化合物的方法，使得該 方法在于進行該乙醒酸與愈創(chuàng)木酪的縮合反應或該乙醒酸與乙基愈創(chuàng)木酪的縮合反應或 者還有該乙醒酸與愈創(chuàng)木酪W及乙基愈創(chuàng)木酪的縮合反應。15. -種用于制備一種或多種芳香族醒的方法，該方法包括根據(jù)權(quán)利要求1至14中一項 所述的方法進行的縮合反應，接著是所述一種或多種攜帶至少一個扁桃酸-C冊H-COOH基團 的芳香族化合物的氧化反應。16. 如權(quán)利要求15所述的用于制備一種或多種芳香族醒的方法，其中所述氧化反應在 不添加堿劑下進行。17. 如權(quán)利要求15或權(quán)利要求16所述的用于制備一種或多種芳香族醒的方法，其中所 述氧化反應在水作為溶劑存在下進行。18. 如權(quán)利要求15至17中一項所述的用于制備一種或多種芳香族醒的方法，其中所述 氧化反應在催化劑存在下進行，該催化劑選自銘、鉆、銅、饑、儘、鐵、儀和餓的衍生物。19. 如權(quán)利要求15至18中一項所述的用于制備一種或多種芳香族醒的方法，使得該方 法在于制備香草醒和/或乙基香草醒。20. -種通過氧化一種或多種對應的扁桃酸衍生物用于制備一種或多種芳香族醒的方 法，所述氧化反應是在至少一種氧化劑和至少一種催化劑存在下W及在基本上不存在添加 至該經(jīng)受所述氧化反應的反應介質(zhì)中的任何酸或任何堿下進行的。21. 如權(quán)利要求20所述的通過氧化用于制備一種或多種芳香族醒的方法，其中所述一 種或多種扁桃酸衍生物是通過縮合至少一種芳香族化合物與乙醒酸或其衍生物獲得的，所 述縮合反應是在酸或堿的存在下或者在基本上不存在添加至所述反應介質(zhì)中的任何酸或 任何堿下進行的。22. -種用于制備一種或多種攜帶至少一個扁桃酸-C冊H-COOH基團的芳香族化合物的 方法，該方法包括至少一種芳香族化合物與乙醒酸或其衍生物的縮合反應，所述縮合反應 是在不存在溶劑下進行的并且該乙醒酸是乙醒酸一水合物。23. -種用于制備一種或多種攜帶至少一個扁桃酸-C冊H-COOH基團的芳香族化合物的 方法，該方法包括至少一種芳香族化合物與乙醒酸或其衍生物的縮合反應，所述縮合反應 是在至少一種催化劑存在下進行的，該至少一種催化劑選自包含含氧配體的過渡金屬絡合 物。24. 選自包含含氧配體的過渡金屬絡合物、基于稀±金屬的化合物、沸石、粘±、憐酸 銅、金屬氧化物W及金屬氨氧化物的催化劑在進行縮聚反應中的用途，其中在基本上不存 在添加至該反應介質(zhì)中的任何酸或任何堿下使有機化合物和幾基化合物接觸，所述縮合反 應不引起簡單分子的聯(lián)產(chǎn)。
【文檔編號】C07C45/39GK105916834SQ201480073309
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年11月14日
【發(fā)明人】L.加雷爾, F.薩拉贊, O.貝克, K.奧利文, M.普切奧爾特
【申請人】羅地亞經(jīng)營管理公司