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Procéda de préparation des alcools orthohydroxybenzylique-
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La présente invention concerne un nouveau procédé de
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préparation d'alcools othydroxybênoylîquoâ otp en particulier, de l'alcool orthQhydroyb.nI111qu,. proprement dit, qui est également connu sous le nom de oalïg6nôlê Il est connu de condenser le phénol, le mêtreresoi ; ou le métaéthylphénol avec 1'tormRIde-hyde en milieu aqueux présence d'acdtate de zinc ou formiate de cadmium (brevet 81.g1a1' 771. b}. Dans le cas du phénol, le meilleur rendement obtenu en salignol pur est 21 liait Pour le méthylsaligénol et l'ûthv1-
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salignol, les rendements ne sont pas indiqués.
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Il est aussi connu /"H.Ot plR . Rec. rar. Chim. 21, 825 (l960j[7 qu'on obtient du saligônol en faisant réagir du para-
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formaldéhyde sur du phénol en présence d'acide borique dans le
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benzène* L'auteur admet qu'il se forme intermédiairement un ester orthoborique sur lequel se fixerait le formaldéhyde avec formation d'un complexe qui s'hydrolyserait en phénol et saligénol.
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" o H+ <3-- ' ' 0 00 jazz V hcho-> Ljl #>2C6H50H + C6U4"'OH (1) + p 1, NîHjjOH (2) 3 ,
Au lieu d'acide borique, l'auteur a aussi pu utiliser conme catalyseur l'orthoborate de triphényle. Toutefois, les quantités de saligénol formées sont faibles et l'isolement du saligénol pur à partir de ce mélange est difficile.
L'auteur n'a obtenu qu'environ 1 g de saligénol pur en mettant en oeuvre
20 g de phénol, 4,66 g de paraformaldéhyde, 10 g d'acide borique, soit un rendement d'environ 5 %,
Il a maintenant été trouva un nouveau procédé permet- tant d'obtenir avec de très bons rendements la saligénol ainsi , que ses dérivés de substitution nucléaire, en particulier ceux dont les substituant! nucléaires sont des atomes d'halogènes ou des radicaux tels que slcoyles ou alcoyloxyles, Ce procédé consiste à faire réagir le formaldéhyde ou un corps générateur de formaldéhyde sur un métaborate d'aryle de formule
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dans laquelle Ar représente un groupe phényle, éventuellement substitué, par exemple par des groupes alcoyles, alcoyloxyles ou halogènes,
une au moins des positions ortho du groupe phényle étant libre, produisant ainsi un ester borique d'un alcool ortho-
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hydroxybenzylique que l'on décompose ensuite pour libérer le composé désirât
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Les groupes alcoyle. et alôeyioxylea que peut porter le groupe phényle peuvent être tout groupe alcoyle ou alcoyloxylt ayant de 1 à 12 atomes de carbone, en particulier les groupée méthyle, éthyle , propyles, butyles, pentyles, hexyles.
Comme dérivés halogénés de Ar il faut considérer principalement les dérivés chlorés, bromes et iodés. Le groupe Ar peut porter un substituant ou plusieurs substituants identiques ou différents
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comme par exemple dans les produits suivants: crésols, xylF'nal..2, (ou -2,4 ou -2,5 ou -3,4), les monoéthylphénols , les mono, ropyl- phénols, les monobutylphénols, les éthers monomethylioues, mono- éthyliques, monopropyliques et monobutyliques de la pyrocP'..,:1 e, de la résorcine et de l'hydroquinone, les monochlorphénolr e dichlorophénol-2,3 (ou 2,4 ou 2,5 ou 3,4 ou 3.5). le tr'., ',hY"l- 2,4,5 phénol, le trichlor-2,3,5 phénol, le dlin<fthoxy-2,3 phénol, le dimdthoxy-3>5 phénol.
Les métaborates de formule 1 peuvent être pl't5?r\ s par réaction d'un phénol de formule
Ar OH II
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dans ls.aue.7,e Ar a même signification que ci-dessus;, avec de lucide borique ou de l'anhydride borique, dans la proportion de 1 molécule de phénol (II) pour une molécule d'acide borique ou une demi-molécule d'anhvdride borique* La réaction est effectuée
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en présence d'un agent entraîneur d'eau tel que benzène, t)lune" xylène et en distillant l'eau au fur et à mesure de sa fer' tion.
Quand on fait réagir ces lliétaborates avec le far .r 1.- déhyde gazeux, on peut opérer à. température ordinaire, c'est-à-
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dire vers 20;:300, mais on peut également opérer à une température plus élevée. Dans le cas de l'emploi de pol3m.ibre du forMÙ<,\{>hyde, 11 est par contre toujours nécessaire de chauffer pour dépolysiériser
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et libérer le foMaIddhyde car le formaldb'hyde ne réagit que sous forme monomère. Comme la réaction est exothermique, il est préférable, lorsqu'on opère avec du torald'h1de polymère, d'ajouter ce formaldéhyde polymère par petites portions.
La réaction de condensation doit être faite en milieu anhydre. On peut utiliser tout simplement le solvant qui a servi à la préparation du métaborate. Dans ces conditions il est
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inutile d'isoler le mtaborate après est6ritication et on peut faire rèegir directement le fonnaldéhyde sur ce milieu.
Dans le cas du metaborate de phényle, le produit de réaction avec 3 molécules de fomaldéhyde parait avoir la confi- guration suivante qui est celle du métaborate de sallgénol :
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C'est un corps cristallisé nouveau, fondant à 95 ,
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ayant une teneur en bore de 7.2 à 7.47 % (théorie 7,37%)o Son .spectre infrarouge indique la présence de groupes hydroxyles phénoliques libres et présente les bandes d'absorption caracté-
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ristiques du cycle des métaborates. ï décomposition des produits résultant de l'action du formaldéhyde sur les metaborates de formule 1 peut être faite de plusieurs façons:
- On peut effectuer une saponification par un hydroxyde alcalin, On obtient alors des complexes, probablement du type :
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- ((H:loH Ne* OH
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qui peuvent être décomposés soit par traitement avec un acide minéral, soit par traitement avec un corps ayent un pouvoir chéla- tant plus fort que celui des alcools o.hydroxybenzyliquea qu'il s'agit de libérer, par exemple le mannitol ou le sorbitol qui forment avec l'acide borique des complexes très solubles dans l'eau. Les alcools hydroxybenzyliques ainsi libères sont ensuite extraits avec un solvant approprié, par exemple l'éther.
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Les composés provenant de l'action du formaldc-hyde sur les métaborrtes (1) peuvent également être décomposés par transestérifioation avec un alcool, tel que le radthanol, dor innt un ester borique volatil qu'on élimine alors par distillation laissant ainsi les alcools hydroxybemylïques* - Une autre Méthode consiste à hydrolyser les métaboratfc hydroxybenzyliques par un acide fort, dilué, et extraire alcools.hydroxybenzyliques par un solvant approprié.
Les exemples suivants, donnés à titre non limitatif, illustrent l'invention et montrent comment elle peut être mise en pratique t
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J:JCb;.\:PL1i À.
Dans un appareil, muni d'une colonne avec séparateur d'eau, on charge 47 g de phénol, 31 g décide borique et 25 sur
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de toluène, chauffe et distille en décantant l'eau entraîn,'e et en retournant le toluène dans l'appareil. Après avoir recueilli la quantité d'eau théorique (environ 3 heures), on dilue par 100 en! de toluène, et ajoute en 10 minutes une suspension de 15 g c
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trioxyméthylène dans 50 cm de toluène, en maintenant la ttrr #> 'rature à 90 Le trioxyméthylèn insoluble disparaît, et la réaction est terminée au bout d'une heure.
On distille la totalité du toluène sous pression réduite
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Le m6taborate de saligénol cristallise. Ce résidu cristallisé f est dissous dans 200 cm de rnéthanol. On distille lentement, squjb :
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400 mm de mercure, l'azéotrope méthanol + orthoborate de méthyle (Eb400 = 41 ). Quand il ne passe plus d'orthoborate de méthyle, on ajoute 500 cm3 de benzène et distille successivement, sous 300 mm de mercure, d'abord le reste du méthanol, sous forme d'azéotrope avec le benzène (Eb300 = 35 ), puis l'eau formée, également sous forme d'azéotrope avec le benzène. La solution benzénique restante est refroidie, et le saligénol formé cristallise. Rendement : 40 g de saligénol cristallisé fondant à 84 (soit 65 % de la théorie).
EXEMPLE 2.
Dans le même appareil qu'à l'exemple 1, on charge
17,5 g d'anhydride borique, 47 g de phénol et 25 cm3 de toluène,
On élimine l'eau formée (4,5 cm3)par distillation azéotropique, en 8 heures. On ajoute 100 cm3de toluène et ensuite, en 10 minutes, une suspension de 15 g de trioxyméthylène dans 50 cm3de toluène, en maintenant la température à 90 . Après une heure à 90 , on refroidit; il se forme alors une bouillie cristalline que l'on verse dans 200 cm3d'eau glacée. On ajoute ensuite, en agitant,
67 g de soude à 36 Bé. On laisse décanter la couche toluénique supérieure, qu'on enlevé. La couche aqueuse est lavée par 200 cm d'éther isopropylique, décantée et acidifiée par SO4H2 dilué.
Le saligénol est extrait par de l'éther. L'extrait éthéré est distillé, et le résidu de saligénol est recristallisé du benzène. On obtient ainsi, avec un rendement de 62 %, un produit semblable à celui de l'exemple 1.
EXEMPLE 3.
On prépare le métaborate de saligénol, et on le traite par de la soude, comme dans l'exemple 2. A la couche alcaline on ajoute 95 G de sorbitol, et on extrait en continu par de l'éther le saligénol ainsi mis en liberté. On évapore ensuite l'éther et recristallise le résidu dans du benzène* Le saligénol, obtenu avec un rendement de 74%, est identique à celui des exemples précédents.
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EXEMPLE 4.
On prépare le métaborate de phényle comme dans l'exemple 1, puis, dans la suspension toluénique obtenue, refroidie à 25-30 , on fait barboter, en agitant, 15 g de formaldéhyde gazeux monomère.
On traite ensuite comme dans l'exemple 3 et obtient un produit comparable à celui des exemples précédents (rendement 69 % sur le phénol disparu),
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tJ#MPJjE .
On prépare le métaborate de p. crésyle par la même méthode qu'à l'exemple 2 à partir de 17,5 g d'anhydride bori ue
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et de 54 g de pt0résol< On condense avec 15 g de trioxyméthjlene à 900 pendant une heure. Apres traitement alcalin, extraction et acidification, on obtient /;.6 g d'alcool hydroxy 2 méthyl- benzylique fondant à 104$504 Rendement sur le pterdsol di <# ru
79 %, .EXEMPLE: .6.
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En opérant comme à l'exemple 5$ à partir da.ernu, et de trioxyméthylene, on obtient de l'alcool hydroxy-2 m<ith: !-3 benzylique fondant à 32*# Rendement 72,5 sur 1POrthocrÉsol disparut $EXEMPLE 7.
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Sn opérant comme à l'exemple 5, & partir doahloro- phénol, on obtient de l'alcool hydroxy-2 ohloro-3 buntylique avec un rendement de 40 %.
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Par le même procédé, on a préparé, avec un ronde-iet,t de 50 %, à partir de guétol, de l'alcool hydroxy-2 éthoxy-3 benzylique.
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Preparation process for orthohydroxybenzyl alcohols
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The present invention relates to a new method of
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preparation of othydroxybênoylîquoâ otp alcohols in particular, orthQhydroyb.nI111qu alcohol ,. proper, which is also known as oalïg6nôlê It is known to condense phenol, the mtreresoi; or metaethylphenol with 1'tormRIde-hyde in aqueous medium presence of zinc acetate or cadmium formate (patent 81.g1a1 '771. b}. In the case of phenol, the best yield obtained in pure salignol is 21 linked For methylsaligenol and ûthv1-
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salignol, the yields are not shown.
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It is also known /"H.Ot plR. Rec. Rar. Chim. 21, 825 (l960j [7 that saligônol is obtained by reacting para-
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formaldehyde on phenol in the presence of boric acid in the
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benzene * The author admits that an orthoboric ester is formed intermediately on which formaldehyde would bind with the formation of a complex which would hydrolyse into phenol and saligenol.
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"o H + <3-- '' 0 00 jazz V hcho-> Ljl #> 2C6H50H + C6U4" 'OH (1) + p 1, NîHjjOH (2) 3,
Instead of boric acid, the author was also able to use triphenyl orthoborate as a catalyst. However, the amounts of saligenol formed are small and the isolation of pure saligenol from this mixture is difficult.
The author obtained only about 1 g of pure saligenol by using
20 g of phenol, 4.66 g of paraformaldehyde, 10 g of boric acid, i.e. a yield of approximately 5%,
A new process has now been found which makes it possible to obtain saligenol and its nuclear substitution derivatives with very good yields, in particular those whose substituting them! nuclear atoms are halogen atoms or radicals such as alkyls or alkyls, This process consists in reacting formaldehyde or a formaldehyde-generating body with an aryl metaborate of formula
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in which Ar represents a phenyl group, optionally substituted, for example by alkyl, alkyloxyl or halogen groups,
at least one of the ortho positions of the phenyl group being free, thus producing a boric ester of an ortho alcohol.
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hydroxybenzyl which is then decomposed to release the desired compound
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The alkyl groups. and aloeyioxylea which the phenyl group may carry may be any alkyl or alkyloxylt group having from 1 to 12 carbon atoms, in particular the methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl groups.
As halogenated derivatives of Ar, it is necessary to consider mainly the chlorinated, bromine and iodinated derivatives. The Ar group can carry one or more identical or different substituents
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as for example in the following products: cresols, xylF'nal..2, (or -2.4 or -2.5 or -3.4), monoethylphenols, mono, ropylphenols, monobutylphenols, ethers monomethyl, monoethyl, monopropyl and monobutyl of pyrocP '..,: 1 e, resorcinol and hydroquinone, monochlorphenol 2,3-dichlorophenol (or 2,4 or 2,5 or 3,4 or 3.5). tr '.,', hY "1-2,4,5 phenol, trichlor-2,3,5 phenol, dlin <fthoxy-2,3 phenol, dimdthoxy-3> 5 phenol.
Metaborates of formula 1 can be produced by reacting a phenol of formula
Ar OH II
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in ls.aue.7, e Ar has the same meaning as above ;, with lucid boric or boric anhydride, in the proportion of 1 molecule of phenol (II) for a molecule of boric acid or a half -molecule of boric anhydride * The reaction is carried out
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in the presence of a water-entraining agent such as benzene, t) moon "xylene and by distilling the water as and when it is fermented.
When these lliétaborates are reacted with far .r 1.- dehyde gas, one can operate at. ordinary temperature, that is
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say around 20;: 300, but you can also operate at a higher temperature. In the case of the use of pol3m.ibre of the forMÙ <, \ {> hyde, on the other hand, it is always necessary to heat to depolyse
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and releasing the foMaIddhyde since formaldehyde only reacts in monomeric form. Since the reaction is exothermic, it is preferable, when working with polymer toral, to add this polymeric formaldehyde in small portions.
The condensation reaction must be carried out in an anhydrous medium. One can simply use the solvent which was used for the preparation of the metaborate. Under these conditions it is
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There is no need to isolate the metaborate after esterification and the formaldehyde can be regulated directly on this medium.
In the case of phenyl metaborate, the reaction product with 3 molecules of formaldehyde appears to have the following configuration, which is that of sallgenol metaborate:
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It is a new crystallized body, melting at 95,
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with a boron content of 7.2 to 7.47% (theory 7.37%) o Its infrared spectrum indicates the presence of free phenolic hydroxyl groups and exhibits the characteristic absorption bands
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characteristics of the metaborate cycle. The decomposition of the products resulting from the action of formaldehyde on the metaborates of formula 1 can be done in several ways:
- One can carry out a saponification by an alkaline hydroxide, One then obtains complexes, probably of the type:
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- ((H: loH Ne * OH
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which can be broken down either by treatment with a mineral acid or by treatment with a body have a stronger chelating power than that of the o.hydroxybenzylic alcohols which it is a question of liberating, for example mannitol or sorbitol which form with boric acid very soluble complexes in water. The hydroxybenzyl alcohols thus released are then extracted with a suitable solvent, for example ether.
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The compounds resulting from the action of formaldc-hyde on the metabrets (1) can also be decomposed by transesterification with an alcohol, such as radthanol, in a volatile boric ester which is then removed by distillation, leaving the hydroxybemylic alcohols. * - Another method consists in hydrolyzing the hydroxybenzyl metaborates with a strong, dilute acid, and extracting hydroxybenzyl alcohols with an appropriate solvent.
The following examples, given without limitation, illustrate the invention and show how it can be put into practice.
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J: JCb;. \: PL1i To.
In an apparatus, fitted with a column with a water separator, 47 g of phenol are charged, 31 g of boric resolves and 25 of
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of toluene, heat and distill by decanting the entrained water and returning the toluene to the apparatus. After having collected the theoretical quantity of water (about 3 hours), it is diluted by 100 in! toluene, and over 10 minutes add a suspension of 15 g c
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trioxymethylene in 50 cm 3 of toluene, keeping the temperature at 90 The insoluble trioxymethylene disappears, and the reaction is terminated after one hour.
All of the toluene is distilled off under reduced pressure
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Saligenol metaborate crystallizes. This crystallized residue f is dissolved in 200 cm 3 of rnethanol. We distill slowly, squjb:
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400 mm of mercury, the azeotrope methanol + methyl orthoborate (Eb400 = 41). When no more methyl orthoborate passes, 500 cm3 of benzene are added and successively distilled, under 300 mm of mercury, first of all the rest of the methanol, in the form of an azeotrope with benzene (Eb300 = 35), then the water formed, also in the form of an azeotrope with benzene. The remaining benzene solution is cooled, and the saligenol formed crystallizes. Yield: 40 g of crystallized saligenol melting at 84 (ie 65% of theory).
EXAMPLE 2.
In the same device as in Example 1, we charge
17.5 g of boric anhydride, 47 g of phenol and 25 cm3 of toluene,
The water formed (4.5 cm 3) is removed by azeotropic distillation over 8 hours. 100 cm3 of toluene are added and then, over 10 minutes, a suspension of 15 g of trioxymethylene in 50 cm3 of toluene, maintaining the temperature at 90. After one hour at 90, it is cooled; a crystalline slurry then forms which is poured into 200 cm3 of ice water. We then add, while stirring,
67 g of 36 Bé soda. The upper toluene layer is allowed to settle, which is removed. The aqueous layer is washed with 200 cm of isopropyl ether, decanted and acidified with dilute SO4H2.
Saligenol is extracted with ether. The ethereal extract is distilled off, and the saligenol residue is recrystallized from benzene. A product similar to that of Example 1 is thus obtained with a yield of 62%.
EXAMPLE 3.
The saligenol metaborate is prepared, and it is treated with sodium hydroxide, as in Example 2. 95 G of sorbitol are added to the alkaline layer, and the saligenol thus released is continuously extracted with ether. . The ether is then evaporated off and the residue recrystallized from benzene. The saligenol, obtained with a yield of 74%, is identical to that of the preceding examples.
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EXAMPLE 4.
The phenyl metaborate is prepared as in Example 1, then, in the toluene suspension obtained, cooled to 25-30, 15 g of monomeric formaldehyde gas are bubbled with stirring.
The product is then treated as in Example 3 and a product is obtained which is comparable to that of the preceding examples (yield 69% on the disappeared phenol),
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tJ # MPJjE.
The metaborate of p. cresylated by the same method as in Example 2 from 17.5 g of boric anhydride
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and 54 g of pt0resol. Condensed with 15 g of 900 trioxymethylene for one hour. After alkaline treatment, extraction and acidification, there is obtained /; 6 g of 2-hydroxy methyl-benzyl alcohol, melting at 104 $ 504 Yield on pterdsol di <# ru
79%,. EXAMPLE:. 6.
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By operating as in Example $ 5 from da.ernu, and trioxymethylene, we obtain 2-hydroxy alcohol m <ith:! -3 benzyl melting at 32 * # Yield 72.5 on 1POrthocrÉsol disappeared $ EXAMPLE 7.
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Sn operating as in Example 5, starting from aahlorophenol, 2-hydroxy-3-ohloro-3-buntyl alcohol is obtained with a yield of 40%.
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By the same process, was prepared, with a round-iet, t of 50%, from guetol, 2-hydroxy-3-ethoxy-benzyl alcohol.