CN104718197A - 制备2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃和2-取代的4-甲基四氢吡喃的一体化方法 - Google Patents

制备2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃和2-取代的4-甲基四氢吡喃的一体化方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种一体化制备2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃和2-取代的4-甲基四氢吡喃的方法，其中3-甲基丁-3-烯-1-醇与醛在酸催化剂的存在下反应。

Description

制备2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃和2-取代的4-甲基四氢吡喃的一体化方法
发明背景
本发明涉及一种制备2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃和2-取代的4-甲基四氢吡喃的一体化方法。
现有技术
2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃是有价值的用作芳香化学品的化合物。因此，例如，2-(2-甲基丙基)-4-羟基-4-甲基四氢吡喃的顺/反-非对映异构体混合物：
具有令人愉快的铃兰气味特征，并且在特定程度上适合用作芳香化学品，例如用于制备香料组合物。
EP 1 493 737A1描述了一种制备烯属不饱和4-甲基-和4-亚甲基-吡喃和相应4-羟基吡喃的混合物的方法，其中使相应的醛与异戊烯醇反应，其中此反应是在醛与异戊烯醇的摩尔比大于1的反应体系中引发的，即醛过量使用。此外，此文献描述了将所述混合物随后脱氢以获得所需的烯属不饱和吡喃。对于所述第一反应步骤而言合适的催化剂是无机酸，例如盐酸或硫酸，但是优选甲磺酸或对甲苯磺酸。
EP 1 516 879A1公开了一种制备烯属不饱和4-甲基-和4-亚甲基-吡喃的方法，其中使相应的醛与异戊烯醇在脱水条件下反应，其中在反应器中的水的量是至多0.25重量％，而不足量使用的起始化合物的转化率是小于50％。适合用于此目的的催化剂也是无机酸，例如盐酸或硫酸，但是优选是甲磺酸或对甲苯磺酸。
WO2010/133473公开了一种制备式(I)的2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃的方法：
其中基团R1是直链或支化的具有1-12个碳原子的烷基或链烯基，任选地被烷基取代的具有总共3-12个碳原子的环烷基，以及任选地被烷基和/或烷氧基取代的具有总共6-12个碳原子的芳基，其中异戊烯醇(3-甲基丁-3-烯-1-醇)与式R1-CHO的醛反应，其中此反应是在水的存在下和在强酸性阳离子交换剂的存在下进行。
WO2011/154330公开了一种与WO2010/133473相当的方法，其中所得的反应混合物在间壁塔中或在两个热偶联的蒸馏塔中进行蒸馏后处理。
如WO2010/133473和WO2011/154330中所述，在异戊烯醇(3-甲基丁-3-烯-1-醇)与式R1-CHO的醛的酸催化反应中，得到复杂的反应混合物，其中除了2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃之外，还含有式(A)、(B)和/或(C)的脱水副产物：
以及作为其它副产物的缩醛(D)和1.3-二烷(E)：
这些副产物迄今不能用于提供其它有价值的物质，而是将它们从体系中除去或者与过量使用的起始化合物一起再次返回到异戊烯醇与醛的反应。这并不是没有问题的，因为这些组分在反应混合物中可能积累。
WO2011/147919描述了一种制备2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃醇和尤其2-异丁基-4-羟基-4-甲基四氢吡喃的方法，其中异戊烯醇与异戊二烯醛反应，并随后进行氢化。
另一种有价值的芳香化学品是2-(2-甲基丙基)-4-甲基四氢-2H-吡喃，其也称为二氢玫瑰醚。
二氢玫瑰醚首次从保加利亚玫瑰油中分离出来，然后由Julia和Jacquet合成制备(Julia,M.；Jacquet,B.,Bulletin de la Societe Chimiquede France 1963,8-9,1983)。从丁-2-烯-1-醛通过与乙基乙烯基醚进行第尔斯-阿尔德反应、然后氢化获得了环状缩醛。在乙醇断裂出去、所得双键的氢溴化反应以及与异丙基溴化镁的格式反应之后，能首次合成制备得到顺式和反式二氢玫瑰醚的混合物。
J.H.P.Tyman和B.J.Willis在Tetrahedron Letters No.51,4507-4508,1970中描述了3-链烯-1-醇与醛的酸催化反应，尤其是3-甲基-2-丁烯-1-醛与2-甲基-1-丁烯-4-醇反应，并且随后脱水。以此方式得到的具有外环亚甲基的中间体在均相催化下在SnCl2/H2PtCl6的存在下氢化，得到外消旋的顺2-(2-甲基丙-1-烯基)-4-甲基四氢吡喃。
本发明的目的是提供一种改进的制备2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃的方法，此方法还允许最大可能地有效利用迄今为止不能使用的副产物。
现在惊奇地发现，在通过异戊烯醇(3-甲基丁-3-烯-1-醇)与合适醛的酸催化反应制备2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃期间得到的含有副产物的支料流(＝废料流)适合用于制备2-取代的4-甲基四氢吡喃，尤其适合用于制备二氢玫瑰醚。在这里，特别有问题的是支料流的主要组分，即一方面的三种异构二氢吡喃醇(A)、(B)和(C)和另一方面的二烷(E)不能以合适成本通过蒸馏分离。但是，惊奇地发现通过使全部支料流进行氢化，异构二氢吡喃醇(A)、(B)和(C)能被转化成2-取代的4-甲基四氢吡喃，其可以然后通过蒸馏从不能使用的二烷(E)分离出来。因此提供了同时制备2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃和2-取代的4-甲基四氢吡喃的一体化方法。因此，大部分的在先支料流还可以用作芳香化学品和尤其用作香料。
发明概述
首先，本发明提供了一种制备通式(I)的2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃和通式(II)的2-取代的4-甲基四氢吡喃的方法，
其中，
R1是直链或支化的C1-C12烷基，直链或支化的C2-C12链烯基，未取代的或被C1-C12烷基和/或C1-C12烷氧基取代的具有总共3-20个碳原子的环烷基，或者未取代的或被C1-C12烷基和/或C1-C12烷氧基取代的具有总共6-20个碳原子的芳基，
其中，
a)式(III)的3-甲基丁-3-烯-1-醇
与式(IV)的醛
R1-CHO     (IV)
其中在式(IV)中的R1具有上述给出的含义，在酸性催化剂的存在下反应，得到含有至少一种通式(I)的2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃、至少一种化合物(V.1)、(V.2)或(V.3)以及至少一种二烷化合物(VI)的反应混合物，
其中在式(VI)中的R1具有上述给出的含义，
b)来自步骤a)的反应产物进行分离，得到富含通式(I)的2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃的级分以及富含至少一种化合物(V.1)、(V.2)或(V.3)和至少一种二烷化合物(VI)的级分，
c)使得含有至少一种化合物(V.1)、(V.2)或(V.3)和至少一种二烷化合物(VI)的级分进行氢化，
d)从在步骤c)中得到的氢化产物分离富含2-取代的4-甲基四氢吡喃(II)的级分和富含至少一种二烷化合物(VI)的级分。
本发明的详细描述
本发明方法具有以下优点：
-在2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃的酸催化制备期间，大部分的在先支料流(废料流)可以用作有价值产物。
-本发明的氢化允许获得2-取代的4-甲基四氢吡喃和尤其允许获得二氢玫瑰醚，这仅仅需要一个从支料流开始的反应步骤。
-在用于制备2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃的反应混合物中存在的不能使用的二烷化合物可以有效地在氢化之后从有价值产物分离。
-为了制备2-取代的4-甲基四氢吡喃，尤其是二氢玫瑰醚，不是必须使用任何其它昂贵和/或潜在有害的试剂，例如格式试剂或配合氢化物，例如氢化铝锂。
除非另有说明，以下术语“2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃”、“2-取代的4-甲基四氢吡喃”、“2-(2-甲基丙基)-4-羟基-4-甲基四氢吡喃”、“2-(2-甲基丙基)-4-甲基四氢吡喃”(＝“二氢玫瑰醚”)在本发明中表示任何组成的顺/反混合物以及纯的构象异构体。上述术语也表示纯形式的所有对映异构体，以及这些化合物的对映异构体的外消旋和光活性混合物。
如果下文中讨论化合物(I)或(II)的顺式和反式非对映异构体，则在每种情况下表示对映异构形式中的仅仅一种。2-(2-甲基丙基)-4-甲基四氢吡喃(II)(二氢玫瑰醚)异构体在下文中仅仅用于说明目的：
在本发明中，术语直链或支化的烷基优选表示C1-C6烷基，特别优选表示C1-C4烷基。烷基尤其是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基(2-甲基丙基)、仲丁基(1-甲基丙基)、叔丁基(1,1-二甲基乙基)、正戊基或正己基。尤其是，烷基是甲基、乙基、正丙基、异丙基或异丁基。
在本发明中，术语直链或支化的烷氧基优选表示C1-C6烷氧基，特别优选表示C1-C4烷氧基。烷氧基尤其是甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基或正己氧基。尤其是，烷氧基是甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基或异丁氧基。
在本发明中，术语直链或支化的链烯基优选表示C2-C6链烯基，特别优选表示C2-C4链烯基。除了单键之外，链烯基还具有一个或多个、优选1-3个、特别优选1或2个、非常特别优选一个烯双键。链烯基尤其是乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-甲基乙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-甲基-1-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基或2-甲基-2-丙烯基。
在本发明中，术语环烷基表示具有优选3-10个、特别优选5-8个碳原子的环脂族基团。环烷基的例子尤其是环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基或环辛基。尤其是，环烷基是环己基。
根据环尺寸，取代的环烷基可以具有一个或多个(例如1、2、3、4或5个)取代基。这些取代基优选各自独立地选自C1-C6烷基和C1-C6烷氧基。在取代的情况下，环烷基优选带有一个或多个、例如1、2、3、4、5或6个C1-C6烷基。取代的环烷基的例子尤其是2-和3-甲基环戊基，2-和3-乙基环戊基，2-、3-和4-甲基环己基，2-、3-和4-乙基环己基，2-、3-和4-丙基环己基，2-、3-和4-异丙基环己基，2-、3-和4-丁基环己基，以及2-、3-和4-异丁基环己基。
在本发明中，术语“芳基”包括通常具有6-18个、优选6-14个、特别优选6-10个碳原子的单核或多核的芳烃基团。芳基的例子尤其是苯基、萘基、茚基、芴基、蒽基、菲基、萘并萘基、屈基、芘基等，特别是苯基或萘基。
根据环体系的数目和尺寸，取代的芳基可以具有一个或多个(例如1、2、3、4或5个)取代基。这些取代基优选各自独立地选自C1-C6烷基和C1-C6烷氧基。取代的芳基的例子是：2-、3-和4-甲基苯基,2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二甲基苯基,2,4,6-三甲基苯基,2-、3-和4-乙基苯基,2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二乙基苯基,2,4,6-三乙基苯基,2-、3-和4-丙基苯基,2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二丙基苯基,2,4,6-三丙基苯基,2-、3-和4-异丙基苯基,2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二异丙基苯基,2,4,6-三异丙基苯基,2-、3-和4-丁基苯基,2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二丁基苯基,2,4,6-三丁基苯基,2-、3-和4-异丁基苯基,2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二异丁基苯基,2,4,6-三异丁基苯基,2-、3-和4-仲丁基苯基,2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二-仲丁基苯基,2,4,6-三-仲丁基苯基,2-、3-和4-叔丁基苯基,2,4-、2,5-、3,5-和2,6-二-叔丁基苯基和2,4,6-三-叔丁基苯基。
步骤a)
用于进行本发明方法步骤a)的合适原料之一是式(III)的3-甲基丁-3-烯-1-醇(异戊烯醇)：
异戊烯醇可以通过公知方法从异丁烯和甲醛按照任何规模获得，并且可以商购。对于根据本发明使用的异戊烯醇的纯度、质量或制备方法没有特别的限制。其可以在本发明方法的步骤a)中按照标准商购质量和纯度使用。优选使用纯度为90重量％或更高的异戊烯醇，特别优选纯度为95-100重量％的异戊烯醇，非常特别优选纯度为97-99.9重量％，或甚至更优选纯度为98-99.8重量％。
用于进行本发明方法步骤a)的另一种合适原料是式(IV)R1-CHO的醛，其中在式(IV)中的R1具有上述给出的含义。
优选，在式(I)、(II)、(IV)、(V.1)、(V.2)、(V.3)和(VI)中的R1是直链或支化的C1-C12烷基或者直链或支化的C2-C12链烯基。特别优选，R1是直链或支化的C1-C6烷基或者直链或支化的C2-C6链烯基。在另一个优选实施方案中，R1是苯基。
因此，根据本发明，对于基团R1优选的含义例如是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、正戊基、正己基或正庚基，优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基，非常特别优选异丙基(2-甲基丙基)。
优选使用的式(IV)醛是：乙醛，戊醛(valeraldehyde)，异戊醛，戊醛(pentanal)，己醛，庚醛，苯甲醛，柠檬醛，香茅醛。根据本发明非常特别优选使用的式(IV)醛是异戊醛和苯甲醛，尤其是异戊醛。
因此在一个优选实施方案中，本发明涉及一种制备和分离式(Ia)的2-(2-甲基丙基)-4-羟基-4-甲基四氢吡喃和式(IIa)的2-(2-甲基丙基)-4-甲基四氢吡喃(二氢玫瑰醚)的方法：
优选，在步骤a)中，3-甲基丁-3-烯醇(III)和醛(IV)按照约1:2至2:1的摩尔比率使用，特别优选0.7:1至2:1，尤其是1:1至2:1。在一个具体实施方案中，在步骤a)中，3-甲基丁-3-烯醇(III)和醛(IV)按照1:1至1.5:1的摩尔比率使用。
根据本发明，在步骤a)中的反应是在酸性催化剂的存在下进行。原则上，可以使用任何酸性催化剂进行步骤a)中的反应，即具有布朗斯台德或路易斯酸性的任何物质。合适催化剂的例子是质子酸，例如盐酸、硫酸、磷酸、甲磺酸和对甲苯磺酸，酸性分子元素化合物，例如氯化铝、三氟化硼、氯化锌、五氟化磷、三氟化砷、四氯化硒、四氯化钛和五氟化锑；氧化物酸性固体，例如沸石、硅酸盐、铝酸盐、硅铝酸盐、粘土和酸性离子交换剂。
优选，在步骤a)中使用的酸性催化剂是选自盐酸、硫酸、甲磺酸、对甲苯磺酸和强酸性阳离子交换剂。
在第一个方案中，步骤a)中的反应是在布朗斯台德酸的存在下进行，布朗斯台德酸优选选自盐酸、硫酸、甲磺酸、对甲苯磺酸。在此第一个方案中，在步骤a)中，优选使用溶剂，溶剂优选选自烃和烃混合物。合适的溶剂例如是己烷、庚烷、木素、石油醚、环己烷、十氢化萘、甲苯、二甲苯以及它们的混合物。在此第一个方案中，反应混合物的水含量是至多0.25重量％，特别优选至多2重量％，基于反应混合物的总重量计。在步骤a)中的反应过程中，可以形成水，例如由于式(I)工艺产物的作为可能副反应的脱水。但是，为了保持低的水含量，所形成的水可以与所用溶剂一起蒸馏出去，水可以至少部分地通过常规方法从溶剂分离出去，然后可以将溶剂返回反应步骤a)。优选，在第一个方案中的催化剂的用量是0.05-5摩尔％，特别优选0.1-4摩尔％，基于醛(IV)计。优选，步骤a)中的反应按照第一个方案在20-120℃的温度下进行，特别优选40-110℃。
在第二个方案中，步骤a)中的反应是在强酸性阳离子交换剂的存在下进行。术语“强酸性阳离子交换剂”表示具有H+形式的强酸性基团的阳离子交换剂。强酸性阳离子交换剂通常具有磺酸基团。酸性基团通常与聚合物基体连接，聚合物基体可以例如是凝胶状和/或大孔的。因此，本发明方法的一个优选实施方案是其中使用具有磺酸基团的强酸性阳离子交换剂。合适的强酸性阳离子交换剂可以参见WO2010/133473和WO2011/154330，将其内容引入本文供参考。
适合用于步骤a)中的是基于聚苯乙烯的强酸性离子交换剂(例如Amberlyst,Amberlite,Dowex,Lewatit,Purolite,Serdolit)，它们含有苯乙烯和二乙烯基苯的共聚物作为载体基质，其具有H+形式的磺酸基团，以及被磺酸基团(-SO3H)官能化的离子交换基团。离子交换剂在它们的聚合物主链结构方面是不同的，并且区分为凝胶状和大孔树脂。在一个具体实施方案中，在步骤a)中，使用全氟化聚合物离子交换树脂。这种树脂例如以商品名由DuPont销售。可以提到的这种全氟化聚合物离子交换树脂的一个例子是 NR-50。
适合用于步骤a)中的可商购的强酸性阳离子交换剂是例如按照以下商品名公知的：(Lanxess),(The Purolite公司),(Dow Chemical公司),(Rohm和Haas公司),Amberlyst(TM)(Rohm和Haas公司)。优选的强酸性阳离子交换剂是： K 1221, K 1461, K 2431, K 2620, K 2621, K 2629, K 2649, FPC 22， FPC23， IR 120,Amberlyst(TM)131,Amberlyst(TM)15,Amberlyst(TM)31,Amberlyst(TM)35,Amberlyst(TM)36,Amberlyst(TM)39,Amberlyst(TM)46,Amberlyst(TM)70, SGC650,C100H, C150H, 50X8,红和 NR-50。
强酸性离子交换树脂一般用盐酸和/或硫酸再生。
在一个具体实施方案中，在步骤a)中，3-甲基丁-3-烯醇(III)和醛(IV)在强酸性阳离子交换剂的存在下和在水的存在下进行反应。原则上，步骤a)中的反应混合物可以已经含有少量的水，其可以通过式(I)工艺产物的作为可能副反应的脱水反应释放出来。根据一个具体实施方案，除了异戊烯醇(III)和式(IV)的醛以及任何来自反应的水，也可以向反应混合物另外加入水。
通常，异戊烯醇(III)与式(IV)醛的反应在约至少10摩尔％的添加水的存在下进行，其中水的量是表示基于在每种情况下按照不足量使用的原料异戊烯醇(III)或式(IV)醛的量计，或在这两种原料(III)和(IV)按照等摩尔反应的情况下是基于这两种原料之一的定量计。
在上述值以上的范围，水的量可以自由选择并仅仅受到加工或成本方面的限制，如果有的话，并且可以大量过量使用，例如10-100倍过量或甚至更高。优选，异戊烯醇(III)与式(IV)醛、优选异戊醛的混合物是用选择量的水制备的，使得所加入的水保持溶解在异戊烯醇与所选醛的混合物中，即不存在两相体系。
通常，在本发明方法的此实施方案中，原料异戊烯醇(III)与式(IV)醛是在至少25摩尔％、优选至少50摩尔％、甚至更优选至少75摩尔％和甚至更优选至少90摩尔％的添加水的存在下反应的，其中水的量是基于在每种情况下按照不足量使用的原料异戊烯醇(III)或式(IV)醛的量计，或在这两种原料(III)和(IV)按照等摩尔反应的情况下是基于这两种原料之一的定量计。
优选，在本发明方法的此实施方案中，原料异戊烯醇(III)与式(IV)醛是在至多约1000摩尔％的水的存在下反应的，其中水的量是基于在每种情况下按照不足量使用的原料异戊烯醇(III)或式(IV)醛的量计，或在这两种原料(III)和(IV)按照等摩尔反应的情况下是基于这两种原料之一的定量计。
在一个优选实施方案中，本发明反应是在至少等摩尔量的添加水的存在下进行，其中水的量是基于在每种情况下按照不足量使用的原料异戊烯醇(III)或式(IV)醛的量计，或在这两种原料进行等摩尔反应的情况下是基于这两种原料之一的定量计。所以，本发明的异戊烯醇(III)与所选择的式(IV)醛的反应是优选在90-250摩尔％、特别优选90-230摩尔％、甚至更优选90-200摩尔％、最优选90-180摩尔％的水的存在下进行，其中水的量是基于在每种情况下按照不足量使用的原料异戊烯醇(III)或式(IV)醛的量计，或在这两种原料按照等摩尔反应的情况下是基于这两种原料之一的定量计。
对于在步骤a)中异戊烯醇(III)与醛(IV)的反应，所规定的原料以及任选添加的水可以与酸性阳离子交换剂接触。优选，异戊烯醇(III)、醛(IV)和任选地添加水是以混合物的形式用于步骤a)中。所规定的原料、即异戊烯醇(III)与醛(IV)以及按照上述量使用的水可以彼此接触或按照任何所需的顺序混合。
在步骤a)中，强酸性阳离子交换剂的用量不是关键的，并且可以在考虑到成本和加工方面的宽范围限度内自由选择。此反应可以相应地在催化量或大量过量的强酸性阳离子交换剂的存在下进行。通常，强酸性阳离子交换剂的用量是约5-40重量％，优选约20-40重量％，特别优选约20-30重量％，在每种情况下基于所用异戊烯醇(III)与式(IV)醛的总量计。在这里，此数据表示立即可使用的阳离子交换剂，其通常用水预先处理，并且相应地可以含有最多约70重量％、优选约30-65重量％、特别优选约40-65重量％的水。所以，特别是在非连续工艺的情况下，当进行本发明方法时，超过此范围的添加水量是不必要的。所规定的强酸性阳离子交换剂可以在步骤a)中单独使用，或以混合物形式使用。
在步骤a)中在强酸性阳离子交换剂存在下的反应可以任选地也在对反应条件呈惰性的溶剂的存在下进行。合适的溶剂是例如叔丁基甲基醚、环己烷、十氢化萘、己烷、庚烷、木素、石油醚、甲苯或二甲苯。所述溶剂可以作为本身使用，或以彼此的混合物形式使用。优选，步骤a)中的反应在强酸性阳离子交换剂的存在下且在不添加有机溶剂的情况下进行。
优选，在步骤a)中的异戊烯醇(III)与所选择的醛(IV)的反应是在水存在下和在强酸性阳离子交换剂的存在下在0-70℃范围内的温度下进行，特别优选10-60℃，尤其是20-50℃。此温度是反应混合物的温度。
步骤a)中的反应可以不连续地或连续地进行。在这里，例如在不连续的情况下，此反应可以进行使得先将异戊烯醇(III)、醛(IV)、任选水和任选有机溶剂的混合物加入合适的反应容器中，并加入酸性催化剂。在反应完成时，可以然后从所得的反应混合物通过合适的分离方法分离出催化剂。如果在步骤a)中，布朗斯台德酸、优选选自盐酸、硫酸、甲磺酸、对甲苯磺酸用作催化剂，则催化剂可以通过蒸馏分离出去，例如在含水后处理之后，或者通过直接蒸馏分离。如果在步骤a)中使用强酸性阳离子交换剂作为催化剂，则此催化剂可以例如通过过滤或通过离心分离出去。
在一个优选实施方案中，在步骤a)中的异戊烯醇(III)与醛(IV)的反应连续地进行。为此，例如要反应的原料异戊烯醇与式(III)醛的混合物可以用水一起制备，并将此混合物连续地与强酸性阳离子交换剂接触。为此，所选择的阳离子交换剂可以例如被引入到合适的流动反应器中，例如具有入口和出口的搅拌反应器，或管式反应器，并且可以连续地将原料和水加入此反应器，并且反应混合物可以连续地排出。在这方面，任选地，可以将原料和水作为各个组分或以上述混合物的形式加入流动反应器中。
在本发明方法的步骤a)中得到的反应混合物含有式(I)的2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃：
以及含有至少一种化合物(V.1)、(V.2)或(V.3)和至少一种二烷化合物(VI)：
其中在式(I)、(V.1)、(V.2)、(V.3)和(VI)中的R1具有上文给出的含义。优选，R1是异丁基。通常，反应混合物含有化合物(V.1)、(V.2)和(V.3)的混合物。
在本发明方法的步骤a)中得到的反应混合物可以接收至少一种其它副产物，例如缩醛(VII):
其中R1具有上文给出的含义。优选，R1是异丁基。
在本发明方法的步骤a)中得到的反应混合物可以含有其它组分，例如未反应的3-甲基丁-3-烯-1-醇(III)、未反应的醛(IV)、水、有机溶剂等。
优选，步骤a)中得到的反应混合物含有50-90重量％、特别优选约60-80重量％的式(I)的2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃，基于反应混合物的总重量计。
优选，步骤a)中得到的反应混合物含有总量为5-20重量％、特别优选约5-15重量％的式(V.1)、(V.2)和(V.3)的化合物，基于反应混合物的总重量计。
优选，步骤a)中得到的反应混合物含有总量为5-20重量％、特别优选约5-15重量％的式(VI)的二烷化合物，基于反应混合物的总重量计。
在典型的组成中，步骤a)中得到的反应混合物含有以下化合物，在每种情况下基于反应混合物的总重量计：
异戊醛：0-5重量％，
异戊烯醇：0-10重量％，
二氢吡喃异构体(V.a-c)：5-15重量％，
1,3-二烷(VI)：5-15重量％，
缩醛(VII)：0-5重量％，
反-(I)：15-22重量％，
顺-(I)：45-65重量％，
水：2-10重量％。
优选，步骤a)中得到的反应混合物是以式顺-(I)的顺式非对映异构体和式反-(I)的反式非对映异构体的混合物形式含有式(I)的2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃：
其中顺式非对映异构体顺-(I)与反式非对映异构体反-(I)之间的非对映异构体比率优选是65:35至95:5，特别优选70:30至85:15，并且R1具有上文给出的含义。
优选，步骤a)中得到的反应混合物以式顺-(I.a)的顺式非对映异构体和式反-(I.a)的反式非对映异构体的混合物形式含有2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃：
其中顺式非对映异构体顺-(I.a)与反式非对映异构体反-(I.a)之间的非对映异构体比率优选是65:35至95:5，特别优选70:30至85:15。
考虑到它们的具体气味性质，这种混合物在特定程度上适合用作芳香化学品，例如作为具有铃兰气味的组分用于制备香料组合物。
步骤b)
用于步骤b)中分离操作的来自步骤a)的反应产物含有基于总重量计的通常45-65重量％的顺式非对映异构体顺-(I)，15-22重量％的反式非对映异构体反-(I)，10-30重量％的具有比化合物(I)更低的沸点的化合物，1-3重量％的具有比化合物(I)更高的沸点的化合物。来自步骤a)的反应产物优选基本上不含具有与立体异构化合物(I)接近的沸点的化合物。在本发明中，“基本上不含具有与立体异构化合物(I)接近的沸点的化合物”表示来自步骤a)的反应产物含有至多1重量％、特别优选至多0.5重量％、尤其至多0.1重量％的具有与立体异构化合物(I)接近的沸点的化合物。
优选，用于步骤b)中分离操作的来自步骤a)的反应产物含有45-65重量％的式顺-(I.a)的2-异丁基-4-羟基-4-甲基四氢吡喃的顺式非对映异构体，15-20重量％的式反-(I.a)的反式非对映异构体，10-25重量％的具有比化合物(I)更低的沸点的化合物，1-3重量％的具有比化合物(I)更高的沸点的化合物。
优选，在本发明方法的步骤b)中，来自步骤a)的反应混合物进行蒸馏分离。合适的用于蒸馏分离的装置包括蒸馏塔，例如板式塔，其可以配备有泡罩、筛板、筛分塔板、填料、填装体、阀门、侧出口等，蒸发器，例如薄膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、Sambay蒸发器等，以及它们的组合。
蒸馏塔可以具有分离有效的内件，它们优选选自塔板、结构化填料，例如片状金属或织物填料，例如Sulzer Sulzer BX,Montz B1或Montz A3或Kühni Rombopak,或填装体的无规床，例如Dixon环、拉西环、高流动环或拉西超级环。证明了特别有用的是结构化填料，优选片状金属或织物填料，其具有100-750m2/m3的比表面积，尤其是250-500m2/m3的比表面积。它们允许同时实现高的分离效率以及低的压降。
优选对于在步骤b)中的分离，使用包括以下的装置：
-进料塔，具有位于进料点之上的精馏段以及位于进料点之下的汽提段，
-与精馏段的上端连通的上部合并塔，以及与汽提段的下端连通的下部合并塔，和
-与上部合并塔和下部合并塔连通的取料塔。
优选，步骤b)中的分离操作如下进行：
i)将来自步骤a)的反应产物加入进料塔，所述进料塔具有位于进料点之上的精馏段以及位于进料点之下的汽提段，
ii)提供与精馏段的上端连通的上部合并塔以及与汽提段的下端连通的下部合并塔，其中在上部合并塔的上端具有冷凝器，在下部合并部的下端具有加热器，
iii)提供与上部合并塔和下部合并塔连通的取料塔，其具有至少一个侧取料口，
iv)在取料塔的顶部或上部区域中取出具有比2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃(I)更低的沸点的化合物，取出至少一部分的2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃(I)作为至少一种侧取料，以及在下部合并塔的底部或下部区域中取出未作为侧取料取出的2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃(I)以及具有比2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃(I)更高的沸点的化合物。
在一个优选实施方案中，从取料塔在顶部或上部区域中取出的出料含有：
-在来自步骤a)的反应产物中存在的至少一部分或全部的化合物(V.1)、(V.2)和(V.3)，
-在来自步骤a)的反应产物中存在的至少一部分或全部的二烷化合物(VI)，
-如果存在的话，未反应的式(III)的3-甲基丁-3-烯-1-醇，
-如果存在的话，未反应的醛(IV)，
-少量或没有4-羟基-4-甲基四氢吡喃(I)，
-水。
在一个特别优选的实施方案中，式(III)的3-甲基丁-3-烯-1-醇和异戊醛(IV)用于步骤a)中的反应。然后，从取料塔在顶部或上部区域中取出的出料含有：
-在来自步骤a)的反应产物中存在的至少一部分或全部的化合物(V.1)、(V.2)和(V.3)，其中R1是异丁基，
-在来自步骤a)的反应产物中存在的至少一部分或全部的二烷化合物(VI)，其中R1是异丁基，
-如果存在的话，未反应的式(III)的3-甲基丁-3-烯-1-醇，
-如果存在的话，未反应的异戊醛(IV)，
-少量或没有式(Ia)的2-(2-甲基丙基)-4-羟基-4-甲基四氢吡喃，
-水。
以此方式得到的顶部产物可以进行相分离以分离出大部分的水。除了这种相分离，以此方式得到的顶部产物可以一般在没有其它后处理的情况下用于步骤c)中的氢化。如果需要的话，顶部产物可以进行进一步处理以分离出至少一部分的与化合物(V.1)、(V.2)、(V.3)和(VI)不同的化合物。为此目的，顶部产物可以进行例如进一步的蒸馏分离。
在一个优选实施方案中，从取料塔取出一个支料流，或者从取料塔取出两个支料流。在一个具体实施方案中，从取料塔取出仅仅一个支料流。
如果在步骤b)中取出两个或更多个含有2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃(I)的出料，例如两个不同的侧取料或一个侧取料和一个底部取料，则它们通常在立体异构体的组成方面是不同的。结果，可以分离与来自步骤a)的反应产物相当的富含顺式非对映异构体的级分以及富含反式非对映异构体的级分。在所用蒸馏装置的充足分离效率的情况下，至少一种非对映异构体可以按照需要以纯形式获得。
进料塔、取料塔、上部合并塔和下部合并塔可以是离散的结构化元件或其构造为合并多个功能的蒸馏塔阶段或小室。术语“连通塔”表示与正在上升的蒸气和正在排出的冷凝物之间都有交换。
在本发明方法的一个优选实施方案中，在步骤b)中的蒸馏分离是在这样的蒸馏塔布置下进行：其包括间壁塔，或至少两个热偶联常规蒸馏塔的互连。
间壁塔是具有至少一个进料点和至少三个取料点的特殊蒸馏塔，其中所谓的精馏区域位于蒸发器和冷凝器之间，其中在冷凝器中形成的一部分冷凝物以液体形式向下移动，作为与从蒸发装置正在上升的蒸气逆向返料，并且其在塔的位于进料点之上和/或之下的一个部分区域中包含至少一个分隔装置(间壁)，其沿着纵向起作用，用于防止液体料流和/或蒸气料流的交叉混合，并且所述蒸馏塔允许对于物质混合物的蒸馏分离。间壁塔的基本原理是长期已知的，例如参见US 2,471,134、EP-A-0 122 367或G.Kaibel,Chem.Eng.Technol.第10卷,1987,92-98页。
间壁塔的一般基本结构包括至少一个位于间壁一侧上的进料点和至少三个取料点，其中至少一个取料点位于间壁的另一侧上。因为在这种构造中，在间壁的区域中防止了液体料流和/或蒸气料流的交叉混合，所以可以获得纯形式的侧产物。这通常减少了对于分离多组分混合物所需的蒸馏塔的数目。此外，当使用间壁塔时，与简单顺序布置两个常规蒸馏相比节约了成本花费以及能量(参见M.Knott,Process Engineering,第2卷,1993年2约，33-34页)。
在本发明中，常规的蒸馏塔是用于表示全部不含间壁的蒸馏塔。在热偶联的常规蒸馏塔中，质量和能量料流是互换的。所以，与简单的顺序布置多个常规蒸馏塔相比能显著节约能量。作为间壁塔的另一个选择，优选布置两个热偶联的蒸馏塔。关于各种布置的综述例如参见G.Kaibel等，Chem.-Ing.-Tech.,第61卷,1989,16-25页，和G.Kaibel等，气体分离&提纯,第4卷,1990年6月，109-114页。
在第一个优选实施方案中，使用具有热偶联的前塔的蒸馏塔，即取料塔、上部合并塔和下部合并塔设计为单阶段蒸馏塔，并且进料塔设计为作为蒸馏塔的前塔。在第二个优选实施方案中，使用具有热偶联的后塔的蒸馏塔，即进料塔、上部合并塔和下部合并塔设计为单阶段蒸馏塔，并且取料塔设计为作为此蒸馏塔的后塔。具有相连的辅助塔的蒸馏塔是公知的，并例如参见Chem.Eng.Res.Des.,Part A:Trans IChemE,1992年3月,pp.118-132,"全部热偶联的蒸馏塔的设计和优化"。
证明有利的是从来自步骤a)的反应产物取出至少一部分的具有比2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃(I)更低的沸点的化合物，然后将其加入进料塔。所以，在一个具体实施方案中，蒸馏塔的布置用于从来自步骤a)的反应产物进行蒸馏分离，其包括上游常规蒸馏塔和下游间壁塔，或者两个热偶联的常规蒸馏塔的下游互连。
优选，对于步骤b)中的蒸馏分离，
b1)来自步骤a)的反应混合物首先在常规蒸馏塔中进行分离，其中得到第一顶部产物，其中富含化合物(V.1)、(V.2)和(V.3)和二烷化合物(VI)，并且基本上不含通式(I)化合物，以及得到第一底部产物，其中贫化化合物(V.1)、(V.2)和(V.3)和二烷化合物(VI)，并且含有主要部分的通式(I)化合物，
b2)来自步骤b1)的第一底部产物在间壁塔中或在两个热偶联的常规蒸馏塔的互连中进行分离，其中得到：第二顶部产物，其中含有在第一顶部产物中不存在的化合物(V.1)、(V.2)、(V.3)和(VI)，并且任选地含有少量的通式(I)化合物；得到侧料流，其基本上由通式(I)化合物组成；以及得到第二底部产物，其含有在顶部产物中不存在且在侧料流中不存在的通式(I)化合物。
优选，在上述实施方案中，在式(I)、(V.1)、(V.2)或(V.3)和(VI)的化合物中，R1也是异丁基。
关于第一顶部产物基本上不含通式(I)化合物的表述表示在第一顶部产物中的通式(I)化合物的比例是至多5重量％，特别优选至多2重量％，尤其是至多1重量％，尤其是至多0.1重量％，基于第一顶部产物的总重量计。在一个具体实施方案中，第一顶部产物不含通式(I)化合物。
第二顶部产物可以含有例如0.1-25重量％、特别优选0.2-20重量％、尤其是0.3-15重量％、特别是0.5-10重量％的通式(I)化合物，基于第二顶部产物的总重量计。
在一个具体实施方案中，侧料流仅仅含有通式(I)化合物。
在一个具体实施方案中，第二底部产物仅仅含有通式(I)化合物。或者，第二底部产物可以含有具有比通式(I)化合物更高的沸点的化合物。
优选，根据此实施方案，第一顶部产物(尤其是已贫化水的第一顶部产物有机相)和/或第二顶部产物用于步骤c)中的氢化。在这里，如果第二顶部产物仍然含有少量通式(I)化合物，则这并不是重要的，因为它们通常毫无变化地经过步骤c)中的氢化，并可以然后在需要时分离出去和用于有益用途。
一般而言，在此实施方案中，侧产物和第二底部产物在通式(I)化合物的立体异构体的比例方面是不同的。
步骤c)
化合物(V.1)、(V.2)和(V.3)氢化得到相应2-取代的4-甲基四氢吡喃(II)的反应可以按照本身常规的方式用现有技术公知的氢化催化剂进行。
氢化反应可以在气相或液相中以催化方式进行。优选，在本发明方法的步骤c)中的氢化反应是在液相中在多相氢化催化剂和含氢气体的存在下进行。
合适的氢化催化剂原则上是所有适合用于氢化不饱和有机化合物的均相和多相催化剂。这些包括例如金属、金属氧化物、金属化合物或其混合物。合适的氢化催化剂优选含有至少一种过渡金属，优选选自元素周期表的副族I和VI-VIII族。这些优选包括Cu、Cr、Mo、Mn、Re、W、Fe、Rh、Co、Ni、Pd、Pt、Ru、Zn或其混合物。
催化剂可以仅仅含有活性成分，或活性成分可以施用于载体上。合适的载体材料例如是Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、活性炭、ZnO、BaO和MgO，或它们的混合物。
为了提高催化活性，可以使用Fe、Co和优选Ni，以阮内催化剂的形式，或作为具有非常大表面积的金属海绵。
优选，披钯碳或披铂碳用于在本发明方法的步骤c)中的氢化。此外，可以有利地使用阮内镍或阮内钴。
其他合适的催化剂包含例如80-100重量％的镍和/或钴，以及至多20重量％的活化金属例如铜和/或铬。这些催化剂特别有利地作为负载的催化剂使用。这些负载催化剂的催化活性金属的含量一般是5-80重量％，基于催化活性金属和载体的总重量计。
催化剂可以作为模制品用于步骤c)中的氢化。例子包括催化剂挤出物，例如线料、有棱纹的线料和其它挤出物形式，涂覆的催化剂，片料，环，珠，格栅等。
优选，步骤c)中的氢化是在20-200℃的温度下进行，优选40-150℃，尤其是50-120℃。
如果反应在气相中进行，则证明了1-100巴的压力是有用的，优选1.1-50巴。
如果反应在液相中进行，则压力优选是2-500巴，特别优选3-300巴，尤其是4-250巴，尤其是5-200巴。
步骤c)中的氢化可以在一个反应器中进行，或在多个顺序连接的反应器中进行。氢化可以不连续或连续地进行。对于不连续氢化，例如可以使用加压的容器。合适的加压容器例如是高压釜，其配备有用于加热和/或用于搅拌反应器内容物的装置。优选，氢化在液相中经由固定床进行，优选按照液相模式或以滴流模式或以悬浮催化的形式进行。
氢化可以在有或没有添加溶剂的情况下进行。合适的溶剂是醇、醚、烃，例如甲醇、乙醇、异丙醇、二烷、四氢呋喃、正戊烷、己烷、环己烷、甲苯等。优选，步骤c)中的氢化在不添加溶剂的情况下进行。
对于步骤c)中的氢化，含有至少一种化合物(V.1)、(V.2)或(V.3)和至少一种二烷化合物(VI)的级分可以与含氢气体和氢化催化剂接触。合适的含氢气体是选自氢气以及氢气和至少一种惰性气体的混合物。合适的惰性气体例如是氮气或氩气。对于步骤c)中的氢化，优选使用未稀释形式的氢气，通常纯度为约99.9体积％。
由于在步骤c)中的氢化，在初始混合物中存在的化合物(V.1)、(V.2)和(V.3)被转化成2-取代的4-甲基四氢吡喃(II)。优选，用于氢化的初始混合物含有式(V.1)、(V.2)和(V.3)的化合物，其中R1是异丁基。所以，由于步骤c)中的氢化，在初始混合物中存在的化合物(V.1)、(V.2)和(V.3)被转化成2-异丁基-4-甲基四氢吡喃(II)(二氢玫瑰醚)。
优选，在步骤c)中，得到氢化产物，其中2-取代的4-甲基四氢吡喃(II)的顺式非对映异构体与反式非对映异构体之间的非对映异构体比率是60:40至95:5，优选65:35至90:10。特别优选，在步骤c)中，得到氢化产物，其中2-异丁基-4-甲基四氢吡喃(II)的顺式非对映异构体与反式非对映异构体之间的非对映异构体比率是60:40至95:5，优选65:35至90:10。
考虑到它们的特定气味性质，这种混合物在一定程度上适合用作芳香化学品，例如作为具有玫瑰气味的组分用于制备香料组合物。
步骤d)
从在步骤c)中得到的氢化产物，原则上可以通过本领域技术人员公知的常规提纯方法分离富含2-取代的4-甲基四氢吡喃(II)的级分和富含至少一种二烷化合物(VI)的级分。
优选，在步骤c)中得到的氢化产物进行蒸馏分离。合适的用于蒸馏分离的装置包括蒸馏塔，例如板式塔，其可以配备有泡罩、孔板、穿孔塔板、填料、填装体、阀门、侧出口等，蒸发器，例如薄膜蒸发器、降膜蒸发器、强制循环蒸发器、Sambay蒸发器等，以及它们的组合。
优选，从步骤c)得到的氢化产物在步骤d)中在至少一个配备有分离有效内件的蒸馏塔中进行蒸馏分离。
优选，在步骤d)中，从在步骤c)中得到的氢化产物分离富含2-取代的-4-甲基四氢吡喃(II)的级分，其中顺式非对映异构体与反式非对映异构体之间的非对映异构体比率是60:40至100:0，优选65:35至90:10。
特别优选，在步骤d)中，从在步骤c)中得到的氢化产物分离富含2-异丁基-4-甲基四氢吡喃(II)的级分，其中顺式非对映异构体与反式非对映异构体之间的非对映异构体比率是60:40至100:0，优选65:35至90:10。
优选，在步骤d)中，从在步骤c)中得到的氢化产物分离富含2-取代的-4-甲基四氢吡喃(II)的级分，其中具有的通式(VI)二烷化合物的含量是至多2重量％、特别优选至多1重量％、非常特别优选至多0.1重量％：
其中R1具有上文给出的含义，尤其是异丁基。
本发明组合物和可通过本发明方法得到的组合物特别有利地适合用作香料或用于提供香料。
本发明组合物可以按照需要稀释，用作具有至少一种本应用领域中常规溶剂的香料。例如，可以提到以下合适的溶剂：乙醇，二丙甘醇或其醚，邻苯二甲酸酯，丙二醇，或二醇的碳酸酯，优选乙醇。水也适合作为溶剂用于稀释本发明的香料组合物，并且可以有利地与合适的乳化剂一起使用。
考虑到各组分的结构和化学相似性，通过本发明方法获得的香料具有高的稳定性和持久性。可通过本发明方法获得的式(Ia)的2-(2-甲基丙基)-4-羟基-4-甲基四氢吡喃异构体混合物具有令人愉快的铃兰气味。可通过本发明方法获得的式(IIa)的2-(2-甲基丙基)-4-甲基四氢吡喃(二氢玫瑰醚)具有令人愉快的类似于玫瑰气味的特征。
通过本发明方法获得的香料适合用于引入化妆品组合物中，以及引入下文所述的应用和消费制品和/或组合物中，其中可以将香料引入所述制品中或者施用于其上。在本发明中，器官感觉有效量理解为尤其表示在应用时足以带给使用者或消费者以气味印象的量。
合适的化妆品组合物是所有常规的化妆品组合物。这些优选是香水、淡香水(Eau de Toilette),除味剂，皂，淋浴凝胶，洗浴凝胶，霜，洗液，防晒剂，用于清洗和护理头发的组合物，例如洗发剂、调理剂、头发凝胶、液体或泡沫形式的头发定型组合物，以及用于头发的其它清洗或护理组合物，用于人体装饰应用的组合物，例如化妆棒，例如唇膏、唇部护理棒、遮瑕棒(遮瑕剂)、腮红，眼影笔、唇线笔、眼线笔、眉笔、修正笔、防晒棒、防粉刺棒和相应产品，以及指甲油和用于护理指甲的其它产品。
通过本发明方法获得的香料尤其适合用于香水，例如古龙水，淋浴凝胶，洗浴凝胶，以及身体除味剂。
它们也适合用于赋予引入它们和/或施用它们的消费品或用品以芳香气味，从而它们赋予令人愉快的新鲜健康气味。消费品或用品的例子是：室内空气除味剂(空气护理)，用于织物的清洁组合物或护理组合物(特别是洗涤剂、织物软化剂)，织物处理组合物，例如熨烫助剂、洗涤剂、清洁剂，用于处理表面的组合物，例如家具、地板、厨房用品、玻璃板和窗户，以及监测器，漂白剂，洁厕剂，石灰去除剂，肥料，结构材料，脱模剂，消毒剂，用于汽车和交通工具的产品等。
以下实施例用于说明本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例
根据以下方法进行气相色谱分析：
柱：DB WAX 30mx0.32mm；
FD 0.25μm；
注射器温度:200℃；检测器温度280℃；
温度程序:起始温度:50℃，以3℃/分钟达到170℃,
         以20℃/分钟达到230℃,7分钟恒温；
保持时间：异戊醛tR＝3.7分钟
                顺-二氢玫瑰醚tR＝8.4分钟
                反-二氢玫瑰醚tR＝9.6分钟
4,4-二甲基-2-异丁基-1,3-二烷tR＝11.9分钟
所得粗产物的浓度(重量％)用带有内标的GC分析测定。
实施例1:(异构二氢吡喃V.1a-V.1c的氢化)
将异构二氢吡喃V.1a至V.1c的混合物(100g,0.65mol)在室温下加入高压釜(最大填充水平180ml)，并用披钯碳(5.8％Pd,50％水分)处理。在关闭高压釜之后，将其用氮气吹扫三次(20巴)，用氢气注射到100巴的压力，开启搅拌器(700rpm)，并将高压釜加热到120℃。在120℃下，注射200巴的氢气，并在此压力下再搅拌15小时。在冷却到室温和解压之后，产物经由抽吸过滤器过滤(Por4＝孔的公称宽度为10-16μm)。这得到具有以下组成的粗产物(92g):顺-二氢玫瑰醚:73.4GC面积％(tR＝8.7分钟)；反-二氢玫瑰醚:24.1GC面积％(tR＝9.9分钟)。在随后用40cm长度的填料塔(金属拉西环)在31毫巴压力下进行蒸馏操作之后，在73-74℃的转化温度下得到产物，其纯度为99.7GC面积％，顺-二氢玫瑰醚:反-二氢玫瑰醚的异构体比率＝3/1。
实施例2：
异戊醛(112.5g,1.31mol)、异戊烯醇(125g,1.45mol)和12.5g水的混合物在50g强酸性阳离子交换剂 131的存在下反应，如WO2011/154330的实施例1中所述。所得的反应混合物在由常规蒸馏塔和间壁塔组成的布置中进行蒸馏分离。
将异戊醛(0.4％),异戊烯醇(0.8％)、异构二氢吡喃V.1a至V.1c(43.2％)、4,4-二甲基-2-异丁基-1,3-二烷(42.0％)、来自吡喃醇的异戊烯基醚(1.9％)和异构吡喃醇顺-(I.a)和反-(I.a)(7.5％)的混合物(总量＝150g,间壁塔的代表性顶部取料)加入高压釜(最多填充180ml)，并用披钯碳(5.8％Pd,50％水分)处理。在关闭高压釜之后，用氮气吹扫三次(20巴),将氢气注射到150巴的压力，开启搅拌器(700rpm)，并将高压釜加热到120℃。在120℃下，注射200巴的氢气，并在此压力下再搅拌15小时。在冷却到室温和解压到0巴之后，产物经由抽吸过滤器过滤(Por4＝孔的公称宽度为10-16μm)。这得到具有以下组成的粗产物(140g)：异戊醛:0.4GC面积％(tR＝3.7分钟)；顺-二氢玫瑰醚:37.6GC面积％(tR＝8.4分钟)；反-二氢玫瑰醚:10.3GC面积％(tR＝9.6分钟)；二烷:36.9GC面积％(tR＝11.9分钟)；IMTP:3.1GC面积％(tR＝27.0分钟)；吡喃醇:7.1GC面积％(tR＝28.2分钟)。在随后用85cm长度的填料塔(金属拉西环)和20毫巴的压力进行蒸馏提纯之后，在48℃的转化温度下得到顶部产物，其具有以下组成:顺-二氢玫瑰醚1:91.0GC面积％(tR＝8.4分钟)；反-二氢玫瑰醚2:7.1面积％(tR＝9.6分钟)；二烷:0.6GC面积％(tR＝11.9分钟)；2-甲基-2,4-丁二醇0.5GC面积％(tR＝26.8分钟)。
实施例3:
异戊醛(112.5g,1.31mol)、异戊烯醇(125g,1.45mol)和12.5g水的混合物在50g强酸性阳离子交换剂 131的存在下反应，如WO2011/154330的实施例1中所述。所得的反应混合物在由常规蒸馏塔和间壁塔组成的布置中进行蒸馏分离。
将作为上述塔的顶部取料的具有异戊醛(12.1％)、异戊烯醇(10.7％)、异构二氢吡喃V.1a-V.1c(50.3％)、4,4-二甲基-2-异丁基-1,3-二烷(20.8％)和异构吡喃醇顺-(I.a)和反-(I.a)(6％)的混合物(混合物总量：100g)加入高压釜(最多填充180ml)，并用阮内镍催化剂(水分：1g)处理。在关闭高压釜之后，用氮气吹扫三次(20巴)，开启搅拌器(700rpm)，将氢气注射到5巴的压力，并将高压釜加热到150℃。在150℃下，注射10巴的氢气，并在此压力下再搅拌20小时。在冷却到室温和解压到0巴之后，产物经由抽吸过滤器过滤(孔的公称宽度为10-16μm)。这得到具有以下组成的粗产物：异戊醛:0.6GC重量％(tR＝3.7分钟)；顺-二氢玫瑰醚:22.1GC重量％(tR＝8.0分钟)；异戊醇:22.5GC面积％(tR＝8.8分钟)；反-二氢玫瑰醚:21.6GC重量％(tR＝9.2分钟)；二氢吡喃V.1a-V.1c:0.3GC重量％(tR＝9.4,11.1,11.8分钟)；二烷:19.8GC重量％(tR＝11.5分钟)；吡喃醇顺-(I.a)和反-(I.a):5.9GC重量％(tR＝27.3,28.7分钟)。
粗产物的蒸馏后处理可以如实施例1或2中所述进行。
实施例4:
异戊醛(112.5g,1.31mol)、异戊烯醇(125g,1.45mol)和12.5g水的混合物在50g强酸性阳离子交换剂 131的存在下反应，如WO2011/154330的实施例1中所述。所得的反应混合物在由常规蒸馏塔和间壁塔组成的布置中进行蒸馏分离。
将作为上述塔的顶部取料的具有异戊醛(4.5％)、异戊烯醇(11.3％)、异构二氢吡喃V.1a-V.1c(35.3％)、4,4-二甲基-2-异丁基-1,3-二烷(39.8％)和异构吡喃醇顺-(I.a)和反-(I.a)(2.5％)的混合物(混合物总量：50g)加入高压釜(最多填充180ml)，并用披钯碳(5％Pd在C上,50％水分；2g)和用甲醇(100ml)处理。在关闭高压釜之后，用氮气吹扫三次(20巴),开启搅拌器(700rpm)，将氢气注射到5巴的压力，并将高压釜加热到85℃。在85℃下，注射10巴的氢气，并在此压力下再搅拌15小时。在冷却到室温和解压到0巴之后，产物经由抽吸过滤器过滤(孔的公称宽度为10-16μm)。这得到具有以下组成的粗产物：甲醇:42.0GC面积％(tR＝3.4分钟)；1,1-二甲氧基-3-甲基丁烷：10.4GC面积％(4.6分钟)；异戊醛:0.5GC重量％(tR＝3.7分钟)；顺-二氢玫瑰醚:9.8GC重量％(tR＝8.0分钟)；异戊醇:2.1GC面积％(tR＝8.7分钟)；反-二氢玫瑰醚:2.7GC重量％(tR＝9.1分钟)；二烷:8.0GC重量％(tR＝11.4分钟)；吡喃醇顺-(I.a)和反-(I.a):1.0GC重量％(tR＝27.3,28.9分钟)。
粗产物的蒸馏后处理可以如实施例1或2中所述进行。

Claims (18)

1.一种制备通式(I)的2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃和通式(II)的2-取代的4-甲基四氢吡喃的方法，
其中，
R1是直链或支化的C1-C12烷基，直链或支化的C2-C12链烯基，未取代的或被C1-C12烷基和/或C1-C12烷氧基取代的具有总共3-20个碳原子的环烷基，或者未取代的或被C1-C12烷基和/或C1-C12烷氧基取代的具有总共6-20个碳原子的芳基，
其中，
b)式(III)的3-甲基丁-3-烯-1-醇
与式(IV)的醛
R1-CHO   (IV)
其中在式(IV)中的R1具有上述给出的含义，
在酸性催化剂的存在下反应，得到含有至少一种通式(I)的2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃、至少一种化合物(V.1)、(V.2)或(V.3)以及至少一种二烷化合物(VI)的反应混合物，
其中在式(VI)中的R1具有上述给出的含义，
b)来自步骤a)的反应产物进行分离，得到富含通式(I)的2-取代的4-羟基-4-甲基四氢吡喃的级分以及富含至少一种化合物(V.1)、(V.2)或(V.3)和至少一种二烷化合物(VI)的级分，
c)使得含有至少一种化合物(V.1)、(V.2)或(V.3)和至少一种二烷化合物(VI)的级分进行氢化，
d)从在步骤c)中得到的氢化产物分离富含2-取代的4-甲基四氢吡喃(II)的级分和富含至少一种二烷化合物(VI)的级分。
2.根据前述权利要求中任一项的方法，其中基团R1是异丁基或苯基。
3.根据权利要求1或2的方法，其中步骤a)中的反应是在选自盐酸、硫酸、甲磺酸、对甲苯磺酸和强酸性阳离子交换剂的酸性催化剂存在下进行。
4.根据权利要求3的方法，其中步骤a)中的反应是在强酸性阳离子交换剂的存在下进行。
5.根据权利要求4的方法，其中步骤a)中的反应是在强酸性阳离子交换剂的存在下和在添加水的存在下进行。
6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在步骤b)中，来自步骤a)的反应混合物进行蒸馏分离。
7.根据权利要求6的方法，其中对于在步骤b)中的分离，使用包括以下的装置：
-进料塔，其具有位于进料点之上的精馏段以及位于进料点之下的汽提段，
-与精馏段的上端连通的上部合并塔，以及与汽提段的下端连通的下部合并塔，和
-与上部合并塔和下部合并塔连通的取料塔。
8.根据权利要求6或7的方法，其中所述蒸馏分离是在这样的蒸馏塔布置下进行：其包括间壁塔，或至少两个热偶联常规蒸馏塔的互连。
9.根据权利要求6-8中任一项的方法，其中对于来自步骤a)的反应产物的蒸馏分离，使用这样的蒸馏塔的布置：其包括上游常规蒸馏塔和下游间壁塔，或者两个热偶联的常规蒸馏塔的下游互连。
10.根据权利要求9的方法，其中对于步骤b)中的蒸馏分离，
b1)来自步骤a)的反应混合物首先在常规蒸馏塔中进行分离，其中得到第一顶部产物，其富含化合物(V.1)、(V.2)和(V.3)和二烷化合物(VI)，并且基本上不含通式(I)化合物，以及得到第一底部产物，其中贫化化合物(V.1)、(V.2)和(V.3)和二烷化合物(VI)，并且含有主要部分的通式(I)化合物，
b2)来自步骤b1)的第一底部产物在间壁塔中或在两个热偶联的常规蒸馏塔的互连中进行分离，其中得到第二顶部产物，其含有在第一顶部产物中不存在的化合物(V.1)、(V.2)、(V.3)和(VI)，并且任选地含有少量的通式(I)化合物；得到侧料流，其基本上由通式(I)化合物组成；以及得到第二底部产物，其含有在顶部产物中不存在且在侧料流中不存在的通式(I)化合物。
11.根据权利要求10的方法，其中在式(I)、(V.1)、(V.2)、(V.3)和(VI)的化合物中，R1是异丁基。
12.根据权利要求10或11的方法，其中第一顶部产物，优选在相分离以除去大部分的水之后的第一顶部产物，和/或第二顶部产物用于步骤c)中的氢化。
13.根据权利要求10-12中任一项的方法，其中侧产物和第二底部产物在通式(I)化合物的立体异构体的比例方面是不同的。
14.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在步骤c)中的氢化反应是在选自均相和多相催化剂的氢化催化剂的存在下进行，其含有至少一种选自金属、金属氧化物、金属化合物或其混合物的金属组分，尤其是披钯碳、披铂碳、阮内镍或阮内钴。
15.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在步骤d)中，在步骤c)中得到的氢化产物进行蒸馏分离。
16.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在步骤d)中，从在步骤c)中得到的氢化产物分离富含2-取代的4-甲基四氢吡喃(II)的级分，其中顺式非对映异构体与反式非对映异构体之间的非对映异构体比率是60:40至100:0，优选65:35至95:10。
17.根据前述权利要求中任一项的方法，其中在步骤d)中，从在步骤c)中得到的氢化产物分离富含2-取代的4-甲基四氢吡喃(II)的级分，所述级分具有的通式(VI)二烷化合物的含量是至多2重量％、特别优选至多1重量％：
其中R1具有上文给出的含义，尤其是异丁基。
18.根据权利要求16或17的方法，其中在步骤d)中，分离富含2-异丙基-4-甲基四氢吡喃(II)的级分。
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