CN105934423B - 2，3，6-三甲基苯酚的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产2，3，6‑三甲基苯酚(2，3，6‑TMP)的新方法。

Description

2，3，6-三甲基苯酚的生产工艺
本发明涉及一种用于生产2，3，6-三甲基苯酚(2，3，6-TMP)的新方法。
2，3，6-三甲基苯酚可用于例如作为生产维生素E的中间体。
2，3，6-TMP是式(I)的化合物
Figure BDA0001060896720000011
由于2，3，6-TMP的重要性，其生产的新方法总是令人感兴趣。
从现有技术中已知，由例如2，5-二甲基苯酚通过甲基化来生产2，3，6-TMP。传统上，2，5-二甲基苯酚是从煤焦油中提取的，这是一种不可再生的资源。
因此，仍然需要一种生产2，3，6-TMP的方法，其中起始材料从可再生的资源中获得。
现在，业已发现了可以在一步反应中由2，5-二甲基呋喃(式(II)的化合物)来生产2，3，6-TMP
Figure BDA0001060896720000012
2，5-二甲基呋喃从可再生资源(纤维素)中获得。
从现有技术(即，Y.Román-Leshkov，C.J.Barrett，Z.Y.Liu，J.A.Dumesic，Nature2007，447，982-985)中已知这种工艺。
众所周知，在催化的生物质液化工艺中，果糖可以转化为2，5-二甲基呋喃。
果糖可从葡萄糖(纤维素中的结构单元)中获得。
已发现，在催化剂的存在下，2，5-二甲基呋喃可以与丙炔或丙炔衍生物反应以得到2，3，6-TMP。
因此，本发明涉及下列工艺(A)：
Figure BDA0001060896720000021
其中R1为H或Si(CH3)3，并且该工艺在至少一种催化剂的存在下进行。
优选地，上述工艺中所用的催化剂是Au(I)络合物。
因此，本发明还涉及工艺(B)，其为这样的工艺(A)，其中所述催化剂为Au(I)络合物。
具体地，对于根据本发明的工艺来说，使用下面的Au(I)-络合物作为催化剂：
Y——Au(I)——Z (V)，
其中
Z为阴离子，其选自由[BX4]-、[PX6]-、[SbF6]-、[ClO4]-、CF3COO-、磺酸根、四(3，5-二(三氟甲基)苯基)硼酸根(BArF -)、四苯基硼酸根以及下面的式(VI)的阴离子组成的组
Figure BDA0001060896720000031
其中Q代表苯基或C1-8-烷基，其优选被至少一个选自由F、Cl和
NO2组成的组中的取代基所取代；并且
X为卤素原子，具体为F和Cl；并且
Y为有机配体。
因此，本发明还涉及工艺(C)，其为这样的工艺(A)或(B)，其中使用的至少一种Au(I)络合物为下面的式(V)所示的化合物
Y——Au(I)——Z (V)，
其中
Z为阴离子，其选自由[BX4]-、[PX6]-、[SbF6]-、[ClO4]-、CF3COO-、磺酸根、四(3，5-二(三氟甲基)苯基)硼酸根(BArF -)、四苯基硼酸根以及下面的式(VI)的阴离子组成的组
Figure BDA0001060896720000032
其中Q代表苯基或C1-8-烷基，其优选被至少一个选自由F、Cl和
NO2组成的组中的取代基所取代；并且
X为卤素原子，具体为F和Cl；并且
Y为有机配体。
优选地，Y是选自由下面的配体(Y1)至(Y10)组成的组中的有机配体：
Figure BDA0001060896720000041
Figure BDA0001060896720000051
Figure BDA0001060896720000061
因此，本发明还涉及工艺(C’)，其为这样的工艺(C)，其中式(V)的Au(I)络合物的有机配体选自由下面的配体(Y1)至(Y10)组成的组：
Figure BDA0001060896720000071
Figure BDA0001060896720000081
Figure BDA0001060896720000091
优选地，Z为阴离子，其选自由如下阴离子[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[ClO4]-、CF3COO-、磺酸根(例如三氟甲基磺酸根CF3SO3 -)、四(3，5-二(三氟甲基)苯基)硼酸根(BArF -)、四苯基硼酸根以及下面的式(VI’)的阴离子组成的组，
Figure BDA0001060896720000101
因此，本发明还涉及工艺(C”)，其为这样的工艺(C)或(C’)，其中阴离子Z选自由下面的阴离子[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[ClO4]-、CF3COO-、磺酸根(例如三氟甲基磺酸根CF3SO3 -)、四(3，5-二(三氟甲基)苯基)硼酸根(BArF -)、四苯基硼酸根以及下面的式(VI’)的阴离子组成的组
Figure BDA0001060896720000102
催化剂(Au(I)络合物)可以以式(I)所限定的形式添加到反应混合物中，但Au(I)-络合物也可以在反应混合物中原位形成(在加入起始材料之前或加入起始材料之后)。
例如，有机配体可以以盐的形式加入(例如氯化物：Y-Au(I)Cl)并且阴离子以金属盐的形式加入(例如银盐Ag(I)Z)。Au(I)络合物是原位形成的并且所产生的金属盐(例如AgCl)不会产生负面干扰。
因此，本发明涉及工艺(D)，其为这样的工艺(C)、(C’)或(C”)，其中Au(I)络合物被原样添加到反应混合物中。
此外，本发明涉及工艺(E)，其为这样的工艺(C)、(C’)或(C”)，其中Au(I)络合物在反应混合物中原位形成。
优选的式(V)的Au(I)络合物为下面那些：
Figure BDA0001060896720000103
Figure BDA0001060896720000111
其中Cy为环己基，iPr为异丙基并且Tf为三氟甲基磺酸根。
使用丙炔衍生物(代替丙炔)时，则按照下列方式选择R1：该衍生物比丙炔更易处理，并且其中R1将形成可容易地从反应混合物中除去的反应产物。
如果R1＝Si(CH3)3，那么式(III)的化合物是液体。
因此，还可以使用与具有Si(CH3)3基团那些不同的其它丙炔衍生物(当其具有如上所述的性能时)。
通常，Au(I)络合物以一定的量存在，其中底物(式(I)的化合物)与催化剂的比例为2∶1至10000∶1，优选为10∶1至3000∶1。该比例为重量比。
因此，本发明还涉及工艺(F)，其为这样的工艺(A)、(B)、(C)、(C’)、(C”)、(D)或(E)，其中底物与催化剂的比例为2∶1至10000∶1，优选为10∶1至3000∶1。
另一个实施方式是根据本发明的工艺，其中在该工艺开始时苯甲腈被添加到反应混合物中。通常，其相对于催化剂以等摩尔量添加。
因此，本发明还涉及工艺(G)，其为这样的工艺(A)、(B)、(C)、(C’)、(C”)、(D)、(E)或(F)，其中苯甲腈被添加到反应混合物中。
因此，本发明还涉及工艺(G’)，其为这样的工艺(G)，其中相对于催化剂苯甲腈以等摩尔量添加到反应混合物中。
根据本发明的工艺通常在正常压力下进行。
因此，本发明还涉及工艺(H)，其为这样的工艺(A)、(B)、(C)、(C’)、(C”)、(D)、(E)、(F)、(G)或(G’)，其中所述工艺在正常压力下进行。
根据本发明的工艺的反应温度通常在10-50℃之间，优选在15-30℃之间。
因此，本发明还涉及工艺(I)，其为这样的工艺(A)、(B)、(C)、(C’)、(C”)、(D)、(E)、(F)、(G)、(G’)或(H)，其中所述工艺在10-50℃之间、优选在15-30℃之间的温度下进行。
反应通常在惰性溶剂(或溶剂混合物)中进行。优选地，该溶剂(或溶剂混合物)具有中性或酸性pH值。优选的溶剂为二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、三氟乙醇、氯仿、甲苯、乙酸乙酯、环己酮、丙酮。
更优选的是二氯甲烷、三氟乙醇和1，2-二氯乙烷，以及二氯甲烷与5体积％的三氟乙醇的混合物。
此外，还可以使用离子液体作为溶剂。非常合适的离子液体是下面这些(IL1、IL2和IL3)：
Figure BDA0001060896720000121
Figure BDA0001060896720000131
因此，本发明还涉及工艺(K)，其为这样的工艺(A)、(B)、(C)、(C’)、(C”)、(D)、(E)、(F)、(G)、(G’)、(H)或(I)，其中所述工艺在惰性溶剂(或溶剂混合物)中进行。
因此，本发明还涉及工艺(K’)，其为这样的工艺(K)，其中所述溶剂(或溶剂混合物)具有中性或酸性pH值。
因此，本发明还涉及工艺(K”)，其为这样的工艺(K)或(K’)，其中所述溶剂选自由二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、三氟乙醇、氯仿、甲苯、乙酸乙酯、环己酮、丙酮组成的组。
因此，本发明还涉及工艺(K”’)，其为这样的工艺(K)、(K’)或(K”)，其中所述溶剂选自由二氯甲烷、三氟乙醇和1，2-二氯乙烷以及二氯甲烷与5体积％的三氟乙醇的混合物组成的组。
因此，本发明还涉及工艺(K””)，其为这样的工艺(K)、(K’)或(K”)，其中所述溶剂是离子液体(或离子液体的混合物)。
因此，本发明还涉及工艺(K””’)，其为这样的工艺(K””)，其中所述离子液体是式(IL1)、(IL2)和/或(IL3)中的那些。下面的实施例用于举例说明本发明。所有的百分比和份(如果没有另外说明的话)都是相对于重量，并且温度以℃给出。
实施例
实施例1
向装有隔膜、磁力搅拌棒和氩气供应的2mL玻璃瓶中，加入11.95mg下式的化合物
Figure BDA0001060896720000141
其为y2-Au(I)Cl(20μmol，2mol％)，30.66mg AgSbF6(20μmol，2mol％)，500μL2，5-二甲基呋喃(1mmol，1当量)并悬浮在1mL二氯甲烷中。然后，通过注射器加入144.2μL三甲基硅烷基丙炔(1mmol，1当量)。将反应混合物在23℃下搅拌5天。通过注射器取出样品并分析。相对于2，5-二甲基呋喃，2，3，6-三甲基苯酚以56％的产率获得。
实施例2
向装有氩气供应、温度计和磁力搅拌棒的三口圆底烧瓶中装入70mL二氯乙烷。通过向溶剂中鼓气来制备丙炔的饱和溶液。然后，加入356mg金的络合物Y2-Au(I)Cl(600μmol，2mol％)、210.5mg AgSbF6(600μmol，2mol％)和10mL 1，2-二氯乙烷。通过注射器添加2，5-二甲基呋喃(3.22ml，30mol，1当量)。在连续的丙炔鼓泡下，将混合物在23℃下搅拌20小时。
在减压下浓缩反应混合物。以82％(GC面积％)得到所需产物2，3，6-三甲基苯酚。

Claims (8)

1.一种用于生产式(I)的化合物的工艺
Figure FDA0002716869830000011
其中在至少催化剂的存在下，式(II)的化合物与式(III)的化合物反应，
Figure FDA0002716869830000012
其中R1为H或Si(CH3)3，
其中使用至少一种式(V)的催化剂
Y-Au(I)-Z (V)，
其中
Z为阴离子，其选自由[BX4]-、[PX6]-、[SbF6]-、[ClO4]-、CF3COO-、磺酸根、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸根(BArF –)、四苯基硼酸根以及下面的式(VI)的阴离子组成的组
Figure FDA0002716869830000013
其中Q代表苯基或C1-8-烷基；并且
X为卤素原子，具体为F和Cl；并且
Y为有机配体；
其中Y是选自由下面的配体组成的组中的有机配体：
Figure FDA0002716869830000021
Figure FDA0002716869830000031
Figure FDA0002716869830000041
2.根据权利要求1的工艺，其中Q代表苯基或C1-8-烷基，其被至少一个选自由F、Cl和NO2组成的组中的取代基所取代。
3.根据权利要求1的工艺，其中Z为阴离子，其选自由[BF4]-、[PF6]-、[SbF6]-、[ClO4]-、CF3COO-、磺酸根、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸根(BArF –)、四苯基硼酸根以及下面的式(VI’)的阴离子组成的组
Figure FDA0002716869830000042
4.根据权利要求3所述的工艺，其中所述磺酸根为三氟甲基磺酸根。
5.根据权利要求1所述的工艺，其中所述催化剂被原样添加到反应混合物中。
6.根据权利要求1所述的工艺，其中所述催化剂在反应混合物中原位形成。
7.根据权利要求1所述的工艺，其中底物与催化剂的比例为2:1至10000:1。
8.根据权利要求1所述的工艺，其中底物与催化剂的比例为10:1至3000:1。
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