DE2736523A1

DE2736523A1 - Verfahren zur herstellung von 2-hydroxybenzaldehyden sowie 2-hydroxybenzaldehyde

Info

Publication number: DE2736523A1
Application number: DE19772736523
Authority: DE
Inventors: Giovanni Dipl Chem D Casiraghi; Giuseppe Dipl Chem Dr Casnati; Giuseppe Dipl Chem Dr Puglia; Giovanni Dipl Chem Dr Sartori; Giuliana Dipl Chem Dr Terenghi
Original assignee: Montedison SpA
Current assignee: Montedison SpA
Priority date: 1976-08-13
Filing date: 1977-08-12
Publication date: 1978-02-16
Also published as: JPS5334737A; FR2361327A1; NL7708811A; GB1530248A; FR2361327B1; US4151201A; CH629740A5; IT1068110B

Description

DR STEPHAN G. BESZEDES PATENTANWALT

8060 DACHAU BEI MÖNCHEN

POSTFACH 11SS AM HEIDEWEG 22736523 TELEPHON: OACHAU 43Tf

PMttcheckkpnto München (BU 70010010) Konto-Nr. 1368 71

Bankkonto Nr. 906 370 bei der KmIi- and

Dachau-lndarftJorf (BLZ TtO (1140) (VIA Bayerisch· Uln

P 1 OO3

Beschreibung

zur Patentanmeldung

MONTEDISON S.p.A.

Milano, Italien

betreffend

Verfahren zur Herstellung von 2-Hydroxybenzaldehyden sowie 2-Hydroxybenzaldehyde

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 2-Hydroxybenzaldehyden (auch Salicylaldehyde genannt) sowie neue 2-Hydroxybenzaldehyde.

809807/087B

£8 sind bereits Verfahren zur Herstellung von Salicylaldehyden bekannt. Sie können schematisch wie folgt zusammengefaßt werden:

a) Direkte oder indirekte nicht selektive Verfahren, welche den in ihnen innewohnenden schwerwiegenden Nachteil der Notwendigkeit der Abtrennung der 2-Hydroxybenzaldehyde aus der mehr oder minder verwickelt zusammengesetzten beziehungsweise komplexen Mischung der erhaltenen Produkte und ihrer Reinigung haben, dessen erste negative Folge eine Verminderung des Gesamtausbeute am gewünschten Produkt neben der Mühseligkeit des Betriebes mit dem damit verbundenen technischen beziehungsweise praktischen und wirtschaftlichen Aufwand bei den indirekten Verfahren ist.

Es gibt mehrere Verfahren dieser Art. Das am besten bekannte ist die Reimer-Tiemannsche Synthese mit ihren Abwandlungen, bei welcher beziehungsweise welchen ein Phenol mit Chloroform unter alkalischen Bedingungen umgesetzt wird, wodurch eine wechselnde Mischung von o- und p-Hydroxybenzaldehyden erhalten wird.

b) Indirekte selektive Verfahren. Diese führen zwar zu einem einzigen Produkt, welches im allgemeinen aus der Reaktionsmasse leicht abgetrennt werden kann, sie unterliegen jedoch der Beschränkung, daß sie entweder 2 oder mehr Stufen, gegebenenfalls mit Isolierung von Zwischenprodukten, umfassen oder bei

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ihnen ein von Phenolen verschiedenes Ausgangsmaterial zu verwenden ist, was wiederum eine besondere Synthese erfordert, wodurch die tatsächliche Anwendbarkeit und das technische beziehungsweise industrielle Interesse im wesentlichen in Frage gestellt werden.

Derartige Verfahren umfassen beispielsweise die auch technisches beziehungsweise industrielles Interesse beanspruchenden Synthesen von 2-^i7draxybenzaldehyden durch Oxydation der entsprechenden Alkohole, weiche ihrerseits im allgemeinen aus Phenolen und Formaldehyd unter geeigneten Bedingungen hergestellt werden, und das Raschig-Verfahren des Chlorierens von Estern von o-Kresol bei hohen Temperaturen und der anschließenden Hydrolyse des chlorhaltigen Produktes.

c) Katalytische direkte selektive Verfahren, welchen das erfindungsgemäße Verfahren angehört, das heißt solche, bei welchen unmittelbar ein Phenol, das im allgemeinen leicht verfügbar ist, als Ausgangssubstanz verwendet wird und welche nur eine einzige Stufe umfassen, ohne daß Zwischenprodukte irgendwelcher Art zu isolieren sind.

Von den bekannten Verfahren dieser Art, welche grundsätzlich von äußerstem technischem beziehungsweise industriellem Interesse sind, gibt es nur sehr wenige: Ein solches technisches beziehungsweise industrielles Verfahren

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umfaßt die Umsetzung von Phenolen mit Kohlenoxyd in Gegenwart von beträchtlichen Mengen von Aluminiumphenolaten unter ziemlich drastischen Bedingungen (100 bis 35O°C und Kohlenoxyddrücke von 1 bis 300 atm, in den Beispielen 100 bis 150 atm). Dieses Verfahren hat jedoch den schwerwiegenden Nachteil, daß bei ihm mit Kohlenoxyd unter Druck und unter Verwendung eines besonderen Katalysators (Aluminiumphenolat) in ziemlich hohen Mengen zu arbeiten ist, weswegen sein Betrieb mühselig und mit hohem Aufwand verbunden ist und es daher auch wirtschaftlich nicht anziehend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der Nachteile des Standes der Technik ein einfaches und wirtschaftliches sowie den Verfahren des Standes der Technik überlegenes Verfahren zur Herstellung von 2-Hydroxybenzaldehyden, welches sich durch eine hohe Selektivität und gute Ausbeuten auszeichnet und bei welchem bei ausreichend mäßigen Temperaturen, unter Atmosphärendruck und unter Verwendung von geringen Mengen eines leicht verfügbaren und wirtschaftlichen Katalysators gearbeitet werden kann, sowie auch durch dieses Verfahren vorteilhaft herstellbare neue 2-Hydroxybenzaldehyde mit überlegenen technischen Eigenschaften, insbesondere mit solchen für die Parfümindustrie, fungiziden Eigenschaften, larviaiden Eigenschaften und Stabilisatoreigenschaften in Bezug auf Polystyrolharze, die auch als Zwischenprodukte dienen können, zu schaffen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von 2-Hydroxybenzaldehyden beziehungsweise Salicylaldehyden der allgemeinen Formel

- 5 -809807/087E

R, R^ , R₂ und R, , die gleich oder verschieden sein

können, für Wasserstoff, Alkylreste, Arylreste, Cycloalkylreste, Alkoxyreete, Hydroxygruppen, Acylaminoreste und/oder Halogen stehen,

aus entsprechenden Phenolen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Phenol der allgemeinen Formel

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-β -

worin R, R^ , Rp und R^ wie oben festgelegt sind, mit Formaldehyd bei einem im wesentlichen stöchiometrischen oder darunterliegenden Molverhältnis des Phenoles der Formel II zum Formaldehyd bei Temperaturen von etwa 90 bis 150°C in Gegenwart von wasserfreiem Zinn(II)-chlorid und/oder Zinn(IV)- -chlorid als Katalysator in etwa 0,02 bis 0,2 Grammatom Zinn je Mol Phenol der Formel II entsprechenden Mengen und von 1 oder mehr aprotonischen säurebindenden Mittel(n) in 1 oder mehr aprotonischen Lösungsmittel(n) kondensiert wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich also um ein hochselektives Verfahren zur Herstellung der genannten 2-Hydroxybenzaldehyde durch direkte Synthese aus Phenolen mit minfiästens 1 freien o-Stellung und Formaldehyd in Gegenwart ■ues Katalysators aus wasserfreiem Zinn(II)-Chlorid und/oder

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Zinn(IV)-chlorid und eines aprotonischen säurebindenden Hittela

Die Konzentrationen der als Ausgangsmaterial eingesetzten Phenole sind nicht kritisch; so können beispielsweise solche von 20 bis 50 Gew.-% verwendet werden.

Der bedeutendste Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrene besteht in der überraschenden dirigierenden Selektivität des Formaldehydes, sich an das Kohlenstoffatom in der o-Stellung zur phenolischen Hydroxygruppe des Benzolringes unter Erzielung von guten Ausbeuten und einer hohen Selektivität und praktisch ohne Bildung von harzartigen Nebenprodukten und/oder Polykondensationsnebenprodukten zu binden. So ist erfindungsgemäß eine direkte selektive Synthese von 2-Hydroxybenzaldehyden durch eine ausschließliche Bindung des Formaldehydes nur an das Kohlenstoffatom in der o-Stellung zur Hydroxygruppe des Ausgangsphenoles, gleichgültig ob die p-Stellung frei oder von einem Substituenten besetzt ist, möglich.

Ein weiterer sehr großer Vorteil des erfindungsgemäßen 1-stufigen Verfahrens besteht in der Einfachheit seiner Betriebsbedingungen.

Vorzugsweise wird beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Temperatur von etwa 110 C angewandt.

Selbstverständlich kann als Formaldehyd sowohl Formaldehyd als solcher als auch technischer formaldehyd, also praktisch Paraformaldehyd verwendet werden. Zweckmäßigerweise wird Paraformaldehyd verwendet. Das Molverhältnis von Phenol zu Formaldehyd ist wie bereits erwähnt entweder praktisch stöchiometrisch oder niedriger (Formaldehydüberschuß), wobei der Gehalt des verfügbaren Formaldehydes zu berücksichtigen ist.

- θ 809807/0876

Als Katalysator ist wasserfreies Zinn(ll)-chlorid bevorzugt. Dieser kann nach herkömmlichen Verfahren durch Dehydratisieren des handelsüblichen Zinn(II)-chloriddihydrates mit Essigsäureanhydrid (siehe H. Steffen, J. Chem. Soc. 1930, 2 786) hergestellt worden sein.

Vorzugsweise wird beziehungsweise werden das Zinn(lli)- -chlorid und/oder Zinn(IV)-Chlorid in einer etwa 0,1 Grammatom Zinn je NoI Phenol der Formel II entsprechenden Menge verwendet.

Als säurebindendes Mittel beziehungsweise säurebindende Mittel wird beziehungsweise werden mindestens 1 der Verbindungen Pyridin, Alkylpyridine, Acetylpyridine, Hexamethylphosphortriamid, Tetramethylathylendiamin, Tetramethylpropylendiamin, Chinoline, Chinoxaline, gegebenenfalls substituierte^ Aniline und/oder tertiäre*Amine in Mengen von etwa 0,1 bis 0,6 Mol, insbesondere etwa 0,4 Mol, säurebindendes Mittel beziehungsweise säurebindende Mittel je Mol Phenol der Formel II verwendet.

Es ist auch bevorzugt, als aprotonisches Lösungsmittel beziehungsweise aprotonische Lösungsmittel mindestens 1 der Verbindungen Toluol, Xylole, Cumol, andere Alkylbenzole, Dekahydronaphthalin (Dekalin) und/oder Anisol zu verwenden.

Die Reaktionszeiten können, beispielsweise je nach der Temperatur beziehungsweise der Art des Phenoles, variieren. Reaktionszeiten von 3 his 10 Stunden sind praktisch ausreichend, um das erfindungsgemäße Verfahren zu Ende zu führen.

Die Umsetzung soll zweckmäßig unter Rühren beziehungsweise Schütteln durchgeführt werden, um eine höhere Wirksamkeit beziehungsweise Leistungsfähigkeit zu erzielen.

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Das als Ausgangsmaterial verwendete Phenol der Formel II kann wie bereits erwähnt durch Reste verschieden substituiert sein, und zwar sogar durch solche mit einer hohen Zahl von Kohlenstoffatomen. Dies ist jedoch kein kritischer Faktor für die Zwecke der Erfindung. Der Alkylrest, der Alkoxyrest und/oder Acylaminorest beziehungsweise die Alkylreste, Alkoxyreste und/oder Acylaminoreste, für die R, R,. , Rp und und/oder R, stehen kann beziehungsweise können, können geradkettig oder verzweigt sein« Vorzugsweise ist beziehungsweise sind der Alkylrest und/oder Alkoxyrest beziehungsweise die Alkylreste und/oder Alkoxyreste, für den beziehungsweise die R, R^. , Rp und/oder R₅, stehen kann beziehungsweise können, ein solcher beziehungsweise solche mit 1 bis 10, insbesondere 1 bis 4, Kohlenstoffatomen. Als Arylrest(e), für den beziehungsweise die R, R,- , R2 und/oder R, stehen kann beziehungsweise können, ist beziehungsweise sind der Phenylrest beziehungsweise Phenylreste bevorzugt. Es ist auch bevorzugt, daß der Cycloalkylrest beziehungsweise die Gycloalkylreste, für den beziehungsweise die R₁ R^ , Rp und/oder R, stehen kann beziehungsweise können, ein solcher beziehungsweise solche mit 5 bis 8, insbesondere 5 oder 6, ßingkohlenstoffatomen ist beziehungsweise sind. Der Acylaminorest beziehungsweise die Acylaminoreste, für den beziehungsweise die R, IL , Rp und/oder R, stehen kann beziehungsweise können, kann beziehungsweise können aliphatisch, cycloaliphatisch, aromatisch-aliphatisch und heterocyclisch sein. Vorzugsweise ist er beziehungsweise sind sie ein solcher beziehungsweise solche mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen. Von den aliphatischen Acylaminoresten sind solche mit 2 bis 4- Kohlenstoffatomen besonders bevorzugt. Vorzugsweise ist das Halogen beziehungsweise sind die Halogene, für das beziehungsweise die R, R^ , R₂ und/oder R, stehen kann beziehungsweise können, Chlor und/oder Brom.

- 10 809807/0875

Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wie folgt vorgegangen!

Es werden in eine mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Dosier- beziehungsweise Zuführsystem für die Reaktionsteilnehmer versehene Reaktionsvorrichtung aus Pyrex-Glas oder rostfreiem Stahl oder irgendeinem anderen ähnlichen Material das passende Phenol und Paraformaldehyd in einem im wesentlichen stöchiometrischen oder darunterliegenden Verhältnis eingeführt. Dann werden der Katalysator [wasserfreies Zinn(11)-chloridJ und das gewünschte säurebindende Kittel (Pyridin) in den festgesetzten Mengen und schließlich das Lösungsmittel zugesetzt.

Daraufhin wird die Reaktionsmasse etwa 8 Stunden auf etwa 110°C erhitzt.

Nach dem Kühlen wird die Masse filtriert und der Wasserdampfdestillation unterworfen. Das Destillat enthält ausschließlich den gewünschten 2-Hydroxybenzaldehyd und wechselnde Mengen von nicht umgesetztem Ausgangsphenol neben Methanol.

Die Abtrennung des 2-Hydroxybenzaldehydes aus diesem Destillat und seine Reinigung kann nach herkömmlichen Verfahrensweisen entweder durch fraktionierte Destillation, gegebenenfalls unter vermindertem Druck, oder durch Kristallisation im Falle von schwer destillierbaren Aldehyden durchgeführt werden.

Einige der obigen 2-Hydroxybenzaldehyde sind neue Verb indungen·

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Gegenstand der Erfindung sind daher auch die neuen 2-Hydroxy-3-tert.butylbenzaldehyd, 2-Hydroxy-3-tert.butyl- -5-methylbenzaldehyd, 2-Hydroxy-3»5-ditert.butylbenzaldehyd, 2-Hydroxy-3-cyclohexylbenzaldehyd, 2-Hydroxy-4~tert.butylbenzaldehyd, 2-Hydroxy-3-phenylbenzaldehyd, 2-Hydroxy-3-n- -nony!benzaldehyd und 2-Hydroxy-4-acetylaminobenzaldehyd.

Die erfindungsgemäß hergestellten beziehungsweise erfindungsgemäßen 2-Hydroxybenzaldehyde können in der Parfümindustrie, als Fungizide, als Larvizide und als Stabilisatoren für Polystyrolharze mit überlegenen Wirkungen verwendet werden. Sie sind ferner als Zwischenprodukte für Synthesen, beispielsweise bei der Herstellung von Cumarinen, Hydroxyaminen, Benzopyranen und verschiedenen heterocyclischen Verbindungen, sehr gut brauchbar. Überdies können mehrere Derivate derselben (wie Semicarbazone, Schiffsche Basen und Oxime) als Stabilisatoren für Formaldehydpolymere, für Benzine, für Polyvinylchlorid und thermoplastische Harze sowie als Insektizide, mikrobenhemmende beziehungsweise antimikrobielle Mittel und als kationische Komplexbildner angewandt werden.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert. In diesen hatte der verwendete Formaldehyd ein Gehalt von 80 bis 95%, wobei das Molverhältnis von Phenol au rohem Formaldehyd (Paraformaldehyd) Werte von bis zu 1 : 3 erreichte.

Beispiel

2-Hydroxybenz aldehyd (Salicylaldehyd)

a) Verwendung von wasserfreiem Zinn(II)-chlorid [g

Ee wurden 9,4 g (0,1 Mol) Phenol, 9 g (0,3 Mol) Paraform-

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aldehyd (roher Formaldehyd), 1^9 g (0,01 Mol) wasserfreies Zinn(II)-Chlorid und 3,72 g (0,04 Mol) 4-Picolin (4-Methylpyridin) in 200 cnr Toluol in eine mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Rückflußkühler versehene Reaktionsvorrichtung aus Pyrex-Glas eingebracht und 8 Stunden lang unter Rühren auf 110°C erhitzt.

Nach dem Abkühlen wurde die Reaktionsmasse filtriert und einer Wasserdampfdestillation unterworfen.

Sas Destillat wurde wiederholt mit Äther extrahiert und die Auszüge wurden über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet.

Schließlich wurde der Äther abgedampft und der Rückstand unter einem mit einer Wasserstrahlpumpe (etwa 16 mm Hg) erzeugten Vakuum fraktioniert destilliert, wobei die zwischen 85 und 90⁰C übergegangene Fraktion aufgefangen wurde.

So wurden 7»2 g 2-Hydroxybenzaldehyd (entsprechend einer Ausbeute von 59% der Theorie) mit einem Siedepunkt von 197°C erhalten.

b) Verwendung von wasserfreiem Zinn(IV)-Chlorid

Durch wie im Abschnitt a) beschriebenes Arbeiten, jedoch unter Verwendung von 2,6 g (0,01 Mol) wasserfreiem Zinn(IV)- -chlorid an Stelle des Zinn(II)-chlorides wurden 3,1 g (entsprechend einer Ausbeute von 26% der Theorie) desselben Produktes erhalten.

Die Elementar-, Ultrarot- und magnetische Kernresonanzanalysen stimmten mit der berechneten Formel CnHgOg überein.

- 13 809807/0876

Die Daten dieses Beispieles sind in der weiter unten folgenden Tabelle 1 zusammengestellt.

Beispiel 2
2-Hydroxy-3-methylbenzaldehyd

a) Verwendung von wasserfreiem Zinn(II)-chlorid

Durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 1, jedoch unter Verwendung von 10,8 g (0,1 Mol) o-Kresol an Stelle des Phenoles wurden 11,5 g (entsprechend einer Ausbeute von 85% der Theorie) 2-Hydroxy-3-methylbenzaldehyd mit einem Siedepunkt von 208 bis 209°C, welche zwischen 100 und 105°C bei 16 mm Hg übergingen, erhalten.

b) Verwendung von wasserfreiem Zinn(IV)-chlorid

Durch wie im Abschnitt a) erfolgendes Arbeiten, Jedoch unter Verwendung von 2,6 g (0,01 Mol) wasserfreiem Zinn(IV)- -chlorid an Stelle des Zinn(II)-chlorides wurden 6,8 g (entsprechend einer Ausbeute von 50% der Theorie) desselben Produktes erhalten.

Die Elementar-, Ultrarot- und magnetische Kernresonanzanalysen stimmten mit der berechneten formel CqHqOo überein.

Die Daten dieses Beispieles sind in der weiter unten folgenden Tabelle 1 zusammengestellt ·

- 14 809807/0875

Beispiel 3 2-Hydroxy-3-tert.buty!benzaldehyd

Durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 1, jedoch unter Verwendung von 15 g (0,1 Mol) 2-tert.Butylphenol an Stelle des Phenoles wurden 13,3 g (entsprechend einer Ausbeute von 73% der Theorie) der neuen Verbindung 2-Hydroxy-3-tert.butylbenzaldehyd mit einem Siedepunkt von 248°C, welche zwischen 125 und 130°C bei 16 mm Hg übergingen, erhalten.

Elementaranalyse: Für

berechnet: C - 74,13%, H - 7,92%; gefunden: C - 74,42%, H = 8,13%.

Ferner stimmten die spektroskopische Analyse, die Ultrarotanalyse, die Ultraviolettanalyse, die magnetische Kernresonanzanalyse und die massenspektrographische Analyse mit der berechneten Formel überein.

Die Daten dieses Beispieles sind in der weiter unten folgenden Tabelle 1 zusammengestellt.

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Beispiel 4
2-Hydroxy-3-tert.butyl-5-methylbenzaldehyd

Durch, analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 1, jedoch unter Verwendung von 16,4 g (0,1 Mol) 2-tert.Butyl-4-methylphenol an Stelle des Phenoles wurden 18,2 g (entsprechend einer Ausbeute von 95% der Theorie) der neuen Verbindung 2-Hydroxy-3-tert.butyl-5-methylbenzaldehyd mit einem Schmelzpunkt von 73 bis 74°C und einem Siedepunkt von 265 °ie 267°C, welche zwischen 128 und 130⁰C bei 16 mm Hg übergingen, erhalten.

Elementaranalyse:

Für	^C12^H16°2	C	- 74,	97%,	H =	8	,39%;
	berechnet:	C	- 74,	81%,	H »	8	,43%.
	gefunden:

ferner stimmten die spektroskopische Analyse, die Ultrarotanalyse, die Ultraviolettanalyse, die magnetische Kernresonanzanalyse und die massenspektrographische Analyse mit der berechneten Formel überein·

Sie Säten dieses Beispieles sind in der weiter unten folgenden Tabelle 1 zusammengestellt.

Beispiel 5

2-Hydroxy-3»5-<ütert.butylbenzaldehyd Durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispie-

- 16 809807/0875

les 1, jedoch unter Verwendung von 20,6 g (0,1 Mol) 2,4-ditert.Butylphenol an Stelle des Phenoles wurden 17,3 g (entsprechend einer Ausbeute von 74% der Theorie) der neuen Verbindung 2-Hydroxy-3,5-ditert.butylbenzaldehyd mit einem Siedepunkt von 290 bis 292^OC und einem Schmelzpunkt von 59 bis 6O⁰C, welche zwischen 153 und 160°C bei 16 mm Hg übergingen, erhalten.

Elementaranalyse:
Für C₁₅H₂₂O₂

berechnet: C - 76,889ε, Η = 9,46%; gefunden: C = 77,12%, H » 9,^5%.

Ferner stimmten die spektroskopische Analyse, die Ultrarotanalyse, die Ultraviolettanalyse, die magnetische Kernresonanzanalyse und die massenspektrographische Analyse mit der berechneten Formel überein.

Sie Baten dieses Beispieles sind in der weiter unten folgenden Tabelle 1 zusammengestellt.

Beispiel 6 2-Hydroxy-3-isopropyl-6-methylbenzaldehyd

Durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 1, jedoch unter Verwendung von I5 g (0,1 Mol) Thymol an Stelle des Phenoles wurden 13,3 g (entsprechend einer Ausbeute von 75% der Theorie) 2-Hydroxy-3-isopropyl-6-methylbenzaldehyd mit einem Siedepunkt von 261⁰C, welche zwischen 125 und 130⁰C bei 16 mm Hg übergingen, erhalten.

- 17 -809807/0875

Die Elementaranalyse, Ultrarotanalyse, Ultraviolettanalyse und magnetische Kernresonanzanalyse stimmten mit der berechneten Formel C^H^Oo überein.

Beispiel 7 2-Hydroxy-3-cyclohexylbenzaldehyd

Durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 1, jedoch unter Verwendung von 17,2 g (0,1 Mol) 2-Cyclohexylphenol an Stelle des Phenoles wurden 16,8 g (entsprechend einer Ausbeute von 84% der Theorie) der neuen Verbindung 2-Hydroxy-3-cyclohexylbenzaldehyd mit einem Schmelzpunkt von 47 bis 48°C und einem Siedepunkt von 300 bis 302⁰C, welche zwischen 145 und 150⁰C bei 16 mm Hg übergingen, erhalten.

Elementaranalyse:

Pur	^C13^H16°2	C	= 76	,44%,	H -	7	,90%;
	berechnet:	C	- 76	,31%,	H =	8	,11%.
	gefunden:

- 18 809807/0875

Beispiel 8 2-Hydroxy-4-tert.butylbenzaldehyd

Durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 1, jedoch unter Verwendung von I5 g (0,1 Mol) 3-tert.Butylphenol an Stelle des Phenoles wurden 12,8 g (entsprechend einer Ausbeute von 72% der Theorie) der neuen Verbindung 2-Hydroxy-4-tert.butylbenzaldehyd mit einem Siedepunkt von 258 bis 260⁰C, welche zwischen 120 und 125°C bei 16 mm Hg übergingen, erhalten.

Elementaranalyse:
Für C₁₁H₁₄O₂

berechnet: C = 74,13%, H = 7,92%; gefunden: C « 74,46%, H - 7,81%.

Ferner stimmten die spektroskopische Analyse, die Ultrarotanalyse, die Ultraviolettanalyse, die magnetische Kernresonanzanalyse und die massenspektrographische Analyse mit der berechneten Formel überein.

Beispiel 9

2-Hydroxy-4-chlorbenzaldehyd und 2-Hydroxy-6-chlorbenzaldehyd

Durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispie-

- 19 809807/087R

les 1, jedoch unter Verwundung von 12,8 g (0,1 Mol) 3-Chlorphenol an Stelle des Phenoles wurden 8,5 g (entsprechend einer Gesamtausbeute von 55% der Theorie) einer Mischung der beiden isomeren 2-Hydroxychlorbenzaldehyde 2-Hydroxy-4- -chlorbenzaldehyd und 2-Hydroxy-6-chlorbenzaldehyd, welche als Destillationsfraktion zwischen 125 und 130°C bei 16 mm Hg übergingen, erhalten. Die Trennung der beiden isomeren 2- -Hydroxychlorbenzaldehyde wurde durch chromatographische Analyse auf Silicagel durchgeführt, wobei mit einer Mischung von η-Hexan und Äthylacetat im Volumverhältnis von 9 : 1 eluiert wurde. So wurden 6,0 g 2-Hydroxy-4-chlorbenzaldehyd mit einem Schmelzpunkt von 51 bis 52°C und einem Siedepunkt von 230⁰C sowie 2,0 g 2-Hydroxy-6-chlorbenzaldehyd mit einem Schmelzpunkt von 54 bis 55°C erhalten.

Die Elementaranalyse, Ultrarotanalyse und magnetische Kernresonanzanalyse stimmten mit der berechneten Formel Cr₇HcO₀Cl überein.

Beispiel 10 2-Hydroxy-3-phenylbenzaldehyd

Durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 1, jedoch unter Verwendung von 17 g (0,1 Mol) 2-Phenylphenol an Stelle des Phenoles wurden 11,9 g (entsprechend einer Ausbeute von 60% der Theorie) der neuen Verbindung 2-Hydroxy-3-phenylbenzaldehyd mit einem Schmelzpunkt von 47 bis 48⁰C und einem Siedepunkt von 330 bis 335°C, welche

- 20 809807/087B

2736S23

zwischen 165 und 17O⁰C bei 16 mm Hg übergingen, erhalten. Elementaranalyse:

berechnet: C = 78,77%, H = 5,09%; gefunden: C « 78,43%, H - 5,40%.

Ferner stimmten die spektroskopische Analyse, die Ultra rotanalyse, die Ultraviolettanalyse, die magnetische Kernresonanzanalyse und die massenspektrographische Analyse mit der berechneten Formel überein.

Beispiel 11 2-Hydroxy-5-methoxybenzaldehyd

Durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 1, jedoch unter Verwendung von 12,4 g (0,1 Mol) 4-Methoxyphenol an Stelle des Phenoles wurden 6,8 g (entsprechend einer Ausbeute von 45% der Theorie) 2-Hydroxy~5-methoxybenzaldehyd mit einem Siedepunkt von 247 bis 248°C, welche zwischen 115 und 120°C bei 16 mm Hg übergingen, erhalten.

Die Elementaranalyse, Ultrarotanalyse und magnetische Kernresonanzanalyse stimmten mit der berechneten Formel

CqHqO-z überein.
007

- 21 -

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Ί- 273BB23

Sie Daten dieses Beispieles sind in der weiter unten folgenden Tabelle 1 zusammengestellt.

Beispiel 12
2-Hydroxy-3-n-nonylbenzaldehyd

Durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 1, jedoch unter Verwendung von 22,0 g 2-n-Nonylphenol an Stelle des Phenoles wurden 16,1 g (entsprechend einer Ausbeute von 65% der Theorie) der neuen Verbindung 2-Hydroxy-3-n-nonylbenzaldehyd mit einem Siedepunkt von 32O⁰G, welche zwischen 168 und 175°C bei 16 mm Hg übergingen, erhalten.

Elementaranalyse:
Für C₁₆

berechnet: C = 77,37%, H - 9,74%; gefunden: C = 77,06%, H - 9,

- 22 809807/0875

Beispiel 13
2,5-Dihydroxybenzaldehyd

Die Umsetzung wurde am Anfang wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt, es wurden jedoch 11,0 g Hydrochinon an Stelle des Phenoles verwendet. Am Ende der Reaktion wurde die Masse filtriert, wiederholt mit Wasser gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und schließlich zur Trockne eingedampft. Der 2,5-Dihydroxybenzaldehyd wurde aus dem festen Rückstand durch wiederholtes Kristallisieren aus einer Mischung aus Benzol und Petroläther im Volumverhältnie von 1 : 1 abgetrennt.

So wurden 6,6 g (entsprechend einer Ausbeute von 48$ der Theorie) 2,5-Dihydroxybenzaldehyd mit einem Schmelzpunkt von 99⁰O erhalten.

Die Elementaranalyse, Ultrarotanalyse und magnetisch· Kernresonanzanalyse stimmten mit der berechneten Formel x überein.

Beispiel

2-Hydroxy-4-acet,ylaminobenzaldehyd

Durch analoge Anwendung; der Verfahrensweise den Hei-^% spieles 13, jedoch unter Verwendung von 15»'' g 5-AcetyLaminophonol an Stelle den Hyilrochlnoneu sowie unter V»rwendung von Aniüol als Lösungsmittel und Anwendung einer Temperatur von

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100 C wurden 9i0 g (entsprechend einer Ausbeute von 50% der Theorie) der neuen Verbindung 2-Hydroxy-4—acetylaminobenzaldehyd mit einem Schmelzpunkt von 185 bis 186°C erhalten,

Elementaranalyse:
Für C₉H₉O₅N

berechnet: C - 60,33%» H - 5*06%; gefunden: C = 60,60%, H » 5,33%·

Die Daten dieses Beispieles sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt.

809807 /0875

- 24 -Tabelle 1

CD

to GD O ■J >^ O OO

Herstellung von 2-Hydroxybenzaldehyden aus 0,1 Mol Phenolen ttnd 0,3 Mol Paraformaldehyd (roher Formaldehyd) in Gegenwart von 0,01 Mol Zinn(II)-Chlorid [beziehungsweise 0,01 Mol Zinn(IV)-Chlorid] und 0,04 Mol 4-Picolin in 200 cm' Toluol (soweit nichts anderes angegeben ist) während 8 Stunden bei 110⁰C

Bei spiel Nr.	Ausgangsphenol	2-Hydroxybenzaldehyd- produkt	Ums et is mit	68	zung mit	Auebe ir mit	iute 1 mit	Selektiv in mit -chTjodd	irität mit
1	Phenol	2-Eydroxyben zaldehyd	■	90	45	59	26	86
2	o-Xresol	2-Hydroxy-3-methylbenζ- aldehyd	80 I	70	85	50	94	57 ;
3	2-tert.Butylphenol	2-Hydroxy-3-tert.butyl- benzaldehyd	, 100		75		93	71
4	2-tert.Butyl-4- -methylphenol	2-Hydroxy-3-tert.butyl- -5-iaethy !benzaldehyd	78		95		95
5	2,4-ditert.Butyl phenol	2-Hydroxy-3,5-ditert.bu- ty!benzaldehyd		74		95

cn ro (a)

- 25 -Portsetzung der Tabelle 1

CD	Bei spiel Hr.	Auegangephenol	2-Hydroxybenzaldehyd- produkt	Umeet is % mit •<üLorLd	zung mit ΖΙητΟΦ- -dkJorid	Ausbe in % mit 2ncOD~ -chTfldsl	ute I mit 2ηηζΠ^- *-aOaaä*	Selektiv in % mit -dtflcrid	^ität mit -<ükrdd'
09807/0875	6	Thymol	2-Hydroxy-3-isopropyl- -6-methy!benzaldehyd	88		75		85
	7	2-Cyclohexylphenol	2-Hydroxy-3-oyclohexy1- benzaldehyd	90		84		93
	8	3-tert.Butylphenol	2-Hydroxy-4-tert.butyl- benzaldehyd	84		72		85
9	3-Chlorphenol	2-Hydroxy-4-chlorbenz- aldehyd + 2-Hydroxy-6- -ohlorbenzaldehyd	60		*55 >**		92
10	2-Ehenylphenol	2-5jrdroxy-3-plxenyl- benzaldehyd	65		60	j	92

- 26 -

Fortsetzung der Tabelle 1

O	Bei spiel Nr.	Auegangsphenol	2-Hydroxybenzaldehyd- produkt	Umset in % mit —cäiLcnid	zung ι mit -diladd	Ausbe in % mit ΖίπτΟΦ- -chlcsrid	ate mit 7SJnnCn&-	Selektiv in % mit -dfcDaid	rität mit -düarid	j i
Cl α 0 C	11	4-Methoxyphenol	2-Hydroxy-5-me thoxy- benzaldehyd	55		45		82
> C 0	; 12 I k	2-n-Nonylphenol	2-Hydroxy-3-n-nony1- benzaldehyd	75		65		86
α	¹ 13	Hydrochinon	2,5-Dihydroxybenzaldehyd	54		48		88
	14	3-Acetylaminophenol **)	2-Hydroxy-4-acetylamino- benzaldehyd	75		50		66

Gew.-% 2-Hydroxy-4-chlorbenzaldehyd und 25 Gew.-#^-Hydroxy-ö-chlorbenzaldehyd
Lösungsmittel Anisol

37 -

Beispiele 15a, 15b und 15c

Durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 2 wurden Kondensationen von o-Kresol mit Formaldehyd in Gegenwart von wasserfreiem Zinn(II)-Chlorid und 4-Picolin in Toluol unter verschiedenen Kondensationsbedingungen, die gegenüber den im Beispiel 2 beschriebenen verändert waren, durchgeführt. Genauer gesagt wurden also Kondensationsversuche unter Verwendung von Temperaturen und Verhältnissen von o-Kresol zu Formaldehyd, die von denen des Beispieles 2 verschieden waren, durchgeführt, die Arbeitsweise war jedoch mit der des Beispieles 2 identisch.

Die Ergebnisse (Umsetzungen, Ausbeuten an 2-Hydroxy-3- -methylbenzaldehyd und Selektivitäten) zusammen mit den bereits weiter oben in der Tabelle 1 angegebenen des Beispieles 2 bei Verwendung von Zinn(ll)-chlorid [Beispiel 2, Abschnitt a)J sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengestellt.

- 28 809807/0875

- 28 -

Tabelle 2

Herstellung von 2-Hydroxy-3-methy!benzaldehyd aus 0,1 Mol o-Kresol und Paraformaldehyd (roher Formaldehyd) in Gegenwart von 0,01 Mol Zinn(II)-Chlorid und 0,04- Mol 4—Picolin in 200 cnr Toluol während 8 Stunden bei verschiedenen

Betriebsbedingungen

	Beispiel	Temperatur	Molverhältnis	Umsetzung	Ausbeute	Selektivität
CD	Nr.	in	Phenol	in	in	in
(O		°c ,	Pareformaldehyd (roher Formaldehyd)	%	%	%
O -4	15a	90	1	70	67	95
0871	15b	150	1	100	70	70

	15c	110	1 2	75	70	93 ^:
	2a	110	\	90	85	94 ;

TV) CaJ

cn cn ro

Beispiele 16a, 16b, 16c und 16d

Durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 2 wurden Kondensationen von o-Kresol mit Formaldehyd in Gegenwart von wasserfreiem Zinn(II)-Chlorid und 4-Picolin in Toluol unter verschiedenen Kondensationsbedingungen, die gegenüber den im Beispiel 2 beschriebenen verändert waren, durchgeführt. Genauer gesagt wurden also Kondensationeversuche unter Verwendung von Verhältnissen von o-Kreeol zu Zinn(II)-Chlorid und von o-Kresol zu 4-Picolin, die von denen des Beispieles verschieden waren, durchgeführt, die Arbeitsweise war jedoch mit der des Beispieles 2 identisch.

Die Ergebnisse (Umsetzungen, Ausbeuten an 2-Hydroxy-3- -metbylbenzaldehYd und Selektivitäten) sind in der folgenden Tabelle 3 zusammengestellt.

- 30 809807/087S

- 30 Tabelle 3

Herstellung von 2-Hydroacy-3-methy !benzaldehyd aus 0,1 Mol o-Kresol und 0,3 Mol Paraformaldehyd (roher Formaldehyd) in Gegenwart von Zinn(II)-chlorid und 4-Picolin in 200 cm⁵ Toluol während 8 Stunden bei 110⁰C

OD	Beispiel Nr.	Molverhältnis Phenol	Molverhältnis Phenol	Umsetzung in	Ausbeute in	Selektivität in
O		ZiDnCIIJ-chlorid	-4-P'icolin	91	83	91
OO O	16a	1	1	60	57	95
087	16b	1	1	90	81	90
	16c	1	1 OTT	88	83
	16d	1 OTT	1

Beispiele 17a, 17fr, 17c, 17d, 17e, 17f und 17g

Ea wurden Kondensationen von o-Kresol mit Formaldehyd in Gegenwart von wasserfreiem Zinn(II)-Chlorid in Toluol in Gegenwart von verschiedenen säurebindenden Mitteln durchgeführt.

Die durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 2 erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4· zusammengestellt.

- 32 -809807/0875

O (O QO

OO CfI

- 32 -Tabelle

Herstellung von 2-Hydroxy-3-methylbenzaldehyd aus 0,1 Mol o-Kresol und 0,3 Mol Paraformaldehyd (roher Formaldehyd) in Gegenwart von 0,01 Mol Zinn(II)-chlorid und 0,04 Mol von verschiedenen säurebindenden Mitteln in 200 cm* Toluol während

8 Stunden bei 11O⁰C

Beispiel Nr.	Säurebindendes Mittel	Umsetzung in %	Ausbeute in %	Selektivität in %
17a	Pyridin	90	83	92
17b	2,4—Dimethylpyridin	87	83	95
17c	4—Acetylpyridin	91	84	92
17d	N ,N ,N · ,N' -Tetramethyläthylendiamin	93	86	92
17e	Hexamethylenphosphortriamid	93	84	90
17*	4-Ithylpyridin	86	83	96
17g	N,N,N',N'-Tetramethylpropylendiamin	91	84	92

NJ CaJ

Vergleichsbeispiele

Es wurden Kondensationen von o-Kresol mit Formaldehyd unter Kondensationsbedingungen, die nicht den kennzeichnenden Kondensationebedingungen nach der Erfindung entsprachen, durchgeführt.

Genauer gesagt wurden durch analoge Anwendung der Verfahrensweise des Beispieles 2 Kondensationsversuche unter Bedingungen der Temperatur, der Art und Menge des Katalysators, der Art und Menge des säurebindenden Mittels und der Menge des Formaldehydes außerhalb der erfindungsgemäß festgelegten Bereiche durchgeführt.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

809807/0875

Tabelle

Herstellung von 2-Hydroxy-3-methy!benzaldehyd aus 0,1 Mol o-Kresol und Paraform- · aldehyd (roher Formaldehyd) unter Bedingungen, die nicht den kennzeichnenden Kondensat ionsbedingung«sn nach der Erfindung entsprachen, in 200 cm* Lösungsmittel

wahrend 8 Stunden

O (O OO O

•fer-	Tempe ratur in ⁰C	Katalysator	Säurebindendes Kittel	Lösungs mittel	Molverhältnis Phenol	Mäsetäitnis Phenol	Jfolverhältnis Phenol	Umset zung in	Aus beute in	Selek tivi tät in
bed- epäel Br.	80	ZinndD-chlorid [SnCl₂]	4-Picolin	Toluol	BsraToroaldelxsrd (roher SbrraHetyd)	Katalysator	Sauretaccences fittel	36	M	94
A	160	Zinndichlorid [SnCl₂]	4-Picolin	Toluol	1	1	1	100	36	36
B	110	-	4-Picolin	Toluol	1	1	1	14	0	0
C	110	_ c- "I	4-Picolin	Toluol	1	-	1	74	8	11
D t t		L 2J	4-Picolin	Toluol	1		1	77	7	9
X	110	llagne eiumchlor id	4-Picolin	Toluol	1 3	1	1	70	0	0
Ϊ	110	Aluminiumchlorid	1 3	1	1

cn cn ho

- 35 Fortsetzung der Tabelle

Ter-' gLafev bei- *&ä.* Hr.	tempe ratur in ⁰C	Katalysator	Säurebindendes Kittel	Lösungs mittel	Molverhältnis Phenol	läsaiäBziis Phenol·	ilolverhältnis - Phenol ' —-	faast— cung in %	Aus- arts in %	Selek tivi tät in %
6	110	Kuprer(II)- -toromid [CuBr^]	4-Picolin	Toluol	^rafbrmaldshyä icher FormaJd&yd)	Katalysator	SäurecLQcenäes Mitel		O	O
H	110	Zinn(lI)-cKlnrid [SnCl₂]	-	Toluol	1 3	1	1 C?f	67	O	O
I	110	Zinn(II)-cnladd [SnCl₂]	Diäthylenglykol- diice thy lather	Toluol	1 3	1	-	65	O	O
J	110	Zinn(II)-chlorid [SnCl₂]	Butylphosphit	Toluol	1 3	1	üTf	*3	O	O
K	110	Zinn(II><falorld [SnCl₂]	Butanol	Toluol	1 - 3		1	24	O	O
L	110	Zinn(II)-eMnrld [SnCl₂]	4-Plcolin	Wasser	1 3	1	1 CT5	72	O	O
H	110	Zinn(II>-chlDrld [SnCl₂]	4-Picolin	Diäthylen- glykoldi- methyläthe	1 3		1	13	3	23
1		1

- 36 -

Fortsetzung der Tabelle 5

7er- 0e£»	Tempe ratur in ⁰G	Katalysator	Säurebindende s Kittel	Lösungs mittel	Molverhältnis Phenol	Phenol	Uolverhältnis - Phenol	Jnset— rung in %	Aus-! taotB in %	Selßk- ivi— tat in %
bei- epiel Nr.	110	Zinn(II)-Chlorid [SnCl₂]	4-Picolin	Dlmethyl- sulfoxyd	Faralbnaaldeiiyd (rober τ?*»^«i /UiyAj*	KatsUysacGT	SäuretdnösDdas itttcel	12	4-	53
R	110	Zinn(II)-chlorid [SnCl₂]	4-Picolin	Toluol	1	1	1	38	15	39
O	110	Zinn(II)-Chlorid [SnCl₂]	4-Picolin	Toluol	1 "\*		1 C7f	27	18	66
P	110	Zinn(II)-chlorid [SnCl₂]	4-Picolin	Toluol	1	1 Ü7OT	1	80	23	28
Q	1		1

-/57-

K) Ca)

Aue der obigen Tabelle 5 geht eindeutig hervor, daß in den Vergleichsbeispielen keine annehmbaren Ergebnisse erhalten wurden.

Patentanspruch· 809807/0875

Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von 2-Hydroxybenzaldehyden der allgemeinen Formel

worin

R, R₁ , R₂ und B, , die gleich oder verschieden

sein können, für Wasserstoff, Alkylreste, Arylreste, Cycloalkylreste, Alkoxyreste, Hydroxygruppen, Acylaminoreste und/oder Halogen stehen«

aus entsprechenden Phenolen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Phenol der allgemeinen Formel

-39-

809807/0875

ORIGINAL INSPECTED

j* Sb

R.

worin R, R^ , R^ und R, wie oben festgelegt sind, mit Formaldehyd bei einem im wesentlichen stöchiometrischen oder darunterliegenden Molverhältnis des Phenoles der Formel II zum Formaldehyd bei Temperaturen von etwa 90 bis 130⁰C in Gegenwart von wasserfreiem Zinn(II)-Chlorid und/oder Zinn(IV)-Chlorid als Katalysator in etwa 0,02 bis 0,2 Grammatom Zinn je Hol Phenol der Formel II entsprechenden Mengen und von 1 oder mehr aprotonischen säurebindenden Mittel(n) in 1 oder mehr aprotonischen Lösungsmittel(n) kondensiert.

2*) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Temperatur von etwa 110°0 anwendet.

3·) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Formaldehyd in Form von Paraformaldehyd verwendet.

4.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß man das Zinn(II)-Chlorid und/oder Zinn(IV)-Chlorid in einer etwa 0,1 Grammatom Zinn je Mol Phenol der Formel II entsprechenden Menge verwendet.

5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

809807/0875

daß man als säurebindendes Mittel beziehungsweise säurebindende Mittel mindestens 1 der Verbindungen Pyridin, Alkylpyridine, Acetylpyridine, Hexamethylphosphortriamid, Tetramethyläthylendiamin, Tetramethyl· propylendiamin, Chinoline, Chinoxaline, Aniline und/oder tertiäre Amine in Mengen von etwa 0,1 bis 0,6 Mol, insbesondere etwa 0,4 Mol, säurebindendes Mittel beziehungsweise säurebindende Mittel je Mol Phenol der Formel II verwendet.

6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß man als aprotonisches Lösungsmittel beziehungsweise aprotonische Lösungsmittel mindestens 1 der Verbindungen Toluol, Xylole, Cumol, andere Alkylbenzole, Dekahydronaphthalin und/oder Anisol verwendet.

7.) 2-Hydroxy-3-tert.butylbenzaldehyd.

8.) 2-Hydroxy-3-tert.butyl-5-methylbenzaldehyd.

9.) 2-Hydroxy-3,5-ditert.butylbenzaldehyd.

10.) 2-Hydroxy-3-cyclohexylbenzaldehyd.

11.) 2-Hydroxy-4-tert.butylbenzaldehyd.

12.) 2-Hydroxy-3-phenyrbenzaldehyd.

13·) 2-Hydroxy-3-n-nonylben zaldehyd.

14.) 2-Hydroxy-4-acetylaminobenzaldehyd.

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