FR2628102A1 - Prepn. of hydroxy:benzaldehyde deriv. - Google Patents
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Abstract
Description
RÉPUBLIQUE FRAN AISE N de publication: 2 628 102 (à n'utiliser que pourFRENCH REPUBLIC Publication No. 2,628,102 (to be used only for
les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) INSTITUTE NATIONAL Reproduction Orders)
INSTITUT NATIONALNATIONAL INSTITUTE
DE LA PROPRIÉTÉ: INDUSTRIELLE ^e DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE N d'enregistrement national 88 02827 PARIS OF THE PROPERTY: INDUSTRIAL INDUSTRIAL PROPERTY No. of national registration 88 02827 PARIS
Int CI'4: C 07 C 47/565, 45/49, 47/58. Int CI'4: C 07 C 47/565, 45/49, 47/58.
@ DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1@ APPLICATION FOR PATENT OF INVENTION A1
) Date de dépôt: 1e mars 1988. ( Demandeur(s): RHONE POULENC CHIMIE. - FR. ) Date of deposit: 1 March 1988. (Applicant (s): RHONE POULENC CHIMIE - FR.
( Priorité È) Inventeur(s): Philippe Leconte; Francois Metz; Robert Perron. ) Date de la mise à disposition du public de la (Priority È) Inventor (s): Philippe Leconte; Francois Metz; Robert Perron. ) Date of the making available to the public of the
demande: BOPI " Brevets " n 36 du 8 septembre 1989. application: BOPI "Patents" No. 36 of 8 September 1989.
) Références à d'autres documents nationaux appa- ) References to other national documents appearing
rentés: ) Titulaire(s):: Holder (s):
( Mandataire(s) Noêl Vignally, Rhône Poulenc Interser- (Representative (s) Noël Vignally, Rhône Poulenc Interser-
vices. _ Procédé de préparation d'hydroxybenzaldéhydes par hydrocarbonylation. La présente invention a trait à un procédé de préparation vices. Process for the preparation of hydroxybenzaldehydes by hydrocarbonylation The present invention relates to a method of preparation
dhydroxybenzaldéhydes par hydrocarbonylation des halogéno- hydroxybenzaldehydes by hydrocarbonylation of the halogeno
phénols correspondants.corresponding phenols.
Plus précisément il s'agit d'un procédé de préparation d'hy- More precisely, it is a process for preparing hy-
droxybenzaldéhydes par réaction d'un halogénophénol avec un mélange monoxyde de carbone/hydrogène, en présence d'une amine tertiaire, d'un catalyseur à base d'un métal noble et droxybenzaldehydes by reaction of a halophenol with a carbon monoxide / hydrogen mixture, in the presence of a tertiary amine, a noble metal catalyst and
d'une phosphine.a phosphine.
qm Le procédé permet notamment de préparer la vanilline à The process makes it possible in particular to prepare vanillin for
" partir du bromo-4 méthooxy-2 phénol. from 4-bromo-2-methoxyphenol.
I N Co N CO * N oeI N Co N CO * N oe
1\ 26281021 \ 2628102
PROCEDE DE PREPARATION D'HYDROXYBENZALDEHYDES PROCESS FOR THE PREPARATION OF HYDROXYBENZALDEHYDES
PAR HYDROCARBONYLATIONBY HYDROCARBONYLATION
La présente invention a trait & un procédé de préparation d'hydroxybenzaldehydes par hydrocarbonylation des halogénophénols The present invention relates to a process for the preparation of hydroxybenzaldehydes by hydrocarbonylation of halophenols
correspondants.correspondents.
Le brevet US 3 960 932 décrit un procédé général de préparation d'aldéhydes, par réaction d'halogénures d'aryle, de vinyle ou de composés hétérocycliques, avec un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène, en présence d'une amine tertiaire et d'un catalyseur au palladium consistant en un complexe d'un dérivé du palladium divalent avec une phosphine, un phosphite ou une arsine ou en l'association d'un sel de palladium divalent ou de palladium métallique finement divisé avec un agent complexant du groupe des phosphines, des phosphites ou des arsines. Les halogénures d'aryles utilisés dans le procédé selon US 3 960 932 sont des bromures ou des iodures de phényle ou de naphtyle, non substitués ou substitués par des US Pat. No. 3,960,932 describes a general process for preparing aldehydes by reaction of aryl halides, vinyl or heterocyclic compounds with a mixture of carbon monoxide and hydrogen in the presence of an amine. tertiary and a palladium catalyst consisting of a complex of a divalent palladium derivative with a phosphine, a phosphite or an arsine or in the combination of a divalent palladium salt or a finely divided palladium metal with a complexing agent from the group of phosphines, phosphites or arsines. The aryl halides used in the process according to US 3,960,932 are phenyl or naphthyl bromides or iodides, unsubstituted or substituted by
groupements alkyle, alcoxy, nitrile ou carboxylate d'alkyle. alkyl, alkoxy, nitrile or alkyl carboxylate groups.
Le brevet européen EP 109 606 propose d'augmenter la cinétique de la réaction d'hydrocarbonylation du précédent procédé, en opérant sous des pressions de 2 à 40 MPa (20 à 400 bar), à des températures de 80 C à 250oC et en utilisant des quantités importantes de phosphine ou de European Patent EP 109 606 proposes to increase the kinetics of the hydrocarbonylation reaction of the preceding process, operating at pressures of 2 to 40 MPa (20 to 400 bar), at temperatures of 80 ° C. to 250 ° C. and using significant quantities of phosphine or
phosphite (2 à 10 fois la quantité molaire de catalyseur). phosphite (2 to 10 times the molar amount of catalyst).
Il faut observer que ces procédés de l'art antérieur ne It should be noted that these methods of the prior art do not
s'appliquent pas à l'hydrocarbonylation d'halogénophénols. do not apply to the hydrocarbonylation of halophenols.
C'est précisément un objet de la présente invention de fournir un procédé de préparation d'hydroxybenzaldéhydes par réaction d'un halogénophénol avec un mélange monoxyde de carbone/hydrogène, en présence d'une amine tertiaire, d'un catalyseur & base d'un métal noble et d'une phosphine. Plus particulièrement, il s'agit d'un procédé de préparation d'un hydroxybenzaldéhyde de formule générale (I) HO -t -(Z) n (I) CHO - 2 dans laquelle - n représente 0, 1 ou 2 - Z représente un groupement électron-donneur ou un groupement électron-attracteur par réaction d'un halogénophénol de formule générale (II) HO X (Z) n (II) X dans laquelle X représente un atome de brome ou un atome d'iode - Z a les significations indiquées précédemment; - n représente 0, 1 ou 2; avec un mélange monoxyde de carbone/hydrogène, en présence d'un catalyseur à base d'un métal noble, d'une amine tertiaire et de triphénylphosphine, caractérisé en ce que l'amine tertiaire est telle que le pKa de son acide conjugué soit, d'une part inférieur ou égal au pKa de l'halogénophénol de It is precisely an object of the present invention to provide a process for the preparation of hydroxybenzaldehydes by reaction of a halophenol with a carbon monoxide / hydrogen mixture in the presence of a tertiary amine, a catalyst and a catalyst. a noble metal and a phosphine. More particularly, it is a process for the preparation of a hydroxybenzaldehyde of the general formula (I) HO - t - (Z) n (I) CHO - 2 in which - n represents 0, 1 or 2 - Z represents an electron-donor group or an electron-withdrawing group by reacting a halophenol of general formula (II) HO X (Z) n (II) X in which X represents a bromine atom or an iodine atom - Z a the meanings indicated above; n represents 0, 1 or 2; with a carbon monoxide / hydrogen mixture, in the presence of a noble metal catalyst, a tertiary amine and triphenylphosphine, characterized in that the tertiary amine is such that the pKa of its conjugated acid is , on the one hand less than or equal to the pKa of the halophenol of
formule (II) et, d'autre part, supérieur à celui della triphénylphosphine. formula (II) and, on the other hand, higher than that of triphenylphosphine.
Le pKa dans l'eau (genéralement à 25 C) de l'acide conjugué de l'amine tertiaire est indiqué dans des tables que l'on trouve dans la littérature. The pKa in water (usually at 25 ° C.) of the conjugated acid of the tertiary amine is indicated in tables found in the literature.
Le pKa dans l'eau de la triphénylphosphine est de 2,73 (à 25 C). The pKa in the water of triphenylphosphine is 2.73 (at 25 ° C.).
Le pKa de l'halogénophénol de formule (II) est déterminé selon la méthode E3bg de l'IUPAC intitulée "IONISATION CONSTANTS OF ORGANIC ACIDS IN The pKa of the halophenol of formula (II) is determined according to the IUPAC method E3bg entitled "IONIZATION CONSTANTS OF ORGANIC ACIDS IN
AQUEOUS SOLUTIONS" (éditeur Pergamon Press; 1979). AQUEOUS SOLUTIONS "(publisher Pergamon Press, 1979).
Il a donc été trouvé que pour pouvoir hydrocarbonyler un halogénophénol de formule (II) afin de préparer un hydroxybenzaldéhyde de formule (I), le pKa de l'acide conjugué de l'amine tertiaire utilisée doit être compris entre celui de la triphénylphosphine utilisée et celui de It has therefore been found that in order to be able to hydrocarbonylate a halophenol of formula (II) in order to prepare a hydroxybenzaldehyde of formula (I), the pKa of the conjugated acid of the tertiary amine used must be between that of the triphenylphosphine used and that of
l'halogénophénol (II) mis en oeuvre. halophenol (II) used.
Lorsque l'amine tertiaire utilisée ne répond pas à cette condition, il y a essentiellement formation d'un composé polymérique, mais When the tertiary amine used does not meet this condition, there is essentially formation of a polymeric compound, but
pratiquement pas d'hydroxybenzaldéhyde. virtually no hydroxybenzaldehyde.
-3- Les halogénophénols de formule (II) auxquels s'applique la présente invention sont plus particulièrement ceux pour lesquels le symbole Z représente un radical hydroxyle, un radical alkyle, un radical alcoxy, un radical alkyle ou alcoxy substitué par un ou plusieurs atomes de chlore ou de fluor, un radical cycloalkyle, un radical phényle, un radical cycloalkoxy, un radical phénoxy, un radical alcoxycarbonyle, un radical cycloalcoxycarbonyle, un radical phénoxycarbonyle, un radical alkylcarbonyloxy, un radical cycloalkylcarbonyloxy, un radical phénylcarbonyloxy, l'un des radicaux précédents substitué par un ou plusieurs atomes de fluor et/ou de chlore ou groupes nitrile et le symbole The halogenophenols of formula (II) to which the present invention applies are more particularly those for which the symbol Z represents a hydroxyl radical, an alkyl radical, an alkoxy radical, an alkyl or alkoxy radical substituted by one or more atoms. of chlorine or fluorine, a cycloalkyl radical, a phenyl radical, a cycloalkoxy radical, a phenoxy radical, an alkoxycarbonyl radical, a cycloalkoxycarbonyl radical, a phenoxycarbonyl radical, an alkylcarbonyloxy radical, a cycloalkylcarbonyloxy radical or a phenylcarbonyloxy radical, one of the radicals substituted by one or more fluorine and / or chlorine atoms or nitrile groups and the symbol
X représente un atome de brome ou un atome d'iode. X represents a bromine atom or an iodine atom.
Plus particulièrement dans les formules (I) et (II), - X représente un atome de brome, - Z représente: un radical hydroxyle; un radical alkyle linéaire ou ramifié de 1 à 20 atomes de carbone ou un radical alkyle substitué par un ou plusieurs atomes de fluor et/ou de chlore, tels que par exemple les radicaux méthyle, éthyle, propyles, butyles, pentyles, hexyles, octyles, décyles, trifluorométhyle, difluorochlorométhyle, trichlorométhyle; de préférence un radical alkyle inférieur, c'est-à-dire ayant l à 4 atomes de carbone ou un radical alkyle inférieur substitué par 1 à 3 atomes de fluor et/ou de chlore; un radical alkoxy linéaire ou ramifié ayant 1 à 20 atomes de carbone ou un radical alcoxy substitué par un ou plusieurs atones de fluor et/ou de chlore; de préférence un radical alcoxy inférieur (ayant 1 à 4 atomes de carbone) ou un radical alcoxy inférieur substitué par 1 à 3 atomes de fluor et/ou de chlore, tel que par exemple les radicaux méthoxy, éthoxy, isopropoxy, difluorochlorométhoxy ou trichlorométhoxy; un radical cyclopentyle, cyclohexyle ou cyclooctyle; un radical phényle ou un radical phényle substitué par 1 & 3 radicaux alkyles ou alcoxy inférieurs, tel que les 4 - radicaux xylyles, toluyles, méthoxyphényles, éthoxyphényles; un radical alcoxycarbonyle ayant 2 à 11 atomes de carbone et de préférence 2 à 5 atomes de carbone tels que par exemple les radicaux méthoxycarbonyle, éthoxycarbonyle, propoxycarbonyle et butoxycarbonyle; un radical alcoxycarbonylalkyle dont la partie alcoxycarbonyle est telle que définie précédemment et la partie alkyle comporte 1 à 4 atomes de carbone; 10.un radical cyclopentyloxycarbonyle ou cyclohexyloxycarbonyle; un radical phénoxycarbonyle ou méthylphénoxycarbonyle; un radical alkylcarbonyloxy'ayant 2 à 11 atomes de carbone et de préférence 2 à 5 atomes de carbone, tel que par exemple les radicaux acétoxy, propionyloxy, butyryloxy; unradical cyclopentanoyloxy ou cyclohexanoyloxy; un radical benzoyloxy, méthylbenzoyloxy ou diméthylbenzoyloxy. Comme exemples spécifiques d'hydroxybenzaldéhydes de formule (I) que l'on peut obtenir par le procédé selon l'invention, on peut citer de manière non limitative l'hydroxy-4 benzaldéhyde, l'hydroxy-2 benzaldéhyde, la vanilline (ou hydroxy-4 méthoxy-3 benzaldéhyde), l'hydroxy-2 méthoxy-5 benzaldéhyde, l'hydroxy-2 méthoxy-3 benzaldéhyde, l'hydroxy-4 éthoxy-3 benzaldéhyde, l'hydroxy-2 éthoxy-3 benzaldéhyde, l'hydroxy-2 éthoxy-5 benzaldéhyde., le diméthoxy-3,5 hydroxy-4 benzaldéhyde, le dihydroxy-3,4 More particularly in the formulas (I) and (II), - X represents a bromine atom, - Z represents: a hydroxyl radical; a linear or branched alkyl radical of 1 to 20 carbon atoms or an alkyl radical substituted with one or more fluorine and / or chlorine atoms, such as, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl or octyl radicals; decyl, trifluoromethyl, difluorochloromethyl, trichloromethyl; preferably a lower alkyl radical, that is to say having 1 to 4 carbon atoms or a lower alkyl radical substituted with 1 to 3 fluorine atoms and / or chlorine; a linear or branched alkoxy radical having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxy radical substituted with one or more atones of fluorine and / or chlorine; preferably a lower alkoxy radical (having 1 to 4 carbon atoms) or a lower alkoxy radical substituted with 1 to 3 fluorine and / or chlorine atoms, such as, for example, the methoxy, ethoxy, isopropoxy, difluorochloromethoxy or trichloromethoxy radicals; a cyclopentyl, cyclohexyl or cyclooctyl radical; a phenyl radical or a phenyl radical substituted with 1 to 3 alkyl or lower alkoxy radicals, such as the 4-xylyl, toluyl, methoxyphenyl and ethoxyphenyl radicals; an alkoxycarbonyl radical having 2 to 11 carbon atoms and preferably 2 to 5 carbon atoms such as, for example, the methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, propoxycarbonyl and butoxycarbonyl radicals; an alkoxycarbonylalkyl radical whose alkoxycarbonyl part is as defined above and the alkyl part has 1 to 4 carbon atoms; A cyclopentyloxycarbonyl or cyclohexyloxycarbonyl radical; a phenoxycarbonyl or methylphenoxycarbonyl radical; an alkylcarbonyloxy radical having 2 to 11 carbon atoms and preferably 2 to 5 carbon atoms, such as, for example, the acetoxy, propionyloxy and butyryloxy radicals; unradical cyclopentanoyloxy or cyclohexanoyloxy; a benzoyloxy, methylbenzoyloxy or dimethylbenzoyloxy radical. As specific examples of hydroxybenzaldehydes of formula (I) that can be obtained by the process according to the invention, mention may be made in a nonlimiting manner of 4-hydroxybenzaldehyde, 2-hydroxybenzaldehyde, vanillin (or 4-hydroxy-3-methoxy benzaldehyde), 2-hydroxy-5-methoxybenzaldehyde, 2-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde, 4-hydroxy-3-ethoxybenzaldehyde, 2-hydroxy-3-ethoxybenzaldehyde, 2-hydroxy-5-ethoxybenzaldehyde, 3,5-dimethoxy-4-hydroxybenzaldehyde, 3,4-dihydroxy
benzaldéhyde, le dihydroxy-2,5 benzaldéhyde, le dihydroxy-2,3 benzaldéhyde. benzaldehyde, 2,5-dihydroxybenzaldehyde, 2,3-dihydroxybenzaldehyde.
Comme exemples spécifiques d'halogénophénols de formule (II) que l'on peut mettre en oeuvre dans le procédé selon l'invention, on peut citer non limitativement le bromo-4 phénol,le bromo-2 phénol, le bromo-4 méthoxy-2 phénol, le bromo-2 méthoxy-4 phénol, le bromo-6 méthoxy-2 phénol, le bromo-4 éthoxy-2 phénol, le bromo-2 éthoxy-4 phénol, le bromo- 6 éthoxy-2 phénol, le bromo-4 diméthoxy-2,6 phénol, le bromo-4 dihydroxy- 1,2 benzène, As specific examples of halogenophenols of formula (II) that can be used in the process according to the invention, there may be mentioned, without limitation, 4-bromo phenol, 2-bromo phenol, 4-bromo-methoxy 2-phenol, 2-bromo-4-methoxyphenol, 6-bromo-2-methoxyphenol, 4-bromo-2-ethoxyphenol, 2-bromo-4-ethoxyphenol, bromo- 6-ethoxy-2-phenol, bromo -4-dimethoxy-2,6-phenol, bromo-4-dihydroxy-1,2 benzene,
le bromo-2 dihydroxy-1,4 benzène, le bromo-3 dihydroxy-1,2 benzène. 2-bromo-1,4-dihydroxybenzene, 3-bromo-1,2-dihydroxybenzene.
A titre de catalyseurs, on peut utiliser pour la mise en oeuvre du procéde selon l'invention, un métal noble finement divisé, du groupe VIII de la classification périodique des éléments tel que le palladium, le As catalysts, it is possible to use, for carrying out the process according to the invention, a finely divided noble metal of group VIII of the periodic table of elements such as palladium,
rhodium et l'iridium, ou leurs sels d'acides minéraux ou organiques. rhodium and iridium, or their salts of mineral or organic acids.
Les dérivés du palladium conviennent tout particulièrement bien Palladium derivatives are particularly suitable
au procédé de l'invention.to the process of the invention.
Comme exemples spécifiques de dérivés du palladium, on peut citer les carboxylates tels que notamment les acétates, propionates, butyrates ou As specific examples of palladium derivatives, mention may be made of carboxylates such as in particular acetates, propionates, butyrates or
benzoates de palladium (II), le chlorure palladeux. benzoates of palladium (II), palladium chloride.
On peut également utiliser des complexes des sels minéraux ou It is also possible to use complexes of mineral salts or
organiques du palladium avec la triphénylphosphine. organic palladium with triphenylphosphine.
Dans ce dernier cas, ce complexe est généralement réalisé in situ entre le dérivé du palladium et la triphénylphosphine présente. Mais on peut également préparer ledit complexe extemporanément et l'introduire dans le milieu réactionnel. On peut alors rajouter ou non une quantité In the latter case, this complex is generally carried out in situ between the palladium derivative and the triphenylphosphine present. However, it is also possible to prepare said complex extemporaneously and introduce it into the reaction medium. We can then add or not a quantity
supplémentaire de triphénylphosphine libre. additional free triphenylphosphine.
La quantité de catalyseur exprimée en moles d'atomes de métal ou en moles de dérivé métallique par mole d'halogènophénol de formule (I) peut The amount of catalyst expressed in moles of metal atoms or in moles of metal derivative per mole of halogenophenol of formula (I) can
varier dans de larges limites.vary within wide limits.
Ainsi, elle peut être comprise entre 10 et 10 mole/mole et de Thus, it can be between 10 and 10 mol / mol and
préférence entre 10-4 et 10-2 mole/mole. preferably between 10-4 and 10-2 mol / mol.
La quantité de triphénylphosphine libre et/ou sous forme de complexe avec le catalyseur, est telle que le rapport molaire The amount of free triphenylphosphine and / or in the form of a complex with the catalyst is such that the molar ratio
triphénylphosphine/métal noble du catalyseur soit au moins égal à 2. triphenylphosphine / noble metal catalyst is at least equal to 2.
Le rapport triphénylphosphine/métal noble peut atteindre des The triphenylphosphine / noble metal ratio can reach
valeurs aussi élevées que 10.000.values as high as 10,000.
Un rapport triphénylphosphine/métal noble compris entre 4 et A triphenylphosphine / noble metal ratio of between 4 and
1.000 est en général très convenable. 1,000 is generally very suitable.
L'amine tertiaire utilisée dans le présent procédé peut être une amine de formule générale (III) The tertiary amine used in the present process may be an amine of the general formula (III)
N - (R1)3 (III)N - (R1) 3 (III)
dans laquelle les radicaux R1, identiques ou différents, représentent des restes hydrocarbonés ayant de 1 & 20 atomes de carbone, tels que des in which the radicals R1, which are identical or different, represent hydrocarbon radicals having 1 to 20 carbon atoms, such as
radicaux alkyle, cycloalkyle ou aryle. alkyl, cycloalkyl or aryl radicals.
-6- Plus particulièrement, les symboles R représentent un radical alkyle ayant 1 & 10 atomes de carbone et de préférence 1 à 4 atomes de More particularly, the symbols R represent an alkyl radical having 1 to 10 carbon atoms and preferably 1 to 4 carbon atoms.
carbone ou un radical cyclopentyle ou cyclohexyle. carbon or a cyclopentyl or cyclohexyl radical.
A titre d'exemples de telles amines, on peut citer la As examples of such amines, mention may be made of
triéthylamine, la tri-n-propylamine, la tri-n-butylamine, la méthyldibuty- triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, methyldibuty-
lamine, la méthyldicyclohexylamine, l'éthyldiisopropylamine, la N,Ndiéthylcyclohexylamine. L'amine tertiaire peut être aussi une amine tertiaire hétérocyclique telle que par exemple la pyridine, la bétapicoline, l'alpha-picoline, la gamma-picoline, la diméthyl-2,6 pyridine, la diméthyl-3,4 pyridine, la diméthyl-2,4 pyridine, la pyridazine, la quinoline, l'isoquinoline, la phtalazine, la naphtyridine-1,8, la amine, methyldicyclohexylamine, ethyldiisopropylamine, N, N-diethylcyclohexylamine. The tertiary amine may also be a heterocyclic tertiary amine such as, for example, pyridine, betapicoline, alpha-picoline, gamma-picoline, 2,6-dimethylpyridine, 3,4-dimethylpyridine, dimethyl -2,4 pyridine, pyridazine, quinoline, isoquinoline, phthalazine, 1,8-naphthyridine,
quinoxaline, la quinazoline, le cinnoline,-la ptéridine. quinoxaline, quinazoline, cinnoline, pteridine.
Lorsque l'on met en oeuvre un halogénophénol comme le bromo-4 phénol, le bromo-4 méthoxy-2 phénol ou le bromo-4 éthoxy-2 phénol qui conduisent à des hydroxybenzaldéhydes très importants et dont le pKa (à C) est de 9,5 pour le bromo-4 phénol et le bromo-4 méthoxy-2 phénol, et proche de cette valeur pour le bromo-4 éthoxy-2 phénol, les amines tertiaires hétérocycliques conviennent généralement bien. En effet le pKa de leur acide conjugué est le plus souvent inférieur à 9,5, tandis que les amines tertiaires de formule (III) telles que la triéthylamine qui ont un pKa de leur acide conjugué plus élevé que 9,5, ne peuvent pas être When using a halophenol such as 4-bromo phenol, 4-bromo-2-methoxyphenol or 4-bromo-2-ethoxyphenol which lead to very important hydroxybenzaldehydes and whose pKa (C) is from 9.5 for 4-bromo phenol and 4-bromo-2-methoxyphenol, and close to this value for 4-bromo-2-ethoxyphenol, heterocyclic tertiary amines are generally well suited. In fact the pKa of their conjugated acid is most often less than 9.5, whereas the tertiary amines of formula (III) such as triethylamine which have a pKa of their conjugated acid higher than 9.5, can not be
utilisées. Elles conduisent essentiellement à des composés polymériques. used. They lead essentially to polymeric compounds.
La quantité d'amine tertiaire utilisée doit être suffisante pour The amount of tertiary amine used must be sufficient to
neutraliser l'hydracide libéré par la réaction. neutralize the hydracid released by the reaction.
En outre, la concentration en amine tertiaire dans le milieu doit In addition, the concentration of tertiary amine in the medium must
être au moins de 2 moles par litre pendant la durée de la réaction. be at least 2 moles per liter for the duration of the reaction.
Il n'y a pas de limite supérieure critique & la quantité d'amine tertiaire, qui peut donc être utilisée en large excès par rapport à la There is no critical upper limit for the amount of tertiary amine, which can therefore be used in large excess over the
quantité théoriquement nécessaire & la neutralisation de l'hydracide formé. quantity theoretically necessary for the neutralization of the hydracid formed.
Pour maintenir la concentration en amine tertiaire, au moins égale aux valeurs limites indiquées précédemment, pendant toute la durée de la réaction, la quantité d'amine engagée doit être calculée de telle façon In order to maintain the tertiary amine concentration, at least equal to the limit values indicated above, throughout the duration of the reaction, the amount of amine employed must be calculated in such a way
qu'en fin de réaction, la concentration soit au moins égale & ces valeurs. at the end of the reaction, the concentration is at least equal to these values.
On peut également ajouter une quantité d'amine tertiaire supplémentaire au - 7 - fur et à mesure du déroulement de la réaction, afin de compenser la An additional quantity of tertiary amine can also be added as the reaction progresses, in order to compensate for the
quantité d'amine consommée par la neutralisation de l'hydracide. amount of amine consumed by the neutralization of the hydracid.
On peut utiliser des mélanges CO/H2 présentant différents rapports molaires des deux gaz. Généralement, le rapport molaire CO/H2 It is possible to use CO / H 2 mixtures having different molar ratios of the two gases. Generally, the CO / H2 molar ratio
varie entre 0,1 et 10.varies between 0.1 and 10.
La pression sous laquelle est mis en oeuvre le procédé varie aussi très largement. Généralement, elle va de O,1 a 30 MPa (1 & 300 bar) The pressure under which the process is carried out also varies very widely. Generally, it ranges from 0.1 to 30 MPa (1 & 300 bar)
et de préférence de 1 a 15 MPa (10 à 150 bar). and preferably from 1 to 15 MPa (10 to 150 bar).
Le procédé selon l'invention est conduit en phase liquide. The process according to the invention is carried out in the liquid phase.
On peut faire appel à un solvant inerte dans les conditions de la réaction d'hydrocarbonylation. Ainsi, on peut utiliser des hydrocarbures aliphatiques ou cycloaliphatiques saturés tels que l'hexane ou le cyclohexane, ou aromatiques tels que le benzène, le toluène, les xylènes; des esters tels que le benzoate de méthyle, le téréphtalate de méthyle, l'adipate de méthyle, le phtalate de dibutyle; des esters ou éthers de polyols tels que le diacétate de tétraéthylène glycol; des éthers An inert solvent can be used under the conditions of the hydrocarbonylation reaction. Thus, one can use saturated aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons such as hexane or cyclohexane, or aromatics such as benzene, toluene, xylenes; esters such as methyl benzoate, methyl terephthalate, methyl adipate, dibutyl phthalate; esters or ethers of polyols such as tetraethylene glycol diacetate; ethers
cycliques tels que le tétrahydrofuranne ou le dioxanne. such as tetrahydrofuran or dioxane.
La concentration de l'halogénophénol de formule (I) mis en oeuvre dans le solvant peut varier dans de très larges limites, jusqu'à la saturation dans les conditions opératoires. Généralement, il n'est pas The concentration of the halophenol of formula (I) used in the solvent may vary within very wide limits, until saturation under the operating conditions. Generally, it is not
économiquement intéressant d'utiliser poins de 5 % en poids d'halogénophé- economically interesting to use less than 5% by weight of halogen
nol par volume de solvant.by volume of solvent.
De manière générale, la concentration en poids d'halogénophénol par volume de solvant est comprise entre 5 % et 50 % et de préférence entre In general, the concentration by weight of halophenol per volume of solvent is between 5% and 50% and preferably between
10 % et 40 %.10% and 40%.
En pratique, on peut mettre en oeuvre le procédé selon l'invention en introduisant dans un autoclave inerte l'halogénophénol de formule (I), l'amine tertiaire, le catalyseur, la triphénylphosphine et le solvant, puis, après les purges habituelles, en alimentant l'autoclave avec une pression adéquate d'un mélange CO/H2; le contenu de l'autoclave est ensuite porté sous agitation & la température convenable jusqu'à ce que l'absorption cesse. La pression dans l'autoclave peut être maintenue constante pendant la durée de la réaction grâce à une réserve de mélange In practice, the process according to the invention can be carried out by introducing into an inert autoclave the halophenol of formula (I), the tertiary amine, the catalyst, triphenylphosphine and the solvent, then, after the usual purges, feeding the autoclave with adequate pressure of a CO / H2 mixture; the contents of the autoclave are then stirred with the proper temperature until the absorption ceases. The pressure in the autoclave can be kept constant for the duration of the reaction thanks to a reserve of mixture
gazeux, qui l'alimente à la pression choisie. gas, which feeds it to the chosen pressure.
26z81o2 En fin d'essai, l'autoclave est refroidi et dégazé. Le mélange 26z81o2 At the end of the test, the autoclave is cooled and degassed. The mixture
réactionnel est récupéré.The reaction is recovered.
Un mode de traitement très simple consiste à ajouter au mélange A very simple way of treatment is to add to the mix
réactionnel une solution aqueuse d'hydroxyde de métal alcalin. Reaction an aqueous solution of alkali metal hydroxide.
Après agitation, puis décantation, on obtient ainsi une phase aqueuse et une phase organique. La phase organique contient essentiellement le catalyseur, la triphénylphosphine et au moins une partie de l'amine tertiaire. Cette solution organique peut facilement étre recyclée dans une nouvelle réaction d'hydrocarbonylation, après ajout d'une nouvelle charge After stirring and decantation, an aqueous phase and an organic phase are thus obtained. The organic phase essentially contains the catalyst, triphenylphosphine and at least a portion of the tertiary amine. This organic solution can easily be recycled in a new hydrocarbonylation reaction, after adding a new charge
de l'halogénophénol et d'un éventuel complément en amine tertiaire. halophenol and a possible tertiary amine supplement.
La phase aqueuse contient essentiellement l'hydroxybenzaldéhyde The aqueous phase essentially contains hydroxybenzaldehyde
formé sous forme du phénate de métal alcalin, ainsi que les éventuels sous- formed in the form of the alkali metal phenate, as well as any
produits et l'halogénophénol éventuellement non transformé, également sous products and optionally unconverted halophenol, also
forme de dérivés de métal alcalin. form of alkali metal derivatives.
Une simple acidification et soit une,.recristallisation lorsque le produit est solide, soit une distillation lorsque le produit est liquide, A simple acidification and either a crystallization when the product is solid or a distillation when the product is liquid,
permettent de récupérer l'hydroxybenzaldéhyde pur. allow the recovery of pure hydroxybenzaldehyde.
Le procédé peut être mis en oeuvre en discontinu ou en continu comme indiqué précédemment en recyclant le catalyseur, la The process can be carried out batchwise or continuously as indicated above by recycling the catalyst,
triphenylphosphine et l'amine tertiaire. triphenylphosphine and tertiary amine.
Les exemples'qui suivent illustrent l'invention. The following examples illustrate the invention.
Exemples 1 à 6 et essais comparatifs A et B Dans un autoclave de 125 cm, en alliage de marque commerciale HASTELLOY B2, muni d'un dispositif de chauffage et d'une agitation on charge: - 10,15 g (50 mmol) de bromo-4 méthoxy-2 phénol - 0,22 g ( 1 mmol) de diacétate de palladium - 1,51 g ( 5 mmol) de triphénylphosphine - 110 mmol d'amine tertiaire (indiquée dans le tableau ci-après) Examples 1 to 6 and Comparative Trials A and B In a 125 cm autoclave made of HASTELLOY B2 brand alloy, equipped with a heating device and stirring, are charged: 10.15 g (50 mmol) of 4-bromo-2-methoxyphenol - 0.22 g (1 mmol) of palladium diacetate - 1.51 g (5 mmol) of triphenylphosphine - 110 mmol of tertiary amine (shown in the table below)
- 17,5 cm de toluène.17.5 cm of toluene.
L'autoclave est fermé et purgé & l'aide d'un mélange The autoclave is closed and purged with the help of a mixture
équimoléculaire de CO et de H2.equimolecular CO and H2.
-9 On charge ensuite 0,1 MPa (1 bar) de pression de ce mélange CO/H2 on porte sous agitation le contenu de l'autoclave à 100 C; on ajuste la Subsequently, 0.1 MPa (1 bar) of pressure of this CO / H 2 mixture is charged and the contents of the autoclave are heated to 100 ° C.; we adjust the
pression CO/H2 & 3 MPa (30 bar), puis la température est portée à 150 C. pressure CO / H2 & 3 MPa (30 bar), then the temperature is raised to 150 C.
On maintient la température a 150 C et la pression à 3 MPa The temperature is maintained at 150 ° C. and the pressure at 3 MPa
jusqu'à la fin d'absorption du mélange CO/H2. until the end of absorption of the CO / H2 mixture.
L'autoclave est alors refroidi,.dégazé. The autoclave is then cooled, degassed.
Après prélèvement d'un échantillon-.pour dosage par chromatographie liquide, on ajoute au mélange réactionnel 40 cm3 d'une solution aqueuse de soude (6 g de soude) et on agite l'autoclave à After taking a sample for determination by liquid chromatography, 40 cm 3 of an aqueous solution of sodium hydroxide (6 g of sodium hydroxide) are added to the reaction mixture and the autoclave is stirred at room temperature.
température ambiante pendant 1 heure. room temperature for 1 hour.
On sépare la phase aqueuse par décantation, on l'acidifie par HCl The aqueous phase is separated by decantation, acidified with HCl
jusqu'à pH 1 et on l'extrait par 3 fois 100 cm3 d'éther éthylique. to pH 1 and extracted with 3 times 100 cm3 of ethyl ether.
La solution éthérée obtenue est traitée par 2 fois 50 cm d'une The ethereal solution obtained is treated with 2 times 50 cm of a
solution aqueuse d'hydrogénocarbonate de sodium à 20 %. 20% aqueous sodium hydrogencarbonate solution.
La solution éthérée est ensuite décantée et l'éther est évaporé. The ether solution is then decanted and the ether is evaporated.
Le solide brun obtenu est recristallisé dans le toluène, puis The brown solid obtained is recrystallized in toluene, then
dans l'eau pour conduire à la vanilline pure. in water to lead to pure vanillin.
Le tableau ci-après reprend pour chaque essai les indications concernant l'amine tertiaire utilisée, la durée, la vitesse de réaction -i exprimée en MPa.h, le taux de transformation (TT %) du bromo-4 méthoxy-2 phénol (BMPH), le rendement (RT %) en hydroxy-4 méthoxy-3 benzaldehyde (vanilline) (HMBZ) par rapport au bromo-4 méthoxy-2 phénol transformé, les RT % en gaïacol et éventuellement en acide hydroxy-4 méthoxy-3 benzoïque formés. La différence à 100 % de la somme des RT indiqués précedemment correspond à la formation d'un composé polymérique de structure HOO -o n < "cO // 0QH3_ The table below gives for each test the indications concerning the tertiary amine used, the duration, the reaction rate -i expressed in MPa.h, the conversion rate (TT%) of 4-bromo-2-methoxyphenol ( BMPH), the yield (RT%) of 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde (vanillin) (HMBZ) relative to 4-bromo-2-methoxy-phenol converted, the RT in guaiacol and optionally in 4-hydroxy-3-methoxy benzoic acid. The difference to 100% of the sum of the RTs indicated above corresponds to the formation of a polymeric compound of structure HOO -O n <"cO // 0QH3_
L n '-.L n '-.
n étant égal ou supérieur à 1 et R représentant CHO, H ou Br. n being equal to or greater than 1 and R representing CHO, H or Br.
262810 2262810 2
- 10 -- 10 -
On note que: - lorsque le pKa de l'acide conjugué de l'amine tertiaire est supérieur à celui du bromo-4 méthoxy-2 phénol mis en oeuvre, il n'y a pas de formation d'aldéhyde (essai A) - lorsque le pKa de l'acide conjugué de l'amine tertiaire est inférieur à celui de la triphénylphosphine, le rendement en aldéhyde est très faible (essai B) - lorsque le pKa de l'acide conjugué de l'amine tertiaire est sensiblement égal à celui du bromo-4 méthoxy-2 phénol, le It is noted that: - when the pKa of the conjugated acid of the tertiary amine is greater than that of the 4-bromo-2-methoxyphenol used, there is no formation of aldehyde (test A) - when the pKa of the conjugated acid of the tertiary amine is lower than that of triphenylphosphine, the yield of aldehyde is very low (test B) - when the pKa of the conjugated acid of the tertiary amine is substantially equal to that of 4-bromo-2-methoxyphenol, the
rendement en aldéhyde est faible (exemple 6). yield of aldehyde is low (Example 6).
Essais Amine pKa * Duree Vitesse en TT % en RT % en RT % en RT % en tertiaire MPa.h-1 BMPH ** HMBZ ** gaïacol HMBQ ** Exemple 1 Pyridine 5,25 2 h 50 0,9 98 26 20 3,2 Gamma Exemple 2 Picoline 6,02 2 h 20 1,2 99 35 17 5,7 Diméthyl-3,4 Exemple 3 Pyridine 6,57 2 h 05 1,4 100 31 6,8 2,3 Diméthyl-2,6 Exemple 4 ' Pyridine 6,73 4 h 25 0,63 100 28 4,0 8,1 Diméthyl-2,4 Exemple 5 Pyridine 6,99 2h 55 1,3 100 46 9,0 5,7 Dimêthylamino-4 Exemple 6 Pyridine 9,5 18 min 7,5 100 8,0 1,5 0,2 Essai Triéthyl comparatif A amine 11,1 20 min 10 100 0 0 0 Essai comparatif B Pyrazine 0,65 6 h 25 0,3 88 5,9 14,0 4,1 * pka del'acide conjugué de l'amine tertiaire ** BMPH = bromo-4 méthoxy-2 phénol HMBZ = hydroxy-4 méthoxy-3 benzaldéhyde (vanilline) HMBQ = acide hydroxy-4 méthoxy-3 benzoïque Tests Amine pKa * Duration Speed TT% RT% RT% RT% tertiary MPa.h-1 BMPH ** HMBZ ** guaiacol HMBQ ** Example 1 Pyridine 5.25 2 h 50 0.9 98 26 20 3.2 Gamma Example 2 Picoline 6.02 2 h 20 1.2 99 35 17 5.7 3,4-Dimethyl Example 3 Pyridine 6.57 2 h 05 1.4 100 31 6.8 2,3 Dimethyl-2 Example 4 Pyridine 6.73 4 hours 0.63 100 28 4.0 8.1 2,4-Dimethyl Example 5 Pyridine 6.99 2h 55 1.3 100 46 9.0 5.7 Dimethylamino-4 Example 6 Pyridine 9.5 18 min 7.5 100 8.0 1.5 0.2 Comparative Triethyl Assay A Amine 11.1 20 min 100 0 0 0 Comparative Test B Pyrazine 0.65 6 h 25 0.3 88 5.9 14.0 4.1 * tertiary amine conjugated acid pka ** BMPH = 4-bromo-2-methoxyphenol HMBZ = 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde (vanillin) HMBQ = 4-hydroxy-methoxy acid -3 benzoic
2628 1022628 102
- 12 -- 12 -
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