FR2669025A1 - Process for the preparation of alkoxybenzaldehydes - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE PREPARATION D'ALKOXYBENZALDEHYDES
La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'alkoxybenzaldéhydes et plus particulièrement de dialkoxy-3,4 benzaldéhydes et de trialkoxy-3,4,5 benzaldéhydes. L'invention vise entre autres la préparation de triméthoxy-3,4,5 benzaldéhyde à partir de bromo-5 hydroxy-4 méthoxy-3 benzaldéhyde dénommé couramment "bromo-5 vanilline".PROCESS FOR THE PREPARATION OF ALKOXYBENZALDEHYDES
The present invention relates to a process for the preparation of alkoxybenzaldehydes and more particularly of 3,4-dialkoxy benzaldehydes and of 3,4,5-trialkoxy benzaldehydes. The invention relates inter alia to the preparation of 3,4,5,5-trimethoxy benzaldehyde from 5-bromo-4-hydroxy-3-methoxy-benzaldehyde commonly known as "5-bromo-vanillin".
Une voie classique de préparation de triméthoxy-3,4,5 benzaldéhyde à partir de bromo-5 vanilline consiste à hydrolyser l'atome de brome à l'aide d'une solution aqueuse de soude et en présence de cuivre. A conventional route for preparing 3,4,5,5-trimethoxy benzaldehyde from 5-bromo-vanillin consists in hydrolyzing the bromine atom using an aqueous sodium hydroxide solution and in the presence of copper.
Après isolement du dihydroxy-4,5 méthoxy-3 benzaldéhyde (ou hydroxy-5 vanilline), celui-ci conduit au triméthoxy-3,4,5 benzaldéhyde après méthylation à l'aide de sulfate de diméthyle ou chlorure de méthyle. After isolation of 4,5-dihydroxy-3-methoxy-benzaldehyde (or 5-hydroxy-vanillin), this leads to 3,4,5-trimethoxy-benzaldehyde after methylation using dimethyl sulphate or methyl chloride.
Ainsi le brevet FR-A 2 177 693 décrit la méthylation de l'hydroxy-5 vanilline par du sulfate de diméthyle, en présence d'un carbonate de métal alcalin. Thus, patent FR-A 2 177 693 describes the methylation of hydroxy-5 vanillin by dimethyl sulfate, in the presence of an alkali metal carbonate.
L'hydroxy-5 vanilline est elle-même obtenue par 'hydrolyse de la bromo-5 vanilline puis est extraite, notamment, par le toluène pendant 47 heures, recristallisée, lavée et séchée. Hydroxy-5 vanillin is itself obtained by hydrolysis of bromo-5 vanillin and is then extracted, in particular, with toluene for 47 hours, recrystallized, washed and dried.
La phase d'isolement de l'hydroxy-5 vanilline est donc longue et coûteuse. En outre, le catalyseur ne peut pas être récupéré et recyclé. The isolation phase of 5-hydroxy vanillin is therefore long and costly. In addition, the catalyst cannot be recovered and recycled.
Avant d'éviter la séparation intermédiaire de l'hydroxy-5 vanilline, on a proposé selon le brevet FR-A 2 609 984, un procédé de préparation de dialkoxy-4,5 méthoxy-3 benzaldéhyde à partir de bromo-5 vanilline qui consiste à effectuer successivement, l'hydrolyse de la bromo-5 vanilline en hydroxy-5 vanilline, par un hydroxyde de métal alcalin, dans l'eau et en présence d'un catalyseur au cuivre puis l'éthérification de l'hydroxy-5 vanilline à l'aide d'un halogénure d'alkyle inférieur, en milieu aqueux et en maintenant le pH entre 6 et 12, éventuellement en présence d'un catalyseur. Before avoiding the intermediate separation of 5-hydroxy vanillin, there has been proposed according to patent FR-A 2 609 984, a process for the preparation of 4,5-dialkoxy-3-methoxy-benzaldehyde from 5-bromo vanillin which consists in carrying out successively, the hydrolysis of 5-bromo vanillin to 5-hydroxy vanillin, with an alkali metal hydroxide, in water and in the presence of a copper catalyst, then the etherification of 5-hydroxy vanillin using a lower alkyl halide, in an aqueous medium and maintaining the pH between 6 and 12, optionally in the presence of a catalyst.
Un inconvénient majeur de ce procédé est qu'il y a formation lors de l'hydrolyse de la bromo-5 vanilline d'une quantité relativement importante de vanilline environ 10 à 15 % qui, après la réaction d'éthérification, conduit à l'aldéhyde vératrique (diméthoxy-3,4 benzaldéhyde). A major drawback of this process is that there is a formation, on hydrolysis of the bromo-5 vanillin, of a relatively large amount of vanillin approximately 10 to 15% which, after the etherification reaction, leads to the veratric aldehyde (3,4-dimethoxy benzaldehyde).
Il est possible de séparer l'aldéhyde vératrique du triméthoxy-3,4,5 benzaldéhyde, par distillation. Cependant, la récupération du triméthoxy-3,4,5 benzaldéhyde à partir du milieu réactionnel est rendue plus compliquée en raison de la présence de l'aldéhyde vératrique. Veratric aldehyde can be separated from 3,4,5 trimethoxy benzaldehyde by distillation. However, the recovery of 3,4,5,5-trimethoxy benzaldehyde from the reaction medium is made more complicated due to the presence of veratric aldehyde.
Pour pallier cet inconvénient, la présente invention propose un nouveau procédé de préparation d'un alkoxybenzaldéhyde de formule générale (I)
To overcome this drawback, the present invention provides a new process for the preparation of an alkoxybenzaldehyde of general formula (I)
dans laquelle R, R' et R" identiques ou différents représentent un
radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de
carbone ; R" pouvant représenter également un atome d'hydrogène,
un radical alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de
carbone, caractérisé par le fait que l'on effectue successivement
les étapes suivantes 10 - On fait réagir un halogéno hydroxy-4 benzaldéhyde de formule générale (II) :
in which R, R 'and R ", which are identical or different, represent a
linear or branched alkyl radical having from 1 to 4 atoms of
carbon; R "can also represent a hydrogen atom,
a linear or branched alkoxy radical having from 1 to 4 atoms of
carbon, characterized by the fact that one successively performs
the following steps 10 - A 4-hydroxy halo benzaldehyde of general formula (II) is reacted:
dans laquelle X représente un atome de brome, de chlore ou
d'iode ; R1 représente un atome de brome, de chlore ou d'iode ; un
groupe hydroxyle ; un atome d'hydrogène ; un radical alkyle li
néaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone ; un radical
alkoxy linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone, avec un alcoolate de métal alcalin ayant de 1 à 4 atomes de carbone, en présence d'un catalyseur au cuivre qui est le cuivre ou/un composé du cuivre et d'une quantité efficace d'un co-catalyseur choisi parmi les formamides ou leurs acétals ou les composé générateurs de monoxyde de carbone.in which X represents a bromine, chlorine or
iodine; R1 represents a bromine, chlorine or iodine atom; a
hydroxyl group; a hydrogen atom; an alkyl radical li
nary or branched having from 1 to 4 carbon atoms; a radical
linear or branched alkoxy having from 1 to 4 carbon atoms, with an alkali metal alcoholate having from 1 to 4 carbon atoms, in the presence of a copper catalyst which is copper or / a copper compound and a effective amount of a co-catalyst chosen from formamides or their acetals or compounds that generate carbon monoxide.
20 - On réalise au moins une éthérification en position 4, du produit obtenu précédemment après alkoxylation, par addition directement dans le milieu réactionnel organique d'un agent d'alkylation choisi parmi les halogénures d'alkyle inférieurs, les dialkylsulfates, les dialkylcarbonates.20 - At least one etherification is carried out in position 4, of the product obtained previously after alkoxylation, by addition directly to the organic reaction medium of an alkylating agent chosen from lower alkyl halides, dialkylsulfates, dialkylcarbonates.
Conformément au procédé de l'invention, on effectue la préparation du triméthoxy-3,4,5 benzaldéhyde, à partir de bromo-5 hydroxy-4 méthoxy-3 benzaldéhyde, en milieu organique essentiellement homogène, sans séparation du produit intermédiaire alkoxylé, ce qui est très avantageux d'un point de vue industriel. In accordance with the process of the invention, the preparation of 3,4,5,5-trimethoxy benzaldehyde is carried out, from 5-bromo-4-hydroxy-3-methoxy-benzaldehyde, in an essentially homogeneous organic medium, without separation of the alkoxylated intermediate product, this which is very advantageous from an industrial point of view.
Par rapport au procédé décrit dans FR-A 2 609 984, la séparation du triméthoxy-3,4,5 benzaldéhyde est plus simple, car il n'y a pas de formation d'aldéhyde vératrique qu'il faut ensuite séparer. Compared to the process described in FR-A 2 609 984, the separation of 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde is simpler, since there is no formation of veratric aldehyde which must then be separated.
Selon la présente invention, on prépare un dialkoxy-3,4 ou un trialkoxy-3,4,5 benzaldéhyde à partir d'un halogéno hydroxy-4 benzaldéhyde de formule (II) en le soumettant d'abord à une réaction d'alkoxylation puis à une réaction d'éthérification. According to the present invention, a 3,4-dialkoxy or a 3,4,5-trialkoxy-benzaldehyde is prepared from a 4-hydroxy halo-benzaldehyde of formula (II) by first subjecting it to an alkoxylation reaction then an etherification reaction.
Dans le cas où le composé de formule (II) présente deux atomes d'halogène ou deux groupes hydroxyle, on fera respectivement une dialkoxylation en -3,5 dans la première étape ou une di-éthérification en -3,4 dans la deuxième étape, la seule condition étant uniquement d'adapter les quantités de réactifs en fonction du nombre de groupes à substituer. In the case where the compound of formula (II) has two halogen atoms or two hydroxyl groups, a dialkoxylation will be carried out at -3.5 respectively in the first step or a di-etherification at -3.4 in the second step , the only condition being only to adapt the amounts of reagents according to the number of groups to be substituted.
Que le composé de formule (II) soit porteur d'un ou deux atomes d'halogène ou groupes hydroxyle, d'un radical alkyle ou alkoxy, il-sera désigné tout au long de l'exposé de la présente invention par l'expression "halogéno hydroxy-4 benzaldéhyde". Whether the compound of formula (II) carries one or two halogen atoms or hydroxyl groups, of an alkyl or alkoxy radical, it will be designated throughout the description of the present invention by the expression "4-hydroxy halo benzaldehyde".
Parmi les halogéno hydroxy-4 benzaldéhydes de formule (II) qui servent de substrats de départ dans le présent procédé, le bromo-3, dibromo-3,5, iodo-3 et diodo-3,5 hydroxy-4 benzaldéhydes conviennent tout particulièrement bien. Among the 4-hydroxy halo benzaldehydes of formula (II) which serve as starting substrates in the present process, bromo-3, dibromo-3,5, iodo-3 and diodo-3,5 hydroxy-4 benzaldehydes are particularly suitable good.
A titre d'exemples de tels substrats, on peut citer
- le bromo-3 hydroxy-4 benzaldéhyde,
- le iodo-3 hydroxy-4 benzaldéhyde
- le dibromo-3,5 hydroxy-4 benzaldéhyde
- le diiodo-3,5 hydroxy-4 benzaldéhyde
- le bromo-3 méthoxy-5 hydroxy-4 benzaldéhyde
- le iodo-3 méthoxy-5 hydroxy-4 benzaldéhyde
- le bromo-3 éthoxy-5 hydroxy-4 benzaldéhyde
- le iodo-3 éthoxy-5 hydroxy-4 benzaldéhyde
- le bromo-3 dihydroxy-4,5 benzaldéhyde
- le iodo-3 dihydroxy-4,5 benzaldéhyde
Dans la première étape du procédé de l'invention, on met donc en oeuvre un halogéno hydroxy-4 benzaldéhyde répondant d'une manière préférée à la formule générale (II) dans laquelle X est un atome de brome et
R1 symbolise un radical méthoxy ou éthoxy.As examples of such substrates, mention may be made of
- 3-bromo-4-hydroxy benzaldehyde,
- iodo-3 hydroxy-4 benzaldehyde
- 3,5-dibromo-4-hydroxy benzaldehyde
- 3,5-diiodo-4-hydroxy benzaldehyde
- 3-bromo-5-methoxy-4-hydroxy benzaldehyde
- 3-iodo-5-methoxy-4-hydroxy-benzaldehyde
- 3-bromo-5-ethoxy-4-hydroxy benzaldehyde
- 3-iodo-5-ethoxy-4-hydroxy benzaldehyde
- 3-bromo-4,5 dihydroxy benzaldehyde
- iodo-3 dihydroxy-4,5 benzaldehyde
In the first step of the process of the invention, a 4-hydroxy halo-benzaldehyde is therefore used, preferably corresponding to the general formula (II) in which X is a bromine atom and
R1 symbolizes a methoxy or ethoxy radical.
On fait donc réagir selon l'invention, un composé de formule générale (II), avec un alcoolate de métal alcalin, en présence d'un catalyseur au cuivre et d'un co-catalyseur tel qu'un formamide ou ses acétals ou un composé générateur de monoxyde de carbone, ce qui permet ainsi de conduire la réaction d'alkoxylation de l'halogéno hydroxy-4 benzaldéhyde sans qu'il soit nécessaire de protéger la fonction aldéhyde, sous forme d'acétal. Un tel procédé fait l'objet de la demande de brevet français nO 89/17213 au nom de la demanderesse. A compound of general formula (II) is therefore reacted according to the invention, with an alkali metal alcoholate, in the presence of a copper catalyst and a co-catalyst such as a formamide or its acetals or a carbon monoxide generating compound, which thus makes it possible to conduct the alkoxylation reaction of the 4-hydroxy halo benzaldehyde without it being necessary to protect the aldehyde function, in the form of acetal. Such a process is the subject of French patent application no. 89/17213 in the name of the applicant.
Parmi les alcoolates de métaux alcalins mis en oeuvre dans la première étape de l'invention, les alcoolates de sodium ou de potassium des alcanols primaires ou secondaires ayant 1 à 4 atomes de carbone conviennent particulièrement bien. Among the alkali metal alcoholates used in the first step of the invention, the sodium or potassium alcoholates of the primary or secondary alkanols having 1 to 4 carbon atoms are particularly suitable.
Les plus fréquemment utilisés sont le méthylate de sodium et l'éthylate de sodium. The most frequently used are sodium methylate and sodium ethylate.
Les composés du cuivre servant de catalyseurs sont connus. Ce sont d'une manière générale tous les composés organiques ou inorganiques du cuivre I ou du cuivre Il. The copper compounds serving as catalysts are known. These are generally all the organic or inorganic compounds of copper I or copper II.
Le cuivre métal peut être utilisé, mais son action est plus lente car il faut préalablement qu'il se transforme en partie en cuivre I ou cuivre II. Copper metal can be used, but its action is slower because it must first transform into copper I or copper II.
A titre non limitatif, on peut citer comme composé du cuivre, le chlorure cuivreux, le chlorure cuivrique, le carbonate de cuivre II basique, le nitrate cuivreux, le nitrate cuivrique, le sulfate cuivrique, l'acétate cuivrique, le trifluorométhylsulfonate cuivrique, l'hydroxyde cuivrique, le picolinate de cuivre II, le méthylate de cuivre I, le méthylate de cuivre II, le chélate de cuivre II de la 8-quinoléine, les composés de cuivre de formule ClCuOCH3, Cu2(OCH3)2(acac)2. As a non-limiting example, copper compound, cuprous chloride, cupric chloride, basic copper carbonate II, cuprous nitrate, cupric nitrate, cupric sulfate, cupric acetate, cupric trifluoromethylsulfonate, etc. cupric hydroxide, copper picolinate II, copper methylate I, copper methylate II, copper chelate II of 8-quinoline, copper compounds of formula ClCuOCH3, Cu2 (OCH3) 2 (acac) 2 .
Les formamides qui sont utilisés dans le procédé sont plus particulièrement des composés de formule générale (III)
dans laquelle
- n est égal à 1 ou à 2,
- R2 et R3, identiques ou différents, représentent
un atome d'hydrogène,
un radical alkyle, linéaire ou ramifié ayant 1 à 6
atomes de carbone,
un radical cycloalkyle ayant 5 à 12 atomes de carbone,
un radical aryle ayant 6 à 12 atomes de carbone,
un radical aralkyle ayant 7 à 14 atomes de carbone,
un radical aryle ayant 6 à 12 atomes de carbone portant
1 ou 2 substituants alkyle ayant 1 à 4 atomes de
carbone,
un radical hétérocyclique monocyclique saturé, insaturé ou
aromatique et comportant en tant qu'hétéroatome, un ou
plusieurs atomes d'oxygène, d'azote ou de soufre et contenant
4 à 6 atomes dans le cycle ; lesdits radicaux pouvant être
substitués par un ou plusieurs radicaux alkyle, notamment
méthyle.The formamides which are used in the process are more particularly compounds of general formula (III)
in which
- n is equal to 1 or 2,
- R2 and R3, identical or different, represent
a hydrogen atom,
an alkyl radical, linear or branched having 1 to 6
carbon atoms,
a cycloalkyl radical having 5 to 12 carbon atoms,
an aryl radical having 6 to 12 carbon atoms,
an aralkyl radical having 7 to 14 carbon atoms,
an aryl radical having 6 to 12 carbon atoms carrying
1 or 2 alkyl substituents having 1 to 4 atoms of
carbon,
a saturated, unsaturated or monocyclic heterocyclic radical
aromatic and comprising as heteroatom, one or more
several atoms of oxygen, nitrogen or sulfur and containing
4 to 6 atoms in the ring; said radicals being
substituted by one or more alkyl radicals, in particular
methyl.
- R2 et R3 peuvent former ensemble et avec l'atome d'azote du formamide un hétérocycle saturé comportant éventuellement en outre un atome d'azote, d'oxygène ou de soufre,
- lorsque n est égal à 2, R2 et R3 représentent un radical alkylène ayant 2 à 6 atomes de carbone.R2 and R3 can form together and with the nitrogen atom of the formamide a saturated heterocycle optionally further comprising a nitrogen, oxygen or sulfur atom,
- when n is equal to 2, R2 and R3 represent an alkylene radical having 2 to 6 carbon atoms.
Parmi les formamides de formule (III), on utilisera le plus souvent ceux dans la formule desquels
- n est égal à 1 ou à 2,
- R2 et R3, identiques ou différents, représentent
un atome d'hydrogène,
un radical alkyle, linéaire ou ramifié ayant 1 r. 4
atomes de carbone tel que méthyle, éthyle, isopropyle,
n-propyle, n-butyle, isobutyle, sec-butyle, tert-butyle,
un radical cyclopentyle ou cyclohexyle,
un radical phényle ou naphtyle,
un radical benzyle ou phénéthyle,
un radical alkylphényle dont la partie alkyle comporte 1
à 4 atomes de carbone,
un radical pyridinyle-2, pyridinyle-3 ou pyridinyle-4
- R2 et R3 peuvent former ensemble et avec l'atome d'azote du formamide un cycle pipéridinyle, un cycle morpholinyle, un cycle pipérazinyle, un cycle pyrrolidinyle,
- R2 et R3 représentent un radical éthylène lorsque n est égal à 2.Among the formamides of formula (III), we will most often use those in the formula of which
- n is equal to 1 or 2,
- R2 and R3, identical or different, represent
a hydrogen atom,
a linear or branched alkyl radical having 1 r. 4
carbon atoms such as methyl, ethyl, isopropyl,
n-propyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl,
a cyclopentyl or cyclohexyl radical,
a phenyl or naphthyl radical,
a benzyl or phenethyl radical,
an alkylphenyl radical of which the alkyl part contains 1
with 4 carbon atoms,
a pyridinyl-2, pyridinyl-3 or pyridinyl-4 radical
R2 and R3 can form together and with the nitrogen atom of the formamide a piperidinyl ring, a morpholinyl ring, a piperazinyl ring, a pyrrolidinyl ring,
- R2 and R3 represent an ethylene radical when n is equal to 2.
Les acétals des formamides de formule (III) sont plus particulièrement ceux qui répondent à la formule générale (IV) :
dans laquelle R2 et R3 ont les significations indiquées précédemment pour les formamides de formule (III) et R4 représente un radical méthyle ou éthyle.The acetals of the formamides of formula (III) are more particularly those which correspond to the general formula (IV):
in which R2 and R3 have the meanings indicated above for the formamides of formula (III) and R4 represents a methyl or ethyl radical.
A titre d'exemples non limitatifs de formamides de formule (III), on peut citer le formamide, le diméthylformamide, le diéthylformamide, le N-phénylformamide (ou formanilide), le N-phényl N-méthylformamide (ou N-méthyl formanilide), le N-cyclohexylformamide, le
N-pyridinyl-2 N-méthyl formamide, la N-hydrocarbonyl-morpholine, la
N-hydrocarbonyl-pipérazine, la N-hydrocarbonyl-pipéridine, la N,N'-bis (hydrocarbonyl) pipérazine.As non-limiting examples of formamides of formula (III), mention may be made of formamide, dimethylformamide, diethylformamide, N-phenylformamide (or formanilide), N-phenyl N-methylformamide (or N-methyl formanilide) , N-cyclohexylformamide,
N-pyridinyl-2 N-methyl formamide, N-hydrocarbonyl-morpholine,
N-hydrocarbonyl-piperazine, N-hydrocarbonyl-piperidine, N, N'-bis (hydrocarbonyl) piperazine.
Pour ce qui est des acétals de formule (IV), on peut faire appel notamment aux acétals des formamides précédemment cités. As regards the acetals of formula (IV), recourse may in particular be made to the acetals of the formamides mentioned above.
Comme exemples non limitatifs de composés générateurs de monoxyde de carbone, on peut citer les hydroxyméthylènemalonates de dialkyle, notamment de diméthyle, de diéthyle, de di-n-propyle, de di-isopropyle, de di-n-butyle, de di-isobutyle, de di-sec-butyle et de di-tertiobutyle et leurs sels de métaux alcalins, notamment de sodium. As nonlimiting examples of compounds that generate carbon monoxide, mention may be made of dialkyl hydroxymethylenemalonates, in particular of dimethyl, diethyl, di-n-propyl, di-isopropyl, di-n-butyl, di-isobutyl , di-sec-butyl and di-tert-butyl and their alkali metal, especially sodium, salts.
Le sel de sodium de l'hydroxyméthylènemalonate de diéthyle est le plus fréquemment utilisé. The sodium salt of diethyl hydroxymethylenemalonate is most commonly used.
Conformément au procédé de l'invention, l'alkoxylation de l'halogéno hydroxy-4 benzaldéhyde répondant à la formule (II) est conduite en milieu organique constitué, le plus souvent, par l'alcanol correspondant à l'alcoolate de métal alcalin utilise. In accordance with the process of the invention, the alkoxylation of the 4-hydroxy halo-benzaldehyde corresponding to formula (II) is carried out in an organic medium consisting, most often, of the alkanol corresponding to the alkali metal alcoholate used .
On choisit, préférentiellement comme solvant, le méthanol ou l'éthanol. Methanol or ethanol is preferably chosen as solvent.
La concentration du composé de formule (II) exprimée en poids dudit composé (II) par rapport au poids total composé (II) + solvant est généralement de 3 à 40 % et, de préférence, de 10 à 30 %. The concentration of the compound of formula (II) expressed by weight of said compound (II) relative to the total weight of compound (II) + solvent is generally from 3 to 40% and, preferably, from 10 to 30%.
La quantité d'alcoolate de métal alcalin utilisée est égale ou supérieure à la quantité stoechiométrique nécessaire, d'une part pour transformer le composé de formule (II) en phénate de métal alcalin (c'est-à-dire pour salifier le ou les groupements OH) et d'autre part pour transformer le ou les atomes d'halogène en groupements alkoxy. The amount of alkali metal alcoholate used is equal to or greater than the stoichiometric amount necessary, on the one hand to transform the compound of formula (II) into alkali metal phenate (that is to say to salify the one or more OH groups) and on the other hand to transform the halogen atom (s) into alkoxy groups.
Généralement l'alcoolate de métal alcalin mis en oeuvre représentera de 1 fois à 4 fois la quantité stoechiométrique ainsi définie et de préférence de 1,5 à 3 fois. Generally the alkali metal alcoholate used will represent from 1 to 4 times the stoichiometric amount thus defined and preferably from 1.5 to 3 times.
De manière pratique, l'alcoolate de métal alcalin est formé in situ, en faisant réagir un excès d'alcanol avec le métal alcalin choisi. Conveniently, the alkali metal alcoholate is formed in situ, by reacting an excess of alkanol with the selected alkali metal.
La quantité de catalyseur au cuivre utilisée dans le procédé de l'invention peut varier très largement. The amount of copper catalyst used in the process of the invention can vary widely.
Habituellement, le rapport molaire catalyseur au cuivre/composé de formule (II) est de 1 à 50 % et, de préférence, de 2 % à 20 %. Usually, the catalyst to copper / compound of formula (II) molar ratio is from 1 to 50% and preferably from 2% to 20%.
La quantité de formamide, d'acétal de formamide ou de générateur de monoxyde de carbone utilisé comme co-catalyseur dans le procédé de l'invention est telle que l'on ait généralement un rapport molaire co-catalyseur/catalyseur au cuivre de 1,0 à 20,0 et, de préférence, de 1,0 à 10. The quantity of formamide, of formamide acetal or of carbon monoxide generator used as co-catalyst in the process of the invention is such that there is generally a molar co-catalyst / catalyst to copper ratio of 1, 0 to 20.0 and preferably 1.0 to 10.
Cette quantité de co-catalyseur peut également être exprimée par rapport au composé de formule (II), en ce qui concerne sa limite supérieure. This quantity of cocatalyst can also be expressed relative to the compound of formula (II), with regard to its upper limit.
Ainsi généralement on utilisera au plus 2 moles de co-catalyseur pour 1 mole de composé de formule (II) et, de préférence, 1 mole de c.,-catalyseur pour 1 mole de composé de formule (Il). Thus, generally, at most 2 moles of cocatalyst will be used for 1 mole of compound of formula (II) and, preferably, 1 mole of c., - catalyst for 1 mole of compound of formula (II).
La température de la réaction d'alkoxylation est généralement comprise entre 900C et 2200C, et, de préférence de 1000C à 1800C. The temperature of the alkoxylation reaction is generally between 900C and 2200C, and preferably between 1000C and 1800C.
La pression n'est pas un paramètre critique en soi, mais pour atteindre les températures indiquées précédemment et ne pas perdre de solvant, le procédé est habituellement réalisé sous pression autogène. The pressure is not a critical parameter in itself, but to reach the temperatures indicated above and not to lose solvent, the process is usually carried out under autogenous pressure.
Généralement, cette pression autogène du mélange réactionnel est inférieure ou égale à 5 MPa (50 bars). Generally, this autogenous pressure of the reaction mixture is less than or equal to 5 MPa (50 bars).
La durée de la réaction d'alkoxylation peut varier largement entre 2 et 10 heures, de préférence entre 3 et 5 heures. The duration of the alkoxylation reaction can vary widely between 2 and 10 hours, preferably between 3 and 5 hours.
Dans la deuxième étape du procédé de l'invention, on conduit la réaction d'éthérification de l'alkoxy hydroxy-4 benzaldéhyde précédemment obtenu. In the second step of the process of the invention, the etherification reaction of the 4-hydroxyalkoxy benzaldehyde previously obtained is carried out.
A cet effet, on le met en contact avec un agent d'alkylation. On peut faire appel aux alkylsulfates, de préférence au diméthylsulfate ou aux alkylcarbonates, en particulier au diméthylcarbonate ou au diéthylcarbonate
Toutefois, on préfère selon l'invention choisir, à titre d'agent d'alkylation, un halogénure d'alkyle inférieur répondant à la formule générale (v) :
R-X (V) dans ladite formule, X représente un atome de brome, de chlore ou d'iode et R représente un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 6 atomes de carbone.To this end, it is brought into contact with an alkylating agent. Use may be made of alkyl sulphates, preferably dimethyl sulphate or alkylcarbonates, in particular dimethylcarbonate or diethylcarbonate
However, it is preferred according to the invention to choose, as alkylating agent, a lower alkyl halide corresponding to the general formula (v):
RX (V) in said formula, X represents a bromine, chlorine or iodine atom and R represents a linear or branched alkyl radical having from 1 to 6 carbon atoms.
Parmi les halogénures de formule (V), on préfère mettre en oeuvre ceux répondant à la formule (V) dans laquelle X est un atome de chlore et
R un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 1 à 4 atomes de carbone.Among the halides of formula (V), it is preferred to use those corresponding to formula (V) in which X is a chlorine atom and
R a linear or branched alkyl radical having from 1 to 4 carbon atoms.
Le plus souvent, on utilise un halogénure de méthyle ou un halogénure d'éthyle. Most often, a methyl halide or an ethyl halide is used.
Parmi les halogénures, les chlorures, bromures et iodures sont généralement mis en oeuvre et plus spécifiquement encore le chlorure de méthyle, le chloroéthane, le bromure de méthyle et le bromoéthane. Among the halides, the chlorides, bromides and iodides are generally used and more specifically still methyl chloride, chloroethane, methyl bromide and bromoethane.
En raison de leur plus faible coût, on préfère utiliser le chlorure de méthyle et le chloroéthane. Due to their lower cost, it is preferred to use methyl chloride and chloroethane.
La réaction d'éthérification est conduite avantageusement en maintenant le pH compris entre 6 et 12 pendant la durée de la réaction. The etherification reaction is advantageously carried out while maintaining the pH between 6 and 12 for the duration of the reaction.
Lorsque l'on opère à un pH inférieur à 6, on observe une diminution de l'éthérification ainsi qu'un ralentissement de cette réaction. When operating at a pH below 6, a decrease in etherification is observed as well as a slowing down of this reaction.
D'une manière préférentielle, le pH du milieu est maintenu entre 9 et 11. Preferably, the pH of the medium is maintained between 9 and 11.
La régulation du pH peut être si nécessaire assurée par addition continue d'une base, de préférence, une solution aqueuse d'un hydroxyde de métal alcalin. Tous les hydroxydes de métal alcalin peuvent être utilisés. Cependant pour des considérations économiques, la soude est préferee. Regulation of the pH can be ensured if necessary by continuous addition of a base, preferably an aqueous solution of an alkali metal hydroxide. All alkali metal hydroxides can be used. However for economic reasons, soda is preferred.
Selon une variante préférée du procédé de l'invention, on conduit la réaction en présence d'un catalyseur, afin d'avoir une cinétique plus élevée et des conditions, notamment de pression, plus douces. According to a preferred variant of the process of the invention, the reaction is carried out in the presence of a catalyst, in order to have higher kinetics and milder conditions, in particular of pressure.
Le catalyseur est choisi parmi les amines et les sels d'ammonium quaternaire. The catalyst is chosen from amines and quaternary ammonium salts.
Toutes les amines primaires, secondaires ou tertiaires peuvent être utilisées. All primary, secondary or tertiary amines can be used.
On peut ainsi utiliser des amines primaires et secondaires aliphatiques, aromatiques, arylaliphatiques, cycloaliphatiques ou hétérocycliques. It is thus possible to use primary and secondary aliphatic, aromatic, arylaliphatic, cycloaliphatic or heterocyclic amines.
A titre d'exemples non limitatifs de telles amines, on peut citer l'éthylamine, la propylamine, la butylamine, l'hexylamine, l'octylamine, la décylamine, la laurylamine, la diméthylamine, la dipropylamine, la diisopropylamine, la dibutylamine, la diisobutylamine, la dihexylamine, l'aniline, la pipéridine, la benzylamine, la méthylaniline, l'éthylaniline, la pyrrolidine, l'imidazole. By way of nonlimiting examples of such amines, mention may be made of ethylamine, propylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, laurylamine, dimethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, dibutylamine, diisobutylamine, dihexylamine, aniline, piperidine, benzylamine, methylaniline, ethylaniline, pyrrolidine, imidazole.
Les amines tertiaires utilisables sont également très diverses ce sont par exemples des trialkylamines dont les radicaux alkyles peuvent être identiques ou différents et avoir 1 à 24 atomes de carbone ; des cycloalkylalkylamines ; des benzylalkylamines ; des phénylalkylamines des amines cycliques : ces amines peuvent comporter d'autres fonctions telles que des fonctions éther ou hydroxyle. The tertiary amines which can be used are also very diverse, for example they are trialkylamines in which the alkyl radicals can be identical or different and have 1 to 24 carbon atoms; cycloalkylalkylamines; benzylalkylamines; phenylalkylamines cyclic amines: these amines can have other functions such as ether or hydroxyl functions.
On peut citer, sans caractère limitatif, la triméthylamine, la triéthylamine, la tripropylamine, la tributylamine, l'éthyldiméthylamine, la lauryldiméthylamine, l'octadécyldiméthylamine, la propyldiméthylamine, la pentyldiméthylamine, la benzyldiméthylamine, la trioctylamine, la triéthanolamine, la N,N-diméthylaniline, la butyldiméthylamine, la
N,N-diéthylaniline, la N-méthylpipéridine, la N-éthylpipéridine, la
N-méthylpyrrolidine, la N-méthylimidazole, la pyridine, la méthyl-3 pyridine, la méthyl-2 pyridine, la méthyl-4 pyridine, la diméthyl-2,4 pyridine, la diméthyl-2,6 pyridine, la triéthylènediamine.There may be mentioned, without limitation, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, ethyldimethylamine, lauryldimethylamine, octadecyldimethylamine, propyldimethylamine, pentyldimethylamine, benzyldimethylamine, trioctylamine, triethanolamine, N, N -dimethylaniline, butyldimethylamine,
N, N-diethylaniline, N-methylpiperidine, N-ethylpiperidine,
N-methylpyrrolidine, N-methylimidazole, pyridine, 3-methyl pyridine, 2-methyl pyridine, 4-methyl pyridine, 2,4-dimethyl pyridine, 2,6-dimethyl pyridine, triethylenediamine.
On peut, bien entendu, utiliser des mélanges industriels (coupes industrielles) disponibles de différentes amines. It is, of course, possible to use industrial mixtures (industrial cuts) available of different amines.
D'une manière générale, on préfère utiliser les amines qui sont le plus facilement quaternisables dans les conditions réactionnelles. In general, it is preferred to use the amines which are most easily quaternizable under the reaction conditions.
On peut également utiliser les sels d'ammonium quaternaire comme catalyseur. Ce sont par exemple les halogénures, les hydroxydes, les sulfates d'alkyle, de cycloalkyle ou de benzyle dérivant des amines précédentes. The quaternary ammonium salts can also be used as catalyst. These are, for example, halides, hydroxides, alkyl, cycloalkyl or benzyl sulfates derived from the preceding amines.
On préfère généralement les chlorures ou bromures d'ammonium quaternaire. Generally preferred are quaternary ammonium chlorides or bromides.
Pour ce qui est de la quantité des réactifs à mettre en oeuvre dans la deuxième étape du procédé de l'invention, on définit ci-après les quantités préférées. As regards the quantity of reagents to be used in the second step of the process of the invention, the preferred quantities are defined below.
La quantité d'halogénure d'alkyle engagée est fonction du nombre de groupes hydroxyle présents sur le noyau aromatique de l'alkoxy hydroxy-4 benzaldéhyde, c'est-à-dire au moins un ou deux. Elle est de préférence au moins égale à quantité stoechiométrique jusqu'à un excès pouvant atteindre 500 % Encore plus préférentiellement, elle est choisie entre la quantité stoechiométrique et un excès pouvant atteindre 400 %. The amount of alkyl halide used is a function of the number of hydroxyl groups present on the aromatic nucleus of the 4-hydroxyalkyl benzaldehyde, that is to say at least one or two. It is preferably at least equal to a stoichiometric amount up to an excess of up to 500%. Even more preferably, it is chosen between the stoichiometric amount and an excess of up to 400%.
Le rapport molaire halogénure d'alkyle/alkoxy hydroxy-4 benzaldéhyde varie de 1,0 à 4,0, de préférence, de 1,5 à 3,0. The alkyl halide / 4-hydroxy hydroxy benzaldehyde molar ratio ranges from 1.0 to 4.0, preferably 1.5 to 3.0.
Le rapport molaire halogénure d'alkyle/alkoxy dihydroxy-3,4 benzaldéhyde varie de 2,o à 8,0, de préférence de 3,0 à 6,0. The molar ratio of alkyl halide / 3,4-alkoxy dihydroxy benzaldehyde ranges from 2.0 to 8.0, preferably from 3.0 to 6.0.
La quantité de base est déterminée de telle sorte que le pH soit maintenu dans l'intervalle précité. The amount of base is determined so that the pH is maintained within the above range.
La quantité de catalyseur mis en oeuvre dans la variante préférée de l'invention peut varier dans de larges limites. Généralement, on utilise de O à 30 % en moles de catalyseur par rapport à l'alkoxy hydroxy-4 benzaldéhyde présent, de préférence de O à 20 %. The amount of catalyst used in the preferred variant of the invention can vary within wide limits. Generally, from 0 to 30 mol% of catalyst are used relative to the 4-hydroxyalkoxy benzaldehyde present, preferably from 0 to 20%.
En ce qui concerne les conditions réactionnelles, la température de la réaction d'éthérification n'est pas critique ; elle a une influence sur la cinétique de la réaction. Généralement, on réalise 1 éthérifi- cation entre 900C et 2000 C. De préférence, on opère à une température de 1000C à 1500C. With regard to the reaction conditions, the temperature of the etherification reaction is not critical; it has an influence on the kinetics of the reaction. Generally, one etherification is carried out between 900C and 2000 C. Preferably, one operates at a temperature of 1000C to 1500C.
La pression n'est pas critique. Elle a une incidence sur la cinétique de la réaction. Elle varie habituellement entre la pression atmosphérique et 50 bars. The pressure is not critical. It affects the kinetics of the reaction. It usually varies between atmospheric pressure and 50 bars.
Le choix d'opérer sous une pression plus ou moins élevée sera conditionnée notamment par la présence ou l'absence de catalyseur. En présence de catalyseur, plus la quantité dudit catalyseur sera élevée, plus la pression pourra être faible, c'est-à-dire par exemple se situer entre la pression atmosphérique et 20 bars. The choice to operate under a higher or lower pressure will be conditioned in particular by the presence or absence of catalyst. In the presence of catalyst, the higher the amount of said catalyst, the lower the pressure may be, that is to say for example be between atmospheric pressure and 20 bars.
La pression est habituellement créée par l'halogénure d'alkyle servant à l'éthérification lorsqu'il est gazeux dans les conditions réactionnelles. The pressure is usually created by the alkyl halide used for etherification when it is gaseous under the reaction conditions.
La durée de la réaction d'éthérification est fonction notamment de la température réactionnelle. Elle varie le plus souvent entre 1 heure et 8 heures. Généralement, une durée de 1 à 4 heures est suffisante. The duration of the etherification reaction depends in particular on the reaction temperature. It most often varies between 1 hour and 8 hours. Generally, a duration of 1 to 4 hours is sufficient.
Selon un mode de réalisation pratique de l'înventionr on peut mélanger tous les réactifs de la première étape à savoir l'halogéno hydroxy-4 benzaldéhyde, le catalyseur au cuivre et le co-catalyseur tel qu'un formamide ou ses acétals ou un composé générateur de monoxyde de carbone et après chauffage pendant la durée nécessaire à la réaction d'alkoxylation, ajouter dans le milieu réactionnel, l'agent d'alkylation éventuellement une base et le catalyseur de type amine. According to a practical embodiment of the invention, it is possible to mix all the reactants of the first stage, namely the 4-hydroxy halo benzaldehyde, the copper catalyst and the co-catalyst such as a formamide or its acetals or a compound carbon monoxide generator and after heating for the time necessary for the alkoxylation reaction, add to the reaction medium, the alkylating agent optionally a base and the amine catalyst.
Un mode préféré de mise en pratique de l'invention consiste d'abord à préparer une solution de l'alcoolate de métal alcalin dans l'alcanol correspondant à raison de, par exemple, 20 à 50 % en poids. A preferred mode of practicing the invention consists first of all in preparing a solution of the alkali metal alcoholate in the corresponding alkanol in an amount of, for example, 20 to 50% by weight.
Dans l'appareillage, on charge sous atmosphère de gaz inerte, de préférence, l'azote, l'halogéno hydroxy-4 benzaldéhyde de formule (II), le catalyseur au cuivre puis le co-catalyseur tel qu'un formamide ou ses acétals ou un composé générateur de monoxyde de carbone. On porte ensuite le milieu réactionnel à la température choisie entre 900C et 2200C, de préférence, entre 1000C et 1800C, pendant la durée pré-définie. In the apparatus, nitrogen gas, 4-hydroxy halo benzaldehyde of formula (II), the copper catalyst and then the cocatalyst such as a formamide or its acetals are preferably charged under an inert gas atmosphere. or a carbon monoxide generating compound. The reaction medium is then brought to the temperature chosen between 900C and 2200C, preferably between 1000C and 1800C, for the pre-defined period.
On introduit ensuite l'halogénure d'alkyle qui peut être liquide ou gazeux et on injecte ou coule en parallèle la solution d'hydroxyde de métal alcalin, si celle-ci est nécessaire pour ajuster le pH dans la zone précitée. The alkyl halide, which may be liquid or gaseous, is then introduced and the alkali metal hydroxide solution is injected or poured in parallel, if this is necessary to adjust the pH in the aforementioned zone.
On maintient le chauffage entre 900C et 2000C, de préférence entre 1000C et 1500C, pendant la durée nécessaire à la réaction d'éthérification. Heating is maintained between 900C and 2000C, preferably between 1000C and 1500C, for the time necessary for the etherification reaction.
En fin de réaction, on sépare l'alkoxy benzaldéhyde de formule (I) obtenu selon les techniques classiques de séparation, soit par distillation, soit par extraction par un solvant approprié, par exemple, le toluène dans le cas du triméthoxy-3,4,5 benzaldéhyde. At the end of the reaction, the alkoxy benzaldehyde of formula (I) obtained according to conventional separation techniques is separated, either by distillation or by extraction with an appropriate solvent, for example toluene in the case of 3,4-trimethoxy. , 5 benzaldehyde.
Il est possible d'éliminer le catalyseur au cuivre du milieu réactionnel selon les traitements classiques, notamment par traitement acide. It is possible to remove the copper catalyst from the reaction medium according to conventional treatments, in particular by acid treatment.
Un des avantages du procédé de l'invention est qu'il permet d'effectuer à la suite et dans le même réacteur, la réaction d'alkoxylation et d'éthérification. One of the advantages of the process of the invention is that it makes it possible to carry out, in a row and in the same reactor, the alkoxylation and etherification reaction.
Le procédé de l'invention est particulièrement bien adapté à la préparation des alkoxybenzaldéhydes suivants
- le triméthoxy-3,4,5 benzaldéhyde
- le diméthoxy-3,4 benzaldéhyde.The process of the invention is particularly well suited to the preparation of the following alkoxybenzaldehydes
- 3,4,5-trimethoxy benzaldehyde
- 3,4-dimethoxy benzaldehyde.
- le diéthoxy-3,4 benzaldéhyde
- l'éthoxy-3 méthoxy-4 benzaldéhyde
Le triméthoxy-3,4,5 benzaldéhyde qui peut être préparé selon le procédé de l'invention sert notamment pour la préparation de produits pharmaceutiques.- 3,4-diethoxy benzaldehyde
- 3-ethoxy-4-methoxy benzaldehyde
The 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde which can be prepared according to the process of the invention is used in particular for the preparation of pharmaceutical products.
Les exemples qui suivent, illustrent l'invention sans toutefois la limiter. The examples which follow illustrate the invention without however limiting it.
Dans les exemples, les abréviations suivantes signifient
BHMB : bromo-5 hydroxy-4 méthoxy-3 benzaldéhyde
TMBA : triméthoxy-3,4,5 benzaldéhyde syringaldéhyde : hydroxy-4 diméthoxy-3,5 benzaldéhyde
Nombre de moles de BHMB transformées
TTBHMB = o
Nombre de moles de BHMB introduites
Nombre de moles de TMBA formées
RTTMBA =
Nombre de moles de BHMB transformées
Nombre de moles de syringaldéhyde formées RTsyringaldéhyde =
Nombre de moles de BHMB transformées
EXEMPLE 1
Dans un réacteur de 3,9 litres en acier inoxydable, muni d'un système de chauffage et d'une agitation, on charge sous atmosphère d'azote
- 170,5 g (0,738 mol) de bromo-5 hydroxy-4 méthoxy-3 benzaldéhyde
(BHMB)
- 162 g de méthylate de sodium
-t1785 cm3 (1428 g) de méthanol
- 8,3 g (0,0377 mol) de carbonate de cuivre II basique de formule CuC03,Cu(OH)2
- 27,4 g (0,375 mol) de diméthylformamide
On chauffe sous agitation, pendant 3 heures, à 1350C, sous pression autogène, afin de réaliser la réaction de méthoxylation.In the examples, the following abbreviations mean
BHMB: 5-bromo-4-hydroxy-3-methoxy benzaldehyde
TMBA: 3,4,5-trimethoxy benzaldehyde syringaldehyde: 4-hydroxy-3,5-dimethoxy benzaldehyde
Number of moles of BHMB transformed
TTBHMB = o
Number of moles of BHMB introduced
Number of moles of TMBA formed
RTTMBA =
Number of moles of BHMB transformed
Number of moles of syringaldehyde formed RTsyringaldehyde =
Number of moles of BHMB transformed
EXAMPLE 1
Nitrogen atmosphere is charged to a 3.9-liter stainless steel reactor with a heating system and a stirrer
- 170.5 g (0.738 mol) of 5-bromo-4-hydroxy-3-methoxy-benzaldehyde
(BHMB)
- 162 g of sodium methylate
-t 1785 cm3 (1428 g) of methanol
- 8.3 g (0.0377 mol) of basic copper II carbonate of formula CuC03, Cu (OH) 2
- 27.4 g (0.375 mol) of dimethylformamide
The mixture is heated with stirring for 3 hours at 1350C under autogenous pressure in order to carry out the methoxylation reaction.
On refroidit le mélange réactionnel à 1200C puis l'on charge 150 g de chlorure de méthyle. The reaction mixture is cooled to 1200C and then charged with 150 g of methyl chloride.
On maintient le mélange réactionnel à 1200C pendant 1 heure. The reaction mixture is kept at 1200C for 1 hour.
On refroidit à température ambiante. Cool to room temperature.
On sépare par filtration la partie insoluble. The insoluble part is filtered off.
On dose par chromatographie liquide haute performance, le BHMB n'ayant pas réagi et le triméthoxy-3,4,5 benzaldéhyde obtenu. Dosing is carried out by high performance liquid chromatography, the unreacted BHMB and the 3,4,5 trimethoxybenzaldehyde obtained.
Les résultats obtenus sont les suivants
- taux de transformation du BHMB (TTBHMB %) = 100 %
- rendement en TMBA (RTTMBA %) = 73,5 %
- rendement en syringaldéhyde (RTsyringaldéhyde %) = 16,9 % The results obtained are as follows
- transformation rate of BHMB (TTBHMB%) = 100%
- yield in TMBA (RTTMBA%) = 73.5%
- yield of syringaldehyde (RTsyringaldehyde%) = 16.9%
Claims (25)
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