JP2001504825A - 4―ヒドロキシベンズアルデヒドおよびその誘導体の製造方法 - Google Patents
4―ヒドロキシベンズアルデヒドおよびその誘導体の製造方法Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.少なくとも、 ・ホルミル基および/またはヒドロキシメチル基を2および4位に有するフェノ ール化合物(A)と、 ・ホルミル基またはヒドロキシメチル基を4位に有するフェノール化合物(B) と、 ・ホルミル基またはヒドロキシメチル基を2位に有するフェノール化合物(C) と、 を含む混合物中のフェノール化合物に存在する水酸基に関して2位にある官能基 を選択的に酸化してカルボキシル基にして、その結果得られる混合物中には3− カルホキシ−4−ヒドロキシベンズアルデヒド、4−ヒドロキシベンズアルデヒ ド、および2−ヒドロキシ安息香酸が含まれ、さらに脱炭酸操作を行うことで4 −ヒドロキシベンズアルデヒドと場合によって再利用可能なフェノールとを生成 することを特徴とする4−ヒドロキシベンズアルデヒドおよびその誘導体の製造 方法。 2.フェノール化合物の混合物が、一般式(II)で表され、 式(IIA)から(IIC)中、 ・Y1およびY2は、同じでも異なっていてもよく、以下の官能基、 ・−CHO基 ・−CH2OH基 のうちの一つを表し、 ・Z1、Z2、およびZ3は、同じでも異なっていてもよく、水素原子、アルキル 、アルケニル、アルコキシ、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキル、シクロ アルキルまたはアリールのラジカル、水酸基、ニトロ基、ハロゲン原子、または トリフルオロメチル基を表すことを特徴とする請求項1記載の方法。 3.フェノール化合物が、式(IIA)から(IIC)を有 し、式中、Z1、Z2およびZ3は、同じでも異なっていてもよく、以下の官能基 、 ・水素原子、 ・メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブ チル、tert−ブチルなどの、1〜12個の炭素原子、好ましくは1〜4個の 炭素原子を含む直鎖または分岐アルキルラジカル、 ・ビニル、アリルなどの、2〜12個の炭素原子、好ましくは2〜4個の炭素原 子を含む直鎖または分岐アルケニルラジカル、 ・メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ 、sec−ブトキシ、tert−ブトキシラジカルなどの、1〜12個の炭素原 子、好ましくは1〜4個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルコキシラジカル、 ・フェニルラジカル、 ・ハロゲン原子、好ましくはフッ素、塩素、または臭素原子、のうちの一つを表 すことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。 4.フェノール化合物が式(IIA)から(IIC)を有し、式中、Z1水素 原子は1〜6個の炭素原子、好ましくは1〜4個 の炭素原子を含む直鎖または分岐のアルキルまたはアルコキシラジカルを表し、 Z2およびZ3は水素原子を表し、Y1およびY2は同じものでありホルミル基また はヒドロキシメチル基を表すこと特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記 載の方法。 5.式(II)を有するフェノール化合物の混合物が、 ・o−ヒドロキシメチルグアヤコール、p−ヒドロキシグアヤコール、および4 ,6−ジ(ヒドロキシメチル)グアヤコール、 ・o−ホルミルグアヤコール、p−ホルミルグアヤコール、および4,6−ジホ ルミルグアヤコール、 ・o−ヒドロキシメチルグエトール、p−ヒドロキシメチルグエトール、および 4,6−ジ(ヒドロキシメチル)グエトール、 ・o−ホルミルグエトール、p−ホルミルグエトール、および4,6−ジホルミ ルグエトール、であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の 方法。 6.式(II)を有するフェノール化合物の混合物を、液相で分子状酸素また は分子状酸素を含む気体を用い、塩基性試薬を含む水性媒体中で、周期律におけ る元素の分類の1bおよび8族の金属から選択される金属M1を主成分とする触 媒の存在 下で、触媒には活性化剤としてカドミウム、セリウム、ビスマス、鉛、銀、テル ル、またはスズなどの金属を含むことができる条件で酸化することを特徴とする 請求項1から5のいすれか1項に記載の方法。 7.触媒の主成分が銅、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オス ミウム、イリジウム、白金、およびこれらの混合物であり、好ましくは白金およ び/またはパラジウムが主成分であることを特徴とする請求項6記載の方法。 8.白金および/またはパラジウムを主成分とする触媒が、白金黒、パラジウ ム黒、酸化白金、酸化パラジウム、または貴金属自身をカーホンブラック、炭酸 カルシウム、アルミナ、または活性化シリカや同等材料などの異種担体上、好ま しくはカーボンブラック上に付着させた形態で提供されることを特徴とする請求 項6または7記載の方法。 9.使用される触媒量を、式(II)を有するフェノール化合物の重量に対す る金属M1の重量で表せば、0.01%〜10%、好ましくは0.04%〜2% まで変化させることができることを特徴とする請求項6から8ののいずれか1項 に記載の方法。 10.活性化剤が、酸化ビスマス類、水酸化ビスマス類、好ましくは塩化物、 臭化物、ヨウ化物、硫化物、セレン化物またはテルル化物である無機水素酸のビ スマスまたはビスムチル塩、好ましくは亜硫酸塩、硫酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、 亜リン酸塩、リン酸塩、ピロリン酸塩、炭酸塩、過塩素酸塩、アンチモン酸塩、 ヒ酸塩、亜セレン酸塩またはセレン酸塩である無機酸素酸のビスマスまたはビス ムチル塩、好ましくは酢酸塩、プロピオン酸塩、サリチル酸塩、安息香酸塩、シ ュウ酸塩、酒石酸塩、乳酸塩またはクエン酸塩である脂肪族または芳香族有機酸 のビスマスまたはビスムチル塩、好ましくは没食子酸塩または焦性没食子酸塩で あるビスマスまたはビスムチルのフェノール塩、からなる群より選択される有機 または無機ビスマス誘導体であることを特徴とする請求項6から9のいずれか1 項に記載の方法。 11.ビスマス誘導体が、酸化ビスマスBi2O3およびBi2O4、水酸化ビス マスBi(OH)3、塩化ビスマスBiCl3、臭化ビスマスBiBr3、ヨウ化 ビスマスBiI3、中性硫酸ビスマスBi2(SO4)3、中性硝酸ビスマスBi( NO3)3,5H2O、硝酸ビスムチル(BiO)NO3、炭酸ビスムチ ル(BiO)2CO3、0.5H2O、酢酸ビスマスBi(C2H3O2)3、サリチ ル酸ビスマスC6H4CO2(BiO)OH、からなる群より選択されることを特 徴とする請求項10記載の方法。 12.活性化剤の量が、使用される金属M1の重量に対する金属活性化剤の重 量で少なくとも0.1%を、さらに式(II)を有するフェノール化合物の混合 物に対する金属M1の重量で10〜900ppmを媒体に含むように選択される ことを特徴とする請求項6から11のいずれか1項記載の方法。 13.酸化反応が、温度範囲30℃〜200℃、好ましくは40℃〜160℃で 行われることを特徴とする請求項6〜12のいずれか1項に記載の方法。 14.1〜20barの圧力が使用されることを特徴とする請求項6から13の いずれか1項に記載の方法。 15.酸化が、溶液中に好ましくはナトリウムまたはカリウムの水酸化物である 塩基性試薬を、式(II)を有するフェノール化合物1モル当たりの無機塩基量 で0.5〜10モル、好ましくは1〜4モル、より好ましくは2〜4モルを含む 水性媒体中で行われることを特徴とする請求項6から14のいずれか1 項に記載の方法。 16.白金触媒を使用する場合に、温度が60℃〜160℃の間であり、使用 する塩基の量が、式(II)のフェノール化合物1モル当り1〜3モルの範囲内 であることを特徴とする請求項13記載の方法。 17.パラジウム触媒を使用する場合に、温度が30℃〜200℃の間、好ま しくは30℃〜150℃の間であり、使用する塩基量が、フェノール化合物1モ ル当り2〜4モルの範囲内であることを特徴とする請求項13記載の方法。 18.完全にあるいは部分的に塩の形態である、3−カルボキシ−4−ヒドロ キシベンズアルデヒド、2−ヒドロキシ安息香酸、および4−ヒドロキシベンズ アルデヒドを含む反応生成混合物。 19.請求項1から17のいずれか1項に記載の方法を使用して、少なくとも ・ホルミル基および/またはヒドロキシメチル基を2および4位に有するフェノ ール化合物(A)と、 ・ホルミル基またはヒドロキシメチル基を4位に有するフェノール化合物(B) と、 ・ホルミル基またはヒドロキシメチル基を2位に有するフェノール化合物(C) と、 を含む混合物中のフェノール化合物に存在する水酸基に関して2位にある官能基 を選択的に酸化することでカルボキシル基を得ることを特徴とする請求項18記 載の混合物の製造方法。 20.得られる反応媒体が、3−カルボキシ−4−ヒドロキシベンズアルデヒド 、2−ヒドロキシ安息香酸、および4−ヒドロキシベンズアルデヒド、をその完 全にまたは部分的に塩の形態で含み、脱炭酸が行われることを特徴とする請求項 1から18のいずれか1項に記載の方法。 21.脱炭酸が行われる酸が次式を有し、前記式(III)および(IV)中、 ・Mが水素原子および/または(Ia)または(IIa)族の 金属陽イオン、またはアンモニウム陽イオンを表し、 ・Z1、Z2およびZ3が請求項2から4のいずれか1項に記載の意味を有する、 ことを特徴とする請求項20記載の方法。 22.前記酸が、好ましくは塩酸または硫酸の無機酸起源のプロトニック酸ま たは有機酸を添加して、pH3未満となるようにすることで脱炭酸されることを 特徴とする請求項20記載の方法。 23.前記反応媒体を、120℃〜350℃の間、好ましくは150℃〜22 0℃の間の温度まで加熱して、冷却後に好ましくは次式(VI) を有し式中のZ1、Z2およびZ3が請求項2から4のいずれか1項に記載の意味 を有する4−ヒドロキシベンズアルデヒドを分離することを特徴とする請求項2 0から22のいすれか1項に記載の方法。 24. ・ホルミル基および/またはヒドロキシメチル基を2および4位に有するフェノ ール化合物(A)と、 ・ホルミル基またはヒドロキシメチル基を4位に有するフェノール化合物(B) と、 ・ホルミル基またはヒドロキシメチル基を2位に有するフェノール化合物(C) を含む完全にあるいは部分的に塩の形態であるフェノール化合物の混合物。 25.一般式(TI)を有し、 式中、 ・Mは水素原子および/または(Ia)または(IIa)族の金属陽イオン、ま たはアンモニウム陽イオンを表し、 ・Z1、Z2およびZ3は請求項2から4のいずれか1項に記載の意味を有する、 フェノール化合物の混合物。 26.一般式(II’)を有し、 式中、 ・Mは水素原子および/または(Ia)または(IIa)族の金属陽イオン、ま たはアンモニウム陽イオンを表し、 ・Z1、Z2およびZ3は請求項2から4のいずれか1項に記載の意味を有する、 フェノール化合物の混合物。 27. ・30重量%〜70重量%、より好ましくは50%〜70%のフェノール化合物 (A)と、 ・30%〜70%、より好ましくは50%から70%のフェノール化合物の混合 物(B+C) を含むことを特徴とする請求項24から26のいずれか1項に記載のフェノール 化合物の混合物。 28.水相中でアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩基の存在下でホルムア ルデヒドまたはホルムアルデヒド生成物質と縮合することによるフェノールのヒ ドロキシメチル化により、フェノールの転化率が高くても95%となり、場合に よって酸化段階が後に続くことで得られることを特徴とする請求項24から27 のいずれか1項に記載のフェノール化合物の混合物の製造方法。 29.フェノールの転化率が60%〜95%、好ましくは80%〜95%であ ることを特徴とする請求項28記載の方法。 30.出発フェノールが水酸基に関してオルトおよびパラ位が置換されていな いフェノールであり、一般式(I) を有し、式中Z1、Z2およびZ3が前述の意味を有することを特徴とする請求項 28または29記載の方法。 31.式(I)を有するフェノールがグアヤコール、グエトール、3−メトキ シフェノール、3−エトキシフェノール、3ーイソプロポキシフェノール、3− t−ブトキシフェノール、m−クレゾール、またはo−クレゾールであることを 特徴とする請求項30記載の方法。 32.ホルムアルデヒドまたは任意のホルムアルデヒド生成物質が使用され、 好ましくはトリオキサンまたはパラーホルムアルデヒドが任意の重合度、好まし くは8〜100の(CH20)単位を含む線状ポリホルムアルデヒドの形態で使 用されることを特徴とする請求項28から31のいずれか1項に記載の方法。 33.ホルムアルデヒド/フェノールのモル比が1.0〜4.0の間、好まし くは1.0〜2.5の間であることを特徴とする請求項32記載の方法。 34.ヒドロキシメチル化の媒体中に存在する塩基の量を、塩基のモル数/ヒ ドロキシメチル化されるフェノールのフェノール性水酸基で表せば、1.0〜4 .0の間、好ましくは0. 9〜2.0の間となることを特徴とする請求項28記載の方法。 35.ヒドロキシメチル化の温度が0℃〜100℃の範囲内、好ましくは20 ℃〜70℃の範囲内であることを特徴とする請求項28記載の方法。 36.ヒドロキシメチル化反応の所要時間が15分〜4時間の間、好ましくは 1時間〜3時間の間であることを特徴とする請求項28記載の方法。 37.フェノールとホルムアルデヒドおよび場合によって塩基を装置内に投入 し、次いで反応混合物を攪拌しなから所望の温度まで上昇させ、式(IIa1) および(IIc1)を有するフェノール化合物の混合物が得られるまでの反応を 行うために必要な時間これを持続させることを特徴とする請求項28記載の方法 。 38.式(IIa2)から(IIc2)の化合物を、分子状酸素または分子状酸 素を含む気体を使用して、水性アルカリ相中で、周期表の第8族の金属、好まし くは白金またはパラジウム、を主成分とし、場合によってカドミウム、セリウム 、ビスマス、鉛、銀、テルルまたはスズを活性化剤として含む触媒の存在下で酸 化することで、式(IIa1)から(IIc1)を有するヒ ドロキシメチル化フェノール化合物を酸化することにより得ることを特徴とする 請求項26記載の方法。 39.溶液のpH値を、場合によってアルカリ金属またはアルカリ土類塩基を 加えることで8〜13の範囲内にすることを特徴とする請求項38記載の方法。 40.酸化反応の温度が10℃〜100℃の範囲内、好ましくは20℃〜60 ℃の範囲内であることを特徴とする請求項38記載の方法。 41.式(IIa2)から(IIc2)を有するフェノール化合物の混合物が、 ・一種は2および4位がヒドロキシメチル化され他の二種は2または4位がヒド ロキシメチル化されたヒドロキシルメチル化フェノール化合物の混合物が得られ る、アルカリまたはアルカリ土類塩基の存在下でホルムアルデヒドまたはホルム アルデヒド生成物質を使用した水性媒体中のフェノールのヒドロキシメチル化と 、 ・中間生成物の分離を行わず、分子状酸素または分子状酸素を含む気体を使用し て、水性アルカリ相中で、周期表第8族の金属を主成分とする触媒と場合によっ て活性化剤として作用する 前述のような金属との存在下におけるフェノール化合物の酸化と、 を含む二段階工程より得られることを特徴とする請求項26記載の方法。 42.4,6−ジ(ヒドロキシメチル)グアヤコール(A)、p−ヒドロキシ メチルグアヤコール(B)、およびo−ヒドロキシメチルグアヤコール(C)の フェノール化合物の混合物について、化合物(A)および(C)は2位のヒドロ キシメチル基をカルボキシル基へと、また化合物(A)および(B)の4位のヒ ドロキシメチル基をホルミル基へと、選択的に酸化することで、3−カルボキシ −4−ヒドロキシ−5−メトキシベンズアルデヒド、バニリン、および2−ヒド ロキシ−3−メトキシ安息香酸の混合物が得られ、これを脱炭酸すれば、バニリ ンおよび再利用可能なグアヤコールが生成することを特徴とする請求項1から4 0のいずれか1項に記載のバニリンの製造方法。 43.4,6−ジ(ホルミル)グアヤコール(A)、p−ホルミルグアヤコー ル(B)、およびo−ホルミルグアヤコール(C)のフェノール化合物の混合物 について、化合物(A)および(C)は2位のホルミル基をカルボキシル基へと 選択的に 酸化することで、3−カルボキシ−4−ヒドロキシ−5−メトキシベンズアルデ ヒド、バニリン、および2−ヒドロキシ−3−メトキシ安息香酸の混合物が得ら れ、これを脱炭酸すれば、バニリンおよび再利用可能なグアヤコールが生成する ことを特徴とする請求項1から41のいずれか1項に記載のバニリンの製造方法 。 44.4,6−ジ(ヒドロキシメチル)グエトール(A)、p−ヒドロキシメ チルグエトール(B)、およびo−ヒドロキシメチルグエトール(C)の混合物 について、フェノール化合物の化合物(A)および(C)の2位のヒドロキシメ チル基をカルボキシル基へと、化合物(A)および(B)の4位のヒドロキシメ チル基をホルミル基へと、選択的に酸化し、その結果得られる3−カルボキシ− 4−ヒドロキシ−5−エトキシベンズアルデヒド、エチルバニリン、および2− ヒドロキシ−3−エトキシ安息香酸の混合物を脱炭酸すれば、エチルバニリンお よび再利用可能なグエトールが生成することを特徴とする請求項1から40のい ずれか1項に記載のエチルバニリンの製造方法。 45.4,6−ジ(ホルミル)グエトール(A)、p−ホル ミルグエトール(B)、およびo−ホルミルグエトール(C)のフェノール化合 物の混合物について、化合物(A)および(C)の2位のホルミル基をカルボキ シル基へと選択的に酸化して、その結果得られる3−カルボキシ−4−ヒドロキ シ−5−エトキシベンズアルデヒド、エチルバニリン、および2−ヒドロキシ− 3−エトキシ安息香酸の混合物を脱炭酸すれば、エチルバニリンおよび再利用可 能なグエトールが生成することを特徴とする請求項1から44のいずれか1項に 記載のエチルバニリンの製造方法。 46.バニリンおよびエチルバニリンの製造のための請求項1から40のいず れか1項に記載の方法の使用。
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