JP4021478B2 - ３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドおよびそれらの誘導体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、２位および４位にホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基を担持するフェノール性化合物からの、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドおよびそれらの誘導体の製造方法に関する。
本発明はまた、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドからの４−ヒドロキシベンズアルデヒドの製造方法に関する。
より特に本発明は、それぞれ“バニリン”および“エチルバニリン”として知られている３−メトキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドおよび３−エトキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドの製造に関する。
バニリンはリグニンのような天然源から主として得られるが、しかしいくらかは化学的に製造されている。
多数の製造方法が、文献［カーク−オスマー，Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２３，第１７１０頁，第３版］に記載されている。これらのうちの多くは、グアイアコール、即ち２−メトキシフェノールを出発物質として用いる。
かくして、バニリンは、グアイアコールをグリオキシル酸と反応させ、その縮合物を空気中で酸化し、次いで酸性化により反応媒質からバニリンを遊離することにより製造され得る。この方法は、グリオキシル酸が高価な反応体であるという短所がある。
ライマー−ティーマン反応もまた、水酸化カリウムの存在下でグアイアコールとクロロホルムを反応させることによりバニリンを得るために用いられ得る。樹脂の形成が、この製造方法の短所である。
ガッターマン反応において、バニリンは、塩酸の存在下で、シアン化水素をグアイアコールと反応させることにより合成される。デリケートな取扱いを必要する反応体を用いることは別としても、その方法は、バニリンの形成がイソバニリンおよびｏ−バニリンの形成を伴う非選択性のものであるという短所を有する。
バニリンを合成する際の主要な困難性は、ホルミル基をグアイアコール上にヒドロキシ基に対してパラの位置において選択的に固定することである。
更なる問題は、工業的に競争性のある方法を提供することである。
本発明は、上記の短所を解消し、かつ上記に挙げた要件を満たし得る新規な方法を提供する。
本発明の第１の目的は、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドの製造方法において、２位および４位にホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基を担持するフェノール性化合物における２位の基をカルボキシ基に選択的に酸化し、そして場合により４位のヒドロキシメチル基をホルミル基に選択的に酸化することを特徴とする上記方法を提供することである。
更なる目的は、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドの脱カルボキシル化法を用いる４−ヒドロキシベンズアルデヒドの製法を提供することである。
本発明の方法は、バニリンの製造のために適する。該方法は、４，６−ジホルミルグアイアコールまたは４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールまたは４−ホルミル−６−ヒドロキシメチルグアイアコールまたは４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコールを５−カルボキシ−バニリンに選択的に酸化し、次いで５位のカルボキシ基を脱離してバニリンを生成させるために用いられ得る。
同様に、該方法はグエトール（２−エトキシフェノール）に適用されてエチルバニリンが生成され得る。
該方法は選択性であるのみならず、より安価な反応体を用いるので工業的に高競争性でもある。
本発明の方法において用いられる出発基質は、２位および４位にホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基を担持するフェノール性化合物である。
用語“フェノール性化合物”は、ヒドロキシ基を担持する芳香族核を有するいかなる芳香族化合物をも表す。
本発明の次の開示において、用語“芳香族”は、文献特に「“Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”，ジェリー・マーチ，第４版，ジョン・ワイリイ・アンド・サンズ社，１９９２，第４０頁以下」に定義されているような芳香族性の伝統的観念を表す。
本フェノール性化合物は、２位および４位にヒドロキシメチルおよび／またはホルミル基を有する。
好ましくは、本発明の方法において用いられるフェノール性化合物は、次の一般式（II）即ち
〔ここで、
・Ｙ1およびＹ2は、同一でも異なっていてもよくそして次の基 即ち
・−ＣＨＯ基
・−ＣＨ2ＯＨ基
の一つを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、同一でも異なっていてもよくそして水素原子、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基、ヒドロキシ基、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。〕
を有する。
本発明の方法において用いるのに特に適当な化合物は、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3が同一でも異なっていてもよくそして次の原子または基即ち
・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−ブチルまたはｔｅｒｔ−ブチルのような、１〜１２個の炭素原子好ましくは１〜４個の炭素原子を含有する線状または分枝状アルキル基
・ビニルまたはアリルのような、２〜１２個の炭素原子好ましくは２〜４個の炭素原子を含有する線状または分枝状アルケニル基
・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−ブトキシまたはｔｅｒｔ−ブトキシ基のような、１〜１２個の炭素原子好ましくは１〜４個の炭素原子を含有する線状または分枝状アルコキシ基
・フェニル基
・ハロゲン原子好ましくはフッ素、塩素または臭素原子
の一つを表す式（II）を有する。
本発明は種々の性質の置換基の存在を排除しないが、但しそれらが本発明の方法において起こる反応を妨害しないことを条件とする。
本発明は、好ましくは、Ｚ1が１〜６個の炭素原子好ましくは１〜４個の炭素原子を含有する線状または分枝状アルコキシ基を表し、Ｚ2およびＺ3が水素原子を表し、そしてＹ1およびＹ2が同一でありそしてホルミル基またはヒドロキシメチル基を表す式（II）を有する化合物に適用され得る。
本発明の方法において用いるための基質の好ましい例は、次のものである。即ち、
・２，４−ジホルミルフェノール
・１，２−ジヒドロキシ−３，５−ジホルミルベンゼン
・１−ヒドロキシ−２−メトキシ−４，６−ジホルミルベンゼン［４，６−ジホルミルグアイアコール］
・１−ヒドロキシ−２−エトキシ−４，６−ジホルミルベンゼン［４，６−ジホルミルグエトール］
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコール
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グエトール。
上記の基質のうち、４，６−ジホルミルグアイアコールおよび４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールが好ましい。
本発明の方法は、出発化合物としてフェノール性化合物、好ましくは式（II）を有するものを用いて行われる。
本発明の開示の理解を容易にするために反応計画が下記に与えられるが、しかし本発明の範囲は該計画に決して制限されない。
式（II）ないし（IV）において、
・Ｍは、水素原子および／または周期分類の（Ｉａ）または（IIａ）族の金属陽イオンもしくはアンモニウム陽イオンを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、上記に与えられた意味を有する。
本明細書において、元素の周期律への言及は、「“ブレチン・デ・ラ・ソシエテ・デ・フランス（Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｄｅ ｌａ Ｓｏｃｉｅｔｅ ｄｅ Ｆｒａｎｃｅ）”，ｎｏ．１（１９６６）」において公表されているものである。
本発明の方法に従って、２位および４位にホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基を担持するフェノール性化合物、好ましくは式（II）を有するものの２位のＹ1基がカルボキシ基に選択的に酸化され、そして場合により４位のヒドロキシメチル基がホルミル基に選択的に酸化される。
酸化は、一般に触媒の存在下で、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスを用いて遂行される。
好ましい酸化法は、元素周期律の１ｂおよび８族の金属から選択された金属Ｍ1をベースとした触媒であって、賦活剤としてカドミウム、セリウム、ビスマス、鉛、銀、テルルまたはスズのような金属を含有していてもよい該触媒の存在下で、塩基性薬剤を含む水性媒質中において、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスを用いて、式（II）を有するフェノール性化合物を液相にて酸化することから成る。
昇温されそして反応が好ましくは加圧下で行われるならば、あるいは酸化中存在する塩基の量が増加されるならば、２位のホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基がカルボキシ基に選択的に酸化されかつ４位の基もアルデヒド基に酸化される、ということを本発明者は驚くべきことに発見した。
本発明の方法において用いられる触媒は、周期律の１ｂおよび８族の金属をベースとしている。
周期律の８族の金属をベースとした触媒の例は、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、白金およびそれらの混合物である。１ｂ族の金属に関して、銅が好ましい。
好ましくは、白金および／またはパラジウム触媒が用いられ、しかしてそれらは白金黒、パラジウム黒、酸化白金、酸化パラジウム、もしくはカーボンブラック、炭酸カルシウム、アルミナまたは活性シリカまたは同等物質のような種々の支持体上に付着された該貴金属それ自体のような、あらゆる利用可能な形態から採られる。カーボンブラックをベースとした触媒塊が、特に適する。
用いられる触媒の量は、式（II）を有するフェノール性化合物の重量に関して金属Ｍ1の重量として表して、０．０１％から１０％まで好ましくは０．０４％から２％まで変えられ得る。
触媒の更なる詳細は、米国特許ＵＳ−Ａ−３ ６７３ ２５７並びに仏国特許ＦＲ−Ａ−２ ３０５ ４２０およびＦＲ−Ａ−２ ３５０ ３２３から得られ得る。
賦活剤は、上記の特許に挙げられているすべてのものから選択され得る。好ましくは、ビスマス、鉛およびカドミウムが、遊離金属としてまたは陽イオンとして用いられる。後者の場合、会合陰イオンは重要でなく、そしてこれらの金属のあらゆる誘導体が用いられ得る。好ましくは、ビスマス金属またはその誘導体が用いられる。
無機または有機のビスマス誘導体が用いられ得、しかしてそれらにおいてビスマス原子は零より大きい、例えば２、３、４または５の酸化数を有する。ビスマスと会合される残基は、それがこの条件を満たす限り重要でない。賦活剤は、反応媒質に可溶または不溶であり得る。
本発明の方法において用いられ得る賦活剤の例示は、次のものである。即ち、酸化ビスマス，水酸化ビスマス，ビスマスの塩化物、臭化物、ヨウ化物、硫化物、セレン化物またはテルル化物のような、無機水素酸の塩，ビスマスの亜硫酸塩、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、砒酸塩、亜セレン酸塩またはセレン酸塩のような、無機酸素酸の塩，並びにビスマスのバナジウム酸塩、ニオブ酸塩、タンタル酸塩、クロム酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩または過マンガン酸塩のような、遷移金属から誘導された酸素酸の塩。
他の適当な化合物は、ビスマスの酢酸塩、プロピオン酸塩、安息香酸塩、サリチル酸塩、シュウ酸塩、酒石酸塩、乳酸塩またはクエン酸塩のような、脂肪族または芳香族の有機酸の塩，並びにビスマスの没食子酸塩またはピロ没食子酸塩のような、フェネートである。これらの塩およびフェネートはまた、ビスムチル塩であり得る。
他の無機または有機化合物は、ビスマスとリンまたは砒素のような元素との二元化合物，ビスマスを含有するヘテロポリ酸およびそれらの塩，並びに脂肪族および芳香族のビスムチンである。
特定の例は、次のものである。即ち、
・酸化物： ＢｉＯ、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ4、Ｂｉ2Ｏ5
・水酸化物： Ｂｉ（ＯＨ）3
・無機水素酸の塩： 塩化ビスマスＢｉＣｌ3、臭化ビスマスＢｉＢｒ3、ヨウ化ビスマスＢｉＩ3、硫化ビスマスＢｉ2Ｓ3、セレン化ビスマスＢｉ2Ｓｅ3、テルル化ビスマスＢｉ2Ｔｅ3
・無機酸素酸の塩： 塩基性亜硫酸ビスマスＢｉ2（ＳＯ3）3・Ｂｉ2Ｏ3・５Ｈ2Ｏ、中性硫酸ビスマスＢｉ2（ＳＯ4）3、硫酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＨＳＯ4、亜硝酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＮＯ2・０．５Ｈ2Ｏ、中性硝酸ビスマスＢｉ（ＮＯ3）3・５Ｈ2Ｏ、ビスマスおよびマグネシウムの複硝酸塩２Ｂｉ（ＮＯ3）3・３Ｍｇ（ＮＯ3）2・２４Ｈ2Ｏ、硝酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＮＯ3、亜リン酸ビスマスＢｉ2（ＰＯ3Ｈ）3・３Ｈ2Ｏ、中性リン酸ビスマスＢｉＰＯ4、ピロリン酸ビスマスＢｉ4（Ｐ2Ｏ7）3、炭酸ビスムチル（ＢｉＯ）2ＣＯ3・０．５Ｈ2Ｏ、中性過塩素酸ビスマスＢｉ（ＣｌＯ4）3・５Ｈ2Ｏ、過塩素酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＣｌＯ4、アンチモン酸ビスマスＢｉＳｂＯ4、中性砒酸ビスマスＢｉ（ＡｓＯ4）3、砒酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＡｓＯ4・５Ｈ2Ｏ、亜セレン酸ビスマスＢｉ2（ＳｅＯ3）3
・遷移金属から誘導された酸素酸の塩： バナジウム酸ビスマスＢｉＶＯ4、ニオブ酸ビスマスＢｉＮｂＯ4、タンタル酸ビスマスＢｉＴａＯ4、中性クロム酸ビスマスＢｉ2（ＣｒＯ4）、重クロム酸ビスムチル［ＢｉＯ］2Ｃｒ2Ｏ7、酸性クロム酸ビスムチルＨ（ＢｉＯ）ＣｒＯ4、ビスムチルおよびカリウムの複クロム酸塩Ｋ（ＢｉＯ）ＣｒＯ4、モリブデン酸ビスマスＢｉ2（ＭｏＯ4）3、タングステン酸ビスマスＢｉ2（ＷＯ4）3、ビスマスおよびナトリウムの複モリブデン酸塩ＮａＢｉ（ＭｏＯ4）2、塩基性過マンガン酸ビスマスＢｉ2Ｏ2（ＯＨ）ＭｎＯ4
・脂肪族または芳香族有機酸の塩： 酢酸ビスマスＢｉ（Ｃ2Ｈ3Ｏ2）3、プロピオン酸ビスムチル（ＢｉＯ）Ｃ3Ｈ5Ｏ2、塩基性安息香酸ビスマスＣ6Ｈ5ＣＯ2Ｂｉ（ＯＨ）2、サリチル酸ビスムチルＣ6Ｈ4ＣＯ2（ＢｉＯ）（ＯＨ）、シュウ酸ビスマス（Ｃ2Ｏ4）3Ｂｉ2、酒石酸ビスマスＢｉ2（Ｃ4Ｈ4Ｏ6）3・６Ｈ2Ｏ、乳酸ビスマス（Ｃ6Ｈ9Ｏ5）ＯＢｉ・７Ｈ2Ｏ、クエン酸ビスマスＣ6Ｈ5Ｏ7Ｂｉ
・フェネート： 塩基性没食子酸ビスマスＣ7Ｈ7Ｏ7Ｂｉ、塩基性ピロ没食子酸ビスマスＣ6Ｈ3（ＯＨ）2（ＯＢｉ）（ＯＨ）。
他の無機または有機化合物もまた適する： リン化ビスマスＢｉＰ，砒化ビスマスＢｉ3Ａｓ4，ビスマス酸ナトリウムＮａＢｉＯ3，ビスマスチオシアン酸Ｈ2［Ｂｉ（ＣＮＳ）5］、Ｈ3［Ｂｉ（ＣＮＳ）6］およびそれらのナトリウムおよびカリウム塩，トリメチルビスムチンＢｉ（ＣＨ3）3，トリフェニルビスムチンＢｉ（Ｃ6Ｈ5）3。
本発明の方法において用いるための好ましいビスマス誘導体は、次のものである。即ち、酸化ビスマス，水酸化ビスマス，無機水素酸のビスマスまたはビスムチル塩，無機酸素酸のビスマスまたはビスムチル塩，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，並びにビスマスまたはビスムチルフェネート。
本発明の方法を行うための賦活剤の特に適当な群は、酸化ビスマスＢｉ2Ｏ3およびＢｉ2Ｏ4、水酸化ビスマスＢｉ（ＯＨ）3、中性硫酸ビスマスＢｉ2（ＳＯ4）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、サリチル酸ビスムチルＣ6Ｈ4ＣＯ2（ＢｉＯ）（ＯＨ）により構成される。
用いられる賦活剤の量は、用いられる金属Ｍ1の重量に関して賦活剤中に含有されている金属の量として表して、広範な範囲の間において変えられ得る。例として、この量は、０．１％のような低量であり得、用いられる金属Ｍ1の重量に達し得、あるいはいかなる問題も伴うことなくそれを越えさえし得る。
より特に、この量は、式（II）を有するフェノール性化合物に関して１０ｐｐｍないし９００ｐｐｍ重量の賦活剤金属を有する酸化媒質を与えるよう選択される。これに関して、９００ｐｐｍないし１５００ｐｐｍ程度のより高い量は当然に用いられ得るが、しかしあまり追加的利点は伴わない。
本発明の方法において、酸化は、溶解した塩基性薬剤特に水酸化アンモニウム、アルカリまたはアルカリ土類塩基例えばナトリウム、カリウム、リチウムおよびバライトの水酸化物のような水酸化物、ナトリウムまたはカリウムのメチラート、エチラート、イソプロピラートまたはｔ−ブチラートのようなアルカリアルカノラート、ナトリウムまたはカリウムの炭酸塩または重炭酸塩並びに一般にアルカリまたはアルカリ土類塩基と弱酸の塩を含有する水性媒質中で行われる。
かくして、式（III）を有する化合物は、用いられる塩基性薬剤の量に依存して完全にまたは部分的に塩に変えられ得る。式（III）においてＭが水素原子および／または（Ｉａ）または（IIａ）族の金属陽イオンもしくはアンモニウム陽イオンを表す、ということになる。
ナトリウムまたはカリウムの水酸化物が、経済的理由のために用いられる。用いられるべき無機塩基の割合は、式（II）を有するフェノール性化合物１モル当たり０．５〜１０モルの範囲好ましくは１〜４モルの範囲一層好ましくは２〜４モルの範囲の無機塩基であり得る。
液相における式（II）を有するフェノール性化合物の重量濃度は、通常１％ないし６０％の範囲好ましくは２％ないし３０％の範囲にある。
実用上、本方法の一つの実施態様は、式（II）を有するフェノール性合物、塩基性薬剤、金属Ｍ1をベースとした触媒およびいずれかの賦活剤からなる溶液を分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスと上記に指摘した割合にて接触させることから成る。
大気圧は用いられ得るが、しかし１〜２０バールの圧力を用いることが好ましい。
次いで、混合物は、ヒドロキシメチル基および／またはホルミル基をカルボキシ基に並びに場合によりヒドロキシメチル基をホルミル基に変換させるのに必要な量に相当する酸素の量が消費されるまで、所望温度にて撹拌される。
用いられるべき反応の温度は、製造されるべき生成物の熱安定性に依存する。
本発明に従って、温度は、好ましくは、３０℃ないし２００℃好ましくは４０℃ないし１６０℃の範囲になるよう選択される。
当業者は、反応条件（特に、塩基の量、金属Ｍ1の性質、圧力および撹拌）に依り温度を適正化し得る。本発明者は、温度が低ければ低い程、用いられる塩基性薬剤の量は多くなければならない、ということを発見した。
例として、好ましい金属である白金およびパラジウムについての好ましい条件を与える。白金については、温度は１００℃と１６０℃の間にあり、そして用いられるべき塩基の量は有利には式（II）を有するフェノール性化合物１モル当たり１〜３モルの範囲にある。パラジウムについては、温度は３０℃と２００℃の間、好ましくは３０℃と１００℃の間にあり得、そしてこの後者の範囲について塩基の量は好ましくは該フェノール性化合物１モル当たり２〜４モルである。
反応の終わりに（好ましくは、３０分ないし６時間）、５位においてホルミル化されている２−ヒドロキシ安息香酸が回収され、そして部分的にまたは完全にその塩の形態にあり得、好ましくは式（III）を有する。
必要ならば冷却後、触媒および反応塊は、例えば濾過により分離される。
本発明の方法の最後の工程において、脱カルボキシル化反応が行われる。
これは、生じた媒質を、プロトン性無機酸好ましくは塩酸または硫酸、もしくはトリフルオロメタンスルホン酸またはメタンスルホン酸のような有機酸を添加して３以下のｐＨを得て酸性化することにより遂行される。
反応媒質は、１２０℃と３５０℃の間、好ましくは１５０℃と２２０℃の間の温度に加熱される。
本方法は、好ましくは、反応体の自動圧下で行われる。
反応の終わりに、反応媒質は、２０℃と８０℃の間に冷却される。
４−ヒドロキシベンズアルデヒド、好ましくは式（IV）を有するもの、および式（II）を有する出発基質を含む可能性のある有機相、並びに塩の水性相により構成された二相媒質が得られる。
有機相および水性相は分離され、そして４−ヒドロキシベンズアルデヒドは、慣用の分離技法好ましくは蒸留もしくは適切な溶媒を用いる抽出を用いて有機相から回収される。
本発明の方法に従って、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドが、２位および４位にホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基を担持するフェノール性化合物の選択的酸化により得られる。
より具体的には、出発基質は、下記の式（IIａ）、（IIｂ）、（IIｃ）および（IIｄ）を有する。即ち、
本発明の方法が適用され得るこれらの化合物は、種々の有機合成により製造され得る公知の化合物である。
かくして、式（IIｂ）を有する化合物は、式（IIａ）を有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを、周期律の８族の金属好ましくは白金またはパラジウムをベースとした触媒であって、賦活剤としてカドミウム、セリウム、ビスマス、鉛、銀、テルルまたはスズのような金属を含有していてもよい該触媒の存在下で、水性アルカリ相において、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスで酸化することにより製造され得る。
このタイプの方法は、米国特許ＵＳ−Ａ−３ ６７３ ２５７並びに仏国特許ＦＲ−Ａ−２ ３０５ ４２０およびＦＲ−Ａ−２ ３５０ ３２３に記載されている。
ポリ（ヒドロキシメチル）フェノールは、ホルムアルデヒド−もしくはパラアルデヒドのようなホルムアルデヒドを発生する化合物を用い、非常に種々の条件下で置換または未置換のフェノールをヒドロキシメチル化することにより製造され得る、大概は公知の生成物である。特に、「エイチ・ジー・ピーア，Ｒｅｃ． Ｔｒａｖ． Ｃｈｉｍ． Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ），７９，８２５〜８３５（１９６０）」、ＧＢ−Ａ−７７４ ６９６、ＧＢ−Ａ−７５１ ８４５、ＥＰ−Ａ−１６５、「ジェイ・エイチ・フリーマン，Ｊ． Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７４，６２５７〜６２６０（１９５２）および７６，２０８０〜２０８７（１９５４）」、「エイチ・ジー・ピーア，Ｒｅｃ． Ｔｒａｖ． Ｃｈｉｍ． Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ，７８，８５１〜８６３（１９５９）」、
「ピー・クラウス等，Ｍｏｎａｔｈ． Ｃｈｅｍ．，１０３，１１７８〜１１２９３（１９７２）」参照。
式（III）を有する化合物の製造において用いるためのポリ（ヒドロキシメチル）フェノールの合成のために特に適したフェノールヒドロキシメチル化法の一つは、アルカリまたはアルカリ土類塩基の存在下での水性相におけるホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド発生剤とフェノールとの縮合である。
本発明の方法を用いるとき、
・アルカリまたはアルカリ土類塩基の存在下で水性媒質中でホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド発生剤によりフェノールをポリ（ヒドロキシメチル）フェノールにヒドロキシメチル化し、
・そして中間分離することなく、周期律の８族の金属をベースとした触媒および随意に上記に記載したような金属の存在下で、アルカリ水性相において分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスを用いて該ポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを酸化する
ことからなる二工程法により得られた式（IIｂ）を有する化合物を用いることが、工業的観点から特に有利である。
また、より特定的には、本発明の方法は、
・アルカリまたはアルカリ土類塩基の存在下で水性相においてホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド発生剤を用いて、一般式（Ｉ）
を有する未置換フェノールをヒドロキシ基に対してオルトおよびパラの位置においてヒドロキシメチル化して、一般式（IIａ）
を有する、ヒドロキシ基に対してオルトおよびパラの位置に少なくとも１個のヒドロキシメチル基を含有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを形成させ、
・ポリ（ヒドロキシメチル）フェノールの中間分離をすることなく、周期律の８族の金属をベースとした触媒であって、賦活剤として金属を随意に含有する該触媒の存在下で、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスを用いて、第１工程からの式（IIａ）を有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを水性アルカリ相において酸化する
ことからなる二工程法により得られた式（IIａ）を有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールからの式（III）を有する化合物の製造のために適する。
式（II）を有する化合物の合成のための出発点として作用し得る式（Ｉ）を有するフェノールの例は、フェノール、ピロカテキン、グアイアコール、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−イソプロポキシフェノール、３−ｔ−ブチルオキシフェノール、ｍ−クレゾールおよびｏ−クレゾールである。
ヒドロキシメチル化並びにポリ（ヒドロキシメチル）フェノールの酸化のために選択される条件は、上記に挙げた先行技術において推奨されているものである。
ホルムアルデヒド、もしくはトリオキサンまたは重合度随意の、好ましくは８〜１００（ＣＨ2Ｏ）単位を含有する線状パラホルムアルデヒドとして用いられるパラホルムアルデヒドのようなホルムアルデヒド発生剤も用いられ得る。
ホルムアルデヒドは水溶液とて用いられ得、しかしてその濃度は重要でない。ホルムアルデヒドは２０重量％ないし５０重量％の範囲内にあり得、好ましくは約３０重量％ないし４０重量％の濃度を有する市販溶液が用いられる。
ホルムアルデヒドの量は、フェノール１モル当たりのホルムアルデヒドのモル数として表して、広範囲の間で変えられ得る。ホルムアルデヒド／フェノールのモル比は、１と８の間好ましくは２と４の間にあり得る。
ヒドロキシメチル化媒質中に存在する塩基の量は、ヒドロキシメチル化されるべきフェノールのフェノール性ヒドロキシ基当たりの塩基のモル数として表して、広範囲に変え得る。一般に、塩基に依り変化するこの比率は、０．１と２の間好ましくは０．５と１．１の間にあり得る。用いられる塩基は、酸化工程について上記に挙げたものの一つであり得る。アルカリ水酸化物の水溶液が、特に適する。
一般に、ヒドロキシメチル化工程は、０℃ないし１００℃の範囲、好ましくは２０℃ないし７０℃の範囲の温度にて行われる。
本方法は、好ましくは、用いられる温度においてガス状であり得るパラホルムアルデヒドの損失を避けるために、反応体にとって自然発生的である圧力にて行われる。
好ましくは、反応は、窒素または稀ガス例えばアルゴンのような不活性ガスの制御雰囲気中で行われる。
反応時間は、大きく変えられ得る。それは、通常３０分と２４時間の間好ましくは４時間と８時間の間にある。
実際上、反応は、フェノールおよびホルムアルデヒドおよび塩基を装填し、次いで反応を完了させるのに必要とされる時間、反応混合物を撹拌かつ所望温度に加熱することにより容易に行われる。
反応体についての導入順序は重要でなく、かくして種々であり得る。
分子状酸素によるポリ（ヒドロキシメチル）フェノールから中間体ポリ（ホルミル）フェノールへの酸化は、上記に指摘したように、ヒドロキシメチル化工程から得られたポリ（ヒドロキシメチル）フェノールの塩の水性アルカリ溶液に対して直接行われ得る。必要なら、該溶液のｐＨは８〜１３の範囲の値に、必要ならアルカリまたはアルカリ土類塩基の添加によりもたらされる。最適ｐＨは、ポリ（ヒドロキシメチル）フェノールの性質に依存する。
酸化反応の温度は、１０℃と１００℃の間、好ましくは２０℃と６０℃の間にある。
本発明に従って、式（II）を有するフェノール性化合物は３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドを生成し、そしてこのものは脱カルボキシル化後４−ヒドロキシベンズアルデヒドを生成する。
上記に挙げたように、本発明の方法は、バニリンおよびエチルバニリンの製造のために特に適する。
本発明の実施例が、下記に与えられる。これらの例は、例示として与えられそして決して制限的ものではない。
それらの例では、転化率および得られた収率を記載する。
転化率は、変換された基質のモル数と関与した基質のモル数の間の比率に相当する。
収率は、形成された生成物のモル数と用いられた基質のモル数の間の比率に相当する。
実施例１
この例においては、４，６−ジホルミルグアイアコールが酸化された。
０．５０２ｇの、８６％４，６−ジホルミルグアイアコール（２．４１ミリモル）、３．３ｍｌの、３３．４ｇ／ｌ含有の水性水酸化ナトリウム溶液（２．７５ミリモル）、１７ｍｌの水、０．３ｇの、２．５重量％の金属の量にて木炭上に付着された白金を含有する触媒、および２０ｍｇの硫酸ビスマス［Ｂｉ2（ＳＯ4）3］を、機械式撹拌機を備えた５０ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
３ｌ／ｈの空気流を通じ、２０バールの圧力にした。
反応混合物を、１２０℃に２時間加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４，６−ジホルミルグアイアコールの５９％転化
・５−カルボキシバニリンの５９％収率。
実施例２
この例において、４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコールが酸化された。
０．５０７ｇの４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコール（２．７５ミリモル）、１．１ｍｌの、７．６９Ｍ水性水酸化ナトリウム溶液（８．４６ミリモル）、１９ｍｌの水、０．３ｇの、２．５重量％の金属の量にて木炭上に付着された白金を含有する触媒、および０．０１８５ｇの硫酸ビスマス［Ｂｉ2（ＳＯ4）3］を、機械式撹拌機を備えた５０ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
３ｌ／ｈの空気流を通じ、２０バールの圧力にした。
反応混合物を、４５℃に７時間、そして次いで１２０℃にて５時間３０分加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコールの完全転化
・５−カルボキシバニリンの５２％収率
・５−カルボキシバニリン酸の４．５％収率
・４，６−ジホルミルグアイアコールの２９％収率。
実施例３
この例において、４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコールが酸化された。
０．５０７ｇの４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコール（２．７５ミリモル）、１．１ｍｌの、７．６９Ｍ水性水酸化ナトリウム溶液（８．４６ミリモル）、１９ｍｌの水、および０．３ｇの、２．５重量％の金属の量にて木炭上に付着された白金を含有する触媒を、機械式撹拌機を備えた５０ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
３ｌ／ｈの空気流を通じ、２０バールの圧力にした。
反応混合物を、１２０℃に４時間３０分加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコールの９８％転化
・５−カルボキシバニリンの２５％収率
・４，６−ジホルミルグアイアコールの５９％収率。
実施例４
この例において、４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールを酸化した。
０．８８３２ｇの７５％４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコール（３．６０ミリモル）、１．１ｍｌの、７．６９Ｍ水性水酸化ナトリウム溶液（８．４６ミリモル）、１９ｍｌの水、および０．４４ｇの、３重量％の金属の量にて木炭上に付着されたパラジウムを含有する触媒を、機械式撹拌機を備えた５０ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
３ｌ／ｈの空気流を流し、２０バールの圧力にした。
反応混合物を、１２０℃に３時間４０分加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールの完全転化
・５−カルボキシバニリンの３２％収率
・４，６−ジホルミルグアイアコールの１４％収率
・５−カルボキシバニリン酸の１２％収率。
実施例５
この例において、４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールが酸化された。
０．８９４７ｇの７５％４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコール（３．６４ミリモル）、１．１ｍｌの、７．６９Ｍ水性水酸化ナトリウム溶液（８．４６ミリモル）、１９ｍｌの水、および０．４６ｇの、２．５重量％の金属の量にて木炭上に付着された白金を含有する触媒を、機械式撹拌機を備えた５０ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
３ｌ／ｈの空気流を流し、２０バールの圧力にした。
反応混合物を、１２０℃に３時間３０分加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールの完全転化
・５−カルボキシバニリンの４１％収率
・４，６−ジホルミルグアイアコールの３１％収率
・５−カルボキシバニリン酸の４．５％収率。
実施例６
この例において、バニリンが、４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールの酸化およびその後の脱カルボキシル化からなる一連の操作を用いて製造された。
０．８９５２ｇの７５％４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコール（３．６４ミリモル）、１．１ｍｌの、７．６９Ｍ水性水酸化ナトリウム溶液（８．４６ミリモル）、１９ｍｌの水、および０．４４ｇの、２．５重量％の金属の量にて木炭上に付着された白金を含有する触媒を、機械式撹拌機を備えた５０ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
３ｌ／ｈの空気流を流し、２０バールの圧力にした。
反応混合物を、１２０℃に３時間４０分加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
反応媒質は、均質であった。
次いで反応媒質を、１０ｍｌの水性２Ｎ硫酸溶液を用いて酸性化した。
反応混合物を、２００℃にて自動圧下で２５分間加熱した。
次いで反応媒質を冷却し、アセトニトリルで希釈しそして高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られたバニリン収率は、４１％であった。
実施例７
この例において、４，６−ジホルミルグアイアコールが酸化された。
１２０ｇの４，６−ジホルミルグアイアコール（０．６７モル）、２７０ｇの、３０重量％含有の水性水酸化ナトリウム溶液（２モル）、１６００ｍｌの水、２１ｇの、３重量％の金属の量にて木炭上に付着されたパラジウムを含有する触媒、および１．４ｇの硫酸ビスマス［Ｂｉ2（ＳＯ4）3］を、機械式撹拌機を備えた２０００ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
６００ｌ／ｈの空気流を流し、１５バールの圧力にした。
反応混合物を、１００℃に１時間加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４，６−ジホルミルグアイアコールの８４％転化
・５−カルボキシバニリンの８２％収率。
実施例８
この例においても、４，６−ジホルミルグアイアコールが酸化された。
１２０ｇの４，６−ジホルミルグアイアコール（０．６７モル）、２１０ｇの、３０重量％含有の水性水酸化ナトリウム溶液（２モル）、１６５０ｍｌの水、２０ｇの、３重量％の金属の量にて木炭上に付着された白金を含有する触媒、および０．３ｇの硫酸ビスマス［Ｂｉ2（ＳＯ4）3］を、機械式撹拌機を備えた２０００ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
６００ｌ／ｈの空気流を流し、１５バールの圧力にした。
反応混合物を、１４０℃に３時間加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４，６−ジホルミルグアイアコールの８９％転化
・５−カルボキシバニリンの８１％収率。
本発明はまた、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドからの４−ヒドロキシベンズアルデヒドの製造方法に関する。
より特に本発明は、それぞれ“バニリン”および“エチルバニリン”として知られている３−メトキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドおよび３−エトキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドの製造に関する。
バニリンはリグニンのような天然源から主として得られるが、しかしいくらかは化学的に製造されている。
多数の製造方法が、文献［カーク−オスマー，Ｅｎｃｙｃｌｏｐａｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２３，第１７１０頁，第３版］に記載されている。これらのうちの多くは、グアイアコール、即ち２−メトキシフェノールを出発物質として用いる。
かくして、バニリンは、グアイアコールをグリオキシル酸と反応させ、その縮合物を空気中で酸化し、次いで酸性化により反応媒質からバニリンを遊離することにより製造され得る。この方法は、グリオキシル酸が高価な反応体であるという短所がある。
ライマー−ティーマン反応もまた、水酸化カリウムの存在下でグアイアコールとクロロホルムを反応させることによりバニリンを得るために用いられ得る。樹脂の形成が、この製造方法の短所である。
ガッターマン反応において、バニリンは、塩酸の存在下で、シアン化水素をグアイアコールと反応させることにより合成される。デリケートな取扱いを必要する反応体を用いることは別としても、その方法は、バニリンの形成がイソバニリンおよびｏ−バニリンの形成を伴う非選択性のものであるという短所を有する。
バニリンを合成する際の主要な困難性は、ホルミル基をグアイアコール上にヒドロキシ基に対してパラの位置において選択的に固定することである。
更なる問題は、工業的に競争性のある方法を提供することである。
本発明は、上記の短所を解消し、かつ上記に挙げた要件を満たし得る新規な方法を提供する。
本発明の第１の目的は、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドの製造方法において、２位および４位にホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基を担持するフェノール性化合物における２位の基をカルボキシ基に選択的に酸化し、そして場合により４位のヒドロキシメチル基をホルミル基に選択的に酸化することを特徴とする上記方法を提供することである。
更なる目的は、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドの脱カルボキシル化法を用いる４−ヒドロキシベンズアルデヒドの製法を提供することである。
本発明の方法は、バニリンの製造のために適する。該方法は、４，６−ジホルミルグアイアコールまたは４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールまたは４−ホルミル−６−ヒドロキシメチルグアイアコールまたは４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコールを５−カルボキシ−バニリンに選択的に酸化し、次いで５位のカルボキシ基を脱離してバニリンを生成させるために用いられ得る。
同様に、該方法はグエトール（２−エトキシフェノール）に適用されてエチルバニリンが生成され得る。
該方法は選択性であるのみならず、より安価な反応体を用いるので工業的に高競争性でもある。
本発明の方法において用いられる出発基質は、２位および４位にホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基を担持するフェノール性化合物である。
用語“フェノール性化合物”は、ヒドロキシ基を担持する芳香族核を有するいかなる芳香族化合物をも表す。
本発明の次の開示において、用語“芳香族”は、文献特に「“Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”，ジェリー・マーチ，第４版，ジョン・ワイリイ・アンド・サンズ社，１９９２，第４０頁以下」に定義されているような芳香族性の伝統的観念を表す。
本フェノール性化合物は、２位および４位にヒドロキシメチルおよび／またはホルミル基を有する。
好ましくは、本発明の方法において用いられるフェノール性化合物は、次の一般式（II）即ち
・Ｙ1およびＹ2は、同一でも異なっていてもよくそして次の基 即ち
・−ＣＨＯ基
・−ＣＨ2ＯＨ基
の一つを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、同一でも異なっていてもよくそして水素原子、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基、ヒドロキシ基、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。〕
を有する。
本発明の方法において用いるのに特に適当な化合物は、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3が同一でも異なっていてもよくそして次の原子または基即ち
・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−ブチルまたはｔｅｒｔ−ブチルのような、１〜１２個の炭素原子好ましくは１〜４個の炭素原子を含有する線状または分枝状アルキル基
・ビニルまたはアリルのような、２〜１２個の炭素原子好ましくは２〜４個の炭素原子を含有する線状または分枝状アルケニル基
・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−ブトキシまたはｔｅｒｔ−ブトキシ基のような、１〜１２個の炭素原子好ましくは１〜４個の炭素原子を含有する線状または分枝状アルコキシ基
・フェニル基
・ハロゲン原子好ましくはフッ素、塩素または臭素原子
の一つを表す式（II）を有する。
本発明は種々の性質の置換基の存在を排除しないが、但しそれらが本発明の方法において起こる反応を妨害しないことを条件とする。
本発明は、好ましくは、Ｚ1が１〜６個の炭素原子好ましくは１〜４個の炭素原子を含有する線状または分枝状アルコキシ基を表し、Ｚ2およびＺ3が水素原子を表し、そしてＹ1およびＹ2が同一でありそしてホルミル基またはヒドロキシメチル基を表す式（II）を有する化合物に適用され得る。
本発明の方法において用いるための基質の好ましい例は、次のものである。即ち、
・２，４−ジホルミルフェノール
・１，２−ジヒドロキシ−３，５−ジホルミルベンゼン
・１−ヒドロキシ−２−メトキシ−４，６−ジホルミルベンゼン［４，６−ジホルミルグアイアコール］
・１−ヒドロキシ−２−エトキシ−４，６−ジホルミルベンゼン［４，６−ジホルミルグエトール］
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコール
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グエトール。
上記の基質のうち、４，６−ジホルミルグアイアコールおよび４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールが好ましい。
本発明の方法は、出発化合物としてフェノール性化合物、好ましくは式（II）を有するものを用いて行われる。
本発明の開示の理解を容易にするために反応計画が下記に与えられるが、しかし本発明の範囲は該計画に決して制限されない。
・Ｍは、水素原子および／または周期分類の（Ｉａ）または（IIａ）族の金属陽イオンもしくはアンモニウム陽イオンを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、上記に与えられた意味を有する。
本明細書において、元素の周期律への言及は、「“ブレチン・デ・ラ・ソシエテ・デ・フランス（Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｄｅ ｌａ Ｓｏｃｉｅｔｅ ｄｅ Ｆｒａｎｃｅ）”，ｎｏ．１（１９６６）」において公表されているものである。
本発明の方法に従って、２位および４位にホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基を担持するフェノール性化合物、好ましくは式（II）を有するものの２位のＹ1基がカルボキシ基に選択的に酸化され、そして場合により４位のヒドロキシメチル基がホルミル基に選択的に酸化される。
酸化は、一般に触媒の存在下で、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスを用いて遂行される。
好ましい酸化法は、元素周期律の１ｂおよび８族の金属から選択された金属Ｍ1をベースとした触媒であって、賦活剤としてカドミウム、セリウム、ビスマス、鉛、銀、テルルまたはスズのような金属を含有していてもよい該触媒の存在下で、塩基性薬剤を含む水性媒質中において、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスを用いて、式（II）を有するフェノール性化合物を液相にて酸化することから成る。
昇温されそして反応が好ましくは加圧下で行われるならば、あるいは酸化中存在する塩基の量が増加されるならば、２位のホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基がカルボキシ基に選択的に酸化されかつ４位の基もアルデヒド基に酸化される、ということを本発明者は驚くべきことに発見した。
本発明の方法において用いられる触媒は、周期律の１ｂおよび８族の金属をベースとしている。
周期律の８族の金属をベースとした触媒の例は、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、白金およびそれらの混合物である。１ｂ族の金属に関して、銅が好ましい。
好ましくは、白金および／またはパラジウム触媒が用いられ、しかしてそれらは白金黒、パラジウム黒、酸化白金、酸化パラジウム、もしくはカーボンブラック、炭酸カルシウム、アルミナまたは活性シリカまたは同等物質のような種々の支持体上に付着された該貴金属それ自体のような、あらゆる利用可能な形態から採られる。カーボンブラックをベースとした触媒塊が、特に適する。
用いられる触媒の量は、式（II）を有するフェノール性化合物の重量に関して金属Ｍ1の重量として表して、０．０１％から１０％まで好ましくは０．０４％から２％まで変えられ得る。
触媒の更なる詳細は、米国特許ＵＳ−Ａ−３ ６７３ ２５７並びに仏国特許ＦＲ−Ａ−２ ３０５ ４２０およびＦＲ−Ａ−２ ３５０ ３２３から得られ得る。
賦活剤は、上記の特許に挙げられているすべてのものから選択され得る。好ましくは、ビスマス、鉛およびカドミウムが、遊離金属としてまたは陽イオンとして用いられる。後者の場合、会合陰イオンは重要でなく、そしてこれらの金属のあらゆる誘導体が用いられ得る。好ましくは、ビスマス金属またはその誘導体が用いられる。
無機または有機のビスマス誘導体が用いられ得、しかしてそれらにおいてビスマス原子は零より大きい、例えば２、３、４または５の酸化数を有する。ビスマスと会合される残基は、それがこの条件を満たす限り重要でない。賦活剤は、反応媒質に可溶または不溶であり得る。
本発明の方法において用いられ得る賦活剤の例示は、次のものである。即ち、酸化ビスマス，水酸化ビスマス，ビスマスの塩化物、臭化物、ヨウ化物、硫化物、セレン化物またはテルル化物のような、無機水素酸の塩，ビスマスの亜硫酸塩、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、砒酸塩、亜セレン酸塩またはセレン酸塩のような、無機酸素酸の塩，並びにビスマスのバナジウム酸塩、ニオブ酸塩、タンタル酸塩、クロム酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩または過マンガン酸塩のような、遷移金属から誘導された酸素酸の塩。
他の適当な化合物は、ビスマスの酢酸塩、プロピオン酸塩、安息香酸塩、サリチル酸塩、シュウ酸塩、酒石酸塩、乳酸塩またはクエン酸塩のような、脂肪族または芳香族の有機酸の塩，並びにビスマスの没食子酸塩またはピロ没食子酸塩のような、フェネートである。これらの塩およびフェネートはまた、ビスムチル塩であり得る。
他の無機または有機化合物は、ビスマスとリンまたは砒素のような元素との二元化合物，ビスマスを含有するヘテロポリ酸およびそれらの塩，並びに脂肪族および芳香族のビスムチンである。
特定の例は、次のものである。即ち、
・酸化物： ＢｉＯ、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ4、Ｂｉ2Ｏ5
・水酸化物： Ｂｉ（ＯＨ）3
・無機水素酸の塩： 塩化ビスマスＢｉＣｌ3、臭化ビスマスＢｉＢｒ3、ヨウ化ビスマスＢｉＩ3、硫化ビスマスＢｉ2Ｓ3、セレン化ビスマスＢｉ2Ｓｅ3、テルル化ビスマスＢｉ2Ｔｅ3
・無機酸素酸の塩： 塩基性亜硫酸ビスマスＢｉ2（ＳＯ3）3・Ｂｉ2Ｏ3・５Ｈ2Ｏ、中性硫酸ビスマスＢｉ2（ＳＯ4）3、硫酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＨＳＯ4、亜硝酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＮＯ2・０．５Ｈ2Ｏ、中性硝酸ビスマスＢｉ（ＮＯ3）3・５Ｈ2Ｏ、ビスマスおよびマグネシウムの複硝酸塩２Ｂｉ（ＮＯ3）3・３Ｍｇ（ＮＯ3）2・２４Ｈ2Ｏ、硝酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＮＯ3、亜リン酸ビスマスＢｉ2（ＰＯ3Ｈ）3・３Ｈ2Ｏ、中性リン酸ビスマスＢｉＰＯ4、ピロリン酸ビスマスＢｉ4（Ｐ2Ｏ7）3、炭酸ビスムチル（ＢｉＯ）2ＣＯ3・０．５Ｈ2Ｏ、中性過塩素酸ビスマスＢｉ（ＣｌＯ4）3・５Ｈ2Ｏ、過塩素酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＣｌＯ4、アンチモン酸ビスマスＢｉＳｂＯ4、中性砒酸ビスマスＢｉ（ＡｓＯ4）3、砒酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＡｓＯ4・５Ｈ2Ｏ、亜セレン酸ビスマスＢｉ2（ＳｅＯ3）3
・遷移金属から誘導された酸素酸の塩： バナジウム酸ビスマスＢｉＶＯ4、ニオブ酸ビスマスＢｉＮｂＯ4、タンタル酸ビスマスＢｉＴａＯ4、中性クロム酸ビスマスＢｉ2（ＣｒＯ4）、重クロム酸ビスムチル［ＢｉＯ］2Ｃｒ2Ｏ7、酸性クロム酸ビスムチルＨ（ＢｉＯ）ＣｒＯ4、ビスムチルおよびカリウムの複クロム酸塩Ｋ（ＢｉＯ）ＣｒＯ4、モリブデン酸ビスマスＢｉ2（ＭｏＯ4）3、タングステン酸ビスマスＢｉ2（ＷＯ4）3、ビスマスおよびナトリウムの複モリブデン酸塩ＮａＢｉ（ＭｏＯ4）2、塩基性過マンガン酸ビスマスＢｉ2Ｏ2（ＯＨ）ＭｎＯ4
・脂肪族または芳香族有機酸の塩： 酢酸ビスマスＢｉ（Ｃ2Ｈ3Ｏ2）3、プロピオン酸ビスムチル（ＢｉＯ）Ｃ3Ｈ5Ｏ2、塩基性安息香酸ビスマスＣ6Ｈ5ＣＯ2Ｂｉ（ＯＨ）2、サリチル酸ビスムチルＣ6Ｈ4ＣＯ2（ＢｉＯ）（ＯＨ）、シュウ酸ビスマス（Ｃ2Ｏ4）3Ｂｉ2、酒石酸ビスマスＢｉ2（Ｃ4Ｈ4Ｏ6）3・６Ｈ2Ｏ、乳酸ビスマス（Ｃ6Ｈ9Ｏ5）ＯＢｉ・７Ｈ2Ｏ、クエン酸ビスマスＣ6Ｈ5Ｏ7Ｂｉ
・フェネート： 塩基性没食子酸ビスマスＣ7Ｈ7Ｏ7Ｂｉ、塩基性ピロ没食子酸ビスマスＣ6Ｈ3（ＯＨ）2（ＯＢｉ）（ＯＨ）。
他の無機または有機化合物もまた適する： リン化ビスマスＢｉＰ，砒化ビスマスＢｉ3Ａｓ4，ビスマス酸ナトリウムＮａＢｉＯ3，ビスマスチオシアン酸Ｈ2［Ｂｉ（ＣＮＳ）5］、Ｈ3［Ｂｉ（ＣＮＳ）6］およびそれらのナトリウムおよびカリウム塩，トリメチルビスムチンＢｉ（ＣＨ3）3，トリフェニルビスムチンＢｉ（Ｃ6Ｈ5）3。
本発明の方法において用いるための好ましいビスマス誘導体は、次のものである。即ち、酸化ビスマス，水酸化ビスマス，無機水素酸のビスマスまたはビスムチル塩，無機酸素酸のビスマスまたはビスムチル塩，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，並びにビスマスまたはビスムチルフェネート。
本発明の方法を行うための賦活剤の特に適当な群は、酸化ビスマスＢｉ2Ｏ3およびＢｉ2Ｏ4、水酸化ビスマスＢｉ（ＯＨ）3、中性硫酸ビスマスＢｉ2（ＳＯ4）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、サリチル酸ビスムチルＣ6Ｈ4ＣＯ2（ＢｉＯ）（ＯＨ）により構成される。
用いられる賦活剤の量は、用いられる金属Ｍ1の重量に関して賦活剤中に含有されている金属の量として表して、広範な範囲の間において変えられ得る。例として、この量は、０．１％のような低量であり得、用いられる金属Ｍ1の重量に達し得、あるいはいかなる問題も伴うことなくそれを越えさえし得る。
より特に、この量は、式（II）を有するフェノール性化合物に関して１０ｐｐｍないし９００ｐｐｍ重量の賦活剤金属を有する酸化媒質を与えるよう選択される。これに関して、９００ｐｐｍないし１５００ｐｐｍ程度のより高い量は当然に用いられ得るが、しかしあまり追加的利点は伴わない。
本発明の方法において、酸化は、溶解した塩基性薬剤特に水酸化アンモニウム、アルカリまたはアルカリ土類塩基例えばナトリウム、カリウム、リチウムおよびバライトの水酸化物のような水酸化物、ナトリウムまたはカリウムのメチラート、エチラート、イソプロピラートまたはｔ−ブチラートのようなアルカリアルカノラート、ナトリウムまたはカリウムの炭酸塩または重炭酸塩並びに一般にアルカリまたはアルカリ土類塩基と弱酸の塩を含有する水性媒質中で行われる。
かくして、式（III）を有する化合物は、用いられる塩基性薬剤の量に依存して完全にまたは部分的に塩に変えられ得る。式（III）においてＭが水素原子および／または（Ｉａ）または（IIａ）族の金属陽イオンもしくはアンモニウム陽イオンを表す、ということになる。
ナトリウムまたはカリウムの水酸化物が、経済的理由のために用いられる。用いられるべき無機塩基の割合は、式（II）を有するフェノール性化合物１モル当たり０．５〜１０モルの範囲好ましくは１〜４モルの範囲一層好ましくは２〜４モルの範囲の無機塩基であり得る。
液相における式（II）を有するフェノール性化合物の重量濃度は、通常１％ないし６０％の範囲好ましくは２％ないし３０％の範囲にある。
実用上、本方法の一つの実施態様は、式（II）を有するフェノール性合物、塩基性薬剤、金属Ｍ1をベースとした触媒およびいずれかの賦活剤からなる溶液を分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスと上記に指摘した割合にて接触させることから成る。
大気圧は用いられ得るが、しかし１〜２０バールの圧力を用いることが好ましい。
次いで、混合物は、ヒドロキシメチル基および／またはホルミル基をカルボキシ基に並びに場合によりヒドロキシメチル基をホルミル基に変換させるのに必要な量に相当する酸素の量が消費されるまで、所望温度にて撹拌される。
用いられるべき反応の温度は、製造されるべき生成物の熱安定性に依存する。
本発明に従って、温度は、好ましくは、３０℃ないし２００℃好ましくは４０℃ないし１６０℃の範囲になるよう選択される。
当業者は、反応条件（特に、塩基の量、金属Ｍ1の性質、圧力および撹拌）に依り温度を適正化し得る。本発明者は、温度が低ければ低い程、用いられる塩基性薬剤の量は多くなければならない、ということを発見した。
例として、好ましい金属である白金およびパラジウムについての好ましい条件を与える。白金については、温度は１００℃と１６０℃の間にあり、そして用いられるべき塩基の量は有利には式（II）を有するフェノール性化合物１モル当たり１〜３モルの範囲にある。パラジウムについては、温度は３０℃と２００℃の間、好ましくは３０℃と１００℃の間にあり得、そしてこの後者の範囲について塩基の量は好ましくは該フェノール性化合物１モル当たり２〜４モルである。
反応の終わりに（好ましくは、３０分ないし６時間）、５位においてホルミル化されている２−ヒドロキシ安息香酸が回収され、そして部分的にまたは完全にその塩の形態にあり得、好ましくは式（III）を有する。
必要ならば冷却後、触媒および反応塊は、例えば濾過により分離される。
本発明の方法の最後の工程において、脱カルボキシル化反応が行われる。
これは、生じた媒質を、プロトン性無機酸好ましくは塩酸または硫酸、もしくはトリフルオロメタンスルホン酸またはメタンスルホン酸のような有機酸を添加して３以下のｐＨを得て酸性化することにより遂行される。
反応媒質は、１２０℃と３５０℃の間、好ましくは１５０℃と２２０℃の間の温度に加熱される。
本方法は、好ましくは、反応体の自動圧下で行われる。
反応の終わりに、反応媒質は、２０℃と８０℃の間に冷却される。
４−ヒドロキシベンズアルデヒド、好ましくは式（IV）を有するもの、および式（II）を有する出発基質を含む可能性のある有機相、並びに塩の水性相により構成された二相媒質が得られる。
有機相および水性相は分離され、そして４−ヒドロキシベンズアルデヒドは、慣用の分離技法好ましくは蒸留もしくは適切な溶媒を用いる抽出を用いて有機相から回収される。
本発明の方法に従って、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドが、２位および４位にホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基を担持するフェノール性化合物の選択的酸化により得られる。
より具体的には、出発基質は、下記の式（IIａ）、（IIｂ）、（IIｃ）および（IIｄ）を有する。即ち、
かくして、式（IIｂ）を有する化合物は、式（IIａ）を有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを、周期律の８族の金属好ましくは白金またはパラジウムをベースとした触媒であって、賦活剤としてカドミウム、セリウム、ビスマス、鉛、銀、テルルまたはスズのような金属を含有していてもよい該触媒の存在下で、水性アルカリ相において、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスで酸化することにより製造され得る。
このタイプの方法は、米国特許ＵＳ−Ａ−３ ６７３ ２５７並びに仏国特許ＦＲ−Ａ−２ ３０５ ４２０およびＦＲ−Ａ−２ ３５０ ３２３に記載されている。
ポリ（ヒドロキシメチル）フェノールは、ホルムアルデヒド−もしくはパラアルデヒドのようなホルムアルデヒドを発生する化合物を用い、非常に種々の条件下で置換または未置換のフェノールをヒドロキシメチル化することにより製造され得る、大概は公知の生成物である。特に、「エイチ・ジー・ピーア，Ｒｅｃ． Ｔｒａｖ． Ｃｈｉｍ． Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ），７９，８２５〜８３５（１９６０）」、ＧＢ−Ａ−７７４ ６９６、ＧＢ−Ａ−７５１ ８４５、ＥＰ−Ａ−１６５、「ジェイ・エイチ・フリーマン，Ｊ． Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７４，６２５７〜６２６０（１９５２）および７６，２０８０〜２０８７（１９５４）」、「エイチ・ジー・ピーア，Ｒｅｃ． Ｔｒａｖ． Ｃｈｉｍ． Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ，７８，８５１〜８６３（１９５９）」、
式（III）を有する化合物の製造において用いるためのポリ（ヒドロキシメチル）フェノールの合成のために特に適したフェノールヒドロキシメチル化法の一つは、アルカリまたはアルカリ土類塩基の存在下での水性相におけるホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド発生剤とフェノールとの縮合である。
本発明の方法を用いるとき、
・アルカリまたはアルカリ土類塩基の存在下で水性媒質中でホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド発生剤によりフェノールをポリ（ヒドロキシメチル）フェノールにヒドロキシメチル化し、
・そして中間分離することなく、周期律の８族の金属をベースとした触媒および随意に上記に記載したような金属の存在下で、アルカリ水性相において分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスを用いて該ポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを酸化する
ことからなる二工程法により得られた式（IIｂ）を有する化合物を用いることが、工業的観点から特に有利である。
また、より特定的には、本発明の方法は、
・アルカリまたはアルカリ土類塩基の存在下で水性相においてホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド発生剤を用いて、一般式（Ｉ）
・ポリ（ヒドロキシメチル）フェノールの中間分離をすることなく、周期律の８族の金属をベースとした触媒であって、賦活剤として金属を随意に含有する該触媒の存在下で、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスを用いて、第１工程からの式（IIａ）を有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを水性アルカリ相において酸化する
ことからなる二工程法により得られた式（IIａ）を有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールからの式（III）を有する化合物の製造のために適する。
式（II）を有する化合物の合成のための出発点として作用し得る式（Ｉ）を有するフェノールの例は、フェノール、ピロカテキン、グアイアコール、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−イソプロポキシフェノール、３−ｔ−ブチルオキシフェノール、ｍ−クレゾールおよびｏ−クレゾールである。
ヒドロキシメチル化並びにポリ（ヒドロキシメチル）フェノールの酸化のために選択される条件は、上記に挙げた先行技術において推奨されているものである。
ホルムアルデヒド、もしくはトリオキサンまたは重合度随意の、好ましくは８〜１００（ＣＨ2Ｏ）単位を含有する線状パラホルムアルデヒドとして用いられるパラホルムアルデヒドのようなホルムアルデヒド発生剤も用いられ得る。
ホルムアルデヒドは水溶液とて用いられ得、しかしてその濃度は重要でない。ホルムアルデヒドは２０重量％ないし５０重量％の範囲内にあり得、好ましくは約３０重量％ないし４０重量％の濃度を有する市販溶液が用いられる。
ホルムアルデヒドの量は、フェノール１モル当たりのホルムアルデヒドのモル数として表して、広範囲の間で変えられ得る。ホルムアルデヒド／フェノールのモル比は、１と８の間好ましくは２と４の間にあり得る。
ヒドロキシメチル化媒質中に存在する塩基の量は、ヒドロキシメチル化されるべきフェノールのフェノール性ヒドロキシ基当たりの塩基のモル数として表して、広範囲に変え得る。一般に、塩基に依り変化するこの比率は、０．１と２の間好ましくは０．５と１．１の間にあり得る。用いられる塩基は、酸化工程について上記に挙げたものの一つであり得る。アルカリ水酸化物の水溶液が、特に適する。
一般に、ヒドロキシメチル化工程は、０℃ないし１００℃の範囲、好ましくは２０℃ないし７０℃の範囲の温度にて行われる。
本方法は、好ましくは、用いられる温度においてガス状であり得るパラホルムアルデヒドの損失を避けるために、反応体にとって自然発生的である圧力にて行われる。
好ましくは、反応は、窒素または稀ガス例えばアルゴンのような不活性ガスの制御雰囲気中で行われる。
反応時間は、大きく変えられ得る。それは、通常３０分と２４時間の間好ましくは４時間と８時間の間にある。
実際上、反応は、フェノールおよびホルムアルデヒドおよび塩基を装填し、次いで反応を完了させるのに必要とされる時間、反応混合物を撹拌かつ所望温度に加熱することにより容易に行われる。
反応体についての導入順序は重要でなく、かくして種々であり得る。
分子状酸素によるポリ（ヒドロキシメチル）フェノールから中間体ポリ（ホルミル）フェノールへの酸化は、上記に指摘したように、ヒドロキシメチル化工程から得られたポリ（ヒドロキシメチル）フェノールの塩の水性アルカリ溶液に対して直接行われ得る。必要なら、該溶液のｐＨは８〜１３の範囲の値に、必要ならアルカリまたはアルカリ土類塩基の添加によりもたらされる。最適ｐＨは、ポリ（ヒドロキシメチル）フェノールの性質に依存する。
酸化反応の温度は、１０℃と１００℃の間、好ましくは２０℃と６０℃の間にある。
本発明に従って、式（II）を有するフェノール性化合物は３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドを生成し、そしてこのものは脱カルボキシル化後４−ヒドロキシベンズアルデヒドを生成する。
上記に挙げたように、本発明の方法は、バニリンおよびエチルバニリンの製造のために特に適する。
本発明の実施例が、下記に与えられる。これらの例は、例示として与えられそして決して制限的ものではない。
それらの例では、転化率および得られた収率を記載する。
転化率は、変換された基質のモル数と関与した基質のモル数の間の比率に相当する。
収率は、形成された生成物のモル数と用いられた基質のモル数の間の比率に相当する。
実施例１
この例においては、４，６−ジホルミルグアイアコールが酸化された。
０．５０２ｇの、８６％４，６−ジホルミルグアイアコール（２．４１ミリモル）、３．３ｍｌの、３３．４ｇ／ｌ含有の水性水酸化ナトリウム溶液（２．７５ミリモル）、１７ｍｌの水、０．３ｇの、２．５重量％の金属の量にて木炭上に付着された白金を含有する触媒、および２０ｍｇの硫酸ビスマス［Ｂｉ2（ＳＯ4）3］を、機械式撹拌機を備えた５０ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
３ｌ／ｈの空気流を通じ、２０バールの圧力にした。
反応混合物を、１２０℃に２時間加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４，６−ジホルミルグアイアコールの５９％転化
・５−カルボキシバニリンの５９％収率。
実施例２
この例において、４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコールが酸化された。
０．５０７ｇの４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコール（２．７５ミリモル）、１．１ｍｌの、７．６９Ｍ水性水酸化ナトリウム溶液（８．４６ミリモル）、１９ｍｌの水、０．３ｇの、２．５重量％の金属の量にて木炭上に付着された白金を含有する触媒、および０．０１８５ｇの硫酸ビスマス［Ｂｉ2（ＳＯ4）3］を、機械式撹拌機を備えた５０ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
３ｌ／ｈの空気流を通じ、２０バールの圧力にした。
反応混合物を、４５℃に７時間、そして次いで１２０℃にて５時間３０分加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコールの完全転化
・５−カルボキシバニリンの５２％収率
・５−カルボキシバニリン酸の４．５％収率
・４，６−ジホルミルグアイアコールの２９％収率。
実施例３
この例において、４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコールが酸化された。
０．５０７ｇの４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコール（２．７５ミリモル）、１．１ｍｌの、７．６９Ｍ水性水酸化ナトリウム溶液（８．４６ミリモル）、１９ｍｌの水、および０．３ｇの、２．５重量％の金属の量にて木炭上に付着された白金を含有する触媒を、機械式撹拌機を備えた５０ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
３ｌ／ｈの空気流を通じ、２０バールの圧力にした。
反応混合物を、１２０℃に４時間３０分加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコールの９８％転化
・５−カルボキシバニリンの２５％収率
・４，６−ジホルミルグアイアコールの５９％収率。
実施例４
この例において、４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールを酸化した。
０．８８３２ｇの７５％４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコール（３．６０ミリモル）、１．１ｍｌの、７．６９Ｍ水性水酸化ナトリウム溶液（８．４６ミリモル）、１９ｍｌの水、および０．４４ｇの、３重量％の金属の量にて木炭上に付着されたパラジウムを含有する触媒を、機械式撹拌機を備えた５０ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
３ｌ／ｈの空気流を流し、２０バールの圧力にした。
反応混合物を、１２０℃に３時間４０分加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールの完全転化
・５−カルボキシバニリンの３２％収率
・４，６−ジホルミルグアイアコールの１４％収率
・５−カルボキシバニリン酸の１２％収率。
実施例５
この例において、４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールが酸化された。
０．８９４７ｇの７５％４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコール（３．６４ミリモル）、１．１ｍｌの、７．６９Ｍ水性水酸化ナトリウム溶液（８．４６ミリモル）、１９ｍｌの水、および０．４６ｇの、２．５重量％の金属の量にて木炭上に付着された白金を含有する触媒を、機械式撹拌機を備えた５０ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
３ｌ／ｈの空気流を流し、２０バールの圧力にした。
反応混合物を、１２０℃に３時間３０分加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールの完全転化
・５−カルボキシバニリンの４１％収率
・４，６−ジホルミルグアイアコールの３１％収率
・５−カルボキシバニリン酸の４．５％収率。
実施例６
この例において、バニリンが、４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールの酸化およびその後の脱カルボキシル化からなる一連の操作を用いて製造された。
０．８９５２ｇの７５％４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコール（３．６４ミリモル）、１．１ｍｌの、７．６９Ｍ水性水酸化ナトリウム溶液（８．４６ミリモル）、１９ｍｌの水、および０．４４ｇの、２．５重量％の金属の量にて木炭上に付着された白金を含有する触媒を、機械式撹拌機を備えた５０ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
３ｌ／ｈの空気流を流し、２０バールの圧力にした。
反応混合物を、１２０℃に３時間４０分加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
反応媒質は、均質であった。
次いで反応媒質を、１０ｍｌの水性２Ｎ硫酸溶液を用いて酸性化した。
反応混合物を、２００℃にて自動圧下で２５分間加熱した。
次いで反応媒質を冷却し、アセトニトリルで希釈しそして高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られたバニリン収率は、４１％であった。
実施例７
この例において、４，６−ジホルミルグアイアコールが酸化された。
１２０ｇの４，６−ジホルミルグアイアコール（０．６７モル）、２７０ｇの、３０重量％含有の水性水酸化ナトリウム溶液（２モル）、１６００ｍｌの水、２１ｇの、３重量％の金属の量にて木炭上に付着されたパラジウムを含有する触媒、および１．４ｇの硫酸ビスマス［Ｂｉ2（ＳＯ4）3］を、機械式撹拌機を備えた２０００ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
６００ｌ／ｈの空気流を流し、１５バールの圧力にした。
反応混合物を、１００℃に１時間加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４，６−ジホルミルグアイアコールの８４％転化
・５−カルボキシバニリンの８２％収率。
実施例８
この例においても、４，６−ジホルミルグアイアコールが酸化された。
１２０ｇの４，６−ジホルミルグアイアコール（０．６７モル）、２１０ｇの、３０重量％含有の水性水酸化ナトリウム溶液（２モル）、１６５０ｍｌの水、２０ｇの、３重量％の金属の量にて木炭上に付着された白金を含有する触媒、および０．３ｇの硫酸ビスマス［Ｂｉ2（ＳＯ4）3］を、機械式撹拌機を備えた２０００ｍｌのオートクレーブ中に装填した。
６００ｌ／ｈの空気流を流し、１５バールの圧力にした。
反応混合物を、１４０℃に３時間加熱した。
反応混合物を冷却しそして圧力を大気圧に戻し、次いで触媒を濾過した。
次いで反応媒質を、高性能液体クロマトグラフィーを用いて分析した。
得られた結果は、次の通りであった。即ち、
・４，６−ジホルミルグアイアコールの８９％転化
・５−カルボキシバニリンの８１％収率。
Claims (43)
- ３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドの製造方法において、塩基並びに元素周期律の１ｂおよび８族の金属から選択される金属Ｍ1をベースとする触媒の存在下で、２位および４位にホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基を有するフェノール性化合物における２位の基をカルボキシ基に選択的に酸化し、そして場合により４位のヒドロキシメチル基をホルミル基に選択的に酸化することと、フェノール性化合物が一般式（II）
〔ここで、
・Ｙ1およびＹ2は、同一でも異なっていてもよくそして次の基 即ち
・−ＣＨＯ基
・−ＣＨ2ＯＨ基
の一つを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、同一でも異なっていてもよくそして水素原子、アルキル、アルケニル、アルコキシ、フェニル基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子またはトリフルオロメチル基を表す。〕
を有するものであることとを特徴とする上記方法。 - フェノール性化合物が、Ｚ1が１〜６個の炭素原子を含有する線状または分枝状アルコキシ基を表し、Ｚ2およびＺ3が水素原子を表し、そしてＹ1およびＹ2が同一でありそしてホルミル基またはヒドロキシメチル基を表す式（II）を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- Ｚ1の炭素原子が、１〜４個であることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
- 式（II）を有するフェノール性化合物が
・２，４−ジホルミルフェノール
・１，２−ジヒドロキシ−３，５−ジホルミルベンゼン
・１−ヒドロキシ−２−メトキシ−４，６−ジホルミルベンゼン［４，６−ジホルミルグアイアコール］
・１−ヒドロキシ−２−エトキシ−４，６−ジホルミルベンゼン［４，６−ジホルミルグエトール］
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコール
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グエトール
であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。 - 元素周期律の１ｂおよび８族の金属から選択された金属Ｍ1をベースとした触媒であって、賦活剤としてビスマスを含有する該触媒の存在下で、塩基性薬剤を含む水性媒質中において、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスを用いて、式（II）を有するフェノール性化合物を液相にて酸化することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
- 触媒が銅、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、白金およびそれらの混合物をベースとしていることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
- 触媒が、白金および／またはパラジウムをベースとしていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
- 白金および／またはパラジウム触媒が、白金黒、パラジウム黒、酸化白金、酸化パラジウム、或いはカーボンブラック、炭酸カルシウム、アルミナおよび活性シリカまたは同等物質のような種々の支持体上に付着された該貴金属それ自体の形態にて与えられることを特徴とする、請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
- 支持体が、カーボンブラックである請求項８に記載の方法。
- 用いられる触媒の量が、式（II）を有するフェノール性化合物の重量に対する金属Ｍ1の重量として表して、０．０１％から１０％まで変えられ得ることを特徴とする、請求項５から９のいずれか一項に記載の方法。
- 触媒の量が、式（II）を有するフェノール性化合物の重量に対する金属Ｍ1の重量として表して、０．０４％から２％まで変えられ得ることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
- 賦活剤が、酸化ビスマス，水酸化ビスマス，無機水素酸のビスマスまたはビスムチル塩、無機酸素酸のビスマスまたはビスムチル塩、脂肪族または芳香族の有機酸のビスマスまたはビスムチル塩、並びにビスマスまたはビスムチルのフェネートからなる群から選択された有機または無機のビスマス誘導体であることを特徴とする、請求項５から１１のいずれか一項に記載の方法。
- 無機水素酸のビスマスまたはビスムチル塩が、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り、無機酸素酸のビスマスまたはビスムチル塩が、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、砒酸塩、亜セレン酸塩またはセレン酸塩であり、脂肪族または芳香族の有機酸のビスマスまたはビスムチル塩が、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り、ビスマスまたはビスムチルのフェネートが、没食子酸塩またはピロ没食子酸塩である請求項１２に記載の方法。
- 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、およびサリチル酸ビスマスＣ6Ｈ4ＣＯ2（ＢｉＯ）ＯＨからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の方法。
- 賦活剤の量が、用いられる金属Ｍ1の重量に関して少なくとも０．１重量％の金属の賦活剤、かつ式（II）を有するフェノール性化合物に関して１０ｐｐｍないし９００ｐｐｍ重量の金属Ｍ1を媒質が含有するように選択されることを特徴とする、請求項５から１４のいずれか一項に記載の方法。
- 酸化反応を、３０℃ないし２００℃の温度範囲内で行うことを特徴とする、請求項５から１５のいずれか一項に記載の方法。
- 酸化反応を、４０℃と１６０℃の間の温度範囲内で行うことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
- １〜２０バールの圧力を用いることを特徴とする、請求項５から１７のいずれか一項に記載の方法。
- 酸化を、式（II）を有するフェノール性化合物１モル当たり０．５〜１０モルの無機塩基に相当する量の、溶解した塩基性薬剤を含有する水性媒質中で行うことを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
- 塩基性薬剤が、ナトリウムまたはカリウムの水酸化物である請求項１９に記載の方法。
- ５位においてホルミル化された２−ヒドロキシ安息香酸を脱カルボキシル化する４−ヒドロキシベンズアルデヒドの製造方法であって、５位においてホルミル化された２−ヒドロキシ安息香酸が、請求項１から２０のいずれか一項に記載する方法の酸化生成物であることと、部分的にまたは完全にその塩の形態にあってもよいことを特徴とする上記方法。
- ５位においてホルミル化された２−ヒドロキシ安息香酸が次の一般式（III）即ち
〔ここで
・Ｍは、水素原子および／または周期律の（Ｉａ）または（IIａ）族の金属陽イオンもしくはアンモニウム陽イオンを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、請求項１から３に与えられた意味を有する。〕
を有することを特徴とする、請求項２１に記載の方法。 - 酸を、３以下のｐＨが達成されるまで無機源のプロトン酸または有機酸を添加することにより脱カルボキシル化することを特徴とする、請求項２１または２２に記載の方法。
- 無機源のプロトン酸が塩酸または硫酸である請求項２３に記載の方法。
- ５位においてホルミル化された２−ヒドロキシ安息香酸を含有する反応媒質を１２０℃と３５０℃の間の温度に加熱し、そして冷却後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２１から２４のいずれか一項に記載の方法。
- 反応媒質の加熱温度が１５０℃ないし２２０℃であり、４−ヒドロキシベンズアルデヒドが次の式（IV）即ち
〔ここで、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、請求項１から３に与えられた意味を有する。〕
を有するものである請求項２５に記載の方法。 - 請求項１から３のいずれか一項に記載するフェノール性化合物またはその部分もしくは完全な塩の形態にある出発基質が式（IIａ）、（IIｂ）、（IIｃ）および（IIｄ）即ち
〔ここで
・Ｍは、水素原子および／または周期律の（Ｉａ）または（IIａ）族の金属陽イオンもしくはアンモニウム陽イオンを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、請求項１から３に与えられた意味を有する。〕
を有することを特徴とする、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法。 - 式（IIｂ）を有する化合物が、式（IIａ）を有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを、周期律の８族の金属をベースとした触媒であって、賦活剤としてビスマスを含有する該触媒の存在下で、水性アルカリ相において、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスにより酸化することにより製造されることを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
- 周期律の８族の金属が白金またはパラジウムである請求項２８に記載の方法。
- 式（IIａ）を有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールが、
・アルカリまたはアルカリ土類塩基の存在下で水性相においてホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド発生剤を用いて、一般式（Ｉ）
を有する未置換フェノールをヒドロキシ基に対してオルトおよびパラの位置においてヒドロキシメチル化して、一般式（IIａ）
を有する、ヒドロキシ基に対してオルトおよびパラの位置に少なくとも１個のヒドロキシメチル基を含有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを形成させ、
・ポリ（ヒドロキシメチル）フェノールの中間分離をすることなく、周期律の８族の金属をベースとした触媒であって、賦活剤としてビスマスを含有する該触媒の存在下で、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスを用いて、第１工程からの式（IIａ）を有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを水性アルカリ相において酸化する
ことからなる二工程法により得られることを特徴とする、請求項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。 - 式（Ｉ）を有するフェノールがフェノール、ピロカテキン、グアイアコール、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−イソプロポキシフェノール、３−ｔ−ブチルオキシフェノール、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に記載の方法。
- 式（IIａ）を有する化合物の酸化のための反応温度が１０℃と１００℃の間にあることを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
- 反応温度が２０℃と６０℃の間にあることを特徴とする、請求項３２に記載の方法。
- 請求項１から３のいずれか一項に記載するフェノール性化合物またはその部分もしくは完全な塩の形態にある出発基質が式（IIａ）、（IIｂ）、（IIｃ）および（IIｄ）即ち
〔ここで
・Ｍは、水素原子および／または周期律の（Ｉａ）または（IIａ）族の金属陽イオンもしくはアンモニウム陽イオンを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、請求項１から３に与えられた意味を有する。〕
を有することを特徴とする、請求項２１から２６のいずれか一項に記載の方法。 - 式（IIｂ）を有する化合物が、式（IIａ）を有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを、周期律の８族の金属をベースとした触媒であって、賦活剤としてビスマスを含有する該触媒の存在下で、水性アルカリ相において、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスにより酸化することにより製造されることを特徴とする、請求項３４に記載の方法。
- 周期律の８族の金属が白金またはパラジウムである請求項３５に記載の方法。
- 式（IIａ）を有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールが、
・アルカリまたはアルカリ土類塩基の存在下で水性相においてホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド発生剤を用いて、一般式（Ｉ）
を有する未置換フェノールをヒドロキシ基に対してオルトおよびパラの位置においてヒドロキシメチル化して、一般式（IIａ）
を有する、ヒドロキシ基に対してオルトおよびパラの位置に少なくとも１個のヒドロキシメチル基を含有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを形成させ、
・ポリ（ヒドロキシメチル）フェノールの中間分離をすることなく、周期律の８族の金属をベースとした触媒であって、賦活剤としてビスマスを含有する該触媒の存在下で、分子状酸素もしくは分子状酸素を含有するガスを用いて第１工程からの式（IIａ）を有するポリ（ヒドロキシメチル）フェノールを水性アルカリ相において酸化する
ことからなる二工程法により得られることを特徴とする、請求項３４から３６のいずれか一項に記載の方法。 - 式（Ｉ）を有するフェノールがフェノール、ピロカテキン、グアイアコール、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−イソプロポキシフェノール、３−ｔ−ブチルオキシフェノール、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３７に記載の方法。
- 式（IIａ）を有する化合物の酸化のための反応温度が１０℃と１００℃の間にあることを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
- 反応温度が２０℃と６０℃の間にあることを特徴とする、請求項３９に記載の方法。
- ３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドの脱カルボキシル化による４−ヒドロキシベンズアルデヒドの製造方法において、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法を用いて、２位および４位にホルミルおよび／またはヒドロキシメチル基を担持するフェノール化合物を該２位の基のカルボン酸基へのおよび場合により該４位のヒドロキシメチル基のホルミル基への選択的酸化に付すことにより、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドを得ることを特徴とする上記方法。
- バニリンの製造方法において、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法を用いて、４，６−ジホルミルグアイアコールまたは４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアイアコールまたは４−ホルミル−６−ヒドロキシメチルグアイアコールまたは４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグアイアコールを５−カルボキシ−バニリンに酸化し、次いで５位のカルボキシ基を脱離してバニリンを生成させることを特徴とする上記方法。
- エチルバニリンの製造方法において、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法を用いて、４，６−ジホルミルグエトールまたは４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グエトールまたは４−ホルミル−６−ヒドロキシメチルグエトールまたは４−ヒドロキシメチル−６−ホルミルグエトールを５−カルボキシ−エチルバニリンに酸化し、次いで５位のカルボキシ基を脱離してエチルバニリンを生成させることを特徴とする上記方法。
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