PL169736B1 - Sposób wytwarzania 2-hydroksyaryloaldehydów - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania 2-hydroksyaryloaldehydów, znamienny tym, że poddaje się reakcji bis-hydroksykarbyloksylan magnezowy, który co najmniej w części pochodzi od związku hydroksyaromatycznego, w którym co najmniej jedna pozycja orto w stosunku do grupy hydroksylowej jest wolna, z formaldehydem lub związkiem uwalniającym formaldehyd, w zasadniczo bezwodnych warunkach.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania 2-hydroksyaryloaldehydów.

Znanych jest szereg 2-hydroksyaryloaldehydów jako użytecznych produktów w przemyśle perfumeryjnym i w przemyśle środków chemicznych stosowanych w rolnictwie, a zwłaszcza jako półproduktów dla odpowiadających oksymów, które stosuje się jako środki ekstrahujące dla metali.

Opisane metody wytwarzania 2-hydroksyaryloaldehydów obejmują w szczególności orto-formylowanie fenolu, który ma wolną pozycję orto, z użyciem formaldehydu lub związku uwalniającego formaldehyd w obecności odpowiedniego orto-selektywnego katalizatora, reakcję zwykle przeprowadzaną w podwyższonej temperaturze w bezwodnym rozpuszczalniku organicznym. Proponowane do tej reakcji katalizatory obejmują związki cyny, chromu, żelaza, tytanu, cyrkonu i glinu, często z użyciem dodatkowo zasady azotowej jako promotora katalizatora. W związku z tym można powołać brytyjskie zgłoszenie patentowe A-2163157, amerykańskie zgłoszenie patentowe A-4231967 i europejskie zgłoszenia patentowe EP-A-0077279 i EP-A-0106653. Mimo iż w tych procesach uzyskuje się dobre wydajności hydroksyaldehydu, wiele stosowanych katalizatorów i/lub promotorów jest kosztownych i/lub toksycznych, wymagających specjalnych warunków manipulowania nimi na skalę przemysłową. Ponadto, niektóre procesy wymagają stosowania ciśnienia.

W J.C.S. Perkin I, 1978, 318, Casiraghi i wsp. opisują reakcję formaldehydu z bromkami aryloksymagnezu, w której otrzymuje się 2,2’-dihydroksydifenylometany i z kompleksami bromku aryloksymagnezu i heksametylofosforamidu 1:1, w której otrzymuje się 2-hydroksybenzaldehydy, przy czym reakcje prowadzi się we wrzącym benzenie.

Mimo iż w sposobie opisanym przez Casiraghi i wsp. otrzymuje się 2-hydroksybenzaldehydy z wysoką wydajnością i selektywnością, możliwość jego wykorzystania na skalę przemysłową jest ograniczona z powodu użycia drogiego odczynnika Grignarda w połączeniu z bardzo toksycznym heksametylofosforamidem i benzenem. Te ograniczenia zostały potwierdzone przez Casiraghi i wsp. w J.C.S. Perkin I, 1980, 1862.

Okazało się, że można wytwarzać 2-hydroksyaryloadehydy z wysoką wydajnością, jeżeli bromek aryloksymagnezu zastąpi się mniej kosztownym bis-hydrokarbyloksylanem magnezowym dalej określonym i że można uniknąć stosowania heksametylofosforamidu i benzenu. Dalej, jeśli zamiast odczynnika Grignarda stosuje się bis-aryloksylan, zużycie magnezu w stosunku do innych reagentów można zmniejszyć do połowy.

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania 2-hydroksyaryloaldehydu, który obejmuje reakcję bis-hydrokarbyloksylanu magnezowego pochodzącego przynajmniej częściowo od związku hydroksyaromatycznego, w którym co najmniej jedna pozycja orto w stosunku do grupy hydroksylowej jest wolna, z formaldehydem lub związkiem uwalniającym formaldehyd, zasadniczo w bezwodnych warunkach.

Reakcję, na której oparty jest sposób według wynalazku, przeprowadza się odpowiednio w temperaturach w zakresie od około 60° do około 130°C, np. 80 - 120°C. Można także stosować nieco niższe temperatury reakcji, ale zwykle prowadzi to do dłuższego czasu reakcji, podczas

169 736 gdy wyższe temperatury reakcji mogą prowadzić to zwiększenia reakcji ubocznych, a zatem do mniej czystego produktu. Reakcję korzystnie prowadzi się pod ciśnieniem atmosferycznym ale w razie potrzeby można stosować wyższe ciśnienia. Uboczne produkty reakcji, np. metanol, mrówczan metylu i metylal, można usunąć z mieszaniny reakcyjnej konwencjonalnymi sposobami.

Zasadniczo bezwodne warunki wymagane w reakcji można dogodnie zapewnić stosując zasadniczo bezwodne reagenty razem z zasadniczo bezwodnym układem rozpuszczalników. Odpowiednie układy rozpuszczalników typowo obejmują niepolarny lub niskopolarny rozpuszczalnik organiczny, korzystnie stosowany w połączeniu z korozpuszczalnikiem.

Odpowiednie obojętne rozpuszczalniki obejmują węglowodory aromatyczne, np. ksylen, mezytylen, kumen, cymen, tetralina, a w szczególności toluen i chlorowane węglowodory aromatyczne, np. chlorobenzen i o-dichlorobenzen. Można stosować mieszaniny obojętnych rozpuszczalników.

Odpowiednie korozpuszczalniki obejmują związki, które mogą działać jak ligandy wobec atomów magnezu. Takie związki obejmują rozpuszczalniki polarne i/lub akceptory protonów. Jako przykłady odpowiednich korozpuszczalników można wymienić polarne rozpuszczalniki aprotonowe, takie jak sulfotlenek dimetylu, sulfolan, dimetyloacetamid, N-formylopiperydynę, N-metylopirolidynon, tetrametylomocznik, a zwłaszcza dimetyloformamid, trzeciorzędowe zasady, takie jak trietyloamina, tri-oktyloamina, tetrametyloetylenodiamina i pirydyna, etery takie jak eter etylowy, eter difenylowy, tetrahydrofuran, eter dimetylowy glikolu etylenowego, eter dimetylowy diglikolu etylenowego, eter dimetylowy triglikolu etylenowego, tris [2-(2-metoksyetoksy)etylo]amina i etery koronowe oraz inne rozpuszczalniki polarne, takie jak Polymeg 1000 i Cellosolve itp. Szczególnie użyteczne korozpuszczalniki obejmują niższe alkohole, takie jak etanol, a zwłaszcza metanol. Można stosować mieszaniny korozpuszczalników. Korozpuszczalnik można wprowadzić do mieszaniny reakcyjnej jako taki lub w postaci ligandu już skompleksowanego z atomami magnezu bis-aryloksylanu.

Niektóre rozpuszczalniki w sposobie według wynalazku mogą pełnić funkcję i rozpuszczalnika i korozpuszczalnika. Tak więc, np. niskopolarna substancja taka jak tetrahydrofuran może być stosowanajako rozpuszczalnik w połączeniu z wysokopolarnym korozpuszczalnikiem lub jako korozpuszczalnik w połączeniu z rozpuszczalnikiem o niskiej polarności lub może być stosowana sama jako rozpuszczalnik/korozpuszczalnik.

Bis-hydrokarbyloksylany magnezowe, które można stosować w sposobie według wynalazku, są związkami zawierającymi dwie reszty węglowodoroksy na 1 atom magnezu, przy czym co najmniej jedną z tych reszt jest grupa aryloksy z co najmniej jedną wolną pozycją orto w stosunku do atomu tlenu. Szczególnie odpowiednie są bis-fenolany magnezowe, w których reszty fenolanowe mogą być niepodstawione lub podstawione w dowolnych lub wszystkich pozycjach, ale innych niż równocześnie pozycje 2 i 6, przez podstawniki, które nie zakłócają przebiegu reakcji i które korzystnie są donorami elektronów lub słabo odciągają elektrony.

Wynalazek szczególnie zajmuje się stosowaniem bis-fenolanu magnezowego, który jest pochodną fenolu o wzorze 1, w którym każdy z R¹, R², R³ i R⁴ niezależnie, oznacza atom wodoru lub chlorowca lub grupę alkilową, cykloalkilową, aralkilową, arylową, alkiloarylową, alkoksylową, aryloksylową lub acylową, do wytwarzania 2-hydroksyaryloaldehydów o wzorze 2.

Każda z różnych grup węglowodorowych, węglowodoroksylowych i acylowych, które może stanowić Ri, r2, r3 i r4, odpowiednio, zawiera do 36 atomów węgla, np. od 5 do 22 atomów węgla.

Szczególnie można wymienić bis-fenolany magnezowe, pochodne fenoli o wzorze 3, w którym R⁵ oznacza wodór lub rodnik Ci ^alkilowy, przy czym związki te stosuje się do wytwarzania 2-hydroksyaryloaldehydów o wzorze 4.

Korzystnie r5 oznacza rodnik C7-i2alkilowy.

Bis-fenolany magnezowe pochodne fenoli o wzorze 1 lub 3 można traktować jako kompozycje zawierające struktury o wzorze 5 lub 6 odpowiednio, jak również spokrewnione ale bardziej kompleksowe struktury zawierające więcej niż jeden atom magnezu na cząsteczkę.

169 736

W strukturze o wzorze 5 każdy z R¹, R², R³i R⁴ ma znaczenie jak określone powyżej, L oznacza cząsteczkę ligandu pochodzącą z innego składnika mieszaniny reakcyjnej, n oznacza liczbę całkowitą o 1 do 6. _

W strukturze o wzorze 6 R5 L i n mają znaczenia jak określone powyżej.

Składniki mieszaniny reakcyjnej, które mogą dostarczyć cząsteczki ligandu L, obejmują korozpuszczalnik, formaldehyd i metanolowy produkt uboczny i ich mieszaniny.

Jednak szczególnie wygodne jest stosowanie bis-aryloksylanu magnezowego, który w związku z metodą jego wytwarzania, już zawiera odpowiednie cząsteczki ligandu.

Tak więc korzystne jest stosowanie bis-hydrokarbyloksylanu magnezowego, który został wytworzony metodą opisaną przez Ramireza i wsp., w Synthesis, 1979, 71, tj. przez reakcję alkoholanu magnezowego o wzorze 7, w którym R” oznacza rodnik alkilowy, np. Ci-alkilowy, zwłaszcza metyl, z fenolem, w którym co najmniej jedna pozycja sąsiadująca z hydroksylową grupą fenolowąjest niepodstawiona, w ilości do 2 moli, np. z fenolem o wzorze 1 lub 3. Korzystne stosunki stanowią od 0,9 do 2, zwłaszcza od 1,5 do 2, typowo około 1,66 moli fenolu na mol alkoholanu magnezowego.

Bis-aryloksylany magnezowe stosowane w sposobie według wynalazku, zawierają dwie reszty aryloksy na 1 atom magnezu i uważa się także, że zawierają jedną lub więcej cząsteczek lub grup ligandu, np. cząsteczek metanolu, tak ze odpowiadają lub są strukturalnie analogiczne do wzoru 5. Należy rozumieć jednak, że niniejszy wynalazek nie jest oparty na żadnej teorii dotyczącej dokładnej struktury bis-aryloksylanów magnezowych i należy go traktować jako dotyczący stosowania wymienionych bis-aryloksylanów, niezależnie od tego czy są w postaci kompleksów o wzorze 5, czy nie.

Inne bis-hydrokarbyloksylany magnezowe, które można stosować w sposobie według wynalazku, obejmują związki zawierające jedną resztę aryloksy i jedną inną resztę hydrokarbyloksy na atom magnezu. Takie bis-hydrokarbyloksylany można otrzymać np. przez reakcję jednego mola alkoholanu magnezowego o wzorze 7 w przybliżeniu z jednym molem fenolu, w którym co najmniej jedna pozycja sąsiadująca z fenolową grupą hydroksylową jest niepodstawiona i można je stosować same lub w mieszaninie z wyżej wymienionymi bis-aryloksylanami.

Formaldehyd stosowany w sposobie według wynalazku może być w postaci wolnego gazowego formaldehydu lub roztworu w bezwodnym rozpuszczalniku lub w postaci związku uwalniającego formaldehyd w warunkach stosowanych w sposobie według wynalazku. Odpowiednie związki uwalniające formaldehyd obejmują polimeryczne postacie formaldehydu, takie jak paraformaldehyd. Korzystnie formaldehyd lub związek uwalniający formaldehyd dodaje się stopniowo (w sposób ciągły lub z przerwami) do bis-aryloksylanu w układzie rozpuszczalników.

W sposobie według wynalazku formaldehyd lub związek uwalniający formaldehyd zwykle stosuje się w ilości co najmniej dwóch moli wyrażonych jako formaldehyd (HCHO) na mol fenolu w bis-hydrokarbyloksylanie. Korzystne ilości są w zakresie od 2 do 3, zwykle około 2,75 moli formaldehydu na mol fenolu w bis-hydrokarbyloksylanie. Korozpuszczalnik stosuje się, odpowiednio, w ilości nie przekarczającej 5 moli na mol bis-hydroksykarbyloksylanu, a korzystne ilości są w zakresie od 1 do 2 moli na mol bis-hydrokarbyloksylanu. Te ilości obejmują korozpuszczalnik, który już jest obecny jako ligand w bis-hydrokarbyloksylanie. Ponieważ metanol jest produktem ubocznym reakcji, konwersję i wydajność można zmaksymalizować przez usuwanie tego metanolu i innych lotnych produktów ubocznych przez destylację podczas przebiegu reakcji, tak by utrzymać stosunek korozpuszczalnik/bis-aryloksylan na optymalnym poziomie.

Po zakończeniu reakcji produkt, 2-hydroksyaryloaldehyd, można wyodrębnić z mieszaniny reakcyjnej stosując konwencjonalne metody. Można więc oziębioną mieszaninę reakcyjną zalać zimnym rozcieńczonym kwasem i wodną mieszaninę można następnie ekstrahować odpowiednim rozpuszczalnikiem organiczym, takim jak toluen, który można następnie usunąć przez destylację, pozostawiając surowy 2-hydroksyaryloaldehyd, który można poddać w razie potrzeby dalszemu konwencjonalnemu oczyszczaniu.

Sposób według wynalazku jest szczególnie odpowiedni do wytwarzania aldehydów 5-aIkilosalicylowych o wzorze 8, w którym R⁵ ma znaczenie jak określone powyżej z odpowiednich bis-(4-alkilofenolanów) magnezowych. Tak więc 4-nonylofenol (mieszaninę izomerów pochod6

169 736 nych fenolu i trimeru propylenu) można przeprowadzić w odpowiedni bis-fenolan magnezowy, który może być stosowany w sposobie według wynalazku do wytwarzania aldehydu 5-nonylosalicylowego, który jest półproduktem do wytwarzania środka do ekstrakcji metali - oksymu aldehydu 5-nonylosalicylowego.

Wynalazek jest zilustrowany, następującym przykładami.

Przykład I. Do roztworu 11,8 g (0,137 mola) metanolanu magnezowego w 250 ml metanolu, podczas mieszania w temperaturze wrzenia pod chłodnicą zwrotną (65°C) dodano roztwór 55 g (0,25 mola) nonylofenolu w 100 ml metanolu i mieszano w temperaturze wrzenia jeszcze przez 1,5 godziny.

Następnie większość metanolu usunięto przez destylację i dodano 500 ml toluenu. Destylację metanolu i toluenu prowadzono aż do osiągnięcia temperatury wewnętrznej 105°C. Mieszaninę oziębiono do 90°C i dodano 18,5 g (0,25 mola) dimetyloformamidu. Powoli, w ciągu 0,5 godziny w 90°C dodano 30,0 g (1,0 mol) paraformaldehydu usuwając destylat, po czym mieszaninę reakcyjną mieszano w 95-100°C przez dalsze 3 godziny.

Mieszaninę oziębiono, zalano mieszaniną 11 zimnej wody i 40 g H2SO4 i mieszano przez 0,5 godziny, po czym ekstrahowano toluenem. Toluen usunięto przez destylację pod próżnią 1 otrzymano surowy aldehyd 5-nonylosalicylowy.

Ciężar surowego produktu 62-66 g) Wyniki

Moc metodą GC 75-80%) ^i^^dnia z 6 doświadczeń

Wydajność 75-85%)

Nonylofenol zastosowany w tym przykładzie był mieszaniną zawierającą około 5% p-oktylofenolu, 94% p-nonylofenolu i 1% p-decylofenolu.

Przykład II. Do 2-litrowego szklanego reaktora załadowano 225 g metanolu i 86 g toluenu, a następnie dodano 2,92 g wiórków magnezowych. Dodano 10 g roztworu aktywatora w celu zaktywowania magnezu i ogrzewano mieszaninę do temperatury wrzenia (65°C), aby uzyskać rozpuszczenie magnezu z wydzieleniem gazowego wodoru. Mieszaninę utrzymywano w temperaturze wrzenia przez 0,5 godziny, a następnie jeszcze dodano magnez w czterech porcjach po 2,92 g każda, w ciągu 1,5 godziny, przy czym każdą porcję dodawano, gdy przestał wydzielać się wodór z poprzedniej porcji. Następnie mieszaninę ogrzewano do wrzenia pod chłodnicą zwrotną przez dalszą godzinę, aby zapewnić całkowite rozpuszczenie magnezu, dodano 224 g 4-nonylofenolu i ogrzewano mieszaninę do wrzenia pod chłodnicą zwrotną w ciągu 1 godziny aby wytworzyła się sól magnezowa nonylofenolu. Z 116 g kompozycji zawierającej 461 g soli magnezowej nonylofenolu, 17,3 g metanolanu magnezowego, 194 g toluenu i 443,7 g metanolu wytrącono roztwór aktywatora.

Dodano 800 g toluenu i usunięto przez destylację 286 g azeotropu metanol-toluen aż mieszanina reakcyjna osiągnęła 100°C. Do wytworzonego toluenowego roztworu soli magnezowej nonylofenolu dodano mieszaną zawiesinę 92,8 g paraformaldehydu w 150 g toluenu w 95°C, w ciągu 3 godzin, usuwając toluen i lotne uboczne produkty destylacji (111 g). Po zakończeniu dodawania paraformaldehydu mieszaninę reakcyjną ogrzewano do 95-100°C w ciągu 1 godziny, aby reakcja zaszła całkowicie, po czym mieszaninę oziębiono do 30-40°C.

Mieszaninę reakcyjną zalano mieszaniną 1000 g zimnej wody i 122,5 kwasu siarkowego, utrzymując temperaturę mieszaniny poniżej 40°C. Całą mieszaninę mieszano w temperaturze otoczenia przez 2 godziny, aby zaszła całkowita hydroliza związków przejściowych, po czym mieszaninę pozostawiono do odstania i górną (organiczną) warstwę oddzielono od warstwy dolnej (wodnej).

Warstwę organiczną przemyto wodą aż do odmycia kwasu po czym usunięto toluen przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem i otrzymano 253 g surowego aldehydu 5-nonylosalicylowego w postaci żółtego oleju. Aldehyd oczyszczono przez destylację w 170 - 225°C 20 mm Hg.

Przykład III. Do mieszaniny 55 g 4-nonylofenolu i 400 ml toluenu dodano w temperaturze pokojowej 17 g sproszkowanego etanolanu magnezowego. Następnie mieszaninę ogrzano do 90-95°C i mieszano w tej temperaturze przez 2,5 godziny. Następnie temperaturę podniesiono do 100°C i odebrano 5 ml destylatu.

169 736

Po oziębieniu do 90°C dodano 26,3 g paraformaldehydu w czterech porcjach i dalej mieszano przez 2 godziny w 95°C.

Gorącą mieszaninę przelano do mieszaniny 1,5 l zimnej wody i 40 g stężonego kwasu siarkowego i całość mieszano przez noc w temperaturze pokojowej. Następnie mieszaninę ekstrahowano toluenem i ekstrakt toluenowy przemyto wodą aż do odmycia kwasu. Następnie toluen usunięto przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem i otrzymano 62,7 g surowego aldehydu 5-nonylosalicylowego.

Przykład IV. 48 g (0,5 mola) fenolu i 323,75 g 8% roztworu 0,3 mola metanolanu magnezowego w metanolu ogrzano od 20°C do 65°C w ciągu 15 minut, po czym mieszano w temperaturze wrzenia przez godzinę.

Następnie połowę metanolu usunięto przez destylację i dodawano 500 g toluenu. Mieszaninę ogrzewano, aż do osiągnięcia temperatury wewnętrznej 100°C (około 1 godz.) i większość metanolu usunięto jako azeotrop z toluenem.

Powoli w ciągu 2 godziny dodawano porcjami 46,4 g (1,5 mola) paraformaldehydu, utrzymując temperaturę wewnętrzną 102 - 105°C i usuwając niskowrzące aldehydy. Mieszaninę reakcyjną mieszano w 105°C przez jeszcze jedną godzinę, oziębiono do 25°C, po czym wolno dodano do 588 g 10% kwasu siarkowego, utrzymując temperaturę poniżej 35°C. Po mieszaniu przez 5 godz. oddzielono warstwę organiczną od warstwy wodnej i pod próżnią oddestylowano najbardziej lotną część mieszanki uzyskując aldehyd salicylowy z wydajnością 78%.

Przykład V. Przeprowadzono sposób opisany w przykładzie IV zastępując 48 g fenolu 105 gramami (0,5 mola) 4-oktylofenolu. Podczas dodawania paraformaldehydu utrzymywano temperaturę wewnętrzną w zakresie 95-98°C i mieszano mieszaninę reakcyjną w 98°C przez następne 4 godziny. Inne warunki były takie jak opisane w przykładzie IV. Produkt, aldehyd 5-oktylosalicylowy, otrzymano z wydajnością 85%.

Przykład VI. Do 500 ml trójszyjnej kolby okrągłodennej wyposażonej w mieszadło mechaniczne, termometr i chłodnicę zwrotną załadowano 3,65 g (0,15 mola) opiłek Mg, 25 ml toluenu i 75 ml suchego metanolu. Do tego dodano 2,5 ml Mg(OMe)2 w postaci 8% roztworu w metanolu i ogrzewano mieszaninę reakcyjną do wrzenia pod chłodnicą zwrotną pod N2. Po kilku minutach zauważono wydzielanie się wodoru. Mieszaninę reakcyjną ogrzewano do wrzenia pod chłodnicą zwrotną w ciągu 1 godziny. Następnie dodano 48,0 g (0,25 mola)

4- heptylofenolu i ogrzewano mieszaninę do wrzenia pod N2 przez 2 godziny. Następnie dodano 200 ml toluenu i kolbę reakcyjną połączno z kolumną frakcjonującą. Metanol usunięto jako azeotrop z toluenem aż do osiągnięcia temperatury w kolbie 100°C. W tym czasie roztwór zgęstniał. Temperatura spadła do 92°C i usunięto kolumnę frakcjonującą. W ciągu 1 godziny dodano porcjami zawiesinę 23,2 g (0,77 mola) paraformaldehydu w 75 ml toluenu. Mieszaninę reakcyjną utrzymywano w 95°C przez dodatkowo 1 godzinę. Usunięto 27 ml substancji lotnych przez prostą destylację (t. wrzenia 48-53°C). Zawartość kolby przelano do 400 ml 7,7% kwasu siarkowego i mieszano w temperaturę pokojowej w ciągu 1 godziny. Następnie zawartość przeniesiono do rozdzielacza i usunięto fazę wodną. Fazę wodną ekstrahowano 100 ml toluenu. Fazy organiczne połączono i przemyto 4 razy 100 ml wody. Usunięto rozpuszczalnik w wyparce obrotowej i otrzymano 53,9 g jasnożółtego oleju. Analiza HPLC wykazała 87% aldehydu

5- heptylosalicylowego i 9% związków z mostkiem metylenowym. Wykryto tylko śladową ilość heptylofenolu. Ogólna wydajność: 85% w przeliczeniu na załadowany heptylofenol.

Przykład VII. Powtórzono sposób opisany w przykładzie VI, zastępując 48,0 g heptylofenolu 72 gramami (0,29 mola) 4-dodecylofenolu. Produkt w ilości 79,7 g był w postaci jasnożółtego oleju. Analiza HPLC wykazała 78% aldehydu 5-dodecylosalicylowego i 20% związków z mostkiem metylenowym. Ogólna wydajność: 78%.

Przykład VIII. Powtórzono sposób opisany w przykładzie VI zastępując 48,0 g heptylofenolu 30,5 gramami (0,25 mola) 2,4-dimetylofenolu. Produkt w ilości 34,6 był w postaci jasnożółtego oleju. Analiza HPLC wykazała produkt składający się z 72% aldehydu 3,5-dimetylosalicylowego i 20% związków z mostkiem metylenowym. Wydajność aldehydu 3,5dimetylosalicylowego: 66%.

Przykład IX. Powtórzono sposób opisany w przykładzie VI zastępując 48,0 g heptylofenolu 31,0 gramami (0,25 mola) 4-metoksyfenolu. Produkt w ilości 36,0 g był w postaci

169 736 jasnożółtego oleju. HPLC wykazała główny pik odpowiadający aldehydowi 5-metoksysalicylowemu. Wydajność: 94%.

Przykład X. Powtórzono sposób opisany w przykładzie VI zastępując 48,0 g heptylofenolu 32,2 gramami (0,25 mola) 4-chlorofenolu. Produkt w ilości 32,3 g był w postaci ciemnego oleju, który zestalał się po odstaniu. Analiza NMR i HPLC wykazała, że produkt zawierał 40% aldehydu 5-chlorosalicylowego. Wydajność: 33%.

Przykład Xl. Do 522 g (6,05 moli) metanolanu magnezowego w 8,01 metanolu dodano roztwór 1000 g (9,26 moli) 4-metylofenolu w 2,51 toluenu i ogrzewano do wrzenia pod chłodnicą zwrotną w ciągu 1 godziny. Dodano jeszcze 8,5 l toluenu i powoli destylowano mieszaninę aż do osiągnięcia temperatury wewnętrznej 95°C.

W 95°C przez 3 godziny dodano zawiesinę 865 g (28,8 moli) paraformaldehydu w toluenie, po czym ogrzewano w 95-100°C przez dalsze 3 godziny. Mieszaninę reakcyjną oziębiono do 30°C, rozcieńczono 10 l toluenu i odsączono substancję nierozpuszczalną. Roztwór toluenowy przemyto W litrami 2 M wodnego roztworu kwasu siarkowego, a następnie trzy razy 5 l wody.

Usunięto rozpuszczalnik przez destylację pod próżnią. Dodano 95 l n-heksanu, po czym usunięto przez destylację i otrzymano produkt - aldehyd 5-metylosalicylowy (metodą analizy NMR zidentyfikowano 2-hydroksy-5-metylobenzaldehyd) w postaci bladożółtego półstałego oleju.

Przykład XII. Do 3 litrowego naczynia z równoległym bocznym płaszczem załadowano 449 g metanolu, 194 g toluenu i 10 ml 41% roztworu soli magnezowej nonylofenolu w mieszaninie metanolu i toluenu 70/30. Mieszaninę ogrzewano do temperatury wrzenia (64°C) i w ciągu 1 godziny dodano w 4 porcjach (4 x 7,3 g) opiłki magnezu. Po następnej 1 godzinie ogrzewania w temperaturze wrzenia cały magnez rozpuścił się, dodano 448 g 4-nonylofenolu i mieszaninę ogrzewano do wrzenia (66°C) jeszcze przez godzinę.

Dodano 416 g toluenu i usunięto 574 g azeotropu metanolu i toluenu przez destylację, aż do osiągnięcia temperatury wewnętrznej 90-95°C. Następnie do mieszaniny w 90-95°C powoli dodano zawiesinę 165 g paraformaldehydu w 251 g toluenu w ciągu 3 godzin równoczesną destylacją niskowrzących produktów. Następnie mieszaninę mieszano w 95-100°C aż do zakończenia reakcji.

Mieszaninę reakcyjną przelano do mieszaniny 1000 g wody i 250 g 98% kwasu siarkowego i mieszano energicznie w temperaturze pokojowej przez 2 godziny. Następnie mieszaninę pozostawiono do odstania i oddzielono górną (organiczną) warstwę od warstwy dolnej (wodnej).

Warstwę organiczną przemyto wodą (2 x 1000 ml) aż do odmycia kwasu, po czym toluen usunięto w wyparce obrotowej pod ciśnieniem 2,66 · 10³ Pa w temperaturze do 90°C i otrzymano 500 g aldehydu 5-nonylosalicylowego w postaci bladożółtego oleju, o mocy 85%, z wydajnością 86%.

Przykład XIII. 112 g metanolu i 10 ml 8% roztworu metanolanu magnezu w metanolu załadowano do 1-litrowej kolby okrągłodennej i ogrzano do temperatury wrzenia (64°C), po czym dodano 7,3 g magnezu. Po upływie godziny rozpuścił się cały magnez i dodano 112 g 4-nonylofenolu i mieszano mieszaninę do wrzenia pod chłodnicą zwrotną (66°C) przez następną godzinę.

Dodano 130 g ksylenu i usunięto 86 g azeotropu metanol/ksylen przez destylację, aż do osiągnięcia temperatury wewnętrznej 104°C.

Następnie powoli w ciągu 1 godziny dodano do mieszaniny w 105°C zawiesinę 45 g paraformaldehydu w 65 g ksylenu równocześnie oddestylowując lotne produkty uboczne. Następnie mieszaninę mieszano w 105-110°C aż do zakończenia reakcji.

Mieszaninę reakcyjną przelano do mieszaniny 250 g wody i 63 g 98% kwasu siarkowego i energicznie mieszano w temperaturze pokojowej przez 2 godziny. Następnie mieszaninę pozostawiono do odstania i oddzielono górną (organiczną) warstwę od dolnej warstwy (wodnej).

Warstwę organiczną przemyto dwa razy wodą (2 x 250 ml) aż do odmycia kwasu, po czym usunięto ksylen w wyparce obrotowej pod ciśnieniem 2,66 · 103 Pa, w temperaturze do 90°C i otrzymano 120 g aldehydu 5-nonylosalicylowego w postaci bladożółtego oleju, o mocy 80%, z wydajnością = 78%.

169 736

Przykład XIV. Do mieszanego roztworu 55 g (0,25 mola) p-nonylofenolu w 50 ml metanolu dodano w ciągu 10 minut 292 g 8% roztworu metanolanu magnezowego (0,275 mola) w metanolu. Mieszaną mieszaninę ogrzano do temperatury wrzenia, usunięto prawie w całości metanol przez destylację, dodano 500 ml toluenu i usunięto azeotrop toluen:metanol przez frakcjonowaną destylację, aż temperatura mieszaniny reakcyjnej wzrosła do 100°C. Mieszaninę oziębiono do 90°C i do mieszaniny w temperaturze 90-100°C dodano w ciągu 1 godziny mieszaną zawiesinę 26,25 g (0,875 mola) rozdrobnionego paraformaldehydu w 100 ml toluenu, usuwając lotne produkty uboczne przez destylację. Mieszanie w 100°C kontynuowano jeszcze przez godzinę, mieszaninę oziębiono do 45°C i dodano do zmieszanego uprzednio roztworu 62,5 g (0,875 mola) stężonego kwasu siarkowego i 1 l wody. Wytworzoną mieszaninę mieszano w temperaturze otoczenia w ciągu 1 godziny, rozdzielono fazy i fazę wodną ekstrahowano 200 ml toluenu. Ekstrakt toluenowy połączono z fazą organiczną, usunięto toluen przez destylację pod zmniejszonym ciśnieniem i otrzymano 58,5 g surowego 2-hydroksy-5-nonylobenzaldehydu w postaci żółtego oleju.

169 736

169 736

OH

WZÓR 3

WZÓR 1

WZÓR 4

169 736

MgL_n

WZÓR 6

Mg (<^IR⁶)₂

WZÓR 7

WZÓR 8

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz

Cena 4,00 zł

Claims (22)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania 2-hydroksyaryloaldehydów, znamienny tym, że poddaje się reakcji bis-hydroksykarbyloksylan magnezowy, który co najmniej w części pochodzi od związku hydroksyaromatycznego, w którym co najmniej jedna pozycja orto w stosunku do grupy hydroksylowej jest wolna, z formaldehydem lub związkiem uwalniającym formaldehyd, w zasadniczo bezwodnych warunkach.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że poddaje się reakcji bis-hydrokarboksylan magnezowy z formaldehydem lub związkiem uwalniającym formaldehyd, w obecności zasadniczo bezwodnego układu rozpuszczalników zawierającego obojętny niepolarny lub niskopolarny rozpuszczalnik organiczny i, jako rozpuszczalnik, związek, który może działać jako ligand w stosunku do magnezu.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako obojętny rozpuszczalnik stosuje się węglowodór aromatyczny lub chlorowany węglowodór aromatyczny.
4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że jako węglowodór aromatyczny stosuje się toluen lub ksylen.
5. 5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako korozpuszczalnik stosuje się polarny aprotonowy rozpuszczalnik lub niższy alkohol.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że jako niższy alkohol stosuje się metanol.
7. 7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako bis-hydrokarbyloksylan magnezowy stosuje się bis-fenolan magnezowy, w którym reszty fenolanowe mogą być niepodstawione lub podstawione w dowolnej lub we wszystkich pozycjach ale innych niż 2 i 6 równocześnie, podstawnikami, które nie przeszkadzają w przebiegu reakcji.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że jako bis-fenolan magnezowy stosuje się pochodną fenolu o wzorze 1, w którym każdy R¹, R², R³ i R⁴ niezależnie oznacza atom wodoru lub chlorowca lub grupę alkilową, cyloalkilową, aralkilową, arylową, alkiloarylową, alkoksylową, aryloksylową lub acylową.
9. 9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że stosuje się pochodną fenolu o wzorze 1, w którym grupy alkilowe, cykloalkilowe, aralkilowe, arylowe, alkiloarylowe, alkoksylowe, aryloksylowe lub acylowe, które stanowią R\ r2, r3 i r4, zawierają 5-22 atomów węgla.
10. 10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że jako bis-fenolan magnezowy stosuje się pochodną fenolu o wzorze 3, w którym R⁵ oznacza atom wodoru lub rodnik C1-22alkilowy.
11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że stosuje się pochodną fenolu o wzorze 3, w którym r5 oznacza rodnik C7-i2alkilowy.
12. 12. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako bis-hydrokarbyloksylan magnezowy stosuje się produkt reakcji alkoholanu magnezowego o wzorze 7, w którym R⁶ oznacza rodnik alkilowy z co najwyżej dwoma molami fenolu, w którym co najmniej jedna pozycja orto w stosunku do grupy hydroksylowej jest niepodstawiona.
13. 13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że jako bis-hydrokarbyloksylan magnezowy stosuje się produkt reakcji alkoholanu magnezowego z 0,9 - 2 molami fenolu na mol alkoholanu magnezowego.
14. 14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, żejako bis-hydrokarbyloksylan magnezowy stosuje się produkt reakcji alkoholanu magnezowego z 1,5 - 2 molami fenolu na mol alkoholanu magnezowego.
15. 15. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że stosuje się alkoholan magnezowy o wzorze 7, w którym r6 oznacza rodnik C1-4alkilowy.
16. 16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że jako alkoholan magnezowy stosuje się metanolan magnezowy.
17. 17. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako związek uwalniający formaldehyd stosuje się paraformaldehyd.

    169 736
18. 18. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że formaldehyd lub związek uwalniający formaldehyd stosuje się w ilości co najmniej 2 moli HCHO na mol fenolu obecnego w bis-hydrokarbyloksylanie magnezowym.
19. 19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że stosuje się formaldehyd w stosunku molowym do fenolu w bis-hydrokarbyloksylanie w zakresie od 2 do 3.
20. 20. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że korozpuszczalnik stosuje się w ilości nie przekraczającej 5 moli na mol bis-hydrokarbyloksylanu magnezowego.
21. 21. Sposób według zastrz. 20, znamienny tym, że korozpuszczalnik stosuje się w ilości od 1 do 2 moli na mol bis-hydrokarbyloksylanu.
22. 22. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako bis-hydrokarbyloksylan magnezowy stosuje się bis-(4-nonylofenolan)magnezowy.