对‑丙基苯甲醛的生产制造技术

本发明专利技术是一种用于制备4‑烷基苯甲醛(对‑烷基苯甲醛)的方法。在卤化铝和氢卤酸的存在下，使在包括至少一种具有3至15个碳的范围内的脂族溶剂的溶剂中溶剂化的烷基苯与一氧化碳反应。相对于其他方法，减少了歧化并增加了对‑烷基苯甲醛的比例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对-丙基苯甲醛的生产相关申请的引用本申请要求2013年3月15日提交的共同所有的和共同未决的美国临时专利申请第61/791,393号的优先权的权益，其公开内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及用于生产对-丙基苯甲醛的方法。背景总体而言，对-丙基苯甲醛的生产已经受到了低收率和/或要求在高压下使用危险的反应物和试剂的阻碍。诸如Duff甲酰化(丙基苯在三氟乙酸中与六胺的甲酰化以得到对-丙基苯甲醛)的方法产生相对低的对位异构体的收率。在1897年，由Gattermann和Koch首先报道了在氯化氢和氯化铝的存在下烷基苯与一氧化碳的甲酰化以得到对-丙基苯甲醛。(Gattermann和Koch，ChemischeBerichte,1897,30,1622.)。被称为“Gattermann-Koch”反应的此反应已由Crounse综述在OrganicReactions,1949,5,290中并由Olah和Huhn综述在Friedel-CraftsandRelatedReactions,1964,第3卷,第2部分,1153中。使用与氯化氢和三氯化铝的Gattermann-Koch反应通常得到相对于邻位和间位异构体增加的对位产物的生产。其他方法，例如在氟化氢及三氟化硼的存在下丙基苯与一氧化碳的Gattermann-Koch羰基化(在这种情况下)需要在高压下使用危险的化合物，即，氟化氢和三氟化硼。已经观察到烷基苯在氯化铝存在下经历歧化(烷基化和脱烷基化)。在所述歧化中，催化剂使丙基苯底物的烷基取代基转移到另一个芳族分子(例如丙基苯反应物的分子)，产生诸如二丙基苯和苯的芳族杂质。还可能形成三丙基苯杂质。甲酰化产物还可经历歧化，产生另外的杂质种类。这些副产物杂质通常以所需的甲酰化对位产物为代价而形成，因此产生降低的所需产物的收率。在氯化铝存在下烷基苯的歧化在本领域中通常是已知的并且已通过Crounse,J.Am.Chem.Soc.,1949,71,1263以及Baddeley和Kenner,J.Chem.Soc.,1935,303报道。Gattermann-Koch反应已在各种芳族溶剂中如苯、硝基苯、氯苯以及卤代烃或过量的待被甲酰化的芳族化合物中进行。美国专利4,622,429公开了当苯作为溶剂使用时甲酰化产物的相对低的收率。美国专利4,195,040和德国专利DE403,489分别采用氯苯和硝基苯作为溶剂。代替过量的芳族反应物，苯在一定程度上已被用于减少歧化的影响以及增加烷基苯甲醛的收率。尽管有这些努力，但是对于Gattermann-Koch型甲酰化反应而言存在降低歧化产物的发生率的需求，而此需求相对于当前的方法可以提高对位产物选择性。
技术实现思路
值得注意的是，已经发现在Gattermann-Koch型反应中使用脂族烃作为溶剂可以提高对位异构体收率，并显著地降低歧化的发生率。通常，脂族烃溶剂没有被认为适合作为Gattermann-Koch甲酰化中的溶剂，因为氯化铝和盐酸通常在脂族烃中具有显著低于在芳族烃中的溶解度。然而，已经发现当在氯化铝和卤化氢的存在下烷基化的苯化合物在脂族溶剂中与一氧化碳发生羰基化时，羰基化的选择性有利于比本领域中已知的其他羰基化反应更大程度地形成对位异构体。另外，所述歧化(烷基转移)反应也相对于其他Gattermann-Koch反应显著地减少。概括地说，本专利技术是一种用于制备4-烷基苯甲醛的方法，所述方法包括在卤化铝和氢卤酸的存在下，使在包括至少一种具有3至15个碳的范围内的脂族溶剂的溶剂中溶剂化的烷基苯与一氧化碳反应。在另一个实施方案中，本专利技术是一种用于合成4-烷基-苯甲醛的方法，所述方法包括以下步骤：A)将烷基苯、卤化铝和至少一种具有3至15个碳的范围内的脂族烃溶剂加入反应器；B)将所述反应器的内容物冷却至0至-50℃；C)将足以将所述反应器装填至约25psig至约200psigHCl的范围内的压力的量的氢卤酸加入所述反应器；D)将足以将所述反应器装填至约200psig至约2000psig的范围内的压力的量的一氧化碳加入所述反应器；以及E)使反应器内的反应温度维持在一个或多个在约-50℃至约20℃的范围内的温度；由此合成4-烷基苯甲醛。在一个实施方案中，所述氢卤酸与烷基苯的摩尔比是一个或多个在1:1至20:1的范围内的比。虽然预期即使在其中不允许完成所述反应的情况下也能够获得所述方法的益处，但是在优选的实施方案中允许所述反应进行直到至少接近完成(如果不是，直到反应完成)。根据本专利技术进行的甲酰化反应通常产生相对于间位异构体、邻位异构体以及所有歧化产物的令人意外的高收率的对位异构体。因此，在一些实施方案中，本专利技术包括上述其中产生了相对于其他异构体和歧化产物如此之高的量的对位产物的方法，其中在反应完成之后且任选地在反应完成之前，所述反应混合物的气相色谱分析表示形成了相对于所有的芳族反应产物(即，邻位和间位异构体以及DNPB和DPBA歧化反应产物)大于85GC面积％的对位异构体。所述反应还可以提供相对于邻位和间位异构体的对位异构体的优异选择性。在其他实施方案中，本专利技术包括如上述步骤a-d中的方法，其中所述反应在反应器内进行直到氯化铝被用完并且邻位:间位:对位异构体之比使得对位异构体相对于合并的邻位-和间位-和对位-异构体为至少90GC面积％。专利技术详述令人意外地，已经发现在脂族溶剂中、或在脂族和芳族溶剂的混合物、而不是仅迄今已实践的芳族溶剂中实施Gattermann-Koch甲酰化可显著地增加在甲酰化反应产物分布中的对位异构体收率。不意欲受到理论的束缚，增加的收率被认为是由于经历歧化的正烷基苯底物的量的减少，因为专利技术人已经发现，使用脂族溶剂具有减少歧化的发生率的效果，从而使得多取代的歧化产物(诸如例如DNPB(二正丙基苯)和DPBA(二丙基苯甲醛))的形成显著降低，在一些情况下至忽略不计的水平。例如，已经发现使用脂族溶剂代替芳族溶剂(或与其一起)可将歧化产物的发生率减少多达75％至95％。以上可以通过将比较例1和比较例2与实施例12和实施例13进行比较而看出。使用脂族化合物作为溶剂导致歧化反应的出乎意料地有效抑制。例如，如通过将实施例11与比较例1进行比较所示，如果使用脂族溶剂，则将芳族反应物比例减少大约一半可以将歧化产物(DNPB)和(DPBA)的量减少超过10倍。根据本领域技术人员可以预料就在反应物占优势至完全排除其他溶剂种类之前歧化反应就已经达到其最大速率(作为芳族反应物的功能)的事实，这样的结果是甚至更加显著的。除非另有规定，本文所讨论的邻位-、间位-和对位-产物的收率是基于消耗的正丙基苯(NPB)的量。已知氯化铝被视为Gatterman-Koch反应中的催化剂。然而，当水的加入被用于得到产物和氯化铝时，它也是反应参与者，并且被认为在反应结束时被释放。因此，即使氯化铝可能满足催化剂的定义，但它也是一种限速反应物，并因此以通常被认为是过量催化的量使用。在本专利技术的一些实施方案中，所述脂族烃溶剂包含大于90重量％的正烷烃。在进一步的实施方案中，所述溶剂包括大于95重量％的下述的一种或多种：丙烷、正丁烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、正十三烷、正十四烷和正十本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：A)将烷基苯、卤化铝和至少一种具有3至15个碳的范围内的脂族烃溶剂加入反应器；B)将所述反应器的内容物冷却至一个或多个在0至‑50℃的范围内的温度；C)将足以将所述反应器装填至约25psig至约200psig HCl的范围内的压力的量的氢卤酸加入所述反应器；D)将足以将所述反应器装填至约200psig至约2000psig的范围内的压力的量的一氧化碳加入所述反应器；以及E)使反应温度维持在一个或多个在约‑50℃至约20℃的范围内的温度；由此合成4‑烷基苯甲醛。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 61/7913931.一种方法，其包括：A)将烷基苯、卤化铝和至少一种具有3至15个碳的范围内的脂族烃溶剂加入反应器；B)将所述反应器的内容物冷却至一个或多个在0至-50℃的范围内的温度；C)将足以将所述反应器装填至25psig(172kPa)至200psig(1379kPa)的范围内的压力的量的氢卤酸加入所述反应器；D)将足以将所述反应器装填至200psig(1379kPa)至2000psig(13,790kPa)的范围内的压力的量的一氧化碳加入所述反应器；以及E)使反应温度维持在一个或多个在-50℃至20℃的范围内的温度；由此合成4-烷基苯甲醛。2.如权利要求1所述的方法，其中所述氢卤酸与所述烷基苯的摩尔比在1:1至20:1的范围内。3.如权利要求1所述的方法，其中在反应完成之后且任选地在反应完成之前的反应混合物的气相色谱分析表示形成了基于消耗的烷基苯的量大于85面积%GC的4-烷基苯甲醛。4.如权利要求1所述的方法，其中进行步骤E)直至所述氯化铝被用完并且邻位:间位:对位异构体之比使得通过定量NMR得到的所述对位异构体相对于合并的邻位-和间位-和对位异构体为至少90%。5.如权利要求1所述的方法，其中所述脂族烃溶剂包含大于90重量%的正异构体。6.如权利要求4所述的方法，其中所述脂族烃溶剂包括下述中的一种或多种：丙烷、正丁烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷。7.如权利要求1所述的方法，其中所述脂族烃溶剂包含大于10重量%的支链异构体。8.如权利要求7所述的方法，其中所述支链异构体包括下述的一种或多种：异丁烷、异戊烷、新戊烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2,2-二甲基戊烷、2,3-二甲基戊烷、2,4-二甲基戊烷、异辛烷、2,2-二甲基己烷、2,2,3,3-四甲基丁烷及其混合物。9.如权利要求1所述的方法，其中所述脂族烃溶剂包含大于5重量%的环脂族异构体。10.如权利要求9所述的方法，其中所述环脂族异构体包括下述的一种或多种：烷基取代的环戊烷、烷基取代的环己烷、烷基取代环庚烷、烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：T吴，
申请(专利权)人：阿尔比马尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US