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制备二醚的方法.pdf

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  • 文档编号:535110
  • 上传时间:2018-02-21
  • 格式:PDF
  • 页数:12
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN91108297.2

    申请日:

    1991.11.20

    公开号:

    CN1062523A

    公开日:

    1992.07.08

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情:

    未缴年费专利权终止IPC(主分类):C07C 43/04申请日:19911120授权公告日:19971231终止日期:20091221|||保护期延长|||授权|||公开|||

    IPC分类号:

    C07C43/04; C07C45/45; C07C47/21; C07C47/02

    主分类号:

    C07C43/04; C07C45/45; C07C47/21; C07C47/02

    申请人:

    希蒙特公司;

    发明人:

    G·博尔索蒂

    地址:

    美国特拉华州

    优先权:

    1990.11.20 IT 22119A/90

    专利代理机构:

    中国专利代理(香港)有限公司

    代理人:

    杨厚昌

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    内容摘要

    制造下式(I)表示的二醚,该式为其中R为烷基、环烷基、芳基或芳烷基,该方法是通过由醛醇缩合反应形成下式(II)的不饱和醛:其中R的规定同上,再使所说的醛还原以形成相应的饱和化合物,将此饱和化合物转变为相应的二醇,随后使二醇通过甲基化成为二醚。

    权利要求书

    1: 一种制备下式二醚的方法,该式为: 其中R为C 1~13 烷基、C 3~18 环烷基、C 6~18 芳基或C 7~13 芳烷基,该方法包括以下步骤: a)通过醛醇缩合反应形成下式的不饱和醛,该式为: 其中R如以上规定, b)将所说的不饱和醛还原为下式的饱和化合物 其中R如以上规定, c)将所说的饱和化合物转变为下式的二醇 其中R如以上规定 d)将所说的二醇甲基化成为相应的二醚。
    2: 如权利要求1的方法,其中R选自异丙基、乙基、丁基、异丁基、环己基、环戊基。
    3: 如权利要求1的方法,其中醛醇缩合反应是在具有碱性官能的离子交换树脂、或以氯化季铵形式的树脂存在下进行的,不饱和醛的还原反应是用氢进行的,使用作为催化剂的是载于惰性介质上的钯,催化剂悬浮在醇溶液中,该溶液含有少量碳酸氢盐的碱性水溶液,二醇的甲基化反应是在有二甲基亚砜存在下进行的。
    4: 如权利要求2的方法,其中在权利要求1的方法中,其中醛醇缩合反应是在具有碱性官能的离子交换树脂、或以氯化季铵形式的树脂存在下进行的,不饱和醛的还原反应是用氢进行的,使用作为催化剂的是载于惰性介质上的钯,催化剂悬浮在醇溶液中,该溶液含有少量碳酸氢盐的碱性水溶液,二醇的甲基化反应是在二甲基亚砜存在下进行的。

    说明书


    本发明涉及下式的二醚的制备,该式为:

        其中R为线型或支链C1~18烷基、C3~18环烷基、C6~18芳基或C7~18芳烷基;优选的R为异丙基。

        根据公布的欧洲专利申请EP-A-361493(相应的美国申请号413409)中的方法,已经知道如何制备式(Ⅰ)的二醚。

        然而,由于种种理由,上述方法远不足以适合工业应用。

        例如,上述专利申请描述生产2-异戊基-2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷要用四个步骤,总产率为12%,而且最后的二醇甲基化反应还要使用极昂贵的试剂。

        相反,用本发明的方法,使用不太贵的试剂以简单的工艺就可得到很高产率的式(Ⅰ)二醚。

        本发明的方法包括以下步骤:

        a)通过醛醇缩合反应形成不饱和醛(Ⅱ),其中R如同以上规定;

        b)将所说的醛还原为饱和化合物(Ⅲ),其中R如同以上规定;

        c)通过与甲醛的交叉的坎尼扎罗反应将(Ⅲ)转化为二醇(Ⅳ),其中R如同以上规定;

        d)将二醇(Ⅳ)用CH3Cl进行甲基化反应生成二醚(Ⅰ)。该反应在二甲基亚砜(DMSO)地存在下能方便地进行。

        在制备过程中出现的各反应如下面所示:

        醛醇缩合反应最好在有离子交换树脂(带有强碱性功能,例如氢氧化季铵)存在下进行。这种树脂的实例是Amberlite  IRA  910(由Rohm  &  Haas生产)。也可以使用以氯化季铵与等当量的NaOH相混合形式的树脂。

        在上述条件下进行操作就可减少缩聚物的生成。事实上,如例2和例3所示,若使用NaOH的话,即使以很低的转化率进行操作,在所得的醛(Ⅱ)中不希望有的缩聚物之百分含量分别为25.7%和23.5%,而相比之下例1为5.8%(其中所用树脂为OH形式),而例4为8.7%(其中所用树脂为Cl-+NaOH形式)。

        树脂可以反复再循环而不明显地丧失活性。

        用在碳载体上的钯催化剂将醛(Ⅱ)选择性地还原为有实用价值量的产品(Ⅲ)。通过加入少量碱性碳酸氢盐的水溶液,就可在使用相同量催化剂的前提下显著地减少还原时间。如例5和例6所示,在加入NaHCO3的饱和水溶液之后,还原时间由80小时减为1小时。

        在二醇(Ⅳ)的甲基化作用中,所得的醚(Ⅰ)不会与二甲基亚砜混在一起:这样溶剂的分离和回收就被简化了。

        本发明方法的优选实施方案是以下述方式进行的:

        a)在一种具有碱性官能度(OH-形式)的离子交换树脂存在下,或在作为替换物的具有相同量NaOH的氯化季铵形式的树脂存在下,将异戊醛加热至温度在70~120℃之间,并连续地除掉所形成的水。通过分馏从生成的反应混合物中分离出醛(Ⅱ)。

        b)(Ⅱ)的氢化是在一种溶剂的存在下于室温和压力为1~10大气压、优选为2~3大气压下进行的,进行氢化时还存在钯基催化剂和少量的碱性碳酸氢盐的水溶液(1~10%重量的饱和溶液)。

        本方法中适用的溶剂是醇类,例如CH3OH、乙醇、异丙醇和丁醇。优选使用甲醇和乙醇。

        (Ⅱ)在溶剂中的浓度可在10~50%内变化,优选为15~20%。

        适用的催化剂是细粉状钯,它可随意地被载于惰性介质例如二氧化硅、氧化铝、碳和硫酸钡上。每公斤(Ⅱ)的催化用量为0.2~3克钯。氢化速率(在相同压力和温度条件下)与所用催化剂的量成正比。(Ⅱ)的醇溶液在经过滤除去催化剂后,即可直接用于下一步骤而不必进一步提纯。

        c)将(Ⅲ)的醇溶液与CH2O水溶液在无机碱存在下一起加热并回流直到完成反应时为止。通过蒸馏回收醇并将二醇(Ⅳ)从水相中分离出(在水相中它几乎是不溶解的)、脱水,然后将其用于下一步骤而不必进一步纯化。适用于反应的碱是NaOH、KOH、Na2CO3和K2CO3。所加入的CH2O与醛(Ⅲ)的摩尔比至少为2∶1,优选的为3∶1。

        d)未提纯的二醇(Ⅳ)溶解在DMSO中,并在NaOH存在下和大气压力及30~40℃温度下用CH3Cl进行甲基化。最好使用细粉状NaOH,因为它可使反应加快。

        二醚(Ⅰ)在DMSO中不溶,在把盐过滤后,因此很容易将其从溶剂中分离和精馏。在脱水(例如加入甲苯以及甲苯/H2O混合物的共沸精馏)后,可将DMSO再循环。

        以下所给出的实施例仅仅是为了说明本发明,而不是对本发明作出限制。

        例1

        制备2-异丙基-5-甲基-2-己烯醛〔Ⅱ,R=(CH3)2CH〕

        将2070克的异戊醛和260cc的OH-形式的Amberlite IRA 910树脂(由Rohm & Haas生产)(它是由通过用NaOH洗涤Cl-形式直至洗液中不见Cl-,然后用水洗涤至中性而制备的)回流加热。

        用玛尔古逊(Marcusson)蒸馏器连续除去生成的水。3小时后大约收集260cc水,蒸馏器中的温度从起始的79℃升到115℃。通过过滤分离出树脂,并在真空下分馏反应产物。得到以下产物:444克可以再循环的异戊醛,50克中间馏分,1300克基本上为(Ⅱ)组成的馏分(沸点85~90℃/20mmHg),以及75克不能蒸馏的缩聚物残渣。

        (Ⅱ)的气相色谱滴定率为97%(顺式与反式异构体的比率约为20∶80)。

        高沸点副产品的量相当于所得的醛(Ⅱ)的5.8%。

        例2

        使用例1的方法和各种成分,除了使用20.7克NaOH溶于250cc水中以代替使用树脂外。分馏后得到1233克的醛(Ⅱ)和317克残渣。残渣相对于产物(Ⅱ)的百分比为25.7%。

        例3

        使用例2的方法和各成分,除了使用11.3克NaOH溶于350cc水外。将反应混合物维持回流5小时(蒸馏器的最高温度为85℃)。在真空下分离并蒸馏有机相。得到980克轻馏分产物(主要由异戊醛组成),811克的(Ⅱ)和191克残渣。残渣相当于所要产物(Ⅱ)的23.5%。

        例4

        将1400克异戊醛和150cc Cl-形式的湿Amberlite IRA 910树脂,以及溶于100cc水中的5克NaOH一起加热。它们以回流形式被加热,用玛尔古逊装置蒸馏出反应过程中所形成的水。3小时后内部温度达到90℃。加入另外的溶于30cc水中的3克NaOH,并继续再蒸馏5小时直到温度达到120℃。随后将反应物冷却至80℃并用200cc水稀释。对水相和树脂进行分离,蒸馏反应粗产物。

        结果得到110克基本由异戊醛组成的轻馏分产物,1025克醛(Ⅱ)和90克残渣。残渣相当于所想望得到的产物(Ⅱ)的8.7%。

        例5

        制备2-异丙基-5-甲基己醛〔Ⅲ,R=(CH3)2CH-〕。

        在装有搅拌器的双颈玻璃烧瓶中装入10克溶于70cc乙醇的例1的醛、1cc饱和的NaHCO3水溶液和0.25克的碳载体上的10%钯。向装置通入氮气,再通入氢气,装置被连接到带刻度的充满氢气的滴定管。在常温和常压下对混合物进行搅拌。

        氢的吸收在60分钟后在达到化学计算值时停止。

        例6

        重复例5,但不添加NaHCO3溶液。仅在80小时后完成吸收作用。

        例7

        在20升高压釜中,在25克的碳载体上的10%钯的存在下,将1300克醛〔Ⅱ,R=(CH3)2CH〕在7升乙醇中的溶液和80cc的饱和NaHCO3溶液进行氢化。

        在起始的H2压力为3大气压时进行操作,一俟其压力降至1.5大气压立即使其恢复到起始压力。1小时后完成吸收作用。将催化剂过滤并将乙醇溶液用于下次反应。用气相色谱法计算的醛〔Ⅱ,R=(CH3)2CH〕的含量为97%。

        例8

        制备2-异丙基-2-(3-甲基丁基)-1,3-二羟基丙烷〔Ⅳ,R=(CH3)2CH〕。

        将例7的醛溶液与690克K2CO3在1700cc水中的溶液以及2200cc CH2O(含水40%)回流加热7小时。通过使蒸发器中的温度达到97~98℃而蒸出乙醇。分离出有机相并用热水洗涤直到使其呈中性为止,使用甲苯通过共沸蒸馏而使油相脱水。

        在真空下将甲苯蒸发后,得到1455克无色油〔Ⅳ,R=(CH3)2CH〕。

        此产物无须进一步纯化即可用于下一步反应中。

        例9

        制备2-异丙基-2-(3-甲基丁基)-1,3-二甲氧基丙烷〔Ⅰ,R=(CH3)2CH〕。

        在烧瓶中将例8所得的二醇溶于3.5升二甲基亚砜之中,烧瓶装有气泡阀以释放气体、机械叶片搅拌器、温度计和进气管。在搅拌的同时加入460克细粉状NaOH,并用外部浴器冷却使温度保持30℃。将CH3Cl加到充分搅拌好的物质中,同时使温度保持在30~35℃之间,调节加入量使CH3Cl不从卸料阀泄出。2.5小时后加入290克另外的细粉状NaOH,而在5小时后再加入另外415克所说的NaOH。在约8小时后CH3Cl的吸收停止。CH3Cl的总用量为925克。10小时后生成的反应混合物的气相色谱对照物显示存在有98.8%的二醚〔Ⅰ,R=(CH3)2CH〕和仅仅为0.1%的单醚。过滤反应物并用正己烷洗涤盐。将上部相与DMSO分开,加入来自洗涤液的正己烷,用水重复洗涤,并用无水Na2SO4脱水。在除去正己烷后,由蒸馏得到沸点为105~106℃/15mmHg的(Ⅰ)的单一馏分1335克。由气相色谱测定的二醚含量为99.5%。还原、坎尼扎罗反应和甲基化反应这三步的产率为77.7%。

        在用甲苯共沸脱水后,DMSO可被再循环使用。

        例10~12

        按表1所示的原料分别按例1、7、8和9所述的相同工艺进行缩合、加氢、坎尼扎罗缩合和醚化反应。

        

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    制备 方法
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