专利名称：邻羟基扁桃酸钠的工业化连续制备方法
技术领域：
本发明涉及在一种叔胺和催化量三价金属阳离子存在下由二羟乙酸与苯酚热缩合连续制备邻羟基扁桃酸钠的工业化方法。
如FR-A-2687143中所描述，邻羟基扁桃酸钠可以用于间断生产邻羟基扁桃酸。它或者用于得到邻羟基苯基乙酸，而这种酸可用来获得具有植物检疫性质的分子，或者用于获得可以生成配合物的，具体是与铁或锰生成配合物的乙二胺-N，N′-双(2-羟基苯基乙酸)或EDDHA类型的分子，或者用于获得新的杀真菌剂，因此是一种宝贵的中间产物。
人们还知道，二羟乙酸在碱性含水介质中与苯酚缩合得到一种邻-和对羟基扁桃酸混合物，还得到在2，4-位和在2，6-位取代的羟基苯二乙醇酸。
人们还知道，在碱性含水介质中，二羟乙酸按照Cannizzaro反应歧化成草酸和乙醇酸。FR-A-2440350描述了在碱性含水介质中在高温下，让二羟乙酸与苯酚反应几分钟，有可能最大限度地抑制Cannizzaro反应，并激发该缩合反应，因此对羟基扁桃酸产率能够达到70-85％。
另外，人们知道，在过量的如三丁基胺之类的合适叔胺存在下，在几乎无水介质中，间断地让二羟乙酸与苯酚反应，以良好的选择性制备对羟基扁桃酸(如FR-A-2638740所述)。
A.J.Hoefnagel等人(Rec.Trav.Ch em.，107，242-7，1988)指出，二羟乙酸与苯酚的缩合反应可以用某些金属离子催化，还指出在稀的含水介质中，在pH＝5、在100℃，在如铝、铬、铁之类的三价金属阳离子存在下，有可能达到邻位高选择性。然而，由于大量稀释，导致生产率低，另外由于双取代产物比例很高，得到复杂的混合物，以后难以将所需要的邻羟基扁桃酸分离出来，所以，这种方法在工业上是不经济的。
WO-A-94.14746描述通过选择性萃取含水混合物分离羟基扁桃酸碱金属盐的邻位与对位异构体的方法。如用丙酮、甲基酮、四氢呋喃、乙酸乙酯之类的对质子惰性的极性有机溶剂萃取该混合物时，发现邻位异构体钠盐非常易溶于这些溶剂中。但是这样一种方法需要大量萃取与蒸发，并且溶剂重复使用，这样使得该方法费用高，是一种污染源而难于工业化。此外，产品未均达到某些应用，例如像制药工业和农药工业活性组分的合成所要求的纯度。
前面提到的FR-A-2687143描述了一种能够得到邻羟基扁桃酸，其产率可达到86.5％的间断制备方法，该方法是在叔胺，优选地是三丁基胺和催化量的三价金属阳离子，优选地是Al2(SO4)3存在下让二羟乙酸与苯酚进行缩合反应，该反应的副反应产物是对羟基扁桃酸和一种量非常少的二取代产物。但是仍然是要分离邻羟基扁桃酸或其纯的碱金属盐。
根据FR-A-2687143说明的一般原理，为了在工业设备中以连续方式制备邻羟基扁桃酸钠，必需确定，然后控制这种缩合反应的基本参数，以便降低前面提到的副反应，从而能够在使用二羟乙酸作为原料的条件下尽可能地提高产率。该方法能够最大限度的循环所使用的未转化的所有原料也是必需的。还需要使该方法具有令人满意的每小时生产率以便使其投资能够获得效益。要求设备具有可靠性，该方法具有合理的缩合选择性，以便使副产物，特别是对羟基扁桃酸钠的量降至最小。最后该方法的运行成本尽可能最小。
本申请人在一组反应器中试验了苯酚与二羟乙酸的缩合反应。但在浓缩介质中进行操作时，当反应混合物从第一个反应器转移到第二个反应器时观察到严重的堵塞问题。
在长时间补充研究之后，通过在叔胺与催化量的三价金属阳离子存在下，让苯酚与二羟乙酸相继在至少两个反应器中进行反应，所得到的混合物相继在两个混合-倾析器中处理，把来自第二个混合-倾析器的溶剂相再送到起始产物使这一问题得到解决。
因此，本发明的目的在于一种连续制备邻羟基扁桃酸钠的工业化方法，在叔胺和催化量的三价金属阳离子存在下，在温度低于100℃，在惰性气氛中让苯酚与二羟乙酸进行缩合反应，其特征在于该方法是在至少两个串联安装的反应器(R1......Rn)中连续进行的，第一个反应器由装有二羟乙酸和三价金属阳离子的第一个槽C1和由装有苯酚和叔胺的第二个槽C2供料，其特征还在于将在至少两个反应器中最后一个反应器出口处得到的、由含水相和有机相组成的反应混合物，转移到两个串联安装的混合-倾析器(MD1和MD2)的第一个混合-倾析器中，其特征还在于从第一个混合-倾析器MD1回收含水相，以便从中提取所需要的邻羟基扁桃酸钠，而将来自MD1的有机相转移到第二个混合-倾析器MD2中，并用水洗涤，其特征还在于将第二个混合-倾析器MD2的有机相转移到第二个槽(C2)中。
起始二羟乙酸优选地以例如40-60％(重量)，优选地是约50％(所述工业二羟乙酸)含水溶液的形式被使用。
使用的起始苯酚在水中的浓度例如是75-95％(重量)，具体地是在水中浓度为85-95％(重量)，优选地是在水中浓度为约90％(重量)。
使用的叔胺可以是溶于水的，如二甲基氨基丙醇、二甲基氨基二乙二醇、四亚甲基二胺。更可取的是不溶于水的叔胺，如三己胺、N-三丙基胺、三异壬基胺、二甲基环己基胺，优选地，三丁基胺以便从含水提取相中将其回收。
合适的三价金属阳离子包括铬III、铁III、铝III、镓III、铟III、铊III、钌III、钪III阳离子，但是优选铬III、铁III和铝III阳离子，更优选地是铝III。
特别有利的一对叔胺和三价金属阳离子是由三丁基胺和铝构成的。
在优选的实施条件下，上述方法的特征在于，来自第二个混合-倾析器MD2的有机相与一种苯酚含水溶液混合，并且浓缩以便除去全部或部分含水相，然后送到第二槽(C2)中。
优选地，该方法的特征在于反应介质在各个反应器中的停留时间是30-120分钟，优选地是约45分钟。
在其他优选条件下，将来自第一个混合-倾析器(MD1)的含水相送到萃取柱(S)，或者将其与苯酚和叔胺的溶剂醚混合，由此得到的有机相与来自第二个混合-倾析器(MD2)的有机相同时送到第二个槽(C2)，而回收含有所需要的邻羟基扁桃酸钠的水相。
在其他优选操作条件下，使用三个串联反应器，第一个反应器的温度是30-80℃，第二个反应器的温度是70-90℃，第三个反应器的温度是70-90℃。
在特别优选的条件下，该方法是在三个反应器中进行的，第一个反应器温度保持在75±5℃，第二个和第三个反应器的温度保持在85±5℃。
在其他优选条件下，本发明方法的特征还在于将来自3个串联反应器的混合物送到两个相继的混合-倾析器MD1和MD2中。将这种混合物与氢氧化钠水溶液同时送到MD1中，这第一个混合-倾析器MD1的含水相1送到搅拌的提取柱S，由此萃取最后的邻羟基扁桃酸钠溶液。在本方法中，第二个混合-倾析器MD2用来水洗来自MD1的有机相，随后使其返回到第二个槽(C2)。
更特别地，本发明方法的特征在于将从萃取柱S出来的有机相送到浓缩器D中，优选地是与来自MD2的有机相同时送到浓缩器D中。
在优选的操作条件下，起始反应物摩尔比例为相对于每摩尔二羟乙酸-1-15摩尔苯酚，-0.8-1.2摩尔叔胺，-0.001-0.1摩尔三价金属阳离子。
这些起始反应物有利地来自2个供料槽，一个(C1)装二羟乙酸和三价阳离子，另一个(C2)装叔胺和苯酚。这些槽优选地将每摩尔二羟乙酸含有1-15摩尔苯酚、0.8-1.2摩尔叔胺、0.001-0.1摩尔三价金属阳离子的水溶液，以恒定流量连续供给第一个反应器。
在使用上述方法的其它优选条件下，R1的反应混合物采用溢流方式流到反应器R2，然后流到R3。
在最后一个反应器出口，，例如若有3个反应器时是R3，将该反应混合物送到第一个混合-倾析器MD1中，在其中具体地添加碱金属氢氧化物，优选地是氢氧化钠或氢氧化钾，苯酚和叔胺的溶剂醚，如甲基叔丁基醚(MTBE)、二异丙基醚(DIPE)或优选地是叔戊基甲基醚(TAME)。有利地，将氢氧化钠与TAME结合使用。得到两种不同的相含水相1和溶剂相1。
溶剂相1优选地通过溢流进入第二个混合-倾析器MD2中，在其中用水洗涤该溶剂相。这种洗涤作用的目的在于提取该有机相中剩余的扁桃酸盐。
在MD2出口，重新回收2相水相2和溶剂相2。将含水相2送到MD1，并部分地用于稀释氢氧化钠；溶剂相2借助浓缩器D送到槽C2。
为了分离邻羟基扁桃酸钠，最好将含水相1送到萃取柱S。有利地，从萃取柱S出来的有机相与溶剂相2同时送到浓缩器D。
在浓缩器D中，有利地除去水和TAME，然后将它们循环到该方法中。
更优选地，本方法的特征在于该起始水相相对于每摩尔二羟乙酸含有12摩尔苯酚、1.05摩尔三丁基胺、0.005摩尔硫酸铝。在实施本发明的其他优选条件下，反应器R1、R2和R3的容量分别是5米3、10米3和10米3。在实施本发明的其他优选条件下，反应物在各个反应器中的接触时间均是约45分钟。在特别优选的条件下，反应器R1、R2和R3的温度分别是75℃、85℃和85℃。
在一种优选实施方式中，将来自3个反应器的反应混合物送到2个串联的混合-倾析器MD1和MD2中，其容量优选地为2米3。
有利地，将第一个混合-倾析器MD1的水相送到搅拌萃取柱S，具体地其直径为DN 450，由此柱回收所需要的邻羟基扁桃酸钠水溶液。
实施例1a)反应物的制备在250升槽C1中，将50％(重量)二羟基乙酸水溶液与37％硫酸铝水溶液以下述摩尔比进行预混合
全部溶液加热到60℃。
在25米3槽C2中，以下述摩尔比制备三丁基胺-苯酚混合物
槽C2内的温度调节到75℃，将该槽与浓缩器D连接起来。
b)在3个反应器R1、R2和R3中的反应步骤由槽C1和C2装有的混合物以比如二羟基乙酸/硫酸铝/三丁基胺/苯酚摩尔比为1/0.05/1.05/12的流量供给其容量为5米3的第一反应器R1，在该反应器中停留时间是45分钟。该反应器内部温度是75℃。
该反应混合物通过溢流流到容量为10米3的反应器R2中，在其中在85℃保持45分钟，然后流到容量为10米3的反应器R3中，在其中在85℃保持45分钟。
c)反应产物的分离步骤在该反应器R3出口，将被称之为MR的反应混合物送到容量为2米3的混合-倾析器MD1，它保持在温度54℃。
连续往MD1中添加17％稀氢氧化钠溶液，该溶液是由47％氢氧化钠和水制备的，其中一部分水来自倾析器D所得到的共沸倾析，一部分来自混合-倾析器MD2，以保持下述摩尔比
往MD1中加入叔戊基甲基醚(TAME)以便保持下述摩尔比
在MD1出口，排出两种不同的相含水相1和溶剂相1。
溶剂相1通过溢流流到第二个容量为2米3的混合-倾析器(MD2)中，在MD2中用水进行洗涤，以便体积比是
在MD2出口，再次回收2相水相2和溶剂相2。将水相2送到MD1，部分用于稀释氢氧化钠，溶剂相2送到浓缩器D。
将含水相1送到搅拌提取柱S，其直径为DN 450，它能够回收所需要的邻羟基扁桃酸钠。
在这个提取柱中，在35-40℃用TAME提取溶解在含水相中的苯酚，
从这个提取柱S出来的有机相与溶剂相2和90％苯酚同时以如下摩尔比的流量被送到浓缩器D
在浓缩器D中，除去水和TAME，然后将它们循环到该方法中。浓缩之后得到一种溶液
这后一种溶液通过反应物槽C2循环到该方法中。
从提取柱S出来的含水相是最终的邻羟基扁桃酸钠溶液，该溶液在蒸发除去剩余的溶剂之后能够被用作原料。
在反应器R1、R2和R3中、在MD1的溶剂相1和含水相1中、在MD2的溶剂相2和含水相2中和最终的邻羟基扁桃酸钠水溶液中抽取试样，并采用高压液相色谱法(HPLC)进行分析。
根据方程式1计算该反应的选择性
根据方程式2计算该反应产率
下表的结果是以摩尔百分数表示的
人们观察到，连续合成的选择性与产率在所有的点都与FR-A-2687143所述的结果相似或相同。
权利要求
1.一种连续制备邻羟基扁桃酸钠的工业化方法，在叔胺和催化量的三价金属阳离子存在下，在温度低于100℃，在惰性气氛中让苯酚与二羟乙酸在含水溶液中进行缩合反应，其特征在于该方法是在至少两个串联安装的反应器(R1......Rn)中连续进行的，第一个反应器由装有二羟乙酸和三价金属阳离子的第一个槽C1和由装有苯酚和叔胺的第二个槽C2供料，其特征还在于将在至少两个反应器中最后一个反应器出口处得到的、由含水相和有机相组成的反应混合物，转移到两个串联安装的混合-倾析器(MD1和MD2)的第一个混合-倾析器中，其特征还在于从第一个混合-倾析器MD1回收含水相，以便从中提取所需要的邻羟基扁桃酸钠，而将来自MD1的有机相转移到第二个混合-倾析器MD2中，并用水洗涤，其特征还在于将第二个混合-倾析器MD2的有机相转移到第二个槽(C2)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于来自第二个混合-倾析器MD2的有机相与苯酚水溶液混合，并浓缩以除去全部或部分该含水相，然后将其送到第二个槽(C2)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于来自第一个混合-倾析器(MD1)的含水相送到提取柱(S)中，或该含水相与苯酚和叔胺的溶剂醚混合，由此得到的有机相与来自第二个混合-倾析器(MD2)的有机相同时送到第二个槽(C2)中，而回收含有所需要的邻羟基扁桃酸钠的含水溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于起始反应物摩尔比是相对于1摩尔二羟基乙酸为1-15摩尔苯酚、0.8-1.2摩尔叔胺和0.001-0.1摩尔三价金属阳离子。
5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于叔胺是三丁基胺，其特征还在于三价金属阳离子是铝。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于在每个反应器中反应介质的停留时间都为30-120分钟。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于在每个反应器中反应介质的停留时间是约45分钟。
8.根据权利要求1-7中任一项的方法，其特征在于使用三个串联反应器(R1、R2、R3)，其特征还在于第一个反应器(R1)的温度保持在30-80℃，第二个反应器(R2)的温度保持在70-90℃，最后一个反应器(R3)的温度保持在70～90℃。
9.根据权利要求1-8中任一项的方法，其特征在于该方法是在三个反应器中进行的，第一个反应器的温度保持在75±5℃，第二个和第三个反应器的温度保持在85±5℃。
10.根据权利要求1-9中任一项的方法，其特征在于在第一个混合-倾析器MD1中加入一种如氢氧化钠或氢氧化钾之类的碱金属氢氧化物，和一种苯酚和叔胺的溶剂醚。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于碱金属氢氧化物是氢氧化钠，所述醚是叔戊基甲基醚(TAME)。
12.根据权利要求13所述的方法，其特征在于从提取柱S出来的含水相是所需要的邻羟基扁桃酸钠目的水溶液。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于将相对于每摩尔二羟基乙酸含有1-15摩尔苯酚、0.8-1.2摩尔叔胺、0.001-0.1摩尔三价金属阳离子的含水溶液，以不变的流量连续供给第一个反应器。
全文摘要
工业化制备邻羟基扁桃酸钠的方法,在叔胺和催化量的三价金属阳离子存在下,在温度低于100℃,在惰性气氛中让苯酚与二羟乙酸在含水溶液中进行缩后反应,该方法是在至少两个串联安装的反应器(R1……Rn)中连续进行的,第一个反应器由装有二羟乙酸和三价金属阳离子的第一个槽C1和由装有苯酚和叔胺的第二个槽C2供料,将至少两个反应器中最后一个反应器出口处得到的、由含水相和有机相组成的反应混合物,转移到两个串联安装的混合－倾析器(MD1和MD2)的第一个混合－倾析器中,从第一个混合－倾析器MD1回收含水相,以便从中提取所需要的邻羟基扁桃酸钠,而将来自MD1的有机相转移到第二个混合－倾析器MD2中,并用水洗涤,将第二个混合－倾析器MD2的有机相转移到第二个槽(C2)中。
文档编号C07B61/00GK1194968SQ9810804
公开日1998年10月7日 申请日期1998年3月10日 优先权日1997年3月11日
发明者C·斯多特 申请人:科莱恩(法国)公司