2，5-二甲基苯酚的生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于生产2，5?二甲基苯酚(2，5?DMP)的新方法。
【专利说明】2,5-二甲基苯酚的生产工艺
[0001 ]本发明涉及一种用于生产2，5-二甲基苯酚(2，5-DMP)的新方法。
[0002] 2,5_二甲基苯酚也被称为2,5_二甲苯酚(xylenol)，其可用于例如作为生产维生 素 E的中间体。
[0003] 二甲苯酚是式（I)的化合物
[0005] 它们是挥发性的无色固体或油状液体。它们是具有两个甲基和羟基的苯酚衍生 物。存在6种异构体。
[0006] 连同多种其它聚合物，二甲苯酚传统上从煤焦油中萃取，由煤生产焦炭的过程中 得到的挥发性物质。这些残留物包含几个重量百分比的二甲酚，以及甲酚和苯酚。
[0007] 连同甲酚和甲苯基酸，二甲苯酚是一类具有极大的工业重要性的重要的酚。它们 用于制造抗氧化剂。二甲苯酚橙是建立在二甲苯酚骨架上的氧化还原指示剂。
[0008] 2,5_DMP是式（la)的化合物
[0010] 其为生产2,3,6_三甲基苯酚（2,3,6-TMP)的中间体，2,3,6_三甲基苯酚是式（II) 的化合物
[0012] 2，3，6-TMP通常通过2，5-DMP的气相甲基化来制备。
[0013] 2，3，6-TMP可以原样使用（例如在化妆品制剂中）以及作为生产其它有机化合物 (例如维生素 E)的中间体。
[0014] 由于2,5-DMP从不可再生的资源中获得的事实，希望另一种选择，更可持续的生产 2,5-DMP〇
[0015] 我们现在发现了一种用于生产2,5_DMP的新途径，其通过使用一种从可再生资源 (纤维素)获得的起始材料来进行。
[0016] 我们发现2,5_二甲基呋喃可被用作起始材料，然后将其与乙炔和/或乙炔衍生物 反应。
[0017] 2,5_二甲基呋喃是式（III)的化合物
[0019] 其为可衍生自纤维素的杂环化合物。
[0020] 从现有技术（即，Y · .R〇m&l_Leshkov，C · J · Barrett，Z.Y.Liu，J.A. Dumesic， Nature2007,447,982-985)中已知这种工艺。
[0021] 众所周知，在催化的生物质液化工艺中，果糖可以转化为2,5_二甲基呋喃。
[0022]果糖可从葡萄糖(纤维素中的结构单元）中获得。
[0023]因此，本发明涉及下列工艺(A):
[0025] 其中 R1 为 Η或 Si(CH3)3，
[0026] 该工艺在催化剂的存在下进行。
[0027]优选地，上述工艺中所用的催化剂是Au(I)络合物。
[0028]因此，本发明还涉及工艺(B)，其为这样的工艺(A)，其中所述催化剂为Au(I)络合 物。
[0029] 具体地，对于根据本发明的工艺来说，使用下面的Au(I)_络合物作为催化剂：
[0030] γ--Au(I)--Z (VI)，
[0031] 其中
[0032] Z为阴离子，其选自由[BX4] -、[PX6] -、[SbF6] -、[Cl04] -、CF3C00-、磺酸根、四（3,5_二 (三氟甲基)苯基)硼酸根(BArF)、四苯基硼酸根以及下面的式(VII)的阴离子组成的组
[0034]其中Q代表苯基或Cu-烷基，其优选被至少一个选自由F、C1和N02组成的组中的取 代基所取代;并且
[0035] X为卤素原子，具体为F和C1;并且 [0036] Y为有机配体。
[0037]因此，本发明还涉及工艺(C)，其为这样的工艺(A)或(B)，其中使用至少一种Au(I) 络合物，所述Au(I)络合物为下面的式(VI)所示的化合物
[0038] γ--Au(I)--Z (VI)，
[0039] 其中
[0040] Z为阴离子，其选自由[BX4] -、[PX6] -、[SbF6] -、[Cl04] -、CF3C00-、磺酸根、四（3,5_二 (三氟甲基)苯基)硼酸根(BArF)、四苯基硼酸根以及下面的式(VII)的阴离子组成的组
[0042]其中Q代表苯基或&-8-烷基，其优选被至少一个选自由F、C1和 [0043] N02组成的组中的取代基所取代;并且
[0044] X为卤素原子，具体为F和C1;并且
[0045] Y为有机配体。
[0046] 优选地，Y是选自由下面的配体(Y1)至(Y1())组成的组中的有机配体：
[0050]因此，本发明还涉及工艺(C'），其为这样的工艺(C)，其中式(VI)的Au(I)络合物的 有机配体Y选自由下面的配体(Y1)至(Y1())组成的组：
[0054]优选地，Z为阴离子，其选自由[BF4] -、[PF6] -、[SbF6] -、[Cl04] -、CF3C00-、磺酸根(例 如三氟甲基磺酸根CF3S〇r)、四（3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸根(BA订）、四苯基硼酸根以及 下面的式(vir)的阴离子组成的组，
[0056]因此，本发明还涉及工艺(C"），其为这样的工艺(C)或(C'），其中阴离子Ζ选自由下 面的阴离子[BF4] -、[PF6] -、[SbF6] -、[Cl04] -、CF3C00-、磺酸根、四（3,5_二(三氟甲基)苯基） 硼酸根(BArf)、四苯基硼酸根以及下面的式(ν?Γ)的阴离子组成的组
[0058]催化剂(Au(I)络合物)可以以式(I)所限定的形式添加到反应混合物中，但Au(I)_ 络合物也可以在反应混合物中原位形成(在加入起始材料之前或加入起始材料之后）。
[0059 ] 例如，有机配体可以以盐的形式加入(例如氯化物:Y-Au (I)C1)并且阴离子以金属 盐的形式加入（例如银盐Ag(I)Z)。然后，Au(I)络合物是原位形成的并且所产生的金属盐 (例如AgCl)不会产生负面干扰。
[0060] 因此，本发明涉及工艺(D)，其为这样的工艺(C)、（C'）或(C"），其中Au(I)络合物被 原样添加到反应混合物中。
[0061] 此外，本发明涉及工艺(E)，其为这样的工艺(C)、（C'）或(C"），其中Au(I)络合物在 反应混合物中原位形成。
[0062]优选的式(V)的Au(I)络合物为下面那些：
[0065]其中Cy为环己基，iPr为异丙基并且Tf为三氟甲基磺酸根。
[0066]使用丙炔衍生物(代替丙炔)时，则按照下列方式选择R1:该衍生物比丙炔更易处 理，并且其中R1将形成可容易地从反应混合物中除去的反应产物。
[0067]如果Ri = Si (CH3) 3，那么式（III)的化合物是液体。
[0068]因此，还可以使用与具有Si(CH3)3基团的那些不同的其它丙炔衍生物（当其具有 如上所述的性能时）。
[0069 ]通常，Au (I)络合物以一定的量存在，其中底物(式（I)的化合物)与催化剂的比例 为2:1至10000:1，优选为10:1至3000:1。该比例为重量比。
[0070] 因此，本发明还涉及工艺(F)，其为这样的工艺(A)、（B)、（C)、（C'）、（C"）、（D)S (E)，其中底物与催化剂的比例为2:1至10000:1，优选为10:1至3000:1。
[0071] 另一个实施方式是根据本发明的工艺，其中在工艺开始时将苯甲腈添加到反应混 合物中。通常，其相对于催化剂以等摩尔量添加。
[0072] 因此，本发明还涉及工艺(G)，其为这样的工艺(A)、（B)、（C)、（C'）、（C"）、（D)、（E) 或(F)，其中将苯甲腈添加到反应混合物中。
[0073] 因此，本发明还涉及工艺(G'），其为这样的工艺(G)，其中相对于催化剂，苯甲腈以 等摩尔量添加到反应混合物中。
[0074]根据本发明的工艺通常在正常压力下进行。
[0075] 因此，本发明还涉及工艺(H)，其为这样的工艺(A)、（B)、（C)、（C'）、（〇、（D)、（E)、 (F)、(G)或(G'），其中所述工艺在正常压力下进行。
[0076] 根据本发明的工艺的反应温度通常在10-50°C之间，优选在15_30°C之间。
[0077] 因此，本发明还涉及工艺（I)，其为这样的工艺(A)、（B)、（C)、（C'）、（〇、（D)、（E)、 (F)、(G)、(G'）或(H)，其中所述工艺在10-50°C之间、优选在15-30°C之间的温度下进行。
[0078] 反应通常在惰性溶剂(或溶剂混合物）中进行。优选地，该溶剂(或溶剂混合物)具 有中性或酸性pH值。优选的溶剂为二氯甲烷、1，2_二氯乙烷、三氟乙醇、氯仿、甲苯、乙酸乙 酯、环己酮、丙酮。
[0079]更优选的是二氯甲烷、三氟乙醇和1，2_二氯乙烷，以及二氯甲烷与5体积％的三氟 乙醇的混合物。
[0080]此外，还可以使用离子液体作为溶剂。非常合适的离子液体是下面这些（IL^IL2和 IL3)：
[0083]因此，本发明还涉及工艺(K)，其为这样的工艺(A)、（B)、（C)、（C'）、（〇、（D)、（E)、 $)、(6)、(6'）、(!〇或（1)，其中所述工艺在惰性溶剂(或溶剂混合物）中进行。
[0084] 因此，本发明还涉及工艺(K'），其为这样的工艺(K)，其中所述溶剂（或溶剂混合 物)具有中性或酸性pH值。
[0085] 因此，本发明还涉及工艺(K"），其为这样的工艺(K)或(K'），其中所述溶剂选自由 二氯甲烷、1，2_二氯乙烷、三氟乙醇、氯仿、甲苯、乙酸乙酯、环己酮、丙酮组成的组。
[0086] 因此，本发明还涉及工艺(K"'），其为这样的工艺(K)、（K'）或(K"），其中所述溶剂 选自由二氯甲烷、三氟乙醇和1，2_二氯乙烷、以及二氯甲烷与5体积％的三氟乙醇的混合物 组成的组。
[0087] 因此，本发明还涉及工艺(Κ""），其为这样的工艺(Κ)、（Κ'）或(Κ"），其中所述溶剂 是离子液体(或离子液体的混合物）。
[0088]因此，本发明还涉及工艺(Κ"" '），其为这样的工艺(Κ""），其中所述离子液体是式 aLOjIL2)和/或（IL3)中的那些。
[0089] 下面的实施例用于举例说明本发明。所有的百分比和份(如果没有另外说明的话） 都是相对于重量，并且温度以°C给出。 实施例
[0090] 实施例1
[0091]向装有隔膜、磁力搅拌棒和氩气供应的2mL玻璃瓶中，加入34.55mg下式的化合物
[0093] 其为Y2-Au(I)C1，30·66mg AgSbF6和500yL2，5-二甲基呋喃（lmmol，1 当量)并悬浮 在lmL二氯甲烷中。然后，通过注射器加入144.2yL三甲基硅烷基乙炔（lmmol，l当量）。将反 应混合物在40°C下搅拌20小时。通过注射器取出样品并分析。相对于2,5_二甲基呋喃(GC wt%)，2,5-二甲基苯酚以17%的产率获得。
[0094] 实施例2
[0095]向装有氩气供应、温度计和磁力搅拌棒的三口圆底烧瓶中装入121.3mg的Y2-Au (I) Cl (200μL?〇 1，2mo 1 % )、99 · 5mg AgSbF6 (200μL?〇 1，2mo 1 % )和 1 OmL的 1，2-二氯乙烷。之前 制备的240mg乙块（lOmmol，1 当量）、1 · 07mL 2，5-二甲基咲喃（1 Ommol，1 当量）在22mL 1，2-二氯乙烷中的溶液在30分钟的时间内滴加。在添加时间内反应混合物颜色变为红色和紫 色，通过使用外部冷却设备(冰浴)使反应混合物保持在20°C的内部温度。将反应混合物在 23 °C下搅拌20小时。然后，以1小时的时间间隔三次加入饱和的乙炔/1，2-二氯乙烷溶液。将 反应混合物再次在23 °C下搅拌20小时。在减压(min. lOmbar，40°C )下浓缩反应混合物。将黑 色液体溶于30mL乙酸乙酯中并加入5mL环己烷。溶液在23°C下静置8小时。形成含有催化剂 的黑色晶体，将其滤出。上清液在减压下浓缩并分析。基于二甲基呋喃，所需产物以20%的 产率获得。
[0096] 2，5-二甲基苯酚可以方便地通过现有的气相甲基化技术转化为2，3，6-三甲基苯 酚。
【主权项】
1. 一种用于生产式(la)的化合物的工艺其中在催化剂的存在下，式(II)的化合物与式(IV)的化合物反应 其中R1为Η或Si(C出)3。2. 根据权利要求1的工艺，其中所述催化剂是Au(I)络合物。3. 根据权利要求1或2的工艺，其中使用至少一种式(V)的催化剂 Y--Au(l)--Z (VI)， 其中 Z为阴离子，其选自由[BX4]-、[PX6]-、[S航]-、[Cl〇4]-、肌C0矿、横酸根、四（3,5-二(立氣 甲基)苯基)棚酸根(BArF^、四苯基棚酸根W及下面的式(VII)的阴离子组成的组其中Q代表苯基或Ci-8-烷基，其优选被至少一个选自由F、a和N02组成的组中的取代基 所取代;并且 X为面素原子，具体为F和C1;并且 Y为有机配体。4. 根据权利要求3的工艺，其中Y是选自由下面的配体(γ?)至(γκ)组成的组中的有机配 体：>，5. 根据权利要求3和4的工艺，其中Z为阴离子，其选自由如下阴离子[BF4r、[PFsr、 [SbFs]-、[ Cl〇4]-、肌COO-、横酸根(例如S氣甲基横酸根）、四（3，5-二(S氣甲基)苯基)棚酸 根(BAr。、四苯基棚酸根W及下面的式(VII'）的阴离子组成的组 -y6. 根据权利要求3-5中任意一项所述的工艺，其中所述Au(I)络合物被原样添加到反应 混合物中。7. 根据权利要求3-5中任意一项所述的工艺，其中所述Au(I)络合物在反应混合物中原 位形成。8.根据权利要求1-7中任意一项所述的工艺，其中底物与催化剂的比例为2:1至10000: 1，优选为 10:1 至 3000:1。
【文档编号】C07C37/14GK105939988SQ201580005994
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】沃纳尔·邦拉蒂, 尤拉·莱提诺伊斯, 托马斯·内切尔
【申请人】帝斯曼知识产权资产管理有限公司