肉桂醛和二氢化肉桂醛衍生物的连续制备方法

专利名称：肉桂醛和二氢化肉桂醛衍生物的连续制备方法
技术领域：
本发明涉及一种由苯甲醛衍生物与链烷醛在碱存在下的连续反应来制备肉桂醛或肉桂醛衍生物和任选地随后在循环反应器中在悬浮催化剂和氢气存在下的连续氢化得到二氢化肉桂醛衍生物的连续方法。
肉桂醛衍生物，例如，2-戊基-3-苯基-2-丙烯醛或2-己基-3-苯基-2-丙烯醛，肉桂醛本身，或对应的二氢化合物，例如Cyclamenaldehyd(2-甲基-3-(对-异丙基苯基)-丙醛)或Lysmeral(2-甲基-3-(对-叔丁基苯基)丙醛)用作香料的中间体，或作为香料本身，而且，用作在药物和作物保护领域中活性成分合成的起始原料(参见GB 1 086 447)。
众所周知的是，肉桂醛衍生物能够通过苯甲醛衍生物与链烷醛在碱性催化剂存在下进行反应来制备，即根据醛醇缩合(参见Houben-Weyl，Methoden der organischen Chemie[有机化学方法]7/1卷，76页及以下等等(1954)，和US 2 976 321)。根据该已知的现有技术，反应物以间歇或半连续方法进行反应。
例如，1947年的US2 529 186描述了由苯甲醛与乙醛反应制备肉桂醛的半连续方法，其中苯甲醛，在例如含水碱金属氢氧化物存在下，最初被引入，然后稍微过量向其中缓慢添加乙醛。这里，该碱金属氢氧化物应该以2.5到6.5重量份/重量份醛类的量使用。正如实施例所显示的，对于这一方法仅仅获得了75-85％的产率。这一方法的缺点是产率(对于工业规模来使用是令人不满意的)，还有必需大量的碱金属氢氧化物(撇开必需的费用不说，还预示着废水的严重污染)，和较长的反应时间(这意味着反应容器必需相应地较大)。
1950年的D.P.B 9977描述了在含水介质中利用碱让苯甲醛和乙醛进行缩合来制备肉桂醛的半连续方法。在该方法中，该苯甲醛应该过量使用和该乙醛仅仅应该逐渐添加。另外对于每重量份的苯甲醛，应使用约2到3重量份的水。特别因为使用大量的水，而且它必须提纯和废弃处理，使得该方法并不经济。
EP 392 579描述由苯甲醛与链烷醛反应制备α-取代肉桂醛的方法。所用催化剂是碱金属氢氧化物，和所用溶剂是二醇。所使用的其它助剂是非极性烃类，如己烷。其中还声称(参见2页，10-16和38-39行)，由于形成了难以除去的二级组分，有连续流的反应器的使用是不利的。这一偏见已经被我们的工作所驳倒。实际上，我们已经惊奇地发现，通过将多个反应器一个接着一个相连并将链烷醛进给到这些反应器中的一个以上中，有可能按照比较简单的方式以非常良好的产率制备肉桂醛衍生物，它的副产物含量是低的。
还有半连续程序，EP392 579描述了如何在搅拌釜式反应器中进行该方法，在该反应器有连续流和它具有9.5小时的停留时间。多级反应器级联则没有提及。所述方法的缺点是需要长的停留时间和大而昂贵的反应容器(它是必需的)。另外，因为在两个液态、不混溶性相的体系中进行该反应，从实验室实验放大到工业装置是很难的。而且，有连续流通过的该搅拌釜式反应器的调节和正确相比率的准确观察是极其困难的(计算机控制是必要的)。
其它缺点是反应混合物的复杂后处理，其中包括二醇的反应混合物必须用己烷反复萃取。由于所述的这些缺点，该方法不能经济地进行。
为了克服EP 392 579的方法的缺点，欧洲专利说明书EP771 780提出了由苯甲醛与链烷醛反应制备α-烷基肉桂醛的方法，其中吡咯烷作为碱性催化剂。作为附加的助催化剂，它推荐酸类，如硫酸或盐酸。对于后处理，粗反应产物应该首先用氢氧化钠水溶液洗涤和然后用酸中和。
这一方法的缺点是昂贵催化剂的使用，它以较大的量添加和不能回收。这预示着原料物质和废弃处理的高费用支出。其它缺点是昂贵而复杂的后处理，其中该反应产物必须用大量的氢氧化物溶液洗涤。这一操作进而导致高的原料成本和清理成本。因为酸用作助催化剂，该装置必须由耐腐蚀材料制造。上述的缺点使得该方法在经济上不利。
制备通式II的肉桂醛衍生物的已知方法是间歇或半连续方法，其具有来源于这一程序的缺点长的反应时间，大的反应装置和间歇式操作，对于工业规模的使用，它导致了在操作人员和维护人员上的更多开支。对于提及了连续操作的可能性的那些方法，没有关于进行反应的信息，或仅仅提及了有连续流在其中通过的各个搅拌釜式反应器，由于上述原因使得它们不适合于以工业规模经济地制备肉桂醛衍生物。
肉桂醛和它的衍生物的氢化同样早已广泛在文献中有描述。有关这方面的综述见于Houben-Weyl著作，Methoden der organischen Chemie[有机化学方法]，第4版，1979，4/1c卷，161页等，和同一著作，7/1卷，388页等。
从US 3,280,192中获知，肉桂醛衍生物，如Dehydrolysmeral(2-甲基-3-(对-叔丁基苯基)丙烯醛)能够通过在氢气存在下在含钯催化剂上的反应被转变成二氢化合物。该作者要求添加水相，它与原料不混溶并具有在8-13之间的pH值，这对于氢化的选择性是特别理想的。在这一间歇方法中获得了良好产率和选择性。
在时空产率上的改进是在DE 26 136 45中实现的，如果该氢化是在100-160℃的更高温度(与上述US申请相比)下进行且氢气氛围反复交换的话。
JP 72 50096同样推荐在用于在钯催化剂上氢化肉桂醛衍生物的间歇方法中添加碱性化合物如K2CO3。在这一方法中，使用没有溶剂的起始材料，具有＞97％的高纯度。
EP058 326也描述了用于在胺存在下在钯催化剂上预先就地制备的肉桂醛衍生物的反应的间歇方法。
氢化的连续反应程序被描述在US3,520,934，该文献描述了在催化剂钯/Al2O3中添加乙酸钾是特别理想的。
在US 3,520,935中，特殊的含锂催化剂的使用是连续进行该反应所需要的，为的是获得良好的时空产率，同时还有高转化率和选择性。有关催化剂的使用寿命的细节则没有给出，它必须以挤出物或球形式用于反应器中。
总之，在现有技术中列出的用于氢化肉桂醛衍生物的实施例需要复杂的间歇反应程序，这要求长的反应时间和大的反应装置，或对于在固定床上的连续反应程序，要求使用特别制备的催化剂，后者仅仅当遇到活性损失时才以复杂方式进行更换，这常常需要关闭设备。
另外，在现有技术中描述的全部方法都是从分离和提纯的产物开始的。将从对应的苯甲醛和链烷醛起始的肉桂醛衍生物的连续制备与随后连续的氢化得到二氢化肉桂醛衍生物的过程相结合的连续方法没有在现有技术中进行描述。
所以本发明的目的是开发一种从对应的苯甲醛和链烷醛起始来制备肉桂醛或肉桂醛衍生物的连续方法，其中已知方法的上述缺点能够得到避免，以及开发用于制备二氢化肉桂醛衍生物的连续方法。
我们已经发现，本发明的这一目的可通过以下方法来实现(a)通式I的肉桂醛衍生物的连续制备 其中R1，R2，R3，R4，R5和R6彼此独立地可以是氢，C1-C9-烷基或C1-C9-烷氧基，优选其中R1，R2，R3和R6彼此独立地是氢或C1-C9-烷基和R4和R5是氢的通式I的肉桂醛衍生物的连续制备，通过通式II的苯甲醛衍生物 与通式III的链烷醛在碱存在下的反应 它包括在由级联系统中的多个反应器组成的设备中让反应物连续反应，和将链烷醛引入到该设备的一个以上的反应器中，以及
(b)任选地，在循环反应器中在悬浮催化剂和氢气存在下的直接后续连续氢化，得到通式IV的二氢化肉桂醛衍生物， 其中R1到R6具有以上给出的意义。
本发明通过将工艺步骤(a)和(b)相结合，同时提供了通式I的肉桂醛衍生物的连续制备和通式IV的二氢化肉桂醛衍生物的制备。
优选地，在通式I的肉桂醛衍生物的制备之后接着进行氢化而得到通式IV的对应二氢化肉桂醛衍生物。
如果在步骤(a)之后接着进行与(b)中同样的氢化步骤，则该方法与现有技术的区别首先在于两过程的连续反应程序和其次在于以下事实在通式II的苯甲醛衍生物和通式III的链烷醛之间的上游醛醇缩合反应中所制备的起始原料的提纯或分离对于这里的氢化来说是不需要的。
在(a)中获得的反应排出物在调节pH值到7-13，优选8-9之后，无需后处理就进入氢化阶段。
调节pH值的合适试剂是布朗斯台德酸，优选有机酸如甲酸，丙酸，柠檬酸，邻苯二甲酸，特别优选乙酸。
根据本发明所使用的通式II的苯甲醛衍生物是，例如，苯甲醛本身，间-异丙基苯甲醛，对-异丙基苯甲醛，对-叔丁基苯甲醛，间-叔丁基苯甲醛，间-甲基苯甲醛，对-甲基苯甲醛，邻-甲基苯甲醛，间-甲氧基苯甲醛或对甲氧基苯甲醛，或这些苯甲醛衍生物中两种或多种的混合物。
可以提及的适合于本发明的反应的通式IV的链烷醛是，特别地，乙醛，丙醛，正-和异丁醛，正-和异戊醛，正-和异己醛。
优选的通式IV的二氢化肉桂醛衍生物是2-甲基-3-(对-异丙基苯基)-丙醛或2-甲基-3-(对-叔丁基苯基)丙醛。特别优选地，根据本发明的方法(阶段(a)和阶段(b))用于制备2-甲基-3-(对-叔丁基苯基)丙醛。
用于本发明方法的通式I的肉桂醛衍生物的制备(阶段(a))的催化剂是碱性化合物，如碱金属氢氧化物NaOH、KOH和LiOH，碱土金属氢氧化物，和它们的混合物，或在水存在下能够释放出相应氢氧化物的碱金属和碱土金属的化合物，以及氨，胺或醇盐，例如甲醇钠或叔丁醇钾。碱金属氧化物和氢氧化物的水溶液是特别理想的，尤其氧化钠或氢氧化钠的溶液，其中氧化物或氢氧化物的浓度是在0.5-50wt％之间，优选在10-50wt％之间。通常将全部的碱引入到第一个反应器中，但是还能够将它们分配到全部反应器中。碱的需要量是非常少的，这代表了本发明方法的特别的优点。例如，碱在反应混合物中的浓度应该仅仅是在0.01wt％和20wt％之间，优选在0.1wt％和5wt％之间。
根据本发明方法的阶段(a)通过使用由3个反应器组成的级联在实施例1-4中进行说明。
用于通式I的肉桂醛衍生物的新型连续制备的优选设备原则上可以由以级联方式先后连接的多个反应器组成。所用反应器的数目通常是在2和20个之间，优选在2和10个之间和特别在2和5个反应器之间。该反应器是以级联方式操作，这意味着是从一个反应器中流出的物料在每一种情况下都进入下一个反应器中。所形成的反应混合物然后在最后反应器的出料口排出。
在该方法的不太优选的构型中，产物混合物也能够从下游反应器中的一个或多个中抽出并返回到上游反应器中的一个或多个中。
合适的反应器是非返混式反应器，如管式反应器或装有内填充料的延迟时间容器，但优选是返混式反应器，如搅拌釜式反应器，环管反应器，喷射环管反应器或喷射反应器。然而，还有可能使用先后相继的返混式反应器和非返混式反应器的组合。
如果合适的话，也有可能将多个反应器组合到多级装置中。此类反应器是，例如，有内置多孔板的环管反应器，级联容器，有中等进料能力的管式反应器或搅拌式塔。还建议用换热器装备各个反应器中的全部或一些。在反应器中，必须确保反应物的充分混合，这例如可以通过搅拌或再循环，任选与使用静态混合器或混合喷嘴的处理相结合来实现。
调节反应器的体积，使得反应混合物在反应器中的平均停留时间是在5分钟和8小时之间，特别在10分钟和5小时之间。特别理想的是使用具有大约相同的容积的多个反应器，虽然原则上还有可能使用具有不同容积的多个反应器。
在反应器中的温度一般是在20和130℃之间，特别在30和100℃之间。
反应器中的压力不是重要的，虽然它应该足够的高以使反应器的内容物保持几乎液体形式。通常，1巴到40巴的压力是这一目的所需要的，该压力理想地是在1和6巴之间。
通式II的苯甲醛或苯甲醛衍生物优选被引入具有级联系统的设备的第一个反应器中。然而，在一些情况下，还有必要将苯甲醛(衍生物)分成几份加入到具有级联系统的设备的其它反应器中。
在根据本发明方法的特别优选的实施方案中，苯甲醛或苯甲醛衍生物在被加入到反应器中之前与需要加入到同一反应器中的部分链烷醛预混合。对于这一预混合，有可能使用常规的混合装置，如静态混合器，搅拌釜式反应器，混合喷嘴等。两种反应物的预混合导致选择性的提高。这一选择性增加是特别令人惊奇的，因为专利说明书US 2 529 186声称，反应物的预混会降低选择性。
该链烷醛应该加入到反应设备的一个以上反应器中。特别理想的是将一些链烷醛加入到级联方式的设备的各反应器中。而且，然而也已经发现，在全部反应器之间链烷醛的均匀分布对于高选择性是不利的。所以已经发现理想的是将所要添加的链烷醛总量中的约20％-70％，尤其40-60％的该链烷醛，加入到第一个反应器中，并且将剩余量，即约80-30％的链烷醛，加入到其它反应器中。此外，特别理想的是将至少一些链烷醛与苯甲醛衍生物中的一些或全部一起以预混形式加入到该反应器中。
该链烷醛通常以液体形式使用。然而，原则上气态添加也是可能的。
在该方法的特别优选的实施方案中，选择链烷醛的量以使在全部反应器中苯甲醛(衍生物)与链烷醛的摩尔比是在5-100mol/mol之间，优选在10和60mol/mol之间。这一摩尔比率能够利用已知的分析方法，例如通过气相色谱法分析该反应混合物来容易地测定。通常，每天单次分析就足够了，但是在特殊情况下也有必要使用在线分析。
苯甲醛(衍生物)的转化率是在20％和95％之间，优选在30和80％之间，这取决于该温度，停留时间和碱的量。根据本发明方法的特殊优点是链烷醛的转化率是足够的高，使得未反应链烷醛的回收通常是不必要的。
为了提高选择性，能够将溶剂加入到该反应混合物中。合适的溶剂是醇类，如甲醇，乙醇，丙醇，异丙醇，丁醇或乙二醇以及醚，如乙醚或环醚，如二噁烷。特别理想的溶剂是甲醇。该溶剂能够本身被加入到各个反应器中或与这些反应物中的一种或多种或碱混合后加入其中。然而，优选将全部的溶剂加入到第一个反应器中。
来自反应设备的产物能够容易地利用常规的分离操作来进行后处理，如结晶、相分离或分馏，并且该肉桂醛衍生物因此能够以简单方式分离出来。通常理想的是，在后处理该反应混合物之前，通过添加无机或有机酸来至少部分地中和碱性催化剂。
通过使用根据本发明的方法(阶段(a))，有可能按照简单方式以高纯度和非常良好的质量制备出肉桂醛和，通常，通式I的肉桂醛衍生物。根据本发明的方法需要仅仅数量有限的、简单的和低成本高效率的装置。借助于根据本发明的方法，有可能同时基于链烷醛和基于苯甲醛衍生物以高选择性制备出通式I的肉桂醛衍生物。
如果在阶段(a)之后继之以根据阶段(b)的氢化而得到二氢化肉桂醛衍生物，则该氢化是按照与US5,939,589中同样的方式在反应器中进行的，其中该液相和气相穿过具有0.5-20mm，优选1-10mm，特别优选1-3mm的液力直径的锐孔或通道的装置。该液力直径是4×锐孔横截面和锐孔圆周的商。
具有用于传输反应介质的锐孔或通道的该装置能够由床，编织物，开孔泡沫结构(优选由塑料(例如聚氨酯或蜜胺树脂)或陶瓷制成)，或填充元件组成，该填充元件就其几何形状而言原则上早已从蒸馏和萃取技术中获知。
此类填充元件-提供低压力损失的优点-例如是金属丝网填料。然而，对于本发明的目的，该填充料基本上具有比蒸馏和萃取技术领域中的可比性内填充料显著小得多的液力直径，通常为1/2-1/10。
代替织物填充料，还有可能使用由其它编织、针织或制毡的液体渗透性材料制成的填充料。其它合适的填充料是金属片填充料。也理想的是由延展金属制成的填充料，例如Montz BSH型的填充料。该锐孔，例如穿孔，必须保持相应的小。对于本发明目的的填充料的适合性的决定性特征不是它的几何结构，而是在填充料中起着传送作用的锐孔尺寸或通道宽度。
在氢化过程中，具有0.0001-2mm，优选0.001-0.1mm，特别优选0.005-0.05mm的平均粒度的商购催化剂颗粒能用于该悬浮液。
该氢化是在1-100巴，优选1-30巴，特别优选1-15巴之间的压力下在氢气存在下，在具有上述内填充物当中的一种的反应器中通过根据本发明的方法来进行。该反应温度是在10和160℃之间，优选在20和80℃之间，特别优选在40和75℃之间。
可被用于加氢反应器中的内填充料是织物填充物或金属片填充物。反应混合物，催化剂和氢气利用泵送在管路中以高速通过该反应器。气相和液相的表面速度在这里是高于50m3/m2h，优选在50-300m3/m2h范围内，特别优选在100-250m3/m2h范围内。气相利用喷射器喷嘴与液相彻底地混合。
对于氢化，使用市场上可买到的悬浮催化剂，它优选含有至少钯作为活性组分。象钯一样，该催化剂还可包括其它活性组分，例如，锌，镉，铂，银或稀土金属。该催化剂能够以金属和/或氧化物形式，尤其担载于载体材料上来使用。合适的载体材料是，例如，SiO2，TiO2，ZrO2，Al2O3或碳，如石墨，炭黑或活性碳，特别优选是活性碳。钯的含量是0.1-10wt％，优选1-7wt％。
用于二氢化肉桂醛衍生物的制备的根据本发明的氢化是的特征在于如下事实液体以约50-300m3/m2h，优选250-200m3/m2h的表面速度穿过具有锐孔和通道的上述装置。如果同时存在气相，则它的表面速度优选是50-300m3/m2h，特别优选100-200m3/m2h。
本发明的氢化能够在各种连续操作的反应器构造，如喷管反应器，泡罩塔或管束反应器中进行。然而，以上所述的内填充料优选不一定填充整个反应器。根据本发明的反应器优选是垂直安装的泡罩塔，在气相存在下，料流优选按照自下至上方式并流穿过该塔。另一优选的反应器是可加热的和可冷却的管束反应器，其中根据本发明的内填充料被装在各管内。在气相存在下，流过反应器的料流优选按照自下至上的并流方式流动。悬浮的催化剂材料能够被引入和使用常规技术(沉降，离心，滤饼过滤，横向流过滤)再次除去。
例如，用于阶段(b)的使用本发明悬浮催化剂将2-甲基-3-(对-叔丁基苯基)丙烯醛(Dehydrolysmeral)氢化为2-甲基-3-(对-叔丁基苯基)丙醛的反应器详细地参考图3来说明。例如，图3显示了具有填充物2的连续操作反应器(泡罩塔)1的试验装置，它借助于管线3进给液体和借助于管线4进给新鲜气体。该循环气体5利用混合喷嘴6与新鲜气体混合，和悬浮液11利用泵14来循环。该反应器排出料经由管线7排放到分离容器8中，在其中分离出气相并经由管线9排出。为了限制气体杂质的积累，经过管线10从这一量的气体中分出一股分流，剩余部分经过管线5通入反应器中。该悬浮的催化剂通过利用横向流过滤器12保留而停留在反应器系统中，仅仅无催化剂的液相经过管线13导出并排出。反应器系统的温度能够利用热交换器15按目标方式来调节。
下面的实施例用于更加详细地说明本发明，但不将本发明限于它们醛醇缩合(工艺阶段(a))实施例1(没有预混)该装置(参见

图1)由三个串联的容器B1，B2和B3组成和各具有275ml的容积，它们当中的每一个使用恒温器经由双壁夹套来加热和利用换热器W1、W2和W3来冷却，它们的内容物通过泵P1，P2和P3来循环。该苯甲醛衍生物与溶剂和一些碱混合，然后加入到第一个容器(料流<1>)中。第二部分的碱被加入到第一个容器(料流<2>)中。该链烷醛利用混合喷嘴M1、M2和M3(料流<21>，<22>，<23>)被引入到对应的容器中。
计量加入到第一个容器中的是作为料流<1>的217ml/h由54wt％甲醇，45.5wt％对-叔丁基苯甲醛和0.5wt％50wt％强度氢氧化钠水溶液组成的混合物，作为料流<21>的13.1g/h的丙醛和作为料流<2>的6g/h氢氧化钠溶液(50％强度，在水中)。计量加入到第二容器中的是作为料流<22>的6.6g/h丙醛和计量加入第三容器中的是作为料流<23>的3.3g/h丙醛。单独可加热的容器的温度是在47℃和48℃之间。循环液体的量在各容器中被固定在600ml/min。在反应器级联操作了8h的一段时间之后，来自第三容器的产物具有下面组成＜0.1wt％的丙醛；21wt％的对-叔丁基苯甲醛，20.5wt％的3-(对-叔丁基苯基)-2-甲基-2-丙烯醛。这对应于对-叔丁基苯甲醛量的48％转化率，和基于苯甲醛衍生物的选择性是理论值的85％，基于丙醛的选择性是理论值的62％。
实施例2(没有预混)使用了在实施例1中描述的装置。
计量加入到第一个容器中的是作为料流<1>的217ml/h由54wt％甲醇，45.5wt％对-叔丁基苯甲醛和0.5wt％50wt％强度氢氧化钠水溶液组成的混合物，作为料流<21>的13.1g/h丙醛和作为料流<2>的6g/h氢氧化钠溶液(50％强度，在水中)。计量加入到第二容器中的是作为料流<22>的6.6g/h丙醛和计量加入第三容器中的是作为料流<23>的3.3g/h丙醛。单独可加热的容器的温度是在47℃和48℃之间。循环液体的量在各容器中被调节至1200ml/min。在反应器级联操作了8h的一段时间之后，来自第三容器的产物具有下面组成＜0.1wt％的丙醛；19wt％的对-叔丁基苯甲醛和23.5wt％的3-(对-叔丁基苯基)-2-甲基-2-丙烯醛。这对应于52％的对-叔丁基苯甲醛转化率。3-(对-叔丁基苯基)-2-甲基-2-丙烯醛的选择性因此是理论值的87％(基于苯甲醛衍生物)和70wt％(基于丙醛)。
实施例3(有对-叔丁基苯甲醛和丙醛的预混合)该装置(参见图2)由串联的三个容器B1，B2和B3组成和各自具有275ml的容积，其中每一个通过使用恒温器经由双壁夹套来加热和利用换热器W1、W2和W3来冷却。这些容器的内容物通过泵P1，P2和P3来循环。为第一个容器所设计的苯甲醛衍生物和该链烷醛的级分先在混合容器M1中预混合，然后计量加入到第一个容器B1(料流<1>)中。为第二和第三容器所设计的那一用量的链烷醛利用混合喷嘴M2和M3(料流<22>和<23>)被加入到对应的容器中。溶剂与碱混合，所形成的混合物被加入到第一个容器(料流<2>)中。
计量加入到第一个容器中的是作为料流<1>的114g/h由87.7wt％的对-叔丁基-苯甲醛和12.3wt％丙醛组成的混合物，和作为料流<2>的129.7g/h由4wt％的氢氧化钠水溶液(50wt％强度)和96wt％的甲醇组成的混合物。计量加入到第二容器中的是作为料流<22>的6.6g/h丙醛和计量加入第三容器中的是作为料流<23>的4.2g/h丙醛。单独可加热的容器的温度是在43℃和51℃之间。循环液体的量在各容器中被设定在1200ml/min。在反应器级联操作了8h的一段时间之后，来自第三容器的产物具有下面组成＜0.1wt％的丙醛；16.2wt％的对-叔丁基苯甲醛和28.3wt％的3-(对-叔丁基苯基)-2-甲基-2-丙烯醛。这对应于相当于理论值的60％的对-叔丁基苯甲醛转化率。基于苯甲醛衍生物的选择性因此是理论值的94％，和基于丙醛则是理论值的83％。
实施例4(有对-叔丁基苯甲醛和丙醛，催化剂甲醇钠的预混合)使用在实施例3中描述的并在图2中用图解法示出的装置。
计量加入到第一个容器的是作为料流<1>的114g/h由87.7wt％对-叔丁基-苯甲醛和12.3wt％丙醛组成的混合物，和作为料流<2>的123g/h每mol甲醇包括1mol甲醇钠的混合物。计量加入到第二容器中的是作为料流<22>的6.6g/h丙醛和计量加入第三容器中的是作为料流<23>的4.2g/h丙醛。单独可加热的容器的温度是在43℃和50℃之间。循环液体的量在各容器中被设定在1200ml/min。在反应器级联操作了8h的一段时间之后，来自第三容器的产物具有下面组成＜0.1wt％的丙醛；20.4wt％的对-叔丁基苯甲醛和20.3wt％的3-(对-叔丁基苯基)-2-甲基-2-丙烯醛。这对应于49％的对-叔丁基苯甲醛转化率。3-(对-叔丁基苯基)-2-甲基-2-丙烯醛的选择性因此是理论值的83％(基于苯甲醛衍生物)和理论值的59％(基于丙醛)。
实施例5(有对-叔丁基苯甲醛和丙醛，催化剂氢氧化钾溶液的预混合)使用在实施例3中描述的并在图2中用图解法示出的装置。
计量加入到第一个容器中的是作为料流<1>的114g/h由87.7wt％的对-叔丁基-苯甲醛和12.3wt％的丙醛组成的混合物，和作为料流<2>的123g/h的由5wt％的氢氧化钾水溶液(25wt％强度)和95wt％的甲醇组成的混合物。计量加入到第二容器中的是作为料流<22>的6.6g/h丙醛和计量加入第三容器中的是作为料流<23>的4.2g/h丙醛。单独可加热的容器的温度是在48℃和51℃之间。循环液体的量在各容器中被设定在1200ml/min。在反应器级联操作了24h的一段时间之后，来自第三容器的产物具有下面组成＜0.1wt％的丙醛；16.4wt％的对-叔丁基苯甲醛和30.8wt％的3-(对-叔丁基苯基)-2-甲基-2-丙烯醛。这对应于58％的对-叔丁基苯甲醛转化率。3-(对-叔丁基苯基)-2-甲基-2-丙烯醛的选择性因此是理论值的99％(基于苯甲醛衍生物)和理论值的91％(基于丙醛)。氢化(工艺步骤(b))该反应用于装有对应于本发明的织物填充料的泡罩塔(1000mm，27.3mm直径)中以进行氢化。该实验装置对应于图3。填充料的几何结构对应于Montz A1 1200型的商购织物填充料。填充料的每单位体积的表面积是1200m2/m3，这一数字仅仅与织物的表面积有关。含有悬浮催化剂的液体和气体以200m3/m2h的表面速度从下面加入到反应器中。
在10巴的氢压下连续进行该反应。所用催化剂是担载于具有30μm平均粒度的活性碳上的具有5％钯含量的普通悬浮催化剂。
实施例6用于填料泡罩塔的原料是来自在调节到pH 8.6之后对-叔丁基苯甲醛(TBA)与丙醛的连续醛醇缩合反应和无需蒸馏提纯的产物。该原料溶液通常具有组成为50wt％甲醇，29wt％2-甲基-3-(对-叔丁基苯基)丙烯醛(DHL)，13wt％的TBA，5wt％的水，1wt％的高沸点组分等。温度使用恒温器调节至60℃。在＞93％的选择性下转化率是＞96％。空间速度是5.8kgDHL/(kgcat*h)，和时空产率是118kgDHL/(m3h)。
实施例7
用于填料泡罩塔的原料是以上所述的原料(实施例6)，只是另外用来自氢化的产物按比率1∶2稀释。该原料溶液通常具有组成为50wt％甲醇，20wt％2-甲基-3-(对-叔丁基苯基)丙醛，10wt％2-甲基-3-(对-叔丁基苯基)丙烯醛，13wt％的TBA，5wt％的水，1wt％的高沸点组分等。在这一情况下同样使用恒温器将温度调节至60℃。原料的量是600g/h。在这些条件下，能够实现98.2％的转化率和同时88.4％的选择性。时空产率是103kgDHL/m3h，和空间速度是3.7kgDHL/(kgcat*h)。
实施例8用于填料泡罩塔的原料是以上所述的原料(实施例6)，只是另外用来自氢化的产物按比率1∶2稀释。该原料溶液通常具有组成为50wt％甲醇，20wt％2-甲基-3-(对-叔丁基苯基)丙醛，10wt％2-甲基-3-(对-叔丁基苯基)丙烯醛，13wt％的TBA，5wt％的水，1wt％的高沸点组分等。在这一情况下同样使用恒温器将温度调节至60℃。原料的量是900g/h。在这些条件下，能够实现94.5％的转化率和同时90％的选择性。时空产率是253kgDHL/m3h，和空间速度是8.5kgDHL/(kgcat*h)。
权利要求
1.一种方法，用于(a)通式I的肉桂醛衍生物的连续制备 其中R1，R2，R3，R4，R5和R6彼此独立地可以是氢，C1-C9-烷基或C1-C9-烷氧基，优选其中R1，R2，R3和R6彼此独立地是氢或C1-C9-烷基和R4和R5是氢的通式I的肉桂醛衍生物的连续制备，通过通式II的苯甲醛衍生物 与通式III的链烷醛在碱存在下的反应， 它包括在由级联系统中的多个反应器组成的设备中让反应物连续反应，和将链烷醛引入到该设备的一个以上的反应器中，以及(b)任选地，在循环反应器中在悬浮催化剂和氢气存在下的后续连续氢化，得到通式IV的二氢化肉桂醛衍生物， 其中R1到R6具有以上给出的意义。
2.根据权利要求1所要求的方法，其中在步骤(a)之后进行步骤(b)中的氢化。
3.根据权利要求1或2中所要求的方法，其中所使用的通式II的苯甲醛衍生物是苯甲醛本身，间-异丙基苯甲醛，对-异丙基苯甲醛，对-叔丁基苯甲醛，间-叔丁基苯甲醛，间-甲基苯甲醛，对-甲基苯甲醛，邻-甲基苯甲醛，间-甲氧基苯甲醛或对甲氧基苯甲醛，或这些苯甲醛衍生物中两种或多种的混合物。
4.根据权利要求1-3中任何一项所要求的方法，其中在设备中在(a)中所使用的反应器的数目是在2和20之间。
5.根据权利要求1-4中任何一项所要求的方法，其中在设备中在(a)中所使用的反应器的数目是在2和6之间。
6.根据权利要求1-5中任何一项所要求的方法，其中在(a)中使用的反应器是搅拌釜式反应器，环管反应器，喷射环管式反应器，喷射反应器或管式反应器，任选地具有再循环管路。
7.根据权利要求1-6中任何一项所要求的方法，其中链烷醛的各个小部分被引入到所使用的每一个反应器中。
8.根据权利要求1-7中任何一项所要求的方法，其中将所添加链烷醛总量当中的20％-70％引入到第一个反应器中。
9.根据权利要求1-8中任何一项所要求的方法，其中进行该方法的方式应使得苯甲醛衍生物的转化率是在20％和95％之间。
10.根据权利要求1-9中任何一项所要求的方法，其中该链烷醛中的至少一些与一些或全部的苯甲醛衍生物混合来以预混物形式使用。
11.根据权利要求1-10中任何一项所要求的方法，其中在反应混合物中通式II的苯甲醛衍生物和通式III的链烷醛的摩尔比率是在5mol/mol和100mol/mol之间。
12.根据权利要求1-11中任何一项所要求的方法，其中该二氢化肉桂醛选自2-甲基-3-(对-异丙基苯基)-丙醛或2-甲基-3-(对-叔丁基苯基)丙醛。
13.根据权利要求1-12中任何一项所要求的方法，其中肉桂醛衍生物的氢化是在没有预先提纯的情况下在有内填充物的悬浮反应器中进行。
14.根据权利要求1-13中任何一项所要求的方法，其中氢化(b)的催化剂颗粒具有0.0001-2mm的平均粒度。
15.根据权利要求1-14中任何一项所要求的方法，其中在(b)的加氢反应器中使用的内填充物是织物填充物或金属片填充物。
16.根据权利要求1-15中任何一项所要求的方法，其中气相和液相的表面速度是高于50m3/m2h。
17.根据权利要求1-16中任何一项所要求的方法，其中在(b)中使用的反应器是喷射反应器，泡罩塔式反应器或管束反应器。
18.根据权利要求1-17中任何一项所要求的方法，其中在(b)中的悬浮催化剂包括至少钯作为活性组分。
19.根据权利要求18所要求的方法，其中钯的比例是0.1-10wt％。
20.根据权利要求18或19所要求的方法，其中该催化剂是在含有SiO2，TiO2，ZrO2，Al2O3或碳的载体上使用的。
21.根据权利要求18-20中任何一项所要求的方法，其中该催化剂是在含有活性碳的载体上使用的。
全文摘要
本发明涉及一种由苯甲醛衍生物与链烷醛在碱存在下的连续反应来制备肉桂醛或肉桂醛衍生物和任选作为最后一步的在循环反应器中在悬浮催化剂和氢气存在下的连续氢化得到二氢化肉桂醛衍生物的连续方法。
文档编号C07C45/73GK1379750SQ00814275
公开日2002年11月13日 申请日期2000年10月10日 优先权日1999年10月14日
发明者J·特蕾尔, A·克拉默尔, A·威皮尔－伊德尔曼, M·舒利克, R·本福尔, J·施奥希格, M·哈克, H-G·格奥贝尔 申请人:巴斯福股份公司