醇醛的生产方法

专利名称：醇醛的生产方法
技术领域：
本发明部分涉及用于选择性生产一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的方法。本发明部分也涉及作为反应主要产物的含有一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的反应混合物。
本发明背景醇醛如6-羟基己醛是很有价值的中间体，它们在例如生产ε-己内酯、ε-己内酰胺、己二酸和1,6-己二醇中有用。目前用来生产醇醛的各种方法具有各种各样的缺点。例如用来生产6-羟基己醛的各种原料价格相对较贵。此外，在各种先有技术方法中对6-羟基己醛的选择性较低。因此，人们希望从相对廉价的原料中选择性生产醇醛并且以一种工业上可以使用的方法来进行。
本发明公开我们己发现可以以高的选择性将链二烯或戊烯醛转化成直链醇醛。我们也发现可以高的直链支链异构体比将不饱和醇如具有内烯烃不饱和度的醇氢甲酰化为醇醛如末端醛，例如3-戊烯-1-醇以高的直链支链异构体比加氢甲酰化为6-羟基己醛。特别是我们已惊奇地发现通过使用具有加氢甲酰化(hydrocarbonylation)/氢甲酰化(hydroformylation)/异构化能力的催化剂可将丁二烯转化为各种直链6-羟基己醛如6-羟基己醛。我们也发现通过在金属-配位体配位催化剂和任选的游离配位体(其中，优选该配位体为强碱性和低空间松密度)的存在下并且在一种促进剂，即具有pKa为约1-约35的可电离氢的有机或无机化合物的存在下进行加氢甲酰化反应可得到高的选择性和高的直链支链异构体比。
本发明涉及用于生产一种或多种取代或未取代醇醛如6-羟基己醛的方法，它包括在加氢甲酰化反应催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂的存在下，将一种或多种取代或未取代的链二烯如丁二烯进行加氢甲酰化作用以及在氢甲酰化反应催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂的存在下，进行氢甲酰化作用来生产一种或多种取代或未取代的醇醛。
本发明也涉及用于生产一种或多种取代或未取代醇醛如6-羟基己醛的方法，它包括在加氢甲酰化催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂的存在下，将一种或多种取代或未取代的戊烯醛进行加氢甲酰化反应来生产一种或多种取代或未取代的醇醛。
本发明还涉及用于生产一种或多种取代或未取代醇醛如6-羟基己醛的方法，它包括在氢甲酰化反应催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂的存在下，将一种或多种取代或未取代的不饱和醇(优选具有至少4个碳原子如戊烯-1-醇)进行氢甲酰化反应来生产所述一种或多种取代或未取代的醇醛。
本发明还涉及用于生产一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的方法，它包括(a)在加氢甲酰化反应催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂的存在下使一种或多种取代或未取代的链二烯如丁二烯进行氢甲酰化反应来生产一种或多种取代或未取代的不饱和醇；和(b)在氢甲酰化催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂的存在下将所述一种或多种取代或未取代的不饱和醇进行加氢甲酰化反应来生产所述一种或多种取代或未取代的醇醛。步骤(a)中的加氢甲酰化反应的条件与步骤(b)中的氢甲酰化反应的条件可以相同或不同，而且步骤(a)中的加氢甲酰化催化剂与步骤(b)中的氢甲酰化催化剂可以相同或不同。
本发明也涉及用于生产一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的方法，它包括在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的链二烯如丁二烯与一氧化碳和氢反应来生产一种或多种取代或未取代的不饱和醇如戊烯-1-醇，并且在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂及任选的游离配位体的存在下，使所述一种或多种取代或未取代的不饱和醇与一氧化碳和氢反应来生产所述一种或多种取代或未取代的醇醛。在一优选实施方案中，所述金属-配位体配位催化剂是金属-有机磷配位体配位催化剂，而所述促进剂是该方法的一种或多种原料、中间体或产物。
本发明还涉及用于生产一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的方法，它包括在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的戊烯醛与一氧化碳和氢反应来生产一种或多种取代或未取代的醇醛。在一优选实施方案中，所述金属-配位体配位催化剂是金属-有机磷配位体配位催化剂，而所述促进剂是该方法的一种或多种原料、中间体或产物。
本发明还涉及用于生产一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的方法，它包括在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的不饱和醇(优选具有至少4个碳原子如戊烯-1-醇)与一氧化碳和氢反应来生产所述一种或多种取代或未取代的醇醛。
本发明也涉及用于生产一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的方法，它包括(a)在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的链二烯如丁二烯与一氧化碳和氢反应来生产一种或多种取代或未取代的不饱和醇如戊烯-1-醇，和(b)在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂及任选的游离配位体的存在下，使所述一种或多种取代或未取代的不饱和醇与一氧化碳和氢反应来生产所述一种或多种取代或未取代的醇醛。步骤(a)中的加氢甲酰化反应的条件与步骤(b)中的氢甲酰化反应的条件可以相同或不同，而且步骤(a)中的加氢甲酰化反应催化剂与步骤(b)中的氢甲酰化反应催化剂可以相同或不同。
本发明部分还涉及用于生产分批或连续产生的反应混合物的方法，该反应混合物包含(1)一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛如6-羟基己醛；(2)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇，如顺式-2-戊烯-1-醇、反式-2-戊烯-1-醇、顺式-3-戊烯-1-醇、反式-3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇；(3)任选的一种或多种取代或未取代的5-羟基戊醛和/或其环内半缩醛(cyclic lactol)衍生物如2-甲基-5-羟基戊醛；(4)任选的一种或多种取代或未取代的4-羟基丁醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-乙基-4-羟基丁醛；(5)任选的一种或多种取代或未取代的戊-1-醇；(6)任选的一种或多种取代或未取代的戊醛；(7)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯醛，如顺式-2-戊烯醛、反式-2-戊烯醛、顺式-3-戊烯醛、反式-3-戊烯醛和/或4-戊烯醛；(8)任选的一种或多种取代或未取代的1,6-己二醛如己二醛；(9)任选的一种或多种取代的1,5-戊二醛如2-甲基戊二醛；(10)任选的一种或多种取代的1,4-丁二醛如2,3-二甲基丁二醛和2-乙基丁二醛；和(11)一种或多种取代或未取代的丁二烯如丁二烯；其中组分(1)与组分(2)、(3)、(4)、(5)、(6)(7)、(8)、(9)和(10)总和的重量比大于约0.1，优选大于约0.25，更优选大于约1.0；而组分(11)与组分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)和(10)总和的重量比为约0-约100，优选为约0.001-约50；该方法包括使一种或多种取代或未取代的丁二烯如丁二烯在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂及任选的游离配位体的存在下，与一氧化碳和氢反应来生产一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇，并在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂及任选的游离配位体的存在下，使所述一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇与一氧化碳和氢反应来生产所述分批或连续产生的反应混合物。在一优选实施方案中，所述金属-配位体配位催化剂是金属-有机磷配位体配位催化剂，而所述促进剂是该方法的一种或多种原料、中间体或产物。
本发明部分还进一步涉及用于生产分批或连续产生的反应混合物的方法，该反应混合物包含(1)一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛如6-羟基己醛；(2)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇，如顺式-2-戊烯-1-醇、反式-2-戊烯-1-醇、顺式-3-戊烯-1-醇、反式-3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇；(3)任选的一种或多种取代或未取代的5-羟基戊醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-甲基-5-羟基戊醛；(4)任选的一种或多种取代或未取代的4-羟基丁醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-乙基-4-羟基丁醛；(5)任选的一种或多种取代或未取代的戊-1-醇；(6)任选的一种或多种取代或未取代的戊醛；和(7)一种或多种取代或未取代的戊烯醛，如顺式-2-戊烯醛、反式-2-戊烯醛、顺式-3-戊烯醛、反式-3-戊烯醛和/或4-戊烯醛；其中组分(1)与组分(2)、(3)、(4)、(5)和(6)总和的重量比大于约0.1，优选大于约0.25，更优选大于约1.0；而组分(7)与组分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)和(6)总和的重量比为约0-约100，优选约为0.001-约50；该方法包括使一种或多种取代或未取代的戊烯醛在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂及任选的游离配位体的存在下，与一氧化碳和氢反应来生产所述分批或连续产生的反应混合物。在一优选实施方案中，所述金属-配位体配位催化剂是金属-有机磷配位体配位催化剂，而所述促进剂是该方法的一种或多种原料、中间体或产物。
本发明部分也涉及用于生产分批或连续产生的反应混合物的方法，该反应混合物包含(1)一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛如6-羟基己醛；(2)一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇，如顺式-2-戊烯-1-醇、反式-2-戊烯-1-醇、顺式-3-戊烯-1-醇、反式-3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇；(3)任选的一种或多种取代或未取代的5-羟基戊醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-甲基-5-羟基戊醛；(4)任选的一种或多种取代或未取代的4-羟基丁醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-乙基-4-羟基丁醛；和(5)任选的一种或多种取代或未取代的戊醛；其中组分(1)与组分(3)、(4)和(5)总和的重量比大于约0.1，优选大于约0.25，更优选大于约1.0；而组分(2)与组分(1)、(3)、(4)和(5)总和的重量比为约0-约100，优选为约0.001-约50；该方法包括使一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂及任选的游离配位体的存在下，与一氧化碳和氢反应来生产所述分批或连续产生的反应混合物。
本发明部分还涉及用于生产分批或连续产生的反应混合物的方法，该反应混合物包含(1)一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛如6-羟基己醛；(2)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇，如顺式-2-戊烯-1-醇、反式-2-戊烯-1-醇、顺式-3-戊烯-1-醇、反式-3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇；(3)任选的一种或多种取代或未取代的5-羟基戊醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-甲基-5-羟基戊醛；(4)任选的一种或多种取代或未取代的4-羟基丁醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-乙基-4-羟基丁醛；
(5)任选的一种或多种取代或未取代的戊-1-醇；(6)任选的一种或多种取代或未取代的戊醛；(7)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯醛，如顺式-2-戊烯醛、反式-2-戊烯醛、顺式-3-戊烯醛、反式-3-戊烯醛和/或4-戊烯醛；(8)任选的一种或多种取代或未取代的1,6-己二醛如己二醛；(9)任选的一种或多种取代的1,5-戊二醛如2-甲基戊二醛；(10)任选的一种或多种取代的1,4-丁二醛如2,3-二甲基丁二醛和2-乙基丁二醛；和(11)一种或多种取代或未取代的丁二烯如丁二烯；其中组分(1)与组分(2)、(3)、(4)、(5)、(6)(7)、(8)、(9)和(10)总和的重量比大于约0.1，优选大于约0.25，更优选大于约1.0；而组分(11)与组分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)和(10)总和的重量比为约0-约100，优选为约0.001-约50；该方法包括(a)在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的丁二烯如丁二烯与一氧化碳和氢反应来生产一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇，和(b)在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂及任选的游离配位体的存在下，使所述一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇与一氧化碳和氢反应来生产所述分批或连续产生的反应混合物。步骤(a)中的加氢甲酰化反应的条件与步骤(b)中的氢甲酰化反应的条件可以相同或不同，而且步骤(a)中的加氢甲酰化反应催化剂与步骤(b)中的氢甲酰化反应催化剂可以相同或不同。
本发明还涉及用于生产包含一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的反应混合物的方法，该方法包括在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的链二烯如丁二烯与一氧化碳和氢反应来生产一种或多种取代或未取代的不饱和醇如戊烯-1-醇，和在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂及任选的游离配位体的存在下，使所述一种或多种取代或未取代的不饱和醇与一氧化碳和氢反应来生产所述包含一种或多种取代或未取代醇醛的反应混合物。在一优选实施方案中，所述金属-配位体配位催化剂是金属-有机磷配位体配位催化剂，而所述促进剂是该方法的一种或多种原料、中间体或产物。
本发明也涉及用于生产包含一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的反应混合物的方法，该方法包括在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的戊烯醛与一氧化碳和氢反应来生产所述包含一种或多种取代或未取代醇醛的反应混合物。在一优选实施方案中，所述金属-配位体配位催化剂是金属-有机磷配位体配位催化剂，而所述促进剂是该方法的一种或多种原料、中间体或产物。
本发明还涉及用于生产包含一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的反应混合物的方法，该方法包括在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的不饱和醇，优选具有至少4个碳原子如戊烯-1-醇与一氧化碳和氢反应来生产所述包含一种或多种取代或未取代醇醛的反应混合物。
本发明还涉及用于生产包含一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的反应混合物的方法，该方法包括(a)在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的链二烯如丁二烯与一氧化碳和氢反应来生产一种或多种取代或未取代的不饱和醇如戊烯-1-醇，和(b)在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂及任选的游离配位体的存在下，使所述一种或多种取代或未取代的不饱和醇与一氧化碳和氢反应来生产所述包含一种或多种取代或未取代醇醛的反应混合物。步骤(a)中的加氢甲酰化反应的条件与步骤(b)中的氢甲酰化反应的条件可以相同或不同，而且步骤(a)中的加氢甲酰化反应催化剂与步骤(b)中的氢甲酰化反应催化剂可以相同或不同。
本发明的方法可获得链二烯、戊烯醛和戊烯-1-醇对6-羟基己醛的高选择性，也就是说通过本发明方法可获得戊烯-1-醇对6-羟基己醛至少10％(重量)，最高达85％(重量)或以上的选择性。同时，本发明的方法可获得高的直链支链异构体比，例如加氢甲酰化的丁二烯/氢甲酰化的丁二烯对6-羟基己醛可获得高的直链支链异构体比。
本发明部分也涉及分批或连续产生的反应混合物，该混合物包含(1)一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛如6-羟基己醛；(2)一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇，如顺式-2-戊烯-1-醇、反式-2-戊烯-1-醇、顺式-3-戊烯-1-醇、反式-3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇；(3)任选的一种或多种取代或未取代的5-羟基戊醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-甲基-5-羟基戊醛；(4)任选的一种或多种取代或未取代的4-羟基丁醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-乙基-4-羟基丁醛；和(5)任选的一种或多种取代或未取代的戊醛；其中组分(1)与组分(3)、(4)和(5)总和的重量比大于约0.1，优选大于约0.25，更优选大于约1.0；而组分(2)与组分(1)、(3)、(4)和(5)总和的重量比为约0-约100，优选为约0.001-约50。
本发明部分还进一步涉及分批或连续产生的反应混合物，该混合物包含(1)一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛如6-羟基己醛；(2)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇，如顺式-2-戊烯-1-醇、反式-2-戊烯-1-醇、顺式-3-戊烯-1-醇、反式-3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇；(3)任选的一种或多种取代或未取代的5-羟基戊醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-甲基-5-羟基戊醛；
(4)任选的一种或多种取代或未取代的4-羟基丁醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-乙基-4-羟基丁醛；(5)任选的一种或多种取代或未取代的戊-1-醇；(6)任选的一种或多种取代或未取代的戊醛；和(7)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯醛，如顺式-2-戊烯醛、反式-2-戊烯醛、顺式-3-戊烯醛、反式-3-戊烯醛和/或4-戊烯醛；其中组分(1)与组分(2)、(3)、(4)、(5)和(6)总和的重量比大于约0.1，优选大于约0.25，更优选大于约1.0；而组分(7)与组分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)和(6)总和的重量比为约0-约100，优选为约0.001-约50。
本发明部分还涉及分批或连续产生的反应混合物，该混合物包含(1)一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛如6-羟基己醛；(2)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇，如顺式-2-戊烯-1-醇、反式-2-戊烯-1-醇、顺式-3-戊烯-1-醇、反式-3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇；(3)任选的一种或多种取代或未取代的5-羟基戊醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-甲基-5-羟基戊醛；(4)任选的一种或多种取代或未取代的4-羟基丁醛和/或其环内半缩醛衍生物如2-乙基-4-羟基丁醛；(5)任选的一种或多种取代或未取代的戊-1-醇；(6)任选的一种或多种取代或未取代的戊醛；(7)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯醛，如顺式-2-戊烯醛、反式-2-戊烯醛、顺式-3-戊烯醛、反式-3-戊烯醛和/或4-戊烯醛；(8)任选的一种或多种取代或未取代的1,6-己二醛如己二醛；(9)任选的一种或多种取代的1,5-戊二醛如2-甲基戊二醛；(10)任选的一种或多种取代的1,4-丁二醛如2,3-二甲基丁二醛和2-乙基丁二醛；和(11)一种或多种取代或未取代的丁二烯如丁二烯；其中组分(1)与组分(2)、(3)、(4)、(5)、(6)(7)、(8)、(9)和(10)总和的重量比大于约0.1，优选大于约0.25，更优选大于约1.0；而组分(11)与组分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)和(10)总和的重量比为约0-约100，优选为约0.001-约50。
本发明部分也涉及包含一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的反应混合物，其中通过以下方法来制备所述反应混合物，所述方法包括在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的链二烯如丁二烯与一氧化碳和氢反应来生产一种或多种取代或未取代的不饱和醇如戊烯-1-醇，并且在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂及任选的游离配位体的存在下，使所述一种或多种取代或未取代的不饱和醇与一氧化碳和氢反应来生产所述包含一种或多种取代或未取代醇醛的反应混合物。在一优选实施方案中，所述金属-配位体配位催化剂是金属-有机磷配位体配位催化剂，而所述促进剂是该方法的一种或多种原料、中间体或产物。
本发明部分还涉及包含一种或多种取代或未取代醇醛如6-羟基己醛的反应混合物，其中通过以下方法来制备所述反应混合物，所述方法包括在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的戊烯醛与一氧化碳和氢反应来生产所述包含一种或多种取代或未取代醇醛的反应混合物。在一优选实施方案中，所述金属-配位体配位催化剂是金属-有机磷配位体配位催化剂，而所述促进剂是该方法的一种或多种原料、中间体或产物。
本发明部分还进一步涉及包含一种或多种取代或未取代醇醛如6-羟基己醛的反应混合物，其中通过以下方法来制备所述反应混合物，所述方法包括在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的不饱和醇，优选具有至少4个碳原子如戊烯-1-醇与一氧化碳和氢反应来生产所述包含一种或多种取代或未取代醇醛的反应混合物。
本发明部分也涉及包含一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛的反应混合物，其中通过以下方法来制备所述反应混合物，所述方法包括(a)在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的链二烯如丁二烯与一氧化碳和氢反应来生产一种或多种取代或未取代的不饱和醇如戊烯-1-醇，和(b)在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂及任选的游离配位体的存在下，使所述一种或多种取代或未取代的不饱和醇与一氧化碳和氢反应来生产所述包含一种或多种取代或未取代醇醛的反应混合物。步骤(a)中的加氢甲酰化反应的条件与步骤(b)中的氢甲酰化反应的条件可以相同或不同，而且步骤(a)中的加氢甲酰化反应催化剂与步骤(b)中的氢甲酰化反应催化剂可以相同或不同。
本发明的反应混合物是与众不同的，因为其制备方法可以一种适用于工业生产制备6-羟基己醛的方式获得对6-羟基己醛高的选择性。具体地说，本发明的反应混合物是与众不同的，因为其制备方法使得在不会产生大量副产物如戊醇和戊醛的情况下，以较高的收率生产6-羟基己醛。
本发明详述加氢甲酰化反应阶段或步骤本发明的加氢甲酰化反应阶段或步骤包括将一种或多种取代或未取代的链二烯转化成一种或多种取代或未取代的不饱和醇和/或将一种或多种取代或未取代的戊烯醛转化成一种或多种取代或未取代的醇醛。本发明的加氢甲酰化反应阶段或步骤可在一个或多个步骤或阶段(优选一步法)中进行。此处所用的术语“加氢甲酰化反应”意指包括所有容许的包括将一种或多种取代或未取代的链二烯转化成一种或多种取代或未取代的不饱和醇和/或将一种或多种取代或未取代的戊烯醛转化成一种或多种取代或未取代的醇醛的加氢甲酰化方法。一般而言，加氢甲酰化步骤或阶段包括在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂和任选的游离配位体的存在下使一种或多种取代或未取代的链二烯如丁二烯与一氧化碳和氢反应生成一种或多种取代或未取代的不饱和醇如戊烯-1-醇和/或在金属-配位体配位催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂、促进剂和任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的戊烯醛与一氧化碳和氢反应生成一种或多种取代或未取代的醇醛如6-羟基己醛。在本发明中有用的一个优选的加氢甲酰化方法公开于美国专利申请系列第(D-17761)号(在与此相同的时间申请)中，其公开的内容此处通过引用并入本文。
本发明的加氢甲酰化阶段或步骤包括通过在金属-配位体配位催化剂和任选在一种液体介质(也含有促进剂)中的游离配位体的存在下，使链二烯或戊烯醛与一氧化碳和氢反应来生产不饱和醇或醇醛。该反应可以以连续气体循环方式或更优选以下述连续液体催化剂循环的方式按连续单程的模式进行。此处可用的加氢甲酰化反应处理技术可对应于任何己知的处理技术。
此处可用的加氢甲酰化反应过程混合物包括任何衍生自任何相应的加氢甲酰化方法的溶液，该溶液可含有至少一些量的四种主要不同的成分或组分即不饱和醇或醇醛产物、金属-配位体配位催化剂、促进剂和任选的游离配位体，所述各种成分对应于那些由加氢甲酰化方法(加氢甲酰化反应混合物原料可由此衍生)所用和/或所产生的成分。所谓“游离配位体”意指未与配位催化剂的金属如铑原子配位(连接或结合)的有机磷配位体。应理解的是此处可采用的加氢甲酰化反应过程混合物的组成可以并通常含有少量另外的成分如在加氢甲酰化过程中所采用的或在所述过程中就地生成的那些成分。这些也可以存在的成分的实例包括未反应的链二烯或戊烯醛原料、一氧化碳和氢气，以及就地生成类型的产物如饱和醇和/或对应于链二烯或戊烯醛原料的未反应异构化的烯烃和高沸点的液体副产物，以及其它惰性助溶剂类型的物质或烃添加剂(如果使用的话)。
在加氢甲酰化反应阶段或步骤中有用的催化剂包括金属-配位体配位催化剂。组成金属-配位体配合物的容许的金属包括选自铑(Rh)、钴(Co)、铱(Ir)、钌(Ru)、铁(Fe)、镍(Ni)、钯(Pd)、铂(Pt)、锇(Os)及其混合物的8、9和10族的金属，优选的金属为铑、钴、铱和钌，更优选为铑、钴和钌，尤其优选铑。容许的配位体包括例如有机磷、有机砷和有机锑配位体或其混合物，优选有机磷配位体。组成金属-有机磷配位体配合物的容许的有机磷配位体和游离的有机磷配位体包括一-、二-、三-和更高的聚-(有机膦)化合物，优选那些高碱性和低空间松密度的配位体。例证性的容许有机磷配位体包括，例如有机膦、有机亚磷酸酯、有机膦酸酯(phosphonites)、有机次膦酸酯(phosphinites)、含有有机磷氮的配位体、含有有机磷硫的配位体、含有有机磷硅的配位体等。其它容许的配位体包括例如含有杂原子的配位体，如述于美国专利申请系列第(D-17646-1)号(1997年3月10日申请)中的配位体，其公开的内容此处通过引用并入本文。在金属-配位体配位催化剂和/或游离配位体中，如需要可以使用这些配位体的混合物，而且这些混合物可以相同或不同。应注意的是本发明的成功实施并不依赖于并基于金属-配位体配合物种类的精确结构，它们可以以其单核、双核和/或较高核(nuclearity)的形式存在。事实上我们不知道其精确的结构。虽然我们此处不想受缚于任何理论或机理，但似乎催化种类可以处于其基本上由与配位体和一氧化碳(当使用时)配位结合的金属所组成的最简单的形式。
此处和权利要求书中所用的术语“配合物”意指通过一个或多个可与一个或多个贫电子或原子(其本身也可单独存在)单独存在的富电子的分子或原子的联合而形成的配位化合物。例如，可用于此处的配位体即有机磷配位体可具有一个或多个磷供电子原子，每一个供电子原子具有可利用或未共享电子对(每一对都可单独或与金属一起(如通过鳌合作用)形成配位共价键)。一氧化碳(适当地也应归类为配位体)也可存在并与金属配位。配位催化剂的元素组成也可含有一种其它配位体如氢或满足金属配位部位或核电荷的阴离子。例证性的其它配位体包括，例如卤素(Cl、Br、I)、烷基、芳基、取代的芳基、酰基、CF3、C2F5、CN、(R)2PO和RP(O)(OH)O(其中每一个R是相同或不同的，为取代或未取代的烃基如烷基或芳基)、乙酸盐、乙酰丙酮化物、SO4、BF4、PF6、NO2、NO3、CH3O、CH2=CHCH2、CH3CH=CHCH2、C6H5CN、CH3CN、NO、NH3、吡啶、(C2H5)3N、单烯烃、二烯烃和三烯烃、四氢呋喃等。当然应理解的是该配合物种类优选为非任何可能使催化剂中毒和对催化剂性能造成不利影响的其它有机配位体或阴离子。在金属-配位体配合物催化的加氢甲酰化反应中优选活性催化剂不含直接结合到金属上的卤素和硫(虽然这样做可能没有绝对的必要)。优选的金属-配位体配位催化剂包括铑-有机膦配位体配位催化剂。
在这些金属上可利用的配位部位的数量在本领域是众所周知的。因而催化种类可以包括单体、二聚或更高核形式的配位催化剂混合物，优选其特征为每一个金属如铑至少具有一个配合的含磷分子。如上所述，考虑到加氢甲酰化反应采用一氧化碳和氢气，我们认为除了有机磷配位体外，用于加氢甲酰化反应中的优选催化剂的催化种类可与一氧化碳和氢配合。
在可用作金属-有机膦配位催化剂的配位体和/或加氢甲酰化反应混合物的游离有机膦配位体的有机膦当中，原料为一-、二-、三-和聚-(有机膦)如三有机膦、三烷基膦、烷基二芳基膦、二烷基芳基膦、二环烷基芳基膦、环烷基二芳基膦、三芳烷基膦、三环烷基膦和三芳基膦、烷基和/或芳基二膦和双膦一氧化物，以及含有选自磺酸盐、羧酸盐、膦酸盐和季铵化合物盐等中至少一种离子部分的离子型三有机膦。当然如需要，可用对加氢甲酰化反应的所需结果不造成不利影响的任何适宜取代基取代这种非离子和离子型叔有机膦的任何烃基。可用于加氢甲酰化反应的有机膦配位体和/或其制备方法在本领域中是公知的。
例证性的三有机膦配位体可用下式表示
式中，每一个R1相同或不同，为取代或未取代的一价烃基如烷基、环烷基或芳基。在一个优选的实施方案中，每一个R1相同或不同，并选自伯烷基、仲烷基、叔烷基和芳基。适宜的烃基可含有1-24个或更多个碳原子。例证性的在烃基上可存在的取代基包括，例如取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的甲硅烷基如-Si(R2)3；氨基如-N(R2)2；酰基如-C(O)R2；羧基如-C(O)OR2；酰氧基如-OC(O)R2；酰氨基如-C(O)N(R2)2和-N(R2)C(O)R2；离子基如-SO3M，其中M代表无机或有机阳离子原子或基团；磺酰基如-SO2R2；醚基如-OR2；亚硫酰基如-SOR2；氢硒基如-SeR2；烃硫基如-SR2以及卤素、硝基、氰基、三氟甲基和羟基等，其中每一个R2相互独立地代表相同或不同的取代或未取代的一价烃基，条件是在氨基取代基如-N(R2)2中，每一个R2合在一起也可以表示一个与氮原子形成杂环基团的二价桥连基，而在酰氨基取代基如-C(O)N(R2)2和-N(R2)C(O)R2中，每一个结合到N上的-R2也可以是氢。例证性的烷基基团包括，例如甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、环己基、异丙基等。例证性的芳基基团包括，例如苯基、萘基、氟苯基、二氟苯基、苯甲酰氧基苯基、羰基乙氧基苯基、乙酰基苯基、乙氧基苯基、苯氧基苯基、羟基苯基；羧基苯基、三氟甲基苯基、甲氧基乙基苯基、乙酰氨基苯基、二甲基氨基甲酰基苯基、甲苯基、二甲苯基、4-二甲基氨基苯基、2,4,6-三甲氧基苯基等。
例证性的具体有机膦包括，例如三甲基膦、三乙基膦、三丁基膦、三辛基膦、二乙基丁基膦、二乙基-正-丙基膦、二乙基异丙基膦、二乙基苄基膦、二乙基环戊基膦、二乙基环己基膦、三苯基膦、三-对-甲苯基膦、三-对-甲氧基苯基膦、三-二甲基氨基苯基膦、丙基二苯基膦、叔-丁基二苯基膦、正-丁基二苯基膦、正-己基二苯基膦、环己基二苯基膦、二环己基苯基膦、三环己基膦、三苄基膦、DIOP即(4R,5R)-(-)-O-亚异丙基-2,3-二羟基-1,4-双(二苯基膦基)丁烷和/或(4S,5S)-(+)-O-亚异丙基-2,3-二羟基-1,4-双(二苯基膦基)丁烷和/或(4S,5R)-(-)-O-亚异丙基-2,3-二羟基-1,4-双(二苯基膦基)丁烷、取代或未取代的二环双膦如1,2-双(1,4-亚环辛基膦基)乙烷、1,3-双(1,4-亚环辛基膦基)丙烷、1,3-双(1,5-亚环辛基膦基)丙烷和1,2-双(2,6-二甲基-1,4-亚环辛基膦基)乙烷、取代或未取代的双(2,2′-二苯基膦基甲基)联苯如双(2,2′-二苯基膦基甲基)联苯和双{2,2′-二(4-氟苯基)膦基甲基}联苯、MeC(CH2PPh2)3(triphos)、NaO3S(C6H4)CH2C(CH2PPh2)3(sulphos)、双(二苯基膦基)二茂铁、双(二异丙基膦基)二茂铁、双(二苯基膦基)二茂钌以及磺化三苯基膦如(三-间-磺苯基)膦和(间-磺苯基)二苯基膦等的碱金属和碱土金属盐。
优选的组成金属-有机磷配位体配位催化剂的有机磷配位体和游离有机磷配位体是高度碱性的配位体。一般而言，有机磷配位体的碱性应大于或等于三苯基膦的碱性(pKb为2.74)，例如，约为2.74-15。适宜的有机磷配位体的pKb约为3或更大，优选pKb为约3-约12，更优选pKb为约5-约12。在下表Ⅰ中给出了在本发明中有用的例证性有机磷配位体的pKb值。此外，在本发明中有用的有机磷配位体具有足以促进加氢甲酰化反应的空间松密度。单齿有机磷配位体的空间松密度应小于或等于210°的Tolman锥角，优选小于或等于三环己基膦(Tolman锥角=170°)的空间松密度。具有所需碱性和空间松密度的有机磷配位体包括，例如取代或未取代的三-伯-烷基膦(如三辛基膦、二乙基丁基膦、二乙基异丁基膦)、二-伯-烷基芳基膦(如二乙基苯基膦、二乙基-对-N,N-二甲基苯基膦)、二-伯-烷基-一-仲-烷基膦(如二乙基异丙基膦、二乙基环己基膦)、二-伯-烷基-叔-烷基膦(如二乙基-叔丁基膦)、一-伯-烷基-二芳基膦(如二苯基甲基膦)、一-伯-烷基-二-仲-烷基膦(如二环己基乙基膦)、三芳基膦(如三-对-N,N-二甲基氨基苯基膦)、三-仲烷基膦(如三环己基膦)、一-伯烷基-一-仲烷基-一-叔烷基膦(如乙基异丙基叔丁基膦)等。容许的有机磷配位体可用任何适宜的官能度取代，并可包括如以下描述促进剂。
表Ⅰ有机磷配位体 pKb三甲基膦 8.7三乙基膦 8.7三-正-丙基膦 8.7三-正-丁基膦 8.4三-正-辛基膦 8.4三-叔丁基膦11.4二乙基-叔-丁基膦 10.1三环己基膦 10二苯基甲基膦 4.5二乙基苯基膦 6.4二苯基环己基膦 5二苯基乙基膦 4.9三(对-甲氧基苯基)膦4.6三苯基膦 2.74三(对-N,N-二甲基氨基苯基)膦8.65三(对-甲基苯基)膦 3.84更具体的说，例证性的金属-有机膦配位催化剂和例证性的游离有机膦配位体包括，例如公开于美国专利第3,239,566号、第3,527,809号、第4,148,830号、第4,247,486号、第4,283,562号、第4,400,548号、第4,482,749号、第4,861,918号和美国专利申请系列第(D-17459-1)号(与此相同的时间申请)中的那些，其公开的内容此处通过引用并入本文。
其它例证性的组成金属-有机磷配位体配合物的容许有机磷配位体和游离有机磷配位体包括，例如公开于美国专利第4,567,306号、第4,599,206号、第4,668,651号、第4,717,775号、第3,415,906号、第4,567,306号、第4,599,206号、第4,748,261号、第4,769,498号、第4,717,775号、第4,885,401号、第5,202,297号、第5,235,113号、第5,254,741号、第5,264,616号、第5,312,996号、第5,364,950号和第5,391,801号中的那些，其公开的内容此处通过引用并入本文。还有其它例证性的组成金属-有机磷配位体配合物的容许有机磷配位体和游离有机磷配位体包括述于以下氢甲酰化反应部分中的那些。
可通过更详细公开于以下氢甲酰化反应部分中的各种方法来生成在加氢甲酰化反应步骤或阶段中有用的金属-配位体配位催化剂。如更详细公开于以下氢甲酰化反应部分中的内容，金属-配位体配位催化剂可以是均相或多相的形式。
我们己经提及加氢甲酰化反应阶段或步骤包括使用此处所述的金属-配位体配位催化剂。当然如需要，也可采用这些催化剂的混合物。存在于给定加氢甲酰化反应方法的反应介质中的金属-配位体配位催化剂的量仅需要是提供所需使用的给定金属浓度的所需的最小量，而这将为催化所包括的具体加氢甲酰化反应(如公开于上述专利中)所需的至少金属的催化量提供基础。一般而言，催化剂的浓度可为几个ppm至百分之几(重量)。在上述催化剂中可用的有机磷配位体摩尔比通常为约0.5∶1或更小至约1000∶1或更大。催化剂浓度将取决于加氢甲酰化反应条件及所采用的溶剂。
一般而言，基于反应混合物的总重量计，加氢甲酰化反应混合物中有机磷配位体的浓度可约为O.005-25％(重量)。基于反应混合物的总重量计，优选配位体的浓度为0.01-15％(重量)，更优选约为0.05-10％(重量)。
一般而言，基于反应混合物的重量计，加氢甲酰化反应混合物中金属的浓度可高达约2000ppm(重量)或更高。基于反应混合物的重量计，优选金属的浓度约为50-1500ppm(重量)，更优选约为70-1200ppm(重量)。
在加氢甲酰化反应阶段或步骤介质中，除了金属-配位体配位催化剂外，也可以存在游离配位体(即不与铑金属配位的配位体)。游离配位体可对应于任何上述定义的、此处可使用的上述含磷配位体。最好该游离配位体与所用的金属-配位体配位催化剂的配位体相同。然而在任何给定的方法中这些配位体不一定要相同。在加氢甲酰化反应方法介质中，对于每摩尔金属，加氢甲酰化反应方法可包括高达100摩尔或更多的游离配位体。优选该加氢甲酰化反应阶段或步骤在反应介质中的每摩尔金属约1-约50摩尔可配位的磷，更优选约1-约20摩尔可配位的磷，最优选约1-约8摩尔可配位的磷的存在下进行；所述可配位磷的量为结合(配位)到存在的铑金属上的可配位磷的量和存在的游离(非配位)的可配位磷的量的总和。当然如需要，在任何时间和以任何适宜的方式可将补充或另外的可配位磷提供给加氢甲酰化反应过程的反应介质，如以维持反应介质中预定的游离配位体的浓度。
在加氢甲酰化反应阶段或步骤中有用的取代和未取代链二烯原料包括(但不限于此)由下式表示的共轭脂族二烯烃
式中，R1和R2相同或不同，为氢、卤素或取代或未取代的烃基。链二烯可以是直链，也可以是支链，并可含有取代基(如烷基、卤素原子、氨基或甲硅烷基)。例证性的适宜链二烯原料为丁二烯、异戊二烯、二甲基丁二烯、环戊二烯和2-氯丁二烯。最优选链二烯原料为丁二烯本身(CH2=CH-CH=CH2)。出于本发明的目的，术语“链二烯”意指包括所有容许的取代和未取代的共轭二烯烃，包括所有容许的包含一种或多种取代和未取代的共轭二烯烃的混合物。例证性的适宜取代和未取代链二烯(包括链二烯的衍生物)包括述于Kirk-Othmer，化学技术百科全书(第4版，1996年)中的那些容许的取代和未取代的链二烯，其有关部分此处通过引用并入本文。
可用于本发明方法中的例证性取代和未取代戊烯醛原料包括以下一种或多种顺式-2-戊烯醛、反式-2-戊烯醛、顺式-3-戊烯醛、反式-3-戊烯醛和/或4-戊烯醛，包括上述戊烯醛的一种或多种的混合物。例证性的适宜取代和未取代戊烯醛(包括戊烯醛的衍生物)包括述于Kirk-Othmer，化学技术百科全书(第4版，1996年)中的那些容许的取代和未取代的戊烯醛，其有关部分此处通过引用并入本文。
具体的加氢甲酰化反应条件不是特别关键的，可以是任何足以生产一种或多种不饱和醇或醇醛的有效加氢甲酰化反应步骤。精确的反应条件将取决于获得高的催化剂选择性、活性、寿命和操作的容易以及所提及的原料的固有反应活性及原料和所需的反应产物对于反应条件的稳定性之间的最佳匹配。加氢甲酰化反应阶段或步骤的条件可包括此前用于生产醇或醇醛的任何适宜类型的加氢甲酰化反应条件。用于加氢甲酰化反应中总的压力可为约1-约10,000psia，优选为约20-3000psia，更优选为约50-约2000psia。加氢甲酰化反应的总压力将取决于具体所用的催化剂体系。
更具体地说，加氢甲酰化反应一氧化碳的分压一般为约1-约3000psia，优选为约3-约1500psia，而氢的分压一般为约1-约3000psia，优选为约3-约1500psia。一般而言，一氧化碳与气态氢的摩尔比可为约100∶1或以上至约1∶100或以下，优选一氧化碳与气态氢的摩尔比为约1∶10至约10∶1。一氧化碳和氢的分压将部分取决于所用的具体催化剂体系。应理解的是一氧化碳和氢可分别使用，既可以单独，也可以互相混合(即合成气)使用，或可以在反应条件下就地生成和/或衍生自促进剂或溶剂(不必包括游离氢或一氧化碳)。在一个实施方案中，所述氢分压和一氧化碳分压足以防止或最大限度地减少衍生化反应如戊烯-1-醇的氢化反应或戊烯-1-醇的进一步加氢甲酰化反应或链二烯的氢化反应的发生。加氢甲酰化反应优选在氢分压和一氧化碳分压足以防止或最大限度地减少取代或未取代戊-1-醇和/或取代或未取代戊醛的生成的情况下进行。
此外，加氢甲酰化反应可在约20℃-约200℃，优选约50℃-约150℃，更优选约65℃-约115℃的反应温度下进行。温度必须足以使反应发生(它将随所用的催化剂体系的不同而异)，但又不至于太高而使配位体或催化剂发生分解。在高温下(它将随所用的催化剂体系的不同而异)戊烯-1-醇可转化成不需要的副产物。
当然也应理解，所用的加氢甲酰化反应条件将取决于所需不饱和醇或醇醛产物的类型。
为了使3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇的浓度达到最大和使2-戊烯-1-醇的浓度达到最小，需要保持一些链二烯分压或当链二烯完成转化时，一氧化碳和氢的分压应足以防止或最大限度地减少衍生化反应如戊烯-1-醇的氢化反应或戊烯-1-醇的进一步加氢甲酰化反应或链二烯的氢化反应的发生。
在一个优选实施方案中，链二烯的加氢甲酰化反应是在链二烯的分压和/或一氧化碳和氢的分压足以防止或最大限度地减少衍生化反应(如戊烯-1-醇的氢化反应或戊烯-1-醇的进一步加氢甲酰化反应或链二烯的氢化反应)发生的情况下进行。在一个更优选的实施方案中，链二烯如丁二烯的加氢甲酰化反应是在链二烯分压大于0psi，优选大于5psi，更优选大于9psi；一氧化碳分压大于0psi，优选大于25psi，更优选大于40psi；氢分压大于0psi，优选大于25psi，更优选大于80psi的情况下进行。
加氢甲酰化反应也在促进剂的存在下进行。此处所用的术语“促进剂”意指具有约1-约35的pKa的可电离氢的有机或无机化合物。例证性的促进剂包括，例如质子溶剂、有机酸和无机酸、醇、水、酚、硫醇、苯硫酚、硝基烷、酮、腈、胺(如吡咯和二苯基胺)、酰胺(如乙酰胺)、一-、二-和三烷基铵盐等。在下表Ⅱ中给出了本发明中有用的例证性促进剂的近似pKa值。促进剂可作为金属-配位体配位催化剂或游离配位体单独或并入到配位体结构中，或并入到链二烯结构中而存在于加氢甲酰化反应混合物中。所需的促进剂将取决于配位体的性质以及金属-配位体配位催化剂的金属。一般而言，具有与碱性更强的金属-结合的酰基或其它中间体的催化剂将需要较低的浓度和/或弱酸性促进剂。
虽然此处不想受缚于任何理论或机理，但似乎促进剂起着转移氢离子或相反以活化催化剂-结合的酰基或其它中间体的作用。以任何容许的组合的促进剂的混合物也可用于本发明。一类优选的促进剂包括那些经历氢键键合如含有NH、OH和SH的基团和路易斯酸的促进剂，因为我们相信这些将有利于氢离子的转移或活化金属-结合酰基或其它中间体。一般而言，基于加氢甲酰化反应混合物原料的总重量计，促进剂的量可为约10ppm左右至约99％(重量)或更高。
表Ⅱ促进剂pKaROH(R=烷基) 15-19ROH(R=芳基) 8-11RCONHR(R=氢或烷基，如乙酰胺)15-19R3NH+,R2NH2+(R=烷基)10-11RCH2NO28-11RCOCH2R(R=烷基)19-20RSH(R=烷基) 10-11RSH(R=芳基) 8-11CNCH2CN11二芳基胺21-24吡咯20
吡咯烷 34所用促进剂的浓度将取决于所采用的催化剂体系的各种详细情况。在不希望受缚于理论的情况下，促进剂组分酸性必须足够且浓度足够以转移氢离子或相反以活化催化剂-结合的酰基或其它中间体。我们相信不足以转移氢离子或相反以活化催化剂-结合的酰基或其它中间体的促进剂组分酸性或浓度将导致戊烯醛产物的生成而不是生成优选的戊烯-1-醇产物。促进剂组分转移氢离子或相反以活化催化剂-结合的酰基或其它中间体的能力受限于几个因素，如促进剂组分的浓度、促进剂组分的固有酸性(pKa)、反应介质(如反应溶剂)的组成和温度。促进剂的选择根据在足以生成醇或醇醛产物，但又不至于太高而发生催化剂、反应剂或产物的有害副反应的反应条件下其转移氢离子或相反以活化这种催化剂-结合的酰基或其它中间体的能力来进行。在促进剂组分的酸性或浓度不足以这样做的情况下，首先生成醛产物(如戊烯醛)，随后它可能会、也可能不会被转化成不饱和醇如戊烯-1-醇或醇醛如6-羟基己醛。
一般而言，弱碱性的金属-结合酰基将需要较高浓度的促进剂组分或酸性更强的促进剂组分以将其充分质子化或相反活化，使得产物是更加需要的戊烯-1-醇，而不是戊烯醛。可通过适当选择促进剂组分来达到这个目的。例如通过使用大量中等酸性的促进剂组分，或通过使用少量酸性更强的组分可得到一个足以使催化剂-结合的酰基或其它中间体质子化或相反活化的浓度。促进剂组分的选择基于在反应条件下，其生产出反应介质中质子化或相反活化催化剂-结合酰基或其它中间体的所需浓度的能力。一般而言，在水溶液中、而不是在加氢甲酰化反应常常所使用的反应介质中通常将酸性物质的固有强度定义为pKa。促进剂及其浓度的选择在某种情况下，部分根据理论pH值或单独的促进剂在这样的浓度下于22℃水溶液中所给出的等量pH值来确定。促进剂组分溶液的所需理论或等量pH值应大于0，优选约为1-12，更优选约为2-10，最优选为4-8。通过参考例如见于Pergamon出版社(1979年)、由E.P Serjeant和Boyd Dempsey所著的“水溶液中有机酸的电离常数”(IUPAC化学数据系列-第23期)和Pergamon出版社、由D.D.Perrin所著的“水溶液中有机酸碱的离解常数”(IUPAC化学数据系列-第19期)中的标准表格，从在适宜促进剂组分浓度下的pKa值可以很容易地计算出理论或等量的pH值。
根据所用的具体催化剂和反应剂，适宜的促进剂最好包括各种溶剂，如醇(如不饱和醇或醇醛产物如戊烯-1-醇或6-羟基己醛)、硫醇、苯硫酚、硒醇、碲醇(tellurol)、链烯烃、炔、醛、高沸点副产物、酮、酯、酰胺、伯胺和仲胺、烷基芳族化合物等。可以使用任何适宜的对加氢甲酰化反应过程不造成不利影响的促进剂。容许的质子溶剂的pKa约为1-35，优选pKa约为3-30，更优选pKa约为5-25。如需要，可用一种或多种不同溶剂的混合物。
一般而言，对于不饱和醇或醇醛的生产而言，优选将对应于所需要产生的不饱和醇或醇醛产物和/或高沸点副产物的不饱和醇或醇醛促进剂用作主要质子溶剂。如需要，也可预制这些副产物并相应使用。例证性的可用于不饱和醇如戊烯-1-醇或醇醛如6-羟基己醛生产的优选质子溶剂包括醇(如戊烯醇、辛醇、己二醇)、胺、硫醇、苯硫酚、酮(如丙酮和甲基乙基酮)、醇醛(如6-羟基醛)、乳醇(如2-甲基戊乳醇)、酯(如乙酸乙酯)、烃(如二苯基甲烷、三苯基甲烷)、硝基烃(如硝基甲烷)、1,4-丁二醇和四氢噻吩砜。适宜的质子溶剂公开于美国专利第5,312,996号中。
如上所述，可将促进剂作为金属-配位体配位催化剂或游离配位体并入到有机磷配位体结构中。在本发明中有用的适宜有机磷配位体促进剂可包括，例如三(2-羟基乙基)膦、三(3-羟基丙基)膦、三(2-羟基苯基膦)、三(4-羟基苯基膦)、三(3-羧基丙基)膦、三(3-甲酰胺基丙基)膦、二苯基(2-羟基苯基)膦、二乙基(2-苯胺基苯基)膦和三(3-吡咯基)膦。在所述不饱和醇或醇醛产物作为促进剂无效的情况下，使用配位体促进剂将具有特别的益处。作为组成金属-有机磷配位体配位催化剂和游离有机磷配位体的有机磷配位体而言，该有机磷配位体促进剂优选是空间松密度小于或等于210°的Tolman锥角，优选小于或等于三环己基膦的空间松密度(Tolman锥角=170°)的强碱性配位体。实际上，有机磷配位体促进剂可用作组成金属-有机磷配位体配位催化剂和游离有机磷配位体的有机磷配位体。包含一种或多种有机磷配位体促进剂的促进剂的混合物和包含一种或多种有机磷配位体促进剂和一种或多种其它促进剂如质子溶剂的混合物可用于本发明中。
在本发明的一个实施方案中，加氢甲酰化反应混合物可由一种或多种液相如极性相和非极性相所组成。这种方法在例如通过分配到每一相中而将产物从催化剂和/或反应剂中分离出来通常是有利的。此外，通过使反应在那种溶剂中进行可以增加依赖于溶剂性质的产物选择性。本技术的一个应用是对于铑催化剂使用磺化的膦配位体、羟基化的膦配位体和胺化的膦配位体的链二烯水相加氢甲酰化反应。在含水溶剂中进行的过程对于制备醇或醇醛是特别地有利，因为可将产物通过萃取到溶剂中而将其从催化剂中分离出来。
如此处所述，用于铑加氢甲酰化反应催化剂的含磷配位体可含有任何数量的取代基，如阳离子或阴离子取代基，它们使催化剂可溶于极性相如水中。任选地可将相转移催化剂加入到反应混合物中以有利于将催化剂、反应剂或产物输送至所需的溶剂相中。配位体或相转移催化剂的结构并不是关键的，并将取决于各种反应条件、反应溶剂和所需产物的选择。
当催化剂存在于多相体系中时，可通过各种常规方法如萃取或滗析将催化剂从反应剂和/或产物中分离出来。反应混合物本身可由一个或多个相组成；或者在反应结束时通过例如加入第二种溶剂来产生多相体系以将产物从催化剂中分离出来。如参见美国专利第5,180,854号，其公开的内容此处通过引用并入本文。
在本发明的一个实施方案中，使用上述金属-配位体配位催化剂可将烯烃与链二烯或戊烯醛一起加氢甲酰化。在这种情况下，烯烃的醇衍生物也与不饱和醇如戊烯-1-醇或醇醛如6-羟基己醛一起生成。在以下氢甲酰化反应部分中将更加详细描述这些烯烃原料的混合物。
在促进剂不是溶剂的情况下，加氢甲酰化反应是在用作金属-配位体配位催化剂和游离有机磷配位体的有机溶剂存在下进行的。该溶剂也可含有高至饱和极限的溶解水。根据所用的具体催化剂和反应剂，适宜的有机溶剂包括，例如醇、链烷烃、链烯烃、炔、醚、醛、高沸点烃付产物、酮、酯、酰胺、叔胺、芳族化合物等。可以使用任何适宜的、对加氢甲酰化反应不造成不利影响的溶剂。如需要，可用一种或多种不同溶剂的混合物。例证性的可用于醇或醇醛生产的优选溶剂包括酮(如丙酮和甲基乙基酮)、酯(如乙酸乙酯)、烃(如甲苯)、硝基烃(如硝基苯)、醚(如四氢呋喃(THF))和四氢噻吩砜。适宜的溶剂公开于美国专利第5,312,996号中。溶剂的用量对于本发明不是关键的，该量仅须是足以使所处理的加氢甲酰化反应混合物的催化剂和游离配位体增溶的量。一般而言，基于加氢甲酰化反应混合物原料总重量计，溶剂的量可为约5％(重量)-高至约99％(重量)或更高。
可通过本发明方法制备和/或用于本发明方法中的例证性取代和未取代不饱和醇中间体/原料包括以下的一种或多种链烯醇如顺式-3-戊烯-1-醇、反式-3-戊烯-1-醇、4-戊烯-1-醇、顺式-2-戊烯-1-醇和/或反式-2-戊烯-1-醇，包括包含一种或多种上述不饱和醇的混合物。优选的不饱和醇具有至少4个碳原子，优选4-约30个碳原子，更优选4-约20个碳原子。例证性的适宜取代和未取代不饱和醇(包括不饱和醇的衍生物)包括述于Kirk-Othmer，化学技术百科全书(第4版，1996年)中的那些容许的取代和未取代不饱和醇，其有关部分此处通过引用并入本文。
如上所述，一般优选以连续的方式进行加氢甲酰化反应阶段或步骤。一般而言，连续的加氢甲酰化过程可包括(a)在包含溶剂、金属-配位体配位催化剂和游离配位体的液体均相反应混合物中，使链二烯或戊烯醛原料与一氧化碳和氢进行加氢甲酰化反应；(b)维持对链二烯或戊烯醛原料的加氢甲酰化反应有利的反应温度和压力条件；(c)当链二烯或戊烯醛原料、一氧化碳和氢用完后，将补充量的这些反应剂提供给反应介质；和(d)以任何所需的方式回收所需的不饱和醇或醇醛产物。连续反应可以以单程的模式进行，即其中将包含未反应链二烯或戊烯醛原料和蒸发的醇或醇醛产物的蒸汽混合物从液体反应混合物中分离出来，从中回收醇或醇醛产物，而将补充的链二烯或戊烯醛原料、一氧化碳和氢提供给液体反应介质以用于下一个单程，而不用循环未反应的链二烯或戊烯醛原料。但通常需要使用包括液体和/或气体循环步骤的连续反应。这种类型的循环步骤在本领域中是公知的，并可包括从所需醇或醇醛反应产物中分离出来的金属-配位体配位催化剂溶液的液体循环。
如上所述，加氢甲酰化反应阶段或步骤可包括液体催化剂循环步骤。这种液体催化剂的循环步骤在本领域中是公知的。例如在这种液体催化剂循环步骤中，通常将含有如醇或醇醛产物、增溶的金属-配位体配位催化剂、游离配位体和有机溶剂，以及通过加氢甲酰化反应就地产生的副产物和溶解于所述介质中的未反应链二烯或戊烯醛原料、一氧化碳和氢(合成气)的一部分液体反应产物介质连续或分批地从加氢甲酰化反应器移出到蒸馏区如蒸发器/分离器，其中，所需的醇或醇醛产物在常压、减压或加压下(视具体情况而定)于一个或多个阶段中进行蒸馏，并从液体介质中分离出来。然后可将如此分离的蒸发了的或蒸馏的所需醇或醇醛产物冷凝并以任何上述常规的方式回收。剩下的含有金属-配位体配位催化剂、溶剂、游离有机磷配位体和通常一些未蒸馏的醇或醇醛产物的不挥发液体残余物经过或不经过进一步的处理(视需要而定)后与任何可能仍溶解于所述循环的液体残余物中的副产物和不挥发气态反应剂一起，以任何所需的常规方式循环回到加氢甲酰化反应器中(如公开于例如上述各专利中)。此外如需要，也可以将通过这种蒸馏方法从蒸发器中移出的反应气体循环回到反应器中。
不饱和醇或醇醛的回收和提纯可通过任何适宜的方式进行，可包括蒸馏、析相作用、萃取、沉淀、吸附、结晶、膜分离、衍生物形成和其它适宜的方式。例如，粗制的反应产物可在大气压或加压的情况下通过填充蒸馏柱来进行蒸馏-分离。反应蒸馏可用于加氢甲酰化反应中。在以下的氢甲酰化反应部分中将更加详细描述适宜的各种回收和提纯方法。可以进行随后的不饱和醇的加氢甲酰化反应而无需将不饱和醇从粗制的反应混合物的其它组分中分离出来。
虽然不希望受缚于任何具体的反应机理，但我们相信总的加氢甲酰化反应一般都是在一个步骤中进行的，如一个或多个取代或未取代的链二烯(如丁二烯)直接或通过一种或多种中间体(如3-戊烯醛和/或4-戊烯醛)转化成一种或多种取代或未取代的不饱和醇(如3-戊烯醇和/或4-戊烯醇)。本发明不想以任何方式受限于任何具体的反应机理，而是包括所有容许的涉及以下内容的反应机理在金属-配位体配位催化剂和促进剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的链二烯与一氧化碳和氢进行加氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的不饱和醇，或在金属-配位体配位催化剂和促进剂及任选的游离配位体的存在下，使一种或多种取代或未取代的戊烯醛与一氧化碳和氢进行加氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的醇醛。
氢甲酰化反应步骤或阶段氢甲酰化反应步骤或阶段包括在也含有用于催化剂和配位体的溶剂的液体介质中的金属-配位体配位催化剂和任选的游离配位体的存在下，通过使烯烃化合物如戊烯-1-醇与一氧化碳和氢反应生产醇醛如6-羟基己醛，或在也含有用于催化剂和配位体的溶剂的液体介质中的金属-配位体配位催化剂和任选的游离配位体的存在下，通过使链二烯化合物如丁二烯与一氧化碳和氢反应生产戊烯醛。该过程可以以连续单程的模式以连续气体循环的方式或更优选以如下述的连续液体催化剂循环的方式进行。此处可用的氢甲酰化反应处理技术可对应于任何已知的处理技术如优选用于常规液体催化剂循环氢甲酰化反应的处理技术。此处所用的术语“氢甲酰化反应”意指包括(但不限于此)包括将一种或多种取代或未取代的不饱和醇如具有内烯烃不饱和度的醇转化成一种或多种取代或未取代的醇醛，或将一种或多种取代或未取代的链二烯转化成一种或多种取代或未取代的戊烯醛的所有容许氢甲酰化反应过程。一般而言，氢甲酰化反应步骤或阶段包括在催化剂的存在下，使一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇与一氧化碳和氢反应以产生一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛，或在催化剂的存在下，使一种或多种取代或未取代的链二烯与一氧化碳和氢反应以产生一种或多种取代或未取代的戊烯醛。
此处可用的氢甲酰化反应混合物包括任何含有至少一些量的四种不同的主要成分或组分，即醇醛或戊烯醛产物、金属-配位体配位催化剂、任选的游离配位体和用于所述催化剂和所述游离配位体的有机增溶剂的衍生自任何对应的氢甲酰化反应的溶液，所述成分对应于那些由氢甲酰化反应所用和/或制得的成分(从中可衍生出氢甲酰化反应混合物原料)。所谓“游离配位体”意指未与配位催化剂的金属如铑原子配位(连接或结合)的有机磷配位体。应理解的是此处可用的氢甲酰化反应混合物组成可以并通常含有少量其它的成分如那些计划用于氢甲酰化反应过程或在所述氢甲酰化反应过程中就地生成的成分。也可以存在的这种成分的实例包括未反应的不饱和醇或链二烯原料、一氧化碳和氢气以及就地生成类型的产物如对应于不饱和醇或链二烯原料的饱和烃和/或未反应的异构烯烃、高沸点的液体醛缩合副产物，以及其它惰性共溶剂类型的物质或烃添加剂(如果使用的话)。
在氢甲酰化反应中有用的催化剂包括金属-配位体配位催化剂。组成金属-配位体配合物的容许金属包括选自铑(Rh)、钴(Co)、铱(Ir)、钌(Ru)、铁(Fe)、镍(Ni)、钯(Pd)、铂(Pt)、锇(Os)及其混合物的8、9和10族的金属，优选的金属为铑、钴、铱和钌，更优选为铑、钴和钌，尤其优选铑。容许的配位体包括例如有机磷、有机砷和有机锑配位体或其混合物，优选有机磷配位体。组成金属-配位体配合物的容许的有机磷配位体包括有机膦，如一-、二-、三-和聚-(有机膦)，和有机亚磷酸酯，如一-、二-、三-和多-(有机亚磷酸酯)。其它容许的有机磷配位体包括，例如有机膦酸酯(phosphonites)、有机次膦酸酯(phosphinites)、氨基膦等。还有其它容许的配位体包括，例如含有杂原子的配位体，如述于美国专利申请系列第(D-17646-1)号(1997年3月10日申请)中的配位体，其公开的内容此处通过引用并入本文。在金属-配位体配位催化剂和/或游离配位体中，如需要可以使用这些配位体的混合物，而且这些混合物可以相同或不同。本发明不想以任何方式受限于容许的有机磷配位体或其混合物。应注意的是本发明的成功实施并不依赖于并基于金属-配位体配合物种类的精确结构，它们可以其单核、双核和/或较高核的形式存在。事实上我们不知道其精确的结构。虽然我们此处不想受缚于任何理论或机理，但似乎该催化种类可以处于其基本上由与配位体和一氧化碳(当使用时)配位结合的金属所组成的最简单的形式。
此处和权利要求书中所用的术语“配合物”意指通过一个或多个可与一个或多个贫电子分子或原子(其本身也可单独存在)单独存在的富电子的分子或原子的联合而形成的配位化合物。例如，可用于此处的配位体即有机磷配位体可具有一个或多个磷供电子原子，每一个供电子原子具有可利用或未共享电子对(每一对都可单独或与金属一起(如通过鳌合作用)形成配位共价键)。一氧化碳(适当地也应归类为配位体)也可存在并与金属配位。配位催化剂的元素组成也可含有一种其它配位体如氢或满足金属配位部位或核电荷的阴离子。例证性的其它配位体包括，例如卤素(Cl、Br、I)、烷基、芳基、取代的芳基、酰基、CF3、C2F5、CN、(R)2PO和RP(O)(OH)O(其中每一个R是相同或不同的，为取代或未取代的烃基如烷基或芳基)、乙酸盐、乙酰丙酮化物、SO4、BF4、PF6、NO2、NO3、CH3O、CH2=CHCH2、CH3CH=CHCH2、C6H5CN、CH3CN、NO、NH3、吡啶、(C2H5)3N、单烯烃、二烯烃和三烯烃、四氢呋喃等。当然应理解的是该配合物种类优选为非任何可能使催化剂中毒和对催化剂性能造成不利影响的其它有机配位体或阴离子。在金属-配位体配合物催化的氢甲酰化反应中优选活性催化剂不含直接结合到金属上的卤素和硫(虽然这样做可能没有绝对的必要)。优选的金属-配位体配位催化剂包括铑-有机膦配位体配位催化剂和铑-有机亚磷酸酯配位体配位催化剂。
在这些金属上可利用的配位部位的数量在本领域是众所周知的。因而催化种类可以包括单体、二聚或更高核形式的配位催化剂混合物，优选其特征为每一个金属如铑至少具有一个配合的含磷分子。如上所述，考虑到氢甲酰化反应采用一氧化碳和氢气，我们认为除了有机磷配位体外，用于氢甲酰化反应中的优选催化剂的催化种类可与一氧化碳和氢配合。
在可用作金属-有机膦配位催化剂的配位体和/或氢甲酰化反应混合物的游离有机膦配位体的有机膦当中，原料为三有机膦、三烷基膦、烷基二芳基膦、二烷基芳基膦、二环烷基芳基膦、环烷基二芳基膦、三芳烷基膦、三环烷基膦和三芳基膦、烷基和/或芳基二膦和双膦一氧化物，以及含有选自磺酸盐、羧酸盐、膦酸盐和季铵化合物盐等中至少一种离子部分的离子型三有机膦。当然如需要，可用对氢甲酰化反应的所需结果不造成不利影响的任何适宜取代基取代这种非离子和离子型叔有机膦的任何烃基。可用于氢甲酰化反应中的有机膦配位体和/或其制备方法在本领域中是公知的。
例证性的三有机膦配位体可用下式表示
式中，每一个R1相同或不同，为取代或未取代的一价烃基如烷基、环烷基或芳基。适宜的烃基可含有1-24个或更多个碳原子。例证性的在芳基上可存在的取代基包括，例如烷基、烷氧基、甲硅烷基如-Si(R2)3；氨基如-N(R2)2；酰基如-C(O)R2；羧基如-C(O)OR2；酰氧基如-OC(O)R2；酰氨基如-C(O)N(R2)2和-N(R2)C(O)R2；离子基如-SO3M，其中M代表无机或有机阳离子原子或基团；磺酰基如-SO2R2；醚基如-OR2；亚硫酰基如-SOR2；烃硫基如-SR2以及卤素、硝基、氰基、三氟甲基和羟基等，其中每一个R2各自代表相同或不同的取代或未取代的一价烃基，条件是在氨基取代基-如-N(R2)2中，每一个R2合在一起也可以表示一个与氮原子形成杂环基团的二价桥连基，而在酰氨基取代基如-C(O)N(R2)2和-N(R2)C(O)R2中，每一个结合到N上的-R2也可以是氢。例证性的烷基基团包括，例如甲基、乙基、丙基、丁基等。例证性的芳基基团包括，例如苯基、萘基、二苯基、氟苯基、二氟苯基、苯甲酰氧基苯基、羰基乙氧基苯基、乙酰基苯基、乙氧基苯基、苯氧基苯基、羟基苯基；羧基苯基、三氟甲基苯基、甲氧基乙基苯基、乙酰氨基苯基、二甲基氨基甲酰基苯基、甲苯基、二甲苯基等。
例证性的具体有机膦包括，例如三苯基膦、三-对-甲苯基膦、三-对-甲氧基苯基膦、三-对-氟苯基膦、三-对-氯苯基膦、三-二甲基氨基苯基膦、丙基二苯基膦、叔-丁基二苯基膦、正-丁基二苯基膦、正-己基二苯基膦、环己基二苯基膦、二环己基苯基膦、三环己基膦、三苄基膦、DIOP即(4R,5R)-(-)-O-亚异丙基-2,3-二羟基-1,4-双(二苯基膦基)丁烷和/或(4S,5S)-(+)-O-亚异丙基-2,3-二羟基-1,4-双(二苯基膦基)丁烷和/或(4S,5R)-(-)-O-亚异丙基-2,3-二羟基-1,4-双(二苯基膦基)丁烷、取代或未取代的二环双膦如1,2-双(1,4-亚环辛基膦基)乙烷、1,3-双(1,4-亚环辛基膦基)丙烷、1,3-双(1,5-亚环辛基膦基)丙烷和1,2-双(2,6-二甲基-1,4-亚环辛基膦基)乙烷、取代或未取代的双(2,2′-二苯基膦基甲基)联苯如双(2,2′-二苯基膦基甲基)联苯和双{2,2′-二(4-氟苯基)膦基甲基}联苯、xantphos、thixantphos、双(二苯基膦基)二茂铁、双(二异丙基膦基)二茂铁、双(二苯基膦基)二茂钌，以及磺化三苯基膦如(三-间-磺苯基)膦和(间-磺苯基)二苯基膦等的碱金属和碱土金属盐。
更具体地说，例证性的金属-有机膦配位催化剂及例证性的游离有机膦配位体包括那些公开于美国专利第3,527,809号、4,148,830号、4,247,486号、4,283,562号、4,400,548号、4,482,749号、4,861,918号、4,694,109号、4,742,178号、4,851,581号、4,824,977号、5,332,846号、4,774,362号和1995年11月16日公开的WO专利申请第95/30680号，所有这些文献此处通过引用并入本文。
可用作本发明方法和反应产物混合物的金属-有机亚磷酸酯配位体配位催化剂和/或游离配位体的配位体的有机亚磷酸酯可以是非手性(无旋光的)或手性(旋光的)类型的有机亚磷酸酯，而这些有机亚磷酸酯在本领域中是众所周知的。
在可用作金属-有机亚磷酸酯配位催化剂的配位体和/或氢甲酰化反应混合物的游离有机亚磷酸酯配位体的有机亚磷酸酯当中，原料为一有机亚磷酸酯、二有机亚磷酸酯、三有机亚磷酸酯和有机多亚磷酸酯。在本发明中可采用的有机亚磷酸酯配位体及其制备方法在本领域中是公知的。
代表性的一有机亚磷酸酯可包括具有下式的那些一有机亚磷酸酯
式中R3代表含有4-40个或更多个碳原子的取代或未取代的三价烃基，例如三价无环基和三价环状基，如那些衍生自1,2,2-三羟甲基丙烷等的三价亚烷基或那些衍生自1,3,5-三羟基环己烷等的三价环亚烷基。这种一有机亚磷酸酯可更详细地见述于如美国专利第4,567,306号中，该公开的内容此处通过引用并入本文。
代表性的二有机亚磷酸酯可包括具有下式的那些二有机亚磷酸酯
式中R4代表含有4-40个或更多个碳原子的取代或未取代的二价烃基，W代表含有1-18个或更多个碳原子的取代或未取代的一价烃基。
在上式(Ⅲ)中由W所表示的代表性取代和未取代的一价烃基包括烷基和芳基，而由R4所表示的代表性取代和未取代的二价烃基包括二价无环基和二价芳族基。例证性的二价无环基包括，例如亚烷基、亚烷基-氧-亚烷基、亚烷基-NX-亚烷基(其中X为氢或取代或未取代的一价烃基)、亚烷基-S-亚烷基和亚环烷基等。更优选的二价无环基为二价亚烷基，例如更详细公开于如美国专利第3,415,906号和第4,567,302号等中的那些,这些公开的内容此处通过引用并入本文。例证性的二价芳族基包括，例如亚芳基、双亚芳基、亚芳基-亚烷基、亚芳基-亚烷基-亚芳基、亚芳基-氧-亚芳基、亚芳基-NX-亚芳基(其中X如上所定义)、亚芳基-S-亚芳基和亚芳基-S-亚烷基等。更优选R4为二价芳族基，如更详细公开于如美国专利第4,599,206号和第4,717,775号等中的那些，这些公开的内容此处通过引用并入本文。
代表性的一类更优选的二有机亚磷酸酯为下式所表示的那些
式中，W如上所定义，每一个Ar为相同或不同，代表取代或未取代的芳基、每一个y相同或不同，为0或1,Q代表选自-C(R5)2-、-O-、-S-、-NR6、Si(R7)2-和-CO-的二价桥连基，其中每一个R5相同或不同，代表氢、具有1-12个碳原子的烷基、苯基、甲苯基和茴香基，R6代表氢或甲基，每一个R7相同或不同，代表氢或甲基，m为0或1。这种二有机亚磷酸酯更详尽述于如美国专利第4,599,206号和第4,717,775号中，这些公开的内容此处通过引用并入本文。
代表性的三有机亚磷酸酯可包括具有下式的那些三有机亚磷酸酯
式中，每一个R8相同或不同，为取代或未取代的一价烃基如烷基或芳基。适宜的烃基可含有1-24个或更多个碳原子，并可包括上述式(Ⅰ)中对R1所述的那些基团。
代表性的有机多亚磷酸酯含有两个或多个叔(三价)磷原子，并可包括具有下式的那些有机多亚磷酸酯
式中，X1代表含有2-40个碳原子的取代或未取代的n-价烃桥连基，每一个R9相同或不同，为含有4-40个碳原子的二价烃基，每一个R10相同或不同，为含有1-24个碳原子的取代或未取代一价烃基，a和b可以相同或不同，每一个的值为0-6，条件是a+b的和为2-6，且n=a+b。当然应理解的是，当a的值不小于2时，每一个R9可以相同或不同，而当b的值不小于1时，每一个R10也可以相同或不同。
由X1所表示的代表性的n-价(优选二价)烃桥连基及由上述R9所表示的代表性二价烃基包括无环基和芳族基，如亚烷基、亚烷基-Qm-亚烷基、亚环烷基、亚芳基、双亚芳基、亚芳基-亚烷基和亚芳基-(CH2)y-Qm-(CH2)y-亚芳基等，其中Q、m和y如式(Ⅳ)中所定义。由上述X1和R9所表示的更优选的无环基为二价亚烷基，而由上述X1和R9所表示的更优选的芳族基为二价亚芳基和双亚芳基团，如更详细公开于如美国专利第3,415,906号、第4,567,306号、第4,599,206号、第4,769,498号、第4,717,775号、第4,885,401号、第5,202,297号、第5,264,616号和第5,364,950号等中的那些，这些公开的内容此处通过引用并入本文。由上述每一个R10基表示的代表性一价烃基包括烷基和芳族基。
例证性的优选有机多亚磷酸酯可包括如下式(Ⅶ)-(Ⅸ)所表示的双亚磷酸酯
其中，式(Ⅶ)-(Ⅸ)中每一个R9、R10和X1与上式(Ⅵ)所定义的相同。优选每一个R9和X1表示选自亚烷基、亚芳基、亚芳基-亚烷基-亚芳基和双亚芳基的二价烃基，而每一个R10表示选自烷基和芳基的一价烃基。式(Ⅵ)-(Ⅸ)的这些亚磷酸酯配位体的公开可见述于所述美国专利第4,668,651号、第4,748,261号、第4,769,498号、第4,885,401号、第5,202,297号、第5,235,113号、第5,254,741号、第5,264,616号、第5,312,996号、第5,364,950号和第5,391,801号中，所有这些公开的内容此处通过引用并入本文。
代表性的更优选一类有机双亚磷酸酯为下式(Ⅹ)-(Ⅻ)所表示的那些有机双亚磷酸酯
式中，Ar、Q、R9、R10、X1、m和y如上所定义。最优选X1表示二价芳基-(CH2)y-(Q)m-(CH2)y-芳基基团(其中每一个y各自为0或1；m的值为0或1),Q为-O-、-S-或C(R5)2-(其中每一个R5相同或不同，表示氢或甲基)。更优选上述定义R10基团的每一个烷基可含有1-24个碳原子，而以上式(Ⅵ)-(Ⅻ)中上述定义的Ar、X1、R9和R10基团的每一个芳基可含有6-18个碳原子且所述的基团可相同或不同，而X1的优选亚烷基可含有2-1 8个碳原子，R9的优选亚烷基可含有5-18个碳原子。此外，优选上式的二价Ar基团和X1的二价芳基基团为亚苯基基团，其中由-(CH2)y-(Q)m-(CH2)y-表示的桥连基在与式中氧原子(它将亚苯基基团连接到其式中的磷原子上)邻位的位置结合到所述亚苯基基团上。同时也优选存在于这种亚苯基基团上的任何取代基结合到亚苯基上与氧原子(该氧原子将所给定的取代亚苯基结合到其磷原子上)对位和/或邻位的位置上。
再者如需要，可如述于例如美国专利第5,059,710号、第5,113,022号、第5,114,473号和第5,449,653号(这些专利的公开内容此处通过引用并入本文)中那样在上式(Ⅵ)-(Ⅻ)中任何给定的有机亚磷酸酯可以是离子型的亚磷酸酯，即它可以含有一种或多种选自下列的离子部分-SO3M，其中M代表无机或有机阳离子，-PO3M，其中M代表无机或有机阳离子，-N(R11)3X2，其中每一个R11相同或不同，代表含有1-30个碳原子的烃基，如烷基、芳基、烷芳基、芳烷基和环烷基，而X2代表无机或有机阴离子，-CO2M，其中M代表无机或有机阳离子。因此如需要，这种亚磷酸酯配位体可含有1-3种这样的离子部分，虽然当配位体含有一个以上这样的离子部分时，优选在亚磷酸酯配位体中任何给定的芳基部分上只有一个这样的离子部分被取代。作为离子型亚磷酸酯阴离子部分的适宜相反离子M和X2，可以提及氢(即质子)、碱金属和碱土金属如锂、钠、钾、铯、铷、钙、钡、镁和锶的阳离子、铵阳离子、季铵阳离子、磷鎓阳离子、砷鎓阳离子和亚铵(iminium)阳离子的阳离子。适宜的阴离子基团包括如硫酸根、碳酸根、磷酸根、盐酸基、乙酸根、草酸根等。
当然如需要，上述式(Ⅵ)-(Ⅻ)的这些非离子和离子型有机亚磷酸酯的R9、R10、X2和Ar中的任何基团可用对氢甲酰化反应的所需结果不造成不利影响的含1-30个碳原子的任何合适的取代基来取代。可在所述基团上的取代基(当然除了相应的烃基如烷基、芳基、芳烷基、烷芳基和环己基取代基外)可包括，例如甲硅烷基如-Si(R12)3、氨基如-N(R12)2、膦基如-芳基-P(R12)2、酰基如-C(O)R12、酰氧基如-OC(O)R12、酰氨基如-CON(R12)2和-N(R12)COR12、磺酰基如-SO2R12、烷氧基如-OR12、亚硫酰基如-SOR12、烃硫基如-SR12、膦酰基如-P(O)(R12)2以及卤素、硝基、氰基、三氟甲基、羟基等，其中每一个R12基团相同或不同，代表具有1-18个碳原子的一价烃基(如烷基、芳基、芳烷基、烷芳基和环己基)，条件是在氨基取代基如-N(R12)2中，每一个R12连接在一起也可以表示与氮原子形成杂环基的二价桥连基，而在酰氨基取代基如-C(O)N(R12)2和-N(R12)COR12中，每一个与N键接的R12也可以是氢。当然应理解的是，构成特定有机亚磷酸酯的任何取代或未取代的烃基可以相同或不同。
更具体的例证性取代基包括伯、仲和叔烷基如甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、新戊基、正己基、戊基、仲戊基、叔戊基、异辛基、癸基、十八烷基等；芳基如苯基、萘基等；芳烷基如苄基、苯乙基、三苯基甲基等；烷芳基如甲苯基、二甲苯基等；脂环基如环戊基、环己基、1-甲基环己基、环辛基、环己基乙基等；烷氧基如甲氧基、乙氧基、丙氧基、叔丁氧基、-OCH2CH2OCH3、-(OCH2CH2)2OCH3、-(OCH2CH2)3OCH3等；芳氧基如苯氧基等；以及甲硅烷基如-Si(CH3)3、-Si(OCH3)3、-Si(C3H7)3等；氨基如-NH2、-N(CH3)2、-NHCH3、-NH(C2H5)等；芳基膦如-P(C6H5)2等；酰基如-C(O)CH3、-C(O)C2H5、-C(O)C6H5等；羰氧基如-C(O)OCH3等；氧羰基如-O(CO)C6H5等；酰氨基如-CONH2、-CON(CH3)2、-NHC(O)CH3等；磺酰基如-S(O)2C2H5等；亚硫酰基如-S(O)CH3等；烃硫基如SCH3、-SC2H5、-SC6H5等；膦酰基如-P(O)(C6H5)2、-P(O)(CH3)2、-P(O)(C2H5)2、-P(O)(C3H7)2、-P(O)(C4H9)2、-P(O)(C6H13)2、-P(O)CH3(C6H5)、-P(O)(H)(C6H5)等。
这种有机亚磷酸酯配位体的具体例证性实例包括具有下式的2-叔丁基-甲氧基苯基(3,3′-二-叔丁基-5,5′-二甲氧基-1,1′-联苯基-2,2′-二基)亚磷酸酯
配位体A具有下式的甲基(3,3′-二-叔丁基-5,5′-二甲氧基-1,1′-联苯基-2,2′-二基)亚磷酸酯
配位体B具有下式的6,6′-[[4,4′-双(1,1-二甲基乙基)-[1,1′-联萘基]-2,2′-二基]双(氧)]双-二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂磷庚英(phosphepin)
配位体C具有下式的6,6′-[[3,3′-双(1,1-二甲基乙基)-5,5′-二甲氧基-[1,1′-联苯基]-2,2′-二基]双(氧)]双-二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂磷庚英
配位体D具有下式的6,6′-[[3,3′,5,5′-四(1,1-二甲基丙基)-[1,1′-联苯基]-2,2′-二基]双(氧)]双-二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂磷庚英
配位体E具有下式的6,6′-[[3,3′,5,5′-四(1,1-二甲基乙基)-1,1′-联苯基]-2,2′-二基]双(氧)]双-二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂磷庚英
配位体F具有下式的(2R,4R)-二[2,2′-(3,3′,5,5′-四-叔戊基-1,1′-联苯基)]-2,4-戊基二亚磷酸酯
配位体G具有下式的(2R,4R)-二[2,2′-(3,3′,5,5′-四-叔丁基-1,1′-联苯基)]-2,4-戊基二亚磷酸酯
配位体H具有下式的(2R,4R)-二[2,2′-(3,3′-二戊基-5,5′-二甲氧基-1,1′-联苯基)]-2,4-戊基二亚磷酸酯
配位体I具有下式的(2R,4R)-二[2,2′-(3,3′-二叔丁基-5,5′-二甲基-1,1′-联苯基)]-2,4-戊基二亚磷酸酯
配位体J具有下式的(2R,4R)-二[2,2′-(3,3′-二叔丁基-5,5′-二乙氧基-1,1′-联苯基)]-2,4-戊基二亚磷酸酯
配位体K具有下式的(2R,4R)-二[2,2′-(3,3′-二叔丁基-5,5′-二乙基-1,1′-联苯基)]-2,4-戊基二亚磷酸酯
配位体L具有下式的(2R,4R)-二[2,2′-(3,3′-二叔丁基-5,5′-二甲氧基-1,1′-联苯基)]-2,4-戊基二亚磷酸酯
配位体M具有下式的6-[[2′-[4,6-双(1,1-二甲基乙基)-1,3,2-苯并二氧杂磷茂(phosphol)-2-基)氧]-3,3′-双(1,1-二甲基乙基)-5,5′-二甲氧基[1,1′-联苯]-2-基]氧]-4,8-双(1,1-二甲基乙基)-2,10-二甲氧基二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂磷庚英
配位体N具有下式的6-[[2′-[1,3,2-苯并二氧杂磷茂-2-基)氧]-3,3′-双(1,1-二甲基乙基)-5,5′-二甲氧基[1,1′-联苯]-2-基]氧]-4,8-双(1,1-二甲基乙基)-2,10-二甲氧基二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂磷庚英
配位体O具有下式的6-[[2′-[(5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂磷己环(phosphorinan)-2-基)氧]-3,3′-双(1,1-二甲基乙基)-5,5′-二甲氧基[1,1′-联苯]-2-基]氧]-4,8-双(1,1-二甲基乙基)-2,10-二甲氧基二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂磷庚英
配位体P具有下式的亚磷酸2′-[[4,8-双(1,1-二甲基乙基)-2,10-二甲氧基二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂磷庚英-6-基]氧]-3,3′-双(1,1-二甲基乙基)-5,5′-二甲氧基[1,1′-联苯]-2-基双(4-己基苯基)酯
配位体Q具有下式的亚磷酸2-[[2-[[4,8-双(1,1-二甲基乙基)-2,10-二甲氧基二苯并[d,f][1,3,2]-二氧杂磷庚英-6-基]氧]-3-(1,1-二甲基乙基)-5-甲氧基苯基]甲基]-4-甲氧基-6-(1,1-二甲基乙基)苯基二苯基酯
配位体R具有下式的亚磷酸3-甲氧基-1,3-亚环己基-四[3,6-双(1,1-二甲基乙基)-2-萘基]酯
配位体S具有下式的亚磷酸2,5-双(1,1-二甲基乙基)-1,4-亚苯基-四[2,4-双(1,1-二甲基乙基)苯基]酯
配位体T具有下式的亚磷酸亚甲基二-2,1-亚苯基-四[2,4-双(1,1-二甲基乙基)苯基]酯
配位体U具有下式的亚磷酸[1,1′-联苯基]-2,2′-二基-四[2-(1,1-二甲基乙基)-4-甲氧基苯基]酯
配位体Ⅴ还有在本发明中有用的其它例证性有机磷配位体包括公开于美国专利申请系列第(D-17459-1)号(在同一时间申请)中的那些，其公开的内容此处通过引用并入本文。
可通过本领域中公知的各种方法来制备本发明中有用的金属-配位体配位催化剂。所述金属-配位体配位催化剂可为均相或多相的形式。例如，可制备成型的金属氢化-羰基-有机磷配位体催化剂并将其引入到氢甲酰化过程的反应混合物中。更优选该金属-有机磷配位体配位催化剂可以衍生自可引入到用于活性催化剂的就地生成的反应介质中的金属催化剂前体。例如，可将铑催化剂前体如二羰基乙酰丙酮化铑、Rh2O3、Rh4(CO)12、Rh6(CO)16、Rh(NO3)3等与用于活性催化剂就地生成的有机磷配位体一起引入到反应混合物中。在本发明的一个优选实施方案中，二羰基乙酰丙酮化铑被用作铑前体，并在溶剂的存在下与有机磷配位体反应生成与用于活性催化剂就地生成的过量游离有机磷配位体一起引入到反应器中的催化铑-有机磷配位体配位前体。在任何情况下，一氧化碳、氢和有机磷化合物都是可与金属配位的配位体以及在用于氢甲酰化反应的各种条件下，活性金属-有机磷配位体催化剂存在于反应混合物中足以满足本发明的目的。
更具体地说，可以制备基本上由增溶的金属-配位体配位前体催化剂、有机溶剂和游离配位体组成的催化剂前体组合物。可通过形成金属原料如金属的氧化物、氢化物、羰基化物或盐如硝酸盐的溶液(它们可以或不能与此处所定义的配位体进行配位结合)来制备这种前体组合物。可用任何适宜的金属原料，如二羰基乙酰丙酮化铑、Rh2O3、Rh4(CO)12、Rh6(CO)16、Rh(NO3)3和有机磷配位体羰基氢化铑。羰基和有机磷配位体如果还未与初始金属配位，则可在氢甲酰化过程之前或期间就地与金属配位。
作为说明，本发明优选的催化剂前体组合物基本上由增溶的羰基铑有机磷配位体配位前体催化剂、溶剂和通过形成二羰基乙酰丙酮化铑、有机溶剂和此处所定义的配位体的溶液所制备的游离有机磷配位体所组成。在室温下有机磷配位体很容易地置换乙酰丙酮化铑配位前体的一个羰基配位体，这可从释出的一氧化碳气体得到证明。如需要，可通过将该溶液加热来加速该取代反应。可以使用二羰基乙酰丙酮化铑配位前体和铑有机磷配位体配位前体可溶解于其中的任何适宜的有机溶剂。铑配位催化剂前体、有机溶剂和有机磷配位体的量及其优选的存在于这种催化剂前体组合物中的各种优选实施方案显然对应于在本发明氢甲酰化过程中所能用的量。经验表明，前体催化剂的乙酰丙酮化物配位体在氢甲酰化过程开始后被不同的配位体如氢、一氧化碳或有机磷配位体所置换，生成上述活性配位催化剂。在连续过程中，在氢甲酰化条件下，将不含前体催化剂的乙酰丙酮化物与产物醛一起从反应介质中移出，因而对氢甲酰化过程没有任何的不利影响。使用这种优选的铑配位催化前体组合物为处理铑前体金属和启动氢甲酰化反应提供了一种简单经济和有效的方法。
因此，用于本发明方法中的金属-配位体配位催化剂基本上由与一氧化碳和一种配位体配位的金属所组成，所述配位体以鳌合和/或非鳌合的形式结合(配位)到该金属上。此外，此处所用的术语“基本上由…所组成”除了一氧化碳和配位体外，并不排除，相反地还包括与金属配位的氢。另外该术语并不排除也可以与该金属配位的其它有机配位体和/或阴离子的可能性。不希望存在可使催化剂产生过分不利中毒或过分减活现像量的物质，而最希望的催化剂是不含各种杂质如金属-结合的卤素(如氯等)的催化剂，虽然这样做并非绝对地必要。氢和/或活性金属-有机磷配位体配位催化剂的羰基配位体可以作为结合到前体催化剂的配位体的结果和/或就地生成如由于用于本发明氢甲酰化过程中的氢和一氧化碳的结果而存在。
如前所述，氢甲酰化反应包括使用此处所述的金属-配位体配位催化剂。当然如需要，也可以采用这些催化剂的混合物。如需要也可使用氢甲酰化反应催化剂和氢甲酰化反应催化剂的混合物。在给定的氢甲酰化反应的反应介质中所存在的金属-配位体配位催化剂的量只需是提供给定的所需采用的金属浓度所需的最小量，它将为催化包括在上述公开的各专利中的具体氢甲酰化反应所需的至少催化量金属提供基础。一般而言，催化剂浓度可为几个ppm到百分之几(重量)。在上述催化剂中可用的有机磷配位体的摩尔比一般为约0.5∶1或以下至约1000∶1或以上。催化剂浓度将取决于氢甲酰化反应条件及所用的溶剂。
一般而言，在氢甲酰化反应混合物中的有机磷配位体的浓度可为基于反应混合物总重量的约0.005-25％(重量)。优选配位体浓度为基于反应混合物总重量的约0.01-15％(重量)，更优选约为0.05-10％(重量)。
一般而言，基于反应混合物的重量计，氢甲酰化反应混合物中的金属浓度可高至不小于约2000ppm(重量)。基于反应混合物的重量计，优选金属浓度约为50-1000ppm(重量)，更优选约为70-800ppm(重量)。
在氢甲酰化反应介质中，除了金属-配位体配位催化剂外，还可存在游离配位体(即未与铑金属配位的配位体)。此游离配位体可对应于任何上述定义的如本发明所用、以上讨论的含磷配位体。优选该游离配位体与所用的金属-配位体配位催化剂的配位体相同。但是，在任何给定的过程中这些配位体不必一定相同。在氢甲酰化反应介质中，每摩尔金属，氢甲酰化反应可包括高达100摩尔或更多的游离有机磷配位体。优选氢甲酰化反应是在存在于反应介质中的每摩尔金属，存在约0.25-约50摩尔的可配位的磷，更优选为约0.5-约30摩尔的可配位的磷的情况下进行；所述可配位的磷的量为结合(配位)到存在的铑金属上的可配位的磷的量和存在的游离(非配位)的可配位的磷的量的总和。当然如需要，可在任何时候及以任何适宜的方式向氢甲酰化反应的反应介质中提供补充或额外的可配位磷以使反应介质中的游离配位体维持在预定的水平。
如上所述，反应期间和/或产物分离期间，氢甲酰化反应催化剂可以是多相的形式。在烯烃或链二烯的氢甲酰化反应以生产高沸点或热敏性醛中这种催化剂特别有利，因该催化剂可通过低温下过滤或滗析而从产物中分离出来。例如可将铑催化剂附着于一种载体上以使该催化剂在加氢甲酰化反应和分离阶段中保持其固体形态，或在高温下可溶于液体反应介质中，然后冷却沉淀。
作为说明性的例子，可将铑催化剂浸渍到任何固体载体上，如无机氧化物(如氧化铝、二氧化硅、二氧化钛或氧化锆)、炭或离子交换树脂。可将催化剂负载于沸石或玻璃上或嵌入其微孔内；也可将催化剂溶解于涂覆所述沸石或玻璃微孔的液体膜中。这种沸石负载的催化剂对于高选择性(这将取决于沸石的孔径)生产一种或多种区间异构的醛是特别的有利。将催化剂负载于固体上的技术如早期润湿对于本领域技术人员来说是公知的。如此形成的固体催化剂还可与一种或多种上述定义的配位体配位。这种固体催化剂的描述可见于例如J.Mol.Cat.1991年，70，第363-368页；Catal.Lett.1991年，8，第209-214页；J.Organomet.Chem.1991年，403，第221-227页；Nature,1989年，339，第454-455页；J.Catal.1985年，第96，第563-573页；J.Mol.Cat.1987年，39，第243-259页。
可将铑催化剂附着于薄膜或膜载体上，如述于J.Mol.Cat.1990年，63，第213-221页中的乙酸纤维素或聚苯砜。
通过将含有机磷的配位体如膦或亚磷酸酯结合进聚合物可使铑催化剂附着于不溶性的聚合物载体上。这种聚合物负载的配位体是众所周知的，并包括市售的种类如二乙烯基苯/聚苯乙烯负载的三苯基膦。所述负载的配位体并不受限于结合进其中的聚合物或含磷的种类的选择。关于聚合物负载的催化剂的描述可见述于例如J.Mol.Cat.1993年，83，第17-35页；Chemtech 1983年，46；J.Am.Chem.Soc.1987年，109，第7122-7127页。
在上述多相催化剂中，催化剂在整个氢甲酰化反应和催化剂分离过程中可以保持其多相的形式。在本发明的另一个实施方案中，可将催化剂负载于聚合物上，由于其分子量的缘故，该聚合物在高温下可溶于反应介质中，但冷却时发生沉淀，因而可使催化剂从反应混合物中分离出来。这种“可溶的”聚合物-负载的催化剂见述于例如Polymer,1992年，33，第161页；J.Org.Chem.1989年，54，第2726-2730页。
当铑催化剂处于多相或负载的形式时，反应可在气相中进行。由于产物的高沸点，且为了避免产物醛的分解，更优选反应是在淤浆相中进行。然后可通过过滤或滗析将催化剂从产物混合物中分离出来。
氢甲酰化反应各种条件可包括到目前为止用于生产醛的任何适宜类型的氢甲酰化反应条件。例如，氢甲酰化过程的氢、一氧化碳和烯烃或链二烯初始化合物的总气体压力可为约1-约10,000psia。一般而言，氢甲酰化过程在少于约1500psia，更优选少于约1000psia的氢、一氧化碳和烯烃或链二烯初始化合物的总气体压力下进行，最小的总压力主要受限于获得所需反应速率所需要的反应剂的量。用于氢甲酰化反应中的总压力一般为约20-约3000psia，优选为约50-1500psia。氢甲酰化过程的总压力将取决于所采用的特定催化剂体系。
更具体地说，氢甲酰化过程的一氧化碳分压一般可为约1-约3000psia，优选为约3-约1500psia，而氢的分压一般为约1-约3000psia，优选为约3-约1500psia。一般而言，一氧化碳对气态氢的摩尔比可为约100∶1或更高至约1∶100或更低，优选的一氧化碳对气态氢的摩尔比为约1∶10至约10∶1。一氧化碳和氢的分压部分取决于所采用的特定催化剂体系。
一氧化碳的分压应足以使氢甲酰化反应，如不饱和醇氢甲酰化反应成6-羟基己醛以一可接受的速率进行。氢的分压必须足以使氢甲酰化反应以一可接受的速率进行，但不能太高以防发生丁二烯的加氢反应或戊烯-1-醇的异构化作用而生成不需要的异构体。应理解的是一氧化碳和氢可以单独使用、彼此混合使用即合成气，或可以部分在反应条件下就地生成。
此外，氢甲酰化过程可在约20℃-约200℃，优选为约50℃-约150℃，更优选为约65℃-约115℃的反应温度下进行。温度应足以使反应发生(可能随所采用的催化剂体系不同而异)，但不能太高以防配位体或催化剂发生分解。在高温下(可能随所采用的催化剂体系不同而异)，可能发生戊烯-1-醇异构化为不需要的异构体。
当然也应理解，所采用的氢甲酰化反应条件将取决于所需的醛产物。
在本发明的戊烯-1-醇氢甲酰化反应步骤中，戊烯-1-醇氢甲酰化反应可在戊烯-1-醇转化率和/或一氧化碳分压足以选择性产生6-羟基己醛的情况下进行。在戊烯-1-醇氢甲酰化反应中，戊烯-1-醇可以全部转化或部分转化，一氧化碳的分压可以高于或低于上述氢的分压。
氢甲酰化反应也在水或用于金属-配位体配位催化剂和游离配位体的有机溶剂的存在下进行。根据所采用的特定催化剂和反应剂，适宜的有机溶剂包括，例如醇、链烷烃、链烯烃、炔、醚、醛、高沸点醛缩合副产物、酮、酯、酰胺、叔胺、芳族化合物等。可以使用对所需氢甲酰化反应不造成过分干扰的任何适宜的溶剂，这种溶剂可包括到目前为止己公开的通常用于己知金属催化的氢甲酰化反应的那些溶剂。如需要，也可使用一种或多种不同溶剂的混合物。一般而言，对于醛的生产，优选使用在本领域中常见的，对应于所需生产的醛产物的醛化合物和/或较高沸点的醛液体缩合副产物作为主要有机溶剂。如需要，也可以预制这种醛缩合副产物并相应使用。例证性的可用于醛生产的优选溶剂包括酮(如丙酮和甲基乙基酮)、酯(如乙酸乙酯)、烃(如甲苯)、硝基烃(如硝基苯)、醚(如四氢呋喃(THF)和甘醇二甲醚)、1,4-丁二醇和四氢噻吩砜。适宜的溶剂公开于美国专利第5,312,996号中。所用的溶剂量对于本发明不是关键的，且仅须是足以使将要处理的加氢甲酰化反应混合物的催化剂和游离配位体增溶的量。一般而言，基于氢甲酰化反应混合物原料的总重量计，溶剂的量可为约5％(重量)-高至约99％(重量)或更高。
在本发明的一个实施方案中，氢甲酰化反应混合物可由一种或多种液相如极性和非极性相所组成。在例如将产物通过分配到各相中而从催化剂和/或反应剂中分离的情况中，这种方法通常是有利的。此外，可通过在该溶剂中进行所述反应来提高取决于溶剂性质的产物选择性。该技术的一个应用是磺化膦配位体用于铑催化剂的烯烃或链二烯水相氢甲酰化反应。在含水溶剂中进行的过程对于醛的制备特别有利，这是因为可通过萃取到有机溶剂中而将产物从催化剂中分离出来。或者易于进行自缩合反应的醛含水溶液中作为醛水合物而得以稳定。
如此处所述，用于铑氢甲酰化反应催化剂的含磷配位体可含有任何的取代基，如阳离子或阴离子取代基，这些取代基将使催化剂在极性相如水中变得可溶。任选地，可将相转移催化剂加入到反应混合物中以促进催化剂、反应剂或产物转移进所需的溶剂相中。配位体或相转移催化剂的结构不是关键，它将取决于各种反应条件、反应溶剂和所需产物的选择。
当催化剂存在于多相体系中时，可通过常规方法如萃取或滗析将催化剂从反应剂和/或产物中分离出来。反应混合物本身可由一个或多个相组成；或者在反应结束时通过例如加入第二种溶剂来形成该多相体系以将产物从催化剂中分离出来。参见例如美国专利第5,180,854号，其公开的内容此处通过引用并入本文。
在本发明方法的一个实施方案中，使用上述金属-配位体配位催化剂可将烯烃与不饱和醇或链二烯一起氢甲酰化。在这种情况下，烯烃的醛衍生物也与醇醛或戊烯醛一起制得。我们已发现，不饱和醇与金属反应生成配合物比某些烯烃要快速得多，并且比起某些烯烃来需要更高的加压条件来使其本身氢甲酰化。
如需要，在氢甲酰化反应中可采用不同烯烃或链二烯原料的混合物。更优选氢甲酰化反应，通过在含有2-30个，优选4-20个碳原子的α烯烃(包括异丁烯)和含有4-20个碳原子的内烯烃以及这些α烯烃和内烯烃的原料混合物的存在下，使不饱和醇氢甲酰化对于生产6-羟基己醛尤其有用。含4个或更多个碳原子的工业α烯烃可含有少量相应的内烯烃和/或其相应的饱和烃，并且这种工业烯烃在氢甲酰化之前不必使其从原烯烃中提纯。
例证性的其它烯烃原料包括α烯烃、内烯烃、1,3-二烯、链烯酸烷基酯、链烷酸链烯酯、链烯基烷基醚、链烯醇、链烯醛等，如乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯、1-十三烯、1-十四烯、1-十五烯、1-十六烯、1-十七烯、1-十八烯、1-十九烯、1-二十烯、2-丁烯、2-甲基丙烯(异丁烯)、2-甲基丁烯、2-戊烯、2-己烯、3-己烯、2-庚烯、环己烯、丙烯二聚物、丙烯三聚物、丙烯四聚物、戊间二烯、异戊二烯、2-乙基-1-己烯、2-辛烯、苯乙烯、3-苯基-1-丙烯、1,4-己二烯、1,7-辛二烯、3-环己基-1-丁烯、烯丙醇、丁酸烯丙酯、己-1-烯-4-醇、辛-1-烯-4-醇、乙烯基乙酸酯、乙酸烯丙酯、乙酸3-丁烯酯、乙烯基丙酸酯、丙酸烯丙酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基乙基醚、乙烯基甲基醚、乙烯基环己烯、烯丙基乙基醚、戊烯酸甲酯、正-丙基-7-辛烯酸酯、戊烯醛如2-戊烯醛、3-戊烯醛和4-戊烯醛、戊烯-1-醇如2-戊烯-1-醇、3-戊烯-1-醇和4-戊烯-1-醇、3-丁烯腈、3-戊烯腈、5-己烯酰胺、4-甲基苯乙烯、4-异丙基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-叔丁基α-甲基苯乙烯、1,3-二异丙基苯、丁子香酚、异丁子香酚、黄樟脑、异黄樟脑、茴香脑、4-烯丙基茴香醚、茚、苎烯、β蒎烯、二环戊二烯、环辛二烯、莰烯、里哪醇等。其它例证性的烯烃化合物可包括，例如对-异丁基苯乙烯、2-乙烯基-6-甲氧基萘、3-乙烯基苯基苯基甲酮、4-乙烯基苯基-2-噻吩基甲酮、4-乙烯基-2-氟联苯、4-(1,3-二氢-1-氧代-2H-异吲哚-2-基)苯乙烯、2-乙烯基-5-苯甲酰基噻吩、3-乙烯基苯基苯基醚、丙烯基苯、异丁基-4-丙烯基苯、苯基乙烯基醚等。其它烯烃化合物包括如述于美国专利第4,329,507号(其公开的内容此处通过引用并入本文)中的取代芳基乙烯。
如上所述，通常优选以连续的方式进行本发明的氢甲酰化过程。一般而言，连续的氢甲酰化过程在本领域中是众所周知的，它可包括(a)在包含溶剂、金属-配位体配位催化剂和游离配位体的液体均相反应混合物中使不饱和醇或链二烯原料与一氧化碳和氢进行氢甲酰化反应；(b)维持有利于不饱和醇或链二烯原料氢甲酰化反应的反应温度和压力条件；(c)将补充量的不饱和醇或链二烯原料、一氧化碳和氢提供给反应介质(当这些反应剂用完时)；和(d)以任何所需的方式回收所需的醛氢甲酰化反应产物。连续的过程可以以单程的模式进行，即其中包含未反应不饱和醇或链二烯原料的蒸汽混合物和蒸发了的醛产物从液体反应混合物中移出，醛产物从中回收，同时将补充的不饱和醇或链二烯原料、一氧化碳和氢提供给下一个单程通过的液体反应介质中而不循环未反应的不饱和醇或链二烯原料。然而一般希望采用包括液体和/或气体循环步骤的连续过程。这种类型的循环步骤在本领域中是众所周知的，可包括从所需醛反应产物中分离出来的金属-配位体配位催化剂溶液的液体循环(如公开于美国专利第4,148,830号中)或气体循环步骤(如公开于美国专利第4,247,486号中)以及如需要液体和气体步骤的联合。所述美国专利第4,148,830号和第4,247,486号的公开内容此处通过引用并入本文。本发明最优选的氢甲酰化过程包括连续液体催化剂循环过程。
可通过本发明方法制备的例证性取代和未取代的醇醛包括，例如6-羟基己醛如6-羟基己醛和取代的6-羟基己醛(如2-甲基-6-羟基己醛和3,4-二甲基6-羟基己醛)等，包括一种或多种上述6-羟基己醛的混合物。例证性适宜的取代和未取代的醇醛(包括醇醛的衍生物)包括述于Kirk-Othmer，化学技术百科全书，第4版，1996年(其有关部分此处通过引用并入本文)中的那些容许取代和未取代的醇醛。此处所用的术语“醇醛”意指包括(但不限于此)6-羟基己醛及其环内半缩醛、水合物或低聚物。
如上所述，氢甲酰化反应可包括液体催化剂循环步骤。如参见公开于美国专利第4,668,651号、第4,774,361号、第5,102,505号和第5,110,990号中，这些液体催化剂循环步骤是公知的。例如，在这些液体催化剂循环步骤中共同点是连续或分批地将部分含有如醛产物、增溶的金属-配位体配位催化剂、游离配位体和有机溶剂的液体反应产物介质以及通过氢甲酰化作用就地制得的副产物如醛缩合副产物等，和溶解于所述介质的未反应的不饱和醇或链二烯原料、一氧化碳和氢(合成气)从氢甲酰化反应器中移出，送至蒸馏区如蒸发器/分离器中，其中使所需的醛产物在常压、减压或加压的条件下(视情况而定)在一个或多个阶段中蒸馏，并从液体介质中分离出来。然后如此分离的蒸发或蒸馏的所需醛产物可以以上述任何常规的方式进行冷凝和回收。然后将含有金属-配位体配位催化剂、溶剂、游离配位体和通常一些未蒸馏的醛产物的剩余不挥发液体残余物(按需要进一步处理或不进一步处理)与仍有可能溶解于所述循环液体残余物中的副产物和不挥发气态反应剂一起以任何所需的常规方式(如公开于上述各专利中)循环回到氢甲酰化反应器中。此外如需要，也可将如此通过这种蒸馏法从蒸发器中转移出来的反应气体循环回到反应器中。
在本发明的一个实施方案中，可将醛混合物从粗制的反应混合物的其它组分中分离出来，其中通过任何适宜的方法生产所述的醛混合物。适宜的分离法包括，例如溶剂萃取、结晶、蒸馏、蒸发、析相作用、转膜蒸发、降膜蒸发等。人们可能希望当醛产物生成时，通过如述于公开的专利合作条约专利申请WO88/08835中的使用捕集剂将其从粗制的反应混合物中分离出来。用于使醛混合物从粗制反应混合物的其它组分中分离出来的一个方法是膜分离。如在美国专利第5,430,194号和共同未决的美国专利申请系列第08/430,790号(1995年5月5日申请)(两文献此处通过引用并入本文)中所提出的那样可实现这种膜分离。
如上所述，在本发明过程结束(或期间)可将所需的醇醛从用于本发明方法的反应混合物中回收。例如可使用公开于美国专利第4,148,830号和第4,247,486号中的回收技术。例如，在连续液体催化剂循环过程中，可将从反应器中移出来的部分液体反应混合物(含有6-羟基己醛产物、催化剂等)送入蒸发器/分离器中，其中可将所需的醛产物通过蒸馏，在常压、减压或加压的条件下在一个或多个阶段中从液体反应溶液中分离出来、冷凝并收集于产物接受器中，如需要可进一步提纯。然后可将剩下的不挥发，含有催化剂的液体反应混合物循环回到反应器中，而如需要，分离后可将任何其它的挥发物质如未反应的烯烃或链二烯与液体反应物中溶解的任何氢及一氧化碳一起通过以任何常规的方式进行蒸馏而从冷凝的6-羟基己醛产物中分离出来。通常希望使用分子量超过对应于在氢甲酰化过程中所制得的羟基己醛的较高沸点的醛低聚物副产物的分子量的有机磷配位体。另一种适宜的回收技术是溶剂萃取或结晶。一般而言，为了避免有机磷配位体和反应产物可能发生降解，优选在减压和低温的条件下将所需的羟基己醛从含有催化剂的反应混合物中分离出来。当也使用α-单烯烃反应剂时，也可以通过上述方法将醛的衍生物从中分离出来。
更具体地说，所需醛产物从含有金属-配位体配位催化剂的产物溶液中蒸馏和分离出来可在所需的任何适宜温度下进行。通常建议这种蒸馏在较低温度下如低于150℃下进行，更优选在约50℃-约130℃的温度下进行。通常也建议这种醛蒸馏在减压下如总的气体压力基本上低于氢甲酰化期间所用的总的气体压力(当包括低沸点醛如C5和C6时)或在真空下(当包括高沸点醛如C7或更高)进行。例如，通常的做法是使从氢甲酰化反应器中移出的液体反应产物介质进行减压以将溶解于液体介质中的、比起存在于氢甲酰化反应介质中具有更低合成气浓度的各种未反应气体的主要部分挥发到蒸馏区如蒸发器/分离器，在其中所需的醛产物得到蒸馏。一般对于大多数情况而言，从真空压力到总的气体压力高至约为50psig的蒸馏压力应该是足够的。
特别是当以连续液体循环的模式使用有机亚磷酸酯配位体进行本发明方法时，由于在过程期间有机亚磷酸酯配位体与醇醛发生反应，可能会得到不需要的酸性副产物(如羟基烷基膦酸)。这些副产物的形成不需要地降低了配位体的浓度。这种酸通常不溶于反应混合物中，而这种不溶性可导致不需要的胶凝状副产物发生沉淀，并可促进更多的酸性副产物自动催化生成。用于本发明方法中的有机多亚磷酸酯配位体具有良好的防止生成这种酸的稳定性。然而如果确实发生这个问题，可在所需的羟基己醛产物从液体反应流出液流中分离之前(或更优选为分离之后)使连续液体循环过程的液体反应流出液流通过任何适宜的弱碱性阴离子型交换树脂如胺Amberlyst树脂床如AmberlystA-21等以在不需要的酸性副产物重新并入到氢甲酰化反应器中之前将其部分或全部去除。如需要，可采用多于一个的这种碱性阴离子交换树脂床如一系列的这种床和按要求或需要可容易移去和/或置换的任何床。或者如需要，可将部分或全部被酸污染的催化剂循环流定期地从连续循环操作中移出，而如此移出的受污染液体按上述相同的方式进行处理以在氢甲酰化过程中重新使用该含有催化剂的液体之前消除或减少酸性副产物的量。同样地，如需要，此处可采用用于将这种酸性副产物从本发明氢甲酰化过程中除去的任何其它适宜的方法如通过用弱碱(如碳酸氢钠)萃取酸的方法。
本发明中有用的各种方法可包括改进任何有机增溶的铑-有机多亚磷酸酯配位催化的催化剂的稳定性，涉及从烯烃不饱和化合物中产生醛的液体循环氢甲酰化过程，可能会遇到由于通过蒸发分离从含有有机增溶的铑-有机多亚磷酸酯配位催化剂和醛产物的反应产物溶液中回收醛产物而造成的催化剂的减活化作用，此改进包括在杂环氮化合物的存在下进行所述的蒸发分离。例如参见共同未决的美国专利申请系列第08/756,789号(1996年11月26日申请)，其公开的内容此处通过引用并入本文。
在本发明中有用的方法可包括改进有机亚磷酸酯配位体的水解稳定性，以及涉及从烯烃不饱和化合物中产生醛的任何有机增溶的铑-有机亚磷酸酯配位体配位催化的氢甲酰化过程的催化剂稳定性，此改进包括用一种含水缓冲溶液处理至少一部分衍生自所述过程并也含有在氢甲酰化过程中形成的磷酸性化合物的有机增溶的铑-有机亚磷酸酯配位体配位催化剂溶液，以便中和并从该催化剂溶液除去至少部分量的所述磷酸性化合物，然后将己处理过的催化剂溶液返回到氢甲酰化反应器中。例如参见共同未决的美国专利申请系列第08/756,501号和08/753,505号(两者都是在1996年11月26日申请)，其公开的内容此处通过引用并入本文。
在本发明的一个实施方案中，通过在一反应区中进行氢甲酰化反应可以使由于有机一磷化合物受到抑制或中毒而导致的金属-有机聚磷配位体配位催化剂的减活化作用得到扭转或至少减少到最低程度，在所述反应区中氢甲酰化反应速率与一氧化碳成负数或反级数，并任选地在一个或多个以下条件下在使得反应产物流体温度与入口冷却剂温度之间的温度差足以防止和/或减少所述氢甲酰化反应过程中一氧化碳分压、氢分压、总反应压力、氢甲酰化反应速率和/或温度的交替的温度条件下；在一氧化碳的转化率足以防止和/或减少所述氢甲酰化过程中一氧化碳分压、氢分压、总反应压力、氢甲酰化反应速率和/或温度的交替的条件下；在氢的转化率足以防止和/或减少所述氢甲酰化过程中一氧化碳分压、氢分压、总反应压力、氢甲酰化反应速率和/或温度的交替的条件下；以及在烯烃不饱和化合物的转化率足以防止和/或减少所述氢甲酰化过程中一氧化碳分压、氢分压、总反应压力、氢甲酰化反应速率和/或温度的交替的条件下进行。例如参见共同未决的美国专利申请系列第08/756,499号(1996年11月26日申请)，其公开的内容此处通过引用并入本文。
如上所述，可通过各种常规技术如蒸馏、萃取、沉淀、结晶、膜分离、析相作用或其它适宜的方法将由本发明氢甲酰化反应步骤所制得的取代和未取代的戊烯-1-醇和6-羟基己醛分离出来。例如可使粗制的反应产物在大气压或减压下通过一填充蒸馏柱进行蒸馏-分离。在进行氢甲酰化反应步骤中，反应蒸馏可能是有用的。
包括一种或多种取代或未取代的链二烯的还原性氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛的一步法公开于共同未决的美国专利申请系列第(D-17488-1)号中(与此相同的时间申请)，其公开的内容此处通过引用并入本文。包括通过还原性氢甲酰化反应/氢甲酰化反应生产一种或多种取代或未取代的羟基己醛的另一方法公开于共同未决的美国专利申请系列第(D-17477-1)号中(与此相同的时间申请)，其公开的内容此处通过引用并入本文。
本发明的一个实施方案涉及用于生产一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛的方法，它包括(a)在加氢甲酰化反应催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂和促进剂的存在下，使一种或多种取代或未取代的链二烯如丁二烯进行加氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的包括3-戊烯-1-醇、4-戊烯-1-醇和/或2-戊烯-1-醇的不饱和醇；(b)任选地将3-戊烯-1-醇、4-戊烯-1-醇和/或2-戊烯-1-醇从加氢甲酰化反应催化剂中分离出来；和(c)在氢甲酰化反应催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂的存在下，使所述包括3-戊烯-1-醇、4-戊烯-1-醇和/或2-戊烯-1-醇的一种或多种取代或未取代的不饱和醇进行氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛。步骤(a)和(c)中的反应条件可以相同或不同，且步骤(a)中的加氢甲酰化反应催化剂与步骤(c)中的氢甲酰化反应催化剂也可以相同或不同。
本发明的另一实施方案涉及用于生产一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛的方法，它包括(a)在加氢甲酰化反应催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂和促进剂的存在下，使一种或多种取代或未取代的链二烯如丁二烯进行加氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的包括3-戊烯-1-醇、4-戊烯-1-醇和/或2-戊烯-1-醇的不饱和醇；(b)任选地将3-戊烯-1-醇、4-戊烯-1-醇和/或2-戊烯-1-醇从加氢甲酰化反应催化剂中分离出来；(c)任选地在多相或均相烯烃异构化催化剂的存在下使2-戊烯-1-醇和/或3-戊烯-1-醇进行异构化以将2-戊烯-1-醇和/或3-戊烯-1-醇部分或全部异构化成3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇；和(d)在氢甲酰化反应催化剂如金属-有机磷配位体配位催化剂的存在下，使所述包括2-戊烯-1-醇、3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇的一种或多种取代或未取代的不饱和醇进行氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛。步骤(a)和(d)中的反应条件可以相同或不同，且步骤(a)中的加氢甲酰化反应催化剂与步骤(d)中的氢甲酰化反应催化剂也可以相同或不同。
步骤(c)中的烯烃异构化催化剂可以是各种均相或多相过渡金属元素-基的催化剂(具体为Ni、Rh、Pd、Pt、Co、Ru或Ir)，或者可以是多相或均相的酸催化剂(具体为任何酸性的沸石、聚合物树脂或H+源，它们的任何一个都可以用一种或多种过渡金属元素进行改性)。这些烯烃异构化催化剂在本领域中是公知的，并且异构化可以以本领域中公知的常规步骤进行。此处所用的术语“异构化”意指包括(但不限于此)涉及使一种或多种取代或未取代的2-戊烯-1-醇和/或3-戊烯-1-醇转化成一种或多种取代或未取代的4-戊烯-1-醇的所有容许的异构化方法。
当本发明的方法是在两个阶段(即首先在一组条件下生产2-戊烯-1-醇、3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇，然后在另一组条件下从2-戊烯-1-醇、3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇中生产6-羟基己醛)中进行时，优选使第一阶段在75℃-110℃的温度下和250psi-1000psi的总压下进行，使第二阶段在60℃-120℃的温度下和5psi-500psi的压力下进行。在第一阶段和第二阶段中可使用相同或不同的催化剂。在两个阶段中其它条件也可以相同或不同。
可在一广泛的反应速率(m/L/h=产物的摩尔数/反应溶液的升数/小时)的范围内实施本发明方法。通常反应速率为至少0.01m/L/h或更高，优选为至少0.1m/L/h或更高，更优选至少为0.5m/L/h或更高。从经济的角度出发如较小的反应器尺寸等，通常优选较高的反应速率。
取代和未取代的醇醛产物(如6-羟基己醛)具有各种各样本领域中众所周知的用途，如它们可用作ε-己内酯、ε-己内酰胺、己二酸和1,6-己二醇生产中的中间体。
包括从一种或多种取代或未取代的链二烯中制备一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛的一步法公开于共同未决的美国专利申请系列第(D-17477)号(1996年4月24日申请)中，其公开的内容此处通过引用并入本文。
可使用例如固定床反应器、流化床反应器、连续式搅拌釜反应器(CSTR)或淤浆反应器来进行本发明的方法。催化剂的最佳粒径及形状将取决于所用反应器的类型。一般对于流化床反应器而言，为了容易流化而优选小的、球形催化剂颗粒。对于固定床反应器而言，优选较大的催化剂颗粒以便使反应器内的反压维持在合理低的水平。
可以分批或连续的方式(如需要可循环未消耗的原料)实施本发明的方法。该反应可在单一反应区或许多反应区中以串联或并联进行，或可在一个加长的管式区或一系列这种区中分批或连续进行。所使用的建造材料在反应期间对于各种原料应该是惰性的，并且设备的结构应该可以承受反应温度和压力。在方法中，可以方便地利用反应进程期间各种将分批或连续导入的各种原料或各种成分引入到反应区中和/或调节各种原料或各种成分量的装置，以保持原料的所需的摩尔比。可通过将原料的一种递增加到另一种中来实现各反应步骤。也可以通过将各种原料的一起投加而将各反应步骤联合。当不需或不能获得完全的转化时，可将原料例如通过蒸馏从产物中分离出来，然后可将该原料循环返回到反应区中。
本发明方法可在搪瓷、不锈钢或类似类型的反应设备中进行。反应区中可装有一个或多个内和/或外热交换器以控制过分的温度波动，或防止任何可能的“脱离控制”的反应温度。
本发明方法可在一个或多个步骤或阶段中进行。反应步骤或阶段的确切数目将取决于获得高的催化剂选择性、活性、寿命和可操作性的容易以及所提及的原料的固有反应活性和原料和所需的反应产物对反应条件的稳定性的最佳搭配。
在一个实施方案中，在本发明中有用的方法可在如述于共同未决的美国专利申请系列第08/757,743号(1996年11月26日申请)的多级反应器中进行，该专利的公开内容此处通过引用并入本文。这种多级反应器可设计成使每一个容器具有多于一个理论反应阶段的内置有形阻挡层。在效果上似乎在单一连续搅拌釜反应容器内具有许多反应器。在单一容器中具有多个反应阶段是利用反应容器体积的一个经济有效的方法。它显著减少了为获得相同的结果本来需要的许多的容器数量。较少的容器减少了所需的总投资及与各容器和搅拌器有关的维护工作。
由本发明方法制得的取代和未取代的醇醛如6-羟基己醛可以进行进一步的反应以得到其所需的衍生物。可以根据本领域中公知的常规步骤来进行这种容许的衍生化反应。例证性的衍生化反应包括例如，加氢反应、酯化反应、醚化反应、胺化反应、烷基化反应、脱氢反应、还原反应、酰化反应、缩合反应、羧基化反应、羰基化反应、氧化反应、环化反应、甲硅烷基化反应等，包括其各种容许的组合。优选的衍生化反应和6-羟基己醛的衍生物包括例如还原性胺化反应以得到六亚甲基二胺、氧化反应以得到己二酸、氧化和环化反应以得到ε-己内脂、氧化、环化和胺化反应以得到ε-己内酰胺、加氢或还原反应以得到1,6-己二醇。本发明不准备以任何方式受限于容许的衍生化反应或容许的取代和未取代的6-羟基己醛衍生物。
出于本发明的目的，术语“烃”意指包括所有容许的具有至少一个氢和一个碳原子的化合物。这种容许的化合物也可具有一个或多个杂原子。广义上所述容许的烃包括无环(有或没有杂原子)和环状、支链和无支链、碳环和杂环、芳族和非芳族的取代或未取代的有机化合物。
此处所用的术语“取代的”除非另有说明，否则意指包括所有容许的有机化合物的取代基。广义上所述容许的取代基包括无环和环状、支链和无支链、碳环和杂环、芳族和非芳族的有机化合物的取代基。例证性的取代基包括例如烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、羟基、羟基烷基、氨基、氨基烷基、卤素等，其中碳的数量可为1至约20或更多，优选为1至约12。对于适宜的有机化合物而言，容许的取代基可以是一种或多种，并且可以相同或不同。本发明不准备以任何方式受限于容许的有机化合物的取代基。
出于本发明的目的，根据F.Albert Cotton、Geoffrey Wilkinson和Paul L.Gaus所著，由John Wiley&Sons,Inc出版(第3版，1995年)的“普通无机化学”中复制的元素周期表来鉴别各种化学元素。
我们提供下述一些实施例以进一步说明本发明。
实施例1-19将0.25毫摩尔的二羰基乙酰丙酮化铑(dicarbonylacetylacetonatorhodium)(I)、0.9毫摩尔下表A中所定义的三烷基膦、3毫升丁二烯、26毫升如表A所定义的溶剂和1毫升作为内标物的二甘醇二甲醚加入100毫升顶部搅拌的高压反应器中。用5-10psi的1/1比率的氢/一氧化碳使反应器加压，并加热至表A中所列的所需温度。在所需的温度下，将反应器加压至表A中所列的所需氢/一氧化碳比率，并监测气体摄取情况。压力减少10％后，用1/1比率的氢/一氧化碳将反应器重新加压至初始值。每隔一定的时间通过取样管线将反应混合物的样品取样至干冰冷却的管形瓶内，并通过气相色谱来分析。反应90分钟后，将气体排空并将反应混合物放出。其它细节和分析结果见表A。
表A实施例 溶剂/促进剂 膦温度 H2/CO 丁二烯 速率 选择性(％)序号 (℃)(Psi) 转化率(％)m/L/h 3和4戊烯醇1乙醇 三乙基膦 60300/300270.2922乙醇 三乙基膦 80300/300901.6873乙醇 三乙基膦 80500/500871.3914乙醇 三乙基膦 8075/75 750.3715辛醇 三辛基膦 80600/200981.98863-戊烯醇 三辛基膦 80600/20089nd 907己二醇 三辛基膦 80300/30065nd 938吡咯 三辛基膦 80600/200901.4889乙醇 三丁基膦 80300/300551.07010 苯酚/THF 三辛基膦 80600/200842.05511 叔丁醇 三乙基膦 120 250/25099nd 38(15min rxn.time)12 乙醇 三甲基膦 120 250/25097nd 42(2h rxn.time)13 乙醇 二乙基-对-N,N- 80600/200701.264二甲基苯基膦14 乙醇/乙腈 三乙基膦 80300/300681.18215 乙醇/四甘醇二甲醚 三乙基膦 80300/300641.09116 二苯胺 三辛基膦 80600/200800.85417 乙酰胺 三辛基膦 80600/200850.93418 甲基乙酰胺 三辛基膦 80600/200730.85919 N-甲基甲酰胺 三辛基膦 80600/200330.119nd=未检测到实施例20-26将0.25毫摩尔的二羰基乙酰丙酮化铑(Ⅰ)、0.9毫摩尔下表B中所定义的三烷基膦、3毫升丁二烯、26毫升乙醇和1毫升作为内标物的二甘醇二甲醚加入100毫升顶部搅拌高压反应器中。用5-10psi的1/1比率的氢/一氧化碳使反应器加压，并加热至80℃。在所需的温度下将反应器加压至表B中所列的所需氢/一氧化碳比率，并监测气体摄取情况。压力减少10％后，用1/1比率的氢/一氧化碳将反应器重新加压至初始值。每隔一定的时间通过取样管线将反应混合物的样品取样至干冰冷却的管形瓶内，并通过气相色谱来分析。反应120分钟后，将气体排空并将反应混合物放出。其它细节和分析结果见表B。
表B实施例膦 H2/CO 丁二烯 速率 选择性(％)序号 (psi) 转化率 (m/L/ 3和4戊烯醇Convh)(％)20叔丁基二乙基膦300/300 600.81321叔丁基二乙基膦800/200 691.11922环己基二乙基膦300/300 760.77523环己基二乙基膦800/200 821.48024正丁基二乙基膦300/300 771.18225二乙基苯基膦 200/800 530.97726乙基二苯基膦 200/800 380.627
实施例27将160毫升磁力搅拌的高压釜用1∶1的H2/CO吹扫，并装入由0.1125克(0.44毫摩尔)的二羰基乙酰丙酮化铑(Ⅰ)、0.3515克(2.94毫摩尔)的P(CH2CH2CH2OH)3和44.1克的四氢呋喃组成的催化剂溶液。高压釜用40psig 1∶1的H2/CO加压并加热至80℃。用计量泵送入6毫升(3.73克)1,3-丁二烯，并用1∶1的H2/CO使反应器加压至1000psig。使反应混合物在1000psi1∶1H2/CO下保持在80℃。90分钟和170分钟后所取的反应混合物样品得出了以下结果。
时间 温度 H2/CO 丁二烯 速率3-戊烯醇和(分钟) (℃)(psig) 转化率(％)(m/L/h) 4-戊烯醇选择性(％)90 80 500/50081 0.7 6617080 500/50096 0.4 72实施例28将160毫升磁力搅拌的高压釜用1∶1的H2/CO吹扫，并装入由0.1126克(0.44毫摩尔)的二羰基乙酰丙酮化铑(I)、0.6120克(1.69毫摩尔)的P(CH2CH2CH2OH)3和39.9克的乙醇组成的催化剂溶液。高压釜用40psig 1∶1的H2/CO加压并加热至80℃。用计量泵送入6毫升(3.73克)1,3-丁二烯，并用1∶1的H2/CO使反应器加压至1000psig。使反应混合物在1000psi 1∶1H2/CO下保持在80℃。15分钟和43分钟后所取的反应混合物样品得出了以下结果。
时间 温度 H2/CO 丁二烯速率3-戊烯醇和(分钟) (℃) (psig) 转化率(％)(m/L/h) 4-戊烯醇选择性(％)15 80 500/500 53 2.6 7043 80 500/500 89 1.5 78实施例29将0.12毫摩尔的二羰基乙酰丙酮化铑(Ⅰ)、2.2毫摩尔三苯基膦、1.5毫升顺式-3-戊烯醇、26毫升乙醇和1毫升作为内标物的二甘醇二甲醚加入100毫升顶部搅拌高压反应器中。用5psi的1∶1比率的一氧化碳和氢使反应器加压，并加热至105℃，然后加压至30psi一氧化碳和氢。0.5小时后从反应混合物中取样，然后通过气相色谱进行分析。反应详情见下表C。
实施例30将0.25毫摩尔的二羰基乙酰丙酮化铑(Ⅰ)、4.9毫摩尔三苯基膦、1.5毫升顺式-3-戊烯醇、26毫升四氢呋喃和1毫升作为内标物的二甘醇二甲醚加入100毫升顶部搅拌高压反应器中。用10psi的1∶1比率的一氧化碳和氢使反应器加压，并加热至75℃，然后加压至50psi一氧化碳和氢。在时间为0和5.5小时后从反应混合物中取样，然后通过气相色谱进行分析。反应结束时(5.5小时)，将气体排空并将反应混合物放出。反应详情见表C。
实施例31将0.22毫摩尔的二羰基乙酰丙酮化铑(Ⅰ)、4.4毫摩尔三苯基膦、1.5毫升顺式-3-戊烯醇、26毫升乙醇和1毫升作为内标物的二甘醇二甲醚加入100毫升顶部搅拌高压反应器中。用10psi的1∶1比率的一氧化碳和氢使反应器加压，并加热至75℃，然后加压至50psi一氧化碳和氢。在时间为0和20小时后从反应混合物中取样，然后通过气相色谱进行分析。反应结束时(20小时)，将气体排空并将反应混合物放出。反应详情见表C。
实施例32将0.25毫摩尔的二羰基乙酰丙酮化铑(Ⅰ)、4.9毫摩尔三苯基膦、1.5毫升顺式-3-戊烯醇、26毫升四氢呋喃和1毫升作为内标物的二甘醇二甲醚加入100毫升顶部搅拌高压反应器中。用5psi的1∶1比率的一氧化碳和氢使反应器加压，并加热至100℃，然后加压至30psi一氧化碳和氢。在时间为0和1.5小时后，从反应混合物中取样，然后通过气相色谱进行分析。反应结束时(1.5小时)，将气体排空并将反应混合物放出。反应详情见表C。
实施例33在100毫升顶部搅拌的高压反应器中装入0.27毫摩尔二羰基乙酰丙酮化铑(Ⅰ)、0.29毫摩尔(R)-(+)-2,2′-双(二苯基膦基)-1,1′-联萘、1.5毫升顺式-3-戊烯醇、26毫升四氢呋喃和1毫升作为内标物的二甘醇二甲醚。反应器用10psi 1∶1的一氧化碳和氢加压，加热至75℃，然后加压至120psi一氧化碳和氢。在时间为0和2小时后从反应混合物中取样，然后通过气相色谱进行分析。反应结束时(2小时)，将气体排空并将反应混合物放出。反应详情见表C。
表C实施例金属 配位体 溶剂 温度 CO/H2Pent 速率C5aC5bEt5L Me6L 6-HH序号 (℃) (psi) Con. (M/l-h) (％) (％) (％) (％) (％)(％)29 Rh TPPEtOH10515/15 18n.d.14377 152530 Rh TPPTHF 75 25/25 630.061 7 34471031 Rh TPPEtOH75 25/25 400.012 1236341432 Rh TPPTHF 10015/15 400.1513473 111533 Rh BINAP THF 75 60/60 350.106 830 9 1Pent.Conv.=顺式-3-戊烯醇转化率；C5a=1-戊醇+戊醛+2-戊烯醇；C5b=反式-3-戊烯醇+4-戊烯醇；Et5L=2-乙基丁内半缩醛；Me6L=2-甲基戊内半缩醛；6-HH=6-羟基己醛；TPP=三苯基膦；BINAP=(R)-(+)-2,2′-双(二苯基膦基)-1,1′-联萘；EtOH=乙醇；THF=四氢呋喃。
实施例34在100毫升顶部搅拌的高压反应器中装入0.10毫摩尔二羰基乙酰丙酮化铑(I)、约0.20毫摩尔2,2′-双(二苯基膦基甲基)-1,1′-联苯、1毫升4-戊烯醇、26毫升乙醇和1毫升作为内标物的二甘醇二甲醚。反应器用5-10psi 1/1的氢/一氧化碳加压，加热至90℃。在90℃时，反应器用1/1的氢/一氧化碳加压至250psi，搅拌1小时。将反应器气体排空，放出反应混合物并通过气相色谱进行分析。6-羟基己醛以97％的选择性生成。
实施例35-38在100毫升顶部搅拌的高压反应器中装入0.07毫摩尔二羰基乙酰丙酮化铑(I)、0.35毫摩尔下表D所定义和上述说明书所述的双亚磷酸酯配位体、25毫升四氢呋喃和0.5毫升作为内标物的二甘醇二甲醚。反应器用50psi 1/1比率的氢/一氧化碳加压，并加热至表D中的温度。在所需的温度下加入1.0毫升3-戊烯醇，然后反应器加压至表D中所列的需要的氢/一氧化碳压力。反应器压力下降5％后，用1/1比率的氢/一氧化碳重新加压至初始值。120分钟反应结束后，将气体排空，排出反应混合物并通过气相色谱进行分析。其它细节和分析结果见表D。
表D实施例 双亚磷酸酯 温度 H2/CO 3-戊烯醇 对6-羟基乙醛序号配位体(℃) (psi) 转化率(％) 的选择性(％)(％)35 配位体F85100/100 686036 配位体F95200/50 945937 配位体D85100/100 446538 配位体D95333/167 5258
实施例39-43在100毫升顶部搅拌的高压反应器中装入0.07毫摩尔二羰基乙酰丙酮化铑(Ⅰ)、0.35毫摩尔下表E所定义和以下或在上述说明书所述的双亚磷酸酯配位体、25毫升四氢呋喃和0.5毫升作为内标物的二甘醇二甲醚。反应器用50psi 1/1的氢/一氧化碳加压，并加热至95℃。在所需的温度下，加入1.0毫升3-戊烯醇，然后反应器用1/1的氢/一氧化碳加压至500psi。反应器压力下降5％后，用1/1的氢/一氧化碳重新加压至初始值。120分钟反应结束后，将气体排空，排出反应混合物并通过气相色谱进行分析。其它细节和分析结果见表E。
表E实施例 双亚磷酸酯3-戊烯醇 对6-羟基乙醛序号配位体 转化率(％) 的选择性(％)Conv.(％)(％)39配位体W205940配位体X505941配位体E675542配位体Y924443亚乙基双(二-叔丁基)5429苯酚(亚苯基二醇-P)2
实施例44-47将100毫升磁力搅拌的高压釜用N2吹扫30分钟，并装入由3毫升3-戊烯醇、26毫升四氢呋喃、下表F所列举的量的配位体Z(以下所定义)和二羰基乙酰丙酮化铑(I)。高压釜用1∶1的氢/一氧化碳的总量的60-80％加压并加热至表F所列举的温度。1∶1的氢/一氧化碳的总量如下实施例44:100psi氢和100psi一氧化碳；实施例45:100psi氢和100psi一氧化碳；实施例46:50psi氢和50psi一氧化碳；和实施例47:100psi氢和100psi一氧化碳。当达到合适的温度后，将高压釜加压至上述总量的1∶1氢/一氧化碳。在1∶1氢/一氧化碳下，反应混合物保持等温。150分钟后，从反应混合物中所取的样品得出了列举于表F中的结果。选择性由气相色谱和参照标准响应因子来确定。在反应混合物中使用0.94克(7.02毫摩尔)的二甘醇二甲醚作为气相色谱的内标物。
表F实施例 温度 配位体 Rh(CO)23-戊烯醇 速率6-羟基己醛序号 (℃) Z (acac) 转化率 (m/L/h) 选择性(％)(g)(g) Selectivity(％)44 85 0.355 0.0213％0.5 46.745 90 1.070.0774％0.70 54.346 105 0.140.0296％0.96 61.247 95 0.350.0238％0.41 54.4
实施例48将十二羰基四铑(52.3毫克)和配位体F(1.17克)溶于四甘醇二甲醚(80毫升)中。将作为气相色谱内标物的壬烷(1.07克)及顺式-3-戊烯醇(25.8克)加入其中。将混合物加入300毫升搅拌的Parr高压釜中，并加入200psig合成气(1∶1的一氧化碳∶氢)。将反应器温度升高至95℃，加入合成气使反应器压力达到500psig。反应进行157分钟后停止。反应混合物的气相色谱显示如下组成戊醛(23.7％)、反式-3-戊烯醛(8.7％)、顺式-3-戊烯醇(13.6％)、支链醇醛(5.6％)和6-羟基己醛(52.2％)。直链醛和支链醛的识别是通过气相色谱质谱/红外光谱来确定的。
虽然本发明已通过某些前述的实施例进行了说明，但不能认为本发明受其所限制；相反地，本发明包括此前所公开的一般范围。在不背离本发明精神和范畴的前提下可以作出各种修改和实施方案。
权利要求
1．用于生产一种或多种取代或未取代的醇醛的方法，它包括使一种或多种取代或未取代的链二烯在加氢甲酰化反应(hydrocarbonylation)催化剂和促进剂的存在下进行加氢甲酰化反应，和在氢甲酰化反应(hydroformylation)催化剂的存在下进行氢甲酰化反应以生产所述一种或多种取代或未取代的醇醛。
2．用于生产一种或多种取代或未取代的醇醛的方法，它包括使一种或多种取代或未取代的戊烯醛在加氢甲酰化反应催化剂和促进剂的存在下进行加氢甲酰化反应以生产所述一种或多种取代或未取代的醇醛。
3．用于生产一种或多种取代或未取代的醇醛的方法，它包括(a)使一种或多种取代或未取代的链二烯在加氢甲酰化反应催化剂和促进剂的存在下进行加氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的不饱和醇，和(b)使所述一种或多种取代或未取代的不饱和醇在氢甲酰化反应催化剂的存在下进行氢甲酰化反应以生产所述一种或多种取代或未取代的醇醛。
4．权利要求1和3的方法，其中所述取代或未取代的链二烯包括丁二烯，所述取代或未取代的醇包括顺式-3-戊烯-1-醇、反式-3-戊烯-1-醇、4-戊烯-1-醇、顺式-2-戊烯-1-醇和/或反式-2-戊烯-1-醇及所述取代或未取代的醇醛包括6-羟基己醛。
5．权利要求3的方法，其中步骤(a)中的加氢甲酰化反应条件与步骤(b)中的氢甲酰化反应条件可以相同或不同，而步骤(a)中的加氢甲酰化反应催化剂与步骤(b)中的氢甲酰化反应催化剂也可以相同或不同。
6．权利要求1、2和3的方法，其中所述加氢甲酰化反应催化剂包括一种选自8、9和10族金属、与选自一-、二-、三-和聚-(有机膦)配位体的有机膦配位体配位的金属。
7．权利要求1、2和3的方法，其中所述加氢甲酰化反应催化剂包括一种选自8、9和10族金属、与选自由下式表示的三有机膦配位体的有机膦配位体配位的金属
式中，每一个R1相同或不同，为取代或未取代的一价烃基。
8．权利要求6的方法，其中步骤(a)中的配位体的碱性大于或等于三苯基膦的碱性(pKb=2.74)，且其空间松密度小于或等于210°的Tolman锥角。
9．权利要求1的方法，其中所述促进剂的pKa约为1-35，并包括质子溶剂、有机酸和无机酸、醇、水、苯酚、硫醇、硒醇、硝基烷、酮、腈、胺、酰胺，或一-、二-或三-烷基铵盐或其混合物。
10．权利要求1和3的方法，其中所述氢甲酰化反应催化剂包括一种选自8、9和10族金属、与选自一-、二-、三-和聚-(有机膦)配位体的有机磷配位体配位的金属。
11．权利要求1和3的方法，其中所述氢甲酰化反应催化剂包括一种选自8、9和10族金属、与选自以下的有机磷配位体配位的金属(ⅰ)由下式所表示的三有机膦配位体
式中，每一个R1相同或不同，为取代或未取代的一价烃基；(ⅱ)由下式所表示的一有机亚磷酸酯
式中，R3代表取代或未取代的包含4-40个或更多个碳原子的三价烃基；(ⅲ)由下式所表示的二有机亚磷酸酯
式中，R4代表取代或未取代的包含4-40个或更多个碳原子的二价烃基，W代表取代或未取代的包含1-18个或更多个碳原子的一价烃基；(ⅳ)由下式所表示的三有机亚磷酸酯
式中，每一个R8相同或不同，为取代或未取代的一价烃基；和(ⅴ)由下式所表示的包含两个或更多个叔(三价)磷原子的有机多亚磷酸酯
式中，X1代表取代或未取代的包含2-40个碳原子的n-价烃桥连基，每一个R9相同或不同，为包含4-40个碳原子的二价烃基，每一个R10相同或不同，为取代或未取代的包含1-24个碳原子的一价烃基，a和b可以相同或不同，每一个的值为0-6，条件是a+b之和为2-6,n=a+b。
12．权利要求1、2和3的方法，它在约为50℃-150℃的温度和为约20psig-约3000psig的总压下进行。
13．权利要求1、2和3的方法，其中该方法分批或连续地产生包括以下成分的反应混合物(1)一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛；(2)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇；(3)任选的一种或多种取代或未取代的5-羟基戊醛和/或其环内半缩醛衍生物；(4)任选的一种或多种取代或未取代的4-羟基丁醛和/或其环内半缩醛衍生物；(5)任选的一种或多种取代或未取代的戊-1-醇；(6)任选的一种或多种取代或未取代的戊醛；(7)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯醛；(8)任选的一种或多种取代或未取代的1,6-己二醛；(9)任选的一种或多种取代的1,5-戊二醛；(10)任选的一种或多种取代的1,4-丁二醛；和(11)一种或多种取代或未取代的丁二烯；其中，组分(1)与组分(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)和(10)总和的重量比大于约0.1；而组分(11)与组分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)和(10)总和的重量比为约0-约100。
14．用于生产包含一种或多种取代或未取代的醇醛的反应混合物的方法，该方法包括权利要求1、2和3的方法。
15．用于生产一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛的方法，它包括(a)在加氢甲酰化反应催化剂和促进剂的存在下，使一种或多种取代或未取代的链二烯进行加氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的包括3-戊烯-1-醇、4-戊烯-1-醇和/或2-戊烯-1-醇的不饱和醇；(b)任选地将3-戊烯-1-醇、4-戊烯-1-醇和/或2-戊烯-1-醇从加氢甲酰化反应催化剂中分离出来；和(c)在氢甲酰化反应催化剂的存在下，使所述的一种或多种取代或未取代的包括3-戊烯-1-醇、4-戊烯-1-醇和/或2-戊烯-1-醇的不饱和醇进行氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛。
16．用于生产一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛的方法，它包括(a)在加氢甲酰化反应催化剂的存在下，使一种或多种取代或未取代的链二烯进行加氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的包括3-戊烯-1-醇、4-戊烯-1-醇和/或2-戊烯-1-醇的不饱和醇；(b)任选地将3-戊烯-1-醇、4-戊烯-1-醇和/或2-戊烯-1-醇从加氢甲酰化反应催化剂中分离出来；(c)任选地在多相或均相烯烃异构化催化剂的存在下，使2-戊烯-1-醇和/或3-戊烯-1-醇进行异构化以将2-戊烯-1-醇和/或3-戊烯-1-醇部分或全部异构化成3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇；和(d)在氢甲酰化反应催化剂的存在下，使所述包括2-戊烯-1-醇、3-戊烯-1-醇和/或4-戊烯-1-醇的一种或多种取代或未取代的不饱和醇进行氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛。
17．由权利要求1、2和3的方法制得的组合物，它包含(1)一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛；(2)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇；(3)任选的一种或多种取代或未取代的5-羟基戊醛和/或其环内半缩醛衍生物；(4)任选的一种或多种取代或未取代的4-羟基丁醛和/或其环内半缩醛衍生物；(5)任选的一种或多种取代或未取代的戊-1-醇；(6)任选的一种或多种取代或未取代的戊醛；(7)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯醛；(8)任选的一种或多种取代或未取代的1,6-己二醛；(9)任选的一种或多种取代的1,5-戊二醛；(10)任选的一种或多种取代的1,4-丁二醛；和(11)一种或多种取代或未取代的丁二烯；其中，组分(1)与组分(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)和(10)总和的重量比大于约0.1；而组分(11)与组分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)和(10)总和的重量比为约0-约100；或者一种组合物，它包含(1)一种或多种取代或未取代的6-羟基己醛；(2)任选的一种或多种取代或未取代的戊烯-1-醇；(3)任选的一种或多种取代或未取代的5-羟基戊醛和/或其环内半缩醛衍生物；(4)任选的一种或多种取代或未取代的4-羟基丁醛和/或其环内半缩醛衍生物；(5)任选的一种或多种取代或未取代的戊-1-醇；(6)任选的一种或多种取代或未取代的戊醛；和(7)一种或多种取代或未取代的戊烯醛；其中，组分(1)与组分(2)、(3)、(4)、(5)和(6)总和的重量比大于约0.1；而组分(7)与组分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)和(6)总和的重量比为约0-约100。
18．包含一种或多种取代或未取代的醇醛的反应混合物，其中所述反应混合物是通过权利要求1、2和3的方法来制备的。
19．权利要求1、2和3的方法，还包括衍生化一种或多种取代或未取代的醇醛的步骤，其中所述衍生化反应包括加氢反应、酯化反应、醚化反应、胺化反应、烷基化反应、脱氢反应、还原反应、酰化反应、缩合反应、羧基化反应、羰基化反应、氧化反应、环化反应、甲硅烷基化反应及其各种容许的组合。
20．权利要求19的一种或多种取代或未取代的醇醛的衍生物。
全文摘要
本发明部分涉及用于生产一种或多种取代或未取代的醇醛如6－羟基己醛的方法,它包括使一种或多种取代或未取代的链二烯如丁二烯在加氢甲酰化反应催化剂如金属－有机磷配位体配位催化剂的存在下进行加氢甲酰化反应,并在氢甲酰化反应催化剂如金属－有机磷配位体配位催化剂的存在下进行氢甲酰化反应以生产一种或多种取代或未取代的醇醛。由本发明方法制得的取代和未取代的醇醛可进行进一步的反应以得到其所需的衍生物如ε－己内酯。本发明部分也涉及含有一种或多种取代或未取代的醇醛作为主要反应产物的反应混合物。
文档编号C07C45/50GK1222904SQ9719574
公开日1999年7月14日 申请日期1997年4月23日 优先权日1997年4月23日
发明者J·R·布里格斯, K·K·奥尔森, E·B·特雅登, A·S·古拉姆, D·L·帕克特, T·C·埃森施米德, E·S·布里哈姆 申请人:联合碳化化学品及塑料技术公司