通過2,3,6-三甲基苯酚的氧化制備2,3,5-三甲基苯醌的方法
【專利說明】通過2, 3, 6-三甲基苯酚的氧化制備2, 3, 5-三甲基苯醌的 方法
[0001] 本發(fā)明提供制備2, 3, 5-三甲基苯醌或包含2, 3, 5-三甲基苯醌的混合物的方法， 所述方法包括以下步驟：將2, 3, 6-三甲基苯酚在兩相或多相反應(yīng)介質(zhì)中在至少包含銅 (II)鹵化物的催化劑或催化劑體系的存在下用氧氣或含氧氣體氧化以得到包含2, 3, 5-三 甲基苯醌的混合物，其中反應(yīng)介質(zhì)包含水和至少一種具有6個或更多，優(yōu)選7個或更多碳原 子的仲脂族無環(huán)醇。
[0002] 本發(fā)明另一方面涉及包含2, 3, 5-三甲基苯醌的混合物，所述混合物通過本發(fā)明 方法可制備或制備。
[0003] 本發(fā)明還提供具有6個或更多，優(yōu)選7個或更多碳原子的仲脂族無環(huán)醇作為溶劑 在將2, 3, 6-三甲基苯酚氧化成2, 3, 5-三甲基苯醌中的用途。
[0004] 此外，本發(fā)明涉及通過本發(fā)明方法制備的2, 3, 5-三甲基苯醌或者包含2, 3, 5-三 甲基苯醌并通過本發(fā)明方法制備的混合物在合成維生素E中，更特別是在制備2, 3, 6-三甲 基氫醌中的用途。
[0005] 2, 3, 6-三甲基苯醌（1)作為工業(yè)上合成α-生育酚，即維生素E(3)的前體是很重 要的。對于該合成，首先將（1)催化氫化成2, 3, 6-三甲基氫醌（2)，然后使用路易斯酸作為 催化劑經(jīng)受與異植醇縮合以形成（3)(方案1)。
[0006]
[0007] 方案1 :α-生育酚⑶的工業(yè)合成
[0008] 關(guān)于（1)的合成，已知一系列工業(yè)上實(shí)現(xiàn)的合成。由現(xiàn)有技術(shù)已知的幾乎所有方 法使用2, 3, 6-三甲基苯酚（4)的氧化合成（1)，所述2, 3, 6-三甲基苯酚（4)又可通過多種 路線得到。對于（4)氧化成（1)，氧氣優(yōu)選用作便宜的氧化劑（方案2)。
[0009]
[0010] 方案2 :2, 3, 6-三甲基苯醌（1)的合成
[0011] 將⑷氧化成⑴的最有效方法是使用銅（II)鹵化物或銅（II)-鹵素絡(luò)合物作 為催化劑。然而，這些方法不得不伴隨其問題。實(shí)例包括例如昂貴且不方便的所用溶劑和 /或所用催化劑再循環(huán)，特別是不想要的副產(chǎn)物形成。特別值得注意的是鹵化，通常氯化副 產(chǎn)物的形成，其在后處理期間分解，釋放HC1，所以導(dǎo)致腐蝕和有價值產(chǎn)物（1)損失。
[0012] DE2 221 624描述了將2, 3, 6-三甲基苯酚在水溶性或具有無限的水溶混性的極 性溶劑，優(yōu)選二甲基甲酰胺中在銅鹵化物，主要是氯化銅（II)二水合物的存在下用氧氣氧 化。然而，該方法的缺點(diǎn)是難以將產(chǎn)物與反應(yīng)混合物分離和回收催化劑。
[0013] EP127 888描述了具有通式MdCll(ll)mXn|p的銅（II)-鹵化物絡(luò)合物，例如 Li[CuCl3]或K2[CuCl4]例如作為催化劑在將2, 3, 6-三甲基苯酚在水和具有4-10個碳原 子的脂族醇的混合物作為溶劑中用氧氣氧化中的用途。由于該溶劑顯示出與水的溶混性差 距，反應(yīng)在由兩個液相組成的混合物中進(jìn)行。因此，實(shí)現(xiàn)高反應(yīng)速率，且催化劑容易借助相 分離而作為水溶液回收。所用脂族醇可包含4-10個碳原子，優(yōu)選5-10個碳原子。優(yōu)選的 所述溶劑為伯醇，實(shí)例為正丁醇、正戊醇、異戊醇、正己醇、2-乙基己醇、正庚醇、正辛醇、正 壬醇和正癸醇。
[0014]EP167 153描述了與EP127 888相同的催化劑在作為溶劑的水和具有5-10個碳 原子的脂族醇的混合物中的用途。優(yōu)選描述了伯醇，例如正戊醇、異戊醇、正己醇、2-乙基己 醇、正庚醇、正辛醇、正壬醇和正癸醇。反應(yīng)以"半分批"模式進(jìn)行，意指形成較少的副產(chǎn)物。 此外，反應(yīng)較容易地控制，并且需要較少的催化劑。
[0015]EP294 584描述了氯化銅（II)和氯化鋰的混合物作為催化劑以及芳族烴和具有 1-4個碳原子的脂族醇的含水混合物作為溶劑的用途。例如描述了伯醇：甲醇、乙醇、正丙 醇、異丙醇、正丁醇、2-丁醇和叔丁醇。實(shí)際上描述了大量仲和叔醇，但僅與芳族烴組合。此 外，這些醇具有最多4個碳原子。此外，EP294 584的實(shí)施例9與11的對比顯示異丙醇用 作仲醇導(dǎo)致比使用正丙醇更低的收率（在其它相同條件下，91. 6相對于94. 1%)。此外，溶 劑混合物的使用產(chǎn)生明顯復(fù)雜化的溶劑再循環(huán)程序。
[0016]EP369 823描述了氯化銅（II)與某些氮化合物（羥基銨鹽、肟或銨鹽）組合作 為催化劑的用途。所用溶劑優(yōu)選為具有3-10個碳原子的脂族醇，特別優(yōu)選具有3-6個碳原 子的支化醇，非常特別優(yōu)選叔醇，例如叔丁醇或叔戊醇。然而，此處實(shí)現(xiàn)的（1)的最佳收率 (實(shí)施例55 :用叔戊醇94. 5%，用叔丁醇95% )頂多在與不需要加入氮化合物的現(xiàn)有技術(shù) 中的早先說明書中所述相同的水平。
[0017] ]\1511111^211等人（81111.〇16111.5〇(3.辦11.迎(1992)1522)公開了使用氯化(：11(11)和 各種胺、羥胺或肟的氫氯化物的混合物作為催化劑體系將（4)氧化的方法。此處，所用溶劑 也不僅包括伯醇，而且包括仲醇，例如異丙醇、仲丁醇、2-戊醇和3-戊醇、叔丁醇和叔戊醇， 其中未獲悉關(guān)于使用仲醇的任何特別優(yōu)點(diǎn)。羥胺優(yōu)選用作在氧化中消耗的輔助劑使得該程 序不具有吸引力。
[0018]EP475 272描述了氯化銅（II)和堿土金屬氯化物，尤其是1%(：12的混合物作為 催化劑的用途。所列溶劑為具有5-10個碳原子的飽和脂族醇。特別優(yōu)選描述了 1-戊醇、 1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-壬醇、1-癸醇、2-乙基-1-己醇和環(huán)己醇一換言之，除環(huán)己醇 外，都是伯醇。
[0019]EP1 092 701描述了氯化銅（II)和選自Fe、Cr、Mn、Co、Ni、Zn或稀土元素的其它 金屬氯化物的混合物作為催化劑的用途。所列溶劑為具有5-10個碳原子的支化和非支化 脂族醇。特別優(yōu)選描述了 1-戊醇、1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-壬醇、1-癸醇、2-乙基-1-己 醇和環(huán)己醇一換言之，除環(huán)己醇外，都是伯醇。
[0020] JP55 072 136描述了氯化銅（II)二水合物作為催化劑在聚乙二醇如 CH30 (CH2CH20) 9CH3作為溶劑中的用途。可將反應(yīng)混合物含水后處理以回收催化劑。所需產(chǎn) 物作為低沸點(diǎn)物通過蒸餾除去。然而，該方法的優(yōu)點(diǎn)是高沸點(diǎn)副產(chǎn)物變得富集在溶劑中且 難以除去。
[0021] 如同基于Cu鹵化物催化劑的所有方法，上述方法然后也具有源自有機(jī)氯副產(chǎn)物 的形成的基本缺點(diǎn)。這些副產(chǎn)物在氧化反應(yīng)的執(zhí)行期間產(chǎn)生，并由反應(yīng)物（4)、產(chǎn)物（1)以 及任選1-己醇溶劑的氯化產(chǎn)生。圖1顯示大量典型副產(chǎn)物，但沒有給出完整的列舉。
[0022]
[0023] 圖1 :將2, 3, 6-三甲基苯酚⑷氧化成2, 3, 6-三甲基苯醌⑴中的典型副產(chǎn)物。
[0024] 發(fā)生的氯化反應(yīng)具有所需氧化反應(yīng)中直接損失選擇性以及可能損失溶劑的效應(yīng)， 所述溶劑的損失必須通過加入新鮮溶劑補(bǔ)償。同時，催化劑相貧含氯化物，為此，必須將催 化劑相定期用鹽酸處理用于再生。
[0025] 此外，特別是在熱負(fù)荷下，有機(jī)氯副產(chǎn)物釋放氯化氫，導(dǎo)致相應(yīng)裝置部件中（例如 在加熱反應(yīng)混合物的蒸餾塔中）明顯的腐蝕問題，意味著昂貴的專用鋼必須用于裝置的基 本所有面積。此外，氯化氫引起有價值產(chǎn)物（1)的分解反應(yīng)，導(dǎo)致收率損失，在蒸餾塔的液 相中特別如此。有機(jī)氯副產(chǎn)物（例如圖1所示化合物（7)-(11))通常具有類似于溶劑或類 似于產(chǎn)物的沸點(diǎn)，由此妨礙反應(yīng)混合物的蒸餾分離，并產(chǎn)生中沸點(diǎn)物餾分中的產(chǎn)物損失和 溶劑損失。氯化雜質(zhì)還毒害隨后醌（1)反應(yīng)以得到氫醌（2)中的氫化催化劑。
[0026] 為避免這些缺點(diǎn)，通常進(jìn)行其它后處理步驟。EP0 216 351公開了從來自（4)至 (1)的CuCl2調(diào)控氧化的粗排料中除去有機(jī)氯副產(chǎn)物的概念。副產(chǎn)物的貧化在此處通過堿 洗滌實(shí)現(xiàn)。然而，堿洗滌不是特別有效的，并且總是暗示有機(jī)氯化合物減少與產(chǎn)物損失之間 的折衷。總之，該措施容許根據(jù)方案3的方法的技術(shù)實(shí)現(xiàn)，但由堿洗滌表示的其它工藝步驟 產(chǎn)生較高的資本成本和生產(chǎn)成本，收率損失，以及最重要的，僅導(dǎo)致上述問題的緩解。
[0027] 因此，本發(fā)明的主要目的是提供通過將2, 3, 6-三甲基苯酚在至少包含銅（II)鹵 化物的催化劑或催化劑體系的存在下氧化而制備2, 3, 5-三甲基苯醌或包含2, 3, 5-三甲基 苯醌的混合物的方法，所述方法具有由現(xiàn)有技術(shù)已知的方法的所有優(yōu)點(diǎn)，但使不想要的氯 化副產(chǎn)物的形成最小化。
[0028] 本發(fā)明的優(yōu)選目的是提供通過將2,3,6_三甲基苯酚在至少包含銅（II)鹵化物的 催化劑或催化劑體系的存在下氧化以制備2, 3, 5-三甲基苯醌或包含2, 3, 5-三甲基苯醌 的混合物的方法，所述方法非常大地避免形成氯化副產(chǎn)物，由此以改進(jìn)反應(yīng)的選擇性，使通 過溶劑氯化導(dǎo)致的溶劑損失最小化，以及任選避免對其它后處理步驟和使用專門材料的需 要。
[0029] 現(xiàn)在驚訝地發(fā)現(xiàn)通過在將2, 3, 6-三甲基苯酚在至少包含銅（II)鹵化物的催化劑 或催化劑體系的存在下氧化中使用具有6個或更多，優(yōu)選7個或更多碳原子