一种氧气氧化对甲氧基甲苯制备相应醇 、酯、醛和酸的联产方法
【专利摘要】本发明涉及一种氧气氧化对甲氧基甲苯制备相应醇、酯、醛和酸的联产方法，包括：在氧化反应釜中加入对甲氧基甲苯、催化剂I和溶剂，通入氧气进行反应；氧化反应结束，回收溶剂，任选用于套用，然后加入水洗去催化剂I，得到有机相I和水相I；向有机相I中加入碱，减压蒸出有机相II，馏底加入水后用酸调pH值，过滤得到对甲氧基苯甲酸；水相I蒸馏回收水，任选用于套用，馏底补加催化剂I和溶剂后，任选用于氧化反应套用；有机相II精馏得到成品对甲氧基苯甲醛和乙酸大茴香酯；乙酸大茴香酯碱性水解，得到大茴香醇粗品，经精馏得到大茴香醇纯品。本发明提供的联产方法具有绿色环保、反应条件温和、成本低、三废少、易于实现工业化生产，所得到的产品广泛应用于食品、药品、日化等领域。
【专利说明】一种氧气氧化对甲氧基甲苯制备相应醇、酯、醛和酸的联
产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有机中间体的制备方法，具体而言涉及对甲氧基苯甲醇、乙酸大茴香酯、对甲氧基苯甲醛和对甲氧基苯甲酸的联产制备方法，属于日用化工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]对甲氧基苯甲醒(Anisic aldehyde),常温下为无色至淡黄色液体,具有类似山楂的气味。密度1.123g/Cm3(20°C )。熔点(TC。沸点249.5°C。折射率1.5731。难溶于水，易溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿。能随水蒸气挥发。在自然界中存在于茴香油、小茴香油、莳萝油、金合欢花、香荚兰浸膏中，经氧化分离提取得到。用作香料，配制花香型香精，用于食品及化妆品、香皂等。医药上用作抗组胺药物的中间体，如制抗菌素羟氨苄基青霉素等小也用作电镀增光剂等。
[0003]对甲氧基苯甲醛的合成方法包括以下几种:
[0004](I)由苯酚用硫酸二甲酯进行甲基化，然后再经氯甲基化、水解等反应制得(PCT2008023836 ；CN01838173 ；Compt.Rend.，1934，198:2256-22588)；[0005](2)由对甲基苯酚经甲基化，再氧化而得(CN1249362 ；Russ.，2043986 ；JP2011162489 ; CN1491930 ; JP2010202556 ；EP459729 ；Bull.Chem.Soc.Japan, 1988，61 (3):967-971 ；EP228275 ； JP62108837 ；JP60233027 ；J.Mole.Catal.，1990，61(I):51-54 ；J.0rg.Chem.，1997，62(20):6810-6813 ；JP102070382)；
[0006](3)由对羟基苯甲醛甲基化得到(Org.Process Res.Dev., 2005, 9(1):70-79 ；PCT2001009072 ；Chem.Res.Chin.Universities, 2013,29 (2):319-323 ；JP10287608 ；CN102531860 ；CN101462933 ；NA9200968 ；CN1319581 JP63104937 ；CN1249298 ；CN1247851 ；Adv.Synth.Catal.，2004，346(6):633-638 ；EP577476)。
[0007]对甲氧基苯甲醇，无色或微黄色液体。熔点23-25.5°C，沸点159°C，相对密度
1.113(15/15°C )，折光率1.5442。易溶于醇和醚，几乎不溶于水。具有略带甜味的茴香香气，常用于配制茉莉、紫丁香等香精，适于调配香水。该品是我国GB2760-86规定为允许使用的食用香料。主要用以配制香草、巧克力、可可、杏仁、桃子等香精。也用于有机合成和用作溶剂。
[0008]合成对甲氧基苯甲醇的方法主要由对甲氧基苯甲醛经还原制得(CN102320939 ;J.1nd.Eng.Chem.，2007，13 (7): 1067-1075 ；J.Med.Chem.，2013，56(20):8201-8205 ；Angew.Chem.-1nt.Edit., 2 013, 52 (45): 11871-11874 ；Angew.Chem.-1nt.Edit.，2013，52 (19):5120-5124 ；OrganometalIics, 2013，32 (16):4501-4506 ；Chem.Commun.，2012，48(66):8276-8278 ；Angew.Chem.-1nt.Edit.，2012，51 (48):12102-12106 ；Catal.Lett.，2013，143(1): 122-125 ；J.Mole.Catal.A:Chem.，2009，299(1-2):98-101 ；Eur.J.0rg.Chem., 2009, (21):3567-3572 ；Tetrahedron Lett.,2009, 50(32):4624-4628 ；CN1994988 !Tetrahedron Lett.，2006，47(25):4161-4165 ；PCT2003089395 ；Synth.Commun., 2001, 31 (17):2719-2725 ；Catal.Commun., 2012, 28:147-151 ;GreenChem.，2012，14(5): 1372 — 1375 ；J.Am.Chem.Soc.，2010，132(34): 11978 — 11987 ；ACSCatal.，2013，3 (2): 182-185 !Tetrahedron Lett.，2012，53 (2): 148-150 ;日用化学工业，2008，38(4):242-244 ； JP2006088026)。
[0009]对甲氧基苯甲酸，无色针状晶体，熔点182-185 V (lit.)，沸点275 V，密度1.385，折射率1.571-1.576，闪点185 °C。溶于乙醇、乙醚、氯仿，微溶于热水，难溶于冷水。用作茄拉西坦、乙胺磺肤酮等医药中间体，亦可用于香料，防腐剂等。可由对羟基苯甲酸为原料，与硫酸二甲酯反应获得(Indian Pat.Appl., 2008MU01043 ；Indian Pat.Appl.，2006MU00718 ;)，也可以对甲氧基苯甲醛为原料，经氧化制备(Tetrahedron Lett.,2013,54(46):6222-6225 ；Synlett,2013, 24(8):963-966 ；Inorg.Chem.，2008，47(13):5821-5830 ；Indian Pat.Appl.，1999DE01492 ；PCT2011037542 ；PCT2004054956)。
[0010]乙酸茴香酯，Anisylacetate，密度 1.014(20°C )，沸点 270°C，折射率 1.5110 ~1.5160。无色至浅黄色液体，有较强的金合欢香气和桂皮香气，有甜味。不溶于水、丙二醇、甘油，溶于乙醇和大多数非挥发性油类。调制丁香、银白金合欢、金合欢、紫罗兰等花香型香精，用于化妆品；调制巧克力、可可、香荚兰、浆果、草莓等香型香精，用于食品。以大茴香醇和乙酸(乙酐)为原料，直接酯化制得(J.Flow Chem.,2012,2:47-51 ；Synthesis, 2011, (10):1621-1625 ；J.1ran.Chem.Soc., 2009, 6(3):523-532 ；TetrahedronLett.，2009，50(4):395-397 ；Catal.Commun.，2014，44:24-28 ；PCT2002038553)。
[0011]显然，合成对甲氧基苯甲醇、对甲氧基苯甲酸和乙酸茴香酯，皆需以对甲氧基苯甲醛为原料，或经还原，或经氧化，或经酯化制备，反应过程及后处理皆为繁琐。而对甲氧基苯甲醛，目前主要以对甲酚为原料，在碱性介质中，经氧气氧化制备成对羟基苯甲醛，经由硫酸二甲酯醚化而得。无论是氧化，还是醚化，皆需产生大量的三废，给环保和生产带来压力。
【发明内容】
[0012]本发明的目的在于提供一种能够同时制备高品质对甲氧基苯甲醇、乙酸大茴香酯、对甲氧基苯甲醛和对甲氧基苯甲酸的联产方法，在氧化反应阶段避免了使用引发剂，尤其是卤素类引发剂，使用廉价的氧气作为氧化剂，避免了使用化学氧化剂及其它有机过氧化物氧化剂，采用温和的碱性水解条件，采用自闭循环实现物料的循环，因此降低了制造成本和三废的产生，减轻了环保压力，而且还具有简便、易于控制和工业化生产的特点。
[0013] 本发明人通过研究发现，通过包括如下步骤的合成工艺，以对甲氧基甲苯为原料，在无卤催化剂的存在下，经氧气氧化生成对甲氧基苯甲醇、乙酸大茴香酯、对甲氧基苯甲醛、和对甲氧基苯甲酸，能够获得高品质的对甲氧基苯甲醇、乙酸大茴香酯、对甲氧基苯甲醛和对甲氧基苯甲酸，反应化学式为:
[0014]
【权利要求】
1.一种氧气氧化对甲氧基甲苯制备相应醇、酯、醛和酸的联产方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤I)，在氧化反应釜中加入对甲氧基甲苯、催化剂I和溶剂，在一定温度下通入氧气，反应一定时间后停止反应； 步骤2)，氧化反应结束，回收溶剂，任选用于套用，然后加入水洗去催化剂I，得到有机相I和水相I ; 步骤3),向有机相I中加入碱，减压蒸出有机相II,懼底加入水后用酸调pH值,过滤得到对甲氧基苯甲酸； 步骤4)，水相I蒸馏回收水，任选用于套用，馏底补加催化剂I和溶剂后，任选用于氧化反应套用； 步骤5)，有机相II精馏得到成品对甲氧基苯甲醛和乙酸大茴香酯； 步骤6)，乙酸大茴香酯碱性水解，得到大茴香醇粗品，经精馏得到大茴香醇纯品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于， 步骤I中， 溶剂为有机羧酸类，如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、氯乙酸、三氟乙酸等，优选乙酸或丙酸，特别优选乙酸， 所用溶剂(例如乙酸)与对甲氧基甲苯的摩尔用量比为I~50:1，优选3~30:1，更优选5~15:1。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于， 步骤I中， 催化剂I为过渡金属盐类，优选乙酸盐，如乙酸钴、乙酸锰、乙酸镍、乙酸铈、乙酸铬、乙酸锌、乙酸铁、乙酸酮、硝酸钴、硝酸锰、硝酸酮、氯化钴、溴化钴、乙酰丙酮钴、乙酰丙酮铁，硬脂酸钴、硬脂酸锰、环烷酸钴、乙酸钯、氯化钯等之一，或者其中的几种催化剂组成的复合催化剂，优选乙酸钴、乙酸锰、乙酸铬、乙酸铈、乙酸钯、乙酸铁、乙酸铜等之一，或者它们组成的复合催化剂； 所用催化剂I与对甲氧基甲苯的摩尔用量比为0.1~2.0:1，优选0.2~1.0。
4.根据权利要求1至3之一所述的制备方法，其特征在于， 步骤I中， 氧化反应的温度为40~150°C，优选反应温度为80~120°C，更优选100~115°C ； 氧化反应压力(表压)为O~2.0MPa,优选O~1.2MPa，更优选O~0.5MPa。
5.根据权利要求1至4之一所述的制备方法，其特征在于， 步骤2中， 回收溶剂例如乙酸，控制其水分在O~50%，优选在O~30%。
6.根据权利要求1至5之一所述的制备方法，其特征在于， 步骤2中， 溶剂回收结束后，加入水将催化剂I水洗分离，水洗次数为I~10次，优选2~6次，更优选3~5次。
7.根据权利要求1至6之一所述的制备方法，其特征在于， 步骤3中，所用的碱为碱金属无机酸盐或氢氧化物，优选为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾等，更优选碳酸钠和碳酸钾，特别优选碳酸钠； 碱以固体的形式加入，碱与对甲氧基甲苯的摩尔用量比为0.01~1:1，优选0.05~0.5:1，更优选 0.1 ~0.3:1 ; 减压蒸出有机相II，馏底加入水后用酸调节pH值，调节pH值=1-5，优选2-3。
8.根据权利要求1至7之一所述的制备方法，其特征在于， 步骤4中， 水相I蒸馏回收水，无需任何处理，直接用于步骤2中水洗套用，馏底补加适量的催化剂I和溶剂后，优选直接用于氧化反应进行套用； 补加催化剂的量为催化剂首次投料量的I~30%，优选I~10% ; 补加溶剂乙酸的量与乙酸首次投料量相同。
9.根据权利要求1至8之一所述的制备方法，其特征在于， 步骤6中， 碱性水解所用的碱为碱金属盐或氢氧化物的水溶液，优选碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氢氧化钠、氢氧化钾等的水溶液，优选氢氧化钠、氢氧化钾等的水溶液； 反应温度为60~120°C，优选80~110°C。
【文档编号】C07C41/26GK103936567SQ201410185353
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】刘启发, 宋小明, 王荣, 张彬彬, 高元 申请人:宿迁科思化学有限公司