用无机酸和表面活性剂制备高产率糖醇缩醛的方法技术

本发明专利技术涉及一种在无机酸和至少一种含有至少一个链长为６个碳的侧基的表面活性剂存在下，通过未取代或取代的苯甲醛与糖醇（如山梨糖醇、木糖醇和核糖醇）反应，制备糖醇缩醛，如二亚苄基山梨糖醇、单亚苄基山梨糖醇及其类似物的方法。此反应提供一种成本有效，相对安全的方法，它给出糖醇缩醛产物的卓越高产率。此外，这类专门反应也是制备某些可以容易地从形成的其它异构体分离的化合物的公知方法。而且，此方法也促进以可接受的产率生产某些不对称糖醇缩醛化合物和组合物。这些糖醇缩醛可用作成核剂和澄清剂用于如聚烯烃配制剂和制品。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在无机酸和至少一种含有至少一个链长为6个碳的侧基的表面活性剂存在下，通过未取代或取代的苯甲醛与糖醇(如山梨糖醇、木糖醇和核糖醇)反应，制备糖醇缩醛，如二亚苄基山梨糖醇、单亚苄基山梨糖醇及其类似物的方法。此反应提供一种成本有效，相对安全的方法，它给出糖醇缩醛产物的卓越高产率，特别是迄今为止由于工艺限制还没能容易得到的那些，这些产品包括双(5-亚2，3-二氢化茚基)山梨糖醇。此外，这类专门反应也是制备某些可以容易地从形成的其它异构体分离的化合物的公知方法。而且，此方法也促进以可接受的产率生产某些不对称糖醇缩醛化合物和组合物。这些糖醇缩醛可用作成核剂和澄清剂用于如聚烯烃配制剂和制品。现有技术背景以下讨论的所有美国专利文献和其它公开文本在此完整引入作为参考。已经发现二亚苄基山梨糖醇(“DBS”)、取代的DBS，例如可以用烷基取代的芳香醛制备，以及相关的缩醛可在聚烯烃树脂、聚酯类树脂、除臭剂、和防汗剂组合物；烃类燃料；废液，尤其是含有有机杂质的那些；和油漆中用作成核剂、澄清剂、胶凝剂、操作助剂和强度改性剂。糖醇缩醛，如DBS衍生化合物，一般通过芳香醛与多元醇，例如但不限于山梨糖醇、木糖醇和核糖醇及其类似物的缩合反应制备。对于DBS结构，这类反应包括2摩尔醛和1摩尔醇。适当的方法的例子可以在Uchiyama的U.S.4,267,110；Murai等人的U.S.3,721,682；Murai等人的U.S.4,429,140；Machell的U.S.4,562,265；Kobayashi等人的U.S.4,902,807；Salome等人的U.S.5,023,354；和Scrivens等人的U.S.专利5,731,474中看到。遗憾的是，这些现有反应方法全都在更宽范围的反应中具有使用上的显著缺陷。Uchiyama所教导的第一种方法仅用于制备有限的未取代苯甲醛类型的DBS化合物。这类方法通用性的缺乏严重限制了其在不同DBS化合物制备方法中的应用。溶剂为基础的体系已经开发了DBS形成上的更高产率和更大通用性，例如，在Murai等人、Scrivens等人和Kobayashi等人的专利中，其全部涉及制备未取代的、单取代的或双取代的二亚苄基山梨糖醇的反应。虽然这些反应在产生高产率、高纯度DBS化合物上非常有效，但是所需的溶剂非常昂贵，进行必要混合所需要的能量和高温要求也是很昂贵的。在减少这类溶剂的花费中，已经开发了低温含水方法，如在Machell和Salome等人的专利中所述。Machell需要使用无机酸作为缩醛作用的单独催化剂；Salome等人专门从他们的方法中排除了任何无机酸，相反仅依靠相对大量的芳基磺酸催化剂的存在来进行苯甲醛和糖醇化合物的缩醛作用。因此Machell需要大量无机酸而Salome等人需要昂贵的芳基磺酸化合物(如对甲苯磺酸、萘磺酸及其类似物)。但是更重要的是，现在已经发现这两种方法中存在需要改进的关键问题。比如，现在如Machell仅使用酸或如Salome等人仅使用芳基磺酸作为缩醛作用催化剂的现有应用已经被很多理由证明非常困难。由于缺少足够量的催化剂与反应体本身的接触以实现结合从而进行缩醛作用，显然仅使用酸的Machell方法缺少制备高度取代的DBS衍生物的效力，而且没有意欲限于任何特定科学理论。在过去，这类无机酸被证明是未取代的或某些最低程度取代的苯甲醛(如对甲基苯甲醛)的唯一卓越催化剂。显然双取代的苯甲醛和上述那些是比较疏水的，因此不能在含水酸配制剂中很好地溶解。在这种情况下，由于在三个组分(如酸、苯甲醛和糖醇)间缺少有效接触，双取代(或更高级取代)的苯甲醛和糖醇的催化作用几乎不存在。另一方面，苯甲醛和对甲基苯甲醛在这类含水酸配制剂中是很好溶解的，因而更容易接触酸催化剂，从而允许更加有效的高产率糖醇缩醛作用。因此，从通用性角度看，虽然无机酸是缩醛作用方法中的最佳催化剂，但是仅使用它会由于溶解度问题而不能与某些反应体有效接触。Salome等人的方法需要大量非常昂贵的芳基磺酸化合物(Salome等人需要苯甲醛对芳基磺酸的摩尔比率至少为1∶0.6)在反应混合物中作为单独催化剂。虽然这类大量芳基磺酸催化剂已经证明对苯甲醛和糖醇的某些反应有效，花费以及缺少通用性两者的结合从大规模的工业生产角度看是有问题的。单独的芳基磺酸或不能充分接触(如与对甲苯磺酸)或不是足够强的单独酸催化剂以在反应混合物中以低浓度为不同苯甲醛反应体提供更大通用性所需的反应性。因此，这类芳基磺酸的成本，由于相对较高且与更有效的无机酸相比极其高，对使用者造成了相当大的经济上的问题。很明显，使用比较便宜的在较少量下是较好催化剂的无机酸，从成本角度考虑是优选方法；但是通用性的缺乏是这类方法广泛应用和有效性的阻碍。两个教导所给出的产率是可接受的，但是制备不同DBS化合物的大量变体的通用性存在问题。需要的是提供一种方法，它不仅允许制备标准对甲基二亚苄基山梨糖醇(MDBS)、3，4-二甲基二亚苄基山梨糖醇(DMDBS)和二亚苄基山梨糖醇(DBS)，还允许制备其它至今完全不可能制备或至少不能得到任何可接受的产率和/或纯度的化合物。作为一些例子，1，32，4-双(5-亚2，3-二氢化茚基)山梨糖醇不能作为产物得到，这是由于制备这类化合物缺乏在工业规模上的可接受产率或没有使用过量活性苯甲醛的需要。已知这类化合物在聚丙烯配制剂中具有卓越的澄清和核化优势，但还是由于缺乏大规模可靠实用性所需的有效制备方法而不容易在这类市场中应用。而且，其它类型的化合物，如某些对称化合物由于存在异构体和/或不容易从所需化合物中除去或分离的反应混合物添加剂而不能作为纯产物得到。由于缺少通用性、成本问题、潜在腐蚀性，或这三者全部，以上所列和讨论的方法被证明在DBS生产工艺中不能有效提供所需进展。没有任何进一步的教导或客观建议，扩展到其它DBS化合物领域来发展替代品以及更加专门的聚烯烃成核和/或澄清市场和产品受到阻碍。因此，需要发展一种方法来促进标准和新型糖醇缩醛衍生物化合物的高产率、可靠的、通用的、成本有效的、和安全的制备。至今还是，虽然一些允许制备有限类型的DBS化合物的方法确实存在、或提供一些通用性，但是在相当大的成本有效性上，几乎没有有效的替代来扩大生产大量这类糖醇缩醛衍生物的能力。专利技术目的因此，本专利技术的一个目的是提供一种方法，一种用于制备高产率的糖醇缩醛衍生物化合物，最明显的是不限制于对称和不对称DBS化合物的高度通用的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种高度有效的方法，它制备特别是在大规模方法中至今未能以高产率制备而不引起成本和/或安全方面的潜在问题的化合物。本专利技术的另一个目的是提供一种方法，它还允许制备单缩醛衍生物和不对称二亚苄基化合物。另外，本专利技术的目的是提供制备糖醇缩醛衍生物化合物的方法，它允许使用任何类型的表面活性剂组分从而促进在广泛基础上使用此方法并允许使用者在选择反应组分上具有更高通用性和更低限制。专利技术详述因此，本专利技术包括一种制备糖醇缩醛衍生物化合物的方法，该方法包括至少一种芳香苯甲醛与至少一种糖醇在水、至少一种无机酸和至少一种表面活性剂的存在下反应。另外，本专利技术包括一种制备糖醇缩醛衍生物化合物的方法，该方法包括至少二分之一摩尔至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备糖醇缩醛衍生化合物的方法，其包括在水、至少一种无机酸、和至少一种表面活性剂存在下使至少一种取代的苯甲醛与至少一种糖醇反应。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JG利弗，DL多森，JD安德森，JR琼斯，SR谢泼德，
申请(专利权)人：美利肯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]