改进的且经济可行的制备芳基酮的方法技术

本发明专利技术提供了一种制备式I的芳基酮的方法，其包括使式II的取代苯与式IIIa的羧酸和/或式IIIb的羧酸酐在充当催化剂兼溶剂/接触介质的烷基磺酸的存在下进行反应，其中R1、R2、R3和R4如说明书中所定义。如说明书中所定义。如说明书中所定义。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的且经济可行的制备芳基酮的方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，特别涉及改进的且经济可行的制备芳基酮的方法。

技术介绍

[0002]芳基酮是包括药品、农用化学品、杀生物剂、香料和香精、抗氧化剂和精细化工品在内的多种多样的高附加值产品中的有价值的中间体和最终产物(活性成分)。
[0003]芳基酮通常通过使芳香族化合物与相应的羧酸酐或羧酸酰氯在作为催化剂的腐蚀性路易斯酸(例如，AlCl3、FeCl3、SnCl4、TiCl4、BF3、ZnCl2)或Bronsted酸(例如，HF、PPA、H2SO4)的存在下进行反应来制备。与该方法相关的缺点包括使用具有毒性和腐蚀性的酸性卤化物作为酰化剂。当酰基反应物是酰卤时，使用的催化剂通常是诸如AlCl3或ZnBr2等路易斯酸。当酰基反应物是羧酸时，使用的催化剂通常是质子酸，例如氢氟酸或多聚磷酸。
[0004]在这一类型的酰化混合物的后处理期间，Friedel
‑
Crafts催化剂通过水解而被破坏，并在流出物中产生相对大量的盐酸，伴随形成巨量浆料。氯化铝是用于该反应的最有效且最常用的路易斯酸试剂，它是一种操作上令人不快的危险材料。对于所述酰化通常需要大量(至少是化学计量比)的氯化铝。在某些酰化反应中，必须使用两倍或三倍化学计量比量的氯化铝，这在用水水解时生成氧氯化铝物质。此外，作为副产物产生的盐酸需要被中和或以其他方式除去，这使得该方法具有高度污染性和环境有害性。
[0005]此外，在使用诸如酰氯等酰卤反应物的情况下，这必须先从羧酸制备，通常使用如亚硫酰氯等试剂(其是特别不希望大规模操作的化合物)。在酰氯的形成过程中释放氯化氢气体(以及在使用亚硫酰氯时的SO2)，并且在酰化反应中必须用酸性气体洗涤器消除。
[0006]此外，许多此类常规Friedel
‑
Crafts酰化方法所选择的溶剂是氯化烃，例如二氯甲烷或二氯乙烷，它们在工业合成中的使用正变得越来越难以接受。
[0007]另一种经报道的用于制备所述芳基酮的方法涉及羧酸衍生物与活性芳香族化合物的缩合。羧酸是优选原料，因为它们与对应的羧酸酐或羧酸酰氯相比更为价廉且腐蚀性更小。
[0008]例如，英国专利1,164,046公开了通过使用羧酸和作为缩合剂的液体氟化氢的芳香族酰化来制备芳基酮。与该方法相关的缺点在于，使用了存在严重毒性、腐蚀性和操作问题的液体氟化氢。
[0009]欧洲专利申请87
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303,162公开了二芳基酮(二苯甲酮)的制备，包括使芳香族化合物与芳香族羧酸或其酸酰氯在诸如三氟甲磺酸等强酸以及作为溶剂的弱酸(等于氯乙酸)的存在下进行接触。该方法的缺点是溶剂在不进行干燥的情况下不能再使用。
[0010]欧洲专利申请82
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304,341类似地公开了使芳香族羧酸与芳香族化合物在化学计量比量的氟烷基磺酸的存在下进行反应以获得二芳基酮。
[0011]US5041616公开了芳基酮的制备，包括使芳香族化合物与羧酸在催化量的有机磺酸的存在下进行接触同时将反应水作为恒沸混合物从反应混合物中去除。然而，与该方法
相关的缺点在于去除反应中释放的水的恒沸蒸馏的额外单元操作(原因是否则反应不会进行到所需的程度)，这导致较低的产率，因为底物经受了在酸性条件下的更高的温度。
[0012]德国专利申请26 16 583公开了芳基酮的制备，包括使非羟基化芳香族化合物与羧酸或羧酸酐在气相中于250℃至500℃在具有至少50m3/g的表面积的酸性二氧化硅/氧化铝催化剂的存在下进行反应。然而，在使用非结晶或结晶二氧化硅/氧化铝催化剂的该方法中，形成了结构迥然不同的不希望的副产物，例如在苯与苯甲酸反应的情况下，除了所需的二苯甲酮之外还形成了联苯、二苯甲烷和烷基化苯。该方法的一个特别严重的缺点是催化剂寿命短；因此，如果反应时间增加至24小时，则所需的二苯甲酮的量显著下降。
[0013]US5962743公开了制备芳基酮的方法，包括使芳香族化合物与羧酸在包括多聚磷酸和强质子酸的反应介质的存在下进行反应，其中该强质子酸是甲磺酸。然而，该方法没有提供回收和再使用多聚磷酸和甲磺酸的方法。
[0014]Comprehensive Organic Synthesis,第2卷,1991,第707
‑
731页公开了在质子酸的存在下多聚磷酸是最常使用的，但其受制于若干公知的缺点，特别是在规模放大(scale
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up)时。其极强的粘度要求反应在升高的温度下进行以允许搅拌，并且其对于有机底物是不良溶剂。后处理期间的水解往往很繁琐。
[0015]Yamoto等人(1991)报道了在甲磺酸中使用五氧化二磷作为更便利的用于内酯和不饱和羧酸的脱水环化(dehydrative cyclization)的试剂，其是具有良好溶剂性质的流动液体。
[0016]Synthesis(13),2165
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2168(2004)公开了使用脂肪族和芳香族羧酸在石墨与MSA的组合的存在下对诸如苯甲醚等芳香族化合物进行酰化，而在石墨或者MSA的存在下没有观察到反应。
[0017][0018]Org.Lett.,2011,13(9),第2232
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2235页，(“Greener”Friedel
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Crafts Acylations)公开了利用甲磺酸酐促进使用甲苯作为溶剂的芳基和烷基羧酸的Friedel
‑
Crafts酰化反应。
[0019]Iranian J.Catalysis 1(2),65
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70(2011)公开了使用不同有机酸在作为酸的甲磺酸存在下的苯酚和萘酚的无溶剂邻位酰化。虽然所述参考文献涉及无溶剂反应，但根据其中提供的公开内容，所述方法包括使用过量的羧酸(底物:羧酸为1:5m/m)和催化量的甲磺酸(0.4mol)。然而，这对于本领域技术人员既没有提及也没有给出回收羧酸或其再使用的可能性的教导或启示，因此使该方法在商业上不具吸引力。
[0020][0021]Asian J.Chemistry:29(4),749
–
754(2017)公开了4,6
‑
二乙酰基间苯二酚的合成，包括使间苯二酚与乙酸在MSA和P2O5的存在下进行接触。
[0022][0023]然而，上述实例没有允许高效回收和再使用溶剂/接触介质，并且还在后处理期间生成大量的流出物。
[0024]与现有技术通常关联的问题总结如下：
[0025]1.常规Friedel
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Crafts芳香族酰化通常利用酰卤反应物，通常是酰氯。这必须先从羧酸制备，通常使用如亚硫酰氯等试剂(其是特别不希望大规模操作的化合物)。在酰氯的形成和酰化反应中释放氯化氢气体(以及在使用亚硫酰氯时的SO2)，其必须用酸性气体洗涤器消除。
[0026]2.常规Friedel
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备式I的芳基酮的方法，所述方法包括：i.使式II的取代苯与式IIIa的羧酸和/或式IIIb的羧酸酐在充当催化剂兼溶剂/接触介质的烷基磺酸的存在下进行接触，以在反应物料中形成式I的芳基酮，其中，R1、R2和R3彼此独立，R1表示H、R或
–
OR，其中R是具有取代基或不具有取代基的C1‑
C4烷基、具有取代基或不具有取代基的C3‑
C6环烷基，R2表示羟基
–
OH或烷氧基
–
OR，其中R是具有取代基或不具有取代基的C1‑
C4烷基、具有取代基或不具有取代基的C3‑
C6环烷基，或其中R1和R2一起结合形成由
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O
‑
(CH2)
n
‑
O
‑
表示的亚烷基二氧基，其中n是1、2或3，并且R3是在芳香环的除1、3和4位以外的任何位置的取代基，并且表示H、R、
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OR，其中R是具有取代基或不具有取代基的C1‑
C4烷基或具有取代基或不具有取代基的C3‑
C6环烷基、NH2或SH，其中R4表示R6、XR6(其中R6是具有取代基或不具有取代基的C1‑
C8烷基并且X表示在C1‑
C8碳上取代的Cl、Br或碘)或Ar
‑
(R6、OR6、OH或X取代的苯和萘环)；ii.向所述反应物料中添加水以形成水相和有机相...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：安西娅芳香剂私人有限公司，
类型：发明
国别省市：