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1、(10)申请公布号 CN 103562213 A (43)申请公布日 2014.02.05 CN 103562213 A (21)申请号 201280025524.5 (22)申请日 2012.05.25 102011102666.9 2011.05.27 DE 102011110621.2 2011.08.16 DE C07F 9/50(2006.01) C07F 15/00(2006.01) C07B 41/06(2006.01) C07C 29/141(2006.01) C07C 45/49(2006.01) (71)申请人 尤米科尔股份公司及两合公司 地址 德国哈瑙 - 沃尔夫冈 (7。
2、2)发明人 D阿尔特 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 柳冀 (54) 发明名称 新的加氢甲酰化方法 (57) 摘要 本发明涉及一种用于产生 4- 羟基丁醛的 方法， 其特征在于将溶于极性溶剂的烯丙醇在 一种催化体系的存在下与 CO 以及 H2反应， 该 催化体系是由一种铑络合物和一种含有至少两 个反式配位的 1,3- 二烷基苯 - 膦甲基基团的 环丁烷配体形成， 其中排除含有脂族、 芳脂族或 环脂族的膦作为配体的催化剂。其中 R1是烷 基， 优选甲基、 乙基或丙基， R2是 H 或烷氧基基 团， R3和 R 4彼此独立地是 H、 CH 2OR 。
3、1、 CH 2O- 芳烷 基、 CH2OH、 CH2-P(3,5-R1,R1-4-R2- 苯 基 )2 或 CH2O-(CH2-CH2-O)m-H， 其中 m 是从 1 到 1000 的一 个数字。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2013.11.26 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2012/059841 2012.05.25 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2012/163831 EN 2012.12.06 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说。
4、明书3页 (10)申请公布号 CN 103562213 A CN 103562213 A 1/1 页 2 1. 一种用于产生 4- 羟基丁醛的方法， 其特征在于将烯丙醇在极性溶剂中在一种催化 体系的存在下与 CO 以及 H2进行反应， 该催化体系是由一种铑络合物和一种包含至少两个 反式配位的 1,3- 二烷基苯基膦甲基基团的环丁烷配体形成， 其中排除含有脂族、 芳脂族或 环脂族的膦作为配体的催化剂。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于使用了由一种铑络合物和全反 式 -l,2,3,4-(3,5- 甲苄基膦基 - 甲基 ) 环丁烷形成的催化体系。 3. 根 据 权 利 要 求 1 所。
5、 述 的 方 法， 其 特 征 在 于 使 用 了 由 一 种 铑 络 合 物 和 反 式 -l,2-(3,5- 甲苄基膦基 - 甲基环丁烷形成的催化体系。 4. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于使用了由一种铑络合物和全反 式 -l,2,3-(3,5- 甲苄基膦基 - 甲基 )-4-( 甲氧基甲基 ) 环丁烷形成的催化体系。 5. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于使用了由一种铑络合物和全反 式 -l,2-(3,5- 甲苄基膦基 - 甲基 )-3,4- 双 ( 三苯甲氧基甲基 ) 环丁烷形成的催化体系。 6. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于使用其中水可溶解至少 2。
6、% 重量份， 优选 5%， 的醇类作为极性溶剂。 7. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于使用水溶性的且分子量 2000 的聚醚类作 为极性溶剂。 8. 权利要求 2 中所用的催化剂。 9. 权利要求 4 中所用的催化剂。 10. 权利要求 5 中所用的催化剂。 11. 全反式 -l,2-( 羟甲基 )-3,4-( 三苯甲氧基甲基 ) 环丁烷。 12. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于使用了由一种铑络合物和全反 式 -l,2,3-(3,5- 甲苄基膦基 - 甲基 )-4-( 羟甲基 ) 环丁烷形成的催化体系。 13. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于使用了由一种铑络。
7、合物和全反 式 -l,2,3-(3,5- 甲苄基膦基 - 甲基 )-4-CH2-(O-CH2-CH2-O)m-H 形成的催化体系， 其中 m 是 从 1 到 1000 的一个数字。 14. 根据权利要求 13 所述的方法， 其特征在于加氢甲酰化是在隔膜反应器中发生。 15. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于所用的催化剂是， 任选地在加水后， 通过 用疏水性溶剂萃取从该反应混合物中分离出来并且被重复使用。 16. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于使用了由一种铑络合物和全反 式 -l,2,3,4-(3,5- 甲苄基膦基 - 甲基 ) 环丁烷形成的催化体系。 17. 权利要求 1。
8、6 中所用的催化剂。 18.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于在权利要求16中所用的催化体系是， 任选 地在加水后， 用疏水性溶剂分离出来并且被重复使用。 权 利 要 求 书 CN 103562213 A 2 1/3 页 3 新的加氢甲酰化方法 0001 本发明涉及一种将烯丙醇加氢甲酰化以产生 4- 羟基丁醛的方法。 0002 发明背景 0003 烯丙醇的加氢甲酰化已被公知并得以工业化应用 （见例如 USP4,064,145 ； USP4,215,077 ； USP4,238,419 ； USP4,678,857 ； USP5,290,743） 。在这些过程中， 烯丙醇与 CO/H2气体混。
9、合物进行反应， 生成 4- 羟基丁醛 （HBA） 。在通过蒸馏去除了不希望的副产品 后， HBA 以一种已知的方式氢化生成 1,4- 丁二醇 （BDO） 。 0004 这种生产方式的一个缺点就是形成了不希望的副产物。具体地， 和希望的直链产 物一起， 同时形成的还有同分异构的分支产物 3- 羟基 -2- 甲基丙醛 （HMPA） 和其他 C3副产 物 （例如正丙醇和丙醛） 。这对该方法的经济可行性有负面的影响。 0005 本发明提供了一种用于产生 4- 羟基丁醛的方法， 其特征在于， 溶于极性溶剂的烯 丙醇在催化体系的存在下与 CO 以及 H2反应， 该催化体系是由铑络合物和含有至少两个反 式配。
10、位的 1,3- 二烷基苯 - 膦甲基基团的环丁烷配体形成， 排除含有脂族、 脂族或环脂族膦 作为配体的催化剂。 0006 发明详细说明 0007 在本发明中用作配体的反式 -l,2-(1,3- 二烷基苯基膦甲基 ) 环丁烷具有化学式 A 0008 0009 在其中 0010 R1为烷基， 优选为甲基， 乙基或丙基 0011 R2是 H 或一个烷氧基基团， 0012 R3和 R4彼此独立地分别是 H、 CH2OR1、 CH2O- 芳烷基、 CH2OH、 CH2-P(3,5-R1,R1-4-R2- 苯基 )2 或 0013 CH2O-(CH2-CH2-O)m-H， 其中 m 是从 1 到 1000。
11、 的一个数字。 0014 优选 A 是全反式环丁烷衍生物。 0015 本发明的另一个方面是具有化学式 A 的新颖的催化剂的用途， 即允许根据本发 明的方法的不同实施例。 0016 通常， 使用公知的催化剂的烯丙醇加氢甲酰化是在均相中进行。反应结束后， 将 HBA、 HMPA 和其他副产物通过用水萃取从催化剂中分离出来。 0017 根据本发明的加氢甲酰化在极性溶剂中允许具有化学式 A 的亲脂性催化剂通 过用疏水性溶剂萃取来进行分离， 并且催化剂返回到第一过程阶段。 说 明 书 CN 103562213 A 3 2/3 页 4 0018 含有聚醚基团的具有化学式 A 的新颖的亲水性催化剂体系可以用。
12、在隔膜反应 器中并因此允许过程产品在加氢甲酰化后不断地分离出来。 0019 根据本发明的方法相对于迄今描述的用于产生 HBA 的过程的不同之处在于， 排除 含有化学式 PR3 的配体的催化剂， 其中 R 是脂族、 芳脂族或环脂族基。这种类型的催化剂 将相当比例的所用的烯丙醇氢化以生成不希望的副产物 （参见 USP7,655,821Bl） 。 0020 与此相比， 在根据本发明的方法中， 代替含有环丁烷配体 （其具有至少两个反式 配位的 1,3- 二烷基苯基膦基 - 甲基基团）的催化剂， 还有可能使用 DIOP 系列的二膦， 例如 2,3-O- 异亚丙基 -2,3- 二羟基 -1,4- 双 双 。
13、(3,5- 二甲基苯膦基 ) 丁烷 ；（参见 WO2010/132087） 。 0021 然而， 优选的是环丁烷系列的催化剂， 这些催化剂允许实现更有利的 HBA:HMPA 比 例。 0022 根据本发明的方法中所用的极性溶剂不与加氢甲酰化的产物反应。 相比在公知的 方法中所用的溶剂，（参见例如 WO2010/132087） ， 它们是以显著比例可溶于水的， 并且有时 还完全溶于水。 0023 可以提及的极性溶剂是， 例如乙醇、 丙醇、 正丁醇、 异丁醇、 1,4- 丁二醇以及具有化 学式 CH3O-(-CH2-CH2-O)n-H 其中分子量 2000 的聚醚。 0024 加氢甲酰化是在本身已。
14、知的反应条件下 （在从 20至 120的温度范围内并且在 2 巴至 20 巴的压力范围内） 发生。取决于已有设备， 可以通过适合的预备实验来确定最优 性能。 0025 CO:H2的摩尔比为约 1:1， 但是取决于实施例也可以显著变化。 0026 反应时间为 0.5 至 4 小时。反应开始时， 基于溶剂或者溶剂混合物， 丙烯醇浓度为 5% 至 50%， 优选为 10% 至 25%。 0027 HBA（以及 HMPA） 以本身已知的方式氢化来生成相应的二羟基化合物， 并且粗产品 的分馏生成所希望的处于纯的形式的 1,4- 丁二醇。Ni、 Co、 Ru、 Pt、 Pd、 Cu、 Zn 以及 Cr 催。
15、化 剂可以用于氢化。特别优选使用Ni 催化剂。氢化通常是在 60至 200的温度 下并在 15 巴至 70 巴的压力范围内进行。 0028 以下实例说明了根据本发明的方法 ： 0029 实例 1 0030 制备在根据本发明的方法中所用的新颖的催化剂 ： 0031 a) 从已知的全反式 1,2,3,4-( 羟基 - 甲基 ) 环丁烷制备一种新颖的中间体 ： 0032 将 88mg（0.5mmol） 全反式 1,2,3,4-( 羟甲基 ) 环丁烷溶于 3ml 无水吡啶中并且 在 0下在剧烈搅拌下加入 251mg（0.9mmol） 三苯基氯甲烷。将反应混合物保持在 0下 搅拌过夜。然后加入 10ml。
16、 水并用乙酸乙酯 （3x5ml） 萃取， 之后用 MgSO4干燥并在一个旋转 式蒸发器里蒸干。 0033 用色谱分析法 （硅胶） 分离粗产品。 （洗脱液 ： 乙酸乙酯 : 乙烷 1:3 2:3 乙酸乙 酯 : 甲醇 95:5） 。 0034 得到的主产物是 114mg（理论值的 34%） 全反式 l,2-( 羟甲基 )-3,4-( 三苯甲氧基 甲基 ) 环丁烷。 0035 1H-NMR(500MHz,CDCl 3):7.15-7.4(m,15H,Ar) ； 3.86(m,2H,H-6a,H-7a) ： 说 明 书 CN 103562213 A 4 3/3 页 5 3.63(m,2H,H-6b,。
17、H-7b) ； 3.18(m,2H,H-5a,H-8a);2.98(m,2H,H-5b,H-8b);1.84(m,4H,H-1, H-2,H-3和H-4);13C-NMR(CDCl3):143.95;128.60;127.79:126,98,86.84;66.24;65.71:43. 68;39.06。 0036 0037 b) 以本身已知的方式， 将此化合物甲苯磺酰化并且与 LiP(3,5- 甲苄基 )2反应。 0038 实例 2 0039 对应于根据本发明方法的加氢甲酰化 ： 0040 在4ml干燥且脱气的叔丁基甲基醚中， 16mmol全反式-l,2,3,4-(3,5-甲苄基膦甲 基 ) 环丁烷与 Rh(CO)2( 乙酰丙酮 )（8mmol） 在氩气下进行反应。 0041 将得到的溶液在氩气下注射到高压釜中并用 CO:H2为 1:1 的混合物冲洗。通过一 个侧臂， 然后加入1ml烯丙醇在15ml乙醇中的溶液并在40巴的压力下和120的温度下进 行反应。这给出了比例为约 14:1 的 HBA+HMPA（理论的 97%） 。 说 明 书 CN 103562213 A 5 。