[发明专利]用于生产香草醛和香草醛衍生物的方法

说明书

本发明涉及一种用于生产香草醛或香草醛衍生物的方法，该方法从愈创木酚或愈创木酚衍生物以及至少一种超强酸开始进行一个一步反应。本发明涉及有机化学。

现有技术

香草醛是一种酚醛，一种具有分子式C₈H₈O₃的有机化合物。它的官能团包括醛、醚以及酚。合成和天然的香草醛或其香草醛衍生物值得注意地在食品、饮料以及药物中作为一种食用香料使用。

香草醛在1875年首次从在丁香油中发现的丁香酚合成。在它被首次识别和分离之后小于20年。直到20世纪20年代才由丁香酚商业化生产香草醛。后来，它由含有木质素的“棕色液体”合成，该“棕色液体”是用于制造木浆的亚硫酸处理的一种副产物。反直觉地，尽管它使用废弃材料，由于环境顾虑该木质素方法不再受欢迎，并且如今大多数香草醛是由石化原料愈创木酚生产的。对于由愈创木酚合成香草醛存在几种路线。

目前，这些方法中最显著的是自20世纪70年代以来的由罗地亚(Rhodia)使用的两步方法，其中愈创木酚与二羟基乙酸通过亲电芳香取代进行反应。然后将所得到的香草基扁桃酸通过4-羟基-3-甲氧基苯基乙醛酸经由氧化去羧转化为香草醛。

然而，这样一种有效的方法不是原子经济的，在2个步骤中进行并且具有一个不可忽略的碳足迹。因此，在这个技术领域中对于开发一种更环境友好的一步法存在需要。

虽然在芳香族化合物上引入一个甲酰基的合成路径已确立，但主要由于区域选择性的问题这些路径中的仅很少数报道了以良好的收率直接甲酰化苯酚。然而，后面的方法都受制于在苛刻的条件下大量使用昂贵的和/或非常有毒的、腐蚀性的试剂(森特-詹姆斯(Saint-Jalmes)，L.、罗莎(Rochin)，C.、亚宁(Janin)，R.、莫雷尔(Morel)，M.工业化学文库(Industrial Chem.Library)1996，8，325-335；斯基拉尔迪(Schiraldi)，D.A.、凯文(Kenvin)，J.C.US 005910613A，1999；坎特莱纳(Kantlehner)，W.欧洲有机化学期刊(Eur.J.Org.Chem)2003，2530-2546以及“对甲酰化剂的综述(For a review on formylating agents)”，欧拉(Olah)，G.A.、敖汉申(Ohannesian)，L.、阿瓦纳吉(Arvanaghi)，M.化学综述(Chem.Rev.)1987，87，671-686以及巴尼奥(Bagno)，A.、坎特莱纳，W.、谢尔(Scherr)，O.、维特尔(Vetter)，J.、齐格勒(Ziegler)，G.欧洲有机化学期刊.2001，2947-2954)。

在专利公开EP 0300861中，已经描述了使用甲酸烷基酯在超强酸体系HF₍₁₎/BF_3(g)的存在下，芳香族化合物的甲酰化是可实现的。在一个具体的实例中，使用甲酸甲酯作为甲酰基源从愈创木酚以45％的收率获得香草醛。这样一种方法的主要缺点是以高的比例使用非常危险以及有毒的物质。此外，HF/BF₃是一种气体，其迫使在显著的压力且高度过度下进行，例如对于1摩尔当量的愈创木酚40摩尔当量的HF。此外，这种反应导致高含量的副产品的产生，如在森特-詹姆斯，L.、罗莎，C.、亚宁，R.、莫雷尔，M.工业化学文库1996，8，325-335中证实的。

用于羟基芳烃的直接甲酰化的一种替代策略是甲酸芳基酯的弗里斯重排。关于该主题已知的是很少的，并且仅仅是最近，该反应连同其机理已经使用路易斯酸进行了研究(齐格勒，G.、豪格(Haug)，E.、弗雷(Frey)，W.、坎特莱纳，W.自然研究杂志(Z.Naturforsch.)2001，56b，1178-1187；巴尼奥，A.、坎特莱纳，W.、克雷斯(Kress)，R.、瑟理(Saielli)，G.、斯托亚诺夫(Stoyanov)，I.有机化学期刊(J.Org.Chem.)2006，71，9331-9340；巴尼奥，A.、坎特莱纳，W.、瑟理，G.物理有机化学期刊(J.Phys.Org.Chem.)2008，21，682-687)。例如，齐格勒和同事获得了邻位和对位异构体的一种1∶1混合物，其中组合的收率为20％，当用4当量的在1，2-二氯乙烷中的三氟甲磺酸(triflic acid)处理3-甲氧苯基甲酸酯时；该反应的主要产物是脱甲酰基产物3-甲氧基苯酚。

发明内容