苯二醛的純化和配製的改進方法

2023-04-24 17:26:46 5

專利名稱：苯二醛的純化和配製的改進方法
背景技術：
苯二醛、例如鄰苯二醛(OPA)應用在許多領域中，例如在殺蟲劑或照相工業中作為中間體來製備染料、螢光增白劑或特定聚合物，以及用作藥物合成的中間體。因此，迄今業已公開了許多製備方案。所以，鄰苯二醛可以，例如，按照EP-B-0 147 593所述的通過萘在甲醇中的臭氧解及所得過氧化物的催化還原隨後提取或結晶來製得。這種方法的缺陷在於作為副產物形成的酯難以且無法完全從OPA中分離出來。
此外，OPA是一種反應性化合物，其在熱學上和氧化上均不穩定，而且其在長期儲藏時具有結塊(block)的傾向，其結果是需要長時間脫離(detachment)的過程，其可以導致OPA的變色。
為了保護所述的醛不發生不利反應，EP-A1-0522 312描述了利用通過電化學氧化製備的鄰苯二醛四烷基縮醛作為供體化合物的選擇。
此外，EP-B-0 839 789公開了通過酸催化的縮醛形成轉化OPA，隨後蒸餾為適當的供體化合物，例如二烷氧基氧化鄰二甲苯(dialkoxyphthalan)或四烷基縮醛，如果必要，從它們起始在酸性水解作用下完全縮醛裂解後，得到純度大於99.5％的粗製OPA。
然而，由於粗製OPA、例如按照EP-B-0 839 789製備的具有紅橙色顏色，它必須進一步重結晶，隨後利用，例如，活性炭或扁桃體(tonsil)脫色。
通過結晶獲得的微細OPA粉末具有57℃的熔點，其趨於結塊。此外，不同批次沒有一致的顏色和品質。

發明內容
本發明的目的在於發現一種分離和配製OPA的改進方法，通過該方法可以以簡單和安全的方式和實際上定量地純化粗製OPA，並且將其轉化為可儲藏形式，其在數年後也不結塊。
令人驚奇地，通過在薄層蒸發器上蒸餾由縮醛裂解獲得的粗製熱不穩定鄰苯二醛以及隨後壓丸達到了這個目的。
因此，本發明提供了一種鄰苯二醛的純化和配製的改進方法，其中通過藉助酸性水解的鄰苯二醛的縮醛的裂解製得的粗製鄰苯二醛，a)任選地通過加入鹼性水溶液調節pH至1-8，並且隨後在發生相分離之後，b)在少於1分鐘的非常短的熱應力下、在100mbar至大氣壓的壓力和室溫至180℃的溫度下、在薄層蒸發器上從含有該醛的相中蒸除水，並且c)隨後由蒸餾底部物(distillation bottom)從頂部抽提鄰苯二醛，其仍然在少於1分鐘的非常短的熱應力下、在0.5至50mbar的壓力和80至180℃的套層溫度下經薄層蒸發器進行，並且d)所得的鄰苯二醛熔化物在大氣壓和60℃-80℃的溫度下壓丸。得到高純度和儲藏穩定形式的淺黃色鄰苯二醛。
在新的方法中，粗製鄰苯二醛(OPA)被純化和轉化為儲藏穩定形式。
所用的起始原料是通過OPA縮醛的裂解獲得的粗製OPA。OPA縮醛、例如二烷氧基氧化鄰二甲苯類化合物或四烷基縮醛類化合物可以按照類似於EP-A1-0522 312或EP-B-0 839 789的方法製備。縮醛的裂解通過常規途徑進行，類似於現有技術的方法，例如在0-7、優選在0-3的pH下，採用無機酸如HCl、H2SO4、H3PO4或有機物如乙酸、甲酸和對甲苯磺酸或甲磺酸進行酸性水解。反應溫度優選在室溫至100℃。在減壓下蒸除消除的醇並且隨後任選地在減壓下蒸除酸。
生成的待純化的粗製OPA具有高於99.5％的含量。按照本發明，此後任選地加入鹼性水溶液以使pH為1-8，優選為2-7。適用的鹼是碳酸鹽，例如碳酸氫鹽或稀釋的氫氧化物溶液，例如NaOH、KOH等。
在大氣壓下和40℃-95℃、優選50℃-70℃下加入鹼性水溶液。
此後進行相分離，OPA存在於下方的較重相內，該相的含水量為0.5-3％、優選1.0-2％。通過以非常短的熱應力在薄層蒸發器上蒸除水或含水OPA，可以從含OPA的相中除去水。適用的薄層蒸發器是降膜式蒸發器、短路蒸發器等。在此優選使用降膜式蒸發器。
第一蒸餾步驟是在100mbar至大氣壓下進行，優選100-250mbar的壓力，並且特別優選150-200mbar。此時的反應溫度是介於室溫-180℃的套層溫度，優選100℃-180℃。在薄層蒸發器內的停留時間非常短暫，並且是在10秒至＜1分鐘之間。在這個蒸餾步驟中，蒸餾除去水，但在多數情況中也會共餾出一些OPA。這種含水OPA可以在引入到下個批次中，再次用鹼性水溶液調節pH，由此防止OPA的收率損失。
殘留的物質是蒸餾底部物，其含有絕大多數的褐色OPA，其含水量現在僅為0.01-0.4％，優選至多0.1％，並且OPA含量大於99.5％。
這種蒸餾底部物隨後再次以非常短的熱應力在薄層蒸發器上蒸餾，此時可以從頂部放出OPA。適用的薄層蒸發器也是降膜式蒸發器、短路蒸發器等。在此優選使用短路蒸發器。在薄層蒸發器中的停留時間非常短暫，並且在10秒至＜1分鐘之間。
第二蒸餾步驟是在0.5-50mbar的壓力下進行，優選3-15mbar的壓力，並且特別優選在5-10mbar的壓力下。此時的溫度是介於80℃-180℃的套層溫度。
餾出物含有純化的、現已呈淺黃色的OPA，其含量大於99.5％。然而，底部仍然有較大量的OPA，其可以計量地加入到後續批次中以避免收率損失。
蒸餾之後接著在60℃-80℃下進行壓丸，優選在60℃-70℃和大氣壓下進行。
在丸粒裝瓶時，溫度冷卻至30℃以下。
本發明的純化方法可以製備儲藏穩定形式的OPA，其甚至在數月後也不會形成凝塊。此外，按照本發明純化的OPA具有均勻的顏色，而在通過結晶純化的OPA的情況中出現不同的顏色。此外，本發明的純化方法可以防止OPA的收率損失。
具體實施例方式
實施例1將按照EP-B-0 839 789的縮醛裂解得到的具有＞99.5GC面積％GC含量的粗製OPA與300mL的水混合，並且在50℃-60℃下用10％強度的碳酸氫鹽水溶液調至pH3-pH7。隨後很好且非常快速地分離各相。下部的670g重的粗製OPA相具有1.5％的含水量。在薄層蒸發器(TE)(0.12m2表面積)上並以非常短的熱應力(＜1分鐘)通過蒸餾除去含水OPA，從而除去該相中的水，將含水OPA引入到下個批次，再次進行pH調節(TE參數180mbar，7bar蒸汽，501/小時的N2對流和400m1/小時的粗製OPA負載)。在底部收集617g的褐色粗製OPA，其含水量為0.09％且含量＜99.5％。
將這種粗製OPA TE底部物再次通過TE，但這次從頂部抽提(TE參數9mbar，7bar蒸汽，501/小時的N2對流和617g/小時的粗製OPA負載)。在餾出物中收集了580g的淺黃色OPA(85％收率)，其GC含量＞99.5％。底部物(37g)仍然含有至少85％的OPA，將其引入到下個TE批次。為了使OPA熔化物成形並且防止OPA的堆積，在大氣壓和65℃下進行壓丸；丸粒裝瓶在25℃下進行。
權利要求
1.純化和配製鄰苯二醛的改進方法，其中通過藉助酸性水解的鄰苯二醛的縮醛的裂解製得的粗製鄰苯二醛，a)任選地通過加入鹼性水溶液調節pH至1-8，並且隨後在發生相分離之後，b)在小於1分鐘的非常短的熱應力下、在100mbar至大氣壓的壓力和室溫至180℃的溫度下、在薄層蒸發器上從含有該醛的相中蒸除水，並且c)隨後由蒸餾底部物從頂部抽提鄰苯二醛，其仍然在少於1分鐘的非常短的熱應力下、在0.5至50mbar的壓力和80至180℃的套層溫度下經薄層蒸發器進行，並且d)所得的鄰苯二醛熔化物在大氣壓和60℃-80℃的溫度下壓丸，得到高純度和儲藏穩定形式的淺黃色鄰苯二醛。
2.權利要求1所述的方法，其中在步驟a)中，通過加入碳酸鹽、NaOH或KOH水溶液得到2-7的pH值。
3.權利要求1所述的方法，其中鹼性水溶液的加入是在40℃-95℃下進行的。
4.權利要求1所述的方法，其中在步驟b)中，蒸餾是在100-250mbar的壓力下和100℃-180℃的套層溫度下進行的。
5.權利要求1所述的方法，其中，在步驟b)的蒸餾中，任選地與水共餾的鄰苯二醛任選地作為鄰苯二醛水溶液計量加入到下個批次的步驟a)中。
6.權利要求1所述的方法，其中在步驟c)中，在3-15mbar下自頂部從步驟b)獲得的蒸餾底部物中蒸餾出鄰苯二醛。
7.權利要求1所述的方法，其中步驟c)殘留的蒸餾底部物，其任選地仍然含有鄰苯二醛，被任選地計量加入到下個批次步驟c)中。
8.權利要求1所述的方法，其中，在步驟d)中，壓丸是在60℃-70℃的溫度下進行的，此後，在丸粒裝瓶中，溫度冷卻至30℃以下。
全文摘要
本發明涉及鄰苯二醛的純化和配製的改進方法,其中藉助的鄰苯二醛的縮醛的裂解獲得的粗製鄰苯二醛任選地通過加入鹼性水溶液調節其pH至1－8,並且隨後在發生相分離之後,在小於1分鐘的非常短的熱應力下、在100mbar至大氣壓的壓力和室溫至180℃的溫度下、在薄層蒸發器上從含有該醛的相中蒸除水,並且隨後由蒸餾底部物從頂部抽提鄰苯二醛,其仍然在少於1分鐘的非常短的熱應力下、在0.5至50mbar的壓力和80至180℃的套層溫度下經薄層蒸發器進行,並且所得的鄰苯二醛熔化物在大氣壓和60℃－80℃的溫度下壓丸,得到高純度和儲藏穩定形式的淺黃色鄰苯二醛。
文檔編號C07C45/78GK1385411SQ0211974
公開日2002年12月18日 申請日期2002年5月14日 優先權日2001年5月15日
發明者K·吉塞爾布萊希特, W·拉姆爾, R·海爾曼希德 申請人:Dsm精細化學奧地利Nfg兩合公司