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用于将物质从溶液中分离出来的方法和装置

摘要

本发明涉及将物质从溶液中分离的方法,其中溶液用电磁辐射辐照,检测由位于溶液中的晶体散射的电磁辐射的强度,将检测强度与所需强度(IS)对比,并根据检测强度与所需强度(IS)之间的差以使得该差的量降低的方式调整溶液的温度。如果检测强度与所需强度(IS)之间的差的量小于极限值,则起动结晶方法,其中得到物质的晶体,然后将其分离出来。

著录项

  • 公开/公告号CN106132496A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2016-11-16

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 巴斯夫欧洲公司;

    申请/专利号CN201580014534.2

  • 发明设计人 M·劳尔斯;S·齐格勒;M·豪布纳;

    申请日2015-03-13

  • 分类号B01D9/02(20060101);C07C29/17(20060101);C07C35/12(20060101);C07C29/56(20060101);C07C29/80(20060101);C07C35/17(20060101);C07C37/84(20060101);C07C39/367(20060101);C07F5/06(20060101);

  • 代理机构11247 北京市中咨律师事务所;

  • 代理人唐秀玲;林柏楠

  • 地址 德国路德维希港

  • 入库时间 2023-06-19 00:56:20

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-03-13

    授权

    授权

  • 2017-04-12

    实质审查的生效 IPC(主分类):B01D9/02 申请日:20150313

    实质审查的生效

  • 2016-11-16

    公开

    公开

说明书

本发明涉及将物质与溶液分离的方法。分离在此处借助结晶方法进行。此外,本发明涉及后处理来自通过将香茅醛在包含至少一种式(I)配体的络合物的存在下环化而制备异蒲勒醇的含铝反应产物的方法:

此外,本发明涉及制备异蒲勒醇的方法,和制备薄荷醇的方法。

在量的方面,薄荷醇是世界上最重要的芳香化学品。关于薄荷醇的需求持续极大地通过从天然来源中分离而覆盖。然而,另外,还存在薄荷醇,有时以外消旋形式,有时以天然对映体L-薄荷醇形式的合成路线。

用于制备外消旋物如旋光薄荷醇的重要中间体为异蒲勒醇,其通常通过将香茅醛在路易斯酸性催化剂的存在下环化羰基合成烯反应(cyclizing oxo-ene reaction)而制备,并且通常以四种非对映体异蒲勒醇、异-异蒲勒醇、新-异蒲勒醇和新异-异蒲勒醇的混合物形式制备。

描述用于进行上述香茅醛环化成异蒲勒醇的合适催化剂为非均相催化剂,例如SiO2、Al2O3/SiO2、SiO2/ZrO2、SiO2/TiO2混合催化剂、丝光沸石、八面沸石、蒙脱石和沸石—以及均相催化剂,例如磺酸或路易斯酸,例如SnCl4、ZnCl2或ZnBr2

EP-A 1 225 163描述了香茅醛在三(2,6-二苯基苯酚)铝催化剂的存在下环化成异蒲勒醇。香茅醛环化成异蒲勒醇的该方法使用昂贵并且仅可复杂制备的催化剂络合物。在所述方法以后,为在均匀相中进行,当反应完成时将催化剂络合物水解。没有描述方法中释放的配体的可能回收和可再使用性。

相反,WO 2006/092433 A1描述了可通过式(I)的双(二芳基苯酚)配体与合适的铝化合物反应而得到的双(二芳基苯氧基)-铝化合物,和在这些化合物的存在下制备异蒲勒醇和薄荷醇的方法。此处,还公开了容许回收所用式(I)双(二芳基苯酚)配体的方法。回收通过结晶由在异蒲勒醇从香茅醛环化的反应产物中蒸馏分离期间得到的底部产物进行。然而,该后处理导致不完全满意的收率和纯度,尤其是在制备异蒲勒醇的连续方法的情况下。

WO 2008/025851 A1公开了后处理来自通过香茅醛环化而制备异蒲勒醇的含铝反应产物的方法,其中使反应产物经受蒸馏分离以得到富异蒲勒醇顶部产物和贫异蒲勒醇底部产物,并将配体与底部产物分离。

此外,WO 2009/068444 A2公开了制备薄荷醇的方法,其中将橙花醛和/或香叶醛催化加氢以得到香茅醛,并将香茅醛在酸性催化剂的存在下环化成异蒲勒醇。然后通过结晶将异蒲勒醇提纯并催化加氢成薄荷醇。

在上述方法中,很需要以高收率回收配体。这是因为它的合成是非常复杂的,意指配体的基本完全回收对总方法的经济可行性而言是很重要的。

因此,本发明的目的是提供开头提到的类型的方法和装置,其中在结晶方法期间实现较好的效率,且其用于分离物质的方法过程中或者用于分离物质的装置。此外,就这点而言,得到物质所需的时间应当缩短。

根据本发明,该目的通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求18的特征的装置实现。

因此,在将物质从溶液中分离出来的本发明方法中,电磁辐射辐射到溶液中。检测由位于溶液中的晶体散射的电磁辐射的强度并将检测强度与所需强度对比。然后取决于检测强度与所需强度之间的差调整溶液的温度使得该差的量降低。如果检测强度与所需强度之间的差的量小于极限值,起动结晶方法,其中得到物质的晶体,然后将其分离出来。

在该文件中,溶液应当理解不仅意指其中所有固体溶解的清澈溶液,而且意指载颗粒溶液。该载颗粒溶液也称为悬浮液。载颗粒溶液可包含结晶期间形成的晶体。在结晶期间,可能发生从清澈溶液至载颗粒溶液,即悬浮液的转变。因此,在下文中,术语溶液和悬浮液同义地使用。

可能文件开头处术语“溶液”的定义还帮助解释术语“溶液”在该具体情况下可以为“清澈”溶液以及载颗粒溶液(悬浮液)。

尽管此处检测强度不包括由位于溶液中的晶体散射的全部电磁辐射,而是该总散射强度中的仅一些,特别是与该总散射强度成比例的一部分,但是晶体表面的变化可通过该强度测量充分确定,以调整结晶方法开始的温度。

发现如果待从溶液中分离出来的物质具有非常复杂的分子结构,则用于得到该物质的结晶仅相当慢地进行。新晶体物种的形成和晶体的生长在这种情况下仅以严重的延迟进行。该度量为例如结晶溶液的可过冷性。在具有复杂分子结构的配体的情况下,这可以例如为至多50K,而较简单有机分子溶液的可过冷性通常仅为1K至5K。

现在惊讶地发现如果结晶以非常准确测量的量的晶种起动,则具有复杂分子结构的物质结晶成容易过滤的晶体大小和形态是特别成功的。然后可通过缓慢地冷却溶液而培育这些晶种以得到较大的容易过滤的晶体。此外,惊讶地发现恰当量的晶种仅存在于窄间隔内并且为了非同寻常地确切保持,该量可通过检测由位于溶液中的晶体散射的电磁辐射的强度而相当对容易地确立。发现如果溶液接种太多或太少,则过滤阻力改变多于一个量级。由于过滤阻力与过滤时间或者作为选择待得到的过滤器表面之间的直线性,如果在结晶方法开始时确切测量的量的晶种是不合适的,则有效设备上或者有效时间内的过滤变得不可能。

本发明方法现在能够确切地调整本发明方法过程中所用结晶方法的起动条件。这意指所需量的晶种存在于该结晶方法开始时以实现对借助结晶方法分离晶体而言理想的晶体大小和形态。

方法中晶种的稳定生产和/或保存预示待结晶物质的实际浓度与相关饱和温度之间的关联是确切已知的。然而,该复杂化学方法的特性是,取决于先前反应的精确条件、返回方法中的后处理溶剂的实际组成以及建立的溶解和非溶解二级组分的浓度,起初装入的溶液的饱和温度在宽范围内变化,例如85℃至115℃。另一方面,由于经验上已知必须将制备晶种时的温度非常精确地控制至例如1K至3K以实现结晶期间的所需结果,这些条件的自动调整先前是不可能的。本发明方法现在使得它是可能的,尽管由方法产生的不确定性,以提供正确接种的简单的可自动化调整。

围绕正确接种问题的简单方法显现为连续地进行结晶。在待采取稳定状态的状态下,将热进料溶液输送到连续操作的结晶器中,其高晶体含量使得接种是过剩的。通过取出晶体悬浮液,平衡新溶液的引入,意指该结晶器以总是恒定的填充水平和固体含量操作。然而,证明具有复杂分子结构的物质的溶液的极大可过冷性和仅非常迟缓的结晶倾向使得该程序是不可能的。当将热进料溶液引入冷结晶器中时,该高过饱和变得明显,它导致形成非常多的、小得多,因此难以过滤的晶体。该困难通过级联降低,其中多个结晶器在每种情况下仅在轻微不同的温度水平下操作。然而,关于大量温度阶段以及因此大量设备的需要使得该方法在经济上是不利的。

此外,物质的实际浓度可用物理或化学方法测量,且饱和温度以及因此最佳接种温度可由溶液的组成得到。该测量可例如用光谱方法在线进行,或者在化学实验室中离线进行。然而,后一种方法意味着过高的时间支出;如光谱测量,然而,如果存在非常复杂的溶液组成,则它也失败。这是因为该组成对确切溶解温度具有影响。需要测量溶液中所有其它成分的确切浓度,所述其它成分,例如异蒲勒醇能够极大地提高溶解度,或者如称为“酯”的物质组,极大地降低溶解度。此外,建立的所有组分的浓度与饱和温度之间的确切关系必须是已知的,这对具有复杂组成的介质而言是不能实现的。

如果通过测量浓度与饱和温度之间的关系而测定是不可能的,则饱和温度的经验测定是条出路。例如,该溶液的饱和温度可通过将溶液针对性过冷,在有时高过冷时迫使晶体形成并将溶液再加热,同时测定最后晶体的溶解温度而测定。该方法还可在实验室中在试样上再次费力地进行;还可通过实际结晶器旁路中的任何所需测量系统自动化进行该测量。在溶液的高可过冷性的情况下以及由于需要非常缓慢地加热溶液以精确地测定饱和温度,该测定会持续至少许多小时,因此会是经济上不利的。

在本发明方法中,为了自动调整晶种的初始有效量,光学测量方法与方法过程中使用的结晶方法的起动条件的调整联合使用。此处,将电磁辐射辐射到溶液中,并检测由存在的任何晶体反向散射的电磁辐射。比辐射的电磁辐射的波长相当地更大的该晶体反向散射首先与存在于悬浮液中的晶体表面的量近似成比例。在本发明方法中,它因此不是在结晶方法开始时确定的晶体物质,而是晶体表面。因此,可实现甚至更好的晶体生长以及因此甚至更高的收率和较低的时间支出以将晶体分离出来,因为它不是对成功结晶而言重要的晶体物质,而是提供用于容纳过饱和的晶体表面。为此,通过电磁辐射调整结晶方法开始时的条件而测量晶体是特别有利的。

检测强度与所需强度之间的差的量的极限值为与所需强度的容许偏差。该极限值可以为所需强度的5%或20%。然而,极限值也可基于与所需强度的绝对偏差测定。如果目标值为例如0.1,则可因此选择0.15-0.1的目标范围。相反,如果目标值为0.5,则选择的目标范围为0.55-0.5。

根据本发明方法的一个实施方案,结晶物质通过过滤分离出来。在调整结晶方法的起动条件期间,选择提供导致特别适于过滤的晶体大小和形态的晶体表面的所需强度。这样,实现特别高的收率和将晶体从溶液中分离出来的较低时间支出。此外,结晶物质也可通过浮选、离心或筛分而从溶液中分离,即分离出来。

根据本发明方法的另一实施方案,所需强度通过参比测量测定。在这些参比测量时,测定关于溶液的结晶方法结束时的晶体大小和/或晶体形态与结晶方法开始时的检测强度之间的关系。从该关系中,选择的所需强度为指派给所需晶体大小和/或晶体形态的强度。这样,可预先测定反向散射的电磁辐射的强度对应于结晶方法的理想起动条件,在该条件下,培养所需晶体用于随后的分离。这样测定的所需强度然后对应于溶液体积中的理想晶体表面。这又对应于约1晶体浓度。基于反向散射的电磁辐射的该所需强度,因此可在本发明方法中调整结晶方法开始的温度。有利地,这可不用关于待结晶物质的浓度或者溶解或非溶解物质的量的详细知识而进行。

根据本发明方法的一个发展,使溶液或一些溶液在结晶容器中达到低于限定起始温度值的温度,所述限定起始温度值低于溶液的预计饱和温度。然后将溶液加热直至检测强度与所需强度之间的差的量小于极限值。特别是使溶液达到远低于预计饱和温度的温度,使得大量物质晶体自发地结晶。这样,原位得到晶种。在本发明方法的该实施方案中,因此将溶液的温度从较低温度调整至较高温度以得到结晶方法的理想起始温度。在该调整期间,存在的晶体的量首先比所需的大得多。此外,晶体大小和形态不对应于所需晶体大小和形态。通过在调整期间提高温度,晶体然后溶解直至反向散射的电磁辐射的检测强度表明所需晶体表面存在于溶液中。如果在该调整期间,检测强度提高太低,则这可通过降低溶液的温度而抵消,因为晶体表面然后再次放大。

起始温度值特别是比溶液的预计饱和温度低至少10K。另一方面,起始温度值还可由所需强度测定。例如,指派给起始温度值的起始强度选择为所需强度的x倍强度,其中值x为1.2-10。特别是,值x为3-10,优选4-9,特别优选6-9。然后以直至检测强度大于起始强度的方式调整溶液的温度。通过该程序,可有利地以非常简单的方式确保首先足够大量的晶体存在于溶液中,其然后在调整期间连续降低,直至存在所需强度,即结晶方法开始的理想起始温度。

根据本发明方法的一个实施方案,所用溶液的可过冷性为大于5K,特别是大于10K或大于30K。在这类情况下,结晶方法的执行在形成适于随后过滤的晶体方面是特别关键的。在这些情况下,因此特别重要的是起动条件,即特别是结晶方法开始时的晶体表面对结晶方法期间的晶体生长而言是理想的。借助本发明方法,电磁辐射的辐射和反向散射的辐射的强度的测量可确保理想的条件存在于结晶开始时。

根据本发明方法的一个实施方案,将比20nm更宽(例如740nm至760nm)的一个波长范围或者两个或更多个波长范围的电磁辐射辐照到大于20nm的溶液或悬浮液中。辐照的电磁辐射因此包含延伸至少20nm范围的不同波长。因此,所辐照的特别不同于激光辐射单色光或单色辐射,即非常窄频率范围内的辐射,而是不同波长的光或辐射。波长范围还可特别是宽得多的,并且延伸50nm、100nm或更多nm。

辐照到溶液或悬浮液中的电磁辐射具有光束的形式。根据本发明方法的一个实施方案,该光束的最小横截面为大于0.1mm,特别是大于0.19mm,优选大于0.39mm。此外,光束特别是发散的,即它具有孔径角。该孔径角为例如大于5°,特别是大于10°,优选大于20°。由于该发散光束的横截面在辐射的方向上提高,该光束的最小横截面为光束在进入溶液或悬浮液中时的横截面。

辐射的电磁辐射可例如在可见光谱范围内。然而,优选,红外辐射辐射到溶液中。因此,检测红外辐射的强度。红外辐射可例如在780nm至1000nm,特别是800nm至900nm,优选820nm至880nm的波长范围内。辐射的电磁辐射的波长在此处对应于检测到的反向散射的辐射的波长。

根据本发明方法的优选实施方案,电磁辐射借助散射光探针辐射到溶液中。同样,反向散射的电磁辐射的强度借助散射光探针检测。此处,特别是辐射的电磁辐射的入射方向与检测反向散射的电磁辐射的强度的检测方向基本平行。这防止辐射到溶液中的电磁辐射直接检测而不经该辐射在晶体处散射。

在本发明方法中,由于上述电磁辐射辐照(特别是借助散射光探针)到溶液或悬浮液中,通过检测由位于溶液或悬浮液中的晶体散射的电磁辐射的强度,可得到与溶液或悬浮液中的颗粒集的颗粒表面成比例的信号。借助该信号,可以以特别准确的方式调整结晶方法开始的起始温度,因为因此可非常精确地确定起初有效的晶种的量。

本发明方法在此处与测量粒度分布和颗粒数目相比是本质有利的,如例如也借助FBRM(聚焦光束反射测量(focuad beam reflectance measurement))方法得到的。在FBRM方法中,粒度分布不是直接地,而是借助所谓的线长分布(cord length distribution)确定。为此,将激光束辐射到具有颗粒的溶液中。激光束具有数微米的非常小的横截面。此外,它以约2m/s的恒定速度旋转。以这种方式扫描受旋转的激光束影响的颗粒。测量传感器检测到的作为激光束在颗粒处的反射的结果的电磁辐射。然后使用预先给定的激光束移动的转速和脉冲时间计算线长分布。文献提及这一事实:由线长分布计算粒度分布是非常复杂的且充满误差。例如,取决于颗粒流动的相对速度,在计算线长分布时,出现误差。

如果颗粒速度达到零,则还产生颗粒计数率的误差,因为基本所有颗粒以不同的线长测量几次。此外,辐射到溶液或悬浮液中的尺寸仅数微米的激光束以及在反射以后到达检测器的光束的旋转中心非常接近传感器头的圆盘。这样的结果是由于光束路径,进一步移动的颗粒导致具有较低边缘陡度(edge steepness)的显著较低强度信号。如果没有达到最小的边缘陡度,则将这些信号抛弃,因为不再存在所需空间分辨率。由于每空间体积非常低的颗粒数目,每单位时间仅非常少的颗粒直接居于传感器头处并且因此可通过激光束的旋转中心点扫描,在这种情况下也实现仅非常低的计数率。即使将最小边缘陡度作为参数设置为非常低值,也不能检测到进一步移动的颗粒,因为信号处理电子器件用于高限频率以确保信号的高时间分辨。信号处理电子器件在这种情况下不用于高光敏性。FBRM方法因此开发用于中至高颗粒浓度。

在FBRM方法中,最多可因此测定溶液或悬浮液中的颗粒数目。粒度分布的可靠测量是不可能的,因为该粒度分布仅由线长分布得到且该分布向粒度分布的转化是充满误差的并进行假定。因此需要例如采取所述颗粒的三维几何形状的模型作为基础。

在其中辐射的电磁辐射具有上述特征的本发明方法中,该辐射特别通过所谓的散射光探针产生,悬浮液中颗粒集(particle collective)的表面可以以每空间体积非常低至非常高的颗粒数目测量。就这点而言,仅可检测由位于溶液中的晶体散射的电磁辐射的强度,即特别是总强度。在FBRM方法中,不进行直接强度测量。为此的原因是在该方法中,对于各颗粒类型不同地调整信号处理电子器件的强度,使得既不检测过高的信号,也不检测过低的信号。这是因为在FBRM方法中,仅是由颗粒反射产生的光脉冲的数目和持续时间的问题,但绝不是反射的辐射的强度。

在其中晶体浓度待调整至非常低的值以得到特定颗粒表面的将物质从溶液或悬浮液中分离出来的本发明方法中,测量方法是借助散射光探针或者借助电磁辐射,其具有上述特征,比FBRM方法更合适,因为它具有较高的灵敏性。此外,它执行起来是划算得多的。检测期间操作的复杂性是低得多的,因为仅必须俘获一个完整强度信号。

根据本发明方法的一个实施方案,将溶液(悬浮液)在低于起始温度值的温度下引入结晶容器中。引入的溶液因此具有大晶体量。如果散射光探针位于引入的溶液内,即如果结晶容器如此多地填充以致溶液的填充水平在散射光探针以上,则电磁辐射借助散射光探针辐射到溶液中并检测由位于溶液中的晶体散射的电磁辐射的强度。然后在将溶液进一步引入结晶容器中时调整溶液的温度使得检测强度与所需强度之间的差的量小于极限值。在理想情况下,在该程序中,在完全填充结晶容器的情况下,检测强度与所需强度相同,且这些强度之间的差的量小于极限值,意指在结晶容器完全填充的情况下,存在所需量的晶种。

这样可缩短进行本发明方法的时间支出。如果在完全填充结晶容器以后,检测强度与所需强度之间的差的量仍大于极限值,则还可使用温度的精细调整以使检测强度更接近所需强度使得量的差在极限值以下,因此然后存在所需晶种量。

在该说明书中,将物质从溶液中分离出来的本发明方法的过程中所用的结晶方法为当检测强度与所需强度之间的差的量小于极限值时开始的方法的一部分,尽管在该方法的先前部分中也形成晶体。

将物质从溶液中分离出来的本发明方法的过程中所用的结晶方法特别是冷却结晶方法。在因此调整溶液的温度使得检测强度与所需强度之间的差的量小于极限值以后,然后将溶液再次缓慢地冷却使得被原位得到的晶种支持,再次形成较大的晶体。冷却速率在此处首先是相对轻微的,稍后,当已经形成较大晶体时,也可提高冷却速率以促进该方法。

本发明进一步涉及借助结晶由溶液得到物质的方法,其中将溶液引入第一结晶容器中,并通过上述方法在第一结晶容器中借助结晶将物质分离出来。当在第一结晶容器中进行结晶方法时,将溶液引入第二结晶容器中,并通过上述方法在第二结晶容器中借助结晶将物质分离出来。因此,当在第一结晶容器中,例如借助冷却结晶进行结晶方法时,从开始时在第二结晶容器中起动相同的方法。这样,将物质从溶液中分离出来的方法可以基本连续地操作,因为在一个结晶容器中结晶期间,将溶液引入另一结晶容器中,并且在如此做中,进行调整以确保存在在第二结晶容器中开始结晶方法的所需晶体表面。任选,也可串联连接其它结晶容器。结晶容器的数目例如由产生结晶方法的所需起动条件需要多少时间以及实际结晶方法然后需要多长时间调节。就这点而言,可例如选择结晶容器的数目使得将溶液引入结晶容器中直至第一结晶容器中的结晶方法结束,并可再次将溶液引入该容器中。

本发明进一步涉及用于将物质从溶液中分离出来的装置。该装置具有至少一个结晶容器,所述结晶容器包含用于引入溶液的开口。此外,装置包含用于改变待引入和/或引入的溶液的温度的加热装置。此外,提供温度传感器用于测量待引入和/或引入的溶液的温度。在结晶容器内布置散射光探针,用所述散射光探针可将电磁辐射辐射到溶液中并可检测由存在于溶液中的晶体散射的电磁辐射的强度。装置进一步包含与温度传感器、散射光探针和加热装置数据耦合的调节单元。使用该调节单元,可调整结晶容器中的溶液的温度使得检测强度与所需强度之间的差的量降低。如果检测强度与所需强度之间的差的量小于极限值,则可开始结晶方法。物质的晶体通过结晶方法得到。最后,装置包含用于将所得晶体分离出来的分离单元。

加热装置特别置于将溶液供入结晶容器的管线中。这样可调整引入的溶液的温度。

温度传感器特别置于结晶容器中使得测量位于结晶容器中的溶液的温度。另外,温度传感器也优选提供于将溶液输送至结晶容器的管线中。

散射光探针特别具有红外辐射发射体。由该发射体发射的辐射借助波导引入结晶容器中。此处,波导的去耦区域置于结晶容器的下段中使得在特定填充水平以上将电磁辐射辐射到溶液中。类似地,散射光探针特别具有另一波导在结晶容器中的耦合区域。借助该耦合区域耦合的散射光借助另一波导进入散射光探针的检测器中。

根据本发明装置的一个实施方案,由散射光探针辐射的电磁辐射在比20nm更宽的一个波长范围或几个波长范围内。然而,波长范围特别也可以比50nm或100nm更宽。根据本发明装置的另一实施方案,可由散射光探针产生的光束具有大于0.1mm,特别是大于0.39mm的最小横截面。此外,光束具有大于5°,优选大于10°,特别是大于20°的孔径角。

借助调节单元,结晶方法特别以将溶液冷却,使得得到物质的晶体的方式进行。为将所得晶体分离出来,配置分离单元使得晶体可通过过滤、浮选、离心或筛分从溶液中分离。

本发明装置特别配置用于进行上述本发明方法。因此,它具有与方法相同的优点。

根据本发明装置的一个发展,它包含2个结晶容器。在这种情况下,提供加热装置、温度传感器和散射光探针用于两个结晶容器。调节单元在这种情况下控制将溶剂以在第一结晶容器中进行结晶方法时,将溶液引入第二结晶容器中,随后然后还在第二结晶容器中进行结晶方法的方式引入。

本发明还提供后处理来自通过将香茅醛环化而生产异蒲勒醇的含铝反应产物的方法,所述含铝反应产物包含:

i)异蒲勒醇,

ii)至少一种游离和/或络合物结合形式的式(I)配体,

其中:

Ar1、Ar2、Ar3、Ar4相互独立地选自C6-C15芳基或C2-C15杂芳基,其如果合适的话可每种情况下带有1-7个相同或不同的取代基,所述取代基选自C1-C6烷基、C1-C6全氟烷基、C1-C6烷氧基、C7-C12芳烷基、卤素、SiR5aR6aR7a、任选取代的C6-C10芳基、NR8aR9a、SR10a、NO2

R1、R2、R3、R4相互独立地选自氢、C1-C6烷基、C1-C6全氟烷基、C1-C6烷氧基、C7-C12芳烷基、卤素、SiR5bR6bR7b、任选取代的C6-C10芳基、NR8bR9b、SR10b、NO2,且其中:

R1或R2和/或R3或R4与A一起可形成芳族或非芳族环,且

A为具有1-25个碳原子的直链或者支化和/或环状烃基,其可以为饱和或者单-或多不饱和的和/或部分芳族的,并且如果合适的话可具有一个或多个选自O、S、NR11的相同或不同杂原子,和/或一个或多个选自官能团C(O)、S(O)、S(O)2的相同或不同官能团,并且如果合适的话可带有一个或多个相同或不同的取代基,所述取代基选自取代基C1-C6烷基、C1-C6全氟烷基、C1-C6烷氧基、C1-C10酰氧基、C7-C12芳烷基、卤素、-SiR5cR6cR7c、任选取代的C6-C10芳基、取代或未取代C2-C10杂芳基、NR8cR9c、SR10c、NO2、C1-C12酰基、C1-C10羧基,或者

为如果合适的话每种情况下带有1-5个取代基的C6-C15芳基或C2-C15杂芳基,所述取代基选自C1-C6烷基、C1-C6全氟烷基、C1-C6烷氧基、C7-C12芳烷基、卤素、SiR5dR6dR7d、取代或未取代C6-C10芳基、NR8dR9d、SR10d、NO2,或者

为选自如下的官能团或杂原子:-O-、-S-、-N(R11)-、-S(O)-、-C(O)-、-S(O)2-、-P(R11)-、-(R11)P(O)-和-Si(R12R13),

其中基团R5a、R6a、R7a、R8a、R9a、R10a至R5d、R6d、R7d、R8d、R9d、R10d、R11、R12和R13每种情况下相互独立地选自C1-C6烷基、C7-C12芳烷基和/或取代或未取代C6-C10芳基,且其中基团R8a和R9a、R8b和R9b、R8c和R9c、R8d和R9d相互独立地,可每种情况下还一起形成具有2-8个碳原子且可具有一个或多个相同或不同的杂原子的环状烃基,所述杂原子选自O、S、NR11a,且R11a可具有关于R11给出的含义,

其中:

a)使含铝反应产物经受蒸馏分离以得到富异蒲勒醇顶部产物和贫异蒲勒醇底部产物,

b)使贫异蒲勒醇底部产物与含水碱密切接触以得到含铝水相和包含大部分式(I)配体的有机相,

c)将式(I)配体从有机相中分离出来。

通过本发明方法得到的式(I)双(二芳基苯酚)配体通常可在新批料的范围内不经进一步提纯步骤而用如下文所定义的式(II)或(III)的相应铝化合物转化成反应性催化剂络合物,用这样回收的催化剂络合物没有建立反应性的降低或者值得注意的降低。

式(I)的双(二芳基苯酚)配体具有两个苯酚体系,所述苯酚体系每种情况下在相对于苯酚羟基的两个邻位上被芳族化合物或者杂芳族化合物(Ar1-Ar4)取代,并且借助结构元素A一起结合,如果合适的话还可带有其它取代基(R1-R4)。

芳族或杂芳族取代基Ar1-Ar4可相互独立地为相同或不同的。优选,每种情况下与苯酚体系结合的两个取代基(Ar1和Ar2或Ar3和Ar4)为成对相同的。特别优选,所有四个取代基Ar1-Ar4为相同的。

所述取代基Ar1-Ar4为具有6-15,优选6-10个碳原子的芳基或者芳族环体系中具有2-15,优选3-10个碳原子的杂芳基。具有6-15个碳原子的芳基为例如苯基、萘基、蒽基,优选苯基和萘基。

具有2-15个碳原子的所述杂芳基具有1至约6,通常1-3个相同或不同的杂原子,所述杂原子选自杂原子O、S和N。可提到的其实例为以下杂芳基:2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡咯基、3-吡咯基、3-异唑基、4-异唑基、5-异唑基、3-异噻唑基、4-异噻唑基、5-异噻唑基、3-吡唑基、4-吡唑基、5-吡唑基、2-唑基、4-唑基、5-唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、1,2,4-二唑-3-基、1,2,4-二唑-5-基、1,2,4-噻二唑-3-基、1,2,4-噻二唑-5-基、1,2,4-三唑-3-基、1,3,4-二唑-2-基、1,3,4-噻二唑-2-基和1,3,4-三唑-2-基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、3-哒嗪基、4-哒嗪基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基、2-吡嗪基、1,3,5-三嗪-2-基和1,2,4-三嗪-3-基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡咯基、3-吡咯基、3-异唑基、4-异唑基、5-异唑基、3-异噻唑基、4-异噻唑基、5-异噻唑基、3-吡唑基、4-吡唑基、5-吡唑基、2-唑基、4-唑基、5-唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、1,2,4-二唑-3-基、1,2,4-二唑-5-基、1,2,4-噻二唑-3-基、1,2,4-噻二唑-5-基、1,2,4-三唑-3-基、1,3,4-二唑-2-基、1,3,4-噻二唑-2-基和1,3,4-三唑-2-基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、3-哒嗪基、4-哒嗪基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基、2-吡嗪基、1,3,5-三嗪-2-基和1,2,4-三嗪-3-基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基、异吲哚基、咔唑基、吡啶基、喹啉基、异喹啉基和吡唑基。优选的杂芳基为例如:2-呋喃基、2-吡啶基、2-咪唑基。

上文关于Ar1-Ar4所述的芳基或杂芳基每种情况下可相互独立地未被取代或者带有1至约7,优选1-3,特别是1或2个相同或不同的取代基,所述取代基选自取代基:C1-C6烷基、C1-C6全氟烷基、C1-C6烷氧基、C7-C12芳烷基、卤素、-SiR5aR6aR7a、取代或未取代C6-C10芳基、-NR8aR9a、-SR10a、-NO2,其中基团R5a、R6a、R7a、R8a、R9a、R10a和R11-R13每种情况下相互独立地为C1-C6烷基、C7-C12芳烷基和/或取代或未取代C6-C10芳基,且基团R8a和R9a相互独立地可以每种情况下一起还形成具有2-8个碳原子且可具有一个或多个相同或不同的杂原子的环状烃基,所述杂原子选自O、S和NR11a,且R11a可具有关于R11给出的含义。

就这点而言,在总本发明范围内的所述取代基具有以下作为实例给出的含义:

C1-C6烷基,例如甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1,1-二甲基乙基、戊基、环戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、己基、环己基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基和1-乙基-2-甲基丙基;

C1-C6全氟烷基,例如三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟异丙基、九氟丁基;

C1-C6烷氧基,例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、1-甲基乙氧基、丁氧基、1-甲基丙氧基、2-甲基丙氧基和1,1-二甲基乙氧基、戊氧基、1-甲基丁氧基、2-甲基丁氧基、3-甲氧基丁氧基、1,1-二甲基丙氧基、1,2-二甲基丙氧基、2,2-二甲基丙氧基、1-乙基丙氧基、己氧基、1-甲基戊氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、4-甲基戊氧基、1,1-二甲基丁氧基、1,2-二甲基丁氧基、1,3-二甲基丁氧基、2,2-二甲基丁氧基、2,3-二甲基丁氧基、3,3-二甲基丁氧基、1-乙基丁氧基、2-乙基丁氧基、1,1,2-三甲基丙氧基、1,2,2-三甲基丙氧基、1-乙基-1-甲基丙氧基和1-乙基-2-甲基丙氧基;

C7-C12芳烷基,例如苄基、1-苯基乙基、2-苯基乙基;

C1-C10酰氧基,例如乙酰氧基、丙酰氧基;

C1-C10羧基,例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、异丙氧基羰基;

C1-C10酰基,例如甲酰基、乙酰基、丙酰基。

表述“取代或未取代C6-C10芳基”在本发明的意义内为如上所述具有1个或多个,通常1至约3个相同或不同的取代基的芳基,其中取代基可选自例如C1-C6烷基、C1-C6全氟烷基、C1-C6烷氧基、C7-C12芳烷基、卤素、甲硅烷基、二烷基氨基和硝基。

在本发明的范围内,术语“卤素”为氟、氯、溴和碘,优选氟和氯。

在本发明的范围内,取代基-SiR5aR6aR7a至-SiR5dR6dR7d每种情况下应当理解意指各自相互独立地具有3个相同或不同基团的甲硅烷基取代基,所述基团选自基团C1-C6烷基、C7-C12芳烷基和取代或未取代C6-C10芳基。例如,此处可提到例如甲硅烷基取代基三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基和叔丁基二苯基甲硅烷基。

在本发明的范围内,取代基-NR8aR9a至-NR8dR9d每种情况下为每种情况下相互独立地带有2个相同或不同的,优选2个相同的基团的氨基取代基,所述基团选自上述基团C1-C6烷基、C7-C12芳烷基和/或取代或未取代C6-C10芳基。例如,可提到氨基取代基:二甲基氨基、二乙基氨基、二苄基氨基、二烯丙基氨基、二异丙基氨基。在本发明的范围内,基团R8a和R9a至R8d和R9d可相互独立地每种情况下一起还形成具有2-8个碳原子且可具有一个或多个相同或不同的杂原子的环状烃基,所述杂原子选自O、S、NR11a。基团R11a在此处可以为上述C1-C6烷基、C7-C12芳烷基和/或取代或未取代C6-C10芳基。可提到的这些环状取代基R8a和R9a至R8d和R9d的实例为哌啶基、吗啉基、N-甲基哌嗪基、N-苄基哌嗪基。

在取代基-SR10a中,基团R10a为上文定义的C1-C6烷基、C7-C12芳烷基和/或取代或未取代C6-C10芳基,优选甲基、乙基、异丙基、苯基、苄基。

在本发明的范围内,优选的芳族或杂芳族取代基Ar1、Ar2、Ar3、Ar4为例如苯基、4-甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、萘基、2-氟苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、3-氟苯基、3-氯苯基、3,5-二氟苯基、3,5-二氯苯基、2,3,6-三氯苯基、2,4,6-三氯苯基、2-甲基苯基、4-甲基苯基、2,4,5-三甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基.2-异丙基苯基、4-异丙基苯基、4-叔丁基苯基、4-正丁基苯基、3-三氟甲基苯基、4-三氟甲基苯基、3,5-双(三氟甲基)苯基、4芳基苯基、3-硝基苯基,优选4-氟苯基、4-氯苯基、3-氯苯基、3,5-二氯苯基、3-三氟甲基苯基、4-三氟甲基苯基。在优选实施方案的范围内,基团Ar1、Ar2、Ar3、Ar4为相同的,且优选为4-氟苯基、4-氯苯基、3-氯苯基、3,5-二氯苯基、3-三氟甲基苯基、4-三氟甲基苯基,特别优选苯基。

根据本发明,在相对于各自苯酚羟基的间位或对位上的取代基R1、R2、R3、R4可以为相同或不同的,优选相同的,且每种情况下相互独立地为氢和/或上述C1-C6烷基、C1-C6全氟烷基、C1-C6烷氧基、C7-C12芳烷基、卤素、-SiR5bR6b、R7b、取代或未取代C6-C10芳基、-NR8bR9b、-SR10b和/或-NO2

可提到的基团R1、R2、R3、R4优选为:甲基、乙基、异丙基、卤素,特别是氟和/或氯、三氟甲基、苯基、甲氧基、硝基。优选,基团R1、R2、R3、R4为相同的且特别优选为氢。

基团R1或R2和/或R3或R4可与结构元素A一起还形成环状芳族或非芳族环。在这些情况下,待根据本发明使用的式(I)双(二芳基苯酚)配体具有三环基本结构,例如式(X)的蒽基本结构或类型(XI)的基本结构:

这些三环基本结构的其它结构改进,如果合适的还有基本结构中具有杂原子的那些是本领域技术人员已知的并属于可根据本发明使用的双(二芳基苯酚)配体的组。

式(I)中的结构元素A可以为具有1-25个碳原子的直链或者支化和/或环状烃基,其可以为饱和或者单-或多不饱和的,通常1至约6倍不饱和的,和/或可以为部分芳族的。如果合适的话,所述烃基可具有1个或多个,通常1-3个选自杂原子O、S和NR11的杂原子和/或一个或多个选自官能团C(O)、S(O)和S(O)2的相同或不同官能团,以及如果合适的话带有一个或多个相同或不同的取代基,所述取代基选自取代基C1-C6烷基、C1-C6全氟烷基、C1-C6烷氧基、C1-C10酰氧基、C7-C12芳烷基、卤素、-SiR5cR6cR7c、取代或未取代C6-C10芳基、取代或未取代C2-C10杂芳基、-NR8cR9c、-SR10c、-NO2、C1-C12酰基和C1-C10羧基。

优选,式(I)中的结构元素A为具有1-25,优选1-15,特别优选1-10个碳原子的直链或者支化和/或环状烃基,其可以为饱和或者单-至三不饱和的和/或部分芳族的。如果合适的话,优选的烃基可具有1个或多个,通常1-3个选自杂原子O、S和NR11的相同或不同杂原子和/或一个或多个C(O)基团,以及如果合适的话带有一个或多个相同或不同的取代基,所示取代基选自取代基C1-C6烷基、C1-C6全氟烷基、C1-C6烷氧基、C1-C10酰氧基、C7-C12芳烷基、卤素、取代或未取代C6-C10芳基、-NO2、C1-C12酰基和C1-C10羧基。

可提到的不具有任何限制性特征的式(I)中的结构元素A的实例为以下结构元素1-44,其中波状线每种情况下如在总本公开内容的范围内标记与特定配体结构的其余部分的连接部位:

所示结构元素1-44每种情况下还可带有上文提到的取代基,以及如果合适的话具有另外,通常1或2个烯属双键。

结构元素A还可以为具有6-15,优选6-10个碳原子的芳基,具体而言,亚苯基、亚萘基或亚蒽基,或者如上文所定义的具有2-15,优选3-10个碳原子的杂芳基。

如果合适的话,所述芳基和杂芳基每种情况下可带有1-5个取代基,所述取代基选自上述取代基C1-C6烷基、C1-C6全氟烷基、C1-C6烷氧基、C7-C12芳烷基、卤素、-SiR5dR6d、R7d、取代或未取代C6-C10芳基、-NR8dR9d、SR10d和NO2

此外,结构元素A还可以为选自-O-、-S-、-N(R11)-、-S(O)-、-C(O)-、-S(O)2-、-P(R11)-、-(R11)P(O)-、-OP(O)O-、-OP(O)2O-和-Si(R12)(R13)-的官能团或杂原子,其中基团R11、R12、R13每种情况下相互独立地为上述C1-C6烷基、C7-C12芳烷基和/或取代或未取代C6-C10芳基。在该组内,结构元素A优选为-O-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-或-Si(R12)(R13)-。

在本发明的范围内,术语“游离或络合物结合形式的配体”包括配体的游离形式和可在工艺条件下转化成游离形式的所有可能形式。可提到的其实例为配体的醇盐,其通过碱性水解而转化成配体的游离形式。

在本发明的范围内,表述“含水碱”通常包括pH大于7的水溶液。特别是,这些为碱金属和碱土金属氢氧化物的水溶液,尤其是KOH和NaOH的水溶液。

在本发明的范围内,表述“含铝反应产物”为包含至少一种含有离子、共价或络合物结合形式的铝的化合物的反应产物。这些是在本发明方法的条件下来自用于香茅醛环化的如下文所定义的式(R14)3-pAlHp(II)或MAlH4(III)化合物的铝化合物。

在本发明的范围内,表述“大部分”应当理解意指大于50%,优选大于80%,特别优选大于90%的存在的化合物的总量的百分数含量。

步骤a):

在本发明方法的步骤a)中,使来自通过香茅醛环化生产异蒲勒醇的含铝反应产物经受蒸馏分离以得到富异蒲勒醇顶部产物和贫异蒲勒醇底部产物。

在一个具体实施方案中,步骤a)使用具有比异蒲勒醇更高的沸点的溶剂。这样,可避免底部内容物的不想要的热应力。特别是,存在于其中的式(I)配体在将异蒲勒醇分离出来时不是不含溶剂的形式,较高沸点溶剂可在蒸馏分离以前和/或期间加入含铝反应产物中。优选使用在蒸馏条件下的沸点在异蒲勒醇的沸点以上的较高沸点溶剂。优选,引入的溶剂在蒸馏条件下的沸点为异蒲勒醇的沸点以上至少5℃,优选至少10℃,特别是至少20℃。

具有该沸点的优选较高沸点溶剂为例如烃,例如苯基环己烷、苄基甲苯、二苄基甲苯、1-甲基萘和十三烷、1-癸醇、碳酸1,2-亚丙基酯,醚,例如二甘醇二丁醚、四甘醇二甲醚和二苄基醚,和这些溶剂的工业级混合物。特别优选包含苯基环己烷作为主要组分的混合物。

当使用至少一种较高沸点溶剂时,步骤a)中所得贫异蒲勒醇底部产物为包含较高沸点溶剂、大部分式(I)配体和如果合适的话至少一种含铝化合物的有机相。

优选,步骤a)中异蒲勒醇的蒸馏分离在优选至多250℃,优选至多150℃,特别优选至多100℃的底部温度下进行。下限底部温度通常是不关键的,且通常为通常至少0℃,优选至少20℃。为保持这些最大温度,如果需要的话,蒸馏可在合适的真空下进行。

不管具体实施方案,本发明方法的步骤a)中的压力通常为0.1-1500毫巴,优选1-500毫巴,特别优选5-100毫巴。

不管来自香茅醛环化的含铝反应产物的组成和较高沸点溶剂的使用,异蒲勒醇的蒸馏分离可连续或分批地,优选连续地进行。在一个合适程序中,较高沸点溶剂在蒸馏分离以前加入来自香茅醛环化的反应产物中,并且在蒸馏过程中,存在于底部的高沸点溶剂的量随后保持恒定。

对于步骤a)中的蒸馏分离,可使用本领域技术人员已知的常规装置(参见例如Sattler,Thermische Trennverfahren[Thermal separation methods],1995年第2版,Weinheim,第135页及随后各页;Perry’s Chemical Engineers Handbook,1997年第7版,New York,Section 13)。这些包括可具有填料、内部构件等的蒸馏塔。所用蒸馏塔可包含分离有效性内部构件,例如分离塔板,例如多孔塔板、泡罩塔板或浮阀塔板,规整填料,例如金属片或织物填料,或者无规填料床。所用塔中所需板的数目和回流比基本由纯度要求和来自通过香茅醛环化而生产异蒲勒醇的含铝反应产物中的组分和较高沸点溶剂的相对沸腾位置调节,其中本领域技术人员可通过已知方法确定具体设计和操作数据。蒸馏分离可例如在连接在一起的一个或多个蒸馏塔中进行。

适于步骤a)中的蒸馏分离的还有常规蒸发器,优选具有强制循环的蒸发器,特别优选降膜蒸发器。

取决于如果合适的话可存在于来自香茅醛环化的含铝反应产物中的其它组分,蒸馏分离期间得到的顶部产物的组成可使得如果合适的话,必须使所述产物经受另一后处理步骤。

在后处理来自通过将香茅醛环化而生产异蒲勒醇的含铝反应产物的本发明方法的一个具体实施方案中,反应产物还包含较低沸点溶剂(iii)。

在本发明的范围内,表述“较低沸点溶剂(iii)”指异蒲勒醇的沸点。此处特别合适的是在蒸馏分离条件下具有比异蒲勒醇在各条件下的沸点低至少5℃,优选10℃,特别是20℃的沸点的那些溶剂或溶剂混合物。

在本发明的范围内,具有该沸点的优选溶剂为惰性有机溶剂或其混合物,例如芳族溶剂,例如甲苯、乙苯或二甲苯,卤化溶剂,例如二氯甲烷、二氯乙烷或氯苯,脂族溶剂,例如戊烷、己烷或环己烷,醚,例如四氢呋喃、二乙醚、甲基叔丁基醚,酯,例如乙酸乙酯,或者二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)等。特别优选甲苯。

如果待后处理的含铝反应产物包含该较低沸点溶剂,则在合适的实施方案中,将其在异蒲勒醇的蒸馏分离以前至少部分地从反应产物中除去。还优选通过蒸馏将较低沸点溶剂分离出来。取决于较低沸点溶剂的沸点,可使用上述常规蒸馏装置。

在另一合适实施方案中,进行步骤a)中含铝反应产物的蒸馏分离以得到同时包含至少一些,优选大部分较低沸点溶剂的富异蒲勒醇顶部产物。在这种情况下,可使顶部产物经受进一步分离,优选也通过蒸馏分离。

分离出来的较低沸点溶剂有利地通过使用它作为溶剂而返回香茅醛的环化中。以这种方式,本发明方法要求—除了由于不可避免的损失而要求的顶处理外—恰好单一提供一定量的较低沸点溶剂。

在用于后处理来自通过将香茅醛环化而生产异蒲勒醇的含铝反应产物的本发明方法的一个具体实施方案中,反应产物还包含辅助剂(iv)。

在本发明的范围内,术语“辅助剂(iv)”指在香茅醛环化期间加入以抑制不想要的副反应的化合物。优选,辅助剂(iv)选自有机酸、羧酸酐、醛、酮和乙烯基醚。

具体而言,辅助剂(iv)选自酸,优选有机酸。例如,可提到的有机酸为:乙酸、丙酸、苯甲酸、甲苯磺酸、甲烷磺酸,优选乙酸。

在本发明的另一具体实施方案中,辅助剂(iv)选自羧酸酐、醛、酮和乙烯基醚。

所述物质类的辅助剂(iv)每种情况下可单独地或者以混合物的形式存在于待后处理的反应产物中。优选的混合物为由一类物质的化合物组成的那些。反应产物特别优选包含单一辅助剂。

优选,也将存在于来自香茅醛环化的反应产物中的辅助剂(iv)至少部分地除去并且尽可能返回香茅醛的环化中。

如果辅助剂(iv)在蒸馏条件下具有低于或者仅轻微高于异蒲勒醇的沸点的沸点,即比异蒲勒醇的沸点高小于30℃,则这些可通过蒸馏极大程度地从完全反应的混合物中回收至如果合适的话它本身不反应的程度。取决于辅助剂的沸点,可使用上述常规蒸馏装置。

如果辅助剂(iv)具有在蒸馏条件下明显高于异蒲勒醇的沸点的沸点,即比异蒲勒醇的沸点高至少30℃,则这些保留在底部产物中,并且如果合适的话在本发明方法的步骤b)中除去,如果它们的物理性质容许这样的话。

在另一合适的实施方案中,进行步骤a)中反应产物的蒸馏分离以得到同时包含至少一些,优选大部分辅助剂(iv)的富异蒲勒醇顶部产物。如果合适的话,该主要产物可包含如上文所解释的较低沸点溶剂。在这种情况下,可使顶部产物经受进一步分离,优选也通过蒸馏分离。分离出来的辅助剂(iv)如果合适的话,与较低沸点溶剂一起有利地返回使用它的香茅醛环化中,例如以抑制不想要的副反应。这样,本发明方法要求—除由于不可避免的损失所要求的顶处理(top-up)外—恰好单一提供一定量的辅助剂(iv)。

异蒲勒醇的分离、较高沸点溶剂的引入以及如果合适的话低沸点组分的分离,即存在的任何溶剂和来自香茅醛环化的挥发性辅助剂的分离可以以各种方式组合:

在一个合适的实施方案中,所谓的分壁塔用于蒸馏,即进料点和侧取口位于沿着塔的纵向膨胀段延伸的分壁塔的相对侧上。包含分壁的该蒸馏塔本身是本领域技术人员已知的。如果侧取口和进料在分壁塔的区域中,则产生类似于Brugma或Petlyuk连接的连接。使用分壁塔的该蒸馏描述于DE-A-33 02 525和EP-A-0 804 951中,此处参考其全部范围。在这种情况下,例如富含低沸点组分的馏分可作为顶部产物除去,且包含大部分异蒲勒醇的料流可作为侧取物除去。较高沸点溶剂在进料点以下引入,优选引入塔的底部,或者恰在底部以上。大部分式(I)配体在较高沸点溶剂中的溶液作为底部产物产生。

在一个备选实施方案中,联用塔用于蒸馏。如果香茅醛环化的反应产物包含溶剂和/或挥发性辅助剂,则该实施方案可以为有利的,如下文更详细地解释的。

在这种情况下,异蒲勒醇和较低或者轻微较高沸点溶剂和/或辅助剂(iv)的混合物可形成第一塔的顶部产物,并在第二塔中经受分离以得到包含至少大部分异蒲勒醇的料流和包含环化的较低沸点溶剂和/或辅助剂的贫异蒲勒醇料流。

包含环化的较低沸点溶剂(iii)和辅助剂(iv)的料流通常可不经进一步分离而返回环化中。

如果合适的话,式(I)配体以其络合物或其它衍生物的形式,作为第一塔的底部产物产生。

步骤b):

在本发明方法的步骤b)中,使贫异蒲勒醇底部产物与含水碱密切接触以得到含铝水相和包含大部分式(I)配体的有机相。优选的含水碱在上文中给出。

除游离或络合物结合形式的式(I)配体外,步骤a)中所得贫异蒲勒醇底部产物可包含至少一种其它低挥发性组分。这些包括例如在步骤a)中加入的较高沸点溶剂、用于香茅醛环化成异蒲勒醇的含铝化合物的反应产物和如果合适的话未在步骤a)中分离出来的辅助剂(iv)。由于含铝组分和/或辅助剂(iv)特别是在连续方法的情况下聚集,且尤其对步骤c)中分离的收率和纯度具有不利影响,有利的是尽可能完全地除去这些化合物。这尤其适用于含铝化合物。

步骤b)中的接触优选通过萃取进行。萃取阶段的数目优选为1-20个阶段。

所用萃取剂为上述含水碱。这些表述因此在本发明范围内同义地使用。

对于萃取,使来自步骤a)的贫异蒲勒醇底部产物与含水碱密切接触。相的分离得到包含大部分式(I)配体的相和富含含铝化合物的水相。然后除去水相。接触可连续或分批地进行。

对于分批程序,在合适的容器中,随着机械搅拌,例如通过搅拌使来自步骤a)的贫异蒲勒醇底部产物和含水萃取剂接触,保持混合物用于相分离,并通过在容器底部便利地除去较密的相而除去一个相。

多个分批分离操作可以以级联方式依次进行,在这种情况下,每种情况下使与水相分离的且包含大部分式(I)配体的相与新鲜部分的含水萃取剂接触和/或使含水萃取剂逆流通过。

萃取优选连续地进行。对于连续萃取程序,将含水萃取剂和来自步骤a)的贫异蒲勒醇底部产物以类似于分批变化方案的方式连续引入合适的设备中。同时,将包含大部分式(I)配体的相排料和富含含铝化合物的水相排料从进行相分离的设备中连续地除去。

萃取在至少一个阶段中进行,例如在混合器-分离器组合中进行。合适的混合器为动态或静态混合器。萃取在多个阶段中进行,例如在多个混合器-分离器或萃取塔中进行。

在一个合适的实施方案中,使用至少一个聚结装置以改进相分离。这优选选自聚结过滤器、电子聚结器及其组合。当使用混合器-分离器装置萃取时,聚结过滤器,例如烛型过滤器或砂滤器的使用证明对改进相分离而言是有利的。过滤器可在此处可直接安装在混合器(搅拌容器)之后和/或来自分离器的有机馏分中。优选用于改进相分离的还有使用电子聚结器。这些证明对分离至多5质量%的含水外来相而言是有用的。聚结装置的使用也有利地适于将细分散水相从包含大部分式(I)配体的萃取塔有机排料中分离出来的本发明方法中。

在一个合适的实施方案中,萃取在至少一个混合器-分离器组合中进行以将含铝组分从来自步骤a)的贫异蒲勒醇底部产物中萃取出来。另一混合器-分离器组合的使用对随后再萃取以及因此返回式(I)配体或者如果合适的话较高沸点溶剂的工艺馏分中而言是特别有利的,所述工艺馏分如果合适的话与待分离的含铝化合物一起部分地进入萃取剂中。

萃取优选在两个串联连接的可加热混合器中连续地进行,其中水相与来自步骤a)的贫异蒲勒醇底部产物一起进入第一搅拌设备中并将所得混合物转移至第二搅拌设备中。然后从该第二搅拌设备,将混合物供入分离器中,在那里进行相分离成相对重质水相和相对轻有机相。由于该混合器级联,实现含铝化合物的更完全水解和/或萃取。所用搅拌设备为本领域技术人员已知的装配有搅拌器并且可用蒸汽和/或热水加热的容器(搅拌釜反应器)。所用相分离容器有利地为水平安装的,同样可加热容器,将其加热使得不能将固体从各个相中分离出来。

在某些情况下,可有利地在步骤c)中分离配体以前或者在将它分离出来以后使包含大部分式(I)配体的有机相经受干燥步骤。合适的干燥方法为本领域技术人员已知的常规方法,特别是吸附至脱水剂,例如使用沸石分子筛。

在本发明方法的备选实施方案中,在使贫异蒲勒醇底部产物与水相接触以后,通过蒸馏将水完全或至少部分地除去。

为防止式(I)配体过早地分离出来,尤其是通过结晶分离,在步骤b)期间的任何点,有机相中的配体浓度应不超过其溶解度。如果合适的话,这可通过适当地选择温度和/或加入的溶剂的量和类型而进行。

随后,在本发明方法的一个优选实施方案中,使来自步骤a)的经加热底部产物排料与经加热水相接触。

在本发明的范围内,表述“经加热”指高于室温且低于水溶液或有机溶液在所述反应条件下的各自沸点温度的温度。特别地,经加热指25℃至150℃,尤其是70℃至100℃的温度。

取决于所用辅助剂,如果合适的话,在香茅醛环化中,贫异蒲勒醇底部产物如果合适的话可包含未在步骤a)中分离出来的其它组分。这些优选在步骤b)中分离出来。在这种情况下,可使所得水相经受合适的分离方法以回收这些组分,例如辅助剂(iv)。

步骤c):

在本发明方法的步骤c)中,通过上述将物质与溶液分离的方法将来自步骤b)中所得包含大部分配体的有机相的上述式(I)配体从有机相中分离出来。如上所述,在该方法中,将电磁辐射辐射到溶液中,并检测由位于溶液中的晶体散射的电磁辐射的强度。在这种情况下,这些为配体的晶体。然后将检测强度与所需强度对比,并取决于检测强度与所需强度之间的差以使得该差降低的方式调整溶液的温度。如果最终检测强度与所需强度之间的差的量小于极限值,则起动结晶方法,特别是冷却结晶。然后将所得配体的晶体分离出来。

在本发明方法中,特别使用具有空间上非常苛求的配体的以下苯酚铝催化剂:

在通过冷却结晶从苯基环己烷溶液中回收该配体期间,由于分子的复杂结构,晶体形成仅相当慢地进行。结晶溶液的可过冷性对该配体而言可以为至多50K。因此,特别难以达成配体以容易过滤的晶体大小和形态结晶。该度量为对于过滤阻力的获得,其对容易过滤产物而言为5*1013mPasm-2。如果溶液接种太多或者太少,则过滤阻力变化多于一个量级至多于1015mPasm-2

如果待将上述配体从溶液中分离出来,则使溶液或一些溶液在结晶容器优选达到低于95℃,特别是低于90℃的温度。然后提高温度直至散射的电磁辐射的检测强度如所述接近所需强度。然后再次降低用于冷却结晶的温度。开始时的冷却速率为1K/小时至5K/小时。

借助本发明方法,在结晶方法开始时提供精确测量量的晶种。这意指尽管配体的复杂分子结构,它可以在短时间内以高收率回收。

在该结晶方法中,除上述冷却结晶方法外,此外还可以为蒸发结晶方法、真空结晶方法和使用结晶槽或喷射结晶器的方法。

一般而言,结晶在-50℃至150℃,优选0℃至120℃,尤其是30℃至110℃的温度下进行。

式(I)结晶配体可例如通过过滤、浮选、离心或筛分而与溶液分离。

如果合适的话,可将这样保留的式(I)配体通过合适的干燥方法干燥。为此的方法是本领域技术人员已知的。例如,关于方法的技术构型,常规辊筒式干燥机、圆盘式干燥器、室式干燥器、流化床干燥器或辐射干燥器可以为合适的。

在步骤a)以前或期间可再次将贫含式(I)配体的有机相加入方法中。

在后处理来自异蒲勒醇生产的反应产物的方法的优选实施方案中,式(I)配体选自式(I.a)的双(二芳基苯酚)配体:

其中Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、R1、R2、R3、R4和A具有上文给出的含义。

式(I.a)配体也具有两个苯酚体系,所述苯酚体系每种情况下在相对于苯酚羟基的两个邻位上被芳族化合物或杂芳族化合物(Ar1-Ar4)取代并且借助结构元素A结合在一起,并且如果合适的话还可带有其它取代基(R1-R4),结构元素A每种情况下在相对于苯酚羟基的对位上与两个苯酚体系连接。此处,基团Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、基团R1、R2、R3、R4和结构元素A可具有与上文关于式(I)所述相同的含义。

根据本发明,特别优选的配体为其中芳基Ar1、Ar2、Ar3和Ar4为相同的且具有上文关于式(I)的优选含义的那些。特别优选的芳基Ar1-Ar4为苯基、萘基、4-氟苯基、4-氯苯基、3-氯苯基、3,5-二氯苯基、4-甲基苯基、3-三氟甲基苯基、4-三氟甲基苯基,非常特别优选苯基。

在根据本发明优选的式(I.a)配体中,基团R1、R2、R3、R4为相同或不同的,优选相同的,且优选:氢、卤素,特别是氟或氯、甲基、三氟甲基、异丙基、叔丁基、苯基、硝基。

式(I.a)中的结构元素A具有上文关于式(I)给出的含义。式(I.a)中的优选结构元素A还特别为可以以所述方式取代的结构元素1-44。

特别优选的配体为式(I.a1)-(I.a3)的那些,其中所述基团Ar1-Ar4、R1-R4和R15-R18优选具有表中作为实例列出的含义:

表1:

表2:

表3:

此处,在本发明范围内,在表1-3中,Ph为苯基,C(O)为羰基。一般而言,基团R15、R16和R17可相互独立地为上文定义的C1-C6烷基、C1-C10酰基、C1-C10羧基或C6-C10芳基,其中所述基团可带有一个或多个相同或不同的卤素和/或NO2取代基且其中基团R16和R17还可一起形成环状结构元素,优选亚烷基桥。

在上述将物质与溶液分离的方法的优选实施方案中,物质为选自上式(I.a)的双(二芳基苯酚)配体的式(I)配体。特别优选的配体为上式(I.a1)-(I.a3)的那些,所述基团Ar1-Ar4、R1-R4和R15-R18优选归属于上文在表中作为实例列出的含义。

本发明进一步提供制备式(IV)异蒲勒醇的方法:

其包括:

α)将式(V)香茅醛:

在催化剂的存在下环化,所述催化剂可通过如权利要求1和/或10中所定义的式(I)双(二芳基苯酚)配体,

与式(II)铝化合物:

(R14)3-pAlHp(II)

其中:

Al为铝,

R14为具有1-5个碳原子的支化或非支化烷基,且

p为0或者1-3的整数,

和/或

与式(III)铝化合物:

MAlH4(III)

其中:

Al为铝,且

M为锂、钠或钾,

反应而得到,

β)在反应进行以后如下回收式(I)的双(二芳基苯酚)配体:

a)使步骤α)中所得含铝反应产物经受蒸馏分离以得到富异蒲勒醇顶部产物和贫异蒲勒醇底部产物,

b)使贫异蒲勒醇底部产物与含水碱密切接触以得到含铝水相和包含大部分式(I)配体的有机相,和

c)将式(I)配体从有机相中分离出来。

式(I)配体的分离在此处通过结晶进行,尤其是在上述将物质从溶液中分离的方法过程中进行。

关于后处理来自通过香茅醛环化生产异蒲勒醇的反应产物的本发明方法的优选实施方案,以及关于优选的式(I)配体,参考上述优选实施方案的全部内容。

可用于制备根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物的式(I)和(I.a)双(二芳基苯酚)配体可容易通过本身是本领域技术人员已知的方法制备。结构类型(I.a1)的化合物例如通过相应双-邻芳基苯酚与醛R15CHO在路易斯酸如AlCl3的存在下反应而得到,如尤其是Z.Y.Wang,A.S.Hay在Synthesis>2)的配体例如可通过相应双-邻芳基苯酚与合适的式R16C(O)R17酮反应而得到,如例如US>3)的配体例如可通过将相应苯酚或O-保护苯酚用二羧酰氯Friedel-Crafts酰化而得到,例如F.F.Blicke等人在J.Am.Chem.Soc.1938,60,2283-2285中;CH>3)的配体的另一方法还在于将相应苯酚用叔二醇Friedel-Crafts酰化,如例如DE-A25>

根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物例如通过上述式(I)或(I.a)双(二芳基苯酚)配体与式(II)铝化合物反应而得到:

(R14)3-pAlHp(II)。

此处,R14为具有1-5个碳原子的支化或非支化烷基,例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基或新戊基。指数p为0或者1-3的整数。优选,指数p为1或0,特别优选0。优选的式(II)化合物为例如三甲基铝、三乙基铝、二异丁基铝氢化物,特别优选三甲基铝和三乙基铝。

作为选择,根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物还通过上述式(I)或(I.a)双(二芳基苯酚)配体与式(III)铝化合物反应而得到:

MAlH4(III),

其中M为锂、钠或钾。因此,适于通过上述式(I)或(I.a)双(二芳基苯酚)配体反应而制备根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物的还有氢化铝锂、氢化铝钠和氢化铝钾及其混合物。此外,所述式(II)和(III)化合物的混合物也适于通过上述式(I)或(I.a)双(二芳基苯酚)配体反应而制备根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物。

反应有利地进行使得一种上述式(I)或(I.a)双(二芳基苯酚)配体与式(II)或(III)化合物接触。反应有利地在惰性有机溶剂,例如甲苯、环己烷、二氯甲烷、二甲苯、乙苯、氯苯、四氢呋喃、二乙醚、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯、戊烷、己烷、二氯乙烷、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)中进行,除此之外,预干燥或无水溶剂的使用认为是特别有利的。反应通常在约-100℃至约100℃,优选约-50℃至约50℃,特别优选约-30℃至约30℃的温度下进行。

在根据本发明的双(二芳基苯氧基)铝化合物制备期间,所用式(I)或(I.a)双(二芳基苯酚)配体的苯酚羟基与一种或多种式(II)和(III)化合物反应。理论上,各个铝原子可与1-3个苯酚羟基反应。由于所用式(I)或(I.a)双(二芳基苯酚)配体的空间性能或要求,这导致形成较高分子量结构,例如线性结构或网络。

此处,有利地选择所用式(I)或(I.a)双(二芳基苯酚)配体与所用式(II)和/或(III)化合物的摩尔比使得不完全反应的式(II)和/或(III)化合物的量尽可能低。优选,选择所述比使得在式(I)或(I.a)双(二芳基苯酚)配体与一种或多种式(II)和(III)化合物反应以后,不再存在任何未反应的式(II)和/或(III)化合物。考虑成本方面,明智的是保持所用式(I)或(I.a)配体的过量为低的。特别优选以约4:1至约1:1,非常特别优选约3:1至约1.5:1的摩尔比,最优选以约1.5:1的摩尔比使用式(I)或(I.a)双(二芳基苯酚)配体和式(II)和/或(III)的化合物。

在本发明的优选实施方案的范围内,根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物的制备涉及取决于溶解度,首先在约-10至约30℃的温度下将所选择的式(I)或(I.a)配体的约0.001至约1摩尔溶液引入合适的有机溶剂如甲苯中,和将式(II)和/或(III)铝化合物优选以溶液,例如三甲基或三乙基铝在甲苯中的溶液的形式加入。

所用式(I)或(I.a)配体与式(II)和/或(III)的铝化合物之间的反应快速进行,并且取决于所选择的反应条件,在约10分钟至约2小时以后,通常在约1小时以后几乎完成。当使用较不反应性的反应物时,可有利地临时提高反应混合物的温度。

取决于所选择的反应条件,特别是关于待反应的式(I)或(I.a)配体和式(II)和/或(III)铝化合物在所选择的溶剂中的溶解度、浓度和反应温度,根据本发明的双(二芳基苯氧基)铝化合物以固体、在所用溶剂或溶剂混合物中的悬浮液或溶液的形式得到。这样得到的根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物可以以每种情况下所得形式进一步使用或者可分离出来并且不含所用溶剂。

分离在此处可通过显示出有利且为本领域技术人员已知的方法进行。优选,根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物的分离、储存和进一步处理经广泛地排除氧气和湿气而进行。

为进行制备异蒲勒醇的本发明方法,程序有利地包括首先制备根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物在如上所述合适溶剂中的溶液。然后根据本发明将待环化的外消旋或非外消旋香茅醛加入该溶液中。香茅醛在此处可直接或者以溶液(有利地在上述合适溶剂中的一种中的溶液)的形式加入。在本发明方法的优选实施方案的范围内,首先制备所选择的式(I)或(I.a)配体在甲苯中的溶液,然后有利地随着搅拌加入所选择的式(II)和/或(III)铝化合物,优选在甲苯溶液中的三甲基铝或三乙基铝。

进行本发明环化方法的合适原料为香茅醛,其可通过任何方法制备。优选使用具有约90至约99.9重量%,特别优选约95至约99.9重量%的纯度的香茅醛。

待环化的香茅醛的添加有利地在约-40℃至约40℃,优选约-20℃至约20℃的温度下进行。为此,将根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物的制备溶液有利地冷却至该范围内的温度,例如冷却至-10℃至10℃的温度,并加入预冷却的香茅醛或预冷却的香茅醛溶液。

可进行香茅醛或其溶液的添加使得整个量一次性加入或者它按份或者连续地加入制备的催化剂溶液中。合适的溶剂又是上述溶剂,特别是甲苯。优选,待环化的香茅醛直接(即不经溶剂的进一步添加)使用。当使用溶剂时,有利地选择溶剂(用于催化剂制备和用于进行环化反应的)的总量使得待反应的香茅醛与溶剂的体积基比为约2:1至约1:20,优选约1.5:1至约1:10。

待反应的香茅醛与所用根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物的量之间的数量比由式(I)或(I.a)化合物和用于制备它的式(II)和/或(III)的量(即由所用配体与所用式(II)和/或(III)铝化合物的数量比)测定。

根据本发明,选择待反应的香茅醛的量相对于所用式(II)和/或(III)铝化合物的量使得摩尔比为约5:1至约1000:1,优选约10:1至约500:1,特别优选约50:1至约200:1。

不管这一点,所用式(I)或(I.a)配体与所用式(II)和/或(III)铝化合物之间的比可在上文关于制备本发明双(二芳基苯氧基)铝化合物所述限度内变化。

取决于反应物和反应条件的选择,香茅醛环化成异蒲勒醇通常快速地进行,并且通常在约0.5至约10小时以后,通常在约5小时以后很大程度上完成。反应进程可容易通过本领域技术人员本身已知的方法,例如通过色谱,尤其是气相色谱法或者HPLC方法监控。

在本发明方法的优选实施方案的范围内,香茅醛环化成异蒲勒醇在辅助剂(iv),例如酸,优选有机酸的存在下进行。例如,可有利地使用的有机酸为:乙酸、丙酸、苯甲酸、甲苯磺酸、甲烷磺酸,优选乙酸。所述酸有利地以基于待反应的香茅醛的量为约0.5至约10重量%的量使用。有利地,它们与香茅醛一起,例如以混合物的形式加入反应混合物中。

在特别优选的实施方案中,通过将香茅醛环化而制备异蒲勒醇的本发明方法在至少一种辅助剂(iv)的存在下进行,所述辅助剂选自羧酸酐、醛、酮和乙烯基醚。

所述物质类别的辅助剂(iv)每种情况下可单独或者以彼此的混合物的形式使用。在混合物的情况下,优选使用由一个物质类别的化合物组成的那些。特别优选使用单独的化合物。通过使用如下文所述的所述化合物,通常可极大地抑制不想要的副产物的形成。

在优选实施方案的范围内,香茅醛环化在式(VI)羧酸酐的存在下进行:

其中基团R20和R20’可以为相同或不同的,优选相同的,且为支化或非支化C1-C12烷基或C7-C12芳烷基或C6-C10芳基,其中所述基团每种情况下可具有1个或多个,通常1至约3个选自基团OR10e、SR10f、NR8eR9e和卤素的相同或不同取代基,且其中R20和R20'还可一起形成可具有一个或多个烯属双键和一个或多个选自O、S和NR11b的相同或不同杂原子的5-8元环,且其中R10e、R10f、R8e、R9e和R11b可具有上文关于R11给出的含义。

在另一优选实施方案的范围内,香茅醛的环化在式(VII)醛的存在下进行:

其中基团R21为支化或非支化C1-C12烷基或C7-C12芳烷基或C6-C10芳基,其中所述基团每种情况下可具有一个或多个,优选1-3个选自OR10e、SR10f、NR8eR9e和卤素的相同或不同取代基,其中R10e、R10f、R8e和R9e可具有上文关于R11给出的含义。

在另一优选实施方案的范围内,香茅醛的环化可在式(VIII)酮的存在下进行:

其中基团R22和R23每种情况下可以为相同或不同的,且为支化或非支化C1-C12烷基或C7-C12芳烷基或C6-C10芳基或C1-C6烷氧基羰基,其中所述基团每种情况下可具有一个或多个,优选1-3个选自OR10e、SR10f、NR8eR9e和卤素的相同或不同取代基,且其中R22和R23还可一起形成可具有一个或多个烯属双键和一个或多个选自O、S、NR11b的相同或不同杂原子的5-8元环,且其中R10e、R10f、R8e、R9e和R11b可具有上文关于R11给出的含义。

作为上述羰基化合物的备选物,在本发明方法的范围内,也可使用通式(IX)的乙烯基醚:

其中基团R24、R25、R26和R27相互独立地每种情况下可以为相同或不同的,并且为支化或非支化C1-C12烷基或C7-C12芳烷基或C6-C10芳基,其中所述基团每种情况下可具有一个或多个,优选1-3个选自氧基、OR10e、SR10f、NR8eR9e和卤素的相同或不同取代基,且其中R25和R26还可一起形成可具有一个或多个烯属双键和一个或多个,通常1或2个选自O、S、NR11b的相同或不同杂原子的5-8元环,且其中R10e、R10f、R8e、R9e和R11b可具有上文关于R11给出的含义。

C1-C12烷基在此处为如上所述C1-C6烷基以及此外例如庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基或十二烷基。在两个烷基一起形成环的情况下,烷基还应当理解意指烯基。C7-C12芳烷基和C6-C10芳基可例如具有上文给出的含义。例如,可提到的C1-C6烷氧基羰基为甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基和异丙氧基羰基,优选甲氧基羰基和乙氧基羰基。

在本发明方法的优选实施方案的范围内,香茅醛的环化在式(VI)羧酸酐的存在下进行,其中基团R20和R20'为相同的,且为支化或非支化C1-C12烷基或C7-C12芳烷基或C6-C10芳基,且其中R20和R20'还可一起形成可具有一个或多个烯属双键和一个或多个选自OR10e、SR10f、NR11b的相同或不同杂原子的5-8元环,且R10e、R10f和R11b可相互独立地具有上文关于R11给出的含义。

特别优选其中基团R20和R20'为相同的且为的支化或非支化C1-C12烷基或C6-C10芳基的那些羧酸酐。例如,待根据本发明特别优选使用的羧酸酐为:乙酸酐、丙酸酐、新戊酸酐和苯甲酸酐。

还可根据本发明优选使用的式(VII)醛为例如乙醛、丙醛和氯醛(三氯乙醛)。

在另一优选实施方案的范围内,如果香茅醛的环化在式(VIII)酮的存在下进行,则有利地使用具有活化(即贫电子)羰基官能的那些。例如,可提到特别适用于本发明方法的范围内的以下酮:1,1,1-三氟丙酮、1,1,1-三氟苯乙酮、六氟丙酮、丙酮酸甲酯和丙酮酸乙酯。

还可根据本发明优选使用的式(IX)乙烯基醚为例如甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚和3,4-二氢-2H-吡喃。

所述化合物类别可同样以良好的成功用于本发明方法的该优选实施方案的范围内。关于实践方面,例如较高的反应速率,醛和/或贫电子酮的使用证明是有利的。

待根据本发明使用的羧酸酐、醛、酮和/或乙烯基醚的量可在宽限度内变化,并且由所用物质的类型和纯度或者仍未确切地确定的杂质的存在调节。通常,所述化合物及其混合物以基于所用香茅醛的量为约0.01摩尔%至约5摩尔%,优选约0.1摩尔%至约2摩尔%的量使用。

程序的类型和方式,例如反应器的配置或各反应物加入的顺序不受特定要求,条件是确保广泛排除氧气和水的程序。

在该优选实施方案的范围内,为进行本发明方法,程序有利地包括首先提供根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物在如上所述合适溶剂中的溶液。然后,根据本发明优选将待环化的外消旋或非外消旋香茅醛与所选择的羧酸酐、醛、活化酮和/或乙烯基醚的混合物加入该溶液中。作为选择,可例如还将待根据本发明使用的双(二芳基苯氧基)铝化合物的溶液首先与羧酸酐、如果合适的话每种情况下选择的醛、酮和/或乙烯基醚混合,其后将待环化的香茅醛加入其中。

证明有利的是将香茅醛或香茅醛与所选择的化合物的混合物在约30分钟至约6小时,优选约2小时至约4小时的时间内计量加入催化剂溶液或者反应混合物中。此处香茅醛可直接加入或者以溶液(有利地在上述合适溶剂中一种中的溶液)的形式加入。在本发明方法的又优选实施方案的范围内,首先提供所选择的式(I)或(I.a)配体在甲苯中的溶液,然后便利地随着搅拌加入所选择的式(II)和/或(III)铝化合物,优选在甲苯溶液中的三甲基铝或三乙基铝。

在该实施方案的范围内,待环化的香茅醛或者香茅醛与所选择的羧酸酐、醛、活化酮和/或乙烯基醚的混合物的添加有利地在约-40℃至约40℃,优选约-20℃至约20℃的温度下进行。为此,有利地将制备的本发明双(二芳基苯氧基)铝化合物的溶液或悬浮液冷却至该范围内的温度,例如冷却至-10℃至10℃的温度,并以预冷却的形式加入其它反应物。

可进行香茅醛和所选择的其它化合物的混合物的添加使得总量的香茅醛一次性加入或者它按份或连续地加入制备的催化剂溶液中。合适的溶剂又优选为上述溶剂,特别是甲苯。优选待环化的香茅醛以与所选择的羧酸酐、醛、活化酮和/或乙烯基醚的混合物的形式使用而不另外加入溶剂。当使用溶剂时,有利地选择溶剂的总量使得待反应的香茅醛与溶剂的体积基比为约1:1至约1:20,优选约1:1至约1:10。

发现一些催化剂络合物通常在反应期间减活。这尤其归因于所用双(二芳基苯氧基)铝化合物的每种情况下所用的式的双(二芳基苯酚)配体与作为环化结果形成的异蒲勒醇之间的配体交换方法。取决于所用溶剂的选择,催化剂的减活形式可溶于反应混合物中,通常与活性聚合物催化剂相反。

在一个优选实施方案中,催化剂的减活部分可通过简单的物理分离方法(例如通过过滤或离心掉仍为活性的催化剂)而与其它反应混合物一起分离出来。如果需要的话,将催化剂的保留的仍活性部分用新鲜催化剂补充并且再使用而不明显损失活性,优选在根据本发明的香茅醛至异蒲勒醇的进一步环化反应的范围内。

作为选择,可选择所用催化剂的量使得所用总催化剂络合物在本发明环化反应过程中或者结束时减活并因此可溶,其中一些可从清澈的反应混合物中识别。此处有利地可注意到,在这种情况下,由于上述配体交换方法,每种情况下所用的式(I)双(二芳基苯酚)配体释放而不进行分开的水解。

惊讶地发现异蒲勒醇可不经预先将每种情况下用作催化剂的双(二芳基苯氧基)铝化合物水解(如果合适的话在蒸馏除去所用溶剂和/或另外所用辅助剂以后)而以高纯度从香茅醛环化的含铝反应产物中蒸馏出来。通常,此处在蒸馏塔中不形成可识别的不想要或麻烦的副产物。在一个具体实施方案中,合适的惰性高沸点溶剂在步骤a)中的蒸馏分离以前或期间加入。然后在蒸馏塔中得到式(I)配体在每种情况下使用的经加热高沸点组分中的溶液。

如上文所提到的,本发明方法同样适于将外消旋和非外消旋(即旋光)香茅醛环化以得到外消旋和非外消旋异蒲勒醇。

在一个优选实施方案中,本发明方法因此用于通过将式(V.a)的活性香茅醛环化:

而制备式(IV.a)的旋光异蒲勒醇:

其中(*)每种情况下指不对称碳原子。

本发明方法特别用于通过D-(+)-香茅醛的环化制备L-(-)-异蒲勒醇。

这样制备的外消旋或非外消旋异蒲勒醇是用于制备外消旋或非外消旋薄荷醇(世界上最显著的芳香剂或香料中的一种)的有价值中间体。薄荷醇可通过本领域技术人员本身已知的氢化方法,具体而言,在合适的过渡金属催化剂下催化氢化而由异蒲勒醇得到,如例如Pickard等人,J.Chem.Soc.1920,1253;Ohloff等人,Chem.Ber.1962,95,1400;Pavia等人,Bull.Soc.Chim.Fr.1981,24,Otsuka等人,Synthesis 1991,665,或者EP 1053974A所述。此处,如果所选择的反应条件是合适的,则所用异蒲勒醇的相对或绝对构型很大程度上保留,在一些情况下,完全保留。

因此,本发明进一步提供制备薄荷醇的方法,其包括步骤:

A)通过本发明方法制备式(IV)异蒲勒醇,

B)将这样得到的异蒲勒醇的烯属双键氢化。

在一个优选实施方案中,该方法用于制备旋光薄荷醇,尤其是用于由旋光L-(-)-异蒲勒醇制备L-(-)-薄荷醇。

关于制备异蒲勒醇的本发明方法的优选实施方案,参考上述优选的全部内容。

下面参考附图阐述本发明的实施方案。

图1显示用于将物质与溶液分离的本发明装置的第一实施方案的设计,

图2显示图1所示实施方案中所用散射光探针的设计,

图3显示其中绘出关于本发明方法的实施方案的温度过程和检测强度的实例的图,

图4显示阐述关于本发明方法的实施方案的检测强度与温度之间的关系的图,和

图5显示本发明装置的另一实施方案。

参考图1,解释了用于将物质从溶液中分离出来的本发明装置的第一实施方案的设计:

装置包含具有进料管线2和排料管线3的结晶容器1。溶液经由进料管线2引入结晶容器1中。使得引入的溶液首先保持在结晶容器1中,电子控制阀4提供于排料管线3中,其起初是关闭的。在结晶方法在结晶容器1中进行以后,具有晶体的悬浮液经由排料管线3从结晶容器1中排出。

加热装置5提供于进料管线2或者作为选择储存容器中。借助该加热装置5,可调整经由进料管线2引入结晶容器1中的溶液的温度。对于温度调节,此外在进料管线2中提供温度传感器6。此外,加热装置7和温度传感器8也提供于结晶容器1中,借助其测量并调整位于结晶容器1中的溶液的温度。

最后,稍后详细解释的散射光探针9位于结晶容器1内。阀4、加热装置5和7、温度传感器6和8以及散射光探针9与调节单元10数据耦合。这样,将温度传感器6和8的测量值和散射光探针9的测量值传送至调节单元10。此外,调节单元10控制如稍后解释的散射光探针9的光发射,以及加热装置5和7的加热和冷却输出。此外,阀4可借助调节单元10打开和关闭。

将悬浮液从结晶容器1中除去的排料管线3与分离单元11连接。分离单元11可配置成本身已知的过滤器装置。

参考图2,下面详细描述散射光探针9:

散射光探针9包含波导L1和L3位于其中的管12。在浸入结晶容器1中的管12的末端,波导L1具有去耦面积且波导L3具有耦合面积。

在散射光探针9中,提供辐射源14或电磁辐射发射体。由辐射源14发射的电磁辐射借助波导L1中的耦合面积耦合,借助其将电磁辐射传送至波导L1的去耦面积。由辐射源14产生的电磁辐射因此作为辐射S1辐射到位于结晶容器1中的溶液中。

由辐射S1产生的光束在进入溶液或悬浮液中时具有大于0.39mm的横截面。此外,具有约+/-12°的角的光束为发散的,即光束的孔径角为24°。

波导L1和L3以平行且液密性方式通过散射光探针9的开口13。它们特别构型使得辐射到溶液或悬浮液中的辐射S1的方向与在晶体上散射并耦合到波导L3中的辐射S2的检测方向平行。将散射光探针9的管12浸入结晶容器1中使得在溶液中不存在晶体的清澈溶液的情况下,没有辐射到达波导L3中,所述辐射具有如果辐射借助波导L1发射到清澈溶液中的话辐射源14发射辐射的波长。

进入波导L3中的入射辐射S2的光束也以相同的孔径角发散,意指散射光探针9的发射和接收范围在空间上重叠。这产生空间上交叉的两个相邻圆锥。这产生非常大的测量体积,这在非常低颗粒浓度的情况下是特别重要的。

散射光探针9不具有圆盘作为一方面波导L1和L3与另一方面溶液或悬浮液之间的末端。因此,散射光探针9的光学偏移达到零。

在此处所述实施方案中,辐射源14产生800nm至900nm的波长范围内的红外辐射。辐射到溶液中的电磁辐射散射到位于溶液中的晶体的表面上。在晶体上反向散射的一些电磁辐射S2借助波导L3的耦合面积从这里传送到检测器15。配置检测器15使得它可测量辐射源14发射电磁辐射的波长范围内的电磁辐射的强度。

检测器15具有容许2mW/V至20picoW/V的非常宽强度范围的接收电子单元。这意指接收电子单元对20picoW的入射光强度而言,即在约150μLux/cm2的光强度下产生1V的电压。因此,检测器15是极其灵敏的。

在波导L1中还提供转移。由辐射源14产生并在波导L1中耦合的一些辐射转移至波导L2并进入检测器15中。借助波导L2转移并进入检测器15中的辐射用作参比辐射。

在检测器15中,产生与由溶液中的晶体反向散射的光强度直接相关的电压水平。由检测器15产生的由参比辐射产生的参比电压水平在此处考虑为辐射到溶液中的辐射S1的强度。考虑检测器15的参比电压水平,在评估单元中校正检测器15的电压水平,并转移至调节单元10中。

所用散射光探针9可例如为如EP 0 472 899 A1所述光度测量装置的变体。该说明书中所述散射光探针可用于透射测量和反向散射测量。在本情况下,考虑反向散射测量。

在另一变化方案中,散射光探针9包含浸入结晶容器1中的棒状探针。然后将检测器15借助波导与棒状探针连接并置于结晶容器1的外部。

此外,测量也可不参考辐射源14而用检测器15进行。然而,对于测量的长期稳定性,用第二检测器参考是有利的。由检测器15检测的散射信号的校正然后通过参考由评估单元中另一检测器检测的参比信号而进行,然后产生校正的散射信号并将它传送至调节单元10中。

一个或多个波导可用作棒状探针中的发射体和接收体。纤维几何未必用平行发射和接收纤维实现,尽管这是优选的。此外,也可使用具有偏斜几何的纤维末端前面具有圆盘的溶液,尽管由于内部反射,这然后导致相当更高的信号偏移,因此导致测量系统明显更低的灵敏性,尤其是在非常低颗粒浓度的情况下。

散射光探针9不检测完全散射的辐射。由于多种散射、透射和吸收以及由于空间上受限的接收锥(孔),散射光探针9仅检测与颗粒表面成比例的一部分散射辐射。

下面详细解释本发明装置的其它细节以及本发明方法的一个实施方案:

在所述实施方案中,目的是将溶于苯基环己烷中的开头所述配体Ia2-3分离出来。溶液作为底部产物由在(双(二芳基苯氧基))铝催化剂的存在下香茅醛环化得到。该溶液产生这一问题:预先进行的复杂化学方法导致溶液的精确组成且溶解和非溶解次级组分的建立浓度不是确切已知的,因此配体结晶时的饱和温度可极大地波动。

根据本发明,因此预先进行参比测量。参比测量还可有利地在实验室中进行。此处,将溶液在比预期饱和温度低几十K的温度下引入结晶容器1中。例如,溶液在80℃的温度下引入。该温度借助调节单元10、加热装置5和7以及温度传感器6和8调整。在该温度下,非常大量的配体晶体在溶液中。然而,晶体的晶体大小和形态不适于随后在分离单元11中过滤。引入结晶容器1中的溶液的温度现在借助加热装置5提高。同时,借助散射光探针9将电磁辐射辐射到溶液中。然后借助温度传感器8通过调节单元10连续测定溶液的温度。另外,反向散射的电磁辐射的强度通过参考评估单元传送的电压水平确定。在温度提高期间,反向散射的电磁辐射的强度信号降低,因为晶体溶解,且有效用于反向散射的晶体表面因此降低。

作为参比测量的结果,测定检测的电磁辐射的强度,此时存在配体晶种的量或者该晶种的晶体表面,这对随后进行结晶方法而言是理想的,其中将溶液再次冷却,并设想形成具有对随后的分离而言理想的晶体大小和形态的晶体。在参比测量的情况下,因此提高溶液的温度直至反向散射的电磁辐射的强度降至特定值。因此,以本身已知的方式起动冷却结晶方法,其中用特定冷却曲线,将溶液再次冷却使得形成配体的晶体。然后将晶体在分离单元11中过滤出来,并研究这些晶体的大小和形态。

现在进行关于大量强度的参比测量,为此总是以相同的方式进行随后的结晶方法。然后测定参比测量,此时产生对分离而言理想的晶体大小和形态。该参比测量的结晶方法开始时反向散射的电磁辐射的强度(即该参比测量时反向散射的电磁辐射的最小强度)定义为所需强度IS。在该所需强度IS时,由配体的晶种形成的晶体面积的大小对随后进行结晶方法而言是理想的。

此外,预先规定在方法开始时将溶液引入结晶容器1中的起始温度值TA。该起始温度值TA明显低于对应于所需强度IS的温度值TK,即结晶方法的起始温度。在本实施例中,起始温度值TA为约90℃。此外,该起始温度值TA还可通过选择指派给起始温度值TA的反向散射电磁辐射的起始强度IA(所需强度IS的x倍强度)而由所需强度IS测定。值x在此处可以为1.2-10。在本情况下,值x为6.5。

在测定所需强度和起始温度值以后,然后如下进行将配体从经由进料管线2引入的溶液中分离出来的方法:

溶液以起始温度值TA经由进料管线2引入。当将足够的溶液引入散射光探针9位于溶液内的结晶容器1中时,通过调节单元10测定晶体上反向散射的电磁辐射的强度I。

在图3中,显示与反向散射的电磁辐射的强度I关联的散射光探针9的信号I的时间过程以及溶液的温度T的相关时间过程。起始温度值TA在这种情况下为89.13℃。散射光探针9的相关信号IA为0.85V。概念上,下文在散射光探针9的信号I与反向散射的电磁辐射的强度I之间无区别,因为这些是直接相关的。

现在借助调节单元10提高经由进料管线2引入结晶容器1中的溶液的温度。如从图3中获悉,结晶容器1内溶液的温度因此也提高。同时,散射光探针9的信号I降低,因为配体的晶体溶解。提高引入的溶液的温度直至散射光探针9的信号I在所需强度IS的容许范围内。换言之,这意指检测强度I与所需强度IS之间的差的量小于极限值。该极限值可例如为所需强度IS的10%。

在理想情况下,在结晶容器1的完全填充的情况下,检测强度I与所需强度IS之间的差的量小于该极限值。如果不是这样的话,还借助加热装置7和调节单元10精细调整位于结晶容器1内的溶液的温度直至该差的量低于该极限值。

在位于结晶容器1内的溶液的这一状态下,在参比测量中测定的配体晶种的理想量随着理想晶体表面存在。现在起动实际冷却结晶方法。通过调节单元10调整,首先以约3K/h的低冷却速率将溶液冷却。在特定时间以后,即在存在特定量的特定大小的晶体时,冷却速率可例如提高至约20K/h。这样,在最短可能时间内形成具有对随后的分离而言理想的晶体大小和形态的配体晶体。然后通过打开阀4并经由排料管线3将具有晶体的悬浮液供入分离单元11中,其中将悬浮液过滤,并可得到作为白色固体的式Ia2-3配体。

图4显示在晶体上散射的电磁辐射的检测强度I与温度T之间的关系,尤其是对于图3所示测量值而言。箭头A的测量值显示方法开始时(即实际结晶方法以前)晶体的溶解,且沿着箭头K的测量值显示在强度IS和温度TK下起动的结晶方法期间的结晶。

在溶解曲线的情况下,即在将温度提高至所需强度IS时,以及随后结晶曲线的情况下,即在以温度值TK开始降低温度时,产生明显区别。在相同的温度下,在溶解期间由散射光探针9测量的强度基本高于结晶期间的。在溶解期间,配体的晶体因此具有较大比表面积。这意指它们是非常细碎的。这些因此为小晶体。这对晶体的随后分离而言是不理想的。相反,在随后的结晶期间,由散射光探针9测量的信号的强度小2-3倍。然而,在特定温度下,相同质量的晶体在溶液中。因此,反向散射的辐射的较低强度表示晶体的比表面积是较小的。从这一点获悉,晶体是较大的,对晶体的随后分离而言是想要的。

下面参考图5解释本发明装置和本发明方法的第二实施方案:

第二实施方案的装置包含图1所示第一实施方案的装置。因此,相同的部件以相同的参考数字标记。因此,参考关于这些部件的以上描述。然而,图5所示第二实施方案的装置具有另一结晶容器1’。如同第一结晶容器1,第二结晶容器1’包含进料管线2’、具有阀4’的排料管线3’。在进料管线2’中提供加热装置5’和温度传感器6’以调整引入第二结晶容器1’中的溶液的温度。对于第二结晶容器1’,提供加热装置7’和温度传感器8’,和另一散射光探针9’。阀4’、加热装置5’和7’、温度传感器6’和8’和散射光探针9’与调节单元10数据耦合。

此外,电子控制阀16置于第一结晶容器1的进料管线2中;类似地,电子控制阀17置于第二结晶容器1’的进料管线2’中,阀16和17也与调节单元10数据耦合。

根据本发明方法的第二实施方案,图5所示装置如下操作:

如参考图1-3所解释的,溶液经由进料管线2引入第一结晶容器1中。在这种情况下,阀16打开且阀17关闭,意指溶液不进入第二结晶容器1’中。当引入溶液时,如上文所解释的,调整温度使得如果这完全填充的话,第一结晶容器1中溶液的温度对应于指派给所需强度IS的温度值TK,此时存在所需量的晶种。

然后关闭阀16,并且在第一结晶容器1中,起动冷却结晶,其中第一结晶容器1中溶液的温度降低。同时,借助加热装置5和温度传感器6,再次使待引入的溶液的温度达到起始温度值TA。然后打开阀17,使得将溶液传送到第二结晶容器1’中。借助加热装置5’和温度传感器6’,然后调整传送到第二结晶容器1’中的溶液的温度使得由散射光探针9’测量的反向散射的辐射的强度接近所需强度IS,如上文关于第一结晶容器1已经描述的。当检测强度与所需强度之间的差的量IS小于极限值时,关闭阀17,并且在第二结晶容器1’中,如上文所述进行冷却结晶方法,其中降低溶液的温度使得形成配体的晶体。当在第二结晶容器1’中进行结晶方法时,第一结晶容器1中的结晶方法结束,并打开阀4使得悬浮液经由排料管线3供入分离单元11中。将配体的晶体在分离单元11中分离。在此期间,可再次关闭阀4,并再次使溶液进入第一结晶容器1中。

如果结晶方法在第二结晶容器1’中结束,则已经将经由排料管线3供入分离单元11中的晶体与第一结晶容器1的悬浮液分离。现在可打开阀4’使得可将具有配体晶体的悬浮液由第二结晶容器1’并经由排料管线3’供入分离单元11中。此处,然后将配体的晶体过滤出来。

这样,图5所示装置可用于在两个结晶容器1和1’中交替地进行参考图1的上述方法。

下面描述后处理来自通过将香茅醛环化而制备异蒲勒醇的含铝反应产物的方法的一个实施方案:

含铝反应产物如WO 2008/025852 A1所述后处理。在最后的工艺步骤中,得到式Ia2-3的配体,如上文参考图1-5所述。

本发明的另一实施方案涉及制备异蒲勒醇的方法。在该实施方案中,异蒲勒醇如WO 2008/025852 A1所述制备。然而,与该说明书中所述方法相反,根据如上文参考图1-5所述的实施方案将配体从有机相中分离出来。

又一实施方案涉及制备薄荷醇的方法。在这种情况下,异蒲勒醇如上文所述制备。然后通过将这样得到的异蒲勒醇的烯属双键氢化而制备薄荷醇。

参考数字列表:

1,1’ 结晶容器

2,2’ 进料管线

3,3’ 排料管线

4,4’ 阀

5,5’ 加热装置

6,6’ 温度传感器

7,7’ 加热装置

8,8’ 温度传感器

9,9’ 散射光探针

10 调节单元

11 分离单元

12 管

14 电磁辐射的辐射源

15 检测器

16 阀

17 阀

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