[发明专利]制备醛醇缩醛的工艺

说明书

发明领域

本发明涉及制备1,3:2,4-二（4-甲基亚苄基）山梨醇（MDBS）和1,3:2,4-二（3,4-二甲基亚苄基）山梨醇（DMDBS）的工艺。具体地说，本发明涉及使用离子流体来制备MDBS和DMDBS的工艺。

发明背景

缩醛化合物是醛醇与苯甲醛的反应产物。醛醇缩醛类化合物，如MDBS[1,3:2,4-二（4-甲基亚苄基）山梨醇]和DMDBS[1,3:2,4-二（3,4-二甲基亚苄基）山梨醇]衍生化合物，均是著名的化合物，已经发现它们作为添加剂应用在聚丙烯中。取代和非取代醛类的缩醛也是众所周知，它作为成核剂、胶凝剂、加工助剂和强度改性剂，应用于聚烯烃树脂、聚酯树脂、除臭剂、防汗剂组成物、烃类燃料和油漆中。

通常，由芳醛与含有6个碳原子的醛醇（如山梨醇），通过缩合反应来制备缩醛-醛醇型化合物。对于MDBS和DMDBS的结构，这类反应包括两摩尔醛和一摩尔醛醇。

在US4267110、US3721682、US4429140、US4562265、US4902807、US5023354、US5731474和US6500964中，已经报道了制备缩醛-醛醇的若干方法。

已有的工艺都存在诸多缺点。已有的工艺要么涉及使用酸性催化剂，要么使用各种有机溶剂。尽管矿物酸可用作缩醛化工艺的优良催化剂，但是它们无法接触到所有的反应物，因为反应物的可溶性有限。而且，由这类工艺得到的最终产物需要通过中和残留的游离酸来净化。尽管所有专利说明中的产率符合实用目的，但其所有方法在通用性、环保、高效节能、可靠性、成本效益和安全生产方面，效率均不高。

已有的工艺还采用各种有机溶剂，需要高温进行反应，从而增加了成本。.而且，大多数溶剂非常昂贵，也使得工艺过程不经济。还有，有机溶剂的使用也使得这些工艺不环保。

减少浪费和重复使用材料的环保压力，促进了“绿色”化学方面的研究。溶剂在化学反应中起着非常重要的作用，用来匀化和混合反应物，还作用为放热过程的散热剂。行业内最关心的一个大问题是挥发性有机化合物（VOC）、尤其是有毒化合物的替代物，如二氯甲烷（CH₂Cl₂）和那些操作时有危险的化学品。替代或限制使用VOC的尝试有时获得了成功，其中包括不使用溶剂或使用新溶剂体系，如使用超临界水、超临界二氧化碳、含氟溶剂，以及最新的离子液体（ILs）。

近些年来，磷根离子液体已经在各种化学反应/工艺中广泛采用。如果离子液体具有疏水性质，在水的形成可能阻碍或抑制反应速度的反应中，离子液体具有明显的优点，在诸多化学反应中（例如，赫克（Heck）反应、铃木（Suzuki）交叉耦合反应、亨利（Henry）硝基羟醛反应、酯化反应、局部选择性氢胺化、加氢反应、C＆O-烷基化反应、硝化反应），专门用作催化剂或溶剂，具有优异的转化性、选择性、高温稳定性和可重复使用性。磷盐离子液体的这些类似应用已经在专利WO2006/007703、WO0041809、US5104840、WO2007023814、JP2009057297、KR20080003855和US2008221353中做了报道。

迄今为止所报道的MDBS和DMDBS制备工艺，都尚未采用离子液体作为催化剂及/或反应介质。因此，有必要开发一种制备MDBS和DMDBS的工艺，以使用离子液体作为催化剂及/或反应介质。还有必要开发一种制备缩醛类化合物，尤其是制备MDBS和DMDBS的工艺，其中不采用任何昂贵的溶剂或矿物酸。

发明目的

本发明的一个目的是提供一种制备工艺，制备高产率和高纯度的醛醇缩醛衍生化合物。

本发明的另一个目的是提供一种制备工艺，制备对称和非对称的二亚苄基山梨醇化合物，而不受任何限制。

本发明还有一个目的，就是提供一种工艺，经济地制备缩醛衍生化合物。

本发明还有一个目的，就是提供一种工艺，以环保的方式制备缩醛衍生化合物。

本发明的另一个目的是提供一种制备缩醛衍生物的工艺，其中采用单一的可循环溶剂。

本发明还有一个目的，就是提供一种工艺，制备缩醛衍生化合物，其中，最终产物不含有任何残留的游离酸。

本发明还有一个目的，就是提供一种工艺，安全地制备缩醛衍生化合物。

本发明再有一个目的，就是提供一种方法，生产单缩醛和二缩醛衍生化合物，而不形成三缩醛衍生化合物。

发明概述