(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
・ホルミル基および／またはヒドロキシメチル基を式（ＩＩＡ1）の２および４位に有するフェノール化合物（Ａ）と、
・ホルミル基またはヒドロキシメチル基を４位に有する式（ＩＩＢ1）のフェノール化合物（Ｂ）と、
・ホルミル基またはヒドロキシメチル基を式（ＩＩＣ1）の２位に有するフェノール化合物（Ｃ）と、
を含む一般式（ＩＩ）：
0004282768.tif 000008
式（ＩＩＡ1）から（ＩＩＣ1）中、
・Ｙ1およびＹ2は、同じでも異なっていてもよく、以下の官能基、
・−ＣＨＯ基
・−ＣＨ2ＯＨ基
のうちの一つを表し、
・Ｚ1、Ｚ2、およびＺ3は、同じでも異なっていてもよく、水素原子、アルキル、アルケニル、アルコキシ、またはフェニルのラジカル、水酸基、ハロゲン原子、またはトリフルオロメチル基を表し、
・Ｍは水素原子および／または（Ｉａ）または（ＩＩａ）族の金属陽イオン、またはアンモニウム陽イオンを表す
で表される混合物中のフェノール化合物に存在する水酸基に関して２位にある官能基を、塩基並びに周期律における元素の分類のＩｂおよび８族の金属から選択される金属Ｍ1を主成分とする触媒の存在下で、選択的に酸化してカルボキシル基にして、その結果得られる混合物中には３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒド、４−ヒドロキシベンズアルデヒド、および２−ヒドロキシ安息香酸であって、完全にまたは部分的に塩の形態にあるものが含まれ、さらに脱炭酸操作を行うことで４−ヒドロキシベンズアルデヒドと場合によって再利用可能なフェノールとを生成することを特徴とする４−ヒドロキシベンズアルデヒドおよびその誘導体の製造方法。
【請求項２】
式（ＩＩＡ1）から（ＩＩＣ1）において、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、同じでも異なっていてもよく、以下の官能基、
・水素原子、
・１〜１２個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルキルラジカル、
・２〜１２個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルケニルラジカル、
・１〜１２個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルコキシラジカル、
・フェニルラジカル、
・ハロゲン原子、
のうちの一つを表すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
式（ＩＩＡ1）から（ＩＩＣ1）において、
・直鎖または分岐アルキルラジカルが１〜４個の炭素原子を含み、
・直鎖または分岐アルケニルラジカルが２〜４個の炭素原子を含み、
・直鎖または分岐アルコキシラジカルが１〜４個の炭素原子を含む
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
式（ＩＩＡ1）から（ＩＩＣ1）において、
・直鎖または分岐アルキルラジカルがメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチルおよびｔｅｒｔ−ブチルから成る群から選択され、
・直鎖または分岐アルケニルラジカルがビニルまたはアリルであり、
・直鎖または分岐アルコキシラジカルがメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシおよびｔｅｒｔ−ブトキシラジカルからなる群から選択され、
・ハロゲン原子がフッ素、塩素、または臭素原子である、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
式（ＩＩＡ1）から（ＩＩＣ1）において、Ｚ1が水素原子または１〜６個の炭素原子を含む直鎖または分岐のアルキルまたはアルコキシラジカルを表し、Ｚ2およびＺ3は水素原子を表し、Ｙ1およびＹ2は同じものでありホルミル基またはヒドロキシメチル基を表すこと特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
式（ＩＩＡ1）から（ＩＩＣ1）において、直鎖または分岐のアルキルまたはアルコキシラジカルが１〜４個の炭素原子を含むものであること特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
式（ＩＩ）を有するフェノール化合物の混合物が、
・ｏ−ヒドロキシメチルグアヤコール、ｐ−ヒドロキシメチルグアヤコール、および４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアヤコール、
・ｏ−ホルミルグアヤコール、ｐ−ホルミルグアヤコール、および４，６−ジホルミルグアヤコール、
・ｏ−ヒドロキシメチルグエトール、ｐ−ヒドロキシメチルグエトール、および４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グエトール、
・ｏ−ホルミルグエトール、ｐ−ホルミルグエトール、および４，６−ジホルミルグエトール、であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
式（ＩＩ）を有するフェノール化合物の混合物を、液相で分子状酸素または分子状酸素を含む気体を用い、塩基性試薬を含む水性媒体中で、周期律における元素の分類の１ｂおよび８族の金属から選択される金属Ｍ1を主成分とする触媒の存在下で酸化することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
触媒がビスマスを含有する活性化剤を含むものであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
触媒の主成分が銅、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、またはこれらの混合物であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
触媒の主成分が白金および／またはパラジウムであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
白金および／またはパラジウムを主成分とする触媒が、白金黒、パラジウム黒、酸化白金、酸化パラジウム、または貴金属自身をカーボンブラック、炭酸カルシウム、アルミナ、または活性化シリカや同等材料からなる群から選択される異種担体上に付着させた形態で提供されることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
担体がカーボンブラックであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
使用される触媒量を、式（ＩＩ）を有するフェノール化合物の重量に対する金属Ｍ1の重量で表せば、０．０１％〜１０％まで変化させることができることを特徴とする請求項８から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
使用される触媒量を、式（ＩＩ）を有するフェノール化合物の重量に対する金属Ｍ1の重量で表せば、０．０４％〜２％まで変化させることができることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
活性化剤が、酸化ビスマス類、水酸化ビスマス類、無機水素酸のビスマスまたはビスムチル塩、無機酸素酸のビスマスまたはビスムチル塩、脂肪族または芳香族有機酸のビスマスまたはビスムチル塩、ビスマスまたはビスムチルのフェノール塩、からなる群より選択される有機または無機ビスマス誘導体であることを特徴とする請求項８から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
無機水素酸塩が塩化物、臭化物、ヨウ化物、硫化物、セレン化物またはテルル化物であり、無機酸素酸塩が亜硫酸塩、硫酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、亜リン酸塩、リン酸塩、ピロリン酸塩、炭酸塩、過塩素酸塩、アンチモン酸塩、ヒ酸塩、亜セレン酸塩またはセレン酸塩であり、脂肪族または芳香族有機酸塩が酢酸塩、プロピオン酸塩、サリチル酸塩、安息香酸塩、シュウ酸塩、酒石酸塩、乳酸塩またはクエン酸塩であり、フェノール塩が没食子酸塩または焦性没食子酸塩であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
ビスマス誘導体が、酸化ビスマスＢｉ2Ｏ3およびＢｉ2Ｏ4、水酸化ビスマスＢｉ（ＯＨ）3、塩化ビスマスＢｉＣｌ3、臭化ビスマスＢｉＢｒ3、ヨウ化ビスマスＢｉＩ3、中性硫酸ビスマスＢｉ2（ＳＯ4）3、中性硝酸ビスマスＢｉ（ＮＯ3）3，５Ｈ2Ｏ、硝酸ビスムチルＢｉＯ（ＮＯ3）、炭酸ビスムチル（ＢｉＯ）2ＣＯ3、０．５Ｈ2Ｏ、酢酸ビスマスＢｉ（Ｃ2Ｈ3Ｏ2）3、サリチル酸ビスマスＣ6Ｈ4ＣＯ2（ＢｉＯ）ＯＨ、からなる群より選択されることを特徴とする請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
活性化剤の量が、使用される金属Ｍ1の重量に対する金属活性化剤の重量で少なくとも０．１％を、さらに式（ＩＩ）を有するフェノール化合物の混合物に対する金属Ｍ1の重量で１０〜９００ｐｐｍを媒体に含むように選択されることを特徴とする請求項８から１８のいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
酸化反応が、温度範囲３０℃〜２００℃で行われることを特徴とする請求項８から１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
酸化反応が、温度範囲４０℃〜１６０℃で行われることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
１〜２０ｂａｒの圧力が使用されることを特徴とする請求項８から２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
酸化が、溶液中に塩基性試薬を、式（ＩＩ）を有するフェノール化合物１モル当たりの無機塩基量で０．５〜１０モルを含む水性媒体中で行われることを特徴とする請求項８から２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
塩基性試薬が、ナトリウムまたはカリウムの水酸化物であり、その量が式（ＩＩ）を有するフェノール化合物１モル当たりの無機塩基量で１〜４モルであることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
塩基性試薬の量が式（ＩＩ）を有するフェノール化合物１モル当たりの無機塩基量で２〜４モルであることを特徴とする請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
白金触媒を使用する場合に、温度が６０℃〜１６０℃の間であり、使用する塩基の量が、式（ＩＩ）のフェノール化合物１モル当り１〜３モルの範囲内であることを特徴とする請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２７】
パラジウム触媒を使用する場合に、温度が３０℃〜２００℃の間であり、使用する塩基量が、式（ＩＩ）のフェノール化合物１モル当り２〜４モルの範囲内であることを特徴とする請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２８】
温度が３０℃〜１５０℃の間であることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
得られる反応媒体が、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒド、２−ヒドロキシ安息香酸、および４−ヒドロキシベンズアルデヒド、をその完全にまたは部分的に塩の形態で含み、脱炭酸が行われることを特徴とする請求項１から２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
脱炭酸が行われる酸が次式
0004282768.tif 000009
を有し、前記式（ＩＩＩ）および（ＩＶ）中、
・Ｍが水素原子および／または（Ｉａ）または（ＩＩａ）族の金属陽イオン、またはアンモニウム陽イオンを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3が請求項１から６のいずれか１項に記載の意味を有する、ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記酸が、無機酸起源のプロトニック酸または有機酸を添加して、ｐＨ３未満となるようにすることで脱炭酸されることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
無機酸が塩酸または硫酸であることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記反応媒体を、１２０℃〜３５０℃の間の温度まで加熱して、冷却後に４−ヒドロキシベンズアルデヒドおよびその誘導体を分離することを特徴とする請求項２９から３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
４−ヒドロキシベンズアルデヒドおよびその誘導体が、次式（ＶＩ）
0004282768.tif 000010
を有し、式中のＺ1、Ｚ2およびＺ3が請求項１から６のいずれか１項に記載の意味を有することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記反応媒体を、１５０℃〜２２０℃の間の温度まで加熱することを特徴とする請求項３３または３４に記載の方法。
【請求項３６】
フェノール化合物の混合物が、一般式（ＩＩ）を有し、
0004282768.tif 000011
式中、
・Ｍは水素原子および／または（Ｉａ）または（ＩＩａ）族の金属陽イオン、またはアンモニウム陽イオンを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は請求項１から６のいずれか１項に記載の意味を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３７】
フェノール化合物の混合物が、一般式（ＩＩ’）を有し、
0004282768.tif 000012
式中、
・Ｍは水素原子および／または（Ｉａ）または（ＩＩａ）族の金属陽イオン、またはアンモニウム陽イオンを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は請求項１から６のいずれか１項に記載の意味を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３８】
フェノール化合物の混合物が、
・３０重量％〜７０重量％のフェノール化合物（Ａ）と、
・３０％〜７０重量％のフェノール化合物の混合物（Ｂ＋Ｃ）
を含むことを特徴とする請求項３６又は３７に記載の方法。
【請求項３９】
フェノール化合物の混合物が、
・５０％〜７０％のフェノール化合物（Ａ）と、
・５０％から７０％のフェノール化合物の混合物（Ｂ＋Ｃ）
を含むことを特徴とする請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
式（ＩＩ）のフェノール化合物の混合物が、水相中でアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩基の存在下でホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド生成物質と縮合することによるフェノールのヒドロキシメチル化により、フェノールの転化率が高くても９５％となることで得られることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
式（ＩＩ’）のフェノール化合物の混合物が、水相中でアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩基の存在下でホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド生成物質と縮合することによるフェノールのヒドロキシメチル化により、フェノールの転化率が高くても９５％となり、その後に酸化段階が続くことで得られることを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】
フェノールの転化率が６０％〜９５％であることを特徴とする請求項４０または４１に記載の方法。
【請求項４３】
出発フェノールが水酸基に関してオルトおよびパラ位が置換されていないフェノールであり、一般式（Ｉ）
0004282768.tif 000013
を有し、式中Ｚ1、Ｚ2およびＺ3が請求項１から６のいずれか１項に記載の意味を有することを特徴とする請求項４０から４２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４４】
式（Ｉ）を有するフェノールがグアヤコール、グエトール、３−メトキシフェノール、３−エトキシフェノール、３−イソプロポキシフェノール、３−ｔ−ブトキシフェノール、ｍ−クレゾール、またはｏ−クレゾールであることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
ホルムアルデヒドまたは任意のホルムアルデヒド生成物質が使用されることを特徴とする請求項４０から４４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４６】
ホルムアルデヒド／フェノールのモル比が１．０〜４．０の間であることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
ヒドロキシメチル化の媒体中に存在する塩基の量を、塩基のモル数／ヒドロキシメチル化されるフェノールのフェノール性水酸基で表せば、１．０〜４．０の間とすることを特徴とする請求項４０または４１に記載の方法。
【請求項４８】
ヒドロキシメチル化の温度が０℃〜１００℃の範囲内であることを特徴とする請求項４０または４１に記載の方法。
【請求項４９】
ヒドロキシメチル化反応の所要時間が１５分〜４時間の間であることを特徴とする請求項４０または４１に記載の方法。
【請求項５０】
フェノールとホルムアルデヒドを装置内に投入し、次いで反応混合物を攪拌しながら所望の温度まで上昇させ、式（ＩＩａ1）から（ＩＩｃ1）を有するフェノール化合物の混合物が得られるまでの反応を行うために必要な時間これを持続させることを特徴とする請求項４０または４１に記載の方法。
【請求項５１】
式（ＩＩａ2）から（ＩＩｃ2）の化合物を、分子状酸素または分子状酸素を含む気体を使用して、水性アルカリ相中で、周期表の第８族の金属を主成分とする触媒の存在下で酸化することで、式（ＩＩａ1）から（ＩＩｃ1）を有するヒドロキシメチル化フェノール化合物を酸化することにより得ることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５２】
溶液のｐＨ値を、８〜１３の範囲内にすることを特徴とする請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
酸化反応の温度が１０℃〜１００℃の範囲内であることを特徴とする請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
式（ＩＩａ2）から（ＩＩｃ2）を有するフェノール化合物の混合物が、
・一種は２および４位がヒドロキシメチル化され他の二種は２または４位がヒドロキシメチル化されたヒドロキシルメチル化フェノール化合物の混合物が得られる、アルカリまたはアルカリ土類塩基の存在下でホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド生成物質を使用した水性媒体中のフェノールのヒドロキシメチル化と、
・中間生成物の分離を行わず、分子状酸素または分子状酸素を含む気体を使用して、水性アルカリ相中で、周期表第８族の金属を主成分とする触媒の存在下におけるフェノール化合物の酸化と、
を含む二段階工程より得られることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項５５】
４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアヤコール（Ａ）、ｐ−ヒドロキシメチルグアヤコール（Ｂ）、およびｏ−ヒドロキシメチルグアヤコール（Ｃ）のフェノール化合物の混合物について、化合物（Ａ）および（Ｃ）は２位のヒドロキシメチル基をカルボキシル基へと、また化合物（Ａ）および（Ｂ）の４位のヒドロキシメチル基をホルミル基へと、選択的に酸化することで、３−カルボキシ−４−ヒドロキシ−５−メトキシベンズアルデヒド、バニリン、および２−ヒドロキシ−３−メトキシ安息香酸の混合物が得られ、これを脱炭酸すれば、バニリンおよび再利用可能なグアヤコールが生成することを特徴とする請求項１から５０のいずれか１項に記載のバニリンの製造方法。
【請求項５６】
４，６−ジ（ホルミル）グアヤコール（Ａ）、ｐ−ホルミルグアヤコール（Ｂ）、およびｏ−ホルミルグアヤコール（Ｃ）のフェノール化合物の混合物について、化合物（Ａ）および（Ｃ）は２位のホルミル基をカルボキシル基へと選択的に酸化することで、３−カルボキシ−４−ヒドロキシ−５−メトキシベンズアルデヒド、バニリン、および２−ヒドロキシ−３−メトキシ安息香酸の混合物が得られ、これを脱炭酸すれば、バニリンおよび再利用可能なグアヤコールが生成することを特徴とする請求項１から５４のいずれか１項に記載のバニリンの製造方法。
【請求項５７】
４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グエトール（Ａ）、ｐ−ヒドロキシメチルグエトール（Ｂ）、およびｏ−ヒドロキシメチルグエトール（Ｃ）の混合物について、フェノール化合物の化合物（Ａ）および（Ｃ）の２位のヒドロキシメチル基をカルボキシル基へと、化合物（Ａ）および（Ｂ）の４位のヒドロキシメチル基をホルミル基へと、選択的に酸化し、その結果得られる３−カルボキシ−４−ヒドロキシ−５−エトキシベンズアルデヒド、エチルバニリン、および２−ヒドロキシ−３−エトキシ安息香酸の混合物を脱炭酸すれば、エチルバニリンおよび再利用可能なグエトールが生成することを特徴とする請求項１から５０のいずれか１項に記載のエチルバニリンの製造方法。
【請求項５８】
４，６−ジ（ホルミル）グエトール（Ａ）、ｐ−ホルミルグエトール（Ｂ）、およびｏ−ホルミルグエトール（Ｃ）のフェノール化合物の混合物について、化合物（Ａ）および（Ｃ）の２位のホルミル基をカルボキシル基へと選択的に酸化して、その結果得られる３−カルボキシ−４−ヒドロキシ−５−エトキシベンズアルデヒド、エチルバニリン、および２−ヒドロキシ−３−エトキシ安息香酸の混合物を脱炭酸すれば、エチルバニリンおよび再利用可能なグエトールが生成することを特徴とする請求項１から５４のいずれか１項に記載のエチルバニリンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、４−ヒドロキシベンズアルデヒドおよびその誘導体の製造方法に関する。
さらに詳細には、本発明は、それぞれバニリンおよびエチルバニリンとして知られている、３−メトキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドおよび３−エトキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドの製造に関する。
フランス特許出願第９５／０６１８６号には、４−ヒドロキシベンズアルデヒド類、特にバニリンおよびエチルバニリン、の製造法に関して記載されている。
その記載されている方法は、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドを製造し、次いでその化合物を脱炭酸して４−ヒドロキシベンズアルデヒドを得ることからなる。
フランス特許出願第９５／０６１８６号によると、３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドは、以下の化合物のうちの一つおよびその混合物から製造され、特に、以下の式（ＩＩａ）、（ＩＩｂ）、（ＩＩｃ）、（ＩＩｄ）の化合物から製造される。
0004282768.tif 000002
式中、
・Ｍは、水素原子および／または（Ｉａ）および（ＩＩａ）族の金属陽イオン、またはアンモニウム陽イオンを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、同じでも異なっていてもよく、水素原子、アルキル、アルケニル、アルコキシ、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキル、シクロアルキルまたはアリールのラジカル、水酸基、ニトロ基、ハロゲン原子、またはトリフルオロエチル基を表す。
前出の特許の方法では、出発化合物は、芳香環上のオルト位とパラ位に二つの官能基を有する二官能性フェノール化合物であり、その官能基は−ＣＨＯ基および／または−ＣＨ2ＯＨ基であってよい。
まず始めに、オルト位が選択的に酸化されてカルボキシル基となり、パラ位の官能基はせいぜい酸化されてもホルミル基である。オルト位のカルボキシル基が脱離すると、４−ヒドロキシベンズアルデヒドが得られる。
このように、バニリンおよびエチルバニリンは、選択的であり、安価な反応物質を使用するという工業的見地から高度に競合的である方法を使用することで、有利に製造することができる。
しかしながら、この方法では、高収率の二官能性フェノール化合物を得るには副産物、すなわちビス−アリールメタンを伴うため、７０％を超える反応収率（出発のフェノールに対して表す）を得ることは困難である。
我々の研究により、フランス特許出願第９６／１２４７９号において、４−ヒドロキシベンズアルデヒドは、２位にホルミル基またはヒドロキシメチル基を有する（Ａ）、および４位にホルミル基またはヒドロキシメチル基を有する（Ｂ）である一置換フェノール化合物の混合物から、化合物（Ａ）の２位のホルミル基またはヒドロキシメチル基をカルボキシル基に、多分化合物（Ｂ）の４位のヒドロキシメチル基をホルミル基に、選択的に酸化し、２−ヒドロキシ安息香酸および４−ヒドロキシベンズアルデヒドを製造し、後者を分離することにより製造できることを見い出した。
特に詳細には、使用されるフェノール化合物の上記混合物は、一般式（ＩＩ）で表される。
0004282768.tif 000003
式（ＩＩＡ）および（ＩＩＢ）中、
・Ｙ1およびＹ2は、同じでも異なっていてもよく、以下の官能基、
・−ＣＨＯ基
・ＣＨ2ＯＨ基
のうちの一つを表し、
・Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3は、同じでも異なっていてもよく、水素原子、アルキル、アルケニル、アルコキシ、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキル、シクロアルキルまたはアリールのラジカル、水酸基、ニトロ基、ハロゲン原子、またはトリフルオロエチル基を表す。
この方法の短所は、フェノールのヒドロキシメチル化によって式（ＩＩＡ）および（ＩＩＢ）の化合物を得るために、出発物質のフェノールの転化率を下げて反応させることが重要であり、この結果生産性が低くなってしまうことである。
従って、副産物をできるだけ減少させ、かつ高い運転生産性を生み出すという大きな経済的関心が持たれる方法が可能となるように、既存の方法を改善する必要がある。
我々が発見し、本発明の一つの態様となるものは、４−ヒドロキシベンズアルデヒドおよびその誘導体の製造法であり、少なくとも、
・ホルミル基および／またはヒドロキシメチル基を２および４位に有するフェノール化合物（Ａ）と、
・ホルミル基またはヒドロキシメチル基を４位に有するフェノール化合物（Ｂ）と、
・ホルミル基またはヒドロキシメチル基を２位に有するフェノール化合物（Ｃ）と、
を含む混合物中のフェノール化合物に存在する水酸基に関して、２位にある官能基を選択的に酸化してカルボキシル基とすることで、その結果得られる混合物中には３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒド、４−ヒドロキシベンズアルデヒド、および２−ヒドロキシ安息香酸が含まれるようになり、さらに脱炭酸操作を行うことで４−ヒドロキシベンズアルデヒドと場合によって再利用可能なフェノールとを生成することを特徴とする。
さらなる態様では、本発明は、請求の範囲に混合物自体として記載されるフェノール化合物の出発混合物および酸化後に得られる混合物を提供する。
最後に、これらの混合物の製造方法も、本発明のさらなる態様となる。
本発明の方法では、我々は上述の出発化合物の混合物から開始すれば、カルボキシル基の酸化はオルト位のヒドロキシメチル基およびホルミル基において優先的に起こるので、分子内酸化（Ａ）および分子間酸化（Ｂ＋Ｃ）を同時に行うことが可能となることを発見した。
従って本発明の方法は、酸化段階と、４−ヒドロキシベンズアルデヒドに転化する３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドと再利用可能なフェノール性出発化合物を生成可能な２−ヒドロキシ安息香酸との脱炭酸段階とを含み、次いで４−ヒドロキシベンズアルデヒドを従来法により回収する。
本発明の方法で使用する出発物質は、フェノール化合物の混合物であり、一つ（Ａ）はホルミル基および／またはヒドロキシメチル基を２および４位に有し、第二（Ｂ）はホルミル基またはヒドロキシメチル基を４位に有し、最後（Ｃ）は２位に有する。
「フェノール化合物」という用語は、水酸基をもつ芳香核を有するあらゆる芳香族化合物を意味する。
以下における本発明の開示では、「芳香族」という用語は、文献、特にジェリー・マーチ（Ｊｅｒｒｙ  ＭＡＲＣＨ）著『最新有機化学（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）』第４版、ジョン・ウィリー・アンド・サンズ（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ）、１９９２年、４０ページ以降、に記載されているような芳香族性の通常の概念を意味する。
このように、フェノール化合物の混合物（ＩＩ）が使用され、特に以下の式のものが使用される。
0004282768.tif 000004
式（ＩＩＡ）から（ＩＩＣ）において、
・Ｙ1およびＹ2は、同じでも異なっていてもよく、以下の官能基、
・−ＣＨＯ基
・−ＣＨ2ＯＨ基
のうちの一つを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、同じでも異なっていてもよく、水素原子、アルキル、アルケニル、アルコキシ、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキル、シクロアルキル、またはアリールのラジカル、水酸基、ニトロ基、ハロゲン原子、またはトリフルオロメチル基を表す。
本発明の方法における使用に特に適当な化合物は、式（ＩＩＡ）から（ＩＩＣ）を有し、Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、同じでも異なっていてもよく、以下の官能基、
・水素原子、
・メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチルなどの、１〜１２個の炭素原子、好ましくは１〜４個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルキルラジカル、
・ビニル、アリルなどの、２〜１２個の炭素原子、好ましくは２〜４個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルケニルラジカル、
・メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシラジカルなどの、１〜１２個の炭素原子、好ましくは１〜４個の炭素原子を含む直鎖または分岐アルコキシラジカル、
・フェニルラジカル、
・ハロゲン原子、好ましくはフッ素、塩素、または臭素原子、
のうちの一つを表す。
本発明の方法で起こる反応を妨げるものでないのであれば、本発明は、芳香族環上の異なる性質の置換基の存在を除外するものではない。
本発明は、Ｚ1が水素原子または炭素原子１〜６個、好ましくは炭素原子１〜４個を有する直鎖または分岐アルキルまたはアルコキシラジカルであり、Ｚ2およびＺ3が水素原子であり、Ｙ1およびＹ2が同じ種でありホルミル基またはヒドロキシメチル基である、式（ＩＩＡ）から（ＩＩＣ）の化合物に適用するのが好ましい。
本発明の方法において使用されるフェノール化合物の混合物の好ましい例としては、
・ｏ−ヒドロキシメチルグアヤコール、ｐ−ヒドロキシメチルグアヤコール、および４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアヤコール、
・ｏ−ホルミルグアヤコール、ｐ−ホルミルグアヤコール、および４，６−ジホルミルグアヤコール、
・ｏ−ヒドロキシメチルグエトール、ｐ−ヒドロキシメチルグエトール、および４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グエトール、
・ｏ−ホルミルグエトール、ｐ−ホルミルグエトール、および４，６−ジホルミルグエトール、
が挙げられる。
本発明の方法では、好ましくは式（ＩＩ）を有するフェノール化合物の出発混合物を使用する。
混合物中の各フェノール化合物の比率は、その製造方法に依存する。
好ましい混合物は、
・３０重量％〜７０重量％、好ましくは５０％〜７０％のフェノール化合物（Ａ）と、
・３０重量％〜７０重量％、好ましくは５０％〜７０％のフェノール化合物の混合物（Ｂ＋Ｃ）と、
を含む。
目安として、異性体ＢおよびＣの量は、混合物中においてほぼ等モルである。
本発明の開示内容の理解を容易にするため、反応の概要を以下に示すが、本発明の範囲がこの概要によりあらゆる点で制限を受けるものではない。
0004282768.tif 000005
式（Ｉ）から（ＶＩ）において、
・Ｙ1およびＹ2は、同じでも異なっていてもよく、以下の官能基、
・−ＣＨＯ基、
・−ＣＨ2ＯＨ基、
のうちの一つを表し、
・Ｍは、水素原子および／または周期表の（Ｉａ）または（ＩＩａ）族の金属陽イオン、またはアンモニウムイオンを表し、
・Ｚ1、Ｚ2およびＺ3は、前述の意味をもつ。
本明細書では、”Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  ｄｅ  ｌａ  Ｓｏｃｉｅｔｅ  Ｃｈｉｍｉｑｕｅ  ｄｅ  Ｆｒａｎｃｅ”，ｎo１（１９６６）に記載されている周期表を参照している。
本発明による方法によれば、好ましくは式（ＩＩＡ）および（ＩＩＣ）を有するフェノール化合物（Ａ）および（Ｃ）の２位の官能基Ｙ1は、選択的に酸化されてカルボキシル基となり、ヒドロキシメチル基は、好ましくは式（ＩＩＡ）および（ＩＩＢ）を有するフェノール化合物（Ａ）および（Ｂ）の４位に存在するのであれば、選択的に酸化されてホルミル基となる。
酸化は、分子状酸素や、分子状酸素を含む気体を使用して、一般に触媒の存在下で行われる。
好ましい酸化方法は、式（ＩＩ）のフェノール化合物の混合物を、液相で分子状酸素または分子状酸素を含む気体を用い、塩基性試薬を含む水性媒体中で、周期律における元素の分類の１ｂおよび８族の金属から選択される金属Ｍ1を主成分とし、場合によって活性化剤としてカドミウム、セリウム、ビスマス、鉛、銀、テルル、スズなどの金属を含むことができる触媒の存在下で酸化することからなる。
我々が発見した意外なことは、温度を高くして好ましくは反応が加圧下で行われるか、または酸化の間に存在する塩基量を増加すれば、好ましくは式（ＩＩＡ）および（ＩＩＣ）を有するフェノール化合物（Ａ）および（Ｃ）の２位の官能基Ｙ1が選択的に酸化されてカルボキシル基となり、好ましくは式（ＩＩＡ）および（ＩＩＢ）を有するフェノール化合物（Ａ）および（Ｂ）の４位にある官能基がせいぜい酸化されてホルミル基となる、ということである。
本発明の方法において使用される触媒は、周期律分類の１ｂおよび８族の金属を主成分とする。
周期律分類の８族の金属を主成分とする触媒の例として、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金、およびこれらの混合物が挙げられる。１ｂ族の金属に関しては、銅が好ましい。
好ましくは、白金および／またはパラジウム触媒が、白金黒、パラジウム黒、酸化白金、酸化パラジウム、または貴金属自身をカーボンブラック、炭酸カルシウム、アルミナ、または活性化シリカや同等材料などの異種担体上に付着させたもの、などあらゆる利用可能な形態で使用される。カーボンブラックを主成分とする触媒塊が特に適している。
使用される触媒量は、式（ＩＩ）のフェノール化合物の重量を基準とした金属Ｍ1の重量として表せば、０．０１％〜１０％、好ましくは０．０４％〜２％まで変化させることができる。
触媒のさらなる詳細については、米国特許ＵＳ−Ａ−３  ６７３  ２５７号、およびフランス特許ＦＲ−Ａ−２  ３０５  ４２０号、ＦＲ−Ａ−２  ３５０  ３２３号より得ることができる。
活性化剤は、上記特許に記載のものすべてより選択することができる。好ましくは、ビスマス、鉛、カドミウムが、遊離金属または陽イオンとして利用される。後者の場合、結合する陰イオンは重要ではなく、これら金属のあらゆる誘導体を使用することができる。ビスマス金属、またはその誘導体の使用が特に望ましい。
無機または有機ビスマス誘導体は、ビスマス原子が０より大きい酸化数、例えば２、３、４または５を有するものを使用することができる。この条件を満たすのであれば、ビスマスと結合する残りの部分は重要ではない。活性化剤は、反応媒体中に可溶または不溶のものを使用することができる。
本発明の方法に使用することができる活性化剤の実例として、酸化ビスマス類、水酸化ビスマス類、ビスマスの塩化物、臭化物、ヨウ化物、硫化物、セレン化物、テルル化物などの無機水素酸塩、ビスマスの亜硫酸塩、硫酸塩、亜硝酸塩、硝酸塩、亜リン酸塩、リン酸塩、ピロリン酸塩、炭酸塩、過塩素酸塩、アンチモン酸塩、ヒ酸塩、亜セレン酸塩、セレン酸塩などの無機酸素酸塩、ビスマスのバナジン酸塩、ニオブ酸塩、タンタル酸塩、クロム酸塩、モリブデン酸塩、タングステン酸塩、過マンガン酸塩などの遷移金属より誘導される酸素酸塩、が挙げられる。
他の適当な化合物には、ビスマスの酢酸塩、プロピオン酸塩、安息香酸塩、サリチル酸塩、シュウ酸塩、酒石酸塩、乳酸塩、クエン酸塩などの脂肪族または芳香族の有機酸塩、およびビスマスの没食子酸塩、焦性没食子酸塩などのフェノール塩がある。これらの塩およびフェノール塩は、ビスムチル塩であってもよい。
他の無機または有機化合物には、ビスマスとリンやヒ素などの元素との二元化合物、ビスマスを含むヘテロポリ酸およびその塩、さらに脂肪族および芳香族ビスムチンがある。
具体例としては、
・酸化物として、ＢｉＯ、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｏ4、Ｂｉ2Ｏ5、
・水酸化物として、Ｂｉ（ＯＨ）3、
・無機水素酸塩として、塩化ビスマスＢｉＣｌ3、臭化ビスマスＢｉＢｒ3、ヨウ化ビスマスＢｉＩ3、硫化ビスマスＢｉ2Ｓ3、セレン化ビスマスＢｉ2Ｓｅ3、テルル化ビスマスＢｉ2Ｔｅ3、
・無機酸素酸塩として、塩基性亜硫酸ビスマスＢｉ2（ＳＯ3）3，Ｂｉ2Ｏ3，５Ｈ2Ｏ、中性硫酸ビスマスＢｉ2（ＳＯ4）3、硫酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＨＳＯ4、亜硝酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＮＯ2，０．５Ｈ2Ｏ、中性硝酸ビスマスＢｉ（ＮＯ3）3，５Ｈ2Ｏ、ビスマスとマンガンの複硝酸塩２Ｂｉ（ＮＯ3）3，３Ｍｇ（ＮＯ3）2，２４Ｈ2Ｏ、硝酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＮＯ3、亜リン酸ビスマスＢｉ2（ＰＯ3Ｈ）3，３Ｈ2Ｏ、中性リン酸ビスマスＢｉＰＯ4、ピロリン酸ビスマスＢｉ4（Ｐ2Ｏ7）3、炭酸ビスムチル（ＢｉＯ）2ＣＯ3；０．５Ｈ2Ｏ、中性過塩素酸ビスマスＢｉ（ＣｌＯ4）3，５Ｈ2Ｏ、過塩素酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＣｌＯ4、アンチモン酸ビスマスＢｉＳｂＯ4、中性ヒ酸ビスマスＢｉ（ＡｓＯ4）3、ヒ酸ビスムチル（ＢｉＯ）ＡｓＯ4，５Ｈ2Ｏ、亜セレン酸ビスマスＢｉ2（ＳｅＯ3）3、
・遷移金属より誘導される酸素酸塩として、バナジン酸ビスマスＢｉＶＯ4、ニオブ酸ビスマスＢｉＮｂＯ4、タンタル酸ビスマスＢｉＴａＯ4、中性クロム酸ビスマスＢｉ2（ＣｒＯ4）、二クロム酸ビスムチル（［ＢｉＯ］2Ｃｒ2Ｏ7、酸性クロム酸ビスムチルＨ（ＢｉＯ）ＣｒＯ4、ビスムチルとカリウムの複クロム酸塩Ｋ（ＢｉＯ）ＣｒＯ4、モリブデン酸ビスマスＢｉ2（ＭｏＯ4）3、タングステン酸ビスマスＢｉ2（ＷＯ4）3、ビスマスとナトリウムの複モリブデン酸塩ＮａＢｉ（ＭｏＯ4）2、塩基性過マンガン酸ビスマスＢｉ2Ｏ2（ＯＨ）ＭｎＯ4、
・脂肪族または芳香族の有機酸塩として、酢酸ビスマスＢｉ（Ｃ2Ｈ3Ｏ2）3、プロピオン酸ビスムチル（ＢｉＯ）Ｃ3Ｈ5Ｏ2、塩基性安息香酸ビスマスＣ6Ｈ5ＣＯ2Ｂｉ（ＯＨ）2、サリチル酸ビスマスＣ6Ｈ4ＣＯ2（ＢｉＯ）（ＯＨ）、シュウ酸ビスマス（Ｃ2Ｏ4）3Ｂｉ2、酒石酸ビスマスＢｉ2（Ｃ4Ｈ4Ｏ6）3，６Ｈ2Ｏ、乳酸ビスマス（Ｃ6Ｈ9Ｏ5）ＯＢｉ，７Ｈ2Ｏ、クエン酸ビスマスＣ6Ｈ5Ｏ7Ｂｉ、
・フェノール塩として、塩基性没食子酸ビスマスＣ7Ｈ7Ｏ7Ｂｉ、塩基性焦性没食子酸ビスマスＣ6Ｈ3（ＯＨ）2（ＯＢｉ）（ＯＨ）、
が挙げられる。
他の無機または有機化合物もまた適当であり、リン化ビスマスＢｉＰ、ヒ化ビスマスＢｉ3Ａｓ4、ビスマス酸ナトリウムＮａＢｉＯ3、ビスマスチオシアン酸Ｈ2［Ｂｉ（ＢＮＳ）5］，Ｈ3［Ｂｉ（ＣＮＳ）6］およびこれらのナトリウム塩とカリウム塩、トリメチルビスムチンＢｉ（ＣＨ3）3、トリフェニルビスムチンＢｉ（Ｃ6Ｈ5）3、が挙げられる。
本発明の方法での使用に好ましいビスマス誘導体は、酸化ビスマス類、水酸化ビスマス類、無機水素酸のビスマスまたはビスムチル塩、塩無機酸素酸のビスマスまたはビスムチル塩、脂肪族または芳香族有機酸のビスマスまたはビスムチル塩、ビスマスまたはビスムチルのフェノール塩、である。
本発明の方法を実施するために特に適した活性化剤のグループを構成するものは、酸化ビスマスＢｉ2Ｏ3およびＢｉ2Ｏ4、水酸化ビスマスＢｉ（ＯＨ）3、中性硫酸ビスマスＢｉ（ＳＯ4）3、塩化ビスマスＢｉＣｌ3、臭化ビスマスＢｉＢｒ3、ヨウ化ビスマスＢｉＩ3、中性硝酸ビスマスＢｉ（ＮＯ3）3，５Ｈ2Ｏ、硝酸ビスムチルＢｉＯ（ＮＯ3）、炭酸ビスムチル（ＢｉＯ）2ＣＯ3，０．５Ｈ2Ｏ、酢酸ビスムチルＢｉ（Ｃ2Ｈ3Ｏ2）3、サリチル酸ビスムチルＣ6Ｈ4ＣＯ2（ＢｉＯ）（ＯＨ）である。
使用される活性化剤の量は、使用される金属Ｍ1の重量に対する活性化剤に含まれる金属量で表すと、広い範囲にわたって変化させることができる。例を挙げると、この量は０．１％まで低くてもよく、何も問題がなく、使用される金属Ｍ1の重量にまで到達したり、これを超過することもできる。
さらに詳細には、この量は、式（ＩＩ）のフェノール化合物に対する活性化剤金属の重量で１０ｐｐｍ〜９００ｐｐｍを酸化媒体に添加されるように選択される。
この点において、９００ｐｐｍ〜１５００ｐｐｍ程度に高い量の活性化剤量を当然使用することができるが、このことによるあまり大きな利点はない。
本発明の方法では、酸化は、溶液中に塩基性物質を含む水性媒体中で行なわれ、特に、水酸化アンモニウム、例えばナトリウム、カリウム、リチウム、およびバライトの水酸化物などのアルカリおよびアルカリ土類金属塩基、ナトリウムまたはカリウムのメチラート、エチラート、イソプロピラート、ｔ−ブチラートなどのアルカリ金属アルカノラート、ナトリウムまたはカリウムの炭酸塩または炭酸水素塩、および一般には、アルカリまたはアルカリ土類金属塩基および弱酸の塩が使用される。
従って、式（ＩＩＩ）から（Ｖ）の化合物は、使用する塩基性物質の量に依存して、全部または一部が塩の形態となり得る。これらの式において、Ｍは塩基の残りの部分であり、通常は水素原子および／または（Ｉａ）族か（ＩＩａ）族の金属陽イオンまたはアンモニウム陽イオンを表すことになる。
水酸化ナトリウムまたはカリウムが経済的理由により使用される。使用されるべき無機塩基の比率は、式（ＩＩ）を有するフェノール化合物１モル当りの無機塩基量で、０．５〜１０モルの範囲、好ましくは１〜４モルの範囲、より好ましくは２〜４モルの範囲とすることができる。
液相中の式（ＩＩ）を有するフェノール化合物の混合物の重量濃度は、通常は１％〜６０％の範囲、好ましくは２％〜３０％の範囲である。
実際の、本方法の実施法の一つは、式（ＩＩ）を有するフェノール化合物の混合物と、塩基性物質と、金属Ｍ1を主成分とする触媒と、任意の活性化剤と、を含む溶液を、分子状酸素または分子状酸素を含む気体と前述の比率で接触させることからなる。
大気圧を使用することができるが、１〜２０ｂａｒの圧力で操作を行うことが好ましい。
次に、化合物（Ａ）および（Ｃ）のヒドロキシメチル基またはホルミル基がカルボキシル基へ、また、化合物（Ａ）および（Ｂ）に存在するのであれば、ヒドロキシメチル基がホルミル基へ転化するために必要な量に対応する量の酸素が消費されるまで、混合物を所望の温度で攪拌する。
使用する反応温度は、製造される生成物の熱安定性に依存する。
本発明に従って、温度は３０℃〜２００℃の範囲、好ましくは４０℃〜１６０℃の範囲におさまるように選択されることが好ましい。
温度は、熟練者によって反応条件に適応させることができる（特に塩基量、金属Ｍ1の性質、圧力、攪拌）。特に、温度を低下させると、使用する塩基物質量を増加させなければならないことが分かっている。
以下に、好ましい金属である白金およびパラジウムの場合における好ましい条件の例を示す。白金の場合は、温度を６０℃〜１６０℃の間とすることができ、使用する塩基の量は、式（ＩＩ）のフェノール化合物１モル当り１〜３モルとすると好都合である。パラジウムの場合は、温度を３０℃〜２００℃の間、好ましくは３０℃〜１５０℃の間とすることができ、後者の間隔の場合は、塩基量は、フェノール化合物１モル当り２〜４モルが好ましい。
塩基の量は、オルト位に位置する官能基Ｙ1を酸化してカルボキシル基とするのに十分であることが必要である。これは熟練者によって決定することができ、温度および選択した金属に依存するものである。
反応の終りでは、好ましくは３０分間から６時間かかるが、好ましくは式（ＩＩＩ）の３−カルボキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒドと、好ましくは式（Ｖ）の４−ヒドロキシベンズアルデヒドと、好ましくは式（ＩＶ）の２−ヒドロキシ安息香酸と、を含む混合物が回収され、化合物は部分または全部が塩の形態となることができる。
任意の必要な冷却の後に、例えばろ過により、触媒塊および反応塊を分離する。
本発明の方法の第二段階では、反応媒体の脱炭酸反応を行う。
これは、得られた媒体に、好ましくは塩酸または硫酸のプロトニック無機酸、またはトリフルオロメタンスルホン酸やメタンスルホン酸などの有機酸、を加えて酸性化し、ｐＨを３以下にすることにより行なう。
酸の濃度は重要ではないが、好ましくは商業的に利用可能な濃度が使用される。
反応媒体は、１２０℃〜３５０℃の間、好ましくは１５０℃〜２２０℃の間の温度に加熱する。
この方法は、好ましくは反応物質の自己圧力で行う。
反応が終わると、反応媒体を２０℃〜８０℃の間まで冷却する。
好ましくは式（ＶＩ）の４−ヒドロキシベンズアルデヒドと式（Ｉ）の出発フェノール化合物を含む有機相と、また塩類水相と、より構成される二相媒体が得られる。
有機および水相は分離され、従来の分離技術、例えば適当な溶媒（例えば、メチルイソブチルケトンやイソプロピルエーテル）を用いた抽出や蒸留、によって有機相から４−ヒドロキシベンズアルデヒドを回収する。
本発明の改良された方法は、二種類のフェノール化合物の混合物より出発し、その一方は２位および４位にホルミル基またはヒドロキシメチル基を有し、他の二つは２位または４位にホルミル基またはヒドロキシメチル基を有する化合物である。
さらに詳細には、出発混合物は、以下の式を有する。
0004282768.tif 000006
式中、
・Ｍは、水素原子および／または（Ｉａ）または（ＩＩａ）族の金属陽イオン、またはアンモニウム陽イオンを表し、
・Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3は、前述のものと同義である。
フェノール化合物の混合物は、本発明の方法に利用できるものは、本発明のさらなる態様を構成する方法によって製造される。
従って、式（ＩＩａ1）から（ＩＩｃ1）のフェノール化合物の混合物は、ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド生成物質を加えた水相中、アルカリまたはアルカリ土類金属塩基の存在下でフェノールを縮合させることによるフェノールのヒドロキシメチル化法によって得ることができ、フェノールの転化率は最高９５％であり、後に任意に酸化段階が加えられる。
さらに正確には、フェノールは、オルト位およびパラ位が水酸基に置換していないものが使用され、これは一般式（Ｉ）を有し、
0004282768.tif 000007
式中、Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3は前述のものと同義である。
式（ＩＩ）を有する化合物の合成の出発点として作用することができる式（Ｉ）を有するフェノールの例としては、グアヤコール、グエトール、３−メトキシフェノール、３−エトキシフェノール、３−イソプロポキシフェノール、３−ｔ−ブトキシフェノール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾールが挙げられる。
このヒドロキシメチル化段階を実施するために選択される条件は、以下に挙げられる従来技術で推奨されるものがある。特に参考にするものとして、Ｈ．Ｇ．ＰＥＥＲ，Ｒｅｃ．Ｔｒａｖ．Ｃｈｉｍ．Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ  ７９，８２５−８３５（１９６０）、英国特許ＧＢ−Ａ−７７４  ６９６号、ＧＢ−Ａ−７５１  ８４５号、欧州特許ＥＰ−Ａ−１６５号、Ｊ．Ｈ．ＦＲＥＥＭＡＮ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．７４，６  ２５７−６  ２６０（１９５２）および７６  ２０８０−２０８７（１９５４）、Ｈ．Ｇ．ＰＥＥＲ，Ｒｅｃ．Ｔｒａｖ．Ｃｈｉｍ．Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ  ７８  ８５１−８６３（１９５９）、Ｈ．ＥＵＬＥＲ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｒｋｉｖ  ｆｕｒ  Ｃｈｅｍ．１３，１−７（１９３９）、Ｐ．ＣＬＡＩＳ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｏｎａｔｈ．Ｃｈｅｍ．１０３，１１７８−１１２９３（１９７２）、が挙げられる。
ホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド生成物質を使用することができ、トリオキサンやパラホルムアルデヒドなどは任意の重合度、好ましくは８〜１００の（ＣＨ2Ｏ）単位を有する、線状パラホルムアルデヒドとして使用される。
ホルムアルデヒドは、水溶液として使用することができ、その濃度は重要ではない。濃度は２０重量％〜５０重量％の範囲をとることができ、好ましくは約３０重量％〜４０重量％の濃度を有する市販の溶液が使用される。
ホルムアルデヒドの量は、フェノール１モル当りのホルムアルデヒドのモル数で表せば、広い範囲の間で変化させることができる。ホルムアルデヒド／フェノールのモル比は、１．０〜４．０の間、好ましくは１．０〜２．５の間とすることができる。
ヒドロキシメチル化の媒体中に存在する塩基の量は、塩基のモル数／ヒドロキシメチル化されるフェノールのフェノール性水酸基で表せば、広い範囲の間で変化させることができる。一般的には、この比は、塩基に依存して変化し、１．０〜４．０の間、好ましくは０．９〜２．０の間となることができる。使用される塩基は、酸化段階について前述したもののうちの一つであってもよい。アルカリ金属水酸化物の水溶液が、特に適している。
通常は、ヒドロキシメチル化段階は、温度が０℃〜１００℃の範囲内、好ましくは２０℃〜７０℃の範囲内で行われる。
この工程は、好ましくは反応物の自己発生圧力で行なうことで、使用される温度で気体となりうるあらゆるパラホルムアルデヒドの損失を防ぐことができる。
好ましくは、反応は、窒素や希ガス（例えばアルゴン）などの不活性気体による制御雰囲気下で行われる。
反応時間は、出発フェノールの所望の添加率に依存し、ビス−アリールメタンなどの副産物を最少化する必要性を考慮して、熟練者により容易に決定することができる。通常は、１５分〜４時間の間、好ましくは１時間〜３時間の間である。
フェノールの転化率は、いろいろなパラメータ（温度、時間、反応物の量）により調節される。６０％〜９５％の範囲、好ましくは８０％〜９５％の範囲であれば好都合である。
実際には、反応は、フェノールおよびホルムアルデヒド、そして任意の塩基を装置に投入し、次いで反応を完了するまでに必要な時間の間に反応混合物の攪拌と所望の温度への加熱を行なうことで容易に行うことができる。
反応物の投入の順番は重要ではなく、従って順番を変えることができる。
式（ＩＩａ1）から（ＩＩｃ1）のフェノール化合物の混合物が得られる。
式（ＩＩａ2）から（ＩＩｃ2）の化合物は、式（ＩＩａ1）から（ＩＩｃ1）のヒドロキシメチル化フェノール化合物の酸化を、分子状酸素または分子状酸素を含む気体を使用して、水性アルカリ相中で、周期表の第８族の金属、好ましくは白金またはパラジウム、を主成分とし、場合によってカドミウム、セリウム、ビスマス、鉛、銀、テルルまたはスズを活性化剤として含む触媒の存在下で行うことにより得ることができる。このような方法は、米国特許ＵＳ−Ａ−３  ６７３  ２５７号、フランス特許ＦＲ−Ａ−２  ３０５  ４２０号およびＦＲ−Ａ−２  ３５０  ３２３号に記載されている。
必要であれば、溶液のｐＨ値を、場合によってアルカリまたはアルカリ土類金属塩基を加えることで、８〜１３の範囲まで上昇させることができる。ｐＨ値の選択は、ヒドロキシメチル化フェノールの性質に依存する。
酸化反応の温度は、１０℃〜１００℃の間、好ましくは２０℃〜６０℃の間である。
再度、より具体的に述べれば、本発明の方法は、式（ＩＩａ2）から（ＩＩｃ2）の化合物を式（ＩＩａ1）から（ＩＩｃ1）のフェノール化合物より合成するのに適しており、そのための第一段階は、周期表第８族の金属を主成分とする触媒と場合によって活性化剤として使用されるような金属との存在下で、分子状酸素または分子状酸素を含む気体を使用し、ヒドロキシメチル化フェノール化合物の中間生成物の分離は行わない。
工業的見地から、本発明の方法を実施する場合に、
・一種は２および４位がヒドロキシメチル化され他の二種は２または４位がヒドロキシメチル化されたヒドロキシルメチル化フェノール化合物の混合物が得られる、アルカリまたはアルカリ土類塩基の存在下でホルムアルデヒドまたはホルムアルデヒド生成物質を使用した水性媒体中のフェノールのヒドロキシメチル化、および
・中間生成物の分離を行わず、分子状酸素または分子状酸素を含む気体を使用して、水性アルカリ相中で、周期表第８族の金属を主成分とする触媒と任意に活性化剤として作用する前述のような金属との存在下における得られたフェノール化合物の酸化、
を含む二段階工程より得られる式（ＩＩａ2）から（ＩＩｃ2）の化合物を使用することは、特に好都合である。
本発明の方法のさらなる利点は、フェノール化合物の混合物を前述のヒドロキシメチル化および場合によって酸化段階を使用することで直接得られることである。
前述したように、本発明の方法は、グアヤコールやグエトールのヒドロキシメチル化により得られるフェノール化合物の混合物からのバニリンおよびエチルバニリンの製造に特に適している。
従って、フェノール化合物４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアヤコール（Ａ）、ｐ−ヒドロキシメチルグアヤコール（Ｂ）、およびｏ−ヒドロキシメチルグアヤコール（Ｃ）の混合物について、化合物（Ａ）および（Ｃ）は２位のヒドロキシメチル基をカルボキシル基へと、また化合物（Ａ）および（Ｂ）の４位のヒドロキシメチル基をホルミル基へと、選択的に酸化して、その結果得られる３−カルボキシ−４−ヒドロキシ−５−メトキシベンズアルデヒド、バニリン、および２−ヒドロキシ−３−メトキシ安息香酸の混合物を脱炭酸すれば、バニリンおよび再利用可能なグアヤコールが生成することでバニリンを製造することができる。
一つの変形は、フェノール化合物４，６−ジ（ホルミル）グアヤコール（Ａ）、ｐ−ホルミルグアヤコール（Ｂ）、およびｏ−ホルミルグアヤコール（Ｃ）の混合物について、化合物（Ａ）および（Ｃ）は２位のホルミル基をカルボキシル基へと選択的に酸化することで、３−カルボキシ−４−ヒドロキシ−５−メトキシベンズアルデヒド、バニリン、および２−ヒドロキシ−３−メトキシ安息香酸の混合物が得られ、これを脱炭酸すればバニリンおよび再利用可能なグアヤコールが生成することからなる。
フェノール化合物４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グエトール（Ａ）、ｐ−ヒドロキシメチルグエトール（Ｂ）、およびｏ−ヒドロキシメチルグエトール（Ｃ）の混合物について、化合物（Ａ）および（Ｃ）の２位のヒドロキシメチル基をカルボキシル基へと、化合物（Ａ）および（Ｂ）の４位のヒドロキシメチル基をホルミル基へと、選択的に酸化し、その結果得られる３−カルボキシ−４−ヒドロキシ−５−エトキシベンズアルデヒド、エチルバニリン、および２−ヒドロキシ−３−エトキシ安息香酸の混合物を脱炭酸することで、エチルバニリンおよび再利用可能なグエトールが生成する、という本発明の方法によってエチルバニリンが製造される。
さらなる変形は、フェノール化合物４，６−ジ（ホルミル）グエトール（Ａ）、ｐ−ホルミルグエトール（Ｂ）、およびｏ−ホルミルグエトール（Ｃ）の混合物について、化合物（Ａ）および（Ｃ）の２位のホルミル基をカルボキシル基へと選択的に酸化して、その結果得られる３−カルボキシ−４−ヒドロキシ−５−エトキシベンズアルデヒド、エチルバニリン、および２−ヒドロキシ−３−エトキシ安息香酸の混合物を脱炭酸することで、バニリンおよび再利用可能なグアヤコールが生成することからなる。
本発明の実行の実施例について、以下に述べる。これらの実施例は、指標として提供するものであって、決して制限するためのものではない。
得られる転化率および収率を、実施例において定義する。
転化率（ＴＴ）は、転化した物質のモル数と使用した物質のモル数の間の比に対応する。
収率（ＲＲ）は、生成物のモル数と使用した物質のモル数の間の比に対応する。
収率（ＲＴバニリン）は、生成したバニリンのモル数と一連の反応で転化したグアヤコールのモル数の間の比に対応する。
実施例においては、以下の略語を使用した。
・ｏ−ヒドロキシメチルグアヤコール＝ＯＭＧ
・ｐ−ヒドロキシメチルグアヤコール＝ＰＭＧ
・ｏ−バニリン＝３−メトキシ−２−ヒドロキシベンズアルデヒド＝ＯＶＡ
・ｐ−バニリン＝３−メトキシ−４−ヒドロキシベンズアルデヒド＝ＰＶＡ
・ｏ−バニリン酸＝２−ヒドロキシ−３−メトキシ安息香酸＝ＡＯＶ
・ｐ−バニリン酸＝４−ヒドロキシ−３−メトキシ安息香酸＝ＡＰＶ
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアヤコール＝ＤＭＧ
・４，３−（ジホルミル）グアヤコール＝ＤＦＧ
・ｏ−カルボキシバニリン＝ＯＣＶＡ
・４，６−（ジカルボキシ）グアヤコール＝ＤＣＧ
実施例１
１．縮合段階
以下のものを、機械的攪拌装置および温度調節手段を備えた２リットル反応器に投入した。
・グアヤコール１５２ｇ
・３０％ホルムアルデヒド水溶液２４９ｇ
・カセイソーダ４９．２ｇ
・水８７２ｇ
反応媒体は４５℃で１時間維持し、次に冷却して、高速液体クロマトグラフィーを使用して分析を行った。
反応の結果は、以下の通りであった。
・グアヤコール転化率＝９０％
・ｏ−ヒドロキシメチルグアヤコール（ＯＭＧ）収率＝１５％
・ｐ−ヒドロキシメチルグアヤコール（ＰＭＧ）収率＝１８％
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアヤコール（ＤＭＧ）収率＝８３％
次の反応で転化可能な生成物の合計は９３％であった。
２．酸化段階
次に反応媒体に、水１５００ｇとカセイソーダ１４８ｇを加えて希釈した。
次いで、反応媒体を、自己排気タービンを備えた３．９リットルのオートクレーブに投入した。
三酸化ビスマス０．５４ｇと、金属重量３％の比率でカーボンブラック上に設けたパラジウム触媒２２ｇとを次に加えた。
１５００ｒｐｍの速度で攪拌を開始し、次に窒素雰囲気下で反応媒体の温度を４５℃まで上昇させた。次に、圧力を３ｂａｒとした後に、空気を反応媒体中に３００ｇ／時の速度で送り込んだ。反応媒体を、この条件で６時間維持した。
反応媒体を冷却し、圧力を減じて大気圧として、次に触媒をろ過した。
次に、反応媒体を、高速液体クロマトグラフィーにより分析した。
収率は、以下の通りであった（一連の反応における結果）。
・ＴＴグアヤコール＝９２％
・オルト系列
・ＲＲｏ−ヒドロキシメチルグアヤコール（ＯＭＧ）＝０％
・ＲＲｏ−バニリン（ＯＶＡ）＝１％
・ＲＲｏ−バニリン酸（ＡＯＶ）＝１４％
・パラ系列
・ＲＲｐ−ヒドロキシメチルグアヤコール（ＰＭＧ）＝０％
・ＲＲバニリン（ＰＶＡ）＝１６％
・ＲＲｐ−バニリン酸（ＡＰＶ）＝１％
・二置換体系列
・ＲＲ４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアヤコール（ＤＭＧ）＝０％
・ＲＲ４，６−ジ（ジホルミル）グアヤコール（ＤＦＧ）＝１％
・ＲＲｏ−カルボキシバニリン（ＯＣＶＡ）＝４７％
・ＲＲ４，６−（ジカルボキシ）グアヤコール（ＤＣＧ）＝１０％
次の反応で転化可能な生成物（グアヤコール＋ＯＡＶ＋ＰＶＡ＋ＡＰＶ＋ＯＣＶＡ＋ＤＣＧ）の合計は８７％であった。
３．反応混合物の脱炭酸
反応混合物１９９．９１ｇを、９２％硫酸１６．６９ｇを加えて中和し、タービンと温度制御装置を備えた３００ｍｌのオートクレーブに投入した。
反応媒体を、自己発生圧力下で１７５℃で３時間加熱し、次に冷却して液体クロマトグラフィーを使用して測定した。
バニリンの収率とグアヤコールの転化率は、以下の通りとなった。
・ＴＴグアヤコール＝７６％／初期のグアヤコール
・ＲＲバニリン＝６１％／初期のグアヤコール、すなわちＲＴバニリン＝８０％
実施例２
１．縮合段階
以下のものを、機械的攪拌装置および温度調節手段を備えた２リットル反応器に投入した。
・グアヤコール１３３ｇ
・３０％ホルムアルデヒド水溶液２０２ｇ
・３０％カセイソーダ水溶液１４５ｇ
・水４８０ｇ
反応媒体は４７℃で０時間５０分維持し、次に冷却して３０％カセイソーダ水溶液２９０ｇを加えた。これを高速液体クロマトグラフィーを使用して分析した。
反応の結果は、以下の通りであった。
・グアヤコール転化率＝９７％
・ｏ−ヒドロキシメチルグアヤコール（ＯＭＧ）収率＝１０％
・ｐ−ヒドロキシメチルグアヤコール（ＰＭＧ）収率＝１２％
・４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアヤコール（ＤＭＧ）収率＝７０％
・（ＯＭＧ＋ＤＭＧ＋ＰＭＧ）収率＝９２％
次の反応で転化可能な生成物のＲＴ収率の合計は９５％であった。
２．酸化段階
次に反応媒体に、水１２３０ｇを加えて希釈した。
次いで、反応媒体を、自己排気タービンを備えた３．９リットルのオートクレーブに投入した。
三酸化ビスマス０．５４ｇと、金属重量２％の比率でカーボンブラック上に設けたパラジウム触媒３４．５ｇとを次に加えた。
９５０ｒｐｍの速度で攪拌を開始し、次に窒素雰囲気下で反応媒体の温度を７０℃まで上昇させた。次に、圧力を４ｂａｒとした後に、空気を反応媒体中に２００ｇ／時の速度で送り込んだ。反応媒体を、この条件で５時間維持した。
反応媒体を冷却し、圧力を減じて大気圧として、次に触媒をろ過した。
次に、反応媒体を、高速液体クロマトグラフィーにより分析した。
収率は、以下の通りであった（一連の反応における結果）。
・ＴＴグアヤコール＝９７％
・オルト系列
・ＲＲｏ−ヒドロキシメチルグアヤコール（ＯＭＧ）＝０％
・ＲＲｏ−バニリン（ＯＶＡ）＝１％
・ＲＲｏ−バニリン酸（ＡＯＶ）＝６％
・パラ系列
・ＲＲｐ−ヒドロキシメチルグアヤコール（ＰＭＧ）＝０％
・ＲＲバニリン（ＰＶＡ）＝９％
・ＲＲｐ−バニリン酸（ＡＰＶ）＝２％
・二置換体系列
・ＲＲ４，６−ジ（ヒドロキシメチル）グアヤコール（ＤＭＧ）＝０％
・ＲＲ４，６−ジ（ジホルミル）グアヤコール（ＤＦＧ）＝１％
・ＲＲｏ−カルボキシバニリン（ＯＣＶＡ）＝５４％
・ＲＲ４，６−（ジカルボキシ）グアヤコール（ＤＣＧ）＝６％
次の反応で転化可能な生成物（グアヤコール＋ＯＡＶ＋ＰＶＡ＋ＡＰＶ＋ＯＣＶＡ＋ＤＣＧ）の合計は８０％であった。
３．反応混合物の脱炭酸
反応混合物１５０ｇを、１０ｍｏｌ／ｌの％硫酸１５ｍｌを加えて中和し、タービンと温度制御装置を備えた３００ｍｌのオートクレーブに投入した。
反応媒体を、自己発生圧力下で１７５℃で２時間加熱し、次に冷却して液体クロマトグラフィーを使用して測定した。
バニリンの収率とグアヤコールの転化率は、以下の通りとなった。
・ＴＴグアヤコール＝９１％／初期のグアヤコール
・ＲＲバニリン＝５２％／初期のグアヤコール、すなわちＲＴバニリン＝５７％