DE2944295C2

DE2944295C2 - Verfahren zur Herstellung von racemischer p-Hydroxy-Mandelsäure

Info

Publication number: DE2944295C2
Application number: DE2944295A
Authority: DE
Inventors: Yani Paris Christidis; Alain Ezanville Schouteeten
Original assignee: FRANCAISE HOECHST 92080 PUTEAUX HAUTS-DE-SEINE FR Ste
Current assignee: FRANCAISE HOECHST 92080 PUTEAUX HAUTS-DE-SEINE FR Ste
Priority date: 1978-11-03
Filing date: 1979-11-02
Publication date: 1982-02-04
Also published as: CH642047A5; NL7908100A; JPS5564546A; GB2034308A; IT7926924A0; CA1125784A; GB2034308B; FR2440350A1; IE792108L; IE49308B1; IT1124842B; BE879359A; DE2944295A1; FR2440350B1; NL189910C; NL189910B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von racemischer p-Hyaroxy-Mandelsäure durch Umsetzung von Glyoxylsäure mit Phenol in wäßriger alkalischer Lösung.

Es ist bekannt, daß die Carbonylderivale, wie Glyoxylsäure oder Choral sich in wäßrigem alkalischem Milieu mit Phenolkernen umsetzen, die gegebenenfalls mit Hydroxylgruppen, Alkoxygruppen und bzw. oder Alkylgruppen substituiert sein können und mindestens 1 Proton in p-Stellung aufweisen, was entweder direkt oder durch Hydrolyse der racemischen Aryltrichlormethylcarbinole Arylglykolsäure ergibt (Houben-Weyl, Phenol 6/lc, Seiten 1022 bis 1058, G. Thieme Verlag Stuttgart 1976).

Die racemischen Arylglykolsäuren sind wertvolle Ausgangsmaterialien, seitdem man sie in aromatische Aldehyde umwandeln kann (P. Hebert, Bull. Soc. Chim. France 27, 4. Serie, 45 bis 55, 1920). Die racemische p-Hydroxy-Mandelsäure vor allem ergibt durch decarboxylierende Oxidation p-Hydroxybenzaldehyd (Nagai Shigeki et al., japanische Patentanmeldung Nr. /6-128 934).

Die racemische p-Hydroxy-Mandelsäure wird entweder durch Hydrolyse von p-Hydroxybenzaldehydcyanhydrin (Beil. X, Seite 410) oder durch Reduktion von p-Hydroxyphenylglyoxylsäure mit Natriumamalgam (Beil. X, Ergänzungsband,- Seite 199) oder durch Kondensation von Glyoxylsäure mit Phenol (Riedel de Haen A. G., DE-PS 6 21 567; Haarmann und Reimer GmbH, FR-PS 2132 364), oder schließlich durch Hydrolyse von p-Hydroxyphenyltrichlormethylcarbinol, entstanden aus der Kondensation von Chloral mit Phenol, erhalten (H. Haakh et A. Smola, Au-PS 1 41 159).

Die Carbonylderivate sind in wäßrigem alkalischen Milieu, insbesondere Glyoxylsäure, der Cannizzaro-Reaktion zugänglich; in der Hitze zersetzt sich Glyoxylsäure vollständig in Oxalsäure und Glykolsäure (Boettinger, Berichten, 1931(1880).

Um zu verhindern, daß diese Cannizzaro-Reaktion die überwiegende Reaktion wird und die eingesetzte Glyoxylsäure zerstört, werden die Kondensationsverfahren der Glyoxylsäure mit Phenolkernen in wäßrigem alkalischen Milieu bei Temperaturen in der Nähe der Zimmertemperatur durchgeführt. So hält man bei dem in der DE-PS 6 21 567 beschriebenen Verfahren eine wäßrige alkalische Lösung von Phenol und Glyoxylsäure mehrere Tage bei Zimmertemperatur. In der FR-PS 21 32 364 bewirkt man die Kondensation von Glyoxylsäure mit einem Überschuß von Phenol in Lösung in 10%igem Natriumhydroxyd während 36 Stunden zwischen 15 und 25° C.

Ganz allgemein werden die Verfahren zur Herstellung von racemischen Arylglykolsäuren durch Kondensation von Glyoxylsäure mit einem Phenolkern bei einer Temperatur unter 25°C durchgeführt J. Goodman et al, (Biochem. Biophys. Acta 156, 364 bis 367, 1968) kondensieren Glyoxylsäure mit Guajacol in 68 Stunden bei 25°C während J. Kamlet (US-PS 26 40 083) 48 Stunden zwischen 15 und 20° C arbeitet, um racemische 4-Hydroxy-3-methoxy-Mande!säure herzustellen.

A. I. Fatiadi und R. Schaffer (J. Research Nat. Bur. Stand., Section A, 78A, 411—412, 1972) haben den Temperaturfaktor bezüglich der Kondensation von Glyoxylsäure mit Guajacol untersucht. Sie sind zum Schluß gekommen, daß jede Erhöhung der Temperatur schädlich für die Ausbeute ist und empfehlen diese Kondensation durchzuführen, indem man in 4 Stunden Glyoxylsäure in eine wäßrige alkalische und auf 0⁰C abgekühlte Lösung von Guajacol einführt und dann 20

2^r- Stunden bei 0 bis 20⁰C stehen läßt. Zur Herstellung von racemischer 3,4-Dihydroxy-Mandelsäure schlägt die Firma Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. in der JP-PS 75-29 522 vor, die Kondensation von Glyoxylsäure mit Brenzcatechin in 2 Stunden bei 5 bis 8°C,dann 24 Stunden lang 10 bis 15°C und schließlich 24 Stunden bei Zimmertemperatur durchzuführen.

Es ist ersichtlich, daß die Anwendung dieser Methoden: tiefe Temperaturen — lange Reaktionsdauer, eine Verminderung der Produktivität der Apparaturen, und eine Erhöhung der Investitionskosten zur Folge hat und sich nur schwierig zur großtechischen Produktion eignet.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß in unerwarteter Weise die Kondensation von Glyoxylsäure mit Phenol in wäßrigem alkalischen Milieu sehr leicht bei Temperaturen zwischen 30 und 100°C durchgeführt werden kann und trotzdem eine gute Selektivität erhalten bleibt und ausgezeichnete Ausbeuten unter beträchtlicher Verkürzung der Reaktionsdauer erzielt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man unter Stickstoff 1 Mol Glyoxylsäure mit einem Überschuß von 2 bis 3 Mol Phenol in 1 bis 3 1 Wasser in Gegenwart von 2 bis 3 Mol Natrium- oder Kaliumhydroxyd bei einer Temperatur zwischen 30 und 100°C kondensiert.

Die Temperatur beträgt vorzugsweise 70 bis 100⁰C, insbesondere 70 bis 85°C. Die Kondensation wird vorzugsweise in einer Zeitspanne von weniger oder gleich 70 Minuten durchgeführt.

Wenn man also nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Glyoxylsäure mit einem Überschuß an Phenol in Wasser in Gegenwart eines alkalischen Mittels bei einer Temperatur zwischen 30 und 100⁰C während einiger Minuten reagieren läßt, beseitigt man nach Neutralisation des Reaktionsmediums, insbesonde re mit 50%iger Schwefelsäure, das nicht umgesetzte Phenol durch Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel, das mit Wasser nicht mischbar ist, insbesondere mit 1,2-Dichloräthan. Schließlich extrahiert man nach Ansäuern der wäßrigen Phase auf einen pH von 0,5, insbesondere mit wäßriger 5O°/oiger Schwefelsäure, die gesuchte Säure mit einem mit

Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel, insbesondere Äthylacetat. Man isoliert so nach Verdampfen des Extraktionslösungsmittels, z. B. des Äthylacetats, racemische p-Hydroxy-Mandelsäure, und zwar gewöhnlich in einer Ausbeute von 70 bis 85%, bezogen auf eingesetzte Glyoxylsäure.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Man erhitzt 30 Minuten unter Rühren und unter Stickstoffatmosphäre eine Lösung von 296 g (2 Mol) Glyoxylsäure in 50%iger wäßriger Lösung, 564 g (6MoI) Phenol und 160 g (4MoI) Natriumhydroxydplätzchen in 3,6 1 Wasser auf 82°C. Nach Abkühlen auf 4O⁰C bringt man die Reaktionslösung durch 50%ige wäßrige Schwefelsäure auf pH 6,5. Nach Abkühlen auf Zimmertemperatur extrahiert man das nicht umgesetzte Phenol mit 1,2-Dichloräthan und isoliert so nach Verdampfen des Lösungsmittels 376 g Phenol. Man säuert dann die wäßrige Phase mit 50%iger wäßriger Schwefelsäure auf pH 0,5 an und extrahiert nach Sättigung mit Kochsalz mehrmals mit Äthylacetat. Man isoliert so nach Verdampfen des Äthylacetats und 60stündigem Trocknen im Vakuum bei 40⁰C 285 g racemisches kristallisiertes p-Hydroxy-Mandelsäuremonohydrat, das einen Schmelzpunkt im Rohr von 83 bis 85° C hat. Dies ist eine Ausbeute von 76,5%, bezogen auf eingesetzte Glyoxylsäure.

Beispiel 2

Man erhitzt 30 Minuten unter Rühren und unter Stickstoffatmosphäre eine Lösung von 296 g (2 Mol) Glyoxylsäure in 50%iger wäßriger Lösung. 564 g (6 Mol) Phenol und 160 g (4 Mol) Äiznatronplätzchen in 3,6 1 Wasser auf 100⁰C. Dann arbeitet man wie in Beispiel 1 beschrieben. Man isoliert so racemisches p-Hydroxy-Mandelsäuremonohydrat in einer Ausbeute von 72%, bezogen auf eingesetzte Glyoxylsäure.

Beispiel 3

^K

Man erhitzt 1 Stunde unter Rühren und unter Stickstoffatmosphäre eine Lösung von 296 g (2 Mol) Glyoxylsäure in 50%iger wäßriger Lösung, 564 g

10

15

20

25

30

35 (6 Mol) Phenol und 200 £ (5 Mol) Ätznatronplätzchen in 3,6 I Wasser auf 5O⁰C. Dann arbeitet man wie in Beispiel 1 beschrieben. Man isoliert so racemisches p-Hydroxy-M.andelsäuremonohydrat in einer Ausbeute von 78%, bezogen auf eingesetzte Glyoxylsäure.

Beispiel 4

Eine Lösung von 296 g (2 Mol) Glyoxylsäure in 50%iger wäßriger Lösung, 564 g (6 Mol) Phenol und 180 g (4,5 Mol) Ätznatronplätzchen in 3,6 1 Wasser wird zuerst 30 Minuten auf 30 bis 85°C erhitzt und dann in 30 Minuten auf 40⁰C abgekühlt. Dann arbeitet man wie in Beispiel 1 beschrieben. Man isoliert so racemisches p-Hydroxy-Mendelsäuremonohydrat in einer Ausbeute von 81 %, bezogen auf eingesetzte Glyoxylsäure.

Beispiel 5

Man erhitzt 30 Minuten unter Rühren und unter Stickstoffatmosphäre eine Lösung von 296 g (2 Mol) Glyoxylsäure in 50%iger wäßriger Lösung, 564 g (6 Mol) Phenol und 160 g (4 Mol) Ätznatronplätzchen in 3,6 I Wasser auf 70⁰C. Dann arbeitet man wie in Beispiel 1 beschrieben. Man isoliert so racemisches p-Hydroxy-Mandelsäuremonohydrat in einer Ausbeute von 83,5%, bezogen auf eingesetzte Glyoxylsäure.

Beispiel 6

In eine Lösung von 133,2 g (0,9 Mol) Glyoxylsäure in 50%iger wäßriger Lösung und 990 g Wasser, die unter Stickstoffatmosphäre unter Rückfluß erhitzt wird, führt man unter Rühren und auf einmal eine heiße Lösung ein, die gesondert hergestellt ist, indem man unter Rückfluß und Stickstoffatmosphäre 253,8 (2,7 Mol) Phenol und 81 g (2,025 Mol) Ätznatronplätzchen in 630 g Wasser löst. Man hält die erhaltene Lösung unter Rühren und unter Stickstoffatr.iosphäre 5 Minuten auf 100'C und neutralisiert dann die Lösung in der Hitze mit 6 N Salzsäure auf pH 6,5. Nach Abkühlen auf Zimmertemperatur arbeitet man wie in Beispiel 1 beschrieben. Man gewinnt so 169 g (1,8 Mol) Phenol und isoliert dann racemisches p-Hydroxy-Mandelsäuremonchydrat in einer Ausheute von 67,5%, bezogen auf eingesetzte Glyoxylsäure.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von racemischer p-Hydroxy-Mandelsaure durch Umsetzung von Glyoxylsäure mit Phenol in wäßrig alkalischer Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Stickstoff 1 Mol Glyoxylsäure mit einem Überschuß von 2 bis 3 Mol Phenol in 1 bis 3 1 Wasser in Gegenwart von 2 bis 3 Mol Natrium- oder Kaliumhydroxyd bei einer Temperatur zwischen 30 und 100° C kondensiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kondensation zwischen 70 und 100° C durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kondensation zwischen 70 und 85°C durchführt.