KR20140051149A - 메시톨의 산화 방법 - Google Patents

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얀 필립 베이라우히
마르티네 바이스
조아큄 엔리케 텔레스
클라우스 에벨
페터 데글만
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바스프 에스이
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Abstract

본 발명은 과산화수소로부터 방출되는 일중항 산소를 이용하는 메시톨의 산화 방법에 관한 것으로서, 상기 방출은 촉매인 비스무트 화합물의 존재 하에 일어난다. 상기 방법에서, 비타민, 특히 비타민 A 및 비타민 E 의 합성을 위한 추가 추가 반응에 사용될 수 있는 2,4,6-트리메틸퀴놀을 생성물로서 높은 수율 및 선택도로 형성한다.

Description

메시톨의 산화 방법 {PROCESS FOR THE OXIDATION OF MESITOL}
본 발명은 청구항 1 의 전문에 따른 일중항 산소를 이용하는 메시톨의 산화 방법, 청구항 19 에서와 같은 그로부터 제조된 생성물, 및 청구항 21 및 청구항 22 에서와 같은 생성물의 용도에 관한 것이다.
근대에, 일중항 산소 1O2 는 그 자체가 다양한 이중-결합계의 산화제로서 구별되어 왔다. 보통, 광화학적 경로에 의해, 전자기 방사선으로 흥분된 염료 분자들, 예를 들어 에오신 또는 메틸렌 블루가 바닥 상태로 되돌아가서 그 결과 삼중항 상태에서부터 일중항 상태로 전환시 산소로 들뜬 에너지를 발하여 수득된다. 그러나, 이러한 일중항 산소를 생성하기 위한 방법은 강한 빛의 사용을 필요로 하므로, 고가이고 대규모 화학 공장에서 사용하기에는 매우 부적절하다.
J.-M. Aubry 가 [Tetrahedron Letters 43 (2002) 8731-8734] 에서 일중항 산소를 생성하기 위한 다른 방식을 추구하고, 여기서 그는 몰리브덴 화합물에 의해 알칼리 H2O2 용액으로부터 일중항 산소를 방출시킨다.
그러나, 이러한 절차는 많은 단점을 지니고 있다.
예를 들어, 과도한 다량의 H2O2 의 존재 하에, 테트라퍼옥소몰리브데이트 음이온이 촉매로서 사용되는 몰리브덴 화합물로부터 형성되고 H2O2 로부터 일중항 산소 1O2 를 방출할 수 없다. 그대신, 옥소트리퍼옥소몰리브데이트를 필요로 하지만, 이는 H2O2 가 저농도로 존재하는 용액에 존재할 뿐이다. 그러나, 그러한 저농도는, 반응 동안 일중항 산소의 방출을 통해 다시 분해할 만큼만의 H2O2 가 첨가된다면 달성된다. 결과적으로, 반응 동안 매우 정확한 첨가량의 H2O2 가 필요되고, 장비에 대한 더 많은 비용, 더 느린 반응 속도 및 따라서 낮은 공간-시간 수율을 수반한다. 대안적으로, 일중항 산소를 즉 배치 공정에서 불연속적으로 생산하고 더 낮은 일중항 산소 수율 및 더 긴 반응 시간을 다시 용인하는 옵션만이 남아있다.
충분히 높은 반응 속도를 달성하기 위해서, Aubry 에 따르면, 몰리브데이트 이온이 촉매로서 0.1 mol/l 의 농도로, 즉 매우 많은 양으로 도입되어야 한다 (페이지 8732, 컬럼 1,1 참조). 이는 일중항 산소 1O2 및 이를 이용하여 산화된 2차 생성물의 제조 비용을 증가시킨다.
게다가, Aubry 에 따르면, 일중항 산소 1O2 의 수율은 또한 반응을 촉진시키는 몰리브데이트 이온에 부여된 반대이온의 유형에 따라 다르다. 예를 들어, 특히 양호한 수율은 반대이온으로서 리튬을 이용하여 달성되었지만, 칼륨으로는 달성되지 못했다 (8733 페이지, 1st 컬럼, 2nd 문단 참조). 그러나, 리튬 몰리브데이트는 매우 고가의 화합물이고, 따라서 일중항 산소의 생성 및 그리하여 일반적으로 화학 화합물, 특히 더욱 고가의 메시톨의 산화를 일으킨다.
또한, 상기 목적을 위해 촉매로 생성되는 일중항 산소 1O2 는 메시톨을 퀴놀뿐만 아니라, 퍼퀴놀로 산화시키기 때문에 (상기 화합물 둘다 1:1 의 비로 형성됨), H2O2 의 존재 하에서의 몰리브덴 화합물은 메시톨과의 반응에 대한 적합성이 제한될 뿐이다 (표 2 참조). 추가 반응 전에, 상기 퍼퀴놀은 우선 퀴놀로 환원되어 하는데, 이는 추가 비용을 야기한다.
마지막으로, Aubry 는 몰리브데이트 이온의 존재하에 H2O2 의 몰리브데이트-촉진된 불균화가 온도에 심히 의존적이고 일중항 산소 1O2 의 고수율은 승온에서만 적정율로 수득된다는 것을 수립할 수 있었다 (페이지 8733, 2nd 컬럼, 2nd 문단 참조). 그러나, 특정 기질의 경우, 고온은 2차 반응 또는 심지어 H2O2 의 열분해를 초래할 수 있다.
일중항 산소 1O2 의 방출을 위한 더나은 촉매에 대한 연구에 있어서, Aubry 는 [J. Am. Chem. Soc. (1985), 107, 5844-5849] 에 알칼리 토금속 Ca, Sr 및 Ba, 원소 주기율표의 3a, 4a, 5a 및 6a 족 원소, 악티니드 계열 및 란타니드 계열, 및 ClO-, BrO-, Au+, IO3 - 및 IO4 - 을 확인하였다. 여기서, 그는 수성-알칼리 용액에서 발생된 일중항 산소에 의해 하기 루브렌 유도체를 산화시켜 상응하는 엔도퍼옥시드를 제공하고, 그 함량을 분광분석법을 측정함으로써 테트라칼륨 루브렌-2,3,8,9-테트라카르복실레이트와의 반응을 통해 일중항 산소 1O2 를 검출하였다. 상기 논문의 표 1 에 나열된 원소 주기율표의 상술된 원소의 여러 산화 화합물의 경우, 엔도퍼옥시드의 수율 ≥70% 이 수득된다.
그러나 표 1 에 제공된 일중항 산소 1O2 를 위한 촉매를 이용한 루브렌 유도체의 산화가 선택적으로 진행하는지 상이한 화합물 이성체를 유도하는 지에 대해 설명되지 않았다. 따라서 수득된 화합물이 순수 물질인지 혼합물인지가 분명하지 않다. 게다가, 촉매가 사용될 양이 얼마큼이고 온도는 몇 도인지 및/또는 다량의 H2O2 가 일중항 산소 1O2 를 신속히 형성시키지 못해서 엔도퍼옥시드의 수율을 감소시키는지가 명시되지 않았다. 마지막으로, 표 1 에 확인된 화합물이 또한 입체 차폐 때문에, 화학 반응에 현저하게 덜 민감한 메시톨의 특정한 산화에 적합한지가 논의되어 있지 않다.
그 결과, 당업자에 있어서, 더이상 상기 명시된 결점을 갖지 않는, 일중항 산소 1O2 를 생성하기 위한 공업적으로 사용될 수 있는 방법 및 이차적으로 그로부터 수득된 생성물을 제공하는 과제를 일으킨다. 특히, 그러한 공정은 수행하기 쉽고 비용 효율적이어야 하고, 일중항 산소 1O2 를 고수율로 심지어 H2O2 고농도로 생성하고, 실온에서도 충분히 신속히 진행되어야 한다. 제공되는 공정은 또한 출발 물질을 사용한 전환시, 가능한 선택적으로 산화 생성물을 생성해야 한다, 즉 다량의 2차 생성물이 없거나 그다지 많지 않게 형성되어야 한다. 또한, 일중항 산소 1O2 를 형성하려는 경향이 반대이온에 의해 최소한으로만 영향을 받거나 전혀 영향을 받지 않는 촉매를 이용한 공정을 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명의 목적은 일중항 산소의 매우 높은 수율 및 동시에 생산된 일중항 산소 및 출발 물질로부터 수득된 최종 생성물과 관련된 높은 선택도가 달성되도록 본 발명의 방법의 각 단계를 배열하는 것이다. 특히, 고리계 예컨대, 특히 메시톨이 위치선택적으로 또는 주로 위치선택적으로 산화될 수 있는 공정을 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 당업자는 본 발명에 따른 방법에 의한 비용 효율적인 생성물, 특히 비타민, 특히 비타민 E 의 합성을 위한 구성 요소로서 사용될 수 있는 생성물을 제공하는 작업을 제시한다.
본 발명의 주요 특징은 청구항 1 및 청구항 19 에서 찾을 수 있다. 본 발명의 용도는 청구항 21 및 청구항 22 의 요지이다.
H2O2 로부터 방출되는 일중항 산소를 이용하는 메시톨의 산화 방법에서, 본 발명은 비스무트 화합물을 촉매로서 사용하여 상기 방출이 수행되는 것을 제공한다.
비스무트 화합물이 메시톨의 산화를 위해 사용되는 경우, 생성물의 고수율이 달성될 뿐만 아니라, 반응 생성물의 형성이 부산물의 형성에 비해 분명히 우선되고, 이는 하기 실시예에서 보여줄 것이다.
비스무트 화합물의 존재 하의 시트로넬롤과 H2O2 의 반응에서 유의하게 낮은 전환율, 수율 및 선택도가 달성되기 때문에, 상기 결과는 놀라웠고, 이는 또한 하기 실시예에서 보여줄 것이다. 그 결과, 비스무트 화합물은 특정 환경에서만 고수율의 일중항 산소 1O2 를 생성할 수 있고, 더욱이 그 조건 하에 일중항 산소 1O2 가 기질 분자를 본질적으로 또는 적어도 큰 부분이 단일 이성체로 이루어진 산화된 종으로 전환시키는 것을 수행할 수 있다.
게다가, 일중항 산소 1O2 를 방출하는 능력과 관련하여 여러 금속 산화물, 염화물 또는 질산염의 평가를 다루는 Aubry 에 의한 [J. Am. Chem. Soc. (1985), 107, 5844-5849] 에서 상술된 논문으로부터 비스무트 화합물이 상기 측면에서 매우 적합하지 않음은 분명하다. 5845 페이지 표 1 에서, 형성된 일중항 산소의 양은, 이미 앞서 언급된 바와 같이, 일중항 산소에 의해 산화된 루브렌 유도체의 분광학적 측정에 의해 수량화된다. 비스무트 옥시드 형태의 비스무트를 촉매로서 사용되는 경우, 산화된 루브렌 유도체의 수율은 10 % 미만으로 수득된다. 나트륨 비스무테이트 NaBiO3 를 촉매로서 사용되었을 때, 사실상 전환이 전혀 달성되지 않았다, 즉 일중항 산소 1O2 에 의한 유도된 특정 루브렌 유도체의 산화가 달성되지 않았다.
3 개의 메틸기를 갖는 고리계인 메시톨은 일중항 산소에 의해 산화되어 적어도 상술된 루브렌 유도체와 정확히 동일한 어려움을 가질 수 있고, 이미 언급된 3 개의 메틸기를 이용한 심한 입체 차폐 때문에, 아마도 일중항 산소 1O2 를 이용한 산화에 접근조차도 쉽지 않다고 추정된다.
결과적으로, 상기 배경기술과는 반대로, 놀랍게도 본 발명에 따른 방법에 의해 일중항 산소 1O2 가 H2O2 로부터 다량 방출될 뿐만 아니라, 메시톨의 2,4,6-트리메틸퀴놀로의 고수율의 선택적 산화가 달성된다.
본 발명에 따른 비스무트 화합물을 사용하는 경우, 반응 용액 중의 H2O2 의 농도는 일중항 산소 1O2 의 형성 및 따라서 촉매적으로 활성인 비스무트 화합물의 구조에 영향을 미치지 않는다는 것을 밝혀내었다. 특히, 몰리브덴 옥소 화합물로 규칙적으로 관찰한 바와 같이, 지나친 고농도의 H2O2 는 H2O2 로부터 일중항 산소 1O2 를 방출시키는 능력을 상실한 고도로 배위된 비스무트 착물의 형성을 유도하지 못한다.
용어 비스무트 화합물은 하기 나열된 광범위한 비스무트(III) 화합물을 의미하는 것으로 이해된다. 용어 비스무트 화합물은 하기 군으로부터 선택되는 하나 이상의 대표 화합물을 포함한다: 비스무트(III) 아세테이트 옥시드 (CAS No. 5142-76-7), 염기성 비스무트(III) 카르보네이트 (CAS No. 5892-10-4), 이는 또한 비스무트(III) 카르보네이트 옥시드 또는 비스무트(III) 서브카르보네이트로도 지칭됨, 비스무트(III) 클로라이드 (CAS No. 7787-60-2), 비스무트(III) 2-에틸헥사노에이트 또는 비스무트(III) 2-에틸헥산산 (CAS No. 67874-71-9), 비스무트(III) 니트레이트 옥시드 (CAS No. 10361-46-3), 염기성 비스무트(III) 니트레이트 (CAS No. 1304-85-4), 이는 비스무트(III) 수산화물 니트레이트로도 지칭됨, 비스무트(III) 니트레이트 5수화물 (CAS No. 10035-06-0), 비스무트(III) 옥시드 (CAS No. 1304-76-3), 비스무트(III) 옥시클로라이드 (CAS No. 7787-59-9), 비스무트(III) 서브갈레이트 (CAS No. 99-26-3), 비스무트(III) 서브살리실레이트 (CAS No. 14882-18-9), 비스무트(III) 술페이트 (CAS No. 7787-68-0), 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄디오네이토)비스무트(III) (CAS No. 142617-53-6), 비스무트(III) 아세테이트 (CAS No. 22306-37-2), 비스무트(III) 알루미네이트 수화물 (CAS No. 308796-32-9), 비스무트 납 스트론튬 칼슘 구리 옥시드 (CAS No. 116739-98-1), 비스무트(III) 브로마이드 (CAS No. 7787-58-8), 비스무트(III) 시트레이트 (CAS No. 813-93-4), 비스무트(III) 플루오라이드 (CAS No. 7787-61-3), 비스무트(III) 이오다이드 (CAS No. 7787-64-6), 비스무트(III) 몰리브데이트 (CAS No. 13595-85-2), 비스무트 몰리브데이트 (CAS No. 51898-99-8), 비스무트 몰리브덴 옥시드 (CAS No. 13565-96-3), 비스무트(III) 옥시드 이오다이드 (CAS No. 7787-63-5), 비스무트(III) 옥시드 퍼클로레이트 수화물 (CAS No. 66172-93-8), 비스무트(III) 포스페이트 (CAS No. 10049-01-1), 비스무트(III) 셀레니드 (CAS No. 12068-69-8), 비스무트 스트론튬 칼슘 구리 옥시드 (CAS No. 114901-61-0), 비스무트(III) 서브니트레이트 수화물 (CAS No. 13595-83-0), 비스무트(III) 술피드 (CAS No. 1345-07-9), 비스무트(III) 텔루라이드 (CAS No. 1304-82-1), 비스무트(III) 티타네이트 (CAS No. 12048-51-0), 비스무트(III) 텅스테이트 (CAS No. 13595-86-3), 화학식 (Bi2O3)0.07(CoO)0.03(ZnO)0. 90 의 비스무트 코발트 아연 옥시드, Bi-Co-ZnO, 비스무트(III) 트리플루오로메탄술포네이트 (CAS No. 88189-03-1) 및 비스무트(III) 지르코네이트 (CAS No. 37306-42-6).
특히 바람직한 비스무트 화합물은 비스무트 옥시드, 비스무트 니트레이트, 비스무트 니트레이트 옥시드, 화학식 (Bi2O3)0.07(CoO)0.03(ZnO)0. 90 의 비스무트 코발트 아연 옥시드 (Bi-Co-Zn-O), 및 비스무트(III) 시트레이트 군으로부터 선택되는 하나 이상의 대표 화합물을 포함하는데, 그 이유가 하기 실시예에 나타낸 바와 같이 메시톨과 H2O2 의 반응에서 상기 각 화합물이 높은 선택도를 갖는 매우 높은 수율의 2,4,6-트리메틸퀴놀을 생성하는 것으로 입증되었기 때문이다.
용어 메시톨은 용어 2,4,6-트리메틸페놀과 동의어이다.
본 발명에 따르면, 일중항 산소는 2 개의 홀 전자가 존재하는 임의 유형의 분자 산소를 의미한다, 즉 일중항 산소는 2 개의 홀 전자가 하나이면서 동일한 π* 오르비탈 (항기호 1Δg) 및 또한 2 개의 상이한 π* 오르비탈 (항기호 1∑+ g) 로 존재하는 산소 분자 종 둘 다를 포함한다.
본 발명의 문맥 내에서, H2O2 은 공정 절차에 따라 수중 5 내지 60 중량% 인 상이한 농도로 사용된다.
신속하고 균일한 공정 절차를 위해서, 공정 출발 물질인 메시톨이 초기 충전물로서 수-혼화성 용매에 도입된다.
본 발명의 추가 구현예에서, 출발 물질 메시톨은 초기 충전물로서 물과 수-혼화성 용매의 혼합물에 도입된다. 상기 혼합물에서 물 부분은 0.01 내지 90 중량%, 바람직하게는 0.02 내지 50 중량% 및, 특히 바람직한 구현예에서, 0.03 내지 30 중량% 이다. 특히 진하게 농축된 반응 혼합물의 경우, 반드시 H2O2 로부터의 일중항 산소 1O2 의 생성 동안 물이 형성되기 때문에 물의 함량은 오히려 낮게 유지되어야 한다. 그러나, 지나치게 많은 물 함량은 출발 물질을 현저히 불량한 정도로 용해시키거나, 반응 혼합물에서 더이상 전혀 용해시키지 못하게 한다.
메시톨이 초기 충전물로서 도입되는 특히 적합한 용매는 탄소수 1 내지 6 의 저급 알코올인 것으로 입증되었다. 상기 알코올은 1가, 2가 및/또는 3가 알코올의 군으로부터 선택된다. 특히 바람직한 3가 알코올은 글리세롤, 트리메틸올프로판 또는 부탄트리올 군으로부터 선택된다. 부탄트리올은 1,2,4-트리히드록시부탄 및 또한 1,2,3-트리히드록시부탄 둘다를 의미하는 것으로 이해된다. 3가 알코올, 특히 3가 알코올이 극성 및 비극성 특징을 동일하게 갖고 있고 따라서 메시톨을 매우 쉽게 용해시킬 수 있기 때문에 매우 적절하나, 다른 한편으로는, 점성이 너무 없어서 출발 물질 메시톨의 용해가 매우 느려질 뿐이다.
2가 알코올은 1,2-부탄디올, 2,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 3-메틸-2,4-펜탄디올, 1,2-에탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,2-펜탄디올, 디에틸렌 글리콜 (β,β'-디히드록시디에틸 에테르와 동의어임), 트리에틸렌 글리콜 (에틸렌 글리콜 디-β-히드록시에틸 에테르와 동의어임) 을 포함한다. 또한, 상기 화합물은 대부분의 경우 3가 알코올보다 점도가 더 낮아서 반응 혼합물을 교반하기가 더 쉽고, 그 결과 공정은 더욱 비용 효율적으로 배열될 수 있는 장점이 있다.
탄소수 1 내지 6 의 1가 저급 알코올은 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 1-프로판올, 2-부탄올, 2-메틸-2-부탄올, 2-플루오로부탄올, 2-메틸-1-프로판올, 3-메틸-2-부탄올을 모든 이성체 형태로, 3-펜탄올, 1-부탄올, 2-펜탄올을 모든 이성체 형태로, 3,3-디메틸-2-부탄올, 2,3-디메틸-2-부탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르와 동의어인 2-에톡시에탄올, 2-메틸-3-펜탄올, 1-클로로-2-프로판올, 2-메틸-1-부탄올, 2-클로로에탄올, 4-메틸-2-펜탄올을 모든 이성체 형태로, 3-메틸-1-부탄올, 2-클로로-1-프로판올을 모든 이성체 형태로, 3-메틸-2-펜탄올, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르와 동의어인 2-에톡시에탄올, 3-헥산올, 2,2-디메틸-1-부탄올, 1-펜탄올, 2-헥산올을 모든 이성체 형태로, 시클로펜탄올, 에틸렌 글리콜 모노이소프로필 에테르와 동의어인 2-이소프로폭시에탄올, 2,3-디메틸-1-부탄올, 3-메톡시-2-부탄올, 1-메톡시-2-프로판올, 2-메틸-1-펜탄올, 2-에틸부탄올, 2-브로모에탄올, 2-n-프로폭시에탄올, 2,2,2-트리클로로에탄올, 3-메틸-1-펜탄올, 4-메틸-1-펜탄올, 1-헥산올, 2-이소부톡시에탄올, 2,6-부톡시에탄올, 2,4-디메틸-1-펜탄올, 3-클로로-1-프로판올, 4-히드록시-4-메틸-2-펜탄올, 2-n-부톡시에탄올, 2-아미노에틸 알코올, 테트라히드로푸릴 알코올, 3-브로모-1-프로판올, 2-메틸-1,2-프로판디올, 2,2-디브로모에탄올, 2,3-부탄디올, 2,3-디클로로프로판올, 1,2-프로판디올, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르와 동의어인 2-(2-에톡시)에탄올, 시클로헥산올, 1-메틸시클로펜탄올 및 2,3-디브로모-1-프로판올을 포함하는 군으로부터의 하나 이상의 대표를 포함한다.
상기 1가 알코올들 중에서, 에탄올 및 메탄올이 한편으로는 저점도를 갖기 때문에, 다른 한편으로는 일중항 산소 1O2 의 수율이 매우 높고, 마지막으로, 상기 둘 용매는 말하자면 그들의 친수성 및 친유성 특징 때문에 다른 많은 용매와 직접 혼합되어, 또한 그 자체가 극성-양자성 용매에 용해되기 않는 출발 물질의 전환을 허용하기 때문에, 특히 유용한 것으로 입증되었다. 따라서 메탄올 또는 에탄올 또는 이들의 혼합물의 용매로서의 사용은 공정의 속도를 증가시키고, 반응 혼합물의 교반이 손쉽게 가능하고 반응은 매우 신속시 진행시키기 때문에 더욱 비용 효율적이게 한다.
본 발명의 추가 구현예에서, 염기를 사용하여 메시톨을 포함하는 용매를 알칼리가 되게 한다. 다양한 염기가 시험되었고, 특히 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율 및 선택도에 대한 양호한 결과가 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 수산화물의 수성 또는 알코올 용액을 사용하여 수득되었다. 유사한 양호한 결과는 알코올레이트 또는 수소화물의 수성 또는 알칼리 용액을 이용하여 달성되었다. 상이한 염기가 또한 서로와의 혼합물로도 사용되어 유사한 결과를 달성시킨다.
알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 수산화물은 원소 주기율표의 1 족의 알칼리 금속 또는 원소 주기율표의 2 족의 알칼리 토금속을 사용하여 제조될 수 있는 모든 수산화물을 의미하는 것으로 이해된다.
이미 명시된 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 수산화물의 수용액 이외에, 사용될 수 있는 염기는 또한 알코올레이트 또는 수소화물이다. 알코올레이트는 1가, 2가, 3가 또는 4가 금속 양이온과 배위된 상기 나열된 알코올들 중 하나의 탈양성자화된 형태를 의미하는 것으로 이해된다. 상기와 같은 알코올레이트는 농축된 형태로 존재하거나, 또는 물이 아닌 알코올에 용해되어 있다. 특히 선택된 알코올레이트는 아연 디알코올레이트, 티탄 디알코올레이트 및 티탄 테트라알코올레이트, 알칼리 토금속 디알코올레이트 및 알칼리 금속 알코올레이트 군으로부터 선택되는 하나 이상의 것을 포함한다. 알코올레이트의 매우 특히 바람직한 대표물은 리튬 이소프로필레이트, 나트륨 메탄올레이트, 나트륨 에탄올레이트, 칼륨 메탄올레이트, 칼륨 에탄올레이트, 마그네슘 디메탄올레이트, 마그네슘 디에탄올레이트, 칼슘 디이소프로필레이트, 칼슘 디메탄올레이트 및 칼슘 디에탄올레이트를 포함하는 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 수소화물은 칼슘 수소화물, 디이소부틸 알루미늄 수소화물, 리튬 수소화물, 마그네슘 수소화물, 칼륨 수소화물, 나트륨 수소화물, 티탄(II) 수소화물 또는 티탄(IV) 수소화물, 트리페닐주석 수소화물 및 지르코늄(II) 수소화물을 포함하는 군으로부터 선택된다. 이의 쉬운 이용성 및 비교적 저비용 때문에, 나트륨 수소화물 및/또는 칼슘 수소화물이 특히 바람직하다. 또한 특정한 수소화물의 혼합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 공정을 작업하는 동안, 출발 물질 메시톨이 초기 충전물로서 수-혼화성 용매에 도입되고, 염기를 이용하여 알칼리가 되게한 다음 비스무트 화합물 및 H2O2 와 같은 추가 반응물과 반응되기만 한다면, 수율에 긍정적인 작용을 미친다는 것을 밝혀내었다.
그러나, 용액에서 촉매로서 작용하는 비스무트 화합물을 우선 알칼리가 되게 하고, 그리고 나서 메시톨 및 H2O2 만이 반응물로서 첨가되는 경우, 2,4,6-트리메틸퀴놀이 또한 형성되지만, 실시예 31 에서 보여지는 바와 같이 꽤 고수율은 아니다.
본 발명의 방법의 하나의 구현예에서, 염기를 사용하여 용매가 알칼리 되게 하고, 염기가 완전히 용해된 후 추가 반응물만을 첨가한다. 상기 전개는 특히 가능한한 신속한 공정 과정을 원하지는 않지만, 좀더 고수율의 2,4,6-트리메틸퀴놀을 원하는 경우 사용된다. 이는 염기의 완전한 용해의 경우에서만 달성된다. 상기 구현예의 추가 장점은 염기 및 추가 반응물의 연속 첨가의 결과로서, 메시톨 산화 생성물의 저수율과 관련하여 반응 혼합물의 갑작스러운 열이 일어나지 않는다는 것이다. 그러나, 그러한 열은 우선 염기의 용해 또는 혼입시, 열이 방출되는 동시에 비스무트 화합물 및 H2O2 의 존재하에 일중항 산소 1O2 의 형성이 또한 발열적으로 진행되는 경우 관찰된다.
일중항 산소의 고수율을 위해서 그리고 결과적으로 산화된 출발 물질 메시톨의 고수율을 위해서, 메시톨의 양 및 염기의 양 사이의 비가 결정적임을 밝혀내었다. 메시톨의 0.1 내지 10-배 몰량, 바람직하게는 0.2 내지 5-배 몰량 및 특히 바람직한 구현예에서, 0.5 내지 1.5-배 몰량에 상응하는 몰비로 염기를 첨가하는 것이 중요하다. 염기를 상기 명시된 양 미만으로 떨어트리면, 일중항 산소의 생성을 야기하므로 최종 생성물인 2,4,6-트리메틸퀴놀을 저하시킨다. 상기 명시된 양보다 더 많은 양이 사용된다면, 고수율의 일중항 산소가 또한 수득되지 않는다. 결과적으로, 출발 물질 메시톨에 기초한 염기의 양은 공정에 따른 본 발명을 위해 중요한 것으로 본다. 하기 실시예에서 보는 바와 같이, 염기가 메시톨에 대해 등몰량 또는 거의 등몰량으로 첨가되는 경우, 특히 고수율의 일중항 산소 및 따라서 고수율의 2,4,6-트리메틸퀴놀이 수득된다. 거의 등몰량은 메시톨 및 염기의 몰량이 3% 미만 상이한 것을 의미한다.
이미 상기 명시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 가능한 국소적으로 상당한 열로 인해 생성물 수율에 악영향을 주지 않도록 실온에서 수행된다. 결과적으로, 본 발명의 하나 전개는 염기를 기계적으로 용해시킴으로써 거의 일정한 반응 온도를 달성하는 것을 제공한다. "기계적으로 용해함" 이란 초음파 또는 교반기에 의해, 즉 열을 도입하지 않고 염기를 용해시키는 것을 의미한다.
본 발명의 일 구현예에서, 비스무트 화합물을 메시톨-포함 알칼리 용매에 첨가한다. 공정 단계 - 초기 충전물로서 출발 물질 메시톨의 수-혼화성 용매에의 도입 - 염기로 알칼리가 되게 하는 단계 및 - 후속적인 비스무트 화합물의 첨가는 반응 속도를 증가시킬 뿐만 아니라, 부산물의 형성을 저하시킨다.
도 3 (막대 도표) 에서 볼 수 있는 바와 같이, 비스무트 화합물의 반응 혼합물로의 신속한 첨가는 생성물 2,4,6-트리메틸퀴놀에 대한 수율 및 선택도 값을 저하시키지 않는다. 그 결과, 하나의 필수적인 공정 구현예는 비스무트 화합물을 메시톨-포함 알칼리 용매에 1 분 내지 10 시간의 기간, 바람직하게는 2 분 내지 7 시간의 기간 및 특히 유리한 변형에서 5 분 내지 1 시간의 기간에 걸쳐 첨가하는 것으로 이루어진다. 7 시간에 걸쳐 비스무트 화합물을 첨가한 경우가 심지어 1 시간에 걸친 첨가의 경우보다 수율 및 선택도의 값을 약간 저하된 것을 볼 수 있다. 그 결과, 꽤 신속한 첨가가 본 발명에 따른 방법의 속도를 높이고 따라서 더욱 비용 효율적이게 하는 면에서 바람직하다.
몰리브도 화합물의 대표인 이나트륨 몰리브데이트 Na2MoO4 는 상기를 달성할 수 없는데, 그 이유는 상기 화합물을 1 시간에 걸쳐 첨가하는 경우 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율 및 선택도에 대한 값이 이나트륨 몰리브데이트 Na2MoO4 를 반응 혼합물에 7 시간에 거쳐 첨가하는 것에 보다 반 정도로 떨어지기 때문이다.
상술된 비스무트 화합물을 스크리닝시, 비스무트 옥시드 및/또는 비스무트 니트레이트 및/또는 비스무트 니트레이트 옥시드 및/또는 비스무트 코발트 아연 옥시드 (Bi-Co-Zn-O) 및/또는 비스무트 시트레이트의 군으로부터 선택되는 하나 이상의 화합물이 특히 일중항 산소의 생성에 적합한 것으로 입증되었다. 2,4,6-트리메틸퀴놀로의 메시톨의 산화 동안, 상기 화합물 모두는 40% 초과의 수율 및 50% 초과의 선택도를 산출하고, 이에 대해 실시예 22 내지 24 (실시예 5, 11 및 8 와 동일), 26 및 28 을 참조할 수 있다.
그리하여 상술된 군으로부터, 비스무트(III) 옥시드 (Bi2O3, CAS No. 1304-76-3), 비스무트(III) 니트레이트 5수화물 (Bi(NO3)3 * 5 H2O, CAS No. 10035-06-0), 비스무트 서브니트레이트, 또한 명칭 비스무트(III) 니트레이트 옥시드 (Bi(O)NO3, CAS No. 10361-46-3) 로도 존재함, 및 비스무트(III) 서브니트레이트 1수화물 (BiO(NO3) * H2O, CAS No. 13595-83-0) 의 군으로부터 선택되는 비스무트 화합물 또는 상기 화합물들 중 둘 이상의 혼합물이 특히 두드러진다. 상술된 4 개의 비스무트 화합물을 사용하는 경우, 메시톨 산화 생성물의 수율이 40 % 초과로 수득되지만, 이번에는 55 % 이상의 선택도를 수득하는 것이 가능하였다.
산화 생성물의 선택도 및 수율과 관련하여, 실시예 4 내지 6 에서 보는 바와 같이, 비스무트 옥시드가 특히 뛰어나다. 따라서, 본 발명의 방법의 특히 우수한 구현예에서 비스무트 화합물은 비스무트 옥시드 군으로부터 선택된다. 특히, 비스무트 화합물은 비스무트 옥시드 Bi2O3 (CAS No. 1304-76-3) 이다.
본 발명의 추가 구현예의 공정에서, 염기는 비스무트 화합물의 1 내지 20.4-배 몰량, 바람직하게는 5 내지 15-배 몰량 및 특히 바람직한 구현예에서, 비스무트 화합물의 5 내지 10.2-배 몰량에 상응하는 몰비로 첨가되는 것으로 결정한다. 마지막으로, 매우 바람직한 구현예에서, 염기는 비스무트 화합물의 10-배 몰량 또는 대략 10-배 몰량에 상응하는 몰량으로 첨가된다. "대략 10-배 몰량"은 염기의 몰량이 비스무트 화합물의 것보다 9.8 내지 10.2 배 많은 것을 의미한다.
비스무트 화합물의 양에 대한 염기의 양이 반응 수율에 얼마나 영향을 미치는 지는 예를 들면 비스무트 옥시드 (Bi2O3) 에 대한 실험 실시예 16 내지 21 에 나타나있다. 그러나, 이러한 결과는 비스무트 옥시드 그 자체에 한정되지 않고, 상기 명시된 다른 비스무트 화합물, 특히 비스무트 옥시드, 비스무트 니트레이트, 비스무트 니트레이트 옥시드, 비스무트 코발트 아연 옥시드 (Bi-Co-Zn-O) 및 비스무트 시트레이트에 유사한 방식으로 적용된다. 추가로, 또한 마지막에 명시된 화합물이 혼합물의 형태 또는 그들 중 일부가 혼합물의 형태인 경우 상기 결과가 마지막으로 명시된 화합물에 유효하다.
본 발명의 추가 구현예의 공정에서 비스무트 화합물의 몰 당량 당, 1 내지 50 몰 당량, 바람직하게는 5 내지 20 몰 당량 및, 특히 바람직한 구현예에서, 5 내지 10 몰 당량의 메시톨이 사용된다.
많은 실험, 그중 엄선된 실시예 4 내지 15 에서, 산화 생성물 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율 및 반응의 선택도와 관련하여, 1 내지 50 몰 당량의 메시톨이 비스무트 화합물의 몰 당량에 반응되어야 한다는 것을 밝혀내었다. 촉매적으로 활성인 비스무트 화합물 몰 당량당 5 내지 20 몰 당량의 메시톨을 사용한 경우 만족스런 수율을 달성하였다. 마지막으로, 산화된 메시톨의 최고 수율은 비스무트 화합물의 몰 당량 당 10-배 몰 초과의 메시톨이 최고의 결과를 분명히 산출하는 비스무트 화합물 및 메시톨의 몰비 1:10 내지 1:20 에서 달성되었다. 따라서, 본 발명의 특히 생산적인 하나의 구현예에서, 비스무트 화합물의 몰 당량 당 10 몰 당량의 메시톨을 사용한다.
본 발명의 추가 구현예의 공정은 메시톨 및 비스무트 화합물을 포함하는 알칼리 용액에 H2O2 을 첨가하는 것을 계획한다.
본 발명에 따르면, 과산화수소 (H2O2) 가 첨가되기 전에 출발 물질 메시톨, 비스무트 화합물 및 알칼리 용매가 이미 존재하는 경우가 공정 절차에 이롭다.
상기 절차를 채택하지 않고, 대신에 알칼리가 된 용매를 과산화수소와 메시톨의 혼합물과 혼합한 경우, 그리하여 수득된 생성물 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율은 실시예 31 에서 보는 바와 같이 높지 않다.
이미 앞서 설정된 바와 같이, 염기의 첨가는 본 발명의 공정의 기능에 필수적이다. 특히, 염기의 부재 하에, 메시톨의 전환율, 및 또한 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율 및 또한 그것이 수득되는 선택도가 상당히 저하되는 것을 실시예 16 내지 21 에서 볼 수 있다. 상기 염기가 아마도 출발 물질의 화합물, 비스무트 화합물 및/또는 H2O2 중 하나 이상을 탈양성자화시켜 더욱 쉽게 이용가능하고/하거나 더욱 반응성이 되게 하는 촉매 효과를 갖는 것으로 추정된다. 따라서, 염기: H2O2 의 비는 또한 본 발명의 중요한 의미로 본다. 따라서 상기 공정의 추가 구현예에서, 본 발명은 염기 및 H2O2 의 몰비가 1:4 내지 1:20, 바람직하게는 1:8 내지 1:15 및, 특히 바람직한 구현예에서, 1:9 내지 1:12 인 것을 계획한다. 특히 양호한 수율 및 선택도는 실시예 4 내지 15 에서 볼 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법의 매우 바람직한 구현예는 염기 및 H2O2 의 몰비를 1:9.8 내지 1:10 으로 계획한다.
추가 구현예에서, 본 발명에 따른 방법은 메시톨의 몰 당량 당, 2 내지 70-배 몰 과량, 바람직하게는 5 내지 40-배, 특히 호의적인 구현예에서, 10 내지 30-배 몰 과량의 H2O2 가 알칼리 용매에 첨가되는 것을 특징으로 한다.
반응 절차에 대한 비용-결정 인자는 출발 물질의 양, 지금 경우에서는 메시톨의 양이다. 따라서, H2O2 으로부터 발생하는 일중항 산소 1O2 를 사용하여 실행하는 한 메시톨을 반응시켜 상응하는 2,4,6-트리메틸퀴놀을 제공하는 것이 바람직하다. 그 결과, 과량의 과산화수소가 사용된다. 그러나, 비용의 이유로, 또한 다른 한편, 상기 H2O2 가 너무 지나친 과량이 되게 하지 않는 것이 중요하다. 그 결과, 메시톨에 대한, 10 내지 30-배 몰 과량의 H2O2 이 특히 유용한 것을 입증되었다. 실시예 4 내지 15 로부터, 메시톨의 몰 당량 당, 10-배 몰 과량의 H2O2 가 알칼리 용매에 첨가되는 것이 특히 바람직하게 분명하다.
놀랍게도, 또한 일중항 산소 1O2 의 수율이 사용된 과산화수소의 농도에 거의 관계없음을 밝혀내었다 (실시예 4 내지 15 에 관해 참조). 비용의 이유로, 본 발명에 따른 사용된 과산화수소 H2O2 는 수중 5 내지 60 wt%, 바람직하게는 10 내지 55 wt% 및, 특히 바람직한 구현예에서, 30 내지 50 wt% 의 농도를 갖는다. 30 내지 50 % 농도의 과산화수소 용액이 적절한 비용으로 시중에 판매되고 있고, 문제 없이 저장 및 진행될 수 있으며 따라서 그 결과 바람직하게 사용된다.
비스무트 화합물과 대조적으로, 특히 몰리브데이트 종은 사용되는 H2O2 의 농도 및 양에 민감하게 반응한다. 이미 상술된 바와 같이, H2O2 이 너무 고농축이거나 H2O2 가 너무 신속히 촉매 화합물과 혼합된 반응 매질에 첨가되는 경우, H2O2 은 일중항 산소 1O2 을 방출할 능력을 상실할 수 있다.
본 발명의 추가 다른 공정에서, H2O2 가 메시톨 및 비스무트 화합물을 포함하는 알칼리 용매에 한회분으로 첨가된다.
H2O2 를 한회분으로 첨가함으로써, 공정 절차는 더 짧아질 수 있고 H2O2 를 위한 첨가 조절 시스템은 필요없다. 그 결과, 이러한 본 발명의 구현예는 특히 비용 효율적이고 특히 적은량의 메시톨이 반응되는 경우 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 공정의 추가 변형은 30 분 내지 14 시간, 바람직하게는 45 분 내지 7 시간 및 특히 바람직하게는 1 시간 내지 7 시간의 기간에 걸쳐 H2O2 를 메시톨 및 비스무트 화합물을 포함하는 알칼리 용매에 첨가하는 것을 계획한다.
메시톨 출발 물질의 양에 따라, 상응하는 양의 H2O2 의 사용은 반응 혼합물에서 국소적 열 현상을 야기한다. 이는 특히 다량의 메시톨의 경우 (상응하는 양의 H2O2 를 필요로 함) 및 50 중량% 농도 H2O2 용액을 사용하는 경우에서 관찰된다. 상기 국소적 열은 부산물의 형성을 촉진시키고 수율 및 선택도의 값을 감소시킨다. 이러한 단점은 상기 명시된 기간 내에, 특히 유리한 방식으로는 1 시간 내지 7 시간의 기간에 걸쳐 H2O2 를 첨가함으로써 극복될 수 있다.
출발 물질로서 다량의 메시톨 및 50 중량% 농도의 H2O2 용액이 사용되는 경우, 상술된 이유로 인해, 본 발명에 따른 방법의 매우 바람직한 변형에서, H2O2 가 2 시간 내지 7 시간에 걸쳐 메시톨 및 비스무트 화합물을 포함하는 알칼리 용매에 첨가되는 것이 적절하다.
장기간에 걸친 H2O2 의 연속 첨가를 필요로 하는 반응 혼합물의 국소적 열은비교적 적은 양의 메시톨 출발 물질 사용시, 특히 H2O2 의 30 중량% 농도 중량 부분을 갖는 H2O2 용액을 사용할 때 관찰되지 않았다.
이미 상술된 바와 같이, H2O2 의 농도는 H2O2 로부터 일중항 산소 1O2 를 방출하고 그 결과 2,4,6-트리메틸퀴놀의 형성이 더 작은 값으로 이동시키는 비스무트 화합물의 능력에 영향을 주지 않는다. 이는 비스무트 화합물 비스무트 옥시드 Bi2O3 (CAS No. 1304-76-3, 예 5 및 13 참조) 및 비스무트 니트레이트 5수화물 Bi(NO3)3 * 5 H2O (CAS No. 10035-06-0, 예 8 및 14 참조) 로 특이 유명한 정도로 사실이다.
따라서, 본 발명의 추가 구현예는 H2O2 를 알칼리 용매에 연속적으로 첨가하는 것을 계획하고, 이는 본 발명에 따른 방법의 시간- 및 비용-절약의 수행과 관련된다.
온도가 증가함에 따라 과산화수소 용액으로부터 점점 증가된 양의 일중항 산소 1O2 를 방출할 수 있는 몰리브도 화합물와 대조적으로 (Tetrahedron Letters 43 (2002) 8731-8734, page 8731, right-hand column, paragraph 2 참조), 본 발명에 따른 비스무트 화합물은 온도와 관계없이 H2O2 로부터 균일한 양의 일중항 산소 1O2 를 발생시킬 수 있다. 그 결과, 본 발명에 따른 공정은 H2O2 이 0-90℃, 바람직하게는 5-50℃ 및 특히 바람직하게는 10-30℃ 의 용매의 온도에서 첨가되는 추가 구현예를 계획한다. 그 결과, 실온에서 반응을 수행하는 것이 또한 가능하고, 따라서 이는 비용 효율적이면서도 시간이 걸리지는 않는다.
본 발명에 따른 방법의 비용-효율적인 작업에는 H2O2 의 양에 대해 촉매적으로 활성인 비스무트 화합물의 부분을 매우 낮게 유지하는 것이 도움이 되는데 그럼에도 고수율의 생성물, 특히 2,4,6-트리메틸퀴놀이 수득된다. 그 결과, 본 발명의 추가 구현예는 비스무트 화합물 및 H2O2 의 몰비가 1:20 내지 1:400, 바람직하게는 1:50 내지 1:205 및 특히 바람직하게는 1:50 내지 1:105 인 것을 계획한다. 비스무트 화합물 및 H2O2 의 몰비가 1:100 내지 1:100.7 인 경우, 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율 및 선택적 생성에 대한 예외적으로 높은 수치가 달성된다.
본 출원의 문맥 내에서, 수율 (%) 은 수득되는 생성물 2,4,6-트리메틸퀴놀의 몰수를 또한 사용된 메시톨의 양 (몰로 표시) 으로 나눈 다음 100 을 곱한 것을 의미한다.
본 개시물의 문맥 내에서, 중량 백분율은 wt% 또는 중량% 로서 지칭되고, 두 용어는 동일하게 사용된다.
본 출원의 문맥 내에서, 선택도 (%) 는 생성물 2,4,6-트리메틸퀴놀의 몰수를 메시톨의 전환된 양 (몰로 표시) 으로 나눈 다음 100 을 곱한 것을 의미한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실행은, 높은 선택도가 달성될 때 이르는데, 그 이유는 유일하게 또는 거의 유일하게 미반응된 메시톨이 회수되고 분명히 재사용될 수 있기 때문이다. 미반응된 메시톨로부터 생성물 2,4,6-트리메틸퀴놀의 분리가 특정 비용과 연루되기 때문에, 본 발명에 따른 방법의 특히 바람직한 절차는 고수율이 달성될 때, 따라서 메시톨의 높은 전환율과 동시에 2,4,6-트리메틸퀴놀의 높은 선택도를 이룰 때, 존재한다.
본 발명은 더욱이 상술된 공정으로부터 수득될 수 있는 생성물을 제공한다. 생성물은 도 1vp 에 도시화된 화합물 2,4,6-트리메틸퀴-4-놀 (1), 2,4,6-트리메틸-4-퍼퀴놀 (2), 2,4,6-트리메틸퀴-2-놀 (3), 2,4,6-트리메틸-2-퍼퀴놀 (4), 2,4,6-트리메틸퀸-2,4-디올 (5), 2,4,6-트리메틸-2-히드로퍼옥시퀴-4-놀 (6), 2,4,6-트리메틸-4-히드로퍼옥시퀴-2-놀 (7), 2,4,6-트리메틸-2,4-디히드퍼옥시퀴놀 (8), 2,4,6-트리메틸퀸-2,4,6-트리올 (9), 2,4,6-트리메틸-6-퍼히드록시퀸-2,4-디올 (10), 2,4,6-트리메틸-2,6-디퍼히드록시퀴-4-놀 (11) 및 2,4,6-트리메틸-2,4.6-트리히드로퍼옥시퀴놀 (12) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 의미하는 것으로 이해된다.
매우 특히 바람직한 것은 생성물 2,4,6-트리메틸퀴-4-놀로 제공되는데, 그 이유는 상기 공정에 따라 다량으로 형성되고 추가 천연 물질의 합성을 위한 주요 화합물을 대표하기 때문이다.
본 발명의 추가 전개된 구현예는 결과로 초래된 생성물의 2,3,6-트리메틸히드로퀴논을 제조하기 위한 용도를 계획한다. 상기 분자는 2,4,6-트리메틸퀴놀을 비산성 조건하에 110℃ 이상의 온도에서 액체 매질에서 pH 가 6 미만으로 떨어지지 않는 정도로 가열함으로써 수득된다. 상기 매질은 바람직하게는 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속을 포함하는 염기성 화합물을 포함한다.
또한, 본 발명은 비타민 E 의 합성을 위한 전구체로서의 본 발명에 따른 방법으로 제조된 생성물의 용도를 계획한다. 상기 용도는, 구리(II) 클로라이드에 기초한 매우 부식성인 촉매계를 이용하여, 전구체 2,3,6-트리메틸페놀의 상기 목적을 위해 규칙적으로 이용되는 산화가 필요없는 한, 기술적으로 유용하다. 더욱이, 메시톨이 수득하기 위한 비용 효율적인 면에서 2,3,6-트리메틸페놀 보다 유의하기 더욱 효율적이다.
본 발명의 추가 특색, 세부 사항 및 장점은 청구항의 표현 및 또한 하기 실시예의 설명으로부터 표 및 도면을 참조로 나타난다.
이들은 하기를 나타낸다:
도 1vp: 본 발명의 방법에 의해 수득될 수 있는 생성물
도 1: 본 발명에 따른 방법에 의한 메시톨의 산화 및 2,4,6-트리메틸퀴놀의 예를 사용하여 나타낸 후속적인 재배열 반응을 위한 반응 도식.
도 2: 촉매로서 사용되는 추가 비스무트 화합물.
도 3: 촉매 Na2MoO4 또는 Bi2O3 의 존재 하에 반응 시간에 따른 메시톨의 전환율, 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율 및 상응하는 선택도.
도 4: 메시톨의 전환율 (%) 에 따른 2,4,6-트리메틸퀴놀을 수득하기 위한 선택도 (%) 의 기능적 도표.
표 1: 염기성 환경에서 비스무트 화합물 및 H2O2 를 이용한 여러 불포화 출발 물질의 산화, 및 또한 전환율, 수율 및 선택도 값.
표 2: 염기의 첨가된 양에 따른 H2O2 및 비스무트 옥시드 Bi2O3 의 존재하에서의 메시톨의 산화, 및 또한 전환율, 수율 및 선택도.
표 3: 도 2 에 명시된 비스무트 화합물을 사용하는 경우의 메시톨의 전환율, 및 또한 퀴놀의 수율 및 연루된 선택도
도 1 은 생성물 2,4,6-트리메틸퀴놀 (1) 을 제공하기 위한 염기, 및 촉매로서 비스무트 화합물의 존재 하에 메시톨과 H2O2 의 반응을 위한 반응 도식을 나타낸다. 2,4,6-트리메틸퀴놀 (1) 화합물은 pH 가 반응 동안 6 미만으로 떨어지지 않는 경우, 비산성 조건 하에 110℃ 이상의 온도에서 재배열되어 2,3,6-트리메틸히드로퀴논을 제공할 수 있다. 이는 바람직하게는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 또는 두 금속의 화합물의 혼합물을 포함하는 염기성 화합물을 반응 혼합물에 첨가함으로써 달성된다. 메시톨의 높은 전환율, 2,4,6-트리메틸퀴놀의 높은 수율 및 상기 화합물과 관련된 높은 선택도를 달성하기 위해서, 출발 물질을 특정한 방식으로 첨가하는 것이 필수적이다. 또한, 촉매적으로 활성인 비스무트 화합물이 다른 출발 물질과 얼마나 오래 접촉되는 지가 중요하다. 상기 공정을 수행하기 위한 전형적인 실시예에서, 절차는 하기와 같다:
5.00 g (36.7 mmol) 의 메시톨을 초기 충전물로서 60 ㎖ 의 메탄올에 도입하고 1.5 g (37.5 mmol) 의 NaOH 와 혼합한다. 시간이 아닌 매우 높은 수율을 목표로 하는 하나의 공정 절차에서, 수산화나트륨 (NaOH) 이 완전히 용해될 때까지 (약 10 분), 생성된 현탁액을 교반한다. 만약 신속한 반응 절차가 중요한 것이고, 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율이 다소 낮게 수득되는 것이 거의 중요하지 않다면, 수산화나트륨의 완전한 용해를 생략할 수 있다. 그러나, 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율 및 상기 수율이 달성되는 선택도가 심하게 떨어지지 않도록 하기 위해서, 출발 물질 메시톨이 초기 충전물로서 수-혼화성 용매에 도입되고, 염기를 사용하여 알칼리가 되게 한 다음 추가 반응물, 예를 들어, 비스무트 화합물 및 H2O2 과 반응시켜야 한다. 수산화나트륨 (NaOH) 의 완전한 첨가 후 또는 수산화나트륨 (NaOH) 의 완전한 용해 후, 이러한 방식으로 수득된 반응 혼합물을 촉매인 0.05 내지 0.20 몰 당량의 비스무트 화합물과 혼합한다. 반응 혼합물을 전체 시간 내내 실온으로 또는 반응 온도로 유지시킨다. 온도가 너무 많이 올라가는 것을 막기 위해서 오로지 교반만 하여, 특히 NaOH 를 용해하기 위해서 NaOH 의 첨가 동안 및 촉매의 첨가 동안 조심한다. 25.0 g (367.7 mmol 에 상응함) 의 H2O2 (수중 50 중량% 의 농도임) 를 계량하여 2 내지 7 시간에 걸쳐 실온에서 넣는다. 그리고 나서 옅은 노랑색 현탁액을 추가 12 시간 동안 실온에서 교반한다. 그 시간이 흐른 후, 반응 혼합물을 정량적 기체 크로마토그래피로 내부 표준을 사용하여 분석한다. 본 공정 프로토콜에 따라 수행된 산화 반응, 메시톨의 전환율, 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율 및 상기 반응의 연관된 선택도에 대해 수득된 값들이 표 1 의 실시예 4 내지 12 에 나열되어 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
eq. = 사용된 Bi 화합물의 양에 대한 몰 당량
(1): MW = 394.7 g/mol, (2): MW = 466.7 g/mol, (3): MW = 286.98 g/mol, (4): MW = 34.01 g/mol, 수중 50 wt% 용액, (5): MW = 34.01 g/mol, 수중 30 wt% 용액
생성물 2,4,6-트리메틸퀴놀에 관한 최고 수율 및 선택도가 촉매적으로 활성인 화합물로서 비스무트 옥시드 (CAS No. 1304-76-3) 를 사용하여 수득되는 것으로 보여진다. 또한, 염기성 조건 하에, 증가된 수율은 비스무트 화합물 대 메시톨 대 H2O2 의 몰비 1:10:100 에서 달성된다. 여기서, 염기 및 메시톨이 등몰 또는 대략 등몰량으로 사용되는 경우 공정 결과에 이로운 것은 더욱 분명하다. 이는 또한 출발 물질 메시톨에 대해 10-배 과량의 H2O2 이 사용되는 경우 적용된다.
실시예 13 내지 15 에서, 상당 부분의 경우 실시예 4, 8 및 11 과 일치하고, 50 중량% 농도 H2O2 용액 대신에, 30 중량% 농도 함량의 H2O2 으로만 사용한다. 여기도 역시, 최고 수율 및 선택도는 실시예 5 에서와 같은 비스무트(III) 옥시드 (CAS No. 1304-76-3) 로 달성된다. 따라서, 사용된 H2O2 용액 중의 H2O2 의 농도만이 2,4,6-트리메틸퀴놀 (1) (2,4,6-트리메틸퀴-4-놀 (1) 과 동의어임) 의 수율에 약간 영향을 미친다. 2,4,6-트리메틸퀴놀 (1) 의 수율은 30 중량% 농도 H2O2 을 사용했을 경우 50 중량% 농도 H2O2 에 비해 다소 약간 증가된다.
이미 상술된 바와 같이, 염기의 첨가는 전환된 메시톨의 양, 본 발명의 생성물로서의 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율 및 상기 화합물에 관한 선택도에 영향을 준다. 염기 수산화나트륨 (NaOH) 의 예를 사용하는 경우, 상기 영향을 조사하여 하기 표 2 에 기록하였다.
상세하게는, 5 g (36.7 mmol) 의 메시톨을 초기 충전물로서 60 ㎖ 의 메탄올에 도입하고 이 용액을 상이한 양의 수산화나트륨 (NaOH) 과 혼합하는데, 사용되는 메시톨의 양에 대한 0 내지 2 몰 당량의 NaOH 가 상이한 실험에 첨가된다. 수산화나트륨 (NaOH) 이 완전히 용해될 때까지 (약 10 분) 생성된 현탁액을 교반한다. 그리고 나서 1.71 g (사용된 메시톨의 양에 대한 0.1 몰 당량에 상응하는 3.67 mmol) 의 비스무트 옥시드 Bi2O3 (CAS No. 1304-76-3) 와 혼합한 후 25.0 g (사용된 메시톨의 양에 대한 10 몰 당량에 상응하는 367.7 mmol) 의 H2O2 를 50 중량% 농도 수용액의 형태로 7 시간에 걸쳐 실온에서 첨가한다. 옅은 노랑색의 현탁액을 추가 12 시간 동안 실온에서 교반하고, 그 시간이 흐른 후, 반응 혼합물을 기체 크로마토그래피로 분석한다.
염기 양의 변화
실시예* 촉매 당량 NaOH C메시톨 Y퀴놀 S퀴놀
16 Bi2O3 0.0 7.8% 1.8% 23%
17 Bi2O3 0.1 40% 24% 61%
18 Bi2O3 0.5 92% 55% 60%
19 Bi2O3 1.0 95% 68% 72%
20 Bi2O3 1.5 79% 28% 36%
21 Bi2O3 2.0 73% 25% 34%
* 모든 실시예에서 메시톨에 기초하여 0.1 당량 Bi2O3, 10 당량 H2O2 (H2O 중 50 중량%) 을 갖는 MeOH 를 7 시간에 걸쳐 적가하였음.
상기 표 2 에서 보는 바와 같이, 염기 (NaOH) 의 부재 하에, 메시톨의 전환율 7.8 %, 및 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율 1.8 % 및 이와 관련하여 달성된 선택도 23 % 가 산업 공정에 요구되는 최소값보다 유의하게 떨어졌다. 사용된 메시톨의 양에 대해 0.1 내지 10 몰 당량 및 특히 0.1 내지 2 몰 당량의 염기가 반응 혼합물에 존재하는 경우, 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율은 이미 24 내지 68 % 범위이고, 선택도는 34 내지 72 % 로 달성된다. 그 결과, 본 발명의 방법의 하나의 구현예에서는 염기가 메시톨의 0.1 내지 2-배 몰량에 상응하는 몰비로 첨가되게 계획된다. 상기 구현예가 실시예로부터 추론되고 Bi2O3 (CAS No. 1304-76-3) 에 관한 것일지라도, 이는 상기 비스무트 화합물에 한정되지 않고, 본 발명의 구체적인 부분이고, 따라서 일반적인 설명에 상술된 비스무트 화합물을, 임의로 본 청구범위의 요지로서 직접 사용할 수 있다.
또한, 표 2 에 따르면 메시톨의 당량 당 0.5 내지 1.5 몰 당량의 NaOH 및 특히 메시톨의 당량 당 0.5 내지 1 몰 당량의 NaOH 를 첨가하는 경우, 메시톨의 전환률이 79 % 이상, 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율이 68 % 이하 및 선택도가 36 % 이상으로 달성된다는 것이 명확하다. 메시톨의 몰 당량 당 0.5 내지 1 몰 당량의 NaOH 를 사용하는 경우, 92 % 초과의 메시톨이 전환되고, 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율이 55 내지 68 % 로 수득되고, 이의 선택도는 60 내지 72 % 이다. 그 결과, 본 발명의 추가 구현예는 메시톨의 0.5 내지 1-배 몰량에 상응하는 몰비로 염기를 첨가하는 것을 계획한다. 상기 구현예는 또한 실시예에 한정되지는 않고, 상술된 바와 같이 다른 비스무트 화합물로 실현될 수 있고, 본 발명의 구체적인 부분이고, 따라서 일반적인 설명에 상술된 비스무트 화합물을 및 임의로 본 청구범위의 요지로서 직접 사용할 수 있다.
화합물 비스무트 옥시드 (Bi2O3 , CAS No. 1304-76-3) 이외에, 표 1 에 명시된 비스무트(III) 니트레이트 5수화물 (Bi(NO3)3 * H2O, CAS No. 10035-06-0) 및 비스무트(III) 옥시드 니트레이트 (BiO(NO3) * H2O, CAS No. 13595-83-0), 추가의 비스무트 화합물을, H2O2 로부터 방출되는 일중항 산소 1O2 에 의해 메시톨을 산화시켜 2,4,6-트리메틸퀴놀 (1) 을 제공하는 능력에 대해 조사하였다. 이러한 화합물을 상기 명시된 것과 함께 도 2 에 나타냈고, 하기 공정 절차에 따라 반응시킨다.
실시예 22 내지 30 의 경우, 5.00 g (36.7 mmol, 1 몰 당량) 의 메시톨을 초기 충전물로서 60 ㎖ 의 메탄올에 도입하고 1.50 g (37.5 mmol) 의 수산화나트륨 (NaOH) 과 혼합한다. 수산화나트륨 (NaOH) 이 완전히 용해될 때까지 (약 10 분이 필요함), 생성된 현탁액을 교반한다. 그리고 나서 반응 혼합물을 0.1 몰 당량 (또는 실시예 28b 에서 0.05) 의 실시예 22 내지 30 에 명시된 비스무트 화합물들 중 하나와 혼합한다 (이때, 0.1 몰 당량은 사용된 메시톨의 양을 지칭함). 그 뒤에, 수중 50 중량% 농도 용액으로서 25.0 g (367.7 mmol) 의 H2O2 를 실온에서 7 시간에 걸쳐 계량하여 넣는다. 옅은 노랑색의 현탁액을 추가 12 시간 동안 실온에서 교반한 다음, 수득한 반응 혼합물을 기체 크로마토그래피로 분석한다. 수득한 결과를 표 3 에서 볼 수 있다.
실험* 실시예 촉매 당량 촉매 C메시톨 Y퀴놀 S퀴놀
VS 08-019 22 Bi2O3 0.10 95% 68% 72%
VS 08-021 23 BiO(NO3) 0.10 77% 52% 68%
VS 08-012 B 24 Bi(NO3)3·*5H2O 0.10 80% 44% 55%
DA 1511-1 25 비스무트(III)
서브살리실레이트		 0.10 74% 20% 27%
DA 1511-2 26 비스무트(III)
시트레이트		 0.10 82% 44% 53%
DA 1511-3 27 (6) 0.10 84% 29% 34%
DA 1513-1 28 (7) 0.10 94% 51% 54%
DA 1514 28b (7) 0.05 91% 45% 50%
DA 1513-2 29 (8) 0.10 89% 41% 46%
DA 1513-3 30 (9) 0.10 81% 26% 32%
표 3 에는 이미 조사된 화합물 비스무트 옥시드 (CAS No. 1304-76-3), 비스무트 서브니트레이트 및 또한 비스무트(III) 옥시드 니트레이트 (BiO(NO3), CAS No. 10361-46-3) 및 비스무트(III) 니트레이트 5수화물 (Bi(NO3)3 * 5 H2O, CAS No. 10035-06-0) 이외에, 또한 화합물 비스무트(III) 시트레이트 (CAS No. 813-93-4) 및 화학식 (Bi2O3)0.07(CoO)0.03(ZnO)0. 90 의 비스무트 코발트 아연 옥시드 (Bi-Co-Zn-O) 는 메시톨의 전환율 80 % 초과, 수율 44 % 초과 및 선택도 53 % 이상을 산출한다는 것이 드러났다.
따라서 비스무트 화합물은 또한 도 3 에서 보는 바와 같이 다량의 생성물2,4,6-트리메틸퀴놀을 단시간 안에 생성하기 때문에 H2O2 로부터 방출되는 일중항 산소 1O2 에 의한 메시톨의 산화용 촉매로서 바람직하다. 이 놀라운 효과는 본 발명에 따른 방법이 몰리브데이트가 촉매로서 사용되는 비슷한 공정보다 더욱 신속히 유의하게 수행될 수 있음을 보장한다.
도 3 의 결과를 수득하기 위해서, 비스무트 옥시드와의 혼합물을 실시예 5 에서와 같이 제조하지만, 한 실험에서는 비스무트 화합물을 7 시간에 걸쳐 첨가하고, 다른 실험에서는 1 시간에 걸쳐 첨가하였다. 촉매적으로 활성인 화합물로서 비스무트 화합물 대신에 나트륨 몰리브데이트 (Na2MoO4) 를 사용하는 것을 제외하고는 동일한 실험을 수행하였다.
촉매로서 비스무트 옥시드를 이용한 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율 및 상기 화합물이 수득되는 선택도가 몰리브데이트 촉매를 사용한 것과 비교해서 증가한 것을 보여준다. 게다가, 나트륨 몰리브데이트 (Na2MoO4) 를 사용하는 경우, 수율 및 선택도는 몰리브데이트 화합물이 1 시간 대신 7 시간에 걸쳐 첨가된 경우 증가한 것을 주목할 만하다.
비스무트 화합물 및 특히 비스무트 옥시드 (Bi2O3, CAS No. 1304-76-3) 의 경우, 대조적으로, 거동의 상호적 결과가 수득된다, 즉 비스무트 화합물 및 특히 비스무트 옥시드 (Bi2O3) 를 1 시간에 걸쳐 첨가하는 경우, 상기 비스무트 화합물을 7 시간에 걸쳐 첨가하는 경우보다 2,4,6-트리메틸퀴놀의 고수율 및 더욱이 모든 산화 생성물에 기초한 선택도가 달성된다.
비스무트 화합물 및 특히 비스무트 옥시드 (Bi2O3) 를 촉매로서 반응 혼합물에 1 시간에 걸쳐 첨가하는 경우, 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율은 70 % 이고 상기 화합물에 관한 선택도는 75 % 이다. 그러나, 비스무트 옥시드 (Bi2O3) 의 첨가가 7 시간에 거쳐 일어나는 경우, 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율은 66 % 이고 선택도는 69 % 가 수득된다.
대조적으로, Na2MoO4 를 사용하는 경우 1 시간 후 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율은 단지 24 % 이고 선택도는 36 % 였다. 7 시간에 걸쳐 Na2MoO4 를 첨가한 경우, 기껏 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율은 58 % 였고 선택도는 60 % 였다.
도 3 에 관한 모든 값은 각 반응 혼합물의 기체 크로마토그래피 분석으로부터 나왔고, 중량% 로 나타낸다.
이미 상술된 바와 같이, 사용된 H2O2 의 농도는 생성된 2,4,6-트리메틸퀴놀의 양 및 상기 화합물이 수득되는 선택도에 대해 부수적 역할을 한다.
이를 조사하기 위해서, 실시예 13 내지 15 에 따르면, 2.5 g (18.4 mmol) 의 메시톨을 초기 충전물로서 30 ㎖ 의 메탄올에 도입하고, 0.75 g (18.8 mmol) 의 수산화나트륨 (NaOH) 과 혼합한다. 수산화나트륨 (NaOH) 이 완전히 용해될 때까지 (약 10 분이 필요함), 생성된 현탁액을 교반한다. 생성된 용액을 0.1 몰 당량의 비스무트 화합물과 혼합하고, 상기 몰 당량은 메시톨 출발 물질에 기초한다. 그리고 나서 21 g (185.3 mmol) 의 H2O2 를 반응 혼합물에 실온에서 1 시간에 걸쳐 첨가하지만, 이번에는 과산화수소 (H2O2) 가 수중 30 중량% 농도 용액이고 50 중량% 농도 용액이 아니다. 옅은 노랑색의 현탁액을 추가 12 시간 동안 실온에서 교반하고 반응 혼합물을 기체 크로마토그래피로 분석한다.
비교예 5 및 13, 8 및 14 및 예를 들어 11 및 15 에서, H2O2 의 30 중량% 농도 용액을 사용하여 수득한 양호한 결과가 50 중량% 농도 용액을 사용한 바와 동일하다는 것이 분명하다. 그 결과, 상기 명시된 바와 같이, 공정 절차는 대체로 H2O2 의 농도와 관계없으므로, 몰리브도 및/또는 몰리브데이트 화합물을 사용하는 것보다 분명히 우수하다. 이는 몰리브도 및/또는 몰리브데이트 화합물은 고농축된 H2O2 용액의 경우 또는 다량의 H2O2 를 첨가하는 경우에서, 더 이상 일중항 산소 1O2 를 H2O2 로부터 방출할 수 없는 몰리브데이트 착물을 형성하는 경향이 있기 때문이다.
실시예 31
마지막으로, 반응물의 첨가 순서가 생성물 2,4,6-트리메틸퀴놀에 대한 수율 및 선택도에 얼마나 영향을 미치는 지를 조사하였다.
이를 위해서, 5.00 g (36.7 mmol) 의 메시톨을 10 ㎖ 의 메탄올에 용해하고 이 용액을 주사기에 넣은 다음, 추가 메탄올을 전체 부피가 23 ㎖ 가 될 때까지 채운다 (용액 1). 플라스크에서, 2.1 g (37.43 mmol) 의 칼륨 수산화물 (KOH) 을 60 ㎖ 의 메탄올에 용해시키고, 1.71 g (3.67 mmol) 의 비스무트 옥시드 Bi2O3 를 첨가한다. 이 혼합물을 5 분 동안 교반하여 용액 2 를 제공한다. 이에 제조한 용액 1 및 25 g (367.7 mmol) 의 50 중량% 농도 과산화수소 용액을 동시에 인젝션 펌프로 1 시간에 걸쳐 적가하고, 그 동안 반응 온도가 32℃ 를 초과하지 않게 한다. 그리고 나서 이 혼합물을 밤새 실온에서 교반하고 반응 혼합물을 기체 크로마토그래피로 분석한다.
이러한 조건 하에, 2,4,6-트리메틸퀴놀의 수율은 30 % 이고 상기 화합물에 관련된 선택도는 46 % 이다. 이는 표 1 에 제공된 값에 비해 수율 및 선택도가 떨어진 것을 의미하고, 반응물이 함께 혼합되는 순서가 본 발명의 방법에 따른 수율에 영향을 미치는 것을 보여준다.
도 4 에서 보듯이, 본 발명의 비스무트 화합물을 이용하여, 다량의 일중항 산소 1O2 가 H2O2 로부터 방출될 수 있고, 메시톨을 이용하는 반응 동안, 출발 물질의 높은 전환율과 동시에 2,4,6-트리메틸퀴놀에 대한 높은 선택도를 유도할 수 있다. 몰리브도 화합물 및 란타늄 화합물은 본원에서 분명히 열등한데 그 이유는 그들이 기껏해야 메시톨의 높은 전환율을 유발하더라도, 메시톨, 화합물 2,4,6-트리메틸퀴놀은 훨씬 덜 선택적으로 생성하기 때문이다.
그러나, 본 발명의 공정은 상술된 구현예들 중 하나로 한정되지 않고 여러 방식으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 공정에 따르면 메시톨 뿐만 아니라, 하기 군으로부터 선택되는 화합물을 산화시킬 수 있다: 2-부텐, 이소부텐, 2-메틸-1-부텐, 2-헥센, 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸부텐, Δ9,10-옥탈린, 2-프탈이미도-4-메틸-3-펜텐, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2,4-헥사디엔, 2-클로로-4-메틸-4-펜텐, 2-브로모-4-메틸-3-펜텐, 1-트리메틸실릴시클로헥센, 2,3-디메틸-2-부테닐 파라톨릴 술폰, 2,3-디메틸-2-부테닐 파라-톨릴 술폭시드, N-시클로헥세닐모르폴린, 2-메틸-2-노보넨, 테르피놀, α-피넨, β-피넨, 오시멘, 게라니올, 파르네솔, 테르피넨, 리모넨, 트랜스-2,3-디메틸아크릴산, α-테르피넨, 이소프렌, 시클로펜타디엔, 1,4-트리페닐부타디엔, 2-에톡시부타디엔, 1,1'-디시클로헥세닐, 콜레스테롤, 에르고스테롤 아세테이트, 5-클로로-1,3-시클로헥사디엔, 3-메틸-2-부텐-1-올, 3,5,5-트리메틸시클로헥스-2-엔-1-올, 페놀, 1,2,4-트리메톡시벤젠, 2,3,6-트리메틸페놀, 1,4-디메틸나프탈렌, 푸란, 푸르푸릴 알코올, 푸르푸랄, 2,5-디메틸푸란, 이소벤조푸란, 2,3-디메틸인돌, 디벤질 술파이트, (2-메틸-5-tert-부틸)페닐 술파이트 등.
과산화수소로부터 방출되는 일중항 산소를 이용하는 메시톨의 산화를 위한 공정에서, 상기 방출은 촉매인 비스무트 화합물의 존재 하에 일어난다. 이는 2,4,6-트리메틸퀴놀을 비타민 및 특히 비타민 A 및 비타민 E 의 합성을 위한 추가 반응에서 사용될 수 있는 생성물로서, 높은 수율 및 선택도로 생성한다.

Claims (22)

  1. H2O2 로부터 방출된 일중항 산소를 이용하는 메시톨의 산화 방법으로서, 상기 방출이 비스무트 화합물을 촉매로서 사용하여 달성되는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 메시톨이 초기 충전물로서 수-혼화성 용매에 도입되는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 메시톨이 초기 충전물로서 용매인 탄소수 1 내지 6 의 저급 알코올에 도입되는 방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 염기를 이용하여 용매가 알칼리가 되게 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 수산화물 및/또는 알코올레이트 및/또는 수소화물의 수용액을 포함하는 염기를 이용하여 용매가 알칼리가 되게 하는 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 염기를 이용하여 용매가 알칼리가 되게하는 경우, 추가 반응물은 염기가 완전히 용해된 후에만 첨가되는 방법.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 염기가 메시톨의 0.1 내지 10-배 몰량, 바람직하게는 0.2 내지 5-배 몰량 및 특히 바람직하게는 0.5 내지 1.5-배 몰량에 상응하는 몰비로 첨가되는 방법.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 염기가 용액에 기계적으로 첨가되는 방법.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 비스무트 화합물이 메시톨을 포함하는 알칼리 용매에 첨가되는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 비스무트 화합물이 비스무트 옥시드 및/또는 비스무트 니트레이트 및/또는 비스무트 니트레이트 옥시드 및/또는 비스무트 코발트 아연 옥시드 (Bi-Co-Zn-O) 및/또는 비스무트 시트레이트의 군 및/또는 상기 화합물 군 또는 화합물들의 혼합물로부터 선택되는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 비스무트 화합물의 몰 당량 당, 1 내지 50 몰 당량, 바람직하게는 5 내지 20 몰 당량 및, 특히 바람직한 구현예에서, 10 내지 20 몰 당량의 메시톨이 사용되는 방법.
  12. 제 4 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, H2O2 가 메시톨 및 비스무트 화합물을 포함하는 알칼리 용매에 첨가되는 방법.
  13. 제 4 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 메시톨의 몰 당량 당, 2 내지 70-배 몰 과량, 바람직하게는 5 내지 40-배, 특히 적절한 구현예에서, 10 내지 30-배 몰 과량의 H2O2 가 알칼리 용매에 첨가되는 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, H2O2 가 수중 5 내지 60 wt%, 바람직하게는 10 내지 55 wt% 및, 특히 바람직한 구현예에서, 30 내지 50 wt% 의 농도를 갖는 방법.
  15. 제 4 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, H2O2 가 30 분 내지 14 시간, 바람직하게는 45 분 내지 7 시간 및 특히 바람직하게는 1 시간 내지 7 시간 기간에 걸쳐 메시톨 및 비스무트 화합물을 포함하는 알칼리 용매에 첨가되는 방법.
  16. 제 4 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, H2O2 가 연속적으로 알칼리 용매에 첨가되는 방법.
  17. 제 2 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, H2O2 가 0 내지 90℃, 바람직하게는 5 내지 50℃ 및 특히 바람직하게는 10 내지 30℃ 의 용매의 온도에서 첨가되는 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 비스무트 화합물 및 H2O2 사이의 몰비가 1:20 내지 1:400, 바람직하게는 1:50 내지 1:205 및 특히 바람직하게는 1:50 내지 1:105 인 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로부터 수득될 수 있는 생성물.
  20. 제 19 항에 있어서, 2,4,6-트리메틸퀴-4-놀인 생성물.
  21. 2,3,6-트리메틸히드로퀴논을 제조하기 위한, 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 생성물의 용도.
  22. 비타민 E 의 합성용 전구체로서의 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 생성물의 용도.
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