例如，使用4-異丙基-3-甲基苯酚作為化妝品和具有抗牙菌斑作用的漱口水以及還有具有良好皮膚相容性的足部和頭發(fā)護(hù)理組合物中的抗菌劑和殺微生物劑。4-異丙基-3-甲基苯酚的制備原則上是已知的。
例如，US 3,331,879描述了間甲苯酚(間甲苯酚、3-甲基苯酚)與丙烯在鋯催化劑上的反應(yīng)，其中主要形成百里酚(2-異丙基-5-甲基苯酚)、還有許多芳香族副產(chǎn)物。作為副產(chǎn)物，在第一次蒸餾后，在反應(yīng)混合物中鑒定出4-異丙基-3-甲基苯酚，其含量為2％或4.4％。沒有描述4-異丙基-3-甲基苯酚的分離。
DE 2139622 OS描述了在間甲苯酚與丙烯在酸性鋅催化劑上的反應(yīng)中，存在高達(dá)19.5％的4-異丙基-3-甲基苯酚。也沒有在其中描述4-異丙基-3-甲基苯酚的分離。
DE 2528303 OS描述了在間甲苯酚與丙烯在堿性氧化鋁催化劑上的反應(yīng)中存在約2％的4-異丙基-3-甲基苯酚的。沒有描述從不同的副產(chǎn)物中分離出4-異丙基-3-甲基苯酚。
由US 2,603,662進(jìn)一步已知4-異丙基-3-甲基苯酚可以通過復(fù)雜方法作為在間甲苯酚與異丁烯的反應(yīng)中的副產(chǎn)物獲得。
在所有上述方法中，4-異丙基-3-甲基苯酚在具有如此多其他次要組分的間甲苯酚的烷基化中作為次要組分存在是常見的，或者不進(jìn)行回收或者回收進(jìn)行起來異常繁瑣。
由DE 102007035515 A已知以下方法，其中首先通過蒸餾從百里酚生產(chǎn)的反應(yīng)混合物中基本上去除百里酚和未反應(yīng)的間甲苯酚，并且蒸餾剩余的殘余物以除去低揮發(fā)性或非揮發(fā)性物質(zhì)，并且在加入按重量計(jì)高達(dá)5％的水后結(jié)晶由此獲得的餾出物，或者在加入按重量計(jì)高達(dá)5％的水后結(jié)晶剩余的殘余物，并且通過蒸餾從低揮發(fā)性或非揮發(fā)性物質(zhì)中通過蒸餾分離結(jié)晶殘?jiān)?/p>
EP 2524906 A1披露了以下方法，其中首先通過蒸餾從百里酚生產(chǎn)的反應(yīng)混合物中基本上除去百里酚和未反應(yīng)的間甲苯酚。在隨后的結(jié)晶過程中，在緩慢冷卻至室溫后將對(duì)百里酚結(jié)晶出來并且以按重量計(jì)82％至87％的含量從蒸餾殘余物中分離出來。在另一個(gè)步驟中用甲基環(huán)己烷和活性炭重結(jié)晶對(duì)百里酚粗產(chǎn)物。在過濾并且干燥后，得到按重量計(jì)99.8％的純度的對(duì)百里酚的白色結(jié)晶。
因此，對(duì)于提供一種改進(jìn)的方法存在需要，以該方法可以以有效的方式和并且以高純度成本有效地獲得4-異丙基-3-甲基苯酚，并且無需再結(jié)晶或用有機(jī)溶劑洗滌。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種用于由通過將間甲苯酚與丙烯在催化劑存在下反應(yīng)可獲得的反應(yīng)混合物生產(chǎn)4-異丙基-3-甲基苯酚的方法，其特征在于至少
a)通過蒸餾從反應(yīng)混合物中大大去除百里酚和未反應(yīng)的間甲苯酚，其中獲得蒸餾殘余物，并且
b)從根據(jù)步驟a)殘留的蒸餾殘余物中通過結(jié)晶獲得包含結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚和液相的懸浮液，并且
c)從根據(jù)步驟b)獲得的懸浮液中，通過離心力的作用將結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚與該液相分離。
根據(jù)本發(fā)明的方法特別優(yōu)選在步驟c)中優(yōu)選不包括洗滌步驟。根據(jù)本發(fā)明，洗滌步驟被理解為是指用在其中不溶解結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚自身但在其中僅粘附雜質(zhì)溶解并且因此從結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚中除去的溶劑處理結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚。
用根據(jù)本發(fā)明的方法，可以避免通過從溶劑中重結(jié)晶獲得高純度等級(jí)而對(duì)4-異丙基-3-甲基苯酚進(jìn)行另外必要的昂貴并且不方便的純化。
根據(jù)步驟c)獲得的結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚典型地具有按重量計(jì)超過90％、優(yōu)選按重量計(jì)91％至99％、特別優(yōu)選按重量計(jì)92％至99％、并且尤其優(yōu)選按重量計(jì)92％至96％的含量的4-異丙基-3-甲基苯酚。
高達(dá)按重量計(jì)100％的殘余物典型地包含其他產(chǎn)物，如特別是異丙基甲基苯酚的其他異構(gòu)體。
在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下附加步驟
d)重結(jié)晶從步驟c)獲得的結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚。
重結(jié)晶優(yōu)選使用甲基環(huán)己烷、特別優(yōu)選在活性炭的存在下進(jìn)行。
通過該步驟，取決于步驟c)后獲得的含量結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚的純度可以增加到按重量計(jì)大于96％、優(yōu)選從97％至100％。
本發(fā)明的范圍除了式和參數(shù)所述的范圍和優(yōu)選范圍之外，還包括其任何組合，即使由于實(shí)際原因它們未被完全明確列出。
在可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式(參見例如DE 3824284 OS或DE 2528303 OS)進(jìn)行的催化劑存在下間甲苯酚與丙烯的烷基化反應(yīng)中，典型地形成反應(yīng)混合物，除了主要量的百里酚之外，該反應(yīng)混合物還包含按重量計(jì)約1％至3％的4-異丙基-3-甲基苯酚。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟a)中，通過蒸餾從反應(yīng)混合物中基本上去除百里酚和未反應(yīng)的間甲苯酚。在這種情況下，術(shù)語基本上是指剩余的殘余物具有按重量計(jì)80％或更小、優(yōu)選按重量計(jì)55％或更小并且特別優(yōu)選按重量計(jì)30％或更小的百里酚和間甲苯酚的在一起總計(jì)的比例。
在這種情況下，蒸餾可以以本身已知的方式例如分批或連續(xù)地進(jìn)行，其中與標(biāo)準(zhǔn)壓力相比，優(yōu)選在減壓下連續(xù)蒸餾，其為例如1至950hPa、優(yōu)選從50至950hPa并且特別優(yōu)選從50至150hPa。
柱頂部的蒸餾溫度是例如從100℃至225℃并且優(yōu)選從140℃至155℃，并且底部溫度是例如120℃至260℃并且優(yōu)選從170℃至190℃，其中本領(lǐng)域普通技術(shù)人員清楚，在柱頂部和底部的蒸餾溫度彼此相關(guān)并且還與蒸餾壓力相關(guān)。合適的蒸餾條件可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易地確定。
蒸餾優(yōu)選借助于短程蒸發(fā)器、具有或不具有內(nèi)部構(gòu)件的柱、或通過降膜蒸發(fā)器或者還有薄膜蒸發(fā)器進(jìn)行。一個(gè)理論塔板足以進(jìn)行蒸餾。使用多于一個(gè)的理論塔板自然是有可能的，但不是必需的。
剩余的殘余物除了4-異丙基-3-甲基苯酚之外典型地還包含20至30種具有低分子量結(jié)構(gòu)的其他次要組分，并且還有聚合的次要組分。蒸餾后，在通常黑色的剩余的殘余物中的4-異丙基-3-甲基苯酚的含量典型地為按重量計(jì)10％-30％。
根據(jù)步驟a)殘留的蒸餾殘余物優(yōu)選具有從120℃至180℃并且特別優(yōu)選從120℃至140℃的溫度。
根據(jù)步驟b)，4-異丙基-3-甲基苯酚從根據(jù)步驟a)殘留的蒸餾殘余物中結(jié)晶，其中獲得包含結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚和液相的懸浮液。
步驟b)可以優(yōu)選通過將蒸餾殘余物冷卻至例如從-20℃至30℃、優(yōu)選0℃至30℃、并且特別優(yōu)選3℃至25℃或環(huán)境溫度的溫度來進(jìn)行。
在另一個(gè)實(shí)施例中，通過冷卻根據(jù)步驟a)殘留的蒸餾殘余物來實(shí)現(xiàn)結(jié)晶，其中冷卻期間在結(jié)晶過程的開始與結(jié)束之間的溫度差是例如30K或更大、優(yōu)選為40K或更大、優(yōu)選從40至100K。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)實(shí)施例中，可以通過用結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚接種來誘導(dǎo)或加速結(jié)晶。
結(jié)晶時(shí)間典型地為5至100小時(shí)、優(yōu)選5至20小時(shí)并且特別優(yōu)選5至12小時(shí)。
在步驟b)中，即在結(jié)晶期間，機(jī)械混合或不機(jī)械混合該混合物，其中優(yōu)選機(jī)械混合。這在這種情況下具有以下優(yōu)點(diǎn)：形成在隨后的步驟c)中可以更有效地從液相中除去的更小的晶體。
在機(jī)械混合的情況下，可以使用為此目的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何裝置。實(shí)例包括攪拌裝置、軸向攪拌器、徑向攪拌器和切向攪拌器。攪拌裝置具有至少一個(gè)產(chǎn)生液相流的攪拌元件，例如螺旋槳、螺旋狀物或葉片。攪拌裝置典型地還具有驅(qū)動(dòng)器(例如電動(dòng)機(jī))、和在攪拌裝置與驅(qū)動(dòng)器之間的連接件(例如軸或磁耦合)。根據(jù)攪拌器類型，在徑向方向上(即與攪拌軸線正交)或在軸向方向上(即平行于攪拌軸線)或其混合上產(chǎn)生流動(dòng)。例如，槳式攪拌器優(yōu)選產(chǎn)生徑向流動(dòng)，傾斜葉片攪拌器和螺旋槳攪拌器產(chǎn)生軸向流動(dòng)。可以向上或向下引導(dǎo)軸向流動(dòng)。
根據(jù)步驟b)獲得的包含結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚和液相的懸浮液具有高達(dá)30℃、優(yōu)選高達(dá)25℃、特別優(yōu)選從-10℃至25℃的溫度。
根據(jù)步驟b)獲得的懸浮液具有在5℃與30℃之間在從20至250MPas的范圍內(nèi)的粘度，并且具有在5與30℃之間1至0.9g/cm3、優(yōu)選從0.98至0.95g/cm3的密度。粘度通過毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)定，密度通過氦比較比重計(jì)測(cè)定。
在根據(jù)步驟b)獲得的懸浮液中，4-異丙基-3-甲基苯酚主要以具有約高達(dá)800μm、優(yōu)選從300至500μm的尺寸的結(jié)晶以約為50至200g/l、優(yōu)選從70至180g/l的濃度存在。在優(yōu)選的實(shí)施例中，存在于懸浮液中的按重量計(jì)80％或更多的4-異丙基-3-甲基苯酚作為具有約高達(dá)800μm、優(yōu)選從300至500μm的尺寸的晶體以約50至150g/l的濃度存在。晶體主要具有立方體形式。根據(jù)本發(fā)明的立方晶體被定義為可被稱為三維軸交叉的晶體體系，其中軸相對(duì)于彼此的角度為90°，并且其中晶體的所有邊具有10％的公差的相等長度。
根據(jù)步驟b)獲得的懸浮液的液相的一部分可以經(jīng)由通過重力作用的簡單的分離操作來分離或不分離，諸如沉淀和傾析、過濾或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他簡單的固液分離操作。然而，這些簡單的分離操作不足以獲得根據(jù)本發(fā)明的呈所希望的品質(zhì)的4-異丙基-3-甲基苯酚。
在隨后的步驟c)中，通過離心力的作用將來自根據(jù)步驟b)獲得的懸浮液的結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚與液相分離。
根據(jù)本發(fā)明的離心力被定義為從主體的旋轉(zhuǎn)軸線徑向向外指向的慣性力。它是由主體的慣性引起的。離心力通過與質(zhì)量相乘的離心加速度得到。
在步驟c)中的一個(gè)實(shí)施例中，通過氣動(dòng)力的作用借助于適用于2000hPa或更高的壓力的裝置進(jìn)行分離，該裝置允許液相通過，并將純化的4-異丙基-3-甲基苯酚保留。此類裝置可以是壓濾機(jī)或連續(xù)壓力過濾器。
在步驟c)中的一個(gè)實(shí)施例中，通過離心力的作用將4-異丙基-3-甲基苯酚在離心機(jī)中與液相分離。離心機(jī)被分為沉降或過濾離心機(jī)的組。將兩種類型進(jìn)一步細(xì)分為連續(xù)和不連續(xù)的離心機(jī)。離心機(jī)典型地具有旋轉(zhuǎn)元件，例如像鼓式離心機(jī)中的轉(zhuǎn)鼓，或固定在旋轉(zhuǎn)軸上的向其中引入固體-液體混合物的桶，如過濾桶離心機(jī)中。通過由旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，將固液混合物壓在旋轉(zhuǎn)元件的外壁上。在以轉(zhuǎn)鼓為旋轉(zhuǎn)元件的過濾離心機(jī)的情況下，過濾層位于保持固體的外鼓殼體上，而液體濾液通過過濾層中存在的孔或洞向外旋轉(zhuǎn)。所使用的過濾層優(yōu)選為織物過濾層。轉(zhuǎn)鼓可以豎直放置(bank)，如在立式離心機(jī)中，或者水平放置，如在臥式離心機(jī)或刮刀離心機(jī)中。臥式離心機(jī)或立式離心機(jī)是不連續(xù)的離心機(jī)，因?yàn)槌练e在轉(zhuǎn)鼓壁上的濾餅必須分批取出。連續(xù)過濾離心機(jī)包括例如推料式離心機(jī)、滑動(dòng)式離心機(jī)(slide centrifuge)或卷屏式離心機(jī)，其中沉積的固體被連續(xù)輸送到出口并且然后從系統(tǒng)輸出，而有待分離的混合物經(jīng)由入口連續(xù)輸送到系統(tǒng)中。在沉降式離心機(jī)中，存在于液體中的固體通過力場(chǎng)(通常為離心力)的作用沉積。形成(漿料)的沉淀物和澄清的液體(濾液)可以連續(xù)或間歇地排出。
刮板離心機(jī)代表特殊類型的臥式離心機(jī)。在離心機(jī)循環(huán)完成后，使用刮削工具(例如刮刀)從旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鼓中的濾餅刮下固體，并且例如通過排放槽或排放螺桿從系統(tǒng)輸送。
根據(jù)步驟b)獲得的懸浮液的溫度在步驟c)期間優(yōu)選保持在最高30℃、特別優(yōu)選最高25℃、尤其優(yōu)選從-10℃至25℃。
根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟c)例如在離心機(jī)中、優(yōu)選在過濾離心機(jī)中、更優(yōu)選在不連續(xù)的過濾離心機(jī)中、或優(yōu)選地在臥式離心機(jī)中、特別優(yōu)選在刮刀離心機(jī)中進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施例中，其中根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟c)在上述離心機(jī)之一中進(jìn)行，這些離心機(jī)具有0.5至2m、優(yōu)選從0.8至1.5m的轉(zhuǎn)鼓直徑。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟c)的一個(gè)實(shí)施例中，使用離心力使得根據(jù)步驟b)獲得的懸浮液經(jīng)受從100至1000g、優(yōu)選從200至900g、特別優(yōu)選從600至800g的相對(duì)離心加速度(RCA)。如上所述的合適的裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員充分已知的。
在此將相對(duì)離心加速度定義為多倍的由于重力的平均加速度。這可以由離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的半徑和旋轉(zhuǎn)速度計(jì)算，例如通過下式：
其中g(shù)是由于重力的平均加速度(9.80665m/s2)，r是以米計(jì)的轉(zhuǎn)鼓半徑，并且n是以s-1計(jì)的轉(zhuǎn)鼓的旋轉(zhuǎn)速度。
上述離心力優(yōu)選施加5至30分鐘、優(yōu)選10至25分鐘并且特別優(yōu)選12至20分鐘的時(shí)間段。
在這種情況下，將優(yōu)選按重量計(jì)80％或更多的液相、優(yōu)選按重量計(jì)90％或更多的液相與結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚分離。
可以看出，本發(fā)明的具體優(yōu)點(diǎn)在于盡管存在非常多的另外的次要組分，但是可以有效地并且在百草酚生產(chǎn)中作為次要組分以非常高的純度獲得4-異丙基-3-甲基苯酚。
實(shí)例
實(shí)例1：
將來自通過在催化劑存在下使間甲苯酚與丙烯反應(yīng)的百里酚的生產(chǎn)的21.1kg的60℃的熱黑色蒸餾殘余物在攪拌下在25l容量的反應(yīng)器中在16小時(shí)內(nèi)緩慢冷卻至室溫，因此形成包含結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚和液相的懸浮液，該蒸餾殘余物包含按重量計(jì)21.5％的百里酚、按重量計(jì)7.0％的3-異丙基-5-甲基苯酚、按重量計(jì)25.0％的4-異丙基-3-甲基苯酚、按重量計(jì)21.5％的2,6-二異丙基-3-甲基苯酚、按重量計(jì)21.0％的2,4-二異丙基-5-甲基苯酚以及總計(jì)按重量計(jì)約4％的約22種不同的其他烷基化甲苯酚。將沉淀的4-異丙基-3-甲基苯酚過濾掉。得到5.26kg的具有按重量計(jì)83.4％的純度的4-異丙基-3-甲基苯酚，其相當(dāng)于在蒸餾殘余物中存在按重量計(jì)82.3％的4-異丙基-3-甲基苯酚的產(chǎn)率。
實(shí)例2：
使用刮刀離心機(jī)，其采用以下參數(shù)：
使用具有以下參數(shù)的懸浮液：
根據(jù)本發(fā)明的方法使用以下參數(shù)進(jìn)行：
相對(duì)離心加速度： 700g
懸浮液進(jìn)料速率體積： 120l/min
懸浮液進(jìn)料時(shí)間： 180s
在完成懸浮液進(jìn)料之后，將轉(zhuǎn)鼓的相對(duì)離心加速度對(duì)于900s增加至1000g。隨后，將轉(zhuǎn)鼓的相對(duì)離心加速度降低至45g，并且使用刮刀將產(chǎn)品排出。得到63kg的結(jié)晶的4-異丙基-3-甲基苯酚，其具有按重量計(jì)96.1％的4-異丙基-3-甲基苯酚含量。
實(shí)例3(重結(jié)晶)：
將580g的甲基環(huán)己烷和5g的活性炭加入到實(shí)例2的200g的4-異丙基-3-甲基苯酚中，并且在回流下加熱10分鐘。在熱的時(shí)候過濾掉活性炭，并且將濾液以0.5K/分鐘的冷卻速率在攪拌下冷卻至25℃。
將結(jié)晶出來的4-異丙基-3-甲基苯酚過濾掉，并且晶體在吸濾器上用100g的甲基環(huán)己烷洗滌一次。將過濾掉的固體在真空干燥箱中在40℃/50毫巴下干燥。
產(chǎn)量：169g的4-異丙基-3-甲基苯酚
含量：按重量計(jì)99.9％
熔點(diǎn)：11.5℃-112.5℃