La présente .invention, concerne un nouveau procédé de fabrication d'acides hydroxy.arylglyoxyliques et de leurs sels alcal.ins et son application à la f.abrication du para-hydroxyphenylglyoxy.late de sodium cristallisé anhydre ou avec 2 molécules d'eau. Les acides hydro.xyarylglyoxyligues sont des matières premières précieuses pour accéder, entre autres, aux ^déhydes aroma¬ tiques hydro.x lés par dégradation decar.bo.xyl.ante. IJa décar.boxy.laticn aisée des acides arylglyo.xyliques et la fragilité des acides arylgly- coliques à l'oxydation fournissant par dégradation décartoxylante l'aldéhyde arcmatigue correspondant, a rendu pendant très longtemps la préparation des acides -arylglyoxyliques rédhi itoire par oxydation des acides arylglycoliques corre.spond.ants. Pour préparer ces .acides on s'est adressé jusqu'à ces dernières .années à des méthodes détournées soit par condensation du chlorure d'éthoxalyle sur un alco.xy.benzène suivie d'une hydrolyse alcaline des fonctions ester et éi±er selon L. EOUVEAU T ; .Bull. Soc. chim. France, 1898, (3), _19_, 75, soit par hydrolyse en milieu aqueux d'un sulfate d'oxaloaryldiazonium obtenu par diazotation -en milieu sul.furique d'un acide aminoaryl- glyo^lique issu généralement de l'o.xydation permanga^iique en milieu aqueux alcalin d'une aminoacétophénone préalablement acylée à l'azote selon J. ALOY et Ch. RABAUT, .Bull. Soc. chim. Fr.ance, 1911, (4) 9_, 763, soit par o.xydation permanganique en milieu .alcal.iιι d'une hydrOaXyacétophénαne selon le brevet italien N° 475 964, soit par hydrolyse .alcaline d'un cyanure de benzo le selon F. FRANCIS et coll., .Annales, 1 11 382, 206 soit par oxydation chromique d'un mandélamide selon M.S. MASI3EV .A.YA, ki . , Prαm. , 1979, 2, 5 - 7 (C.A., 1979, _9_1' 211037J), soit enfin par réaction de HQESCH (K. H3ESŒ, Ber., 1915, 48, 1122).

Or, ces procédés de préparation soit utilisent des réactifs toxiques, dangereux ou onéreux, soit fournissent l'acide cherché avec un faible rendement, soit enfin nécessitent l'emploi de matières premières rares.

Récemment un procédé d'o ^* xydation d'acides aryl¬ glycoliques en acides ..arylglyoxyliques a été décrit dans la

BAD ORIGINAL

^ --m WO

demande de brevet européen N° 0.005.779. Selon ce procédé, l'oxydation est réalisée par l'oxygène en milieu aqueux alcalin en présence d'un catalyseur déposé sur noir de carbone et constitué par du platine ou du palladium activés par un sel de plomb ou de bismuth.

Mais ce procédé de préparation, exige des cataly¬ seurs coûteux entraînant, du fait des pertes inéluctables lors des opérations de récupération et de recyclage, un coût de fonctionnement élevé. Or, la Demanderesse a trouvé un nouveau procédé économique de fabrication d'acides ^" hydroxyarylglyoxyliques à partir d'acides hydroxyarylglycoliques éliminant ces incon¬ vénients. Ce procédé, objet de la présente invention, est un procédé d'oxydation catalytique par l'oxygène en milieu aqueux alcalin, caractérisé en ce qu'il est effectué à température ambiante et en catalyse homogène avec des ions cuivriques.

Les ions cuivriques sont connus comme étant susceptibles d'oxyder certaines structures carbonylées telles que par exemple les acyloïnes. Mais, jusqu'à présent, à la connaissance de la Demanderesse, lorsqu'ils avaient été utilisés pour oxyder des acides carboxyliques alpha hydroxylés ils provoquaient une scission oxydante en dérivé carbonylé présentant un atome de carbone de moins que l'acide de départ et en dioxyde de carbone.

C'est ainsi que, lors de l'étude, de nouvelles synthèses de la vanilline, A. GϋYOT et A. GRY, Bull. Soc. chim. France, 1910, (4j, 7, 902-913, ne purent oxyder l'acide hydroxy-4 méthoxy-3 phénylglycolique en acide hydroxy-4 méthoxy-3 phénylglyoxylique malgré l'emploi de conditions variées et en particulier l'utilisation du sulfate cuivrique ; ils n'obtinrent que la vanilline ou des produits qui en dérivent par résinification.

Le procédé, objet de la présente invention, est réalisé à température ambiante ou à une température voisine de la température ambiante. Comme l'oxydation d'un alcool secondaire en carbonyl est exothermique, il est donc souvent nécessaire de refroidir le milieu reactionnel au cours de

OMP

l'oxydation. En effet, la Demanderesse a constaté qu'une élévation de température était nuisible à la sélectivité de l'oxydation et l'orientait préférentîelle ent vers une dégradation oxydante décarboxylante .en dérivé aldéhydique. Le procédé, objet de la présente invention, est effectué en milieu aqueux alcalin, à pH supérieur ou égal à

11,5. Selon un mode avantageux, il est mis en oeuvre au départ d'une solution aqueuse de concentration comprise entre

0,3 M et 2 M d'acide hydroxyarylglycolique et en présence d'un excès d'hydroxyde de métal alcalin, comme l'hydroxyde de sodium, par rapport à la stoechiométrie exigée pour salifier la fonction carboxylique et la ou les fonctions phénoliques présentes sur l'acide de départ. Avantageusement cet excès est supérieur ou égal à 0,5 mole d'hydroxyde de sodium par mole d'acide hydroxyarylglycolique mis en oeuvre.

Le procédé, objet de la présente invention est exécuté en milieu aqueux alcalin, à pH supérieur ou égal à 11,5 et en présence d'ions cuivriques, Cu , en quantité catalytique. Avantageusement, on utilise de 0,1 à 0>01 atome grammme de cuivre sous ^* forme d'ions cuivriques et préféren- tiellement de 0,05 à 0,08 atome gramme de cuivre sous forme d'ions cuivriques par mole d'acide hydroxyarylglycolique mis en oeuvre. Les ions cuivriques sont avantageusement apportés dans le milieu reactionnel par addition d'un sel minéral ou organique de cuivre II, comme par exemple le sulfate cuivrique anhydre ou hydraté, l'acétate cuivrique.

Le procédé, objet de la présente invention, est mis en oeuvre en présence d'oxygène ou d'un gaz en contenant. Etant donné la faible solubilité de l'oxygène dans l'eau à la pression et à la température ambiantes, le procédé est géné¬ ralement exécuté sous une pression d'oxygène inférieure ou égale à 10 bars et avantageusement sous une pression d'oxygène de 8 bars. Lorsque le procédé est réalisé sous une pression d'oxygène plus faible, comme par exemple sous une pression de 2 bars au lieu de 8 bars, on observe une baisse de la vitesse réactionnelle nécessitant une durée réactionnelle légèrement plus longue pour obtenir le même rendement, mais la sélectivité du procédé n'est pas modifiée.

O PI

Ξn fin de réaction, après filtration pour éliminer quelques impuretés mécaniques suivie, si nécessaire, d'une séparation à pH = 5 du dérivé aldéhydique éventuellement formé, l'acide hydroxyarylglyoxylique obtenu est extrait du milieu reactionnel préalablement acidifié à pH = 0,5 avec un acide minéral fort tel que l'acide chlorhy- drique concentré avec un solvant peu ou pas miscible à l'eau tel que l'acétate d'éthyle. Après élimination sous vide du solvant d'extraction, on isole l'acide hydroxyaryl- glyoxylique cherché, généralement sous forme cristallisée, suffisamment pur pour être utilisé tel quel, sinon, une simple recristallisation par chaud et froid dans un solvant convenable permet de le purifier. Une fois l'acide ainsi obtenu il est aisé, en utilisant des moyens connus en soi, d'obtenir par réaction de neutralisation, les sels corres¬ pondants.

La présente invention a aussi pour objet l'appli¬ cation de ce procédé à la préparation plus particulière du para-hydroxyphénylgyoxylate de sodium cristallisé pur anhydre ou solvaté avec deux molécules d'eau.

A la connaissance de la Demanderesse, ce sel anhydre ou hydraté n'est pas décrit dans la littérature et grâce à sa faible solubilité constatée dans l'eau froide, il peut constituer un moyen commode pour isoler et/ou purifier l'acide para-hydroxyphénylgyoxylique.

En effet, pour obtenir le para-hydroxyphényl- glyoxylate de sodium cristallisé pur avec deux molécules d'eau de solvatation, il suffit, en fin de réaction d'oxyda¬ tion de l'acide para-hydroxyphénylgycolique et après filtra- tion, d'arrêter l'acidification du milieu reactionnel à pH = 5 avec de l'acide chlorhydrique concentré, puis de filtrer le précipité obtenu et ensuite de le sécher sous vide à poids constant à une température inférieure ou égale à 60°C. Le para-hydroxyphénylglycxylate de sodium cristallisé pur anhydre est obtenu en séchant à 75°C sous vide, à poids constant, le para-hydroxyphénylglyoxylate de sodium cristal¬ lisé pur avec deux molécules d'eau de solvatation. L'acide correspondant peut alors être obtenu par déplacement de ce sel par un acide minéral fort selon des moyens connus en soi.

OMPI

Les exemples suivants feront mieux comprendre 1'invention.

Ils sont donnés uniquement à titre illustratif mais ne constituent pas des limitations de l'invention.

.EXEMPLE 1

On agite, sous une pression initiale d'oxygène de 8 bars et sous refroidissement extérieur de manière à maintenir la température interne entre 20 et 30°C, une solution obtenue en dissolvant dans 546 g d'eau :

-141,2 g (3,53 moles) d'hydroxyde de sodium en pastilles, -186,16 g (1 mole) d'acide p-hydroxymandélique monohydraté, - ll,2 g (0,07 mole) de sulfate cuivrique anhydre.

On peut suivre l'évolution de la réaction par chromatographie en phase liquide. Pour ce faire, on prélève périodiquement une prise d'essai dans le milieu reactionnel pour déterminer sa concentration en acides para-hydroxy- andélique (PHM) , para-hydroxyphériylglyoxylique (PHPG) , para-hydroxybenzoîque (PHB) et en para-hydroxybenzaldéhyde (PHBZ) . Ces déterminations sont effectuées par chromato¬ graphie liquide sur un appareil PHILIPS, à 25°C, sous une pression de 100 bars avec un débit de 1 cm par mn d'un mélange éluant eau-méthanol 80 - 20 acidifié et avec une détection UV à 240 nm. Les résultats obtenus exprimés en moles (- 0,05 mole) en fonction du temps exprimé en minutes sont rapportés dans le tableau I.

OMPI WIPO

- TABLEAU 1

Après 22 heures d'agitation à 25-30°C et sous une pression d'oxygène de 8 bars, le milieu reactionnel ramené à la pression ambiante est filtré pour éliminer les impuretés mécaniques, puis le filtrat maintenu à température ambiante est acidifié à pH = 5 avec de l'acide chlorh drique concentré. Le sel de sodium de l'acide p-hydroxyphényl- glyoxylique cristallise, on l'essore, on le lave ensuite par empâtage avec 100 cm ³ d'acétate d ' éthyle puis on le sèche sous vide à 60°C à poids constant. On recueille ainsi 202,15 g (0,9 mole) de produit cristallisé avec deux molécules d'eau soit un rendement de 90 % de la théorie calculée par rapport à l'acide de départ.

Ce sel peut être recristallisé par chaud et froid dans 4,5 volumes d'eau avec un rendement de 83 %. Séché à 60°C sous vide il conserve son eau de cristallisation, par contre séché à 75°C sous vide durant 2 heures, il conduit au produit anhydre. Il présente à 20°C une solubilité dans l'eau de 2,5 g pour 100 g.

O

Microanalyses

Sur produit séché à 60°C à poids constant C ₈ H _s 0 ₄ Na, ₂ H ₂ 0

C(%) ' H{%) H ₂ 0(%)*

Calculés : 42,86 4,05 16,07 Trouvés : 43,0 4,2 16,3

* déterminés selon la méthode de K. Fischer.

Sur produit séché à 75°C à poids constant,

C ₈ H ₅ 0 ₄ Na C(%) H(%) H ₂ 0(%)

Calculés : 51,07 2,68 0

Trouvés : 51,2 2,7 0

A la connaissance de la Demanderesse ce produit n'est pas décrit dans la littérature.

Ce sel de sodium mis en suspension dans de l'eau acidifiée à pH = 0,5 par l'acide chlorhydrique concentré conduit quantitativement à l'acide p-hydroxyphényl- glyoxyliσue F = 177-178°C (R.D. SPRΞNGER et collaborateurs,

J. Amer., Chem. Soc, 1950, 7_2, 2874, F = 177,5-178°C) ._ .

.EXEMPLES 2 - 9

Le tableau II illustre les exemples 2 à 9. Dans ce tableau, les réactifs sont exprimés en moles, les pressions d'oxygène en bars, les températures en °C, les durées reactionnelles en heures et les concentrations en grammes d'acide para-hydroxymandélique pour 100 g de solution réactionnelle. Les rendements en acide para- hydroxypnenylglyoxylique ont été déterminés sur les milieux bruts réactionnels par chromatographie liquide ; ils sont exprimés en pourcentages des théories calculées par rapport à l'acide para-hydroxymandélique mis en oeuvre.

- iïE

OMP WÎP

La sélectivité exprimée en pourcentages est le rapport molaire de l'acide para-hydroxyphénylgyoxylique sur la somme acide para-hydroxybenzoïque acide para-hydroxy¬ phénylgyoxylique et para-hydroxybenzaldéhyde formés durant la réaction. Cette sélectivité est donné à - 1 %.

Le mode opératoire utilisé est similaire à celui décrit dans l'exemple 1.

OMPI IPO

- TAOLEAU 2

EXEMPLE 10

On agite durant 30 heures sous une pression initiale de 8 bars d'oxygène et sous refroidissement extérieur de manière à maintenir la température du milieu reactionnel entre 20 et 30°C , une solution obtenue en dissolvant dans 258 g (14,3 moles) d'eau :

90,6 g (2,26 moles) d'hydroxyde de sodium en pastilles ; 101,25 g (0,5 mole) d'acide chloro-3 hydroxy-4- mandélique ;

9 g (0,036 mole) de sulfate cuivrique pentahydraté.

En fin de réaction, le milieu reactionnel ramené à la pression ambiante est filtré, puis le filtrat maintenu à température ambiante, est acidifié à pH = 0,5 avec de l'acide chlorhydrique concentré et il est ensuite soumis à des extractions successives avec de l'acétate d'éthyle. On isole ainsi après élimination du solvant d'extraction 87,4 g (0,436 mole) d'acide chloro-3 hydroxy-4 phénylglyoxylique présentant un point de fusion de 116-117°C (F = 114-116°C, FUSISAWA PHi-λR ACEϋ ICAL Comp. Ltd FR 2299869) soit un rendement de 87,2 % de la théorie.

.EXEMPLE 11 On opère selon l'exemple 10, au départ d'une solution de :

- 90,6 g (2,26 moles) d'hydroxyde de sodium en pastilles

- 123,1 g (0,5 mole) d'acide diméthoxy-3,5-hydroxy-4-mandéliqu monohydraté,

9,0 g (0,036 mole) de sulfate cuivrique pentahydraté

- 308 g (17,1 moles) d'eau.

En fin de réaction, le milieu reactionnel ramené à la pression ambiante est filtré puis le filtrat maintenu à température ambiante est acidifié à pH = 5 avec de l'acide chlorhydrique concentré et il est ensuite so mis à des extractions successives avec de l'acétate d'éthyle. On isole

O

ainsi après élimination sous vide du solvant d'extraction, 40,7 g (0,223 mole) de diméthoxy-3,5 hydroxy-4 benzaldehyde F = 113°C (F = 113°C Beil. , 8., 391). Les eaux mères d'extractions réunies sont ensuite acidifiées à pH = 0,5 avec de l'acide chlorhydrique concentré puis elles sont soumises à des extractions répétées avec de l'acétate d'éthyle.

On isole ainsi après élimination sous vide du solvant d'extraction 21,9 g (0,096 mole) d'acide diméthoxy-

3,5 hydroxy-4-phénylglyoxylique présentant un point de fusion de 134 - 1°C (F : 128°C MAϋTHNER, Annalen, 1913, 395,

276) soit un rendement de 19,2 % de la théorie.

EX-EMP.LE 12

On opère selon l'exemple 11 au départ, d'une solution de :

99 g (0,5 mole) d'acide hydroxy-4-méthoxy-3 mandélique ; 90,6 g (2,26 mole) d'hydroxyde de sodium en pastilles ;

- 9 g (0,036 mole) de sulfate cuivrique pentahydraté ;

- 258 g (14,3 moles) d'eau. On isole après traitements, 30,7 g (0,2 mole) de hydroxy-4 méthoxy-3 benzaldehyde. F = 81-83°C (F = 81-83°C Beil., 8., 247) et 41,7 g (0,213 mole) d'acide hydroxy-4 méthoxy-3 phénylglyoxylique, F = 133-134°C (F ≈ 133-134°C, Beil., J_0_, 988) soit un rendement de 42,6 % de la théorie. II va de soi que la présente invention n'a été décrite qu'à titre purement explicatif et nullement limitatif et que toute modification utile pourra y être apportée sans sortir de son cadre tel que défini par les revendications ci- après.

O P