KR100228368B1 - 알킬 3-클로로안트라닐레이트의 제조방법 - Google Patents
알킬 3-클로로안트라닐레이트의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
알킬 3-클로로안트라닐레이트는 안트라닐산의 알킬 에스테르를 1,3-디클로로-5,5-디메틸하이단토인으로 염소화한 주 생성물이다. 3-클로로 이성질체는 5-클로로이성질체를 선택적으로 아세틸화시켜 수반되는 5-클로로 이성질체로부터 용이하게 분리할 수 있다.
Description
본 발명은 상응하는 안트라닐산의 에스테르를 염소화시켜 3-클로로안트라닐산의 알킬 에스테르를 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 1,3-디클로로-5,5-디메틸 하이단토인을 사용한 알킬 안트라닐레이트의 선택적인 염소화에 관한 것이다.
알킬 3-클로로안트라닐레이트는 농약을 포함하는 다양한 화학 생성물의 제조시에 중간체로 유용하다[참조:미합중국 특허 제4,954,163호].
안트라닐레이트의 3-클로로 이성질체로의 직접적 염소화는 매우 성공적이지 못하다. 염소 분자를 사용한 메틸 안트라닐레이트의 염소화는, 예를 들어, 상당양의 이염소화와 함께 주로 메틸 5-클로로안트라닐레이트를 생성한다. N-클로로석신이미드는 다양한 물질에 대한 염소화제로서 사용될 수 있는데 수득된 생성물 및 부-생성물 비율에 관해서는 매우 예측할 수 없는 결과를 갖는다. 아닐린 및 N-알킬 또는 환알킬 아닐린을 염소화시키기 위해서 N-클로로석신이미드를 사용하면 p-염소화된 아닐린, 또는 o- 및 p-염소화된 아닐린의 혼합물이 생성된다[참조:N- Buu-Hoi, J. Chem. Soc, 2815(1958); T. Chao, J. Org. Chem., 26, 1079(1961); R. Neale, J. Org. Chem., 29, 3390(1964); 및 D. Paul, J. Org. Chem., 41, 3170(1976)]. 약간의 오르토 염소화물이 수득될지라도, 사실상 파라 염소화물의 양이 우세하다.
친전자성 할로겐화에 관한 이러한 비예측성 때문에, 알킬 3-클로로안트라닐레이트에 대한 다른 접근이 통상적으로 주장되었다. 예를 들어, 미합중국 특허 제4,306,074호에는 아미노화 반응, 호프만 분해 및 에스테르화 반응에 의해 3-클로로프탈산 무수물로부터 3:1 비율로 알킬 3-클로로안트라닐레이트 및 알킬 6-클로로안트라닐레이트의 혼합물의 제조가 기술되어 있다.
이들 방법은 염소가 출발 물질내로 도입된 후, 세개의 별개 단계를 수반하는데, 여기에는 생성된 혼합물의 분리는 포함되지 않는다. 상응하는 알킬 안트라닐레이트로부터 직접적으로 보다 덜 만족할만한 이성질체에 비해 고비율로 알킬 3-클로로안트라닐레이트를 수득할 수 있는 방법이 요구되었다.
본 발명은 하기 일반식(II)의 안트라닐산의 알킬 에스테르를 1,3-디클로로-5,5-디메틸하이단토인과 불활성 용매 중에서 0내지 150℃의 온도에서 반응시키고 혼합물로부터 알킬 3-클로로안트라닐레이트를 분리시킴을 특징으로 하여, 하기 일반식(I)의 3-클로로안트라닐산의 알킬 에스테르를 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기식에서, R은 탄소수 1내지 4의 직쇄 또는 측쇄 알킬 그룹이다.
본 발명의 또 다른 측면은 선택적인 아세틸화 반응 및 5-클로로안트라닐레이트의 제거에 의해 부-생성물 5-클로로안트라닐레이트로부터 3-클로로안트라닐레이트 에스테르를 분리하는 방법에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명의 이러한 측면은 알킬 3-클로로안트라닐레이트와 혼합된 알킬 5-클로로안트라닐레이트를 5-클로로안트라닐레이트 1당량당 아세트산 무수물 1.0 내지 1.2의 당량과 접촉시켜 알킬 N-아세틸-5-클로로안트라닐레이트 및 알킬 3-클로로안트라닐레이트의 혼합물을 수득하고 아세틸화되지 않은 3-클로로 이성질체로부터 아세틸화된 5-클로로 이성질체를 분리시킴을 특징으로 하여, 상응하는 5-클로로안트라닐레이트로부터 알킬 3-클로로안트라닐레이트를 분리하는 방법에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 알킬 안트라닐레이트의 염소화로부터 주 생성물로서 3-클로로안트라닐산의 알킬 에스테르의 제조 및 분리를 가능하게 한다.
본 발명의 출발 물질인, 안트라닐산의 저급 알킬 에스테르는 공지된 화합물이며 시판되고 있다. 마찬가지로, 1,3-디클로로-5,5-디메틸-하이단토인(DDH)도 용이하게 구입할 수 있다.
DDH는 시약 1몰당 염소 2당량을 전달할 수 있다. 따라서, 안트라닐레이트 1당량당 DDH는 약 0.4내지 약 0.75몰 당량이 사용되며; DDH 약 0.45내지 약 0.6당량이 바라직하다.
염소화는 일반적으로 지방족 및 방향족 탄화수소 또는 할로겐화된 탄화수소와 같은, 반응 조건에 대해 불활성인 용매 중에서 수행한다. 본 발명의 방법에 사용하기 위한 가장 적합한 불활성 용매는 할로겐화된 알칸, 예를 들어, CCl4, CHCl3, CH2Cl2, C2Cl4등과 같은 할로겐화된 탄화수소이다. 퍼클로로에틸렌이 가장 바람직하다.
용매의 양은 중요하지 않으나, 3-클로로안트라닐레이트에 대한 개선된 선택성은 보다 희석시킨 용액에서 달성될 수 있다. 그러나, 이들 잇점은 증가된 용매의 양의 회수 및 재순환의 비용에 대해 고려되어야 한다. 예를 들어, 특정한 조건하에서, 안트라닐레이트의 농도를 약 5 내지 약 1중량% 감소시켜 최종 반응 혼합물중의 3-클로로안트라닐레이트의 비율을 약 56 내지 약 70%로 증가시킬 수 있다. 일반적으로 안트라닐레이트 중량부당 용매 약 5 내지 약 100중량부가 사용된다.
염소화는 0 내지 150℃온도 범위에서 수행한다. 종종 반응을 용매의 환류온도에서 수행하는 것이 편리하다. 특히 바람직한 용매는 사염화 탄소 및 퍼클로로에틸렌이다.
항상 염소화는 다양한 양의 5-클로로안트라닐레이트 및 3,5-디클로로안트라닐레이트와 함께 3-클로로안트라닐레이트를 함유하는 반응 혼합물을 생성한다.
비록 본 발명이 주요한 생성물로서 알킬 3-클로로안트라닐레이트를 제공할지라도, 여전히 혼합물로부터 분리시켜야만 한다. 혼합물로부터 알킬 3-클로로안트라닐레이트의 분리를 용이하게 하기 위해, 보다 덜 만족할 만한 5-클로로 이성질체는 가용성 또는 휘발성의 상이함과 같은, 실질적으로 상이한 물리적 성질에 기초하여 선택적으로 아세틸화시키고 분리시킬 수 있다. 예를 들어, 반응 혼합물을 반응 혼합물중에 존재하는 5-클로로안트라닐레이트 1몰당 아세트산 무수물 1.0 내지 1.2당량으로 처리하여, 5-클로로 이성질체를 탄화수소 용매중에서 불용성인 아세트아닐리드로 선택적으로 전환시킨다.
따라서, 본 발명은 하기의 바람직한 양태에 따라 수행할 수 있다. 알킬 안트라닐레이트, 1,3-디클로로-5,5-디메틸-하이단토인(DDH) 및 염소화된 탄화수소 용매를 승온에서 염소화가 완결될때까지 교반한다. 이어서 반응 혼합물을 충분한 아세트산 무수물로 처리하여 반응 혼합물중의 5-클로로-안트라닐레이트를 아세틸화시킨다. 냉각후, 혼합물을 여과하여 소모된 DDH로부터 5,5-디메틸하이단토인을 제거한다. 디메틸 하이단토인은 공정중 DDH로 재염소화되고 재순환될 수 있다. 용매를 여액으로부터 증발시키고 잔사를 탄화수소 용매로 슬러리화시킨다. 고체 알킬 N-아세틸-5-클로로안트라닐레이트는 여과하여 제거시키고 여액을 재농축시킨다. 알킬 3-클로로안트라닐레이트를 유기 농축물로부터 회수하고 진공 증류하여 3,5-디클로로-안트라닐레이트로부터 분리시킨다.
하기의 실시예는 본 발명의 실시를 설명한다.
[실시예 1]
메틸 안트라닐레이트 0.50g(3.3mmol) 및 사염화 탄소 8ml의 용액을 실온에서 1,3-디클로로-5,5-디메틸하이단토인(DDH) 0.36g(1.8mmol)로 처리하여 생성된 혼합물을 24시간(hr)동안 환류하에 가열한다. 냉각 후, 혼합물을 에테르와 물에 분배하여, 유기상을 가스 크로마토그래피(Gc)에 의해 분석한다: 메틸 안트라닐레이트 8.7%, 메틸 3-클로로안트라닐레이트 46.1%, 메틸 5-클로로안트라닐레이트 33.5% 및 메틸 3,5-디클로로안트라닐레이트1.8%.
[실시예 2]
용매로서 퍼클로로에틸렌을 사용하여 실시예 1의 공정을 반복한다. 반응 온도 및 농도는 변화된다. 그 결과를 표 1에 요약하였다.
[표 1]
다양한 농도 및 온도에서 퍼클로로에틸렌중 1,3-디클로로-5,5-디메틸하이단토인을 사용한 메틸 안트라닐레이트의 염소화
[실시예 3]
메틸 안트라닐레이트 100.0g(661.5mmol) 및 퍼클로로에틸렌 1130ml의 용액을 실온에서 1,3-디클로로-5,5-다메틸 하이단토인 68.42g(347.3mmol)로 처리하여 생성된 혼합물을 50분에 걸쳐 환류 가열시킨 다음, 환류하에 2시간 동안 지속시킨다.
100℃로 냉각시킨 후, 아세트산 무수물 31.3ml(331mmol)을 가하고 혼합물을 환류하에 30분 동안 가열한다. 실온으로 냉각시킨 후, 존재하는 고체(5,5-디메틸하이단토인)를 여과하여 제거하고 여액을 진공하에 농축시켜 어두운 색 고체 134.6g을 수득한다. 이 물질을 헥산 600ml 중에서 30분 동안 교반하여 여과 및 공기 건조후, 조 메틸 N-아세틸-5-클로로안트라닐레이트 54.5g(36%)를 수득한다. 여액을 진공하에서 어두운 황갈색 오일 78.5g으로 농축시키고 진공 증류에 의해 정제하여 정치시 고체화되는 오일 60.8g(49.6%)를 수득한다.
비점 80 내지 85℃[13Pa(0.1mmHg)에서],
융점 33 내지 35℃
1H NMR(CDCl3)7.80(1H, d, J=8Hz, 6-H), 7.40(1H, d, J=8Hz, 4-H), 6.58(1H, t, J=8Hz, 5-H), 6.26(2H, broad s, -NN2) 및 3.88(3H, s, -CH3).
Claims (4)
- 하기 일반식(II)의 안트라닐산의 알킬 에스테르를 불활성 용매중에서 1,3-디클로로-5,5-디메틸하이단토인과 0 내지 150℃ 온도에서 반응시키고, 혼합물로부터 알킬 3-클로로안트라닐레이트를 분리시킴을 특징으로 하여, 하기 일반식(I)의 3-클로로안트라닐산의알킬 에스테르를 제조하는 방법.상기식에서, R은 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 측쇄 알킬 그룹이다.
- 제1항에 있어서, 불활성 용매가 할로겐화된 탄화수소 용매인 방법.
- 알킬 3-클로로안트라닐레이트와 혼합된 알킬 5-클로로안트라닐레이트를 5-클로로안트라닐레이트 1당량당 아세트산 무수물 1.0내지 1.2당량과 접촉시켜 알킬 N-아세틸-5-클로로안트라닐레이트와 알킬 3-클로로안트라닐레이트의 혼합물을 수득하고 아세틸화되지 않은 3-클로로 이성질체로부터 아세틸화된 5-클로로 이성질체를 분리시킴을 특징으로 하여, 상응하는 5-클로로안트라닐레이트로부터 알킬 3-클로로안트라닐레이트를 분리하는 방법.
- 제3항에 있어서, 분리를 가용성의 차이를 기준으로 하여 수행하는 방법.
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