KR100245195B1 - 아조분산염료, 그의 제조방법 및 염색방법 - Google Patents

아조분산염료, 그의 제조방법 및 염색방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다음 일반식(Ⅰ)의 아조분산염료, 그 제조방법 및 염색방법에 관한 것이다.
…(Ⅰ)
여기에서 X1, X2는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 니트로, 시아노, 염소, 브롬, 메톡시 또는 에톡시기이며,
R1, R2는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 시아노에틸, 아세톡시에틸, 아릴 또는 벤조일옥시에틸이며,
R3는 수소, 메틸, 메톡시 또는 에톡시기이며,
R4는 수소, 메틸 또는 아세트아미도기이다.
본 발명의 염료는 기존 분산염료와는 달리 분산제를 함유하지 않으므로 제품 생산시 분산화 작업공정을 생략하여 시간 및 에너지 절약 등 경제적인 이점과 더불어 폐수 및 분진의 발생량이 저감됨으로써 환경 오염을 최소화하는데 이바지 할 수 있다. 또한 폴리에스테르, 아세테이트, 면, 레이온섬유와 폴리에스테르-아세테이트, 폴리에스테르-면, 폴리에스테르-스판덱스, 폴리에스테르-레이온등의 혼방섬유를 염색할 수 있다.

Description

아조분산염료, 그의 제조방법 및 염색방법
본 발명은 다음 일반식(Ⅰ)의 아조분산염료와 그 제조방법에 관한 것이다. 좀더 구체적으로는 분산제를 사용하지 않고도 폴리에스텔섬유를 비롯한 아세테이트, 면, 레이온 섬유, 폴리에스테르-면, 폴리에스테르-스판덱스, 폴리에스테르-아세테이트, 폴리에스테르-레이온 혼방섬유를 황색, 주황색, 적색 및 청색으로 염색시킬 수 있는 다음 일반식(Ⅰ)의 모노아조염료와 그의 제조방법 및 이 염료를 사용하는 염색방법에 관한 것이다.
[화학식1]
…(Ⅰ)
여기에서 X1, X2는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 니트로, 시아노, 염소, 브롬, 메톡시 또는 에톡시기이며,
R1, R2는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 시아노에틸, 아세톡시에틸, 아릴 또는 벤조일옥시에틸이며,
R3는 수소, 메틸, 메톡시 또는 에톡시기이며,
R4는 수소, 메틸 또는 아세트아미도기이다.
분산염료(disperse dye)는 일반적으로 폴리아미드계나 폴리에스텔계 합성섬유의 염색에 널리 이용되는 물에 불용성이거나 난용성인 염료로서 콜로이드에 가까운 수분산 상태(水分散狀態)에서 섬유중에 분산시켜 염색하는 염료를 말한다. 화학 구조적으로는 분자내에 수산기, 그의 에테르기, 에스테르기 등의 약친수기를 함유하는 것이 보통이지만 술폰기와 같은 강친수기를 함유하기도 하는 아조계 염료와 안트라퀴논계 염료가 대부분이다.
일반적인 분산염료의 염색방법은 미분말화한 염료를 분산제로 처리하여 수중에 분산시킨 상태에서 피염물을 침지시켜 염색시키는 방법을 택하고 있다. 분산염료는 염료자체가 물에 불용성이므로 분산제로 처리하여 제품화 시켜야만 사용할 수 있으나 염료를 분산제로 처리하는 작업시 폐수 및 분진의 발생으로인한 경제적인 부담과 환경오염 문제를 피할 수 없었다.
본 발명의 목적은 제조된 염료를 분산제로 처리하지 않고도 폴리에스테르섬유를 비롯한 아세테이트, 면, 레이온 섬유, 폴리에스테르-면, 폴리에스테르-스판덱스, 폴리에스테르-아세테이트, 폴리에스테르-레이온 혼방섬유를 염색시킬 수 있는 새로운 형태의 아조분산염료와 그 염색방법을 제공하므로서 제품 생산과 염색 작업시 시간적, 경제적 효율성을 높이고 폐수와 분진의 발생을 억제하여 환경오염을 크게 줄수 있다는데 있다.
본 발명의 이점은 기존 분산염료 생산시 필수적인 분산제 처리공정을 생략하여 제품 생산기간을 단축시키고 분산제를 사용하지 않음으로서 제품 생산 및 염색 작업시 비용의 절감으로 경제적 이득을 얻을 수 있고 분산제 처리로 인한 폐수의 발생이 저감되어 환경 친화적인 제품생산을 추구할 수 있다는데 있다. 또한 밝고 선명한 색상을 나타내며 균염성이 양호하여 안정된 염색작업을 수행할수 있으며 폴리에스테르를 비롯한 다양한 섬유와 혼방섬유 각각 염색할 수 있으므로 폭넓게 사용할 수 있다.
본 발명은 다음 일반식(Ⅰ)의 아조분산염료와 그 제조방법에 관한 것이다.
[화학식1]
…(Ⅰ)
여기에서 X1, X2는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 니트로, 시아노, 염소, 브롬, 메톡시 또는 에톡시기이며,
R1, R2는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 시아노에틸, 아세톡시에틸, 아릴 또는 벤조일옥시에틸이며,
R3는 수소, 메틸, 메톡시 또는 에톡시기이며,
R4는 수소, 메틸 또는 아세트아미도기이다.
본 발명의 상기 일반식(Ⅰ)의 아조분산염료는 디아조체로서 다음 일반식(Ⅱ)의 화합물을, 커플링체로서 다음 일반식(Ⅲ)의 화합물을 사용하여 디아조화와 커플링을 실시하고 통상의 방법으로 염석, 여과, 건조하여 제조한다.
…(Ⅱ)
상기식에서 X1, X2는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 니트로, 시아노, 염소, 브롬, 에폭시 또는 에톡시기이다.
…(Ⅲ)
상기식에서 R1, R2는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 시아노에틸, 아세톡시에틸, 아릴 또는 벤조일옥시에틸이며,
R3는 수소, 메틸, 메톡시 또는 에톡시기이며,
R4는 수소, 메틸 또는 아세트아미도기이다.
분산제 처리를 하지 않은 상기 일반식(Ⅰ)의 아조분산염료를 물에 분산시켜 탄산소다로 pH 6.5∼7.0 범위로 중화시킨 후 욕비 1:7∼1:60 범위에서 상온에서 섬유와 함께 투입하고 30분∼1시간 120∼150℃로 승온후 20분∼1시간 염색 공정을 진행시켜 폴리에스테르섬유를 염색한다.
이하 본 발명의 염료를 폴리에스텔섬유에 염색하는 방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
전처리공정은 분산염료를 물에서 분산화시키고 탄산소다로 중화시킨 후(pH 6.5∼7.0) 염색을 시행한다.
○ 고온고압염색법
열과 압력의 힘으로 폴리에스테르섬유 입자사이의 공간에 염료를 침투시켜 흡착시키는 방법이다. 아세틱산/소듐아세테이트 등의 조제를 사용하여 pH 4.5∼5.0으로 조정 혹은 알카리계통에서 염색하며 욕비는 1:7∼1:60의 범위내에서 필요시 전해질 및 균염제, 계면활성제를 사용하여 상온∼60℃ 근방에서 섬유와 같이 투입하고 30분∼1시간 정도 승온후 120∼150℃에서 담색은 20분 전후로 농색은 40분∼1시간20분 정도 염색후 냉각하여 쇼핑한다. 혼방 염색은 배합되는 섬유 소재에 따라 염색법을 선택한다.
○ 캐리어염색
캐리어란 염액에 첨가하는 유기화합물로서 염료를 섬유내부로 옮겨주는데 도움을 주는 것을 말하며 염료와 캐리어가 일종의 착체를 형성하고 그 착체가 염료보다 빨리 섬유내부로 염료분자가 들어가기 쉽게하여 염료의 확산속도를 증가하는 방법이다. 아세틱산/소듐아세테이트 등의 조제에 캐리어를 투입하여 고온고압염색법과 유사하나 염색온도는 95∼100℃에서 염색한다. 혼방 염색은 배합되는 섬유 소재에 따라 염색법을 선택한다.
○ 아세테이트, 면, 레이온 및 폴리에스테르-아세테이트, 폴리에스테르-레이온, 폴리에스테르-면, 폴리에스테르-스판덱스 등의 혼방섬유등 각각 섬유의 특성에 따라 80∼130℃ 범위내에서 전해질 30∼80g/ℓ를 투입하여 염색하며 pH 4.5∼9 범위를 유지한다. 염색시 아세테이트 등의 소수성 섬유는 분당 1.5℃ 이상, 면과 폴리에스테르-면 혼방섬유는 분당 1∼2.5℃ 범위에서 승온하여 담색에서 80∼130℃로 30∼40분, 농색에서 80∼130℃로 40∼60분간 염색한다.
이하 본 발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 다음 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
물 200부에 디아조체로서 다음 구조식(Ⅴ)의 1-아미노벤젠-2-메톡시-4-술포에틸술폰 31.2부를 가하고 분산시킨다. 염산 10부를 가하고 아질산나트륨 6.9부를 첨가하여 5℃이하에서 디아조를 행한다. 커플링체로서 다음구조식(Ⅵ)의 N-시아노에틸-N-에틸아닐린 17.4부를 물 200부와 염산 20부에 가하여 용해시킨 후 디아조액에 가하여 2시간정도 커플링을 실시하고 식염 30부를 가하여 염석, 여과, 건조하여 하기 구조식(Ⅳ)의 황색 염료 45부를 얻었다. 이렇게 제조된 염료는 분산제 처리를 하지 않고도 직접 분산염료와 같은 방법으로 염색에 사용될 수 있다.
…(Ⅳ)
…(Ⅴ)
…(Ⅵ)
상기 염료 1부에 물 250부를 가하고 탄산소다 0.5부를 가하여 pH 6.5로 용해시키고 폴리에스테르 섬유에 염색농도에 맞춘 염액을 투입하고 욕비 1:10∼1:30 범위로 조정한 다음 황산나트륨 12부를 첨가하고 아세틱산/소튬아세테이트조제로 pH 4.5∼5.0으로 맞춘다. 상온∼60℃에서 30∼60분 승온후 120∼150℃에서 40∼120분 염색하고 냉각, 소핑을 거친 후 건조시킨다.
실시예 2
물 200부에 1-아미노벤젠-4-술포에틸술폰 28.1부를 가하여 분산시킨다. 염산 10부를 가하고 아질산나트륨 6.9부를 첨가하여 5℃이하에서 디아조를 행한다. N-벤조일옥시에틸-N-시아노에틸아닐린 29.4부를 물 150부에 분산시킨 후 황산 50부를 첨가하여 용해하고 상기 디아조액에 1∼2시간 첨가하여 커플링을 행한다.
10∼20℃에서 2시간 교반후 식염 25부를 가하여 염석한 후 여과하여 얻은 케익을 7∼10% 식염용액 450부에 다시 용해하여 여과후 건조하면 다음 구조식(Ⅶ)의 황새의 염료 50부를 얻는다. 이렇게 제조된 염료는 분산제 처리를 하지 않고도 직접 분산염료와 같은 방법으로 염색에 사용될 수 있다.
…(Ⅶ)
상기 염료 1부에 물 250부를 가하고 탄산소다 0.7부를 가하여 pH 7.0로 용해시키고 폴리에스테르섬유에 염색농도에 맞춘 염액을 투입하고 욕비 1:10∼1:30 범위로 조정한 다음 황산나트륨 12부를 첨가하고 아세틱산/소듐아세테이트 조제로 pH 4.5∼5.0으로 맞춘다. 상온∼60℃에서 30∼60분 승온후 120∼150℃에서 40∼120분 염색하고 냉각, 쇼핑을 거친후 건조시킨다.
실시예 3
물 140부에 3-아미노-4-메톡시아세트아닐라이드 15부를 용해한 후 마그네슘옥사이드, 칼슘옥사이드, 가성소다 등을 소량 투입하고 디에틸설페이트 41부를 첨가하여 축합 반응을 행한 후 황산 20부를 가하여 반응액을 용해시킨다. 반응액을 실시예 2의 디아조액에 1∼2시간 첨가하여 다음 구조식(Ⅷ)의 주황색의 염료 42부를 얻는다. 이렇게 제조된 염료는 분산제 처리를 하지 않고도 직접 분산염료와 같은 방법으로 염색에 사용될 수 있다.
…(Ⅷ)
상기 염료 1부에 물 250부를 가하고 탄산소다 0.8부를 가하여 pH 6.8로 용해시키고 폴리에스테르섬유에 염색농도에 맞춘 염액을 투입하고 욕비 1:10∼1:30 범위로 조정한 다음 황산나트륨 12부를 첨가하고 아세틱산/소듐아세테이트 조제로 pH 4.5∼5.0으로 맞춘다. 상온∼60℃에서 30∼60분 승온후 120∼150℃에서 40∼120분 염색하고 냉각, 소핑을 거친후 건조시킨다.
실시예 4
물 140부에 N,N-디알릴-4-메톡시아세트아닐라이드 26부를 투입하고 염산 20부를 가하여 용해한 후 실시예 2의 디아조액에 1∼2시간 첨가하여 커플링을 행하고 10∼20℃에서 2시간 교반한 후 식염 25부를 가한후 염석, 여과한다. 얻어진 케익을 10% 식염용액 450부에 다시 용해, 여과, 건조하면 다음 구조식(Ⅸ)의 적색염료 50부를 얻는다. 이렇게 제조된 염료는 분산제 처리를 하지 않고도 직접 분산염료와 같은 방법으로 염색에 사용될 수 있다.
…(Ⅸ)
상기 염료 1부에 물 250부를 가하고 탄산소다 0.8부를 가하여 pH 6.5로 용해시키고 폴리에스테르섬유에 염색농도에 맞춘 염액을 투입하고 욕비 1:10∼1:30 범위로 조정한 다음 황산나트륨 12부를 첨가하고 아세틱산/소듐아세테이트 조제로 pH 4.5∼5.0으로 맞춘다. 상온-60℃에서 30∼60분 승온후 120∼150℃에서 40∼120분 염색하고 냉각, 소핑을 거친후 건조시킨다.
(염색의 결과)
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
일광견뢰도 5 5 5 4-5
승화견뢰도 4-5 4-5 4-5 4-5
균염성 보통 보통 보통 보통
빌드업성 양호 양호 양호 양호
잔액 보통 보통 보통 보통
색상 황색 황색 주황색 적색
본 발명의 일반식(Ⅰ)의 염료 화합물에서 치환기 변동에 따른 색상은 다음 표1에 기재한 바와 같았다.
X1=H, X2=H
NO R1 R2 R3 R4 색상
1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16. C2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2C2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2 C2H4CNC2H4OCOCH3C2H4OCOC6H5CH2CHCH2C2H5C2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2C2H4CNC2H4OCOCH3C2H4OCOC6H5CH2CHCH2C2H5C2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2 HHHHHHHHOCH3OCH3OCH3OCH3OCH3OCH3OCH3OCH3 NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3 주황색주황색주황색주황색주황색주황색주황색주황색적색적색적색적색적색적색적색적색
X1=H, X2=CH3
NO R1 R2 R3 R4 색상
17.18.19.20.21.22.23.24.25.26.27.28.29.30.31.32. C2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2C2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2 C2H4CNC2H4OCOCH3C2H4OCOC6H5CH2CHCH2C2H5C2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2C2H4CNC2H4OCOCH3C2H4OCOC6H5CH2CHCH2C2H5C2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2 HHHHHHHHOCH3OCH3OCH3OCH3OCH3OCH3OCH3OCH3 NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3 주황색주황색주황색주황색주황색주황색주황색주황색적색적색적색적색적색적색적색적색
X1=OCH3, X2=CH3
NO R1 R2 R3 R4 색상
33.34.35.36.37.38.39.40.41.42.43.44.45.46.47.48. C2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2C2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2 C2H4CNC2H4OCOCH3C2H4OCOC6H5CH2CHCH2C2H5C2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2C2H4CNC2H4OCOCH3C2H4OCOC6H5CH2CHCH2C2H5C2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2 HHHHHHHHOCH3OCH3OCH3OCH3OCH3OCH3OCH3OCH3 NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3NHCOCH3 주황색주황색주황색주황색주황색주황색주황색주황색적색적색적색적색적색적색적색적색
본 발명의 일반식(Ⅰ)로 표시되는 화합물에서 치환기 변동에 따른 색상은 다음표(2)에 기재한 바와 같았다.
X1=H, X2=H
NO R1 R2 R3 R4 색상
49.50.51.52.53.54.55.56.57.58.59.60.61.62.63.64. C2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2C2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2 C2H4CNC2H4OCOCH3C2H4OCOC6H5CH2CHCH2C2H5C2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2C2H4CNC2H4OCOCH3C2H4OCOC6H5CH2CHCH2C2H5C2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2 HHHHHHHHHHHHHHHH HHHHHHHHCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3 황색황색황색황색황색황색황색황색황색주황색주황색황색황색주황색황색황색
X1=H, X2=CH3
NO R1 R2 R3 R4 색상
65.66.67.68.69.70.71.72.73.74.75.76.77.78.79.80. C2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2C2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2 C2H4CNC2H4OCOCH3C2H4OCOC6H5CH2CHCH2C2H5C2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2C2H4CNC2H4OCOCH3C2H4OCOC6H5CH2CHCH2C2H5C2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2 HHHHHHHHHHHHHHHH HHHHHHHHCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3 황색황색황색황색황색황색황색황색황색주황색주황색황색황색주황색황색황색
X1=OCH3, X2=CH3
NO R1 R2 R3 R4 색상
81.82.83.84.85.86.87.88.89.90.91.92.93.94.95.96. C2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2C2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4CNC2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2 C2H4CNC2H4OCOCH3C2H4OCOC6H5CH2CHCH2C2H5C2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2C2H4CNC2H4OCOCH3C2H4OCOC6H5CH2CHCH2C2H5C2H4OCOCH3C2H5CH2CHCH2 HHHHHHHHHHHHHHHH HHHHHHHHCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3 황색주황색주황색황색황색주황색황색황색황색주황색주황색주황색주황색적색주황색주황색
본 발명의 염료는 기존 분산염료와는 달리 분산제를 함유하지 않으므로 제품 생산시 분산화 작업공정을 생략하여 시간 및 에너지 절약 등 경제적인 이점과 더불어 폐수 및 분진의 발생량이 저감됨으로써 환경 오염을 최소화하는데 이바지 할 수 있다.

Claims (3)

  1. 다음 일반식(Ⅰ)로 표시되는 아조분산염료
    …(Ⅰ)
    상기식에서 X1, X2는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 니트로, 시아노, 염소, 브롬, 메톡시 또는 에톡시기이며,
    R1, R2는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 시아노에틸, 아세톡시에틸, 아릴 또는 벤조일옥시에틸이며,
    R3는 수소, 메틸, 메톡시 또는 에톡시기이며,
    R4는 수소, 메틸 또는 아세트아미도기이다.
  2. 아조염료의 제조방법에 있어서, 디아조체로서 다음 일반식(Ⅱ)의 화합물을, 커플링체로서 다음 일반식(Ⅲ)의 화합물을 사용하여 디아조화와 커플링을 실시하고 통상의 방법으로 염석, 여과, 건조하여 다음 일반식(Ⅰ)의 아조분산 염료를 제조하는 방법.
    …(Ⅰ)
    상기식에서 X1, X2는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 니트로, 시아노, 염소, 브롬, 메톡시 또는 에톡시기이며,
    R1, R2는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 시아노에틸, 아세톡시에틸, 아릴 또는 벤조일옥시에틸이며,
    R3는 수소, 메틸, 메톡시 또는 에톡시기이며,
    R4는 수소, 메틸 또는 아세트아미도기이다.
    …(Ⅱ)
    상기식에서 X1, X2는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 니트로, 시아노, 염소, 브롬, 에폭시 또는 에톡시기이다.
    …(Ⅲ)
    상기식에서 R1, R2는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 시아노에틸, 아세톡시에틸, 아릴 또는 벤조일옥시에틸이며,
    R3는 수소, 메틸, 메톡시 또는 에톡시기이며,
    R4는 수소, 메틸 또는 아세트아미도기이다.
  3. 분산제 처리를 하지 않은 다음 일반식(Ⅰ)의 아조분산염료를 물에 분산시켜 탄산소다로 pH 6.5∼7.0 범위로 중화시킨 후 욕비 1:7∼1:60 범위에서 상온에서 섬유와 함께 투입하고 30분∼1시간 120∼150℃로 승온후 20분∼1시간 염색 공정을 진행시켜 폴리에스테르섬유를 염색하는 방법.
    …(Ⅰ)
    상기식에서 X1, X2는 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 니트로, 시아노, 염소, 브롬, 메톡시 또는 에톡시기이며,
    R1, R2는 각각 독립적으로 메틸, 에틸, 시아노에틸, 아세톡시에틸, 아릴 또는 벤조일옥시에틸이며,
    R3는 수소, 메틸, 메톡시 또는 에톡시기이며,
    R4는 수소, 메틸 또는 아세트아미도기이다.
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