KR100334218B1 - 디아조메탄유도체의제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히드라존 유도체를 (a) 혼합 수용액에 대해서 가성 알칼리를 4 내지 14 w/w%의 농도로 함유하고, 차아염소산 알칼리 금속염을 3 내지 10 w/w%의 농도로 함유하는 혼합 수용액, (b) 소수성 유기 용매, (c) 무기 요오드 화합물 및 (d) 상전이 촉매를 포함하는 2상계 중에서 산화시키는 것을 특징으로 하는 디아조메탄 유도체의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

디아조메탄 유도체의 제조 방법{Process for Producing Diazomethane Derivative}
기술 분야
본 발명은 디아조메탄 유도체의 제조 방법에 관한 것이다.
배경 기술
하기 일반식(1)
(식 중, Ar은 치환될 수 있는 아릴기를 나타냄)로 나타내는 디아조메탄 유도체는 유기 화합물에 포함된 카르복실기의 보호 시약으로 유용한 화합물이다.
종래에는, 일반식(1)로 나타내는 디아조메탄 유도체를 하기 일반식(2)
(식 중, Ar은 상기와 동일함)로 나타내는 히드라존 유도체로부터 예를 들어 하기(A) 내지 (C)로 나타낸 방법에 의해 제조하였다.
(A) 산화수은(Journal of Organic Chemistry, 24, 560, 1959), 산화은(Journal of Organic Chemistry, 19, 718, 1954), 과산화니켈(Journal of Chemical Society, Chemical Communication, 20, 730, 1966), 이산화망간(일본국 특허 공고공보 (평)3-13222호) 등의 금속 산화물을 사용하는 방법.
(B) 퍼아세트산(일본국 특허 공고 공보 (소)59-34701호), m-클로로퍼벤조산(동 공보 (소)59-34701호, Indian Journal of Chemistry, 20B, 699, 1981) 등의 유기 과산화물을 사용하는 방법.
(C) 기타의 산화제로서, 과산화수소(일본국 특허 공고 공보 (소)59-34701호 또는 동 공보 (소)61-21942호), N-치환된 아민 할라이드(일본국 특허 공개 공보(소)59-170146호) 등을 사용하는 방법.
그러나, 상기 (A) 내지 (C)의 방법에는 여러 결점이 있다.
즉, (A)의 방법은 금속 산화물의 폐기 처리와 관련된 환경 오염의 문제나 금속 산화물을 재생 재이용하는 경우에도 그의 활성을 유지하기 위해서 많은 주의를 필요로 한다는 등의 문제점이 있다. (B)의 방법에는 안전성 및 반응후에 생성된 유기산의 제거 등의 처리상의 문제점 외에도, 유기 과산화물 자체가 고가라는 결점이 있다. 또한, (C)의 방법에는 안정성 및 산화에 의해서 필연적으로 물이 생성되어 과산화수소의 농도가 낮아짐으로써 반응 속도가 저하되는 결점이 있고, 또한 이를 방지하기 위해서 과산화수소를 추가하여 상기 농도를 유지하는 경우, 과산화수소가 상당히 과량으로 필요하다는 결점이 있다. 따라서, 상기 (A) 내지 (C)의 방법은 모두 공업적 견지에서 배려가 필요하므로, 공업적으로 유리한 것은 아니다.
한편, 상술한 방법으로 얻은 디아조메탄 유도체를 결정으로서 단리 및 정제하는 방법도 공지되어 있다(일본국 특허 공개 공보 (소)60-11450호). 그러나, 이 디아조메탄 유도체는 일반적으로 열에 대해서 불안정하므로, 이들은 보호 시약으로서 액상으로 사용된다. 이러한 경우, 반응 수율도 좋게 하면서 어떻게 고순도의 디아조메탄 유도체를 제조하는가, 즉 통상 디아조메탄 유도체의 제조시에 형성되는 아진 화합물 등의 부산물의 생성을 어떻게 억제하는가가 중요하게 된다.
또한, 일본국 특허 공고 공보 (소)59-34701호 및 문헌[Journal of Chemical Society, Perkin I, 2030, 1975]에는 히드라존 유도체를 산화시킬 때, 유기 과산, N-클로로숙신산이미드, 클로르아민-T, 과산화수소 등의 산화제를 사용하는 경우, 염기성 조건 하에서 상전이 촉매 및 무기 요오드 화합물의 존재 하에 산화시키는 것이 개시되어 있다. 상기 문헌에는, 차아염소산 나트륨도 산화제로 사용할 것을 제의하였다.
그러나, 일본국 특허 공고 공보 (소)59-34701호에는, 차아염소산 나트륨을 사용한 구체적인 실시예는 없으며, 상기 특허 공보에서, 염기는 단지 퍼아세트산 등의 유기 과산을 사용하는 경우 생성되는 아세트산 등의 산을 중화시키기 위한 목적으로만 사용되었다.
한편, 문헌[Journal of Chemical Society, Perkin I, 2030, 1975]에는 차아염소산 나트륨 및 요오드 I2를 사용하는 방법이 기재되어 있으나, 2032 페이지의 표4에서는 반응 수율이 13 %로 낮게 나타나 있으므로, 이러한 낮은 반응 수율의 측면에서 볼 때, 차아염소산 나트륨은 산화제로서는 적당하지 않은 것으로 상기 문헌의 2032 페이지의 우편 16 내지 18행에 기재되어 있다.
이어서, 산화제로서 과산화수소를 사용하는 방법을 고려해 볼 때, 일본국 특허 공고 공보 (소)61-21942호에는 알칼리 금속 탄산염의 존재 및 상전이 촉매와 무기 요오드 화합물의 존재 하에서 반응계의 과산화수소 농도를 20 % 이상으로 유지하여 산화하는 방법이 개시되어 있으나, 이때의 생성물의 반응 수율은 90 %로 여전히 불충분하였고, 또한 고순도의 디아조메탄 유도체는 얻어지지 않았다.
발명의 개시
본 발명자들은, 공업적인 디아조메탄 유도체의 합성이라는 관점에서, 고수율 및 고순도로 디아조메탄 유도체를 대량으로 제조하는 방법에 대하여 광범위한 연구를 수행하였다. 그 과정에서, 본 발명자들은 산화제로서, 공업용 원료로서 가장 비용이 저렴하고 안전성이 높으며, 반응이 용이하고 폐수 등의 취급도 매우 용이한 차아염소산 나트륨과 같은 차아염소산 알칼리 금속염을 사용할 것을 착상하였다.
그러나, 본 발명자들의 연구에 따르면, 산화제로서 차아염소산 알칼리 금속염을 사용하는 경우, 상기 종래 기술의 교시에 따라 반응을 행하여도, 반응 수율 및 (또는) 반응 선택성이 저하되고, 아진 화합물 등의 부생성물이 생성되는 등의 문제점이 있고, 따라서 고순도 및 고수율의 디아조메탄 유도체를 얻기가 불가능하다.
그러나, 본 발명자들이 행한 추가 연구의 결과로서, 차아염소산 알칼리 금속염, 염기, 무기 요오드 화합물 및 상전이 촉매의 4가지 요건 중, 산화제 수용액인 염기 및 차아염소산 알칼리 금속염의 혼합 수용액에서의 염기의 농도 및 차아염소산 알칼리 금속염의 농도가 함께 반응 수율 및 반응 선택성에 영향을 미치며, 염기 및 차아염소산 알칼리 금속염의 어느 일정 농도 범위를 선택하는 경우에는 반응 수율 및 반응 선택성(디아조메탄 유도체의 순도) 모두가 현저하게 향상됨을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견에 근거하여 완성된 것이다.
따라서, 본 발명은 상기 일반식(2)로 나타내는 히드라존 유도체를,
(a) 혼합 수용액의 총중량에 대해서, 가성 알칼리를 4 내지 14 w/w%의 농도로 함유하고, 차아염소산 알칼리 금속염을 3 내지 10 w/w%의 농도로 함유하는 혼합 수용액,
(b) 소수성 유기 용매,
(c) 무기 요오드 화합물, 및
(d) 상전이 촉매
를 포함하는 2상계 중에서 산화시키는 것을 특징으로 하는 일반식(1)로 나타내는 디아조메탄 유도체의 제조 방법을 제공한다.
본 명세서에서, Ar로 나타내는, 치환될 수 있는 아릴기의 아릴기로는 페닐기, 나프틸기 등을 예로 들 수 있다.
Ar로 나타내는 아릴기에 치환될 수 있는 치환기로는 할로겐 원자(불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자 등), 니트로기, 시아노기, 아릴기(페닐기, 나프틸기 등), 저급 알킬기, 특히 탄소수 1 내지 6의 알킬기(예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기 등), 저급 알콕시기, 특히 탄소수 1 내지 6의 저급 알콕시기(예를 들면 메톡시기, 에톡시기, 프로필옥시기 등) 등을 예로 들 수 있다. Ar로 나타내는 아릴기는 예를 들면 상기 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, 아릴기, 저급 알킬기 및 저급 알콕시기 등으로 이루어진 군에서 선택된 1 내지 5개, 바람직하게는 1 내지 2개의 동일 또는 상이한 종류의 치환기로 치환될 수 있다.
Ar로 나타내는 상기 치환된 아릴기 중에서도, 특히 1 또는 2개의 할로겐 원자로 치환된 페닐기, 1 또는 2개의 니트로기로 치환된 페닐기, 1 또는 2개의 시아노기로 치환된 페닐기, 1 또는 2개의 아릴기로 치환된 페닐기, 1 또는 2개의 저급 알킬기로 치환된 페닐기 및 1 또는 2개의 저급 알콕시기로 치환된 페닐기가 바람직하다.
특히, Ar은 비치환된 페닐기인 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에서 원료로 사용되는 일반식(2)의 히드라존 유도체는 공지된 화합물이거나, 또는 공지된 방법에 따라 용이하게 제조할 수 있는 화합물이다.
본 발명의 제조 방법에 사용되는 차아염소산 알칼리 금속염은 알칼리 금속 수산화물의 수용액 중에 염소를 도입하여 용이하게 제조할 수 있는데, 특히, 차아염소산 나트륨이 바람직하다. 차아염소산 나트륨은 일반적으로 유효 염소(Cl2로서 존재함) 12 내지 14 w/w%의 농도를 갖는 차아염소산 나트륨 수용액이 공업용 원료로서 저렴한 비용으로 용이하게 입수 가능하므로, 이러한 용액을 그대로 사용하거나 물로 희석하여 사용하는 것이 바람직하다.
차아염소산 알칼리 금속염(특히, 차아염소산 나트륨)의 사용량은 일반식(2)로 나타내는 히드라존 유도체 1 몰에 대해서 통상 1 내지 5 몰 범위, 바람직하게는 1 내지 2 몰 범위이며, 96 % 이상의 반응 수율 및 반응 선택성(디아조메탄 유도체의 순도)를 얻기 위해서는, 가성 알칼리 및 차아염소산 알칼리 금속염의 혼합 수용액중의 차아염소산 알칼리 금속염의 농도가 상기 혼합 수용액의 총중량에 대해서 3내지 10 w/w% 범위, 바람직하게는 4 내지 8 w/w% 범위인 것이 중요하다.
한편, 가성 알칼리로서는, 종래의 공지된 가성 알칼리, 예를 들면 수산화리튬, 수산화나트륨 및 수산화칼륨 등의 알칼리 금속 수산화물 등을 사용할 수 있지만, 바람직하게는 수산화나트륨이 경제적인 면에서 선호된다. 가성 알칼리는 일반적으로 수용액 형태로 사용하는 것이 취급면에서 유리하다. 또한, 본 발명에서는 가성 알칼리 수용액을 미리 상기 소정의 농도 범위로 존재하도록, 차아염소산 알칼리 금속염의 수용액과 혼합한 후, 생성 혼합액을 사용하는 것이 바람직하다.
가성 알칼리의 사용량은 일반식(2)로 나타내는 히드라존 유도체 1 몰에 대해서 통상 1 내지 10 몰 범위이고, 후처리 단계에서의 중화를 고려해 볼 때 5 몰 이하, 특히 1.2 내지 5 몰 정도가 바람직하다. 96 % 이상의 반응 수율 및 반응 선택성(디아조메탄 유도체의 순도)을 얻기 위해서는, 가성 알칼리 및 차아염소산 알칼리 금속염의 혼합 수용액 중의 가성 알칼리의 농도를 혼합 수용액의 총중량에 대해서 4 내지 14 w/w%의 범위, 바람직하게는 5 내지 12 w/w%의 범위로 하는 것이 중요하다.
본 발명의 방법에서, 소수성 유기 용매 및 상기 가성 알칼리와 차아염소산알칼리 금속염의 혼합 수용액으로 이루어진 2상계, 즉 유기 용매-물 혼합물의 2상계에서 반응을 행하는 것이 필수적이다.
소수성 유기 용매로서, 산화 반응에 불활성인 한 광범위한 종래의 공지된 소수성 유기 용매, 예를 들면 염소화 탄화수소, 특히 1 내지 4개의 염소 원자로 치환된 탄소수 1 내지 4의 염소화 탄화수소(구체적으로, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 클로로포름 등); 지방족 에스테르, 특히 C1-C4지방산과 C1-C4알콜과의 에스테르(구체적으로, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트 등); 에테르, 특히 디(C1-C4알킬)에테르(구체적으로, 디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르 등); 지방족 탄화수소, 특히 탄소수 5 내지 8의 직쇄 또는 분지쇄 또는 지환식의 지방족 탄화수소(구체적으로, n-헥산, 시클로헥산 등); 방향족 탄화수소(구체적으로, 벤젠, 톨루엔 등) 등을 들 수 있다. 상기 용매는 1종 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 소수성 유기 용매 중에서도, 원료인 히드라존 유도체 및 목적 화합물인 디아조메탄 유도체의 용해성, 안전성 및 경제성의 측면에서, 염소화 탄화수소계 용매, 특히 디클로로메탄이 바람직하다.
일반식(2)로 나타내는 히드라존 유도체의 소수성 유기 용매에 대한 농도는 특히 제한되어 있지만, 이들은 조작성, 특히 반응 종료후 분액의 용이성을 고려해 볼때 통상 약 10 내지 약 150 w/v% 정도, 바람직하게는 약 15 내지 약 100 w/v% 정도로 하는 것이 좋다. 여기서, w/v%는 하기 식으로 표현된다.
(w1/v1) x 100
식 중, v1은 소수성 유기 용매의 사용량(ml)이고, w1은 일반식(2)로 나타내는 히드라존 유도체의 양(g)이다.
본 발명에서는, 상기와 같이 2상계 중에서 반응을 행하지만, 반응계 내의 소수성 유기 용매(유기층)과, 가성 알칼리 및 차아염소산 알칼리 금속염의 혼합 수용액(수층)으로 이루어진 2상계를 형성시키는 한, 유기층의 양과 수층의 양의 비율은 넓은 범위에서 적합하게 선택할 수 있다. 일반적으로, 소수성 유기 용매에 대해서 상기 혼합 수용액을 약 1 내지 5배의 용량으로 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 무기 요오드 화합물로서는, 종래의 공지된 것, 예를 들면 요오드, 메타퍼요오드산의 알칼리 금속염(구체적으로, 메타퍼요오드산나트륨 및 메타퍼요오드산칼륨), 요오드화수소의 알칼리 금속염(구체적으로, 요오드화나트륨 및 요오드화칼륨), 사급 암모늄염의 요오드화물(구체적으로, 요오드화 암모늄, 테트라메틸암모늄 요오다이드, 테트라에틸암모늄 요오다이드 및 테트라부틸암모늄 요오다이드) 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서 요오드화수소의 알칼리 금속염을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 반응은 무기 요오드 화합물을 공존시키지 않고서도 진행될 수 있지만, 일반적으로는 이러한 반응은 서서히 진행되고 원료 화합물이 잔존하는 경향을 나타낸다. 따라서, 무기 요오드 화합물의 사용량은 일반식(2)로 나타내는 히드라존 유도체 1 몰에 대해서 통상 0.001 내지 1 몰 범위, 반응 속도 및 경제성의 관점에서는 0.01 내지 0.1 몰 범위인 것이 보다 바람직하다. 또한 이들 무기 요오드화합물은 일반식(2)로 나타내는 히드라존 유도체의 소수성 유기 용매 용액에 첨가되는 것이 바람직하다.
한편, 상전이 촉매로서는 종래의 공지된 광범위한 상전이 촉매를 사용할 수있는데, 그 예로는 사급 암모늄염, 구체적으로 테트라메틸암모늄 클로라이드, 테트라부틸암모늄 클로라이드, 벤질디메틸옥틸암모늄 클로라이드, 벤질트리옥틸암모늄클로라이드, 테트라부틸암모늄 하이드로겐 설페이트, 테트라부틸암모늄 히드록사이드 등; 크라운 에테르류, 구체적으로 15-크라운-5, 18-크라운-6등; 및 폴리에테르류, 구체적으로 폴리에틸렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르(상표명 : "트윈(Tween) 80" 등) 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도 사급 암모늄염이 특히 바람직하다.
상전이 촉매의 사용량은 일반식(2)로 나타내는 히드라존 유도체에 대해서 통상 0.0001 내지 50 w/w% 범위이지만, 고수율 및 고순도의 디아조메탄 유도체를 얻기 위해서는 상기 히드라존 유도체에 대해서 0.001 내지 3 w/w% 범위로 사용하는 것이 가장 바람직하다.
다시 말해, 본 발명의 반응은 상전이 촉매를 공존시키지 않고서도 진행될 수 있으나, 상전이 촉매를 사용하지 않을 경우, 반응 도중 및 반응 후에 디아조메탄 유도체가 분해되어 카르보닐 화합물 등과 같은 다량의 부산물을 생성하고, 결과적으로 디아조메탄 유도체의 반응 수율 및 순도를 상당히 저하시키므로, 상전이 촉매는 필수적이다. 또한 상전이 촉매를 상기 사용량 범위를 초과하여 사용하는 경우에도 반응 수율 및 순도가 저하되므로, 디아조메탄 유도체를 만족스러운 수준으로 얻기 위해서는 상전이 촉매의 사용량을 가능한한 소량으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 이들 상전이 촉매를 소수성 유기 용매층 또는 가성 알칼리 및 차아염소산 알칼리 금속염의 혼합 수용액층 중에 포함시키거나, 또는 이들 쌍방의 층 모두에 포함시킬 수 있다.
상전이 촉매를 가성 알칼리 및 차아염소산 알칼리 금속염의 혼합 수용액층 중에 첨가하는 경우에는, 상전이 촉매의 혼합 수용액에 대한 용해도가 낮거나, 또는 그의 비중이 상기 혼합 수용액의 비중보다 낮으면, 상전이 촉매가 실질적으로 혼합 수용액 중에서의 포화 농도 이상이 되어 잘 용해되지 않고 상층으로 분리되므로, 상기 사용량 범위를 초과하는 양의 상전이 촉매를 사용할 수도 있다.
본 발명의 반응은 각종 방법으로 행할 수 있고, 일반적으로, 소수성 유기 용매, 일반식(2)의 히드라존 유도체, 무기 요오드 화합물 및 상전이 촉매의 혼합액(소수성 유기 용매층)에, 교반하에서 가성 알칼리와 차아염소산 알칼리 금속염의 혼합 수용액을 적가 등의 방법으로 소량씩 첨가하여 반응을 행하는 것이 바람직하다. 상전이 촉매는 상기 혼합 수용액에 첨가할 수 있다.
또한, 본 발명의 반응은 가성 알칼리 및 차아염소산 알칼리 금속염의 혼합 수용액에, 교반하에서 소수성 유기 용매, 일반식(2)의 히드라존 유도체, 무기 요오드화합물 및 상전이 촉매의 혼합물을 적가 등의 방법으로 소량씩 첨가하여 행할 수도 있다. 상전이 촉매는 상기 혼합 수용액에 첨가할 수 있다.
본 발명의 반응은 상기 적가 중에 일어나지만, 발열 반응이어서, 적가 및 교반 중에 반응계의 온도가 상승하므로, 반응계의 온도를 일정한 범위내로 조절하면서 행하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 본 발명의 반응은 -30 내지 50 ℃의 온도에서 진행된다. 온도가 50 ℃를 초과하는 경우, 디아조메탄 유도체는 분해되는 경향이 있으므로, 고순도의 디아조메탄 유도체를 얻기 위해서는, -20 내지 30 ℃ 범위의 온도에서 반응을 행하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 반응은 상기한 바와 같이, 가성 알칼리 및 차아염소산 알칼리 금속염의 수용액을 소수성 유기 용매층에 적가함으로써(또는 그의 반대 방법으로 적가) 열이 발생되므로, 반응 초기의 온도를 저온으로 유지시키는 것이 유리하다. 이를 위해, 소수성 유기 용매층 및 가성 알칼리와 차아염소산 알칼리 금속염의 혼합 수용액을 반응 전에 미리 냉각시키는 것이 바람직하다.
반응계 내의 압력은 대기압으로 조절하는 것이 통상 바람직하지만, 감압하 또는 가압하에서 반응을 행할 수도 있다.
가성 알칼리 및 차아염소산 알칼리 금속염의 혼합 수용액의 적가 속도 또는 소수성 유기 용매층의 적가 속도는 반응 온도가 상기 범위내로 유지되는 한 특히 제한되지는 않는다. 통상 0.1 내지 8 시간 범위 내에서 적가하는 것이 좋다.
적가 종료 후, 반응을 충분히 완결하기 위해, 반응계를 상기 반응 온도에서 5 내지 60 분 정도 연속 교반하는 것이 바람직하다.
본 발명의 반응은 2상계 중의 불균일계의 반응이므로, 교반 효율을 위해 특별한 주의를 필요로 한다. 다시 말해, 소수성 유기 용매층 및 가성 알칼리와 차아염소산 알칼리 금속염의 혼합 수용액층이 완전 혼합되지 못하는 경우, 반응 효율(반응 수율) 및 반응 선택성(디아조메탄 유도체의 순도)가 저하되므로, 2개의 상을 완전 혼합할 수 있는 교반 방법 및 적당한 교반 속도를 선택하는 것이 바람직하다.
여기서, 이와 같은 교반은 종래부터 이러한 유형의 2상계 반응을 행하는데 사용되어온 종래의 공지된 교반 장치를 사용하여 행할 수 있다.
상기의 방법으로 얻을 수 있는 일반식(1)의 디아조메탄 유도체를 함유하는 소수성 유기 용매 용액은, 단순 분액시 유기 화합물에 함유된 카르복실기의 보호 시약으로 사용하기에 충분한 순도를 갖고, 따라서 그대로 사용할 수 있다. 또한, 저온에서 유기 용매의 일부를 증발시킴으로써 디아조메탄 유도체를 결정으로 분리한후 사용하는 것도 가능하다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 디아조메탄 유도체의 분석은 종래의 UV 측정법으로는 부생되는 불순물을 검측할 수 없기 때문에 디아조메탄 유도체의 반응 수율 및 순도의 실측치가 정량보다 크게 측정되므로, 액체 크로마토그래피(HPLC)법으로 행하였다.
하기 실시예 및 비교예에서, 별기가 없는 한 "%"는 "중량%, 즉 "w/w%"를 의미한다.
실시예 1
물 180 ml에 25 %의 수산화나트륨 수용액 267 ml(NaOH 2.13 몰) 및 유효 염소 13.8 %의 차아염소산 나트륨의 수용액 241 ml(NaOCl 0.57 몰)를 첨가하여, 10.4 w/w%의 수산화나트륨 및 5.2 w/w%의 차아염소산 나트륨을 함유하는 혼합 수용액을 제조한 후, 생성 혼합물을 빙냉하에서 교반 냉각시켰다.
한편, 벤조페논 히드라존(BPH) 89.0 g(0.45 몰)을 디클로로메탄 190 ml에 용해시키고, 이 용액에 벤질디메틸옥틸암모늄 클로라이드의 50 % 수용액(상품명 : "QBA-811", 다께모또 유시 가부시끼가이샤 제품) 0.10 ml(벤질디메틸옥틸암모늄 클로라이드 0.05 g) 및 요오드화칼륨 수용액(KI 4.5 g(0.03 몰)/물 6 ml)을 첨가하고, 생성 혼합물을 빙냉하에서 교반 냉각시켰다.
상기 두 용액 모두의 온도가 5 ℃ 이하임을 확인한 후, 디클로로메탄 중 벤조페논 히드라존의 용액에 상기 제조한 산화제 수용액을 반응제의 온도가 0 내지 20 ℃로 유지되도록 하면서 2 시간에 걸쳐서 서서히 적가하고, 적가를 종료한 후, 혼합물을 그대로 10 분간 추가로 격렬히 교반하였다. 혼합물을 30 분간 정치한 후, 디클로로메탄층을 분리하였다.
HPLC 분석 결과, 상기 디클로로메탄층에는 디페닐디아조메탄 86.5 g(반응 수율 98 %), 벤조페논 0.8 g(반응 수율 0.9 %) 및 벤조페논아진 0.6 g(반응 수율 0.8 %)이 함유된 것으로 나타났다. 디페닐디아조메탄의 함량은 UV 측정법으로 산출했을 때 90.90 g(반응 수율 103 %)이었다.
실시예 2
물 90 ml에 25 %의 수산화나트륨 수용액 134 ml(NaOH 1.07 몰) 및 유효 염소13.8 %의 차아염소산 나트륨 수용액 121 ml(NaOCl 0.29 몰)을 첨가하여, 10.4 w/w%의 수산화나트륨 및 5.2 w/w%의 차아염소산 나트륨을 함유한 혼합 수용액을 조제하고, 이 용액에 벤질디메틸옥틸암모늄 클로라이드의 50 % 수용액 0.10 ml(벤질디메틸옥틸암모늄 클로라이드 0.05 g)을 첨가한 후, 생성 혼합물을 빙냉하에서 교반 냉각시켰다.
한편, 벤조페논 히드라존 44.5 g(0.23 몰)을 디클로로메탄 95 ml에 용해시키고, 여기에 요오드화칼륨 수용액(요오드화칼륨 2.25 g(0.015 몰)/물 3 ml)을 첨가하고, 생성 혼합물을 빙냉하에서 교반 냉각시켰다.
상기 두 용액 모두의 온도가 5 ℃ 이하임을 확인한 후, 디클로로메탄 중 벤조페논 히드라존의 용액에 상기 제조한 산화제의 수용액을 반응계의 온도가 0 내지 20 ℃로 유지되도록 하면서 1 시간에 걸쳐서 서서히 적가하였다. 적가를 종료한 후, 혼합물을 10 분간 추가 교반하였다. 30 분간 정치한 후, 디클로로메탄층을 분리하였다.
HPLC 분석 결과, 상기 디클로로메탄충에는 디페닐디아조메탄 44.0 g(반응 수율 정략적)이 함유된 것으로 나타났다.
실시예 3 내지 12
물, 수산화나트륨의 25 % 수용액, 벤질디메틸옥틸암모늄 클로라이드의 50 % 수용액 및 디클로로메탄의 사용량을 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 조건 하에서 반응을 행하였다. 결과를 하기 표 1에 요약하였다.
실시예 13 내지 21
상전이 촉매를 벤질디메틸옥틸암모늄 클로라이드에서 하기 표 2에 나타낸 각 촉매로 변경한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 조건 하에서 반응을 행하였다.결과를 하기 표 2에 요약하였다.
비교예 1
실시예 1에 있어서, 요오드화칼륨 수용액(요오드화칼륨 4.5 g/물 6 ml)을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 하에서 반응을 행한 후, 디클로로메탄층을 실시예 1과 동일한 방법으로 분리하였다.
HPLC 분석 결과, 이 디클로로메탄층에는 디페닐디아조메탄 36.6 g(반응 수율 42 %), 벤조페논 1.3 g(반응 수율 1.6 %), 벤조페논 아진 0.1 g(반응 수율 0.1 %) 및 원료인 벤조페논 히드라존 50.4 g(반응 수율 57 %)이 함유되어 있었다.
비교예 2
실시예 1에 있어서, 수산화나트륨의 25 % 수용액 267 ml 대신에 물 267 ml를 추가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건하에서 반응을 행한 후, 디클로로메탄층을 실시예 1과 동일한 방법으로 분리하였다.
HPLC 분석 결과, 이 디클로로메탄층에는 디페닐디아조메탄 13.6 g(반응 수율 15 %), 벤조페논 8.1 g(반응 수율 9.8 %) 및 벤조페논 아진 22.7 g(반응 수율 27 %)이 함유되어 있었다.
비교예 3
실시예 1에 있어서, 벤질디메틸옥틸암모늄 클로라이드의 50 % 수용액을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건하에서 반응을 행한 후, 디클로로메탄층을 실시예 1과 동일한 방법으로 분리하였다.
HPLC 분석 결과, 이 디클로로메탄층에는 디페닐디아조메탄 48.7 g(반응 수율 55 %), 벤조페논 16.2 g(반응 수율 19 %) 및 벤조페논 아진 8.2 g(반응 수율 10 %)이 함유되어 있었다.
비교예 4
실시예 1에 있어서, 벤질디메틸옥틸암모늄 클로라이드의 50 % 수용액의 사용량을 0.10 ml에서 7.50 ml로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건하에서 반응을 행한 후, 디클로로메탄층을 실시예 1과 동일한 방법으로 분리하였다.
HPLC 분석 결과, 이 디클로로메탄층에는 디페닐디아조메탄 77.2 g(반응 수율 87 %), 벤조페논 4.1 g(반응 수율 5.0 %) 및 벤조페논 아진 4.6 g(반응 수율 5.6 %)이 함유되어 있었다.
비교예 5 내지 8
표 3에 나타난 조건을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 조건 하에서 반응을 행한 결과를 하기 표 3에 요약하였다.

Claims (18)

  1. 하기 일반식(2)로 나타내는 히드라존 유도체를,
    (a) 혼합 수용액의 총중량에 대해서, 가성 알칼리를 4 내지 14 w/w%의 농도로 함유하고, 차아염소산 알칼리 금속염을 3 내지 10 w/w%와 농도로 함유하는 혼합수용액,
    (b) 소수성 유기 용매,
    (c) 무기 요오드 화합물, 및
    (d) 상전이 촉매
    를 포함하는 2상계 중에서 산화시키는 것을 특징으로 하는 하기 일반식(1)로 나타내는 디아조메탄 유도체의 제조 방법.
    식 중, Ar은 치환될 수 있는 아릴기를 나타낸다.
  2. 제1항에 있어서, Ar이 페닐기인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 차아염소산 알칼리 금속염이 차아염소산 나트륨인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 차아염소산 알칼리 금속염이 히드라존 유도체 1 몰에 대해서 1 내지 5 몰의 비율로 사용되는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 가성 알칼리가 수산화리튬, 수산화나트륨 및 수산화칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 가성 알칼리가 히드라존 유도체 1 몰에 대해서 1 내지 10 몰의 비율로 사용되는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 소수성 유기 용매가 염소화 탄화수소, 지방족 에스테르, 에테르, 지방족 탄화수소 및 방향족 탄화수소로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 소수성 유기 용매가 염소화 탄화수소인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 히드라존 유도체가 소수성 유기 용매에 대해서 10 내지 150 w/v%의 농도로 사용되는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 무기 요오드 화합물이 요오드, 메타과요오드산의 알칼리 금속염, 요오드화수소의 알칼리 금속염 및 암모늄 요오드화물로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서, 무기 요오드 화합물이 요오드화수소의 알칼리 금속염인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 무기 요오드 화합물이 히드라존 유도체 1 몰에 대해서 0.001 내지 1 몰의 범위로 사용되는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 무기 요오드 화합물 및 히드라존 유도체가 소수성 유기 용매 중에 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상전이 촉매가 사급 암모늄염, 크라운 에테르류 및 폴리에테르류로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 것인 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상전이 촉매가 히드라존 유도체에 대해서 0.0001 내지 50 w/w%의 양으로 사용되는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상전이 촉매가 히드라존 유도체에 대해서 0.001 내지 3 w/w%의 양으로 사용되는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 산화 반응이 -30 내지 50 ℃ 범위의 온도에서 수행되는 방법.
  18. 제1항에 있어서, Ar이 페닐기이고, 차아염소산 알칼리 금속염이 차아염소산 나트륨이며, 산화 반응이 -20 내지 30 ℃의 온도에서 수행되는 방법.
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