KR100362707B1 - 유기 게르마늄(비스 - 베타 - 카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드) 합성법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 게르마늄의 화학적 합성방법에 관한 것으로, 종래에는 식물에서 추출한 유기 게르마늄의 경우에 대량 제조가 불가능한 문제점이 있었고, 또 무기 게르마늄 화합물 등을 식품에 적당량 배합하여 건강식품으로 사용하는 경우에는 인체에 매우 해로운 작용이 뒤따랐던 폐단이 있었다.
이에 본 발명은, 염화에틸카르복시기를 일차적으로 합성하고, 이와같이 합성된 유기기를 금속 게르마늄에 직접적으로 반응시킨 후 여기에 수반되는 최적반응 조건과 반응인자 및 반응조를 통해 그 반응성을 향상시켜 부산물이 최소화되고 부분가열로 인한 순도저하가 방지되면서 그 순도와 수율이 높게 나타나는 순식물성 유기 게르마늄(비스-베타-카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드 ; bis-beta-carboxyethyl germanium sesquioxide)을 제조하므로서, 생체내 인터페론 생성(항암제), 생체 방어기구 활성화 물질유발제(NK세포의 활성, 바이러스 감염 방어, 암환자 통증 완화 등), 항산화 작용, 세포내 산소의 활성원군, 혈청작용 및 혈구 활성강화제 등의 기능으로 질병예방과 그 치료에 탁월한 효능을 제공할수 있도록 인체 복용이 가능한 유기 게르마늄을 화학적 반응을 통해 대량으로 생산할수 있도록 하는 한편, 뇌기능 장애 극복제, 간장병 치료제, 심장병 치료제, 맥관질환자 치료제(고혈압, 동맥경화, 뇌졸증 등), 당뇨병 치료제, 폐질환 치료제, 갱년기 정력회복제, 콜레스테롤 강화제 등에 적용 가능한 유기 게르마늄(비스 - 베타 - 카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드) 합성법을 제공한다.
Description
본 발명은 질병 예방과 치료에 탁월한 효능을 가지면서 인체로 복용이 가능한 유기 게르마늄을 화학적으로 합성하여 대량으로 제조할수 있도록 하는 유기 게르마늄(비스-베타-카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드) 합성법에 관한 것이다.
특히, 유기 게르마늄의 화학적 합성에 있어서 염화에틸카르복시기 (ClCH2CH2COOH)를 일차적으로 합성하고, 이와같이 합성된 유기기를 금속 게르마늄에 직접적으로 반응시킨 후, 여기에 수반되는 최적반응 조건과 반응인자 및 반응조를 통해 생성물의 반응성을 향상시키면서 부산물을 최소화시키고, 더불어 부분가열로 인한 생성물의 순도저하를 방지하면서 그 순도와 수율(예: 90% 이상)을 높여 인체 복용이 가능하면서 생체내 인터페론 생성(항암제), 생체 방어기구 활성화 물질유발제(NK세포의 활성, 바이러스 감염 방어, 암환자 통증 완화 등), 항산화 작용, 세포내 산소의 활성원군, 혈청작용 및 혈구 활성강화제 등의 기능으로 질병예방과 그 치료에 탁월한 효능을 가지는 유기 게르마늄(비스-베타-카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드 ; bis-beta-carboxyethyl germanium sesquioxide)을 대량으로 제조할수 있도록 하는 유기 게르마늄의 화학적 합성방법에 관한 것이다.
일반적으로, 지각중 가장 큰 비중을 차지하는 원소는 46wt%인 산소이고, 그 다음으로 많은 원소는 규소로서 지구표면의 총 무게의 26wt%를 점유하고 있다.
한편, 게르마늄의 부존량은 7×10-4wt%로서 금이나 백금보다는 140배로 많고, 구리보다는 10배 정도 적으며 세슘 량과는 거의 같다.
1901년 Grignard시약이 발명된 후 1911년부터 F.S Kipping이 처음으로 Grignard시약을 규소화합물과 반응시켜 여러가지의 유기규소 화합물을 합성하였다.
이후, 1930년대 Corning glass works에서 연구한 유기 화학자 Dr.Frank Hyde는 Si를 기초로 한 유리와 C를 기초로한 플라스틱의 장점을 가지는 glue같은 고분자의 디페닐실리콘(Ph2SiO)과 오일인 디에칠실리콘(Et2SiO)의 토대위에 중간정도인 물성을 가지는 페닐에틸 실리콘(PhEtSiO)를 처음으로 합성하였다.
그 후, 1967년 일본의 Asaia박사의 연구로 유기 게르마늄 화합물을 합성하기에 이르렀다.
게르마늄 금속은 백색의 산화게르마늄과 코크스를 300℃ 정도의 전기 아크로에서 가열하여 게르마늄에 결합된 산소를 제거하고 검은색의 금속게르마늄을 대량으로 생산할수 있다.(GeO2+ 2C → Ge + 2CO)
금속게르마늄(Ge)을 염소와 반응 시, 금속게르마늄(Ge)을 200℃ 이상으로 가열하면서 그 위에 염소가스를 통과시키자 노란 불꽃을 내며 격렬히 반응하면서 무색의 액체가 얻어진다,
이 액체 합성물이 사염화게르마늄이다.(Ge + Cl2→ GeCl4)
유기마그네슘 화합물인 Grignard 시약을 게르마늄 염화물과 반응시켜서 여러가지 유기게르마늄 화합물을 합성하였다.
그러나, Kipping이 사용한 그리냐르법은 공정이 매우 복잡하고 어렵다.
더욱이, 최종 생성물에 포함되지 않는 마그네슘을 중간 공정에서 사용해야 하므로, 염화마그네슘을 회수하여 재사용하기 위해서는 전기 분해하여 염소와 마그네슘으로 환원해야 하지만, 이 전기분해 공정에는 많은 전력이 소요되므로 그 만큼 생성물의 제조원가가 높아지며, 또 다른 문제는 그리냐르 반응은 에테르를 용매로 사용해야 한다는 것이다.
에테르는 휘발성이 매우 높고 가연성이어서 대량으로 사용하면 화재의 위험이 매우 높다.
에틸 카르복시 염화 게르마늄은 수분과 접촉하면 분해되어 염화수소를 내기 때문에 취급하기 어렵고 증류나 건류 어느 것 하나 쉬운공정이 없다.
여기서, 그리냐르법의 화학반응식은 다음과 같다.
즉, 게르마늄에 유기기가 하나 있는 것부터 4개 있는 것까지 여러가지를 합성하였다.(GeCl4+ 2CH2CH2COOHMgCl →(CH2CH2COOH)2GeCl2+ 2MgCl2)
또한, 1940년 General Electric 회사의 Rochow는 메틸 그리냐르 시약을 사용하여 메틸 실리콘을 합성하였다.
그러나, 이 방법은 여러가지 어려운 점에 직면하게 되므로 대량 생산에 부적합함을 알았다.
한편, 무기 게르마늄 화합물(GeO2, GeS2, GeCl4) 등을 식품에 적당량 배합해서 건강식품으로 사용하는 경우가 있으나 이는 오히려 인체에 매우 해롭게 작용하는 폐단이 따랐다.
따라서, 본 발명은 염화에틸카르복시기(ClCH2CH2COOH)를 일차적으로 합성하고, 이와같이 합성된 유기기를 금속 게르마늄에 직접적으로 반응시킨 후 여기에 수반되는 최적반응 조건과 반응인자 및 반응조를 통해 그 반응성을 향상시켜 부산물이 최소화되고 부분가열로 인한 순도저하가 방지되면서 그 순도와 수율(예: 90% 이상)이 높게 나타나는 유기 게르마늄(bis-beta-carboxyethyl germanium sesquioxide)을 제조하므로서, 생체내 인터페론 생성(항암제), 생체 방어기구 활성화 물질유발제(NK세포의 활성, 바이러스 감염 방어, 암환자 통증 완화 등), 항산화 작용, 세포내 산소의 활성원군, 혈청작용 및 혈구 활성강화제 등의 기능으로 질병예방과 그 치료에 탁월한 효능을 제공할수 있도록 인체 복용이 가능한 유기 게르마늄을 화학적 반응을 통해 대량으로 생산할수 있도록 하려는데 그 목적이 있는 것이다.
즉, 본 발명은 뇌기능 장애 극복제, 간장병 치료제, 심장병 치료제, 맥관질환자 치료제(고혈압, 동맥경화, 뇌졸증 등), 당뇨병 치료제, 폐질환 치료제, 갱년기 정력회복제, 콜레스테롤 강화제 등에 적용 가능한 유기 게르마늄을 대량으로 제조할수 있도록 하는 것이다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명 유기 게르마늄(비스-베타-카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드) 합성법은 다음과 같다.
먼저, 에틸렌(CH2CH2)에 염소가스(Cl2)를 반응시켜 2염화 에틸렌(ClCH2CH2Cl)을 생성하는 단계(CH2CH2+ Cl2→ClCH2CH2Cl)와;
상기 생성된 2염화 에틸렌(ClCH2CH2Cl)에 지방산인 포름산(HCOOH)을 반응시켜 유기 게르마늄의 유기기인 염화에틸카르복시기(ClCH2CH2COOH)를 합성하는 단계 (ClCH2CH2Cl + HCOOH →ClCH2CH2COOH + HCl)와;
상기 염화에틸카르복시기(ClCH2CH2COOH)와의 반응성을 향상시키도록 98% 이상의 순도를 가지는 금속게르마늄(Ge)에 촉매역할을 하는 별도의 촉매제(예: Cu, Ni, Sn, Mn, Ag, Ti, Ca, Mg 등의 금속 또는 Pb+Sn, Fe+Cr, Y+Cu+Ba 등의 합금)인 게르마늄화구리(Cu3Ge) : 바륨(Ba) : 이트륨(Y) : 아연(Zn) = 1.79 : 0.53 : 0.1 : 0.1의 첨가비로 게르마늄화구리(Cu3Ge) + 바륨(Ba) + 이트륨(Y) + 아연(Zn)의 순서로 첨가하여 500℃에서 1 ~ 2시간동안 반응시켜 접촉혼합물을 생성하는 단계와;
상기 염화에틸카르복시기(ClCH2CH2COOH)와 촉매역활을 하는 별도의 촉매제와 금속게르마늄(Ge)의 혼합물인 접촉혼합물을 유동층 연속교반기에 넣은 후 3기압의 300℃에서 3 ~ 4시간 직접적으로 반응시켜 유기 게르마늄을 생성하는 단계(3ClCH2CH2COOH + Ge →CH2CH2COOHGeCl3+ 2CH2CH2COOH); 로 진행되는 것이다.
이와같이 진행되는 본 발명의 작용에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 에틸렌(CH2CH2)에 염소가스(Cl2)를 반응시키면, 2염화 에틸렌(ClCH2CH2Cl)이 생성된다.(CH2CH2+ Cl2→ClCH2CH2Cl)
이후, 상기의 2염화 에틸렌(ClCH2CH2Cl)에 지방산인 포름산(HCOOH)을 반응시키면, 유기 게르마늄의 유기기인 염화에틸카르복시기(ClCH2CH2COOH)가 합성된다. (ClCH2CH2Cl + HCOOH →ClCH2CH2COOH + HCl)
그리고, 상기 염화에틸카르복시기(ClCH2CH2COOH)를 Rochow 공법을 적용하여 금속게르마늄(Ge)과 직접법으로 합성하면,
3ClCH2CH2COOH(g) + Ge(s) → CH2CH2COOHGeCl3(ℓ) + 2CH2CH2COOH(ℓ)(크로로에칠카르복시드(기체상태) + 게르마늄(고체상태)→트리크로로에칠카르복시게르마늄(액체상태) + 에칠카르복시드(액체상태))
의 주반응이 나타나게 된다.이는 300℃, 3기압에서 3~ 4시간의 반응조건에서 합성되며,접촉혼합물로는 Ge + 복합촉매(정촉매 + 조촉매)이고,반응용기는 미리 온도조절된 반응가스 염화에틸카르복시기(ClCH2CH2COOH)를 뿜어 올리는 유동상의 유동층 연속 교반반응기에서 합성된다.여기서, 상기 주반응 외에 부반응들은 다음과 같이 예측할수 있다.
2ClCH2CH2COOH + Ge →(CH2CH2COOH)2GeCl2
3ClCH2CH2COOH + Ge →(CH2CH2COOH)3GeCl + Cl2
Cl2+ Ge →GeCl4
ClCH2CH2COOH + HCl + Ge →CH2CH2COOHGeCl2
이때, 상기의 생성물들 중에서 상업적인 활용가치가 가장 큰 것은 에틸카르복시 트리 클로로 게르마늄 이다.한편, 상기 부반응물들을 제어하기 위해서는 주반응물에 영향을 끼치는 각종 요인들에 대한 검토가 필요로 하게 되는 바, 이를 보다 구체적을 살펴보면 다음과 같다.[금속게르마늄의 순도와 분말화 영향]
게르마나이트, 알지로다이트, 리미어라이트, 프레이셔라이트, 켄필다이트 등의 황화합물과 아탄과 같은 석탄으로 부터 게르마늄 산화물이나 염화물을 얻는다.
이렇게 얻어진 산화물이나 염화물을 전기로에서 코크스를 넣고 고온으로 가열하여 환원공정을 거치면 금속게르마늄(Ge)을 얻게 된다.
이때, 상기 금속게르마늄의 순도는 98% 이상을 가지게 되며, 본 발명에서는 순도가 98% 이상되는 금속게르마늄을 사용하는 것이 바람직하다.순도는 98% 이상의 금속분말로는,① Ge(Fcc구조):-100 mesh,4N+(순도 99.99%이상), 반응물질.② CuCa(Fcc):-200 mesh,3N+(순도 99.9%이상) 정촉매제.③ Ba(bcc):-100 mesh,2N+(순도 99%이상) 정촉매제.④ Y(hcp):-40 mesh,3N+(순도 99.9%이상) 정촉매제.⑤ Zn(hcp):-200mesh,5N+(순도 99.999%이상) 조촉매제,(참고 정촉매제와 조촉매제를 합해서 촉매제라 한다.)가 있다.
철, 알루미늄, 칼슘 등도 역시 금속으로 환원되어 불순물로 존재하고, 이는 환원공정 중 부재료(코크스)로 부터 혼입될수도 있다.
한편, 금속게르마늄과 염화에틸카르복시기 사이의 반응은 고체와 기체 사이에 일어나는 불균일계 반응이므로, 기체인 염화에틸카르복시기 분자가 고체인 금속게르마늄 표면에서 충돌하여 반응이 일어나게 되는 것이다.
따라서, 상기의 금속게르마늄은 그 표면적이 클수록 반응에 유리할뿐만 아니라 분말화 할수록 그 반응성이 커지게 된다.
여기서, 금속게르마늄 분말의 표면은 공기중의 산소와 천천히 반응하여 어느정도의 산화물을 형성할수 있는 바, 이것은 주반응을 방해하는 요인이고 다른 부산물이 생성되는 요인으로 작용하므로 주의하여야 한다.
또한, 상기 게르마늄은 고온에서 너무 격렬하게 반응하게 되므로, 염화에틸카르복시가 금속게르마늄과 반응하기 전에 분해되어 탄소가 금속표면에 침착되면서 주반응의 반응성 저하를 예방할 필요도 있다.
이를 위해 본 발명에서는 상기 염화에틸카르복시기와 금속게르마늄의 반응성을 향상시킬수 있도록 일정이상(예: 98% 이상)의 순도를 가지는 금속게르마늄에 촉매역할을 하는 별도의 촉매제를 혼합시킨 접촉혼합물을 먼저 생성한다.
[촉매선정과 촉매량 결정]복합촉매(조촉매)는 촉매 활성과 수명 및 선택성을 늘이기 위해 분말의 입자크기와 결정구조 채택하고, 염소수가 최대인 CH₂CH₂COOHGeCa₃의 선택성을 늘리고 열안정성을 늘리기 위해 사용되며, 연구실험에서 Cu(구리)금속보다 반응성과 선택성이 우수한 CuCa(염화구리)을 사용하게 되는 특성이 있다.따라서, 촉매를 사용하지 않게 되면 유기염화물과 금속게르마늄의 반응은 잘 일어나지 않으며, 결과도 재현성도 없고 생성물의 대부분은 게르마늄 염화물이 된다고 알려져 있다.
반응의 촉매제는 상기에 설명한 Cu를 비롯하여 Ni, Sn, Mn, Ag, Ti, Ca, Mg 등의 금속과 Pb+Sn, Fe+Cr, Y+Cu+Ba 등의 합금이 될수도 있다.
이와같이 염화에틸카르복시기와 반응이 잘 되도록 금속게르마늄에 촉매 역할을 하는 다른 금속들을 혼합시켜 놓은 상태를 접촉혼합물이라 한다.
일반적으로 촉매의 함량이 높아지면 접촉혼합물의 반응성도 좋아지는 경향을나타내고, 더불어 생성물에 염소의 함량도 따라서 높아지게 된다.
그러므로, 80%의 Cu를 사용하면 90% 이상의 생성물을 얻을수 있다.
이때, 비중치에 의해 Cu가 반응조 밑으로 모이는 현상이 생기지 않도록 교반을 잘하고 가급적 Cu의 함량을 줄이도록 하며, 금속게르마늄의 비중을 고려하여 복합 촉매를 사용함이 바람직하다.[접촉혼합물 제조]접촉혼합물 제조방법으로는 기계적으로 섞는 방법과 가열한 후 분쇄하는 물리적 방법, 그리고 화학반응을 일이키는 방법 등이 있고, 이에따라 촉매의 종류나 량이 같아도 생성물이 다르게 나타날수 있다.일예로, Cu와 Ge의 이성분계(binary system)의 상태도를 조사하면 상이 존재한다.그러므로, 이들 상가운데 가장 반응성이 높은 상을 연구하는 것이 바람직하다.또한, 상기 방법들 중 어떤 방법을 사용하던지 간에 접촉혼합물의 표면적을 크게 하면서 촉매와 게르마늄과의 사이에 금속결합을 형성시키는 것이 가장 바람직하다.접촉 혼합물의 반응식을 살표보면,12CuCa(s) + 7Ge(s)→4Cu3Ge(s) + 3GeCl₄(g)염화구리(고체상태) + 게르마늄(고체상태)→게르마늄화구리(고체상태) + 4염화게르마늄(기체상태)이고,반응조건으로는 500℃에서 1 ~ 2시간의 조건으로첨가 순서는 게르마늄화구리(Cu3Ge) + 바륨(Ba) + 이트륨(Y) + 아연(Zn)의 순서로 첨가하되,첨가량(몰비)은 게르마늄화구리(Cu3Ge) : 바륨(Ba) : 이트륨(Y) : 아연(Zn) = 1.79 : 0.53 : 0.1 : 0.1의; 비로 첨가한다.접촉혼합물은 4CuCl + nGe →(n-1)Ge + 4Cu≠+ GeCl4
4Cu≠+ Ge≠→ Cu3Ge(접촉혼합물)
이 반응은 게르마늄 표면에서 일어나고 생성물인 사염화게르마늄은 500℃ 정도의 반응온도에서 기체로 빠져 나가므로 게르마늄의 표면은 깨끗해지고, CuCl에서 환원된 구리는 원자형태의 미세한 입자이므로 반응성이 매우 높고 선택성도 좋아 우수한 접촉혼합물이 될수 있다.생성물의 증제는 주생성물(CH₂CH₂COOHGeCa₃)과 부생성물의 비점차가 미미하므로 90 ~ 120단의 증류탑 단수를 30단씩 3~4 그룹으로 나누어 증류한다
[조촉매의 영향]
조촉매(promoters)란 반응에 영향을 주는 첨가물로서 그 첨가량이 1wt% 미만인 것을 말한다.
상기 조촉매는 접촉혼합물의 형성과정에서 결정의 성장에 영향을 주거나 또는 염화에틸카르복시기의 흡착과정을 돕거나 혹은 부반응의 발생에 영향을 주는 것으로서, 본 발명에서는 Zn과 Y를 접촉혼합물에 첨가하여 활성화 에너지(10㎉/mole) 감소에 따른 반응성과 선택성이 높게 나타나도록 하였다.
[반응조]
적합한 반응조는 반응온도를 일정하게 유지하여야 하고 부분적으로 과열되어 염화에틸카르복시의 열분해를 막아야 하며, 금속게르마늄의 열전도도는 다른 금속에 비하여 비교적 적은 편이고 기체들의 열용량이 작다.
이에, 고정형 반응조(fixed bed reactor), 교반형 반응조, 유동층 반응조 등이 제공되고 있다.
상기 고정형 반응조(fixed bed reactor)는 반응열을 효과적으로 제공하기가 어려운 단점을 가지고 있다.
상기 교반형 반응조(stirred bed reactor)는 게르마늄에 대한 촉매와 불순물들의 비가 계속 달라져 정상상태(steady state)에 도달하지 못할뿐만 아니라 온도조절에 문제가 많다.
즉, 게르마늄 고체와 염화에틸카르복시 기체 사이에서 일어나는 반응은 불균일계 반응이고, 반응온도도 300℃ 부근의 높은 온도이며 발열반응이기 때문에 그 운전 조건들이 매우 까다롭게 필요로 하는 것이다.
따라서, 게르마늄 고체를 염화에틸카르복시 기체로 띄워 균일계 반응과 유사하게 되어 고체분말이 활발히 움직여서 반응열을 쉽게 냉각기로 전달하게 하는 유동층 반응조(fluidized bed reactor)를 사용함이 바람직하다.
[반응온도]
상기 반응조의 반응온도는 반응물의 염소수에 따라 오일형태, 고무형태, 수지형태로 되는 경향이 높다.
그러므로, 반응온도는 염소수에 따라 100℃, 200℃, 300℃, 400℃ 로 대별되고, 본 발명에서는 300℃ 내외의 반응온도를 설정함이 바람직하다.
더불어, 사용되는 촉매의 종류나 량에 따라 최적의 반응온도가 달라질수 있도록 반응초기에는 반응진행중일때 보다 약간 더 높은 온도를 유지함이 바람직하며, 이는 생성물이 조성을 결정하는 중요한 요소 중의 하나이다.
즉, 너무 고온을 유지하면 염화에틸카르복시가 열분해되어 탄소가 게르마늄 표면을 덮으면서 그 반응성이 현저하게 저하되기 때문이다.
또한, 금속게르마늄과 염화에틸카르복시는 발열반응이므로 반응열을 적절히 제거해 주지 못하면 부분으로 과열되는 곳(hot spots)이 생기게 된다.
상기 hot spots의 과열현상은 교반형 반응조를 사용할 경우에 가장 심하고, 유동층 반응조를 사용하면 완화되나 유동화가 잘 안되는 경우에는 그 과열현상이 발생되는 소지가 있다.
따라서, 적당한 반응온도는 반응조의 압력에 따라 달라지는데 압력이 높으면 압력이 낮을때보다 반응온도를 낮추는 것이 바람직하다.
일예로, 직접반응이 상압하에서 300℃의 온도에서 시작된다면 압력이 4∼8기압으로 높을때는 250℃ 정도로 낮추어야 하는 것이다.
이는 1∼4기압에서의 반응조 압력은 유기 게르마늄의 생성비율에 비례함을 알수 있기 때문이다.
[반응압력]
반응속도는 반응기체의 분압이 높으면 빨라지므로, 반응조의 압력(예; 3∼4 기압)을 높게 유지하면서 반응시키는 것이 바람직하다 하겠다.
즉, 반응조 압력을 3∼4기압으로 유지시키면서 300℃에서 반응시킬때가 3염화에틸카르복시 게르마늄의 생성율을 90% 이상으로 유지시킬수 있는 것이다.
다시말해, 본 발명은 염화에틸카르복시기(ClCH2CH2COOH)를 일차적으로 합성하고, 이와같이 합성된 유기기를 금속 게르마늄에 직접적으로 반응시킨 후 여기에 수반되는 최적반응 조건과 반응인자 및 반응조를 통해 그 반응성을 향상시키며, 이를 가수분해하면 부산물이 최소화되고 부분가열로 인한 순도저하가 방지되면서 그 순도와 수율(예: 90% 이상)이 높게 나타나는 유기 게르마늄인 비스-베타-카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드(이에 해당하는 화합물의 화학식 ; (CH2CH2COOHGe)2O3)을 대량으로 제조할수 있게 되는 것이다.
즉, 염화메틸과 금속규소를 직접 반응시켜 메틸 염화 실란을 합성하는 직접법을 사용하면 되는 것이다.
여기서, 유기게르마늄 염화물이 염소를 하나만 가지고 있을 경우에는 가수분해하여 알콜과 유사한 GeOH로 변하는 것을 보고 게르마놀(Germanol)이라고 지칭하기로 한다.
이 유기기는 벤젠이나 페닐기와 같이 클 때는 안정하고, 이 경우는 축합되어 Ge-O-Ge 결합으로 바뀔수 있다.
이것을 Germanol-Ether(게르마놀 에테르)이라고 지칭하기도 한다..
그리고, 유기게르마늄 염화물에 2개의 Ge-Cl 결합이 있을 경우에는 가수분해하여 2개의 Ge-OH 결합으로 바뀌고 이것은 더 빨리 축합되어 Ketone형태와 유사한 화합물이 된다. 이 화합물을 본 발명에서는 Germanone(게르마논)이라 지칭한다.
이것은 glue와 같은 고분자 물질이다.
한편, 3개의 Ge-Cl 결합이 있는 경우는, 3개의 Ge-Cl 결합이 있는 경우,
가수분해를 실시하면 GeO2와 같은 고체가 얻어지며, 상기의 고체는 무기 게르마늄 화합물(GeO2)과는 성질이 다르며 부스러지기 쉬우나 수지와 같은 성질을 가지게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 부산물이 최소화되고 부분가열로 인한 순도저하가 방지되면서 그 순도와 수율(예: 90% 이상)이 높게 나타나는 유기 게르마늄(비스 - 베타 - 카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드)을 제조하므로서, 생체내 인터페론 생성(항암제), 생체 방어기구 활성화 물질유발제(NK세포의 활성, 바이러스 감염 방어, 암환자 통증 완화 등), 항산화 작용, 세포내 산소의 활성원군, 혈청작용 및 혈구 활성강화제 등의 기능으로 질병예방과 그 치료에 탁월한 효능을 제공할수 있도록 인체 복용이 가능한 유기 게르마늄을 화학적 반응을 통해 대량으로 생산할수 있도록 하는 한편, 뇌기능 장애 극복제, 간장병 치료제, 심장병 치료제, 맥관질환자 치료제(고혈압, 동맥경화, 뇌졸증 등), 당뇨병 치료제, 폐질환 치료제, 갱년기 정력회복제, 콜레스테롤 강화제 등에 적용할수 있는 효과를 제공한다.
Claims (4)
- 에틸렌에 염소가스를 반응시켜 2염화 에틸렌을 생성하는 단계와;상기 생성된 2염화 에틸렌에 지방산인 포름산을 반응시켜 유기 게르마늄의 유기기인 염화에틸카르복시기를 합성하는 단계와;상기 염화에틸카르복시기와의 반응성을 향상시키도록 98% 이상의 순도를 가지는 금속게르마늄에 촉매역할을 하는 별도의 촉매제(Cu, Ni, Sn, Mn, Ag, Ti, Ca, Mg 등의 금속 또는 Pb+Sn, Fe+Cr, Y+Cu+Ba 등의 합금)인 게르마늄화구리:바륨:이트륨:아연 = 1.79:0.53:0.1:0.1의 몰비로 하여 게르마늄화구리(Cu3Ge)→바륨(Ba)→이트륨(Y)→아연(Zn)의 순서로 첨가하여 500℃에서 1 ~ 2시간동안 반응시켜 접촉혼합물을 생성하는 단계와;상기 염화에틸카르복시기와 촉매역활을 하는 별도의 촉매제와 금속게르마늄의 혼합물인 접촉혼합물을 유동층 연속교반기에 넣은 후 3기압의 300℃에서 3 ~ 4시간 직접적으로 반응시켜 유기 게르마늄을 생성하는 단계; 로 진행함을 특징으로 하는 유기 게르마늄(비스 - 베타 - 카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드) 합성법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유기 게르마늄 제조의 화학반응은,CH2CH2+ Cl2→ClCH2CH2ClClCH2CH2Cl + HCOOH →ClCH2CH2COOH + HCl3ClCH2CH2COOH + Ge →CH2CH2COOHGeCl3+ 2CH2CH2COOH;로 이루어지도록 함을 특징으로 하는 유기 게르마늄(비스 - 베타 - 카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드) 합성법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 화학반응에 의해 생성되는 유기 게르마늄 염화물은 그 가수분해로 순도와 수율이 높게 나타나면서 인체 복용이 가능한 비스-베타-카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드(이에 해당하는 화합물의 화학식 ; (CH2CH2COOHGe)2O3)가 생성됨을 특징으로 하는 유기 게르마늄(비스 - 베타 - 카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드) 합성법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,화학반응에 의해 생성된 유기게르마늄 염화물에 하나의 염소만 있을때의 가수분해는,유기게르마늄 염화물에 2개의 Ge-Cl 결합이 있을 경우에는,유기게르마늄 염화물에 3개의 Ge-Cl 결합이 있을 경우에는,의 화학반응으로 이루어짐을 특징으로 하는 유기 게르마늄(비스 - 베타 - 카르복시에틸 게르마늄 세스크옥사이드) 합성법.
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