KR100540990B1 - 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온의 제조법 - Google Patents

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Abstract

하기 화학식 5(V)로 표시되는 비닐에테르류와 하기 화학식 6(VI)으로 표시되는 할로게노아세틸할로겐화물을 원료로 하며, 하기의 반응식 1로 표시되는 반응공정 1∼4를 거쳐 하기 화학식 3으로 표시되는 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온(관용명: 스쿠아린산)을 제조한다.
<반응식 1>
Figure 112005058165239-pat00001
(식 중, R1은 알킬기를 나타내며, R2, R3, R4 및 X는 동일 또는 다른 할로겐 원자를 나타낸다.)

Description

3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온의 제조법{Process for producing 3,4-dihydroxy-3-cyclobutene-1,2-dione}
본 발명은 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온을 용이하게 고수율로 제조하는 방법에 관한 것이다.
3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온(관용명 squaric acid=스쿠아린산) 은 의약품 또는 전자사진용 감광체, 추기(追記)형 광디스크용 기록재료, 광증감제 등 기능성 재료의 원료로서 유용하게 알려져 있다[케미컬 레뷰즈(Chem.Rev.),93,449 (1993년); 특개평4-106400호 공보, 특개평2-306247호 공보; 특개평2-48665호 공보, 특개평5-5005호 공보, 특개평5-96173호 공보 등].
지금까지 이 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온에 관하여 많은 제조법이 알려져 있다. 그러나 모두 공정이 길고 원료합성이 곤란하며 반응조건이 엄격하고 수율이 낮고 제조에 특수한 설비를 필요로 하는 등의 문제점을 갖고 있다.
예컨대 ① 트리케텐을 원료로 하는 방법[잭슨(B.Jackson) 등, EP442431 등], ② 4-히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온을 원료로 하는 방법[벨러스(D.Bellus), 헬베치카·키미카·악타(Helv.Chim.Acta),61,1784(1978년)], ③ 테트라알콕시에틸렌을 원료로 하는 방법[벨러스(D.Bellus), 저널 오브 오가닉 케미스트리(J.Org.Chem.),44,1208(1979년)], ④ 디알콕시아세틸렌을 원료로 하는 방법[페리카스(M.A.Pericas), 테트라헤드론 레터스(Tetrahedron Letters),4437(1977년)], ⑤ 테트라할로겐에틸렌을 원료로 하는 방법[저널 오브 디 아메리칸 케미컬 소사이어티(J.Amer.Chem.Soc),81,3480(1959년) 등], ⑥ 헥사클로로부타디엔을 원료로 하는 방법[하겐버그(P.Hagenberg), 독일공개특허공보(Ger.Offen).1568291호 등], ⑦ 일산화탄소를 원료로 하는 방법[실베스트리(G.Silvestri), 일렉트로키미카·악타 (Electrochim.Acta),23,413(1978년)] 등이 알려져 있다.
그러나 ①의 방법은 원료인 트리케텐이 디케텐 제조시의 부생성물로서 얻어지는 것이기 때문에 다량의 원료를 확보하기 곤란하며, ②의 방법은 원료를 얻는 방법이 생산성이 낮은 고체배양법 또는 공정이 긴 합성법이고, ③의 방법은 원료합성이 곤란한데다 수율이 낮고, ④의 방법은 원료합성이 곤란하고, ⑤의 방법은 원료합성이 곤란하며 공정이 길고, ⑥의 방법은 수율이 낮고, ⑦의 방법은 제조에 특수한 설비를 필요로 하는 등의 문제점을 각각 갖고 있다.
또한 리비히스 아나렌 데어 케미(Liebigs Ann.Chem.),686,55(1965년)에는 1,1,2,3,4,4-헥사클로로-1,3-부타디엔에서 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온을 제조하는 방법이 개시되어 있는데 이 방법에는 최종 목적물의 수율이 낮다는 문제점이 있다.
또한 저널 오브 디 아메리칸 케미컬 소사이어티(J.Amer.Chem.Soc.),84,2919 (1962년)에는 2-클로로-3-에톡시-4,4-디플루오로-2-시클로부텐-1-온을 경유하여 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온을 제조하는 방법이 개시되어 있는데, 이 방법에는 원료로서 이용하는 1-클로로-2,4,4-트리에톡시-3,3-디플루오로시클로부텐의 합성수율 및 최종 목적물의 수율이 낮다는 문제점이 있다.
또한 본 발명에 있어서 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온을 제조할 때의 중간체로서 쓰이는 3-알콕시-2-할로게노시클로부타논 유도체의 제조법이 [아브라모바(N.M.Abramova) 등, 이즈베스티아 아카데미 나우크 에스에스에스알 세리아 키미케스카야(Izv.Akad.Nauk SSSR,Ser.Khim.)2,439(1981년)]에 개시되어 있다. 그러나 이 방법으로는 목적물의 수율은 35%로 낮아 실용상 만족할 만한 것은 아니다.
본 발명의 목적은, 용이하게 고수율로 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온을 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 방법은, 하기 화학식 1로 표시되는 3-알콕시-2,2,4,4-테트라할로게노시클로부타논 유도체를 탈할로겐화수소제 존재하에 처리하고 하기 화학식 2로 표시되는 3-알콕시-2,4,4-트리할로게노-2-시클로부텐-1-온 유도체를 얻은 후 이것을 가수분해하는 것을 특징으로 하는 하기 화학식 3으로 표시되는 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온의 제조법이다.
Figure 112005058165239-pat00002
*(식 중, R1은 알킬기를 나타내며, R2, R3 및 X는 동일 또는 다른 할로겐을 나타낸다.)
Figure 112005058165239-pat00003
(식 중, R1, R2, R3 및 X는 상기와 동일한 뜻이다.)
Figure 112005058165239-pat00004
상기 화학식 1로 표시되는 3-알콕시-2,2,4,4-테트라할로게노시클로부타논 유도체는 하기 화학식 4로 표시되는 3-알콕시-2-할로게노시클로부타논 유도체를 할로겐화제와 반응시킴으로써 얻어진다.
Figure 112005058165239-pat00005
(식 중, R1 및 R2는 상기와 동일한 뜻이다.)
또 상기 화학식 4로 표시되는 3-알콕시-2-할로게노시클로부타논 유도체는 하기 화학식 5로 표시되는 비닐에테르류와 하기 화학식 6으로 표시되는 할로게노아세틸할로겐화물을 pKa 약 6.0∼약 8.0(25℃의 수용액 중)의 아민화합물 존재하로 반응시킴으로써 얻어진다.
Figure 112005058165239-pat00006
(식 중, R1은 알킬기를 나타낸다.)
Figure 112005058165239-pat00007
(식 중, R2 및 R4는 동일한 또는 다른 할로겐을 나타낸다.)
즉, 상기 화학식 5로 표시되는 비닐에테르류와 상기 화학식 6으로 표시되는 할로게노아세틸할로겐화물을 pKa 약 6.0∼약 8.0(25℃의 수용액 중)의 아민화합물 존재하에 반응시켜 상기 화학식 4로 표시되는 3-알콕시-2-할로게노시클로부타논 유도체를 얻어 이것을 할로겐화제와 반응시켜 상기 화학식 1로 표시되는 3-알콕시-2,2,4,4-테트라할로게노시클로부타논 유도체를 얻고, 이것을 탈할로겐화수소제 존재하에 처리하여 상기 화학식 2로 표시되는 3-알콕시-2,4,4-트리할로게노-2-시클로부텐-1-온 유도체를 얻어 이것을 가수분해함으로써 상기 화힉식 3으로 표시되는 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온을 얻을 수 있다.
또 상기 pKa 약 6.0∼약 8.0(25℃의 수용액 중)의 아민화합물로서 N-메틸모르포린, N-에틸모르포린, N,N-디에틸아닐린 및 2,4,6-트리메틸피리딘으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한가지가 바람직하게 이용된다.
상기 화학식 1, 2, 4, 5 및 6의 각 기의 정의에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지(分枝)형 탄소수 1∼18의 알킬기로서, 예컨대 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소아밀기, 네오펜틸기, 2-펜틸기, 3-펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 2-에틸헥실기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 펜타데실기, 옥타데실기 등을 들 수 있다. 할로겐은 불소, 염소, 브롬, 요오드의 각 원자 등을 나타낸다.
이하 본 발명의 제조법을 설명하기로 한다.
화학식 3으로 표시되는 화합물(이하, 화합물(Ⅲ)이라 한다. 다른 식번호의 화합물에 대해서도 동일하게 표기한다)은 다음의 반응식 1로 나타낸 반응공정에 따라서 제조할 수 있다.
Figure 112005058165239-pat00008
(식 중, R1 ,R2 ,R3 ,R4 및 X는 상기와 동일한 뜻이다.)
이하, 상기의 공정 1∼4에 대해서 각각 설명한다.
공정 1 화합물(Ⅳ)(3-알콕시-2-할로게노시클로부타논 유도체)의 제조
원료인 화합물(V)(비닐에테르류) 및 화합물(Ⅵ)(할로게노아세틸할로겐화물)은 시판품으로서 구입할 수 있다.
우선 화합물(Ⅵ)과 화합물(Ⅵ)의 0.8∼2당량, 바람직하게는 1∼1.5당량의 화합물(V)과 반응용매의 혼합물 중에 화합물(Ⅵ)의 0.8∼1.2당량, 바람직하게는 1.0 ∼1.2당량의 아민화합물을 적하하여 반응함으로써 화합물(Ⅳ)을 얻는다. 여기서 쓰이는 아민화합물은 pKa 약 6.0∼약 8.0(25℃ 수용액 중)의 것으로서 필요하면 상기 반응용매와 동일한 또는 다른 용매로 희석하여 쓸 수 있다. 또한 필요하면 아민화합물을 적하한 후 숙성시킨다.
상기 화합물(Ⅵ)인 할로게노아세틸할로겐화물로는, 플루오로아세틸플루오리드, 플루오로아세틸클로리드, 플루오로아세틸브로미드, 플루오로아세틸요디드, 클로로아세틸플루오리드, 클로로아세틸클로리드, 클로로아세틸브로미드, 클로로아세틸요디드, 브로모아세틸플루오리드, 브로모아세틸클로리드, 브로모아세틸브로미드, 브로모아세틸요디드, 요오드아세틸플루오리드, 요오드아세틸클로리드, 요오드아세틸브로미드, 요오드아세틸요디드 등이 예시된다.
상기 화합물(V)인 알킬비닐에테르류로는, 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 프로필비닐에테르, 이소프로필비닐에테르, n-부틸비닐에테르, 이소부틸비닐에테르, sec-부틸비닐에테르, tert-부틸비닐에테르, 펜틸비닐에테르, 이소아밀비닐에테르, 네오펜틸비닐에테르, 2-펜틸비닐에테르, 3-펜틸비닐에테르, 헥실비닐에테르, 옥틸비닐에테르, 2-에틸헥실비닐에테르, 노닐비닐에테르, 데실비닐에테르, 도데실비닐에테르, 펜타데실비닐에테르, 옥타데실비닐에테르 등을 들 수 있다.
또한 상기 pKa 약 6.0∼약 8.0의 아민화합물(25℃ 수용액 중)로는, 바람직하게는 N-메틸모르포린, N-에틸모르포린, N,N-디에틸아닐린, 2,4,6-트리메틸피리딘 등을 들 수 있으며 이들은 단독 또는 2가지 이상 혼합하여 이용할 수 있다.
상기 반응용매로는 반응에 불활성인 것이면 되는데 예컨대 디에틸에테르, 디 이소프로필에테르, 테트라히드로퓨란, 1,4-디옥산, tert-부틸메틸에테르 등의 에테르류, 클로로포름, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄 등의 할로겐화 탄화수소류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드를 들 수 있으며 단독 또는 2가지 이상 혼합하여 이용된다.
이 공정 1의 반응은 통상 0∼100℃, 바람직하게는 30∼70℃에서 실시된다. 또한 숙성은 0∼100℃ 사이의 온도로 30분∼5시간 실시된다.
또한 이 반응으로 얻어지는 화합물(Ⅳ)은 하기 화힉식 7 및 8로 표시되는 4 종류의 다이아스테레오머화합물(Ⅶ) 및 (Ⅷ)로서 생성한다.
Figure 112005058165239-pat00009
Figure 112005058165239-pat00010
(식 중, R1 및 R2는 상기와 동일한 뜻이다.)
이들 다이아스테레오머 화합물(Ⅶ) 및 (Ⅷ)은 모두 다음 공정 2의 원료로서 사용할 수 있다. 또한 화합물(Ⅷ)은 가열처리 또는 아민화합물에 의한 처리에 의해 정량적으로 화합물(Ⅶ)이 된다.
공정 2 화합물(I)(3-알콕시-2,2,4,4-테트라할로게노시클로부타논 유도체)의 제조
화합물(Ⅳ)을 필요에 따라 3∼6당량, 바람직하게는 3∼4당량의 염기성 화합물 또는 1∼3당량의 인화합물의 존재하, 반응용매 중 또는 무용매로 화합물(Ⅳ)의 3∼6당량, 바람직하게는 3∼4당량의 할로겐화제와 반응시키고 필요하다면 숙성시킴으로써 화합물(I)을 얻는다. 이 반응은 원료화합물(Ⅳ)이 상술한 2 종류의 다이어스테리오머 중 어느 한쪽이건 또는 혼합물이건 마찬가지로 진행한다.
상기 할로겐화제로는 염소, 브롬, 요오드, 5염화인, 염화설푸릴, N-브로모숙신이미드, N-클로로숙신이미드 등을 들 수 있다.
상기 염기성 화합물로는 피리딘, 트리에틸아민, 퀴놀린 등의 유기염기성 화합물, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨 등의 무기염기성 화합물, 초산나트륨, 초산칼륨 등의 염기성 유기산염류를 들 수 있으며 이들은 단독 또는 두가지 이상 혼합하여 사용된다.
상기 인 화합물로는 삼브롬화인, 삼염화인 등을 들 수 있다.
이 인 화합물과 상기 염기성화합물은 혼합하여 사용해도 상관없다.
이 공정 2에서 쓰이는 반응용매로는 이 공정에서의 반응에 불활성인 것이 사용되며 예컨대 상기 공정 1에서 쓰이는 반응용매와 동일한 것 및 물을 들 수 있으며 이들은 단독 또는 두가지 이상 혼합하여 사용된다.
이 공정 2에 있어서 할로겐화제 첨가시의 온도는 0∼100℃, 바람직하게는 0∼50℃이며 숙성은 0∼100℃에서 10분∼3시간 실시한다.
공정 3 화합물(Ⅱ)(3-알콕시-2,4,4-트리할로게노-2-시클로부텐-1-온 유도체)의 제조
화합물(I)을 반응용매 중 또는 무용매로 탈할로겐화 수소제로 처리함으로써 화합물(Ⅱ)을 얻는다.
이 공정 3에서 쓰이는 반응용매로는 이 공정에서의 반응에 불활성인 용매를 사용할 수 있으며 예컨대 상기 공정 1에서 쓰이는 반응용매와 같은 것에 더해 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 등의 알코올류, 헥산, 헵탄, 옥탄, 이소옥탄, 시클로헥산 등의 지방족 탄화수소류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디이소프로필케톤, 디에틸케톤 등의 케톤류, 초산에틸, 초산메틸 등의 에스테르류를 들 수 있는데 이들은 단독 또는 2 종류 이상 혼합하여 사용된다.
상기 탈할로겐화 수소제로는 트리에틸아민, 트리부틸아민, 피리딘, 퀴놀린 등의 유기염기성 화합물, 염화리튬, 브롬화리튬, 요오드화리튬, 초산리튬, 탄산리튬 등의 무기 또는 유기리튬염, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 극성아미드계 화합물 등을 들 수 있는데 이들은 단독 또는 2 종류 이상 혼합하여 사용된다. 이 탈할로겐화 수소제의 사용량은 화합물(I)에 대하여 바람직하게는 0.5당량 이상, 보다 바람직하게는 0.8당량 이상이다.
이 공정 3에 있어서의 반응은 실온∼120℃에서 30분∼12시간 실시한다.
공정 4 화합물(Ⅲ)(3,4-디히드록시-3-시클로부텐 1,2-디온)의 제조
공정 4에서는 화합물(Ⅱ)을 반응용매 중 또는 무용매로 산성수용액과 함께 가열하여 가수분해함으로써 화합물(Ⅲ)을 얻는다.
이 공정 4에서 쓰이는 반응용매로는 이 공정에서의 반응에 불활성인 용매를 사용할 수 있는데, 예컨대 상기 공정 1에서 쓰이는 반응용매와 같은 것에 더해 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올 등의 알코올류 및 초산을 들 수 있는데 이들은 단독 또는 두가지 이상 혼합하여 사용된다.
상기 산성수용액으로는 황산수용액, 염화수소수용액, 초산수용액, 질산수용액, 인산수용액 등 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 산성수용액 농도는 1∼90중량%, 바람직하게는 10∼60중량%이다. 산성수용액의 사용량은 특별히 한정되어 있지 않지만 바람직하게는 산으로서 화합물(Ⅱ)의 1배몰 이상이 되도록 사용된다.
이 공정에서의 반응온도는 80∼120℃, 바람직하게는 90∼110℃이고 반응시간은 바람직하게는 1∼48시간의 범위가 된다.
또 상기 공정 1∼4에서 얻어지는 중간체(화합물(I),(Ⅱ),(Ⅳ)) 및 목적화합물(화합물(Ⅲ))은 유기합성화학으로 상용되는 정제법, 예컨대 증류, 여과, 추출, 세정, 건조, 농축, 재결정, 각종 크로마토그래피 등에 의해 단리정제할 수 있다. 또한 중간체에 있어서는 특별히 정제하지 않고 다음 반응에 제공할 수도 있다.
또한 화합물(I), 화합물(Ⅱ), 화합물(Ⅲ) 및 화합물(Ⅳ)은 물 또는 각종 용매와의 부가물 형태로 존재하는 것도 있지만 이들 부가물도 본 발명의 개념에 포함된다.
(실시예)
이하 본 발명의 실시예를 설명하기로 하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1; 2- 클로로 -3-이소부톡시시클로부타논(화합물(Ⅳ)의 합성( 공정1 )
tert-부틸메틸에테르 135ml에 화합물(V)로서 이소부틸비닐에테르 30.0g(0.3mo1) 및 화합물(Ⅵ)로서 클로로아세틸클로라이드 34.9g(0.3mo1)을 용해한 용액을 교반하면서 50∼55℃로 가열하고 그 중에 N-메틸모르포린(PKa 7.4) 30.3g(0.3mo1)을 tert-부틸메틸에테르 45ml에 용해한 용액을 2시간에 걸쳐 적하하였다. 적하가 종료되고 나서 4시간 후에 물 4Oml을 가하여 분액(分液)하고 얼음층을 제거하였다. 유기층을 하기의 분석조건으로 가스크로마토그래피 분석한 결과 화합물(Ⅳ)인 2-클로로-3-이소부톡시시클로부타논의 수율은 75.8%였다. 또한 상기 유기층을 농축한 후 증류에 의해 분석용 샘플을 얻어 이것을 원소분석, NMR(핵자기공명)로 분석하였다.
{가스크로마토그래피 분석조건)
이하의 실시예, 비교예에 대해서도 같은 조건으로 분석하였다.
칼럼: TC-17(GL 사이언스사제), 내경 0.25mm×길이 30m
온도조건: 50℃에서 0.5분 유지 후 10℃/분으로 승온하여 240℃에서 4분 유지한다.
캐리어가스: 질소가스
검출기: FID(Flame Ionization Detector; 수소염이온화 검출기)
원소분석값: (조성식 C8H13O2Cl)
H C
계산값(%) 7.42 54.40
실측값(%) 7.45 53.44
비점: 61∼64℃/1.6∼1.7mmHg
NMR 분석값:
1H-NMR(CDCl3): δ(ppm)0.94(3H, dd, J=1.0, 6.6Hz),
0.96(3H, dd, J=1.0, 6.6Hz), 1.92(1H, septet, J=6.6Hz),
3.13(1H, ddd, J=3.7, 6.6, 18.0Hz), 3.28(1H, ddd, J=2.2, 7.8, 18.0Hz),
3.33(1H, dd, J=6.6, 9.0Hz), 3.41(1H, dd, J= 6.6, 9.0Hz),
4.17(lH, ddd, J=5.1, 6.6, 7.8Hz), 4.79(1H, ddd, J=2.2, 3.7, 5.1Hz)
13C-NMR(CDCl3): δ(ppm)19.2, 28.4, 49.4, 66.7, 73.4, 77.3, 196.9
이성체(다이아스테레오머: 화합물(Ⅷ)에 상당)의 NMR분석값
1H-NMR(CDCl3): δ(ppm)0.93(3H, dd, J=2.3, 6.6Hz),
*0.95(3H, dd, J=2.3, 6.6Hz), 1.93(1H, septet, J=6.6Hz),
3.06(1H, ddd, J=1.9, 3.6, 17.8Hz), 3.31(1H, ddd, J=4.5, 6.6, 17.8Hz),
3.41(1H, dd, J=6.6, 8.8Hz), 3.48(1H, dd, J= 6.6, 8.8Hz),
4.37(lH, dt, J=3.6, 6.6Hz), 4.87(1H, ddd, J=1.9, 4.5, 6.6Hz)
실시예 2,3,4, 비교예 1∼8
N-메틸모르포린 30.3g(0.3mo1) 대신에 하기 표 1에 나타낸 아민화합물을 동일 몰 사용하여 실시예 1과 동일하게 반응을 하였다. 반응 종료후의 2-클로로-3-이소부톡시시클로부타논의 수율을 가스크로마토그래피로 분석하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
실시예 비교예 아민화합물 pKa값 화합물(Ⅳ)의 수율(%)
1 N-메틸모르포린 7.4 75.8
2 N-에틸모르포린 7.7 69.1
3 2,4,6-트리메틸피리딘 7.4 65.9
4 N,N-디에틸아닐린 6.6 43.0
1 트리에틸아민 10.8 19.0
2 N-메틸피롤리딘 10.5 14.0
3 N-메틸피페리딘 10.1 25.2
4 트리부틸아민 9.9 4.7
5 α-피콜린 5.9 7.8
6 피리딘 5.2 0.5
7 N,N-디메틸아닐린 5.2 18.7
8 퀴놀린 4.8 7.9
실시예 5; 2,2,4,4- 테트라클로로 -3- 이소부톡시시클로부타논(화합물(Ⅰ))의 합성(공정2)
20℃ 이하의 온도로 유지된 2-클로로-3-이소부톡시시클로부타논(화합물(Ⅳ)) 1.8g과 20중량% 초산나트륨 수용액 6.2g과 피리딘 1.2g의 혼합물에 염소가스 672ml를 45분간 불어넣었다. 염소가스를 다 불어넣은 후 반응액의 온도를 40∼50℃로 승온하여 2시간 숙성시켰다. 그 후 실온까지 냉각하여 10중량% 티오황산나트륨 2ml와 디클로로메탄 10ml를 더해 교반하여 분액하였다. 유기층을 가스크로마토그래피 분석했을 때 화합물(I)인 2,2,4,4-테트라클로로-3-이소부톡시시클로부타논의 수율은 92.5%였다.
상기 유기층을 농축한 후 증류에 의해 분석용 샘플을 얻었다. 분석결과를 하기에 나타낸다.
원소분석값: (조성식 C8H10O2Cl4)
H C
계산값(%) 3.60 34.32
실측값(%) 3.64 34.23
비점: 50∼60℃/30∼40mmHg
NMR 분석값:
1H-NMR(CDCl3): δ(ppm)1.03(6H, d, J=6.6),
2.08(1H, quintet, J=6.6), 3.64(2H, d, J=6.6), 4.64(1H, s)
13C-NMR(CDCl3): δ(ppm)19.1, 28.7, 79.2, 84.3, 90.3, 184.3
실시예 6; 2,4,4- 트리클로로 -3- 이소부톡시 -2- 시클로부텐 -1-온(화합물(Ⅱ))의 합성(공정3)
2,2,4,4-테트라클로로-3-이소부톡시시클로부타논(화합물(I)) 5.0g과 트리에틸아민 3.6g을 tert-부틸메틸에테르 50ml에 용해한 용액을 4시간 환류하였다. 실온까지 냉각후 1N염산 50ml에서 세정하여 유기층을 농축하였다. 농축잔류물을 실리카겔칼럼 크로마토그래피에 의해 분리(전개액(展開液) 조성: n-헥산/초산에틸=1OO/1)하여 화합물(Ⅱ)인 2,4,4-트리클로로-3-이소부톡시-2-시클로부텐-1-온 3.3g을 얻었다(수율 77%).
실시예 7; 3,4-디히드록시-3- 시클로부텐 -1,2- 디온(화합물(Ⅲ))의 합성( 공정4)
2,4,4-트리클로로-3-이소부톡시-2-시클로부텐-1-온(화합물(Ⅱ)) 2.54g을 33중량% 황산수용액 3.89g과 이소프로판올 8g의 혼합용액에 가하여 6시간 환류하였다. 상압가열에 의해 휘발분을 증류제거한 후 석출물을 여과함으로써 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온(화합물(Ⅲ)) 1.Og을 얻었다(수율 88%).
실시예 8 ; 이소부틸비닐에테르(화합물(Ⅴ))와 클로로아세틸클로라이드(화합물 (Ⅵ))에서 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온(화합물(Ⅲ))의 합성
tert-부틸메틸에테르 1080ml에 이소부틸비닐에테르(화합물(Ⅴ)) 360.6g(3.6mo1) 및 클로로아세틸클로라이드(화합물(Ⅵ)) 271.3g(2.4mol)을 용해한 용액을 교반하면서 40∼45℃로 가열하고 그 중에 N-메틸모르포린 242.8g(2.4mo1)을 tert-부틸메틸에테르 360ml에 용해한 용액을 2시간 동안 적하하였다. 적하가 종료되고 나서 1시간 후에 5% 탄산수소나트륨 수용액 300ml를 가하여 분액하여 물층을 제거하였다. 이로써 얻어진 유기층으로부터 tert-부틸메틸에테르를 포함하는 휘발분을 감압제거하여 얻어진 잔류물과 20중량% 초산나트륨 수용액 1387.5g과 피리딘 267.6g의 혼합물에 반응온도 5℃에서 염소가스 133.7l를 7.5시간 동안 불어넣었다. 염소가스를 다 불어넣은 후 반응액의 온도를 20∼25℃로 승온하여 1시간 숙성시켰다. 그 후 톨루엔 1l와 10중량% 티오황산나트륨 400ml를 가하여 분액하고 유기층을 6중량% 염산 200ml로 더 세정하여 분액하였다. 얻어진 유기층에 N,N-디메틸포름아미드 483ml와 염화리튬 73.3g을 가하여 3.5시간, 80∼100℃로 가열하였다. 반응종료후 냉각시켜 40중량% 황산수용액 1934g을 가하고 5.5시간, 80∼100℃로 가열하였다. 반응종료후 10℃까지 냉각시켜 여과에 의해 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온(화합물(Ⅲ)) 166.2g을 얻었다.
본 발명의 제조법은, 원료의 입수가 용이한 것, 범용합성설비를 사용할 수 있는 것, 공정수가 적은 것, 반응조건이 온화한 것 및 목적물을 고수율로 얻을 수 있는 것을 특징으로 하며 공업적 생산에 적합한 방법이다. 따라서 의약품, 또는 전자사진용 감광체, 추기형 광디스크용 기록재료, 광증감제 등의 기능성 재료의 원료로서 유용한 3,4-디히드록시-3-시클로부텐-1,2-디온(관용명, 스쿠아린산)을 제조하는 방법으로서 유효하다.

Claims (2)

  1. 하기 화학식 5로 표시되는 비닐에테르류와 하기 화학식 6으로 표시되는 할로게노아세틸할로겐화물을 pKa 6.0∼8.0(25℃의 수용액 중)의 아민화합물 존재하에 반응시키는 것을 특징으로 하는 하기 화학식 4로 표시되는 3-알콕시-2-할로게노시클로부타논 유도체의 제조법.
    <화학식 5>
    Figure 112005058165239-pat00011
    (식 중, R1은 알킬기를 나타낸다.)
    <화학식 6>
    Figure 112005058165239-pat00012
    (식 중, R2 및 R4는 동일한 또는 다른 할로겐을 나타낸다.)
    <화학식 4>
    Figure 112005058165239-pat00013
    (식 중, R1 및 R2는 상기와 동일한 뜻이다.)
  2. 제1항에 있어서, 상기 pKa 6.0∼8.0(25℃의 수용액 중)의 아민화합물이 N-메틸모르포린, N-에틸모르포린, N,N-디에틸아닐린 및 2,4,6-트리메틸피리딘으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 3-알콕시-2-할로게노시클로부타논 유도체의 제조법.
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