KR100774628B1 - 불균일촉매를 이용한 광학적으로 순수한 (ｒ)-폼 또는(ｓ)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법 - Google Patents

불균일촉매를 이용한 광학적으로 순수한 (ｒ)-폼 또는(ｓ)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100774628B1
KR100774628B1 KR1020020038691A KR20020038691A KR100774628B1 KR 100774628 B1 KR100774628 B1 KR 100774628B1 KR 1020020038691 A KR1020020038691 A KR 1020020038691A KR 20020038691 A KR20020038691 A KR 20020038691A KR 100774628 B1 KR100774628 B1 KR 100774628B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tetrahydrofurannitrile
tetrahydroperfurylamine
reaction
alcohol
optically pure
Prior art date
Application number
KR1020020038691A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040003866A (ko
Inventor
곽병성
고기호
임종호
Original Assignee
에스케이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이 주식회사 filed Critical 에스케이 주식회사
Priority to KR1020020038691A priority Critical patent/KR100774628B1/ko
Publication of KR20040003866A publication Critical patent/KR20040003866A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100774628B1 publication Critical patent/KR100774628B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/04—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/10—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
    • C07D307/14—Radicals substituted by nitrogen atoms not forming part of a nitro radical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B57/00—Separation of optically-active compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/04—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/18—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D307/24—Carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen

Abstract

본 발명은 불균일촉매를 이용한 광학적으로 순수한 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민(tetrahydrofurfurylamine)의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 불균일촉매 및 유기 용매의 존재하에서 (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴(tetrahydrofuran-2-carbonitrile)을 수소화 반응을 통해 환원시켜 광학적으로 순수한 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 불균일촉매를 적용하는 연속 수소화 반응으로 높은 광학순도를 유지시킬 수 있는 청정기술을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제조방법은 추출공정을 배제한 간단한 공정이면서 유해물질을 사용하지 않아 친환경적인 공정이며, 시간당 생산효율이 증가되어 경제적이기 때문에 공업적으로 대량생산이 용이한 장점을 갖는다.
(R)-테트라히드로퍼퓨릴아민, (S)-테트라히드로퍼퓨릴아민, 2-테트라히드로퓨란니트릴, 광학활성, 불균일촉매, 수소화, 니켈

Description

불균일촉매를 이용한 광학적으로 순수한 (Ｒ)-폼 또는 (Ｓ)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법{Method for preparing of optically pure (R)-form or (S)-form tetrahydrofurfurylamine using heterogeneous catalysts}
본 발명은 불균일촉매를 이용한 광학적으로 순수한 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴을 불균일촉매를 이용한 수소화 반응으로 환원시켜 경제적이고, 친환경적인 공정을 통해서 광학적으로 순수한 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 제조하는 방법에 관한 것이다.
(R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민은 광학활성 의약개발물질 및 기타 광학활성 화학제품 제조의 기초가 되는 원료이다.
종래 기술에서 광학적으로 순수한 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법의 대표적인 예는 다음과 같다.
예를 들어, 미국 특허 제3,577,409호 및 J. Org. Chem. 1981, 46, 2798에는 퍼퓨랄로부터 쉽게 제조할 수 있는 라세믹 테트라히드로퍼퓨릴아민을 출발물질로 사용하고 D-타르타르산과 염을 형성시켜 화학적 광학분할 방법으로 높은 광학순도 를 갖는 (R)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 방법은 높은 광학순도를 얻기 위하여 5회에 걸친 재결정 공정이 필요하므로 제조과정이 복잡하고 제조기간이 길어지는 문제가 있다. 또한, D-타르타르산과 반응하여 형성된 염으로부터 (R)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 분리하기 위해서는 염기성 수용액을 사용해야 하는데, 이 과정에서 물에 대한 용해도가 큰 아민을 추출해야 하므로 수율이 낮아지는 문제가 있다.
또한, J. Org. Chem. 1981, 46, 2110에는 L-타르타르산을 이용하여 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민과 (R)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 동시에 제조하는 방법이 개시되어 있고, 영국특허 제1,031,916호에는 타르타르산 대신 디벤조일타르타르산을 사용하여 (R)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 제조하는 방법이 개시되어 있으나, 상기와 같이 재결정 과정과 물로부터 추출과정을 통해서 분리해야 하는 문제점이 있다.
한편, 미국 특허 제4,129,580호에는 라살로시드라는 고가의 유기산을 이용하여 염을 형성시켜 화학적 광학분할 방법으로 (R)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 제조하는 방법이 개시되어 있으나, 사용하는 유기산이 고가일 뿐만 아니라 50% 정도의 광학순도를 갖는 (R)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 제조하므로 산업적 생산에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
전술한 바와 같이, 기존의 제조 공정들은 대부분 수차례의 재결정 방법을 통해서 광학순도를 향상시키거나, 또는 부반응물이 생성될 가능성이 높은 회분식 공정을 채택함으로써 생산성이 떨어지고, 폐기물이 다량 발생하거나 또는 제조공정이 복잡하여 전체 수율이 낮기 때문에 대량생산이 불가능하고 공업적으로 적용하기에는 한계가 있다.
이에 본 발명에서는 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴을 출발물질로 사용하여 수소화 반응을 통해 높은 광학순도를 갖는 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 얻을 수 있는 연속반응 제조공정을 개발하고자 노력한 결과, 무기산화물 담체에 금속이 담지된 불균일촉매 및 유기 용매의 존재하에서, (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴을 고정층 연속 반응기로 수소화하여 광학적으로 순수한 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 고순도 및 고수율로 연속 제조할 수 있는 방법을 발견하였으며, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 산업적으로 활용 가능한 높은 광학순도를 갖는 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 경제적으로 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 간단하고 친환경적인 공정을 통해서 높은 광학순도를 갖는 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 효율적으로 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적 및 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학적으로 순수한 (R)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법은 불균일촉매 및 유기 용매의 존재하에서 하기 화학식 1a로 표시되는 (R)-2-테트라히드로퓨란니트릴을 반응온도 0∼200℃, 반응압력 1∼1000psig, 시간당 중량공간속도(WHSV) 0.1∼10h-1인 반응조건하에서 고정층 반응기에 연속적으로 통과시켜 선택적으로 수소화하여 하기 화학식 2a로 표시되는 (R)-테트라히드로퍼퓨릴아민을 얻는다:
Figure 112002021414817-pat00001
Figure 112002021414817-pat00002
상기 목적 및 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광학적으로 순수한 (S)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법은 불균일촉매 및 유기 용매의 존재하에서 하기 화학식 1b로 표시되는 (S)-2-테트라히드로퓨란니트릴을 반응온도 0∼200℃, 반응압력 1∼1000psig, 시간당 중량공간속도(WHSV) 0.1∼10h-1인 반응조건하에서 고정층 반응기에 연속적으로 통과시켜 선택적으로 수소화하여 하기 화학식 2b로 표시되는 (S)-테트라히드로퍼퓨릴아민을 얻는다:
Figure 112002021414817-pat00003
Figure 112002021414817-pat00004
이하, 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 불균일촉매 및 유기 용매의 존재하에서 (R)-2-테트라히드로퓨란니트릴 또는 (S)-2-테트라히드로퓨란니트릴을 경제적이고 친환경적인 공정을 통해서 수소화 반응으로 환원시켜 광학적으로 순수한 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 제조하는 방법이 제공된다.
일반적으로, 광학적으로 순수한 (R)-2-테트라히드로퓨란니트릴 또는 (S)-2-테트라히드로퓨란니트릴의 제조시, 반응조건 및 촉매의 종류에 따라 반응 생성물의 광학순도가 저하되거나, 또는 반응 부생성물인 이차아민 및 삼차아민이 생성될 수 있지만, 본 발명자들은 최적의 촉매계 및 반응조건을 선정하여 하기 반응식 1a 또는 하기 반응식 1b에서와 같은 반응이 주로 일어날 수 있도록 연구를 수행하였다.
Figure 112002021414817-pat00005
Figure 112002021414817-pat00006
그 결과, 본 발명에서는 종래의 제조방법과 달리 경제적이고 친환경적인 공정을 통해서 높은 광학순도를 갖는 반응생성물을 얻을 수 있는 방법을 개발하였다. 따라서, 본 발명에서는 (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴을 금속을 담체에 담지시킨 촉매가 충진된 고정층 반응기에 연속으로 통과시키면서 수소화하는 공정을 통해서 종래기술에 따른 회분식 반응인, 재결정법에 의한 광학순도 향상방법에 비해, 고수율로 반응생성물을 얻을 수 있어 생산성이 월등히 높고, 폐기물이 최소화되어 친환경적이며, 촉매의 재생과 연속사용이 가능하여 경제적일 뿐만 아니라, 촉매를 필터로 제거하는 등의 복잡한 후처리 공정이 필요 없는 단순한 제조공정을 적용하여 광학순도가 높은 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 연속으로 얻을 수 있다.
본 발명의 (R)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법은 불균일촉매 및 유기 용매의 존재하에서 하기 화학식 1a로 표시되는 (R)-2-테트라히드로퓨란니트릴을 반응온도 0∼200℃, 반응압력 1∼1000psig, 시간당 중량공간속도(WHSV) 0.1∼10h-1인 반응조건하에서 고정층 반응기에 연속적으로 통과시켜 선택적으로 수소화하여 하기 화학식 2a로 표시되는 (R)-테트라히드로퍼퓨릴아민을 얻는다:
화학식 1a
Figure 112002021414817-pat00007
화학식 2a
Figure 112002021414817-pat00008
또한, 본 발명의 (S)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법은 불균일촉매 및 유기 용매의 존재하에서 하기 화학식 1b로 표시되는 (S)-2-테트라히드로퓨란니트릴을 반응온도 0∼200℃, 반응압력 1∼1000psig, 시간당 중량공간속도(WHSV) 0.1∼10h-1인 반응조건하에서 고정층 반응기에 연속적으로 통과시켜 선택적으로 수소화하여 하기 화학식 2b로 표시되는 (S)-테트라히드로퍼퓨릴아민을 얻는다:
화학식 1b
Figure 112002021414817-pat00009
화학식 2b
Figure 112002021414817-pat00010
한편, 상기 수소화 반응에 사용되는 불균일촉매는 금속 전구체 또는 금속을 무기 산화물 담체에 담지시켜 사용하며, 상기 금속으로는 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 및 로듐(Rh)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나, 또는 이러한 금속들을 혼합하여 사용할 수 있으며, 이중에서도 니켈(Ni)이 가장 바람직하다. 또한, 상기 담체로는 알루미나(alumina), 실리카(silica), 실리카-알루미나(silica-alumina), 지르코니아(zirconia), 티타니아(titania), 제올라이트(zeolite), 또는 분자체(molecular sieve)와 같은 무기 산화물을 사용할 수 있으며, 이중에서도 알루미나가 가장 바람직하다. 한편, 상기 담체 입자의 형태는 원(circular)형, 실린더(cylindrical)형, 과립(granular)형, 또는 어떠한 형태의 것을 사용하여도 무방하나, 적당한 기계적 성질을 갖기 위해서는 원형 또는 실린더형의 펠리트(pellet) 형태로 성형된 것이 좋다.
이때, 상기 금속의 함량은 촉매 전체에 대하여 1∼50중량%로 유지하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하기로는 5∼40중량%가 좋고, 만약 상기 금속의 함량이 1중량% 미만이면 수소화 반응 활성이 감소하며, 50중량%를 초과하면 금속의 높은 가격으로 인해 공정의 경제성이 낮아지는 단점이 있다.
상기 금속을 담체에 담지시키는 방법으로는 초기습식함침법(Incipient wetness impregnation), 과량수함침법(Excess water impregnation), 스프레이법 또는 물리적인 혼합 등의 방법을 모두 사용할 수 있다.
한편, 상기 수소화 반응시, 특정한 용매를 사용하여야 하는데, 상기 용매는 상기 (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴을 잘 녹일 수 있어 반응기로 원활하게 공급할 수 있게 하고, 발열 반응인 수소화 반응에 의해 발생된 반응열을 쉽게 제거하는 역할도 하며, 반응물인 (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트 릴 및 수소와 반응하지 않아야 한다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 수소화 반응에 적절한 용매로서 메틸알코올(methyl alcohol), 에틸알코올(ethyl alcohol), 노르말프로필알코올(n-propyl alcohol), 이소프로필알코올(i-propyl alcohol), 노르말부틸알코올(n-butyl alcohol), 2차-부틸알코올(sec-butyl alcohol), 3차-부틸알코올(tert-butyl alcohol) 등을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하기로는 에틸알코올(ethyl alcohol)을 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 용매의 사용시 용액중의 (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴의 함량은 1∼50중량%, 바람직하기로는 2∼40중량%로 유지하는 것이 좋다.
또한, 니트릴 화합물의 수소화 반응 과정에서 생성 가능한 부반응물인 이차아민 또는 삼차아민의 생성량을 감소시켜 반응선택도를 향상시키도록 알카리성 반응계를 만들기 위하여, 상기 유기 용매에 적절한 첨가제로서 암모니아(ammonia), 메틸아민(methylamine), 디메틸아민(dimethylamine), 암모늄클로라이드(ammoniumcloride), 및 암모늄아세테이트 (ammonium acetate) 등을 첨가하여 사용할 수 있으며, 가장 바람직하기로는 암모니아(ammonia)를 사용하는 것이 좋다. 이때, 상기 용매중의 암모니아의 함량은 0.1∼10중량%, 바람직하기로는 1∼5중량%로 유지하는 것이 좋고, 상기 암모니아의 함량이 0.1중량% 미만이면 수소화 반응의 활성 및 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 선택도가 감소하며 10중량%를 초과하면 전환율 저하로 인해 공정의 반응 수율이 낮아지는 단점이 있다.
또한, 본 발명에서는 고정층 반응기를 이용한 연속공정을 이용함으로써 종래 의 방법에 비해 반응공간시간 대비 더 높은 수율로 반응생성물을 얻을 수 있고, 추가적인 처리과정 없이 촉매를 반복적으로 재사용할 수 있어 경제적이며, 촉매를 필터로 제거해야 하는 번거러움이 없어 반응후의 공정을 대폭 단순화할 수 있는 방법이 제공된다. 상기 고정층 반응계에 있어서, 반응기의 형태나 반응물의 투입 및 흐름 방향에 제한은 없으나, 반응물간의 접촉이 원활하게 일어나게 하기 위하여 반응물인 탄화수소와 수소가 함께 반응기의 상부에서 하부로 흐르며 반응물을 반응기 전체에 골고루 분산시킬 수 있는 설비를 갖춘 트리클-배드(trickle-bed) 형태의 반응기를 사용하는 것이 가장 좋다.
한편, 상기 고정층 반응기에서 수행되는 수소화에 의한 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조반응은 반응온도 0∼200℃, 수소분압 1∼1000psig, 시간당 중량공간속도(WHSV) 0.1∼10h-1의 반응조건하에서 수행되며, 바람직하기로는 각각 5∼100℃, 1∼800psig, WHSV 0.2∼10h-1의 반응조건하에서 수행되는 것이 좋으며, 더욱 바람직하기로는 각각 10∼100℃, 15∼500psig, WHSV 0.5∼5h-1의 반응조건하에서 수행되는 것이 좋다.
특히, 상기 반응온도가 200℃를 초과하면 원료물질의 라세미화로 인하여 원하는 광학순도를 얻을 수 없으며, 0℃ 미만이면 반응이 일어나지 않는다. 따라서, 상기 반응조건이 상기와 같은 범위를 벗어날 경우 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 수소화 반응성이 저하되어 제조수율이 낮아지고 광학순도가 저하되어, 본 발명에서 제시하는 불균일촉매를 이용한 연속 제조공정의 장점이 사라지게 된다.
또한, (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴을 수소화에 의해 완전히 전환시키기 위해서는 상기 (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴 대비 수소의 몰비가 2.0 이상인 것이 좋고, 그 이상의 수치에 대해서는 제한이 없지만, 공정의 경제성을 감안하여 상기 (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴 대비 수소의 몰 비율은 2.0∼10 사이로 유지되는 것이 좋다. 이때, 상기 반응에 사용되지 않고 반응기를 통과한 수소는 재 압축되어 반응기로 순환된다.
한편, 상기 반응기로부터 유출되는 반응생성물은 용매를 회수하기 위한 장치로 보내지며, 여기서 적어도 일부의 용매가 나머지 반응 생성물과 분리된다. 이러한 회수 장치는 증류탑 또는 플래시 증류기(flash vaporizer) 등 어떠한 형태의 장치를 사용하여도 무방하다. 또한, 상기 용매 회수장치의 하단부에서 유출되는 생성물, 또는 농축물은 진공증류 장치로 이송된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 무기산화물 담체에 금속이 담지된 불균일촉매, 및 유기 용매의 존재하에서, (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴을 고정층 연속 반응기로 수소화하여 경제적이고 친환경적인 공정을 통해서 광학적으로 순수한 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 고순도 및 고수율로 연속 제조할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하기로 하지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1∼4
(R)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 연속제조 반응
니켈(Ni/Al2O3)촉매 10g을 316 스테인레스 재질의 연속고압반응 반응기에 충진하였다. 그 다음, 상기 반응기내의 촉매를 수소 분위기에서 분당 2℃의 승온속도로 300℃까지 상승시킨 후 6시간 동안 환원과정을 실시한 다음, 상기 반응기를 냉각하고 내부를 질소로 불어내었다. 그 다음, 상기 반응기 내부의 온도를 15℃에서 수소를 100sccm으로 흘려주었다. 그 다음, 수소의 주입량을 반응에 필요한 것보다 2배로 증가시키고, 10중량%가 되도록 (R)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴을 에탄올에 녹여 연속반응기로 주입하였다. 이때 반응물의 주입량 및 반응기 내부의 반응조건 변화에 따른 반응결과를 하기 표 1에 나타내었다. 반응생성물은 매 4시간마다 채취하여 가스크로마토그라프(50m×0.2㎜×0.5m, HP-5 컬럼)의 FID로 분석하였다.
실시예1) 온도(℃) 압력(psig) WHSV(h-1) 전환율(%) 선택도(%)2) 광학순도(%)3)
1 15 150 1.0 100 91.0 99.50
2 50 150 1.0 100 80.4 98.21
3 15 100 1.0 86 90.5 99.21
4 15 150 2.0 72 91.0 99.14
1) 촉매 제조회사 : CRI Kataleuna
2) (R)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 반응 선택도
3) (R)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 광학순도
실시예 5
(S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 연속제조 반응
니켈(Ni/Al2O3)촉매(CRI Kataleuna) 10g을 316 스테인레스 재질의 연속고압반응 반응기에 충진하였다. 그 다음, 상기 반응기내의 촉매를 수소 분위기에서 분당 2℃의 승온속도로 300℃까지 상승시킨 후 6시간 동안 환원과정을 실시한 다음, 상기 반응기를 냉각하고 내부를 질소로 불어내었다. 그 다음, 상기 반응기 내부의 온도를 15℃에서 수소를 100sccm으로 흘려주었다. 그 다음, 수소의 주입량을 반응에 필요한 것보다 2배로 증가시키고, 10중량%가 되도록 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴을 에탄올에 녹여 연속반응기로 주입하였다. 이때, 반응온도 15℃, 압력 154psig, WHSV 1.0h-1의 반응조건하에서 전환율 100%, 선택도 91%, 광학순도 99.5%의 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 얻었다. 반응생성물은 가스크로마토그라프(50m×0.2㎜×0.5m, HP-5 컬럼)의 FID 로 분석하였다.
실시예 6∼9
(S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴의 수소화를 메탄올을 용매로 사용하여 온도 15℃, 수소압력 150psig, 시간당 중량공간속도(WHSV) 1.0h-1의 조건하에서 실시예 1에 예시된 방법으로 수행하였으며, 이때 사용한 촉매종류에 따른 반응결과를 하기 표 2에 나타내었다. 상기 촉매들은 상업적으로 시판되는 촉매 및 본 발명에 의해 제조된 촉매들이다.
실시예 촉 매 제조회사 전환율(%) 선택도(%)1) 광학순도(%)2)
6 25% Ni/Al2O3 CRI Kataleuna 100.0 91.0 99.50
7 10% Ru/C Degussa 98.0 85.2 96.83
8 10% Pd/Al2O3 자체제조 99.0 10.0 83.13
9 10% Ru/Al2O3 자체제조 78.2 80.5 96.31
1) (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 반응 선택도
2) (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 광학순도
실시예 10∼13
(S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴의 수소화를 에탄올을 용매로 사용하여 온도 15℃, 수소압력 150psig, 시간당 중량공간속도(WHSV) 1.0h-1의 조건하에서 실시예 1에 예시된 방법으로 수행하였으며, 이때 사용한 첨가제 종류에 따른 반응결과를 하기 표 3에 나타내었다.
실시예 첨가제 전환율(%) 선택도(%) 광학순도(%)
10 NH3 100 91.0 99.41
11 NH4OAc 99 84.5 99.20
12 CH3NH2 100 27.2 97.94
13 No 99 62.8 98.80
실시예 14
(S)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 연속반응 및 분리회수
실시예 1에서와 같은 방법으로 니켈(Ni/Al2O3) 촉매 50g을 사용하여 상기에 예시된 반응기와 유사한 반응기에서 반응을 수행하였다. 반응이 진행되는 동안 압 력은 150psig로 유지하였으며, 동일한 조건에서 100시간 동안 반응을 진행시킨 후, 순도 89중량%의 (S)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 함유하고 있는 용액 5리터를 얻었으며, 이로부터 (S)-테트라히드로퍼퓨릴아민을 회수하기 위하여 상기 용액을 감압증류 장치가 설치되어 있는 10리터 용량의 유리반응기에 주입하였다. 상기 유리 반응기의 온도를 분당 5℃의 승온 속도로 55℃, 100mbar에서 감압증류하여 용액중의 에탄올을 약 90%를 증발시킨 다음, 유리 반응기의 온도를 분당 5℃의 승온속도로 90℃, 1mbar에서 감압증류하여 광학순도 99.4%, 전체수율 80%, 화학순도 99.2%의 (S)-테트라히드로퍼퓨릴아민을 얻었다.
실시예 15
(R)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 연속반응 및 분리회수
실시예 5에서와 같은 방법으로 니켈(Ni/Al2O3) 촉매 50g을 사용하여 상기에 예시된 반응기와 유사한 반응기에서 반응을 수행하였다. 반응이 진행되는 동안 압력은 150psig로 유지하였으며, 동일한 조건에서 100시간 동안 반응을 진행시킨 후, 순도 89중량%의 (R)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 함유하고 있는 용액 5리터를 얻었으며, 이로부터 (R)-테트라히드로퍼퓨릴아민을 회수하기 위하여 상기 용액을 감압증류 장치가 설치되어 있는 10리터 용량의 유리반응기에 주입하였다. 상기 유리 반응기의 온도를 분당 5℃의 승온 속도로 55℃, 100mbar에서 감압증류하여 용액중의 메탄올을 약 90%를 증발시킨 다음, 유리 반응기의 온도를 분당 5℃의 승온속도로 90℃, 1mbar에서 감압증류하여 광학순도 99.4%, 전체수율 80%, 화학순도 99.2%의 (R)-테트라히드로퍼퓨릴아민을 얻었다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 금속을 담체에 담지시킨 불균일촉매의 존재하에서 종래 화학적 광학분할기술에서 사용한 라세믹 테트라히드로퍼퓨릴아민 대신 상기 (R)-폼 또는 (S)-폼 2-테트라히드로퓨란니트릴을 수소화하여 광학순도가 높고 순수한 (R)-폼 또는 (S)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민을 고수율로 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 제조방법은 비교적 간단하고 친환경적인 공정이며, 생산성 향상으로 경제적이기 때문에 공업적으로 대량생산이 가능하여 산업적인 부가가치가 매우 높아 산업분야에 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (12)

  1. (i) 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 로듐(Rh) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 알루미나, 실리카, 실리카-알루미나, 지르코니아, 티타니아, 제올라이트 및 분자체 중 선택된 하나의 무기산화물 담체에 담지시킨 불균일촉매, 및 (ii) 메틸알코올(methyl alcohol), 에틸알코올(ethyl alcohol), 노르말프로필알코올(n-propyl alcohol), 이소프로필알코올(i-propyl alcohol), 노르말부틸알코올(n-butyl alcohol), 2차-부틸알코올(sec-butyl alcohol), 3차-부틸알코올(tert-butyl alcohol) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 유기 용매의 존재하에서, 하기 화학식 1a로 표시되는 (R)-2-테트라히드로퓨란니트릴을 반응온도 0∼200℃, 반응압력 1∼1000psig, 시간당 중량공간속도(WHSV) 0.1∼10h-1인 반응조건하에서 고정층 반응기에 연속적으로 통과시켜 선택적으로 수소화하여 하기 화학식 2a로 표시되는 (R)-테트라히드로퍼퓨릴아민을 얻는 것을 특징으로 하는 광학적으로 순수한 (R)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법:
    화학식 1a
    Figure 712007002939224-pat00011
    화학식 2a
    Figure 712007002939224-pat00012
  2. (i) 니켈, 루테늄, 팔라듐, 백금, 로듐 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 알루미나, 실리카, 실리카-알루미나, 지르코니아, 티타니아, 제올라이트 및 분자체 중 선택된 하나의 무기산화물 담체에 담지시킨 불균일촉매, 및 (ii) 메틸알코올, 에틸알코올, 노르말프로필알코올, 이소프로필알코올, 노르말부틸알코올, 2차-부틸알코올, 3차-부틸알코올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 유기 용매의 존재하에서, 하기 화학식 1b로 표시되는 (S)-2-테트라히드로퓨란니트릴을 반응온도 0∼200℃, 반응압력 1∼1000psig, 시간당 중량공간속도(WHSV) 0.1∼10h-1인 반응조건하에서 고정층 반응기에 연속적으로 통과시켜 선택적으로 수소화하여 하기 화학식 2b로 표시되는 (S)-테트라히드로퍼퓨릴아민을 얻는 것을 특징으로 하는 광학적으로 순수한 (S)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법:
    화학식 1b
    Figure 712007002939224-pat00013
    화학식 2b
    Figure 712007002939224-pat00014
  3. 제1항에 있어서, 상기 (R)-2-테트라히드로퓨란니트릴 대비 수소의 몰비는 2.0∼10이고, 상기 (R)-2-테트라히드로퓨란니트릴의 함량은 상기 용매에 대해서 1∼50중량%인 것을 특징으로 하는 광학적으로 순수한 (R)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 (S)-2-테트라히드로퓨란니트릴 대비 수소의 몰비는 2.0∼10이고, 상기 (S)-2-테트라히드로퓨란니트릴의 함량은 상기 용매에 대해서 1∼50중량%인 것을 특징으로 하는 광학적으로 순수한 (S)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속의 함량은 상기 촉매에 대하여 1∼50중량%인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속은 니켈이고, 상기 니켈의 함량은 상기 불균일촉매에 대하여 5∼40중량%인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제3항에 있어서, 상기 (R)-2-테트라히드로퓨란니트릴의 함량은 상기 용매에 대해서 2∼40중량%인 것을 특징으로 하는 광학적으로 순수한 (R)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법.
  9. 제4항에 있어서, 상기 (S)-2-테트라히드로퓨란니트릴의 함량은 상기 용매에 대해서 2∼40중량%인 것을 특징으로 하는 광학적으로 순수한 (S)-테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정층 반응기의 반응온도는 5∼100℃이 고, 반응압력은 1∼800psig이며, 시간당 중량공간속도는 0.2∼10h-1인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 삭제
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반응물은 암모니아, 메틸아민, 디메틸아민, 암모늄클로라이드 및 암모늄아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020020038691A 2002-07-04 2002-07-04 불균일촉매를 이용한 광학적으로 순수한 (ｒ)-폼 또는(ｓ)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법 KR100774628B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020038691A KR100774628B1 (ko) 2002-07-04 2002-07-04 불균일촉매를 이용한 광학적으로 순수한 (ｒ)-폼 또는(ｓ)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020038691A KR100774628B1 (ko) 2002-07-04 2002-07-04 불균일촉매를 이용한 광학적으로 순수한 (ｒ)-폼 또는(ｓ)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040003866A KR20040003866A (ko) 2004-01-13
KR100774628B1 true KR100774628B1 (ko) 2007-11-08

Family

ID=37314840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020038691A KR100774628B1 (ko) 2002-07-04 2002-07-04 불균일촉매를 이용한 광학적으로 순수한 (ｒ)-폼 또는(ｓ)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100774628B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60146885A (ja) * 1984-01-06 1985-08-02 Mitsubishi Petrochem Co Ltd フルフリルアミン及び／又はテトラヒドロフルフリルアミンの製造法
JPS61134384A (ja) * 1984-12-03 1986-06-21 Mitsubishi Petrochem Co Ltd フルフリルアミンの製造法
JPS61137872A (ja) * 1984-12-07 1986-06-25 Mitsubishi Petrochem Co Ltd フルフリルアミン及び／又はテトラヒドロフルフリルアミンの接触水素化法
JPS63264474A (ja) * 1986-12-23 1988-11-01 Ube Ind Ltd α−（Ｎ−フルフリル）−アミノ酪酸エステルおよびその製造法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60146885A (ja) * 1984-01-06 1985-08-02 Mitsubishi Petrochem Co Ltd フルフリルアミン及び／又はテトラヒドロフルフリルアミンの製造法
JPS61134384A (ja) * 1984-12-03 1986-06-21 Mitsubishi Petrochem Co Ltd フルフリルアミンの製造法
JPS61137872A (ja) * 1984-12-07 1986-06-25 Mitsubishi Petrochem Co Ltd フルフリルアミン及び／又はテトラヒドロフルフリルアミンの接触水素化法
JPS63264474A (ja) * 1986-12-23 1988-11-01 Ube Ind Ltd α−（Ｎ−フルフリル）−アミノ酪酸エステルおよびその製造法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040003866A (ko) 2004-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20010073035A (ko) 6-아미노카프로니트릴 및 헥사메틸렌디아민의 개선된 병산방법
JP5017964B2 (ja) 芳香環含有アミノ化合物の製造方法および触媒
KR100518073B1 (ko) ε-카프로락탐과 ε-카프로락탐 전구물질의 수성 혼합물의 연속제조방법
JP2002528430A (ja) アミン類の製造
KR100774627B1 (ko) 불균일촉매를 이용한 광학적으로 순수한 (ｒ)-폼 또는(ｓ)-폼 테트라히드로퍼퓨릴알코올의 제조방법
KR100774628B1 (ko) 불균일촉매를 이용한 광학적으로 순수한 (ｒ)-폼 또는(ｓ)-폼 테트라히드로퍼퓨릴아민의 제조방법
KR19990014830A (ko) Ｎ-메틸-2-(3,4-디메톡시페닐)에틸아민의 제조 방법
KR20010071989A (ko) 6-아미노카프로니트릴 및 헥사메틸렌디아민의 개선된 동시제조 방법
JP2024509550A (ja) Ｎ，ｎ’－ビス（２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－４－イル）ヘキサン－１，６－ジアミンを調製する方法
KR100645665B1 (ko) (ｓ)-베타-하이드록시-감마-부티로락톤의 연속 제조방법
EA006551B1 (ru) Способ получения n-замещенных 2,6-диалкилморфолинов
US20060100449A1 (en) Integrated two-step process for the production of gamma-methyl-alpha-methylene-gamma-butyrolactone from levulinic acid and hydrogen
KR100710543B1 (ko) 광학순도가 높은 순수한 (ｓ)-베타-하이드록시-감마-부티로락톤의 연속 제조방법
US6346641B1 (en) Method for simultaneous production of 6-aminocapronitrile and hexamethylenediamine
EP1059284B1 (en) Racemization of optically active alkoxyamines
EP1558597B1 (en) Continuous process for the production of optically pure (s)-beta hydroxy-gamma-butyrolactone
EP1582511B1 (en) Process for preparing secondary alcohol
KR100651353B1 (ko) 고수율로 벤라팩신 중간체를 연속적으로 제조하는 방법
KR100651394B1 (ko) 이소프탈알데하이드의 제조방법
KR100730460B1 (ko) 불균일 촉매를 이용한 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올의연속제조방법
KR100774629B1 (ko) 순수한 2,3-디하이드로벤조퓨란의 연속제조방법
KR101847161B1 (ko) 광학적으로 순수한 (ｓ)-사이클로헥실아미노산 유도체의 제조 방법
KR100710558B1 (ko) 광학적으로 순수한 (ｓ)-4-히드록시-2-피롤리돈의연속제조방법
KR100502425B1 (ko) 4-아미노-1-부탄올의 제조방법
KR20080022210A (ko) 테트라플루오로벤젠 카르발데히드 알킬아세탈의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee