KR100842793B1 - N-메틸-n'-니트로구아니딘의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 니트로구아니딘을 무기 또는 유기산을 첨가하여 완충시킨 메틸아민 수용액과 반응시킴으로써 N-메틸-N'-니트로구아니딘을 제조하는 신규한 방법에 관한 것이다.

Description

N-메틸-N'-니트로구아니딘의 제조방법{Method for producing N-methyl-N'-nitroguanidine}
본 발명은 N-메틸-N'-니트로구아니딘을 제조하기 위한 신규 방법에 관한 것이다.
화학식 (A)의 화합물을 하기 반응식에 따라 먼저 통상의 방법으로 니트로화시키고 나서, 그 다음 반응 단계에서 메틸머캅토 그룹을 메틸아민으로 교환시키면 N-메틸-N'-니트로구아니딘이 수득된다는 것이 알려져 있다:
Figure 112002019806606-pct00001
(참조: JACS 1954, 76, 1877).
그러나, 이 방법은 2-단계 반응이라는 점에서 불리하다. 양 단계를 거친 수율이 비교적 양호하더라도, 특히 산업적 규모로 수행되는 경우 메틸 머캅탄의 분해가 기술적인 문제가 된다.
니트로구아니딘의 알칼리 용액(수산화칼륨)을 하기 반응식에 따라 60 ℃에서 메틸아민 하이드로클로라이드와 반응시킴으로써 N-메틸-N'-니트로구아니딘이 수득 될 수 있다는 것이 또한 알려져 있다:
Figure 112002019806606-pct00002
(참조: JACS 1947, 69, 3028).
그러나, 이 방법은 순수한 생성물을 수득하기 위하여 무기 불순물을 제거하는데 적어도 1 내지 2 회의 재결정화 공정이 필요하며, 이로 인해 수율이 떨어진다는 단점이 있다.
EP 0 798 293에는 니트로구아니딘을 0 내지 40 ℃의 온도에서 메틸아민 수용액과 반응시켜 N-메틸-N'-니트로구아니딘을 수득하는 방법이 개시되어 있다.
Figure 112002019806606-pct00003
그러나, 이 방법은 반응 시간이 너무 길어 낮은 공시 수율(space-time yield)로만 진행된다. 이러한 낮은 공시 수율은 방법이 산업적 규모로 수행될 경우 문제가 된다.
본 발명자들은, 화학식 (I)의 N-메틸-N'-니트로구아니딘이, 화학식 (II)의 니트로구아니딘을 무기 또는 유기산을 첨가하여 완충시킨 메틸아민 수용액과 반응시킴으로써 수득된다는 것을 알아내었다:
Figure 112002019806606-pct00004
Figure 112002019806606-pct00005
놀랍게도, 본 발명에 따른 방법을 사용할 경우 화학식 (I)의 N-메틸-N'-니트로구아니딘이 간단한 방법에 의해 매우 양호한 공시 수율 및 고순도로 수득될 수 있다. 선행기술에 따르면, 문헌[JACS 1947, 69, 1947]에 따라 메틸니트로구아니딘을 수득하기 위해 과량의 KOH가 사용되기 때문에 산을 첨가하여 반응속도를 증가시킬 수 있다는 것은 예상할 수 없었다.
따라서, 본 발명에 따른 반응은 증가된 반응속도에 이점이 있다. 이는 높은 공시 수율이라는 공업적인 이점을 도모한다.
본 발명에 따른 방법의 반응 과정은 하기 반응식에 의해 개설될 수 있다:
Figure 112002019806606-pct00006
출발물질인 화학식 (II)의 니트로구아니딘 및 메틸아민은 일반적으로 공지된 유기 화학 화합물이다.
반응 용액을 완충하기 위해 모든 통상의 무기 또는 유기산이 사용될 수 있다. 언급될 수 있는 예로는 염산, 황산, 질산, 인산, 아세트산, 포름산 및 트리플루오로아세트산이 있다.
본 발명에 따른 방법은 희석제로서 물의 존재하에 수행된다. 그러나, 유기/수성 시스템에서 수행하는 것이 또한 가능하며, 이 경우 통상의 수혼화성 유기 용매가 사용될 수 있다. 언급될 수 있는 예로는 케톤, 이를테면 아세톤, 메틸 에틸 케톤 또는 메틸 이소부틸 케톤; 니트릴, 이를테면 아세토니트릴 또는 프로피오닐; 및 알콜, 이를테면 메탄올 또는 에탄올이 있다.
본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 반응 온도는 비교적 넓은 범위내에서 변화될 수 있다. 본 방법은 일반적으로 0 내지 40 ℃, 바람직하게는 10 내지 30 ℃, 특히 바람직하게는 20 내지 30 ℃의 온도에서 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 방법을 수행하는 경우, 화학식 (II)의 니트로구아니딘 1 몰당 1 내지 3 몰, 바람직하게는 1 내지 2 몰의 메틸아민이 일반적으로 사용된다.
본 발명에 따른 방법에서, pH는 산 첨가에 의해 일반적으로 pH=11.0 내지 pH=13.0, 바람직하게는 pH=11.5 내지 13.0으로 조정된다.
후처리는 통상의 방법으로 수행될 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 제조되는 화학식 (I)의 N-메틸-N'-니트로구아니딘은 생물학적 활성 화합물, 예를 들어 살충제를 제조하기 위한 중간체로서 사용될 수 있다(참조: EP-A 0 376 279 및 EP-A 0 428 941).
제조 실시예
실시예 1
Figure 112002019806606-pct00007
니트로구아니딘 65 g(0.5 몰; 물에 대한 80% 농도)을 75 ㎖의 물에 도입하고 5 ℃로 냉각하였다. 40% 농도의 메틸아민 수용액 59 g(0.75 몰)을 계량하여 첨가하였다. 20% 농도의 황산 24.8 g(0.1 몰)을 계량하여 첨가하였다. 혼합물을 25 ℃로 가열하고 이 온도에서 8 시간동안 교반하였다. 혼합물을 5 ℃로 냉각하고 여과한 다음 여액을 50 ㎖의 물로 세척하였다.
이로써, 99%의 함량(HPLC에 따라)을 가진 융점 160 ℃의 N-메틸-N'-니트로구아니딘 51.3 g(이론치의 87%)을 수득하였다.

Claims (8)

  1. 화학식 (II)의 니트로구아니딘을 무기 또는 유기산을 첨가하여 완충시킨 메틸아민 수용액과 60℃ 미만의 온도에서 반응시킴을 특징으로 하여 화학식 (I)의 N-메틸-N'-니트로구아니딘을 제조하는 방법:
    Figure 112007094710912-pct00008
    Figure 112007094710912-pct00009
  2. 제1항에 있어서, 반응 온도가 0 내지 40℃ 범위임을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 반응 온도가 10 내지 30℃ 범위임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 반응 온도가 20 내지 30℃ 범위임을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, pH가 11 내지 13 범위임을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, pH가 11.5 내지 13 범위임을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 반응 온도가 0 내지 40℃ 범위임을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 반응 온도가 20 내지 40℃ 범위임을 특징으로 하는 방법.
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