KR101150963B1 - 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체 및 그 제조방법 - Google Patents
포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체 및 그 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 신규한 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트(Potassium Alkynylaryltrifluoroborate) 유도체 및 그 제조방법을 개시한다. 본 발명의 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체는 유기합성 반응, 의약품 제조 및 생리활성 천연물 분야 등에서 다양하게 활용 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 제조방법은 제조과정이 매우 빠르고, 편리하며 효율적이다.
Description
본 발명은 신규한 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체 및 이를 효율적으로 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.
유기 화학 분야에서는 팔라듐(Pd) 촉매를 이용한 탄소-탄소 결합 방법이 다양한 생리활성물질 및 천연물의 전합성 연구에 널리 사용되고 있다. 특히, 일본의 스즈키(Suzuki) 교수와 미야우라(Miyaura) 교수에 의해 발견된 붕소(boron) 화합물을 이용한 탄소-탄소 결합반응은, 기존에 이용된 유기아연(organozinc), 유기주석(organotin) 또는 유기마그네슘(Grignard reagent) 화합물에 비해 독성이 낮아 자연 친화성이 큰 화합물로써 인체에 덜 위험하다는 장점이 있다. 또한, 반응조건에 물을 사용하는 등 기존에 사용되었던 반응보다 안정적이며, 다양한 분야(천연물 전합성, 의약화학, 고분자합성 등)에서 적용이 용이하다는 장점을 갖고 있다.
특히, 최근에는 스즈키-미야우라 탄소-탄소 결합반응에 포타슘 오가노트리플루오로보레이트(potassium organotrifluoroborate)의 사용이 점차 증가하는 추세이다. 이는 포타슘 오가노트리플루오로보레이트가 기존에 주로 사용되어온 유기붕소산(organoboronic acid) 또는 유기붕소에스터(organoboronate ester)에 비하여 공기와 수분에 안정하고, 취급이 편한 고체상으로써 정량적인 반응이 가능하기 때문이며, 반응성 측면에서도 기존의 유기붕소산 또는 유기붕소에스터와 커다란 차이가 없으므로 포타슘 오가노트리플루오로보레이트를 이용한 탄소-탄소 결합반응은 앞으로 폭넓은 분야에서 다양하게 활용될 수 있을 것으로 보인다. 하지만 그 유용성에 비하여 개발 및 판매되는 포타슘 오가노트리플루오로보레이트 유도체의 종류는 매우 적기 때문에 다양한 유기합성 연구에 많은 어려움이 있다.
최근 들어 포타슘 오가노트리플루오로보레이트의 트리플루오로보레이트기(BF3 group)가 유기붕소산의 붕소산기(B(OH)2 group) 또는 유기붕소에스터의 붕소에스터기(B(OR)2 group)와는 달리 다양한 화학반응에서 매우 안정하다는 특성이 밝혀지면서 포타슘 오가노트리플루오로보레이트를 이용한 직접적인 유도체화 연구 방법이 개발되어 왔다. 예를 들어, 알케닐기를 포함한 오가노트리플루오로보레이트의 에폭시반응, 시스-디히드록시반응과 오존반응, 알코올기를 포함한 오가노트리플루오로보레이트의 산화반응, 알데히드기를 포함한 오가노트리플루오로보레이트의 올레핀화 반응, 할로겐을 포함한 오가노트리플루오로보레이트의 친핵치환반응과 고리첨가반응 등이 보고되었다. 최근에는 팔라듐 촉매를 이용한 스즈키 탄소-탄소 결합반응(Suzuki C-C coupling reaction)과 구리 촉매를 이용한 울만 탄소-질소 결합반응(Ullmann C-N coupling reaction)을 통해서도 다양한 종류의 오가노트리플루오로보레이트를 새롭게 제조할 수 있는 방법이 개발되었다.
한편, 알키닐기(alkynyl group)는 유기화학에서 선택적 환원반응을 통한 트렌스(trans) 또는 시스(cis) 형태의 알케닐기(alkenyl group)의 도입 반응에서, 또한 알레닐기(allenyl group) 및 고리첨가반응(cycloaddition reaction)에서 널리 사용되는 중요한 작용기이므로 이를 포함하는 화합물에 대한 관심과 용도가 점차 증대되고 있다. 특히, 알키닐기를 포함하는 화합물은 생리활성 천연물, 의약품 중간체 및 유기합성 또는 신소재 개발연구에 있어 그 유용성이 많지만 개발 및 판매되는 알키닐 유도체의 종류는 매우 적기 때문에 다양한 유기합성 연구에 많은 어려움이 있다.
지금까지 알려진 일반적인 알키닐아릴 화합물의 제조방법으로는, 커퍼할라이드(CuX)염 존재 하에서 말단 알키닐 화합물을 아릴 할라이드와 반응시키는 카스트로-스테판 반응법(Castro-Stephens reaction, 반응식 1-a), 팔라듐 촉매를 이용하는 헥 알키닐화 반응(Heck alkynylation reaction, 반응식 1-b), 또는 커퍼아이오다이드(CuI)와 팔라듐 촉매를 동시에 사용하여 제조하는 소노가시라 알키닐화 반응(Sonogashira alkynylation reaction, 반응식 1-c)이 알려져 있다. 이러한 방법들을 간단히 정리하면, 다음과 같다.
[반응식 1-a]
[반응식 1-b]
[반응식 1-c]
그러나, 상기의 제조방법들은 알카인(R1) 및 아릴 치환기(R2)의 종류에 따라 반응이 제한적이고, 반응온도와 시간이 길며, 생성된 알키닐아릴 화합물도 빛과 공기 중에서 쉽게 변형되므로 일반적인 다단계 화학반응에서는 반응조건에 따라 알키닐기의 변화나 변형이 일어나는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해, 반응이 제한적이지 않고, 편리하며, 불안정한 알키닐아릴 화합물을 안정적으로 제조할 수 있는 장점을 가진 알키닐기를 포함하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체를 효율적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체를 제공한다.
또한, 본 발명은 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체와 말단알킨 (terminal alkyne) 화합물을 반응시켜 제조하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 신규한 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체는, 팔라듐(Pd) 촉매를 이용한 스즈키-미야우라 탄소-탄소 결합반응(Suzuki-Miyaura carbon-carbon coupling reaction), 로듐(Rh) 촉매를 이용한 부가반응 또는 할로겐 치환반응 등을 통해 다양한 종류의 신규 오가노알킨 화합물을 손쉽게 제조할 수 있게 한다. 그래서, 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체는, 다양한 유기합성 반응과 의약품 제조 및 생리활성 천연물의 전합성에서 요구되는 알키닐아릴 기능기(functional group)의 도입 반응에 널리 이용될 수 있는 반응물질로 활용 가능하다.
또한, 본 발명의 제조방법에 따르면, 안정한 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체를 단일 반응으로 제조할 수 있는 바, 제조과정이 매우 빠르고, 편리하며 효율적이다.
본 발명은 신규한 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체를 제공한다.
본 발명에서 제공하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체는 하기 화학식 1의 구조를 갖는다:
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
Ar은 페닐 (), 바이페닐 (), 나프틸 (), 안트라세닐 (), 피리딜 (), 피라지닐 (), 피리미디닐 (), 트리아지닐 (), 티아졸릴 (), 옥사졸닐 (), 티오페닐 (), 9H-플루오레닐 () 및 펜옥시페닐 ()로 구성된 군으로부터 선택되고,
R1은 C1-C6 알킬기, C1-C4 알킬옥시기, C1-C4 알킬티오옥시기, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 및 수소로 구성된 군으로부터 선택되며,
R2는 C1-C6 알킬기, C7-C12 시클로헥실알킬기, C7-C12 아릴알킬기, C2-C6 알킬에테르기, C2-C6 알킬티오에테르기, C2-C6 알킬시안기, C1-C4 알킬알코올기, 및 아릴기()로 구성된 군으로부터 선택되고,
n은 1 내지 4의 정수이며,
R11은 C1-C6 알킬기, C7-C10 알킬아릴기, C1-C4 알킬에테르기, C1-C4 알킬티오에테르기, 불소, 염소 및 수소로 구성된 군으로부터 선택되고,
p는 1 내지 4의 정수임.)
본 발명에서 사용된 용어 "C1-C6 알킬기"는 1 내지 6 개의 탄소 원자를 가지는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기를 포함한다. 상기 알킬기는 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸, n-펜틸, 및 n-헥실 등이 있고, 바람직하게는 n-부틸일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
용어 "C1-C4 알킬옥시기"는 알킬-O-기를 나타내는 것으로, 상기 알킬은 앞서 정의된 바와 같이 1 내지 4개의 탄소 원자를 가지는 직쇄 또는 분지쇄, 포화 또는 불포화, 치환 또는 비치환 알킬기일 수 있다. 바람직하게는, C1-C4 알킬옥시기가 메톡시일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
용어 "C1-C4 알킬티오옥시기" 는 알킬-S-기를 나타내는 것으로, 상기 알킬은 앞서 정의된 바와 같으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
용어 "C7-C12 시클로헥실알킬기" 는 시클로헥실기를 가지는 알킬기()를 나타내는 것으로, 상기 알킬은 앞서 정의된 바와 같이 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기일 수 있다. 바람직하게는, C7-C12 시클로헥실알킬기는 시클로헥실메틸기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
용어 "C7-C12 아릴알킬기"는 아릴기를 가지는 알킬기()를 나타내는 것으로, 상기 알킬은 앞서 정의된 바와 같이 1 내지 6개의 탄소 원자를 가지는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기일 수 있다. 바람직하게는, C7-C12 아릴알킬기는 벤질기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
용어 "C2-C6 알킬에테르기" 와 "C2-C6 알킬티오에테르기" 는 각각 알킬-O-알킬기와 알킬-S-알킬기를 나타낸 것이다. 상기의 알킬은 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기일 수 있다. 바람직하게는, 메톡시메틸기와 티오메톡시메틸기일수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
용어 "C2-C6 알킬시안기"는 NC-알킬기를 나타낸 것이다. 상기의 C2-C6 알킬은 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기일 수 있다. 바람직하게는, C2-C6 알킬시안기는 부티로니트릴기일수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
용어 "C1-C4 알킬알코올기"는 1 내지 4 개의 탄소 원자를 가지는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬알코올기를 포함한다. 상기 알킬알코올기의 예로는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 메틸알코올기, 에틸알코올기, 1-프로판올기, 2-프로판올기, 이소프로판올기, 1-부탄올기, 2-부탄올기, 3-부탄올기, 이소부탄올기일 수 있다. 바람직하게는, C1-C4 알킬알코올기는 메틸알코올기와 이소프로판올기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체는, 예를 들어, 포타슘 4-(페닐에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-((4-메톡시페닐)에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-((4-플루오로페닐)에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(p-톨일에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-((4-펜틸페닐)에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-((3-클로로페닐)에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(헥-1-이닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(3-시클로헥실프로프-1-이닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(5-시아노펜트-1-이닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(3-메톡시프로프-1-이닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(3-히드록시프로프-1-이닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(3-히드록시-3-메틸부트-1-이닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 3-(페닐에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 3-메틸-5-(페닐에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 3-클로로-5-(페닐에티닐)페닐트리플루오로보레이트 및 포타슘 6-(페닐에티닐)피리딘-2-일트리플루오로보레이트로 이루어진 군에서 선택되는 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체에 대한 제조방법을 제공한다. 일 실시예에서, 본 발명에 따른 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체는 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체와 말단알킨 (terminal alkyne) 화합물을 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체는 하기 화학식 2의 구조를 가질 수 있다.
[화학식 2]
(상기, 화학식 2에서,
Ar, R1, n은 화학식 1에서 정의한 바와 같고, X는 요오드 또는 브롬을 나타냄.)
또한, 상기 말단알킨 (terminal alkyne) 화합물은 하기 화학식 3의 구조를 가질 수 있다.
[화학식 3]
(상기 화학식 3에서,
R2는 C1-C6 알킬기, C7-C12 시클로헥실알킬기, C7-C12 아릴알킬기, C2-C6 알킬에테르기, C2-C6 알킬티오에테르기, C2-C6 알킬시안기, C1-C4 알킬알코올기, 및 아릴기()로 구성된 군으로부터 선택되고,
R11은 C1-C6 알킬기, C7-C10 알킬아릴기, C1-C4 알킬에테르기, C1-C4 알킬티오에테르기, 불소, 염소 및 수소로 구성된 군으로부터 선택되며,
p는 1 내지 4의 정수임.)
본 발명의 일 실시예에서 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체와 말단알킨 (terminal alkyne) 화합물의 반응은, 용매 중에서 팔라듐 촉매(Pd catalyst) 및 아민염기(amine base)를 포함하여 반응시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체와 말단알킨 (terminal alkyne) 화합물의 반응은, 용매 중에서 팔라듐 촉매(Pd catalyst) 및 아민염기(amine base)를 포함하고, 추가로 커퍼할라이드(CuX) 및 리간드(ligand)중에서 하나 이상을 더 포함하여 반응시킬 수 있다.
바람직하게는 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체 화합물과 말단알킨 (terminal alkyne) 화합물의 반응은, 용매 중에서 팔라듐 촉매(Pd catalyst), 커퍼할라이드(CuX), 리간드(ligand) 및 아민염기(amine base)를 포함하여 반응시킬 수 있다. 이 반응은 하기 반응식 2로 나타낼 수 있다.
[반응식 2]
(상기 반응식 2에서,
Ar은 페닐 (), 바이페닐 (), 나프틸 (), 안트라세닐 (), 피리딜 (), 피라지닐 (), 피리미디닐 (), 트리아지닐 (), 티아졸릴 (), 옥사졸닐 (), 티오페닐 (), 9H-플루오레닐 () 및 펜옥시페닐 ()로 구성된 군으로부터 선택되고,
R1은 C1-C6 알킬기, C1-C4 알킬옥시기, C1-C4 알킬티오옥시기, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 및 수소로 구성된 군으로부터 선택되며,
n은 1 내지 4의 정수이고,
X는 요오드 또는 브롬을 나타내며,
R2는 C1-C6 알킬기, C7-C12 시클로헥실알킬기, C7-C12 아릴알킬기, C2-C6 알킬에테르기, C2-C6 알킬티오에테르기, C2-C6 알킬시안기, C1-C4 알킬알코올기, 및 아릴기()로 구성된 군으로부터 선택되고,
R11은 C1-C6 알킬기, C7-C10 알킬아릴기, C1-C4 알킬에테르기, C1-C4 알킬티오에테르기, 불소, 염소 및 수소로 구성된 군으로부터 선택되며,
p는 1 내지 4의 정수임.)
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제조방법은, 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체, 말단알킨(terminal alkyne: ) 화합물, 팔라듐 촉매(Pd catalyst), 커퍼할라이드(CuX), 리간드(ligand) 및 아민염기(amine base)를 혼합하여 단일공정으로 반응을 진행할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응식 2에 나타난 바와 같이, 출발물질인 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트를 디메틸설폭시드(DMSO) 또는 N,N-디메틸포름아미드(DMF) 용매 중에서, 말단알킨(terminal alkyne: ) 화합물, 팔라듐 촉매(Pd catalyst), 커퍼할라이드(CuX), 리간드(ligand) 및 아민염기(amine base)와 동시에 반응시킨 후 용매를 제거하고 정제하여 화학식 1의 포타슘 아지도아릴트리플루오로보레이트 유도체를 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법에 따르면, 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체로부터 안정한 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체를 단일 반응으로 제조할 수 있는 바, 제조과정이 매우 빠르고, 편리하여 효율적이다.
본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체는 상기 화학식 1과 같이 표현될 수 있다. 상기 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체는, 예를 들어, 포타슘 4-(페닐에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-((4-메톡시페닐)에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-((4-플루오로페닐)에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(p-톨일에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-((4-펜틸페닐)에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-((3-클로로페닐)에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(헥-1-이닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(3-시클로헥실프로프-1-이닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(5-시아노펜트-1-이닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(3-메톡시프로프-1-이닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(3-히드록시프로프-1-이닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-(3-히드록시-3-메틸부트-1-이닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 3-(페닐에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 3-메틸-5-(페닐에티닐)페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 3-클로로-5-(페닐에티닐)페닐트리플루오로보레이트 및 포타슘 6-(페닐에티닐)피리딘-2-일트리플루오로보레이트로 이루어진 군에서 선택되는 화합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제조방법에서 반응시키는 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체는 상기 화학식 2와 같이 표현될 수 있다. 예를 들어, 포타슘 4-아이오도페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-브로모페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 3-브로모페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 3-브로모-5-클로로페닐트리플루오로보레이트 및 포타슘 6-브로모피리딘-2-일트리플루오로보레이트로 이루어진 군에서 선택되는 화합물일 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제조방법에서 반응시키는 말단알킨(terminal alkyne) 화합물은, 상기 화학식 2와 같이 표현될 수 있다. 예를 들어, 페닐아세틸렌, 4-에티닐아니졸, 1-에티닐-4-플루오로벤젠, 4-에티닐톨루엔, 1-에티닐-4-페닐벤젠, 3-클로로-1-에티닐벤젠, 1-헥신, 3-시클로헥실-1-프로핀, 5-헥신니트릴, 프로파질 에테르, 프로파질 알코올 및 2-메틸-3-부틴-2-올로 이루어진 군에서 선택되는 화합물일 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제조방법에서 반응시키는 말단알킨(terminal alkyne: ) 화합물은 상기 화학식 3에서 정의된 바와 같으며, 반응에 사용되는 함량은, 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체에 대하여, 1.0~4.0 당량, 바람직하게는 1.0~3.0 당량일 수 있다. 상기 말단알킨 화합물의 함량 범위는, 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체와의 반응효율을 고려한 것이다. 말단알킨 화합물의 함량이 1.0 당량 미만인 경우에는, 반응하지 않은 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체가 잔류할 수 있고, 4.0 당량 초과시에는 말단알킨 화합물의 함량 과다로 인해 경제성과 효율성이 저하된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제조방법에서 사용하는 팔라듐 촉매(Pd catalyst)의 예로는, 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II)클로라이드(Bis(triphenylphosphine)palladium(II)chloride, PdCl2(TPP)2), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0), Pd(TPP)4) 및 팔라듐(II) 아세테이트(Palladium(II)acetate, Pd(OAc)2로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II)클로라이드와 팔라듐(II) 아세테이트일 수 있다. 팔라듐 촉매의 함량은, 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체에 대하여, 0.01~0.1 당량, 바람직하게는 0.03~0.05 당량일 수 있다. 팔라듐 촉매는 반응을 촉진시키기 위해 사용되며, 상기 팔라듐 촉매의 함량이 0.01 당량 미만이면 반응을 충분히 촉진하지 못하며, 0.1 당량 초과이면 촉매 첨가로 인한 경제성 및 효율성이 저하된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제조방법에서 사용하는 리간드는, 트리페닐포스핀(Triphenylphosphine, TPP), 2-디시클로헥실포스피노-2,4,6-트리이소프로필바이페닐(2-Dicyclohexylphosphino-2',4',6'-triisopropylbiphenyl, XPhos) 및 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시바이페닐(2-Dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl, SPhos)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함한다. 상기 리간드의 함량은, 사용되는 팔라듐(II) 촉매량에 대하여, 1.0~5.0 당량, 바람직하게는 2.0~3.0 당량일 수 있다. 리간드는 촉매 반응을 촉진하기 위해 사용되며, 상기 리간드의 함량이 1.0 당량 미만이면 팔라듐(II) 촉매에 의한 반응을 충분히 촉진하지 못하며, 5.0 당량 초과이면 고가의 리간드 첨가로 인한 경제성 및 효율성이 저하된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제조방법에서 사용하는 커퍼할라이드(CuX)의 예로는, 커퍼클로라이드(CuCl), 커퍼브로마이드(CuBr) 또는 커퍼아이오다이드(CuI) 등을 포함한다. 커퍼할라이드의 함량은, 출발물질로 포타슘 아이오도아릴트리플루오로보레이트 유도체를 사용할 경우, 0.01~0.1 당량, 바람직하게는 0.01~0.05 당량일 수 있다. 커퍼할라이드는 반응을 촉진하기 위한 촉매로 사용되며, 상기 커퍼할라이드의 함량이 0.01 당량 미만이면 반응을 충분히 촉진하지 못하며, 0.1 당량 초과이면 촉매 첨가로 인한 효율성이 저하된다. 한편, 포타슘 브로모아릴트리플루오로보레이트 유도체를 출발물질로 사용할 경우는 커퍼할라이드를 사용하지 않아도 반응이 충분히 진행된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제조방법에서 사용하는 아민염기(amine base)로는, 예를 들어, 디에틸아민(HN(CH2CH3)2), 트리에틸아민(N(CH2CH3)3, TEA), 피롤리딘(), 피페리딘(), N,N' -디메틸시클로헥산-1,2-디아민(), N,N' -디메틸에틸렌디아민()및 N,N,N' , N' -테트라메틸에틸렌디아민()로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 트리에틸아민, 피롤리딘 또는 피페리딘일 수 있다. 아민염기의 함량은, 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체에 대하여, 통상 1.0~3.0 당량, 보다 바람직하게는 1.0~2.0 당량일 수 있다. 사용되는 아민염기는 반응 중 생성되는 할로겐화수소 (HX)를 중화시켜 제거함으로써 할로겐화수소에 의한 반응성 저해를 막는 효과상의 이점이 있다. 또한, 아민 염기의 함량범위는, 1.0 당량 미만 시에는 생성되는 할로겐화수소를 효과적으로 제거하지 못해 반응성이 저해되고, 3.0 당량 초과시에는 반응물의 높은 염기성으로 인한 반응물의 분해가 일어나 수율이 낮아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제조방법에서 사용하는 용매로는, 예를 들어, 디메틸설폭시드(DMSO), N,N-디메틸포름아미드(DMF)의 단일 용매 또는, 디메틸설폭시드와 N,N-디메틸포름아미드 용매의 혼합용매가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 반응이 수행되는 온도는, 출발물질로 사용되는 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체와 용매(DMSO, DMF, 또는 DMSO와 DMF의 혼합용매)에 따라 달라질 수 있으나, 통상적으로 10~150℃범위에서 수행되고, 바람직하게는 25~100℃범위일 수 있다. 반응온도가 10℃보다 낮으면 반응속도가 저하될 수 있고, 150 oC 이상에서는 부생성물에 의해 수율이 낮아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 반응이 수행되는 시간은, 통상적으로 10 분~1일이며, 바람직하게는 30분~6시간일 수 있다. 반응시간이 30분 미만인 경우에는 반응이 충분히 진행되지 못할 수 있고, 반응시간이 6시간을 넘게 되면 생성된 화학식 1의 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체가 분해되어 수율이 낮아질 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 포타슘 4-( 페닐에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
포타슘 4-아이오도페닐트리플루오로보레이트 310 mg (1.0 mmol), PdCl2(TPP)2 21.0 mg (3.0 mol %), CuI 2.0 mg (1 mol %), 피페리딘 128 mg (1.5 mmol), 페닐아세틸렌 114.6 mg (1.1 mmol)을 디메틸설폭시드(DMSO) 4 mL에 녹이고, 실온에서 반응시켰다. 반응 30 분 후, 반응혼합물을 60~70 oC에서 감압 증류하여 용매를 완전히 제거하였다. 잔류물을 무수 아세톤 6 mL에 녹인 뒤, 셀라이트를 사용하여 아세톤에 녹지 않은 염을 제거하였다. 여과된 아세톤 용매를 농축하고 남은 잔류물에 디클로로메탄 (CH2Cl2) 5 m를 부가하여 결정을 얻었다. 얻은 결정을 여과한 후, 건조하여 표제화합물 273 mg (수율 = 96%)을 얻었다.
1H NMR(500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.51 (m, 4H), 7.37 (m, 3H), 7.30 (d, 2H, J = 7.5 Hz). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 131.7, 131.2, 129.3, 128.4, 127.8, 124.0, 119.0, 91.1, 87.0. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ-140.2. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.35. FT-IR (ATR): 3048, 3081, 2214, 1213, 968, 833, 750 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C14H9BF3 [M-K+]- 245.0749, found 245.0748.
[실시예 2] 포타슘 4-( 페닐에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
PdCl2(TPP)2를 Pd(TPP)4 35 mg (3 mol %)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 30 분 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 267 mg (수율 = 94%)을 얻었다.
[실시예 3] 포타슘 4-( 페닐에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
PdCl2(TPP)2을 Pd(OAc)2 6.7 mg (3 mol %)와 TPP 15.7 mg (6 mol %)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 30 분 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 259 mg (수율 = 91%)을 얻었다.
[실시예 4] 포타슘 4-( 페닐에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
출발물질을 포타슘 4-브로모페닐트리플루오로보레이트 263 mg (1.0 mmol)으로, PdCl2(TPP)2을 Pd(OAc)2 6.7 mg (3 mol %)와 XPhos 28.6 mg (6 mol %)으로 대체하여 사용하고 온도를 80 oC 올려 반응한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 1 시간 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 74 mg (수율 = 78%)을 얻었다.
[실시예 5] 포타슘 4-( 페닐에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
출발물질을 포타슘 4-브로모페닐트리플루오로보레이트 263 mg (1.0 mmol)으로 페닐아세틸렌 156.3 mg (1.5 mmol)을 사용하고, PdCl2(TPP)2을 Pd(OAc)2 6.7 mg (3 mol %)와 XPhos 28.6 mg (6 mol %)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 80 oC에서 1 시간 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 267 mg (수율 = 94%)을 얻었다.
[실시예 6] 포타슘 4-( 페닐에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
포타슘 4-브로모페닐트리플루오로보레이트 263 mg (1.0 mmol), Pd(OAc)2 6.7 mg (3 mol %), XPhos 28.6 mg (6 mol %), 피페리딘 128 mg (1.5 mmol), 페닐아세틸렌 153 mg (1.5 mmol)을 디메틸설폭시드(DMSO) 2 mL에 녹이고, 80 oC에서 반응시켰다. 반응 1 시간 후, 감압 증류하여 용매를 완전히 제거하였다. 잔류물을 무수 아세톤 6 mL에 녹인 뒤, 셀라이트를 사용하여 아세톤에 녹지 않은 염을 제거하였다. 여과된 아세톤 용매를 농축하고 남은 잔류물에 디클로로메탄 (CH2Cl2) 5 mL를 부가하여 결정을 얻었다. 얻어진 결정을 여과 후, 건조하여 표제화합물 267 mg (수율 = 94%)을 얻었다.
[실시예 7] 포타슘 3-( 페닐에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
출발물질을 포타슘 3-브로모페닐트리플루오로보레이트 263 mg (1.0 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 1시간 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 193 mg (수율 = 94%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.71 (s, 1H), 7.52 (m, 3H), 7.38 (m, 3H), 7.24 (dt, 1H, J = 7.5, 1.5 Hz), 7.15 (t, 1H, J = 7.5 Hz). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 135.1, 132.1, 131.2, 128.4, 128.1, 127.8, 126.2, 124.0, 120.6, 91.5, 87.1. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ-140.3. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.19. FT-IR (ATR): 3075, 3053, 3024, 2961, 2926, 2853, 2211, 1694, 1491, 1258, 1070, 859, 755, 690 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C14H9BF3 [M-K+]- 245.0749, found 245.0757.
[실시예 8] 포타슘 3-( 페닐에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
출발물질을 포타슘 3-아이오도페닐트리플루오로보레이트 310 mg (1.0 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 30 분 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 239 mg (수율 = 84%)을 얻었다.
[실시예 9] 포타슘 4-((4- 메톡시페닐 ) 에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
페닐아세틸렌을 4-에티닐아니졸 150 mg (1.1 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 30 분 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 298 mg (수율 = 95%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.50 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.45 (d, 2H, J = 9.0 Hz), 7.27 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 6.95 (d, 2H, J = 9.5 Hz), 3.84 (s, 3H). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 159.5, 132.6, 131.7, 129.2, 119.6, 115.9, 144.0, 89.5, 87.1, 54.7. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -143.2. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.02. FT-IR (ATR): 3068, 3033, 2836, 2214, 1600, 1514, 1239, 1208, 956, 828 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C15H11BF3O [M-K+]- 275.0855, found 275.0862.
[실시예 10] 포타슘 4-((4- 플루오로페닐 ) 에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
페닐아세틸렌을 1-에티닐-4-플루오로벤젠 133.4 mg (1.1 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 30 분 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 284 mg (수율 = 94%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.57 (dd, 2H, J = 9.0, 5.5 Hz), 7.52 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.30 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 7.18 (t, 2H, J = 9.0 Hz). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 162.1 (d, J = 247.7 Hz), 133.3 (d, J = 8.3 Hz), 131.7, 129.4, 120.3 (d, J = 3.2 Hz), 119.0, 115.5 (d, J = 25.2 Hz), 90.7, 86.0. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -113.6, -139.6. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.29. FT-IR (ATR): 3065, 3012, 2220, 1596, 1496, 1206, 941, 827 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C14H8BF4 [M-K+]- 263.0655, found 263.0651.
[실시예 11] 포타슘 4-( p - 톨일에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
페닐아세틸렌을 4-에티닐톨루엔 132 mg (1.1 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 30 분 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 284 mg (수율 = 95%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.51 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.40 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.28 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 7.21 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 2.35 (s, 3H). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 137.8, 131.7, 131.1, 129.3, 129.1, 120.9, 119.3, 90.4, 87.2, 20.4. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -140.2. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.32. FT-IR (ATR): 3024, 2915, 2856, 2214, 1602, 1515, 1219, 964, 829 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C15H11BF3 [M-K+]- 259.0906, found 259.0903.
[실시예 12] 포타슘 4-((4- 펜틸페닐 ) 에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
페닐아세틸렌을 1-에티닐-4-펜틸벤젠 196 mg (1.1 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 30 분 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 330 mg (수율 = 93%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.51 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.43 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.29 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.23 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 2.64 (t, 2H, J = 7.5 Hz), 1.63 (m, 2H), 1.34 (m, 4H), 0.90 (t, 3H, J = 7.0 Hz). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 142.8, 131.7, 131.1, 129.3, 128.5, 121.1, 119.4, 90.3, 87.3, 35.4, 31.2, 30.9, 22.2, 13.4. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -141.6. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.22. FT-IR (ATR): 3065, 3024, 2954, 2926, 2855, 2214, 1603, 1212, 953, 831 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C19H19BF3 [M-K+]- 315.1532, found 315.1524.
[실시예 13] 포타슘 4-((3- 클로로페닐 ) 에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
페닐아세틸렌을 3-클로로-1-에티닐벤젠 155 mg (1.1 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 30 분 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 236 mg (수율 = 74%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.54 (s, 1H), 7.53 (d, 2H, J = 8.5 Hz), 7.48 (dt, 1H, J = 7.0, 2.0 Hz), 7.43 (t, 1H, J = 8.0 Hz), 7.40 (dt, 1H, J = 8.0, 2.0 Hz), 7.32 (d, 2H, J = 8.0 Hz). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 133.7, 131.7, 130.7, 130.1, 129.7, 129.5, 127.9, 125.9, 118.6, 92.5, 85.7. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -139.7. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.33. FT-IR (ATR): 3062, 3015, 2217, 1592, 1210, 953, 830, 781, 679 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C14H8BClF3 [M-K+]- 276.0360, found 279.0357.
[실시예 14] 포타슘 4-(헥-1- 이닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
페닐아세틸렌을 1-헥신 93.2 mg (1.1 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 2 시간 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 236 mg (수율 = 89%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.43 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 7.14 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 2.38 (t, 2H, J = 7.0 Hz), 1.51 (m, 4H), 0.95 (t, 3H, J = 7.0 Hz). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 131.5, 129.3, 120.4, 87.4, 81.9, 30.9, 21.7, 18.5, 13.0. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -143.0. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.51. FT-IR (ATR): 3065, 3018, 2957, 2932, 2871, 2361, 2229, 1603, 1205, 950, 831 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C12H13BF3 [M-K+]- 225.1062, found 225.1067.
[실시예 15] 포타슘 4-(3- 시클로헥실프로프 -1- 이닐 ) 페닐트리플루오로보레이트 의 합성
페닐아세틸렌을 3-시클로헥실-1-프로핀 138.6 mg (1.1 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 2 시간 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 290 mg (수율 = 95%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.42 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 7.15 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 2.27 (d, 2H, J = 6.5 Hz), 1.88 (dd, 2H, J = 13.5, 1.5 Hz), 1.74 (dt, 2H, J = 13.0, 3.0 Hz), 1.67 (m, 1H), 1.52 (m, 1H), 1.29 (m, 2H), 1.19 (m, 1H), 1.10 (m, 2H). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 131.5, 129.3, 120.5, 86.3, 82.7, 37.6, 32.5, 26.7, 26.1, 25.9. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -145.4. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.41. FT-IR (ATR): 3065, 3018, 2920, 2849, 2662, 2361, 2220, 1604, 1448, 1205, 952, 828 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C15H17BF3 [M-K+]- 265.1375, found 265.1385.
[실시예 16] 포타슘 4-(5- 시아노펜트 -1- 이닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
페닐아세틸렌을 5-헥신니트릴 106 mg (1.1 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 30 분 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 258 mg (수율 = 94%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.44 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.17 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 2.66 (t, 2H, J = 7.0 Hz), 2.57 (t, 2H, J = 6.5 Hz), 1.97 (m, 2H). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 131.5, 129.4, 119.7, 119.3, 85.1, 83.2, 24.9, 18.0, 15.5. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -141.2. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.26. FT-IR (ATR): 3062, 3018, 2954, 2906, 2246, 1604, 1202, 946, 828 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C12H10BF3N [M-K+]- 236.0858, found 236.0850.
[실시예 17] 포타슘 4-(3- 메톡시프로프 -1- 이닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
페닐아세틸렌을 프로파질 에테르 77 mg (1.1 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 30 분 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 242 mg (수율 = 96%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.47 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 7.22 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 4.28 (s, 2H), 3.37 (s, 3H). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 131.6, 129.5, 119.1, 87.3, 83.2, 59.7, 56.4. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -144.5. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.40. FT-IR (ATR): 3065, 2931, 2847, 2819, 2239, 1604, 1213, 1094, 969, 831 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C10H9BF3O [M-K+]- 213.0699, found 213.0699.
[실시예 18] 포타슘 4-(3- 히드록시프로프 -1- 이닐 ) 페닐트리플루오로보레이트 의 합성
페닐아세틸렌을 프로파질 알코올 62.2 mg (1.1 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 30 분 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 188 mg (수율 = 79%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.45 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 7.17 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 4.38 (d, 2H, J = 6.5 Hz), 4.23 (t, 1H, J = 6.0 Hz). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 131.6, 129.3, 119.3, 86.6, 85.4, 50.1. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -143.2. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.39. FT-IR (ATR): 3417, 3062, 3015, 2917, 2853, 2359, 1207, 970, 830 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C9H7BF3O [M-K+]- 199.0542, found 199.0550.
[실시예 19] 포타슘 4-(3-히드록시-3- 메틸부트 -1- 이닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
페닐아세틸렌을 2-메틸-3-부틴-2-올 94.4 mg (1.1 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 30 분 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 250 mg (수율 = 94%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.44 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 7.14 (d, 2H, J = 7.5 Hz), 4.36 (s, 1H), 1.52 (s, 6H). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 131.5, 129.3, 119.5, 93.0, 82.2, 64.1, 31.3. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -139.6. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.32. FT-IR (ATR): 3312, 3065, 3018, 2981, 2926, 2860, 2230, 1603, 1363, 1204, 942, 830 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C11H11BF3O [M-K+]- 227.0855 found 227.0854.
[실시예 20] 포타슘 3- 메틸 -5-( 페닐에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
출발물질을 포타슘 3-브로모-5-메틸페닐트리플루오로보레이트 250 mg (1.0 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 1시간 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 228 mg (수율 = 76%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.52 (m, 3H), 7.38 (m, 4H), 7.06 (s, 1H), 2.26 (s, 3H). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 134.9, 133.2, 132.4, 131.2, 128.5, 128.4, 127.7, 124.2, 120.4, 91.8, 86.7, 20.5. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -139.9. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 3.25. FT-IR (ATR): 3080, 3054, 3032, 2912, 2856, 2205, 1598, 1490, 1228, 1171, 1040, 988, 935, 863, 823, 754, 690 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C15H11BF3 [M-K+]- 259.0906, found 259.0907.
[실시예 21] 포타슘 3- 클로로 -5-( 페닐에티닐 ) 페닐트리플루오로보레이트의 합성
출발물질을 포타슘 3-브로모-5-클로로페닐트리플루오로보레이트 284 mg (1.0 mmol)으로 대체하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 1시간 반응시킨 후, 정제하여 표제화합물 228 mg (수율 = 76%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.60 (s, 1H), 7.56 (m, 2H), 7.47 (s, 1H), 7.41 (m, 3H), 7.25 (s, 1H). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 133.3, 132.1, 131.8, 131.4, 128.5, 128.3, 127.4, 123.3, 122.8, 89.5, 88.3. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -142.0. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 2.76. FT-IR (ATR): 3118, 3059, 2532, 2470, 970, 908, 775, 692 cm-1. HRFABMS: m/z calcd for C14H8BClF3 [M-K+]- 279.0360, found 279.0366.
[실시예 22] 포타슘 6-( 페닐에티닐 )피리딘-2- 일트리플루오로보레이트의 합성
포타슘 6-브로모피리딘-2-일트리플루오로보레이트 262 mg (1.0 mmol), Pd(OAc)2 6.7 mg (3 mol %), XPhos 28.6 mg (6 mol %), Cs2CO3 489 mg (1.5 mmol), 페닐아세틸렌 306 mg (3.0 mmol)을 디메틸설폭시드(DMSO) 2 mL에 녹이고, 80 oC에서 반응시켰다. 반응 1 시간 후, 감압 증류하여 용매를 완전히 제거하였다. 잔류물을 무수 아세톤 6 mL에 녹인 뒤, 셀라이트를 사용하여 아세톤에 녹지 않은 염을 제거하였다. 여과된 아세톤 용매를 농축하고 남은 잔류물에 디클로로메탄 (CH2Cl2) 5 mL를 부가하여 결정을 얻었다. 얻은 결정을 여과 후, 건조하여 표제화합물 277 mg (수율 = 97%)을 얻었다.
1H NMR (500 MHz, Acetone-d 6) δ 7.61 (m, 2H), 7.55 (td, 1H, J = 7.5, 0.5 Hz), 7.48 (dd, 1H, J = 7.5, 1.0 Hz), 7.41 (m, 3H), 7.30 (dd, 1H, J = 7.5, 1.5 Hz). 13C NMR (126 MHz, Acetone-d 6) δ 141.2, 133.5, 131.7, 128.6, 128.4, 125.2, 123.8, 122.9, 90.0, 86.6. 19F NMR (376 MHz, Acetone-d 6) δ -141.5. 11B NMR (128 MHz, Acetone-d 6) δ 2.06. FT-IR (ATR): 3444, 3050, 2923, 2853, 2217, 1442, 1383, 1230, 1008, 869, 802, 754, 687 cm-1. HRFABMS: m/z calc for C13H8BF3N [M-K+]- 246.0702, found 246.0706.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
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- 하기 화학식 1의 구조를 갖는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법으로서,
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
Ar은 페닐 (), 바이페닐 (), 나프틸 (), 안트라세닐 (), 피리딜 (), 피라지닐 (), 피리미디닐 (), 트리아지닐 (), 티아졸릴 (), 옥사졸닐 (), 티오페닐 (), 9H-플루오레닐 () 및 펜옥시페닐 ()로 구성된 군으로부터 선택되고,
R1은 C1-C6 알킬기, C1-C4 알킬옥시기, C1-C4 알킬티오옥시기, 불소, 염소, 브롬, 요오드, 및 수소로 구성된 군으로부터 선택되며,
R2는 C1-C6 알킬기, C7-C12 시클로헥실알킬기, C7-C12 아릴알킬기, C2-C6 알킬에테르기, C2-C6 알킬티오에테르기, C2-C6 알킬시안기, C1-C4 알킬알코올기, 및 아릴기()로 구성된 군으로부터 선택되고,
n은 1 내지 4의 정수이며,
R11은 C1-C6 알킬기, C7-C10 알킬아릴기, C1-C4 알킬에테르기, C1-C4 알킬티오에테르기, 불소, 염소 및 수소로 구성된 군으로부터 선택되고,
p는 1 내지 4의 정수임.)
하기 화학식 2의 구조를 갖는 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체와 화학식 3의 구조를 갖는 말단알킨 (terminal alkyne) 화합물을, 용매 중에서, 팔라듐 촉매(Pd catalyst) 및 아민염기(amine base)를 포함하여 반응시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 화학식 1의 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법.
[화학식 2]
(상기, 화학식 2에서,
Ar, R1, n은 화학식 1에서 정의한 바와 같고, X는 요오드 또는 브롬을 나타냄.)
[화학식 3]
(상기 화학식 3에서,
R2는 C1-C6 알킬기, C7-C12 시클로헥실알킬기, C7-C12 아릴알킬기, C2-C6 알킬에테르기, C2-C6 알킬티오에테르기, C2-C6 알킬시안기, C1-C4 알킬알코올기, 및 아릴기()로 구성된 군으로부터 선택되고,
R11은 C1-C6 알킬기, C7-C10 알킬아릴기, C1-C4 알킬에테르기, C1-C4 알킬티오에테르기, 불소, 염소 및 수소로 구성된 군으로부터 선택되며,
p는 1 내지 4의 정수임.) - 제 4항에 있어서,
상기 제조방법에서 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체와 말단알킨 (terminal alkyne) 화합물의 반응은,
용매 중에서,
커퍼할라이드(CuX) 및 리간드(ligand) 중에서 하나 이상을 포함하여 반응시키는 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법. - 제 4 항 또는 제 5항에 있어서,
상기 제조방법에서 반응시키는 포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체는,
포타슘 4-아이오도페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 4-브로모페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 3-브로모페닐트리플루오로보레이트, 포타슘 3-브로모-5-클로로페닐트리플루오로보레이트 및 포타슘 6-브로모피리딘-2-일트리플루오로보레이트로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법. - 제 4 항 또는 제 5항에 있어서,
상기 제조방법에서 반응시키는 말단알킨(terminal alkyne) 화합물은,
페닐아세틸렌, 4-에티닐아니졸, 1-에티닐-4-플루오로벤젠, 4-에티닐톨루엔, 1-에티닐-4-페닐벤젠, 3-클로로-1-에티닐벤젠, 1-헥신, 3-시클로헥실-1-프로핀, 5-헥신니트릴, 프로파질 에테르, 프로파질 알코올 및 2-메틸-3-부틴-2-올 로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법. - 제 4 항 또는 제 5항에 있어서,
상기 제조방법에서 반응시키는 말단알킨(terminal alkyne) 화합물의 함량은,
포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체에 대하여, 1.0~4.0 당량 인 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 제조방법에서 사용하는 팔라듐 촉매(Pd catalyst)는,
비스(트리페닐포스핀)팔라듐(II)클로라이드(Bis(triphenylphosphine)palladium(II)chloride, PdCl2(TPP)2), 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) (Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0), Pd(TPP)4) 및 팔라듐(II) 아세테이트(Palladium(II)acetate, Pd(OAc)2)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 제조방법에서 사용하는 팔라듐 촉매의 함량은,
포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체에 대하여, 0.01~0.1 당량인 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 제조방법에서 사용하는 아민염기의 함량은,
포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체에 대하여, 1.0~3.0 당량인 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 제조방법에서 사용하는 리간드는,
트리페닐포스핀(Triphenylphosphine, TPP), 2-디시클로헥실포스피노-2,4,6-트리이소프로필바이페닐(2-Dicyclohexylphosphino-2',4',6'-triisopropylbiphenyl, XPhos) 및 2-디시클로헥실포스피노-2',6'-디메톡시바이페닐(2-Dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxybiphenyl, SPhos)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 제조방법에서 사용하는 리간드의 함량은,
팔라듐(II) 촉매량에 대하여, 1.0~5.0 당량인 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 제조방법에서 사용하는 커퍼할라이드(CuX)는,
커퍼클로라이드(CuCl), 커퍼브로마이드(CuBr) 및 커퍼아이오다이드(CuI)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 제조방법에서 사용하는 커퍼할라이드(CuX)의 함량은,
포타슘 할로아릴트리플루오로보레이트 유도체에 대하여, 0.01~0.1 당량인 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법. - 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 제조방법에서 반응시키는 용매는,
디메틸설폭시드(DMSO), N,N-디메틸포름아미드(DMF), 또는 디메틸설폭시드와 N,N-디메틸포름아미드의 혼합물인 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법. - 제 4 항 또는 제 5항에 있어서,
상기 제조방법에서 반응온도는 10~150℃이고, 반응시간은 10분~1일인 것을 특징으로 하는 포타슘 알키닐아릴트리플루오로보레이트 유도체의 제조방법.
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‘Synthesis of Functionalized Alkyne-containing organotrifluoroborates via Haloaryltrifluoroborates and Their Cross-Coupling Reaction', 2009.10. 강원지부 추계 대한화학회 발표자료 |
'Synthesis of Functionalized Alkyne-containing organotrifluoroborates via Haloaryltrifluoroborates and Their Cross-Coupling Reaction', 2009.10. 강원지부 추계 대한화학회 발표자료 * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018132445A1 (en) * | 2017-01-10 | 2018-07-19 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Synthesis of phenylethynylbenzenes |
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KR20110133200A (ko) | 2011-12-12 |
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