KR101167233B1 - α-플루오로말론산 디알킬 에스테르의 제조방법 - Google Patents

α-플루오로말론산 디알킬 에스테르의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디알킬 α-플루오로말로네이트의 유익한 신규 제조방법에 관한 것이다.

Description

α-플루오로말론산 디알킬 에스테르의 제조방법{Method for producing α-fluoromalonic acid dialkyl esters}
본 발명은 디알킬 α-플루오로말로네이트의 유익한 신규 제조방법에 관한 것이다.
디알킬 α-플루오로말로네이트는 예를 들어 4,6-디클로로-5-플루오로피리미딘 제조에 사용되는 중간체이다(참조: EP-A-0 970 057). 4,6-디클로로-5-플루오로피리미딘은 작물 보호제로 사용되는 활성 화합물의 제조에 있어서 중요한 중간체이다(참조: EP-A-0 882 043 및 EP-A-0 937 050).
구조식 (II)의 α-클로로-β-케토에스테르를 압력하에 103 내지 130 ℃의 온도에서 불화수소와 트리알킬아민의 부가 생성물과 반응시켜 구조식 (I)의 α-플루오로-β-케토에스테르를 수득할 수 있음이 공지되었다.
상기 방법의 근본적인 단점은 압력하에서의 작업이 장비에 드는 경비를 늘리고 특수한 기계적 안정 장치를 필요로 한다는 것이다. 이러한 이유로 해서 상기 방법은 공업적 용도로 적합치 않다.
다른 방법(참조: DE-A-42 37 882)으로, 구조식 (A)의 디카보닐 화합물을 20 내지 100 ℃의 온도에서 불화수소와 트리알킬아민의 부가 생성물과 반응시켜 구조식 (B)의 α-플루오로-β-디카보닐 화합물이 제조된다.
Figure 112006011717445-pct00002
디알킬 α-플루오로말로네이트를 제조하는 상기 방법의 단점은 상당히 과량의 불화수소 및 트리에틸아민을 사용함에도 불구하고 72 시간이라는 긴 반응 시간이 걸린다는 것이다.
본 발명의 과제는 보다 적은 과량의 불화수소 및 트리에틸아민을 사용함에도 불구하고 보다 짧은 반응 시간으로 고압의 사용없이 우수한 수율로, 즉 시공간 수율을 향상시키면서 디알킬 α-플루오로말로네이트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 특히, 출발 물질의 소비량을 감소시킴으로써 보다 친환경적인 방법임이 밝혀졌다.
본 발명에 따라, 일반식 (I)의 디알킬 α-플루오로말로네이트가 일반식 (II)의 디카보닐 화합물을 103 내지 115 ℃의 온도에서 불화수소와 트리에틸아민의 부가 생성물과 반응시킴으로써 수득됨이 밝혀졌다:
Figure 112006011717445-pct00003
Figure 112006011717445-pct00004
상기 식에서,
R1은 탄소원자수 1 내지 4의 알콕시를 나타내고,
R2는 수소 또는 불소를 나타내며,
R3는 수소, 불소 또는 염소를 나타낸다.
일반식 (II)의 화합물에서, R1은 특히 메톡시 또는 에톡시를 나타낸다.
일반식 (II)의 화합물에서, R1은 가장 특히는 에톡시를 나타낸다.
일반식 (I)의 화합물에서, R2는 특히 수소를 나타낸다.
바람직한 범위로 기술되거나 상기 열거된 잔기의 정의는 일반식 (II)의 출발 화합물 및 상응하게 일반식 (I)의 최종 생성물에 적용된다.
본 발명의 방법이 상압(normal pressure)하에 수행되고 약간 과량의 불화수소 및 트리에틸아민만을 사용하여 시공간 수율을 최대 10배 증진시킬 수 있다는 사실은 매우 놀랄만한 일로 받아들여진다. 당업자들은 고온에서 부분적 분해가 일어나 수율이 상당히 떨어질 것으로 예상하고 있기 때문에, 디알킬 α-플루오로말로네이트가 상압 및 저온에서 수행되는 최근에 알려진 방법 만큼의 우수한 수율로 수득된다는 것이 특히 놀랍다.
본 발명의 반응 방법은 다수의 이점을 가진다. 즉, 디알킬 α-플루오로말로네이트는 상압에서 공지된 방법에 통상적인 반응 시간에 훨씬 못미쳐 수득된다. 본 발명의 방법에 따라 반응 시간은 15 시간인 반면, 공지 방법은 72 시간의 반응 시간을 필요로 한다(참조: DE-A 42 37 892). 특히 중요한 점은 반응이 상압하에 수행될 수 있음에도 불구하고, 시공간 수율이 우수하다는 것이다. 추가의 이점은 비교적 짧은 반응 시간에도 불구하고 약간 과량만의 불화수소 및 트리에틸아민이 필요하다는 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 신규 방법은 공업적 용도로 특히 적합하다.
일반식 (II)의 디카보닐 화합물 및 다른 모든 출발 화합물은 상업적으로 입수가능한 생성물이거나, 이들로부터 간단한 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명의 방법을 수행하는데 있어서, 일반적으로 사용되는 불화수소와 트리에틸아민의 부가 생성물은 트리에틸아민 1 몰당 1 내지 2 몰의 불화수소, 바람직하게는 1.2 내지 1.8 몰의 불화수소, 가장 바람직하게는 1.4 내지 1.5 몰의 불화수소를 함유한다.
본 발명의 방법을 수행하는데 있어서, 일반식 (II)의 출발 물질 1 몰당 불화수소와의 부가 생성물로서 1 내지 4 몰, 바람직하게는 1.2 내지 2.5 몰, 보다 바람직하게는 1.4 내지 2 몰의 트리에틸아민이 일반적으로 사용된다.
불화수소와 트리에틸아민의 부가 생성물은 액체 불화수소에 트리에틸아민을 첨가하여 동일계에서 제조할 수 있다. 또한, 불화수소와 트리에틸아민의 부가 생성물은 트리에틸아민에 불화수소를 첨가하여 동일계에서 제조할 수 있다.
본 발명의 방법을 수행하는 경우, 반응 시간은 소규모 범위로 달라질 수 있다. 일반적으로, 103 내지 115 ℃, 바람직하게는 105 내지 110 ℃의 온도가 사용된다.
본 발명의 방법은 상압하에 수행된다. 본 발명과 관련하여, 상압은 800 내지 1200 mbar인 것으로 이해하여야 한다.
일반적으로, 본 발명의 방법은 다음과 같이 수행된다: 불화수소와 트리에틸아민의 부가 생성물을 반응 용기에 준비한다. 일반식 (II)의 디카보닐 화합물을 즉시 또는 가온하면서 첨가한다. 그후, 반응 혼합물을 105 내지 110 ℃로 가열하고, 교반한다. 이어서, 반응 혼합물을 냉각한 후, 물로 처리한다. 유기상을 분리하여, 필요에 따라 증류시킨다. 물로부터 생성물이 좀 더 용이하게 분리되도록 하기 위하여, 추출 용매를 단일 또는 중복 사용하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 크실렌, 톨루엔 또는 메틸렌 클로라이드가 사용될 수 있다.
바람직하게, 최적의 수율이 얻어질 때까지 반응 온도에서 교반을 계속한다.
본 발명의 방법은 예를 들어 4,6-디클로로-5-플루오로피리미딘 제조에 중간체로 사용될 수 있는 디에틸 α-플루오로말로네이트의 제조에 사용될 수 있다(참조: EP-A-970 057). 4,6-디클로로-5-플루오로피리미딘은 예를 들어 생물학적으로 활성인 불소-치환된 헤테로사이클을 제조하는데 사용될 수 있거나, 작물 보호제에 대한 중간체로 유용하다(참조: N. Ishikawa, J. Fluorine Chem. 1984, 25, 203, 또는 EP-A 970 057).
이하, 실시예로 본 발명을 설명하고자 한다. 그러나, 본 발명이 실시예로 제한되지 않는다.
제조 실시예
실시예 1
디에틸 α-플루오로말로네이트
Figure 112006011717445-pct00005
137 g(0.85 몰)의 트리에틸아민-트리스하이드로플루오라이드를 제조하였다. 86 g(0.85 몰)의 트리에틸아민을 80 ℃에서 첨가하였다. 이어서, 195 g(1 몰)의 디에틸 α-클로로말로네이트를 80 ℃에서 2 시간에 걸쳐 첨가하였다. 상압하에서 15 시간동안 교반 환류시켰다(105 내지 110 ℃). 반응 생성물을 분리하기 위하여, 반응 혼합물에 크실렌 200 g을 60 ℃에서 첨가한 후, 물 215 g을 첨가하고, 상을 60 ℃에서 분리하였다. 수성상을 크실렌 100 g으로 추출하였다.
두 유기상을 합하여 감압하에 증류시켰다. 제 1 분획은 크실렌이었다. 제 2 분획(156 g)은 디에틸 α-플루오로말로네이트를 96% 함량으로 함유하였다. 따라서, 0.84 몰 또는 84% 수율이다.

Claims (6)

  1. 일반식 (II)의 화합물 1 몰당 불화수소와 트리에틸아민의 부가 생성물 1 내지 4 몰을 사용하여, 일반식 (II)의 화합물을 103 내지 115 ℃의 온도에서 800 내지 1200 mbar의 압력 하에 불화수소와 트리에틸아민의 부가 생성물과 반응시킴을 특징으로 하는, 일반식 (I) 화합물의 제조 방법:
    Figure 112011084673857-pct00006
    Figure 112011084673857-pct00007
    상기 식에서,
    R1은 탄소원자수 1 내지 4의 알콕시를 나타내고,
    R2는 수소 또는 불소를 나타내며,
    R3는 수소, 불소 또는 염소를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서, 일반식 (I) 및 (II)의 화합물에서, R1은 메톡시 또는 에톡시를 나타냄을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 일반식 (I) 및 (II)에서, R2 및 R3는 각 경우에 수소를 나타냄을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 3 항중 어느 한항에 있어서, 105 내지 110 ℃의 온도에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 3 항중 어느 한항에 있어서, 불화수소와 트리에틸아민의 부가 생성물이 트리에틸아민 1 몰당 1 내지 2 몰의 불화수소를 함유함을 특징으로 하는 방법.
  6. 삭제
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