KR101355873B1 - 중간체의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 치환체가 본원에 정의된 바와 같은 화학식 I의 중간체 화합물의 제조 방법을 제공한다. 본원의 방법은 치환된 아닐린을 수성상 HX와 반응시키고, 공비 증류에 의해 물을 제거하고 구리 촉매 없이 승온에서 유기 아질산염과 함께 디아조화 및 열분해를 하는 것을 포함한다. 또는, 기체상 HX가 상기 방법에서 수성상 HX를 대체하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 공비 증류에 의한 물 제거 단계가 생략될 수 있다. 화학식 I의 중간체 화합물은 제초제 활성을 갖는 3-하이드록시-4-아릴-5-옥소피라졸린 유도체의 제조에서 중간체로 적합하다.
화학식 I
중간체, 아닐린, 공비 증류, 제초제, 아질산염
Description
본 발명은 제초제 활성을 갖는 치환된 3-하이드록시-4-아릴-5-옥소피라졸린 유도체의 제조에서 중간체로 유용한 치환된 벤젠 유도체의 개선된 제조 방법에 관한 것이다.
제초 작용을 갖는 3-하이드록시-4-아릴-5-옥소피라졸린 및 이의 제조방법이, 예를 들어 국제 공개공보 제WO 92/16510호, 유럽 특허 제0 508 126호, 공개공보 제WO 95/01971호, 제WO 96/21652호, 제WO 96/25395호, 제WO 97/02243호 및 제WO 99/47525호에 기재되어 있고, 이의 내용이 모두 참조로서 포함되어 있다.
제초제 활성을 갖는 치환된 3-하이드록시-4-아릴-5-옥소피라졸린 유도체의 제조 방법의 핵심 중간체인 치환된 벤젠 유도체를 공지된 방법에 비해 상당한 비용상 이익과 함께 높은 수율로 제조할 수 있다는 것이 본 발명에 이르러 밝혀졌다.
따라서, 본 발명은 화학식 I의 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 화학식 I에서,
R0는 각각 서로 독립적으로, 할로겐, C1-C6알킬, C2-C6알케닐, C2-C6알키닐, C1-C6할로알킬, 시아노-C1-C6알킬, C2-C6할로알케닐, 시아노-C2-C6알케닐, C2-C6할로알키닐, 시아노-C2-C6알키닐, 하이드록시, 하이드록시-C1-C6알킬, C1-C6알콕시, 니트로, 아미노, C1-C6알킬아미노, 디(C1-C6알킬)아미노, C1-C6알킬카보닐아미노, C1-C6알킬술포닐아미노, C1-C6알킬아미노술포닐, C1-C6-알킬카보닐, C1-C6알킬카보닐-C1-C6알킬, C1-C6-알콕시카보닐-C1-C6알킬, C1-C6알킬카보닐-C2-C6알케닐, C1-C6알콕시카보닐, C1-C6알콕시카보닐-C2-C6알케닐, C1-C6알킬카보닐-C2-C6알키닐, C1-C6 알콕시카보닐-C2-C6알키닐, 시아노, 카복실, 페닐, 또는 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 또는 2개의 이종 원자를 함유하는 방향족 환(여기서, 마지막 2개의 방향족 환은 C1-C3알킬, C1-C3할로알킬, C1-C3알콕시, C1-C3할로알콕시, 할로겐, 시아노 또는 니트로에 의해 치환될 수 있다)이거나;
R0는, 인접 치환체인 R1, R2 및 R3와 함께, 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 또는 2개의 이종 원자에 의해 중단되고/중단되거나 C1-C4알킬에 의해 치환될 수 있는 포화되거나 불포화된 C3-C6탄화수소 브릿지를 형성하고;
R1, R2 및 R3는 각각 서로 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C6알킬, C2-C6알케닐, C2-C6알키닐, C3-C6사이클로알킬, C1-C6할로알킬, C2-C6할로알케닐, C1-C6알콕시-카보닐-C2-C6알케닐, C1-C6알킬카보닐-C2-C6알케닐, 시아노-C2-C6알케닐, 니트로-C2-C6-알케닐, C2-C6할로알키닐, C1-C6알콕시카보닐-C2-C6알키닐, C1-C6알킬카보닐-C2-C6-알키닐, 시아노-C2-C6알키닐, 니트로-C2-C6알키닐, C3-C6할로사이클로알킬, 하이드록시-C1-C6알킬, C1-C6알콕시-C1-C6알킬, C1-C6알킬티오-C1-C6알킬, 시아노, C1-C4알킬카보닐, C1-C6-알콕시카보닐, 하이드록시, C1-C10알콕시, C3-C6알케닐옥시, C3-C6알키닐옥시, C1-C6할로알콕시, C3-C6할로알케닐옥시, C1-C6알콕시-C1-C6알콕시, 머캅토, C1-C6알킬티오, C1-C6할로알킬티오, C1-C6알킬술피닐, C1-C6알킬술포닐, 니트로, 아미노, C1-C6알킬아미노, 디(C1-C6알킬)아미노 또는 페녹시(여기서, 페닐 환은 C1-C3알킬, C1-C3할로알킬, C1-C3-알콕시, C1-C3할로알콕시, 할로겐, 시아노 또는 니트로에 의해 치환될 수 있다)이고;
R2는 또한 페닐, 나프틸, 또는 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 또는 2개의 이종 원자를 함유할 수 있는 5원 또는 6원 방향족 환일 수 있고, 여기서 페닐 환, 나프틸 환 시스템 및 5원 또는 6원 방향족 환은 할로겐, C3-C8사이클로알킬, 하이드록시, 머캅토, 아미노, 시아노, 니트로 또는 포르밀에 의해 치환될 수 있고/있거나;
페닐 환, 나프틸 환 시스템 및 5원 또는 6원 방향족 환은 C1-C6알킬, C1-C6알콕시, 하이드록시-C1-C6알킬, C1-C6알콕시-C1-C6알킬, C1-C6-알콕시-C1-C6알콕시, C1-C6알킬카보닐, C1-C6알킬티오, C1-C6알킬술피닐, C1-C6알킬술포닐, 모노-C1-C6알킬아미노, 디(C1-C6알킬)아미노, C1-C6알킬카보닐아미노, C1-C6알킬카보닐-(C1-C6알킬)아미노, C2-C6알케닐, C3-C6알케닐옥시, 하이드록시-C3-C6알케닐, C1-C6알콕시-C2-C6-알케닐, C1-C6알콕시-C3-C6알케닐옥시, C2-C6알케닐카보닐, C2-C6알케닐티오, C2-C6알케닐-술피닐, C2-C6알케닐술포닐, 모노- 또는 디-(C2-C6알케닐)아미노, C1-C6알킬(C3-C6알케닐)아미노, C2-C6알케닐카보닐아미노, C2-C6알케닐카보닐(C1-C6알킬)아미노, C2-C6알키닐, C3-C6알키닐옥시, 하이드록시-C3-C6알키닐, C1-C6알콕시-C3-C6알키닐, C1-C6알콕시-C4-C6-알키닐옥시, C2-C6알키닐카보닐, C2-C6알키닐티오, C2-C6알키닐술피닐, C2-C6알키닐술포닐, 모노- 또는 디-(C3-C6알키닐)아미노, C1-C6알킬(C3-C6알키닐)아미노, C2-C6알키닐카보닐아미노 또는 C2-C6알키닐카보닐(C1-C6알킬)아미노에 의해 치환될 수 있고/있거나;
페닐 환, 나프틸 환 시스템 및 5원 또는 6원 방향족 환은 할로 치환된 C1-C6알킬, C1-C6알콕시, 하이드록시-C1-C6알킬, C1-C6알콕시-C1-C6알킬, C1-C6알콕시-C1-C6알콕시, C1-C6알킬카보닐, C1-C6알킬티오, C1-C6알킬술피닐, C1-C6알킬술포닐, 모노-C1-C6알킬아미노, 디(C1-C6알킬)아미노, C1-C6알킬카보닐아미노, C1-C6알킬카보닐(C1-C6알킬)아미노, C2-C6알케닐, C3-C6알케닐옥시, 하이드록시-C3-C6알케닐, C1-C6알콕시-C2-C6-알케닐, C1-C6알콕시-C3-C6알케닐옥시, C2-C6알케닐카보닐, C2-C6-알케닐티오, C2-C6알케닐술피닐, C2-C6알케닐술포닐, 모노- 또는 디-(C2-C6알케닐)아미노, C1-C6-알킬(C3-C6알케닐)아미노, C2-C6알케닐카보닐아미노, C2-C6알케닐카보닐(C1-C6-알킬)아미노, C2-C6알키닐, C3-C6알키닐옥시, 하이드록시-C3-C6알키닐, C1-C6알콕시-C3-C6알키닐, C1-C6알콕시-C4-C6알키닐옥시, C2-C6알키닐카보닐, C2-C6알키닐티오, C2-C6알키닐술피닐, C2-C6알키닐술포닐, 모노- 또는 디-(C3-C6알키닐)아미노, C1-C6알킬(C3-C6알키닐)아미노, C2-C6알키닐카보닐아미노 또는 C2-C6알키닐카보닐(C1-C6알킬)아미노에 치환될 수 있고/있거나;
페닐 환, 나프틸 환 시스템 및 5원 또는 6원 방향족 환은 화학식 COOR50, CONR51, SO2NR53R54 또는 SO2OR55의 라디칼에 의해 치환될 수 있고, 여기서 R50, R51, R52, R53, R54 및 R55는 각각 서로 독립적으로 C1-C6알킬, C2-C6알케닐, C3-C6알키닐, 또는 할로, 하이드록시, 알콕시, 머캅토, 아미노, 시아노, 니트로, 알킬티오, 알킬술피닐 또는 알킬술포닐로 치환된 C1-C6알킬, C2-C6알케닐 또는 C3-C6알키닐이고;
X는 할로겐이고;
n은 0, 1 또는 2이다.
상기 정의에서, 할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드, 바람직하게는 불소, 염소 또는 브롬, 가장 바람직하게는 염소 및 브롬인 것으로 이해된다. 치환체의 정의에 나오는 알킬 그룹은, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 2급-부틸, 이소부틸 또는 3급-부틸, 및 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실 및 도데실 이성질체이다.
할로알킬 그룹은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자의 쇄 길이를 갖는다. 할로알킬은, 예를 들어 플루오로메틸, 디플루오로메틸, 디플루오로클로로메틸, 트리플루오로메틸, 클로로메틸, 디클로로메틸, 디클로로플루오로메틸, 트리클로로메틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 2-플루오로에틸, 2-클로로에틸, 2,2-디플루오로에틸, 2,2-디클로로에틸, 2,2,2-트리클로로에틸 또는 펜타플루오로에틸, 바람직하게는 트리클로로메틸, 디플루오로클로로메틸, 디플루오로메틸, 트리플루오로메틸 또는 디클로로플루오로메틸이다.
알콕시 그룹은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자의 쇄 길이를 갖는다. 알콕시는, 예를 들어 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, 2급-부톡시, 3급-부톡시, 또는 펜틸옥시 또는 헥실옥시 이성질체, 바람직하게는 메톡시, 에톡시 또는 n-프로폭시이다.
할로알콕시는, 예를 들어 플루오로메톡시, 디플루오로메톡시, 트리플루오로메톡시, 2,2,2-트리플루오로-에톡시, 1,1,2,2-테트라플루오로에톡시, 2-플루오로에톡시, 2-클로로에톡시 또는 2,2,2-트리클로로에톡시이다.
알케닐 라디칼의 예로 비닐, 알릴, 메탈릴, 1-메틸비닐, 부트-2-엔-1-일, 펜테닐 및 2-헥세닐; 바람직하게는 3 내지 6개의 탄소 원자의 쇄 길이를 갖는 알케닐 라디칼이 언급될 수 있다.
알키닐 라디칼의 예로 에티닐, 프로파길, 1-메틸-프로파길, 3-부티닐, 부트-2-인-1-일, 2-메틸부트-3-인-2-일, 부트-3-인-2-일, 1-펜티닐, 펜트-4-인-1-일 및 2-헥시닐; 바람직하게는 3 내지 6개의 탄소 원자의 쇄 길이를 갖는 알키닐 라디칼이 언급될 수 있다.
적합한 할로알케닐 라디칼은 할로겐, 특히 브롬 또는 요오드 및 특히 불소 또는 염소에 의해 1회 이상 치환된 알케닐 그룹, 예를 들어 2- 및 3-플루오로프로페닐, 2- 및 3-클로로프로페닐, 2- 및 3-브로모프로페닐, 2,2-디플루오로-1-메틸비닐, 2,3,3-트리플루오로프로페닐, 3,3,3-트리플루오로프로페닐, 2,3,3-트리클로로프로페닐, 4,4,4-트리플루오로부트-2-엔-1-일 및 4,4,4-트리클로로부트-2-엔-1-일을 포함한다. 할로겐에 의해 1, 2 또는 3회 치환된 바람직한 알케닐 라디칼은 3 내지 6개의 탄소 원자의 쇄 길이를 갖는다. 알케닐 그룹은 포화 또는 불포화된 탄소 원자에서 할로겐에 의해 치환될 수 있다.
알콕시알킬 그룹은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다. 알콕시알킬은, 예를 들어 메톡시메틸, 메톡시에틸, 에톡시메틸, 에톡시에틸, n-프로폭시메틸, n-프로폭시에틸, 이소프로폭시메틸 또는 이소프로폭시에틸이다.
할로알콕시는, 예를 들어 플루오로메톡시, 디플루오로메톡시, 트리플루오로메톡시, 2,2,2-트리플루오로에톡시, 1,1,2,2-테트라플루오로에톡시, 2-플루오로에톡시, 2-클로로에톡시 또는 2,2,2-트리클로로에톡시이다.
알케닐옥시는, 예를 들어 알릴옥시, 메탈릴옥시 또는 부트-2-엔-1-일옥시이다.
적합한 할로알케닐옥시 그룹은 할로겐, 특히 브롬 또는 요오드 및 특히 불소 또는 염소에 의해 1회 이상 치환된 알케닐옥시 그룹, 예를 들어 2- 및 3-플루오로프로페닐옥시, 2- 및 3-클로로프로페닐옥시, 2- 및 3-브로모프로페닐-옥시, 2,3,3-트리플루오로프로페닐옥시, 2,3,3-트리클로로프로페닐옥시, 4,4,4-트리플루오로부트-2-엔-1-일옥시 및 4,4,4-트리클로로부트-2-엔-1-일옥시를 포함한다.
알키닐옥시는, 예를 들어 프로파길옥시 또는 1-메틸프로파길옥시이다.
적합한 사이클로알킬 치환체는 3 내지 8개의 탄소 원자를 함유하고, 이는, 예를 들어 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 또는 사이클로옥틸이다. 이는 할로겐, 바람직하게는 불소, 염소 또는 브롬에 의해 1회 이상 치환될 수 있다.
알킬카보닐은 특히 아세틸 또는 프로피오닐이다.
알콕시카보닐은, 예를 들어 메톡시카보닐, 에톡시카보닐, n-프로폭시카보닐, 이소프로폭시카보닐 또는 부톡시카보닐, 펜틸옥시카보닐 또는 헥실옥시카보닐 이성질체, 바람직하게는 메톡시카보닐 또는 에톡시카보닐이다.
알킬티오 그룹은 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자의 쇄 길이를 갖는다. 알킬티오는, 예를 들어 메틸티오, 에틸티오, 프로필티오, 부틸티오, 펜틸티오 또는 헥실티오, 또는 이의 측쇄 이성질체이지만, 바람직하게는 메틸티오 또는 에틸티오이다.
할로알킬티오는, 예를 들어 2,2,2-트리플루오로에틸티오 또는 2,2,2-트리클로로에틸티오이다.
알킬술피닐은, 예를 들어 메틸술피닐, 에틸술피닐, n-프로필술피닐, 이소프로필술피닐, n-부틸술피닐, 이소부틸술피닐, 2급-부틸술피닐 또는 3급-부틸술피닐, 바람직하게는 메틸술피닐 또는 에틸술피닐이다.
알킬술포닐은, 예를 들어 메틸술포닐, 에틸술포닐, n-프로필술포닐, 이소프로필술포닐, n-부틸술포닐, 이소부틸술포닐, 2급-부틸술포닐 또는 3급-부틸술포닐, 바람직하게는 메틸-술포닐 또는 에틸술포닐이다.
알킬아미노는, 예를 들어 메틸아미노, 에틸아미노, n-프로필아미노, 이소프로필아미노, 또는 부틸-, 펜틸- 또는 헥실-아민 이성질체이다.
디알킬아미노는, 예를 들어 디메틸아미노, 메틸에틸아미노, 디에틸아미노, n-프로필-메틸아미노, 디부틸아미노 또는 디이소프로필아미노이다.
알킬티오알킬은, 예를 들어 메틸티오메틸, 메틸티오에틸, 에틸티오메틸, 에틸티오에틸, n-프로필티오메틸, n-프로필티오에틸, 이소프로필티오메틸 또는 이소프로필티오에틸이다.
R2의 정의에서의 페닐 및 나프틸, 및 R1, R2 및 R3의 정의에서의 페녹시는 치환된 형태일 수 있고, 이 경우 치환체는 요구되는 바와 같이, 오르소, 메타 및/또는 파라 위치에 있을 수 있고, 나프틸 환 시스템의 경우, 추가로 5번, 6번, 7번 및/또는 8번 위치에 있을 수 있다.
R0 및 R2의 정의에서의 질소, 산소 및 황으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 또는 2개의 이종 원자를 함유하는 적합한 5원 또는 6원 방향족 환의 예는 피롤리디닐, 피리딜, 피리미딜, 트리아지닐, 티아졸릴, 트리아졸릴, 티아디아졸릴, 이미다졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 피라지닐, 푸릴, 티에닐, 피라졸릴, 벤족사졸릴, 벤조티아졸릴, 퀴녹살릴, 인돌릴 및 퀴놀릴이다. 이들 헤테로방향족 라디칼은 추가로 치환될 수 있다.
상술한 바에 따른 의미는 또한 합성물 정의에서의 치환체, 예를 들어 알콕시-알콕시, 알킬-술포닐아미노, 알킬-아미노술포닐, 페닐-알킬, 나프틸-알킬 및 헤테로아릴-알킬에 적용될 수 있다.
알킬카보닐 및 알콕시카보닐의 정의에서, 카보닐의 탄소 원자는 각각 특정 경우에서 탄소수에 주어진 상한이나 하한에 포함되지 않는다.
n 및 X가 화학식 I에 대해 정의된, 화학식 I의 화합물이 바람직하다; R0는 서로 각각 독립적으로 할로겐, C1-C6알킬, C1-C6할로알킬, 하이드록시, C1-C6알콕시, 니트로, 아미노, C1-C6알킬아미노, 디(C1-C6알킬)아미노, C1-C6알킬카보닐아미노, C1-C6알킬술포닐아미노, C1-C6알킬아미노술포닐, C1-C4알킬카보닐, C1-C6알콕시카보닐 또는 카복실이고; R1, R2 및 R3는 서로 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C6알킬, C2-C6알케닐, C2-C6알키닐, C3-C6사이클로알킬, C1-C6-할로알킬, C2-C6할로알케닐, C2-C6할로알키닐, C3-C6할로사이클로알킬, C1-C6알콕시-C1-C6알킬, C1-C6알킬티오-C1-C6알킬, 시아노, C1-C4-알킬카보닐, C1-C6알콕시카보닐, 하이드록시, C1-C10알콕시, C3-C6알케닐옥시, C3-C6알키닐옥시, C1-C6할로알콕시, C3-C6할로알케닐옥시, C1-C6알콕시-C1-C6알콕시, 머캅토, C1-C6알킬티오, C1-C6할로알킬티오, C1-C6알킬술피닐, C1-C6알킬술포닐, 니트로, 아미노, C1-C4알킬아미노 또는 디(C1-C4알킬)아미노이다.
R1, R2 및 R3가 서로 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C6알킬, C1-C4할로알킬, C2-C4알케닐, C2-C4할로알케닐, C2-C4알키닐, C3-C6사이클로알킬, C1-C4알킬카보닐, C1-C6알콕시카보닐, 하이드록시, C1-C4알콕시, C3- 또는 C4-알케닐옥시, C3- 또는 C4-알키닐옥시, C1-C4할로알콕시, 니트로 또는 아미노인, 화학식 I의 화합물이 또한 바람직하다.
R1, R2 및 R3가 C1-C4알킬이고 X가 할로겐인 화학식 I의 화합물이 또한 바람직하다.
또한 n이 0인 화학식 I의 화합물이 바람직하다.
이들 중, R1 및 R3가 C2-C4알킬이고, R2가 C1-C3알킬이고, X가 Cl 또는 Br인 화학식 I의 화합물이 특히 바람직하다. 특히 바람직한 화학식 I의 화합물에서 R1 및 R3는 에틸 또는 프로필이고, R2는 메틸 또는 에틸이고, X는 클로로 또는 브로모이다. 더욱 특히 바람직한 화학식 I의 화합물에서 n은 0이고, R1 및 R3는 에틸이고, R2는 메틸이고, X는 클로로 또는 브로모이다.
종래의 샌드마이어(Sandmeyer) 반응에 의한 화학식 I의 치환된 벤젠의 제조는 기술 분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 국제 공개공보 제WO00078712호는 1-브로모-2,6-디에틸-4-메틸벤젠의 제조를 위한 종래의 샌드마이어 반응을 기재하고 있다.
놀랍게도 본 발명에 이르러, 기체상 또는 수성 산을 비-수성상 샌드마이어 조건에서 사용하는, 종래의 각종 샌드마이어 반응의 변형으로 보다 높은 수율로 1-할로-2,6-디에틸-4-메틸벤젠을 제조할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 더욱 특히, 종래의 샌드마이어 반응에서는 디아조늄 염을 페놀의 형성 및 탄화수소 커플링 반응을 최소화하는 경향이 있는, 할로겐화 구리 용액에 첨가한다. 대부분의 경우, 상기 반응은 0-20℃에서 일어나고 1몰의 할로겐화 구리가 사용되어, 디아조늄 염의 열분해를 촉진시킨다. 본 발명의 방법에서, 추가의 가용성 할로겐 이온을 제공하기 위해 할로겐화 금속 또는 할로겐화 오늄이 반응에 사용되어, 추가로 페놀 형성을 최소화한다. 추가적으로, 수성 산이 사용되는 경우, 공비 증류(azeotropic distillation)에 의한 물의 제거가 페놀 형성을 최소화하는 것을 도와 수율을 증가시킨다. 디아조늄 염이 동일 반응계에서(in situ) 생성되고, 즉, 디아조화 및 열분해가 승온에서 동시에 수행되고, 반응이 구리를 사용하지 않고 진행된다.
본원의 방법은 다음에 의해 구별된다:
a) 비-수성 샌드마이어 반응에서 기체상 또는 수성 산을 사용하고,
b) 추가의 가용성 할로겐 이온의 공급원을 제공하여 추가로 페놀 형성을 최소화하기 위해, 할로겐화 금속 또는 할로겐화 오늄을 반응에서 사용하고,
c) 수성 산이 사용되는 경우, 공비 증류에 의한 물의 제거가 페놀 형성을 최소화하는 것을 도와 치환된 벤젠 생성물의 수율이 증가하고,
d) 승온에서 동시에 일어나는 디아조화 및 열분해에 의해 디아조늄 염이 동일 반응계에서 형성되고,
e) 종래의 샌드마이어 반응에 필요한 구리 시약이 없고,
f) 감소된 페놀 부산물에 의해, 진공 증류에 의해 치환된 벤젠 생성물을 정제할 수 있고,
g) 제조 과정에서 용매 및 알코올 부산물과 같은 화학 물질을 회수하고 재활용할 수 있다.
따라서 본원의 제조 방법은 비용 효율이 높은, 화학식 I의 치환된 벤젠 유도체의 대량 생산에 특히 적합하다.
본 발명에 따른 화학식 I의 화합물의 제조 방법은 하기 화학식 II의 화합물(여기서, R0, R1, R2, R3 및 n은 화학식 I에 정의된 바와 같다)을 구리가 없는 비-수성 샌드마이어 반응에서 수성 산과 반응시키는 것을 포함한다. 공비 증류에 의한 물의 제거가 페놀 형성을 최소화시켜서 화학식 I의 화합물의 수율을 증가시킨다. 또는, 기체상 산이 수성 산을 대체하기 위해 반응에서 사용될 수 있다. 결과적으로, 공비 증류에 의한 물 제거 단계는 생략될 수 있다.
화학식 I의 화합물의 제조가 다음의 반응식 1에 설명되어 있다.
첫 번째 반응 단계에서, 화학식 II의 아닐린 화합물을 적합한 유기 용매에서 수성상 HX 산과 반응시켜 아닐린·HX 염을 형성하고 이어서 공비 증류를 통해 물을 제거하여 반응식 1에 따라 화학식 II의 아닐린 화합물로부터 화학식 I의 화합물을 수득한다. 또는, 무수 아닐린·HX를 적합한 유기 용매에서의 화학식 II의 아닐린 화합물과 기체상 HX 산의 반응에 의해 직접 형성할 수 있다. 본 발명의 방법의 첫 번째 단계는 적합한 할로겐화 금속 또는 할로겐화 오늄(PTC)의 첨가를 포함시켜 추가로 수율을 높일 수 있다. 본 발명의 두 번째 단계에서, 유기 아질산염의 첨가가 디아조화 및 열분해 단계를 승온 범주에서 동시에 수행하여 동일 반응계에서 디아조늄 염을 형성한다. 종래의 샌드마이어 반응과 달리, 본 발명의 방법은 구리 없이 진행되고 화학식 I의 화합물을 높은 수율로 생산한다.
화학식 II의 화합물과 기체상 또는 수성상 HX의 반응(반응식 1의 단계 1)을 위한 적합한 유기 용매의 예에는 이에 제한되지는 않지만, 예를 들어 디브로모메탄, 1,2-디브로모에탄, 1,2-디클로로에탄, 도데칸, 헵탄, 메틸사이클로헥산, 톨루엔, 자일렌, 클로로벤젠, 디클로로벤젠 및 메시틸렌이 포함된다. o-디클로로벤젠이 바람직한 유기 용매이다.
반응식 1의 단계 1에 유용한 적합한 할로겐화 금속 또는 할로겐화 오늄의 예에는 이에 제한되지는 않지만, 브롬화 나트륨, 브롬화 칼륨, 염화 나트륨, 브롬화 테트라부틸암모늄, 브롬화 테트라부틸포스포늄 및 염화 메틸트리부틸암모늄이 포함된다.
반응식 1의 단계 2에 유용한 적합한 유기 아질산염의 예에는 이에 제한되지는 않지만, 아질산 알킬, 예를 들어 아질산 이소아밀, 아질산 n-펜틸, 아질산 n-부틸 및 아질산 t-부틸이 포함된다.
반응은 승온 조건에서 진행된다. 반응식 1의 단계 1에서, 아닐린·HX 염의 형성이 약 40℃ 내지 약 55℃의 반응 온도에서 수행되고, 구리 또는 구리 시약이 없는 이의 유기 아질산염과의 반응(반응식 1의 단계 2)이 약 50℃ 내지 약 55℃의 반응 온도에서 수행된다. 단계 1의 공비 증류 단계의 온도가 110℃, 바람직하게는 약 100℃까지 이를 수 있다.
사용되는 출발 물질이 순수한 거울상 이성질체가 아닌 경우, 상술한 방법에 의해 수득된 화학식 I의 화합물은 통상적으로 라세미체 또는 부분입체 이성질체 혼합물의 형태이고, 이는 요구되는 경우, 공지된 방법, 예를 들어 광학적으로 순수한 염기, 산 또는 금속 착물(complex)과의 염 형성에 따르는 분별 결정에 의해 또는 예를 들어 아세틸 셀룰로즈에서의 고압 액체 크로마토그래피(HPLC)와 같은 크로마토그래피 방법에 의해 이들의 이화학(physico-chemical) 특성에 기초하여 분리될 수 있다.
치환체 R0 내지 R3에 따라, 화학식 I의 화합물은 기하 및/또는 광학 이성질 체 및 이성질체 혼합물(회전장애 이성질체(atropisomers)) 또는 호변체 및 호변체 혼합물의 형태일 수 있다.
다음의 실시예는 본 발명을 제한하지 않고 추가로 설명한다.
제조 실시예:
실시예 P1: 기체상 브롬화 수소를 사용한 1-브로모-2,6-디에틸-4-메틸브로모벤젠의 제조
기체상 브롬화 수소(1.05당량)을 o-디클로로벤젠 중의 2,6-디에틸-4-메틸아닐린(1.00당량) 및 브롬화 나트륨(0.10당량)의 혼합물에 넣는다. 생성 염 현탁액을 50℃로 냉각시킨다. 아질산 이소아밀(1.05당량) 및 추가의 기체상 브롬화 수소(0.3당량)를 2시간 동안 50-55℃에서 동시에 수면 밑으로 넣어 1-브로모-2,6-디에틸-4-메틸벤젠을 황색 내지 연갈색 용액으로 수득하였다. 반응물 덩어리를 25% 부식성 용액(약 0.3당량)으로 중화한다. 하부 수성상을 분리해낸다. 이소아밀 알코올 및 o-디클로로벤젠을 연속적으로 제거해(stripped off) 조 2,6-디에틸-4-메틸브로모벤젠 물질을 90% 함유량(assay)과 함께 87-90%의 단리 수율(isolated yield)로 제조한다. 생성물을 추가로 95℃/5 mmHg에서 진공 증류에 의해 정제하여 97-99%의 함유량을 수득하였다.
실시예 P2: 수성상 브롬산을 사용한 1-브로모-2,6-디에틸-4-메틸벤젠의 제조
48% 수성상 브롬산(1.05당량)을 o-디클로로벤젠 중의 디에틸메틸아닐린(1.00당량) 및 브롬화 나트륨(0.10당량)의 혼합물에 넣는다. 이어서 물을 진공 하에서 공비 증류시킨다. 생성 염 현탁액을 50℃로 냉각시킨다. 아질산 n-펜틸(1.05당량) 을 50-55℃에서 2시간 동안 수면 밑으로 넣어 1-브로모-2,6-디에틸-4-메틸벤젠을 황색 내지 연갈색 용액으로 수득한다. 하부 수성상을 분리해낸다. 유기상을 10% 탄산 나트륨 용액(0.15당량)으로 세척한다. n-펜탄올 및 o-디클로로벤젠을 연속적으로 제거하여 조 1-브로모-2,6-디에틸-4-메틸벤젠 물질을 90%의 함유량과 함께 83-85%의 단리 수율로 제조한다. 생성물을 추가로 95℃/5 mmHg에서 진공 증류에 정제하여 97-99%의 함유량을 수득하였다.
실시예 P3: 기체상 염화 수소를 사용한 1-클로로-2,6-디에틸-4-메틸벤젠의 제조
기체상 염화 수소(1.05당량)를 o-디클로로벤젠 중의 2,6-디에틸-4-메틸아닐린 (1.00당량)의 용액에 넣어, 용기 온도가 70℃로 상승되도록 한다. 생성 염 현탁액을 45℃로 냉각시킨다. 아질산 이소아밀(1.05당량) 및 추가의 기체상 염화 수소(0.50당량)를 45-50℃에서 2시간 동안 동시에 수면 밑으로 넣어 1-클로로-2,6-디에틸-4-메틸벤젠을 90-93% 수율로 수득한다. 20% 수산화 나트륨(0.50당량)을 첨가하여 pH를 10-12로 조절한다. 하부 수성상을 분리해낸다. 이소아밀 알코올 및 o-디클로로벤젠을 제거하여 조 1-클로로-2,6-디에틸-4-메틸벤젠 물질을 제조한다. 생성물을 추가로 85℃/5 mmHg에서 진공 증류에 의해 정제하여 97-99%의 함유량을 수득한다.
실시예 P4: 기체상 염화 수소를 사용한 1-클로로-2,6-디에틸-4-메틸벤젠의 제조
실시예 P3의 방법에서 37% 수성상 염산을 기체상 염화 수소를 대체하기 위해 사용할 수 있다. 공비 증류의 추가적인 단계가 2,6-디에틸-4-메틸아닐린·HCl 염 형성 이후 물을 제거하기 위해 필요하다. CaCl2 또는 CaSO4와 같은 건조제를 디아조화 단계에서 임의로 첨가하여 높은 수율을 달성한다.
Claims (17)
- 화학식 I의 화합물의 제조방법으로서,상기 화학식 I의 화합물의 제조방법이,(a) 화학식 II의 화합물을 유기 용매 속에서 기체상 또는 수성상 HX(여기서, X는 클로로 또는 브로모이다)와 반응시키고,(b) 수성상 HX가 사용되는 경우, 공비 증류에 의해 물을 제거하고,(c) 유기 아질산염을 첨가함을 포함하며,상기 화학식 I의 화합물의 제조방법이 구리의 부재하에 수행되는, 화학식 I의 화합물의 제조방법.화학식 I
화학식 II
상기 화학식 I 및 II에서,R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C6알킬이고,X는 클로로 또는 브로모이며,n은 0이다. - 제1항에 있어서, R1, R2 및 R3이 각각 독립적으로 C1-C6알킬이고, n이 0인, 화학식 I의 화합물의 제조방법.
- 제2항에 있어서, R1 및 R3이 에틸이고, R2가 메틸인, 화학식 I의 화합물의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 유기 용매가 디브로모메탄, 1,2-디브로모에탄, 1,2-디클로로에탄, 도데칸, 헵탄, 메틸사이클로헥산, 톨루엔, o-크실렌, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠 및 메시틸렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 화학식 I의 화합물의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 유기 아질산염이 아질산 이소아밀, 아질산 n-펜틸, 아질산 n-부틸 및 아질산 t-부틸로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 화학식 I의 화합물의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 단계 (a)가 금속 할라이드 또는 오늄 할라이드를 첨가함을 추가로 포함하고, 여기서 할라이드가 X이고 화학식 I에서 정의된 바와 같은, 화학식 I의 화합물의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 단계 (b)의 공비 증류가 50 내지 110℃의 온도에서 수행되는, 화학식 I의 화합물의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 상기 단계 (c)의 온도가 40 내지 100℃인, 화학식 I의 화합물의 제조방법.
- 제3항에 있어서, 무기 염기에 의한 중화 및 상 분리에 의해 물 부산물 및 잔류 산을 제거함을 추가로 포함하는, 화학식 I의 화합물의 제조방법.
- 제3항에 있어서, X가 브로모인 화학식 I의 화합물의 제조방법으로서,상기 X가 브로모인 화학식 I의 화합물의 제조방법이,(a) 화학식 II의 화합물을 o-디클로로벤젠 속에서 기체상 또는 수성상 HBr과 반응시키고,(b) 수성상 HBr이 사용되는 경우, 온도가 100℃에 이를 때까지 진공 압력하에 공비 증류에 의해 물을 제거하고,(c) 아질산 n-펜틸을 45 내지 55℃의 온도에서 첨가하고, 여기서 상기 제조방법이 구리의 부재하에 수행되고,(d) 수산화 나트륨 및 탄산 나트륨으로부터 선택된 무기 염기로 중화시킨 다음 상 분리시켜 물 부산물과 잔류 산을 제거하고,(e) 진공 증류에 의해 화학식 I의 화합물을 정제함을 포함하는, X가 브로모인 화학식 I의 화합물의 제조방법.화학식 II
상기 화학식 II에서,n은 0이고,R1 및 R3은 에틸이고,R2는 메틸이다. - 제10항에 있어서, 브롬화 나트륨을 단계 (a)의 반응에 첨가하는, X가 브로모인 화학식 I의 화합물의 제조방법.
- 제3항에 있어서, X가 클로로인 화학식 I의 화합물의 제조방법으로서,상기 X가 클로로인 화학식 I의 화합물의 제조방법이,(a) 화학식 II의 화합물을 o-디클로로벤젠 속에서 기체상 또는 수성상 HCl과 반응시키고,(b) 수성상 HCl이 사용되는 경우, 온도가 100℃에 이를 때까지 진공 압력하에 공비 증류에 의해 물을 제거하고,(c) 아질산 이소아밀을 44 내지 50℃의 온도에서 첨가하고, 여기서 상기 제조방법이 구리의 부재하에 수행되고,(d) 수산화 나트륨 및 탄산 나트륨으로부터 선택된 무기 염기로 중화시킨 다음 상 분리시켜 물 부산물과 잔류 산을 제거하고,(e) 진공 증류에 의해 화학식 I의 화합물을 정제함을 포함하는, X가 클로로인 화학식 I의 화합물의 제조방법.화학식 II
상기 화학식 II에서,n은 0이고,R1 및 R3은 에틸이고,R2는 메틸이다. - 제12항에 있어서, 염화 나트륨을 단계 (a)의 반응에 첨가하는, X가 클로로인 화학식 I의 화합물의 제조방법.
- 제3항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 제조된 화학식 I의 치환된 벤젠 유도체가, 제초제 활성을 갖는 치환된 3-하이드록시-4-아릴-5-옥소피라졸린 유도체의 제조시 중간체로서 사용되는, 화학식 I의 화합물의 제조방법.
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