KR101487171B1 - Method for preparing 5-acetoxymethylfurfural using metal acetate salts and alkylammonium acetate salts - Google Patents

Method for preparing 5-acetoxymethylfurfural using metal acetate salts and alkylammonium acetate salts Download PDF

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Abstract

본 발명은 5-할로메틸푸르푸랄을 금속 아세테이트염과 알킬암모늄아세테이트염과 반응시켜 5-아세트옥시메틸푸르푸랄를 합성하는 단계를 포함하는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법에 관한 것으로서, 별도의 염기를 사용하지 않고 촉매 분량의 알킬암모늄아세테이트염을 사용함으로써 공정 비용면에서 경제적이고 높은 반응효율을 보이는, 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법을 제공할 수 있다.The present invention relates to a process for preparing 5-acetoxy methyl furfural comprising the step of synthesizing 5-acetomethyl furfural by reacting 5-halomethyl furfural with a metal acetate salt and an alkylammonium acetate salt, Acetomethyl furfural, which is economical in terms of process cost and exhibits high reaction efficiency, can be provided by using a catalyst amount of alkylammonium acetate salt without using a base of 5-acetoxymethyl furfural.

Description

금속 아세테이트염과 알킬암모늄아세테이트염을 이용한 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법 {METHOD FOR PREPARING 5-ACETOXYMETHYLFURFURAL USING METAL ACETATE SALTS AND ALKYLAMMONIUM ACETATE SALTS}METHOD FOR PREPARING 5-ACETOXYMETHYLFURFURAL USING METAL ACETATE SALTS AND ALKYLAMMONIUM ACETATE SALTS Technical Field [1] The present invention relates to a method for producing 5-acetoxy methyl furfural,

본원은 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법으로, 더욱 상세하게는 경제적이고 반응효율이 높은, 금속 아세테이트염과 알킬암모늄아세테이트염을 이용하는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing 5-acetoxymethyl furfural, and more particularly to a process for preparing 5-acetoxy methyl furfural using a metal acetate salt and an alkylammonium acetate salt, which are economical and highly efficient.

세계적인 에너지 수요 증가와 함께 전통적인 에너지원의 고갈로 인하여 현재 대체 에너지 개발이 각광받고 있다. 이 중에서도 바이오매스는 미국 에너지성에 의해 진행된 대체에너지 개발 프로젝트인 바이오매스에서의 연료 생산 등에서 보듯이 크게 주목을 받고 있는 재생이 가능한 양적 생물자원이다. 5-하이드록시메틸푸르푸랄 (HMF, 5-hydroxymethylfurfural)은 이미 생산 및 사용이 확립되어 있는 석유화학 기반의 기초 화합물을 대신할 수 있는 바이오매스 유래 물질 중 하나로, 현재까지 계속 이와 관련된 많은 연구가 진행되고 있다.With the increase in global energy demand and the depletion of traditional energy sources, alternative energy development is now being watched. Among them, biomass is a renewable and quantitative biomass that has attracted much attention as seen in fuel production in biomass, an alternative energy development project conducted by the US Department of Energy. 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) is one of the biomass-derived substances that can replace the petrochemical-based basic compounds that have already been produced and used. .

HMF의 합성은 금속 촉매 존재 하에서 6탄당의 탈수 반응을 통한 반응이 주로 보고되어 있으나, 이들은 특정한 반응용매의 사용으로 인한 분리의 어려움, 금속 촉매 사용으로 인한 무수조건, 수율 저하 등과 같은 어려움으로 인하여 상용화에 어려움이 있었다. 이를 해결하기 위한 방법의 일환으로 HMF 및 그 유도체의 전구체이며 보다 안정성이 있고 합성 수율이 높은 5-클로로메틸푸르푸랄(CMF, 5-chloromethylfurfural)의 합성이 M. Mascal과 E. B. Nikitin에 의해 제시된 바 있다 (Chem. Sus . Chem . 2009, 2, 859; Angew . Chem . Int . Ed . 2008, 47, 7924).The synthesis of HMF is mainly reported through the dehydration reaction of hexane in the presence of a metal catalyst. However, they are difficult to be separated due to the use of a specific reaction solvent, commercialization due to difficult conditions such as anhydrous condition due to the use of a metal catalyst, There was a difficulty. As a method to solve this problem, the synthesis of 5-chloromethylfurfural (CMF), which is a precursor of HMF and its derivatives and has higher stability and higher synthesis yield, has been proposed by M. Mascal and EB Nikitin (Chem Sus Chem 2009, 2, 859;....... Angew Chem Int Ed 2008, 47, 7924).

5-아세트옥시메틸푸르푸랄(AcHMF, 5-acetoxymethylfurfural)은 CMF를 출발물질로 하는 HMF의 유도체화 반응에서 주 목표물질 중 하나이다. 이는 HMF와의 구조적 유사성으로 인해 높은 반응성과 다작용기성을 가지고 있으면서도, 친유성이 크고 비교적 안정한 편이어서 최근 퓨란계열의 단량체 합성시 HMF를 대체할 수 있기 때문이다.5-acetoxymethylfurfural (AcHMF) is one of the main targets in the derivatization of HMF with CMF as the starting material. This is because it has high reactivity and polyfunctional structure due to its structural similarity with HMF, and has a large lipophilic property and is relatively stable. Therefore, it can replace HMF in the synthesis of monomers of furan family.

5-클로로메틸푸르푸랄(5-chloromethylfurfural)로부터 AcHMF를 합성하는 방법은 아세트산과 무기 염기를 사용하는 것이 보고(US2008/221205 A1) 되었으나 이는 수율이 높지 않아 실용성이 떨어지는 단점을 가지고 있다.The method of synthesizing AcHMF from 5-chloromethylfurfural has been reported to use acetic acid and an inorganic base (US2008 / 221205 A1), but it has disadvantages in that the yield is not high and practicality is poor.

따라서 5-클로로메틸푸르푸랄을 출발물질로 사용하여 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 제조함에 있어서 수율을 높임과 동시에 공정의 비용을 낮추어 이에 따른 대량 생산 공정을 개발할 필요가 있는 실정이다.Therefore, in the production of 5-acetoxymethyl furfural using 5-chloromethyl furfural as a starting material, it is necessary to increase the yield and reduce the cost of the process, and to develop a mass production process accordingly.

따라서 본 발명은 전술한 종래의 문제점들을 해결하기 위해 창안된 발명으로 본 발명의 첫번째 과제는 플랫폼 화합물로 사용할 수 있는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a process for preparing 5-acetoxymethyl furfural which can be used as a platform compound.

본 발명의 두번째 과제는 제조 공정이 간단하고 높은 반응 수율을 가지며, 공정상 비용이 낮은 경제적인 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법을 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a process for producing 5-acetoxymethyl furfural which is economical and has a simple production process, high reaction yield and low process cost.

본 발명의 세번째 과제는 바이오매스 유래 물질을 반응원료로 사용할 수 있는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법을을 제공하는 것이다.A third object of the present invention is to provide a process for producing 5-acetoxymethyl furfural which can use a biomass-derived material as a reaction raw material.

본 발명의 네번째 과제는 가격이 저렴한 금속 아세테이트염을 과량 사용하여 비교적 고가인 알킬암모늄염을 촉매 분량으로 사용할 수 있는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법을 제공하는 것이다.A fourth object of the present invention is to provide a process for producing 5-acetoxymethyl furfural which can use a relatively expensive alkylammonium salt as a catalyst in an excessive amount by using an inexpensive metal acetate salt.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 5-할로메틸푸르푸랄을 금속 아세테이트염 및 알킬암모늄아세테이트염과 반응시켜 하기 화학식 2로 표시되는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계를 포함하는, 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법이 제공된다.As a technical means for accomplishing the above technical object, the present invention provides a process for producing 5-halomethyl furfural represented by the following formula 1 by reacting 5-halomethyl furfural with a metal acetate salt and an alkyl ammonium acetate salt to obtain 5-acetoxymethyl A process for preparing 5-acetoxy methyl furfural comprising the step of synthesizing furfural is provided.

[화학식 1] [Chemical Formula 1]

Figure 112013048745725-pat00001
Figure 112013048745725-pat00001

[화학식 2](2)

Figure 112013048745725-pat00002
Figure 112013048745725-pat00002

상기 화학식 1에서 X는 불소원자, 염소원자, 브롬원자 및 요오드원자 중에서 선택된 어느 하나이고, In Formula 1, X is any one selected from a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom,

상기 화학식 2에서 AcO는

Figure 112013048745725-pat00003
이다.In the above formula (2), AcO represents
Figure 112013048745725-pat00003
to be.

상기 알킬암모늄아세테이트염은 1차 암모늄아세테이트염, 2차 암모늄아세테이트염, 3차 암모늄아세테이트염 및 4차 암모늄아세테이트염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The alkylammonium acetate salt may be at least one selected from the group consisting of a primary ammonium acetate salt, a secondary ammonium acetate salt, a tertiary ammonium acetate salt, and a quaternary ammonium acetate salt.

상기 알킬암모늄아세테이트염은 하기 화학식 3 및 하기 화학식 4로 표시되는 알킬암모늄아세테이트염 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The alkylammonium acetate salt may be at least one selected from alkylammonium acetate salts represented by Chemical Formula 3 and Chemical Formula 4 below.

[화학식 3](3)

Figure 112013048745725-pat00004
Figure 112013048745725-pat00004

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112013048745725-pat00005
Figure 112013048745725-pat00005

상기 화학식 3 및 4에서 In the above formulas (3) and (4)

R1 내지 R6은 각각 독립적으로 C1 내지 C10 직쇄형 알킬기, C3 내지 C10 분쇄형 알킬기, 또는 C3 내지 C14 시클로알킬기이고,R 1 to R 6 are each independently a C1 to C10 straight-chain alkyl group, a C3 to C10 branched alkyl group, or a C3 to C14 cycloalkyl group,

AcO는

Figure 112013048745725-pat00006
이다.AcO
Figure 112013048745725-pat00006
to be.

상기 금속 아세테이트염은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 아세테이트염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The metal acetate salt may be at least one selected from the group consisting of an alkali metal and an acetate salt of an alkaline earth metal.

상기 금속 아세테이트염은 리튬 아세테이트, 소듐 아세테이트, 칼륨 아세테이트, 루비듐 아세테이트, 세슘 아세테이트, 프랑슘 아세테이트, 마그네슘 아세테이트, 칼슘 아세테이트, 스트론튬 아세테이트, 바륨 아세테이트 및 라듐 아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The metal acetate salt may be at least one selected from the group consisting of lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, rubidium acetate, cesium acetate, francia acetate, magnesium acetate, calcium acetate, strontium acetate, barium acetate and radium acetate.

상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계는 유기용매 1에서 수행될 수 있다. The step of synthesizing the 5-acetoxymethyl furfural can be carried out in the organic solvent 1.

상기 유기용매 1은 아세토니트릴, 프로피오노니트릴, 아디포니트릴, 벤조니트릴 디메틸에테르, 디에틸 에테르, 디프로필에테르, 디클로로에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, n-부틸에틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 메틸페닐 에테르, 테트라히드로푸란, 일염화메탄, 이염화메탄, 삼염화메탄, 사염화메탄, 이염화에탄, 삼염화에탄, 사염화에탄, 이염화에틸렌, 삼염화에틸렌, 사염화에틸렌, 이염화프로판, 삼염화프로판, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸에틸케톤, 메틸아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필아세테이트 및 tert-부틸아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The organic solvent 1 may be at least one selected from the group consisting of acetonitrile, propionitrile, adiponitrile, benzonitrile dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, dichloroethyl ether, diisopropyl ether, n-butyl ethyl ether, diisobutyl ether, Ethane, tetrahydrofuran, monochloromethane, dichloromethane, trichloromethane, tetrachloromethane, dichloromethane, trichloroethane, tetrachloromethane, dichloromethane, trichlorethylene, tetrachlorethylene, dichloropropane, trichloropropane, acetone, methyl Ethyl ketone, ethyl ethyl ketone, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate and tert-butyl acetate.

상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법은 상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계 후에 유기용매 2와 물을 이용한 추출을 통하여 화학식 2의 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 분리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. The process for preparing 5-acetoxymethyl furfural comprises separating 5-acetoxymethyl furfural of formula (2) by extraction with organic solvent 2 and water after synthesizing 5-acetoxy methyl furfural May be further included.

상기 유기용매 2는 디에틸 에테르, 디클로로에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, n-부틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 메틸페닐 에테르, 테트라히드로푸란, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 메틸 셀로소르브 아세테이트, 에틸 셀로소르브 아세테이트, 디에틸 셀로소르브 아세테이트, 메틸에틸 카르비톨, 디에틸 카르비톨, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸에테르, 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트, 이염화메탄, 삼염화메탄, 톨루엔, 크실렌, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케논, 메틸-n-아밀케톤 및 2-헵타논으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The organic solvent 2 may be selected from the group consisting of diethyl ether, dichloroethyl ether, diisopropyl ether, n-butyl ether, diisobutyl ether, methylphenyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Ethyl acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethyl cellosolve acetate, methyl ethyl carbitol, diethyl carbitol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl Diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, dichloromethane, trichloromethane, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, Methyl-2-pentanone, methyl-n-propyl Ketones, may be at least one member selected from methyl -n- butyl cannon, -n- methyl amyl ketone, and the group consisting of 2-heptanone.

상기 알킬암모늄아세테이트염의 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 5-할로메틸푸르푸랄 1당량부에 대하여 0.01 내지 1 당량부가 사용될 수 있다. The amount of the alkylammonium acetate salt may be 0.01 to 1 equivalent based on 1 equivalent of 5-halomethyl furfural represented by the general formula (1).

상기 금속 아세테이트염의 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 5-할로메틸푸르푸랄 1당량부에 대하여 1 내지 100 당량부가 사용될 수 있다. The metal acetate salt may be used in an amount of 1 to 100 equivalents based on 1 equivalent of 5-halomethyl furfural represented by the general formula (1).

상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계는 -80 내지 100℃에서 수행될 수 있다. The step of synthesizing the 5-acetoxymethyl furfural may be carried out at -80 to 100 ° C.

상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계는 1분 내지 3일 동안 수행될 수 있다.  The step of synthesizing the 5-acetoxymethyl furfural can be carried out for 1 minute to 3 days.

따라서 본 발명은 HMF와 같이 플랫폼 화합물로 사용할 수 있는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법을 제공할 수 있다.Accordingly, the present invention can provide a method for producing 5-acetoxy methyl furfural which can be used as a platform compound such as HMF.

본 발명은 5-할로메틸푸르푸랄로부터 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 제조함에 있어, 가격이 높은 테트라알킬암모늄아세테이트염을 사용을 촉매 분량으로 줄이고, 상대적으로 가격이 낮은 금속 아세테이트염을 과량 사용함으로써 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 합성수율을 높이는 동시에 비용을 절감하여 경제성을 높일 수 있다.The present invention relates to a process for the preparation of 5-acetoxymethyl furfural from 5-halomethyl furfural by reducing the use of high-cost tetraalkylammonium acetate salts by a catalytic amount and by using excessively low-cost metal acetate salts It is possible to increase the synthesis yield of 5-acetoxymethyl furfural and reduce the cost, thereby improving the economical efficiency.

본 발명은 바이오매스 유래 물질을 반응원료로 사용할 수 있는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a process for producing 5-acetoxymethyl furfural which can use a biomass-derived material as a reaction raw material.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

그러나, 이하의 설명은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.It is to be understood, however, that the following description is not intended to limit the invention to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises ", or" having ", and the like, specify that the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, or combinations thereof.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 본 명세서에서 "알킬(alkyl)기"란 별도의 정의가 없는 한, 직쇄형, 분쇄형 또는 환형의 지방족 탄화수소기를 의미한다. 알킬기는 어떠한 이중결합이나 삼중결합을 포함하고 있지 않은 "포화 알킬(saturated alkyl)기"일 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims. As used herein, unless otherwise defined, the term "alkyl group" means a straight, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group. The alkyl group may be a "saturated alkyl group" which does not contain any double or triple bonds.

알킬기는 적어도 하나의 이중결합 또는 삼중결합을 포함하고 있는 "불포화 알킬(unsaturated alkyl)기"일 수도 있다. The alkyl group may be an "unsaturated alkyl group" comprising at least one double bond or triple bond.

알킬기는 C1 내지 C14 알킬기일 수 있다. 보다 구체적으로는 C1 내지 C10 알킬기 또는 C1 내지 C6 알킬기일 수도 있다.The alkyl group may be a C1 to C14 alkyl group. More specifically, it may be a C1 to C10 alkyl group or a C1 to C6 alkyl group.

예를 들어, C1 내지 C4 알킬기는 알킬쇄에 1 내지 4 개의 탄소원자, 즉, 알킬쇄는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸 및 t-부틸로 이루어진 군에서 선택됨을 나타낸다.For example, the C1 to C4 alkyl groups may have 1 to 4 carbon atoms in the alkyl chain, i.e., the alkyl chain may be optionally substituted with one or more substituents selected from the group consisting of methyl, ethyl, propyl, iso-propyl, n-butyl, Indicating that they are selected from the group.

구체적인 예를 들어 상기 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 에테닐기, 프로페닐기, 부테닐기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 의미한다.Specific examples of the alkyl group include a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, ethenyl group, Butyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, and the like.

5-5- 아세트옥시메틸푸르푸랄의Of acetoxymethyl furfural 제조 Produce

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 5-할로메틸푸르푸랄을 금속 아세테이트염 및 알킬암모늄아세테이트염과 반응시켜 하기 화학식 2로 표시되는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계를 포함하는, 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법을 제공한다.As a technical means for accomplishing the above technical object, the present invention provides a process for producing 5-halomethyl furfural represented by the following formula 1 by reacting 5-halomethyl furfural with a metal acetate salt and an alkyl ammonium acetate salt to obtain 5-acetoxymethyl Acetoxy methyl furfural, comprising the step of synthesizing furfural.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112013048745725-pat00007
Figure 112013048745725-pat00007

[화학식 2](2)

Figure 112013048745725-pat00008
Figure 112013048745725-pat00008

상기 화학식 1에서 X는 불소원자, 염소원자, 브롬원자 및 요오드원자 중에서 선택된 어느 하나이고, In Formula 1, X is any one selected from a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom,

상기 화학식 2에서 AcO는

Figure 112013048745725-pat00009
이다.In the above formula (2), AcO represents
Figure 112013048745725-pat00009
to be.

상기 알킬암모늄아세테이트염은 1차 암모늄아세테이트염, 2차암모늄아세테이트염, 3차 암모늄아세테이트염 및 4차 암모늄아세테이트염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The alkylammonium acetate salt may be at least one selected from the group consisting of a primary ammonium acetate salt, a secondary ammonium acetate salt, a tertiary ammonium acetate salt, and a quaternary ammonium acetate salt.

상기 알킬암모늄아세테이트염은 1차 암모늄아세테이트염, 2차 암모늄아세테이트염, 3차 암모늄아세테이트염 및 4차 암모늄아세테이트염일 수 있다. 있다.The alkylammonium acetate salt may be a primary ammonium acetate salt, a secondary ammonium acetate salt, a tertiary ammonium acetate salt, and a quaternary ammonium acetate salt. have.

본 명세서에서 1차 암모늄아세테이트염은 암모늄 이온(NH4 +)의 1개의 수소가 알킬기로 치환된 1차 암모늄이온과 아세테이트이온이 결합된 염일 수 있다.In the present specification, the primary ammonium acetate salt may be a salt in which one hydrogen of ammonium ion (NH 4 + ) is substituted with an alkyl group and a primary ammonium ion is combined with an acetate ion.

본 명세서에서 2차 암모늄아세테이트염은 암모늄 이온(NH4 +)의 2개의 수소가 모두 알킬기로 치환된 2차 암모늄이온과 아세테이트이온이 결합된 염이거나, 또는 암모늄 이온(NH4 +)의 2개의 수소가 암모늄이온의 질소와 이중결합을 하는 탄소를 포함하는 1개의 탄화수소기 또는 헤테로 탄화수소기로 치환된 2차 암모늄이온과 아세테이트이온이 결합된 염일 수 있다.In the present specification, the secondary ammonium acetate salt is a salt in which two hydrogen atoms of ammonium ion (NH 4 + ) are both substituted with an alkyl group and a salt of acetate ion is combined, or two ammonium ions (NH 4 + ) Hydrogen may be a single hydrocarbon group containing carbon which double bonds with nitrogen of ammonium ion or a salt in which a secondary ammonium ion substituted with a hetero hydrocarbon group is combined with an acetate ion.

본 명세서에서 3차 암모늄아세테이트염은 암모늄 이온(NH4 +)의 3개의 수소가 모두 알킬기로 치환된 3차 암모늄이온과 아세테이트이온이 결합된 염이거나, 또는 암모늄 이온(NH4 +)의 2개의 수소가 암모늄이온의 질소와 이중결합을 하는 탄소를 포함하는 1개의 탄화수소기 또는 헤테로탄화수소기로 치환되고 1개의 수소가 알킬기로 치환된 3차 암모늄이온과 아세테이트이온이 결합된 염일 수 있다. 3차 암모늄아세테이트염의 구체적인 예로서는 1-에틸-이미다졸 아세테이트(1-ethyl-3-methylimidazolium acetate)을 들 수 있다.In the present specification, the tertiary ammonium acetate salt is a salt in which the three hydrogen atoms of the ammonium ion (NH 4 + ) are all bonded to the tertiary ammonium ion and the acetate ion substituted with an alkyl group, or two ammonium ions (NH 4 + ) Hydrogen may be a hydrocarbon group substituted with a hydrocarbon group or a hydrocarbon group containing a double bond with nitrogen of an ammonium ion, or a salt in which a tertiary ammonium ion substituted with an alkyl group is substituted with an acetate group. A specific example of the tertiary ammonium acetate salt is 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate.

본 명세서에서 4차 암모늄아세테이트염은 암모늄 이온(NH4 +)의 4개의 수소가 모두 알킬기로 치환된 4차 암모늄이온과 아세테이트이온이 결합된 염이거나, 또는 암모늄 이온(NH4 +)의 2개의 수소가 암모늄이온의 질소와 이중결합을 하는 탄소를 포함하는 1개의 탄화수소기 또는 헤테로탄화수소기로 치환되고 2개의 수소가 모두 알킬기로 치환된 4차 암모늄이온과 아세테이트이온이 결합된 염일 수 있다. 4차 암모늄아세테이트염의 구체적인 예로서는 1-에틸-3-메틸이미다졸 아세테이트(1-ethyl-3-methylimidazolium acetate)을 들 수 있다.In the present specification, the quaternary ammonium acetate salt is a salt in which quaternary ammonium ions in which all four hydrogen atoms of ammonium ions (NH 4 + ) are substituted with alkyl groups are combined with acetate ions, or two ammonium ions (NH 4 + ) Hydrogen may be a single hydrocarbon or hetero-hydrocarbon group containing carbon which carries a double bond with the nitrogen of the ammonium ion, and a salt in which a quaternary ammonium ion in which all two hydrogens are substituted with an alkyl group is combined with an acetate ion. A specific example of the quaternary ammonium acetate salt is 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate.

본 명세서에서 "헤테로"란 별도의 정의가 없는 한, 하나의 작용기 내에 N, O, S 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다.Means one to three heteroatoms selected from the group consisting of N, O, S and P in one functional group, and the remainder is carbon, unless otherwise defined.

또한 구체적으로 상기 알킬암모늄아세테이트염은 하기 화학식 3 및 하기 화학식 4로 표시되는 알킬암모늄아세테이트염 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.Specifically, the alkylammonium acetate salt may be at least one selected from alkylammonium acetate salts represented by Chemical Formula 3 and Chemical Formula 4 below.

[화학식 3](3)

Figure 112013048745725-pat00010
Figure 112013048745725-pat00010

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112013048745725-pat00011
Figure 112013048745725-pat00011

상기 화학식 3 및 4에서 In the above formulas (3) and (4)

R1 내지 R6은 각각 독립적으로 C1 내지 C10 직쇄형 알킬기, C3 내지 C10 분쇄형 알킬기, 또는 C3 내지 C14 시클로알킬기이고,R 1 to R 6 are each independently a C1 to C10 straight-chain alkyl group, a C3 to C10 branched alkyl group, or a C3 to C14 cycloalkyl group,

AcO는

Figure 112013048745725-pat00012
이다.AcO
Figure 112013048745725-pat00012
to be.

상기 알킬암모늄아세테이트염 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 5-할로메틸푸르푸랄 1당량에 대하여 상기 알킬암모늄아세테이트염 0.01 내지 1당량부가 사용될 수 있다.The amount of the alkylammonium acetate salt may be 0.01 to 1 equivalent of the alkylammonium acetate salt to 1 equivalent of the 5-halomethyl furfural represented by the formula (1).

상기 금속 아세테이트염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 아세테이트염으로서, 리튬 아세테이트, 소듐 아세테이트, 칼륨 아세테이트, 루비듐 아세테이트, 세슘 아세테이트, 프랑슘 아세테이트, 마그네슘 아세테이트, 칼슘 아세테이트, 스트론튬 아세테이트, 바륨 아세테이트 및 라듐 아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.Wherein the metal acetate salt is selected from the group consisting of lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, rubidium acetate, cesium acetate, francium acetate, magnesium acetate, calcium acetate, strontium acetate, barium acetate, and rhodium acetate as an acetate salt of an alkali metal or alkaline earth metal ≪ / RTI >

상기 금속 아세테이트염 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 5-할로메틸푸르푸랄 1당량에 대하여 상기 금속 아세테이트염 1 내지 100당량부가 사용될 수 있다. The metal acetate salt may be used in an amount of 1 to 100 equivalents of the metal acetate salt per equivalent of 5-halomethyl furfural represented by the general formula (1).

상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계는 유기용매 1에서 수행될 수 있다.The step of synthesizing the 5-acetoxymethyl furfural can be carried out in the organic solvent 1.

여기서, 상기 유기용매 1은 아세토니트릴, 프로피오노니트릴, 아디포니트릴, 벤조니트릴 디메틸에테르, 디에틸 에테르, 디프로필에테르, 디클로로에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, n-부틸에틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 메틸페닐 에테르, 테트라히드로푸란, 일염화메탄, 이염화메탄, 삼염화메탄, 사염화메탄, 이염화에탄, 삼염화에탄, 사염화에탄, 이염화에틸렌, 삼염화에틸렌, 사염화에틸렌, 이염화프로판, 삼염화프로판, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸에틸케톤, 메틸아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필아세테이트 및 tert-부틸아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.Here, the organic solvent 1 is at least one selected from the group consisting of acetonitrile, propionitrile, adiponitrile, benzonitrile dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, dichloroethyl ether, diisopropyl ether, , Methylphenyl ether, tetrahydrofuran, monochloromethane, dichloromethane, trichloromethane, tetrachloromethane, dichloromethane, trichloroethane, tetrachloromethane, dichloromethane, trichlorethylene, dichloromethane, dichloromethane, trichloropropane, , Methyl ethyl ketone, ethyl ethyl ketone, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate and tert-butyl acetate.

상기 알킬암모늄아세테이트염 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 5-할로메틸푸르푸랄 1당량에 대하여 상기 알킬암모늄아세테이트염 0.01 내지 1당량부가 사용될 수 있고, 그 함량이 1 당량부 미만이면 반응물이 모두 반응하지 않아 수율이 떨어지고, 1 당량부를 초과하면 경제성에 손실을 입게된다.The amount of the alkylammonium acetate salt may be 0.01 to 1 equivalent of the alkylammonium acetate salt per 1 equivalent of the 5-halomethyl furfural represented by Formula 1. If the content of the alkylammonium acetate salt is less than 1 equivalent, The yield is lowered, and when the amount is more than 1 equivalent, the economical efficiency is lost.

상기 금속 아세테이트염의 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 5-할로메틸푸르푸랄 1당량부에 대하여 1 내지 100 당량부가 사용될 수 있고, 그 함량이 1 당량부 미만이면 반응물이 모두 반응하지 않아 수율이 떨어지고, 100 당량부를 초과하면 경제성에 손실을 입게된다.The metal acetate salt may be used in an amount of 1 to 100 equivalents based on 1 equivalent of 5-halomethyl furfural represented by the general formula (1). If the content of the metal acetate salt is less than 1 equivalent, the reactants are not reacted at all, Exceeding 100 equivalents will result in economic loss.

상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계는 -80 내지 100℃, 보다 바람직하게는 0 내지 80℃에서 수행될 수 있다. 상기 반응이 -80℃ 미만에서 수행되면 반응이 느리게 진행되고 100℃를 초과한 온도에서 수행되면 반응이 너무 격렬하게 진행되어 부반응에 따른 부생성물이 다량 생성될 수 있다.The step of synthesizing 5-acetoxymethyl furfural may be carried out at -80 to 100 ° C, more preferably at 0 to 80 ° C. When the reaction is carried out at a temperature lower than -80 ° C, the reaction proceeds slowly, and when the reaction is carried out at a temperature higher than 100 ° C, the reaction proceeds too violently to produce a large amount of by-products due to the side reaction.

상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계는 1분 내지 3일, 보다 바람직하게는 10분 내지 24시간 동안 수행될 수 있다. 합성 반응 시간이 1분 미만이면 출발물질이 모두 반응하지 못할 수 있고, 3일을 초과하면 부산물이 생길 수 있다.The step of synthesizing the 5-acetoxymethyl furfural can be carried out for 1 minute to 3 days, more preferably 10 minutes to 24 hours. If the synthesis reaction time is less than 1 minute, all of the starting materials may not react. If the synthesis reaction time exceeds 3 days, by-products may be generated.

현재 할로메틸푸르푸랄(halomethylfurfural)로부터 AcHMF를 합성하는 방법은 아세트산과 무기 염기를 사용하는 것이 주로 보고되어 있다. 그러나 이는 수율이 높지 않아 실용성이 떨어지며, 별도의 염기를 사용해야 하는 단점을 가지고 있다. Currently, it has been reported that acetic acid and inorganic bases are used to synthesize AcHMF from halomethylfurfural. However, this is not practical because the yield is not high, and it has a disadvantage of using a separate base.

본 발명은 상대적으로 높은 수율과 가격 경쟁력을 얻을 수 있는 금속 아세테이트염과 촉매 분량의 알킬암모늄아세테이트염을 이용하여 위와 같은 단점을 개선하였다. The present invention improves the above disadvantages by using a metal acetate salt and a catalytic amount of alkylammonium acetate salt which can obtain a relatively high yield and price competitiveness.

반응은 일반적으로 상압에서 이루어지나, 압력을 바꾸어 진행할 수도 있으며 그 변경되는 압력에 따라 적절히 반응 시간과 온도 역시 조절할 수 있음은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 자명한 것으로 이해될 수 있다.It will be appreciated by those skilled in the art that the reaction is generally carried out at normal pressure, but it may be carried out by changing the pressure and the reaction time and temperature may be appropriately adjusted according to the changed pressure.

5-5- 아세트옥시메틸푸르푸랄의Of acetoxymethyl furfural 분리 detach

상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법은 상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계 후에 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 용해하는 유기용매 2와 물을 이용한 추출을 통하여 화학식 2의 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 분리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.Acetoxymethyl furfural can be prepared by synthesizing the 5-acetoxymethyl furfural with 5-acetoxy methyl furfural by dissolving 5-acetoxy methyl furfural in an organic solvent 2 and water to obtain 5- And isolating acetoxymethyl furfural.

상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 추출을 통한 분리 단계를 간략히 기술하면 다음과 같다. 이는 염으로 존재하는 알킬암모늄 할라이드와 5-아세트옥시메틸푸르푸랄이 각각 다른 용해도를 가지는 것을 이용한 분리 방법이다.The separation step through extraction of 5-acetoxymethyl furfural is briefly described as follows. This is a separation method using an alkylammonium halide present in a salt and 5-acetoxymethyl furfural having different solubilities.

상기 사용되는 유기용매 2는 여러 가지를 사용할 수 있으나 극성의 정도에 따라 5-아세트옥시메틸푸르푸랄이 잘 녹지 않을 수 있기 때문에 상대적으로 극성도가 높은 유기용매를 사용할 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용할 수 있는 유기용매는 아민 계열이 아니며 물과 잘 섞이지 않는 유기용매를 사용할 수 있다.The organic solvent 2 may be used in a variety of ways, but organic solvents having relatively high polarity may be used because 5-acetoxy methyl furfural may not be easily dissolved depending on the degree of polarity. Therefore, the organic solvent that can be used in the present invention is not an amine-based organic solvent but an organic solvent that does not mix well with water can be used.

상기 유기용매 2의 구체적인 예로서 디에틸 에테르, 디클로로에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, n-부틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 메틸페닐 에테르, 테트라히드로푸란, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 메틸 셀로소르브 아세테이트, 에틸 셀로소르브 아세테이트, 디에틸 셀로소르브 아세테이트, 메틸에틸 카르비톨, 디에틸 카르비톨, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸에테르, 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트, 이염화메탄, 삼염화메탄, 톨루엔, 크실렌, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케논, 메틸-n-아밀케톤 또는 2-헵타논을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. Specific examples of the organic solvent 2 include diethyl ether, dichloroethyl ether, diisopropyl ether, n-butyl ether, diisobutyl ether, methylphenyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Methyl ethyl ketone, methyl acetate, ethyl acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethyl cellosolve acetate, methyl ethyl carbitol, diethyl carbitol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, di Propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, dichloromethane, trichloromethane, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, 4-hydroxy-4-methyl-2-phen Rice, methyl -n- propyl ketone, methyl butyl -n- cannon, -n- methyl amyl ketone, or can be used alone or in combination with 2-heptanone are not limited thereto.

산염기 추출시 사용하는 유기용매 2의 함량은 물의 동량 내지 500배, 보다 바람직하게는 물의 10 내지 100배 범위로 사용할 수 있다. 이때, 유기용매 2의 함량이 물의 동량 미만이면 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 추출이 어렵고, 물의 100배를 초과하면 추출효과가 감소할 수 있다.The content of the organic solvent 2 used in the acid base extraction may be in the range of the same amount of water to 500 times, more preferably 10 to 100 times that of water. At this time, if the content of the organic solvent 2 is less than the same amount of water, extraction of 5-acetoxymethyl furfural is difficult, and if it exceeds 100 times of water, the extraction effect may be reduced.

본 발명에서의 수율은 별도의 언급이 명시되어있지 않는 한 다음 식 1로 표시된다.The yield in the present invention is expressed by the following formula 1 unless otherwise stated.

[식 1][Formula 1]

수율 (%) = (실제 수율 / 이론적인 수율) X 100Yield (%) = (actual yield / theoretical yield) X 100

본 발명은 상기 제조방법에 따라 제조된 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 제공할 수 있다.The present invention can provide 5-acetoxymethyl furfural prepared according to the above-described preparation method.

이하 본 발명의 구성을 아래의 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명에 이에 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the structure of the present invention will be described more specifically by way of the following examples, but the present invention is not limited thereto.

[실시예][Example]

실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예로 제한되는 것은 아니다.The present invention will be described in detail by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples.

실시예Example 1 One

둥근 플라스크에 유기용매로서 아세토니트릴(acetonitrile) 2 ml를 넣고 5-클로로메틸푸르푸랄(CMF, 화합물 I) 0.145g (1mmol)을 녹인 후, 테트라부틸암모늄 아세테이트(tetrabutylammonium acetate) 0.060g (0.2mmol)과 소듐 아세테이트 (sodium acetate) 0.271g (3.3mmol)을 넣고 상압, 40℃에서 12시간 반응시켰다. 반응이 종료된 후, 소량의 물(5 ml)과 에틸아세테이트 (20 ml씩 2회 첨가)를 추가하여 추출하였다. 얻어진 유기층을 감압 농축하여 연노랑색 액체 형태의 5-아세트옥시메틸푸르푸랄(AcHMF, 화합물 II)을 얻었다. 생성물의 수율은 97% 였다.0.145 g (1 mmol) of 5-chloromethyl furfural (CMF, compound I) was dissolved in acetonitrile as an organic solvent and 0.060 g (0.2 mmol) of tetrabutylammonium acetate was added to the round flask. And 0.271 g (3.3 mmol) of sodium acetate were placed and reacted at normal pressure and 40 ° C for 12 hours. After the reaction was completed, a small amount of water (5 ml) and ethyl acetate (2 x 20 ml portions) were added and extracted. The obtained organic layer was concentrated under reduced pressure to give 5-acetoxymethyl furfural (AcHMF, compound II) in the form of a pale yellow liquid. The yield of the product was 97%.

상기 연노랑색 액체가 목적물임을 1H-NMR로 확인하였으며, 분석자료는 아래와 같았다.  The pale yellow liquid was confirmed to be the target by 1H-NMR, and the analysis data were as follows.

AcHMF: 1H NMR (400 MHz, CDCl3) 9.65 (s, 1H), 7.25 (d, J=3.6, 1H), 6.62 (d, J=3.6, 1H), 5.13 (s, 2H), 2.12 (s, 3H)AcHMF: 1H NMR (400 MHz, CDCl 3) 9.65 (s, 1H), 7.25 (d, J = 3.6, 1H), 6.62 (d, J = 3.6, 1H), 5.13 (s, 2H), 2.12 (s , 3H)

실시예Example 2 2

둥근 플라스크에 유기용매로서 아세토니트릴(acetonitrile) 2 ml를 넣고 5-클로로메틸푸르푸랄(CMF, 화합물 I) 0.145g (1mmol)을 녹인 후, 테트라부틸암모늄 아세테이트(tetrabutylammonium acetate) 0.060g (0.2mmol)과 소듐 아세테이트 (sodium acetate) 0.090g (1.1mmol)을 넣고 상압, 40℃에서 2일간 반응시켰다. 반응이 종료된 후, 소량의 물(5ml)과 에틸아세테이트 (20ml씩 2회 첨가하여 사용)를 추가하여 추출하였다. 얻어진 유기층을 감압 농축하여 연노랑색 액체 형태의 5-아세트옥시메틸푸르푸랄(AcHMF, 화합물 II)을 얻었다. 생성물의 수율은 80% 였다.0.145 g (1 mmol) of 5-chloromethyl furfural (CMF, compound I) was dissolved in acetonitrile as an organic solvent and 0.060 g (0.2 mmol) of tetrabutylammonium acetate was added to the round flask. And 0.090 g (1.1 mmol) of sodium acetate were placed and reacted at normal pressure and 40 ° C for 2 days. After the reaction was completed, a small amount of water (5 ml) and ethyl acetate (20 ml each added twice) were extracted and extracted. The obtained organic layer was concentrated under reduced pressure to give 5-acetoxymethyl furfural (AcHMF, compound II) in the form of a pale yellow liquid. The yield of the product was 80%.

상기 연노랑색 액체가 목적물임을 1H-NMR로 확인하였으며, 분석자료는 아래와 같았다.  The pale yellow liquid was confirmed to be the target by 1H-NMR, and the analysis data were as follows.

AcHMF: 1H NMR (400 MHz, CDCl3) 9.65 (s, 1H), 7.25 (d, J=3.6, 1H), 6.62 (d, J=3.6, 1H), 5.13 (s, 2H), 2.12 (s, 3H)AcHMF: 1H NMR (400 MHz, CDCl 3) 9.65 (s, 1H), 7.25 (d, J = 3.6, 1H), 6.62 (d, J = 3.6, 1H), 5.13 (s, 2H), 2.12 (s , 3H)

핵자기Nuclear magnetic 공명 분석 Resonance analysis

핵자기 공명분석은 각각의 생성물을 내부 표준 물질 테트라메틸실란(TMS)이 0.05% 포함된 중수소화 클로로포름(CDCl3)에 녹인 후 Bruker사의 AVIII400(1H-400 MHz)에서 측정하였다.Nuclear magnetic resonance analysis was performed on Bruker's AVIII 400 (1H-400 MHz) after each product was dissolved in deuterated chloroform (CDCl 3 ) containing 0.05% of internal standard tetramethylsilane (TMS).

이상에서 기술한 바와 같이, 본 발명에서의 금속 아세테이트염과 촉매 분량의 알킬암모늄아세테이트염을 이용한 반응은 부가가치가 높은 AcHMF를 높은 수율로 얻을 수 있으며, 제조 단가를 낮출 수 있다. 이는 친핵체로서 유기용매에 대한 용해도가 높은 알킬암모늄 아세테이트염을 촉매로 사용함으로써 반응이 진행될 수 있으며, AcHMF가 친유성이 커서 추출이 용이하기 때문으로 생각할 수 있다.As described above, the reaction using the metal acetate salt and the catalytic amount of the alkylammonium acetate salt in the present invention can achieve a high yield of AcHMF with high added value, and the manufacturing cost can be reduced. This can be attributed to the fact that the reaction can proceed by using an alkylammonium acetate salt having a high solubility in an organic solvent as a nucleophile as a catalyst, and AcHMF is easy to be extracted because of its high lipophilicity.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

Claims (13)

하기 화학식 1로 표시되는 5-할로메틸푸르푸랄을 금속 아세테이트염 및 알킬암모늄아세테이트염과 반응시켜 하기 화학식 2로 표시되는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계를 포함하고,
상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계는 -80 내지 100℃, 유기용매 1에서 수행되고,
상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계는 유기용매 1에서 수행되고,
상기 유기용매 1은 아세토니트릴, 프로피오노니트릴, 아디포니트릴, 벤조니트릴 디메틸에테르, 디에틸 에테르, 디프로필에테르, 디클로로에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, n-부틸에틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 메틸페닐 에테르, 테트라히드로푸란, 일염화메탄, 이염화메탄, 삼염화메탄, 사염화메탄, 이염화에탄, 삼염화에탄, 사염화에탄, 이염화에틸렌, 삼염화에틸렌, 사염화에틸렌, 이염화프로판, 삼염화프로판, 아세톤, 메틸에틸케톤, 에틸에틸케톤, 메틸아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필아세테이트 및 tert-부틸아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법.
[화학식 1]
Figure 112014092549356-pat00019

[화학식 2]
Figure 112014092549356-pat00020

상기 화학식 1에서 X는 불소원자, 염소원자, 브롬원자 및 요오드원자 중에서 선택된 어느 하나이고,
상기 화학식 2에서 AcO는
Figure 112014092549356-pat00021
이다.
Reacting 5-halomethyl furfural represented by the following formula 1 with a metal acetate salt and an alkyl ammonium acetate salt to synthesize 5-acetoxy methyl furfural represented by the following formula 2,
The step of synthesizing the 5-acetoxymethyl furfural is carried out at -80 to 100 캜 in the organic solvent 1,
The step of synthesizing 5-acetoxymethyl furfural is carried out in organic solvent 1,
The organic solvent 1 may be at least one selected from the group consisting of acetonitrile, propionitrile, adiponitrile, benzonitrile dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, dichloroethyl ether, diisopropyl ether, n-butyl ethyl ether, diisobutyl ether, Ethane, tetrahydrofuran, monochloromethane, dichloromethane, trichloromethane, tetrachloromethane, dichloromethane, trichloroethane, tetrachloromethane, dichloromethane, trichlorethylene, tetrachlorethylene, dichloropropane, trichloropropane, acetone, methyl Acetoxymethyl furfural is at least one selected from the group consisting of ethyl ketone, ethyl ethyl ketone, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate and tert-butyl acetate.
[Chemical Formula 1]
Figure 112014092549356-pat00019

(2)
Figure 112014092549356-pat00020

In Formula 1, X is any one selected from a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom,
In the above formula (2), AcO represents
Figure 112014092549356-pat00021
to be.
제1항에 있어서, 상기 알킬암모늄아세테이트염은 1차 암모늄아세테이트염, 2차 암모늄아세테이트염, 3차 암모늄아세테이트염 및 4차 암모늄아세테이트염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법.The method of claim 1, wherein the alkylammonium acetate salt is at least one selected from the group consisting of a primary ammonium acetate salt, a secondary ammonium acetate salt, a tertiary ammonium acetate salt, and a quaternary ammonium acetate salt. A process for preparing oxymethyl furfural. 제1항에 있어서, 상기 알킬암모늄아세테이트염은 하기 화학식 3 및 하기 화학식 4로 표시되는 알킬암모늄아세테이트염 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법.
[화학식 3]
Figure 112013048745725-pat00016

[화학식 4]
Figure 112013048745725-pat00017

상기 화학식 3 및 4에서
R1 내지 R6은 각각 독립적으로 C1 내지 C10 직쇄형 알킬기, C3 내지 C10 분쇄형 알킬기, 또는 C3 내지 C14 시클로알킬기이고,
AcO는
Figure 112013048745725-pat00018
이다.
The method according to claim 1, wherein the alkylammonium acetate salt is at least one selected from the group consisting of alkylammonium acetate salts represented by Chemical Formula 3 and Chemical Formula 4.
(3)
Figure 112013048745725-pat00016

[Chemical Formula 4]
Figure 112013048745725-pat00017

In the above formulas (3) and (4)
R 1 to R 6 are each independently a C1 to C10 straight-chain alkyl group, a C3 to C10 branched alkyl group, or a C3 to C14 cycloalkyl group,
AcO
Figure 112013048745725-pat00018
to be.
제1항에 있어서, 상기 금속 아세테이트염은 알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 아세테이트염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법.The process according to claim 1, wherein the metal acetate salt is at least one selected from the group consisting of an alkali metal and an acetate salt of an alkaline earth metal. 제4항에 있어서, 상기 금속 아세테이트염은 리튬 아세테이트, 소듐 아세테이트, 칼륨 아세테이트, 루비듐 아세테이트, 세슘 아세테이트, 프랑슘 아세테이트, 마그네슘 아세테이트, 칼슘 아세테이트, 스트론튬 아세테이트, 바륨 아세테이트 및 라듐 아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법.5. The method of claim 4 wherein said metal acetate salt is selected from the group consisting of lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, rubidium acetate, cesium acetate, francia acetate, magnesium acetate, calcium acetate, strontium acetate, barium acetate, Acetoxymethyl furfural. ≪ / RTI > 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법은 상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계 후에 유기용매 2와 물을 이용한 추출을 통하여 화학식 2의 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 분리하는 단계를 추가로 포함하고,
상기 유기용매 2는 디에틸 에테르, 디클로로에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, n-부틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 메틸페닐 에테르, 테트라히드로푸란, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 메틸 셀로소르브 아세테이트, 에틸 셀로소르브 아세테이트, 디에틸 셀로소르브 아세테이트, 메틸에틸 카르비톨, 디에틸 카르비톨, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸에테르, 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트, 이염화메탄, 삼염화메탄, 톨루엔, 크실렌, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케논, 메틸-n-아밀케톤 및 2-헵타논으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법.
The method for producing 5-acetoxymethyl furfural according to claim 1, wherein the 5-acetoxymethyl furfural is synthesized by 5-acetoxymethyl furfural of formula (2) through extraction with organic solvent 2 and water, Further comprising separating the fuller,
The organic solvent 2 may be selected from the group consisting of diethyl ether, dichloroethyl ether, diisopropyl ether, n-butyl ether, diisobutyl ether, methylphenyl ether, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, Ethyl acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethyl cellosolve acetate, methyl ethyl carbitol, diethyl carbitol, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol dimethyl Diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol diethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, dichloromethane, trichloromethane, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, Methyl-2-pentanone, methyl-n-propyl Ketone, methyl -n- butyl cannon, -n- methyl amyl ketone and the process for producing a 2-heptyl 5-acetoxy-methyl furfural, characterized in that at least one member selected from the group consisting of heptanone.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 알킬암모늄아세테이트염의 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 5-할로메틸푸르푸랄 1당량부에 대하여 0.01 내지 1 당량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법.The process for producing 5-acetoxy methyl furfural according to claim 1, wherein 0.01 to 1 equivalent of the alkyl ammonium acetate salt is used per 1 equivalent of 5-halomethyl furfural represented by the formula (1) Way. 제1항에 있어서, 상기 금속 아세테이트염의 함량은 상기 화학식 1로 표시되는 5-할로메틸푸르푸랄 1당량부에 대하여 1 내지 100 당량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법.The process for producing 5-acetoxy methyl furfural according to claim 1, wherein the metal acetate salt is used in an amount of 1 to 100 equivalents based on 1 equivalent of 5-halomethyl furfural represented by the formula . 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 5-아세트옥시메틸푸르푸랄을 합성하는 단계는 1분 내지 3일 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 5-아세트옥시메틸푸르푸랄의 제조방법.The process for preparing 5-acetoxymethyl furfural according to claim 1, wherein the step of synthesizing 5-acetoxymethyl furfural is carried out for 1 minute to 3 days.
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