KR101789386B1 - Method of manufacturing optically active benzothiophenes compound with high yield and high purity - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고수율 및 고 광학순도의 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 합성하는 반응 종결 시점에 급냉(quenching)하는 단계를 포함함으로써, 고수율 및 고 광학순도의 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 합성할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing an optically active benzothiophene compound having a high yield and a high optical purity, and more particularly to a process for preparing an optically active benzothiophene compound by quenching at the end of the reaction for synthesizing an optically active benzothiophene compound, Optically active benzothiophene compound having a high yield and a high optical purity can be synthesized.
Description
본 발명은 고수율 및 고 광학순도의 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 합성하는 반응 종결 시점에 급냉(quenching)하는 단계를 포함함으로써, 고수율 및 고 광학순도의 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 합성할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing an optically active benzothiophene compound having a high yield and a high optical purity, and more particularly to a process for preparing an optically active benzothiophene compound by quenching at the end of the reaction for synthesizing an optically active benzothiophene compound, Optically active benzothiophene compound having a high yield and a high optical purity can be synthesized.
폴리올레핀 중합용 촉매로 알려진 1980년 카민스키(Kaminsky)그룹에 의해 발명된 메탈로센 화합물은 전이 금속 화합물이 주성분인 주촉매와 유기 금속 화합물 (알루미늄)이 주성분인 조촉매의 조합으로 이루어져 있다.The metallocene compound invented by the Kaminsky group in 1980, which is known as a catalyst for polyolefin polymerization, is composed of a combination of a main catalyst, which is a main component of a transition metal compound, and a cocatalyst, which is a main component of an organometallic compound (aluminum).
상기 메탈로센 화합물은 기존의 올레핀 중합 촉매로 알려진 지글러-나타 촉매에 비하여, 우수한 촉매활성을 가져, 중합체의 분자량 분포 및 입체 규칙성 등을 제어하기 쉽다. 이러한 메탈로센 화합물을 이용하는 경우, 좁은 분자량 분포(MWD = 2 내지 3)와 균일한 조성의 공단량체 (중합체 주쇄에 걸쳐 공단량체의 분포가 균일함)를 포함하며, 투명도와 같은 광학적 특성이 우수한 폴리올레핀 공중합체를 용이하게 제조할 수 있다는 장점이 있다. The metallocene compound has an excellent catalytic activity as compared with a Ziegler-Natta catalyst known as a conventional olefin polymerization catalyst, and can easily control the molecular weight distribution and stereoregularity of the polymer. When such a metallocene compound is used, it has a narrow molecular weight distribution (MWD = 2 to 3) and a comonomer having a homogeneous composition (uniform distribution of comonomer throughout the polymer main chain) and has excellent optical properties such as transparency There is an advantage that a polyolefin copolymer can be easily produced.
상기 메탈로센 화합물은 일반적으로 알루미녹산, 보레인, 보레이트 또는 다른 활성화제를 이용하여 활성화시켜 사용한다. 예를 들어, 시클로펜타디에닐기 리간드를 한 개 또는 두 개 가지고 있는 4족 전이금속 화합물을 메틸알루미녹산이나 보론 화합물로 활성화시켜 올레핀 중합 촉매로 이용할 수 있다.The metallocene compound is generally activated by using aluminoxane, borane, borate or other activator. For example, a
한편, 메탈로센 화합물은 리간드의 구조 변형 및 중합 조건의 변경에 따라 입체규칙도, 공중합 특성, 분자량, 결정화도 등이 다양한 폴리올레핀 공중합체를 제조할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 메탈로센 촉매용 리간드에 대한 연구가 대두되고 있다.On the other hand, the metallocene compound can produce a polyolefin copolymer having various stereoregularity, copolymerization properties, molecular weight, crystallinity and the like depending on the structural modification of the ligand and the polymerization conditions. To solve this problem, studies have been made on ligands for metallocene catalysts.
이러한 메탈로센 촉매용 리간드로 사용되는 화합물 중에서 하기 화학식 1로 표시되는 벤조티오펜계 화합물의 경우, 2개의 키랄 중심을 가지고 있어 합성 시에 cis-형 및 trans-형 화합물의 이성질체가 존재하게 된다. Among the compounds used as ligands for metallocene catalysts, the benzothiophene compounds represented by the following formula (1) have two chiral centers and thus exist in the form of cis- and trans- .
[화학식 1][Chemical Formula 1]
이때, 상기 cis- 형 화합물의 경우 고체 상태로 존재하기 때문에 제품 생성 및 수득이 용이한 반면에, trans- 형 화합물의 경우 리퀴드 상태로 존재하기 때문에 여과 후 컬럼을 통해 잔류하는 생성물을 다시 수득해야 하는 번거로움이 있다. 따라서, 합성 반응 중에 trans- 형이 많이 생성되는 경우, 생성물 수득 단계에서 손실이 많아 수율이 감소하는 단점이 있다. At this time, since the cis-type compound exists in a solid state, the product can be easily produced and obtained, while the trans-type compound is present in a liquid state, so that the product remaining through the column after filtration must be recovered There is a hassle. Therefore, when a large amount of trans-form is produced during the synthesis reaction, there is a disadvantage that the yield is decreased due to a large loss in the step of obtaining the product.
본 발명은 상기 문제점을 개선하기 위한 것으로, 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 합성하는 반응 종결 시점에 급냉(quenching)하는 단계를 포함함으로써, 고수율 및 고 광학순도의 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 합성하는 방법에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problem, and it is an object of the present invention to provide a process for preparing optically active benzothiophene compound by quenching at the end of reaction for synthesizing an optically active benzothiophene compound, To a method for synthesizing a base compound.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 In order to achieve the above object, in the present invention,
(i) (1-벤조티오펜)과 n-부틸리튬, CuCN 및 (2E)-2-methyl-2-butenoyl chloride (tigloyl chloride)를 순차적으로 반응시켜 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 합성하는 단계;(i) reacting (1-benzothiophene) with n-butyl lithium, CuCN and (2E) -2-methyl-2-butenoyl chloride sequentially to synthesize a compound represented by the following formula ;
(ii) 산 촉매 존재하에서 상기 화학식 2의 화합물을 반응시켜 하기 화학식 3a 및 3b로 표시되는 이성질체를 합성하는 단계; 및(ii) reacting the compound of formula (2) in the presence of an acid catalyst to synthesize an isomer represented by the following formulas (3a) and (3b); And
(iii) 상기 화학식 3a 및 3b로 표시되는 이성질체 함유 반응 용액을 급냉(quenching)하는 단계;를 포함하는 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 방법을 제공한다.(iii) quenching the isomer-containing reaction solution represented by the above general formulas (3a) and (3b).
[화학식 2](2)
[화학식 3a][Chemical Formula 3]
[화학식 3b](3b)
상기 식에서,In this formula,
R1 및 R2는 각각 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.R 1 and R 2 are each hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
상기 본 발명의 방법은 급냉 단계 후에 유기용매를 이용하여 추출하는 단계; 여과하여 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 수득하는 단계; 및 수득된 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of the present invention comprises the steps of: extracting using an organic solvent after quenching; Filtration to obtain a cis-type optically active benzothiophene-based compound; And drying the obtained cis-type optically active benzothiophene-based compound.
또한, 본 발명에서는 상기 방법에 의해 합성된 광학활성 벤조티오펜계 화합물로서, 상기 광학활성 벤조티오펜계 화합물은 상기 화학식 3a로 표시되는 화합물 : 화학식 3b로 표시되는 화합물의 이성질체 혼합비가 51:49 내지 99:1인 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 제공한다.Further, in the present invention, the optically active benzothiophene compound synthesized by the above method is a compound wherein the optically active benzothiophene compound has the isomer mixture ratio of the compound represented by Formula 3a: the compound represented by Formula 3b is 51:49 To 99: 1. ≪ / RTI >
본 발명의 방법에 의하면, 합성 반응 종결 시점에 급냉 단계를 추가하는 간단한 방법으로, 고수율 및 고 광학순도의 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 합성할 수 있다. According to the method of the present invention, a cis-type optically active benzothiophene compound having a high yield and a high optical purity can be synthesized by a simple method of adding a quenching step at the end of the synthesis reaction.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따라 합성된 벤조티오펜계 화합물에 대한 NMR 데이터이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따라 합성된 벤조티오펜계 화합물에 대한 NMR 데이터이다.
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따라 합성된 벤조티오펜계 화합물에 대한 NMR 데이터이다.
도 4는 본 발명의 비교예 2에 따라 합성된 벤조티오펜계 화합물에 대한 NMR 데이터이다.
도 5는 본 발명의 비교예 3에 따라 합성된 벤조티오펜계 화합물에 대한 NMR 데이터이다.
도 6은 본 발명의 비교예 4에 따라 합성된 벤조티오펜계 화합물에 대한 NMR 데이터이다.
도 7은 본 발명의 비교예 5에 따라 합성된 벤조티오펜계 화합물에 대한 NMR 데이터이다.
도 8은 본 발명의 비교예 6에 따라 합성된 벤조티오펜계 화합물에 대한 NMR 데이터이다.
도 9는 본 발명의 비교예 7에 따라 합성된 벤조티오펜계 화합물에 대한 NMR 데이터이다.
도 10은 본 발명의 비교예 8에 따라 합성된 벤조티오펜계 화합물에 대한 NMR 데이터이다.1 is NMR data of a benzothiophene compound synthesized according to Example 1 of the present invention.
2 is NMR data of a benzothiophene compound synthesized according to Example 2 of the present invention.
3 is NMR data of a benzothiophene compound synthesized according to Example 3 of the present invention.
4 is NMR data of a benzothiophene compound synthesized according to Comparative Example 2 of the present invention.
5 is NMR data of a benzothiophene compound synthesized according to Comparative Example 3 of the present invention.
6 is NMR data of a benzothiophene compound synthesized according to Comparative Example 4 of the present invention.
7 is NMR data of a benzothiophene compound synthesized according to Comparative Example 5 of the present invention.
8 is NMR data of a benzothiophene compound synthesized according to Comparative Example 6 of the present invention.
9 is NMR data of a benzothiophene compound synthesized according to Comparative Example 7 of the present invention.
10 is NMR data of a benzothiophene compound synthesized according to Comparative Example 8 of the present invention.
이하에서는 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
종래 메탈로센 촉매용 리간드로 사용되는 벤조티오펜계 화합물의 경우, 합성 시에 cis-형 및 trans-형 화합물의 이성질체가 존재하게 되는데, 이때 상기 cis- 형 화합물의 경우 고체 상태로 존재하기 때문에 제품 생성 및 수득이 용이한 반면에, trans- 형 화합물의 경우 리퀴드 상태로 존재하기 때문에 생성물 수득 단계에서 손실이 많아 수율이 감소하는 단점이 있다.In the case of benzothiophene compounds which are conventionally used as ligands for metallocene catalysts, isomers of cis- and trans-type compounds are present at the time of synthesis, since the cis-type compounds are present in a solid state While the trans-type compound is present in a liquid state, there is a disadvantage in that the yield is reduced due to a large loss in the step of obtaining the product.
이에, 본 발명에서는 벤조티오펜계 화합물 합성 시에 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 수율을 높일 수 있는 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention provides a method for increasing the synthesis yield of a cis-type optically active benzothiophene compound in the synthesis of a benzothiophene-based compound.
구체적으로, 본 발명에서는 고수율 및 고 광학순도의 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 합성할 수 있는 방법을 제공한다.Specifically, the present invention provides a method for synthesizing a cis-type optically active benzothiophene compound having a high yield and a high optical purity.
즉, 본 발명의 일 실시예에서는That is, in one embodiment of the present invention
(i) (1-벤조티오펜)과 n-부틸리튬, CuCN 및 (2E)-2-methyl-2-butenoyl chloride (tigloyl chloride)를 순차적으로 반응시켜 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 합성하는 단계;(i) reacting (1-benzothiophene) with n-butyl lithium, CuCN and (2E) -2-methyl-2-butenoyl chloride sequentially to synthesize a compound represented by the following formula ;
(ii) 산 촉매 존재하에서 상기 화학식 2의 화합물을 반응시켜 하기 화학식 3a 및 3b로 표시되는 이성질체를 합성하는 단계; 및(ii) reacting the compound of formula (2) in the presence of an acid catalyst to synthesize an isomer represented by the following formulas (3a) and (3b); And
(iii) 상기 화학식 3a 및 3b로 표시되는 이성질체 함유 반응 용액을 급냉(quenching)하는 단계;를 포함하는 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 방법을 제공한다.(iii) quenching the isomer-containing reaction solution represented by the above general formulas (3a) and (3b).
[화학식 2](2)
[화학식 3a][Chemical Formula 3]
[화학식 3b](3b)
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.Wherein R 1 and R 2 are each hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
이러한 본 발명의 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 방법은 설명하면 하기와 같은 반응식 1을 참조하여 상세히 설명할 수 있다.The method of synthesizing the optically active benzothiophene compound of the present invention can be explained in detail with reference to the following reaction formula 1.
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
먼저, 본 발명의 방법에서는, 유기용매 중에서 상기 화학식 4로 표시되는 (1-벤조티오펜)과 n-부틸리튬, CuCN 및 (2E)-2-methyl-2-butenoyl chloride (또는 tigloyl chloride)를 혼합 교반하면서, -80℃에서 (2E)-2-methyl-2-butenoyl chloride를 투입하고, 실온에서 overnight 반응시켜 출발 물질로 사용되는 상기 화학식 2의 화합물 (예컨대, (2E)-1-(1-benzothiophene-2-yl)-2-methyl-2-buten-1-one)을 합성할 수 있다. (1-benzothiophene) and n-butyllithium, CuCN and (2E) -2-methyl-2-butenoyl chloride (or tigloyl chloride) represented by the
이때, 상기 화학식 4의 화합물 : 부틸리튬 : CuCN : (2E)-2-methyl-2-butenoyl chloride는 1 : 1 : 0.5 : 1 당량으로 혼합하는 것이 바람직하다.At this time, the compound of formula 4: butyllithium: CuCN: (2E) -2-methyl-2-butenoyl chloride is preferably mixed in a ratio of 1: 1: 0.5: 1.
또한, 본 발명의 방법에서는 반응이 완료된 후에, 반응종결제로 HCl을 첨가한 다음, 통상적인 유기용매를 이용하여 추출하고, 건조함으로써 생성물인 상기 화학식 2의 화합물을 수득할 수 있다.In addition, in the method of the present invention, after completion of the reaction, HCl is added as a reaction terminator, followed by extraction using a conventional organic solvent and drying to obtain the compound of Formula 2 as a product.
또한, 본 발명의 방법에서는, 실온에서 상기 화학식 2의 화합물을 산 촉매 존재하에 반응시켜 상기 화학식 3a 및 3b로 표시되는 이성질체를 합성할 수 있다.In the method of the present invention, the compound of formula (2) may be reacted at room temperature in the presence of an acid catalyst to synthesize the isomers represented by the above formulas (3a) and (3b).
이때, 상기 산 촉매는 가수 분해 반응 등을 유발하기 위하여 첨가하는 성분으로서, 그 대표적인 예로 황산, 염산, 또는 인산 등을 들 수 있다.At this time, the acid catalyst is added to cause a hydrolysis reaction or the like, and typical examples thereof include sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid and the like.
또한, 본 발명의 방법에 있어서, 상기 화학식 2의 화합물 : 산 촉매의 몰비는 1 : 5 내지 10, 구체적으로 1 : 7이 범위 일 수 있다.In the process of the present invention, the molar ratio of the compound of Formula 2 to the acid catalyst may be in the range of 1: 5 to 10, specifically 1: 7.
만약, 상기 산 촉매의 몰비가 10 중량부를 초과하면, 반응 속도가 증가하여 부반응이 일어날 수 있고, 5 중량부 미만이면 반응 속도가 감소하여 반응이 원활하게 이루어지지 않는 단점이 있다. If the molar ratio of the acid catalyst is more than 10 parts by weight, the reaction rate may increase and side reactions may occur. If the amount is less than 5 parts by weight, the reaction rate may decrease and the reaction may not proceed smoothly.
또한, 본 발명의 방법은 반응 용매로서, 클로로벤젠 등의 유기 용매를 이용할 수 있으며, 이때, 상기 화학식 2의 화합물 : 반응 용매의 몰비는 1 : 1 내지 3, 구체적으로 1 : 7이 범위 일 수 있다. In the method of the present invention, an organic solvent such as chlorobenzene may be used as a reaction solvent. In this case, the molar ratio of the compound of Formula 2 to the reaction solvent may be in the range of 1: 1 to 3, specifically 1: 7 have.
이때, 상기 유기 용매의 몰비가 3 몰을 초과하면, 반응 농도가 저하되어 반응 속도가 감소하거나, 반응이 원활하게 이루어지지 않을 수 있으며, 1 몰 미만인 경우 반응물 농도가 증가하여, 부반응이 야기될 수 있다. If the molar ratio of the organic solvent is more than 3 mol, the reaction concentration may be lowered and the reaction rate may be decreased or the reaction may not be performed smoothly. If the molar ratio is less than 1 mol, the reactant concentration may increase and side reactions may occur have.
이러한 본 발명의 반응은 실온에서 약 1 내지 3시간 동안 실시할 수 있다.The reaction of the present invention can be carried out at room temperature for about 1 to 3 hours.
또한, 본 발명의 방법에서는 반응 완료 후, 상기 화학식 3a 및 3b로 표시되는 이성질체 함유 반응 용액을 급냉(quenching)하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in the method of the present invention, after completion of the reaction, quenching may be performed on the isomer-containing reaction solution represented by the above formulas (3a) and (3b).
이때, 상기 급냉 단계는 반응용액에 0℃의 냉각수를 투입하여 반응 용액을 최저 -20℃까지 급냉시켜 실시할 수 있다. 그 결과, 화학식 3b으로 표시되는 trans- 형 광학활성 벤조티오펜계 화합물 일부가 화학식 3a로 표시되는 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물 형태로 전환되면서, cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 수율이 증가될 수 있다. At this time, the quenching step may be performed by putting cooling water at 0 ° C into the reaction solution and rapidly cooling the reaction solution to -20 ° C. As a result, a part of the trans-type optically active benzothiophene compound represented by the general formula (3b) was converted into the cis-type optically active benzothiophene compound represented by the general formula (3a) Can be increased.
이때, 상기 화학식 2의 화합물 : 냉각수의 중량비는 1 : 10 내지 100, 구체적으로 1 : 15 내지 90의 범위로 투입할 수 있다. 만약, 상기 냉각수의 사용량이 10 미만이면, trans- 형 광학활성 벤조티오펜계 화합물 일부가 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물 형태로 전환되는 반응 효율이 감소하여, cis형 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 수율이 낮아지는 단점이 있다.At this time, the weight ratio of the compound of Formula 2: cooling water may be in the range of 1:10 to 100, specifically 1:15 to 90. If the amount of the cooling water used is less than 10, the reaction efficiency in which a part of the trans-type optically active benzothiophene compound is converted into the cis-type optically active benzothiophene compound is decreased, and the cis-type optically active benzothiophene There is a disadvantage that the synthesis yield of the compound is lowered.
즉, 본 발명의 방법에서, 상기 산 촉매 존재하에 화학식 2의 화합물을 교반하면, 화학식 3a로 표시되는 cis-형의 광학활성 벤조티오펜계 화합물과, 화학식 3b로 표시되는 trans-형의 광학활성 벤조티오펜계 화합물이 대략 50:50의 비율로 합성될 수 있다. That is, in the method of the present invention, when the compound of Formula 2 is stirred in the presence of the acid catalyst, the cis-type optically active benzothiophene compound represented by Formula 3a and the trans- Benzothiophene compound can be synthesized at a ratio of about 50:50.
이어서, 본 발명의 방법과 같이 반응기 내에 일정량의 냉각수를 투입하여 반응 용액을 급냉시키는 경우, 토토머리제이션(totomerization) 과정에서 케노-에놀 형태 (keto-enol form) 중에 에놀 형태가 유리하게 되고 리간드는 아이소머의 선택성(selectivity)을 잃어버리게 되어 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물이 50%이상의 비율로 존재하게 된다.Subsequently, when the reaction solution is quenched by injecting a certain amount of cooling water into the reactor as in the method of the present invention, the enol form is advantageously obtained in the keto-enol form in the totomerization process, The isomer selectivity is lost, and the cis-type optically active benzothiophene compound is present in a proportion of 50% or more.
반면에, 상기 혼합 용액이 담긴 반응기를 얼음에 담그고 반응 용액을 천천히 냉각하면, 반응 용액의 온도 저하 속도가 낮아지면서 일부 cis-형의 광학활성 벤조티오펜계 화합물이 trans-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물로 전환율이 낮아, 최종적으로 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 수율이 낮다는 단점이 있다. On the other hand, when the reactor containing the mixed solution is immersed in ice and the reaction solution is slowly cooled, the temperature lowering rate of the reaction solution is lowered, so that some cis-type optically active benzothiophene compounds react with trans- Based compound is low, and the synthesis yield of the cis-type optically active benzothiophene compound is finally low.
따라서, 본 발명의 방법에서는 상기 급냉 단계는 냉각수를 투입한 다음, 1 시간 이내에 반응을 종결하여 반응 용액이 다시 승온되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. Therefore, in the method of the present invention, it is preferable that the quenching step is to terminate the reaction within one hour after the cooling water is introduced to prevent the reaction solution from being heated again.
또한, 상기 본 발명의 방법은 급냉 단계 후에 In addition, the method of the present invention is characterized in that after the quenching step
유기용매를 이용하여 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 추출하여 수득하는 단계; 및Extracting and obtaining a cis-type optically active benzothiophene compound by using an organic solvent; And
수득된 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 건조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.And drying the obtained cis-type optically active benzothiophene-based compound.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는In an embodiment of the present invention,
상기 본 발명의 방법에 의해 합성된 광학활성 벤조티오펜계 화합물로서,As the optically active benzothiophene compound synthesized by the method of the present invention,
상기 광학활성 벤조티오펜계 화합물은 상기 화학식 3a로 표시되는 화합물 : 화학식 3b로 표시되는 화합물의 이성질체 혼합비가 51:49 내지 99:1, 구체적으로 51:49 내지 70:30, 보다 구체적으로 51:49 내지 55:45인 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 제공한다.The optically active benzothiophene compound may be prepared by reacting a compound represented by the general formula (3a): the isomer mixture ratio of the compound represented by the general formula (3b) in the range of 51:49 to 99: 1, specifically 51:49 to 70:30, 49 to 55:45. ≪ / RTI >
나아가, 본 발명에서는 상기 방법에 의해 제조된 벤조티오펜계 화합물을 포함하는 올레핀계 공중합체 제조용 메탈로센 촉매를 제조할 수 있다.Further, in the present invention, a metallocene catalyst for preparing an olefin-based copolymer containing the benzothiophene compound produced by the above method can be prepared.
전술한 바와 같이, 본 발명의 방법에 의하면, 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 합성할 때, 반응 종결 시점에 급냉 단계를 추가하는 간단한 방법으로, cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 수율을 높일 수 있으므로, 고수율 및 고 광학순도의 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 합성할 수 있다. As described above, according to the method of the present invention, when synthesizing an optically active benzothiophene compound, the synthesis yield of a cis-type optically active benzothiophene compound is improved by a simple method of adding a quenching step at the time of reaction termination It is possible to synthesize optically active benzothiophene compounds of high yield and high optical purity.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples with reference to the following examples. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.
실시예Example
(제조예 1)(Production Example 1)
Ar 분위기하에서 슈렝크에 상기 화학식 4의 1-benzothiophene을 정량한 후, THF를 첨가하였다. 온도를 -80℃로 낮추고 핵산용매에 용해된 n-BuLi을 넣고, 실온에서 2 시간 반응하였다. 이어서, CuCN을 슈렝크에 정량하고, THF를 첨가하였다. -80℃로 온도를 낮춘 뒤, 반응액을 CuCN 쪽으로 이동시켰다. 그 다음으로, 반응액을 실온에서 1시간 동안 반응한 다음, 온도를 -80℃로 낮추고, tigloyl chloride를 첨가한 다음, 실온에서 overnight 반응시켰다. 이때, 상기 1-benzothiophene : 부틸리튬 : CuCN : tigloyl chloride는 1 : 1 : 0.5 : 1 당량으로 혼합하는 것이 바람직하다.1-benzothiophene of
이어서, 반응이 완료되면 3N HCl을 투입하고, separate funnel로 옮겨 유기층을 분리해 낸 후, HCl 층을 CH2Cl2 로 3번 추출(extraction) 하고, 혼합 추출물을 포화된 Na2CO3 수용액으로 중화시켰다. 진공 증류 (evaporator vacuum)으로 용매를 모두 제거하여 상기 화학식 2의 화합물 2.47 g (76%)를 수득하였다.After completion of the reaction, 3N HCl was added, and the organic layer was separated by transferring to a separate funnel. The HCl layer was extracted 3 times with CH 2 Cl 2 , and the combined extract was washed with saturated Na 2 CO 3 aqueous solution Lt; / RTI > Removal of the solvent by evaporator vacuum gave 2.47 g (76%) of the compound of formula (2).
1H NMR (CDCl3): δ 7.85-7.82 (m, 2H, 4,7-H in C8H5S), 7.75 (m, 1H, 3-H in C8H5S), 7.44-7.34 (m, 2H, 5,6-H in C8H5S), 6.68 (m, 1H, MeCd CHMe), 1.99 (m, 3H, MeCd CHMe), 1.92 (m, 3H, MeCd CHMe). 1 H NMR (CDCl 3): δ 7.85-7.82 (m, 2H, 4,7- H in C 8 H 5 S), 7.75 (m, 1H, 3-H in C 8 H 5 S), 7.44-7.34 (m, 2H, 5,6- H in C 8 H 5 S) , 6.68 (m, 1H, MeCd C H Me), 1.99 (m, 3H, Me Cd CHMe), 1.92 (m, 3H, MeCd CH Me).
13C NMR (CDCl3): δ 191.5, 143.3, 142.4, 139.1, 138.9, 137.7, 130.3, 127.1, 125.9, 125.0, 122.9, 14.9, 12.9. 13 C NMR (CDCl 3): δ 191.5, 143.3, 142.4, 139.1, 138.9, 137.7, 130.3, 127.1, 125.9, 125.0, 122.9, 14.9, 12.9.
(실시예 1)(Example 1)
2.5 mL 클로로벤젠에 상기 제조예 1의 화학식 2의 화합물 286mg (1.32mmol)을 투입한 다음, 98% H2SO4 2ml를 첨가하고, 실온에서 2시간 동안 반응시켰다. 이어서, 상기 혼합물에 0℃ 얼음물을 20.84g를 투입하고 30분 동안 교반하면서 급냉하였다. 반응 종결 후, 반응 용액을 separate funnel로 옮겨 CH2Cl2 로 3번 추출(extraction) 하여 유기층을 분리해 낸 후, 포화된 Na2CO3 수용액으로 중화시켰다. MgSO4를 이용해 물을 제거한 다음, 진공 증류 (evaporator vacuum)으로 용매를 모두 제거하여 베이지색의 고체상 화합물 (76.45%)를 수득하였다. 얻어진 화합물에 대한 NMR 을 측정 결과, 화학식 3a : 화학식 3b의 혼합비는 53: 47 이었다 (도 1 참조). 286 mg (1.32 mmol) of the compound of Formula 2 in Preparation Example 1 was added to 2.5 mL of chlorobenzene, followed by addition of 2 mL of 98% H 2 SO 4 , and the mixture was reacted at room temperature for 2 hours. Then, 20.84 g of ice water at 0 ° C was added to the mixture, and the mixture was quenched with stirring for 30 minutes. After completion of the reaction, the reaction solution was transferred to a separate funnel, extracted three times with CH 2 Cl 2, and the organic layer was separated and neutralized with a saturated Na 2 CO 3 aqueous solution. Water was removed using MgSO 4 and the solvent was removed by evaporator vacuum to give a beige solid (76.45%). As a result of NMR measurement on the obtained compound, the mixing ratio of the compound of Formula 3a: Formula 3b was 53: 47 (see Fig. 1).
1H NMR (CDCl3): δ 7.91 (m, 1H, 8-H), 7.46 (m, 1H, 5-H), 7.35-7.20 (m, 2H, 6,7-H), 3.73 (m, 0.5H, 1-H), 3.19 (m, 1H, 1,2-H), 2.61 (m, 0.5H, 2-H),1.57 (d, J = 7.2 Hz, 1.5H, 1-/2-Me), 1.39 (d, J = 7.5 Hz, 1.5H, 2-/1-Me), 1.36 (d, J= 7.2 Hz, 1.5H, 1-/2-Me), 1.30 (d, J= 7.5 Hz, 1H, 1.5H, 2-/1-Me). 1 H NMR (CDCl 3): δ 2H, 6,7-H), 3.73 (m, 0.5H, 1-H), 3.19 (m, (d, J = 7.2 Hz, 1.5H, 1/2-Me), 1.39 (d, J = 7.5 Hz, 1.5H, 2- / 1 -Me), 1.36 (d, J = 7.2 Hz, 1.5H, 1- / 2-Me), 1.30 (d, J = 7.5 Hz, 1H, 1.5H, 2- / 1-Me).
13C NMR (CDCl3): δ 201.1, 200.7, 168.3, 166.8, 147.0, 146.7, 139.5, 133.9, 133.8, 130.7, 129.7, 128.5, 127.8, 126.4, 124.9, 124.6, 124.2, 124.0, 55.7, 50.2, 40.6, 35.1, 19.0, 16.3, 15.4, 11.2. 13 C NMR (CDCl 3): δ 128.1, 127.4, 124.4, 124.6, 124.2, 124.0, 55.7, 50.2, 40.6, 35.1, 19.0, 16.3, 15.4, 11.2.
(실시예 2)(Example 2)
급냉 단계에서 얼음물 20.84g를 투입하는 대신 얼음물 10.42g를 투입하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고체상 화합물 (76.45%)를 수득하였다. 얻어진 화합물에 대한 NMR 을 측정 결과, 화학식 3a : 화학식 3b의 혼합비는 55:45 이었다 (도 2 참조). The solid phase compound (76.45%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that 10.42 g of ice water was added instead of 20.84 g of ice water in the quenching step. As a result of NMR measurement on the obtained compound, the mixing ratio of the compound of Formula 3a: Formula 3b was 55:45 (see FIG. 2).
(실시예 3)(Example 3)
급냉 단계에서 얼음물 20.84g를 투입하는 대신 얼음물 5.21g를 투입하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고체상 화합물 (76.45%)를 수득하였다. 얻어진 화합물에 대한 NMR 을 측정 결과, 화학식 3a : 화학식 3b의 혼합비는 51:49 이었다 (도 3 참조).A solid compound (76.45%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that 5.21 g of ice water was added in place of 20.84 g of ice water in the quenching step. As a result of NMR measurement on the obtained compound, the mixing ratio of the compound of Formula 3a: Formula 3b was 51:49 (see FIG. 3).
(비교예 1)(Comparative Example 1)
급냉 단계에서 물을 투입하지 않고, 실온 냉각하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 3a 및 화학식 3b으로 표시되는 화합물을 수득하였다 (70%). 얻어진 화합물에 대한 NMR 을 측정 결과, 화학식 3a : 화학식 3b의 혼합비는 32:68 이었다. (70%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that water was not added in the quenching step and the solution was cooled to room temperature. As a result of NMR measurement on the obtained compound, the mixing ratio of the compound of Formula 3a: Formula 3b was 32:68.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
급냉 단계에서 얼음물 20.84g를 투입하는 대신 얼음물 1.3g를 투입하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 3a 및 화학식 3b으로 표시되는 화합물을 수득하였다 (71%). 얻어진 화합물에 대한 NMR 을 측정 결과, 화학식 3a : 화학식 3b의 혼합비는 12:88 이었다 (도 4 참조). (71%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that 1.3 g of ice water was added instead of 20.84 g of ice water in the quenching step. As a result of NMR measurement on the obtained compound, the mixing ratio of the compound of Formula 3a: Formula 3b was 12:88 (see FIG. 4).
(비교예 3)(Comparative Example 3)
급냉 단계에서 얼음물 20.84g를 투입하는 대신 얼음물 2.6g를 투입하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 3a 및 화학식 3b으로 표시되는 화합물을 수득하였다 (71%). 얻어진 화합물에 대한 NMR 을 측정 결과, 화학식 3a : 화학식 3b의 혼합비는 18:82 이었다 (도 5 참조). (71%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that 2.6 g of ice water was added in place of 20.84 g of ice water in the quenching step. As a result of NMR measurement on the obtained compound, the mixing ratio of the compound of Formula 3a: Formula 3b was 18:82 (see FIG. 5).
(비교예 4)(Comparative Example 4)
급냉 단계에서 얼음물 20.84g를 투입하는 대신 얼음물 2.3g를 투입하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 3a 및 화학식 3b으로 표시되는 화합물을 수득하였다 (70%). 얻어진 화합물에 대한 NMR 을 측정 결과, 화학식 3a : 화학식 3b의 혼합비는 30:70 이었다 (도 6 참조). (70%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that 2.3 g of ice water was added in place of 20.84 g of ice water in the quenching step. As a result of NMR measurement on the obtained compound, the mixing ratio of the compound of Formula 3a: Formula 3b was 30:70 (see FIG. 6).
(비교예 5)(Comparative Example 5)
급냉 단계에서 얼음물 20.84g를 투입하는 대신 얼음물 2g를 투입하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 3a 및 화학식 3b으로 표시되는 화합물을 수득하였다 (70%). 얻어진 화합물에 대한 NMR 을 측정 결과, 화학식 3a : 화학식 3b의 혼합비는 20:80 이었다 (도 7 참조). (70%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that 2 g of ice water was added in place of 20.84 g of ice water in the quenching step. As a result of NMR measurement of the obtained compound, the mixing ratio of the compound of Formula 3a: Formula 3b was 20:80 (see FIG. 7).
(비교예 6)(Comparative Example 6)
급냉 단계에서 얼음물 20.84g를 투입하는 대신 얼음물 1.7g를 투입하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 3a 및 화학식 3b으로 표시되는 화합물을 수득하였다 (69%). 얻어진 화합물에 대한 NMR 을 측정 결과, 화학식 3a : 화학식 3b의 혼합비는 17: 83 이었다 (도 8 참조). (69%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that 1.7 g of ice water was added instead of 20.84 g of ice water in the quenching step. As a result of NMR measurement on the obtained compound, the mixing ratio of the compound of Formula 3a: Formula 3b was 17: 83 (see FIG. 8).
(비교예 7)(Comparative Example 7)
급냉 단계에서 얼음물 20.84g를 투입하는 대신 얼음물 1g를 투입하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 3a 및 화학식 3b으로 표시되는 화합물을 수득하였다 (68%). 얻어진 화합물에 대한 NMR 을 측정 결과, 화학식 3a : 화학식 3b의 혼합비는 18:82 이었다 (도 9 참조). (68%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that 1 g of ice water was added instead of 20.84 g of ice water in the quenching step. As a result of NMR measurement on the obtained compound, the mixing ratio of the compound of Formula 3a: Formula 3b was 18:82 (see FIG. 9).
(비교예 8)(Comparative Example 8)
급냉 단계에서 얼음물 20.84g를 투입하는 대신 얼음물 0.65g를 투입하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 화학식 3a 및 화학식 3b으로 표시되는 화합물을 수득하였다 (68%). 얻어진 화합물에 대한 NMR 을 측정 결과, 화학식 3a : 화학식 3b의 혼합비는 26: 74 이었다 (도 10 참조). (68%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.65 g of ice water was added instead of 20.84 g of ice water in the quenching step. As a result of NMR measurement on the obtained compound, the mixing ratio of the compound of Formula 3a: Formula 3b was 26:74 (see FIG. 10).
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 냉각수를 상기 화학식 2의 화합물 대비 10 내지 100의 비율로 투입한 실시예 1 내지 3의 경우, cis 형 이성질체의 함량이 높은 반면에, 냉각수를 투입하지 않거나, 10 미만으로 투입한 비교예 1 내지 8의 경우, trans형 이성질체의 함량이 높을 것을 알 수 있었다.As can be seen from Table 1, in the case of Examples 1 to 3 in which the cooling water was added at a ratio of 10 to 100 to the compound of Formula 2, the content of the cis isomer was high, , And in the case of Comparative Examples 1 to 8 charged at less than 10, the trans isomer content was high.
Claims (13)
(ii) 산 촉매 존재하에서 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 반응시켜 하기 화학식 3a 및 3b로 표시되는 이성질체를 합성하는 단계; 및
(iii) 하기 화학식 3a 및 3b로 표시되는 이성질체 함유 반응 용액을 급냉(quenching)하는 단계;를 포함하고,
상기 급냉 단계는 냉각수를 투입하여 실시하며,
상기 화학식 2로 표시되는 화합물 : 냉각수의 중량비는 1 : 10 내지 100의 범위인 것을 특징으로 하는 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 방법:
[화학식 2]
[화학식 3a]
[화학식 3b]
상기 식에서,
R1 및 R2는 메틸기이다.
reacting (i) (1-benzothiophene) with n-butyl lithium, CuCN and (2E) -2-methyl-2-butenoyl chloride sequentially to synthesize a compound represented by the following formula 2;
(ii) reacting a compound represented by the following formula (2) in the presence of an acid catalyst to synthesize an isomer represented by the following formulas (3a) and (3b); And
(iii) quenching the isomer-containing reaction solution represented by the following general formula (3a) and (3b)
The quenching step is performed by injecting cooling water,
Wherein the weight ratio of the compound represented by the formula (2): cooling water is in the range of 1:10 to 100. The method for synthesizing an optically active benzothiophene compound according to claim 1,
(2)
[Chemical Formula 3]
(3b)
In this formula,
R 1 and R 2 are methyl groups.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 합성하는 단계에서, (1-벤조티오펜) : n-부틸리튬 : CuCN : (2E)-2-methyl-2-butenoyl chloride는 1 : 1 : 0.5 : 1 당량으로 혼합하여 반응하는 것을 특징으로 하는 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 방법.
The method according to claim 1,
(1-benzothiophene): n-butyllithium: CuCN: (2E) -2-methyl-2-butenoyl chloride was used in a ratio of 1: 1: 0.5: 1 equivalent Wherein the compound is reacted by mixing.
상기 화학식 3a 및 3b로 표시되는 이성질체를 합성하는 단계는 실온에서 1 내지 3시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of synthesizing the isomers represented by the above formulas (3a) and (3b) is carried out at room temperature for 1 to 3 hours.
상기 산 촉매는 황산을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the acid catalyst comprises sulfuric acid. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
상기 화학식 2로 표시되는 화합물 : 산 촉매의 몰비는 1 : 5 내지 10인 것을 특징으로 하는 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the molar ratio of the compound represented by the general formula (2) to the acid catalyst is 1: 5 to 10. The method for synthesizing an optically active benzothiophene compound according to claim 1,
상기 냉각수는 0℃의 냉각수인 것을 특징으로 하는 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the cooling water is cooling water at 0 占 폚.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물 : 냉각수의 중량비는 1 : 15 내지 90의 범위인 것을 특징으로 하는 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the weight ratio of the compound represented by Formula (2) to the cooling water is in the range of 1:15 to 90. The method for synthesizing an optically active benzothiophene compound according to claim 1,
상기 방법은 급냉 단계 후에, 1 시간 이내에 반응을 종결하는 것을 특징으로 하는 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 방법.
The method according to claim 1,
The method according to claim 1, wherein the reaction is terminated within 1 hour after the quenching step.
상기 방법은 급냉 단계 후에 유기용매를 이용하여 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 추출하여 수득하는 단계; 및
수득된 cis-형 광학활성 벤조티오펜계 화합물을 건조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학활성 벤조티오펜계 화합물의 합성 방법.
The method according to claim 1,
The method comprises: after the quenching step, extracting a cis-type optically active benzothiophene compound using an organic solvent; And
And drying the obtained cis-type optically active benzothiophene-based compound. The method for synthesizing an optically active benzothiophene-based compound according to claim 1,
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