KR102090155B1 - 베타인 수용액 내에서 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법 - Google Patents

베타인 수용액 내에서 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102090155B1
KR102090155B1 KR1020190151703A KR20190151703A KR102090155B1 KR 102090155 B1 KR102090155 B1 KR 102090155B1 KR 1020190151703 A KR1020190151703 A KR 1020190151703A KR 20190151703 A KR20190151703 A KR 20190151703A KR 102090155 B1 KR102090155 B1 KR 102090155B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
betaine
group
substituted
tetrazole
preparing
Prior art date
Application number
KR1020190151703A
Other languages
English (en)
Inventor
신정아
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020190151703A priority Critical patent/KR102090155B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102090155B1 publication Critical patent/KR102090155B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D401/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
    • C07D401/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings
    • C07D401/04—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D257/00—Heterocyclic compounds containing rings having four nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D257/02—Heterocyclic compounds containing rings having four nitrogen atoms as the only ring hetero atoms not condensed with other rings
    • C07D257/04—Five-membered rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
    • C07D403/04—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond

Abstract

본 발명은, 베타인 수용액 내에서 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 니트릴 화합물과 아지드화나트륨을 고리화 반응시키는 단계; 및 진한 염산 수용액을 첨가하고 여과 후 농축하는 단계; 를 포함하는, 화학식 1로 표시되는 5-치환-1H-테트라졸로서, 상기 반응시키는 단계는, 물을 포함하는 반응 용매 내에서 양친성 이온 화합물인 베타인계 화합물 및 할로겐 아연을 촉매로 첨가하는 것인, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법에 관한 것이다.

Description

베타인 수용액 내에서 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법{PROCESS FOR PREPARING 5-SUBSTITUTED-1H-TETRAZOLES IN AQUEOUS BETAINE SOLUTION}
본 발명은, 베타인 수용액 내에서 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법에 관한 것이다.
테트라졸 및 이의 유도체는 헤테로 고리화합물의 한 종류로서 분자 내 질소를 다량으로 포함하고 있어 고에너지 물질로 활용되어 왔고, 생리학적 활성을 갖는 의약품의 중간체 및 카르복실산의 대용으로 유기합성 및 의약분야에서 사용되어 왔으며, 또한 안정성이 뛰어나 재료 과학 분야 등에도 널리 응용되고 있는 매우 중요한 물질이다. 이렇게 다양한 분야에 적용이 가능한 테트라졸 화합물은 니트릴 화합물과 아지드 화합물과의 [2+3] 고리 첨가반응으로 얻을 수 있는데, 종래의 방식은 주로 유기 용매를 사용하고, 고온의 가혹한 온도조건 하에서 테트라졸 및 이의 유도체를 합성하는 방법이 주를 이루었다. 따라서 공정의 용이성 및 다양한 산업분야에 쉽게 적용하기 위해 유기용매를 사용하지 않고 물을 용매로 하고, 보다 온화한 온도에서 테트라졸을 제조하는 방법은 현재까지도 매우 미비한 실정이다. 수용액상에서 테트라졸을 합성하는 합성하는 기존의 방법은 다음과 같다.
예를 들어, 수용액상에서 5-치환-1H-테트라졸을 합성하는 방법으로 하기의 반응식 1과 같이, 염화암모늄과 계면활성제를 사용하여 니트릴 화합물과 아지드화나트륨을 물 용매 하에서 3-4일간 환류시켜 5-알킬-1H-테트라졸을 합성하였다 (J. Heterocyclic Chem. 1998, 35, 405).
[반응식 1]
Figure 112019120660762-pat00001
예를 들어, 수용액상에서 5-치환-1H-테트라졸을 합성하는 다른 방법으로 하기의 반응식 2와 같이, 브롬화아연을 촉매로 사용하여 니트릴 화합물과 아지드화나트륨을 물 용매 하에서 100 - 170℃의 온도에서 반응시켜 5-알킬-1H-테트라졸을 합성하였다 (J. Org. Chem. 2001, 66, 7945).
[반응식 2]
Figure 112019120660762-pat00002
예를 들어, 수용액상에서 5-치환-1H-테트라졸을 합성하는 다른 방법으로 하기의 반응식 3와 같이, 마이크로파 에너지를 가하여 브롬화아연을 촉매로 사용하여 시안화 화합물과 아지드화나트륨을 물 용매 하에서 92 - 95℃의 온도에서 반응시켜 5-알킬-1H-테트라졸을 합성하였다 (J. Org. Chem. 2007, 43, 765).
[반응식 3]
Figure 112019120660762-pat00003
예를 들어, 수용액상에서 5-치환-1H-테트라졸을 합성하는 또 다른 방법으로 하기의 반응식 4와 같이, 고체산 촉매인 TBAHS를 사용하여 시안화 화합물과 아지드화나트륨을 물 용매 하에서 85℃의 온도에서 반응시켜 5-알킬-1H-테트라졸을 합성하였다 (Bull. Kor. Chem. Soc. 2015, 36, 198).
[반응식 4]
Figure 112019120660762-pat00004
상기의 제조법들은 물만을 용매로 사용하여 5-치환-1H-테트라졸을 합성하는 방법을 제공하나 반응시간이 너무 길고, 마이크로파 에너지를 가하거나 고체산 촉매를 사용하여도 반응온도가 85℃ 이상의 고온으로 높은 문제가 있어 이러한 제조법으로 공정 및 대량생산에 적용하기에는 한계가 있다.
상온 조건의 수용액상에서 5-치환-1H-테트라졸을 합성하는 방법으로는 하기의 반응식 5와 같이, 비이온성 계면활성제인 GPGS-1500을 촉매로 사용하여 시안화 화합물과 아지드화나트륨의 고리첨가 반응으로 5-알킬-1H-테트라졸을 합성하였다 (Eur. J. org. Chem. 2014, 436).
[반응식 5]
Figure 112019120660762-pat00005
상기 반응에서 사용된 계면활성제 GPGS-1500는 2-옥틸-도데칸-1-올의 출발물질로부터 두 단계의 합성을 통해 얻어야 하므로 공정이 복잡한 단점이 있다.
이에, 상온에서 보다 쉽고 안전한 방법으로 5-치환-1H-테트라졸 및 이의 다양한 치환기를 갖는 유도체를 제조할 수 있는 새로운 합성법 개발이 필요하다.
본 발명은, 상기 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 종래의 제조법의 예를 통해 확인된 고온 조건 또는 마이크로파 사용, 긴 반응시간, 유기 용매 사용 등과 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 5-치환-1H-테트라졸 및 이의 유도체를 물만을 용매로 사용하고 양친성 이온 화합물인 베타인을 첨가하여 상온 부근에서 간단한 공정으로 합성할 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 니트릴 화합물, 아지드화나트륨, 양친성 이온 화합물인 베타인 및 할로겐아연을 혼합하여 할로겐 아연을 촉매로 하는 단계; 물을 포함하는 반응 용매를 첨가하여 니트릴 화합물과 아지드화나트륨을 고리화 반응시키는 단계; 및 진한 염산 수용액을 첨가하고 여과 후 농축하는 단계; 를 포함하는, 화학식 1로 표시되는 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법으로서, 상기 반응시키는 단계는, 물을 포함하는 반응 용매 내에서 양친성 이온 화합물인 베타인계 화합물 및 할로겐 아연을 촉매로 첨가하는 것인, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112019120660762-pat00006
(여기서 R은, 치환 또는 비치환된 단환식 아릴기, 다환식 아릴기 및 헤테로 아릴기에서 선택되고, 상기 단환식 아릴기는 페닐기, 비페닐기 및 터페닐기에서 선택되고, 상기 다환식 아릴기는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기 및 플루오레닐기에서 선택되며, 상기 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이고, 상기 치환은, 1개 이상의 치환기로 치환되는 것으로, 상기 치환기는, 히드록시, 할로겐, 아미노, 시아노, 니트로, 카르복실, 탄소수 1 내지 20의 알킬 및 탄소수 1 내지 20의 알콕시에서 선택된다.)
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 할로겐 아연은 하기의 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112019120660762-pat00007
(할로겐 X는 F, Br, Cl 및 I에서 선택된다.)
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 할로겐 아연은 니트릴 화합물에 대해 0.1 내지 2의 반응 몰비로 첨가되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고리화 반응시키는 단계에서 니트릴 화합물은, 하기의 화학식 3으로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112019120660762-pat00008
(여기서 R은, 단환식 아릴기, 다환식 아릴기 및 헤테로 아릴기에서 선택되고,
상기 단환식 아릴기는 페닐기, 비페닐기 및 터페닐기에서 선택되고, 상기 다환식 아릴기는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기 및 플루오레닐기에서 선택되며, 상기 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이고, 상기 치환은, 1개 이상의 치환기로 치환되는 것으로, 상기 치환기는, 히드록시, 할로겐, 아미노, 시아노, 니트로, 카르복실, 탄소수 1 내지 20의 알킬 및 탄소수 1 내지 20의 알콕시에서 선택된다.)
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고리화 반응시키는 단계에서 아지드화나트륨은 상기 니트릴 화합물에 대해 1 내지 3의 반응 몰비로 사용되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 베타인계 화합물은, 베타인; 아몬드아미도프로필 베타인; 아프리콧아미도프로필 베타인; 아보카드아미도프로필 베타인; 바바수아미도프로필 베타인; 베헨아미도프로필 베타인; 베헤닐 베타인; 베헤닐 히드록시에틸 이미다졸린; 카놀아미도프로필 베타인;카프릴/카프르아미도프로필 베타인; 세틸 베타인; 코코-베타인; 코카미도에틸 베타인; 코카미도프로필 베타인; 코코/올레아미도프로필 베타인; 쿠푸아수아미도프로필 베타인; 데실 베타인; 수소화 탈로우 베타인; 이소스테아르아미도 프로필 베타인; 라우르아미도프로필 베타인; 라우릴 베타인; 밀크아미도프로필 베타인; 밍크아미도프로필 베타인; 미리스트아미도프로필 베타인; 미리스틸 베타인; 올레아미도프로필 베타인; 올레일 베타인; 올리브아미도프로필 베타인; 팜아미도프로필 베타인; 팔미트아미도프로필 베타인; 팜 커넬아미도프로필 베타인; 리시놀레아미도프로필 베타인; 세스아미도프로필 베타인; 소이아미도프로필 베타인; 스테아르아미도프로필 베타인; 스테아릴 베타인; 탈로우아미도프로필베타인; 탈로우 베타인; 탈로우 디히드록시에틸 베타인; 및 운데실렌아미도프로필 베타인으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 베타인계 화합물은, 상기 니트릴 화합물에 대해 0.1 내지 10의 반응 몰비로 사용되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고리화 반응시키는 단계는, 상온 내지 50 ℃의 온도에서 실시되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고리화 반응시키는 단계는, 상기 베타인계 화합물의 수용액 내에서 상온에서 반응하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고리화 반응시키는 단계는, 1 시간 내지 24 시간 동안 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 반응 용매로 사용하는 물은 상기 니트릴 화합물에 대해 0.05 M 내지 3 M의 농도로 첨가하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고리화 반응 후 반응 후처리를 위해 진한 염산 수용액을 첨가하는 단계에서, 진한 염산 수용액은, 니트릴 화합물에 대해 1 내지 3의 반응 몰비로 첨가되고 여과를 통해 침전물인 5-치환-1H-테트라졸을 획득하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 진한 염산 수용액을 첨가하고 여과 후 농축하는 단계에서, 상기 진한 염산 수용액 첨가 후 에틸아세테이트 및 메틸렌 클로라이드로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 용매를 더 첨가하고 층분리 후 유기층을 수집하여 농축하는 것일 수 있다.
본 발명은, 구매가 용이하고 다양한 치환기를 갖는 니트릴 화합물을 사용하여 한 번의 반응으로 5-치환-1H-테트라졸 및 이의 유도체를 제조할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은, 다양한 구조를 갖는 5-치환-1H-테트라졸 및 이의 유도체의 확보가 가능하여 의약품의 중간체 합성, 고에너지 물질 연구 및 생산성 향상에 큰 효과를 제공할 수 있다.
본 발명은, 양친성 이온 화합물로 인체에 무해하여 생적합성을 갖는 베타인 화합물을 첨가하여 가연성 또는 환경에 유해한 유기용매 없이 물만을 용매로 사용하여도 테트라졸 화합물을 효과적으로 합성할 수 있어, 제조 시 기존의 유기용매 사용에 따른 유해성 및 공정의 위험성을 낮출 수 있고, 보다 안전하게 5-치환-1H-테트라졸 및 이의 유도체를 제조할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은, 종래의 테트라졸 제조방법과 비교하여 상온의 온화한 반응온도 조건을 제공하며, 고온으로 인해 대량 생산 과정에서 발생할 수 있는 유해가스 발생, 폭발 위험 등을 줄일 수 있어 보다 안전하게 5-치환-1H-테트라졸을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 5-(4-피리딜) 1H-테트라졸의 1H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 5-(4-피리딜) 1H-테트라졸의 13C-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에서 제조된 5-(4-니트로벤질)-1H-테트라졸의 1H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 5-(4-니트로벤질)-1H-테트라졸의 13C-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에서 제조된 5-(4-카르복시페닐)-1H-테트라졸의 1H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예 3에서 제조된 5-(4-카르복시페닐)-1H-테트라졸의 13C-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예 4에서 제조된 5-(2-피리미딜)-1H-테트라졸의 1H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예 4에서 제조된 5-(2-피리미딜)-1H-테트라졸의 13C-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 종래의 제조법의 예를 통해 확인된 고온 조건 또는 마이크로파 사용, 긴 반응시간, 유기 용매 사용 등과 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 5-치환-1H-테트라졸 및 이의 유도체를 물을 포함하는 반응 용매를 사용하고 양친성 이온 화합물인 베타인을 첨가하여 상온에서 간단한 공정으로 합성할 수 있는 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명은, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법에 관한 것으로, 주원료로 니트릴 화합물과 아지드화나트륨을 이용하고, 니트릴 화합물, 아지드화나트륨, 양친성 이온 화합물인 베타인 및 할로겐아연을 혼합하여 할로겐 아연을 촉매로 하는 단계; 물을 포함하는 반응 용매를 첨가하여 니트릴 화합물과 아지드화나트륨을 고리화 반응시키는 단계; 및 진한 염산 수용액을 첨가하고 여과 후 농축하는 단계; 를 포함하고, 상기 반응시키는 단계는, 물을 포함하는 반응 용매를 첨가하여, 양친성 이온 화합물인 베타인계 화합물의 수용액 내에서 할로겐 아연의 촉매 작용으로 니트릴기의 반응성을 보다 활성화시키고, 고리화 반응을 진행하는 것일 수 있다.
본 발명은, 수용액 상에서 양친성 이온 화합물인 베타인을 첨가하고, 할로겐 아연 화합물을 촉매로 하여 니트릴 화합물과 아지드화나트륨의 고리첨가반응을 통해 상온에서 간단한 공정으로 하기의 화학식 1로 표시되는 5-치환-1H-테트라졸을 획득할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112019120660762-pat00009
여기서, R은, 단환식 아릴기, 다환식 아릴기 및 헤테로 아릴기에서 선택되고, 치환 또는 비치환될 수 있다.
예를 들어, 상기 단환식 아릴기는, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 다환식 아릴기는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리 기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 20 인 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디 아졸기, 트리아졸기, 피리딜기 , 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지 닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐 기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈 이미다졸기, 벤조 티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아 디아졸릴기, 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 치환은, 1개 이상; 또는 1 내지 3개의 치환기(이하, R'로 표시됨)로 치환되는 것으로, 상기 치환기는, 히드록시(-OH), 할로겐, 아미노(-NH2), 시아노(-CN), 니트로(-NO2), 카르복실(-COOH), 탄소수 1 내지 20의 알킬 및 탄소수 1 내지 20의 알콕시(-O-R) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 할로겐 아연은 촉매로 작용하고, 하기의 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다. 상기 할로겐 아연은 니트릴 화합물에 대해 0.1 내지 2의 반응 몰비로 첨가되는 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112019120660762-pat00010
여기서, 할로겐 X는 F, Br, Cl 및 I에서 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 베타인계 화합물은, 물을 포함하는 반응 용매, 예를 들어, 수용액 내에서 촉매로 작용하는 것으로, 상기 베타인계 화합물은, 상기 니트릴 화합물에 대해 0.1 내지 10의 반응 몰비로 사용되는 것일 수 있다.
상기 베타인계 화합물의 예로는, 베타인; 아몬드아미도프로필 베타인; 아프리콧아미도프로필 베타인; 아보카드아미도프로필 베타인; 바바수아미도프로필 베타인; 베헨아미도프로필 베타인; 베헤닐 베타인; 베헤닐 히드록시에틸 이미다졸린; 카놀아미도프로필 베타인;카프릴/카프르아미도프로필 베타인; 세틸 베타인; 코코-베타인; 코카미도에틸 베타인; 코카미도프로필 베타인; 코코/올레아미도프로필 베타인; 쿠푸아수아미도프로필 베타인; 데실 베타인; 수소화 탈로우 베타인; 이소스테아르아미도 프로필 베타인; 라우르아미도프로필 베타인; 라우릴 베타인; 밀크아미도프로필 베타인; 밍크아미도프로필 베타인; 미리스트아미도프로필 베타인; 미리스틸 베타인; 올레아미도프로필 베타인; 올레일 베타인; 올리브아미도프로필 베타인; 팜아미도프로필 베타인; 팔미트아미도프로필 베타인; 팜 커넬아미도프로필 베타인; 리시놀레아미도프로필 베타인; 세스아미도프로필 베타인; 소이아미도프로필 베타인; 스테아르아미도프로필 베타인; 스테아릴 베타인; 탈로우아미도프로필베타인; 탈로우 베타인; 탈로우 디히드록시에틸 베타인; 및 운데실렌아미도프로필 베타인 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고리화 반응시키는 단계는, 물을 포함하는 반응 용매를 할로겐 아연을 촉매로 하는 단계의 혼합물에 첨가하고, 할로겐 아연 및 베타인계 화합물을 용해시키고, 베타인계 수용액 내에서 고리화 반응을 진행시킬 수 있다.
상기 고리화 반응시키는 단계에서 니트릴 화합물은, 하기의 화학식 3으로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112019120660762-pat00011
여기서, R은, 단환식 아릴기, 다환식 아릴기 및 헤테로 아릴기에서 선택되고, 치환 또는 비치환될 수 있다.
예를 들어, 상기 단환식 아릴기는, 페닐기, 비페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 다환식 아릴기는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리 기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 20 인 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디 아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지 닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐 기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤즈옥사졸기, 벤즈 이미다졸기, 벤조 티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아 디아졸릴기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 치환은, 1개 이상; 또는 1 내지 3개의 치환기(이하, R'로 표시됨)로 치환되는 것으로, 상기 치환기는, 히드록시(-OH), 할로겐, 아미노(-NH2), 시아노(-CN), 니트로(-NO2), 카르복실(-COOH), 탄소수 1 내지 20의 알킬 및 탄소수 1 내지 20의 알콕시(-O-R) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고리화 반응시키는 단계에서 아지드화나트륨은 상기 니트릴 화합물에 대해 1 내지 3의 반응 몰비로 사용되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고리화 반응시키는 단계는, 상온 내지 50 ℃의 온도에서 실시되고, 바람직하게는 상온일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고리화 반응시키는 단계는, 1 시간 이상; 1 시간 내지 30 시간; 또는 1 시간 내지 24 시간; 동안 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 반응 용매로 사용하는 물은 상기 니트릴 화합물의 몰농도가 0.05 M 내지 3 M이 되도록 첨가하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 고리화 반응 후 반응 후처리를 위해 진한 염산 수용액을 첨가하는 단계에서 진한 염산 수용액은, 니트릴 화합물에 대해 1 내지 3의 반응 몰비로 첨가되고 여과를 통해 침전물인 5-치환-1H-테트라졸을 획득하는 것일 수 있다.
다른 예로, 상기 진한 염산 수용액을 첨가하고 여과 후 농축하는 단계에서 진한 염산 수용액 첨가 후 에틸아세테이트 및 메틸렌클로라이드로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 용매를 더 첨가하고, 혼합물을 흔들어 층분리 후 유기층을 수집하여 농축하거나 또는 건조하여 최종적으로 5-치환-1H-테트라졸을 획득할 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
하기의 실시예 1 내지 실시예 5는 반응식 6에 따라 반응을 진행하였다.
[반응식 6]
Figure 112019120660762-pat00012
실시예 1
5-(4-피리딜)-1H-테트라졸의 제조
Figure 112019120660762-pat00013
4-시아노피리딘 100 mg (0.94 mmol)과 소듐아지드 74 mg (1.12 mmol), 염화아연 128 mg (0.94 mmol), 베타인 12 mg (0.09 mmol)을 혼합하고 물 3 ml를 첨가한 후, 혼합물을 상온에서 20 시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 3N 염산 수용액을 약 1 ml 첨가하여 pH를 2~3으로 조정하여 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과물을 건조하여 약 135 mg의 5-(4-피리딜) 1H-테트라졸을 얻었다 (수율 97%).
1H NMR (500 MHz, DMSO) δ9.03 - 8.62 (m, 2H), 8.22 - 7.87 (m, 2H).
13C NMR (126 MHz, DMSO) δ155.42, 150.01, 133.50, 121.09
실시예 2
5-(4-니트로벤질)-1H-테트라졸의 제조
Figure 112019120660762-pat00014
2-(4-니트로페닐)아세토니트릴 158 mg (0.94 mmol)과 소듐아지드 74 mg (1.12 mmol), 염화아연 128 mg (0.94 mmol), 베타인 12 mg (0.09 mmol)을 혼합하고 물 3 ml를 첨가한 후, 혼합물을 상온에서 15 시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 3N 염산 수용액을 약 1 ml 첨가하여 pH를 2~3으로 조정하여 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과물을 건조하여 약 138 mg의 5-(4-니트로벤질)-1H-테트라졸을 얻었다 (수율 71%).
1H-NMR (DMSO, 500 MHz) δ 8.27 (d, J = 8.3 Hz, 2H), 7.64 (d, J = 8.3 Hz, 2H), 4.26 (s, 2H).
13C-NMR (DMSO, 125 MHz) δ 147.01, 139.12, 129.49, 124.04, 118.43
실시예 3
5-(4-카르복시페닐)-1H-테트라졸의 제조
Figure 112019120660762-pat00015
4-시아노벤조익산 140 mg (0.94 mmol)과 소듐아지드 74 mg (1.12 mmol), 염화아연 128 mg (0.94 mmol), 베타인 12 mg (0.09 mmol)을 혼합하고 물 3 ml를 첨가한 후, 혼합물을 상온에서 15 시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 3N 염산 수용액을 약 1 ml 첨가하여 pH를 2~3으로 조정하여 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과물을 건조하여 약 138 mg의 5-(4-카르복시페닐)-1H-테트라졸을 얻었다 (수율 77%).
1H-NMR (DMSO, 500 MHz) : δ 8.08 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.98 (d, J = 8.1 Hz, 1H).
13C-NMR (DMSO, 125 MHz) : δ 166.05, 134.85, 132.69, 129.93, 118.19, 115.07
실시예 4
5-(2-피리미딜)-1H-테트라졸의 제조
Figure 112019120660762-pat00016
피리미딘-2-카보니트릴 102 mg (0.94 mmol)과 소듐아지드 74 mg (1.12 mmol), 염화아연 128 mg (0.94 mmol), 베타인 12 mg (0.09 mmol)을 혼합하고 물 3 ml를 첨가한 후, 혼합물을 상온에서 20 시간 동안 교반하였다. 반응 종료 후 3N 염산 수용액을 약 1 ml 첨가하여 pH를 2~3으로 조정하여 생성된 흰색 고체를 여과하였다. 여과물을 건조하여 약 132 mg의 5-(2-피리미딜)-1H-테트라졸을 얻었다 (수율 95%).
1H NMR (500 MHz, DMSO) δ8.71 (d, J = 5.0 Hz, 2H), 7.63 (t, J = 4.9 Hz, 1H).
13C NMR (126 MHz, DMSO) δ158.69, 158.11, 158.05, 154.99, 121.97
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (13)

  1. 니트릴 화합물, 아지드화나트륨, 양친성 이온 화합물인 베타인 및 할로겐아연을 혼합하여 할로겐 아연을 촉매로 하는 단계;
    물을 포함하는 반응 용매를 첨가하여 니트릴 화합물과 아지드화나트륨을 고리화 반응시키는 단계; 및
    염산 수용액을 첨가하고 여과 후 농축하는 단계;
    를 포함하는,
    화학식 1로 표시되는, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure 112020010671562-pat00017

    (여기서 R은, 치환 또는 비치환된 단환식 아릴기, 다환식 아릴기 및 헤테로 아릴기에서 선택되고,
    상기 단환식 아릴기는 페닐기, 비페닐기 및 터페닐기에서 선택되고
    상기 다환식 아릴기는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기 및 플루오레닐기에서 선택되며,
    상기 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이고,
    상기 치환은, 1개 이상의 치환기로 치환되는 것으로, 상기 치환기는, 히드록시, 할로겐, 아미노, 시아노, 니트로, 카르복실, 탄소수 1 내지 20의 알킬 및 탄소수 1 내지 20의 알콕시에서 선택된다.)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 할로겐 아연은 하기의 화학식 2로 표시되는 것인, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법:
    [화학식 2]
    Figure 112019120660762-pat00018

    (할로겐 X는 F, Br, Cl 및 I에서 선택된다.)
  3. 제1항에 있어서,
    상기 할로겐 아연은 니트릴 화합물에 대해 0.1 내지 2의 반응 몰비로 첨가되는 것인,
    5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고리화 반응시키는 단계에서 니트릴 화합물은, 하기의 화학식 3으로 표시되는 것인, 5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
    [화학식 3]
    Figure 112019120660762-pat00019

    (여기서 R은, 단환식 아릴기, 다환식 아릴기 및 헤테로 아릴기에서 선택되고,
    상기 단환식 아릴기는 페닐기, 비페닐기 및 터페닐기에서 선택되고
    상기 다환식 아릴기는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기 및 플루오레닐기에서 선택되며,
    상기 헤테로아릴기는 이종원자로 N, O, S, Si 및 Se 중 1개 이상을 포함하는 탄소수 2 내지 20의 헤테로고리기이고,
    상기 치환은, 1개 이상의 치환기로 치환되는 것으로, 상기 치환기는, 히드록시, 할로겐, 아미노, 시아노, 니트로, 카르복실, 탄소수 1 내지 20의 알킬 및 탄소수 1 내지 20의 알콕시에서 선택된다.)
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고리화 반응시키는 단계에서 아지드화나트륨은 상기 니트릴 화합물에 대해 1 내지 3의 반응 몰비로 사용되는 것인,
    5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베타인계 화합물은, 베타인; 아몬드아미도프로필 베타인; 아프리콧아미도프로필 베타인; 아보카드아미도프로필 베타인; 바바수아미도프로필 베타인; 베헨아미도프로필 베타인; 베헤닐 베타인; 베헤닐 히드록시에틸 이미다졸린; 카놀아미도프로필 베타인;카프릴/카프르아미도프로필 베타인; 세틸 베타인; 코코-베타인; 코카미도에틸 베타인; 코카미도프로필 베타인; 코코/올레아미도프로필 베타인; 쿠푸아수아미도프로필 베타인; 데실 베타인; 수소화 탈로우 베타인; 이소스테아르아미도 프로필 베타인; 라우르아미도프로필 베타인; 라우릴 베타인; 밀크아미도프로필 베타인; 밍크아미도프로필 베타인; 미리스트아미도프로필 베타인; 미리스틸 베타인; 올레아미도프로필 베타인; 올레일 베타인; 올리브아미도프로필 베타인; 팜아미도프로필 베타인; 팔미트아미도프로필 베타인; 팜 커넬아미도프로필 베타인; 리시놀레아미도프로필 베타인; 세스아미도프로필 베타인; 소이아미도프로필 베타인; 스테아르아미도프로필 베타인; 스테아릴 베타인; 탈로우아미도프로필베타인; 탈로우 베타인; 탈로우 디히드록시에틸 베타인; 및 운데실렌아미도프로필 베타인으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인,
    5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 베타인계 화합물은, 상기 니트릴 화합물에 대해 0.1 내지 10의 반응 몰비로 사용되는 것인,
    5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 고리화 반응시키는 단계는, 상온(room temperature) 내지 50 ℃의 온도에서 실시되는 것인,
    5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고리화 반응시키는 단계는, 상기 베타인계 화합물의 수용액 내에서 상온(room temperature)에서 반응하는 것인,
    5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 고리화 반응시키는 단계는, 1 시간 내지 24 시간 동안 수행되는 것인,
    5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 반응 용매로 사용하는 물은, 상기 니트릴 화합물의 몰농도가 0.05 M 내지 3 M이 되도록 첨가하는 것인,
    5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 고리화 반응 후 반응 후처리를 위해 염산 수용액을 첨가하는 단계에서, 상기 염산 수용액은, 니트릴 화합물에 대해 1 내지 3의 반응 몰비로 첨가되고 여과를 통해 침전물인 5-치환-1H-테트라졸을 획득하고,
    상기 염산 수용액은 3N 염산 수용액인 것인,
    5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 염산 수용액을 첨가하고 여과 후 농축하는 단계에서, 상기 염산 수용액 첨가 후 에틸아세테이트 및 메틸렌 클로라이드로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 용매를 더 첨가하고 층분리 후 유기층을 수집하여 농축하는 것인,
    5-치환-1H-테트라졸의 제조방법.
KR1020190151703A 2019-11-22 2019-11-22 베타인 수용액 내에서 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법 KR102090155B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190151703A KR102090155B1 (ko) 2019-11-22 2019-11-22 베타인 수용액 내에서 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190151703A KR102090155B1 (ko) 2019-11-22 2019-11-22 베타인 수용액 내에서 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102090155B1 true KR102090155B1 (ko) 2020-03-17

Family

ID=70003973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190151703A KR102090155B1 (ko) 2019-11-22 2019-11-22 베타인 수용액 내에서 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102090155B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220158366A (ko) * 2021-05-24 2022-12-01 국방과학연구소 공융용매를 이용한 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3767667A (en) * 1971-09-21 1973-10-23 Fujisawa Pharmaceutical Co Process for preparing 1h-tetrazole compounds
WO2012024495A1 (en) * 2010-08-18 2012-02-23 Massachusetts Institute Of Technology Use of azides in synthesis
KR20120018826A (ko) * 2003-07-15 2012-03-05 노파르티스 아게 유기 붕소 및 유기 알루미늄 아지드로부터 테트라졸 유도체의 제조 방법
KR20150006878A (ko) * 2012-06-12 2015-01-19 닛뽕소다 가부시키가이샤 1ｈ-테트라졸 유도체의 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3767667A (en) * 1971-09-21 1973-10-23 Fujisawa Pharmaceutical Co Process for preparing 1h-tetrazole compounds
KR20120018826A (ko) * 2003-07-15 2012-03-05 노파르티스 아게 유기 붕소 및 유기 알루미늄 아지드로부터 테트라졸 유도체의 제조 방법
WO2012024495A1 (en) * 2010-08-18 2012-02-23 Massachusetts Institute Of Technology Use of azides in synthesis
KR20150006878A (ko) * 2012-06-12 2015-01-19 닛뽕소다 가부시키가이샤 1ｈ-테트라졸 유도체의 제조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220158366A (ko) * 2021-05-24 2022-12-01 국방과학연구소 공융용매를 이용한 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법
KR102556157B1 (ko) * 2021-05-24 2023-07-18 국방과학연구소 공융용매를 이용한 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Habibi et al. Efficient synthesis of arylaminotetrazoles in water
CA2876268C (en) Method for producing 4-[5-(pyridin-4-yl)-1h-1,2,4-triazol-3-yl]pyridine-2-carbonitrile
EP1812425A2 (en) C-fms kinase inhibitors
AU2005227289A1 (en) Process for cross coupling indoles
CN110818631B (zh) 一种吡啶硫脲衍生物及其制备方法和应用
KR102090155B1 (ko) 베타인 수용액 내에서 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법
Xie et al. An efficient method for the synthesis of substituted 5-aminotetrazoles from selenoureas using PhI (OAc) 2
EP1678135B1 (en) Process for the preparation of n-amino substituted heterocyclic compounds
Huang et al. Highly Efficient C N Bond Forming Reactions in Water Catalyzed by Copper (I) Iodide with Calix [4] arene Supported Amino Acid Ionic Liquid
JPH11511487A (ja) インドリルマレイミドの合成
Demidov et al. Oxidative SNH amidation of acridine and tautomerism of N-(acridin-9-yl) benzamides
Khamooshi et al. Solvent-free preparation of arylaminotetrazole derivatives using aluminum (III) hydrogensulfate as an effective catalyst
Xi et al. Regio-controlled synthesis of N-substituted imidazoles
KR102147971B1 (ko) 반응용매에 대한 혼화성 차이를 이용한 화학선택적 트리아졸의 제조방법
KR102556157B1 (ko) 공융용매를 이용한 5-치환-1h-테트라졸의 제조방법
CN109867633B (zh) 一种由β-溴苯乙烯合成1,2,3-三氮唑的方法
Boyd et al. The action of amines on 1, 3, 4-oxadiazolium salts
CN109776435B (zh) 一种由二溴乙烯基苯一锅法制备1,2,3-三氮唑的方法
Kavina et al. 2, 2′, 2 ″-(2, 4, 6-Trioxo-1, 3, 5-triazinane-1, 3, 5-triyl) triacetic Acid Derivatives. New Aspects of Reactivity
US4965363A (en) Process for the preparation of 3-cyano-4-aryl-pyrroles
CN107879965A (zh) 一种铑/碳作为催化剂制备吲哚类化合物的方法
Rigo et al. Studies on pyrrolidinones. a silylated approach to fused triazoles
SU620208A3 (ru) Способ получени производных индола
CN107935904A (zh) 一种钯/碳作为催化剂制备吲哚类化合物的方法
Potikha et al. Synthesis of N-aryl-substituted pyrroles via γ-bromodypnone

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant