KR102267100B1 - Catalyst for preparing cyclic carbonates and manufacturing cyclic carbonates - Google Patents

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KR102267100B1 KR1020190124602A KR20190124602A KR102267100B1 KR 102267100 B1 KR102267100 B1 KR 102267100B1 KR 1020190124602 A KR1020190124602 A KR 1020190124602A KR 20190124602 A KR20190124602 A KR 20190124602A KR 102267100 B1 KR102267100 B1 KR 102267100B1
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Abstract

화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 1종 이상의 화합물을 포함하는 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시켜 고리화된 카보네이트를 제조하기 위한 촉매가 개시된다.Disclosed is a catalyst for preparing a cyclized carbonate by reacting an epoxide containing at least one compound of the compound represented by Formula 1 and at least one compound represented by Formula 2 with carbon dioxide.

Description

고리화된 카보네이트 제조용 촉매 및 고리화된 카보네이트의 제조방법{Catalyst for preparing cyclic carbonates and manufacturing cyclic carbonates}A catalyst for preparing cyclized carbonates and a method for preparing cyclized carbonates {Catalyst for preparing cyclic carbonates and manufacturing cyclic carbonates}

고리화된 카보네이트 제조용 촉매 및 고리화된 카보네이트의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a catalyst for the production of cyclized carbonate and a method for preparing the cyclized carbonate.

대기 중 이산화탄소의 농도 증가는 온실 효과로 인해 지구 온난화와 같은 많은 환경 문제를 야기했으며, 이러한 이산화탄소의 농도를 감소시키는 것은 사회를 유지하기 위해 해결해야 하는 세계적인 문제가 되었다. 이산화탄소는 안전하고, 저렴하고, 풍부하고, 재생 가능하기 때문에 다양한 화학 반응에 대한 C1 합성 단위체(synthon)로 우수한 후보물질이다. 요소, 메탄올, 고리화된 카보네이트, 폴리(알킬렌카보네이트) 및 나트륨 2-하이드록시 벤조에이트와 같은 산업적으로 유용한 화합물로의 이산화탄소의 화학적 변환은 이산화탄소 고정 및 녹색 화학에 대한 활발한 연구 분야이다. 이 분야에서, 이산화탄소 변환에 대한 가장 활발한 연구 분야는 이산화탄소와 에폭사이드(epoxide)의 결합으로 해당 고리형 카보네이트를 생성하는 것으로, 이는 비양성자성 용매, 리튬이온 배터리용 전해질, 중합용 단량체 및 제약 중간체로 사용될 수 있다. 현재까지, 금속계 촉매 및 유기 촉매를 포함한 많은 촉매 시스템이 이산화탄소 및 에폭사이드로부터의 환형 카보네이트 합성을 위해 개발되었다. 이산화탄소와 에폭사이드의 고리형 카보네이트 합성은 열역학적으로 유리한 공정이지만, 산업적 규모의 고리형 카보네이트의 합성은 이 반응을 완료하기 위해 높은 반응 온도와 높은 이산화탄소 압력이 필요하므로 전체적으로 이 공정은 더 많은 에너지를 소비하며, 추가적인 간접 이산화탄소 배출과 관련이 있다. 따라서, 주변 온도(실온) 및 주변 압력(대기압) 하에서 효과적인 이산화탄소 및 에폭사이드로부터의 고리형 카보네이트의 합성을 위한 효율적인 촉매 시스템을 개발할 필요가 있다.The increase in the concentration of carbon dioxide in the atmosphere has caused many environmental problems such as global warming due to the greenhouse effect, and reducing the concentration of carbon dioxide has become a global problem that must be solved to maintain society. Carbon dioxide is a good candidate as a C 1 synthon for a variety of chemical reactions because it is safe, inexpensive, abundant, and renewable. The chemical conversion of carbon dioxide into industrially useful compounds such as urea, methanol, cyclized carbonates, poly(alkylenecarbonates) and sodium 2-hydroxy benzoate is an active area of research for carbon dioxide fixation and green chemistry. In this field, the most active research area for carbon dioxide conversion is the combination of carbon dioxide and epoxide to produce the corresponding cyclic carbonate, which is an aprotic solvent, an electrolyte for a lithium ion battery, a monomer for polymerization, and a pharmaceutical intermediate. can be used as To date, many catalyst systems, including metal-based catalysts and organic catalysts, have been developed for the synthesis of cyclic carbonates from carbon dioxide and epoxides. Although the synthesis of cyclic carbonates from carbon dioxide and epoxides is a thermodynamically advantageous process, the synthesis of cyclic carbonates on an industrial scale requires high reaction temperature and high carbon dioxide pressure to complete this reaction, so overall this process consumes more energy and is associated with additional indirect carbon dioxide emissions. Therefore, there is a need to develop an efficient catalyst system for the efficient synthesis of cyclic carbonates from carbon dioxide and epoxides under ambient temperature (room temperature) and ambient pressure (atmospheric pressure).

금속계 촉매 및 유기 촉매를 포함한 몇몇 촉매 시스템은 실온 및 1 bar의 이산화탄소 분위기에서 이산화탄소를 고리형 카보네이트로 전환시키는 것으로 보고되었다(비특허문헌 1 참조). Several catalyst systems, including metal-based catalysts and organic catalysts, have been reported to convert carbon dioxide into cyclic carbonates at room temperature and in a carbon dioxide atmosphere of 1 bar (see Non-Patent Document 1).

지각에서 가장 풍부한 금속인 알루미늄은 낮은 비용, 저독성 및 높은 루이스 산도를 가지기 때문에 매력적인 금속이다. 그러나, 주변 온도(실온) 및 1 bar 이산화탄소에서 작동할 수 있는 알루미늄 금속 중심을 가진 효율적인 비독성 촉매는 몇가지 예만 알려져 있다(비특허문헌 2 참조).Aluminum, the most abundant metal in the earth's crust, is an attractive metal because of its low cost, low toxicity, and high Lewis acidity. However, only a few examples of efficient non-toxic catalysts having an aluminum metal core capable of operating at ambient temperature (room temperature) and 1 bar carbon dioxide are known (see Non-Patent Document 2).

스티렌 옥사이드(styrene oxide)는 일반적으로 다른 에폭사이드에 비해 반응성이 낮고 독성이 높고 끓는점이 높기 때문에 이산화탄소와의 커플링 반응을 위한 모델 기판으로 사용된다. 그러나, 무독성 알루미늄 기반 촉매는 주위 조건(실온 및 대기압) 하에서 스티렌 카보네이트로의 높은 전환율에 도달하기 위해 2.5 mol% 초과의 촉매 로딩 및 24시간의 긴 반응시간을 필요로 한다. 이들의 촉매 활성은 8.4-39.2의 턴오버수(TON) 및 0.63-3.73 h-1의 턴오버주파수(TOF)로 정의되며, 이는 유기 촉매보다 약간 높지만, 유기 촉매는 주변 조건에서 고리형 카보네이트의 합성을 위한 촉매 중 가장 활성이 부족한 촉매이다. 따라서, 보다 낮은 촉매 로딩(<1.0 mol%)을 허용하고 주변 조건 하에서 높은 TON(>100)을 제공하는 새로운 활성 알루미늄 촉매 시스템의 개발이 필요하다.Styrene oxide is generally used as a model substrate for a coupling reaction with carbon dioxide because of its low reactivity, high toxicity, and high boiling point compared to other epoxides. However, non-toxic aluminum based catalysts require catalyst loadings greater than 2.5 mol % and long reaction times of 24 hours to reach high conversions to styrene carbonate under ambient conditions (room temperature and atmospheric pressure). Their catalytic activity is defined as a turnover number (TON) of 8.4-39.2 and a turnover frequency (TOF) of 0.63-3.73 h −1 , which is slightly higher than that of organic catalysts, but organic catalysts are more It is the least active catalyst among the catalysts for synthesis. Therefore, there is a need for the development of new active aluminum catalyst systems that allow lower catalyst loading (<1.0 mol%) and provide high TON (>100) under ambient conditions.

대한민국 등록특허 10-1864998Korean Patent Registration 10-1864998

Chem. Commun. 2019, 55, 1360-1373 Chem. Commun. 2019, 55, 1360-1373 ACS Catal. 2015, 5, 3398-3402 ACS Catal. 2015, 5, 3398-3402

본 발명의 일 측면에서의 목적은 실온 및 대기압에서 적은 양의 촉매를 사용하여 높은 수율의 고리화된 카보네이트를 제조할 수 있는 신규한 촉매를 제공하는 데 있다.It is an object of one aspect of the present invention to provide a novel catalyst capable of producing a high yield of a cyclized carbonate using a small amount of the catalyst at room temperature and atmospheric pressure.

본 발명의 다른 측면에서의 목적은 신규한 촉매를 사용하여 이산화탄소와 에폭사이드 화합물을 반응시켜 고리화된 카보네이트를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing a cyclized carbonate by reacting carbon dioxide with an epoxide compound using a novel catalyst.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에서In order to achieve the above object, in one aspect of the present invention

하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 1종 이상의 화합물을 포함하는 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시켜 고리화된 카보네이트를 제조하기 위한 촉매가 제공된다.A catalyst for preparing a cyclized carbonate by reacting carbon dioxide with an epoxide including at least one compound of a compound represented by the following Chemical Formula 1 and a compound represented by Chemical Formula 2 is provided.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112019102675533-pat00001
Figure 112019102675533-pat00001

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112019102675533-pat00002
Figure 112019102675533-pat00002

(상기 화학식 1 및 화학식 2에서,(In Formula 1 and Formula 2,

R1 내지 R5은 각각 독립적으로 수소(H) 또는 C1 내지 C10의 알킬기이고,R 1 to R 5 are each independently hydrogen (H) or a C 1 to C 10 alkyl group,

Ar1은 N, O 또는 S를 포함하는 5원 또는 6원의 헤테로아릴기이고,Ar 1 is a 5- or 6-membered heteroaryl group including N, O or S,

n은 0 내지 2이다.)n is 0 to 2.)

또한, 본 발명의 다른 측면에서In addition, in another aspect of the present invention

하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 촉매의 존재 하에서 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시키는 단계를 포함하는 고리화된 카보네이트의 제조방법이 제공된다.There is provided a method for producing a cyclized carbonate comprising reacting an epoxide with carbon dioxide in the presence of a catalyst comprising at least one of a compound represented by the following formula (1) and a compound represented by the formula (2).

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112019102675533-pat00003
Figure 112019102675533-pat00003

(상기 화학식 1 및 화학식 2에서,(In Formula 1 and Formula 2,

R1 내지 R5은 각각 독립적으로 수소(H) 또는 C1 내지 C10의 알킬기이고,R 1 to R 5 are each independently hydrogen (H) or a C 1 to C 10 alkyl group,

Ar1은 N, O 또는 S를 포함하는 5원 또는 6원의 헤테로아릴기이고,Ar 1 is a 5- or 6-membered heteroaryl group including N, O or S,

n은 0 내지 2이다.)n is 0 to 2.)

본 발명의 일 측면에서 제공되는 촉매는 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시켜 고리화된 카보네이트를 제조하기 위한 촉매로서 종래 알루미늄 촉매보다 우수한 촉매 활성을 나타내어 실온 및 대기압에서 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시켜 고리화된 카보네이트를 제조할 수 있으며, 높은 수율, 높은 턴오버수, 높은 턴오버주파수를 확보할 수 있다.The catalyst provided in one aspect of the present invention is a catalyst for producing a cyclized carbonate by reacting an epoxide with carbon dioxide, and exhibits superior catalytic activity than a conventional aluminum catalyst. Carbonate can be manufactured, and high yield, high turnover number, and high turnover frequency can be secured.

본 발명의 일 측면에서In one aspect of the invention

하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 1종 이상의 화합물을 포함하는 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시켜 고리화된 카보네이트를 제조하기 위한 촉매가 제공된다.A catalyst for preparing a cyclized carbonate by reacting carbon dioxide with an epoxide including at least one compound of a compound represented by the following Chemical Formula 1 and a compound represented by Chemical Formula 2 is provided.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112019102675533-pat00004
Figure 112019102675533-pat00004

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112019102675533-pat00005
Figure 112019102675533-pat00005

(상기 화학식 1 및 화학식 2에서,(In Formula 1 and Formula 2,

R1 내지 R5은 각각 독립적으로 수소(H) 또는 C1 내지 C10의 알킬기이고,R 1 to R 5 are each independently hydrogen (H) or a C 1 to C 10 alkyl group,

Ar1은 N, O 또는 S를 포함하는 5원 또는 6원의 헤테로아릴기이고,Ar 1 is a 5- or 6-membered heteroaryl group including N, O or S,

n은 0 내지 2이다.)n is 0 to 2.)

이하, 본 발명의 일 측면에서 제공되는 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시켜 고리화된 카보네이트를 제조하기 위한 촉매에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a catalyst for preparing a cyclized carbonate by reacting an epoxide and carbon dioxide provided in an aspect of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 측면에서 제공되는 촉매는 주변 온도 및 주변 압력의 이산화탄소 조건(실온 및 대기압의 이산화탄소)에서 이산화탄소와 에폭사이드를 연결하기 위한 촉매로 사용되며, 동일한 반응 조건 하에서 종래 촉매에 비해 우수한 촉매 활성을 나타낸다.The catalyst provided in one aspect of the present invention is used as a catalyst for linking carbon dioxide and epoxide under carbon dioxide conditions at ambient temperature and ambient pressure (carbon dioxide at room temperature and atmospheric pressure), and has excellent catalytic activity compared to conventional catalysts under the same reaction conditions indicates

상기 알킬기는 직쇄형 또는 분지형 탄화수소를 의미하며, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.The alkyl group means a straight-chain or branched hydrocarbon, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, and the like, but is not limited thereto.

상기 헤테로아릴기는 헤테로 원자를 포함하는 방향족 화합물 및 그들의 부분적으로 환원된 유도체를 모두 포함한다.The heteroaryl group includes both aromatic compounds containing hetero atoms and partially reduced derivatives thereof.

상기 R1 내지 R5은 각각 독립적으로 수소(H) 또는 C1 내지 C4의 알킬기일 수 있으며, 수소(H) 또는 C1 내지 C2의 알킬기일 수 있고, 수소(H) 또는 메틸기일 수 있다.The R 1 to R 5 may each independently be hydrogen (H) or a C 1 to C 4 alkyl group, hydrogen (H) or a C 1 to C 2 alkyl group, hydrogen (H) or a methyl group. have.

상기 Ar1은 N 또는 O를 포함하는 5원 또는 6원의 헤테로아릴기일 수 있으며, N을 포함하는 5원 또는 6원의 헤테로아릴기일 수 있다. 상기 헤테로아릴기의 일례로는 피리디닐(pyridinyl), 푸라닐(furanyl), 티오페닐(thiophenyl) 등이 있다.The Ar 1 may be a 5- or 6-membered heteroaryl group including N or O, or a 5- or 6-membered heteroaryl group including N. Examples of the heteroaryl group include pyridinyl, furanyl, thiophenyl, and the like.

상기 촉매는, 일례로, 하기 화학식 5 내지 화학식 10으로 표시되는 화합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The catalyst may be, for example, a compound represented by the following Chemical Formulas 5 to 10, but is not limited thereto.

<화학식 5><Formula 5>

Figure 112019102675533-pat00006
Figure 112019102675533-pat00006

<화학식 6><Formula 6>

Figure 112019102675533-pat00007
Figure 112019102675533-pat00007

<화학식 7><Formula 7>

Figure 112019102675533-pat00008
Figure 112019102675533-pat00008

<화학식 8><Formula 8>

Figure 112019102675533-pat00009
Figure 112019102675533-pat00009

<화학식 9><Formula 9>

Figure 112019102675533-pat00010
Figure 112019102675533-pat00010

<화학식 10><Formula 10>

Figure 112019102675533-pat00011
Figure 112019102675533-pat00011

또한, 본 발명의 다른 측면에서In addition, in another aspect of the present invention

상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 촉매의 존재 하에서 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시키는 단계를 포함하는 고리화된 카보네이트의 제조방법이 제공된다.There is provided a method for producing a cyclized carbonate comprising reacting an epoxide with carbon dioxide in the presence of a catalyst comprising at least one of the compound represented by the formula (1) and the compound represented by the formula (2).

이하, 본 발명의 다른 측면에서 제공되는 고리화된 카보네이트의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for producing a cyclized carbonate provided in another aspect of the present invention will be described in detail.

본 발명의 다른 측면에서 제공되는 고리화된 카보네이트의 제조방법은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 촉매의 존재 하에서 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시키는 단계를 포함한다.The method for producing a cyclized carbonate provided in another aspect of the present invention comprises reacting an epoxide with carbon dioxide in the presence of a catalyst comprising at least one of the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 include

상기 촉매는 전술한 바와 같으므로 이하에서 상세한 설명은 생략한다.Since the catalyst is the same as described above, a detailed description thereof will be omitted below.

상기 에폭사이드는 하기 화학식 3로 표시되는 화합물일 수 있다.The epoxide may be a compound represented by Formula 3 below.

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112019102675533-pat00012
Figure 112019102675533-pat00012

(상기 화학식 3에서,(In Formula 3,

R1 내지 R4는 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 6 내지 20의 아릴, 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴, 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬, 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시, 탄소수 6 내지 20의 알콕시아릴, 탄소수 3 내지 20의 헤테로사이클로알킬, 탄소수 6 내지 20의 헤테로아릴, 또는 탄소수 1 내지 20의 실릴 에테르이고, R 1 to R 4 are hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, aryl having 6 to 20 carbons, alkylaryl having 7 to 20 carbons, arylalkyl having 7 to 20 carbons, aryloxy having 6 to 20 carbons, aryloxy having 6 to 20 carbons of alkoxyaryl, heterocycloalkyl having 3 to 20 carbon atoms, heteroaryl having 6 to 20 carbon atoms, or silyl ether having 1 to 20 carbon atoms,

R2 및 R3는 서로 연결되어 R2 및 R3가 연결된 탄소와 함께 탄소수 3 내지 7의 사이클로알킬 또는 헤테로사클로알킬이고, 헤테로사이클로알킬은 N, O 또는 S를 포함한다.)R 2 and R 3 are connected to each other and together with the carbon to which R 2 and R 3 are connected, are cycloalkyl or heterocycloalkyl having 3 to 7 carbon atoms, and heterocycloalkyl includes N, O or S.)

상기 에폭사이드는 구체적인 일례로 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide), 프로필렌 옥사이드(propylene oxide), 1,2-부틸렌 옥사이드(1,2-butylene oxide), 1,2-헥실렌 옥사이드(hexylene oxide), 스타이렌 옥사이드(styrene oxide), 메틸 글라이시딜 에테르(methyl glycidyl ether), 터셔리부틸 글라이시딜 에테르(tert-butyl glycidyl ether), 6-oxabicyclo[3.1.0]hexane, 3,6-dioxabicyclo[3.1.0]hexane, 7-oxabicyclo[4.1.0]heptane, 9-oxabicyclo[6.1.0]nonane, trans-2,3-dimethyloxirane, cis-2,3-dimethyloxirane, trans-2,3-diphenyloxirane, cis-2,3-diphenyloxirane 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The epoxide is a specific example, ethylene oxide (ethylene oxide), propylene oxide (propylene oxide), 1,2-butylene oxide (1,2-butylene oxide), 1,2-hexylene oxide (hexylene oxide), stye Styrene oxide, methyl glycidyl ether, tert-butyl glycidyl ether, 6-oxabicyclo[3.1.0]hexane, 3,6-dioxabicyclo[3.1 .0]hexane, 7-oxabicyclo[4.1.0]heptane, 9-oxabicyclo[6.1.0]nonane, trans-2,3-dimethyloxirane, cis-2,3-dimethyloxirane, trans-2,3-diphenyloxirane, cis It may be -2,3-diphenyloxirane, etc., but is not limited thereto.

또한, 상기 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시키는 단계는 조촉매를 추가적으로 포함하여 수행될 수 있다. In addition, the step of reacting the epoxide with carbon dioxide may be performed by additionally including a co-catalyst.

상기 조촉매는 암모눔계 조촉매일 수 있으며, 구체적인 일례로, 테트라부틸암모늄 브로마이드(Tetrabutylammonium bromide, (nBu)4NBr), 테트라부틸암모늄 클로라이드(Tetrabutylammonium chloride, (nBu)4NCl), 테트라부틸암모늄 아이오다이드(Tetrabutylammonium iodide, (nBu)4NI), 테트라부틸암모늄(Tetrabutylphosphonium bromide, (nBu)4PBr), 비스(트리페닐포스포르아닐리딘) 암모늄 클로라이드(bis(triphenylphosphoranylidene) ammonium chloride, PPNCl) 및 비스(트리페닐포스포르아닐리딘) 암모늄 브로마이드(bis(triphenylphosphoranylidene) ammonium bromide, PPNBr) 등일 수 있고, 예를 들어 테트라부틸암모늄 브로마이드일 수 있다.The promoter may be an ammonium-based promoter, and in specific examples, tetrabutylammonium bromide (Tetrabutylammonium bromide, ( n Bu) 4 NBr), tetrabutylammonium chloride (Tetrabutylammonium chloride, ( n Bu) 4 NCl), tetrabutylammonium Tetrabutylammonium iodide (( n Bu) 4 NI), Tetrabutylphosphonium bromide ( n Bu) 4 PBr), bis(triphenylphosphoranylidene) ammonium chloride (PPNCl) ) and bis(triphenylphosphoranylidene) ammonium bromide (PPNBr), for example, may be tetrabutylammonium bromide.

나아가, 상기 촉매는 상기 에폭사이드 화합물에 대하여 0.1 몰% 내지 2.0 몰% 투입될 수 있으며, 0.5 몰% 내지 1.5 몰% 투입될 수 있고, 0.7 몰% 내지 1.2 몰% 투입될 수 있다.Furthermore, the catalyst may be added in 0.1 mol% to 2.0 mol%, 0.5 mol% to 1.5 mol%, and 0.7 mol% to 1.2 mol%, based on the epoxide compound.

또한, 상기 촉매는 상기 에폭사이드 화합물에 대하여 0.1 몰% 내지 2.0 몰% 투입되고, 더불어 상기 조촉매는 상기 에폭사이드 화합물에 대하여 0.1 몰% 내지 2.0 몰% 투입될 수 있다. 상기 촉매 및 조촉매는 0.1:1.0 내지 1.0:0.1의 몰비로 사용될 수 있으며, 0.4:1.0 내지 1.0:0.4의 몰비로 사용될 수 있고, 0.5:1.0 내지 1.0:0.5의 몰비로 사용될 수 있으며, 0.8:1.0 내지 1.0:0.8의 몰비로 사용될 수 있다.In addition, the catalyst may be added in 0.1 mol% to 2.0 mol% based on the epoxide compound, and the cocatalyst may be added in 0.1 mol% to 2.0 mol% based on the epoxide compound. The catalyst and cocatalyst may be used in a molar ratio of 0.1:1.0 to 1.0:0.1, may be used in a molar ratio of 0.4:1.0 to 1.0:0.4, and may be used in a molar ratio of 0.5:1.0 to 1.0:0.5, 0.8: It can be used in a molar ratio of 1.0 to 1.0:0.8.

나아가, 상기 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시키는 단계는 1 bar 내지 20 bar의 압력 조건 하 15℃ 내지 200℃의 온도범위에서 수행될 수 있다. 일례로, 1 bar 내지 15 bar, 1 bar 내지 10 bar, 1 bar 내지 5 bar, 1 bar 내지 2 bar의 압력 조건 하에서 수행될 수 있고, 15℃ 내지 175℃, 15℃ 내지 150℃, 20℃ 내지 125℃, 20℃ 내지 100℃, 25℃ 내지 75℃, 25℃ 내지 50℃의 온도범위에서 수행될 수 있다.Furthermore, the step of reacting the epoxide with carbon dioxide may be performed in a temperature range of 15° C. to 200° C. under a pressure condition of 1 bar to 20 bar. For example, it may be carried out under a pressure condition of 1 bar to 15 bar, 1 bar to 10 bar, 1 bar to 5 bar, 1 bar to 2 bar, and 15 °C to 175 °C, 15 °C to 150 °C, 20 °C to 125°C, 20°C to 100°C, 25°C to 75°C, and may be performed in a temperature range of 25°C to 50°C.

상기 고리화된 카보네이트는 하기 화학식 4로 표시되는 것일 수 있다.The cyclized carbonate may be represented by the following formula (4).

<화학식 4><Formula 4>

Figure 112019102675533-pat00013
Figure 112019102675533-pat00013

(상기 화학식 4에서,(In Formula 4,

R1 내지 R4는 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 6 내지 20의 아릴, 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴, 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬, 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시, 탄소수 6 내지 20의 알콕시아릴, 탄소수 3 내지 20의 헤테로사이클로알킬, 탄소수 6 내지 20의 헤테로아릴, 또는 탄소수 1 내지 20의 실릴 에테르이고, R 1 to R 4 are hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, aryl having 6 to 20 carbons, alkylaryl having 7 to 20 carbons, arylalkyl having 7 to 20 carbons, aryloxy having 6 to 20 carbons, aryloxy having 6 to 20 carbons of alkoxyaryl, heterocycloalkyl having 3 to 20 carbon atoms, heteroaryl having 6 to 20 carbon atoms, or silyl ether having 1 to 20 carbon atoms,

R2 및 R3는 서로 연결되어 R2 및 R3가 연결된 탄소와 함께 탄소수 3 내지 7의 사이클로알킬 또는 헤테로사이클로알킬이고, 헤테로사이클로알킬은 N, O 또는 S를 포함한다.)R 2 and R 3 are connected to each other and together with the carbon to which R 2 and R 3 are connected, are cycloalkyl or heterocycloalkyl having 3 to 7 carbon atoms, and heterocycloalkyl includes N, O or S.)

이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Experimental Examples.

단, 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예 및 실험예에 의하여 한정되는 것은 아니다. However, the following examples and experimental examples are only for illustrating the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following examples and experimental examples.

일반적인 고려사항General considerations

모든 실험은 표준 슈랭크(Schlenk) 라인(dual manifold Schlenk line)을 사용하여 질소 분위기에서 수행되었다. 질소는 활성화된 Cu 촉매를 통과시켜 잔류 산소를 제거하고 건제조(drierite)를 통과시켜 잔류 수분을 제거하였다. 모든 화학 물질은 상업적 출처(순도> 95 %)로부터 구매했으며 달리 명시하지 않는 한 수령한대로 사용하였다. 톨루엔 및 n-헥산과 같은 용매는 질소 분위기 하에서 용매정제장치(Grubbs solvent purification system)에 의해 정제하였으며, 활성화된 분자체(4Å)에 저장하였다. 이산화탄소(99.999%)를 추가 정제 없이 수령한 그대로 사용하였다. 모든 에폭사이드는 수소화칼슘으로 처리하여 정제하고 잔류하는 물(water)을 제거하였다. CDCl3은 활성화된 분자체로 건조시키고 J. Young 밸브가 장착된 슈랭크(Schlenk) 튜브로 진공 전달한 후 사용하였다.All experiments were performed in a nitrogen atmosphere using a standard dual manifold Schlenk line. Nitrogen was passed through an activated Cu catalyst to remove residual oxygen and passed through a dryer to remove residual moisture. All chemicals were purchased from commercial sources (purity > 95 %) and used as received unless otherwise specified. Solvents such as toluene and n-hexane were purified by a Grubbs solvent purification system under a nitrogen atmosphere, and stored in an activated molecular sieve (4 Å). Carbon dioxide (99.999%) was used as received without further purification. All epoxides were purified by treatment with calcium hydride to remove residual water. CDCl 3 was dried with activated molecular sieves and vacuum transferred to a Schlenk tube equipped with a J. Young valve before use.

측정Measure

1H 및 13C NMR 스펙트럼은 표준 파라미터를 갖는 Bruker DPX-500 MHz NMR 분광기를 사용하여 주변 온도에서 얻었다. 모든 화학적 이동(chemical shifts)은 잔류된 CDCl3(1H NMR의 경우 δ=7.24 ppm; 13C NMR의 경우 δ=77.00 ppm)을 기준으로 ppm으로 나타내었다. 원소 분석은 EA 1110-FISONS 분석기로 수행되었다. 고해상도 Q-TOF 질량 분석기(이온화 모드: ESI)에서 고해상도 질량 분석(High-resolution mass spectrometry; HRMS) 데이터를 수집하였다. 1 H and 13 C NMR spectra were obtained at ambient temperature using a Bruker DPX-500 MHz NMR spectrometer with standard parameters. All chemical shifts are expressed in ppm based on the residual CDCl 3 (δ=7.24 ppm for 1 H NMR; δ=77.00 ppm for 13 C NMR). Elemental analysis was performed with an EA 1110-FISONS analyzer. High-resolution mass spectrometry (HRMS) data were collected on a high-resolution Q-TOF mass spectrometer (ionization mode: ESI).

제조예manufacturing example 1 One

2-2- 메틸methyl -1-[(피리딘-2--1-[(pyridine-2- 일메틸ylmethyl )아미노]프로판-2-올(2-Methyl-1-[()Amino]propan-2-ol (2-Methyl-1-[( pyridinpyridin -2-ylmethyl)amino]propan-2-ol)의 제조Preparation of -2-ylmethyl)amino]propan-2-ol)

이소부틸렌 옥사이드(isobutylene oxide) 0.72 g(10 mmol) 및 피리딘-2-일메탄아민(pyridin-2-ylmethanamine) 1.08 g(10 mmol)을 교반 막대를 포함하는 25 mL 스크류 캡 바이알에 첨가하였다. 바이알을 테프론 테이프 및 파라핀 필름으로 단단히 밀봉하였다. 혼합물을 실온에서 밤새 유지한 다음 55℃에서 3일 동안 가열하였다. 휘발성 화합물을 감압 하에 제거하여 목적 생성물을 무색 오일로서 수득하였다(80%, 1.44 g).0.72 g (10 mmol) of isobutylene oxide and 1.08 g (10 mmol) of pyridin-2-ylmethanamine were added to a 25 mL screw cap vial containing a stir bar. The vial was tightly sealed with Teflon tape and paraffin film. The mixture was kept at room temperature overnight and then heated at 55° C. for 3 days. The volatiles were removed under reduced pressure to give the desired product as a colorless oil (80%, 1.44 g).

1H NMR(CDCl3): δ=8.47 (m, 1H, pyridine-H), 7.57 (m, 1H, pyridine-H), 7.20 (m, 1H, pyridine-H), 7.08 (m, 1H, pyridine-H), 3.88 (s, 2H, CMe2CH2NHCH2), 2.51 (s, 2H, CMe2CH2NHCH2), 1.11 (s, 6H, CMe2CH2NHCH2); 13C NMR(CDCl3): δ=159.6, 149.1, 136.4, 122.1, 121.9 (pyridine), 69.28 (CMe2CH2NHCH2), 59.92 (CMe2CH2NHCH2), 55.52 (CMe2CH2NHCH2), 27.27 (CMe2CH2NHCH2); HRMS: m/z calcd for [C10H16N2O + H] 181.1341; found: 181.1335. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=8.47 (m, 1H, pyridine-H), 7.57 (m, 1H, pyridine-H), 7.20 (m, 1H, pyridine-H), 7.08 (m, 1H, pyridine —H), 3.88 (s, 2H, CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 2.51 (s, 2H, CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 1.11 (s, 6H, CMe 2 CH 2 NHCH 2 ); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=159.6, 149.1, 136.4, 122.1, 121.9 (pyridine), 69.28 (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 59.92 (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 55.52 (CMe 2 CH 2 NHCH) 2 ), 27.27 (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ); HRMS: m/z calcd for [C 10 H 16 N 2 O + H] 181.1341; found: 181.1335.

제조예manufacturing example 2 2

1-[(푸란-2-1-[(furan-2- 일메틸ylmethyl )아미노]-2-)amino]-2- 메틸프로판methyl propane -2-올(1-[(-2-ol (1-[( FuranFuran -2-ylmethyl)amino]-2-methylpropan-2-ol)의 제조Preparation of -2-ylmethyl)amino]-2-methylpropan-2-ol)

상기 제조예 1의 합성 방법과 동일하게 제조하되, 이소부틸렌 옥사이드(isobutylene oxide) 0.72 g(10 mmol) 및 푸란-2-일메탄아민(furan-2-ylmethanamine) 0.97 g(10 mmol)으로부터 83%(1.40 g)의 수율로 제조하였다.Prepared in the same manner as in the synthesis method of Preparation Example 1, but from 0.72 g (10 mmol) of isobutylene oxide and 0.97 g (10 mmol) of furan-2-ylmethanamine % (1.40 g).

1H NMR(CDCl3): δ=7.26 (q, 1H, J=1.0 Hz, furan-H), 6.21 (q, 1H, J=2.0 Hz, furan-H), 6.07 (dd, 1H, J 1=4.0 Hz, J 2=0.5 Hz, furan-H), 3.72 (s, 2H, CMe2CH2NHCH2), 2.44 (s, 2H, CMe2CH2NHCH2), 1.08 ppm (s, 6H, CMe2CH2NHCH2); 13C NMR(CDCl3): δ=153.9, 141.5, 109.9, 106.5 (furan), 69.18 (CMe2CH2NHCH2), 59.33 (CMe2CH2NHCH2), 46.58 (CMe2CH2NHCH2), 27.13 ppm (CMe2CH2NHCH2); HRMS: m/z calcd for [C9H15NO2 + H] 170.1181; found: 170.1176. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.26 (q, 1H, J =1.0 Hz, furan-H), 6.21 (q, 1H, J =2.0 Hz, furan-H), 6.07 (dd, 1H, J 1 ) =4.0 Hz, J 2 =0.5 Hz, furan-H), 3.72 (s, 2H, CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 2.44 (s, 2H, CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 1.08 ppm (s, 6H, CMe 2 CH 2 NHCH 2 ); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=153.9, 141.5, 109.9, 106.5 (furan), 69.18 (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 59.33 (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 46.58 (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ) , 27.13 ppm (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ); HRMS: m/z calcd for [C 9 H 15 NO 2 + H] 170.1181; found: 170.1176.

제조예manufacturing example 3 3

2-2- 메틸methyl -1-[(티오펜-2--1-[(thiophene-2- 일메틸ylmethyl )아미노]프로판-2-올(2-Methyl-1-[()Amino]propan-2-ol (2-Methyl-1-[( thiophenthiophen -2-ylmethyl)amino]propan-2-ol)의 제조Preparation of -2-ylmethyl)amino]propan-2-ol)

상기 제조예 1의 합성 방법과 동일하게 제조하되, 이소부틸렌 옥사이드(isobutylene oxide) 0.72 g(10 mmol) 및 티오펜-2-일메탄아민(tiophen-2-ylmethanamine) 1.13 g(10 mmol)으로부터 83%(1.54 g)의 수율로 제조하였다.Prepared in the same manner as in the synthesis method of Preparation Example 1, but from 0.72 g (10 mmol) of isobutylene oxide and 1.13 g (10 mmol) of thiophen-2-ylmethanamine It was prepared in a yield of 83% (1.54 g).

1H NMR(CDCl3): δ=7.19 (dd, 1H, J 1=6.0 Hz, J 2=1.5 Hz, thiophene-H), 6.93 (m, 1H, thiophene-H), 6.90 (m, 1H, thiophene-H), 4.02 (d, 2H, J=1.0 Hz,-CMe2CH2NHCH2), 2.57 (s, 2H, CMe2CH2NHCH2), 1.16 ppm (s, 6H,CMe2CH2NHCH2); 13C NMR(CDCl3): δ=144.2, 126.5, 124.6, 124.3 (thiophene), 69.30 (CMe2CH2NHCH2), 59.34 (CMe2CH2NHCH2), 48.87 (CMe2CH2NHCH2), 27.25 ppm (CMe2CH2NHCH2); HRMS: m/z calcd for [C9H15NOS + H] 186.0953; found: 186.0948. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.19 (dd, 1H, J 1 =6.0 Hz, J 2 =1.5 Hz, thiophene-H), 6.93 (m, 1H, thiophene-H), 6.90 (m, 1H, thiophene-H), 4.02 (d, 2H, J =1.0 Hz, -CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 2.57 (s, 2H, CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 1.16 ppm (s, 6H,CMe 2 CH 2 ) NHCH 2 ); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=144.2, 126.5, 124.6, 124.3 (thiophene), 69.30 (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 59.34 (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 48.87 (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ) , 27.25 ppm (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ); HRMS: m/z calcd for [C 9 H 15 NOS + H] 186.0953; found: 186.0948.

제조예manufacturing example 4 4

2-2- 메틸methyl -1-[-One-[ 메틸(피리딘-2-일메틸)아미노Methyl (pyridin-2-ylmethyl) amino ]프로판-2-올(2-Methyl-1-[methyl(pyridin-2-ylmethyl)amino]propan-2-ol)의 제조] Preparation of propan-2-ol (2-Methyl-1- [methyl (pyridin-2-ylmethyl) amino] propan-2-ol)

상기 제조예 1의 합성 방법과 동일하게 제조하되, 이소부틸렌 옥사이드(isobutylene oxide) 0.72 g(10 mmol) 및 N-메틸-1-(피리딘-2-일)메탄아민(N-methyl-1-(pyridin-2-yl)methanamine) 1.22 g(10 mmol)으로부터 90%(1.75 g)의 수율로 제조하였다.Prepared in the same manner as in the synthesis method of Preparation Example 1, but 0.72 g (10 mmol) of isobutylene oxide and N-methyl-1- (pyridin-2-yl) methanamine (N-methyl-1- (pyridin-2-yl)methanamine) was prepared in a yield of 90% (1.75 g) from 1.22 g (10 mmol).

N-메틸-1-(피리딘-2-일)메탄아민은 종래 기술(J. Med . Chem . 2017, 60, 10245-10256.)과 동일하게 제조하여 사용하였다.N-methyl-1-(pyridin-2-yl)methanamine was prepared and used in the same manner as in the prior art ( J. Med . Chem . 2017, 60, 10245-10256.).

1H NMR(CDCl3): δ=8.51 (m, 1H, pyridine-H), 7.62 (m, 1H, pyridine-H), 7.28 (m, 1H, pyridine-H), 7.12 (m, 1H, pyridine-H), 3.80 (s, 2H, CMe2CH2NMeCH2), 2.50 (s, 2H, CMe2CH2NMeCH2), 2.39 (s, 3H, CMe2CH2NMeCH2), 1.14 ppm (s, 6H, CMe2CH2NMeCH2); 13C NMR(CDCl3): δ=159.5, 149.1, 136.5, 122.6, 122.1 (pyridine), 70.28 (CMe2CH2NMeCH2), 68.47 (CMe2CH2NMeCH2), 65.51 (CMe2CH2NMeCH2), 45.61 (CMe2CH2NMeCH2), 27.84 ppm (CMe2CH2NMeCH2); HRMS: m/z calcd for [C11H18N2O + H] 195.1497; found: 195.1492. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=8.51 (m, 1H, pyridine-H), 7.62 (m, 1H, pyridine-H), 7.28 (m, 1H, pyridine-H), 7.12 (m, 1H, pyridine —H), 3.80 (s, 2H, CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 2.50 (s, 2H, CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 2.39 (s, 3H, CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 1.14 ppm (s) , 6H, CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=159.5, 149.1, 136.5, 122.6, 122.1 (pyridine), 70.28 (CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 68.47 (CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 65.51 (CMe 2 CH 2 NMeCH) 2 ), 45.61 (CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 27.84 ppm (CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ); HRMS: m/z calcd for [C 11 H 18 N 2 O + H] 195.1497; found: 195.1492.

제조예manufacturing example 5 5

[(푸란-2-[(furan-2- 일메틸ylmethyl )()( 메틸methyl )아미노]-2-)amino]-2- 메틸프로판methyl propane -2-올([(-2-ol ([( FuranFuran -2-ylmethyl)(methyl)amino]-2-methylpropan-2-ol)의 제조Preparation of -2-ylmethyl) (methyl) amino] -2-methylpropan-2-ol)

상기 제조예 1의 합성 방법과 동일하게 제조하되, 이소부틸렌 옥사이드(isobutylene oxide) 0.72 g(10 mmol) 및 1-(푸란-2-일)-N-메틸메탄아민(1-(furan-2-yl)-N-methylmethanamine ) 1.11 g(10 mmol)으로부터 94%(1.72 g)의 수율로 제조하였다.Prepared in the same manner as in the synthesis method of Preparation Example 1, but 0.72 g (10 mmol) of isobutylene oxide and 1-(furan-2-yl)-N-methylmethanamine (1-(furan-2) -yl)-N-methylmethanamine ) was prepared in a yield of 94% (1.72 g) from 1.11 g (10 mmol).

1-(푸란-2-일)-N-메틸메탄아민은 종래 기술(J. Med . Chem . 2017, 60, 972-986.)과 동일하게 제조하여 사용하였다.1-(furan-2-yl)-N-methylmethanamine was prepared and used in the same manner as in the prior art ( J. Med . Chem . 2017, 60, 972-986.).

1H NMR(CDCl3): δ=7.35 (q, 1H, J=1.0 Hz, furan-H), 6.29 (m, 1H, furan-H), 6.17 (m, 1H, furan-H), 3.65 (s, 2H, CMe2CH2NMeCH2), 3.20 (s, 1H, HOC-Me2CH2NMeCH2), 2.42 (s, 2H, CMe2CH2NMeCH2), 2.38 (s, 3H, CMe2CH2NMeCH2), 1.15 ppm (s, 6H, CMe2CH2NMeCH2); 13C NMR(CDCl3): δ=152.9, 142.2, 110.1, 108.5 (furan), 70.12 (CMe2CH2NMeCH2), 67.18 (CMe2CH2NMeCH2), 56.18 (CMe2CH2NMeCH2), 45.26 (CMe2CH2NHCH2), 27.97 ppm (CMe2CH2NHCH2); HRMS: m/z calcd for [C10H17NO2 + H] 184.1338; found: 184.1332. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.35 (q, 1H, J =1.0 Hz, furan-H), 6.29 (m, 1H, furan-H), 6.17 (m, 1H, furan-H), 3.65 ( s, 2H, CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 3.20 (s, 1H, HOC-Me 2 CH 2 NMeCH 2 ), 2.42 (s, 2H, CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 2.38 (s, 3H, CMe 2 ) CH 2 NMeCH 2 ), 1.15 ppm (s, 6H, CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=152.9, 142.2, 110.1, 108.5 (furan), 70.12 (CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 67.18 (CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 56.18 (CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ) , 45.26 (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 27.97 ppm (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ); HRMS: m/z calcd for [C 10 H 17 NO 2 + H] 184.1338; found: 184.1332.

제조예manufacturing example 6 6

2-2- 메틸methyl -1-[-One-[ 메틸(티오펜-2-일메틸)아미노Methyl (thiophen-2-ylmethyl) amino ]프로판-2-올(2-Methyl-1-[methyl(thiophen-2-ylmethyl)amino]propan-2-ol)의 제조] Preparation of propan-2-ol (2-Methyl-1- [methyl (thiophen-2-ylmethyl) amino] propan-2-ol)

상기 제조예 1의 합성 방법과 동일하게 제조하되, 이소부틸렌 옥사이드(isobutylene oxide) 0.72 g(10 mmol) 및 N-메틸-1-(티오펜-2-일)메탄아민(N-methyl-1-(thiophen-2-yl)methanamine) 1.27 g(10 mmol)으로부터 95%(1.89 g)의 수율로 제조하였다.Prepared in the same manner as in the synthesis method of Preparation Example 1, but 0.72 g (10 mmol) of isobutylene oxide and N-methyl-1- (thiophen-2-yl) methanamine (N-methyl-1 -(thiophen-2-yl)methanamine) was prepared in a yield of 95% (1.89 g) from 1.27 g (10 mmol).

N-메틸-1-(티오펜-2-일)메탄아민은 종래 기술(J. Med . Chem . 2017, 60, 972-986.)과 동일하게 제조하여 사용하였다.N-methyl-1-(thiophen-2-yl)methanamine was prepared and used in the same manner as in the prior art (J. Med . Chem . 2017, 60, 972-986.).

1H NMR(CDCl3): δ=7.20 (m, 1H, thiophene-H), 6.93 (m, 1H, thiophene-H), 6.87 (m, 1H, thiophene-H), 3.83 (s, 2H, CMe2CH2NMeCH2), 2.44 (s, 2H, CMe2CH2NMeCH2), 2.36 (s, 3H, CMe2CH2NMeCH2), 1.17 ppm (s, 6H, CMe2CH2NMeCH2); 13C NMR(CDCl3): δ=142.6, 126.4, 125.7, 124.7 (thiophene), 70.03 (CMe2CH2NMeCH2), 67.43 (CMe2CH2NMeCH2), 58.60 (CMe2CH2NMeCH2), 44.68 (CMe2CH2NHCH2), 27.79 ppm (CMe2CH2NHCH2); HRMS: m/z calcd for [C10H17NOS + H] 200.1109; found: 200.1104. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.20 (m, 1H, thiophene-H), 6.93 (m, 1H, thiophene-H), 6.87 (m, 1H, thiophene-H), 3.83 (s, 2H, CMe) 2 CH 2 NMeCH 2 ), 2.44 (s, 2H, CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 2.36 (s, 3H, CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 1.17 ppm (s, 6H, CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=142.6, 126.4, 125.7, 124.7 (thiophene), 70.03 (CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 67.43 (CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ), 58.60 (CMe 2 CH 2 NMeCH 2 ) , 44.68 (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ), 27.79 ppm (CMe 2 CH 2 NHCH 2 ); HRMS: m/z calcd for [C 10 H 17 NOS + H] 200.1109; found: 2001104.

실시예Example 1 One

[Me2Al{OCMe2CH2NHCH2(C5H4N)}]2(이하, PyrH)의 제조Preparation of [Me 2 Al{OCMe 2 CH 2 NHCH 2 (C 5 H 4 N)}] 2 (hereinafter, Pyr H )

AlMe3 1.0 mL(톨루엔 중 2.0 m 용액, 2.0 mmol)을 제조예 1의 화합물 0.36 g(2.0 mmol)가 0℃의 톨루엔에 교반된 용액에 첨가하였다. 혼합물을 실온으로 가온하고 밤새 교반하였다. 진공 하에서 용매를 제거하여 수득한 잔류물을 n-헥산으로 세척하고 톨루엔으로부터 재결정화시켰다. 이 용액을 20℃ 냉동실에서 며칠 동안 저장한 후, 원하는 생성물 PyrH를 무색 결정으로서 분리하여 수득하였다(80% 0.47 g). 상기 PyrH는 하기 화학식 11로 표시될 수 있다.AlMe 3 1.0 mL (2.0 m solution in toluene, 2.0 mmol) was added to a stirred solution of 0.36 g (2.0 mmol) of the compound of Preparation Example 1 in toluene at 0°C. The mixture was warmed to room temperature and stirred overnight. The residue obtained by removing the solvent under vacuum was washed with n-hexane and recrystallized from toluene. After storing this solution in a freezer at 20° C. for several days, the desired product Pyr H was obtained as colorless crystals isolated (80% 0.47 g). The Pyr H may be represented by the following Chemical Formula 11.

<화학식 11><Formula 11>

Figure 112019102675533-pat00014
Figure 112019102675533-pat00014

1H NMR(CDCl3): δ=8.56 (m, 2H, pyridine-H), 7.62 (m, 2H, pyridine-H), 7.17 (m, 4H, pyridine-H), 3.80 (d, J=6.5 Hz, 4H, pyridine-CH2N), 2.37 (d, 4H, J=8.6 Hz, CH2CMe2), 1.24 (s, 12H, CMe2), 0.93 ppm (s, 12H, AlMe); 13C NMR(CDCl3): δ=157.3, 149.7, 136.5, 122.8, 122.3 (pyridine), 70.36 (CMe2O), 59.83 (pyridine-CH2N), 52.38 (CH2CMe2), 27.64 (CMe2O), 5.98 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C24H42N4O2Al2: C 61.00, H 8.96, N 11.86; found: C 60.97, H 8.94, N 12.05. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=8.56 (m, 2H, pyridine-H), 7.62 (m, 2H, pyridine-H), 7.17 (m, 4H, pyridine-H), 3.80 (d, J =6.5 Hz, 4H, pyridine-CH 2 N), 2.37 (d, 4H, J =8.6 Hz, CH 2 CMe 2 ), 1.24 (s, 12H, CMe 2 ), 0.93 ppm (s, 12H, AlMe); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=157.3, 149.7, 136.5, 122.8, 122.3 (pyridine), 70.36 (CMe 2 O), 59.83 (pyridine-CH 2 N), 52.38 (CH 2 CMe 2 ), 27.64 (CMe) 2 O), 5.98 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C 24 H 42 N 4 O 2 Al 2 : C 61.00, H 8.96, N 11.86; found: C 60.97, H 8.94, N 12.05.

실시예Example 2 2

[Me2Al{OCMe2CH2N(Me)CH2(C5H4N)}]2(이하, PyrMe)의 제조Preparation of [Me 2 Al{OCMe 2 CH 2 N(Me)CH 2 (C 5 H 4 N)}] 2 (hereinafter, Pyr Me )

상기 실시예 1의 합성 방법과 동일하게 제조하되, AlMe3 1.0 mL(톨루엔 중 2.0 m 용액, 2.0 mmol) 및 제조예 4의 화합물 0.39 g(2.0 mmol)를 사용하여 75%의 수율(0.38 g)로 제조하였다. 상기 PyrMe는 하기 화학식 12로 표시될 수 있다.Prepared in the same manner as in Example 1, but using 1.0 mL of AlMe 3 (2.0 m solution in toluene, 2.0 mmol) and 0.39 g (2.0 mmol) of the compound of Preparation Example 4 in a yield of 75% (0.38 g) was prepared with The Pyr Me may be represented by the following formula (12).

<화학식 12><Formula 12>

Figure 112019102675533-pat00015
Figure 112019102675533-pat00015

1H NMR(CDCl3): δ=8.49 (d, 2H, J=4.3 Hz, pyridine-H), 7.56 (m, 2H, pyridine-H), 7.23 (d, 2H, J=7.7 Hz, pyridine-H), 7.10 (m, 2H, pyridine-H), 3.77 (s, 4H, pyridine-CH2N), 2.59 (s, 4H, CH2CMe2), 2.19 (s, 6H, N-Me), 1.23 (s, 12H, CMe2), 0.87 ppm (s, 12H, AlMe); 13C NMR(CDCl3): δ=156.9, 149.2, 136.2, 124.5, 122.3 (pyridine), 72.98 (CMe2O), 67.20 (pyridine-CH2N), 64.41 (CH2CMe2), 43.89 (N-Me), 30.68 (CMe2O), 5.95 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C26H46N4O2Al2: C 62.38, H 9.26, N 11.19; found: C 62.37, H 9.32, N 11.07. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=8.49 (d, 2H, J =4.3 Hz, pyridine-H), 7.56 (m, 2H, pyridine-H), 7.23 (d, 2H, J =7.7 Hz, pyridine- H), 7.10 (m, 2H, pyridine-H), 3.77 (s, 4H, pyridine-CH 2 N), 2.59 (s, 4H, CH 2 CMe 2 ), 2.19 (s, 6H, N-Me), 1.23 (s, 12H, CMe 2 ), 0.87 ppm (s, 12H, AlMe); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=156.9, 149.2, 136.2, 124.5, 122.3 (pyridine), 72.98 (CMe 2 O), 67.20 (pyridine-CH 2 N), 64.41 (CH 2 CMe 2 ), 43.89 (N) -Me), 30.68 (CMe 2 O), 5.95 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C 26 H 46 N 4 O 2 Al 2 : C 62.38, H 9.26, N 11.19; found: C 62.37, H 9.32, N 11.07.

실시예Example 3 3

[Me2Al{OCMe2CH2NHCH2(C4H3O)}]2(FurH)의 제조Preparation of [Me 2 Al{OCMe 2 CH 2 NHCH 2 (C 4 H 3 O)}] 2 (Fur H )

상기 실시예 1의 합성 방법과 동일하게 제조하되, AlMe3 1.0 mL (톨루엔 중 2.0 m 용액, 2.0 mmol) 및 제조예 2의 화합물 0.34 g(2.0 mmol)를 사용하여 87%의 수율(0.39 g)로 제조하였다. 상기 FurH는 하기 화학식 13으로 표시될 수 있다.Prepared in the same manner as in Example 1, but using 1.0 mL of AlMe 3 (2.0 m solution in toluene, 2.0 mmol) and 0.34 g (2.0 mmol) of the compound of Preparation Example 2 in a yield of 87% (0.39 g) was prepared with The Fur H may be represented by the following Chemical Formula 13.

<화학식 13><Formula 13>

Figure 112019102675533-pat00016
Figure 112019102675533-pat00016

1H NMR(CDCl3): δ=7.37 (m, 2H, furan-H), 6.32 (m, 2H, furan-H), 6.19 (d, 2H, J=3.2 Hz, furan-H), 3.72 (d, 4H, J=7 Hz, furan-CH2N), 2.40 (d, 4H, J=8.8 Hz, CH2CMe2), 2.09 (t, 2H, J=7.5 Hz, NH), 1.21 (s, 12H, CMe2), 0.96 ppm (s, 12H, AlMe); 13C NMR(CDCl3): δ=151.8, 142.5, 110.3, 108.3 (furan), 70.39 (CMe2O), 59.42 (furan-CH2NH), 44.16 (CH2CMe2), 27.63 (CMe2O), 6.16 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C22H40N2O4Al2: C 58.65, H 8.95; N 6.22; found: C 58.42, H 9.08, N 6.17. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.37 (m, 2H, furan-H), 6.32 (m, 2H, furan-H), 6.19 (d, 2H, J =3.2 Hz, furan-H), 3.72 ( d, 4H, J =7 Hz, furan-CH 2 N), 2.40 (d, 4H, J =8.8 Hz, CH 2 CMe 2 ), 2.09 (t, 2H, J =7.5 Hz, NH), 1.21 (s) , 12H, CMe 2 ), 0.96 ppm (s, 12H, AlMe); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=151.8, 142.5, 110.3, 108.3 (furan), 70.39 (CMe 2 O), 59.42 (furan-CH 2 NH), 44.16 (CH 2 CMe 2 ), 27.63 (CMe 2 O) ), 6.16 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C 22 H 40 N 2 O 4 Al 2 : C 58.65, H 8.95; N 6.22; found: C 58.42, H 9.08, N 6.17.

실시예Example 4 4

[Me2Al{OCMe2CH2N(Me)CH2(C4H3O)}]2(이하, FurMe)의 제조Preparation of [Me 2 Al{OCMe 2 CH 2 N(Me)CH 2 (C 4 H 3 O)}] 2 (hereinafter, Fur Me )

상기 실시예 1의 합성 방법과 동일하게 제조하되, AlMe3 1.0 mL (톨루엔 중 2.0 m 용액, 2.0 mmol) 및 제조예 5의 화합물 0.37 g(2.0 mmol)를 사용하여 90%의 수율(0.43 g)로 제조하였다. 상기 FurMe는 하기 화학식 14로 표시될 수 있다.Prepared in the same manner as in Example 1, but using 1.0 mL of AlMe 3 (2.0 m solution in toluene, 2.0 mmol) and 0.37 g (2.0 mmol) of the compound of Preparation Example 5 in a yield of 90% (0.43 g) was prepared with The Fur Me may be represented by the following Chemical Formula 14.

<화학식 14><Formula 14>

Figure 112019102675533-pat00017
Figure 112019102675533-pat00017

1H NMR(CDCl3): δ=7.39 (m, 2H, furan-H), 6.34 (m, 2H, furan-H), 6.23 (d, 2H, J=3.1 Hz, furan-H), 3.73 (s, 4H, furan-CH2N), 2.51 (s, 4H, CH2CMe2), 2.24 (s, 6H, N-Me), 1.32 (s, 12H, CMe2), 0.83 ppm (s, 12H, AlMe); 13C NMR(CDCl3): δ=150.0, 142.5, 110.6, 110.2 (furan), 70.83 (CMe2O), 65.90 (furan-CH2N), 53.48 (CH2CMe2), 43.27 (N-Me), 31.58 (CMe2O), 6.22 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C24H44N2O4Al2: C 60.23, H 9.27, N 5.85; found: C 60.34, H 9.13, N 5.81. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.39 (m, 2H, furan-H), 6.34 (m, 2H, furan-H), 6.23 (d, 2H, J =3.1 Hz, furan-H), 3.73 ( s, 4H, furan-CH 2 N), 2.51 (s, 4H, CH 2 CMe 2 ), 2.24 (s, 6H, N-Me), 1.32 (s, 12H, CMe 2 ), 0.83 ppm (s, 12H) , AlMe); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=150.0, 142.5, 110.6, 110.2 (furan), 70.83 (CMe 2 O), 65.90 (furan-CH 2 N), 53.48 (CH 2 CMe 2 ), 43.27 (N-Me) ), 31.58 (CMe 2 O), 6.22 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C 24 H 44 N 2 O 4 Al 2 : C 60.23, H 9.27, N 5.85; found: C 60.34, H 9.13, N 5.81.

실시예Example 5 5

[Me2Al{OCMe2CH2NHCH2(C4H3S)}]2(이하, ThioH)의 제조Preparation of [Me 2 Al{OCMe 2 CH 2 NHCH 2 (C 4 H 3 S)}] 2 (hereinafter, Thio H )

상기 실시예 1의 합성 방법과 동일하게 제조하되, AlMe3 1.0 mL (톨루엔 중 2.0 m 용액, 2.0 mmol) 및 제조예 3의 화합물 0.37 g(2.0 mmol)를 사용하여 89%의 수율(0.43 g)로 제조하였다. 상기 ThioH는 하기 화학식 15로 표시될 수 있다.Prepared in the same manner as in Example 1, but using 1.0 mL of AlMe 3 (2.0 m solution in toluene, 2.0 mmol) and 0.37 g (2.0 mmol) of the compound of Preparation Example 3 in 89% yield (0.43 g) was prepared with Thio H may be represented by the following formula (15).

<화학식 15><Formula 15>

Figure 112019102675533-pat00018
Figure 112019102675533-pat00018

1H NMR(CDCl3): δ=7.24 (m, thiophene-H), 6.98 (m, 2H, thiophene-H), 6.92 (d, 2H, J=2.8 Hz, thiophene-H), 3.92 (d, 4H, J=6.9 Hz, thiophene-CH2N), 2.47 (d, 4H, J=8.8 Hz, CH2CMe2), 1.82 (d, 2H, J=7.3 Hz, NH), 1.22 (s, 12H, CMe2), 0.91 ppm (s, 12H, AlMe); 13C NMR(CDCl3): δ=140.9, 127.2, 126.7, 125.4 (thiophene), 70.46 (CMe2O), 59.19 (thiophene-CH2N), 46.01 (CH2CMe2), 27.65 (CMe2O), 5.91 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C22H40N2O2S2Al2: C 54.75, H 8.35, N 5.80; found: C 54.61, H 8.51, N 5.84. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=7.24 (m, thiophene-H), 6.98 (m, 2H, thiophene-H), 6.92 (d, 2H, J =2.8 Hz, thiophene-H), 3.92 (d, 4H, J =6.9 Hz, thiophene-CH 2 N), 2.47 (d, 4H, J =8.8 Hz, CH 2 CMe 2 ), 1.82 (d, 2H, J =7.3 Hz, NH), 1.22 (s, 12H) , CMe 2 ), 0.91 ppm (s, 12H, AlMe); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=140.9, 127.2, 126.7, 125.4 (thiophene), 70.46 (CMe 2 O), 59.19 (thiophene-CH 2 N), 46.01 (CH 2 CMe 2 ), 27.65 (CMe 2 O) ), 5.91 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C 22 H 40 N 2 O 2 S 2 Al 2 : C 54.75, H 8.35, N 5.80; found: C 54.61, H 8.51, N 5.84.

실시예Example 6 6

[Me2Al{OCMe2CH2N(Me)CH2(C4H3S)}]2(이하, ThioMe)의 제조Preparation of [Me 2 Al{OCMe 2 CH 2 N(Me)CH 2 (C 4 H 3 S)}] 2 (hereinafter, Thio Me )

상기 실시예 1의 합성 방법과 동일하게 제조하되, AlMe3 1.0 mL (톨루엔 중 2.0 m 용액, 2.0 mmol) 및 제조예 6의 화합물 0.40 g(2.0 mmol)를 사용하여 88%의 수율(0.45 g)로 제조하였다. 상기 ThioMe는 하기 화학식 16으로 표시될 수 있다.Prepared in the same manner as in Example 1, but using 1.0 mL of AlMe 3 (2.0 m solution in toluene, 2.0 mmol) and 0.40 g (2.0 mmol) of the compound of Preparation Example 6 in a yield of 88% (0.45 g) was prepared with Thio Me may be represented by the following formula (16).

<화학식 16><Formula 16>

Figure 112019102675533-pat00019
Figure 112019102675533-pat00019

1H NMR(CDCl3): δ 7.26 (m, thiophene-H), 6.98 (m, 2H, thiophene-H), 6.91 (d, 2H, J=3.0 Hz, thiophene-H), 3.94 (s, 4H, thiophene-CH2N), 2.54 (s, 4H, CH2CMe2), 2.27 (s, 6H, NMe), 1.34 (s, 12H, CMe2), 0.79 ppm (s, 12H, AlMe); 13C NMR(CDCl3): δ=136.9, 128.6, 126.7, 125.7 (thiophene), 71.92 (CMe2O), 66.11 (thiophene-NMe), 56.23 (thiophene-CH2N), 43.14 (CH2CMe2), 31.20 (CMe2O), 6.02 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C24H44N2O2S2Al2: C 56.44, H 8.68, N 5.49; found: C 56.17, H 8.68, N 5.37. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ 7.26 (m, thiophene-H), 6.98 (m, 2H, thiophene-H), 6.91 (d, 2H, J =3.0 Hz, thiophene-H), 3.94 (s, 4H) , thiophene-CH 2 N), 2.54 (s, 4H, CH 2 CMe 2 ), 2.27 (s, 6H, NMe), 1.34 (s, 12H, CMe 2 ), 0.79 ppm (s, 12H, AlMe); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=136.9, 128.6, 126.7, 125.7 (thiophene), 71.92 (CMe 2 O), 66.11 (thiophene-NMe), 56.23 (thiophene-CH 2 N), 43.14 (CH 2 CMe 2 ) ), 31.20 (CMe 2 O), 6.02 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C 24 H 44 N 2 O 2 S 2 Al 2 : C 56.44, H 8.68, N 5.49; found: C 56.17, H 8.68, N 5.37.

비교예comparative example 1 One

[Me2Al(OCMe2CH2NHCH2CH2NMe2)]2(이하, NMe2H)의 제조Preparation of [Me 2 Al(OCMe 2 CH 2 NHCH 2 CH 2 NMe 2 )] 2 (hereinafter, NMe2 H )

NMe2H는 종래 기술(Organometallics 2014, 33, 2770-2775.)과 동일하게 제조하였다. 상기 NMe2H는 하기 화학식 17로 표시될 수 있다.NMe2 H was prepared in the same manner as in the prior art ( Organometallics 2014, 33, 2770-2775.). The NMe2 H may be represented by the following Chemical Formula 17.

<화학식 17><Formula 17>

Figure 112019102675533-pat00020
Figure 112019102675533-pat00020

비교예comparative example 2 2

[Me2Al(OCMe2CH2N(Me)CH2CH2NMe2)]2(이하, NMe2Me)의 제조Preparation of [Me 2 Al(OCMe 2 CH 2 N(Me)CH 2 CH 2 NMe 2 )] 2 (hereinafter, NMe2 Me )

상기 실시예 1의 합성 방법과 동일하게 제조하되, AlMe3 1.0 mL (톨루엔 중 2.0 m 용액, 2.0 mmol) 및 1-[(2-(디메틸아미노)에틸)(메틸)아미노]-2-메틸프로판-2-올(1-[(2-(dimethylamino)ethyl)(methyl)amino]-2-methylpropan-2-ol) 0.35 g(2.0 mmol)를 사용하여 85%의 수율(0.39 g)로 제조하였다. 상기 NMe2Me는 하기 화학식 18로 표시될 수 있다.Prepared in the same manner as in Example 1, except that 1.0 mL of AlMe 3 (2.0 m solution in toluene, 2.0 mmol) and 1-[(2-(dimethylamino)ethyl)(methyl)amino]-2-methylpropane It was prepared in a yield of 85% (0.39 g) by using 0.35 g (2.0 mmol) of -2-ol (1-[(2-(dimethylamino)ethyl)(methyl)amino]-2-methylpropan-2-ol). . The NMe2 Me may be represented by the following formula (18).

상기 1-[(2-(디메틸아미노)에틸)(메틸)아미노]-2-메틸프로판-2-올은 종래 기술(J. Inorg. Chem. 2014, 2002-2010.)과 동일하게 제조하여 사용하였다.The 1-[(2-(dimethylamino)ethyl)(methyl)amino]-2-methylpropan-2-ol was prepared and used in the same manner as in the prior art (J. Inorg. Chem. 2014, 2002-2010.) did.

<화학식 18><Formula 18>

Figure 112019102675533-pat00021
Figure 112019102675533-pat00021

1H NMR(CDCl3): δ=2.68 (t, 4H, J=7.9 Hz, Me2NCH2) 2.49 (s, 4H, CH2CMe2), 2.43 (t, 4H, J=5.5 Hz, Me2NCH2CH2), 2.31 (s, 6H, NMe), 1.29 (s, 12H, CMe2), 0.87 ppm (s, 12H, AlMe); 13C NMR(CDCl3): δ=71.39 (NCH2CMe2), 68.07 (NCH2CH2NMe2), 56.67 (NCH2CH2NMe2), 54.28 (NCH2CMe2), 45.92 (NMe2), 43.77 (NMe), 31.27 (NCH2CMe2), 5.91 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C22H54N4O2Al2: C 57.36, H 11.82, N 12.16; found: C 57.30, H 11.97, N 12.01. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=2.68 (t, 4H, J =7.9 Hz, Me 2 NCH 2 ) 2.49 (s, 4H, CH 2 CMe 2 ), 2.43 (t, 4H, J =5.5 Hz, Me 2 NCH 2 CH 2 ), 2.31 (s, 6H, NMe), 1.29 (s, 12H, CMe 2 ), 0.87 ppm (s, 12H, AlMe); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=71.39 (NCH 2 CMe 2 ), 68.07 (NCH 2 CH 2 NMe 2 ), 56.67 (NCH 2 CH 2 NMe 2 ), 54.28 (NCH 2 CMe 2 ), 45.92 (NMe 2 ) ), 43.77 (NMe), 31.27 (NCH 2 CMe 2 ), 5.91 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C 22 H 54 N 4 O 2 Al 2 : C 57.36, H 11.82, N 12.16; found: C 57.30, H 11.97, N 12.01.

비교예comparative example 3 3

[Me2Al(OCMe2CH2)HNCH2CH2OMe]2(이하, OMe2H)의 제조Preparation of [Me 2 Al(OCMe 2 CH 2 )HNCH 2 CH 2 OMe] 2 (hereinafter, OMe2 H )

OMe2H는 종래 기술(Organometallics 2014, 33, 2770-2775.)과 동일하게 제조하였다. 상기 OMe2H는 하기 화학식 19로 표시될 수 있다.OMe2 H was prepared in the same manner as in the prior art ( Organometallics 2014, 33, 2770-2775.). The OMe2 H may be represented by the following Chemical Formula 19.

<화학식 19><Formula 19>

Figure 112019102675533-pat00022
Figure 112019102675533-pat00022

비교예comparative example 4 4

[Me2Al(OCMe2CH2NHMe)]2(이하, HH)의 제조Preparation of [Me 2 Al(OCMe 2 CH 2 NHMe)] 2 (hereinafter, H H )

상기 실시예 1의 합성 방법과 동일하게 제조하되, AlMe3 1.0 mL (톨루엔 중 2.0 m 용액, 2.0 mmol) 및 1-[(2-메톡시에틸)(메틸)아미노]-2-메틸프로판-2-올(1-[(2-methoxyethyl)(methyl)amino]-2-methylpropan-2-ol) 0.21 g(2.0 mmol)를 사용하여 78%의 수율(0.25 g)로 제조하였다. 상기 HH는 하기 화학식 20으로 표시될 수 있다.Prepared in the same manner as in Example 1, except that 1.0 mL of AlMe 3 (2.0 m solution in toluene, 2.0 mmol) and 1-[(2-methoxyethyl)(methyl)amino]-2-methylpropane-2 -ol (1-[(2-methoxyethyl)(methyl)amino]-2-methylpropan-2-ol) was prepared in a yield of 78% (0.25 g) using 0.21 g (2.0 mmol). The H H may be represented by the following Chemical Formula 20.

<화학식 20><Formula 20>

Figure 112019102675533-pat00023
Figure 112019102675533-pat00023

1H NMR(CDCl3): δ=2.42 (d, 4H, J=8.9 Hz, -CH2N), 2.35 (d, 6H, J=6.2 Hz, N-Me), 1.75 (t, 2H, J=6.4 Hz, N-H), 1.23 (s, 12H, CMe2), 1.01 ppm (s, 12H, AlMe); 13C NMR(CDCl3): δ=70.06 (CMe2O), 62.45 (CH2N), 34.37 (N-Me), 27.68 (CMe2O), 4.97 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C14H36N2O2Al2: C 52.81, H 11.40, N 8.80; found: C 52.66, H 11.51, N 8.62. 1 H NMR (CDCl 3 ): δ=2.42 (d, 4H, J =8.9 Hz, -CH 2 N), 2.35 (d, 6H, J =6.2 Hz, N-Me), 1.75 (t, 2H, J =6.4 Hz, NH), 1.23 (s, 12H, CMe 2 ), 1.01 ppm (s, 12H, AlMe); 13 C NMR (CDCl 3 ): δ=70.06 (CMe 2 O), 62.45 (CH 2 N), 34.37 (N-Me), 27.68 (CMe 2 O), 4.97 ppm (AlMe); elemental analysis calcd (%) for C 14 H 36 N 2 O 2 Al 2 : C 52.81, H 11.40, N 8.80; found: C 52.66, H 11.51, N 8.62.

비교예comparative example 5 5

[Me2Al(OCMe2CH2NMe2)]2(이하, HMe)의 제조[Me 2 Al(OCMe 2 CH 2 NMe 2 )] 2 (hereinafter, H Me ) Preparation of

HMe는 종래 기술(J. Inorg . Chem . 2015, 2323-2329.)과 동일하게 제조하였다. 상기 HMe는 하기 화학식 21로 표시될 수 있다.H Me was prepared in the same manner as in the prior art ( J. Inorg . Chem . 2015, 2323-2329.). The H Me may be represented by the following Chemical Formula 21.

<화학식 21><Formula 21>

Figure 112019102675533-pat00024
Figure 112019102675533-pat00024

실험예Experimental example 1: 합성 및 특성 1: Synthesis and Characterization

유리 리간드 HOCMe2CH2N(R)CH2X는 거의 정량적인 수율로 RNHCH2X와 이소부틸렌 옥사이드의 반응에 의해 종래 기술과 동일하게 합성되었다. 트리메틸알루미늄(Trimethylaluminium, AlMe3)의 알코올 분해는 이량체 알루미늄 화합물들인 [Al(OCMe2CH2N(R)CH2X)]2에 접근하기 위한 유용한 합성 경로이다. 모든 경우, 알루미늄 착물은 불활성 분위기 하에서 제조되었다. 하기 반응식 1에 도시된 바와 같이, 톨루엔에서 AlMe3와 N-치환된 아미노-2-메틸프로판-2-올(N-substituted amino-2-methylpropan-2-ol)의 직접 착물화는 메탄가스의 방출과 함께 빠르게 진행되어 실시예 1-6 및 비교예 1-5의 알루미늄 화합물을 높은 수율(75-90%)로 제공한다.The free ligand HOCMe 2 CH 2 N(R)CH 2 X was synthesized in the same manner as in the prior art by reaction of RNHCH 2 X with isobutylene oxide in almost quantitative yield. Alcoholysis of trimethylaluminum (Trimethylaluminium, AlMe 3) is a useful synthetic route for accessing the two dimeric aluminum compounds, which are [Al (OCMe 2 CH 2 N (R) CH 2 X)]. In all cases, the aluminum complexes were prepared under an inert atmosphere. As shown in Scheme 1 below, direct complexation of AlMe 3 and N-substituted amino-2-methylpropan-2-ol in toluene is of methane gas. It proceeds rapidly with release to give the aluminum compounds of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-5 in high yield (75-90%).

<반응식 1><Scheme 1>

Figure 112019102675533-pat00025
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반응 온도 (0℃) 및 반응시간 (12시간)은 알루미늄 화합물의 최대 수율을 제공하도록 최적화되었다. 화합물들은 n-헥산으로 세척하여 정제하고, 톨루엔으로부터 재결정화한 후 분석적으로 순수한 알루미늄 화합물을 무색 결정으로서 수득하였다. 대기 중에서는 안정적이지 않지만, 130℃의 온도에서 열적으로 안정적이다. 특히, 질소에 부착된 헤테로사이클릭 구조를 갖는 알루미늄 착물인 실시예 1(PyrH) 및 실시예 2(PyrMe)의 촉매는 헤테로사이클릭 구조가 없는 유사한 알루미늄 착물인 비교예 4(HH) 및 비교예 5(HMe)의 촉매보다 열적으로 훨씬 안정적이다. 모든 화합물은 1H NMR 분광법, 13C NMR 분광법 및 원소 분석 등에 의해 특성화되었다.The reaction temperature (0° C.) and reaction time (12 hours) were optimized to give the maximum yield of aluminum compound. The compounds were purified by washing with n-hexane, and after recrystallization from toluene, an analytically pure aluminum compound was obtained as colorless crystals. Although not stable in air, it is thermally stable at a temperature of 130°C. In particular, the catalysts of Examples 1 (Pyr H ) and Example 2 (Pyr Me ), which are aluminum complexes having a heterocyclic structure attached to nitrogen, are similar aluminum complexes without a heterocyclic structure, Comparative Example 4 (H H ) and the catalyst of Comparative Example 5 (H Me ). All compounds were characterized by 1 H NMR spectroscopy, 13 C NMR spectroscopy and elemental analysis.

1H NMR 스펙트럼 및 13C NMR 스펙트럼은 예상되는 구조와 일치하게 나왔으며, 양성자와 탄소 원자의 모든 화학적 이동은 예상 범위에 있었다. 알루미늄 화합물 [Al(OCMe2CH2N(R)CH2X)]21H NMR 스펙트럼은 유리 리간드 HOCMe2CH2N(R)CH2X와 크게 다르지 않았다. 그러나, 1H NMR 스펙트럼에서 δ ≒ - 1.0 ppm 및 13C NMR 스펙트럼에서 δ ≒ - 6.0 ppm에서 Al-Me에 대해 강하게 차폐된 공명을 통해 리간드가 알루미늄 중심과 성공적으로 착화되었음을 확인할 수 있었다. 모든 XMe 착물(실시예 2, 실시예 4, 실시예 6, 비교예 2, 비교예 5)에 대한 Al-Me 공명은 상응하는 XH 착물(실시예 1, 실시예 3, 실시예 5, 비교예 1, 비교예 3, 비교예 4)에 대한 것보다 더 큰 다운필드로의 시프트를 나타냈다. 착물 XMe와는 달리, XH 착물에서 -OCMe2CH2NHCH2- 메틸렌 양성자는 질소 원자 상에 양성자가 존재하기 때문에 이중으로 나타났다. 1 H NMR spectra and 13 C NMR spectra came out consistent with the expected structures, and all chemical shifts of protons and carbon atoms were within the expected ranges. The 1 H NMR spectrum of the aluminum compound [Al(OCMe 2 CH 2 N(R)CH 2 X)] 2 was not significantly different from the free ligand HOCMe 2 CH2N(R)CH 2 X . However, it was confirmed that the ligand was successfully complexed with the aluminum center through strongly shielded resonance for Al-Me at δ ≒ -1.0 ppm in 1 H NMR spectrum and δ ≒ - 6.0 ppm in 13 C NMR spectrum. The Al-Me resonances for all X Me complexes (Example 2, Example 4, Example 6, Comparative Example 2, Comparative Example 5) are identical to the corresponding X H complex (Example 1, Example 3, Example 5, A shift to the downfield was greater than for Comparative Example 1, Comparative Example 3, and Comparative Example 4). Unlike the complex X Me , the -OCMe 2 CH 2 NHCH 2 -methylene proton in the X H complex appears doubly due to the presence of a proton on the nitrogen atom.

실험예Experimental example 2: 고리화된 2: Cyclized 카보네이트의carbonate 합성 synthesis

하기 반응식 2에 나타낸 바와 같이, 1 mol% (nBu)4NBr 및 1 mol% 촉매(실시예 1-6 및 비교예 1-5의 촉매)를 사용하여 24시간 동안 용매 없이 25℃ 및 1 bar 이산화탄소에서 스티렌 옥사이드 (1a) 및 이산화탄소로부터 스티렌 카보네이트 (2a)의 합성을 수행하였으며, 각 반응을 1H NMR 분광법에 의해 분석하여 1a의 2a로의 전환을 결정하였고, 하기 표 1에 전환율, 턴오버수 (TON), 턴오버주파수 (TOF)를 나타내었다.As shown in Scheme 2 below, 1 mol% ( n Bu) 4 NBr and 1 mol% catalyst (catalysts of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-5) were used at 25° C. and 1 bar without a solvent for 24 hours. The synthesis of styrene oxide (1a) in carbon dioxide and styrene carbonate (2a) from carbon dioxide was performed, and each reaction was analyzed by 1 H NMR spectroscopy to determine the conversion of 1a to 2a. (TON) and turnover frequency (TOF) are shown.

구체적으로, 스티렌 옥사이드 (10 mmol), 각 촉매 (0.1 mmol) 및 테트라부틸암모늄 브로마이드(Tetrabutylammonium bromide, (nBu)4NBr) (32mg, 0.1mmol)를 글로브 박스에 자기 교반 막대를 포함하는 20 mL 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 약 2 L의 이산화탄소를 함유하는 고무 풍선을 플라스크에 연결한 후, 반응 용기를 파라필름으로 잘 밀봉 하였다. 반응 용기를 25℃에서 24시간 동안 교반하였다. 원하는 시간에 도달하면, 반응 혼합물의 분취량을 NMR 셀로 옮기고, 스티렌 옥사이드의 스티렌 카보네이트로의 전환을 1H NMR 분광법에 의해 결정하였다.Specifically, styrene oxide (10 mmol), each catalyst (0.1 mmol) and Tetrabutylammonium bromide, ( n Bu)4NBr) (32mg, 0.1mmol) were mixed in a glove box with a 20 mL round bowl containing a magnetic stir bar. The bottom flask was filled. After connecting a rubber balloon containing about 2 L of carbon dioxide to the flask, the reaction vessel was well sealed with parafilm. The reaction vessel was stirred at 25° C. for 24 hours. When the desired time was reached, an aliquot of the reaction mixture was transferred to an NMR cell and the conversion of styrene oxide to styrene carbonate was determined by 1 H NMR spectroscopy.

<반응식 2><Scheme 2>

Figure 112019102675533-pat00026
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촉매catalyst 전환율 (%)Conversion rate (%) TONTON TOF (h-1)TOF (h -1 ) 실시예 1(PyrH)Example 1 (Pyr H ) 9999 9999 4.14.1 실시예 2(PyrMe)Example 2 (Pyr Me) 9090 9090 3.83.8 실시예 3(FurH)Example 3 (Fur H ) 7676 7676 3.23.2 실시예 4(FurMe)Example 4 (Fur Me ) 3232 3232 1.31.3 실시예 5(ThioH)Example 5 (Thio H ) 3232 3232 1.31.3 실시예 6(ThioMe)Example 6 (Thio Me ) 2727 2727 1.11.1 비교예 1(NMe2H)Comparative Example 1 (NMe2 H) 3131 3131 1.31.3 비교예 2(NMe2Me)Comparative Example 2 (NMe2 Me) 2020 2020 0.830.83 비교예 3(OMeH)Comparative Example 3 (OMe H ) 2323 2323 0.960.96 비교예 4(HH)Comparative Example 4 (H H ) 77 77 0.290.29 비교예 5(HMe)Comparative Example 5 (H Me ) 55 55 0.210.21

(* 전환율: 24시간 후 반응 혼합물 분취액의 1H NMR 분광법에 의해 전환을 결정. 턴오버수(turnover number, TON) = (1a의 소비된 몰수)/(촉매의 소비된 몰수). 턴오버주파수(turnover frequency) = TONh-1.) (* Conversion: Determine conversion by 1 H NMR spectroscopy of an aliquot of the reaction mixture after 24 hours. Turnover number (TON) = (moles consumed in 1a)/(moles consumed in catalyst). turnover frequency (turnover frequency) = TONh -1 .)

표 1에 나타낸 바와 같이, 1a는 중합된 부산물 없이 높은 선택성(> 99%)으로 2a로 쉽게 전환되었다. 실시예 1-6 및 비교예 1-5에서 합성된 알루미늄 착물(또는 촉매)은 주변 조건 하에서 2a의 합성을 위한 다양한 촉매 활성을 나타내었다. 그 중에서도, 실시예 1의 촉매(PyrH)는 24시간 후에 1 atm의 이산화탄소 및 25℃의 온도에서 1a를 2a로 거의 완전히 전환시켰다. (nBu)4NBr의 존재 하에 실시예 1의 촉매는 턴오버수(TON) 99 및 턴오버주파수(TOF) 4.1 h-1로 가장 높은 활성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 같은 조건에서 질소에 수소 원자 대신 입체 장애 메틸기를 함유 한 실시예 2의 촉매(PyrMe)는 실시예 1의 촉매보다 턴오버수(TON) 90, 턴오버주파수(TOF) 3.8 h-1의 낮은 값을 나타내었다. 실시예 3의 촉매(FurH)와 실시예 4의 촉매(FurMe) 및 실시예 5의 촉매(ThioH)와 실시예 6의 촉매(ThioMe) 사이에서도 유사한 경향이 관찰되었다.As shown in Table 1, 1a was readily converted to 2a with high selectivity (>99%) without polymerized by-products. The aluminum complexes (or catalysts) synthesized in Examples 1-6 and Comparative Examples 1-5 showed various catalytic activities for the synthesis of 2a under ambient conditions. Among them, the catalyst of Example 1 (Pyr H ) almost completely converted 1a to 2a at 1 atm of carbon dioxide and 25° C. after 24 hours. ( n Bu) It was confirmed that the catalyst of Example 1 in the presence of 4 NBr exhibits the highest activity with a turnover number (TON) of 99 and a turnover frequency (TOF) of 4.1 h -1. The catalyst of Example 2 (Pyr Me ) containing a sterically hindered methyl group instead of a hydrogen atom in nitrogen under the same conditions was lower than the catalyst of Example 1 with a turnover number (TON) of 90 and a turnover frequency (TOF) of 3.8 h -1 values are shown. A similar trend was observed between the catalyst of Example 3 (Fur H ) and the catalyst of Example 4 (Fur Me ) and the catalyst of Example 5 (Thio H ) and the catalyst of Example 6 (Thio Me ).

특히, 실시예 1의 촉매는 디메틸아미노기가 있는 비교예 1의 촉매(NMe2H)보다 활성이 3.2 배 높고, 메톡시기가 있는 비교예 3의 촉매(OMeH)보다 활성이 4.3 배 높고, 질소 치환체가 없는 비교예 10의 촉매(HH)보다 활성이 14.1 배 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1의 촉매는 비교예 2의 촉매(NMe2Me)보다 활성이 4.9 배 더 높고, 비교예 6의 촉매(HMe)보다 활성이 19.8 배 더 높은 것을 확인할 수 있었다.In particular, the catalyst of Example 1 has 3.2 times higher activity than the catalyst of Comparative Example 1 (NMe2 H ) having a dimethylamino group, and 4.3 times higher than the catalyst of Comparative Example 3 (OMe H ) having a methoxy group, and a nitrogen substituent It was confirmed that the activity was 14.1 times higher than that of the catalyst (H H ) of Comparative Example 10 without In addition, it was confirmed that the catalyst of Example 1 had 4.9 times higher activity than the catalyst of Comparative Example 2 (NMe2 Me ), and 19.8 times higher than the catalyst of Comparative Example 6 (H Me ).

또한, 1 mol% 조촉매 및 1 mol% 실시예 1의 촉매를 사용하여 24시간 동안 용매 없이 25℃ 및 1 bar 이산화탄소에서 스티렌 옥사이드 (1a) 및 이산화탄소로부터 스티렌 카보네이트 (2a)의 합성을 수행하였으며, 각 반응을 1H NMR 분광법에 의해 분석하여 1a의 2a로의 전환을 결정하였고, 하기 표 2에 전환율, 턴오버수 (TON), 턴오버주파수 (TOF)를 나타내었다.In addition, the synthesis of styrene oxide (1a) and styrene carbonate (2a) from carbon dioxide was performed at 25° C. and 1 bar carbon dioxide without a solvent for 24 hours using 1 mol% cocatalyst and 1 mol% catalyst of Example 1, Each reaction was analyzed by 1 H NMR spectroscopy to determine the conversion of 1a to 2a, and the conversion rate, turnover number (TON), and turnover frequency (TOF) are shown in Table 2 below.

구체적으로, 스티렌 옥사이드 (10 mmol), 실시예 1 촉매 (0.1 mmol) 및 (nBu)4NBr 등의 조촉매 (0.1 mmol)를 글로브 박스에 자기 교반 막대를 포함하는 20 mL 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 약 2 L의 이산화탄소를 함유하는 고무 풍선을 플라스크에 연결한 후, 반응 용기를 파라필름으로 잘 밀봉 하였다. 반응 용기를 25℃에서 24시간 동안 교반하였다. 원하는 시간에 도달하면, 반응 혼합물의 분취량을 NMR 셀로 옮기고, 스티렌 옥사이드의 스티렌 카보네이트로의 전환을 1H NMR 분광법에 의해 결정하였다.Specifically, styrene oxide (10 mmol), Example 1 catalyst (0.1 mmol) and a cocatalyst (0.1 mmol) such as (n Bu)4NBr were charged into a 20 mL round bottom flask containing a magnetic stir bar in a glove box. After connecting a rubber balloon containing about 2 L of carbon dioxide to the flask, the reaction vessel was well sealed with parafilm. The reaction vessel was stirred at 25° C. for 24 hours. When the desired time was reached, an aliquot of the reaction mixture was transferred to an NMR cell and the conversion of styrene oxide to styrene carbonate was determined by 1 H NMR spectroscopy.

조촉매cocatalyst 전환율 (%)Conversion rate (%) TONTON TOF (h-1)TOF (h -1 ) (n-Bu)4NCl( n- Bu) 4 NCl 1818 1818 0.750.75 (n-Bu)4NBr( n- Bu) 4 NBr 9999 9999 4.14.1 (n-Bu)4NI( n -Bu) 4 NI 7777 7777 3.23.2 (n-Bu)4PBr( n- Bu) 4 PBr 3434 3434 1.41.4 PPNClPPNCl 2323 2323 0.960.96 PPNBrPPNBr 2525 2525 1.01.0

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 조촉매의 종류에 따라 활성이 변하는 것을 확인할 수 있었으며, (n-Bu)4NBr을 조촉매로서 사용하는 경우 우수한 촉매 활성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 2, it was confirmed that the activity was changed according to the type of cocatalyst, and it was confirmed that excellent catalytic activity was exhibited when (n- Bu)4NBr was used as a cocatalyst.

나아가, 실시예 1의 촉매 및 조촉매로서 (nBu)4NBr을 적용한 최고의 촉매 시스템으로 25℃에서 스티렌 옥사이드 (1a)와 1 bar 이산화탄소의 커플링 반응에서 촉매 로딩을 감소시킬 수 있음을 확인하였다.Furthermore, it was confirmed that the catalyst loading of styrene oxide (1a) and 1 bar carbon dioxide at 25° C. can be reduced in the coupling reaction of styrene oxide (1a) with 1 bar carbon dioxide at 25° C. with the best catalyst system using (n Bu) 4 NBr as the catalyst and co-catalyst of Example 1.

구체적으로, 스티렌 옥사이드 (10 mmol), 실시예 1의 촉매 (0-0.1 mmol) 및 (nBu)4NBr 등의 조촉매 (0-0.1 mmol)를 글로브 박스에 자기 교반 막대를 포함하는 20 mL 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 약 2 L의 이산화탄소를 함유하는 고무 풍선을 플라스크에 연결한 후, 반응 용기를 파라필름으로 잘 밀봉 하였다. 반응 용기를 25℃에서 24시간 동안 교반하였다. 원하는 시간에 도달하면, 반응 혼합물의 분취량을 NMR 셀로 옮기고, 스티렌 옥사이드의 스티렌 카보네이트로의 전환을 1H NMR 분광법에 의해 결정하였고, 하기 표 3에 전환율, 턴오버수 (TON), 턴오버주파수 (TOF)를 나타내었다.Specifically, styrene oxide (10 mmol), the catalyst of Example 1 ( 0-0.1 mmol), and a cocatalyst (0-0.1 mmol) such as (n Bu) 4 NBr were mixed in a glove box with a 20 mL round bowl containing a magnetic stir bar. The bottom flask was filled. After connecting a rubber balloon containing about 2 L of carbon dioxide to the flask, the reaction vessel was well sealed with parafilm. The reaction vessel was stirred at 25° C. for 24 hours. When the desired time was reached, an aliquot of the reaction mixture was transferred to an NMR cell and the conversion of styrene oxide to styrene carbonate was determined by 1 H NMR spectroscopy, and Table 3 below shows conversion, turnover number (TON), and turnover frequency. (TOF) is shown.

촉매량 (mol%)Catalytic amount (mol%) 조촉매량 (mol%)Amount of cocatalyst (mol%) 전환율 (%)Conversion rate (%) TON TON TOF (h-1)TOF (h -1 ) 1.01.0 00 1515 1515 0.630.63 00 1.01.0 77 77 0.290.29 1.01.0 1.01.0 9999 9999 4.14.1 1.01.0 0.50.5 4242 4242 1.81.8 0.50.5 0.50.5 3131 6262 2.62.6 0.50.5 1.01.0 4848 9696 4.04.0 0.10.1 0.10.1 88 8080 3.33.3 0.050.05 0.050.05 44 8080 3.33.3

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 촉매와 조촉매를 동시에 사용함으로써 매우 높은 시너지 효과가 발현되는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 촉매와 조촉매의 비율을 1:1로 유지하면서 촉매의 로딩을 감소시키는 경우(1.0 mol%에서 0.5 mol%, 0.1 mol% 또는 0.05 mol%로 감소), 스티렌 카보네이트의 수율은 99%에서 각각 31%, 8% 및 4%로 점차 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 촉매와 조촉매의 비율을 2:1로 수행한 경우 42%의 전환율을 확인할 수 있었으며, 촉매와 조촉매의 비율을 1:2로 수행한 경우 48%의 전환율을 확인할 수 있었다. 에폭사이드를 25℃ 및 1 bar 이산화탄소에서 24시간 동안 스크리닝할 때 바람직하게는 1 mol%의 실시예 1의 촉매 및 1 mol%의 (nBu)4NBr을 사용할 수 있다.As shown in Table 3, it was confirmed that a very high synergistic effect was expressed by using the catalyst and the cocatalyst at the same time. On the other hand, when the loading of the catalyst is reduced while maintaining the ratio of the catalyst and the cocatalyst to 1:1 (from 1.0 mol% to 0.5 mol%, 0.1 mol% or 0.05 mol%), the yield of styrene carbonate is 99% It was confirmed that they gradually decreased to 31%, 8%, and 4%, respectively. In addition, when the ratio of the catalyst to the cocatalyst was 2:1, a conversion rate of 42% was confirmed, and when the ratio of the catalyst and the cocatalyst was performed at 1:2, a conversion rate of 48% was confirmed. Preferably, 1 mol % of the catalyst of Example 1 and 1 mol % of ( n Bu) 4 NBr can be used when the epoxide is screened at 25° C. and 1 bar carbon dioxide for 24 hours.

또한, 1 mol% 조촉매 및 1 mol% 실시예 1의 촉매를 사용하여 24시간 동안 용매 없이 25℃ 및 1 bar 이산화탄소에서 에폭사이드 (1a-1n) 및 이산화탄소로부터 고리화된 카보네이트 (2a-2n)의 합성을 수행하였으며, 각 반응을 1H NMR 분광법에 의해 분석하여 에폭사이드의 고리화된 카보네이트로의 전환을 결정하였고, 하기 표 4에 전환율, 수율, 턴오버수 (TON), 턴오버주파수 (TOF)를 나타내었다.In addition, epoxides (1a-1n) and carbonates cyclized from carbon dioxide (2a-2n) at 25° C. and 1 bar carbon dioxide without solvent for 24 hours using 1 mol% cocatalyst and 1 mol% catalyst of Example 1 was performed, and each reaction was analyzed by 1 H NMR spectroscopy to determine the conversion of the epoxide to the cyclized carbonate, and the conversion rate, yield, turnover number (TON), turnover frequency ( TOF) was shown.

구체적으로, 에폭사이드 (10 mmol), 실시예 1 촉매 (0.1 mmol) 및 (nBu)4NBr (0.1 mmol)를 글로브 박스에 자기 교반 막대를 포함하는 20 mL 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 약 2 L의 이산화탄소를 함유하는 고무 풍선을 플라스크에 연결한 후, 반응 용기를 파라필름으로 잘 밀봉 하였다. 반응 용기를 25℃에서 24시간 동안 교반하였다. 원하는 시간에 도달하면, 반응 혼합물의 분취량을 NMR 셀로 옮기고, 에폭사이드의 고리화된 카보네이트로의 전환을 1H NMR 분광법에 의해 결정하였다.Specifically, epoxide (10 mmol), Example 1 catalyst (0.1 mmol) and ( n Bu) 4 NBr (0.1 mmol) were charged to a 20 mL round bottom flask containing a magnetic stir bar in a glove box. After connecting a rubber balloon containing about 2 L of carbon dioxide to the flask, the reaction vessel was well sealed with parafilm. The reaction vessel was stirred at 25° C. for 24 hours. When the desired time was reached, an aliquot of the reaction mixture was transferred to an NMR cell and the conversion of the epoxide to the cyclized carbonate was determined by 1 H NMR spectroscopy.

에폭사이드 종류Epoxide type 전환율 (%)Conversion rate (%) 수율 (%)Yield (%) TONTON TOF (h-1)TOF (h -1 ) 1a1a 9999 9797 9999 4.14.1 1b1b 9999 9393 9999 4.14.1 1c1c 9999 9999 9999 4.14.1 1d1d 9999 9898 9999 4.14.1 1e1e 6767 6565 6767 2.82.8 1f1f 5656 5353 5656 2.32.3 1g1 g 9898 9595 9898 4.14.1 1h1h 9494 9292 9494 3.93.9 1i1i 9494 9090 9494 3.93.9 1j1j 9999 9898 9999 8.38.3 1k1k 9999 9797 9999 8.38.3 1l1l 9999 9696 9999 4.14.1 1m1m 9999 9797 9999 4.14.1 1n1n 9595 9191 9595 4.04.0

(styrene oxide (1a), propylene oxide (1b), 1,2-epoxybutane (1c), 1,2-epoxyhexane (1d), 1,2-epoxydecane (1e), 1,2-epoxydodecane (1f), 1,2-epoxy-3-methoxypropane (1g), 1,2-epoxy-3-phenoxypropane (1h), tert-butyl glycidyl ether (1i), epichlorohydrin (1j), epibromohydrin (1k), 2-(4-fluorophenyl)oxirane (1l), 2-(4-chlorophenyl)oxirane (1m), and 2-(4-bromophenyl)oxirane (1n).)(styrene oxide (1a), propylene oxide (1b), 1,2-epoxybutane (1c), 1,2-epoxyhexane (1d), 1,2-epoxydecane (1e), 1,2-epoxydodecane (1f), 1 ,2-epoxy-3-methoxypropane (1g), 1,2-epoxy-3-phenoxypropane (1h), tert-butyl glycidyl ether (1i), epichlorohydrin (1j), epibromohydrin (1k), 2-(4-fluorophenyl )oxirane (1l), 2-(4-chlorophenyl)oxirane (1m), and 2-(4-bromophenyl)oxirane (1n).)

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 에폭사이드 1e 및 1f를 제외한 모든 경우에, 이들 에폭사이드에 상응하는 고리화된 카보네이트로의 우수한 수율(> 90% isolated product) 및 전환율 (> 94%)을 확인할 수 있다. 에폭사이드 1a-1d는 24시간 내에 완전한 전환을 나타내었고, 이는 에폭사이드상의 치환기로부터의 사슬 길이 및 입체 장애가 촉매 활성에 영향을 미치지 않았다는 것을 나타낸다. 한편, 에폭사이드상의 긴 직쇄형 옥틸 (1e) 및 데실 치환기 (1f)는 전환율을 감소시켰으나, 여전히 높은 활성을 나타내었다. 에폭사이드상의 치환기에서 이종 원자의 존재 및 치환기로부터의 입체 장애는 에폭사이드의 헤테로 원자가 알루미늄 중심에 결합할 수 있기 때문에 약간의 활성 감소를 초래할 수 있다. 예상한 바와 같이, 매우 반응성이 높은 에피클로로히드린(epichlorohydrin, 1j) 및 에피브로모히드린(epibromohydrin, 1k)은 12시간 내에 완전히 전환되었다. 또한, 할로겐 및 방향족 할로겐을 함유하는 다른 에폭사이드(1j-1n)는 우수한 반응성을 나타냈다.As shown in Table 4 above, in all cases except for epoxides 1e and 1f, excellent yields (> 90% isolated product) and conversions (> 94%) to cyclized carbonates corresponding to these epoxides can be confirmed. have. Epoxides 1a-1d showed complete conversion within 24 hours, indicating that chain length and steric hindrance from the substituents on the epoxide did not affect the catalytic activity. On the other hand, long straight-chain octyl (1e) and decyl substituents (1f) on the epoxide reduced the conversion, but still showed high activity. The presence of heteroatoms in the substituents on the epoxide and steric hindrance from the substituents can result in a slight decrease in activity because the heteroatoms of the epoxide can bond to the aluminum center. As expected, the highly reactive epichlorohydrin (1j) and epibromohydrin (1k) were completely converted within 12 hours. In addition, other epoxides containing halogen and aromatic halogen (1j-1n) showed excellent reactivity.

나아가, 시스-사이클로펜텐 옥사이드(cis-cyclopentene oxide, 1o), 시스-3,4-에폭시테트라하이드로푸란(cis-3,4-epoxytetrahydrofuran, 1p), 시스-사이클로헥센 옥사이드(cis-cyclohexene oxide, 1q), 시스-사이클로옥텐 옥사이드(cis-cyclooctene oxide, 1r), 트랜스-2,3-부틸렌 옥사이드(trans-2,3-butylene oxide, 1s) 및 트랜스-스틸벤 옥사이드(trans-stilbene oxide, 1t)와 같은 에폭사이드를 사용하여 고리화된 카보네이트의 합성을 확인하였다. 이러한 반응으로 생성된 고리화된 카보네이트, 전환율(Conversion), 수율(Yield), 선택도(Selectivity), 턴오버수(TON), 턴오버주파수(TOF)는 하기 반응식 3에 나타내었다.Further, cis-cyclopentene oxide (cis-cyclopentene oxide, 1o), cis-3,4-epoxytetrahydrofuran (cis-3,4-epoxytetrahydrofuran, 1p), cis-cyclohexene oxide (cis-cyclohexene oxide, 1q) ), cis-cyclooctene oxide (1r), trans-2,3-butylene oxide (1s) and trans-stilbene oxide (1t) ) was confirmed by using the same epoxide as the synthesis of cyclized carbonate. The cyclized carbonate produced by this reaction, conversion, yield, selectivity, turnover number (TON), and turnover frequency (TOF) are shown in Scheme 3 below.

<반응식 3><Scheme 3>

Figure 112019102675533-pat00027
Figure 112019102675533-pat00027

커플링 반응은 1.0 mol% 실시예 1의 촉매(PyrH)/(nBu)4NBr을 사용하여 75℃ 및 1 bar의 이산화탄소에서 36시간에 걸쳐 수행되었다. 상기 에폭사이드(1o-1t)는 모두 중합체성 부산물이 없이 상응하는 고리화된 카보네이트(2o-2t)로 전환되었다(선택성 >99%). 5원 고리를 갖는 에폭사이드 1o는 헤테로 고리를 갖는 에폭사이드 1p 및 6원 고리를 갖는 에폭사이드 1q보다 반응성이 더 높았다. 한편, 8원 고리를 갖는 에폭사이드 1r은 어떠한 촉매 활성도 나타내지 않았다. 또 한편, 메틸(1s)에서 페닐(1t)로의 치환기의 입체 장애로 인해 활성이 급격히 감소하였다. 모든 에폭사이드에 대한 입체 화학 구조에 대해 관찰하였으며, 예상한 바와 같이, 1,2-이치환된 에폭사이드로부터 수득된 고리화된 카보네이트는 2 개의 연속 SN2 반응에서 배위 보존을 나타내었다. 이는 반응 동안 에폭사이드의 탄소 원자에서 2 개의 입체 화학적 역전이 발생한다는 것을 의미한다. 따라서, 조촉매로서 (nBu)4NBr의 존재 하에 실시예 1의 촉매(PyrH)를 사용함으로써 에폭사이드 및 이산화탄소로부터의 고리화된 카보네이트의 합성을 위한 메커니즘을 하기 반응식 5에 나타내었다. 이 메커니즘은 다른 촉매 시스템을 사용하여 고리화된 카보네이트의 합성을 위해 이전에 제안된 것과 유사하다.The coupling reaction was carried out over 36 hours at 75° C. and 1 bar of carbon dioxide using 1.0 mol% of the catalyst of Example 1 (Pyr H )/( n Bu) 4 NBr. All of the epoxides (1o-1t) were converted to the corresponding cyclized carbonate (2o-2t) without polymeric by-products (selectivity >99%). Epoxide 1o with 5-membered ring was more reactive than epoxide 1p with hetero ring and epoxide 1q with 6-membered ring. On the other hand, epoxide 1r having an 8-membered ring did not show any catalytic activity. On the other hand, the activity was rapidly decreased due to the steric hindrance of the substituent from methyl (1s) to phenyl (1t). The stereochemical structures for all epoxides were observed and, as expected, the cyclized carbonate obtained from the 1,2-disubstituted epoxide exhibited conservation of coordination in two successive S N 2 reactions. This means that during the reaction two stereochemical inversions occur at the carbon atom of the epoxide. Therefore, the mechanism for the synthesis of cyclized carbonates from epoxides and carbon dioxide by using the catalyst of Example 1 (Pyr H ) in the presence of ( n Bu) 4 NBr as a co-catalyst is shown in Scheme 5 below. This mechanism is similar to that previously proposed for the synthesis of cyclized carbonates using other catalyst systems.

<반응식 5><Scheme 5>

Figure 112019102675533-pat00028
Figure 112019102675533-pat00028

상기 반응식 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 촉매는 중간체 Ⅰ가 된다. 이어서 에폭사이드는 중간체 I의 알루미늄 원자에 부착되고 결과적으로 착물 Ⅱ는 조촉매의 브로마이드 음이온에 의해 활성화된다. 에폭사이드의 친핵성 개환은 카르보네이토 종 Ⅲ을 제공하며, 이는 이산화탄소의 삽입에 의해 배위된 알루미늄 착물 Ⅵ로 전환된다. 최종적으로, 최종 생성물로서 고리화된 카보네이트 및 재생된 중간체 Ⅰ이 생성된다. 스티렌 옥사이드가 있거나 없는 실시예 1의 촉매(PyrH)의 1H NMR 스펙트럼은 중간체 Ⅰ의 존재를 분명히 확인시켜 준다. 실시예 1의 촉매의 Al-Me 신호의 δ = 0.934 ppm에서 δ = 0.917 ppm으로 명백한 다운필드 쉬프트가 관찰되었으며, 이는 에폭사이드가 알루미늄 금속 중심에 결합하여 중간체 Ⅰ를 생성한다는 것을 나타낸다.As shown in Scheme 5, the catalyst of Example 1 is Intermediate I. The epoxide is then attached to the aluminum atom of intermediate I and consequently complex II is activated by the bromide anion of the promoter. Nucleophilic ring opening of the epoxide gives carbonato species III, which is converted to coordinated aluminum complex VI by insertion of carbon dioxide. Finally, cyclized carbonate and regenerated intermediate I are produced as final products. The 1 H NMR spectrum of the catalyst of Example 1 (Pyr H ) with and without styrene oxide clearly confirms the presence of Intermediate I. A clear downfield shift was observed from δ = 0.934 ppm to δ = 0.917 ppm of the Al-Me signal of the catalyst of Example 1, indicating that the epoxide binds to the aluminum metal center to produce intermediate I.

이와 같이, 본 발명에서는 주변 온도 및 이산화탄소 압력 하에서 에폭사이드와 이산화탄소의 커플링 반응에 의해 고리화된 카보네이트 생성에 효과적인 알루미늄 촉매를 개발하였다.As such, in the present invention, an aluminum catalyst effective for producing cyclized carbonate by the coupling reaction of epoxide and carbon dioxide under ambient temperature and carbon dioxide pressure was developed.

Claims (11)

하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 1종 이상의 화합물을 포함하는 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시켜 고리화된 카보네이트를 제조하기 위한 촉매:
<화학식 1>
Figure 112021023447029-pat00029

<화학식 2>
Figure 112021023447029-pat00030

(상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 내지 R5은 각각 독립적으로 수소(H) 또는 C1 내지 C10의 알킬기이고,
Ar1은 N을 포함하는 5원 또는 6원의 헤테로아릴기이고,
n은 0 내지 2이다).
Catalyst for preparing a cyclized carbonate by reacting carbon dioxide with an epoxide comprising at least one compound of the compound represented by the following formula (1) and the compound represented by the formula (2):
<Formula 1>
Figure 112021023447029-pat00029

<Formula 2>
Figure 112021023447029-pat00030

(In Formula 1 and Formula 2,
R 1 to R 5 are each independently hydrogen (H) or a C 1 to C 10 alkyl group,
Ar 1 is a 5- or 6-membered heteroaryl group including N,
n is 0 to 2).
제1항에 있어서,
상기 R1 내지 R5은 각각 독립적으로 수소(H) 또는 C1 내지 C4의 알킬기인 촉매.
According to claim 1,
The R 1 To R 5 are each independently hydrogen (H) or a C 1 To C 4 Alkyl group of the catalyst.
삭제delete 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 화학식 2로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 촉매의 존재 하에서 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시키는 단계를 포함하는 고리화된 카보네이트의 제조방법:
<화학식 1>
Figure 112021023447029-pat00031

<화학식 2>
Figure 112021023447029-pat00032

(상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 내지 R5은 각각 독립적으로 수소(H) 또는 C1 내지 C10의 알킬기이고,
Ar1은 N을 포함하는 5원 또는 6원의 헤테로아릴기이고,
n은 0 내지 2이다).
A method for preparing a cyclized carbonate comprising reacting an epoxide with carbon dioxide in the presence of a catalyst comprising at least one of a compound represented by the following formula (1) and a compound represented by the formula (2):
<Formula 1>
Figure 112021023447029-pat00031

<Formula 2>
Figure 112021023447029-pat00032

(In Formula 1 and Formula 2,
R 1 to R 5 are each independently hydrogen (H) or a C 1 to C 10 alkyl group,
Ar 1 is a 5- or 6-membered heteroaryl group including N,
n is 0 to 2).
제4항에 있어서,
상기 에폭사이드는 하기 화학식 3로 표시되는 화합물인 고리화된 카보네이트의 제조방법.
<화학식 3>
Figure 112019102675533-pat00033

(상기 화학식 3에서,
R1 내지 R4는 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 6 내지 20의 아릴, 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴, 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬, 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시, 탄소수 6 내지 20의 알콕시아릴, 탄소수 3 내지 20의 헤테로사이클로알킬, 탄소수 6 내지 20의 헤테로아릴, 또는 탄소수 1 내지 20의 실릴 에테르이고,
R2 및 R3는 서로 연결되어 R2 및 R3가 연결된 탄소와 함께 탄소수 3 내지 7의 사이클로알킬 또는 헤테로사이클로알킬이고, 헤테로사이클로알킬은 N, O 또는 S를 포함한다).
5. The method of claim 4,
The epoxide is a method for preparing a cyclized carbonate, which is a compound represented by the following Chemical Formula 3.
<Formula 3>
Figure 112019102675533-pat00033

(In Formula 3,
R 1 to R 4 are hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, aryl having 6 to 20 carbons, alkylaryl having 7 to 20 carbons, arylalkyl having 7 to 20 carbons, aryloxy having 6 to 20 carbons, aryloxy having 6 to 20 carbons of alkoxyaryl, heterocycloalkyl having 3 to 20 carbon atoms, heteroaryl having 6 to 20 carbon atoms, or silyl ether having 1 to 20 carbon atoms,
R 2 and R 3 are connected to each other and together with the carbon to which R 2 and R 3 are connected are cycloalkyl or heterocycloalkyl having 3 to 7 carbon atoms, and heterocycloalkyl includes N, O or S).
제4항에 있어서,
상기 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시키는 단계는 조촉매를 추가적으로 포함하여 수행되는 고리화된 카보네이트의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The step of reacting the epoxide with carbon dioxide is a method for producing a cyclized carbonate that is performed by additionally comprising a cocatalyst.
제6항에 있어서,
상기 조촉매는 테트라부틸암모늄 브로마이드(Tetrabutylammonium bromide, (nBu)4NBr), 테트라부틸암모늄 클로라이드(Tetrabutylammonium chloride, (nBu)4NCl), 테트라부틸암모늄 아이오다이드(Tetrabutylammonium iodide, (nBu)4NI), 테트라부틸포스포늄 브로마이드(Tetrabutylphosphonium bromide, (nBu)4PBr), 비스(트리페닐포스포르아닐리딘) 암모늄 클로라이드(bis(triphenylphosphoranylidene) ammonium chloride, PPNCl) 및 비스(트리페닐포스포르아닐리딘) 암모늄 브로마이드(bis(triphenylphosphoranylidene) ammonium bromide, PPNBr)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 고리화된 카보네이트의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The promoter is tetrabutylammonium bromide (Tetrabutylammonium bromide, ( n Bu) 4 NBr), tetrabutylammonium chloride (Tetrabutylammonium chloride, ( n Bu) 4 NCl), tetrabutylammonium iodide (Tetrabutylammonium iodide, ( n Bu) 4 NI), Tetrabutylphosphonium bromide (( n Bu) 4 PBr), bis(triphenylphosphoranylidene) ammonium chloride (PPNCl) and bis(triphenylphosphoranyl) Ridine) ammonium bromide (bis (triphenylphosphoranylidene) ammonium bromide, PPNBr) method for producing at least one cyclized carbonate selected from the group consisting of.
제4항에 있어서,
상기 촉매는 상기 에폭사이드 화합물에 대하여 0.1 몰% 내지 2.0 몰% 투입되는 고리화된 카보네이트의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The catalyst is 0.1 mol% to 2.0 mol% of the epoxide compound is a method for producing a cyclized carbonate input.
제6항에 있어서,
상기 촉매는 상기 에폭사이드 화합물에 대하여 0.1 몰% 내지 2.0 몰% 투입되고, 상기 조촉매는 상기 에폭사이드 화합물에 대하여 0.1 몰% 내지 2.0 몰% 투입되는 고리화된 카보네이트의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The catalyst is added in 0.1 mol% to 2.0 mol% based on the epoxide compound, and the cocatalyst is added in 0.1 mol% to 2.0 mol% based on the epoxide compound.
제4항에 있어서,
상기 에폭사이드와 이산화탄소를 반응시키는 단계는 1 bar 내지 20 bar의 압력 조건 하 15℃ 내지 200℃의 온도범위에서 수행되는 고리화된 카보네이트의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The step of reacting the epoxide with carbon dioxide is a method for producing a cyclized carbonate that is carried out in a temperature range of 15 °C to 200 °C under a pressure condition of 1 bar to 20 bar.
제4항에 있어서,
상기 고리화된 카보네이트는 하기 화학식 4로 표시되는 것인 고리화된 카보네이트의 제조방법:
<화학식 4>
Figure 112019102675533-pat00034

(상기 화학식 4에서,
R1 내지 R4는 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬, 탄소수 6 내지 20의 아릴, 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴, 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬, 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시, 탄소수 6 내지 20의 알콕시아릴, 탄소수 3 내지 20의 헤테로사이클로알킬, 탄소수 6 내지 20의 헤테로아릴, 또는 탄소수 1 내지 20의 실릴 에테르이고,
R2 및 R3는 서로 연결되어 R2 및 R3가 연결된 탄소와 함께 탄소수 3 내지 7의 사이클로알킬 또는 헤테로사이클로알킬이고, 헤테로사이클로알킬은 N, O 또는 S를 포함한다).
5. The method of claim 4,
The cyclized carbonate is a method for producing a cyclized carbonate represented by the following formula 4:
<Formula 4>
Figure 112019102675533-pat00034

(In Formula 4,
R 1 to R 4 are hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, aryl having 6 to 20 carbons, alkylaryl having 7 to 20 carbons, arylalkyl having 7 to 20 carbons, aryloxy having 6 to 20 carbons, aryloxy having 6 to 20 carbons of alkoxyaryl, heterocycloalkyl having 3 to 20 carbon atoms, heteroaryl having 6 to 20 carbon atoms, or silyl ether having 1 to 20 carbon atoms,
R 2 and R 3 are connected to each other and together with the carbon to which R 2 and R 3 are connected are cycloalkyl or heterocycloalkyl having 3 to 7 carbon atoms, and heterocycloalkyl includes N, O or S).
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